特許 6971817 レンズ装置および撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971817

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】レンズ装置および撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/04 20210101AFI20211111BHJP

   G02B 7/08 20210101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/04 D

   G02B7/04 Z

   G02B7/08 Z

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-234503(P2017-234503)

(22)【出願日】2017年12月6日

(65)【公開番号】特開2019-101325(P2019-101325A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2020年11月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 邦彦

【審査官】 藏田 敦之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１７８６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１３０７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−００９９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０１４２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２６７８３１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／０２ − ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ズーム操作のための操作部材と、
物体側から像側へ順に、前記操作部材の操作に応じて移動する第１レンズ群、第２レンズ群、および、第３レンズ群と、
前記操作部材と機械的に連動し、前記操作部材の操作に応じて前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、および、前記第３レンズ群を駆動するズーム駆動枠と、
フォーカス調整のために前記ズーム駆動枠に対して前記第２レンズ群を電動で駆動するフォーカスレンズ保持枠と、を有し、
前記ズーム駆動枠に対する前記フォーカスレンズ保持枠の位置は、前記第２レンズ群の無限から至近までの移動量が最小となる焦点距離の場合と、前記第２レンズ群の無限から至近までの移動量が最大となる焦点距離の場合とにおいて、前記ズーム駆動枠に対する前記フォーカスレンズ保持枠の移動可能範囲のうち至近側から１０％の範囲内にある
ことを特徴とするレンズ装置。

【請求項2】

前記ズーム駆動枠に対する前記フォーカスレンズ保持枠の前記位置は、前記第２レンズ群の無限から至近までの移動量が最小となる前記焦点距離の場合と、前記第２レンズ群の無限から至近までの移動量が最大となる前記焦点距離の場合とにおいて同一である
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。

【請求項3】

前記ズーム駆動枠に対する前記フォーカスレンズ保持枠の前記移動可能範囲は、前記ズーム駆動枠の無限側のメカ端から至近側のメカ端までの距離である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ装置。

【請求項4】

前記第２レンズ群の無限から至近までの前記移動量が最小となる前記焦点距離は広角端における焦点距離であり、
前記第２レンズ群の無限から至近までの前記移動量が最大となる前記焦点距離は望遠端における焦点距離である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置。

【請求項5】

前記第１レンズ群および前記第３レンズ群のそれぞれの広角端から望遠端までの移動量は、前記ズーム駆動枠の広角端から望遠端までの移動量よりも大きい
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ装置。

【請求項6】

前記操作部材は、手動または外部アクチュエータにより操作可能である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。

【請求項7】

前記第２レンズ群は、フォーカスレンズ群である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置。

【請求項8】

前記ズーム駆動枠は、全ての焦点距離領域で同一の被写体距離になるように設定された場合に対して、フォーカス調整のために必要な駆動速度の最大値が小さくなるように設定されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ装置。

【請求項9】

前記ズーム駆動枠は、全ての焦点距離領域で同一の被写体距離になるように設定された場合に対して、前記操作部材の操作量に対する前記ズーム駆動枠の移動量の微分値の絶対値が小さくなるように設定されている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ装置。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか１項に記載のレンズ装置と、
前記レンズ装置を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子を保持するカメラ本体と、を有する
ことを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズ装置および撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、フォーカス群（第２群）のカムの位置をズーミングにより変更することが可能な構成が開示されている。特許文献２には、バリフォーカルレンズに関し、フォーカスカムとズームカムとの交点でカムフォロアを保持して第２群の光軸位置をフォーカシングとズーミングで動かすことが可能な構成が開示されている。特許文献３には、ズーム操作に応じて電動でフォーカスレンズを駆動する、いわゆるコンピューターズーム（ＣＺ）やトラッキング技術と呼ばれる構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第２５９２９９１号公報

【特許文献2】特開平７−１２０６６２号公報

【特許文献3】特開２０００−６６０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示された構成では、メカカムと連動してフォーカスレンズを駆動している。このため、ズーミングに伴うピント移動（ズームピント移動）を抑制する必要があり、フォーカスレンズ群の移動が制約される。具体的には、ズーミングに伴う第２群の動きとフォーカシングによる第２群の動きを両立させるためのカム軌跡が必要となる、または、特許文献２に開示されているようなバリフォーカルレンズとする必要がある。

【0005】

特許文献３の構成では、フォーカスレンズはズーム時にメカ連動せずに電動で移動する。このようなＣＺレンズによれば、ズームピント移動を抑制することができる。しかし、電源をオフした場合にはフォーカスレンズが動かないため、手動ズームと併用した場合、レンズ同士が衝突する可能性がある。このため、フォーカスレンズ群の十分な移動空間や退避構造を設ける必要があり、レンズ装置の巨大化および複雑化を招く。

【0006】

そこで本発明は、ズームピント移動を抑制しつつ、簡易な構成で小型のレンズ装置および撮像装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面としてのレンズ装置は、ズーム操作のための操作部材と、物体側から像側へ順に、前記操作部材の操作に応じて移動する第１レンズ群、第２レンズ群、および、第３レンズ群と、前記操作部材と機械的に連動し、前記操作部材の操作に応じて前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、および、前記第３レンズ群を駆動するズーム駆動枠と、フォーカス調整のために前記ズーム駆動枠に対して前記第２レンズ群を電動で駆動するフォーカスレンズ保持枠とを有し、前記ズーム駆動枠に対する前記フォーカスレンズ保持枠の位置は、前記第２レンズ群の無限から至近までの移動量が最小となる焦点距離の場合と、前記第２レンズ群の無限から至近までの移動量が最大となる焦点距離の場合とにおいて、前記ズーム駆動枠に対する前記フォーカスレンズ保持枠の移動可能範囲のうち至近側から１０％の範囲内にある。

【0008】

本発明の他の側面としての撮像装置は、前記レンズ装置と、前記レンズ装置を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子とを有する。

【0009】

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ズームピント移動を抑制しつつ、簡易な構成で小型のレンズ装置および撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態における撮像装置の断面図である。

【図2】本実施形態におけるレンズ装置の分解斜視図である。

【図3】図２中の領域Ａの分解斜視図である。

【図4】本実施形態におけるカム筒の回転角と各移動枠の移動量との関係を示すグラフである。

【図5】本実施形態において、各被写体距離におけるズーム時の第２レンズ保持枠の第２群調整枠に対する相対移動量（トラッキングカーブ）である。

【図6】本実施形態における第１レンズ群、第２レンズ群、第３Ａレンズ群Ｌ３Ａの間隔の変化量を示すグラフである。

【図7】図６の拡大図である。

【図8】本実施形態における第２群調整枠と第２レンズ保持枠との関係を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0013】

まず、図１乃至図３を参照して、本実施形態におけるレンズ装置および撮像装置について説明する。図１は、光軸Ｏに平行な平面で切断した、撮像装置１０の断面図である。図２は、交換レンズ（レンズ装置）１００の分解斜視図である。図３は、図２中の破線で囲まれた領域Ａの分解斜視図である。ただし理解を容易にするため、図２および図３では、本実施形態の説明に不要な部材を省略している。

【0014】

撮像装置１０は、カメラ本体２００と、カメラ本体２００に着脱可能な交換レンズ１００とを備えて構成される一眼レフカメラシステムである。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、カメラ本体とレンズ装置とが一体的に構成されたデジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置にも適用可能である。本実施形態において、交換レンズ１００は、オートフォーカス（ＡＦ）動作を行うとともに、ユーザの手動操作により直接的にズーム動作を行う機構を有する。ここで、直接的にズーム動作を行う機構とは、ユーザの操作を電気的に変換するのではなく、メカ連動機構により各レンズ群のズーム動作を行う機構である。

【0015】

交換レンズ１００は、光軸Ｏに沿った方向（光軸方向）において、物体側（被写体側）から像側へ順に、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５、および、第６レンズ群Ｌ６の６つのレンズ群から構成される。ここでいう各レンズ群は、ズーミングあるいはフォーカシングに際して隣接するレンズ群間の間隔が変化するように構成されている。言い換えれば、ズーミングあるいはフォーカシングの際に変化するレンズ間の間隔内にレンズ群間の境界線がある。各レンズ群は、１枚のレンズであっても複数のレンズの集合であってもよい。

【0016】

第１レンズ群Ｌ１は、第１レンズ保持枠１０１に保持され、ズーム動作により移動するレンズ群である。第２レンズ群Ｌ２は、第２レンズ保持枠（フォーカスレンズ保持枠）１０２に保持され、ズーム動作およびフォーカス動作により移動するフォーカスレンズ群である。第２レンズ保持枠１０２は、フォーカス調整のために後述の第２群調整枠１２３に対して第２レンズ群Ｌ２を電動で駆動する。第３レンズ群Ｌ３は、第３Ａレンズ群Ｌ３Ａと第３Ｂレンズ群とから構成され、それぞれ第３Ａレンズ保持枠１０３と第３Ｂレンズ保持枠１０４とに保持され、ズーム動作により移動するレンズ群である。第４レンズ群Ｌ４は、光軸Ｏに直交する方向（光軸直交方向）に平行移動することで像振れを補正する防振レンズ群（補正レンズ群）であり、振れ補正ユニット１０５に保持され、ズーム動作により移動するレンズ群である。第５レンズ群Ｌ５は、第５レンズ保持枠１０６に保持され、ズーム動作により移動するレンズ群である。第６レンズ群Ｌ６は、第６レンズ保持枠１０７に保持され、ズーム動作およびフォーカス動作のいずれでも移動しない固定レンズ群である。本実施形態の交換レンズ１００は、第２レンズ群Ｌ２がフォーカスレンズ群である、いわゆる２群インナーフォーカスレンズであり、光学５群ズームに第６レンズ群Ｌ６が追加された変則的な光学６群ズームレンズである。

【0017】

次に、交換レンズ１００の各部品および構成について詳述する。レンズマウント１０８は、カメラ本体２００と交換レンズ１００との接続機能を有する。また、カメラ本体２００と交換レンズ１００は、レンズマウント１０８を介して電気的通信を行う。カメラ本体２００は、撮像素子２０１を有する。撮像素子２０１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどを備え、交換レンズ１００を介して形成された被写体像（光学像）を電気信号に変換する（被写体像の光電変換を行う）光電変換素子である。レンズマウント１０８は、固定筒１０９に対して外装環１１０を介して不図示のビスで固定されている。またレンズマウント１０８は、第６レンズ保持枠１０７を保持している。第６レンズ保持枠１０７は、樹脂部材で構成された弾性変形部を有し、レンズマウント１０８に弾性変形部が係合することにより固定されている。なお本実施形態では、第６レンズ保持枠１０７は弾性変形によりレンズマウント１０８に固定されているが、ネジ結合や接着剤などの他の固定手段を用いて固定してもよい。以下、本実施形態における各種固定手段は、単一の固定手段に限定されるものではなく、必要に応じて変更可能である。

【0018】

固定筒１０９は、レンズマウント１０８とビス止め固定されている。固定筒１０９には、フォーカス操作環１１１、不図示の振れ検出手段である回転検出ジャイロ素子、フォトインタラプタ、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子などを備えたフォーカス操作環１１１の回転検出部が設けられている。外装環１１０は、レンズマウント１０８と固定筒１０９との間に挟み込まれて固定されている。外装環１１０には、不図示の各操作スイッチが設けられている。

【0019】

案内筒１１２は、後述のズーム操作環１１８よりも内側（光軸Ｏ側）に設けられ、固定筒１０９に対して不図示のビスで固定されている。案内筒１１２には、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、および、第３レンズ群Ｌ３をズーム操作時に光軸方向にガイドする第１直進案内溝１１２Ａおよび第２直進案内溝１１２Ｂが形成されている。また案内筒１１２には、後述するサブカム筒１１３を光軸Ｏの周り（光軸周り）に回転させるサブカム回転用のカム溝１１２Ｃが形成されている。また案内筒１１２には、案内筒１１２の外周のカム筒１１４をズーム操作時に光軸方向に回転繰出しさせるカムフォロア１１５がビス止め固定されている。

【0020】

カム筒１１４には、第１レンズ群Ｌ１から第３レンズ群Ｌ３のズーム動作時のそれぞれの軌跡に対応する３種類（計９本）のカム溝が形成されている。カム筒１１４は、カム筒進退用のカム溝とカムフォロア１１５との相互作用により、ズーム操作に応じて回転繰出しされる。

【0021】

第３群ベース筒１１６は、案内筒１１２の第１直進案内溝１１２Ａ、および、カム筒１１４のカム溝に対して、カムフォロア１１６Ｄを介して保持されており、ズーム操作に応じて直進駆動される。第３群ベース筒１１６は、サブカム筒１１３を径嵌合により光軸直交方向に保持しており、サブカム筒１１３に設けられたサブカム回転用のカムフォロア１１７と、係合する第３群ベース筒１１６のサブカム進退用のカム溝１１６Ａとを介して、光軸方向を規定する。また第３群ベース筒１１６には、第３直進案内溝１１６Ｂおよび第４直進案内溝１１６Ｃが形成されている。第３直進案内溝１１６Ｂおよび第４直進案内溝１１６Ｃはそれぞれ、振れ補正ユニット１０５および第５レンズ保持枠１０６をカムフォロアを介して、ズーム操作時に光軸Ｏに対して直進案内する役割を有する。

【0022】

サブカム筒１１３には、第１サブカム溝１１３Ａおよび第２サブカム溝１１３Ｂが形成されている。第１サブカム溝１１３Ａおよび第２サブカム溝１１３Ｂはそれぞれ各直進案内溝との相互作用により、カムフォロアを介して振れ補正ユニット１０５および第５レンズ保持枠１０６をズーム操作時に光軸Ｏに対して直進駆動する。またサブカム筒１１３は、カムフォロア１１７の保持部を備え、カムフォロア１１７およびカム溝１１２Ｃにより、ズーム操作時に光軸周りの回転が可能である。

【0023】

ズーム操作環１１８は、ズーム操作のための操作部材であり、手動または外部アクチュエータにより操作可能である。本実施形態において、ズーム操作環１１８の操作（ズーム操作）に応じて第１レンズ群Ｌ１から第５レンズ群Ｌ５が光軸方向に沿って移動する。ズーム操作環１１８は、ズーム連結環１１９に対して光軸周りに回転自在に保持されている。ズーム操作環１１８には、ズームカム溝１１８Ａおよびズーム検出用カム溝１１８Ｂが形成されている。ズームカム溝１１８Ａは、ズーム操作時に第１直進筒１２０を光軸方向に直進駆動させるためのカム溝である。ズーム検出用カム溝１１８Ｂは、固定筒１０９に固定されたズーム位置検出手段である抵抗式リニアセンサを駆動させるためのカム溝である。ズーム連結環１１９は、案内筒１１２にビス止め固定されており、ズーム操作環１１８の周溝とズーム連結環１１９の係合爪により、光軸方向の位置を固定したまま光軸周りに回転可能に保持されている。

【0024】

第１直進筒１２０には、第２直進案内溝１１２Ｂおよびカム筒１１４のカム溝に係合するカムフォロア１２０Ａ、並びに、ズームカム溝１１８Ａに係合するカムフォロア１２０Ｂが固定されている。ユーザがズーム操作環１１８を回転させると、第２直進案内溝１１２Ｂ、ズームカム溝１１８Ａ、および、カムフォロア１２０Ｂの相互作用により、第１直進筒１２０が直進駆動する。また第１直進筒１２０の直進駆動は、カムフォロア１２０Ａによりカム筒１１４の回転に変換される。

【0025】

以上のとおり、ズーム操作環１１８の回転運動が第１直進筒１２０の直進運動に変換され、第１直進筒１２０の直進運動がカム筒（第２カム筒）１１４の回転運動に変換される。また、カム筒１１４の回転運動が第３群ベース筒１１６の直進運動に変換され、第３群ベース筒１１６とカム溝１１２Ｃとにより、第３群ベース筒１１６の直進運動がサブカム筒１１３の回転運動に変換される。

【0026】

次に、第１レンズ群Ｌ１の動きに関する機構について詳述する。第１レンズ群Ｌ１は、いわゆる２段繰出し機構である。第１レンズ群Ｌ１の１段目の繰出しは、前述した第１直進筒１２０である。第１直進筒１２０には、第１群カム筒１２１が光軸方向における位置は第１直進筒１２０と同一であって光軸周りに回転可能に保持されている。第１群カム筒１２１には、カム筒１１４からの回転を受けてカム筒１１４と同一回転を行うための第５直進案内溝１２１Ａが形成されている。カム筒１１４には、第５直進案内溝１２１Ａに対応する回転伝達用カムフォロア１１４Ｄが固定されている。また第１群カム筒１２１には、第１レンズ群Ｌ１の２段目の繰出し部品である第２直進筒１２２を繰出すためのカム溝１２１Ｂが形成されている。

【0027】

第２直進筒１２２には、第１直進筒１２０の第６直進案内溝１２０Ｃに係合するカムフォロア１２２Ａ、および、カム溝１２１Ｂに係合するカムフォロア１２２Ｂが固定されている。また第２直進筒１２２には、不図示のワッシャーを介して第１レンズ保持枠１０１がビス止め固定されており、使用するワッシャーの厚みに応じて第１レンズ保持枠１０１の光軸Ｏに対する倒れと光軸方向の位置を調整（選択）することが可能である。

【0028】

このように、ズーム操作環１１８の回転力により第１直進筒１２０が繰出し、カム筒１１４の回転が第１直進筒１２０に対して定位置回転する第１群カム筒１２１に伝えられる。これにより、第１直進筒１２０に対して第２直進筒１２２をさらに繰出すことができる。その結果、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、および、第５レンズ群Ｌ５をズーム操作で光軸方向に駆動（移動）させることが可能となる。

【0029】

次に、第２レンズ群Ｌ２の動きに関する機構について詳述する。第２群調整枠（ズーム駆動枠）１２３は、第２直進案内溝１１２Ｂおよびカム筒１１４の第２群駆動用カム溝１１４Ａに対してカムフォロアを介して保持されており、ズーム操作で直進駆動される。第２群調整枠１２３は、ズーム操作環１１８と機械的に連動し、ズーム操作環１１８の操作に応じて第１レンズ群Ｌ１から第５レンズ群Ｌ５を光軸方向に駆動する。第２群ベース枠１２４は、第２群調整枠１２３に対して互いに偏芯した円筒部を有するコロ部材（偏芯コロ）により保持されており、光学性能を向上させるために互いの位置を調整することができる。また第２群ベース枠１２４には第７直進案内溝１２４Ａが形成されている。第２群ベース枠１２４は、光軸方向においては第２群ベース枠１２４と同一で光軸周りに回転（定位置回転）可能に保持された第２群カム筒１２５のフォーカスカム溝１２５Ａにより、第２レンズ保持枠１０２をカムフォロアを介して保持している。ギアユニット１２６は、アクチュエータとギア輪冽との組合せで構成されており、第２群ベース枠１２４に固定されてアクチュエータの出力により第２群カム筒１２５を回転することが可能である。

【0030】

第２レンズ保持枠１０２は、第２群ベース枠１２４に対して光軸方向における移動量の規制部を有する。本実施形態では、カムフォロアと第７直進案内溝１２４Ａに当接させることで交換レンズ１００に衝撃が加わったときの移動量に規制を加えており、メカ的な移動端（メカ端）を構成している。メカ端は、ギアユニット１２６で電気的に通常駆動して移動可能な範囲よりも若干量大きく設定されている。第２レンズ保持枠１０２は、第２群ベース枠１２４に固定されたフォトインタラプタの出力を遮るための遮光ハネ部を有し、フォーカス駆動時の基準座標を作るためのリセット機構を構成している。

【0031】

このような構成により、前述のとおり、ズーム操作環１１８の回転によりカム筒１１４が回転しながら光軸方向に繰出し、さらに第２群調整枠１２３を光軸方向に進退させることができる。また、ズーム操作時およびフォーカス駆動時にギアユニット１２６により第２群カム筒１２５を回転させることにより、被写体位置に合わせてフォーカスレンズ群である第２レンズ群Ｌ２を駆動することが可能である。

【0032】

メイン回路基板１２７は、フォーカス駆動制御や、電磁駆動絞りユニット１２８および振れ補正ユニット１０５の制御など、交換レンズ１００の全体の制御を司っており、固定筒１０９にビス止め固定されている。

【0033】

次に、第２群調整枠１２３のズーム時の動きと第２レンズ保持枠１０２のフォーカス時の動きについて詳述する。図８は、第２群調整枠１２３と第２レンズ保持枠１０２との関係を示す概略図である。なお図８では、理解を容易にするため、説明に不要な部材を省略している。第２群調整枠１２３は、ズーム操作環１１８と機械的に連動している。このため第２群調整枠１２３は、ズーム操作環１１８の手動操作に応じて第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、および、第３レンズ群Ｌ３（および、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５）を光軸方向に駆動し、ズーム調整を行う。また第２レンズ保持枠１０２（第２レンズ群Ｌ２）は、ギアユニット（アクチュエータ）１２６により電動で、第２群調整枠１２３に対して光軸方向に移動し、フォーカス調整を行う。

【0034】

図３に示されるように、カム筒１１４の第２群調整枠１２３を駆動のための第２群駆動用カム溝１１４Ａには、広角（ワイド）時と望遠（テレ）時でそれぞれのワイド側使用位置１１４Ｂ、テレ側使用位置１１４Ｃにカムフォロアが存在する。

【0035】

図４は、広角端（ワイド端）から望遠端（テレ端）までのカム筒１１４の回転角と各移動枠（第１レンズ保持枠１０１、第２群調整枠１２３、第３群ベース筒１１６）の移動量との関係を示すグラフである。図４において、横軸はカム筒１１４の回転角（「ｄｅｇ」、ワイド端が０度、テレ端が８０度）、縦軸はワイド端を基準とした第１レンズ保持枠１０１、２群調整枠１２３、３群ベース筒１１６のカム筒１１４に対する移動量（ｍｍ）、すなわち移動軌跡である。カム筒１１４の回転角はズーム操作環１１８の回転に連動しているため、線形関係ではないが交換レンズ１００の焦点距離として考えてもよい。図４に示されるように、本実施形態において、第１レンズ群Ｌ１および第３レンズ群Ｌ３のそれぞれの広角端（ワイド端）から望遠端（テレ端）までの移動量は、第２群調整枠（ズーム駆動枠）１２３の広角端から望遠端までの移動量よりも大きい。

【0036】

図５は、被写体距離が無限遠（以下無限）と至近端（以下至近）におけるズーム時の第２レンズ保持枠１０２の第２群調整枠１２３および第２群ベース枠１２４に対する相対移動量（トラッキングカーブ）である。図５において、横軸はカム筒１１４の回転角（ｄｅｇ）、縦軸は第２レンズ保持枠１０２の相対移動量（ｍｍ）である。また図５において、各焦点距離での被写体が無限側に存在する場合（「無限」の表記）と至近側に存在する場合（「至近」の表記）のそれぞれにおけるメカ端も併記している。メカ端は、通常、光学的に必要な量から部品公差による設計値からのズレや、コントラストＡＦするために必要な余分駆動量に基づいて設定され、本実施形態でも無限側余裕量Ｂおよび至近側余裕量Ｃを設定している。

【0037】

図５のグラフは、各焦点距離での無限端から至近端までの第２レンズ保持枠１０２の電気的な移動軌跡を示している。第２レンズ保持枠１０２は、通常使用中、図５中の無限側と至近側の両線の間である斜線部の領域内に存在する。しかし、交換レンズ１００に電気的な保持力以上の衝撃が加わると、無限よりもさらに無限側（超無限）、または、至近よりもさらに至近側（超至近）であるそれぞれのメカ端（通常動作領域外）まで第２レンズ保持枠１０２が意図せず動いてしまう可能性がある。また、テレ状態で交換レンズ１００に通電していない状態、またはカメラ本体２００の電源がオフした状態でズーム操作環１１８をユーザが操作した場合も同様に、電源が入るまで通常動作領域外に第２レンズ保持枠１０２が存在する可能性がある。

【0038】

図６は、図５のトラッキングカーブと図４の第２群調整枠１２３の移動量とを足し、かつ、ワイド至近時の第２レンズ群Ｌ２の位置を基準（第２レンズ群Ｌ２の位置を０）とした距離のグラフである。図６において、横軸はカム筒１１４の回転角（ｄｅｇ）、縦軸は距離（ｍｍ）をそれぞれ示している。図６は、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、および、第３Ａレンズ群Ｌ３Ａの間隔の変化量、すなわち、カム筒１１４に対する第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、および、第３Ａレンズ群Ｌ３Ａの位置を示している。

【0039】

図７は、図６の拡大図である。図７に示されるように、ワイド側至近位置の近傍で、第１レンズ群Ｌ１（第１レンズ保持枠１０１）と第２レンズ群Ｌ２（第２レンズ保持枠１０２）のメカ端（至近）の距離が一番小さくなる。しかし、第２レンズ保持枠１０２は、衝撃や意図しない動作が加わった場合、第１レンズ群Ｌ１から離れる方向にのみ移動することが可能である。また、テレ端側無限位置の近傍で第３Ａレンズ群Ｌ３Ａ（第３群ベース筒１１６）とメカ端（無限）の軌跡が一番近くなる。しかし、第２レンズ保持枠１０２は、衝撃や意図しない動作が加わった場合、第３Ａレンズ群Ｌ３Ａから離れる方向にのみ移動することが可能である。

【0040】

本実施形態では、ズーム駆動枠（第２群調整枠１２３）に対するフォーカスレンズ保持枠（第２レンズ保持枠１０２）の位置であるトラッキングカーブをワイド側のメカ端（至近）とテレ側のメカ端（至近）を略一致するように設定している。これは、一般的に焦点距離が長いほど、焦点位置の調節のために撮像面で結像する結像位置の移動量（像面移動量）が大きく必要であり、そのために第２レンズ保持枠１０２の移動量も大きくなり、広角側での移動量を小さくすることができるためである。その際、広角側メカ端（至近）は撮像面側に寄ることで、前群である第１レンズ群Ｌ１に対して干渉する可能性を低減することができる。また、望遠側では物体側に寄ることで、後群である第３Ａレンズ群Ｌ３Ａに対して干渉する可能性を低減することができる。

【0041】

一方、本実施形態の構成と異なるように、至近端近傍ではなく無限側でトラッキングカーブを一致させるようにすると、図６のワイド端（０度）におけるメカ端（至近）が縦軸マイナス方向に動くため、第１レンズ群Ｌ１の移動量を減らす必要がある。または、移動量を同じにするためにはレンズ装置の大型化、またはバネ等を用いた退避構造が必要となる。

【0042】

図５に示されるように、第２群調整枠１２３に対する第２レンズ保持枠１０２の位置（相対位置）は、広角端と望遠端のそれぞれの場合において、第２群調整枠１２３に対する第２レンズ保持枠１０２の移動可能範囲Ｄのうち至近側から１０％の範囲内（Ｅ）にある。すなわち、広角端と望遠端とのそれぞれの場合において、第２レンズ保持枠１０２の相対移動量は、相対移動量Ｐ以下である。好ましくは、相対位置は、広角端と望遠端とのそれぞれの場合において略同一である。略同一とは、厳密に同一である位置だけでなく実質的に同一であると評価される範囲を含む意味であり、本実施形態では移動可能範囲Ｄのうち至近側から５％の範囲内であるものとする。本実施形態において、第２レンズ群Ｌ２の無限から至近までの移動量が最小となる焦点距離は広角端における焦点距離であり、その移動量が最大となる焦点距離は望遠端における焦点距離であるが、これらに限定されるものではない。すなわち、第２レンズ群Ｌ２の無限から至近までの移動量が最小となる焦点距離と最大となる焦点距離とのそれぞれの場合において、第２レンズ保持枠１０２の位置（相対位置）が所定の範囲内（Ｅ）にあってもよい。なお本実施形態において、移動可能範囲Ｄは、第２群調整枠１２３の無限側のメカ端から至近側のメカ端までの距離に相当する。

【0043】

本実施形態の構成により、手動または外部の電動アクチュエータによるズーム操作でフォーカスレンズ群（第２レンズ群Ｌ２）が動き、かつ、フォーカスレンズ群のズームでの駆動量が前後のレンズ群と異なる際にレンズ保持枠同士の干渉を避けることが可能である。また、別のバネ付勢による退避構造等が必要ないため、光軸方向の巨大化、機構の複雑化を抑制することが可能である。本実施形態では第２レンズ群Ｌ２がカメラ本体２００側に動くと被写体距離が遠くなる構成であるが、第２レンズ群Ｌ２がカメラ本体２００側に動くと被写体距離が近くなる構成を採用することもできる。この場合、本実施形態と逆に、トラッキングカーブをワイド側のメカ端（無限）とテレ側のメカ端（無限）を略一致するように設定する（至近側ではなく無限側で一致させる）ことにより、第１レンズ群Ｌ１の移動量をより大きくすることができる。

【0044】

また本実施形態において、広角端近傍と望遠端近傍以外の至近のトラッキングカーブを、物体側に移動させている。すなわち、広角端近傍と望遠端近傍以外では、メカ端の近傍を使用していない。これは、第一に、ズーム途中の領域では第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群（前群）Ｌ１と第３レンズ群（後群）Ｌ３から離れているためである。また第二に、ギアユニット（アクチュエータ）１２６による駆動とズーム操作環１１８の手動操作の両方で第２レンズ保持枠１０２を移動させることにより、それぞれが分担する移動量を減らすことができるためである。換言すると、第２群調整枠１２３の駆動軌跡は、全ての焦点距離領域で同一の被写体距離（至近端）になるように設定された場合に対して、ギアユニット１２６によるフォーカス調整に必要な駆動速度の全物体距離での絶対値の最大値が小さくなるように設定される。また第２群調整枠１２３の駆動軌跡は、全ての焦点距離領域で同一の被写体距離（至近端）になるように設定された場合に対して、ズーム操作環１１８の回転角（操作量）に対する第２群調整枠１２３の移動量の微分値の絶対値が小さくなるように設定される。これにより、ズーム操作環１１８がある速度以上の速度で回転（操作）されたときの第２レンズ保持枠１０２の追従遅れを抑制するとともに、図４中の第２群調整枠１２３を駆動するためのカム軌跡の交角変動を緩やかにすることができる。その結果、光学性能の安定化を図ることが可能となる。

【0045】

また、第２群調整枠（ズーム駆動枠）１２３の駆動軌跡である第２群駆動用カム溝１１４Ａは、カム筒１１４の回転を直進運動に変換している。通常、カム軌跡の広角を６０度から７０度以上にすると、カムフォロアと溝との間で生じる摩擦力が、回転力を変換した直進運動成分よりも大きくなり、駆動しなくなる。このため、従来の構成では、第２群駆動用カム溝１１４Ａは本実施形態の広角端より少し先のＵターンしている領域において、光学的に必要な角度である、より急峻な角度にすることができない。一方、本実施形態では、広角端近傍と望遠端近傍以外の至近のトラッキングカーブを物体側に動かしている。このため、第２レンズ群Ｌ２の必要な移動量を第２群調整枠１２３と第２レンズ保持枠１０２とで分担し、第２群駆動用カム溝１１４Ａのカム交角の絶対値を小さくすることができる。

【0046】

本実施形態によれば、ズームピント移動を抑制しつつ、簡易な構成で小型のレンズ装置および撮像装置を提供することができる。

【0047】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

【0048】

例えば、本実施形態では高倍率ズームレンズや標準ズームレンズに多く見られる凸リードの２群フォーカスタイプで説明したが、インナーフォーカスやリアフォーカスレンズタイプであれば種々のレンズに適用可能である。また本実施形態では、一眼レフフィルムカメラに用いられる交換レンズについて説明したが、本発明は、レンズシャッタカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の各種撮影装置（光学機器）のレンズ装置に用いることができる。

【符号の説明】

【0049】

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群（フォーカスレンズ群）
Ｌ３ 第３レンズ群
１００ 交換レンズ（レンズ装置）
１０２ 第２レンズ保持枠（フォーカスレンズ保持枠）
１１８ ズーム操作環（操作部材）
１２３ 第２群調整枠（ズーム駆動枠）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】