JP2017126013A - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光軸方向の厚みを厚くすることなく、隣接レンズ群の収容までに退避レンズ群を確実に退避させる。
【解決手段】退避レンズ群５００ａは、撮影状態においては光軸Ｃ０上に位置し、沈胴状態においては光軸Ｃ０に直交する方向に離れた退避位置へ退避する。第４レンズ群４００は、外カム筒７０１によって駆動され、光軸Ｃ０上に位置し、撮影状態においては光軸Ｃ０上で退避レンズ群５００ａに隣接する。沈胴状態への移行行程において、退避レンズ群５００ａが退避のために光軸直交方向への変位を開始するタイミングｔ４の前（ｔ１〜ｔ２）に、第４レンズ群４００が外カム筒７０１に対して相対的に光軸方向前方へ変位する。そして、退避レンズ群５００ａが退避位置へ退避したタイミングｔ５の後に、第４レンズ群４００が沈胴状態に対応する収納位置へ位置する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、レンズ群を沈胴可能なレンズ鏡筒及び撮像装置に関する。

近年、カメラやビデオカメラ等の撮像装置は、高倍率化と小型化が進んでいる。そのため、撮像装置に備えられるレンズ鏡筒には、レンズ群を沈胴可能に構成されるものがある。すなわち、非撮影時にレンズ鏡筒内の少なくとも一部のレンズ群が撮影光軸上から退避するとともに沈胴し、撮影時にはこれら各レンズ群間の距離が撮影に適した距離となるようにカメラ筐体内から繰り出される。

特許文献１のレンズ鏡筒は、カメラが撮影状態から沈胴状態へと移行するとき、フォーカス群を退避させることで、レンズ鏡筒への収納の際の沈胴長を短縮し、撮影装置を小型化している。また、特許文献２のレンズ鏡筒は、退避レンズが退避しきるまで、挿入されるレンズの移動をメカ的に阻止して、退避レンズの退避完了後にレンズを挿入するようにしている。

特開２０１２−０４２６４９号公報 特開２０１０−２６２１０７号公報

ここで、従来のレンズ鏡筒においては一般に、レンズ群の全体を収納方向へ移動させながら退避レンズ群を退避させる構成をとっている。この場合、光軸方向におけるレンズ群の配置や動作の相互関係に余裕が必要で、沈胴状態への効率的な移行動作や鏡筒の薄型化に関して改善の余地ある。特許文献１においても、沈胴状態となったときに退避したフォーカス群の側方に位置するレンズ群は、沈胴状態への移行の際に光軸方向の一方向に単純に移動するだけである。従って、フォーカス群が確実に退避した後にレンズ群が収納位置へ収まるようにするために、レンズ群同士に干渉が生じないよう配置間隔に余裕を持たせる必要がある。

また、特許文献１では、フォーカス群を鏡筒の最外径よりも外側まで退避させているため、鏡筒のサイズが大きくなるだけでなく、退避させるための穴が鏡筒側面に空いていることから、強度や耐環境性の点で信頼性が低下するおそれがある。さらに、ズーム用の駆動源とフォーカス群を退避させるための駆動源とが別々に設けられており、構成が複雑である。

一方、特許文献２では、挿入されるレンズの移動をメカ的に係止して阻止するためのメカ部品も必要となるため、構成が複雑になるだけでなく、係止動作による負荷が鏡筒に影響を及ぼすおそれがある。そのため、鏡筒への負荷を増加させることなく、また、外形を大きくすることなく退避レンズ群と挿入レンズ群を効率的に沈胴状態にする構成が望まれている。

本発明の目的は、光軸方向の厚みを厚くすることなく、隣接レンズ群の収容までに退避レンズ群を確実に退避させることである。

上記目的を達成するために本発明は、撮影状態においては撮影光軸上に位置し、沈胴状態においては前記撮影光軸から前記撮影光軸に直交する方向に離れた退避位置へ退避する退避レンズ群と、前記撮影光軸上に位置し、撮影状態においては前記撮影光軸上で前記退避レンズ群に隣接する隣接レンズ群と、前記隣接レンズ群を前記撮影光軸の方向へ駆動する外カム筒と、を有し、撮影状態から沈胴状態へと移行する行程において、前記退避レンズ群が退避のために前記撮影光軸に直交する方向への変位を開始する前に、前記隣接レンズ群が前記外カム筒に対して相対的に前記撮影光軸の方向における前方へ変位し、前記退避レンズ群が前記退避位置へ退避した後に、前記隣接レンズ群が沈胴状態に対応する収納位置へ位置することを特徴とする。

本発明によれば、光軸方向の厚みを厚くすることなく、隣接レンズ群の収容までに退避レンズ群を確実に退避させることができる。

撮像装置（図（ａ））、レンズ鏡筒（図（ｂ））の斜視図である。 レンズ鏡筒の一部の分解斜視図である。 レンズ鏡筒の一部の分解斜視図である。 沈胴状態におけるレンズ鏡筒の断面図である。 撮影状態におけるレンズ鏡筒の断面図である。 第５レンズ群の分解斜視図である。 退避レンズ群及び第１直進筒の正面図（図（ａ）、（ｃ））、縦断面図（図（ｂ）、（ｄ））である。 退避レンズ群及び第１直進筒の正面図（図（ａ）、（ｃ））、縦断面図（図（ｂ）、（ｄ））である。 撮影状態における第３〜第５レンズ群の断面図（図（ａ））、背面図（図（ｂ））である。 沈胴状態における第３〜第５レンズ群の断面図（図（ａ））、背面図（図（ｂ））である。 各レンズ群の移動を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒を備える撮像装置の斜視図である。この撮像装置は、例えばデジタルカメラとして構成されるが、ビデオカメラ等の他の光学機器であってもよい。図１（ｂ）は、本撮像装置に搭載されるレンズ鏡筒の斜視図である。本撮像装置はカメラ本体１０を備え、カメラ本体１０の前側（被写体側）にズーム式のレンズ鏡筒２０が設けられる。レンズ鏡筒２０は、ズーム駆動部９１０により、撮影光学系が撮影位置と沈胴位置との間を撮影光軸方向に移動し、それにより撮影倍率が変更される。撮影光軸は図１（ｂ）に示す光軸Ｃ０である。レンズ鏡筒２０の前後方向の呼称については、被写体側を前側とし、その反対側を後ろ側とする。

図２、図３は、レンズ鏡筒２０の分解斜視図である。図４、図５はそれぞれ、沈胴状態、撮影状態におけるレンズ鏡筒２０の断面図である。図２〜図５を用いて、レンズ鏡筒２０の構成について説明する。

図２、図３に示すように、レンズ鏡筒２０の撮影光学系は、１群レンズ１０１を有する第１レンズ群１００、２群レンズ２０１を有する第２レンズ群２００、及び、３群レンズ３０１ａ、３０１ｂ（図４、図５参照）を有する第３レンズ群３００を備える。撮影光学系はさらに、第４レンズ４０１を有する第４レンズ群４００、及び、５群レンズ５０１を有する第５レンズ群５００を備える。

内カム筒６０１は、その内周側に第１直進筒６０２をバヨネット結合により回転可能に保持する。内カム筒６０１には、２群レンズ枠２０２のフォロア２０２ａと嵌合するカム溝６０１ｄが設けられる。内カム筒６０１の外周部には、第２直進筒７０２のカム溝７０２ｃと嵌合するフォロア６０１ａ、内カムカバー６０３の係合部６０３ａと係合する係合部６０１ｂ、外カム筒７０１の駆動溝７０１ｅと嵌合する被駆動ピン６０１ｅが設けられる。内カム筒６０１の外周部にはまた、第１レンズ群１００の一部を構成する１群鏡筒１０２のフォロア１０２ａと嵌合するカム溝６０１ｃが設けられる。内カムカバー６０３の外周部には、内カム筒６０１の係合部６０１ｂと係合する係合部６０３ａが設けられており、内カムカバー６０３は内カム筒６０１に組み付けられる。

第１直進筒６０２の外周部には、１群鏡筒１０２の内側に設けられた直進溝（不図示）と嵌合する直進キー６０２ａが設けられる。第１直進筒６０２の内周部には、２群レンズ枠２０２の直進キー２０２ｂと嵌合する直進溝６０２ｂ、３群ベース３０２の直進キー３０２ｂとが係合する直進溝６０２ｃが設けられる。外カム筒７０１は、その内周部に、第２直進筒７０２のフォロア７０２ａと嵌合するカム溝７０１ｆが設けられている。外カム筒７０１の外周部には、固定筒８０２のカム溝８０２ｂと嵌合するフォロア７０１ａ、回転筒８０１の駆動溝８０１ａと嵌合する被駆動ピン７０１ｂが設けられている。外カム筒７０１の内周部には、３群ベース３０２のフォロア３０２ａと嵌合するカム溝７０１ｃ、４群レンズ枠４０２のフォロア４０２ａと嵌合するカム溝７０１ｄ、内カム筒６０１の被駆動ピン６０１ｅと嵌合する駆動溝７０１ｅが設けられる。

第２直進筒７０２の外周部には、固定筒８０２の直進溝８０２ｃと嵌合する直進キー７０２ｂ、外カム筒７０１のカム溝７０１ｆと嵌合するフォロア７０２ａが設けられている。第２直進筒７０２の内周部には、４群レンズ枠４０２の直進キー４０２ｂと嵌合する直進溝７０２ｄ、内カム筒６０１のフォロア６０１ａと嵌合するカム溝７０２ｃが設けられる。第２直進筒７０２の内周部にはまた、３群ベース３０２の直進キー３０２ｃと嵌合する直進溝７０２ｄが設けられる。

固定筒８０２の外周部には、回転筒８０１のカム溝８０１ｂと嵌合するフォロア８０２ａが設けられる。固定筒８０２の内周部には、５群ベース５１０の直進キー５０１ｂと嵌合する直進溝８０２ｄ、第２直進筒７０２の直進キー７０２ｂと嵌合する直進溝８０２ｃ、外カム筒７０１のフォロア７０１ａと嵌合するカム溝８０２ｂが設けられる。回転筒８０１の外周部には、ズーム駆動部９１０に連結されるギア部８０１ｄが設けられる。回転筒８０１の内周部には、固定筒８０２のフォロア８０２ａと嵌合するカム溝８０１ｂ、外カム筒７０１の被駆動ピン７０１ｂと嵌合する駆動溝８０１ａ、５群ベース５１０のフォロア５１０ａと嵌合するカム溝８０１ｃが設けられる。回転筒８０１の外周側にカバー筒８０３が配置され、回転筒８０１の内周側に固定筒８０２が配置され、回転筒８０１がセンサホルダ９０１に固定される。

図４、図５に示すように、第１レンズ群１００はバリア機構を有する。第１レンズ群１００は、１群レンズ１０１を保持する１群レンズ枠１０３、１群鏡筒１０２、１群キャップ１０４等を有する。第１レンズ群１００はさらに、バリアドライブリング１１０、複数枚のバリア羽根１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、バリアばね（不図示）を有する。１群鏡筒１０２の内周部には、第１直進筒６０２の直進キー６０２ａと嵌合する直進溝（不図示）、内カム筒６０１のカム溝６０１ｃと嵌合するフォロア１０２ａが設けられている（図２）。第２レンズ群２００は、２群レンズ２０１、２群レンズ枠２０２などから構成される。第２レンズ群２００には、内カム筒６０１のカム溝６０１ｄと嵌合する２０２ａ、第１直進筒６０２の直進溝６０２ｂと嵌合する直進キー２０２ｂが設けられる（図２）。

第３レンズ群３００は、手ぶれ補正機構、シャッタ・絞りユニット３２０を有する。３群ベース３０２には第１直進筒６０２の直進溝６０２ｃと嵌合する直進キー３０２ｂ、外カム筒７０１のカム溝７０１ｃと嵌合するフォロア３０２ａが設けられる（図２）。３群レンズ枠３１０、３１１はそれぞれ、３群レンズ３０１ａ、３０１ｂを保持する。３群レンズ枠３１０には一対のＩＳマグネット３１２が保持され、３群レンズ枠３１０と３群レンズ枠３１１とはシャッタ・絞りユニット３２０を挟む形で配置される（図９（ａ）、図１０（ａ）参照）。３群ベース３０２には、ＩＳマグネット３１２と対向する位置に一対のＩＳコイル３６０が固定される（図９（ａ）、図１０（ａ）参照）。３群ベース３０２は、ＩＳスプリング（不図示）の張力により、複数のＩＳボール３４０（図４、図５）を介して、３群レンズ枠３１０を光軸Ｃ０に直交する面内で移動可能に保持する。ＩＳマグネット３１２の被写体側には、ＦＰＣ３３０（図２）に保持された一対のホール素子３３１が、ＩＳマグネット３１２と対向する位置でＩＳセンサホルダ３５０に保持される（図９（ａ）、図１０（ａ）参照）。３群レンズ枠３１０、３１１は、ＦＰＣ３３０を介してＩＳコイル３６０に通電されることで、ＩＳマグネット３１２との間にローレンツ力が働く。それにより、３群レンズ枠３１０、３１１が光軸Ｃ０に直交する面内で移動し、ホール素子３３１により位置制御されることで、手振れが抑制される。

図２に示すように、第４レンズ群４００は、４群レンズ４０１、４群レンズ枠４０２等を有する。４群レンズ枠４０２には、外カム筒７０１のカム溝７０１ｄと嵌合するフォロア４０２ａ、第２直進筒７０２の直進溝７０２ｄと嵌合する直進キー４０２ｂが設けられる。第４レンズ群４００は、撮影状態においては光軸Ｃ０上で後述する退避レンズ群５００ａに隣接する隣接レンズ群である。沈胴状態においては、第４レンズ群４００は、退避した退避レンズ群５００ａの側方に侵入するユニットであるので、これを「挿入レンズ群」と呼称する。センサホルダ９０１は、ズーム駆動部９１０を保持し、光学素子９０２、センサラバー９０３、撮像素子９００を保持する（図３）。

図６は、第５レンズ群５００の分解斜視図である。第５レンズ群５００はフォーカス機構を有する。図６に示すように、第５レンズ群５００は、退避レンズ群５００ａ、ＡＦベース５０４、ＡＦカバー５０５、ＡＦスプリング５０６、ラック５０７、ラックスプリング５０８を有する。退避レンズ群５００ａは、撮影状態において、撮影光学系内で撮像素子９００に最も近くに位置する光学素子である。第５レンズ群５００はまた、５群ベース５１０、メインガイド５１１、フォーカスモータ５１２、ＦＰＣ５１３、ねじ５１４、ナット５１５等を有する。退避レンズ群５００ａは、５群レンズ５０１が５群レンズ枠５０２及び５群カバー５０３により保持されることで構成される。ＡＦカバー５０５はＡＦスプリング５０６を介して、５群レンズ枠５０２を光軸方向（光軸Ｃ０の方向）へ付勢するように、支持部材であるＡＦベース５０４に組みつけられる。

ＡＦベース５０４はラック５０７及びラックスプリング５０８を保持し、５群レンズ枠５０２を光軸Ｃ０に直交する面方向に（光軸Ｃ０周りに）回動可能に保持する。すなわち、まず、ＡＦベース５０４の回動軸５０４ａが５群レンズ枠５０２の支持穴５０２ａに挿入されている。そして回動軸５０４ａの軸心５０４ａ１（図７（ａ）、（ｃ）、図８（ａ）、（ｃ））を回動中心として、ＡＦベース５０４に対して退避レンズ群５００ａが回動自在となっている。回動軸５０４ａは光軸Ｃ０から偏心している。ＡＦスプリング５０６は、軸心５０４ａ１の周りに、退避レンズ群５００ａを、初期位置の方向へ付勢している。退避レンズ群５００ａの初期位置は、撮影状態において退避レンズ群５００ａがとる位置であり、退避レンズ群５００ａの単体としての光軸が、撮影状態における撮影光学系の光軸Ｃ０と一致する位置である。退避レンズ群５００ａの５群レンズ枠５０２には、第１直進筒６０２のカム部６０２ｘ（図７（ｂ）等）と係合する角部５０２ｂが形成されている。第１直進筒６０２が駆動部となり、角部５０２ｂが被駆動部となる。

５群ベース５１０には、メインガイド５１１が圧入され、ＦＰＣ５１３が接続されたフォーカスモータ５１２が、ねじ５１４及びナット５１５により固定される。また、５群ベース５１０には、回転筒８０１のカム溝８０１ｃと嵌合するフォロア５１０ａ、固定筒８０２の直進溝８０２ｄと嵌合する直進キー５０１ｂが設けられる（図２も参照）。ＡＦベース５０４は、メインガイド５１１と、５群ベース５１０に設けられたサブガイド５１０ｃとにより回転規制される。ＡＦベース５０４は、光軸方向に変位可能であり、フォーカスモータ５１２が動作すると、スクリュー５１２ａとラック５０７とによる送り作用を利用して光軸Ｃ０方向の任意の位置へ進退する。これによりピント調整が可能となる。

次に、レンズ鏡筒２０のズーム駆動について説明する。ズーム駆動部９１０により回転筒８０１が回転駆動されると、外カム筒７０１は回転筒８０１と固定筒８０２との作用により、回転しながら光軸Ｃ０方向へ移動する。具体的には、外カム筒７０１は、駆動溝８０１ａと被駆動ピン７０１ｂとの係合によって回動し、カム溝８０２ｂとフォロア７０１ａとの係合によって光軸方向へ変位する。

内カム筒６０１は、第１直進筒６０２に対して回転自在であり、また外カム筒７０１は第２直進筒７０２により回転自在に保持されている。内カム筒６０１と第１直進筒６０２とが連結されたユニットを内カム筒群、外カム筒７０１と第２直進筒７０２とが連結されたユニットを外カム筒群と称する。外カム筒７０１が回転筒８０１により回転駆動されると、内カム筒６０１が外カム筒７０１により回転駆動され、また第１直進筒６０２及び第２直進筒７０２は３群ベース３０２を介して固定筒８０２により回転規制される。これにより、外カム筒７０１及び内カム筒６０１は回転しながら光軸方向へ移動する。

第１レンズ群１００及び第２レンズ群２００は、第１直進筒６０２により回転規制されると共に、内カム筒６０１の作用により光軸方向へ直進移動する。第３レンズ群３００及び第４レンズ群４００は第２直進筒７０２により回転規制されると共に、外カム筒７０１の作用により光軸方向へ直進移動する。具体的には、外カム筒７０１が回転すると、外カム筒７０１のカム溝７０１ｃと第３レンズ群３００のフォロア３０２ａとの係合によって第３レンズ群３００が光軸方向へ変位する。また、外カム筒７０１は、カム機構（外カム筒７０１のカム溝７０１ｄと第４レンズ群４００のフォロア４０２ａとの係合）によって第４レンズ群４００を光軸方向へ駆動する。カム溝７０１ｃ、７０１ｄは、第３レンズ群３００、第４レンズ群４００を、撮影状態から沈胴状態へと移行する際、外カム筒７０１に対して相対的に光軸方向前方に一旦移動させてから沈胴方向（光軸方向後方）へ移動させる遅延カムとして機能する。その作用の詳細については図１１で後述する。

第５レンズ群５００は、５群ベース５１０が固定筒８０２により回転規制されるとともに、回転筒８０１の作用により光軸方向へ直進移動する。ＡＦベース５０４は、メインガイド５１１、サブガイド５１０ｃにより回転規制される。また、ＡＦベース５０４は、フォーカスモータ５１２の出力軸に一体に形成されたスクリュー５１２ａ及びラック５０７の作用により、回転筒８０１や固定筒８０２の作用にかかわらず、５群ベース５１０に対して相対的に光軸方向へ直進移動する。

以上の作用により、レンズ鏡筒２０は、ズーム駆動部９１０により回転筒８０１が回転駆動されることで各レンズ群が繰り出され、沈胴状態から撮影状態へと移行する。また、フォーカスモータ５１２がＦＰＣ５１３を介して駆動されることで、フォーカスレンズである５群レンズ５０１が任意の位置に繰り出される。

次に、図７〜図１１を用いて、主として退避レンズ群５００ａの退避動作と第４レンズ群４００の直進動作との関係について説明する。

図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、退避レンズ群５００ａ及び第１直進筒６０２の正面図、縦断面図である。図７（ｃ）、（ｄ）、図８（ａ）、（ｂ）、図８（ｃ）、（ｄ）も、図７（ａ）、（ｂ）と同様に退避レンズ群５００ａ及び第１直進筒６０２の正面図、縦断面図である。図７、図８では、退避レンズ群５００ａ及び第１直進筒６０２に着目し、撮影状態から沈胴状態へと移行する行程における動作を説明する。図７（ａ）、（ｂ）が撮影状態を示し、図７（ｃ）、（ｄ）、図８（ａ）、（ｂ）が、撮影状態から沈胴状態へと移行する行程の途中を示し、図８（ｃ）、（ｄ）が沈胴状態を示している。

図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、撮影状態における第３レンズ群３００、第４レンズ群４００及び第５レンズ群５００の断面図、背面図である。図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、沈胴状態における第３レンズ群３００、第４レンズ群４００及び第５レンズ群５００の断面図、背面図である。

図１１は、各レンズ群の移動を示すタイミングチャートである。撮影状態において、撮影光学系の焦点距離が最も短くなる（広角側）の位置がＷＩＤＥ位置であり、撮影光学系の焦点距離が最も長くなる（望遠側）の位置がＴＥＬＥ位置である。図１１において、横軸は、ＴＥＬＥ位置から沈胴位置までの時間的な経過を示す。縦軸は光軸方向における位置を示し、上方が繰り出し側（前方）である。

レンズ鏡筒２０が、撮影状態（図７（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ））から沈胴状態へ移行する行程において、各筒の相互作用により、まず、第１直進筒６０２は矢印Ａ方向（光軸方向後方）へと移動を開始する。そして、第１直進筒６０２と第５レンズ群５００の距離が近づいていく。沈胴方向への移行が進むと、第１直進筒６０２のカム部６０２ｘが第５レンズ枠５０２の角部５０２ｂに当接し、カム部６０２ｘが角部５０２ｂを駆動する（図７（ｃ）、（ｄ））。カム部６０２ｘと角部５０２ｂとの相互の関係において、両者の形状は、両者が光軸方向に圧接されると、軸心５０４ａ１の周りの回転モーメントが第１直進筒６０２に作用するような形状となっている。従って、カム部６０２ｘが角部５０２ｂを駆動することで、退避レンズ群５００ａは軸心５０４ａ１を中心として光軸ｃ０と直交する面方向（矢印Ｂ方向）へ回動しながら退避を始める（図８（ａ）、（ｂ））。撮影状態から沈胴状態へ移行する行程において、カム部６０２ｘが角部５０２ｂに当接したときの退避レンズ群５００ａの位置を「待機位置Ｘ」と称する（図１１参照）。退避レンズ群５００ａの初期位置は図７（ａ）に示す位置である。従って、光軸方向から見みると待機位置Ｘと初期位置とは同じである。

第１直進筒６０２がさらに光軸方向後方へ移動すると、カム部６０２ｘによる角部５０２ｂの駆動によって退避レンズ群５００ａがさらに回動し、やがて退避位置に達する（図８（ｃ）、（ｄ）、図１０（ａ）、（ｂ））。退避位置は、沈胴状態において退避レンズ群５００ａがとる位置であり、光軸Ｃ０から光軸Ｃ０に直交する方向に離れた位置である。図７（ａ）、図９（ｂ）に示すように、撮影状態では退避レンズ群５００ａは、退避レンズ群５００ａ単体での光軸が撮影光学系全体の光軸Ｃ０と略同一となるよう保持されている。一方、レンズ鏡筒２０の沈胴状態では、図８（ｂ）、図１０（ｂ）に示すように、退避レンズ群５００ａ単体での光軸は光軸Ｃ０から偏心した位置に移動している。

沈胴状態では、退避レンズ群５００ａが退避した後の光軸上のスペースに、第４レンズ群４００の一部が挿入される。具体的には、第４レンズ群４００の一部である第４レンズ４０１が退避レンズ群５００ａの側方に入り込み、光軸Ｃ０に直交する方向において退避レンズ群５００ａと第４レンズ４０１とが重なる（オーバーラップする）。これにより、沈胴時のレンズ鏡筒２０の光軸方向の厚みを薄く構成することが可能となる。

退避レンズ群５００ａが退避するタイミングについては、退避レンズ群５００ａが光軸Ｃ０の中心から外れて退避が完了しきった後に、第４レンズ群４００が沈胴して、退避レンズ群５００ａの側方に収納されるようにしなければならない。従来の通常の設計においては、沈胴動作の際には全ての動作を素早く終了するために、各筒及び各レンズ群は直線的に変位するよう構成されるのが一般的である。その際、タイミングを合わせて、退避レンズ群５００ａと挿入レンズ群である第４レンズ群４００とが干渉しないように、レンズ群の間隔や、退避及び沈胴の動作を適切に設計する必要がある。本実施の形態では、主に第４レンズ群４００の動作に工夫を加えている。また、第３レンズ群３００が第４レンズ群４００の近傍に配置されているので、第４レンズ群４００は第３レンズ群３００と類似の動作をする。

図１１のチャートにおいて、チャートの左端は、撮影装置の電源ＯＦＦの状態である沈胴状態での位置関係を示している。沈胴状態から電源がＯＮにされると、レンズ鏡筒２０の状態はチャートの右方向へ遷移し、広角側のＷＩＤＥ位置となる。撮影者がズーム動作をさせることで、レンズ鏡筒２０の状態はＷＩＤＥ位置からチャートの右方向へ遷移し、ＴＥＬＥ位置となる。また、撮影者による操作によって、ＷＩＤＥ位置とＴＥＬＥ位置との間のズーム位置を選択可能である。撮影状態で電源がＯＦＦにされると、そのときのズームポジションからチャートの左方向へレンズ鏡筒２０の状態が遷移し、左端の沈胴状態となって停止する。

図１１で、撮影状態の撮像装置の電源がＯＦＦにされたときの具体的な動作を説明する。最初に退避レンズ群５００ａを含むＡＦベース５０４が沈胴し、５群ベース５１０の近傍まで変移する。次に、第５レンズ群５００（退避レンズ群５００ａを含む）が現在の位置からＷＩＤＥ位置を経て沈胴方向へ素早く移動し、待機位置Ｘへ移動する。レンズ鏡筒２０の全体が沈胴位置へ移動する前に第５レンズ群５００は待機位置Ｘへの移動を完了している（タイミングｔ３）。沈胴状態への移行行程において、タイミングｔ４で、第１直進筒６０２の移動によりカム部６０２ｘが角部５０２ｂに当接する。そして、タイミングｔ４から退避レンズ群５００ａが退避のための回動を開始し、タイミングｔ５で退避位置に達する。退避レンズ群５００ａの退避のための回動は、退避レンズ群５００ａが撮影光軸上の待機位置Ｘに到達した後で行われる。これにより、第５レンズ群５００のフォロア５１０ａ等に余計な負荷をかけることなく退避動作を行うことができる。ここで、退避レンズ群５００ａは、光軸Ｃ０の方向から見て、退避位置にあるときを含め、常に第１直進筒６０２の内側に位置する。これにより、沈胴時の光軸方向の厚みを抑えられるとともに外径の大型化も防止できる。

退避レンズ群５００ａをできるだけ早く先行して退避位置へ移動させるために、第１直進筒６０２を沈胴方向へ迅速に移動させる必要がある。第１直進筒６０２を速やかに沈胴させるためには、外カム筒７０１、第２直進筒７０２、及び内カム筒６０１を速やかに移動させればよい。ところが、外カム筒７０１には第３レンズ群３００及び第４レンズ群４００が追従する。そのため、何らの工夫がないままでは、外カム筒７０１が直線状に素早く移動するのに応じて第３レンズ群３００及び第４レンズ群４００も素早く移動することになる。一方、第４レンズ群４００は退避レンズ群５００ａと干渉しないように沈胴方向へ移動する必要がある。そこで、本実施の形態では、第３レンズ群３００及び第４レンズ群４００がＷＩＤＥ位置から沈胴状態へ移動する途中で、外カム筒７０１に対して相対的に繰り出し方向へ移動するようにしている（遅延カム）。

このような遅延カムの機能は、カム溝７０１ｃ、７０１ｄ（図２）の形状により実現される。外カム筒７０１に対する第３レンズ群３００及び第４レンズ群４００の相対的な移動軌跡については、図１１に示す「外カムに対する相対軌跡」で示している。相対的な移動について述べると、沈胴状態へと移行する行程において、第３レンズ群３００及び第４レンズ群４００は、ＷＩＤＥ位置で最も後方の相対位置Ｃ１に位置し、タイミングｔ１から移動方向を前方へ変える。そして、タイミングｔ２では、ＷＩＤＥ位置から沈胴位置までの間で最も前方の相対位置Ｃ２に位置し、その後、沈胴位置に相当する相対位置Ｃ３まで後方へ移動する。一旦、第４レンズ群４００は、外カム筒７０１に対して光軸方向前方に相対的に移動してから沈胴方向へ移動することで、外カム筒７０１は直線的に素早く繰り込むのに対し、第４レンズ群４００はある遅延時間を保ってから繰り込まれる。これにより、外カム筒７０１と第４レンズ群４００の沈胴タイミングを異ならせることができる。そして、第４レンズ群４００と退避レンズ群５００ａとの光軸方向の間隔に無用な余裕を持たせなくても、第４レンズ群４００の沈胴位置への収容までに退避レンズ群５００ａを確実に退避させることができる。

ここで、光軸方向における外カム筒７０１との相対的な関係において、沈胴状態で第４レンズ群４００がとる相対位置Ｃ３は、ＷＩＤＥ位置で第４レンズ群４００がとる相対位置Ｃ１に対して、同じかまたは前方となるようになっている。これにより、第４レンズ群４００の沈胴動作の遅延時間を大きく確保でき、干渉を回避する設計が容易となる。一方、第３レンズ群３００及び第４レンズ群４００の合成軌跡は、撮像素子９００に対する相対的な移動軌跡である。撮像素子９００に対する位置関係に関しては、撮影状態から沈胴状態へと移行する行程において、第４レンズ群４００は、撮像素子９００に対して相対的に光軸前方に変位することなく沈胴位置（収納位置）へ変位する。これにより、第４レンズ群４００は、繰り出し方向に動作することがないので、余計な時間をかけたり、他の第２レンズ群２００や第１レンズ群１００の動作に影響を与えたりすることがない。従って、沈胴状態移行への過度な遅延を抑制すると共に、他のレンズ群の動作への影響を抑制することができる。

以上の構成をとることで、退避レンズ群５００ａを退避させる第１直進筒６０２を先行して沈胴させ、退避レンズ群５００ａの側方に挿入される第４レンズ群４００を遅延させて沈胴させる。これにより、部品を追加することなくまた時間をかけることなくスムーズに効率的に沈胴動作を行うことできる。

本実施の形態によれば、沈胴状態への移行行程において、退避レンズ群５００ａが退避のために光軸直交方向への変位を開始するタイミングｔ４の前（ｔ１〜ｔ２）に、第４レンズ群４００が外カム筒７０１に対して相対的に光軸方向前方へ変位する。そして、退避レンズ群５００ａが退避位置へ退避したタイミングｔ５の後に、第４レンズ群４００が沈胴状態に対応する収納位置へ位置する。これにより、光軸方向の厚みを厚くすることなく、またそれぞれの群が干渉することなく、隣接レンズ群（第４レンズ群４００）の収容までに退避レンズ群５００ａを確実に退避させることができる。

また、沈胴状態への移行行程において、第４レンズ群４００が外カム筒７０１に対して相対的に光軸Ｃ０方向における最も前方に変位したタイミングｔ２の後に、退避レンズ群５００ａは、退避のための回動変位を開始する。これにより、退避レンズ群５００ａを確実に退避させることができる。また、沈胴状態への移行行程において、第４レンズ群４００は、撮像素子９００に対して相対的に前方に変位することなく収納位置へ変位するので、沈胴状態移行への遅延を抑制すると共に、他のレンズ群の動作への影響を抑制することができる。

また、沈胴状態への移行行程において、退避レンズ群５００ａは、待機位置Ｘに達してから、回動して退避位置へ変位するので、退避レンズ群５００ａに余計な負荷がかからない。さらに外カム筒７０１と第１直進筒６０２とは、ズーム駆動部９１０による回転筒８０１の駆動を起因として動作し、すなわち共通の駆動源により駆動されるので、駆動源に関する構成複雑化を回避することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

２０ レンズ鏡筒
４００ 第４レンズ群
５００ 第５レンズ群
５００ａ 退避レンズ群
６０２ 第１直進筒
７０１ 外カム筒

Claims (14)

1. 撮影状態においては撮影光軸上に位置し、沈胴状態においては前記撮影光軸から前記撮影光軸に直交する方向に離れた退避位置へ退避する退避レンズ群と、
   前記撮影光軸上に位置し、撮影状態においては前記撮影光軸上で前記退避レンズ群に隣接する隣接レンズ群と、
   前記隣接レンズ群を前記撮影光軸の方向へ駆動する外カム筒と、を有し、
   撮影状態から沈胴状態へと移行する行程において、前記退避レンズ群が退避のために前記撮影光軸に直交する方向への変位を開始する前に、前記隣接レンズ群が前記外カム筒に対して相対的に前記撮影光軸の方向における前方へ変位し、前記退避レンズ群が前記退避位置へ退避した後に、前記隣接レンズ群が沈胴状態に対応する収納位置へ位置することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 撮影状態から沈胴状態へと移行する行程において、前記隣接レンズ群が前記外カム筒に対して相対的に前記撮影光軸における最も前方の位置に変位した後に、前記退避レンズ群は、退避のために前記撮影光軸に直交する方向への変位を開始することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 撮影状態から沈胴状態へと移行する行程において、前記隣接レンズ群は、撮像素子に対して相対的に前記撮影光軸における前方に変位することなく前記収納位置へ変位することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
4. 撮影状態から沈胴状態へと移行する行程において、前記退避レンズ群は、前記撮影光軸上の待機位置に達してから、前記撮影光軸に直交する方向へ変位して前記退避位置へ変位することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記外カム筒の内周側に配置され、前記外カム筒の動作によって前記撮影光軸の方向に移動する直進筒を有し、
   撮影状態から沈胴状態へと移行する行程において、前記退避レンズ群は、前記直進筒によって駆動されることで前記撮影光軸に直交する方向へ変位することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記直進筒には駆動部が設けられ、
   前記退避レンズ群には被駆動部が設けられ、
   前記退避レンズ群は、前記撮影光軸の方向へ変位可能な支持部材に対して、前記撮影光軸から偏心した回動軸を中心に回動自在に支持され、
   撮影状態から沈胴状態へと移行する行程において、前記直進筒が前記撮影光軸における後方へ変位するのに伴い前記駆動部が前記被駆動部を駆動することで、前記退避レンズ群は、前記回動軸を中心に回動して前記退避位置へと変位することを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記退避レンズ群は、前記撮影光軸の方向から見て、退避の前後を問わず前記直進筒の内側に位置することを特徴とする請求項５または６に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記外カム筒と前記直進筒とは、共通の駆動源によって駆動されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記外カム筒は、カム機構によって前記隣接レンズ群を前記撮影光軸の方向へ駆動することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記撮影光軸の方向における前記外カム筒との相対的な関係において、沈胴状態で前記隣接レンズ群がとる位置は、焦点距離の最も短い撮影状態で前記隣接レンズ群がとる位置に対して、同じかまたは前方であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
11. 前記退避レンズ群は、前記退避位置へ退避したとき、前記撮影光軸に直交する方向において前記隣接レンズ群に対して少なくとも一部が重なることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
12. 前記退避レンズ群は、撮影状態において、撮影光学系内で撮像素子に最も近くに位置することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
13. 前記退避レンズ群は、フォーカスレンズを含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮像装置。