JP6198616B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は撮像装置レンズ鏡筒に関し、特に撮影光学系を構成するレンズ群を光軸方向に駆動させる駆動機構に関する。

撮影光学系の光軸方向に移動して変倍動作（ズーミング）や合焦動作（フォーカシング）を行うレンズ群を有するレンズ鏡筒では、レンズ群の駆動に際して機械的又は制御的な何らかのエラーが生じた場合でも、レンズ群やその駆動機構の破損が生じないように様々な対策がなされている。

その一例として、モータの駆動力で回転されるカム筒を有するカム機構を介してレンズ保持枠の位置を制御する第１の駆動系と、別のモータで回転駆動される送りネジとナットによってレンズ保持枠の位置を制御する第２の駆動系とを備えたレンズ鏡筒で、各駆動系により駆動されるレンズ群やその保持枠の干渉による過負荷を防ぐ構成が知られている。

第１の駆動系はズームレンズ鏡筒での変倍用のレンズ群の駆動などに多用されており、カム筒の周面上に形成したカム溝（曲線状のカム溝以外に直線状のリード溝なども含む）に対してレンズ保持枠（またはレンズ保持枠を支持する部材）に設けたカムフォロアを係合させ、カム筒を回転させるとカム溝の軌跡に従ってレンズ保持枠が光軸方向に進退移動する。

第２の駆動系は合焦用のフォーカスレンズの駆動に多用されており、光軸方向に向けて延設したモータの回転軸に送りネジを形成し、この送りネジに螺合するナットに対して、光軸方向に直進案内されたレンズ保持枠を付勢して当接させている。送りネジに沿ってナットを正逆方向に移動させることよって、ナットが付勢力に抗する方向にレンズ保持枠を押圧移動させる状態と、レンズ保持枠が付勢力によってナットに追従して移動する状態とになる。

第１の駆動系によるレンズ群の動作範囲と第２の駆動系によるレンズ群の動作範囲が互いに重ならないようにすれば、第２の駆動系でナットの予期しない暴走動作が起こった場合などでも、それぞれの駆動系により駆動されるレンズ群やその保持枠が互いに干渉することがない。しかしこの構成では、各レンズ群の可動スペースを大きく確保するためにレンズ鏡筒が大型になってしまうという問題があり、特にカメラボディに対して沈胴状態で短縮して収納される形態のレンズ鏡筒には適さない。また、光学設計上、各駆動系によるレンズ群の動作範囲を光軸方向で完全に異ならせることができない場合も多い。

そのため、第１の駆動系と第２の駆動系で互いのレンズ群の動作範囲が一部重なるという条件のレンズ鏡筒では、第２の駆動系においてナットから離れる方向（付勢力に抗する方向）へのレンズ保持枠の移動が機械的に制限されていない点に着目して、動作不良が生じた場合などに、ナットから離間する方向にレンズ保持枠を逃がすように構成していた。すなわち、第１の駆動系で駆動されるレンズ保持枠（第１のレンズ保持枠とする）を、第２の駆動系で駆動されるレンズ保持枠（第２のレンズ保持枠とする）の付勢方向側に配置し、互いのレンズ保持枠が当接した場合には、第１のレンズ保持枠によって第２のレンズ保持枠を付勢力に抗する方向に押圧する。この方向への第２のレンズ保持枠の移動はナットによって制限されないため、第１の駆動系と第２の駆動系に過大な負荷がかかることを回避できる。具体的には、第２のレンズ保持枠を光軸方向の最後方（最も像側）に配置した上で光軸方向前方（被写体方向）に向けて付勢してナットに当接させ、第２のレンズ保持枠の前方に第１のレンズ保持枠を配した構成が知られている。この構成では、レンズ鏡筒の収納動作時など、第２のレンズ保持枠がナットによって光軸方向後方に移動されるべきときに当該移動が正しく行われない場合、光軸方向後方に収納動作を行っている第１のレンズ保持枠が第２のレンズ保持枠を押し込んで共に移動する。また、ナットが制御されるべき移動量を超えて光軸方向前方に向けて暴走した場合、第２のレンズ保持枠が第１のレンズ保持枠に当接して移動が制限され、各レンズ保持枠に負荷をかけずにナットを単独で前方に移動させることができる。

特開２００７-２４８６４２号公報 特開２０１０-１９１４４２号公報

送りネジとナットで駆動される第２のレンズ保持枠の付勢方向側にカム機構で駆動される第１のレンズ保持枠を配置して、動作不良時などに第２のレンズ保持枠とナットを離間させるという上記構成は、第２のレンズ保持枠に対して付勢方向と反対側に干渉し得る他の部材が存在しない場合に有効である。しかし、こうした制約を受けずにズームレンズの高変倍化や光学性能の向上を図るべく、送りネジとナットで駆動される第２のレンズ保持枠の付勢方向と反対側にもカム機構で駆動される第１のレンズ保持枠を配置したいという要求が出てきた。

本発明は、このような要求に対応するべく、カム機構によるレンズ駆動系と送りネジ及びナットによるレンズ駆動系を備えたレンズ鏡筒において、それぞれの駆動系により駆動されるレンズ群の配置の自由度を高めつつ、動作不良時などに各駆動系に過大な負荷がかからず保護することが可能なレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明は、固定筒内に支持されたカム筒を回転させ、カム筒の周面に形成したカム溝の軌跡に従ってカム駆動レンズ枠の光軸方向位置を変化させる第１の駆動機構と、光軸方向に延びる送りネジにナットを螺合させ、ナット駆動レンズ枠を光軸方向においてナットに当接する方向に付勢し、送りネジの回転によりナットを光軸方向に移動させてナット駆動レンズ枠の光軸方向位置を変化させる第２の駆動機構とを備えたレンズ鏡筒を、次のように構成したものである。まず、ナット駆動レンズ枠とカム駆動レンズ枠を、カム駆動レンズ枠がナット駆動レンズ枠に対して付勢方向と反対側に隣接して位置し、かつ互いの光軸方向の動作範囲の一部が重なる関係で配置する。そして、第１の駆動機構の構成要素として、カム筒のカム溝に嵌合するカムフォロアを有して光軸方向に直進案内され、カム駆動レンズ枠とは別体として形成されたカム従動部材と、光軸方向においてナット駆動レンズ枠に接近する方向にカム駆動レンズ枠を付勢して該カム駆動レンズ枠をカム従動部材に当接させ、カム従動部材に伴ってカム駆動レンズ枠を光軸方向に移動させる付勢部材とを備える。

この構成によると、カム駆動レンズ枠とナット駆動レンズ枠が干渉する状態で駆動を行った場合に、カム駆動レンズ枠とカム従動部材の当接を解除して第１の駆動機構側で負荷を吸収することができるため、ナット駆動レンズ枠に対して付勢方向と反対側に、互いの動作範囲が重なる関係でカム駆動レンズ枠を配置することが可能となる。

カム従動部材を動作させるカム溝をカム筒の内周面に形成した上で、該カム筒の内側に固定筒に対して回転を規制して支持された内側筒を備え、この内側筒の外周面に形成した有底の直進案内溝に対してカム従動部材を光軸方向に摺動可能に嵌合させると、第１の駆動機構を簡単かつ省スペースに構成することができる。より詳しくは、光軸方向に細長の薄板状をなして内側筒の直進案内溝に摺動可能に嵌合するガイドキー部と、このガイドキー部の光軸方向端部に形成され光軸直交方向に延びる立壁部とをカム従動部材に備え、カム駆動レンズ枠を付勢部材の付勢力によって立壁部に当接させることが好ましい。

さらにカム筒の外側に、固定筒に対して固定され光軸方向に軸線が向く補助ガイド軸を備え、この補助ガイド軸に対して光軸方向に摺動可能に支持される被ガイド部をカム従動部材の立壁部に設けることで、カム従動部材の撓みを防いで精度の高い駆動を実現できる。

カム駆動レンズ枠は、レンズを保持するレンズ保持部から光軸を中心とする外径方向に延設された少なくとも一つの腕部と、この腕部の先端に形成され、固定筒に対して固定されて光軸方向に軸線が向くレンズ枠ガイド軸に対して光軸方向に摺動可能に支持される被ガイド部とを備えており、付勢部材の付勢力によって腕部をカム従動部材の立壁部に当接させることが好ましい。この形態のカム駆動レンズ枠を用いる場合、第１の駆動機構における付勢部材は、固定筒とカム駆動レンズ枠に一端部と他端部が係合して光軸方向に伸縮可能な引張バネとすることが好ましい。

本発明は、光軸方向におけるカム駆動レンズ枠とナット駆動レンズ枠の前後関係を問わずに適用可能であるが、一つの形態として、カム駆動レンズ枠が保持するレンズが、ナット駆動レンズ枠が保持するレンズよりも像側に位置する構成とすることができる。さらに限定した構成として、カム駆動レンズ枠が保持するレンズが、撮影光学系を構成する最も像側のレンズ群を構成し、ナット駆動レンズ枠が保持するレンズが、この最も像側のレンズ群の被写体側に隣接して位置するレンズ群を構成しているレンズ鏡筒に適用してもよい。

第２の駆動機構で送りネジを回転させる駆動手段は、固定筒に固定されるステッピングモータが好適である。

本発明は、変倍可能な変倍光学系を備えたレンズ鏡筒に適しており、変倍時にはカム駆動レンズ枠とナット駆動レンズ枠をそれぞれ光軸方向に移動させ、被写体にピントを合わせる合焦時にナット駆動レンズ枠を単独で光軸方向に移動させるとよい。

本発明のレンズ鏡筒ではさらに、撮影光学系を構成するレンズを保持し、前述のカム駆動レンズ枠を駆動させるカム溝とは別のカム溝によって光軸方向に移動制御される第２のカム駆動レンズ枠を備え、撮影状態で、ナット駆動レンズ枠に関する光軸方向の前後位置にカム駆動レンズ枠と第２のカム駆動レンズ枠が位置する構成を選択できる。ナット駆動レンズ枠と第２のカム駆動レンズ枠で干渉が生じ得る場合には、ナットとナット駆動レンズ枠を離間させることで負荷を吸収することができる。

第２のカム駆動レンズ枠を駆動させるカム溝は、前述のカム筒と別体で該カム筒と共に回転する第２のカム筒に形成することもできる。

本発明のレンズ鏡筒によると、カム溝に従ってカム駆動レンズ枠を動作させる第１の駆動機構と、送りネジに沿うナットの進退によってナット駆動レンズ枠を動作させる第２の駆動機構を有するレンズ鏡筒において、従来では難しかった位置関係でのカム駆動レンズ枠とナット駆動レンズ枠の配置を実現して構成の自由度を高めつつ、動作不良時などに各駆動機構に過大な負荷を及ぼさずに保護することができる。

本発明を適用したズームレンズ鏡筒の収納状態を示す断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の変倍域におけるワイド端の撮影状態を示す断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の変倍域におけるテレ端の撮影状態を示す断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の構成要素の一部を分解して前方から見た斜視図である。 同ズームレンズ鏡筒の構成要素の一部を分解して前方から見た斜視図である。 同ズームレンズ鏡筒の構成要素の一部を分解して前方から見た斜視図である。 同ズームレンズ鏡筒の構成要素の一部を分解して前方から見た斜視図である。 同ズームレンズ鏡筒の各群レンズの光軸方向の移動軌跡を概念的に示した図である。 ワイド端における第４群レンズと第５群レンズの駆動機構の関係を示す断面図である。 ５群駆動バーがワイド端に相当する位置にあり、４群枠と５群枠が収納状態に相当する位置にある状態での、第４群レンズと第５群レンズの駆動機構の関係を示す断面図である。 収納状態における第４群レンズと第５群レンズの駆動機構の関係を示す断面図である。 収納状態においてＡＦナットが単独で光軸方向前方に移動した場合の第４群レンズと第５群レンズの駆動機構の関係を示す断面図である。 第１進退筒の展開平面図である。 ５群枠の駆動機構の要部を後方から見た斜視図である。 ５群枠の駆動機構の要部を分解して後方から見た斜視図である。 ５群枠の駆動機構を構成する部品の部分断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。図１ないし図３に全体構造を示す本実施形態のズームレンズ鏡筒ＺＬは図示を省略したカメラボディに装着するものであり、その撮影光学系は、物体（被写体）側から順に第１群レンズ１、第２群レンズ２、第３群レンズ３、第４群レンズ４、第５群レンズ５、光学フィルタ４２、撮像素子４１を備えている。各群レンズは、複数枚のレンズから構成されている場合でも、図面上では単純化した形態で示している。以下の説明では、撮影光学系の光軸Ｏに沿う方向における物体側を光軸方向の前方、像側を光軸方向の後方と呼ぶ。

ズームレンズ鏡筒ＺＬは、図１に示す収納（沈胴）状態と図２及び図３に示す撮影状態に動作可能であり、撮影状態では、各群レンズを光軸Ｏに沿って所定の軌跡で移動させて、図２のワイド端と図３のテレ端の間で焦点距離を変化させる変倍動作を行うことができる。収納状態から変倍域までの各群レンズの移動軌跡Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４及びＱ５を図８に示した。なお、第１群レンズ１、第２群レンズ２及び第３群レンズ３については、図８で変倍域での移動軌跡のみ示し、変倍域（ワイド端）と収納状態の間は移動軌跡の図示を省略している。第１群レンズ１、第２群レンズ２、第３群レンズ３及び第５群レンズ５は、ズームモータ３９（図７）の駆動によって光軸方向に移動する。第４群レンズ４は、他のレンズ群と共に変倍光学系を構成すると共に、被写体にピントを合わせる合焦時に駆動されるフォーカスレンズであり、ＡＦモータ３１（図７）の駆動によって、他のレンズ群とは独立して光軸方向に移動する。図８に、ＡＦモータ３１による第４群レンズ４の光軸方向の動作範囲Ｍを示している。以下、各群レンズを支持及び駆動するズームレンズ鏡筒ＺＬの細部構造を説明する。

図７に示すように、ズームレンズ鏡筒ＺＬは固定部材として固定筒２０と背面板２１を有する。撮像素子４１と光学フィルタ４２はユニット化された状態で背面板２１に固定され、背面板２１を固定筒２０の後端に取り付けることによって撮像素子４１が光軸Ｏの延長上に配置される。光学フィルタ４２として、赤外カットフィルタやローパスフィルタ等が用いられる。

図１ないし図３に示すように、固定筒２０の内部には、光軸Ｏを中心とする径方向において外側から順に、第１進退筒１５、直進案内環１８、第２進退筒１６、第３進退筒１７、１群支持環１１、内方カム筒１９、３群支持環１２が略同心状に配置されている。第１群レンズ１は１群枠６に保持され、第２群レンズ２は２群枠７に保持され、第３群レンズ３は３群枠８に保持され、第４群レンズ４は４群枠９に保持され、第５群レンズ５は５群枠１０に保持されている。

ズームレンズ鏡筒ＺＬは、外観上、固定筒２０から繰り出される３段階の繰出段部を有する３段鏡筒となっており、第１進退筒１５と直進案内環１８は１段目の繰出段部を構成している。固定筒２０の内周面に形成した第１段ガイド溝２０ａ（図７）に対して、第１進退筒１５の後端付近の外周面上に突設したガイド突起１５ａ（図６）が摺動可能に嵌合している。第１段ガイド溝２０ａは、光軸Ｏに対して斜行するリード溝部と、該リード溝部の前端に連通して光軸Ｏを囲む周方向に延びる周方向溝部とによって構成されている。第１進退筒１５の後端付近の外周面上にはさらに周面ギヤ１５ｂが形成されており、周面ギヤ１５ｂに対してズームギヤ列４０を介してズームモータ３９の駆動力が伝えられることによって、ガイド突起１５ａが第１段ガイド溝２０ａの案内を受けて第１進退筒１５が動作する。第１段ガイド溝２０ａのリード溝部にガイド突起１５ａが位置するときは、第１進退筒１５が回転しながら光軸方向に進退移動し、第１段ガイド溝２０ａの周方向溝部にガイド突起１５ａが位置するときは、第１進退筒１５が光軸方向の定位置で回転する。

直進案内環１８は、後端付近の外周面上に突設したガイド突起１８ａ（図６）を、固定筒２０の内周面に形成した光軸方向への長溝である直進案内溝２０ｂ（図７）に対して摺動可能に嵌合させることによって、光軸方向に直進案内されている。直進案内環１８は、第１進退筒１５の回転を許容しつつ、第１進退筒１５と共に光軸方向に移動するように結合している。より詳しくは、第１進退筒１５の内周面に前後方向に位置を異ならせて形成した一対の周方向溝１５ｃ（図６、図１３）に対して、直進案内環１８の外周面上に形成した複数の結合突起１８ｂ（図６、図１４、図１５）が摺動可能に嵌合し、この周方向溝１５ｃと結合突起１８ｂの嵌合によって、第１進退筒１５と直進案内環１８が光軸方向に一体化されると共に相対回転が許される。第１進退筒１５の内周面にはさらに、前後一対の周方向溝１５ｃを連通する複数の連通溝１５ｄ（図６、図１３）が形成されている。連通溝１５ｄは光軸方向への長溝であり、組み立て時に前方の周方向溝１５ｃに結合突起１８ｂを挿入させるための案内溝として用いられる。

第２進退筒１６と内方カム筒１９は２段目の繰出段部を構成している。第１進退筒１５と直進案内環１８の関係と同様に、第２進退筒１６と内方カム筒１９は、光軸方向に共に移動するように一体化され、かつ相対回転が可能に結合されている。第２進退筒１６は、後端付近の外周面上に突設したガイド突起１６ａ（図６）を、直進案内環１８の内周面に形成した光軸方向への長溝である直進案内溝１８ｃ（図６）に対して摺動可能に嵌合させることによって、光軸方向に直進案内されている。

内方カム筒１９は、後端付近に外径方向へ突出するように組み付けたカムフォロア２４（図４）を、直進案内環１８に形成したカム環ガイド溝１８ｄ（図６、図１４、図１５）に摺動可能に嵌合させ、さらにカムフォロア２４の先端を、第１進退筒１５の内周面に形成した光軸方向への長溝である回転伝達溝１５ｅ（図６、図１３）に対して光軸方向に摺動可能に嵌合させている。第１進退筒１５が回転すると、回転伝達溝１５ｅとカムフォロア２４の嵌合によって内方カム筒１９が第１進退筒１５と同量回転し、この回転に応じてカムフォロア２４がカム環ガイド溝１８ｄの案内を受けることによって、内方カム筒１９は光軸方向に移動する。

第３進退筒１７と１群支持環１１は３段目の繰出段部を構成している。第３進退筒１７は、後端付近の外周面上に突設したガイド突起１７ａ（図４）を、第２進退筒１６の内周面に形成した光軸方向への長溝である直進案内溝１６ｂ（図６）に対して摺動可能に嵌合させることによって、光軸方向に直進案内されている。第３進退筒１７の後端付近には、内周方向に突出するカムフォロア２３（図４）が支持され、内方カム筒１９の外周面に形成した第３進退筒制御カム溝ＣＢ（図４）に対してカムフォロア２３が摺動可能に嵌っている。内方カム筒１９が回転すると、カムフォロア２３が第３進退筒制御カム溝ＣＢに案内されて、第３進退筒１７が光軸方向に移動する。

１群支持環１１は、前端付近の外周面上に突設したガイド突起１１ａ（図４）を、第３進退筒１７の内周面に形成した光軸方向への長溝である直進案内溝１７ｂ（図４）に対して摺動可能に嵌合させることによって、光軸方向に直進案内されている。１群支持環１１の後端付近には、内周方向に向けてカムフォロア１１ｂ（図２、図３）が突設され、内方カム筒１９の外周面に形成した１群用カム溝Ｃ１（図４）に対してカムフォロア１１ｂが摺動可能に嵌っている。内方カム筒１９が回転すると、カムフォロア１１ｂが１群用カム溝Ｃ１に案内されて、１群支持環１１が光軸方向に移動する。直進案内溝１７ｂ内には、ガイド突起１１ａと直進案内溝１７ｂの後端部に対して両端を当接させた圧縮バネ２５が挿入されており、圧縮バネ２５の付勢力によって、１群用カム溝Ｃ１と第３進退筒制御カム溝ＣＢに対する１群支持環１１（カムフォロア１１ｂ）と第３進退筒１７（カムフォロア２３）のバックラッシュを除去する。

第３進退筒１７の前端にレンズバリア機構２７が組み付けられ、１群支持環１１の前端開口内には１群枠６が支持される。レンズバリア機構２７の具体的構成は周知のものであるから省略するが、内方カム筒１９の回転力を用いて、図１に示す収納状態でバリア羽根を閉じ、図２と図３に示す撮影状態でバリア羽根を開く。

レンズバリア機構２７と第１群レンズ１の光軸方向の位置関係は、第３進退筒制御カム溝ＣＢと１群用カム溝Ｃ１の軌跡によって定められる。図２のワイド端と図３のテレ端の間の変倍域では、レンズバリア機構２７と第１群レンズ１が接近し、レンズバリア機構２７が形成する撮影開口に第１群レンズ１の前端付近が進入した状態が維持される。つまり、変倍域では第３進退筒制御カム溝ＣＢと１群用カム溝Ｃ１が概ね近い形状のカム軌跡になっている。図２のワイド端から図１の収納状態になるときには、第３進退筒制御カム溝ＣＢと１群用カム溝Ｃ１の軌跡の相違によって、レンズバリア機構２７と第１群レンズ１の光軸方向間隔を大きくするように第３進退筒１７と１群支持環１１が光軸方向に相対移動する。これにより、撮影状態（変倍域）では、レンズバリア機構２７が形成する撮影開口に第１群レンズ１が接近して有害な周辺光を遮断し、収納状態では、閉じられたバリア羽根と第１群レンズ１の干渉を防ぐことができる。

２群枠７と３群支持環１２はそれぞれ内方カム筒１９の内側に配置されている。３群支持環１２は、後端部付近から外径方向へ突出形成したフランジ部に設けたガイド突起１２ａ（図５）を、直進案内環１８の内周面に形成した光軸方向への長溝である直進案内溝１８ｅ（図６、図１４、図１５）に対して摺動可能に嵌合させることで、光軸方向に直進案内されている。２群枠７は、光軸方向への長溝である直進案内溝７ａ（図４）に対して、３群支持環１２の周面上に形成した直進案内キー１２ｂ（図５）を摺動可能に嵌合させることで、光軸方向に直進案内されている。

内方カム筒１９の内周面には、２群用カム溝Ｃ２と３群用カム溝Ｃ３が形成されている（図４）。２群用カム溝Ｃ２に対して、２群枠７の外周面上に突設したカムフォロア７ｂ（図４）が摺動可能に嵌合し、３群用カム溝Ｃ３に対して、３群支持環１２の外周面上に突設したカムフォロア１２ｃ（図５）が摺動可能に嵌合している。内方カム筒１９が回転すると、カムフォロア７ｂが２群用カム溝Ｃ２に案内されて２群枠７が光軸方向に移動し、カムフォロア１２ｃが３群用カム溝Ｃ３に案内されて３群支持環１２が光軸方向に移動する。

３群支持環１２内には３群ブロック２８（図５）が支持されている。３群ブロック２８は、光軸Ｏと平行に軸線を向けた回動軸８ａを中心として３群枠８を回動（揺動）可能に支持しており、この回動によって３群枠８は、第３群レンズ３を光軸Ｏ上に挿入する挿入位置（図２、図３）と、第３群レンズ３を光軸Ｏ上から離脱させる離脱位置（図１）に動作する。３群枠８は撮影位置方向に回動付勢されており、撮影状態ではこの付勢力によって撮影位置に保持され、撮影状態から収納状態になる際に３群支持環１２が光軸方向後方に移動すると、背面板２１に設けたカム突起２１ａ（図７）によって押圧されて離脱位置に回動される。３群ブロック２８はさらに、３群枠８の挿入位置において第３群レンズ３を光軸Ｏと直交する平面内で動作させて像振れを抑制させる防振機構を備えているが、防振機構の詳細は省略する。

３群支持環１２内には、３群ブロック２８の前部にシャッタ機構１３（図５）が支持されている。シャッタ機構１３の前方に支持されるバネ受け１４（図５）と２群枠７との間に圧縮バネ２６（図５）が挿入され、２群用カム溝Ｃ２と３群用カム溝Ｃ３に対する２群枠７（カムフォロア７ｂ）と３群支持環１２（カムフォロア１２ｃ）のバックラッシュを除去する。

以上のように、固定筒２０に対して光軸方向の繰出動作及び収納動作が可能な３つの繰出段部を介して、１群枠６と２群枠７と３群枠８が支持される。各繰出段部を構成する直進案内溝、ガイド突起、カム溝、カムフォロアなどの支持結合部分はそれぞれ、安定した支持性を得るために、周方向に位置を異ならせて３つ（もしくは４つ以上）設けられている。

続いて４群枠９の駆動機構（第２の駆動機構）と５群枠１０の駆動機構（第１の駆動機構）について説明する。これらの駆動機構は図９ないし図１２に模式化した形で示している。

固定筒２０と背面板２１には、４群ガイド軸３３、中継ガイド軸３４、５群ガイド軸３７及び補助ガイド軸３８のそれぞれの前後端部が支持されている（図７、図９ないし図１２）。図１６に示すように、５群ガイド軸３７と補助ガイド軸３８は固定筒２０の外周部分に配置されている。４群ガイド軸３３と中継ガイド軸３４も同様に固定筒２０の外周部分に配置されている。各ガイド軸３３、３４、３７及び３８のそれぞれの軸線は光軸Ｏと略平行である。

４群枠９は、第４群レンズ４を保持するレンズ保持部を中心として異なる外径方向に向けて、第１腕部９ａと第２腕部９ｂを突出させている（図７）。第１腕部９ａの先端には、４群ガイド軸３３を摺動可能に挿通させる筒状ガイド９ｃが形成されており、第２腕部９ｂの先端には、固定筒２０の内周面に光軸方向への長溝として形成された回転規制溝（不図示）に対して摺動可能に嵌合する回転規制突起９ｄが形成されている。４群ガイド軸３３と筒状ガイド９ｃによって４群枠９は光軸方向に直進案内され、固定筒２０の回転規制溝と回転規制突起９ｄによって４群ガイド軸３３を中心とする４群枠９の回転が規制される。

４群枠９は、固定筒２０の外面上に軸支されたトーションバネからなる４群付勢バネ３０によって光軸方向前方に向けて移動付勢されている。この付勢力によって、４群枠９の第１腕部９ａが光軸方向後方から中継部材３５に当接する。中継部材３５は、中継ガイド軸３４を摺動可能に挿通させる筒状ガイド３５ａと、筒状ガイド３５ａから外径方向に突出するナット当接部３５ｂを有し、ナット当接部３５ｂを光軸方向後方からＡＦナット３２に当接させる。つまり、中継部材３５が前後からＡＦナット３２と４群枠９（第１腕部９ａ）で挟まれ、４群付勢バネ３０によってこの挟持状態が維持される。

ＡＦモータ３１は固定筒２０に固定されたステッピングモータからなり、光軸方向前方に向けて突出する回転軸である送りネジ３１ａを有している。送りネジ３１ａの軸線は光軸Ｏと略平行である。ＡＦナット３２は送りネジ３１ａに螺合すると共に、固定筒２０に形成した不図示のガイド溝との係合によって送りネジ３１ａを中心とする回転を行わないように回転規制されており、送りネジ３１ａが正逆に回転するとＡＦナット３２が光軸方向に進退移動する。ＡＦナット３２と同様に中継部材３５も回転規制されている。ＡＦモータ３１を駆動してＡＦナット３２を光軸方向後方に移動させると、中継部材３５を介して４群枠９を４群付勢バネ３０の付勢力に抗して押圧し、４群枠９が光軸方向後方に移動する。ＡＦモータ３１を駆動してＡＦナット３２を光軸方向前方に移動させると、４群付勢バネ３０の付勢力によって４群枠９と中継部材３５がＡＦナット３２に追随して光軸方向前方に移動する。

５群枠１０は、第５群レンズ５を保持するレンズ保持部を中心として異なる外径方向に向けて、第１腕部１０ａと第２腕部１０ｂを突出させている（図７、図１４、図１５）。第１腕部１０ａの先端には、５群ガイド軸３７を摺動可能に挿通させる筒状ガイド１０ｃが形成されており（図１６）、第２腕部１０ｂの先端には、固定筒２０の内周面に光軸方向への長溝として形成された回転規制溝（不図示）に対して摺動可能に嵌合する回転規制突起１０ｄが形成されている。５群ガイド軸３７と筒状ガイド１０ｃによって５群枠１０は光軸方向に直進案内され、固定筒２０の回転規制溝と回転規制突起１０ｄによって５群ガイド軸３７を中心とする５群枠１０の回転が規制される。

５群枠１０は、固定筒２０に設けたバネ掛け部と第１腕部１０ａに設けたバネ掛け部に一端と他端を係合させた引張バネからなる５群付勢バネ３６によって、光軸方向前方（４群枠９に接近する方向）に向けて移動付勢されている（図９ないし図１２）。この付勢力によって、５群枠１０の第１腕部１０ａが光軸方向後方から５群駆動バー２２に当接する。

図１４や図１５に示すように、５群駆動バー２２は、光軸方向に細長い薄板状のガイドキー部２２ａと、ガイドキー部２２ａの後端を外径方向（光軸直交方向）に曲折させた立壁部２２ｂと、立壁部２２ｂに形成され補助ガイド軸３８を摺動可能に挿通させる被ガイド部２２ｃとを有しており、５群枠１０の第１腕部１０ａのうち筒状ガイド１０ｃに近い端部近傍が立壁部２２ｂに対して当接する（図１４）。第１腕部１０ａと立壁部２２ｂの当接箇所を図１６に符号Ｋ１、Ｋ２で示した。

図１４に示すように、５群駆動バー２２のガイドキー部２２ａは、直進案内環１８の外周面上に形成した光軸方向への長溝であるキー案内溝１８ｆに対して、その長手方向（すなわち光軸方向）に摺動可能に嵌っている。ガイドキー部２２ａはガイド溝１８ｆに対して、横幅方向（光軸Ｏを中心とする周方向）への相対移動は規制され、このキー案内溝１８ｆとガイドキー部２２ａの嵌合によって５群駆動バー２２が光軸方向に直進案内される。また、補助ガイド軸３８と被ガイド部２２ｃの嵌合によって５群駆動バー２２の撓みが抑制される。

キー案内溝１８ｆは直進案内環１８の外周面から所定の深さで形成された有底溝であり、キー案内溝１８ｆの底面上にガイドキー部２２ａを載置することで、光軸Ｏを中心とする径方向における５群駆動バー２２の位置が定まる。ガイドキー部２２ａの外面形状は直進案内環１８の周面形状に沿う部分円筒状になっており（図１６）、キー案内溝１８ｆに対する嵌合支持状態で、ガイドキー部２２ａの外周面は直進案内環１８の外周面と略面一になる。キー案内溝１８ｆの底面と、これに対向するガイドキー部２２ａの内側の面（光軸Ｏ側に向く面）は、湾曲しない平面状になっている。ガイドキー部２２ａの前端付近の外周面上に一対のカムフォロア２２ｄが突設されており、各カムフォロア２２ｄは、直進案内環１８の外周面よりも外径方向に突出して、第１進退筒１５の内周面に形成した一対の５群用カム溝Ｃ５に対して摺動可能に嵌合している（図１ないし図３、図１３）。図１３でカムフォロア２２ｄの符号の後に括弧書きで記載した符号Ｒ、Ｗ、Ｔはそれぞれ、ズームレンズ鏡筒ＺＬの収納状態（図１）、ワイド端（図２）、テレ端（図３）における５群用カム溝Ｃ５内でのカムフォロア２２ｄの位置を示している。

図１３に示すように、第１進退筒１５の内周面には、複数の連通溝１５ｄと複数の回転伝達溝１５ｅが周方向に位置を異ならせて形成されており、５群用カム溝Ｃ５はこれらの連通溝１５ｄや回転伝達溝１５ｅを横断する軌跡になっている。そのため、連通溝１５ｄまたは回転伝達溝１５ｅと５群用カム溝Ｃ５との交差位置におけるカムフォロア２２ｄの脱落を防ぐために、カムフォロア２２ｄと５群用カム溝Ｃ５をそれぞれ一対設け、少なくとも一方のカムフォロア２２ｄが常に５群用カム溝Ｃ５との嵌合を維持するように構成している。

第１進退筒１５が回転すると、カムフォロア２２ｄが５群用カム溝Ｃ５による案内を受けて、５群駆動バー２２が光軸方向に移動される。５群駆動バー２２を光軸方向後方に移動させると、立壁部２２ｂを介して５群枠１０を５群付勢バネ３６の付勢力に抗して押圧し、５群枠１０が光軸方向後方に移動する。５群駆動バー２２を光軸方向前方に移動させると、５群付勢バネ３６の付勢力によって５群枠１０が５群駆動バー２２に追随して光軸方向前方に移動する。すなわち、５群枠１０は５群駆動バー２２に伴って光軸方向に移動する。５群駆動バー２２の移動を案内する第１進退筒１５は、第１段ガイド溝２０ａのリード溝部の案内を受ける状態では回転しながら固定筒２０に対して光軸方向に進退するため、この状態で５群枠１０は、第１進退筒１５の光軸方向移動と５群用カム溝Ｃ５（５群駆動バー２２）による光軸方向移動を合わせた位置制御がなされる。

以上の構成からなるズームレンズ鏡筒ＺＬの動作を説明する。図１に示す収納（沈胴）状態では、ズームレンズ鏡筒ＺＬを構成する可動要素が固定筒２０内にスペース効率良く収納されている。第５群レンズ５は光学フィルタ４２に近接する位置にあり、第４群レンズ４は第５群レンズ５に近接する位置にある。３群枠８は背面板２１のカム突起２１に押圧されて離脱位置に保持されており、第３群レンズ３が第４群レンズ４や第５群レンズ５の外側に（光軸直交方向に並んで）位置している。第２群レンズ２は、３群支持環１２内に前方から入り込んでシャッタ機構１３に嵌る形で収納されている。撮影光学系を構成するレンズ群の中で最大径の第１群レンズ１も、一部が３群支持環１２内に入り込んで第２群レンズ２に近接して位置している。これにより、光軸方向にコンパクトな収納状態が得られる。

ズームレンズ鏡筒ＺＬを制御する制御回路に収納状態から撮影状態への移行信号（例えば、カメラボディに設けたメインスイッチのオン）が入力されると、ズームモータ３９が鏡筒繰出方向に駆動される。この駆動力はズームギヤ列４０を介して第１進退筒１５に伝えられ、第１進退筒１５が第１段ガイド溝２０ａのリード溝部に従って回転しながら固定筒２０に対して光軸方向前方に繰り出される。直進案内環１８は、回転せずに第１進退筒１５と共に繰り出される。

第１進退筒１５の回転は内方カム筒１９に伝達され、内方カム筒１９が、カム環ガイド溝１８ｄに従って回転しながら第１進退筒１５及び直進案内環１８に対して光軸方向前方に繰り出される。第２進退筒１６は回転せずに内方カム筒１９と共に繰り出される。内方カム筒１９が回転すると、内方カム筒１９の外周面上に形成した第３進退筒制御カム溝ＣＢと１群用カム溝Ｃ１に従って、第３進退筒１７と１群支持環１１が、回転せずに第２進退筒１６及び内方カム筒１９に対して光軸方向前方に繰り出される。また、内方カム筒１９が回転すると、内方カム筒１９の内周面上に形成した２群用カム溝Ｃ２と３群用カム溝Ｃ３に従って、２群枠７と３群支持環１２が、それぞれ回転せずに第２進退筒１６及び内方カム筒１９に対して光軸方向前方に繰り出される。３群支持環１２が光軸方向前方に移動すると、３群枠８に対するカム突起２１ａの押圧が解除され、３群枠８が離脱位置から挿入位置に回動する。このように、第１群レンズ１、第２群レンズ２及び第３群レンズ３は、内方カム筒１９を経由して光軸方向位置が制御される。

第１進退筒１５が回転すると、第１進退筒１５の内周面に形成した５群用カム溝Ｃ５に従って、５群駆動バー２２が回転せずに第１進退筒１５及び直進案内環１８に対して光軸方向に相対移動する。図１３に示すように、５群用カム溝Ｃ５のうち収納状態でのカムフォロア２２ｄの位置（Ｒ）を起点とする区間は、ワイド端でのカムフォロア２２ｄの位置（Ｗ）へ向けて進むにつれて光軸方向後方に進む傾斜となっているが、収納状態からの繰出時に第１進退筒１５自体が光軸方向前方に移動する。そのため、収納状態からの繰出時において５群駆動バー２２は、第１進退筒１５との相対的な位置関係では光軸方向後方に移動しつつ、固定部材である固定筒２０や背面板２１に対しては光軸方向前方へ移動する。５群付勢バネ３６によって光軸方向前方に向けて付勢された５群枠１０は、５群付勢バネ３６の付勢力に抗して５群駆動バー２２によって光軸方向後方に押圧されつつ、第１進退筒１５の光軸方向前方への移動に伴う５群駆動バー２２の前方移動によって光軸方向前方へ移動し、第５群レンズ５が撮像素子４１から離れていく（図８の移動軌跡Ｑ５を参照）。

収納状態から撮影状態への移行信号が入力されると、ズームモータ３９に加えてＡＦモータ３１も駆動されて、送りネジ３１ａの回転によってＡＦナット３２が光軸方向前方に移動する。ＡＦナット３２が移動すると、４群付勢バネ３０の付勢力によって中継部材３５と４群枠９がＡＦナット３２ｂに追随して光軸方向前方に移動する（図８の移動軌跡Ｑ４を参照）。

図２のワイド端になると収納状態から撮影状態への移行が完了する。撮影状態では、図２のワイド端と図３のテレ端の間の変倍域で撮影光学系の焦点距離を変更することができ、所定の焦点距離を選択する信号（例えば、カメラボディに設けたズームスイッチの操作）が制御回路に入力されると、ズームモータ３９を駆動して第１進退筒１５と内方カム筒１９を回転させ、それぞれに形成したカム溝Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ５に従って、第１群レンズ１、第２群レンズ２、第３群レンズ３及び第５群レンズ５を図８に示す移動軌跡Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ５で移動させる。

撮影状態では、第１進退筒１５は第１段ガイド溝２０ａの周方向溝の案内を受けるようになっており、光軸方向の位置を変化させずに定位置で回転するため、第５群レンズ５の移動軌跡Ｑ５は５群用カム溝Ｃ５のカム軌跡に対応したものとなる。図８に示すように、変倍域での第５群レンズ５の移動軌跡Ｑ５は、ワイド端を起点としてテレ側に進む途中まで第５群レンズ５を光軸方向前方に移動させ、続いてテレ端側に進むと第５群レンズ５を光軸方向後方に移動させるものであり、図１３に示す変倍域（カムフォロア２２ｄのワイド端位置（Ｗ）とテレ端位置（Ｔ）の間）での５群用カム溝Ｃ５のカム軌跡は、この第５群レンズ５の移動軌跡Ｑ５をトレースしたものになっている。そして、第１進退筒１５の回転により、５群用カム溝Ｃ５のカム軌跡に従った５群駆動バー２２の光軸方向移動に伴って５群枠１０が移動する。なお、第１進退筒１５と異なり内方カム筒１９は、撮影状態でもカム環ガイド溝１８ｄに従って回転しながら光軸方向に移動するので、カム溝Ｃ１、Ｃ２及びＣ３のカム軌跡（形状）は、移動軌跡Ｑ１、Ｑ２及びＱ３をそのままトレースしたものではない。

また、ワイド端とテレ端の間の変倍域で焦点距離を変更する際には、ＡＦモータ３１を駆動してＡＦナット３２を光軸方向に進退移動させて、第４群レンズ４を図８に示す移動軌跡Ｑ４で移動させる。移動軌跡Ｑ４は焦点距離変更の際に基準となる第４群レンズ４の位置変化（基礎軌跡）を示したものであり、被写体にピントを合わせる合焦用の信号が入力されたときにはさらに、ＡＦモータ３１を駆動してＡＦナット３２を光軸方向に移動させて、移動軌跡Ｑ４に対して第４群レンズ４を移動させることによって合焦動作を行う。図９に示すように、合焦動作では無限遠の被写体から近距離側の被写体になるにつれて第４群レンズ４を光軸方向後方に移動させる。図８の移動軌跡Ｑ４は、無限遠の被写体に対応する第４群レンズ４の光軸方向位置を基準としたものである。

撮影状態から収納状態への移行信号（例えば、カメラボディに設けたメインスイッチのオフ）が入力されると、ズームモータ３９とＡＦモータ３１の駆動によって、先に説明した収納状態からの繰出動作とは逆の動作が行われる。収納動作時には、ズームモータ３９の駆動力で回転しながら光軸方向後方に移動する第１進退筒１５の動作に伴い、５群付勢バネ３６によって弾性的に結合された５群駆動バー２２と５群枠１０は、第１進退筒１５との相対的な位置関係では５群用カム溝Ｃ５に従って光軸方向前方に移動しつつ、固定部材である固定筒２０や背面板２１に対しては光軸方向後方へ移動する。また、ＡＦモータ３１によるＡＦナット３２の光軸方向後方への移動によって、４群枠９が４群付勢バネ３０の付勢力に抗して５群枠１０に接近する。１群枠６（１群支持環１１）、２群枠７及び３群枠８（３群支持環１２）はそれぞれ、ズームモータ３９の駆動力で回転しながら光軸方向後方に移動する内方カム筒１９の動作に伴って光軸方向後方に移動し、その移動の途中で３群枠８がカム突起２１ａに当接して挿入位置から離脱位置に回動される。

以上のように動作するズームレンズ鏡筒ＺＬにおいて、第１群レンズ１、第２群レンズ２、第３群レンズ３及び第５群レンズ５が、ズームモータ３９によって駆動される２つのカム筒である第１進退筒１５と内方カム筒１９を介して位置制御されるのに対し、第４群レンズ４は、ＡＦモータ３１によって駆動されるＡＦナット３２によって、他のレンズ群とは独立して図８に示す動作範囲Ｍで位置制御される。前述のように第４群レンズ４は、収納状態と撮影状態の移行動作時や撮影状態における変倍動作時に、移動軌跡Ｑ４に沿って光軸方向位置が制御され、さらに移動軌跡Ｑ４を基準として合焦動作が行われる。他のレンズ群がそれぞれの移動軌跡Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ５に沿って移動するときに、第４群レンズ４が移動軌跡Ｑ４に沿って移動している限りは、第４群レンズ４を保持する４群枠９が、他のレンズ群の保持枠やズームレンズ鏡筒ＺＬ内のその他の可動部材と干渉することがない。一方、第４群レンズ４が移動軌跡Ｑ４を大きく逸脱する状態では、４群枠９が前後の３群ブロック２８（３群枠８）や５群枠１０と干渉する可能性を考慮する必要がある。

４群枠９は、４群付勢バネ３０によって光軸方向前方に向けて移動付勢され、中継部材３５をＡＦナット３２に当接させることで光軸方向前方への移動が規制されている。そのため、第４群レンズ４が移動軌跡Ｑ４よりも前方に位置している状態で、３群支持環１２が光軸方向後方に移動して３群ブロック２８が４群枠９に当接した場合は、４群付勢バネ３０の付勢力に抗して４群枠９をＡＦナット３２から離れる方向に押しこむことによって、４群枠９周りに過度な負荷をかけずにズームモータ３９による駆動機構を動作させることができる。また、３群支持環１２が光軸方向前方に移動しているときや停止している状態において、移動軌跡Ｑ４に対応する位置よりも前方へＡＦナット３２が過度に移動した場合は、４群枠９は３群支持環１２や３群ブロック２８に当接した時点でそれ以上の移動が規制され、ＡＦナット３２のみを前方に移動させるため、この場合も同様に４群枠９周りに過度な負荷がかからない。例えば、図１１はズームレンズ鏡筒ＺＬの収納状態での４群枠９の駆動機構と５群枠１０の駆動機構を模式的に示しているが、この状態からズームモータ３９を駆動させずにＡＦモータ３１のみを繰出方向に駆動させた場合、図１２のようにＡＦナット３２が中継部材３５から離れて前方に移動し、４群枠９やその他の可動部材には負荷がかからない。つまり、４群枠９の駆動機構は、何らかの動作異常が生じた場合に、４群枠９よりも光軸方向前方（４群付勢バネ３０の付勢方向）に位置する要素との関係においては、ＡＦナット３２と４群枠９の光軸方向間隔を空けて負荷を吸収できる構造になっている。なお、図８の移動軌跡Ｑ４から分かるように、収納状態では第４群レンズ４は動作範囲Ｍの後端付近に位置しているため、図１１の位置よりもＡＦナット３２が光軸方向後方に駆動されて４群枠９に負荷を及ぼすおそれはない。

一方、４群枠９は、中継部材３５を介してＡＦナット３２に当接する位置よりも前方への移動は機械的に制限されるため、駆動機構の動作不良などが原因で４群枠９とその後方に位置する５群枠１０が当接（衝突）する場合に、４群枠９を前方に逃して負荷を吸収することができない。具体的には、図８にハッチングで干渉領域Ｐとして示したように、第４群レンズ４の動作範囲Ｍのうち、第５群レンズ５の移動軌跡Ｑ５よりも第４群レンズ４が光軸方向後方に位置する部分では、４群枠９と５群枠の干渉が生じるおそれがある。この干渉領域Ｐで４群枠９と５群枠１０の間に過大な負荷が作用することを防ぐために、本実施形態のズームレンズ鏡筒ＺＬでは、５群枠１０の駆動機構に負荷吸収構造を備えている。

図９は、ワイド端で４群枠９と５群枠１０がそれぞれの移動軌跡Ｑ４、Ｑ５（図８）上に正常に位置している状態を模式的に示している。このとき第４群レンズ４と第５群レンズ５の間には所定の光軸方向間隔が確保されており、４群枠９はＡＦナット３２及び中継部材３５によって、５群枠１０は５群駆動バー２２によって、それぞれ光軸方向前方への移動が制限されている。

図１０は、ＡＦナット３２が図１１の収納状態に対応する位置で停止している一方で、ズームモータ３９によって第１進退筒１５が図９のワイド端相当の位置に保持されている異常動作状態を示している。ＡＦナット３２に伴って４群枠９（第４群レンズ４）が動作範囲Ｍの後端付近（ワイド端での移動軌跡Ｑ４よりも光軸方向後方の位置）に留まっており、この４群枠９に対して５群枠１０が後方から当接している。ここで５群枠１０は、光軸方向前方への移動が規制されている４群枠９に対して当接することで前方への移動が規制されるが、５群枠１０とその位置を制御する５群駆動バー２２は、５群付勢バネ３６の付勢力によって第１腕部１０ａを立壁部２２ｂに当接させている関係の別部材であるため、５群駆動バー２２が第１進退筒１５の５群用カム溝Ｃ５に従って光軸方向前方に移動することが妨げられない。よって、４群枠９及び５群枠１０の前進移動が規制された状態でズームモータ３９を繰出方向に駆動すると、図１０のように、移動規制された５群枠１０から５群駆動バー２２が離れることによって負荷を吸収する。つまり、５群枠１０の移動機構（第１の駆動機構）と４群枠９の駆動機構（第２の駆動機構）のいずれにも大きな負荷がかからない。図９と図１０の比較から分かるように、５群枠１０と５群駆動バー２２が離間する負荷吸収動作によって５群付勢バネ３６が延ばされてテンションがかかる。図１０の状態からＡＦナット３２をワイド端相当の位置まで光軸方向前方に駆動すると、５群付勢バネ３６の付勢力によって５群枠１０と５群駆動バー２２が当接する図９の状態になり、異常動作状態を解消することができる。

また、図９のワイド端で、ズームモータ３９を駆動させずにＡＦモータ３１を駆動させてＡＦナット３２を光軸方向後方に移動させた場合、ＡＦナット３２により押圧される４群枠９が５群枠１０に当接して、４群枠９と共に５群枠１０が５群付勢バネ３６の付勢力に抗して光軸方向後方に移動される。このとき５群駆動バー２２には４群枠９や５群枠１０の移動力が伝わらないため、５群駆動バー２２の光軸方向位置は変化せずに５群枠１０が５群駆動バー２２から離間し、図１０に示す状態になって負荷が吸収される。この状態からズームモータ３９を鏡筒収納方向に駆動すると、第１進退筒１５と５群用カム溝Ｃ５に従って５群駆動バー２２が光軸方向後方に移動して５群枠１０に当接する図１１の収納状態になり、異常動作状態が解消される。

つまり、４群枠９と５群枠１０が干渉領域Ｐにて当接する状態で、４群枠９に対して５群枠１０を相対的に光軸方向前方に移動させる駆動力が５群枠１０の駆動機構に働く場合と、５群枠１０に対して４群枠９を相対的に光軸方向後方に移動させる駆動力が４群枠９の駆動機構に働く場合のいずれかにおいて、５群枠１０と５群駆動バー２２が離間して負荷の吸収が行われる。

図９ないし図１２ではワイド端と収納状態での４群枠９と５群枠１０の関係を代表的に示したが、前述のようなワイド端と収納状態における異常動作以外の態様でも、４群枠９と５群枠１０が当接する可能性があるため、５群枠１０の駆動機構で負荷吸収を行う構成が有効である。例えば、図８に示すように、変倍域での第４群レンズ４の移動軌跡Ｑ４では、テレ端に近い焦点距離Ｓ１で第４群レンズ４が最も光軸方向後方に位置する。このテレ端近傍の焦点距離Ｓ１で、近距離側の被写体への合焦動作（図９に矢印で示す光軸方向後方への第４群レンズ４の移動を参照）を行うと、第４群レンズ４が後方に移動して、焦点距離Ｓ１よりもワイド端寄りの焦点距離での干渉領域Ｐに入る状態となる。すなわち、４群枠９と５群枠１０が干渉し得る状態になる。この状態でＡＦモータ３１を動作させずにズームモータ３９を焦点距離Ｓ１からワイド端側に向けて駆動すると、第５群レンズ５が移動軌跡Ｑ５に沿って徐々に光軸方向前方に移動して、ワイド端に向かう途中で５群枠１０が４群枠９に当接する。５群枠１０は４群枠９への当接位置よりも前方に移動不可であるため、ワイド端側へのズームモータ３９の駆動を継続すると、５群駆動バー２２が５群枠１０から離れて単独で前方に移動する。第５群レンズ５の移動軌跡Ｑ５は、ワイド端の手前で進行方向が反転して、収納状態側に進むにつれて光軸方向後方に進む傾斜となるため、さらに収納状態側へのズームモータ３９の駆動を継続すると、５群駆動バー２２の移動方向が光軸方向後方に変わり、再び５群枠１０に当接する状態になる。

以上のように、本実施形態のズームレンズ鏡筒ＺＬでは、ＡＦモータ３１の送りネジ３１ａとＡＦナット３２によって駆動される４群枠９を挟んで前後に、ズームモータ３９で回転駆動されるカム筒（第１進退筒１５、内方カム筒１９）のカム溝で移動制御される１群枠６、２群枠７、３群枠８（３群ブロック２８）、５群枠１０を配置している。特に４群枠９に関して、４群付勢バネ３０の付勢力の作用方向と反対側（像側）に５群枠１０を配置したことで、従来のような駆動機構の制約を受けない自由度の高い光学系の配置構成が可能となった。４群枠９と５群枠１０は、ズームレンズ鏡筒ＺＬのコンパクトさを損なわずに光学的に好ましい移動軌跡で動作させるという条件を満たすべく、互いに当接し得る干渉領域Ｐを動作範囲に含んでいるが、干渉領域Ｐで４群枠９と５群枠１０が当接するような動作が生じた場合でも、前述の通り、５群用カム溝Ｃ５に案内される５群駆動バー２２と５群枠１０を光軸方向に相対移動させることで負荷を吸収し、４群枠９の駆動機構と５群枠１０の駆動機構のいずれも保護することができる。

５群用カム溝Ｃ５の案内を受ける５群駆動バー２２は、キー案内溝１８ｆに嵌合して直進案内環１８の輪郭内に収まる形状であるため、簡単かつ省スペースな構造で５群枠１０の駆動機構における負荷吸収を実現することができる。

以上、図示実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は図示実施形態に限定されるものではない。例えば、図示実施形態は５群構成の撮影光学系の第４群レンズ４と第５群レンズ５の駆動機構として本発明を適用したものであるが、本発明は撮影光学系を構成するレンズ群の数や配置が図示実施形態と異なるレンズ鏡筒にも適用が可能である。

また、図示実施形態のズームレンズ鏡筒ＺＬでは、撮影状態で第４群レンズ４の前方に隣接する第３群レンズ３が収納状態で光軸Ｏから外れる方向に離脱するが、このような離脱動作を行うレンズ群を備えないレンズ鏡筒にも適用が可能である。さらに、図示実施形態のズームレンズ鏡筒ＺＬと異なり、像振れを抑制させる防振機構を備えていないレンズ鏡筒にも適用が可能である。

また、図示実施形態のズームレンズ鏡筒ＺＬは、４群枠９を挟んで前後に位置する３群枠８（３群支持環１２）と５群枠１０とを異なるカム筒（第１進退筒１５と内方カム筒１９）により移動制御しているが、ナットで駆動されるレンズ枠（４群枠９に相当）の前後に位置する２つ（もしくは３つ以上）のレンズ枠を、共通のカム筒に形成したカム溝により移動制御する構成のレンズ鏡筒にも本発明を適用可能である。

また、図示実施形態のズームレンズ鏡筒ＺＬは、カム筒として、回転しながら光軸方向移動を行う第１進退筒１９や内方カム筒１９を備えているが、カム筒を光軸方向に移動せずに常時光軸方向の定位置で回転するように構成したタイプのレンズ鏡筒にも本発明は適用が可能である。

また、図示実施形態のズームレンズ鏡筒ＺＬは、４群枠９とＡＦナット３２の間に中継部材３５を介在させているが、中継部材３５を省いて４群枠９とＡＦナット３２を直接に当接させた駆動機構とすることも可能である。

Ｃ１ １群用カム溝
Ｃ２ ２群用カム溝
Ｃ３ ３群用カム溝
Ｃ５ ５群用カム溝
ＣＢ 第３進退筒制御カム溝
Ｋ１ Ｋ２ ５群枠と５群駆動バーの当接箇所
Ｍ 第４群レンズの動作範囲
Ｏ 光軸
Ｐ ４群枠と５群枠の干渉領域
Ｑ１ Ｑ２ Ｑ３ Ｑ４ Ｑ５ 各群レンズの移動軌跡
ＺＬ ズームレンズ鏡筒
１ 第１群レンズ
２ 第２群レンズ
３ 第３群レンズ
４ 第４群レンズ
５ 第５群レンズ
６ １群枠（第２のカム駆動レンズ枠）
７ ２群枠（第２のカム駆動レンズ枠）
８ ３群枠（第２のカム駆動レンズ枠）
９ ４群枠（ナット駆動レンズ枠）
９ａ 第１腕部
９ｂ 第２腕部
９ｃ 筒状ガイド
９ｄ 回転規制突起
１０ ５群枠（カム駆動レンズ枠）
１０ａ 第１腕部
１０ｂ 第２腕部
１０ｃ 筒状ガイド（被ガイド部）
１０ｄ 回転規制突起
１１ １群支持環
１２ ３群支持環
１３ シャッタ機構
１４ バネ受け
１５ 第１進退筒（カム筒）
１６ 第２進退筒
１７ 第３進退筒
１８ 直進案内環（内側筒）
１８ａ ガイド突起
１８ｂ 結合突起
１８ｃ 直進案内溝
１８ｄ カム環ガイド溝
１８ｅ 直進案内溝
１８ｆ キー案内溝（直進案内溝）
１９ 内方カム筒（第２のカム筒）
２０ 固定筒
２１ 背面板
２２ ５群駆動バー
２２ａ ガイドキー部
２２ｂ 立壁部
２２ｃ 被ガイド部
２２ｄ カムフォロア
２３ カムフォロア
２４ カムフォロア
２５ 圧縮バネ
２６ 圧縮バネ
２７ レンズバリア機構
２８ ３群ブロック
３０ ４群付勢バネ
３１ ＡＦモータ
３１ａ 送りネジ
３２ ＡＦナット
３３ ４群ガイド軸
３４ 中継ガイド軸
３５ 中継部材
３６ ５群付勢バネ（付勢部材）
３７ ５群ガイド軸（レンズ枠ガイド軸）
３８ 補助ガイド軸
３９ ズームモータ
４０ ズームギヤ列
４１ 撮像素子
４２ 光学フィルタ

Claims (12)

1. 固定筒内に支持されたカム筒を回転させ、上記カム筒の周面に形成したカム溝の軌跡に従って、撮影光学系を構成するレンズを保持するカム駆動レンズ枠の光軸方向位置を変化させる第１の駆動機構と；
   光軸方向に延びる送りネジにナットを螺合させ、上記レンズと異なるレンズを保持するナット駆動レンズ枠を光軸方向において上記ナットに当接する方向に付勢し、上記送りネジの回転により上記ナットを光軸方向に移動させて上記ナット駆動レンズ枠の光軸方向位置を変化させる第２の駆動機構と；
   を備えたレンズ鏡筒において、
   上記ナット駆動レンズ枠と上記カム駆動レンズ枠を、上記カム駆動レンズ枠が上記ナット駆動レンズ枠に対して上記付勢方向と反対側に隣接して位置し、かつ互いの光軸方向の動作範囲の一部が重なる関係で配置し、
   上記第１の駆動機構は、
   上記カム筒の上記カム溝に嵌合するカムフォロアを有して光軸方向に直進案内され、上記カム駆動レンズ枠と別体として形成されたカム従動部材と；
   光軸方向において上記ナット駆動レンズ枠に接近する方向に上記カム駆動レンズ枠を付勢して該カム駆動レンズ枠を上記カム従動部材に当接させ、上記カム従動部材に伴って上記カム駆動レンズ枠を光軸方向に移動させる付勢部材と；
   を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１記載のレンズ鏡筒において、
   上記カム筒の内周面に上記カム溝が形成され、該カム筒の内側に上記固定筒に対して回転を規制して支持された内側筒を備え、
   上記カム従動部材は、上記内側筒の外周面に形成した有底の直進案内溝に対して光軸方向に摺動可能に嵌合しており、上記内側筒の外周面上に上記カムフォロアを突出させているレンズ鏡筒。
3. 請求項２記載のレンズ鏡筒において、
   上記カム従動部材は、
   光軸方向に細長の薄板状をなし、上記内側筒の上記直進案内溝に摺動可能に嵌合するガイドキー部と；
   上記ガイドキー部の光軸方向端部に形成され光軸直交方向に延びる立壁部と；
   を有し、
   上記カム駆動レンズ枠は、上記付勢部材の付勢力によって上記立壁部に当接するレンズ鏡筒。
4. 請求項３記載のレンズ鏡筒において、
   上記カム筒の外側に、上記固定筒に対して固定され光軸方向に軸線が向く補助ガイド軸を備え、
   上記カム従動部材は、上記補助ガイド軸に対して光軸方向に摺動可能に支持される被ガイド部を上記立壁部に備えているレンズ鏡筒。
5. 請求項３または４記載のレンズ鏡筒において、
   上記カム駆動レンズ枠は、
   レンズを保持するレンズ保持部から光軸を中心とする外径方向に延設された少なくとも一つの腕部と；
   上記固定筒に対して固定され光軸方向に軸線が向くレンズ枠ガイド軸に対して光軸方向に摺動可能に支持される、上記腕部の先端に形成した被ガイド部と；
   を備えており、
   上記付勢部材の付勢力によって、上記腕部が上記カム従動部材の上記立壁部に当接しているレンズ鏡筒。
6. 請求項５記載のレンズ鏡筒において、上記付勢部材は、上記固定筒と上記カム駆動レンズ枠に一端部と他端部が係合して光軸方向に伸縮可能な引張バネからなるレンズ鏡筒。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、上記カム駆動レンズ枠が保持するレンズは、上記ナット駆動レンズ枠が保持するレンズよりも、光軸方向における像側に位置しているレンズ鏡筒。
8. 請求項７記載のレンズ鏡筒において、上記カム駆動レンズ枠が保持するレンズは、撮影光学系を構成する最も像側のレンズ群を構成し、上記ナット駆動レンズ枠が保持するレンズは、上記最も像側のレンズ群の被写体側に隣接して位置するレンズ群を構成しているレンズ鏡筒。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、上記第２の駆動機構は、上記固定筒に固定されるステッピングモータによって上記送りネジを回転させるレンズ鏡筒。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、撮影光学系は変倍可能な変倍光学系であり、変倍時には上記カム駆動レンズ枠と上記ナット駆動レンズ枠をそれぞれ光軸方向に移動させ、被写体にピントを合わせる合焦時に上記ナット駆動レンズ枠を単独で光軸方向に移動させるレンズ鏡筒。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
    上記撮影光学系を構成するレンズを保持し、上記カム駆動レンズ枠を駆動させる上記カム溝とは別のカム溝によって光軸方向に移動制御される第２のカム駆動レンズ枠を備え、
    撮影状態で、上記ナット駆動レンズ枠に関する光軸方向の前後位置に上記カム駆動レンズ枠と上記第２のカム駆動レンズ枠が位置するレンズ鏡筒。
12. 請求項１１記載のレンズ鏡筒において、上記カム筒と別体で該カム筒と共に回転する第２のカム筒を備え、上記第２のカム駆動レンズ枠を駆動させる上記別のカム溝は、上記第２のカム筒に形成されているレンズ鏡筒。

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