JP3793438B2 - Lens movement mechanism for zoom lens system switching group - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、本出願人が特願平１１‐７９５７２号で提案したズームレンズ系の切替群用に用いて好適なレンズ鏡筒に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
ズームレンズ系において、高ズーム比と小型化は、二律背反的要求であった。例えば、小型にできる２群ズームレンズ系において、ズーム比を大きくするべく構成レンズ群の移動軌跡を定める（移動軌跡の解を求める）と、テレ側でのレンズ群の干渉、あるいはワイド側での像面との干渉が生じる。一方、３群ズームレンズ系では、２群ズームレンズ系よりズーム比を大きくできるが、小型化が困難である。また、さらなる高ズーム比を得るべく構成レンズ群のパワーを定めると、機構上、精度が出ない。
【０００３】
本出願人は、以上の二律背反的要求を満足する、高ズーム比でありながら小型化できるズームレンズ系として、従来の常識を破るズームレンズ系を提案した（特願平１１‐７９５７２号）。このズームレンズ系は、焦点距離を変化させる可動の複数の変倍レンズ群を有すること；少なくとも一つの変倍レンズ群は、２つのサブ群を有し、その一方のサブ群が、他方のサブ群との関係において光軸方向の両移動端のいずれか一方に選択して位置する可動サブ群である切替群であること；短焦点距離端から中間焦点距離に至る短焦点距離側ズーミング域と、中間焦点距離から長焦点距離端に至る長焦点距離側ズーミング域とで、切替群中の可動サブ群は互いに異なるいずれか一方の移動端に位置すること；及び切替群と他の変倍レンズ群のズーミング基礎軌跡は、上記中間焦点距離において不連続であり、可動サブ群の位置に応じ、所定の像面に結像するように定められていること；に特徴がある。中間焦点距離は、単数であっても、複数であってもよい。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、以上のような切替群を有するズームレンズ系に用いて好適な該切替群用のレンズ鏡筒を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、ズーミング動作の際に光軸方向に移動するズームレンズ系の複数の変倍レンズ群のうちの１つのレンズ群を構成し、接近位置と離隔位置とでそれぞれフォーカスレンズ群として機能する第１、第２のサブ群を有する切替群用のレンズ移動機構であって、第１サブ群を支持した第１レンズ群枠と、第２サブ群を支持した第２レンズ群枠とを相対回動及び直進移動可能に支持した切替群枠；第１レンズ群枠と第２レンズ群枠に相対回転を与え該第１レンズ群枠と第２レンズ群枠を接離させるレンズ群接離機構；及びこのレンズ群接離機構による接近位置と離隔位置にある第１レンズ群枠と第２レンズ群枠をその間隔を維持したまま光軸方向に直進移動させるフォーカス機構；を備えたことを特徴としている。
【０００６】
切替群枠内には、回動自在に駆動リングを支持し、この駆動リングの回転によりレンズ群接離機構及びフォーカス機構を動作させることができる。さらに具体的には、駆動リングは、一定の角度範囲を正逆に往復回動させ、レンズ群接離機構を、この駆動リングによって正逆に回転駆動される第２レンズ群枠と、切替群枠に回動を規制して光軸方向の直進移動を可能に支持した第１レンズ群枠との対向端面に形成されている接離カム機構から構成することができる。
【０００７】
この接離カム機構は、第１レンズ群枠と第２レンズ群枠の対向端面の一方に形成した、円周方向に対して傾斜した接離カム面と、他方に形成したこの接離カム面に係合するフォロア突起とから構成するのが実際的である。
【０００８】
さらに、駆動リングには、一方の回動端から他方の回動端への回転で第１レンズ群枠を第２レンズ群枠に接離させた後、フォーカス用逆回転を与えることができる。このように駆動リングにフォーカス用の逆回転を与えるとき、フォーカス機構は、第２レンズ群枠を光軸方向に進退させるように、該駆動リングと第２レンズ群枠との対向端面に形成したフォーカスカム機構から構成することができる。このフォーカスカム機構では、切替群枠と第２レンズ群枠との間に、駆動リングによる該第２レンズ群枠の正逆の回動端を規制する一対の回動規制面を形成することが望ましい。この一対の回動規制面をそれぞれ基準位置として、駆動リングの正逆回転によるフォーカス動作を行わせることができる。
【０００９】
また、駆動リングに、一方の回動端から他方の回動端への回転で第１レンズ群枠を第２レンズ群枠に接離させた後、フォーカス用逆回転を与える態様においては、駆動リングに、周方向に離間する一対の回動付与面及びこの一対の回動付与面の間に位置する周方向に対して逆方向に傾斜した一対のフォーカスカム面を形成し、第２レンズ群枠に、この回動付与面及びフォーカスカム面に当接する被動突起を形成することができる。駆動リングの一対のフォーカスカム面は、一対の回動付与面の周方向の中心線に関し対称形状に形成し、第２レンズ群枠の被動突起は、一対の回動付与面に当接する一対の被動面の周方向の中心線に関し対称形状に形成するのがよい。また、この被動突起は、一対のフォーカスカム面との当接部分が円筒状面として形成されていることが好ましい。
【００１０】
本発明は、別の態様（表現）によると、ズーミング動作の際に光軸方向に移動するズームレンズ系の複数の変倍レンズ群のうちの１つのレンズ群を構成し、接近位置と離隔位置とでそれぞれフォーカスレンズ群として機能する第１、第２のサブ群を有する切替群用のレンズ移動機構であって、第１サブ群を支持した第１レンズ群枠を回動を規制し光軸方向の直進移動を可能に支持し、第２サブ群を支持した第２レンズ群枠を一定角度範囲の往復回動及び光軸方向の直進移動を可能に支持した切替群枠；この切換群枠内に、光軸方向の移動を規制して往復回動可能に支持され、第２レンズ群枠に往復回動範囲内で往復相対回動を与える駆動リング；この駆動リングによる第２レンズ群枠の往復回動により第１レンズ群枠と第２レンズ群枠を接離させるレンズ群接離機構；及びこのレンズ群接離機構による接近位置と離隔位置にある第１レンズ群枠と第２レンズ群枠をその間隔を維持したまま光軸方向に直進移動させるフォーカス機構；を備えたことを特徴としている。
【００１１】
この態様では、切換群枠には、フォーカス機構により第１レンズ群枠と第２レンズ群枠を直進移動させるとき、第２レンズ群枠の回動を規制する直進ガイド機構を設けるのがよい。レンズ群接離機構は、第１レンズ群枠と第２レンズ群枠の対向端面の一方に形成した、円周方向に対して傾斜した接離カム面と、他方に形成したこの接離カム面に係合するフォロア突起とからなる接離カム機構から構成することができる。
【００１２】
この態様においても、駆動リングには、一方の回動端から他方の回動端への回転で第１レンズ群枠を第２レンズ群枠に接離させた後、フォーカス用逆回転を与えることができる。このように駆動リングにフォーカス用の逆回転を与えるとき、フォーカス機構は、第２レンズ群枠を光軸方向に進退させるように、該駆動リングと第２レンズ群枠との対向端面に形成したフォーカスカム機構から構成することができる。このフォーカスカム機構では、切替群枠と第２レンズ群枠との間に、駆動リングによる該第２レンズ群枠の正逆の回動端を規制する一対の回動規制面を形成することが望ましい。この一対の回動規制面をそれぞれ基準位置として、駆動リングの正逆回転によるフォーカス動作を行わせることができる。
【００１３】
また、駆動リングに、一方の回動端から他方の回動端への回転で第１レンズ群枠を第２レンズ群枠に接離させた後、フォーカス用逆回転を与える態様においては、駆動リングに、周方向に離間する一対の回動付与面及びこの一対の回動付与面の間に位置する周方向に対して逆方向に傾斜した一対のフォーカスカム面を形成し、第２レンズ群枠に、この回動付与面及びフォーカスカム面に当接する被動突起を形成することができる。駆動リングの一対のフォーカスカム面は、一対の回動付与面の周方向の中心線に関し対称形状に形成し、第２レンズ群枠の被動突起は、一対の回動付与面に当接する一対の被動面の周方向の中心線に関し対称形状に形成するのがよい。また、この被動突起は、一対のフォーカスカム面との当接部分が円筒状面として形成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明は、さらに別の態様（表現）によると、ズーミング動作の際に光軸方向に移動するズームレンズ系の複数の変倍レンズ群のうちの１つのレンズ群を構成し、接近位置と離隔位置とでそれぞれフォーカスレンズ群として機能する第１、第２のサブ群を有する切替群用のレンズ移動機構であって、第１サブ群を支持した第１レンズ群枠と、第２サブ群を支持した第２レンズ群枠とを相対回動及び直進移動可能に支持した切替群枠；この切換群枠内に往復回動可能に支持された駆動リング；第１レンズ群枠と第２レンズ群枠に相対回転を与え該第１レンズ群枠と第２レンズ群枠を接離させる接離カム機構；この接離カム機構による接近位置と離隔位置にある第１レンズ群枠と第２レンズ群枠をその間隔を維持したまま光軸方向に直進移動させるフォーカスカム機構；を備え、駆動リングは、一方の回動端から他方の回動端への回転で第２レンズ群枠を往復回動させて接離カム機構により第１レンズ群枠を第２レンズ群枠に接離させた後、フォーカス用逆回転が与えられ、上記フォーカスカム機構は、この駆動リングのフォーカス用逆回転で、第２レンズ群枠を第１レンズ群枠とともに光軸方向に進退させることを特徴としている。
【００１５】
この態様では、接離カム機構は、第１レンズ群枠と第２レンズ群枠の対向端面に設け、フォーカスカム機構は、駆動リングと第２レンズ群枠との対向端面に形設けることができる。
【００１６】
以上の切替群を有するズームレンズ系は、撮影レンズ系とファインダ光学系が別々の光軸を有するカメラの撮影レンズ系として用いるのが実際的である。そして、切替群枠、第一サブ群枠及び第二サブ群枠の撮影時の停止位置は、ズーミング基礎軌跡上において、ステップワイズに定めるのが実際的であり、制御が容易である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［本発明レンズ鏡筒が対象とする切替群を有するズームレンズ系の説明］
最初に、本出願人が特願平１１‐７９５７２号で提案した切替群を有するズームレンズ系の各態様を、図１から図９を参照して説明する。なお、図１ないし図９のＩＭは、フィルム面などの像面を示しており、この像面ＩＭは移動しない。図１は、切替群によるズームレンズ系の第１の態様を示している。このズームレンズ系は、物体側から順に、全体として正のパワーの第１変倍レンズ群１０と、全体として負のパワーの第２変倍レンズ群２０からなっており、第１変倍レンズ群１０は、物体側から順に、負のパワーの第１レンズ群Ｌ１（第１サブ群Ｓ１）と正のパワーの第２レンズ群Ｌ２（第２サブ群Ｓ２）とからなり、第２変倍レンズ群２０は負のパワーの第３レンズ群Ｌ３からなっている。第１変倍レンズ群１０中の第２サブ群Ｓ２は、第１群枠１１に固定されており、第１サブ群Ｓ１の可動サブ群枠１２は、第１群枠１１に形成したガイド溝１３内で光軸方向に一定距離移動可能である。第１サブ群Ｓ１は、可動サブ群枠１２がガイド溝１３の前端部に当接する物体側の移動端と、後端部に当接する像面側の移動端との２位置を択一してとる。第３レンズ群Ｌ３は、第２群枠２１に固定されている。
【００１８】
このズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）との移動、及びガイド溝１３内での第１群枠１２（第１サブ群Ｓ１）の移動を伴って、次のように設定されている。ズーミングに際し、絞りＤは、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と一緒に移動する。
【００１９】
Ａ；短焦点距離端ｆｗから中間焦点距離ｆｍまでの短焦点距離側ズーミング域Ｚｗでは、第１サブ群Ｓ１は第２サブ群Ｓ２に対して離間した間隔（第１の間隔、広間隔）ｄ１を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００２０】
Ｂ；中間焦点距離ｆｍにおいて、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、短焦点距離側ズーミング域Ｚｗ内の長焦点側端部における位置よりも像面側に移動する。また、第１サブ群Ｓ１は、第１群枠１１のガイド溝１３内で像面側の移動端に達し、第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（第２の間隔、狭間隔）ｄ２をとる。
【００２１】
Ｃ；中間焦点距離ｆｍから長焦点距離端ｆｔまでの長焦点距離側ズーミング域Ｚｔでは、第１サブ群Ｓ１は、第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（第２の間隔）ｄ２を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、中間焦点距離ｆｍでの像面側への移動後の位置を基準にして、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００２２】
図は、簡易的なもので、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）のズーミング基礎軌跡を直線で描いているが、実際には直線であるとは限らない。
【００２３】
フォーカシングは、全ての可変焦点距離域において、第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２を一体に移動させて（つまり第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）を移動させて）行う。
【００２４】
図２は、切替群を有するズームレンズ系の第２の態様を示している。このズームレンズ系は、物体側から順に、正のパワーの第１変倍レンズ群１０、全体として正のパワーの第２変倍レンズ群２０、負のパワーの第３変倍レンズ群３０からなっている。第１変倍レンズ群１０は正のパワーの第１レンズ群Ｌ１からなり、第２変倍レンズ群２０は、物体側から順に、負のパワーの第２レンズ群Ｌ２（第１サブ群Ｓ１）と正のパワーの第３レンズ群Ｌ３（第２サブ群Ｓ２）とからなり、第３変倍レンズ群３０は負のパワーの第４レンズ群Ｌ４からなっている。第１レンズ群Ｌ１は、第１変倍レンズ群枠１１に固定されている。第２変倍レンズ群２０中の第２サブ群Ｓ２は、第２群枠２１に固定されており、第１サブ群Ｓ１の可動サブ群枠２２は、第２群枠２１に形成したガイド溝２３内で光軸方向に一定距離移動可能である。第１サブ群Ｓ１は、可動サブ群枠２２がガイド溝２３の前端部に当接する物体側の移動端と、後端部に当接する像面側の移動端との２位置を択一してとる。第４レンズ群Ｌ４は、第３群枠３１に固定されている。
【００２５】
この第２の態様のズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）、第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）及び第３変倍レンズ群３０（第３群枠３１）の移動、及びガイド溝２３内での第２群枠２２（第１サブ群Ｓ１）の移動を伴って、次のように設定されている。ズーミングに際し、絞りＤは、第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）と一緒に移動する。
【００２６】
Ａ；短焦点距離端ｆｗから中間焦点距離ｆｍまでの短焦点距離側ズーミング域Ｚｗでは、第１サブ群Ｓ１は第２サブ群Ｓ２に対して離間した間隔（第１の間隔、広間隔）ｄ１を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）、第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）、及び第３変倍レンズ群３０（第３群枠３１）は、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００２７】
Ｂ；中間焦点距離ｆｍにおいて、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）、第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）、及び第３変倍レンズ群３０（第３群枠３１）は、短焦点距離側ズーミング域Ｚｗ内の長焦点側端部における位置よりも像面側に移動する。また、第１サブ群Ｓ１は、第２群枠２１のガイド溝２３内で像面側の移動端に達し、第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（第２の間隔、狭間隔）ｄ２をとる。
【００２８】
Ｃ；中間焦点距離ｆｍから長焦点距離端ｆｔまでの長焦点距離側ズーミング域Ｚｔでは、第１サブ群Ｓ１は、第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（第２の間隔）ｄ２を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）、第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）、及び第３変倍レンズ群３０（第３群枠３１）は、中間焦点距離ｆｍでの像面側への移動後の位置を基準にして、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００２９】
図は、簡易的なもので、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）、第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）及び第３変倍レンズ群３０（第３群枠３１）のズーミング基礎軌跡を直線で描いているが、実際には直線であるとは限らない。
【００３０】
フォーカシングは、全ての可変焦点距離域において、第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２を一体に移動させて（つまり第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）を移動させて）行う。
【００３１】
以上のズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１の態様と同じく、中間焦点距離ｆｍにおいて不連続であるが、短焦点距離端ｆｗ、中間焦点距離ｆｍ（不連続点）及び長焦点距離端ｆｔでの第１レンズ群Ｌ１、第１サブ群Ｓ１（第２レンズ群Ｌ２）、第２サブ群Ｓ２（第３レンズ群Ｌ３）及び第４レンズ群Ｌ４の位置を適当に定めることにより、常時正しく像面に結像するような解が存在する。そして、このようなズーミング基礎軌跡によると、高ズーム比でありながら小型のズームレンズ系が得られる。
【００３２】
図３は、切替群を有するズームレンズ系の第３の態様を示している。この態様は、第２の態様における最も物体側の正レンズ群Ｌ１を負レンズ群Ｌ１に代えたもので、他は第２の態様と同様である。
【００３３】
図４は、切替群を有するズームレンズ系の第４の態様を示している。このズームレンズ系は、物体側から順に、全体として正のパワーの第１変倍レンズ群１０と、全体として負のパワーの第２変倍レンズ群２０からなっており、第１変倍レンズ群１０は、物体側から順に、負のパワーの第１レンズ群Ｌ１（第１サブ群Ｓ１）と正のパワーの第２レンズ群Ｌ２（第２サブ群Ｓ２）とからなり、第２変倍レンズ群２０は、物体側から順に、正のパワーの第３レンズ群Ｌ３（第３サブ群Ｓ３）と負のパワーの第４レンズ群Ｌ４（第４サブ群Ｓ４）とから構成されている。
【００３４】
第１変倍レンズ群１０中の第２サブ群Ｓ２は、第１群枠１１に固定されており、第１サブ群Ｓ１を支持した可動サブ群枠１２は、第１群枠１１に形成したガイド溝１３内で光軸方向に一定距離移動可能である。第１サブ群Ｓ１は、可動サブ群枠１２がガイド溝１３の前端部に当接する物体側の移動端と、後端部に当接する像面側の移動端との２位置を択一してとる。同様に、第２変倍レンズ群２０中の第４サブ群Ｓ４は、第２群枠２１に固定されており、第３サブ群Ｓ３を支持した可動サブ群枠２２は、第２群枠２１に形成したガイド溝２３内で光軸方向に一定距離移動可能である。第３サブ群Ｓ３は、可動サブ群枠２２がガイド溝２３の前端部に当接する物体側の移動端と、後端部に当接する像面側の移動端との２位置を択一してとる。
【００３５】
このズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）との移動、及びガイド溝１３と２３内での第１群枠１１（第１サブ群Ｓ１）と第２群枠２１（第３サブ群Ｓ３）の移動を伴って、次のように設定されている。ズーミングに際し、絞りＤは、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と一緒に移動する。
【００３６】
Ａ；短焦点距離端ｆｗから中間焦点距離ｆｍまでの短焦点距離側ズーミング域Ｚｗでは、第１サブ群Ｓ１は第２サブ群Ｓ２に対して離間した間隔（第１の間隔、広間隔）ｄ１を保持し、第３サブ群Ｓ３は第４サブ群Ｓ４に対して離間した間隔（第１の間隔、広間隔）ｄ３をとる。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００３７】
Ｂ；中間焦点距離ｆｍにおいて、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、短焦点距離側ズーミング域Ｚｗ内の長焦点側端部における位置よりも像面側に移動する。また、第１サブ群Ｓ１は、第１群枠１１のガイド溝１３内で像面側の移動端に達し、第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（第２の間隔、狭間隔）ｄ２をとり、第３サブ群Ｓ３は第４サブ群Ｓ４に対して接近した間隔（第２の間隔、狭間隔）ｄ４をとる。
【００３８】
Ｃ；中間焦点距離ｆｍから長焦点距離端ｆｔまでの長焦点距離側ズーミング域Ｚｔでは、第１サブ群Ｓ１は、第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（狭間隔）ｄ２を保持し、第３サブ群Ｓ３は第４サブ群Ｓ４に対して接近した間隔（狭間隔）ｄ４を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、中間焦点距離ｆｍでの像面側への移動後の位置を基準にして、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００３９】
図では、便宜上、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）のズーミング基礎軌跡を直線で描いているが、実際には直線であるとは限らない。
【００４０】
フォーカシングは、全ての可変焦点距離域において、第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２を一体に移動させて（つまり第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）を移動させて）行う。
【００４１】
以上のズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１ないし第３の態様と同じく、中間焦点距離ｆｍにおいて不連続であるが、短焦点距離端ｆｗ、中間焦点距離ｆｍ（不連続点）及び長焦点距離端ｆｔでの第１サブ群Ｓ１（第１レンズ群Ｌ１）、第２サブ群Ｓ２（第２レンズ群Ｌ２）、第３サブ群Ｓ３（第３レンズ群Ｌ３）及び第４サブ群Ｓ４（第４レンズ群Ｌ４）の位置を適当に定めることにより、常時正しく像面に結像するような解が存在する。そして、このようなズーミング基礎軌跡によると、高ズーム比でありながら小型のズームレンズ系が得られる。
【００４２】
図５は、切替群を有するズームレンズ系の第５の態様を示している。このズームレンズ系は、物体側から順に、全体として正のパワーの第１変倍レンズ群１０と、全体として負のパワーの第２変倍レンズ群２０からなっており、第１変倍レンズ群１０は、物体側から順に、負のパワーの第１レンズ群Ｌ１（第１サブ群Ｓ１）と正のパワーの第２レンズ群Ｌ２（第２サブ群Ｓ２）とからなり、第２変倍レンズ群２０は、物体側から順に、正のパワーの第３レンズ群Ｌ３（第３サブ群Ｓ３）と負のパワーの第４レンズ群Ｌ４（第４サブ群Ｓ４）とから構成されている。
【００４３】
第１変倍レンズ群１０中の第２サブ群Ｓ２は、第１群枠１１に固定されており、第１サブ群Ｓ１を支持した可動サブ群枠１２は、第１群枠１１に形成したガイド溝１３内で光軸方向に一定距離移動可能である。第１サブ群Ｓ１は、可動サブ群枠１２がガイド溝１３の前端部に当接する物体側の移動端と、後端部に当接する像面側の移動端との２位置を択一してとる。同様に、第２変倍レンズ群２０中の第４サブ群Ｓ４は、第２群枠２１に固定されており、第３サブ群Ｓ３を支持した可動サブ群枠２２は、第２群枠２１に形成したガイド溝２３内で光軸方向に一定距離移動可能である。第３サブ群Ｓ３は、可動サブ群枠２２がガイド溝２３の前端部に当接する物体側の移動端と、後端部に当接する像面側の移動端との２位置を択一してとる。
【００４４】
このズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）との移動、及びガイド溝１３と２３内での第１群枠１１（第１サブ群Ｓ１）と第２群枠２１（第３サブ群Ｓ３）の移動を伴って、次のように設定されている。ズーミングに際し、絞りＤは、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と一緒に移動する。
【００４５】
Ａ；短焦点距離端ｆｗから第一の中間焦点距離ｆｍ１までの短焦点距離側ズーミング域Ｚｗでは、第１サブ群Ｓ１は第２サブ群Ｓ２に対して離間した間隔（第１の間隔、広間隔）ｄ１を保持し、第３サブ群Ｓ３は第４サブ群Ｓ４に対して離間した間隔（第１の間隔、広間隔）ｄ３をとる。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００４６】
Ｂ；中間焦点距離ｆｍ１において、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）及び第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、短焦点距離側ズーミング域Ｚｗ内の長焦点側端部における位置よりも像面側に移動する。また、第１サブ群Ｓ１は、第１群枠１１のガイド溝１３内で像面側の移動端に達し、第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（第２の間隔、狭間隔）ｄ２をとる。
【００４７】
Ｃ；第一の中間焦点距離ｆｍ１から第二の中間焦点距離ｆｍ２までの中間ズーミング域Ｚｍでは、第１サブ群Ｓ１は第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（第２の間隔、狭間隔）ｄ２を保持し、第３サブ群Ｓ３は第４サブ群Ｓ４に対して離間した間隔（第１の間隔、広間隔）ｄ３を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、第一の中間焦点距離ｆｍ１での像面側への移動後の位置を基準にして、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００４８】
Ｄ；第二の中間焦点距離ｆｍ２において、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）及び第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、中間ズーミング域Ｚｍ内の長焦点側端部における位置よりも像面側に移動する。また、第３サブ群Ｓ３は、第２群枠２１のガイド溝２３内で像面側の移動端に達し、第４サブ群Ｓ４に対して接近した間隔（第２の間隔、狭間隔）ｄ４をとる。
【００４９】
Ｅ；第二の中間焦点距離ｆｍ２から長焦点距離端ｆｔまでの長焦点距離側ズーミング域Ｚｔでは、第１サブ群Ｓ１は、第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（狭間隔）ｄ２を保持し、第３サブ群Ｓ３は第４サブ群Ｓ４に対して接近した間隔（狭間隔）ｄ４を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、第二の中間焦点距離ｆｍ２での像面側への移動後の位置を基準にして、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００５０】
図は、簡易的なもので、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）のズーミング基礎軌跡を直線で描いているが、実際には直線であるとは限らない。
【００５１】
フォーカシングは、全ての可変焦点距離域において、第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２を一体に移動させて（つまり第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）を移動させて）行う。
【００５２】
以上のズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１ないし第４の態様と同じく、中間焦点距離ｆｍにおいて不連続であるが、短焦点距離端ｆｗ、第一、第二の中間焦点距離ｆｍ１、ｆｍ２（不連続点）及び長焦点距離端ｆｔでの第１サブ群Ｓ１（第１レンズ群Ｌ１）、第２サブ群Ｓ２（第２レンズ群Ｌ２）、第３サブ群Ｓ３（第３レンズ群Ｌ３）及び第４サブ群Ｓ４（第４レンズ群Ｌ４）の位置を適当に定めることにより、常時正しく像面に結像するような解が存在する。そして、このようなズーミング基礎軌跡によると、高ズーム比でありながら小型のズームレンズ系が得られる。
【００５３】
図６は、切替群を有するズームレンズ系の第６の態様を示している。このズームレンズ系は、物体側から順に、全体として正のパワーの第１変倍レンズ群１０と、全体として負のパワーの第２変倍レンズ群２０からなっており、第１変倍レンズ群１０は、物体側から順に、負のパワーの第１レンズ群Ｌ１（第１サブ群Ｓ１）と正のパワーの第２レンズ群Ｌ２（第２サブ群Ｓ２）とからなり、第２変倍レンズ群２０は、物体側から順に、正のパワーの第３レンズ群Ｌ３（第３サブ群Ｓ３）と負のパワーの第４レンズ群Ｌ４（第４サブ群Ｓ４）とから構成されている。
【００５４】
第１変倍レンズ群１０中の第２サブ群Ｓ２は、第１群枠１１に固定されており、第１サブ群Ｓ１を支持した可動サブ群枠１２は、第１群枠１１に形成したガイド溝１３内で光軸方向に一定距離移動可能である。第１サブ群Ｓ１は、可動サブ群枠１２がガイド溝１３の前端部に当接する物体側の移動端と、後端部に当接する像面側の移動端との２位置を択一してとる。同様に、第２変倍レンズ群２０中の第４サブ群Ｓ４は、第２群枠２１に固定されており、第３サブ群Ｓ３を支持した可動サブ群枠２２は、第２群枠２１に形成したガイド溝２３内で光軸方向に一定距離移動可能である。第３サブ群Ｓ３は、可動サブ群枠２２がガイド溝２３の前端部に当接する物体側の移動端と、後端部に当接する像面側の移動端との２位置を択一してとる。
【００５５】
このズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）との移動、及びガイド溝１３と２３内での第１群枠１１（第１サブ群Ｓ１）と第２群枠２１（第３サブ群Ｓ３）の移動を伴って、次のように設定されている。ズーミングに際し、絞りＤは、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と一緒に移動する。
【００５６】
Ａ；短焦点距離端ｆｗから第一の中間焦点距離ｆｍ１までの短焦点距離側ズーミング域Ｚｗでは、第１サブ群Ｓ１は第２サブ群Ｓ２に対して離間した間隔（第１の間隔、広間隔）ｄ１を保持し、第３サブ群Ｓ３は第４サブ群Ｓ４に対して離間した間隔（第１の間隔、広間隔）ｄ３をとる。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００５７】
Ｂ；中間焦点距離ｆｍ１において、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）及び第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、短焦点距離側ズーミング域Ｚｗ内の長焦点側端部における位置よりも像面側に移動する。また、第３サブ群Ｓ３は、第２群枠２１のガイド溝２３内で像面側の移動端に達し、第４サブ群Ｓ４に対して接近した間隔（第２の間隔、狭間隔）ｄ４をとる。
【００５８】
Ｃ；第一の中間焦点距離ｆｍ１から第二の中間焦点距離ｆｍ２までの中間ズーミング域Ｚｍでは、第１サブ群Ｓ１は第２サブ群Ｓ２に対して離隔した間隔（第１の間隔、広間隔）ｄ１を保持し、第３サブ群Ｓ３は第４サブ群Ｓ４に対して接近した間隔（第２の間隔、狭間隔）ｄ４を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、第一の中間焦点距離ｆｍ１での像面側への移動後の位置を基準にして、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００５９】
Ｄ；第二の中間焦点距離ｆｍ２において、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）及び第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、中間ズーミング域Ｚｍ内の長焦点側端部における位置よりも像面側に移動する。また、第１サブ群Ｓ１は、第１群枠１１のガイド溝１３内で像面側の移動端に達し、第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（第２の間隔、狭間隔）ｄ２をとる。
【００６０】
Ｅ；第二の中間焦点距離ｆｍ２から長焦点距離端ｆｔまでの長焦点距離側ズーミング域Ｚｔでは、第１サブ群Ｓ１は、第２サブ群Ｓ２に対して接近した間隔（狭間隔）ｄ２を保持し、第３サブ群Ｓ３は第４サブ群Ｓ４に対して接近した間隔（狭間隔）ｄ４を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、第二の中間焦点距離ｆｍ２での像面側への移動後の位置を基準にして、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００６１】
図は、簡易的なもので、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）のズーミング基礎軌跡を直線で描いているが、実際には直線であるとは限らない。
【００６２】
フォーカシングは、全ての可変焦点距離域において、第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２を一体に移動させて（つまり第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）を移動させて）行う。
【００６３】
以上のズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１ないし第５の態様と同じく、中間焦点距離ｆｍにおいて不連続であるが、短焦点距離端ｆｗ、第一、第二の中間焦点距離ｆｍ１、ｆｍ２（不連続点）及び長焦点距離端ｆｔでの第１サブ群Ｓ１（第１レンズ群Ｌ１）、第２サブ群Ｓ２（第２レンズ群Ｌ２）、第３サブ群Ｓ３（第３レンズ群Ｌ３）及び第４サブ群Ｓ４（第４レンズ群Ｌ４）の位置を適当に定めることにより、常時正しく像面に結像するような解が存在する。そして、このようなズーミング基礎軌跡によると、高ズーム比でありながら小型のズームレンズ系が得られる。
【００６４】
図７は、切替群を有するズームレンズ系の第７の態様を示している。このズームレンズ系は、物体側から順に、全体として正のパワーの第１変倍レンズ群１０と、負のパワーの第２変倍レンズ群２０からなっている。第１変倍レンズ群１０は、物体側から順に、正のパワーの第１レンズＬ１（第１サブ群Ｓ１）、負のパワーの第２レンズ群Ｌ２（第２サブ群Ｓ２）、及び正のパワーの第３レンズ群Ｌ３（第３サブ群Ｓ３）からなり、第２変倍レンズ群２０は負のパワーの第４レンズ群Ｌ４からなっている。第１変倍レンズ群１０の第１サブ群Ｓ１と第３サブ群Ｓ３は、第１群枠１１に固定されており、第２サブ群Ｓ２を支持する可動サブ群枠１２は、第１群枠１１に形成したガイド溝１３内で光軸方向に一定距離移動可能である。第２サブ群Ｓ２は、可動サブ群枠１２がガイド溝１３の前端部に当接する物体側の移動端と、後端部に当接する像面側の移動端との２位置を択一してとる。第４レンズ群Ｌ４は、第２群枠２１に固定されている。
【００６５】
このズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）との移動、及びガイド溝１３内での第１群枠１１（第２サブ群Ｓ２）の移動を伴って、次のように設定されている。ズーミングに際し、絞りＤは、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と一緒に移動する。
【００６６】
Ａ；短焦点距離端ｆｗから中間焦点距離ｆｍまでの短焦点距離側ズーミング域Ｚｗでは、第２サブ群Ｓ２は第１サブ群Ｓ１に対して接近した狭間隔、第３サブ群Ｓ３に対して離間した広間隔を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００６７】
Ｂ；中間焦点距離ｆｍにおいて、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、短焦点距離側ズーミング域Ｚｗ内の長焦点側端部における位置よりも像面側に移動する。また、第２サブ群Ｓ２は、第１群枠１１のガイド溝１３内で像面側の移動端に達し、第１サブ群Ｓ１に対して離隔した広間隔、第３サブ群Ｓ３に対して接近した狭間隔をとる。
【００６８】
Ｃ；中間焦点距離ｆｍから長焦点距離端ｆｔまでの長焦点距離側ズーミング域Ｚｔでは、第２サブ群Ｓ２は、第１サブ群Ｓ１に対して離隔した広間隔、第３サブ群Ｓ３に対して接近した狭間隔を保持する。そして、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）は、中間焦点距離ｆｍでの像面側への移動後の位置を基準にして、互いの空気間隔を変化させながらともに物体側に移動する。
【００６９】
図は、簡易的なもので、第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）と第２変倍レンズ群２０（第２群枠２１）のズーミング基礎軌跡を直線で描いているが、実際には直線であるとは限らない。
【００７０】
フォーカシングは、全ての可変焦点距離域において、第１サブ群Ｓ１ないし第３サブ群Ｓ３を一体に移動させて（つまり第１変倍レンズ群１０（第１群枠１１）を移動させて）行う。
【００７１】
以上のズームレンズ系のズーミング基礎軌跡は、第１ないし第６の態様と同じく、中間焦点距離ｆｍにおいて不連続であるが、短焦点距離端ｆｗ、中間焦点距離ｆｍ（不連続点）及び長焦点距離端ｆｔでの第１サブ群Ｓ１（第１レンズ群Ｌ１）、第２サブ群Ｓ２（第２レンズ群Ｌ２）、第３サブ群Ｓ３（第３レンズ群Ｌ３）及び第４レンズ群Ｌ４の位置を適当に定めることにより、常時正しく像面に結像するような解が存在する。そして、このようなズーミング基礎軌跡によると、高ズーム比でありながら小型のズームレンズ系が得られる。
【００７２】
前述のように、以上の切替群を有するズームレンズ系は、撮影レンズ系とファインダ光学系が別々の光軸を有するカメラの撮影レンズ系として用いるのが実際的である。そして、各レンズ群の撮影時のズーミング時の停止位置は、ズーミング基礎軌跡上において、ステップワイズに定める、つまり複数段の焦点距離ステップとするのがよい。図８、図９は、各レンズ群のズーミング時の停止位置をステップワイズにした場合の例を示している。この例は、図１の第一の態様を例にしたもので、図１の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付している。ズーミング基礎軌跡は、破線で示しており、撮影時の第１群枠１１と第２群枠２１のズーミング時の停止位置を、破線のズーミング軌跡上に黒丸で示している。また、図９は、図８の黒丸を滑らかな曲線で接続した移動軌跡を実線で描いたもので、実際の機械構成では、第１群枠１１と第２群枠２１をこのように移動させることができる。
【００７３】
以上の各態様では、便宜上、各レンズ群を単レンズとして図示したが、これらは勿論複数のレンズから構成することができる。
【００７４】
［切替群を有するズームレンズ鏡筒の実施形態の説明］
以上の各態様において、図１、図８、図９の態様の第１変倍レンズ群１０、図２の態様の第２変倍レンズ群２０、図３の態様の第２変倍レンズ群２０、図４の態様の第１変倍レンズ群１０、図５の態様の第１変倍レンズ群１０、図６の態様の第１変倍レンズ群１０、及び図７の態様の第１変倍レンズ群１０（第１レンズＬ１と第３レンズＬ３を一体とする）はそれぞれ切替群であり、かつ全焦点距離域においてフォーカスレンズ群として機能する。
【００７５】
本発明は、以上の切替群に適応できるレンズ鏡筒を提案するもので、以下、図１、図８、図９の態様の第１変倍レンズ群（切替群）１０と第２変倍レンズ群２０を有するズームレンズ鏡筒に適用した実施形態を説明する。図１０以下に示す実施形態のズームレンズ鏡筒（系）では、切替群１０を構成する第１サブ群Ｓ１とＳ２の一方を第１群枠１１に固定した図１、図８、図９のズームレンズ系とは異なり、第１サブ群Ｓ１とＳ２は、ともに切替群枠に対して光軸方向に可動である。この態様では、ズーミング動作時に切替群枠に与える移動軌跡と、切替群枠内で第１サブ群Ｓ１、第２サブ群Ｓ２に与える移動軌跡との合成軌跡を、図１、図８、図９のズーミング基礎軌跡に一致させればよい。また、フォーカシング時には、切替群枠内において第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２を一体に光軸方向に移動させる。実際の動作は、操作者によって設定される焦点距離情報と検出される被写体距離情報に応じて、シャッタのレリーズが始まる前までに、切替群枠の動きと、切替群枠内での第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２の動きにより、同第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２が光軸方向の所定の位置に位置すればよい。
【００７６】
図１０に示すように、カメラボディ４１に固定される固定筒４２には、その内周面に雌ヘリコイド４３が形成されている。この雌ヘリコイド４３には、カム環４４の後端部外周に形成された雄ヘリコイド４５が螺合している。一方、固定筒４２の外側には、ズーミング用モータ４６によって回転駆動されるピニオン４７が位置しており、このピニオン４７に、雄ヘリコイド４５の一部を切除し該雄ヘリコイド４５のリードと同一の方向に傾斜させてカム環４４の外周に形成したギヤ（図示せず）が噛み合っている。従って、ズーミング用モータ４６を介してカム環４４に正逆の回転運動が与えられると、該カム環４４は、雌ヘリコイド４３と雄ヘリコイド４５に従って光軸方向に進退する。ズーミング用モータ４６によるカム環４４の回転位置は、例えばコード板とブラシからなる焦点距離検出手段４６Ｃによって検出される。
【００７７】
カム環４４には、該カム環４４と相対回動が可能で光軸方向には一緒に移動する（光軸方向への相対移動ができない）直進案内環４８が支持されている。この直進案内環４８は、カメラボディ４１に光軸方向の直進移動のみ可能にして支持されている。カム環４４の内側には、その前方から順に、第１変倍レンズ群１０（第１サブ群Ｓ１、第２サブ群Ｓ２）を有する切替群枠５０と、第２変倍レンズ群２０を固定した後群レンズ枠４９とが位置しており、この切替群枠５０と後群レンズ枠４９が直進案内環４８によって光軸方向に直進案内されている。
【００７８】
カム環４４の内周面には、切替群枠５０と後群レンズ枠４９用の有底カム溝４４ｆと４４ｒが形成されている。図１１は、この有底カム溝４４ｆと４４ｒの展開形状を示している。有底カム溝４４ｆと４４ｒはそれぞれ周方向に等角度間隔で３組形成されており、切替群枠５０と後群レンズ枠４９には、これらの有底カム溝４４ｆと４４ｒに嵌まるフォロアピン５０ｐと４９ｐが径方向に突出形成されている。
【００７９】
有底カム溝４４ｆ、４４ｒはそれぞれ、フォロアピン５０ｐ、４９ｐの導入位置４４ｆ‐ａ、４４ｒ‐ａ、ズームレンズ系の収納位置４４ｆ‐ｒ、４４ｒ‐ｒ、ワイド端位置４４ｆ‐ｗ、４４ｒ‐ｗ、及びテレ端位置４４ｆ‐ｔ、４４ｒ‐ｔを備えている。導入位置４４ｆ‐ａ、４４ｒ‐ａから収納位置４４ｆ‐ｒ、４４ｒ‐ｒへの回転角はθ１、収納位置４４ｆ‐ｒ、４４ｒ‐ｒからワイド端位置４４ｆ‐ｗ、４４ｒ‐ｗへの回転角はθ２、ワイド端位置４４ｆ‐ｗ、４４ｒ‐ｗからテレ端位置４４ｆ‐ｔ、４４ｒ‐ｔへの回転角はθ３である。テレ端位置４４ｆ‐ｔ、４４ｒ‐ｔを超える回転角θ４は、組立用の回転角である。後群レンズ枠４９用のカム溝４４ｒは、図１、図８、図９の態様の第２変倍レンズ群２０のズーミング基礎軌跡に対応する中間不連続位置ｆｍを有している。
【００８０】
これに対し、第１変倍レンズ群１０用のカム溝４４ｆは、ワイド端位置４４ｆ‐ｗからテレ端位置４４ｆ‐ｔまでの間、滑らかに形状が変化していて、見掛け上、不連続位置が存在しない。これは、本実施形態では、図１の中間焦点距離ｆｍを挟む短焦点距離側ズーミング域Ｚｗと長焦点距離側ズーミング域Ｚｔで、サブ群Ｓ２の位置が不連続とならないように切替群枠５０とサブ群Ｓ２を移動させていることによる。図１に模式的に示す接続線ＣＣは、中間焦点距離ｆｍを挟む短焦点距離側ズーミング域Ｚｗと長焦点距離側ズーミング域Ｚｔのズーミング基礎軌跡を接続したもので、カム溝４４ｆの形状は、この接続線ＣＣで接続したズーミング基礎軌跡に対応している。フォロアピン５０ｐがこの接続線ＣＣに対応する区間を移動する間に、サブ群Ｓ１は前方移動端から後方移動端に移動する。この接続線ＣＣに対応するカム溝４４ｆの区間は、実際のズーミング域として撮影には用いない（カム環４４を停止させない）制御をする。勿論、カム溝４４ｆに、カム溝４４ｒと同様に、不連続部分を設けることも可能である。
【００８１】
上記構成のズームレンズ鏡筒は、ズーミング用モータ４６を介してピニオン４７を正逆に回転駆動すると、カム環４４が回転しながら光軸方向に進退し、カム環４４内で光軸方向に直進案内されている切替群枠５０（第１変倍レンズ群１０）と後群レンズ枠４９（第２変倍レンズ群２０）が、有底カム溝４４ｆと４４ｒに従う所定の軌跡で光軸方向に直進移動する。
【００８２】
切替群枠５０と後群レンズ枠４９とに以上のような動作を与えるズームレンズ鏡筒は周知であり、以上はその一例を示すものである。本実施形態の特徴は、切替群枠５０に対する第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２の支持構造及びその駆動構造にある。切替群枠５０内の具体的構造を図１２以下で説明する。
【００８３】
切替群枠５０内には、前方シャッタ保持環５１、後方シャッタ保持環５２、前方サブ群枠５３、後方サブ群枠５４、駆動リング５５及びギヤ押え環５６が位置している。この前方シャッタ保持環５１、後方シャッタ保持環５２及びギヤ押え環５６は、切替群枠５０の一部を構成している。第１サブ群Ｓ１は前方サブ群枠（第１レンズ群枠、保持環）５３に固定され、第２サブ群Ｓ２は後方サブ群枠（第２レンズ群枠、保持環）５４に固定されている。前方サブ群枠５３、後方サブ群枠５４及び駆動リング５５は、前方サブ群枠５３と後方サブ群枠５４（第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２）の接離切替動作とフォーカシング動作を行うための可動部材であり、前方シャッタ保持枠５１の中心開口５１ｐ内に嵌まっている。そのうちの駆動リング５５は、後方シャッタ保持環５２のスラスト面５２ａ（図１３、図１５、図１６）により後端位置を規制され、前方と後方のシャッタ保持環５１、５２の間に回動自在に支持されている。この駆動リング５５は、その正逆回転により、第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２の接離切替動作とフォーカシング動作を行う駆動部材である。前方シャッタ保持環５１の前方にはギヤ押え環５６が固定されており、後方シャッタ保持環５２は、レンズシャッタ５７及び絞り機構５８（図１２、図１５、図１６）を支持している。
【００８４】
前方サブ群枠５３は、筒状をしていて、その直径方向の外方二カ所に、直進案内リブ５３ａを備えている。この直進案内リブ５３ａに穿設したガイド穴５３ｂには、直進案内ロッド５９が緩い嵌合で挿入（遊嵌）され、該直進案内ロッド５９の後端部はギヤ押え環５６の底部の固定穴５６ｑに固定され、前端部は、固定ブラケット６０及び固定ねじ６１を介して、ギヤ押え環５６の先端面に固定されている。直進案内ロッド５９の外周には、固定ブラケット６０と直進案内リブ５３ａの間に位置して、前方サブ群枠５３を後方サブ群枠５４側に向けて移動付勢する圧縮コイルばね６２が嵌まっており、ギヤ押え環５６には、直進案内ロッド５９と圧縮コイルばね６２を収納する断面Ｕ字状の凹部５６ｒが形成されている（図２５ないし図２７参照）。この収納凹部５６ｒは、前方シャッタ保持環５１の中心開口５１ｐに連通している。前方サブ群枠５３は、その回転方向を１８０゜反転した２つの位置で、その直進案内リブ５３ａを前方シャッタ保持環５１の直進案内ロッド５９に係合させて組み立てることができる。
【００８５】
前方サブ群枠５３には、その後端面を開放した端面カムの態様で、円周方向に等角度間隔で４組の接離リード面（接離カム面）５３ｃが形成されており、この接離リード面５３ｃの開放端部の外側を覆うように、環状遮光補強リブ５３ｄが形成されている。図２３は、接離リード面５３ｃの拡大展開図であり、円周方向に対して傾斜角度αで傾斜した直線状をなし、その両端部に、この接離リード面５３ｃを浅いＶ字状に深くしたフォロア安定凹部５３ｅ、５３ｆが形成されている。フォロア安定凹部５３ｅは、前方サブ群枠５３と後方サブ群枠５４（第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２）のワイド側離隔位置を規制し、フォロア安定凹部５３ｆは同テレ側接近位置を規制する。
【００８６】
後方サブ群枠５４には、その外周面に、前方サブ群枠５３の４組の接離リード面５３ｃに対応させて、４組のフォロア突起５４ａが形成されている。このフォロア突起５４ａは、前方サブ群枠５３の接離リード面５３ｃに対応する傾斜面５４ｂの最も接離リード面５３ｃ側に位置する部分の先端に設けられている。このフォロア突起５４ａの先端は、左右対称な略半円状をなしており、フォロア安定凹部５３ｅ、５３ｆは、このフォロア突起５４ａの先端部形状に対応している。後方サブ群枠５４には、このフォロア突起５４ａと傾斜面５４ｂの内側に位置させて環状遮光補強リブ５４ｃが形成されている。この前方サブ群枠５３に形成した接離リード面５３ｃと後方サブ群枠５４に形成したフォロア突起５４ａが、該レンズ群枠５３、５４を接離させる接離カム機構を構成する。前方サブ群枠５３の４組の接離リード面５３ｃと後方サブ群枠５４の４個のフォロア突起５４ａとは、前述のように等角度間隔で形成されており、１８０゜毎の異なる相対回転位置で係合できる。また、この接離リード面５３ｃとフォロア突起５４ａの数（Ｎ、実施例では４）は、前方サブ群枠５３の直進案内リブ５３ａと前方シャッタ保持環５１の直進案内ロッド５９の数（Ｍ、実施例では２）は、ＭはＮの倍数で、ＮはＭの約数の関係がある。この関係により、回転方向の選択組立性が得られ、例えば最も好ましい光学性能が得られる組立位置の選択ができる。
【００８７】
後方サブ群枠５４にはまた、その外周面に、４個のフォロア突起５４ａのうちの直径方向に対向する２個のフォロア突起５４ａと周方向位置を同じく、該フォロア突起５４ａより光軸方向の後方に位置させて、直進案内突起５４ｄが突出形成されている。さらに、後方サブ群枠５４の外周面には直進案内突起５４ｄより光軸方向の後方に位置させて、等角度間隔で３個の被動突起５４ｅが突出形成されている。この被動突起５４ｅは、周方向に離間する平行な一対の周方向離隔被動面Ｎ１、Ｎ２と、該被動面Ｎ１、Ｎ２を接続し、光軸に垂直な方向にその回転軸を有する滑らかな円筒状面（円弧状面）Ｎ３とを有し、被動面Ｎ１、Ｎ２の周方向の中心を通り光軸と平行な線（中心線）に関し左右対称形状をなしている。
【００８８】
前方シャッタ保持環５１には、その内周面に、後方サブ群枠５４の各直進案内突起５４ｄに対応させて、回転しない前方シャッタ保持環５１に対する後方サブ群枠５４の回動範囲を規定する一対の回動規制面５１ａ、５１ｂが形成されている（図２４参照）。すなわち、この回動規制面５１ａ、５１ｂは、後方サブ群枠５４が正逆に回動するとき、直進案内突起５４ｄの周方向離隔ストッパ面Ｍ１、Ｍ２とそれぞれ係合して回動端を規制する。この回動規制面５１ａは、直進案内突起５４ｄのストッパ面Ｍ２と係合する案内面５１ｃとの間にワイド側直進案内溝５１ｄを構成し、回動規制面５１ｂは、直進案内突起５４ｄのストッパ面Ｍ１と係合する案内面５１ｅとの間にテレ側直進案内溝５１ｆを構成する。すなわち、ワイド側直進案内溝５１ｄとテレ側直進案内溝５１ｆの周方向の幅は、直進案内突起５４ｄの同方向の幅と対応していて、同案内突起５４ｄが実質的に隙間なく係合する。このワイド側またはテレ側の直進案内溝５１ｄ、５１ｆと直進案内突起５４ｄとのクリアランスは、前方サブ群枠５３のガイド穴５３ｂと直進案内ロッド５９とのクリアランスより小さく（厳しく）設定されている。この後方サブ群枠５４の直進案内突起５４ｄは、直径方向の対向位置に存在し、前方シャッタ保持環５１の直進案内溝５１ｄ、５１ｆは、２つの直進案内突起５４ｄを回転位置を選択して（つまり後方サブ群枠５４の回転位置を１８０゜反転して）嵌合させることができるように一対が設けられている。
【００８９】
駆動リング５５は、その前端面に、後方サブ群枠５４の３個の被動突起５４ｅと対応する３組の制御凹部５５ａを有している（図２２参照）。この制御凹部５５ａは、光軸と平行な方向の中心線ｃに関して左右対称形状をしていて、被動突起５４ｅの周方向離隔被動面Ｎ１、Ｎ２にそれぞれ係合する一対の回動付与面５５ｂ、５５ｃと、被動突起５４ｅの円筒状面Ｎ３に当接するテレ側とワイド側のフォーカスリード面（フォーカスカム面）５５ｄ、５５ｅとを有している。このテレ側フォーカスリード面５５ｄとワイド側フォーカスリード面５５ｅは、回動付与面５５ｂ、５５ｃの間に、その前端面を開放した端面カムの態様で形成されており、周方向に対する傾斜が方向反対、絶対値同一である。駆動リング５５の制御凹部５５ａの外周側前方は、環状遮光補強リブ５５ｆによって覆われている。この駆動リング５５のフォーカスリード面５５ｄ、５５ｅと、後方サブ群枠５４に形成した被動突起５４ｅとがフォーカスカム機構を構成する。後方サブ群枠５４の３個の被動突起５４ｅと駆動リング５５の３組の制御凹部５５ａとは、前述のように等角度間隔で設けられており、１２０゜毎の異なる相対回動位置で係合できる。
【００９０】
なお、被動突起５４ｅの円筒状面Ｎ３は、傾斜方向が互いに反対のフォーカスリード面５５ｄ、５５ｅに当接する関係上、各フォーカスリード面５５ｄ、５５ｅとの干渉を避け、かつ確実な動力伝達を行うべく円筒状に形成されている。逆に、被動突起５４ｅの周方向離隔被動面Ｎ１、Ｎ２は平行平面であるが、回動付与面５５ｂ、５５ｃからの回転伝達は、この種の平行平面によらずに行うことができる。例えば、この被動面Ｎ１、Ｎ２に代えて、回動付与面５５ｂ、５５ｃとの当接部分を円筒状面Ｎ３と同様の（円筒状面Ｎ３と一続きの）円筒状面とすることも可能である。すなわち、被動突起の外周面全体（少なくとも、フォーカスリード面５５ｄ、５５ｅとの当接領域、及び回動付与面５５ｂ、５５ｃとの当接領域）を円筒状に形成してもよい。
【００９１】
前方サブ群枠５３を後方に押圧付勢する前述の圧縮コイルばね６２は、前方サブ群枠５３の接離リード面５３ｃと後方サブ群枠５４のフォロア突起５４ａ、後方サブ群枠５４の被動突起５４ｅ（円筒状面Ｎ３）と駆動リング５５のテレ側またはワイド側のフォーカスリード面５５ｄ、５５ｅを常時接触させる。駆動リング５５は、前述のように、その後端面を後方シャッタ保持環５２のスラスト面５２ａに当接させており、圧縮コイルばね６２の力だけで、これら前方サブ群枠５３、後方サブ群枠５４、駆動リング５５及び後方シャッタ保持環５２（スラスト面５２ａ）の接触関係が維持される。これらの接触状態では、図１５、図１６に明らかなように、前方サブ群枠５３の内周に後方サブ群枠５４の先端部が入り込み、後方サブ群枠５４の外周に駆動リング５５が位置している。
【００９２】
図２１（Ａ）ないし（Ｈ）は、駆動リング５５の回動付与面５５ｂと５５ｃによる前方サブ群枠５３と後方サブ群枠５４（第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２）のテレ側接近状態とワイド側離隔状態との切替動作を示している。なお、図２１では、実線の矢印が駆動リング５５の回転方向を表している。図２１の上左端に示す（Ａ）の状態は、駆動リング５５の回動付与面５５ｂが被動突起５４ｅに当接し、後方サブ群枠５４の直進案内突起５４ｄがワイド側直進案内溝５１ｄから脱しているワイド側離隔状態である。この状態で駆動リング５５が同図の右方向に移動すると（時計方向に回転すると）、回動付与面５５ｂが被動突起５４ｅの被動面Ｎ１を押して後方サブ群枠５４を同方向に回転させ、やがて直進案内突起５４ｄを回動規制面５１ｂに当接させる。すなわち図２１の（Ａ）から（Ｃ）の状態へ移行する。この間、前方サブ群枠５３（第１サブ群Ｓ１）は、接離リード面５３ｃと後方サブ群枠５４のフォロア突起５４ａに従い、後方サブ群枠５４（第２サブ群Ｓ２）に対して接近し（図２１（Ｂ））、最終的にフォロア突起５４ａはフォロア安定凹部５３ｆに係合して安定状態となる（図２１（Ｃ））。フォロア突起５４ａとフォロア安定凹部５３ｆは、円周方向に等角度間隔でそれぞれ４つ形成されているため、これらが全て係合することにより、前方サブ群枠５３と後方サブ群枠５４の偏心が除去される。以上でワイド側離隔状態からテレ側接近状態への切替が終了し、第１サブ群Ｓ１は第２サブ群Ｓ２に接近した状態（接近移動端）となる。駆動リング５５のこれ以上の同方向への回転はできない。
【００９３】
このテレ側接近状態への切替が完了すると、駆動リング５５は逆転する。すると、被動突起５４ｅ（後方サブ群枠５４）がテレ側フォーカスリード面５５ｄに従って後方に移動するため、直進案内突起５４ｄはテレ側直進案内溝５１ｆに入って光軸方向の直進移動のみ可能となる。このテレ側フォーカスリード面５５による後方サブ群枠５４と前方サブ群枠５３の接近移動端での一体移動で、中間焦点距離から長焦点距離端までのテレ側でのフォーカシングが行われる（図２１（Ｄ））。
【００９４】
そして、回動付与面５５ｃが被動突起５４ｅの被動面Ｎ２に当接するまで駆動リング５５が回転すると、後方サブ群枠５４の直進案内突起５４ｄは、テレ側直進案内溝５１ｆから脱する（図２１（Ｅ））。
【００９５】
この状態で駆動リング５５が回転方向を逆転し同図の左方向に移動すると（反時計方向に回転すると）、回動付与面５５ｃが被動突起５４ｅの被動面Ｎ２を押して後方サブ群枠５４を同方向に回転させ、やがて直進案内突起５４ｄのストッパ面Ｍ１を回動規制面５１ａに当接させる。すなわち図２１の（Ｅ）から（Ｇ）の状態へ移行する。この間、前方サブ群枠５３は、接離リード面５３ｃと後方サブ群枠５４のフォロア突起５４ａに従い、後方サブ群枠５４から離間し（図２１（Ｆ））、最終的にフォロア突起５４ａはフォロア安定凹部５３ｅに係合して安定状態となる（図２１（Ｇ））。フォロア突起５４ａとフォロア安定凹部５３ｅは、円周方向に等角度間隔でそれぞれ４つ形成されているため、これらが全て係合することにより、前方サブ群枠５３と後方サブ群枠５４の偏心が除去される。以上でテレ側接近状態からワイド側離隔状態への切替が終了し、第１サブ群Ｓ１は第２サブ群Ｓ２に対して離隔した状態（離隔移動端）となる。駆動リング５５のこれ以上の同方向への回転はできない。
【００９６】
このワイド側離隔状態への切替が完了すると、駆動リング５５は逆転する。すると、被動突起５４ｅ（後方サブ群枠５４）がワイド側フォーカスリード面５５ｅに従って後方に移動するため、直進案内突起５４ｄはワイド側直進案内溝５１ｄに入って光軸方向の直進移動のみ可能となる。このテレ側フォーカスリード面５５ｄによる後方サブ群枠５４と前方サブ群枠５３の離隔移動端での一体移動で、中間焦点距離から短焦点距離端までのワイド側でのフォーカシングが行われる（図２１（Ｈ））。
【００９７】
そして、回動付与面５５ｃが被動突起５４ｅの被動面Ｎ１に当接するまで駆動リング５５が回転すると、後方サブ群枠５４の直進案内突起５４ｄは、テレ側直進案内溝５１ｄから脱し、説明の最初に戻る（図２１（Ａ））。
【００９８】
図２２は、駆動リング５５のテレ側フォーカスリード面５５ｄとワイド側フォーカスリード面５５ｅによるフォーカス原理を示している。後方サブ群枠５４の被動突起５４ｅの円筒状面Ｎ３がテレ側のフォーカスリード面５５ｄに当接した状態で駆動リング５５がそのテレ側フォーカス領域ｐｔ（無限遠撮影位置∞から最短撮影位置ｎ）内で回転すると、テレ側の直進案内溝５１ｆと直進案内突起５４ｄの係合で回転を拘束されている後方サブ群枠５４（と前方サブ群枠５３（第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２））が一体に光軸方向に進退してフォーカシングが行われる。同様に、被動突起５４ｅの円筒状面Ｎ３がワイド側のフォーカスリード面５５ｅに当接した状態で駆動リング５５がそのワイド側フォーカス領域ｐｗ（無限遠撮影位置∞から最短撮影位置ｎ）内で回転すると、ワイド側の直進案内溝５１ｄと直進案内突起５４ｄの係合で回転を拘束されている後方サブ群枠５４（と前方サブ群枠５３（第１サブ群Ｓ１と第２サブ群Ｓ２））が一体に光軸方向に進退してフォーカシングが行われる。
【００９９】
具体的には、テレ側とワイド側のフォーカシングは、後方サブ群枠５４の直進案内突起５４ｄが回動規制面５１ａまたは５１ｂに当接する位置（駆動リング５５の回転方向が逆転する位置）を基準として、駆動リングを駆動する駆動系のパルサーによってカウントされるパルス数を制御して行う。例えば、フォーカスレンズ群（サブ群Ｓ１とＳ２）をこの基準位置から最短撮影位置ｎ、無限遠撮影位置∞及び任意の被写体距離に移動させるための駆動系のパルス数は、フォーカスリード面５５ｄ、５５ｅのリード角等を考慮して予め知ることができるから、これらのパルス数を管理することによって、被写体距離情報に応じたフォーカシングを行うことができる。また、図示実施形態では、駆動リング５５のテレ側フォーカスリード面５５ｄとワイド側フォーカスリード面５５ｅは、周方向に対する傾斜が方向反対、絶対値同一であり、被動突起５４ｅは、一対の周方向離隔被動面Ｎ１、Ｎ２の周方向の中心に関し左右対称形状である。このため、以上のテレ側、ワイド側でのフォーカシングは、同一の基準で行うことができ、制御が容易になるという利点がある。
【０１００】
図１７は、前方サブ群枠５３（第１サブ群Ｓ１）と後方サブ群枠５４（第２サブ群Ｓ２）のワイド側離隔状態における無限遠合焦状態、図１８は同ワイド側離隔状態における最短撮影距離合焦状態、図１９は同テレ側接近状態における無限遠合焦状態、図２０はテレ側接近状態における最短撮影距離合焦状態における構成部材（前方サブ群枠５３、後方サブ群枠５４、駆動リング５５及び前方シャッタ保持環５１）の位置関係を示している。各図の（Ａ）はこれら構成要素を光軸方向に離間させて描いた図、（Ｂ）は実際の作動状態の図である。
【０１０１】
駆動リング５５の後端部外周面には、その全周にギヤ５５ｇが形成されている。ギヤ５５ｇは、図１２、図２９、図３０に示すように、切替及びフォーカシング用減速ギヤ列６３ａに噛み合い、パルサー（エンコーダ）６４ｐを有する正逆駆動モータ６４によって正逆に回転駆動される。切替及びフォーカシング用減速ギヤ列６３ａは、前方シャッタ保持環５１とギヤ押え環５６の間に挟着されており、正逆駆動モータ６４は、後方シャッタ保持環５２に保持されている。駆動リング５５のギヤ５５ｇは、全周に形成されているため、その３組の制御凹部５５ａと後方サブ群枠５４の３個の被動突起５４ｅとを１２０゜毎の異なる相対回動位置で係合させることが容易になる。
【０１０２】
レンズシャッタ５７と絞り機構５８は、後方シャッタ保持環５２に搭載されている。すなわち、図１２、図１５、図１６に示すように、レンズシャッタ５７は、シャッタセクター支持板５７ａ、３枚のシャッタセクター５７ｂ、及びこのシャッタセクター５７ｂを開閉駆動するシャッタ駆動リング５７ｃを有し、絞り機構５８は、絞セクター支持板５８ａ、３枚の絞セクター５８ｂ、及びこの絞セクター５８ｂを開閉駆動する絞駆動リング５８ｃを有していて、これらがセクター押え環５７ｄによって後方シャッタ保持環５２に支持されている。周知のように、シャッタセクター５７ｂ、絞セクター５８ｂは、一対のダボを備え、その一方が支持板５７ａ、５８ａに回転自在に支持され、他方が駆動リング５７ｃ、５８ｃに回動自在に嵌まっている。そして、レンズシャッタ５７は、シャッタ駆動リング５７ｃの往復回転駆動によりシャッタセクター５７ｂによる開口を開閉し、絞り機構５８は、絞駆動リング５８ｃの回動により絞セクター５８ｂによって形成される開口の大きさを変化させる。
【０１０３】
シャッタ駆動リング５７ｃには、その外周一部にセクターギヤ５７ｇが形成されており、このセクターギヤ５７ｇがシャッタ駆動モータ５７ｍからのシャッタ駆動減速ギヤ列６３ｂに噛み合っている（図１２）。シャッタ駆動モータ５７ｍが正逆に回転駆動されると、シャッタセクター５７ｂによって閉じられていた開口が瞬間的に開いて再び閉じる。本ズームレンズ鏡筒では、シャッタセクター５７ｂは、任意の絞り値を決定する可変絞り機能とシャッタ機能とを兼用する羽根であり、シャッタレリーズ時に露出値に応じて該シャッタセクター５７ｂの開放量（絞り値）及び開放時間（シャッタスピード）が変化するように、シャッタ駆動モータ５７ｍが制御される。また、絞駆動リング５８ｃはその外周に被動突起５８ｇを有し、該被動突起５８ｇは、直進案内環４８の内周面に形成した絞制御カム溝４８ｓに係合している（図１０）。ズーミングに際し、直進案内環４８と後方シャッタ保持環５２（絞駆動リング５８ｃ）は光軸方向に相対移動する。すると、絞制御カム溝４８ｓに従って被動突起５８ｇが周方向に移動され、絞駆動リング５８が所定角度回動し、絞セクター５８ｂによって形成される開口の大きさが変化する。この絞セクター５８ｂは、特にワイド側撮影距離での撮影開口径の最大値を規制するために設けられており、ズームレンズ鏡筒全体の繰出状態に応じて機械的に（強制的に）開き量が変化する。
【０１０４】
カム環４４駆動用のズーミング用モータ４６、駆動リング５５駆動用の正逆駆動モータ６４、及びレンズシャッタ５７のシャッタ駆動モータ５７ｍは、図３１に示すように、制御回路６６によって制御される。制御回路６６には、ズームスイッチ等を介して操作者によって設定される焦点距離情報６７、測距手段や測光手段により検出される被写体距離情報６８、被写体輝度情報６９、焦点距離検出手段４６Ｃによるカム環４４の回転位置情報、パルサー６４ｐによるモータ６４の回転位置情報が入力され、これらの情報に応じて、設定された焦点距離により正しい露出条件で露光が行われるように、ズーミング用モータ４６、正逆駆動モータ６４及びシャッタ駆動モータ５７ｍが制御される。なお、図示実施形態では、シャッタセクター５７ｂがシャッタと可変絞りを兼用し、絞セクター５８ｂがワイド側撮影時の撮影開口径規制のみを行うとしたが、絞り機構５８を、絞セクター５８ｂによる絞開口の大きさを自在に変化させるタイプの可変絞り機構としてもよい。この場合、絞駆動リング５８ｃを独立したモータや手動操作によって回動させればよい。
【０１０５】
本実施形態では、焦点距離検出手段（カム環４４の回転位置検出手段）４６Ｃは、接続線ＣＣ（図１）に対応するカム溝４４ｆの回転位置を検出し、制御回路６６は少なくともこの区間ではカム環４４を停止させない。ステップズームの態様では、カム環４４の停止位置はステップワイズに制御される。なお、前述のように、以上の切替群を有するズームレンズ鏡筒（撮影光学系）の設定焦点距離、被写体距離、被写体輝度等に対応する駆動は、シャッタレリーズが行われる直前までに完成されればよいが、操作者によって設定される焦点距離は、少なくとも撮影光学系とは別の図示しないファインダ光学系によって確認される。
【０１０６】
本発明の切替群用レンズ鏡筒を用いたズームレンズ鏡筒では、切替群枠、第一サブ群枠及び第二サブ群枠の撮影時の停止位置を、ズーミング基礎軌跡上において、ステップワイズに定めるのが実際的である。
【０１０７】
図示実施形態では、前方サブ群枠５３と後方サブ群枠５４との間に接離カム機構が構成され、後方サブ群枠５４と駆動リング５５との間にフォーカスカム機構が構成されている。両機構の駆動源は単一の駆動リング５５であり、小型の駆動機構を得ることができるが、接離カム機構とフォーカスカム機構の駆動源を別に設けることも可能である。また、前方サブ群枠５３と後方サブ群枠５４は、相対回動によって接離動作が可能であれば、接離カム機構に代わるこれらの機構によってレンズ群接離機構を構成することもできる。フォーカスカム機構についても同様である。さらに、切替群枠５０を光軸方向に移動させる機構は、多様のズームレンズ機構によって多数が知られており、図示例は簡単な一例である。
【０１０８】
以上の実施形態は、図１、図８、図９の態様の第１変倍レンズ群１０について本発明を適用したものであるが、図２の態様の第２変倍レンズ群２０、図３の態様の第２変倍レンズ群２０、図４の態様の第１変倍レンズ群１０、図５の態様の第１変倍レンズ群１０、図６の態様の第１変倍レンズ群１０、及び図７の態様の第１変倍レンズ群１０（第１レンズＬ１と第３レンズＬ３を一体とする）にも、本発明は同様に適用可能である。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明によれば、高ズーム比で小型のズームレンズ系を得るのに不可欠な切替群用のレンズ鏡筒が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象とする切替群を有するズームレンズ系の第１の態様のズーミング基礎軌跡を示す図である。
【図２】本発明の対象とする切替群を有するズームレンズ系の第２の態様のズーミング基礎軌跡を示す図である。
【図３】本発明の対象とする切替群を有するズームレンズ系の第３の態様のズーミング基礎軌跡を示す図である。
【図４】本発明の対象とする切替群を有するズームレンズ系の第４の態様のズーミング基礎軌跡を示す図である。
【図５】本発明の対象とする切替群を有するズームレンズ系の第５の態様のズーミング基礎軌跡を示す図である。
【図６】本発明の対象とする切替群を有するズームレンズ系の第６の態様のズーミング基礎軌跡を示す図である。
【図７】本発明の対象とする切替群を有するズームレンズ系の第７の態様のズーミング基礎軌跡を示す図である。
【図８】本発明の対象とする切替群を有するズームレンズ系の構成レンズ群の撮影時の停止位置の例を示す図である。
【図９】同停止位置の例と、実際のレンズ群の移動軌跡の例を示す図である。
【図１０】図１、図８及び図９に示した切替群を有するズームレンズ系を具体化したズームレンズ鏡筒の実施形態を示す断面図である。
【図１１】図１０のズームレンズ鏡筒のカム環のカム溝形状例を示す、該カム環の内面の展開図である。
【図１２】切替群枠回りの分解斜視図である。
【図１３】切替群枠回りの一部の分解斜視図である。
【図１４】切替群枠回りの一部の異なる組立状態における斜視図である。
【図１５】切替群枠の第１サブ群と第２サブ群のワイド側離隔状態における上半断面図である。
【図１６】同テレ側接近状態における上半断面図である。
【図１７】第１サブ群と第２サブ群のワイド側離隔状態における無限遠合焦状態での構成部材の位置関係を示す、各構成部材を光軸方向に離間させた展開図（Ａ）と実際の係合状態の展開図（Ｂ）である。
【図１８】第１サブ群と第２サブ群のワイド側離隔状態における最短撮影距離合焦状態での構成部材の位置関係を示す、各構成部材を光軸方向に離間させた展開図（Ａ）と実際の係合状態の展開図（Ｂ）である。
【図１９】第１サブ群と第２サブ群のテレ側接近状態における無限遠合焦状態での構成部材の位置関係を示す、各構成部材を光軸方向に離間させた展開図（Ａ）と実際の係合状態の展開図（Ｂ）である。
【図２０】第１サブ群と第２サブ群のテレ側接近状態における最短撮影距離合焦状態での構成部材の位置関係を示す、各構成部材を光軸方向に離間させた展開図（Ａ）と実際の係合状態の展開図（Ｂ）である。
【図２１】駆動リングの正逆回動によるテレ側接近状態とワイド側離隔状態との切替を説明する展開図である。
【図２２】駆動リングによるフォーカシングの説明図である。
【図２３】前方サブ群枠のフェイスカムの拡大展開図である。
【図２４】前方シャッタ保持環に対する前方サブ群枠、後方サブ群枠及び駆動リングの関係を示す展開拡大図である。
【図２５】図１４のXXV‐XXV線方向からみた前方サブ群枠と前方シャッタ保持環の関係を示す正面図である。
【図２６】図２５のXXVI部拡大図である。
【図２７】図１４のXXVII‐XXVII線方向からみた後方サブ群枠と前方シャッタ保持環の関係を示す正面図である。
【図２８】図２７のXXVIII部拡大図である。
【図２９】前方シャッタ保持環とギヤ押え環との間に保持される、駆動リングの駆動系の減速ギヤ配置を示す正面図である。
【図３０】図２９の展開平面図である。
【図３１】図１０に示すズームレンズ鏡筒の制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｓ１ 第１サブ群
Ｓ２ 第２サブ群
Ｓ３ 第３サブ群
Ｓ４ 第４サブ群
１０ 第１変倍レンズ群
１１ 第１群枠
１２ 可動サブ群枠
１３ ガイド溝
２０ 第２変倍レンズ群
２１ 第２群枠
２２ 可動サブ群枠
２３ ガイド溝
４１ カメラボディ
４２ 固定筒
４３ 雌ヘリコイド
４４ カム環
４５ 雄ヘリコイド
４６ ズーミング用モータ
４６Ｃ 焦点距離検出手段
４７ ピニオン
４８ 直進案内環
４９ 後群レンズ枠
５０ 切替群枠
５１ 前方シャッタ保持環
５１ａ ５１ｂ 回動規制面
５１ｄ ワイド側直進案内溝
５１ｆ テレ側直進案内溝
５１ｐ 中心開口
５２ 後方シャッタ保持環
５２ａ スラスト面
５３ 前方サブ群枠（第１レンズ群枠、保持環）
５３ａ 直進案内リブ
５３ｂ ガイド穴
５３ｃ 接離リード面（接離カム面）
５３ｄ 環状遮光補強リブ
５３ｅ ５３ｆ フォロア安定凹部
５４ 後方サブ群枠（第２レンズ群枠、保持環）
５４ａ フォロア突起
５４ｂ 傾斜面
５４ｃ 環状遮光補強リブ
５４ｄ 直進案内突起
５４ｅ フォロア突起
５５ 駆動リング
５５ａ 制御凹部
５５ｂ ５５ｃ 回動付与面
５５ｄ テレ側フォーカスリード面（フォーカスカム面）
５５ｅ ワイド側フォーカスリード面（フォーカスカム面）
５５ｆ 環状遮光補強リブ
５５ｇ ギヤ
５６ ギヤ押え環
５６ｑ 固定穴
５６ｒ 収納凹部
５７ レンズシャッタ
５７ａ シャッタセクター支持板
５７ｂ シャッタセクター
５７ｃ シャッタ駆動リング
５７ｄ セクター押え環
５７ｇ セクターギヤ
５７ｍ シャッタ駆動モータ
５８ 絞り機構
５８ａ 絞セクター支持板
５８ｂ 絞セクター
５８ｃ 絞駆動リング
５８ｇ 被動突起
５９ 直進案内ロッド
６０ 固定ブラケット
６１ 固定ねじ
６２ 圧縮コイルばね
６３ａ 切替及びフォーカシング用減速ギヤ列
６３ｂ シャッタ駆動減速ギヤ列
６４ 正逆駆動モータ
６６ 制御回路
６７ 設定焦点距離情報
６８ 被写体距離情報
６９ 被写体輝度情報[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a lens barrel suitable for use in a zoom lens system switching group proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 11-79572.
[0002]
[Prior art and its problems]
In a zoom lens system, a high zoom ratio and a reduction in size are contradictory requirements. For example, in a two-group zoom lens system that can be made compact, if the movement locus of the constituent lens groups is determined to obtain a larger zoom ratio (the solution of the movement locus is obtained), the interference of the lens group on the tele side or the wide side Interference with the image plane occurs. On the other hand, in the third group zoom lens system, the zoom ratio can be made larger than that in the second group zoom lens system, but it is difficult to reduce the size. Further, if the power of the constituent lens groups is determined so as to obtain a further high zoom ratio, the accuracy cannot be obtained due to the mechanism.
[0003]
The present applicant has proposed a zoom lens system that satisfies the above trade-off requirements and can be downsized while maintaining a high zoom ratio (Japanese Patent Application No. 11-79572). This zoom lens system has a plurality of variable magnification lens groups that change the focal length; at least one variable magnification lens group has two subgroups, one of which is the other subgroup. A switching group that is a movable sub group that is selected and positioned at either one of the two moving ends in the optical axis direction in relation to the group; a short focal length side zooming range from the short focal length end to the intermediate focal length; The movable sub-group in the switching group is located at one of the different moving ends in the long focal length-side zooming region from the intermediate focal length to the long focal length end; and the switching group and the other zoom lens The zooming basic trajectory of the group is discontinuous at the intermediate focal length and is determined so as to form an image on a predetermined image plane according to the position of the movable sub group. The intermediate focal length may be singular or plural.
[0004]
OBJECT OF THE INVENTION
An object of the present invention is to obtain a lens barrel suitable for use in a zoom lens system having a switching group as described above.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention constitutes one lens group among a plurality of variable magnification lens groups of a zoom lens system that moves in the optical axis direction during zooming operation, and functions as a focus lens group at an approach position and a separation position, respectively. A lens moving mechanism for a switching group having first and second subgroups, wherein a first lens group frame supporting the first subgroup and a second lens group frame supporting the second subgroup are relative to each other. A switching group frame supported so as to be capable of rotating and rectilinearly moving; a lens group contact / separation mechanism that applies relative rotation to the first lens group frame and the second lens group frame to contact and separate the first lens group frame and the second lens group frame And a focus mechanism that linearly moves the first lens group frame and the second lens group frame at the approaching position and the separating position by the lens group contacting / separating mechanism in the optical axis direction while maintaining the distance therebetween. It is said.
[0006]
A drive ring is rotatably supported in the switching group frame, and the lens group contact / separation mechanism and the focus mechanism can be operated by rotating the drive ring. More specifically, the drive ring reciprocally rotates a predetermined angle range forward and backward, and the lens group contact / separation mechanism is rotated in the forward and reverse directions by the drive ring and a switching group. It can be configured by a contact / separation cam mechanism formed on an end surface facing the first lens group frame that is supported by the frame so as to be able to move straight in the optical axis direction by restricting rotation.
[0007]
This contact / separation cam mechanism is formed on one of the opposing end surfaces of the first lens group frame and the second lens group frame and is inclined on the circumferential direction, and this contact / separation cam surface is formed on the other side. It is practical to comprise a follower projection that engages with the.
[0008]
Further, the drive ring can be given a reverse rotation for focusing after the first lens group frame is brought into contact with and separated from the second lens group frame by rotation from one rotation end to the other rotation end. In this way, when a reverse rotation for focusing is given to the drive ring, the focus mechanism is formed on the opposing end surface of the drive ring and the second lens group frame so as to advance and retract the second lens group frame in the optical axis direction. A focus cam mechanism can be used. In this focus cam mechanism, a pair of rotation restricting surfaces for restricting forward and reverse rotation ends of the second lens group frame by the drive ring may be formed between the switching group frame and the second lens group frame. desirable. With the pair of rotation restricting surfaces as reference positions, a focusing operation by forward and reverse rotation of the drive ring can be performed.
[0009]
In a mode in which the drive ring is reversely rotated for focusing after the first lens group frame is brought into contact with and separated from the second lens group frame by rotation from one rotation end to the other rotation end, the drive is driven. A pair of rotation imparting surfaces spaced apart in the circumferential direction and a pair of focus cam surfaces inclined in the opposite direction to the circumferential direction located between the pair of rotation imparting surfaces are formed on the ring, and the second lens group A driven projection that abuts on the rotation imparting surface and the focus cam surface can be formed on the frame. The pair of focus cam surfaces of the drive ring are formed symmetrically with respect to the center line in the circumferential direction of the pair of rotation imparting surfaces, and the driven projections of the second lens group frame are in contact with the pair of rotation imparting surfaces. It is good to form symmetrically about the center line of the circumferential direction of a to-be-driven surface. Further, it is preferable that the driven protrusion is formed as a cylindrical surface at a contact portion with the pair of focus cam surfaces.
[0010]
According to another aspect (expression), the present invention forms one lens group among a plurality of variable magnification lens groups of a zoom lens system that moves in the optical axis direction during a zooming operation, and has an approach position and a separation position. And a switching group lens moving mechanism having first and second sub-groups each functioning as a focus lens group, and restricting the rotation of the first lens group frame supporting the first sub-group to the optical axis A switching group frame that supports the second lens group frame that supports the second sub group so as to be capable of reciprocating rotation in a certain angular range and linear movement in the optical axis direction; A driving ring which is supported so as to be capable of reciprocating rotation by restricting movement in the optical axis direction and which gives the second lens group frame reciprocal relative rotation within a reciprocating rotation range; a second lens group frame by this driving ring The first lens group frame and the second lens group frame are contacted and separated by reciprocating rotation of A lens group contact / separation mechanism to be moved; and a focus mechanism for linearly moving the first lens group frame and the second lens group frame at the approaching position and the separation position by the lens group contact / separation mechanism while maintaining the distance therebetween; It is characterized by having.
[0011]
In this aspect, the switching group frame is preferably provided with a rectilinear guide mechanism that restricts the rotation of the second lens group frame when the first lens group frame and the second lens group frame are linearly moved by the focus mechanism. The lens group contact / separation mechanism includes an approach / separation cam surface formed on one of the opposing end surfaces of the first lens group frame and the second lens group frame and inclined on the circumferential direction, and this contact / separation cam surface formed on the other side. The contact / separation cam mechanism can be constituted by a follower projection that engages with.
[0012]
Also in this aspect, the drive ring is provided with a reverse rotation for focusing after the first lens group frame is brought into contact with and separated from the second lens group frame by rotation from one rotation end to the other rotation end. Can do. In this way, when a reverse rotation for focusing is given to the drive ring, the focus mechanism is formed on the opposing end surface of the drive ring and the second lens group frame so as to advance and retract the second lens group frame in the optical axis direction. A focus cam mechanism can be used. In this focus cam mechanism, a pair of rotation restricting surfaces for restricting forward and reverse rotation ends of the second lens group frame by the drive ring may be formed between the switching group frame and the second lens group frame. desirable. With the pair of rotation restricting surfaces as reference positions, a focusing operation by forward and reverse rotation of the drive ring can be performed.
[0013]
In a mode in which the drive ring is reversely rotated for focusing after the first lens group frame is brought into contact with and separated from the second lens group frame by rotation from one rotation end to the other rotation end, the drive is driven. A pair of rotation imparting surfaces spaced apart in the circumferential direction and a pair of focus cam surfaces inclined in the opposite direction to the circumferential direction located between the pair of rotation imparting surfaces are formed on the ring, and the second lens group A driven projection that abuts on the rotation imparting surface and the focus cam surface can be formed on the frame. The pair of focus cam surfaces of the drive ring are formed symmetrically with respect to the center line in the circumferential direction of the pair of rotation imparting surfaces, and the driven projections of the second lens group frame are in contact with the pair of rotation imparting surfaces. It is good to form symmetrically about the center line of the circumferential direction of a to-be-driven surface. Further, it is preferable that the driven protrusion is formed as a cylindrical surface at a contact portion with the pair of focus cam surfaces.
[0014]
According to another aspect (representation) of the present invention, one of the plurality of variable magnification lens groups of the zoom lens system that moves in the optical axis direction during the zooming operation is configured, and the approach position and the separation position are separated. And a first lens group frame that supports the first sub group, and a second sub group that includes a first sub group that functions as a focus lens group at each position. A switching group frame that supports the supported second lens group frame so as to be capable of relative rotation and rectilinear movement; a drive ring that is supported so as to be capable of reciprocating rotation within the switching group frame; first lens group frame and second lens group An approach / separation cam mechanism that applies relative rotation to the frame to contact and separate the first lens group frame and the second lens group frame; a first lens group frame and a second lens group that are in an approach position and a separation position by the contact / separation cam mechanism Move the frame straight in the direction of the optical axis while maintaining the spacing. And a drive ring that reciprocally rotates the second lens group frame by rotation from one rotation end to the other rotation end, and causes the first lens group frame to be second by the contact / separation cam mechanism. After making contact with and separating from the lens group frame, a reverse rotation for focusing is given, and the focus cam mechanism rotates the second lens group frame together with the first lens group frame in the optical axis direction by the reverse rotation for focusing of the drive ring. It is characterized by advancing and retreating.
[0015]
In this aspect, the contact / separation cam mechanism can be provided on the opposing end surfaces of the first lens group frame and the second lens group frame, and the focus cam mechanism can be provided on the opposing end surfaces of the drive ring and the second lens group frame. .
[0016]
The zoom lens system having the above switching group is practically used as a photographing lens system of a camera in which the photographing lens system and the finder optical system have separate optical axes. The stop positions at the time of shooting of the switching group frame, the first sub group frame, and the second sub group frame are practically determined stepwise on the zooming basic trajectory and are easy to control.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Description of Zoom Lens System Having Switching Group Targeted by Lens Lens Body of Present Invention]
First, each aspect of a zoom lens system having a switching group proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 11-79572 will be described with reference to FIGS. Note that IM in FIGS. 1 to 9 indicates an image plane such as a film plane, and the image plane IM does not move. FIG. 1 shows a first mode of a zoom lens system by a switching group. The zoom lens system includes, in order from the object side, a first variable
[0018]
The zooming basic trajectory of this zoom lens system is the movement of the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) and the
[0019]
A: In the short focal length side zooming zone Zw from the short focal length end fw to the intermediate focal length fm, the first sub group S1 is spaced apart from the second sub group S2 (first interval, wide interval) d1. Hold. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) move to the object side together while changing the air distance between them.
[0020]
B: At the intermediate focal length fm, the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are long focal points in the short focal length side zooming zone Zw. It moves to the image plane side from the position at the side end. Further, the first sub group S1 reaches the moving end on the image plane side in the
[0021]
C: In the long focal length side zooming zone Zt from the intermediate focal length fm to the long focal length end ft, the first sub group S1 holds an interval (second interval) d2 approaching the second sub group S2. To do. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are based on the positions after moving toward the image plane side at the intermediate focal length fm. Then, while moving each other's air gap, both move to the object side.
[0022]
In the figure, the zooming basic locus of the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) is drawn in a straight line. Actually, it is not always a straight line.
[0023]
Focusing is performed by moving the first sub-group S1 and the second sub-group S2 together in all variable focal length ranges (that is, by moving the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11)). .
[0024]
FIG. 2 shows a second mode of the zoom lens system having a switching group. The zoom lens system includes, in order from the object side, a first variable
[0025]
The zooming basic trajectory of the zoom lens system according to the second aspect includes the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11), the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21), and the third variable magnification lens. With the movement of the group 30 (third group frame 31) and the movement of the second group frame 22 (first sub group S1) in the
[0026]
A: In the short focal length side zooming zone Zw from the short focal length end fw to the intermediate focal length fm, the first sub group S1 is spaced apart from the second sub group S2 (first interval, wide interval) d1. Hold. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11), the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21), and the third variable magnification lens group 30 (third group frame 31) are mutually connected. Both move to the object side while changing the air spacing.
[0027]
B: First intermediate lens group 10 (first group frame 11), second variable lens group 20 (second group frame 21), and third variable lens group 30 (third group) at intermediate focal length fm The frame 31) moves closer to the image plane side than the position at the long focal side end in the short focal length side zooming zone Zw. Further, the first sub group S1 reaches the moving end on the image plane side in the
[0028]
C: In the long focal length side zooming zone Zt from the intermediate focal length fm to the long focal length end ft, the first sub group S1 holds an interval (second interval) d2 approaching the second sub group S2. To do. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11), the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21), and the third variable magnification lens group 30 (third group frame 31) are intermediate. Both move toward the object side while changing the air interval with respect to the position after moving toward the image plane at the focal length fm.
[0029]
The figure is simple, and shows a first variable magnification lens group 10 (first group frame 11), a second variable magnification lens group 20 (second group frame 21), and a third variable magnification lens group 30 (third group). Although the zooming basic locus of the frame 31) is drawn as a straight line, it is not always a straight line.
[0030]
Focusing is performed by moving the first sub-group S1 and the second sub-group S2 together in all variable focal length ranges (that is, by moving the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21)). .
[0031]
The zooming basic locus of the zoom lens system is discontinuous at the intermediate focal length fm, as in the first aspect, but the short focal length end fw, the intermediate focal length fm (discontinuous point), and the long focal length end ft. By appropriately determining the positions of the first lens group L1, the first sub group S1 (second lens group L2), the second sub group S2 (third lens group L3), and the fourth lens group L4 at There exists a solution that forms an image on the image plane. According to such a zooming basic locus, a small zoom lens system with a high zoom ratio can be obtained.
[0032]
FIG. 3 shows a third aspect of the zoom lens system having a switching group. This mode is the same as the second mode except that the most object side positive lens unit L1 in the second mode is replaced with a negative lens unit L1.
[0033]
FIG. 4 shows a fourth aspect of the zoom lens system having a switching group. The zoom lens system includes, in order from the object side, a first variable
[0034]
The second sub group S2 in the first variable
[0035]
The zooming basic trajectory of this zoom lens system is the movement between the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21), and in the
[0036]
A: In the short focal length side zooming zone Zw from the short focal length end fw to the intermediate focal length fm, the first sub group S1 is spaced apart from the second sub group S2 (first interval, wide interval) d1. , And the third sub group S3 is spaced apart from the fourth sub group S4 (first interval, wide interval) d3. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) move to the object side together while changing the air distance between them.
[0037]
B: At the intermediate focal length fm, the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are long focal points in the short focal length side zooming zone Zw. It moves to the image plane side from the position at the side end. Further, the first sub group S1 reaches the moving end on the image plane side in the
[0038]
C: In the long focal length side zooming zone Zt from the intermediate focal length fm to the long focal length end ft, the first sub group S1 maintains an interval (narrow interval) d2 approaching the second sub group S2, The third sub-group S3 maintains an interval (narrow interval) d4 that is close to the fourth sub-group S4. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are based on the positions after moving toward the image plane side at the intermediate focal length fm. Then, while moving each other's air gap, both move to the object side.
[0039]
In the figure, the zooming basic locus of the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) is drawn with a straight line for convenience. Not necessarily.
[0040]
Focusing is performed by moving the first sub-group S1 and the second sub-group S2 together in all variable focal length ranges (that is, by moving the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11)). .
[0041]
The zooming basic locus of the zoom lens system described above is discontinuous at the intermediate focal length fm as in the first to third aspects, but the short focal length end fw, the intermediate focal length fm (discontinuous point), and the long focal point. The first sub group S1 (first lens group L1), the second sub group S2 (second lens group L2), the third sub group S3 (third lens group L3), and the fourth sub group S4 (at the distance end ft) By appropriately determining the position of the fourth lens unit L4), there is a solution that always forms an image on the image plane correctly. According to such a zooming basic locus, a small zoom lens system with a high zoom ratio can be obtained.
[0042]
FIG. 5 shows a fifth aspect of the zoom lens system having a switching group. The zoom lens system includes, in order from the object side, a first variable
[0043]
The second sub group S2 in the first variable
[0044]
The zooming basic trajectory of this zoom lens system is the movement between the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21), and in the
[0045]
A: In the short focal length side zooming zone Zw from the short focal length end fw to the first intermediate focal length fm1, the first sub group S1 is spaced apart from the second sub group S2 (first interval, wide range). (Distance) d1 is held, and the third sub group S3 takes an interval (first interval, wide interval) d3 that is separated from the fourth sub group S4. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) move to the object side together while changing the air distance between them.
[0046]
B: At the intermediate focal length fm1, the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are long focal points in the short focal length side zooming zone Zw. It moves to the image plane side from the position at the side end. Further, the first sub group S1 reaches the moving end on the image plane side in the
[0047]
C: In the intermediate zooming zone Zm from the first intermediate focal length fm1 to the second intermediate focal length fm2, the first subgroup S1 is close to the second subgroup S2 (second interval, narrow interval). ) D2, and the third sub-group S3 holds an interval (first interval, wide interval) d3 that is separated from the fourth sub-group S4. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are moved to the image plane side at the first intermediate focal length fm1. Both move toward the object side while changing the air spacing from each other with respect to the position.
[0048]
D: At the second intermediate focal length fm2, the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are long focal points within the intermediate zooming area Zm. It moves to the image plane side from the position at the side end. Further, the third sub group S3 reaches the moving end on the image plane side in the
[0049]
E; In the long focal length side zooming zone Zt from the second intermediate focal length fm2 to the long focal length end ft, the first sub group S1 has an interval (narrow interval) d2 approaching the second sub group S2. The third sub-group S3 holds an interval (narrow interval) d4 that is close to the fourth sub-group S4. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are moved to the image plane side at the second intermediate focal length fm2. Both move toward the object side while changing the air spacing from each other with respect to the position.
[0050]
In the figure, the zooming basic locus of the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) is drawn in a straight line. Actually, it is not always a straight line.
[0051]
Focusing is performed by moving the first sub-group S1 and the second sub-group S2 together in all variable focal length ranges (that is, by moving the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11)). .
[0052]
The zooming basic locus of the zoom lens system described above is discontinuous at the intermediate focal length fm as in the first to fourth aspects, but the short focal length end fw, the first and second intermediate focal lengths fm1, fm2 (Discontinuous point) and first sub group S1 (first lens group L1), second sub group S2 (second lens group L2), and third sub group S3 (third lens group L3) at the long focal length end ft ) And the fourth sub-group S4 (fourth lens group L4) are appropriately determined so that there is a solution that always forms an image on the image plane correctly. According to such a zooming basic locus, a small zoom lens system with a high zoom ratio can be obtained.
[0053]
FIG. 6 shows a sixth aspect of the zoom lens system having a switching group. The zoom lens system includes, in order from the object side, a first variable
[0054]
The second sub group S2 in the first variable
[0055]
The zooming basic trajectory of this zoom lens system is the movement between the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21), and in the
[0056]
A: In the short focal length side zooming zone Zw from the short focal length end fw to the first intermediate focal length fm1, the first sub group S1 is spaced apart from the second sub group S2 (first interval, wide range). (Distance) d1 is held, and the third sub group S3 takes an interval (first interval, wide interval) d3 that is separated from the fourth sub group S4. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) move to the object side together while changing the air distance between them.
[0057]
B: At the intermediate focal length fm1, the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are long focal points in the short focal length side zooming zone Zw. It moves to the image plane side from the position at the side end. Further, the third sub group S3 reaches the moving end on the image plane side in the
[0058]
C: In the intermediate zooming zone Zm from the first intermediate focal length fm1 to the second intermediate focal length fm2, the first subgroup S1 is separated from the second subgroup S2 (first interval, wide interval). ) D1, and the third sub-group S3 holds an interval (second interval, narrow interval) d4 approaching the fourth sub-group S4. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are moved to the image plane side at the first intermediate focal length fm1. Both move toward the object side while changing the air spacing from each other with respect to the position.
[0059]
D: At the second intermediate focal length fm2, the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are long focal points within the intermediate zooming area Zm. It moves to the image plane side from the position at the side end. Further, the first sub group S1 reaches the moving end on the image plane side in the
[0060]
E; In the long focal length side zooming zone Zt from the second intermediate focal length fm2 to the long focal length end ft, the first sub group S1 has an interval (narrow interval) d2 approaching the second sub group S2. The third sub-group S3 holds an interval (narrow interval) d4 that is close to the fourth sub-group S4. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are moved to the image plane side at the second intermediate focal length fm2. Both move toward the object side while changing the air spacing from each other with respect to the position.
[0061]
In the figure, the zooming basic locus of the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) is drawn in a straight line. Actually, it is not always a straight line.
[0062]
Focusing is performed by moving the first sub-group S1 and the second sub-group S2 together in all variable focal length ranges (that is, by moving the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11)). .
[0063]
The zooming basic locus of the zoom lens system is discontinuous at the intermediate focal length fm, as in the first to fifth aspects, but the short focal length end fw, the first and second intermediate focal lengths fm1, fm2 (Discontinuous point) and first sub group S1 (first lens group L1), second sub group S2 (second lens group L2), and third sub group S3 (third lens group L3) at the long focal length end ft ) And the fourth sub-group S4 (fourth lens group L4) are appropriately determined so that there is a solution that always forms an image on the image plane correctly. According to such a zooming basic locus, a small zoom lens system with a high zoom ratio can be obtained.
[0064]
FIG. 7 shows a seventh aspect of the zoom lens system having a switching group. The zoom lens system includes a first variable
[0065]
The zooming basic trajectory of this zoom lens system is the movement of the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) and the
[0066]
A: In the short focal length side zooming zone Zw from the short focal length end fw to the intermediate focal length fm, the second sub-group S2 is close to the first sub-group S1, and is close to the third sub-group S3. Keep a wide distance apart. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) move to the object side together while changing the air distance between them.
[0067]
B: At the intermediate focal length fm, the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are long focal points in the short focal length side zooming zone Zw. It moves to the image plane side from the position at the side end. Further, the second sub group S2 reaches the moving end on the image plane side in the
[0068]
C: In the long focal length side zooming zone Zt from the intermediate focal length fm to the long focal length end ft, the second sub-group S2 is separated from the first sub-group S1 by a wide interval, with respect to the third sub-group S3. And keep close intervals close. The first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) are based on the positions after moving toward the image plane side at the intermediate focal length fm. Then, while moving each other's air gap, both move to the object side.
[0069]
In the figure, the zooming basic locus of the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11) and the second variable magnification lens group 20 (second group frame 21) is drawn in a straight line. Actually, it is not always a straight line.
[0070]
Focusing is performed by moving the first sub-group S1 to the third sub-group S3 integrally in all variable focal length ranges (that is, by moving the first variable magnification lens group 10 (first group frame 11)). .
[0071]
The zooming basic locus of the zoom lens system described above is discontinuous at the intermediate focal length fm as in the first to sixth aspects, but the short focal length end fw, the intermediate focal length fm (discontinuous point), and the long focal length. The first sub group S1 (first lens group L1), the second sub group S2 (second lens group L2), the third sub group S3 (third lens group L3), and the fourth lens group L4 at the distance end ft. By appropriately determining the position, there exists a solution that always forms an image on the image plane correctly. According to such a zooming basic locus, a small zoom lens system with a high zoom ratio can be obtained.
[0072]
As described above, the zoom lens system having the above switching group is practically used as a photographing lens system of a camera in which the photographing lens system and the finder optical system have separate optical axes. The stop position during zooming during photographing of each lens group is preferably determined stepwise on the zooming basic locus, that is, a plurality of focal length steps. 8 and 9 show an example in which the stop position during zooming of each lens group is set to stepwise. This example is an example of the first aspect of FIG. 1, and the same components as those of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The zooming basic locus is indicated by a broken line, and the stop positions during zooming of the
[0073]
In each of the above embodiments, each lens group is illustrated as a single lens for the sake of convenience. However, these lenses can of course be composed of a plurality of lenses.
[0074]
[Description of Embodiment of Zoom Lens Barrel Having Switching Group]
In each of the above embodiments, the first
[0075]
The present invention proposes a lens barrel that can be adapted to the above-described switching group. Hereinafter, the first variable lens group (switching group) 10 and the second variable lens according to the modes of FIGS. 1, 8, and 9 will be described. An embodiment applied to a zoom lens barrel having the
[0076]
As shown in FIG. 10, a fixed
[0077]
The
[0078]
On the inner peripheral surface of the
[0079]
The bottomed
[0080]
On the other hand, the
[0081]
In the zoom lens barrel having the above configuration, when the
[0082]
Zoom lens barrels that provide the above-described operations to the
[0083]
In the
[0084]
The
[0085]
In the
[0086]
Four sets of
[0087]
The
[0088]
The front
[0089]
The
[0090]
The cylindrical surface N3 of the driven
[0091]
The aforementioned
[0092]
21A to 21H show the tele side of the
[0093]
When the switching to the tele-side approaching state is completed, the
[0094]
When the
[0095]
In this state, when the
[0096]
When the switching to the wide side separation state is completed, the
[0097]
When the
[0098]
FIG. 22 shows the focus principle by the tele-side
[0099]
Specifically, the tele-side and wide-side focusing is based on the position where the
[0100]
FIG. 17 is an infinitely focused state in the wide side separation state of the front sub group frame 53 (first sub group S1) and the rear sub group frame 54 (second sub group S2), and FIG. 18 is in the wide side separation state. FIG. 19 shows an infinitely focused state in the tele-side approaching state, and FIG. 20 shows components in the shortest shooting distance in-focus state in the tele-side approaching state (
[0101]
A
[0102]
The
[0103]
The
[0104]
The zooming
[0105]
In the present embodiment, the focal length detection means (the rotational position detection means of the cam ring 44) 46C detects the rotational position of the
[0106]
In the zoom lens barrel using the switching group lens barrel of the present invention, the stop position at the time of shooting of the switching group frame, the first sub group frame and the second sub group frame is stepwise on the zooming basic locus. It is practical to define.
[0107]
In the illustrated embodiment, a contact / separation cam mechanism is configured between the front
[0108]
In the above embodiment, the present invention is applied to the first variable
[0109]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a lens barrel for a switching group that is indispensable for obtaining a small zoom lens system with a high zoom ratio.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a zooming basic locus of a first aspect of a zoom lens system having a switching group as a subject of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a zooming basic locus of a second aspect of the zoom lens system having a switching group as a subject of the present invention;
FIG. 3 is a diagram illustrating a zooming basic locus of a third aspect of a zoom lens system having a switching group as a subject of the present invention;
FIG. 4 is a diagram illustrating a zooming basic locus of a fourth aspect of a zoom lens system having a switching group as a subject of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a zooming basic locus of a fifth aspect of a zoom lens system having a switching group as a subject of the present invention;
FIG. 6 is a diagram showing a zooming basic locus of a sixth aspect of a zoom lens system having a switching group as a subject of the present invention;
FIG. 7 is a diagram showing a zooming basic locus of a seventh aspect of the zoom lens system having a switching group as a subject of the present invention;
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a stop position at the time of photographing of a constituent lens group of a zoom lens system having a switching group as a subject of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the stop position and an example of an actual movement locus of the lens group.
10 is a cross-sectional view showing an embodiment of a zoom lens barrel that embodies the zoom lens system having the switching group shown in FIGS. 1, 8, and 9. FIG.
11 is a development view of the inner surface of the cam ring showing an example of the cam groove shape of the cam ring of the zoom lens barrel of FIG.
FIG. 12 is an exploded perspective view around a switching group frame.
FIG. 13 is an exploded perspective view of a part around a switching group frame.
FIG. 14 is a perspective view of a part around the switching group frame in a different assembled state.
FIG. 15 is an upper half sectional view of the first sub group and the second sub group of the switching group frame in the wide side separated state.
FIG. 16 is an upper half sectional view of the tele-side approaching state.
FIG. 17 is a developed view showing the positional relationship of the constituent members in the infinitely focused state in the wide-side separated state of the first sub group and the second sub group, with the constituent members separated in the optical axis direction (A). FIG. 3B is a development view (B) of an actual engagement state.
FIG. 18 is a developed view showing the positional relationship of the constituent members in the shortest shooting distance focusing state in the wide-side separated state of the first sub group and the second sub group, with the constituent members separated in the optical axis direction (A). ) And a developed view (B) of the actual engagement state.
FIG. 19 is a developed view showing the positional relationship of the constituent members in the infinitely focused state in the tele-side approach state of the first sub group and the second sub group, with the constituent members separated in the optical axis direction (A). FIG. 3B is a development view (B) of an actual engagement state.
FIG. 20 is a development view showing the positional relationship of the component members in the shortest shooting distance focusing state in the tele-side approach state of the first sub group and the second sub group, with the respective component members separated in the optical axis direction (A). ) And a developed view (B) of the actual engagement state.
FIG. 21 is a development view illustrating switching between a tele-side approaching state and a wide-side separation state by forward and reverse rotation of the drive ring.
FIG. 22 is an explanatory diagram of focusing by a drive ring.
FIG. 23 is an enlarged development view of the face cam of the front sub-group frame.
FIG. 24 is a developed enlarged view showing the relationship of the front sub group frame, the rear sub group frame, and the drive ring with respect to the front shutter holding ring.
25 is a front view showing the relationship between the front sub group frame and the front shutter holding ring as viewed from the direction of the line XXV-XXV in FIG. 14;
26 is an enlarged view of the XXVI part of FIG. 25. FIG.
27 is a front view showing the relationship between the rear sub-group frame and the front shutter holding ring as seen from the direction of the line XXVII-XXVII in FIG. 14;
FIG. 28 is an enlarged view of a portion XXVIII in FIG.
FIG. 29 is a front view showing a reduction gear arrangement of a drive system of a drive ring held between a front shutter holding ring and a gear presser ring.
30 is a developed plan view of FIG. 29. FIG.
31 is a block diagram showing a control system of the zoom lens barrel shown in FIG.
[Explanation of symbols]
L1 1st lens group L2 2nd lens group L3 3rd lens group L4 4th lens group S1 1st subgroup S2 2nd subgroup S3 3rd subgroup S4
53a
53d annular light
55e Wide-side focus lead surface (focus cam surface)
55f annular light shielding
Claims (24)
第１サブ群を支持した第１レンズ群枠と、第２サブ群を支持した第２レンズ群枠とを相対回動及び直進移動可能に支持した切替群枠；
上記第１レンズ群枠と第２レンズ群枠に相対回転を与え該第１レンズ群枠と第２レンズ群枠を接離させるレンズ群接離機構；及び
このレンズ群接離機構による接近位置と離隔位置にある第１レンズ群枠と第２レンズ群枠をその間隔を維持したまま光軸方向に直進移動させるフォーカス機構；
を備えたことを特徴とするズームレンズ系の切替群用レンズ移動機構。The first and second lens units constitute one lens unit among a plurality of variable power lens units of the zoom lens system that moves in the optical axis direction during the zooming operation, and function as focus lens groups at the approach position and the separation position, respectively. A lens moving mechanism for a switching group having two subgroups,
A switching group frame that supports the first lens group frame supporting the first sub group and the second lens group frame supporting the second sub group so as to be capable of relative rotation and rectilinear movement;
A lens group contact / separation mechanism that applies relative rotation to the first lens group frame and the second lens group frame to contact and separate the first lens group frame and the second lens group frame; and an approach position by the lens group contact / separation mechanism; A focus mechanism that linearly moves the first lens group frame and the second lens group frame in the separated position in the optical axis direction while maintaining the distance;
A lens group moving mechanism for a switching group of a zoom lens system.
第１サブ群を支持した第１レンズ群枠を回動を規制し光軸方向の直進移動を可能に支持し、第２サブ群を支持した第２レンズ群枠を一定角度範囲の往復回動及び光軸方向の直進移動を可能に支持した切替群枠；
この切換群枠内に、光軸方向の移動を規制して往復回動可能に支持され、上記第２レンズ群枠に上記往復回動範囲内で往復相対回動を与える駆動リング；
この駆動リングによる第２レンズ群枠の往復回動により第１レンズ群枠と第２レンズ群枠を接離させるレンズ群接離機構；及び
このレンズ群接離機構による接近位置と離隔位置にある第１レンズ群枠と第２レンズ群枠をその間隔を維持したまま光軸方向に直進移動させるフォーカス機構；
を備えたことを特徴とするズームレンズ系の切替群用レンズ移動機構。The first and second lens units constitute one lens unit among a plurality of variable power lens units of the zoom lens system that moves in the optical axis direction during the zooming operation, and function as focus lens groups at the approach position and the separation position, respectively. A lens moving mechanism for a switching group having two subgroups,
The first lens group frame that supports the first sub group is restricted from rotating and supported so as to be linearly movable in the optical axis direction, and the second lens group frame that supports the second sub group is reciprocally rotated within a certain angle range. And a switching group frame that supports the linear movement in the optical axis direction;
A drive ring that is supported in the switching group frame so as to be reciprocally rotatable by restricting movement in the optical axis direction, and that provides reciprocal relative rotation to the second lens group frame within the reciprocating rotation range;
A lens group contact / separation mechanism for contacting and separating the first lens group frame and the second lens group frame by reciprocating rotation of the second lens group frame by the drive ring; and an approach position and a separation position by the lens group contact / separation mechanism A focus mechanism for linearly moving the first lens group frame and the second lens group frame in the direction of the optical axis while maintaining the distance;
A lens group moving mechanism for a switching group of a zoom lens system.
第１サブ群を支持した第１レンズ群枠と、第２サブ群を支持した第２レンズ群枠とを相対回動及び直進移動可能に支持した切替群枠；
この切換群枠内に往復回動可能に支持された駆動リング；
上記第１レンズ群枠と第２レンズ群枠に相対回転を与え該第１レンズ群枠と第２レンズ群枠を接離させる接離カム機構；
この接離カム機構による接近位置と離隔位置にある第１レンズ群枠と第２レンズ群枠をその間隔を維持したまま光軸方向に直進移動させるフォーカスカム機構；
を備え、
上記駆動リングは、一方の回動端から他方の回動端への回転で第２レンズ群枠を往復回動させて上記接離カム機構により第１レンズ群枠を第２レンズ群枠に接離させた後、フォーカス用逆回転が与えられ、上記フォーカスカム機構は、この駆動リングのフォーカス用逆回転で、第２レンズ群枠を第１レンズ群枠とともに光軸方向に進退させることを特徴とするズームレンズ系の切替群用レンズ移動機構。The first and second lens units constitute one lens unit among a plurality of variable power lens units of the zoom lens system that moves in the optical axis direction during the zooming operation, and function as focus lens groups at the approach position and the separation position, respectively. A lens moving mechanism for a switching group having two subgroups,
A switching group frame that supports the first lens group frame supporting the first sub group and the second lens group frame supporting the second sub group so as to be capable of relative rotation and rectilinear movement;
A drive ring supported in this switching group frame so as to be reciprocally rotatable;
A contact / separation cam mechanism that applies relative rotation to the first lens group frame and the second lens group frame to contact and separate the first lens group frame and the second lens group frame;
A focus cam mechanism that linearly moves the first lens group frame and the second lens group frame at the approaching position and the separating position by the contact / separation cam mechanism while maintaining the distance therebetween;
With
The drive ring reciprocally rotates the second lens group frame by rotation from one rotation end to the other rotation end, and contacts the first lens group frame to the second lens group frame by the contact / separation cam mechanism. After the separation, the focus reverse rotation is given, and the focus cam mechanism advances and retracts the second lens group frame together with the first lens group frame in the optical axis direction by the focus reverse rotation of the drive ring. And a zoom lens system switching group lens moving mechanism.
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