JP6022412B2 - レンズ装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ装置に関する。

複数のレンズ群を備えるレンズ装置において、例えば広角端から望遠端への変倍の際に、２つのレンズ群をそれぞれ光軸に沿って相対的に移動させることがある。このとき、２つのレンズ群が隣接している場合では、１つのカム機構において、２つのレンズ群をそれぞれ光軸に沿って移動させるように光軸に沿った方向に２つのカム溝が設けられる。これにより、カム機構が光軸を軸として回転することにより、２つのレンズ群は光軸に沿って相対的に移動する。

特開２００６−２１５３９４号公報 特開２００９−２０４８９０号公報

しかしながら、光軸に沿って互いに相対的に移動可能な２つのレンズ群の間に、さらにレンズ等を含む光学群が固定して設けられることがある。このとき、１つのカム機構では、２つのレンズ群をそれぞれ光軸に沿って移動させるように２つのカム溝が設けられた状態で、２つのカム溝の間に上記した光学群を固定して保持するような機構を設けることが困難である可能性がある。

本発明の目的は、光軸に沿って互いに相対的に移動する２つのレンズ群の間に、光学群を固定した状態で安定的に保持するレンズ装置を提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、
物体側レンズ群と、
光軸を軸として回転することにより前記物体側レンズ群を前記光軸に沿って移動可能に前記物体側レンズ群と係合する物体側カム機構と、
前記物体側レンズ群よりも像面側に固定される固定光学群と、
前記物体側カム機構よりも前記像面側で前記固定光学群を保持する固定光学保持部と、
前記固定光学群よりも前記像面側に配置される像面側レンズ群と、
前記固定光学保持部よりも前記像面側に設けられ、前記光軸を軸として回転することにより前記像面側レンズ群を前記光軸に沿って移動可能に前記像面側レンズ群と係合する像面側カム機構と、
前記物体側カム機構および前記像面側カム機構を、前記固定光学保持部から独立して互いに連結する連結部材と、
を備え、
前記物体側カム機構および前記像面側カム機構は、前記連結部材により同一の周方向に連動可能である
レンズ装置が提供される。
本発明の第２の態様によれば、
前記物体側カム機構は、
前記物体側レンズ群に係合し前記光軸に対して傾斜して設けられたカム溝を有する物体側カム筒と、
前記物体側レンズ群に係合し前記光軸に沿った方向に設けられた直進溝を有する物体側直進筒と、
を備え、
前記像面側カム機構は、
前記像面側レンズ群に係合し前記光軸に対して少なくとも一部が傾斜して設けられたカム溝を有する像面側カム筒と、
前記像面側レンズ群に係合し前記光軸に沿った方向に設けられた直進溝を有する像面側直進筒と、
を備え、
前記物体側カム筒は、前記物体側直進筒よりも内側に設けられ、
前記像面側カム筒は、前記像面側直進筒よりも外側に設けられ、
前記連結部材は、前記物体側カム筒と、前記像面側カム筒と、を互いに連結する
第１の態様に記載のレンズ装置が提供される。
本発明の第３の態様によれば、
前記連結部材は、
前記物体側カム筒の前記像面側の一端に当接して連結される物体側連結部と、
前記像面側カム筒の外周に連結される像面側連結部と、
前記物体側連結部と前記像面側連結部との間に延在し、前記物体側連結部と前記像面側連結部とを中継する中継部と、
を備える
第２の態様に記載のレンズ装置が提供される。
本発明の第４の態様によれば、
前記像面側連結部は、前記像面側カム筒の外周面の前記中継部を挟んで周方向の両側で連結される
第３の態様に記載のレンズ装置が提供される。
本発明の第５の態様によれば、
前記光軸を軸として前記物体側直進筒に対して前記物体側カム筒を相対的に回転させる駆動部を備える
第２〜４の態様のいずれかに記載のレンズ装置が提供される。
本発明の第６の態様によれば、
物体側より順に、
第１レンズ群と、
変倍を行うバリエータ機能を有し、前記物体側レンズ群である第２レンズ群と、
前記固定光学群である第３レンズ群と、
変倍の際に像面の位置を補正するコンペンセータ機能を有し、前記像面側レンズ群である第４レンズ群と、
第５レンズ群と、
で構成され、
広角端から望遠端への変倍に際し、
前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第５レンズ群が固定された状態で、前記物体側カム機構および前記像面側カム機構が回転することにより、前記第２レンズ群が前記光軸に沿って物体側から像面側に移動するとともに、前記第４レンズ群が前記光軸に沿って移動する
第１〜５の態様のいずれかに記載のレンズ装置が提供される。
本発明の第７の態様によれば、
前記第１レンズ群は、フォーカシング機能を有し、
フォーカスに際し、
前記第１レンズ群のみが前記光軸に沿って移動する
第６の態様に記載のレンズ装置が提供される。
本発明の第８の態様によれば、
前記固定光学群は、レンズおよびアイリスの少なくともいずれかを含む
第１〜７の態様のいずれかに記載のレンズ装置が提供される。

本発明によれば、光軸に沿って互いに相対的に移動する２つのレンズ群の間に、光学群を固定した状態で安定的に保持するレンズ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るレンズ装置での構成を示す模式的断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係るレンズ装置での外観構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の反対側から見た斜視図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係るレンズ装置での内部構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の反対側から見た斜視図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る第２カム筒を示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る第４カム筒を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る連結部材を示す斜視図であり、（ｂ）は、連結部材を示す左側面図であり、（ｃ）は、連結部材を示す上面図であり、（ｄ）は、連結部材を示す正面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係るアイリスを示す斜視図であり、（ｂ）は、アイリスを示す上面図であり、（ｃ）は、アイリスを示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜本発明の一実施形態＞
（１）レンズ装置の構成
図１を用い、本発明の一実施形態に係るレンズ装置について説明する。図１は、本実施形態に係るレンズ装置での構成を示す模式的断面図である。

本実施形態のレンズ装置１０は、互いに相対的に移動可能な物体側レンズ群および像面側レンズ群の間に設けられた固定光学群を固定した状態で保持するよう構成され、具体的には、物体側レンズ群と、光軸を軸として回転することにより物体側レンズ群を光軸に沿って移動可能に物体側レンズ群と係合する物体側カム機構と、物体側レンズ群よりも像面側に固定される固定光学群と、物体側カム機構よりも像面側で固定光学群を保持する固定光学保持部と、固定光学群よりも像面側に配置される像面側レンズ群と、固定光学保持部よりも像面側に設けられ、光軸を軸として回転することにより像面側レンズ群を光軸に沿って移動可能に像面側レンズ群と係合する像面側カム機構と、物体側カム機構および像面側カム機構を、固定光学保持部から独立して互いに連結する連結部材と、を備える。また、物体側カム機構および像面側カム機構は、連結部材により同一の周方向に連動可能である。以下詳細を説明する。

以下では、互いに相対的に移動可能な２つのレンズ群のうち、物体側にあるレンズ群を「物体側レンズ群」、像面側にあるレンズ群を「像面側レンズ群」、その間に固定される光学群を「固定光学群」と呼ぶ。

例えば、図１に示されているように、レンズ装置１０が監視用カメラなどに用いられるよう構成され、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と、光軸Ｚ１に沿って移動可能な「物体側レンズ群」である第２レンズ群Ｇ２と、「固定光学群」である第３レンズ群Ｇ３と、光軸に沿って「物体側レンズ群」に対して相対的に移動可能な「像面側レンズ群」である第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、で構成される例について説明する。

なお、図１の上側は、第１レンズ群Ｇ１が光軸Ｚ１に沿って最も像面（Ｓｉｍｇ）側に移動し、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚ１に沿って最も物体側に移動し、且つ第４レンズ群Ｇ４が光軸Ｚ１に沿って最も像面Ｓｉｍｇ側に移動したときを示している。一方、図１の下側は、第１レンズ群Ｇ１が光軸Ｚ１に沿って最も物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚ１に沿って最も像面Ｓｉｍｇ側に移動し、且つ第４レンズ群Ｇ４が光軸Ｚ１に沿って最も物体側に移動したときを示している。

第１レンズ群Ｇ１は、例えば、フォーカシング機能を有する。ここでいう「フォーカシング機能」とは、レンズ群が光軸Ｚ１に沿って移動することによって物体にフォーカスを合わせる（合焦する）機能のことをいう。また、フォーカシング機能を有するレンズ群を「フォーカシングレンズ群」ともいう。本実施形態では、例えば第１レンズ群Ｇ１のみがフォーカシングレンズ群である。

また、第１レンズ群Ｇ１は、例えば、１つ以上のレンズと、当該レンズを保持する保持枠（符号不図示）と、保持枠の外周に等間隔に配置され径方向に突出して設けられた３つのカムフォロアＧ１ａと、を有し、カムフォロアＧ１ａが後述する第１カム機構１００に係合することによって第１カム機構１００に保持されるよう構成される。

第２レンズ群Ｇ２は、上記したように光軸に沿って移動可能な「物体側レンズ群」であり、例えば、バリエータ機能を有する。ここでいう「バリエータ機能」とは、レンズ群が光軸Ｚ１に沿って移動することによって変倍を行う機能のことをいう。また、バリエータ機能を有するレンズ群を「バリエータレンズ群」ともいう。ただし、第２レンズ群Ｇ２は、フォーカシング機能を有していない。すなわち、フォーカスの際には、第２レンズ群Ｇ２は固定される。

また、第２レンズ群Ｇ２は、例えば、１つ以上のレンズと、当該レンズを保持する保持枠Ｇ２ｆと、保持枠Ｇ２ｆの外周に等間隔に配置され径方向に突出して設けられた３つのカムフォロアＧ２ａと、を有し、カムフォロアＧ２ａが後述する第２カム機構２００に係合することによって第２カム機構２００に保持されるよう構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、上記したように「固定光学群」であり、例えば、レンズおよびアイリス（開口絞り）の少なくともいずれかを含む。ここでは、第３レンズ群Ｇ３は、例えば、アイリスＩ１と、アイリスＩ１よりも像面Ｓｉｍｇ側に設けられた１つ以上のレンズと、を有し、後述する第３光学保持部３００に保持されるよう構成される。

第４レンズ群Ｇ４は、上記したように光軸に沿って「物体側レンズ群」に対して相対的に移動可能な「像面側レンズ群」であり、例えば、コンペンセータ機能を有する。ここでいう「コンペンセータ機能」とは、変倍の際に、レンズ群がバリエータレンズ群と連動して光軸Ｚ１に沿って移動することによって像面の位置を補正する機能のことをいう。また、コンペンセータ機能を有するレンズ群を「コンペンセータレンズ群」ともいう。ただし、第４レンズ群Ｇ４は、フォーカシング機能を有していない。すなわち、フォーカスの際には、第４レンズ群Ｇ４は固定される。

また、第４レンズ群Ｇ４は、例えば、１つ以上のレンズと、当該レンズを保持する保持枠Ｇ４ｆと、保持枠Ｇ４ｆの外周に等間隔に配置され径方向に突出して設けられた３つのカムフォロアＧ４ａと、を有し、カムフォロアＧ４ａが後述する第４カム機構４００に係合することによって第４カム機構４００に保持されるよう構成される。なお、例えば、第４レンズ群Ｇ４のレンズの直径は、第２レンズ群Ｇ２のレンズの直径、および第３レンズ群Ｇ３のレンズの直径よりも小さい。

第５レンズ群Ｇ５は、例えば変倍の際に固定されるレンズ群である。なお、第５レンズ群Ｇ５は、例えば、１つ以上のレンズを有し、後述する第４直進筒４４０が兼ねる第５レンズ保持部に保持されるよう構成される。

光軸Ｚ１方向の物体側と反対側である像面Ｓｉｍｇの位置には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの固体撮像素子が配置される。

（物体側カム機構：第２カム機構）
次に、図１〜図４を用い、物体側レンズ群としての第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｚ１の方向に移動可能に保持する物体側カム機構（バリエータカム機構、Ｖカム機構）である第２カム機構２００について説明する。図２（ａ）は、本実施形態に係るレンズ装置での外観構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の反対側から見た斜視図である。図３（ａ）は、本実施形態に係るレンズ装置での内部構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の反対側から見た斜視図である。図４（ａ）は、本実施形態に係る第２カム筒を示す斜視図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る第４カム筒を示す斜視図である。

図１に示されているように、物体側カム機構である第２カム機構２００は、第２レンズ群Ｇ２に係合する第２カム筒（物体側カム筒）２２０および第２直進筒（物体側直進筒）２４０を備える。

ここでは、レンズ装置１０において、例えば、第２直進筒２４０が各レンズ群のカム機構の基準として固定されている。第２直進筒２４０よりも内側に、光軸Ｚ１を軸として回転可能な第２カム筒２２０が設けられる。

図１、図２（ａ）および（ｂ）に示されているように、第２直進筒２４０は、光軸Ｚ１に沿った方向に設けられた直進溝２４２を有する。第２直進筒２４０の直進溝２４２には、第２レンズ群Ｇ２のカムフォロアＧ２ａが係合する。

図１、図３（ａ）および（ｂ）に示されているように、第２カム筒２２０は、光軸Ｚ１に対して傾斜して設けられたカム溝２２２を有する。第２カム筒２２０のカム溝２２２と第２直進筒２４０の直進溝２４２とが重なる位置にカムフォロアＧ２ａと略一致する開口が形成され、当該開口に第２レンズ群Ｇ２のカムフォロアＧ２ａが係合する。

図４（ａ）に示されているように、第２カム筒２２０のカム溝２２２は、広角端２２２ｗから望遠端２２２ｔに向かって、光軸Ｚ１に対して所定の角度で傾斜して設けられる。カム溝２２２が光軸Ｚ１に対して傾斜される角度を調整することにより、第２カム筒２２０の周方向への回転距離に対する第２レンズ群Ｇ２の光軸Ｚ１の方向への直進距離が設定される。

図１、図３（ａ）および（ｂ）に示されているように、第２カム筒２２０の像面Ｓｉｍｇ側には、第２カム筒２２０の周方向に沿って、後述する駆動部２６０の駆動力を伝達するギア（平歯車）２２４が設けられる。ギア２２４は周方向に沿って均等に設けられた貫通開口（不図示）を有し、ギア２２４の貫通開口には、第２カム筒２２０の位置決めピン（不図示）が嵌合する。これにより、ギア２２４は第２カム筒２２０に固定される。なお、ギア２２４の像面側の面の法線が光軸Ｚ１に沿うように、ギア２２４は第２カム筒２２０に固定される。

（ズーミング用駆動部）
図１に示されているように、第２カム機構２００は、変倍の際に駆動する駆動部（ズーミング用駆動部）２６０を備える。第２カム機構２００の駆動部２６０は、光軸Ｚ１を軸として第２カム機構２００の第２直進筒２４０に対して第２カム筒２２０を相対的に回転させるよう構成され、例えば、第２カム筒２２０を回転させる駆動源である本体部（モータ部）２６２と、本体部２６２によって回転される回転軸２６４と、回転軸２６４に設けられ当該回転軸２６４を軸として回転するギア（平歯車）２６６と、を備える。

また、例えば、駆動部２６０のギア２６６と第２カム筒２２０のギア２２４との間には、駆動部２６０のギア２６６の直径よりも大きく第２直進筒２４０の厚さ以上の直径を有する遊びギア（遊び歯車）２６８が設けられる。駆動部２６０のギア２６６は、遊びギア２６８を介して、第２カム筒２２０のギア２２４に噛みあうよう構成される。これにより、大きい減速比で、駆動部２６０の駆動力が第２カム筒２２０に伝達される。

図２（ａ）および（ｂ）に示されているように、駆動部２６０の本体部２６２は、第３光学保持部３００よりも物体側に設けられる。具体的には、例えば、レンズ装置１０は、第２直進筒２４０の外周に接して設けられたフランジ部７２０と、フランジ部７２０の像面Ｓｉｍｇ側に設けられ物体側の一端がフランジ部７２０に接する支柱７６０と、支柱７６０の像面Ｓｉｍg側の他端に接し駆動部２６０の本体部２６２を支持する支持板７６２と、を備える。駆動部２６０の本体部２６２は、例えば支持板７６２、支柱７６０およびフランジ部７２０を介して第２直進筒２４０に固定される。支持板７６２には、駆動部２６０のギア２６６および第２カム筒２２０のギア２２４に噛み合って回転するように遊びギア２６８が配置される。

このように、第２カム機構２００の駆動部２６０は、本体部２６２が第２直進筒２４０に対して固定された状態でギア２６６を回転させることにより、光軸Ｚ１を軸として第２カム機構２００の第２直進筒２４０に対して第２カム筒２２０を相対的に回転させるよう構成される。

（位置検出部）
図２（ｂ）に示されているように、第２カム機構２００は、第２カム筒２２０の回転位置、回転速度及び方向を検出するロータリーエンコーダである位置検出部２８０をさらに備える。位置検出部２８０は、例えば、本体部（検出部）２８２、回転軸（不図示）、およびギア（平歯車）２８６を備える。例えば、位置検出部２８０のギア２８６と第２カム筒２２０のギア２２４との間には、位置検出部２８０のギア２８６の直径よりも大きく第２直進筒２４０の厚さ以上の直径を有する遊びギア（遊び歯車）２８８が設けられる。位置検出部２８０のギア２８６は、遊びギア２８８を介して、第２カム筒２２０のギア２２４に噛みあうよう構成される。

また、位置検出部２８０の本体部２８２は、第３光学保持部３００よりも物体側に設けられる。具体的には、例えば、レンズ装置１０は、上記したフランジ部７２０の像面Ｓｉｍｇ側に設けられ物体側の一端がフランジ部７２０に接する支柱７６４と、支柱７６４の像面Ｓｉｍg側の他端に接し位置検出部２８０の本体部２８２を支持する支持板７６６と、を備える。位置検出部２８０の本体部２８２は、例えば支持板７６６、支柱７６４およびフランジ部７２０を介して第２直進筒２４０に固定される。支持板７６６には、位置検出部２８０のギア２８６および第２カム筒２２０のギア２２４に噛み合って回転するように遊びギア２８８が配置される。

このように、位置検出部２８０は、本体部２８２が第２直進筒２４０に対して固定された状態で第２カム筒２２０の回転によってギア２８６が回転することにより、第２カム筒２２０の回転位置、回転速度及び方向を検出するよう構成される。これにより、第２カム筒２２０のカム溝２２２の設計情報に基づいて、第２レンズ群Ｇ２の光軸Ｚ１方向の位置が検出される。なお、第２カム機構２００は後述する第４カム機構４００に連動することにより、第２レンズ群Ｇ２とともに、第４カム筒４２０のカム溝４２２の設計情報に基づいて、第４レンズ群Ｇ４の光軸Ｚ１方向の位置を検出することができる。

（固定光学保持部：第３光学保持部）
次に、固定光学群としての第３レンズ群Ｇ３を保持する固定光学保持部である第３光学保持部３００について説明する。

図１に示されているように、第３光学保持部３００は、第２直進筒２４０の像面Ｓｉｍｇ側に嵌合して直接連結されることにより、変倍の際に第２カム筒２２０が回転するとき、第２直進筒２４０とともに固定される。また、第３光学保持部３００は、物体側にアイリスＩ１を保持するとともに、中心が光軸Ｚ１と重なるようにレンズを保持するよう構成される。

図１、図２（ｂ）に示されているように、第３光学保持部３００は、周方向に沿った円弧状の貫通開口３０２を有する。貫通開口３０２は、第３レンズ群Ｇ３よりも外側に設けられる。この貫通開口３０２には、後述する連結部材６００が挿入される。光軸Ｚ１に沿った方向から見て、貫通開口３０２が光軸Ｚ１を中心として周方向に広がる角度は、カム溝２２２およびカム溝４２２の周方向の長さ、および連結部材６００の移動範囲に基づいて設定され、例えば１０３°である。

また、図１、図２（ａ）および（ｂ）に示されているように、第２直進筒２４０および第３光学保持部３００の間には、駆動部２６０のギア２６６に係る遊びギア２８８と、位置検出部２８０のギア２８６に係る遊びギア２８８と、が第２カム筒２２０に噛み合うように、開口（符号不図示）が設けられる。

（アイリス）
ここで、図６を用い、固定光学群としての第３レンズ群Ｇ３が有するアイリスＩ１について説明する。図６（ａ）は、本実施形態に係るアイリスを示す斜視図であり、（ｂ）は、アイリスを示す上面図であり、（ｃ）は、アイリスを示す正面図である。

図６（ａ）〜（ｂ）に示されているように、アイリスＩ１は、開口径を制御して明るさを調整するよう構成され、光軸Ｚ１に垂直な方向に沿って設けられる複数の絞り羽根３２０と、複数の絞り羽根３２０の開口の中心が光軸Ｚ１と重なるように複数の絞り羽根３２０を移動可能に支持する円板状の絞り支持部３４０と、絞り支持部３４０の複数の絞り羽根３２０よりも外周側に設けられ、複数の絞り羽根３２０を移動させることにより光軸Ｚ１を中心とする開口径を調整する絞り駆動部（アイリスメータ）３６０と、を有する。

図１に示されているように、アイリスＩ１の支持部３４０は、複数の絞り羽根３２０の開口の中心が光軸Ｚ１と重なるように第３光学保持部３００に固定される。また、絞り駆動部３６０は、光軸Ｚ１に沿った方向から見て第３光学保持部３００の貫通開口３０２の反対側に設けられる。絞り駆動部３６０の一部は、第３光学保持部３００よりも外側に露出しており、外部からの配線（不図示）等が接続される。

（像面側カム機構：第４カム機構）
次に、図１〜図４を用い、像面側レンズ群としての第４レンズ群Ｇ４を光軸Ｚ１に沿った方向に移動可能に保持する像面側カム機構（コンペンセータカム機構、Ｃカム機構）である第４カム機構４００について説明する。

図１に示されているように、像面側カム機構である第４カム機構４００は、第４レンズ群Ｇ４に係合する第４カム筒（像面側カム筒）４２０および第４直進筒（像面側直進筒）４４０を備える。なお、例えば、第４レンズ群Ｇ４の直径が第３レンズ群Ｇ３の直径よりも小さいため、第４カム筒４２０および第４直進筒４４０の直径は、第２カム筒２２０および第２直進筒２４０の直径よりも小さい。

ここでは、第４直進筒４４０は、第３光学保持部３００の像面Ｓｉｍｇ側にねじ（ビス）（符号不図示）により直接連結される。第４直進筒４４０よりも外側に、光軸Ｚ１を軸として回転可能な第４カム筒４２０が設けられる。

図１に示されているように、第２カム機構２００と同様にして、第４直進筒４４０は、光軸Ｚ１に沿った方向に設けられた直進溝４４２を有する。第４直進筒４４０の直進溝４４２には、第４レンズ群Ｇ４のカムフォロアＧ４ａが係合する。

図１、図２（ａ）および（ｂ）に示されているように、第４カム筒４２０は、光軸Ｚ１に対して少なくとも一部が傾斜して設けられたカム溝４２２を有する。第４カム筒４２０のカム溝４２２と第４直進筒４４０の直進溝４４２が重なる位置にカムフォロアＧ４ａと略一致する開口が形成され、当該開口に第４レンズ群Ｇ４のカムフォロアＧ４ａが係合する。

図４（ｂ）に示されているように、第４カム筒４２０のカム溝４２２は、広角端４２２ｗから望遠端４２２ｔに向かって、光軸Ｚ１に対して物体側に凸に湾曲した曲線を有する。カム溝４２２が光軸Ｚ１に対して傾斜する角度を調整することにより、第４カム筒４２０の周方向への回転距離に対する第４レンズ群Ｇ４の光軸Ｚ１の方向への直進距離が設定される。

（連結部材）
次に、図１〜図５を用い、連結部材６００について説明する。図５（ａ）は、本実施形態に係る連結部材を示す斜視図であり、（ｂ）は、連結部材を示す左側面図であり、（ｃ）は、連結部材を示す上面図であり、（ｄ）は、連結部材を示す正面図である。

図１に示されているように、第２カム機構２００と第４カム機構４００とは、第３光学保持部３００から独立して、連結部材６００により互いに連結される。これにより、第２カム機構２００および第４カム機構４００は、連結部材６００により同一の周方向に連動可能である。

連結部材６００は、第２直進筒２４０よりも内側に設けられた第２カム筒２２０と、第４直進筒４４０よりも外側に設けられた第４カム筒４２０と、を互いに連結する。すなわち、第２カム機構２００では、内側の第２カム筒２２０が回転し、第４カム機構４００では、外側の第４カム筒４２０が第２カム筒２２０と同一の周方向に回転する。これにより、第２カム機構２００と第４カム機構４００との間に第３レンズ群Ｇ３を固定した状態で、第２カム機構２００および第４カム機構４００を安定的に連動させることができる。

具体的には、連結部材６００は、以下のような構成を有する。

図５（ａ）〜（ｄ）に示されているように、連結部材６００は、例えばトンボ形状に構成され、具体的には、第２カム筒２２０の像面側の一端に当接して連結される物体側連結部６２０と、第４カム筒４２０の外周に連結される像面側連結部６６０と、物体側連結部６２０と像面側連結部６６０との間に延在し、物体側連結部６２０と像面側連結部６６０とを中継する長尺な板状の中継部６４０と、を備える。

物体側連結部６２０は、中継部６４０の物体側の一端に接し、中継部６４０の長手方向に対して垂直に屈曲される。また、物体側連結部６２０は、例えば、中継部６４０の長手方向に沿った中心線を含む面を挟んで両側に対称に設けられた２つの凹部６２２（６２２ａ，６２２ｂ）と、中継部６４０の長手方向に沿った中心線を含む面上に位置し中継部６４０の長手方向に沿って貫通された貫通開口６２４と、を有する。

図３（ｂ）に示されているように、物体側連結部６２０は、第２カム筒２２０の像面側の一端、例えばギア２２４の像面側の面に当接して連結される。物体側連結部６２０の貫通開口６２４にはギア２２４に設けられた位置決めピン（不図示）が嵌合する。これにより、物体側連結部６２０の第２カム筒２２０に対して連結される位置精度が向上する。また、２つの凹部６２２には、連結部材６００側から第２カム筒２２０に対して、ねじ（ビス）（符号不図示）が締め付けられる。これにより、物体側連結部６２０は、中継部６４０の長手方向が光軸Ｚ１に沿うように、第２カム筒２２０に連結される。

このように、物体側連結部６２０が第２カム筒２２０の一端に当接することにより、連結部材６２０の光軸Ｚ１に沿った方向の位置が確定される。

一方、図５（ａ）〜（ｄ）に示されているように、像面側連結部６６０は、中継部６４０を挟んで両側に拡張して設けられた第１像面側連結部６６２および第２像面側連結部６６４を有する。第１像面側連結部６６２および第２像面側連結部６６４は、中継部６４０の長手方向に沿った中心線に対して互いに対称に設けられ、中継部６４０に対して物体側連結部６２０が屈曲された側に所定の角度で屈曲して設けられる。例えば、第１像面側連結部６６２および第２像面側連結部６６４は、中継部６４０の長手方向に沿った方向から見て第４カム筒４２０の外周に対して接線となるように中継部６４０に対して屈曲される。

第１像面側連結部６６２は、中継部６４０に接する板部６６２ｃと、板部６６２ｃの中継部６４０に接する側から所定の距離だけ離間した位置に設けられ中継部６４０の長手方向に沿って長尺に設けられた貫通開口６６２ｂと、板部６６２ｃの貫通開口６６２ｂよりも中継部６４０と反対側に設けられた屈曲部６６２ａと、を有する。例えば、屈曲部６６２ａは、板部６６２ｃから物体側連結部６２０が屈曲された側と反対側に屈曲される。また、屈曲部６６２ａと板部６６２ｃとの間における折り曲げ線は、中継部６４０の長手方向に沿って形成される。

なお、第２像面側連結部６６４は、中継部６４０の長手方向に延びる中心線に対して第１像面側連結部６６２と対称に構成され、第１像面側連結部６６２と同様に、板部６６４ｃと、貫通開口６６４ｂと、屈曲部６６４ａと、を有する。また、第１像面側連結部６６２の貫通開口６６２ｂと、第２像面側連結部６６４の貫通開口６６４ｂとの距離は、中継部６４０の短手方向の幅よりも長い。

さらに、図５（ａ）〜（ｄ）に示されているように、中継部６４０の第１像面側連結部６６２および第２像面側連結部６６４の間の中心には、貫通開口６４２が設けられる。

図３（ｂ）に示されているように、連結部材６００は、中継部６４０の長手方向が光軸Ｚ１に沿うように配置され、像面側連結部６６０は、第４カム筒４２０の外周面の中継部６４０を挟んだ両側で連結される。これにより、第２カム筒２２０の回転力が中継部６４０に伝達した際に、中継部６４０の長手方向が光軸Ｚ１に対して傾斜することが抑制される。すなわち、第２カム筒２２０と第４カム筒４２０との連動位置がずれることが抑制される。

具体的には、中継部６４０の貫通開口６４２には、第４カム筒４２０に設けられた位置決めピン（符号不図示）が嵌合する。これにより、像面側連結部６６０の第４カム筒４２０に対して連結される少なくとも周方向の位置精度が向上する。また、第１像面側連結部６６２および第２像面側連結部６６４は、第４カム筒４２０の外周面に接する。例えば、第１像面側連結部６６２の貫通開口６６２ｂには、連結部材６００側から第４カム筒４２０に対して２つのねじ（ビス）（符号不図示）が締め付けられ、第２像面側連結部６６４の貫通開口６６４ｂには、連結部材６００側から第４カム筒４２０に対して１つのねじ（ビス）（符号不図示）が締め付けられる。これにより、像面側連結部６６０は、第４カム筒４２０に連結される。

このとき、第１像面側連結部６６２の貫通開口６６２ｂと、第２像面側連結部６６４の貫通開口６６４ｂとの距離が中継部６４０の短手方向の幅よりも長いことにより、像面側連結部６６０は、中継部６４０の短手方向の両端よりも遠い２点で第４カム筒４２０に固定される。これにより、第２カム筒２２０と同期して第４カム筒４２０を安定的に回転させることができる。

また、例えば貫通開口６６２ｂが中継部６４０の長手方向に沿って長尺に設けられることにより、第２カム機構２００から第４カム機構４００までを組み上げた際の組み上げ誤差が調整されて、像面側連結部６６０が第４カム筒４２０に連結される。これにより、第４レンズ群Ｇ４の第２レンズ群Ｇ２に対する光軸Ｚ１に沿った方向の相対的位置が調整される。

図２（ｂ）に示されているように、第３光学保持部３００の円弧状の貫通開口３０２には、連結部材６００の中継部６４０が挿入される。連結部材６００は、貫通開口３０２を介して第２カム筒２２０および第４カム筒４２０を連結する。これにより、連結部材６００は、変倍の際に第２カム筒２２０が回転するとき、第２カム筒２２０および第４カム筒４２０を連結した状態で、第３光学保持部３００の円弧状の貫通開口３０２の範囲内で周方向に回転する。

また、１つの連結部材６００により、第２カム筒２２０と第４カム筒４２０とが貫通開口３０２を介して連結される。これにより、第３光学保持部３００において、連結部材６００が貫通する貫通開口３０２が占める割合を小さくすることができる。したがって、連結部材６００がアイリスＩ１に干渉することなく、アイリスＩ１の絞り駆動部３６０が第３光学保持部３００の外側に露出することができる。

また、図２（ａ）および（ｂ）に示されているように、例えば、第２レンズ群Ｇ２のカムフォロアＧ２ａと、第４レンズ群Ｇ４のカムフォロアＧ４ａと、は光軸Ｚ１に沿った方向から見て光軸Ｚ１に対して同じ径方向に配置される。すなわち、第２直進筒２４０の直進溝２４２は、第４直進筒４４０の直進溝４４２に沿って配置される。

（その他の構成）
次に、本実施形態のレンズ装置１０のその他の構成について説明する。

（第１カム機構）
図１〜図５を用い、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ１の方向に移動可能に保持する第１カム機構１００について説明する。

図１に示されているように、第１カム機構１００は、第１レンズ群Ｇ１に係合する第１カム筒１２０および第１直進筒１４０を備える。第１直進筒１４０は、第２直進筒２４０の物体側に直接連結される。また、第１直進筒１４０よりも外側に、光軸Ｚ１を軸として回転可能な第１カム筒１２０が設けられる。

図１に示されているように、第２カム機構２００と同様にして、第１直進筒１４０は、光軸Ｚ１に沿った方向に設けられた直進溝１４２を有する。第１直進筒１４０の直進溝１４２には、第１レンズ群Ｇ１のカムフォロアＧ１ａが係合する。

図１、図２（ａ）および（ｂ）に示されているように、第１カム筒１２０は、光軸Ｚ１に対して傾斜して設けられたカム溝１２２を有する。第１カム筒１２０のカム溝１２２と第１直進筒１４０の直進溝１４２が重なる位置にカムフォロアＧ１ａと略一致する開口が形成され、当該開口に第１レンズ群Ｇ１のカムフォロアＧ１ａが係合する。

図２（ａ）および（ｂ）に示されているように、第１カム筒１２０のカム溝１２２は、光軸Ｚ１に対して所定の角度で傾斜して設けられる。カム溝１２２が光軸Ｚ１に対して傾斜される角度を調整することにより、第１カム筒１２０の周方向への回転距離に対する第１レンズ群Ｇ１の光軸Ｚ１の方向への直進距離が設定される。例えば、第１カム筒１２０のカム溝１２２の光軸Ｚ１に対する角度は、第２カム筒２２０のカム溝２２２の光軸Ｚ１に対する角度よりも大きく、第１カム筒１２０のカム溝１２２の光軸Ｚ１の長さは、第２カム筒２２０のカム溝２２２の光軸Ｚ１の長さよりも短い。

また、図１、図２（ａ）および（ｂ）に示されているように、第１カム筒１２０の像面Ｓｉｍｇ側には、第１カム筒１２０の周方向に沿って、後述する駆動部１６０の駆動力を伝達するギア（平歯車）１２４が設けられる。

（フォーカシング用駆動部）
図１に示されているように、第１カム機構１００は、変倍の際に駆動するズーミング駆動部としての駆動部２６０とは別に設けられ、合焦の際に駆動する駆動部（フォーカシング用駆動部）１６０を備える。第１カム機構１００の駆動部１６０は、光軸Ｚ１を軸として第１カム機構１００の第１直進筒１４０に対して第１カム筒１２０を相対的に回転させるよう構成され、例えば、第１カム筒１２０を回転させる駆動源である本体部（モータ部）１６２と、本体部１６２によって回転される回転軸１６４と、回転軸１６４に設けられ当該回転軸１６４を軸として回転するギア（平歯車）１６６と、を備える。駆動部１６０のギア１６６は、第１カム筒１２０のギア１２４に噛みあうよう構成される。これにより、駆動部１６０の駆動力が第１カム筒１２０に伝達される。

図２（ａ）および（ｂ）に示されているように、駆動部１６０の本体部１６２は、第１カム筒１２０よりも像面Ｓｉｍｇ側に設けられる。具体的には、例えば、レンズ装置１０は、上述したフランジ部７２０の物体側に設けられ像面Ｓｉｍｇ側の一端がフランジ部７２０に接する支柱７４０と、支柱７４０の物体側の他端に接し駆動部１６０の本体部１６２を支持する支持板７４２と、を備える。駆動部１６０の本体部１６２は、例えば支持板７４２、支柱７４０およびフランジ部７２０を介して第２直進筒２４０に固定される。

すなわち、第１カム機構１００の駆動部１６０と、第２カム機構２００の駆動部２６０と、は同一のフランジ部７２０を介して第２直進筒２４０に固定される。第１カム機構１００の駆動部１６０は、第１カム筒１２０を回転させるために第１カム筒１２０に近い側に設けられなければならない。一方で、第２カム機構２００の駆動部２６０は、第３光学保持部３００よりも物体側であっても像面側であってもかまわない。しかしながら、第２カム機構２００の駆動部２６０が第３光学保持部３００よりも物体側に設けられることにより、第２カム機構２００の駆動部２６０を第１カム機構１００の駆動部１６０に近付け、第１カム機構１００の駆動部１６０とともに固定することができる。したがって、駆動部２６０を固定する支点となるフランジ部７２０と、第２カム機構２００を回転させる力点となる駆動部２６０のギア２６６と、を近づけることができ、駆動部２６０は第２カム機構２００を安定的に回転させることができる。また、第１カム機構１００の駆動部１６０と、第２カム機構２００の駆動部２６０と、をそれぞれ個別に固定する場合よりも部品点数を削減することができる。

また、第１カム機構１００の駆動部１６０は、第２カム機構２００の駆動部２６０と同じ仕様、すなわち同じ回転速度、およびトルクを有する。これにより、第１カム機構１００の駆動部１６０として、第２カム機構２００の駆動部２６０と同じ共通部品を用いることができる。したがって、レンズ装置１０の製造コストを低減することができる。

このように、第１カム機構１００の駆動部１６０は、本体部２６２が第２直進筒２４０に対して固定された状態でギア１６６を回転させることにより、光軸Ｚ１を軸として第１カム機構１００の第１直進筒１４０に対して第１カム筒１２０を相対的に回転させるよう構成される。

（位置検出部）
図２（ｂ）に示されているように、第１カム機構１００は、第１カム筒１２０の回転位置、回転速度及び方向を検出するロータリーエンコーダである位置検出部１８０をさらに備える。位置検出部１８０は、例えば、本体部（検出部）１８２、回転軸（不図示）、およびギア（平歯車）１８６を備える。位置検出部１８０のギア１８６は、第１カム筒１２０のギア１２４に噛みあうよう構成される。

また、位置検出部１８０の本体部１８２は、例えば、駆動部１６０の本体部１６２と同様にして、支持板７４２、支柱７４０およびフランジ部７２０を介して第２直進筒２４０に固定される。

このように、位置検出部１８０は、本体部１８２が第２直進筒２４０に対して固定された状態で第１カム筒１２０の回転によってギア１８６が回転することにより、第１カム筒１２０の回転位置、回転速度及び方向を検出するよう構成される。これにより、第１カム筒１２０のカム溝１２２の設計情報に基づいて、第１レンズ群Ｇ１の光軸Ｚ１方向の位置が検出される。

（第５レンズ保持部）
図１〜図５を用い、第５レンズ群Ｇ５を保持する第５レンズ保持部について説明する。

図１に示されているように、例えば、第４カム機構４００の第４直進筒４４０が、第５レンズ保持部を兼ねるよう構成される。具体的には、第４直進筒４４０は、直進溝４４２よりも物体側で径が細くなることにより、内部に第５レンズ群Ｇ５を保持するよう構成される。

図１、図２（ａ）および（ｂ）に示されているように、第４直進筒４４０の像面側の外周には、マウント接続部（マウント環）５００が設けられる。マウント接続部５００は、例えば、広く普及されているＣマウントまたはＣＳマウントに接続するよう構成される。

本実施形態のレンズ装置１０を接続する固体撮像素子の対角長は、例えば８ｍｍ（いわゆる１／２インチ）以上１１ｍｍ（いわゆる２／３インチ）以下である。また、ズームレンズのうち最大レンズ（例えばレンズＬ１）のレンズ径は、例えば、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

（２）レンズ装置の動作
図１を用い、本実施形態に係るレンズ装置１０の動作について説明する。

（ズーミング）
本実施形態では、広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際し、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３、および第５レンズ群Ｇ５を固定した状態で、バリエータレンズ群としての第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｚ１に沿って物体側から像面Ｓｉｍｇ側に移動させるとともに、第２レンズ群Ｇ２に追従するようにコンペンセータレンズ群としての第４レンズ群Ｇ４を光軸Ｚ１に沿って移動させる。これにより、光学全長を維持したまま、容易にズームレンズの変倍を行うことができる。なお、「光学全長」とは、最も物体側のレンズの面から像面Ｓｉｍｇまでの距離のことをいう。

具体的には、広角端から望遠端へのズーミング（変倍）を行うとき、第２カム機構２００の駆動部２６０は、光軸Ｚ１に沿って像面Ｓｉｍｇ側から物体側を見て、第２カム筒２２０を第２直進筒２４０に対して時計回りに相対的に回転させる。

このとき、第２直進筒２４０の直進溝２４２は、カムフォロアＧ２ａを周方向に移動することを規制するとともに、光軸Ｚ１に沿った方向に案内する。また、第２カム筒２２０が第２直進筒２４０に対して時計回りに相対的に回転することにより、第２カム筒２２０のカム溝２２２と第２直進筒２４０の直進溝２４２とが重なる位置に形成される開口が、光軸Ｚ１に沿って像面Ｓｉｍｇ側に移動する。これにより、当該開口とともに第２レンズ群G２のカムフォロアG２ａも光軸Ｚ１に沿って移動する。このようにして、第２レンズ群Ｇ２は、第２カム機構２００内を光軸Ｚ１に沿って物体側から像面Ｓｉｍｇ側に単調に摺動する。なお、ここでいう「単調に摺動」とは、逆方向に戻ることなく摺動することを意味する。

また、第４カム機構４００は、連結部材６００により第２カム機構２００に連結された状態で、第２カム機構２００と同一の周方向に連動する。すなわち、第４カム機構４００の第４カム筒４２０は、第２カム機構２００の第２カム筒２２０とともに、光軸Ｚ１に沿って像面Ｓｉｍｇ側から物体側を見て、第４直進筒４４０に対して時計回りに相対的に回転する。

このとき、第４直進筒４４０の直進溝４４２は、カムフォロアＧ４ａを周方向に移動することを規制するとともに、光軸Ｚ１に沿った方向に案内する。また、第４カム筒４２０が第４直進筒４４０に対して時計回りに相対的に回転することにより、第４カム筒４２０のカム溝４２２と第４直進筒４４０の直進溝４４２とが重なる位置に形成される開口が、光軸Ｚ１に沿って物体側に移動した後に像面Ｓｉｍｇ側に移動する。言い換えれば、当該開口は、物体側に凸の軌跡を描くように移動する。これにより、当該開口とともに第４レンズ群G４のカムフォロアG４ａも光軸Ｚ１に沿って移動する。このようにして、第４レンズ群Ｇ１は、第４カム機構４００内を光軸Ｚ１に沿って物体側に移動した後に像面Ｓｉｍｇ側に摺動する。

一方で、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３および第５レンズ群Ｇ５は以下のように固定される。

第１レンズ群Ｇ１は、変倍の際には第１カム機構１００の駆動部１６０が静止されるため、固定された状態を維持する。第３レンズ群Ｇ３は、第２直進筒２４０および第４直進筒４４０に連結された第３光学保持部３００に固定される。また、第５レンズ群Ｇ５は、第４直進筒４４０が兼ねる第５保持部により、常に同じ位置で固定される。

以上のように、レンズ装置１０の広角端から望遠端へのズーミング（変倍）が行われる。

（フォーカシング）
本実施形態では、フォーカシング（合焦）に際し、フォーカスレンズ群としての第１レンズ群Ｇ１のみが、例えば無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合に光軸Ｚ１に沿って像面Ｓｉｍｇ側から物体側に移動する。一方で、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５は固定される。これにより、変倍しても、フォーカシングレンズ群の繰り出し量は一定となり、安定的にフォーカスを行うことができる。なお、レンズの「繰り出し量」とは、ピントを合わせるために、レンズを前後に移動させる移動距離のことをいう。

具体的には、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング（合焦）を行うとき、第１カム機構１００の駆動部１６０は、光軸Ｚ１に沿って像面Ｓｉｍｇ側から物体側を見て、第１カム筒１２０を第１直進筒１４０に対して時計と反対回りに相対的に回転させる。

このとき、第１直進筒１４０の直進溝１４２は、カムフォロアＧ１ａを周方向に移動することを規制するとともに、光軸Ｚ１に沿った方向に案内する。また、第１カム筒１２０が第１直進筒１４０に対して時計と反対回りに相対的に回転することにより、第１カム筒１２０のカム溝１２２と第１直進筒１４０の直進溝１４２とが重なる位置に形成される開口が、光軸Ｚ１に沿って像面Ｓｉｍｇ側に移動する。これにより、当該開口とともに第１レンズ群G１のカムフォロアG１ａも光軸Ｚ１に沿って移動する。このようにして、第１レンズ群Ｇ１は、第１カム機構１００内を光軸Ｚ１に沿って物体側から像面Ｓｉｍｇ側に単調に摺動する。

一方で、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５は固定される。

第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４は、フォーカシング（合焦）の際には第２カム機構２００の駆動部２６０が静止されるため、固定された状態を維持する。第３レンズ群Ｇ３は、第２直進筒２４０および第４直進筒４４０に連結された第３光学保持部３００に固定される。また、第５レンズ群Ｇ５は、第４直進筒４４０が兼ねる第５保持部により、常に同じ位置で固定される。

以上のように、レンズ装置１０のフォーカシング（合焦）が行われる。

（３）本実施の形態の効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。

（ａ）本実施形態によれば、レンズ装置１０は、物体側カム機構としての第２カム機構２００と像面側カム機構としての第４カム機構４００とを、固定光学保持部としての第３光学保持部３００から独立して互いに連結する連結部材６００を備える。第２カム機構２００および第４カム機構４００は、連結部材６００により同一の周方向に連動可能である。これにより、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４の間に、第３レンズ群Ｇ３を固定した状態で安定的に保持することができる。

ここで、比較例として、１つのカム機構が、光軸に沿って互いに相対的に移動する２つのレンズ群と、２つのレンズ群の間に固定される固定光学群と、を保持する場合について考える。比較例では、例えば、カム機構は、２つのレンズ群に係合するカム筒と直進筒とを有する。カム筒には、２つのレンズ群をそれぞれ光軸に沿って移動させるように光軸に沿った方向に２つのカム溝が設けられる。比較例では、例えば、カム機構の２つのカム溝の間に、外周から光軸に垂直な方向に向かって凹部を設けることにより、固定光学群を、カム筒の凹部に挿入して、直進筒に固定することが考えられる。

しかしながら、比較例のカム機構が固定光学群を固定した状態で、カム筒が回転するためには、カム筒に大きな凹部が設けられる必要がある。具体的には、カム筒における凹部の周方向の長さは、カム筒が回転する際に固定光学群に干渉しないような長さであり、少なくともカム溝の周方向の長さよりも長い必要がある。このため、カム機構の全体の剛性が低下し、カム筒におけるカム溝の加工精度（カム溝の位置精度）を維持することができない可能性がある。また、例えば、このカム機構が低い加工精度で製造されたとき、光軸に沿って移動する２つのレンズ群の相対的位置が調整出来ずに固定されてしまう可能性がある。

これに対して、本実施形態によれば、物体側カム機構としての第２カム機構２００と像面側カム機構としての第４カム機構４００とが、分離して設けられる。第２カム機構２００と第４カム機構４００とは、連結部材６００により連結される。第２カム機構２００および第４カム機構４００は、連結部材６００により同一の周方向に連動可能である。これにより、第２カム機構２００および第４カム機構４００のそれぞれの剛性を維持するとともに、第２カム筒２２０および第４カム筒４２０のそれぞれにおけるカム溝の加工精度（カム溝の位置精度）を維持することができる。このようにして、光軸Ｚ１に沿って互いに相対的に移動する第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４の間に、第３レンズ群Ｇ３を固定した状態で安定的に保持するレンズ装置１０を提供することができる。

（ｂ）本実施形態によれば、連結部材６００は、第２直進筒２４０よりも内側に設けられた第２カム筒２２０と、第４直進筒４４０よりも外側に設けられた第４カム筒４２０と、を互いに連結する。すなわち、第２カム機構２００では、内側の第２カム筒２２０が回転し、第４カム機構４００では、外側の第４カム筒４２０が第２カム筒２２０と同一の周方向に回転する。これにより、第２カム機構２００と第４カム機構４００との間に第３レンズ群G３を固定した状態で、第２カム機構２００および第４カム機構４００を安定的に連動させることができる。

ここで、比較例として、連結部材が、第２直進筒よりも外側に設けられた第２カム筒と、第４直進筒よりも外側に設けられた第４カム筒と、を互いに連結する場合について考える。この比較例では、第２カム筒が第２直進筒よりも外側で回転するため、第２直進筒に対して第２カム筒を相対的に回転させる駆動部を第２直進筒に固定することができない可能性がある。

また、他の比較例として、連結部材が、第２直進筒よりも内側に設けられた第２カム筒と、第４直進筒よりも内側に設けられた第４カム筒と、を互いに連結する場合について考える。この比較例では、少なくともいずれか一方のカム筒に対して、外側に直進筒がある状態で、内側のカム筒に連結部材を連結しなければならず、組立工程が複雑になる可能性がある。また、この比較例において、連結部材が第３レンズ群を回避して第２カム筒および第４カム筒を連結することが困難であり、連結部材が特に第３レンズ群に干渉してしまう可能性がある。

これに対して、本実施形態によれば、第２カム筒２２０が第２直進筒２４０よりも内側に設けられ、これとは逆に第４カム筒４２０が第４直進筒４４０よりも外側に設けられる。連結部材６００は、第３レンズ群Ｇ３を挟んで、内側の第２カム筒２２０と外側の第４カム筒４２０とを互いに連結する。これにより、第２直進筒２４０に対して第２カム筒２２０を相対的に回転させる駆動部２６０を、外側に位置する第２直進筒２４０に固定することができる。また、第４カム筒４２０が第４直進筒４４０よりも外側に設けられるため、レンズ装置１０の組立ての際に、連結部材６００を第４カム筒４２０に容易に連結することができる。また、連結部材６００が第３レンズ群Ｇ３を回避して第２カム筒２２０および第４カム筒４２０を連結することができ、連結部材６００が特に第３レンズ群Ｇ３に干渉することが抑制される。さらに、本実施形態のように第４カム筒４２０の直径が第２カム筒２２０の直径よりも小さい場合に、連結部材６００が第３レンズ群Ｇ３を回避しながら第２カム筒２２０および第４カム筒４２０を短い距離で連結することができる。このように、第２カム機構２００と第４カム機構４００との間に第３レンズ群G３を固定した状態で、第２カム機構２００および第４カム機構４００を安定的に連動させることができる。

（ｃ）本実施形態によれば、連結部材６００は、第２カム筒２２０の像面側の一端に当接して連結される物体側連結部６２０と、第４カム筒４２０の外周に連結される像面側連結部６６０と、物体側連結部６２０と像面側連結部６６０との間に延在し、物体側連結部６２０と像面側連結部６６０とを中継する中継部６４０と、を備える。これにより、固定光学群としての第３レンズ群Ｇ３を回避して第２カム筒２２０および第４カム筒４２０を連結することができる。また、第２カム筒２２０の像面側の一端に物体側連結部６２０の光軸Ｚ１に沿った方向の位置を確定しながら、像面側連結部６６０が第４カム筒４２０に連結される位置を適正位置に調整することができる。すなわち、第４レンズ群Ｇ４の第２レンズ群Ｇ２に対する光軸Ｚ１に沿った方向の相対的位置を適正位置に調整することができる。

（ｄ）本実施形態によれば、像面側連結部６６０は、第４カム筒４２０の外周面の中継部６４０を挟んだ両側で連結される。これにより、第２カム筒２２０の回転力が中継部６４０に伝達した際に、中継部６４０の長手方向が光軸Ｚ１に対して傾斜することが抑制される。すなわち、第２カム筒２２０と第４カム筒４２０との連動位置がずれることが抑制される。

（ｅ）本実施形態によれば、固定光学保持部としての第３光学保持部３００は、周方向に沿った円弧状の貫通開口３０２を有する。貫通開口３０２は、第３レンズ群Ｇ３よりも外側に設けられる。連結部材６００は、貫通開口３０２を介して第２カム機構２００と第４カム機構４００とを連結する。これにより、第３光学保持部３００の外周よりも内側、すなわち、最も大きな第１レンズ群Ｇ１を保持する第１カム機構１００の外周よりも内側で、連結部材６００が連結される。したがって、レンズ装置１０全体としてのサイズを小さくすることができる。

（ｆ）本実施形態によれば、一つの駆動部２６０により、互いに連結された第２カム筒２２０および第４カム筒４２０を回転させるため、駆動部２６０には大きな負荷がかかる。そこで、駆動部２６０は、光軸Ｚ１を軸として、像面側に位置する第４カム筒４２０ではなく、物体側に位置する第２カム機構２００の第２直進筒２４０に対して第２カム筒２２０を相対的に回転させる。これにより、物体側に位置する第２カム筒２２０の直径は、像面Ｓｉｍｇ側に位置する第４カム筒４２０の直径よりも大きいため、駆動部が第４カム筒を回転させる場合よりも減速比を大きくすることができる。すなわち、駆動部２６０にかかるトルクを小さくすることができ、駆動部２６０を小型化することができる。

（ｇ）本実施形態によれば、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３、および第５レンズ群Ｇ５を固定した状態で、バリエータレンズ群である第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｚ１に沿って物体側から像面Ｓｉｍｇ側に移動させるとともに、コンペンセータレンズ群である第４レンズ群Ｇ４を光軸Ｚ１に沿って移動させる。これにより、光学全長を維持したまま、容易にズームレンズの変倍を行うことができる。

（ｈ）本実施形態によれば、第１レンズ群Ｇ１は、フォーカシング機能を有し、フォーカスに際し、第１レンズ群Ｇ１のみが光軸Ｚ１に沿って移動する。一方で、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５は固定される。これにより、変倍しても、フォーカシングレンズ群の繰り出し量は一定となり、安定的にフォーカスを行うことができる。

＜本発明の他の実施形態＞
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。

上述の実施形態では、レンズ装置が５つのレンズ群からなる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。レンズ装置が少なくとも互いに相対的に移動可能な「物体側レンズ群」および「像面側レンズ群」、その間に固定される「固定光学群」を備えていればよく、レンズ装置が備えるレンズ群の数は限られない。また、レンズ装置は、実質的にパワーを有しないレンズ等を更に有していても良い。なお、「実質的にパワーを有しないレンズ」とは、本実施形態のズームレンズの光学性能に原理的に影響をおよぼすようなパワーを有しないレンズ等のことである。

また、上述の実施形態では第１レンズ群Ｇ１がフォーカシングレンズ群である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１レンズ群が固定群とフォーカシングレンズ群とで構成される、いわゆるフロントインナーフォーカス方式で構成されていても良い。

また、上述の実施形態では第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ１に沿って移動させる機構は、カム溝１２２が設けられた第１カム機構１００である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１レンズ群を光軸に沿って移動させる機構は、多条ねじを有するヘリコイド式の機構であってもよい。

また、上述の実施形態では、ズームレンズが監視用カメラに用いられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ズームレンズは、ビデオカメラ、電子スチルカメラ、または放送用カメラに用いられても良い。

また、上述の実施形態では、固定光学群としての第３レンズ群Ｇ３がアイリスＩ１と、１つ以上のレンズと、を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。固定光学群がレンズのみ、またはアイリスのみを有していてもよい。また、固定光学群が、特定の波長域の光を吸収させる光学フィルタ、または光量を減少させるＮＤフィルタを有していてもよい。

また、上述の実施形態では、連結部材６００が第３光学保持部３００に設けられた貫通開口３０２を介して第２カム機構２００および第４カム機構４００を連結する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。連結部材は第３光学保持部に周方向に沿って設けられ外周側から切欠かれた切欠き部を介して連結してもよい。すなわち、連結部材が回動する外側が覆われていなくてもよい。

１０ レンズ装置
１００ 第１カム機構
１２０ 第１カム筒
１４０ 第１直進筒
２００ 第２カム機構
２２０ 第２カム筒
２４０ 第２直進筒
３００ 第３光学保持部
３２０ 貫通開口
４００ 第４カム機構
４２０ 第４カム筒
４４０ 第４直進筒
５００ マウント接続部
６００ 連結部材
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｉ１ アイリス
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群

Claims (7)

1. 物体側レンズ群と、
   光軸を軸として回転することにより前記物体側レンズ群を前記光軸に沿って移動可能に前記物体側レンズ群と係合する物体側カム機構と、
   前記物体側レンズ群よりも像面側に固定される固定光学群と、
   前記物体側カム機構よりも前記像面側で前記固定光学群を保持する固定光学保持部と、
   前記固定光学群よりも前記像面側に配置される像面側レンズ群と、
   前記固定光学保持部よりも前記像面側に設けられ、前記光軸を軸として回転することにより前記像面側レンズ群を前記光軸に沿って移動可能に前記像面側レンズ群と係合する像面側カム機構と、
   前記物体側カム機構および前記像面側カム機構を、前記固定光学保持部から独立して互いに連結する連結部材と、
   を備え、
   前記物体側カム機構は、
   前記物体側レンズ群に係合し前記光軸に対して傾斜して設けられたカム溝を有する物体側カム筒と、
   前記物体側レンズ群に係合し前記光軸に沿った方向に設けられた直進溝を有する物体側直進筒と、
   を備え、
   前記像面側カム機構は、
   前記像面側レンズ群に係合し前記光軸に対して少なくとも一部が傾斜して設けられたカム溝を有する像面側カム筒と、
   前記像面側レンズ群に係合し前記光軸に沿った方向に設けられた直進溝を有する像面側直進筒と、
   を備え、
   前記物体側カム筒は、前記物体側直進筒よりも内側に設けられ、
   前記像面側カム筒は、前記像面側直進筒よりも外側に設けられ、
   前記連結部材は、前記物体側カム筒と、前記像面側カム筒と、を互いに連結し、
   前記物体側カム機構および前記像面側カム機構は、前記連結部材により同一の周方向に連動可能である
   ことを特徴とするレンズ装置。
2. 前記連結部材は、
   前記物体側カム筒の前記像面側の一端に当接して連結される物体側連結部と、
   前記像面側カム筒の外周に連結される像面側連結部と、
   前記物体側連結部と前記像面側連結部との間に延在し、前記物体側連結部と前記像面側連結部とを中継する中継部と、
   を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記像面側連結部は、前記像面側カム筒の外周面の前記中継部を挟んで周方向の両側で連結される
   ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
4. 前記光軸を軸として前記物体側直進筒に対して前記物体側カム筒を相対的に回転させる駆動部を備える
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレンズ装置。
5. 物体側より順に、
   第１レンズ群と、
   変倍を行うバリエータ機能を有し、前記物体側レンズ群である第２レンズ群と、
   前記固定光学群である第３レンズ群と、
   変倍の際に像面の位置を補正するコンペンセータ機能を有し、前記像面側レンズ群である第４レンズ群と、
   第５レンズ群と、
   で構成され、
   広角端から望遠端への変倍に際し、
   前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第５レンズ群が固定された状態で、前記物体側カム機構および前記像面側カム機構が回転することにより、前記第２レンズ群が前記光軸に沿って物体側から像面側に移動するとともに、前記第４レンズ群が前記光軸に沿って移動する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレンズ装置。
6. 前記第１レンズ群は、フォーカシング機能を有し、
   フォーカスに際し、
   前記第１レンズ群のみが前記光軸に沿って移動する
   ことを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
7. 前記固定光学群は、レンズおよびアイリスの少なくともいずれかを含む
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のレンズ装置。

Images