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JP7155036B2 - レンズ装置及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、レンズ装置及び撮像装置に関する。
撮像装置のレンズ鏡筒には、複数のレンズの光軸方向の間隔を変化させることにより、撮影画角を変化させることができるズーム機構を備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。1本のレンズ鏡筒で広角から望遠まで撮影が可能な高倍率ズーム機能を有するものは、利便性が高く、幅広いニーズがある。
特開2000-111786号公報
しかしながら、高倍率ズーム機能を有するレンズ鏡筒は、望遠状態での性能を向上させるためにレンズ移動距離を確保しようとすると、沈胴段数が増加するために複雑な構成になりやすい。その結果、レンズ鏡筒内でレンズが安定して保持され難くなり、また、レンズ鏡筒全体が大型化してしまうおそれがある。
本発明は、大型化を回避しながら必要なレンズ移動距離を確保することが容易であると共に、レンズを安定して保持することができるレンズ装置を提供することを目的とする。
本発明に係るレンズ装置は、第1のレンズ群を保持し、第1のカムフォロアを有する第1の保持部材と、第2のレンズ群を保持し、第2のカムフォロアを有する第2の保持部材と、前記第1の保持部材の外周側に配置され、第3のカムフォロアと第4のカムフォロアを有する外装筒と、前記第1のカムフォロアと係合する第1のカム溝と、前記第2のカムフォロアと係合する第2のカム溝と、前記第3のカムフォロアと係合する第3のカム溝とを有し、光軸まわりに回転可能に、且つ、回転角度に応じて光軸方向に移動可能に配置された第1のカム筒と、前記第1のカムフォロアと係合する第1の案内溝と、前記第2のカムフォロアと係合する第2の案内溝と、前記第3のカムフォロアと係合する第3の案内溝と、前記第1のカム筒を光軸まわりに回転可能に保持する径嵌合部を有する案内筒と、前記第4のカムフォロアと係合する第4のカム溝を有する第2のカム筒と、を備え、前記案内筒と前記第1のカム筒は、一方が第5のカムフォロアを有し、且つ、他方が前記第5のカムフォロアと係合して前記第1のカム筒の回転角度に応じた光軸方向の変位を有する第5のカム溝を有し、前記外装筒は、他の部材を案内するカム溝および案内溝を有しておらず、前記第2のカム筒の回転角度に応じて一部が外観に露出する位置に駆動されることを特徴とする。
本発明によれば、大型化を回避しながら必要なレンズ移動距離を確保することができ、また、レンズを安定して保持することができる簡素な構造のレンズ装置を実現することができる。
実施形態に係る交換レンズの分解斜視図である。 WIDE状態の交換レンズにて撮像装置の概略構成を示す断面図である。 交換レンズが備える第1のカム筒の斜視図である。 交換レンズが備える案内筒の斜視図である。 交換レンズが備える第2のカム筒の斜視図である。 交換レンズが備える外装筒の斜視図である。 交換レンズのTELE状態での概略構成を示す第1の断面図である。 交換レンズが備える第1のレンズ群保持部材の斜視図である。 交換レンズのTELE状態での概略構成を示す第2の断面図である。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係るレンズ装置を、一眼レフカメラのカメラ本体に対して着脱可能なレンズ鏡筒(以下「交換レンズ」という)に適用した場合について説明する。
図1は、実施形態に係る交換レンズ100の分解斜視図である。図2は、交換レンズ100がカメラ本体121に装着された撮像装置の概略構成を示す断面図であり、交換レンズ100は、所謂、WIDE(ワイド、広角)状態となっている。カメラ本体121は、交換レンズ100を通過した光が結像する位置にCOMSイメージセンサ等の撮像センサ122(撮像素子)を有する。なお、カメラ本体121の構成は、本発明とは直接の関係がないため、詳細な説明は省略する。
交換レンズ100は、交換レンズ100における光学系を構成する第1のレンズ群101、第2のレンズ群104、第3のレンズ群114及び第4のレンズ群115を備える。また、交換レンズ100は、第1のレンズ群保持部材102、第1のカムフォロア103、第2のレンズ群保持部材105、第2のカムフォロア106、第1のカム筒107、案内筒108、第5のカムフォロア109及び固定筒110を備える。更に、交換レンズ100は、マウント部材111、第2のカム筒112、ラバー部材113及び外装筒116を備える。
第1のレンズ群101、第2のレンズ群104、第3のレンズ群114及び第4のレンズ群115はそれぞれ、独立して光軸に沿って駆動することにより変倍動作を行う。第1のレンズ群保持部材102は、第1のレンズ群101を保持する。第2のレンズ群保持部材105は、第2のレンズ群104を保持する。なお、第3のレンズ群114と第4のレンズ群115もそれぞれ同様に、レンズ群保持部材に保持される。
案内筒108は、第1のカム筒107の内側に配置されて、ねじ等により固定筒110に固定されている。そのため、案内筒108は、光軸方向に移動不可であり、また、光軸まわりの回転も規制されている。第5のカムフォロア109は、ねじ等により案内筒108に固定されている。
マウント部材111は、交換レンズ100をカメラ本体121に対した着脱可能とするための部品であり、ねじ等により固定筒110に固定される。第2のカム筒112は、交換レンズ100の操作部材を兼ねる部品であり、また、外装部材の役割も兼ねている。第2のカム筒112は、固定筒110に対してバヨネットで回転可能であるが、光軸方向での移動は規制されている。ラバー部材113は、第2のカム筒112と嵌合しており、ユーザが操作部材である第2のカム筒112を回転させる際に滑らずに操作を行うことができるようにする(操作性を向上させる)ための部品である。
第1のカムフォロア103は、中心部が雌ねじで構成され、第1のレンズ群保持部材102を挟んで外周側から雄ねじを螺合させることで第1のレンズ群保持部材102の内周側に固定されている。第1のカムフォロア103は、第1のカム筒107に設けられた第1のカム溝107a及び案内筒108に設けられた第1の案内溝108bと係合する。なお、第1のカムフォロア103は、光軸と直交する平面内に均等に3位相に設けられている。
第2のカムフォロア106は、第2のレンズ群保持部材105の外周側に突出するように、第2のレンズ群保持部材105に設けられたねじ穴に螺合して固定されている。第2のカムフォロア106は、第1のカム筒107に設けられた第2のカム溝107b及び案内筒108に設けられた第2の案内溝108cと係合する。
第1のカム筒107は、案内筒108に設けられた径嵌合部108aにて案内筒108と係合しており、案内筒108に対して光軸まわりに回転可能に保持されている。これにより、第1のカム筒107が回転すると、第1のカムフォロア103が取り付けられている第1のレンズ群保持部材102が、第1のカム溝107aにガイドされて、光軸まわりに回転することなく、第1の案内溝108bに沿って光軸方向に進退する。同様に、第1のカム筒107が回転すると、第2のカムフォロア106が取り付けられている第2のレンズ群保持部材105は、第2のカム溝107bにガイドされて、光軸まわりに回転することなく第2の案内溝108cに沿って光軸方向に移動する。なお、第1のカム筒107及び案内筒108のより詳細な構造については後述する。
外装筒116は、第1のレンズ群保持部材102の外側に配置されており、内周面に第3のカムフォロア117を備え、外周面に第4のカムフォロア118を備える。第3のカムフォロア117は、中心部が雌ねじで構成され、光軸と直交する平面内に均等に3位相に配置されて、外装筒116を挟んで外側から雄ねじを螺合させることで外装筒116に取り付けられている。第3のカムフォロア117は、第1のカム筒107に設けられた第3のカム溝107c及び案内筒108に設けられた第3の案内溝108dと係合する。第4のカムフォロア118は、第2のカム筒112に設けられた第4のカム溝112aと係合する。
図3は、第1のカム筒107の斜視図である。第1のカム筒107は、円筒形状を有し、その曲面(円筒面)には第1のカム溝107a、第2のカム溝107b、第3のカム溝107c及び第5のカム溝107dが形成されている。各カム溝は、前述の各カムフォロアと同様に、周状に均等に3位相に形成されており、第1のカム筒107の回転角度に応じた光軸方向の変位を有している。第1のカム溝107aと第2のカム溝107bは、第1のレンズ群101と第2のレンズ群104を変倍動作に応じた光学位置へ駆動するためのものであり、各カム溝の途中域で傾斜角度が変化する、所謂、非線形のカム溝となっている。
第3のカム溝107cは、図3に示す+(プラス)方向の回転角度位相に対して平均的な勾配角度として被写体側に向かう勾配を有しており、途中域において傾斜角度が変化する非線形のカムとなっている。第5のカム溝107dは、第3のカム溝107cと同様に、図3に示す+方向の回転角度位相に対して平均的な勾配角度として結像面側に向かう勾配を有しており、途中域において傾斜角度が変化する非線形のカムとなっている。
なお、詳細な説明は省略するが、第1のカム筒107には、第3のレンズ群114及び第4のレンズ群115のそれぞれの保持部材に設けられたカムフォロアを介して係合するカム溝が設けられている。これにより、第1のカム筒107の回転角度に応じて、第3のレンズ群114と第4のレンズ群115を変倍動作に応じた光学位置へ駆動することが可能となっている。
図4は、案内筒108の斜視図である。案内筒108には、第1のカムフォロア103と係合する第1の案内溝108bと、第2のカムフォロア106と係合する第2の案内溝108cと、第3のカムフォロア117と係合する第3の案内溝108dとが形成されている。各案内溝は、第1のカム筒107に設けられたカム溝と同様に、周状に均等に3位相に形成されている。なお、案内筒108では、第1の案内溝108b、第2の案内溝108c及び第3の案内溝108dが独立して形成されているが、いずれかの案内溝が他の案内溝と兼用された構成とすることも可能である。
案内筒108に設けられている第5のカムフォロア109は、第1のカム筒107の第5のカム溝107dと係合している。なお、案内筒108と第1のカム筒107のいずれか一方に第5のカムフォロアが設けられ、他方に第5のカム溝が設けられていればよい。よって、本実施形態とは逆に、案内筒108に第5のカム溝を設け、第1のカム筒107に第5のカムフォロアを設けた構成としてもよい。
図5は、第2のカム筒112の斜視図である。第2のカム筒112の外径部(外周)にはラバー部材113が取り付けられる。第2のカム筒112の内周面には、第4のカム溝112aが形成されている。第4のカム溝112aは、外装筒116を駆動するためには3位相あれば十分である。しかし、第4のカム溝112aの本数を多くすることで、交換レンズ100に外部から衝撃等の外力が作用した際に、第4のカムフォロア118に作用する外力を分散させることができる。そこで、第2のカム筒112では、第4のカム溝112aは6位相で設けられている。
第2のカム筒112は、金属材料の切削加工やダイキャスト加工により作製することが可能ではあるが、樹脂成型により作製することでコストを抑えることができる。よって、第2のカム筒112は、樹脂成型により作製される。しかし、交換レンズ100のようにユーザが手動で操作部である第2のカム筒112を回転させることで変倍動作が行われる場合、樹脂成型に起因するパーティングラインが第4のカム溝112aに発生しないようにする必要がある。これは、第4のカム溝112aにパーティングラインが発生していると、パーティングラインの段差部を乗り越える際にユーザの手に違和感が伝わってしまうからである。そのため、樹脂成型により第2のカム筒112を作製する場合、カム溝内にパーティングラインが発生するような内径部が分割された構造(所謂、スライド構造)の金型は用いないことが望ましい。そして、操作性低下を回避する観点からは、カム溝が一体の金型で構成された構造(所謂、回転抜きの構造)の金型を用いることが望ましい。なお、回転抜きの構造の金型を用いて第2のカム筒112を樹脂成型により作製する場合、金型の離型過程においてアンダーカットとならないように、第4のカム溝112aの傾斜角度を一定とする必要がある。そこで、第4のカム溝112aは、傾斜角度が一定な、所謂、線形のカムとなっている。
図6は、外装筒116の斜視図である。外装筒116の外周面には、前述の通り、第4のカムフォロア118が取り付けらており、第4のカムフォロア118は第2のカム筒112の第4のカム溝112aと係合する。第4のカムフォロア118は、第4のカム溝112aと同様に、周上に6位相に設けられている。外装筒116の内径側にナット部材119を配置し、外装筒116の外周面に配置された第4のカムフォロア118を挿通するねじをナット部材119に対して外周側から螺合させることにより、第4のカムフォロア118は外装筒116に固定されている。外装筒116の内径側には、前述したように、第3のカムフォロア117が固定されている。
図7は、交換レンズ100が、所謂、TELE(テレ、望遠)状態にあるときの概略構成を示す断面図であり、光軸(不図示)を通る断面で示されている。前述の通り、第1のカム筒107は、案内筒108と径嵌合部108aにおいて嵌合し、光軸まわりに回転可能に保持されている。また、第1のカム筒107の第5のカム溝107dは、案内筒108に設けられた第5のカムフォロア109と係合する。よって、第1のカム筒107は、回転しながら第5のカム溝107dに沿って光軸方向に進退可能である。
また、第1のレンズ群保持部材102と、第2のレンズ群保持部材105と、第3のレンズ群114及び第4のレンズ群115の各保持部材は、第1のカム筒107と案内筒108によって保持されている。そのため、第1のカム筒107が回転することで、各レンズ群保持部材は、係合したカム溝に沿って光軸方向に進退する。このように、各レンズ群保持部材は、案内筒108及び第1のカム筒107との間に他の部材が介在することなく、一体的に案内筒108及び第1のカム筒107に保持されている。こうして、交換レンズ100では、簡素な構造で、各レンズ群(レンズ群保持部材)が安定して保持された光学系が構築されている。その結果、交換レンズ100全体を大型化させることなく、各レンズ群を高い精度で光軸方向に進退させることが可能となっている。
更に、各レンズ群保持部材は、第1のカム筒107の繰り出し量と各レンズ群保持部材に設けられたカムフォロアが係合するカム溝の変位量とを足した量(距離)を光軸方向に移動することができる。つまり、交換レンズ100は、各レンズ群保持部材の光軸方向での変位量を大きく取ることができ、これにより高いズーム倍率を得ることが可能な構造となっている。
外装筒116は、第1のレンズ群保持部材102の外側に配置されているため、交換レンズ100がTELE状態にあるときには、図7に示すように、外装筒116の一部は外観に露出して外装の一部を構成する。ここで、前述の通り、外装筒116は、第3のカムフォロア117と第4のカムフォロア118を備えており、第3のカムフォロア117は案内筒108の第3の案内溝108dに係合している。そのため、外装筒116は、光軸方向に移動可能であるが、光軸を中心とした回転は規制されている。また、第4のカムフォロア118は、第2のカム筒112の第4のカム溝112aと係合しているため、第2のカム筒112を回転させると、外装筒116は第4のカム溝112aに沿って光軸方向に直動する。
更に、前述の通り、第3のカムフォロア117は、第1のカム筒107の第3のカム溝107cと係合している。そして、第3のカム溝107cは、図3に示す+方向の回転角度位相に対して平均的な勾配角度として被写体側に向かう勾配を有する。そのため、外装筒116が光軸方向に移動すると、第1のカム筒107は第3のカム溝107cに沿って回転する。つまり、ユーザ操作によって第2のカム筒112が回転すると外装筒116が光軸方向に直進して進退することで、第1のカム筒107が回転しながら光軸方向に進退し、これにより各レンズ群が光軸方向に進退する。
図8は、第1のレンズ群保持部材102の斜視図である。第1のレンズ群保持部材102の内周面において光軸と直交する平面内に均等に3位相に配置された第1のカムフォロア103の間には、切り欠き部102aが設けられている。切り欠き部102aは、交換レンズ100が径方向で第1のレンズ群保持部材102と外装筒116との重複が多いWIDE状態(図2)にあるときに、第3のカムフォロア117と第1のレンズ群保持部材102とを非接触とするために設けられている。よって、切り欠き部102aは、第3のカムフォロア117と同様に3位相に設けられている。第1のレンズ群保持部材102と外装筒116が光軸方向で相対移動する際に、光軸方向において第1のレンズ群保持部材102と第3のカムフォロア117とが重複する領域では、第3のカムフォロア117は切り欠き部102aの内部を光軸方向に移動する。
図9は、交換レンズ100がTELE状態にある状態を示す断面図であり、光軸(不図示)と切り欠き部102aを通る断面で示されている。第1のレンズ群保持部材102に設けられた切り欠き部102aは、第2のカム筒112の被写体側の先端部112bよりも被写体側に位置している。
ここで、外装筒116を備えない構成を考える。その場合、切り欠き部102aに、第2のカム筒112の先端部112bよりも被写体側に位置する部分が存在すると、その部分から不要光が交換レンズ100の内部に侵入して光学性能を低下させてしまうという問題が生じる。また、交換レンズ100の内部へ外部から塵埃等が侵入してしまうことで、塵埃等に起因する影等の映像への映り込みが生じ、また、各部品の機械的な摺動に支障が生じて繰り込み/繰り出し動作に支障が生じるおそれがある。このような問題の発生を回避するため、交換レンズ100は、外装筒116を配置することで、WIDE状態とTELE状態との間のいかなる状態においても切り欠き部102aが外部に露出しない構造となっている。
ところで、交換レンズ100は、WIDE状態とTELE状態との間での第1のレンズ群101の光軸方向移動量が比較的大きい望遠系ズームレンズや高倍率ズームレンズを想定したものである。そして、交換レンズ100のように手動で変倍動作が行われる構成の場合、一般的にレンズ群の移動距離が大きくなると手動操作に必要なトルクが大きくなって、操作性が低下してしまう。回転操作時のトルクの低減を図る対策としては、第1のカム筒107の回転角度を大きくして、各カム溝の回転長を長く取り、カムの傾斜角度を小さくすることが一般的である。これは、一般的には、カムの傾斜角度が一定角度を超えると、カム溝とカムフォロアの摩擦係数との関係に起因して、作動が極端に重くなるためである。
しかしながら、交換レンズ100においてカム溝の回転長を長く取ると、第1のカム筒107に設けられるカム溝の数が多いため(図3参照)、カム溝同士が干渉してしまうという問題が生じる。その結果、第1のカム筒107に上記説明の通りにカム溝を設けるためには、回転長を抑制する必要がある。
一方、交換レンズ100では、外装筒116を介して第2のカム筒112の回転を第1のカム筒107に伝達することで、第1のカム筒107と第2のカム筒112の回転角度を異なる角度に設定することができる。そして、これにより、ユーザの操作トルクの低減を図ることが可能である。そこで、交換レンズ100では、回転操作時のトルクの低減を図るために、ユーザが操作する第2のカム筒112の回転角度が第1のカム筒107の回転角度よりも大きく設定されている。
第1のカム筒107での第1のカム溝107aや第2のカム溝107bの設定については、第2のカム筒112を回転操作する際のトルクの最適化よりも、所望のズーム倍率を得るための光学部材の配置が優先される。よって、第1のカム溝107aと第2のカム溝107bのそれぞれで、ズーム域に応じて作用するトルクが変化する。この問題に対しては、第3のカム溝107cや第4のカム溝112aをズーム域のトルク不均一に合わせた傾斜角度とすることで、操作トルクの均一化を図ることができる。例えば、第1のレンズ群101と第2のレンズ群104を駆動する際のトルクが大きい領域では、第5のカム溝107dや第3のカム溝107cの傾斜角度を大きくし、第4のカム溝112aの傾斜角度を小さくすることで、操作トルクを低減することができる。なお、第2のカム筒112を前述したように樹脂成型で作製する都合上、第4のカム溝112aの傾斜角度を一定とする必要がある。その場合、第3のカム溝107c又は第5のカム溝107dを非線形のカム曲線とすることで、操作トルクの均一化を図ることができる。
交換レンズ100では、前述の通り、第1のカム筒107に多数のカム溝を設ける必要があるために回転長が制限され、また、カム溝とカムフォロアの間に作用する摩擦力との関係で、カム溝の回転長に対する光軸方向の変位を大きく取ることは容易ではない。そのため、第1のカム溝107aの変位量だけでは、第1のレンズ群101を光軸方向に駆動するために必要な変位量を確保することは容易でない。そこで、交換レンズ100では、第5のカム溝107dに沿って第1のカム筒107を光軸方向に変位させることで、第1のカム筒107の変位量を第1のレンズ群101の変位量に加えた構成としている。つまり、第1のカム溝107aの変位量に第5のカム溝107dの変位量を足した変位量で、第1のレンズ群101を光軸方向に駆動することが可能となっている。
上記説明の通り、交換レンズ100では、各レンズ群保持部材と案内筒108及び第1のカム筒107の間に介在する部材がない簡素な構成となっている。これにより、各レンズ群(レンズ群保持部材)を安定して保持し、各レンズ群を高い精度で光軸方向に進退させることができる。また、交換レンズ100では、第4のカム溝112aを線形とした場合であっても、第3のカム溝107c又は第5のカム溝107dを非線形のカム曲線とすることで、第2のカム筒112を回転操作する際の操作トルクの均一化を図ることができる。更に、交換レンズ100では、第1のカム筒107の回転角度を第2のカム筒112の回転角度よりも少なく設定することにより、操作トルクの低減が可能となっている。
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。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
例えば、本発明に係るレンズ装置は、一眼レフカメラ用の交換レンズに限らず、カメラ本体とレンズ鏡筒とが一体的に(着脱不可に)構成されたコンパクトカメラ等のレンズ鏡筒にも適用が可能である。また、本発明に係るレンズ装置は、撮像装置に限らず、望遠鏡等の他の光学機器にも適用が可能である。更に、上記の交換レンズ100では、第2のカム筒112が操作部材の役割を兼ねているが、第2のカム筒112とは別の部材として準備した操作部材を接着やカシメ等によって第2のカム筒112に結合した構成とすることも可能である。
100 交換レンズ
102 第1のレンズ群保持部材
102a 切り欠き部
103 第1のカムフォロア
105 第2のレンズ群保持部材
106 第2のカムフォロア
107 第1のカム筒
107a 第1のカム溝
107b 第2のカム溝
107c 第3のカム溝
107d 第5のカム溝
108 案内筒
108b 第1の案内溝
108c 第2の案内溝
108d 第3の案内溝
109 第5のカムフォロア
112 第2のカム筒
112a 第4のカム溝
116 外装筒
117 第3のカムフォロア
118 第4のカムフォロア
122 撮像センサ

Claims (15)

  1. 第1のレンズ群を保持し、第1のカムフォロアを有する第1の保持部材と、
    第2のレンズ群を保持し、第2のカムフォロアを有する第2の保持部材と、
    前記第1の保持部材の外周側に配置され、第3のカムフォロアと第4のカムフォロアを有する外装筒と、
    前記第1のカムフォロアと係合する第1のカム溝と、前記第2のカムフォロアと係合する第2のカム溝と、前記第3のカムフォロアと係合する第3のカム溝とを有し、光軸まわりに回転可能に、且つ、回転角度に応じて光軸方向に移動可能に配置された第1のカム筒と、
    前記第1のカムフォロアと係合する第1の案内溝と、前記第2のカムフォロアと係合する第2の案内溝と、前記第3のカムフォロアと係合する第3の案内溝と、前記第1のカム筒を光軸まわりに回転可能に保持する径嵌合部を有する案内筒と、
    前記第4のカムフォロアと係合する第4のカム溝を有する第2のカム筒と、を備え、
    前記案内筒と前記第1のカム筒は、一方が第5のカムフォロアを有し、且つ、他方が前記第5のカムフォロアと係合して前記第1のカム筒の回転角度に応じた光軸方向の変位を有する第5のカム溝を有し、
    前記外装筒は、他の部材を案内するカム溝および案内溝を有しておらず、前記第2のカム筒の回転角度に応じて一部が外観に露出する位置に駆動されることを特徴とするレンズ装置。
  2. 前記第1のカム筒の回転角度は前記第2のカム筒の回転角度よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。
  3. 前記第1の保持部材は、前記第1の保持部材を前記第3のカムフォロアと非接触とするための切り欠き部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ装置。
  4. 前記切り欠き部の一部が前記第2のカム筒の被写体側の先端から被写体側に位置した状態で、前記切り欠き部において前記第2のカム筒の被写体側の先端から被写体側に位置した部分は前記外装筒に覆われることを特徴とする請求項3に記載のレンズ装置。
  5. 前記第2のカム筒は、樹脂により形成されており、
    前記第4のカム溝にパーティングラインが形成されていな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。
  6. 前記第4のカム溝は、一定の傾斜角度で形成されていることを特徴する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のレンズ装置。
  7. 前記第3のカム溝または前記第5のカム溝は傾斜角度が変化するように形成されてい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。
  8. 前記第3のカム溝と前記第4のカム溝の傾斜角度を大きくした領域では、前記第4のカム溝の傾斜角度を小さくすることを特徴とする請求項7に記載のレンズ装置。
  9. 前記第5のカム溝の前記光軸方向における変位量は、前記第3のカム溝の前記光軸方向における変位量よりも大きい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。
  10. 第1のレンズ群を保持し、第1のカムフォロアを有する第1の保持部材と、
    第2のレンズ群を保持し、第2のカムフォロアを有する第2の保持部材と、
    前記第1の保持部材の外周側に配置され、第3のカムフォロアを有する外装筒と、
    前記第1のカムフォロアと係合する第1のカム溝と、前記第2のカムフォロアと係合する第2のカム溝と、前記第3のカムフォロアと係合する第3のカム溝を有し、光軸まわりに回転可能に、且つ、光軸方向に移動可能に配置された第1のカム筒と、
    前記第1のカムフォロアと係合する第1の案内溝と、前記第2のカムフォロアと係合する第2の案内溝と、前記第3のカムフォロアと係合する第3の案内溝と、前記第1のカム筒を光軸まわりに回転可能に保持する径嵌合部を有する案内筒と、を備え、
    前記第1のカム筒は、前記第3のカムフォロアと前記第3のカム溝および前記第3の案内溝との係合により、前記外装筒の前記光軸方向への移動に応じて回転しながら前記光軸方向に進退し、
    前記第1の保持部材は、前記第1のカムフォロアと前記第1のカム溝および前記第1の案内溝との係合により、前記第1のカム筒の回転に応じて前記光軸方向に進退し、
    前記第2の保持部材は、前記第2のカムフォロアと前記第2のカム溝および前記第2の案内溝との係合により、前記第1のカム筒の回転に応じて前記光軸方向に進退することを特徴とするレンズ装置。
  11. 前記外装筒は、第4のカムフォロアを有し、
    前記第4のカムフォロアと係合する第4のカム溝を有し、光軸まわりに回転可能に配置された第2のカム筒を更に備え、
    前記第2のカム筒を回転させることにより、前記第4のカムフォロアと前記第4のカム溝との係合により、前記外装筒が前記光軸方向に進退することを特徴とする請求項10に記載のレンズ装置。
  12. 前記案内筒と前記第1のカム筒の一方が第5のカムフォロアを有すると共に他方が前記第5のカムフォロアと係合して前記第1のカム筒の回転角度に応じた光軸方向の変位を有する第5のカム溝を有し、
    前記第1の保持部材が前記光軸方向に進退可能な変位量は、前記光軸方向での前記第1のカム溝の変位量と前記第5のカム溝の変位量とを足した変位量であることを特徴とする請求項11に記載のレンズ装置。
  13. 前記外装筒は、他の部材を案内するカム溝および案内溝を有しておらず、前記第2のカム筒の回転角度に応じて一部が外観に露出する位置に駆動されることを特徴とする請求項11又は12に記載のレンズ装置。
  14. 第3のレンズ群を保持する第3の保持部材と、
    第4のレンズ群を保持する第4の保持部材と、を更に備え、
    前記第3の保持部材に設けられたカムフォロアが前記第1のカム筒に形成された別のカム溝に係合すると共に前記案内筒に形成された別の案内溝と係合し、且つ、前記第4の保持部材に設けられたカムフォロアが前記第1のカム筒に形成された更に別のカム溝に係合すると共に前記案内筒に形成された更に別の案内溝と係合して、
    前記第3の保持部材と前記第4の保持部材が、前記第1のカム筒の回転に応じて前記光軸方向に進退することを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載のレンズ装置。
  15. 請求項1乃至14のいずれか1項に記載のレンズ装置と、
    前記レンズ装置を通過した光が結像する位置に配置された撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7542205B2 (ja) 2021-03-12 2024-08-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 レンズ鏡筒およびこれを備えたカメラ
JP2024078013A (ja) * 2022-11-29 2024-06-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 レンズ鏡筒およびこれを備えたカメラ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5587843A (en) 1995-06-06 1996-12-24 Industrial Technology Research Institute Zoom lens mechanism
JP2015230422A (ja) 2014-06-06 2015-12-21 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000111786A (ja) 1998-10-02 2000-04-21 Canon Inc ズームレンズ鏡筒
JP3903124B2 (ja) 1999-03-29 2007-04-11 フジノン株式会社 光学装置のレンズ駆動装置
JP2003075711A (ja) * 2001-09-06 2003-03-12 Olympus Optical Co Ltd ズームレンズ鏡筒
JP4433855B2 (ja) * 2004-03-31 2010-03-17 フジノン株式会社 レンズ装置及びその調整方法
JP4871666B2 (ja) 2006-07-31 2012-02-08 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒
JP2008233771A (ja) 2007-03-23 2008-10-02 Canon Inc レンズ鏡筒および光学機器
JP4274579B2 (ja) 2007-10-04 2009-06-10 キヤノン株式会社 レンズ装置及び撮像装置
US8325431B2 (en) 2009-02-24 2012-12-04 Nikon Corporation Lens barrel and image capturing apparatus
JP5388624B2 (ja) 2009-02-25 2014-01-15 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒及びそれを有する光学機器
JP5498055B2 (ja) * 2009-05-14 2014-05-21 オリンパスイメージング株式会社 レンズ鏡筒および撮像装置
JP5506271B2 (ja) 2009-07-30 2014-05-28 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒
BRPI1103926A2 (pt) * 2010-08-17 2016-01-19 Canon Kk tambor de lente de zoom
JP2012113236A (ja) 2010-11-26 2012-06-14 Nidec Copal Corp レンズ駆動装置
JP5791404B2 (ja) * 2011-07-12 2015-10-07 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒およびそれを有する撮像装置
CN102998768A (zh) 2011-09-09 2013-03-27 亚洲光学股份有限公司 镜头模块
JP6045225B2 (ja) * 2012-07-04 2016-12-14 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒及び撮像装置
JP6064513B2 (ja) * 2012-10-23 2017-01-25 株式会社ニコン レンズ鏡筒および撮像装置
JP6270370B2 (ja) 2013-08-08 2018-01-31 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒および撮像装置
JP6391433B2 (ja) * 2013-12-17 2018-09-19 キヤノン株式会社 光学部材を光路から退避可能な光学装置
JP6083440B2 (ja) 2015-01-27 2017-02-22 セイコーエプソン株式会社 投写光学装置、およびプロジェクター
JP6036861B2 (ja) * 2015-01-27 2016-11-30 セイコーエプソン株式会社 投写光学装置、およびプロジェクター
CN105445888B (zh) * 2015-12-21 2020-04-03 宁波舜宇光电信息有限公司 可调光学镜头和摄像模组及其校准方法
CN105449974B (zh) 2015-12-30 2018-02-06 信利光电股份有限公司 一种音圈马达
JP2017126013A (ja) 2016-01-15 2017-07-20 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒及び撮像装置
CN107748433B (zh) 2017-11-24 2020-03-24 嘉兴中润光学科技有限公司 广角可交换式定焦镜头

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5587843A (en) 1995-06-06 1996-12-24 Industrial Technology Research Institute Zoom lens mechanism
JP2015230422A (ja) 2014-06-06 2015-12-21 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒

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