JP7793337B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、内蔵コンバージョンレンズの挿入または退避によって、マスターレンズの焦点距離範囲の変更が可能な光学機器に関する。

デジタルカメラ、ビデオカメラおよび交換レンズ等の光学機器では、コンバージョンレンズを光路内へ挿入することで、マスターレンズの有する第１の焦点距離範囲から望遠側もしくは広角側へ変更して、第２の焦点距離範囲とする構成が知られている。

特許文献１には、カメラ本体に内蔵されたコンバージョンレンズを、光路内へ挿入された挿入位置と、光路外へ退避された退避位置とに移動させる技術が開示されている。ここに記載されている内蔵コンバージョンレンズは、被写体像をファインダーへ導くプリズムと、レンズ鏡筒の上方に格納されるストロボとの間のスペースに退避される。

特開平１１－３１１８２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のマスターレンズは、第１と第２の焦点距離範囲のいずれの場合であっても、光軸方向においてほぼ同じ位置に固定されている。そのため、マスターレンズと、被写体からの光が結像する像面との間には、内蔵コンバージョンレンズを挿入するためのスペースを常に確保しておく必要があり、レンズ全長を短縮するうえでの妨げとなっていた。

そこで本発明は、コンバージョンレンズを内蔵することによって、内蔵コンバージョンレンズを挿入または退避するためのスペースを確保しつつ、レンズ全長を短縮することができるようにした光学機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明における光学機器は、第１のレンズ群と、前記第１のレンズ群の光軸上から退避した第１の位置と前記第１のレンズ群よりも像面側であって前記第１のレンズ群の光軸上に存在する第２の位置との間で移動可能な第２のレンズ群とを備えた光学系から構成される光学機器であって、
前記光学系の焦点距離範囲を第１の焦点距離範囲にする場合に前記第２のレンズ群が前記第１の位置に移動し、前記光学系の焦点距離範囲を前記第１の焦点距離範囲よりも相対的に長い第２の焦点距離範囲にする場合に前記第２のレンズ群が前記第２の位置に移動し、
前記第２の位置よりも前記第１の位置の方が前記第１のレンズ群の光軸の方向において被写体側の位置であり、前記光学系の焦点距離範囲が前記第１の焦点距離範囲である場合の方が前記光学系の焦点距離範囲が前記第２の焦点距離範囲である場合よりも前記第１のレンズ群の光軸の方向における前記光学機器の全長が短くなることを特徴とする。

本発明によれば、内蔵コンバージョンレンズを退避させることで焦点距離範囲を変更させるとともに、それにより生じたスペースへマスターレンズを移動させることで、レンズ全長を短縮することが可能な光学機器を提供することができる。

本発明の実施形態における交換レンズ（第２の焦点距離範囲）およびカメラ本体の正面斜視図である。 本発明の実施形態における交換レンズ（第２の焦点距離範囲）およびカメラ本体の背面斜視図（交換レンズを取り外したところ）である。 本発明の実施形態における交換レンズ（第２の焦点距離範囲）およびカメラ本体の断面図である。 本発明の実施形態における交換レンズ（第１の焦点距離範囲）およびカメラ本体の断面図である。 本発明の実施形態における交換レンズ（第２の焦点距離範囲）における各レンズ群の断面図である。 本発明の実施形態における交換レンズ（移行時）における各レンズ群の断面図である。 本発明の実施形態における交換レンズ（移行時）における各レンズ群の断面図である。 本発明の実施形態における交換レンズ（移行時）における各レンズ群の断面図である。 本発明の実施形態における交換レンズ（移行時）における各レンズ群の断面図である。 本発明の実施形態における交換レンズ（移行時）における各レンズ群の断面図である。 本発明の実施形態における交換レンズ（移行時）における各レンズ群の断面図である。 本発明の実施形態における交換レンズ（第１の焦点距離範囲）における各レンズ群の断面図である。 （ａ）本発明の実施形態における交換レンズ（移行時）における各レンズ群と像面までの光軸方向距離について表したグラフであり、（ｂ）本発明の実施形態における交換レンズ（移行時）における各レンズ群と光軸までの径方向距離について表したグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図面を通して同一符号は、同一または対応部分を示すものである。尚、本実施形態では光学機器の一例である交換レンズについて説明するが、他にもレンズ一体型カメラなど、本発明はその要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

図１～図２は、本発明の実施形態である光学機器（以下、交換レンズという）１００と、交換レンズ１００が着脱可能に装着される撮像装置としてのデジタルカメラ（以下、カメラ本体という）１の外観を示している。図１は、本発明の実施形態における交換レンズ（第２の焦点距離範囲）およびカメラ本体の正面斜視図であり、図２は、本発明の実施形態における交換レンズ（第２の焦点距離範囲）およびカメラ本体の背面斜視図（交換レンズを取り外したところ）である。本実施形態では、図１に示すように、交換レンズ１００が収容する撮像光学系の光軸が延びる方向（光軸に沿った方向）である光軸方向をＸ軸方向とし、これに直交する方向をＺ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）とする。以下、Ｚ軸方向とＹ軸方向をまとめてＺ／Ｙ軸方向とも記す。また、Ｚ軸回りの回転方向をピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向とし、Ｙ軸回りの回転方向をヨー（Ｙａｗ）方向とする。ピッチ方向とヨー方向（以下、まとめてピッチ／ヨー方向とも記す）は、互いに直交するＺ軸とＹ軸である２軸回りでの回転方向である。

図１に示すカメラ本体１のうち、正面から見て左側（背面から見て右側）の部分には、ユーザがカメラ本体１を手で把持するためのグリップ部２が設けられている。また、カメラ本体１の上面部には、電源操作部３が配置されている。カメラ本体１が電源オフ状態にあるとき、ユーザが電源操作部３をオン操作すると、通電が開始されてカメラ本体１が電源オン状態となり、フォーカスレンズを含むフォーカス群の原点検出処理などのコンピュータプログラムが実行されて、撮像待機状態となる。逆に、カメラ本体１が電源オン状態にあるとき、ユーザが電源操作部３をオフ操作すると、カメラ本体１が電源オフ状態となる。

さらに、カメラ本体１の上面部には、モードダイアル４、レリーズボタン５およびアクセサリシュー６が設けられている。モードダイアル４をユーザが回転操作することで、撮像モードを切り替えることができる。撮像モードには、シャッタ速度や絞り値等の撮像条件をユーザが任意に設定可能なマニュアル静止画撮像モード、自動で適正な露光量が得られるオート静止画撮像モードおよび動画の撮像を行うための動画撮像モードが含まれる。また、レリーズボタン５をユーザが半押し操作することで、オートフォーカスや自動露出制御等の撮像準備動作を指示することができ、全押し操作することで撮像を指示することができる。アクセサリシュー６には、外部フラッシュ等の照明または発光装置のアクセサリ（カメラアクセサリ）が脱着可能に装着される。

交換レンズ１００は、カメラ本体１に設けられたカメラマウント７に機械的に接続可能なレンズマウント１０２を備える。さらに、交換レンズ１００は、電気接続部材１０１を有しており、カメラ本体１と電気的に接続される。図２に示すように、本実施形態における電気接続部材１０１は、レンズマウント１０２の周方向における下側の位相に配置されているが、本発明はこれに限らず、上側の位相に配置されるものであっても良い。

交換レンズ１００内には、被写体からの光を像面上に結像させて被写体像を形成する撮像光学系が収容されている。交換レンズ１００の外周には、ユーザ操作により光軸を中心として回転可能なフォーカス操作環（操作部材）１０３が設けられている。例えば、マニュアルフォーカスモードにおいて、フォーカス操作環１０３がユーザによって回転操作されると、撮像光学系を構成するレンズ群全体、もしくは一部のレンズ群（フォーカス群）がフォーカス操作環１０３の角度に対応した所定の使用位置へと移動する。こうしてユーザは、所望の焦点調整（ピント調整）が可能となる。

図２に示すように、カメラ本体１の背面には、背面操作部８と表示部９とが設けられている。背面操作部８は、様々な機能が割り当てられた複数のボタンやダイアルを含む。カメラ本体１の電源がオン状態であり、静止画または動画撮像モードが設定されているとき、表示部９には、後述する撮像素子により撮像されている被写体像のスルー画像が表示される。また、表示部９には、シャッタ速度や絞り値等の撮像条件を示す撮像パラメータが表示され、ユーザはその表示を見ながら背面操作部８を操作することによって、撮像パラメータの設定値を変更することが可能である。背面操作部８は、記録された撮像画像の再生を指示するための再生ボタンを含み、再生ボタンをユーザが操作することで、撮像画像が表示部９に再生表示される。尚、表示部９をタッチパネル式として背面操作部８と同様の機能を有するようにしても良い。

次に、図３～図４を用いて、本実施形態の交換レンズ１００を構成する部材（構成部品）の位置関係について説明する。図３～図４は、第１の光軸１０を含むＸＺ平面上の断面図である。ここで示される中心線は、第１のレンズ群１１０によって決定される第１の光軸１０と略一致するため、以下では前述のＸ軸と同義とする。また、像面１６は、第１の光軸１０と直交しており、前述のＹＺ平面と同義である。図３は本実施形態における交換レンズ（第２の焦点距離範囲）およびカメラ本体の断面図であり、図４は本発明の実施形態における交換レンズ（第１の焦点距離範囲）およびカメラ本体の断面図である。

図３は、第１のレンズ群１１０の像面側に第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０が配置された、第２の焦点距離範囲をとる場合を示している。また図４は、第１の光軸１０上から第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０が退避し、空いたスペースへ第１のレンズ群１１０が移動した、第１の焦点距離範囲をとる場合を示している。ここで図３は、本実施形態における交換レンズの全長が長い状態を示し、また図４は全長が短い状態を示しており、いずれも撮像が可能な状態である。

交換レンズ１００の撮像光学系は、マスターレンズとしての第１のレンズ群１１０と、コンバージョンレンズの一種であるエクステンダーレンズとしての第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０によって構成される。第１のレンズ群１１０は、第１の焦点距離範囲を有し、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０は、第１のレンズ群１１０の像面側の第１の光軸１０上に挿入されることによって、第１の焦点距離範囲を第２の焦点距離範囲へ変更する。このとき、第１の焦点距離範囲は短焦点となる広角側、第２の焦点距離範囲は長焦点となる望遠側である。また、交換レンズ１００は、マスターレンズである第１のレンズ群１１０を、第１の光軸１０方向へ移動させる第１のカム筒１０８および第２のカム筒１０９を有している。これにより、それぞれの焦点距離範囲において、第１のレンズ群１１０が第１の光軸１０方向に移動可能となり、所望の焦点調整（ピント調整）が可能である。

詳しくは後述するが、本発明の交換レンズ１００は、ユーザによる操作と専用のアクチュエーターなどとを組み合わせることによって、第１の焦点距離範囲と第２の焦点距離範囲とを切り替え可能である。図１～図３では、一例として、望遠側の第２の焦点距離範囲を取る場合を示している。望遠側が第２の焦点距離範囲の状態から、フォーカス操作環１０３がユーザによって超無限方向へ回転操作されると、それに連動して第１のレンズ群１１０が像面側へ移動する。このとき、第２のレンズ群２１０と第３のレンズ群３１０とは、第１の光軸１０上からそれぞれの退避位置へと退避する。こうして生じたスペースへ第１のレンズ群１１０を移動させ、さらに像面側へと繰り込むことにより、図４に示す状態となって、交換レンズ１００全体としてのレンズ全長が短縮される。

尚、本実施形態では、マスターレンズは１群構成、エクステンダーレンズは２群構成となっているが、本発明は撮像光学系の構成を限定するものではない。例えば、マスターレンズが多群の構成であったり、別の独立したフォーカス群やレンズ防振群を含む構成であったり、エクステンダーレンズが１群のみの構成であっても構わない。また、本発明のコンバージョンレンズは、本実施形態に示すようなエクステンダーレンズではなく、ワイドコンバージョンレンズであったり、マクロレンズであったり、レデューサーレンズであっても良い。

第１のレンズ群１１０は、光量調節動作を行う絞り群１２０を有している。絞り群１２０は、絞り駆動部（不図示）、複数の絞り羽根１２１、駆動リング１２２から構成され、絞り駆動部が駆動リング１２２を介して、絞り羽根１２１の開口形状を変化させることで光量を調整する。

固定筒１０６は、レンズマウント１０２に固定された固定部材である。固定筒１０６には、直進案内筒１０７に設けられた直進キー（不図示）と嵌合することで、直進案内筒１０７の回転方向への移動を規制して第１の光軸１０方向へ案内する直進案内溝（不図示）が、周方向において３等分に形成されている。固定筒１０６の外周側には、バヨネット（不図示）によって、第１のカム筒１０８が第１の光軸１０を中心として回転可能に保持されており、第１のカム筒１０８は連結キー（不図示）を介して、フォーカス操作環１０３と連結されている。直進案内筒１０７には、固定筒１０６と同様に、第１のレンズ群１１０に設けられた直進キー（不図示）と嵌合する。直進案内筒１０７と直進キーとが嵌合することによって、第１のレンズ群１１０の回転方向への移動を規制して第１の光軸１０方向へ案内する直進案内溝（不図示）が、周方向において３等分に形成されている。直進案内筒１０７の外周側には、バヨネット（不図示）によって、第２のカム筒１０９が第１の光軸１０を中心として回転可能に保持されている。

第１のカム筒１０８と第２のカム筒１０９との内周側には、それぞれ直進案内筒１０７と第１のレンズ群１１０とに設けられたカムフォロア（不図示）に対して嵌合する第１と第２のカム溝（不図示）が、周方向において３等分に形成されている。このとき、第２のカム筒１０９は、第１の光軸１０方向においては直進案内筒１０７と一体的に移動する構成となっている。一方で、第１のカム筒１０８と第２のカム筒１０９とは、連結キー（不図示）により回転規制されており、第１の光軸１０方向においては相対的に移動しつつ、周方向においては連結して回転する。そのため、フォーカス操作環１０３がユーザによって回転操作されると、第１のレンズ群１１０は、直進案内筒１０７と第２のカム筒１０８とを介して、回転方向への移動を規制された状態で第１の光軸１０方向に沿って移動する。

本実施形態では、こうしたいわゆる二段繰り出し方式のレンズ鏡筒の構成を採用することによって、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０が退避して生じたスペースへの、第１のレンズ群１１０の移動を可能にしている。特に図４に示すように、広角側となる第１の焦点距離範囲を取る場合、第１のレンズ群１１０を像面側へ繰り込むことで、交換レンズ１００の全長を短縮し、高い携帯性を実現できる。尚、こうしたレンズ鏡筒の構成については、これまで多くの光学機器に採用されている公知な技術であるため、ここでのより詳しい説明は省略する。

ここまで説明してきたように、本発明の特徴は、望遠側の焦点距離範囲から広角側の焦点距離範囲への切り替えによって生じるレンズ群の退避後のスペースを、レンズ全長の短縮へ活用することにある。従来も、退避レンズ群を撮像光学系の光軸から退避させ、各レンズ群の間隔を狭めて、互いに接近した収納位置へと移動させることで、光軸方向におけるレンズ全長を短縮させるものがあった。ただし、これらは撮像状態から非撮像状態へと移行させる沈胴機構を採用したものであって、レンズ全長を短縮した沈胴状態での撮像は不可能であった。そのため、携帯性は高いものの、撮像が制限された沈胴状態から撮像が可能な状態へ移行させるまでに余分な時間を要していた。

従来技術に対して、本実施形態では、第１のレンズ群１１０が単独で撮像可能な第１の焦点距離範囲を有しており、レンズ全長を短縮した図４の状態であっても撮像が可能である。つまり、一般的な沈胴機構を採用した光学機器と比較して、撮像開始前に要する時間の短縮が可能であり、高い携帯性を実現しながら、撮像機会の損失を抑制できるものである。

次に、図５～図１２を用いて、本実施形態における交換レンズ１００の各レンズ群の移動について詳しく説明する。図５～図１２は、第１のレンズ群１１０、第２のレンズ群２１０、第３のレンズ群３１０における、第１の光軸１０を含むＸＺ平面上の断面図であり、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲への移行を示した図である。このうち、図５は本実施形態における交換レンズ（第２の焦点距離範囲）における各レンズ群の断面図である。図６～図１１は本実施形態における交換レンズ（移行時）における各レンズ群の断面図である。図１２は本実施形態における交換レンズ（第１の焦点距離範囲）における各レンズ群の断面図である。

図５は、交換レンズ１００が第２の焦点距離範囲を取る場合を示しており、第１のレンズ群１１０、第２のレンズ群２１０、第３のレンズ群３１０が、それぞれ被写体側から順に、第１の光軸１０上の任意の位置に配置されているのがわかる。交換レンズ１００が第２の焦点距離範囲のとき、第１のレンズ群１１０を第１の光軸１０に沿って移動させることにより、所望の焦点調整（ピント調整）を行うことが可能となる。このとき、第２のレンズ群２１０、第３のレンズ群３１０は位置移動を伴わない。

交換レンズ１００が第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行するとき、最初に第１のレンズ群１１０が、第１の光軸１０と略平行である第１の方向１１５へと移動を開始する（図６）。第１のレンズ群１１０が、さらに第１の方向１１５に沿って像面側へ移動すると、続いて第２のレンズ群２１０が第２の方向２１５へ、また、第３のレンズ群３１０が第３の方向３１５へ退避を開始する（図７）。尚、本実施形態では、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０を退避させるための駆動源（不図示）として、それぞれのレンズに対応のアクチュエーターを想定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。前述のような沈胴機構を採用した光学機器では、レンズ全長を短縮させるズームモータの駆動力を利用して、退避レンズを移動させる構成などが開示されており、本発明は、上述の技術を組み合わせて実現されるものであっても良い。

ここで、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０の退避する方向について着目すると、第２の方向２１５と第３の方向３１５は、第１の光軸１０を挟んで対向する方向であることがわかる。このことで、第２のレンズ群２１０が第２の方向２１５へ、第３のレンズ群３１０が第３の方向３１５へ移動するときに生じる振動や、重心位置の変動などを低減することが可能となる。

また、図５～図１２は、前述のとおりＸＺ平面上の断面図であり、図２より電気接続部材１０１はＹ軸上に位置していることから、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０は、電気接続部材１０１とは異なる位相へ退避していることがわかる。これにより、レンズマウント１０２周辺のスペースを効率よく使えることから、交換レンズ１００の小型化が可能となる。

第２のレンズ群２１０がさらに第２の方向２１５へ、第３のレンズ群３１０がさらに第３の方向３１５へ退避すると、第１のレンズ群１１０は、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０が退避することで生じたスペースへ移動する（図８～図１０）。第１の光軸１０と、第２のレンズ群２１０の光学中心である第２の光軸２０および第３のレンズ群３１０の光学中心である第３の光軸３０について着目すると、第２の光軸２０および第３の光軸３０は、退避が進むにつれて第１の光軸１０との角度が大きくなる。また、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０のレンズ径とレンズ厚の関係について着目すると、それぞれレンズ厚よりも径の方が大きい。そのため、各レンズ群を傾けながら退避させることで、径方向へ平行移動させながら退避させた場合よりも径方向に省スペース化でき、交換レンズ１００の大型化の抑制が可能となる。

図１１に示したのは、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０が任意の位置への退避を完了した状態であるが、第１のレンズ群１１０は、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０が退避を完了した後も、さらに第１の方向１１５へ移動する。その後、さらに第１のレンズ群１１０が第１の方向１１５へ移動し、任意の位置への移動を完了することで、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲への移行が完了する（図１２）。

図１２に示す第１のレンズ群１１０は、図５～図１１に示す状態と比較して、最も像面側に位置するため、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行することで、交換レンズ１００の全長を短縮することが可能となる。また、第１のレンズ群１１０は第１の焦点距離範囲を有していることから、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０が退避し、第１のレンズ群１１０が像面側へ移動したレンズ全長が最も短い状態でも撮像が可能である。そして、交換レンズ１００が第１の焦点距離範囲を取る場合においても、第１のレンズ群１１０を第１の光軸１０に沿って移動させることにより、所望の焦点調整（ピント調整）を行うことが可能である。

ここまで、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行する場合について説明してきたが、それとは逆に、第１の焦点距離範囲から第２の焦点距離範囲へ移行する場合は、図５～図１２に示すものとは逆の手順を辿ることになる。例えば、ユーザの操作によって第１のレンズ群１１０が像面側から被写体側へ移動すると、それに伴って、第２のレンズ群２１０は、図１１や図１２に示す退避位置から図６に示す第１の光軸１０上に配置された位置まで回転して移動する。第２のレンズ群２１０を回転移動させるための駆動源は、不図示の専用のアクチュエーターである。第２の焦点距離範囲を取る場合、第２のレンズ群２１０は、アクチュエーターの保持力によって回転規制されて、第１の光軸１０上に固定される。

再び、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行する場合は、不図示の専用のアクチュエーターが、第２のレンズ群２１０を退避位置へと移動させる。こうして、本実施形態に示す交換レンズ１００は、ユーザによる操作と専用のアクチュエーターとを組み合わせることによって、第１の焦点距離範囲と第２の焦点距離範囲とを切り替え可能な構成となっている。

図１３（ａ）は、本実施形態における交換レンズ（移行時）における各レンズ群と像面までの光軸方向距離について表したグラフである。図１３（ａ）は、交換レンズ１００が第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行するときの、第１のレンズ群１１０、第２のレンズ群２１０、第３のレンズ群３１０のそれぞれの重心位置の像面１６までの第１の光軸１０方向の距離について表す。図１３（ａ）において、横軸はステップ数、縦軸は像面１６までの距離を表している。ここでステップ数とは、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行する状態を分割して、段階的に示したものである。

第１のレンズ群１１０について着目すると、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲への移行に伴い、像面１６と第１のレンズ群１１０の距離は短くなっていき、第１の焦点距離範囲にてその距離が最も短い状態となっている。一方で、第２のレンズ群２１０について着目すると、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行するとき、像面１６と第２のレンズ群２１０の距離は、第２の焦点距離範囲が最も短い。第２の焦点距離範囲が最も短い状態から緩やかに距離が長くなり、途中から一定の距離を保ったまま、ほぼ変化していない。このことから、第２のレンズ群２１０は、第１のレンズ群１１０の接近に伴い、第１の光軸１０方向の被写体側へ移動していることがわかる。

また、第３のレンズ群３１０について着目すると、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行するとき、像面１６と第３のレンズ群３１０の距離は、第２の焦点距離範囲で最も短い。第２の焦点距離範囲で最も短い状態から第１の焦点距離範囲へ移行するのに伴い、徐々に距離が長くなっていることがわかる。このことから、第３のレンズ群３１０は、第１のレンズ群１１０の接近に伴い、第１の光軸１０方向の被写体側へ移動していることがわかる。

図１３（ａ）には、参考として、カメラマウント７とレンズマウント１０２との接続面（マウント面）から像面までの距離も示している。第１のレンズ群１１０と第２のレンズ群２１０は、第１の光軸１０方向において、常にマウント面よりも被写体側に配置されている。これに対して、第３のレンズ群３１０は、第２の焦点距離範囲を取る場合、少なくとも一部がマウント面と重なっている。一方で、第３のレンズ群３１０は、第１の焦点距離範囲を取る場合、第２のレンズ群２１０と同様に、第１の光軸１０方向においてレンズマウント１０２と重ならない位置へと退避する。

図１３（ｂ）は、交換レンズ１００が第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行するときの、第１のレンズ群１１０、第２のレンズ群２１０、第３のレンズ群３１０のそれぞれの重心位置の第１の光軸１０から径方向の距離について表したグラフである。図１３（ｂ）において、横軸はステップ数、縦軸は第１の光軸１０までの距離を表している。ここでステップ数とは、図１３（ａ）と同様に、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行する状態を分割して、段階的に示したものである。

第１のレンズ群１１０について着目すると、第１のレンズ群１１０は前述のとおり、第１の光軸１０と略平行である第１の方向１１５へ移動することから、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行しても、径方向の距離に変化はない。一方で、第２のレンズ群２１０について着目すると、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行するとき、第２のレンズ群２１０は、第２の方向２１５へ退避することで、第１の光軸１０から離れていくことがわかる。

また、第３のレンズ群３１０について着目すると、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行するとき、第２の方向２１５と対向する第３の方向３１５へ退避する。ゆえに、第１の光軸１０から離れつつ、第２のレンズ群２１０とも距離が離れていくことがわかる。本実施形態では、第３のレンズ群３１０の重心が、カメラ本体１のグリップ部２側となる第３の方向３１５へ移動するのと同時に、第２のレンズ群２１０の重心が、第１の光軸１０を挟んで対向する第２の方向２１５へ移動する。こうして、重心の変化を互いに打ち消しあうことによって、振動の低減を図るとともに、手持ち撮像時であっても、ユーザにとって違和感を与えない構成となっている。

図１３（ｂ）には、参考として、カメラマウント７とレンズマウント１０２との嵌合径（マウント径）から像面までの距離も示している。第１のレンズ群１１０は、像面１６と略平行な平面上、つまり第１の光軸１０方向から見て、常に第１の光軸１０上に配置されている。これに対して、第２のレンズ群２１０と第３のレンズ群３１０は、第２の焦点距離範囲を取る場合には、第１の光軸１０上に配置されているが、第１の焦点距離範囲を取る場合には、光軸上から退避される。そして、図１３（ｂ）に示すように、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０は、像面１６と略平行な平面上、つまり第１の光軸１０方向から見て、それぞれの一部がマウント１０２の内径（マウント径）よりも外径側になる位置まで退避される。

以上、本実施形態における第１のレンズ群１１０は、第１の光軸１０と略平行である第１の方向１１５へ移動することで像面側へ移動する。同時に、本実施形態における第２のレンズ群２１０は、第２の方向２１５へ移動することで、第１の光軸１０方向においては被写体側へ移動するとともに、径方向においては第１の光軸１０と離れる方向へ移動する。また、本実施形態における第３のレンズ群３１０は、第３の方向３１５へ移動することで、第１の光軸１０方向においては被写体側へ移動する。同時に、径方向においては第２のレンズ群２１０と離れる方向へ移動することで、第２の焦点距離範囲から第１の焦点距離範囲へ移行が完了する。

本実施形態では、第２のレンズ群２１０および第３のレンズ群３１０を退避させることで焦点距離範囲を変更させるとともに、それにより生じたスペースへ第１のレンズ群１１０を移動させることで、レンズ全長の短縮が可能となるものである。

尚、本実施形態では、第２のレンズ群２１０と第３のレンズ群３１０との組み合わせによって内蔵コンバージョンレンズを構成しているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、少なくとも第２のレンズ群２１０のみによって、第１の焦点距離範囲と第２の焦点距離範囲との切り替えが実現される構成であっても良い。この場合、第３のレンズ群３１０は、減光フィルターであったり、保護フィルターであったり、偏光フィルターであったりしても良い。

（そのほかの実施形態）
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述したが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、前述した各実施形態は、本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

１ カメラ本体
７ カメラマウント
１０ 第１の光軸
１６ 像面
２０ 第２の光軸
３０ 第３の光軸
１００ 交換レンズ
１０１ 電気接続部品
１０２ レンズマウント
１０３ 操作部材
１１０ 第１のレンズ群
１１５ 第１の方向
２１０ 第２のレンズ群
２１５ 第２の方向
３１０ 第３のレンズ群
３１５ 第３の方向

Claims (9)

1. 第１のレンズ群と、前記第１のレンズ群の光軸上から退避した第１の位置と前記第１のレンズ群よりも像面側であって前記第１のレンズ群の光軸上に存在する第２の位置との間で移動可能な第２のレンズ群とを備えた光学系から構成される光学機器であって、
   前記光学系の焦点距離範囲を第１の焦点距離範囲にする場合に前記第２のレンズ群が前記第１の位置に移動し、前記光学系の焦点距離範囲を前記第１の焦点距離範囲よりも相対的に長い第２の焦点距離範囲にする場合に前記第２のレンズ群が前記第２の位置に移動し、
   前記第２の位置よりも前記第１の位置の方が前記第１のレンズ群の光軸の方向において被写体側の位置であり、前記光学系の焦点距離範囲が前記第１の焦点距離範囲である場合の方が前記光学系の焦点距離範囲が前記第２の焦点距離範囲である場合よりも前記第１のレンズ群の光軸の方向における前記光学機器の全長が短くなることを特徴とする光学機器。
2. さらに、前記光学系は、前記第１のレンズ群の光軸上から退避した第３の位置と前記第１のレンズ群および前記第２のレンズ群よりも像面側であって前記第１のレンズ群の光軸上に存在する第４の位置との間で移動可能な第３のレンズ群を備え、
   前記光学系の焦点距離範囲を前記第１の焦点距離範囲にする場合に前記第３のレンズ群が前記第３の位置に移動し、前記光学系の焦点距離範囲を前記第２の焦点距離範囲にする場合に前記第３のレンズ群が前記第４の位置に移動し、前記第４の位置よりも前記第３の位置の方が前記第１のレンズ群の光軸の方向において被写体側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記第１の位置と前記第３の位置とは、前記第１のレンズ群の光軸を挟んで対向する位置であることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
4. 前記第１のレンズ群がフォーカスレンズを含み、
   前記フォーカスレンズが前記光軸の方向に沿って移動することによって、焦点調整が可能である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光学機器。
5. さらに、前記第１のレンズ群の光軸を中心に回転可能な操作部材を備え、
   前記フォーカスレンズは、前記操作部材の回転と連動して前記光軸の方向に沿って移動することを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
6. さらに、撮像装置の本体が備える第１のマウントと接続可能な第２のマウントを備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光学機器。
7. さらに、前記撮像装置の本体と電気的に接続可能な電気接続部材を備えることを特徴とする請求項６に記載の光学機器。
8. 前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群とは、前記第２のマウントが前記第１のマウントと接続するときの接続面よりも被写体側に位置することを特徴とする請求項６または７に記載の光学機器。
9. 前記第２のレンズ群が前記第１の位置にある場合、像面と平行な平面において前記第２のレンズ群の少なくとも一部が前記第１のマウントと前記第２のマウントとの嵌合径よりも外径側に位置することを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の光学機器。