JP5398432B2 - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、焦点距離を変更可能なレンズ鏡筒に関する。

従来のデジタルカメラには、焦点が合う被写体の物点距離（以下、被写体距離ともいう）を実質的に一定に保ちながら焦点距離を変更可能なズームレンズ系が採用されている。例えば、ズームレンズ系は、コンパクトデジタルカメラや交換レンズ式のデジタルカメラに採用されている。
例えば、従来のレンズ鏡筒では、ズーム機構の動作に伴い、フォーカスレンズを含むフォーカスレンズユニットをカム機構により光軸方向に移動させている。これにより、被写体距離を実質的に一定に保ちながら焦点距離を変更することができる（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００６−１１３２８９号公報 特開平１０−２９３２３７号公報

ところで、従来の交換レンズ式デジタルカメラでは、オートフォーカスの方式として位相差検出方式が採用されている。
しかし、最近では、オートフォーカスの方式としてコントラスト検出方式が採用された交換レンズ式デジタルカメラが提案されている。このコントラスト検出方式では、例えば、フォーカスレンズユニットを光軸方向に動かしながら、フォーカスレンズユニットの各位置における評価値が画像データに基づいて求められる。評価値が一旦ピークを超えるまでフォーカスレンズユニットを移動させ、その後に、評価値が最大である位置まで戻すことで被写体像（被写体の光学像）を合焦させる。このように、コントラスト検出方式によるオートフォーカスにおいては、フォーカスレンズユニットを光軸方向に往復移動させる必要がある。

また、動画撮影時には焦点を合わせ続ける必要があるため、継続的にフォーカスレンズユニットを往復移動させ評価値のピーク位置を検出する必要がある。
このように、コントラスト検出方式を用いる場合、フォーカスレンズユニットを光軸方向に移動させるため、駆動速度を考慮するとフォーカスレンズユニットを小型化するのが好ましい。

しかし、特許文献１に記載のレンズ鏡筒のように、フォーカスレンズユニットをカム機構で光軸方向に駆動する構成を採用すると、フォーカスレンズユニットの寸法が大きくなったり、あるいはフォーカスレンズユニットの重量が増大したりする。
そこで、ズーム機構の駆動をユーザーの手動操作のみで行い、かつ、ズーム機構に対するフォーカスレンズユニットの駆動をアクチュエータのみで行うレンズ鏡筒を、本願の発明者は検討している。この場合、フォーカスレンズユニットおよびその周辺の構造が簡素化されるため、フォーカスレンズユニットの小型化が可能となる。

しかし、フォーカスレンズを駆動するアクチュエータとしてモータを使用する場合、モータをレンズ鏡筒に取り付ける際、レンズ鏡筒の外側へモータが大きく突出してしまい、レンズ鏡筒の小型化が阻害される。
本発明の課題は、小型化が可能なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することにある。

第１の特徴に係るレンズ鏡筒は、第１レンズユニットと、第２レンズユニットと、駆動ユニットと、を備えている。第１レンズユニットは、第１レンズ素子と、第１レンズ素子を支持する第１レンズ支持枠と、を有している。第１レンズユニットは、ズーム操作によって光軸方向に移動する。第２レンズユニットは、第２レンズ素子と、第２レンズ素子を支持する第２レンズ支持枠と、伝達部材とを、有している。第２レンズユニットは、第１レンズユニットに対して、第１レンズ素子の光軸方向に移動可能なように、第１レンズユニットに支持されている。伝達部材は、第２レンズ支持枠により第１回転軸回りに回転可能に支持され、駆動シャフトの回転運動を前記光軸方向の直進運動に変換する。駆動ユニットは、第１レンズユニットに対して第２レンズユニットを駆動するためのユニットであって、第１レンズユニットに固定されている。

第１レンズユニットは、案内シャフトを有している。案内シャフトは、第１レンズ支持枠に固定され、第２レンズ支持枠を光軸方向に案内する。伝達部材は、伝達部材本体を、有している。伝達部材本体は、駆動ユニットから駆動力が伝達される。伝達部材本体は、第１回転軸とは反対側に開く概ねＵ字形状を、有している。
第１レンズユニットに駆動ユニットが固定された状態で、光軸方向から見た場合に第１レンズユニットの外周と駆動ユニットの外周とに沿って形成される第１外形ラインが、光軸を中心として、概ね円形である。駆動ユニットが第１レンズユニットに固定された状態では、伝達部材本体と第１回転軸と案内シャフトの軸芯とは、概ね円周方向に並べて配置されている。

このレンズ鏡筒では、第１レンズユニットに駆動ユニットが固定された状態で、光軸方向から見た場合に第１レンズユニットの外周と駆動ユニットの外周とに沿って形成される第１外形ラインが、光軸を中心として、概ね円形になっているので、第１レンズユニットから駆動ユニットが大きく外側に突出するのを抑制できる。これにより、レンズ鏡筒の小型化が可能となる。また、このレンズ鏡筒を備えた撮像装置でも、小型化が可能となる。

ここで、「第１外形ラインが概ね円形」とは、第１レンズユニットおよび駆動ユニットにより形成される第１外形ラインが完全に円形である場合の他に、レンズ鏡筒の小型化が可能な範囲で第１外形ラインが円形からずれている場合も含んでいる。
なお、第１外形ラインが概ね円形であるかどうかを判断する際には、例えば、第１レンズユニットにカムピンのように外側に突出する部分が設けられていても、その部分の形状は考慮しない。

第２の特徴に係るレンズ鏡筒は、第１レンズユニットと、第２レンズユニットと、駆動ユニットと、を備えている。第１レンズユニットは、第１レンズ素子と、第１レンズ素子を支持する第１レンズ支持枠と、を有している。第２レンズユニットは、第２レンズ素子と、第２レンズ素子を支持する第２レンズ支持枠と、を有している。第２レンズユニットは、第１レンズユニットに対して第１レンズ素子の光軸方向に移動可能なように、第１レンズユニットに支持されている。駆動ユニットは、第１レンズユニットに対して第２レンズユニットを駆動するためのユニットであって、第１レンズユニットに固定されている。

第１レンズユニットは、案内シャフトを有している。案内シャフトは、第１レンズ支持枠に固定され、第２レンズ支持枠を光軸方向に案内する。第２レンズユニットは、第２レンズ支持枠により回転軸回りに回転可能に支持され駆動シャフトの回転運動を光軸方向の直進運動に変換する伝達部材と、第２レンズ支持枠に対して伝達部材が外周側に移動するように伝達部材に回転軸回りの回転力を付与する弾性部材と、を有している。

伝達部材は、回転軸とは反対側に開く概ねＵ字形状を有し駆動ユニットから駆動力が伝達される伝達部材本体を、有している。伝達部材本体は、駆動ユニットが第１レンズユニットに固定されている状態で、概ね円周方向に向かって開いている。駆動ユニットが第１レンズユニットに固定される前には、伝達部材本体が、案内シャフトの軸芯より半径方向外側に配置される。駆動ユニットが第１レンズユニットに固定された状態では、伝達部材本体は概ね円周方向に向かって開いており、伝達部材本体と回転軸と案内シャフトの軸芯とは、概ね円周方向に並べて配置されている。

弾性部材は、回転軸を中心として、伝達部材本体が第１レンズユニットの外側に向かって回転するように、回転力を伝達部材に付与している。
レンズ鏡筒には、カメラ本体と一体型のレンズ鏡筒の他に、交換レンズ式の撮像装置に用いられる交換レンズユニットも含まれる。撮像装置には、カメラ本体とレンズ鏡筒とが一体の撮像装置の他に、交換レンズ式の撮像装置も含まれる。撮像装置としては、例えばデジタルスチルカメラ、交換レンズ式のデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話およびカメラ付きＰＤＡ（Personal Digital Assistant）が考えられる。また、撮像装置には、静止画のみ撮影可能な装置、動画のみ撮影可能な装置、静止画および動画が撮影可能な装置が含まれ得る。

本発明によれば、小型化が可能なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することができる。

デジタルカメラの概略構成図 カメラ本体の構成を示すブロック図 デジタルカメラの概略斜視図 （Ａ）カメラ本体の上面図、（Ｂ）カメラ本体の背面図 交換レンズユニットの断面図（広角端） 交換レンズユニットの断面図（広角端） 交換レンズユニットの断面図（望遠端） 交換レンズユニットの断面図（望遠端） 第２レンズ群ユニットおよびフォーカスレンズユニットの分解斜視図 第２レンズ群ユニットおよびフォーカスレンズユニットの分解斜視図 フォーカスレンズユニットの斜視図 フォーカスレンズユニットの斜視図 （Ａ）光学系の構成図（広角端）、（Ｂ）光学系の構成図（望遠端） ズームリングの回転角度と各部材の撮像センサからの距離との関係を示すグラフ ズームレンズ系を実現するためのトラッキングテーブル フォーカスレンズユニットの平面図 フォーカスレンズユニットの平面図（組み付け時） フォーカスレンズユニットの平面図（他の実施形態）

［第１実施形態］
＜デジタルカメラの概要＞
図１〜図１４を用いて、デジタルカメラ１について説明する。図１はデジタルカメラ１の概略構成図である。図１に示すように、デジタルカメラ１（撮像装置の一例）は、交換レンズ式のデジタルカメラであり、主に、カメラ本体３と、カメラ本体３に取り外し可能に装着された交換レンズユニット２（レンズ鏡筒の一例）と、を備えている。交換レンズユニット２は、レンズマウント９５を介して、カメラ本体３の前面に設けられたボディーマウント４に装着されている。

図２はカメラ本体３の構成を示すブロック図である。図３はデジタルカメラ１の概略斜視図である。図４（Ａ）はカメラ本体３の上面図であり、図４（Ｂ）はカメラ本体３の背面図である。図５〜図８は交換レンズユニット２の概略断面図である。図５および図６が広角端の状態を示しており、図７および図８が望遠端の状態を示している。図６は図５とは異なる平面における断面図である。図８は図７とは異なる平面における断面図である。図９および図１０は第２レンズ群ユニット７７およびフォーカスレンズユニット７５の分解斜視図である。図１１および図１２はフォーカスレンズユニットの斜視図である。図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）は光学系Ｌの構成図である。図１３（Ａ）が広角端の状態を示しており、図１３（Ｂ）が望遠端の状態を示している。図１４は、ズームリング８４の回転位置と、各部材の撮像センサ１１からの距離と、の関係を示している。

なお、本実施形態では、デジタルカメラ１に対して３次元直交座標系を設定する。光学系Ｌ（後述）の光軸ＡＺはＺ軸方向（光軸方向の一例）と一致している。Ｘ軸方向はデジタルカメラ１での縦撮り姿勢における水平方向と一致している。Ｙ軸方向はデジタルカメラ１での横撮り姿勢における鉛直方向と一致している。また、以下の説明において、「前」とは、デジタルカメラ１の被写体側（Ｚ軸方向正側）を、「後」とは、デジタルカメラ１の被写体側と反対側（ユーザー側、Ｚ軸方向負側）を意味する。

＜交換レンズユニット＞
図１〜図１４を用いて交換レンズユニット２の概略構成を説明する。図１に示すように、交換レンズユニット２は、光学系Ｌと、光学系Ｌを支持するレンズ支持機構７１と、フォーカス調節ユニット７２と、絞り調節ユニット７３と、振れ補正ユニット７４と、レンズマイコン４０と、を有している。

（１）光学系
光学系Ｌは、被写体の光学像を形成するためのズームレンズ系であり、主に４つのレンズ群から構成されている。具体的には図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すように、光学系Ｌは、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、を有している。

第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１と、第１レンズＬ１の撮像センサ１１側に配置あされた第２レンズＬ２と、を有している。第１レンズＬ１は被写体側を向く凸面を有する負メニスカスレンズである。第２レンズＬ２は、被写体側を向く凸面を有する正メニスカスレンズであり、接着層を介して第１レンズＬ１に接合されている。
第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３と、第３レンズＬ３の撮像センサ１１側に配置された第４レンズＬ４と、第４レンズＬ４の撮像センサ１１側に配置された第５レンズＬ５（第１レンズ素子の一例）と、を有している。第３レンズＬ３は被写体側に向く凸面を有する負メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は両凹レンズである。第５レンズＬ５は両凸レンズである。

第３レンズ群Ｇ３は第６レンズＬ６（第２レンズ素子の一例）から構成されている。第６レンズＬ６は、撮像センサ１１側を向く凸面を有する負メニスカスレンズであり、第５レンズＬ５と第７レンズＬ７とのＺ軸方向間（第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４とのＺ軸方向間）に配置されている。
第４レンズ群Ｇ４は、第７レンズＬ７と、第８レンズＬ８と、第９レンズＬ９と、第１０レンズＬ１０と、第１１レンズＬ１１と、第１２レンズＬ１２と、を有している。第７レンズＬ７は、振れ補正のための正メニスカスレンズであり、撮像センサ１１側を向く凸面を有している。第８レンズＬ８は両凸レンズである。第９レンズＬ９は、両凹レンズであり、接着層を介して第８レンズＬ８に接合されている。第１０レンズＬ１０は両凸レンズである。第１０レンズＬ１０の被写体側の面は、非球面である。第１１レンズＬ１１は、被写体側を向く凸面を有する負メニスカスレンズであり、接着層を介して第１０レンズＬ１０に接合されている。第１２レンズＬ１２は両凸レンズである。

図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）および図１４に示すように、広角端から望遠端へのズーミング時には、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ被写体側へと光軸ＡＺに沿ってＺ軸方向へ移動する。より詳細には、広角端から望遠端へのズーミング時には、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増加し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少する。絞りユニット６２（後述）は第４レンズ群Ｇ４と共に被写体側に移動する。

また、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシング時には、第３レンズ群Ｇ３が光軸ＡＺに沿って被写体側へと移動する。
さらに、デジタルカメラ１の動きに起因する光学像の振れを抑制するために、第７レンズＬ７が光軸ＡＺと直交する２方向に移動する。
（２）レンズ支持機構
レンズ支持機構７１は、光学系Ｌを移動可能に支持するための機構であり、レンズマウント９５と、固定枠５０（支持枠の一例）と、カム筒５１と、第１ホルダー５２と、第１レンズ群支持枠５３と、第２レンズ群支持枠５４と、第２ホルダー５５（第１レンズ支持枠の一例）と、第３レンズ群支持枠５６（第２レンズ支持枠の一例）と、第４レンズ群支持枠６１と、ズームリングユニット８３と、フォーカスリングユニット８８と、を有している。

レンズマウント９５は、カメラ本体３のボディーマウント４に装着される部分であり、レンズ側接点９１を有している。固定枠５０は、カム筒５１を回転可能に支持する部材であり、レンズマウント９５に固定されている。固定枠５０は、Ｚ軸方向正側の端部に突起５０ａと、外周に設けられた３つの凹部５０ｂと、光軸ＡＺ回りに等ピッチで配置された３本の貫通直進溝５０ｃと、を有している。カム筒５１は、内周に設けられた３つの凸部５１ａと、３本の第１カム溝５１ｄと、３本の第２カム溝５１ｂと、３本の第３カム溝５１ｃと、を有している。カム筒５１の凸部５１ａが固定枠５０の凹部５０ｂに挿入されているため、Ｚ軸方向の相対移動が規制された状態で、固定枠５０に対して回転可能なようにカム筒５１が固定枠５０により支持されている。

第１レンズ群支持枠５３は、第１ホルダー５２に固定されており、第１レンズ群Ｇ１を支持している。第１ホルダー５２は、内周側に形成されＺ軸方向に延びる縦溝５２ａと、光軸ＡＺ周りに等ピッチで配置された３つのカムピン８１と、を有している。縦溝５２ａには固定枠５０の突起５０ａが挿入されている。カムピン８１はカム筒５１の第１カム溝５１ｄに挿入されている。これらの構成により、第１ホルダー５２は固定枠５０に対して回転することなくＺ軸方向に移動可能である。固定枠５０に対する第１ホルダー５２の移動量は第１カム溝５１ｄの形状により決まる。第１ホルダー５２の先端には、偏光フィルタや保護フィルタのような光学フィルタおよびコンバージョンレンズを取り付けるための雌ねじ部５２ｃが形成されている。

第２レンズ群支持枠５４は、第２ホルダー５５に固定されており、第２レンズ群Ｇ２を支持している。第２レンズ群支持枠５４および第２ホルダー５５により、第２レンズ群ユニット７７（第１レンズユニットの一例）が構成されている。第２ホルダー５５は、光軸ＡＺ周りに等ピッチで配置された３つの凸部５５ｂと、凸部５５ｂに固定された３つのカムピン８２と、を有している。カムピン８２はカム筒５１の第２カム溝５１ｂに挿入されている。凸部５５ｂは固定枠５０の貫通直進溝５０ｃに挿入されている。これらの構成により、第２レンズ群支持枠５４および第２ホルダー５５は、固定枠５０に対して回転することなくＺ軸方向に移動可能である。固定枠５０に対する第２レンズ群支持枠５４および第２ホルダー５５の移動量は、第２カム溝５１ｂの形状により決まる。

第３レンズ群支持枠５６は、第３レンズ群Ｇ３（より詳細にはフォーカスレンズとして機能する第６レンズＬ６）を支持する部材であり、軸受け部５６ａと、廻り止め部５６ｂと、第１ラック支持部５６ｃと、第２ラック支持部５６ｅと、突起５６ｄと、を有している。第６レンズＬ６および第３レンズ群支持枠５６によりフォーカスレンズユニット７５が構成されている。第２ホルダー５５は、Ｚ軸方向に延びる２本のガイドポール６３ａ、６３ｂの前側端部を支持している。ガイドポール支持板６５は、ガイドポール６３ａ（案内シャフトの一例）の後側端部を支持するための部材であり、第２ホルダー５５の撮像センサ１１側に固定されている。軸受け部５６ａにはガイドポール６３ａが挿入されており、廻り止め部５６ｂにはガイドポール６３ｂが挿入されている。ガイドポール６３ａおよび６３ｂにより、光軸ＡＺ周りの回転が規制された状態で、第３レンズ群支持枠５６はＺ軸方向に移動可能に支持されている。

第１ラック支持部５６ｃおよび第２ラック支持部５６ｅは、軸受け部５６ａのＺ軸方向負側に配置された部分であり、ラック６６を軸方向に一体で移動可能にかつ回転軸Ｒ２回りに回転可能に支持している。具体的には、ラック６６（伝達部材の一例）は、第１ラック支持部５６ｃおよび第２ラック支持部５６ｅの間に配置された根元部６６ｄと、根元部６６ｄの端部に配置されたラック本体６６ａ（伝達部材本体の一例）と、根元部６６ｄからＺ軸方向に延びる軸部６６ｂと、を有している。根元部６６ｄはラック本体６６ａよりもＺ軸方向の寸法が小さい。

ラック本体６６ａは、リードスクリュ６４ａ（後述）が嵌め込まれる部分であり、リードスクリュ６４ａと噛み合う複数の歯６６ｃを有している。ラック６６により、リードスクリュ６４ａの回転運動はＺ軸方向の直進運動に変換される。ラック本体６６ａは、概ねＵ字形状を有しており、回転軸Ｒ２（第１回転軸の一例）とは反対側に向かって開いている。ラック本体６６ａが開いている方向（ラック本体６６ａが向いている方向）とは、例えば、ラック本体６６ａからリードスクリュ６４ａを取り外す際のリードスクリュ６４ａの移動方向を意味している。駆動ユニット７０（後述）が第２ホルダー５５に固定されている状態で、ラック本体６６ａは概ね円周方向に向かって開いている。

軸部６６ｂは第１ラック支持部５６ｃおよび第２ラック支持部５６ｅにより回転可能に支持されている。これにより、ラック本体６６ａは回転軸Ｒ２を中心に第３レンズ群支持枠５６に対して回転可能となっている。
さらに、図９、図１１および図１２に示すように、根元部６６ｄと第２ラック支持部５６ｅとの間に、ねじりコイルバネ６８（弾性部材の一例）が配置されている。ねじりコイルバネ６８は、弾性力を発生する巻き回り部６８ａと、第１端部６８ｂと、第２端部６８ｃと、を有している。巻き回り部６８ａはラック６６の軸部６６ｂに挿入されている。巻き回り部６８ａが捩られた状態で、第１端部６８ｂが軸受け部５６ａおよび第２ラック支持部５６ｅに引っかけられており、第２端部６８ｃがラック６６のラック本体６６ａに引っかけられている。ねじりコイルバネ６８は、ラック６６に対してＡ方向へ回転力を付与している。つまり、ねじりコイルバネ６８によりラック本体６６ａが第３レンズ群支持枠５６に対して外周側（光軸ＡＺに直交する半径方向の外側）に移動するように、ねじりコイルバネ６８はラック６６に回転力を付与している。回転力が付与されている。この結果、ラック６６はリードスクリュ６４ａに常に押し付けられている。これにより、ラック６６とリードスクリュ６４ａとの間のバックラッシュを低減することができ、第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５の位置精度を高めることができる。また、ラック６６がリードスクリュ６４ａに常に押し付けられているため、リードスクリュ６４ａからラック６６に駆動力を効率よく伝達することが可能となる。

さらに、ねじりコイルバネ６８の巻き回り部６８ａは、第２ラック支持部５６ｅと根元部６６ｄとの間でＺ軸方向（回転軸Ｒ２に平行な方向）に圧縮されている。ねじりコイルバネ６８はラック６６に対して押付力Ｆを付与しており、ねじりコイルバネ６８によりラック６６は第１ラック支持部５６ｃに押し付けられている。これにより、ラック６６が第３レンズ群支持枠５６に対してＺ軸方向に移動するのを抑制でき、フォーカスレンズユニット７５の位置精度をさらに高めることができる。

第２ホルダー５５には駆動ユニット７０が固定されている。駆動ユニット７０は、フォーカスモータ６４（アクチュエータの一例）と、フォーカスモータ６４に固定されたモータホルダー６４ｃ（支持プレートの一例）と、を有している。フォーカスモータ６４は例えばステッピングモータである。フォーカスモータ６４は、モータ本体６４ｇと、モータ本体６４ｇからＺ軸方向に延びたリードスクリュ６４ａ（駆動シャフトの一例）と、を有している。モータ本体６４ｇは、リードスクリュ６４ａは、光軸ＡＺに平行に配置された回転軸Ｒ１（第２回転軸の一例）を中心に回転する。モータホルダー６４ｃは、フォーカスモータ６４に固定されており、リードスクリュ６４ａを回転可能に支持している。リードスクリュ６４ａにはラック６６が噛み合っている。

突起５６ｄは、フォーカスレンズユニット７５の原点を検出するための部分であり、フォトセンサ６７（後述）の検出領域を通過可能な位置に設けられている。本実施形態では、フォーカスレンズ群である第３レンズ群Ｇ３が１枚の第６レンズＬ６により形成されているため、第３レンズ群Ｇ３の重量を例えば１ｇ以下とすることができ、フォーカスモータ６４での駆動速度を高めることができる。

第４レンズ群支持枠６１は、第１支持枠５７と、第２支持枠５８と、第３支持枠５９と、第４支持枠６０と、を有している。第４レンズ群Ｇ４および第４レンズ群支持枠６１により、第４レンズ群ユニット７８が構成されている。
第１支持枠５７は第７レンズＬ７を支持している。第２支持枠５８は、第８レンズＬ８および第９レンズＬ９を支持しており、さらに第１支持枠５７を光軸ＡＺに直交する２方向に移動可能に支持している。第２支持枠５８は光軸ＡＺ周りに等ピッチで配置された３つのカムピン８０を有している。

第３支持枠５９は、第１０レンズＬ１０および第１１レンズＬ１１を支持しており、例えばネジにより第２支持枠５８に固定されている。第４支持枠６０は、第１２レンズＬ１２を支持しており、例えばネジにより第３支持枠５９に固定されている。これらの構成により、第１支持枠５７、第２支持枠５８、第３支持枠５９および第４支持枠６０は、光軸ＡＺに沿って一体で移動する。

また、第１支持枠５７は、例えば第２支持枠５８により光軸ＡＺに直交する２方向に移動可能なように支持されている。この構成により、第１支持枠５７は、第２支持枠５８、第３支持枠５９および第４支持枠６０に対してＺ軸方向には一体で移動しつつ光軸ＡＺに直交する方向に移動可能である。
ズームリングユニット８３は、リングベース８６と、ズームリング８４と、ズームリング８４の回転位置を検出するリニアポジションセンサ８７と、を有している。ズームリング８４の回転位置とは、ズームリング８４の回転方向の位置を意味しており、ある基準位置からのズームリング８４の回転角度ということもできる。

ズームリング８４は、円筒形状を有しており、固定枠５０に固定されたリングベース８６により、Ｚ軸方向への移動が規制された状態で光軸ＡＺ周りに回転可能に支持されている。ズームリング８４はＺ軸方向負側の端部に貫通穴８４ａを有している。貫通穴８４ａには、カム筒５１に固定されたズーム駆動ピン８５が挿入されている。これにより、カム筒５１はズームリング８４と光軸ＡＺ周りに一体回転する。

リニアポジションセンサ８７は、ユーザーによるズームリング８４の回転位置および回転方向を検出し、検出結果をレンズマイコン４０に送信する。具体的には、リニアポジションセンサ８７は、リングベース８６に固定されており、半径方向外側に突出する摺動子８７ａを有している。この摺動子８７ａは、ズームリング８４に形成されたカム溝８４ｂに挿入されている。固定枠５０に対してズームリング８４が回転すると、カム溝８４ｂに沿って摺動子８７ａはＺ軸方向に移動する。リニアポジションセンサ８７は、可変抵抗器を有しており、摺動子８７ａがこの可変抵抗器内にある磁気抵抗体上をスライドすることにより、両端に所定の電圧を付与した端子間において、摺動子８７ａのＺ軸方向の位置に比例した出力（出力電圧）をリニアに得ることができる。リニアポジションセンサ８７の出力を回転位置情報に変換することで、ズームリング８４の回転位置を検出することが可能となる。ズームリング８４の外周面には、光学系Ｌの焦点距離が表示されている。

なお、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４がレンズ支持機構７１を介して機械的に連結されているため、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の絶対位置（例えば、撮像センサ１１の受光面１１ａを基準とした位置）はズームリング８４の回転位置と一定の関係を有している。したがって、ズームリング８４の回転位置を検出することにより、例えばレンズマウント９５に対する第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の絶対位置を把握することができる。なお、ズームリング８４は、例えば可動式のレバーのような他の構造を有していてもよい。

フォーカスリングユニット８８は、フォーカスリング８９と、フォーカスリング８９の回転角度を検出するフォーカスリング角度検出部９０と、を有している。フォーカスリング８９は、円筒形状を有しており、リングベース８６により、Ｚ軸方向の移動が規制された状態で光軸ＡＺ周りに回転可能に支持されている。フォーカスリング８９の回転角度および回転方向は、フォーカスリング角度検出部９０により検出可能である。例えば、このフォーカスリング角度検出部９０は、２つのフォトセンサ（図示せず）を有している。フォーカスリング８９は、回転方向に等間隔で配置され半径方向内側に突出する複数の突起８９ａを有している。各フォトセンサは、発光部（図示せず）および受光部（図示せず）を有しており、発光部および受光部の間を複数の突起８９ａが通過することで、フォーカスリング８９の回転角度および回転方向を検出することができる。なお、フォーカスリング８９は、例えば可動式のレバーのような他の構造を有していてもよい。

（３）フォーカス調節ユニット
フォーカス調節ユニット７２は、フォーカスモータ６４と、フォーカス駆動制御部４１と、フォトセンサ６７と、を有している。フォーカスモータ６４は、第２ホルダー５５に固定されており、第２レンズ群ユニット７７に対してフォーカスレンズユニット７５をＺ軸方向に駆動する。第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５の駆動は、フォーカスモータ６４のみにより行われる。言い換えると、フォーカスモータ６４がフォーカスレンズユニット７５を駆動していない状態（例えば、フォーカスモータ６４に電力が供給されていない状態）では、第２レンズ群ユニット７７に対してフォーカスレンズユニット７５を移動させることはできない。この場合、フォーカスレンズユニット７５は第２ホルダー５５と一体でＺ軸方向に移動する。

フォーカスモータ６４のリードスクリュ６４ａは、フォーカス駆動制御部４１から入力された駆動信号に基づいて回転する。フォーカスモータ６４で発生した回転運動は、リードスクリュ６４ａおよびラック６６によりフォーカスレンズユニット７５のＺ軸方向の直進運動に変換される。これにより、第２レンズ群ユニット７７に対してフォーカスレンズユニット７５がＺ軸方向に移動可能となる。

このデジタルカメラ１では、被写体距離を実質的に一定に保ちつつ焦点距離を変更できるズームレンズ系を実現するために、レンズマイコン４０に予め記憶されているトラッキングテーブルに基づいてフォーカス調節ユニット７２によりフォーカスレンズユニット７５が駆動される。ここでは、このようなトラッキング方式を電子トラッキングと呼ぶ。
トラッキングテーブルとは、焦点距離が変化しても焦点が合う被写体距離が実質的に一定に保たれるフォーカスレンズユニット７５の位置（より詳細には、第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５の位置）を示す情報である。被写体距離が実質的に一定とは、被写体距離の変化量が所定の被写界深度内に収まることを意味している。電子トラッキングについては後述する。

また、第２ホルダー５５には、フォーカスレンズユニット７５の原点位置を検出するフォトセンサ６７が搭載されている。このフォトセンサ６７は発光部（図示せず）と受光部（図示せず）とを有している。発光部と受光部との間を第３レンズ群支持枠５６の突起５６ｄが通過すると、フォトセンサ６７は突起５６ｄの有無を検出できる。つまり、フォトセンサ６７により、第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５の原点位置を検出することが可能となる。言い換えれば、フォトセンサ６７は、第２レンズ群Ｇ２に対する第３レンズ群Ｇ３の原点位置を検出する原点検出器である。レンズマイコン４０は、第３レンズ群Ｇ３を原点位置に駆動し、フォトセンサ６７からの信号によりフォーカスレンズユニット７５（第３レンズ群Ｇ３）が原点位置にあることを認識する。

フォトセンサ６７により検出できる原点位置は第２レンズ群ユニット７７に対して移動することがない絶対位置である。このため、フォーカスレンズユニット７５の位置を第２レンズ群ユニット７７に対して原点位置にリセットする際には、フォトセンサ６７により原点検出用の突起５６ｄが検出される位置までフォーカスレンズユニット７５を駆動する。例えば、デジタルカメラ１の電源スイッチ２５をオフにすると、フォーカスレンズユニット７５の現在位置に関わらず、第３レンズ群支持枠５６の突起５６ｄがフォトセンサ６７に検出される位置までフォーカスレンズユニット７５がフォーカスモータ６４により駆動される。フォーカスレンズユニット７５の駆動完了後、デジタルカメラ１の電源がオフになる。逆に、デジタルカメラ１の電源スイッチ２５をオンにすると、フォーカスモータ６４によりフォーカスレンズユニット７５がトラッキングテーブルに基づいて求められた所定の位置まで駆動される。なお、原点検出器は、フォトセンサに限られず、例えば、マグネットおよび磁気センサを組み合わせることで実現されてもよい。

（４）絞り調節ユニット
絞り調節ユニット７３は、第２支持枠５８に固定された絞りユニット６２と、絞りユニット６２を駆動する絞り駆動モータ（図示せず）と、絞り駆動モータを制御する絞り駆動制御部４２と、を有している。絞り駆動モータは、例えばステッピングモータである。絞り駆動モータは、絞り駆動制御部４２から入力される駆動信号に基づいて駆動される。絞り駆動モータで発生した駆動力により、絞り羽根６２ａが開方向および閉方向に駆動される。絞り羽根６２ａを駆動することで光学系Ｌの絞り値を変更することができる。

（５）振れ補正ユニット
振れ補正ユニット７４は、交換レンズユニット２およびカメラ本体３の動きに起因する光学像の振れを抑制するためのユニットであり、電磁アクチュエータ４６と、位置検出センサ４７と、振れ補正用マイコン４８と、を有している。
電磁アクチュエータ４６は第１支持枠５７を光軸ＡＺに直交する方向に駆動する。具体的には、電磁アクチュエータ４６は、例えばマグネット（図示せず）とコイル（図示せず）とを有している。例えば、コイルは第１支持枠５７に設けられており、マグネットは第２支持枠５８に固定されている。

位置検出センサ４７は、第２支持枠５８に対する第１支持枠５７の位置を検出するためのセンサであり、例えばホール素子である。交換レンズユニット２には、ジャイロセンサなどの動き検出センサ（図示せず）が搭載されている。振れ補正用マイコン４８は、位置検出センサ４７の検出結果および動き検出センサの検出結果に基づいて、電磁アクチュエータ４６を制御する。これにより、デジタルカメラ１の動きに起因する被写体像の振れを抑制することができる。

なお、被写体像の振れを抑制する方法として、撮像センサ１１から出力される画像データに基づいて画像に表れる振れを補正する電子式振れ補正を適用してもよい。また、光学像の振れを抑制する方法として、撮像センサ１１を光軸ＡＺと直交する２方向に駆動するセンサシフト方式を適用してもよい。
（６）レンズマイコン
レンズマイコン４０は、ＣＰＵ（図示せず）、ＲＯＭ（図示せず）およびメモリ４０ａを有しており、ＲＯＭに格納されているプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現し得る。例えば、レンズマイコン４０は、フォトセンサ６７の検出信号によりフォーカスレンズユニット７５が原点位置にあることを認識することができる。

メモリ４０ａは、不揮発性メモリであり、電力供給が停止している状態でも記憶している情報を保持できる。メモリ４０ａには、例えば交換レンズユニット２に関する情報（レンズ情報）やズームレンズ系を実現するためのトラッキングテーブル（後述）が格納されている。レンズマイコン４０は、このトラッキングテーブルに基づいてフォーカスモータ６４を制御し、フォーカスモータ６４によりフォーカスレンズユニット７５がＺ軸方向に駆動される。以下、トラッキングテーブルに基づいてフォーカスレンズユニット７５の位置を焦点距離の変化に追従させる動作を、電子トラッキングという。

レンズマイコン４０は、フォーカスモータ６４のパルス数をカウントするためのカウンタ４０ｂを有している。カウンタ４０ｂは、フォーカスレンズユニット７５をＺ軸方向正側に駆動した場合、カウントを「＋１」とし、フォーカスレンズユニット７５をＺ軸方向負側に駆動した場合、カウントを「−１」とする。このように、カウンタ４０ｂでフォーカスモータ６４の駆動パルス数をカウントすることで、レンズマイコン４０は、第２レンズ群Ｇ２に対する第３レンズ群Ｇ３の相対位置（第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５の位置）を把握することができる。

例えば、フォーカスモータ６４のリードスクリュ６４ａの１回転当たり、ラック６６が０．６ｍｍだけＺ軸方向に駆動される。マグネット（図示せず）が１０極であるフォーカスモータ６４を１−２相励磁にて駆動する場合、１パルス当たり、０．６／２０／２＝０．０１５ｍｍ（１５μｍ）だけラック６６がＺ軸方向に駆動される。マイクロステップ駆動時には、さらに細かい単位でラック６６を駆動できる。ステッピングモータを用いることで、細かい単位でフォーカスレンズユニット７５を駆動することができ、例えば反転駆動時のバックラッシュを小さくすることができる。つまり、フォーカスモータ６４としてステッピングモータを選定することで、高精度なフォーカス調節を実現できる。また、駆動パルス数をカウントすることで、第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５の現在位置を把握でき、さらにフォーカスレンズユニット７５の駆動量を算出することができる。

＜カメラ本体＞
図１〜図４（Ｂ）を用いてカメラ本体３の概略構成について説明する。図１〜図４（Ｂ）に示すように、カメラ本体３は、筐体３ａと、ボディーマウント４と、操作ユニット３９と、画像取得部３５と、画像表示部３６と、ファインダ部３８と、ボディーマイコン１０と、バッテリー２２と、を有している。

（１）筐体
筐体３ａは、カメラ本体３の外装部を構成している。図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、筐体３ａの前面には、ボディーマウント４が設けられており、筐体３ａの背面および上面には、操作ユニット３９が設けられている。具体的には、筐体３ａの背面には、表示部２０と、電源スイッチ２５と、モード切り換えダイヤル２６と、十字操作キー２７と、メニュー設定ボタン２８と、設定ボタン２９と、撮影モード切り換えボタン３４と、動画撮影操作ボタン２４が設けられている。筐体３ａの上面には、シャッターボタン３０が設けられている。

（２）ボディーマウント
ボディーマウント４は、交換レンズユニット２のレンズマウント９５が装着される部分であり、レンズ側接点９１と電気的に接続可能なボディー側接点（図示せず）を有している。ボディーマウント４およびレンズマウント９５を介して、カメラ本体３は交換レンズユニット２とデータの送受信が可能である。例えば、ボディーマイコン１０（後述）は、ボディーマウント４およびレンズマウント９５を介して露光同期信号などの制御信号をレンズマイコン４０に送信する。

（３）操作ユニット
図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、操作ユニット３９は、ユーザーが操作情報を入力するための各種操作部材を有している。例えば、電源スイッチ２５は、デジタルカメラ１あるいはカメラ本体３の電源の入切を行うためのスイッチである。電源スイッチ２５により電源がオン状態になると、カメラ本体３および交換レンズユニット２の各部に電源が供給される。

モード切り換えダイヤル２６は、静止画撮影モード、動画撮影モードおよび再生モード等の動作モードを切り換えるためのダイヤルであり、ユーザーはモード切り換えダイヤル２６を回転させて動作モードを切り換えることができる。モード切り換えダイヤル２６により静止画撮影モードが選択されると、動作モードを静止画撮影モードへ切り換えることができ、モード切り換えダイヤル２６により動画撮影モードが選択されると、動作モードを動画撮影モードへ切り換えることができる。動画撮影モードでは、基本的に動画撮影が可能となる。さらに、モード切り換えダイヤル２６により再生モードが選択されると、動作モードを再生モードへ切り換えることができ、表示部２０に撮影画像を表示させることができる。

十字操作キー２７は、ユーザーが上下左右の方向を選択できるボタンである。十字操作キー２７を用いて、例えば表示部２０に表示された各種メニュー画面から所望のメニューを選択することができる。
メニュー設定ボタン２８はデジタルカメラ１の各種動作を設定するためのボタンである。設定ボタン２９は各種メニューの実行を確定するためのボタンである。

動画撮影操作ボタン２４は、動画撮影の開始および停止を指示するためのボタンである。モード切り換えダイヤル２６において選択された動作モードが静止画撮影モードまたは再生モードであっても、この動画撮影操作ボタン２４を押すことにより、モード切り換えダイヤル２６での設定内容に関係なく、強制的に動作モードが動画撮影モードに移行し、動画撮影が開始される。さらに、動画撮影中に、この動画撮影操作ボタン２４が押されると、動画撮影が終了し、モード切り換えダイヤル２６において選択された動作モード、すなわち動画撮影開始前の動作モードへと移行する。例えば、動画撮影操作ボタン２４が押される際にモード切り換えダイヤル２６により静止画撮影モードが選択されている場合は、動画撮影操作ボタン２４が再度押された後に動作モードが自動的に静止画撮影モードへと移行する。

シャッターボタン３０は、撮影の際にユーザーによって操作される。シャッターボタン３０が操作されると、タイミング信号がボディーマイコン１０に出力される。シャッターボタン３０は、半押し操作と全押し操作が可能な２段式のスイッチである。ユーザーが半押し操作すると測光処理および測距処理を開始する。シャッターボタン３０を半押しの状態でユーザーがシャッターボタン３０を全押し操作すると、タイミング信号が出力され、画像取得部３５で画像データが取得される。

さらに、図２に示すように、カメラ本体３の前面には、交換レンズユニット２をカメラ本体３から取り外すためのレンズ取り外しボタン９９が設けられている。レンズ取り外しボタン９９は、例えばユーザーに押されるとオン状態になる接点（図示せず）を有しており、ボディーマイコン１０と電気的に接続されている。レンズ取り外しボタン９９が押されると、内蔵されている接点がオンになり、ボディーマイコン１０はレンズ取り外しボタン９９が押されたことを認識することができる。

（４）画像取得部
画像取得部３５は主に、光電変換を行うＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像センサ１１と、撮像センサ１１の露光状態を調節するシャッターユニット３３と、ボディーマイコン１０からの制御信号に基づいてシャッターユニット３３の駆動を制御するシャッター制御部３１と、撮像センサ１１の動作を制御する撮像センサ駆動制御部１２と、を有している。

撮像センサ１１は、光学系Ｌにより形成される光学的な像を電気的な信号に変換する、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサである。撮像センサ１１は、撮像センサ駆動制御部１２により発生されるタイミング信号により駆動制御される。なお、撮像センサ１１はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサでもよい。
シャッター制御部３１は、タイミング信号を受信したボディーマイコン１０から出力される制御信号にしたがって、シャッター駆動アクチュエータ３２を駆動し、シャッターユニット３３を動作させる。

なお、本実施形態では、オートフォーカス方式として、撮像センサ１１で生成された画像データを利用するコントラスト検出方式が採用されている。コントラスト検出方式を用いることにより、高精度なフォーカス調節を実現することができる。
（５）ボディーマイコン
ボディーマイコン１０は、カメラ本体３の中枢を司る制御装置であり、操作ユニット３９に入力された操作情報に応じて、デジタルカメラ１の各部を制御する。具体的には、ボディーマイコン１０にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、ボディーマイコン１０は様々な機能を実現することができる。例えば、ボディーマイコン１０は、交換レンズユニット２がカメラ本体３に装着されたことを検知する機能、あるいは交換レンズユニット２から焦点距離情報などのデジタルカメラ１を制御する上で必要な情報を取得する機能を有している。

ボディーマイコン１０は、電源スイッチ２５、シャッターボタン３０、モード切り換えダイヤル２６、十字操作キー２７、メニュー設定ボタン２８および設定ボタン２９の信号を、それぞれ受信可能である。また、ボディーマイコン１０内のメモリ１０ａには、カメラ本体３に関する各種情報が格納されている。メモリ１０ａは、不揮発性メモリであり、電力供給が停止している状態でも記憶している情報を保持できる。

また、ボディーマイコン１０は、垂直同期信号を定期的に生成し、垂直同期信号の生成と並行して、垂直同期信号に基づいて露光同期信号を生成する。ボディーマイコン１０が垂直同期信号を基準とした露光開始タイミングおよび露光終了タイミングを予め把握しているために、ボディーマイコン１０は露光同期信号を生成できる。ボディーマイコン１０は、垂直同期信号をタイミング発生器（図示省略）に出力し、露光同期信号をボディーマウント４およびレンズマウント９５を介してレンズマイコン４０に一定の周期で出力する。レンズマイコン４０は、露光同期信号に同期して、フォーカスレンズユニット７５の位置情報を取得する。

撮像センサ駆動制御部１２は、垂直同期信号に基づいて、撮像センサ１１の読み出し信号と電子シャッター駆動信号とを一定の周期で生成する。撮像センサ駆動制御部１２は、読み出し信号および電子シャッター駆動信号に基づいて、撮像センサ１１を駆動する。すなわち、撮像センサ１１は、読み出し信号に応じて、撮像センサ１１内に多数存在する光電変換素子（図示せず）で生成された画素データを垂直転送部（図示せず）に読み出す。

また、ボディーマイコン１０は、レンズマイコン４０を介してフォーカス調節ユニット７２（後述）を制御する。
撮像センサ１１から出力された画像信号は、アナログ信号処理部１３から、Ａ／Ｄ変換部１４、デジタル信号処理部１５、バッファメモリ１６および画像圧縮部１７へと、順次送られて処理される。アナログ信号処理部１３は、撮像センサ１１から出力される画像信号にガンマ処理等のアナログ信号処理を施す。Ａ／Ｄ変換部１４は、アナログ信号処理部１３から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理部１５は、Ａ／Ｄ変換部１４によりデジタル信号に変換された画像信号に対してノイズ除去や輪郭強調等のデジタル信号処理を施す。バッファメモリ１６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、画像信号を一旦記憶する。バッファメモリ１６に記憶された画像信号は、画像圧縮部１７から画像記録部１８へと、順次送られて処理される。バッファメモリ１６に記憶された画像信号は、画像記録制御部１９の命令により読み出されて、画像圧縮部１７に送信される。画像圧縮部１７に送信された画像信号のデータは、画像記録制御部１９の命令に従って画像信号に圧縮処理される。画像信号は、この圧縮処理により、元のデータより小さなデータサイズになる。画像信号の圧縮方法として、例えば１フレームの画像信号毎に圧縮するＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式が用いられる。その後、圧縮された画像信号は、画像記録制御部１９により画像記録部１８に記録される。ここで、動画を記録する場合、複数の画像信号をそれぞれ１フレームの画像信号毎に圧縮するＪＰＥＧ方式を用いることもでき、また、複数のフレームの画像信号をまとめて圧縮するＨ．２６４／ＡＶＣ方式を用いることもできる。

画像記録部１８は、画像記録制御部１９の命令に基づいて、画像信号と記録すべき所定の情報とを関連付けて静止画ファイルまたは動画ファイルを作成する。そして、画像記録部１８は、画像記録制御部１９の命令に基づいて、静止画ファイルまたは動画ファイルを記録する。画像記録部１８は、例えば内部メモリおよび／または着脱可能なリムーバブルメモリである。なお、画像信号とともに記録すべき所定の情報には、画像を撮影した際の日時と、焦点距離情報と、シャッタースピード情報と、絞り値情報と、撮影モード情報とが含まれる。静止画ファイルは、例えばＥｘｉｆ（登録商標）形式やＥｘｉｆ（登録商標）形式に類する形式である。また、動画ファイルは、例えばＨ．２６４／ＡＶＣ形式やＨ．２６４／ＡＶＣ形式に類する形式である。

（６）画像表示部
画像表示部３６は、表示部２０と、画像表示制御部２１と、を有している。表示部２０は例えば液晶モニタである。表示部２０は、画像表示制御部２１からの命令に基づいて、画像記録部１８あるいはバッファメモリ１６に記録された画像信号を可視画像として表示する。表示部２０での表示形態としては、画像信号のみを可視画像として表示する表示形態や、画像信号と撮影時の情報とを可視画像として表示する表示形態が考えられる。

（７）ファインダ部
ファインダ部３８は、撮像センサ１１により取得された画像を表示する液晶ファインダ８と、筐体３ａの背面に設けられたファインダ接眼窓９と、を有している。ユーザーは、ファインダ接眼窓９を覗くことで液晶ファインダ８に表示された画像を視認することができる。

（８）バッテリー
バッテリー２２は、カメラ本体３の各部に電力を供給し、さらにレンズマウント９５を介して交換レンズユニット２に電力を供給する。本実施形態ではバッテリー２２は充電池である。なお、バッテリー２２は、乾電池でもよいし、電源コードにより外部から電力供給が行われる外部電源であってもよい。

＜トラッキングテーブル＞
デジタルカメラ１では、被写体距離を実質的に一定に保ちつつ焦点距離が変更できるようにするために、フォーカス調節ユニット７２により電子トラッキングが行われる。具体的には図１５に示すように、電子トラッキングを行うために、トラッキングテーブル１００がメモリ４０ａに格納されている。このトラッキングテーブル１００は、ズームリング８４の回転位置とフォーカスレンズユニット７５の第２レンズ群ユニット７７に対するＺ軸方向の位置との関係を示している。例えば、被写体距離が０．３ｍ、１．０ｍおよび無限遠（∞）に対応する３つのトラッキングテーブル１００がメモリ４０ａに格納されている。

トラッキングテーブル１００は、ズームリング８４の回転位置およびフォーカスレンズユニット７５のＺ軸方向の位置がいくつかに分割された離散的な情報である。一般的には、分割数は、ズームリング８４を回転させても被写体距離が所定の被写界深度内に納まるように決定されている。
ズームリング８４の回転位置（回転方向の位置）はリニアポジションセンサ８７により検出することができる。この検出結果およびトラッキングテーブル１００に基づいて、レンズマイコン４０は、第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５のＺ軸方向の位置を決定することができる。

第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５の原点位置Ｄはフォトセンサ６７により検出され、図１５では一点鎖線で示されている。本実施形態では、原点位置Ｄは、無限遠のトラッキングテーブル１００におけるフォーカスレンズユニット７５の移動範囲（位置Ｅ１および位置Ｅ２の間）の中央付近に位置している。このように、原点位置Ｄを中央付近に配置することにより、デジタルカメラ１の電源オン時に、いずれの位置にも比較的素早くフォーカスレンズユニット７５を移動させることができる。

なお、無限遠のトラッキングテーブル１００を基準に原点位置Ｄを決定しているのは、ユーザーがデジタルカメラ１の電源を入れて被写体を撮影する際に、無限遠の位置にある被写体を撮影する確率が高いためである。
また、トラッキングテーブル１００は、いくつかに分割された離散的な情報ではなく多項式で表されてもよい。ズームリング８４の回転位置の代わりに、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２または第４レンズ群Ｇ４のＺ軸方向の位置情報を用いてもよい。第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５のＺ軸方向の位置とは、第２レンズ群ユニット７７に対する第３レンズ群Ｇ３のＺ軸方向の位置、あるいは、第２レンズ群Ｇ２に対する第３レンズ群Ｇ３のＺ軸方向の位置と言い換えることもできる。

＜駆動ユニットの配置＞
このデジタルカメラ１では、駆動ユニット７０の配置に特徴を有している。図９、図１０、図１６および図１７を用いて、駆動ユニット７０の配置について説明する。図１６はフォーカスレンズユニット７５の平面図である。図１７は駆動ユニット７０を組み付ける際のフォーカスレンズユニット７５の平面図である。図１６および図１７は、フォーカスレンズユニット７５をＺ軸方向負側から見た場合の平面図である。

図１６に示すように、光軸ＡＺに沿った方向から見た場合に第２レンズ群ユニット７７および駆動ユニット７０により形成される外形ラインが概ね円形になるように、駆動ユニット７０は第２レンズ群ユニット７７に固定されている。具体的には、駆動ユニット７０は、第２ホルダー５５および駆動ユニット７０により形成される第１外形ライン７０Ｌが概ね円形になるように、駆動ユニット７０は第２ホルダー５５に固定されている。第２ホルダー５５および駆動ユニット７０により形成される第１外形ライン７０Ｌは、Ｚ軸方向から見た場合に固定枠５０の内周面５０Ｌに概ね沿っている。

ここで、第１外形ライン７０Ｌを決定する際には、カムピン８２および凸部５５ｂのように、他の部材（ここでは、固定枠５０およびカム筒５１）と接触するために外側に突出している部分は考慮されていない。
駆動ユニット７０のモータホルダー６４ｃは、第３レンズ群Ｇ３を向くように第２ホルダー５５に固定されている。より詳細には、第２ホルダー５５は、第１支持部５５ａと、第２支持部５５ｄと、開口５５ｅと、収容部５５ｃと、を有している。第１支持部５５ａは、Ｚ軸方向に突出する部分であり、ホルダー本体６４ｅを支持している。第２支持部５５ｄは、Ｚ軸方向に突出する部分であり、ホルダー本体６４ｅがネジ６９により固定されている。

第１支持部５５ａおよび第２支持部５５ｄは、光軸ＡＺを中心とする円周方向（例えば、図１６に示すＣ方向）に隙間を介して配置されている。ここで、円周方向とは、光軸ＡＺを中心とした円弧に沿った方向である。第１支持部５５ａおよび第２支持部５５ｄの間には開口５５ｅが形成されている。この開口５５ｅには、フォーカスモータ６４のリードスクリュ６４ａが配置されている。収容部５５ｃにはフォーカスモータ６４のモータ本体６４ｇが収容されている。駆動ユニット７０は電力が供給される４つの端子６４ｆを有している。図１６に示すように、端子６４ｆはフォーカスモータ６４のモータ本体６４ｇから概ね円周方向に突出している。より詳細には、端子６４ｆは回転軸Ｒ１に対して回転軸Ｒ２と反対側に突出している。これにより、端子６４ｆに接続される電気配線を収容する空間を確保しやすくなる。

モータホルダー６４ｃは、回転軸Ｒ１に概ね平行に延びる板状のホルダー本体６４ｅを有している。例えば、ホルダー本体６４ｅに直交し回転軸Ｒ１と交差する仮想線Ｎは、Ｚ軸方向から見た場合に第３レンズ群Ｇ３と重なり合っている。本実施形態では、仮想線Ｎは光軸ＡＺと交差している。仮想線Ｎはホルダー本体６４ｅに平行な平面Ｍに垂直である。

ラック本体６６ａは、駆動ユニット７０が第２ホルダー５５に固定されている状態で、概ね円周方向に向かって開いている。ねじりコイルバネ６８は、回転軸Ｒ２を中心にラック本体６６ａが第２ホルダー５５の外側に向かって回転するように回転力をラック６６に付与している。このため、図１７に示すように、駆動ユニット７０が第２ホルダー５５に固定されていない状態では、ねじりコイルバネ６８により第２ホルダー５５の第１支持部５５ａにラック本体６６ａは押し付けられている。この状態でラック６６は第２ホルダー５５に対して静止している。このため、ラック本体６６ａが円周方向よりも外側を向いた状態で第２ホルダー５５に対して静止しているため、駆動ユニット７０を組み付ける際に、リードスクリュ６４ａをラック本体６６ａに組み付けやすくなる。図１７に示すように、第２ホルダー５５は、第１支持部５５ａと、第２支持部５５ｄと、を有している。第２支持部５５ｄには、モータホルダー６４ｃが２つのネジ６９により固定されている。第１支持部５５ａはモータホルダー６４ｃを支持している。第１支持部５５ａと第２支持部５５ｄとの円周方向間には開口５５ｅが形成されている。開口５５ｅのＺ軸方向正側には、フォーカスモータ６４が収容される収容部５５ｃが形成されている。

図１６に示すように、駆動ユニット７０、回転軸Ｒ２およびガイドポール６３ａは、円周方向に並んで配置されている。具体的には、駆動ユニット７０は回転軸Ｒ２と円周方向に並んでおり、回転軸Ｒ２はガイドポール６３ａと円周方向に並んでいる。リードスクリュ６４ａは回転軸Ｒ２と円周方向に並んでいる。このため、ラック本体６６ａが概ね円周方向に開くように配置されている。回転軸Ｒ２は駆動ユニット７０およびガイドポール６３ａの円周方向間に配置されている。

回転軸Ｒ１、回転軸Ｒ２およびガイドポール６３ａの中心Ｒ３（案内シャフトの軸芯の一例）は、概ね同じ半径方向位置に配置されている。言い換えると、回転軸Ｒ１、回転軸Ｒ２および中心Ｒ３は、概ね同一円周上に配置されている。
＜組み立て作業＞
第２レンズ群ユニット７７、フォーカスレンズユニット７５および駆動ユニット７０の組み立て作業について説明する。

第２レンズ群ユニット７７の組み立てが行われ、第２レンズ群ユニット７７の第２ホルダー５５にガイドポール６３ａおよび６３ｂが固定される。
次に、フォーカスレンズユニット７５の組み立てが行われる。具体的には、第３レンズ群支持枠５６に第３レンズ群Ｇ３が固定される。ねじりコイルバネ６８にラック６６の軸部６６ｂが挿入され、その状態でラック６６が第１ラック支持部５６ｃおよび第２ラック支持部５６ｅに取り付けられる。

フォーカスレンズユニット７５の組み立て後、フォーカスレンズユニット７５がガイドポール６３ａおよび６３ｂに組み付けられる。具体的には、ガイドポール６３ａが軸受け部５６ａに挿入され、ガイドポール６３ｂが廻り止め部５６ｂに挿入される。ラック６６が第２ホルダー５５の開口５５ｅ内に配置されるまで、フォーカスレンズユニット７５をガイドポール６３ａおよび６３ｂに沿ってスライドさせる。

図１７に示すように、ねじりコイルバネ６８の弾性力により、ラック６６は第３レンズ群支持枠５６に対してＡ方向に押されているため、ラック６６はねじりコイルバネ６８により第１支持部５５ａに押し付けられ内側（第３レンズ群Ｇ３側、Ａ方向と逆方向）に落ち込まない。この状態では、ラック６６のラック本体６６ａが開口５５ｅ内に配置されており、ラック本体６６ａが円周方向よりも外側に向かって開いている。

フォーカスレンズユニット７５が第２レンズ群ユニット７７に組み付けられた後、図１７に示すように、駆動ユニット７０が第２ホルダー５５の外側から取り付けられる。このとき、ラック本体６６ａが開口５５ｅ内に配置された状態で外側に向かって開いているため、駆動ユニット７０を概ね半径方向内側に向かって（光軸ＡＺに向かって）組み付けても、リードスクリュ６４ａをラック本体６６ａに比較的容易に嵌め込むことができる。

リードスクリュ６４ａがラック本体６６ａに嵌め込まれた状態でモータホルダー６４ｃが第１支持部５５ａおよび第２支持部５５ｄに押し当てられる。この状態で、ネジ６９によりモータホルダー６４ｃが第２支持部５５ｄに固定され、第２レンズ群ユニット７７、フォーカスレンズユニット７５および駆動ユニット７０が図１６に示す組み立て状態となる。

このように、ねじりコイルバネ６８を用いて、ラック本体６６ａが向いている方向を組み付け時に円周方向よりも外側に変えることで、小型化を実現しつつ、駆動ユニット７０の組み付けを容易に行うことができる。

＜デジタルカメラの動作＞
デジタルカメラ１の動作について説明する。
（１）撮影モード
このデジタルカメラ１は、２つの撮影モードを有している。具体的には、デジタルカメラ１は、ユーザーがファインダ接眼窓９で被写体を観察するファインダ撮影モードと、ユーザーが表示部２０で被写体を観察するモニタ撮影モードと、を有している。
ファインダ撮影モードでは、例えば画像表示制御部２１が液晶ファインダ８を駆動する。この結果、液晶ファインダ８には、撮像センサ１１により取得された被写体の画像（いわゆるスルー画像）が表示される。

モニタ撮影モードでは、例えば画像表示制御部２１により表示部２０が駆動され、表示部２０に被写体の実時間画像が表示される。この２つの撮影モードの切り換えは、撮影モード切り換えボタン３４にて行うことができる。
（２）ズーム動作
次に、ユーザーがズーム操作を行う際の交換レンズユニット２の動作を説明する。

ユーザーによりズームリング８４が回転操作されると、ズームリング８４とともにカム筒５１が回転する。カム筒５１が光軸ＡＺ周りに回転すると、第１ホルダー５２は、カム筒５１の第１カム溝５１ｄに案内され、Ｚ軸方向に直進する。また、第２ホルダー５５および第４レンズ群支持枠６１も、カム筒５１の第２カム溝５１ｂおよび第３カム溝５１ｃに案内され、Ｚ軸方向に直進する。よって、ズームリング８４を回転操作することにより、交換レンズユニット２の状態を、図５および図６に示す広角端の状態から図７および図８に示す望遠端の状態まで変化させることができる。これにより、ズームリング８４の回転位置を調節することで、所望のズーム位置にて被写体を撮影することが可能となる。

このとき、ズームリング８４の回転操作により第２ホルダー５５はＺ軸方向に機械的に駆動されるが、フォーカスレンズユニット７５のみは、被写体距離が実質的に一定に保たれるように、メモリ４０ａに予め記憶されたトラッキングテーブル１００に基づき、フォーカス調節ユニット７２により電気的に駆動制御される。例えば、トラッキングテーブル１００に基づいてフォーカスモータ６４によりフォーカスレンズユニット７５を駆動することで、広角端から望遠端に移動した場合や望遠端から広角端に移動した場合も、無限遠にて合焦した状態を維持する。

より詳細には、ズームリング８４が回転操作されると、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が光軸ＡＺに沿ってＺ軸方向に移動する。これにより、被写体像の倍率が変化する。このとき、第３レンズ群Ｇ３も第３レンズ群支持枠５６を介して第２ホルダー５５に支持された状態で光軸ＡＺに沿ってＺ軸方向に移動する。第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４の相対的な位置関係が変化すると、撮像センサ１１上に結像する被写体像のフォーカス状態も変化する。つまり、撮像センサ１１上に焦点を結んでいる被写体距離が変化する。

そこで、このデジタルカメラ１では、ズームリング８４の回転位置に応じてフォーカスモータ６４を駆動することで、焦点距離が変化しても被写体距離を実質的に一定に保つことができる。具体的には、フォーカスモータ６４のみを用いて、第３レンズ群Ｇ３を含むフォーカスレンズユニット７５を第２レンズ群ユニット７７に対して移動させる。レンズマイコン４０は、リニアポジションセンサ８７の検出信号に基づいて現在のズームリング８４の回転位置を取得する。それと同時に、レンズマイコン４０は、第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５の位置を、カウンタ４０ｂでのカウント値から算出する。これら２つの情報（現在のズームリング８４の回転位置、第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５の位置）から、図１５に示す複数のトラッキングテーブル１００を利用して、レンズマイコン４０は、現在の被写体距離を求め、求められた被写体距離に対応するトラッキングテーブル１００を選択する。ここでは、無限遠に対応するトラッキングテーブル１００が選択されたとする。

次に、レンズマイコン４０は、ズームリング８４の回転位置を再度取得し、ズームリング８４の回転位置の変化量からズームリング８４の回転速度、すなわち焦点距離の変化速度を求める。
続いて、レンズマイコン４０は、ズームリング８４の現在の回転角度とズームリング８４の回転速度とから、所定時間経過後のズームリング８４の回転位置を予測し、選択されたトラッキングテーブル１００に基づいて、予測したズームリング８４の回転位置に対応するフォーカスレンズユニット７５のＺ軸方向の位置を目標位置として求める。所定時間経過後にフォーカスレンズユニット７５がこの目標位置に位置するように、レンズマイコン４０はフォーカス駆動制御部４１を介してフォーカスモータ６４を駆動する。これにより、フォーカスレンズユニット７５が他のレンズ群の移動に追従するように駆動され、被写体距離が一定に保たれる。

このように電子トラッキング動作においては、レンズマイコン４０は、変倍動作に伴う焦点距離の変化を予測して、予測された焦点距離に対応するフォーカスレンズユニット７５の目標位置をトラッキングテーブル１００から取得する。光学系Ｌの変倍動作と並行して、フォーカスモータ６４によりフォーカスレンズユニット７５が目標位置へ駆動される。この動作を所定の時間間隔で実行するため、ズームリング８４が回転操作されて光学系Ｌの焦点距離が変化しても、フォーカスレンズユニット７５がトラッキングテーブル１００に基づいて焦点距離に応じたＺ軸方向位置に移動し、焦点距離の変化にフォーカスレンズユニット７５の駆動を追従させることができる。これにより、焦点距離が変化に関わらず被写体距離を実質的に一定に保つことができる。なお、これらの制御は、レンズマイコン４０ではなく、ボディーマイコン１０が行ってもよい。

同様に、例えば焦点が合う被写体距離が１ｍなどの近距離である場合、被写体距離が１ｍであるトラッキングテーブル１００が選択され、広角端から望遠端に移動した場合あるいは望遠端から広角端に移動した場合も、フォーカスモータ６４の駆動により、近距離にて合焦した状態を維持することができ、スムーズな変倍動作を行うことが可能となる。
とりわけ、フォーカスレンズユニット７５およびフォーカスモータ６４が第２レンズ群ユニット７７と一体でＺ軸方向に移動するようになっているため、ユーザーによりズームリング８４が素早く操作された場合でも、フォーカスレンズユニット７５を第２レンズ群ユニット７７と一体で移動させることができる。したがって、変倍動作の前後で被写体距離を実質的に一定に保ちたい場合に、フォーカスモータ６４は、撮像センサ１１に対して第３レンズ群Ｇ３が移動すべき距離から撮像センサ１１に対して第２レンズ群Ｇ２がカム機構により移動する距離を差し引いた距離だけ、第３レンズ群Ｇ３を移動させればよい。これにより、ユーザーによるズームリング８４の高速操作への対応が容易となる。

また、本実施形態においては、広角端から望遠端まで変倍動作が行われると、被写体距離が無限遠の状態では、フォーカスレンズユニット７５（より詳細には、フォーカスレンズ群である第３レンズ群Ｇ３）を撮像センサ１１に対して３ｍｍ程度、Ｚ軸方向に移動させる必要がある。フォーカスモータ６４を８００ｐｐｓで駆動する場合、先述したようにフォーカスモータ６４の１回転あたりのフォーカスレンズユニット７５の移動量が０．６ｍｍであるため、トラッキングテーブルに基づいてフォーカスレンズユニット７５をＺ軸方向に３ｍｍだけ移動させるために０．２５秒かかる。広角端から望遠端までフォーカスレンズユニット７５を約０．２５秒で移動させることが可能であるため、ユーザーがズームリング８４を広角端から望遠端まで０．５秒で回したとしても、焦点距離の変化にフォーカスレンズユニット７５の駆動を追従させることができる。これにより、例えばライブビューモード時にユーザーが表示部２０で被写体を確認しながら素早い変倍動作を行っても、表示部２０に映し出される被写体像のピンぼけが発生しにくくなり、使い勝手がよくなる。

（３）フォーカス動作
次に、デジタルカメラ１のフォーカス動作について説明する。デジタルカメラ１は、オートフォーカス撮影モードおよびマニュアルフォーカス撮影モードの２つのフォーカスモードを有している。デジタルカメラ１の操作を行うユーザーは、カメラ本体３に設けられたフォーカス撮影モード設定ボタン（図示せず）により、フォーカスモードを選択することができる。

オートフォーカス撮影モード時においては、コントラスト検出方式を用いたオートフォーカス動作が行われる。コントラスト検出方式のオートフォーカス動作を行う際には、ボディーマイコン１０は、レンズマイコン４０に対して、コントラストＡＦ用データを要求する。コントラストＡＦ用データは、コントラスト検出方式のオートフォーカス動作の際に必要なデータであり、例えば、フォーカス駆動速度、フォーカスシフト量、像倍率、コントラストＡＦ可否情報などが含まれる。

ボディーマイコン１０は、シャッターボタン３０が半押しされるかどうかを監視する。シャッターボタン３０が半押しされた場合、ボディーマイコン１０は、レンズマイコン４０に対して、オートフォーカス開始命令を発信する。オートフォーカス開始命令は、コントラスト検出方式によるオートフォーカス動作を開始する旨を示している。この命令を受けて、レンズマイコン４０は、フォーカス用のアクチュエータであるフォーカスモータ６４を駆動制御する。より詳細には、レンズマイコン４０はフォーカス駆動制御部４１へ制御信号を送信する。この制御信号に基づいて、フォーカス駆動制御部４１によりフォーカスモータ６４が駆動され、フォーカスレンズユニット７５が微動する。

ボディーマイコン１０は、受信した画像データに基づいて、オートフォーカス動作用の評価値（以下、ＡＦ評価値という）を算出する。具体的には、ボディーマイコン１０は、デジタル信号処理部１５へ命令を送信する。デジタル信号処理部１５は、受信した命令に基づいて所定のタイミングで画像信号をボディーマイコン１０へ送信する。ボディーマイコン１０は、撮像センサ１１で生成された画像データから輝度信号を求め、輝度信号の画面内における高周波成分を積算して、ＡＦ評価値を求める。算出されたＡＦ評価値は、露光同期信号と関連付けた状態でＤＲＡＭ（図示せず）に保存される。ボディーマイコン１０がレンズマイコン４０から取得したレンズ位置情報も露光同期信号と関連付けられているため、ボディーマイコン１０は、ＡＦ評価値をレンズ位置情報と関連付けて保存することができる。

次に、ボディーマイコン１０は、ＤＲＡＭに保存されたＡＦ評価値に基づいて、ＡＦ評価値が極大値となるフォーカスレンズユニット７５の位置を合焦点として抽出する。合焦点を抽出する際のフォーカスレンズユニット７５の駆動方式としては、一般的には山登り方式が知られている。山登り方式では、ＡＦ評価値が増大する方向へフォーカスレンズユニット７５を移動させ、フォーカスレンズユニット７５の位置ごとのＡＦ評価値を求める。この動作を、ＡＦ評価値の極大値が検出されるまで、すなわち、ＡＦ評価値が増大して一旦ピークに達してから減少し始めるまで続ける。

ボディーマイコン１０は、抽出した合焦点に対応する位置までフォーカスレンズユニット７５が駆動されるように、レンズマイコン４０を介して制御信号をフォーカス駆動制御部４１へ送信する。フォーカス駆動制御部４１は、例えばボディーマイコン１０（または、レンズマイコン４０）からの制御信号に基づいて、フォーカスモータ６４を駆動するための駆動パルスを生成する。この駆動信号に応じた駆動量だけフォーカスモータ６４が駆動され、フォーカスレンズユニット７５が合焦点に対応する位置までＺ軸方向に移動する。

以上のようにして、デジタルカメラ１のオートフォーカス撮影モードによるフォーカシングが行われる。以上の動作は、ユーザーのシャッターボタン３０の半押し操作後、瞬時に実行される。
なお、コントラスト検出方式によるフォーカシングは、撮像センサ１１で実時間の画像データを生成できるモニタ撮影モード（いわゆる、ライブビューモード）で動作し得る。なぜなら、ライブビューモードでは、定常的に、撮像センサ１１で画像データを生成しており、その画像データを用いたコントラスト検出方式のオートフォーカス動作をするのが容易だからである。

ライブビューモードでは、被写体の実時間画像が表示部２０に表示されるので、ユーザーは、表示部２０を見ながら静止画あるいは動画を撮るための構図を決めることができる。また、表示部２０を用いてライブビューモードの他に、ユーザーが選択できる撮影モードとしては、交換レンズユニット２からの被写体像を液晶ファインダ８（ファインダ部３８）に導く第２のライブビューモード（ファインダ撮影モード）もある。

次に、マニュアルフォーカス撮影モードについて説明する。
ユーザーによりフォーカスリング８９が回転操作されると、フォーカスリング角度検出部９０は、フォーカスリング８９の回転角度を検出し、その回転角度に応じた信号を出力する。フォーカス駆動制御部４１は、フォーカスリング角度検出部９０から信号を受信可能であり、フォーカスモータ６４へ信号を送信可能である。フォーカス駆動制御部４１は、判断した結果をレンズマイコン４０へ送信する。フォーカス駆動制御部４１は、レンズマイコン４０からの制御信号に基づいてフォーカスモータ６４を駆動する。より詳細には、レンズマイコン４０は、フォーカスリング回転角度信に基づいて、フォーカスモータ６４を駆動する駆動信号を生成する。駆動信号によりフォーカスモータ６４のリードスクリュ６４ａが回転すると、リードスクリュ６４ａと噛み合うラック６６を介してフォーカスレンズユニット７５がＺ軸方向に移動する。図５および図６に示す広角端の状態では、被写体距離は無限遠であるが、被写体距離が近くなるにしたがって、フォーカスレンズユニット７５は、Ｚ軸方向正側へ移動する。同様に、図７および図８に示す望遠端の状態では、被写体距離は無限遠であるが、被写体距離が短くなるにしたがって、フォーカスレンズユニット７５は、Ｚ軸方向正側に移動する。広角端の場合に比べ、この場合のフォーカスレンズユニット７５の移動量は多くなる。

以上のようにして、ユーザーは、表示部２０において被写体を確認しながらフォーカスリング８９を回転してフォーカシングを行うことができる。マニュアルフォーカス撮影モードにおいて、ユーザーがシャッターボタン３０を全押しすると、その状態のまま撮影が行われる。
（４）静止画撮影
ユーザーによりシャッターボタン３０が全押しされると、撮像センサ１１の測光出力に基づいて計算された絞り値に光学系Ｌの絞り値が設定されるように、ボディーマイコン１０からレンズマイコン４０へ命令が送信される。そして、レンズマイコン４０により絞り駆動制御部４２が制御され、指示された絞り値まで絞りユニット６２を絞り込む。絞り値の指示と同時に、撮像センサ駆動制御部１２から撮像センサ１１へ駆動命令が送信され、シャッターユニット３３の駆動命令が送信される。撮像センサ１１の測光出力に基づいて計算されたシャッタースピードの時間だけ、シャッターユニット３３により撮像センサ１１が露光される。

ボディーマイコン１０は、撮影処理を実行し、撮影が終了すると、画像記録制御部１９に制御信号を送信する。画像記録部１８は、画像記録制御部１９の命令に基づいて、画像信号を内部メモリおよび／またはリムーバブルメモリに記録する。画像記録部１８は、画像記録制御部１９の命令に基づいて、画像信号とともに撮影モードの情報（オートフォーカス撮影モードかマニュアルフォーカス撮影モードか）を、内部メモリおよび／またはリムーバブルメモリに記録する。

さらに、露光完了後、撮像センサ駆動制御部１２は、撮像センサ１１から画像データを読み出し、所定の画像処理後、ボディーマイコン１０を介して画像表示制御部２１へ画像データが出力される。これにより、表示部２０へ撮影画像が表示される。
また、露光終了後、ボディーマイコン１０により、シャッターユニット３３が初期位置にリセットされる。また、ボディーマイコン１０からレンズマイコン４０へ絞りユニット６２を開放位置にリセットするよう絞り駆動制御部４２に命令が下され、レンズマイコン４０から各ユニットへリセット命令が下される。リセット完了後、レンズマイコン４０は、ボディーマイコン１０にリセット完了を伝える。ボディーマイコン１０は、レンズマイコン４０からリセット完了情報を受信した後であって、かつ、露光後の一連の処理が完了した後に、シャッターボタン３０が押されていないことを確認し、撮影シーケンスを終了する。

（５）動画撮影
デジタルカメラ１は、動画を撮影する機能も有している。動画撮影モードでは、一定の周期で撮像センサ１１により画像データが生成され、生成される画像データを利用してコントラスト検出方式によるオートフォーカスが継続的に行われる。動画撮影モードにおいて、シャッターボタン３０が押される、あるいは動画撮影操作ボタン２４が押されると、画像記録部１８に動画が記録され、シャッターボタン３０、あるいは動画撮影操作ボタン２４が再度押されると、画像記録部１８での動画の記録が停止する。

＜デジタルカメラの特徴＞
以上に説明したデジタルカメラ１の特徴は以下の通りである。
（１）
このデジタルカメラ１では、Ｚ軸方向から見た場合に、第２レンズ群ユニット７７および駆動ユニット７０により形成される第１外形ライン７０Ｌが概ね円形になるように、駆動ユニット７０が第２レンズ群ユニット７７に固定されているため、第２レンズ群ユニット７７から駆動ユニット７０が大きく外側に突出するのを抑制できる。これにより、交換レンズユニット２の小型化が可能となる。

（２）
駆動ユニット７０のモータホルダー６４ｃが、第３レンズ群Ｇ３を向くように第２ホルダー５５に固定されている。より詳細には、モータホルダー６４ｃが光軸ＡＺ（第３レンズ群Ｇ３の中心）を向くように配置されているため、第２レンズ群ユニット７７および駆動ユニット７０の外形をさらに円形に近づけることができる。

特に、このデジタルカメラ１では、ホルダー本体６４ｅに直交し回転軸Ｒ１と交差する仮想線Ｎが、Ｚ軸方向から見た場合に第３レンズ群Ｇ３と重なり合っている。さらに、仮想線Ｎは光軸ＡＺと交差している。これらの構成により、駆動ユニット７０が第２レンズ群ユニット７７の外形から外側へ突出するのを抑制でき、第２レンズ群ユニット７７および駆動ユニット７０により形成される第１外形ライン７０Ｌをさらに円形に近づけることができる。

（３）
駆動ユニット７０が第２レンズ群ユニット７７に固定されている状態で、ラック本体６６ａが概ね円周方向に向かって開いているため、駆動ユニット７０およびラック６６を第３レンズ群Ｇ３の外周側に効率よく配置することができる。
（４）
ラック本体６６ａが回転軸Ｒ２を中心にＡ方向に回転するように、ねじりコイルバネ６８によりラック６６に回転力が付与されている。より詳細には、ラック本体６６ａが第２ホルダー５５の外側に移動するように、ねじりコイルバネ６８によりラック６６に回転力が付与されている。このため、図１７に示すように、駆動ユニット７０が第２レンズ群ユニット７７に固定されていない状態では、ラック本体６６ａは第２ホルダー５５の外側を向くように回転軸Ｒ２を中心に回転し、第１支持部５５ａに当接した状態で第２ホルダー５５および第３レンズ群支持枠５６に対して静止する。これにより、駆動ユニット７０を第２ホルダー５５に組み付ける際に、リードスクリュ６４ａをラック本体６６ａに容易に嵌め込むことができる。これにより、小型化を図りつつ、組み付け時の作業性を高めることができる。

（５）
駆動ユニット７０、回転軸Ｒ２およびガイドポール６３ａが円周方向に並んで配置されているため、第３レンズ群Ｇ３の外周側に駆動ユニット７０およびラック６６を効率よく配置することができ、第１外形ライン７０Ｌをさらに円形に近づけることができる。
また、リードスクリュ６４ａとガイドポール６３ａとが円周方向に並んで配置されており、回転軸Ｒ１および中心Ｒ３が概ね同一円周上に配置されている。このため、駆動ユニット７０およびガイドポール６３ａを第３レンズ群Ｇ３の外周側に効率よく配置しつつ、リードスクリュ６４ａをガイドポール６３ａの近くに配置することができる。つまり、交換レンズユニット２の小型化を図りつつ、駆動力の伝達効率を確保することができる。

（６）
ねじりコイルバネ６８が第１ラック支持部５６ｃにラック６６をＺ軸方向に押し付けているため、ラック６６が第３レンズ群支持枠５６に対してＺ軸方向に移動するのを抑制でき、第２レンズ群ユニット７７に対するフォーカスレンズユニット７５の位置精度を高めることができる。つまり、ねじりコイルバネ６８によりフォーカス調節の精度を高めることができる。

特に、ラック６６にＡ方向の回転力を付与しているねじりコイルバネ６８が、第３レンズ群支持枠５６に対するラック６６の位置精度も高めている。このため、１つのねじりコイルバネ６８により、組み付け時の作業性向上およびフォーカス調節の精度向上という２つの効果が得られる。
（７）
第２レンズ群ユニット７７および駆動ユニット７０により形成される第１外形ライン７０Ｌが、光軸方向から見た場合に固定枠５０の内周面５０Ｌに概ね沿っているため、部材の配置効率が高まり、交換レンズユニット２の小型化が可能となる。

（８）
駆動ユニット７０の端子６４ｆが概ね円周方向に向かって突出しているため、端子６４ｆが第２レンズ群ユニット７７の第２外形ライン７７Ｌから外側に突出するのを防止できる。これにより、第２レンズ群ユニット７７および駆動ユニット７０により形成される第１外形ライン７０Ｌをさらに円形に近づけることができる。

（９）
図９および図１０に示すように、第２レンズ群ユニット７７、フォーカスレンズユニット７５および駆動ユニット７０が１つのアッセンブリとなっているため、交換レンズユニット２が完成状態となる前に、フォーカスレンズユニット７５の動作確認や駆動精度の測定などを行うことができる。これにより、交換レンズユニット２の完成時にフォーカスレンズユニット７５の駆動不良が発生する確率を低く抑えることができ、交換レンズユニット２およびデジタルカメラ１の製造効率を高めることができる。

（１０）
前述の構成により交換レンズユニット２の小型化が可能となるため、デジタルカメラ１全体の小型化も可能となる。

［他の実施形態］
本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正および変更が可能である。また、前述の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
（１）
前述の実施形態では、デジタルカメラは静止画および動画の撮影が可能であるが、静止画撮影のみ、あるいは、動画撮影のみ可能であってもよい。
（２）
前述のデジタルカメラ１は、例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話およびカメラ付きＰＤＡであってもよい。

（３）
前述のデジタルカメラ１はクイックリターンミラーを有していないが、従来の一眼レフカメラのようにクイックリターンミラーが搭載されていてもよい。
（４）
光学系Ｌの構成は前述の実施形態に限定されない。例えば、第３レンズ群Ｇ３が複数のレンズから構成されていてもよいし、第２レンズ群Ｇ２が単一のレンズから構成されていてもよい。

（５）
前述の実施形態では、シャッターユニット３３を動作させることにより撮像センサ１１への露光時間を制御しているが、電子シャッターにより撮像センサ１１の露光時間を制御してもよい。
（６）
前述の実施形態では、レンズマイコン４０により電子トラッキングが行われるが、ボディーマイコン１０からレンズマイコン４０に命令が送信され、その命令に基づいて電子トラッキングの制御が行われてもよい。

（７）
前述の実施形態では、第２レンズ群ユニット７７および駆動ユニット７０により形成される第１外形ライン７０Ｌが概ね円形である。この場合の「第１外形ライン７０Ｌが概ね円形」とは、第１外形ライン７０Ｌが完全に円形である場合の他に、交換レンズユニット２の小型化が可能な範囲で第１外形ライン７０Ｌが円形からずれている場合も含んでいる。

なお、第１外形ライン７０Ｌが概ね円形であるかどうかを判断する際には、カムピンのように外側に突出する部分が設けられていても、その部分の形状は考慮しない。例えば、カムピン８２や凸部５５ｂのように、光軸ＡＺに沿った方向から見た場合に外側に突出して他の部材と接触する部分の形状は考慮しない。
（８）
第２ホルダー５５に対する駆動ユニット７０の取付角度は、図１６に示す取付角度に限定されない。モータホルダー６４ｃが第３レンズ群Ｇ３の方を向いていればよい。例えば図１８に示すように、Ｚ軸方向から見た場合に仮想線Ｎが仮想線Ｎ１から仮想線Ｎ２までの範囲内（取付角度θの範囲内）に配置されていれば、仮想線Ｎが第３レンズ群Ｇ３と重なり合うため、第１外形ライン７０Ｌを概ね円形に保つことができる。

本発明は、小型化が望まれるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、交換レンズ式デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話およびカメラ付きＰＤＡなどの撮像装置に好適である。

１ デジタルカメラ（撮像装置の一例）
２ 交換レンズユニット（レンズ鏡筒の一例）
３ カメラ本体
３ａ 筐体
４ ボディーマウント
１０ ボディーマイコン
１１ 撮像センサ
１２ 撮像センサ駆動制御部
２０ 表示部
２１ 画像表示制御部
２２ バッテリー
４０ レンズマイコン
５０ 固定枠
５１ カム筒
５２ 第１ホルダー
５３ 第１レンズ群支持枠
５４ 第２レンズ群支持枠
５５ 第２ホルダー（第１レンズ支持枠の一例）
５６ 第３レンズ群支持枠（第２レンズ支持枠の一例）
６１ 第４レンズ群支持枠
６４ フォーカスモータ（アクチュエータの一例）
６４ａ リードスクリュ（駆動シャフトの一例）
６４ｃ モータホルダー（支持プレートの一例）
６４ｅ ホルダー本体（支持プレート本体の一例）
６４ｆ 端子
６４ｇ モータ本体
６６ ラック（伝達部材の一例）
６６ａ ラック本体（伝達部材本体の一例）
６８ ねじりコイルバネ（弾性部材の一例）
７０ 駆動ユニット
７５ フォーカスレンズユニット（第２レンズユニットの一例）
７７ 第２レンズ群ユニット（第１レンズユニットの一例）
７８ 第４レンズユニット
８３ ズームリングユニット
８４ ズームリング
８７ リニアポジションセンサ
８８ フォーカスリングユニット
８９ フォーカスリング
９０ フォーカスリング角度検出部
Ｌ 光学系
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｌ５ 第５レンズ（第１レンズ素子の一例）
Ｌ６ 第６レンズ（第２レンズ素子の一例）
Ｌ７ 第７レンズ
Ｒ１ 回転軸（第２回転軸の一例）
Ｒ２ 回転軸（第１回転軸の一例）
Ｒ３ 中心（案内シャフトの軸芯の一例）

Claims (21)

1. 第１レンズ素子と、前記第１レンズ素子を支持する第１レンズ支持枠とを有し、ズーム操作によって光軸方向に移動する第１レンズユニットと、
   第２レンズ素子と、前記第２レンズ素子を支持する第２レンズ支持枠と、前記第２レンズ支持枠により第１回転軸回りに回転可能に支持され前記駆動シャフトの回転運動を前記光軸方向の直進運動に変換する伝達部材と、を有し、前記第１レンズユニットに対して前記第１レンズ素子の光軸方向に移動可能なように前記第１レンズユニットに支持された第２レンズユニットと、
   前記第１レンズユニットに対して前記第２レンズユニットを駆動するためのユニットであって、前記第１レンズユニットに固定された駆動ユニットと、
   を備え、
   前記第１レンズユニットは、前記第１レンズ支持枠に固定され前記第２レンズ支持枠を前記光軸方向に案内する案内シャフトを有しており、
   前記伝達部材は、前記第１回転軸とは反対側に開く概ねＵ字形状を有し前記駆動ユニットから駆動力が伝達される伝達部材本体を、有しており、
   前記第１レンズユニットに前記駆動ユニットが固定された状態で前記光軸方向から見た場合に、前記第１レンズユニットの外周と前記駆動ユニットの外周とに沿って形成される第１外形ラインが、光軸を中心として、概ね円形であり、
   前記駆動ユニットが前記第１レンズユニットに固定された状態では、前記伝達部材本体と前記第１回転軸と前記案内シャフトの軸芯とは、概ね円周方向に並べて配置されている、
   レンズ鏡筒。
2. 前記駆動ユニットは、第２回転軸回りに回転可能な駆動シャフトと、第１レンズユニットに固定された支持プレートとを、有している、
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記支持プレートは、前記第２レンズ素子に向くように配置されている、
   請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記支持プレートは、前記第２レンズ素子の中心を向くように配置されている、
   請求項３に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記支持プレートは、前記第２回転軸に概ね平行に延びる板状の支持プレート本体を有しており、
   前記支持プレート本体に直交し前記第２回転軸と交差する仮想線は、前記光軸方向から見た場合に前記第２レンズ素子と重なり合っている、
   請求項３又は４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記第２レンズユニットは、前記第２レンズ支持枠に対して前記伝達部材が外周側に移動するように前記伝達部材に前記第１回転軸回りの回転力を付与する弾性部材を、さらに有しており、
   前記伝達部材本体は、前記駆動ユニットが前記第１レンズユニットに固定されている状態で、概ね円周方向に向かって開いている、
   請求項２から５のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
7. 前記弾性部材は、前記第１回転軸を中心に前記伝達部材本体が前記第１レンズユニットの外側に向かって回転するように前記回転力を前記伝達部材に付与している、
   請求項６に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記駆動ユニットは、前記第１回転軸と前記円周方向に並んでいる、
   請求項６又は７に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記駆動ユニット、前記第１回転軸および前記案内シャフトは、前記円周方向に並んで配置されている、
   請求項６から８のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
10. 前記弾性部材は、前記第２レンズ支持枠に前記伝達部材を前記光軸方向に押し付けている、
    請求項６から９のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
11. 前記第１レンズユニットは、前記光軸方向から見た場合に概ね円形であり、
    前記駆動シャフトは、前記光軸方向から見た場合に前記第１レンズユニットの外周に沿って形成される第２外形ラインの範囲内に、配置されている、
    請求項２から１０のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
12. 前記第１レンズユニットは、前記第１レンズ支持枠に固定され前記第２レンズ支持枠を前記光軸方向に案内する案内シャフトを有しており、
    前記駆動ユニットは、前記案内シャフトと前記円周方向に並んでいる、
    請求項１から４のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
13. 前記第１レンズユニットの半径方向外側に配置され前記光軸方向に延びる支持枠をさらに備え、
    前記第１外形ラインは、前記光軸方向から見た場合に前記支持枠の内周面に概ね沿っている、
    請求項１から１２のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
14. 前記第１レンズユニット、前記第２レンズユニットおよび前記駆動ユニットは、前記支持枠に対して前記光軸方向に一体で移動するように設けられている、
    請求項１３に記載のレンズ鏡筒。
15. 前記駆動ユニットは、電力が供給されるための部分であって概ね円周方向に突出する端子を有している、
    請求項１から１４のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
16. 請求項１から１５のいずれかに記載のレンズ鏡筒と、
    前記レンズ鏡筒を支持するカメラ本体と、
    を備えた撮像装置。
17. 第１レンズ素子と、前記第１レンズ素子を支持する第１レンズ支持枠とを有し、ズーム操作によって光軸方向に移動する第１レンズユニットと、
    第２レンズ素子と、前記第２レンズ素子を支持する第２レンズ支持枠と、を有し、前記第１レンズユニットに対して前記第１レンズ素子の光軸方向に移動可能なように前記第１レンズユニットに支持された第２レンズユニットと、
    前記第１レンズユニットに対して前記第２レンズユニットを駆動するためのユニットであって、前記第１レンズユニットに固定された駆動ユニットと、
    を備え、
    前記第１レンズユニットは、前記第１レンズ支持枠に固定され前記第２レンズ支持枠を前記光軸方向に案内する案内シャフトを有しており、
    前記第２レンズユニットは、前記第２レンズ支持枠により回転軸回りに回転可能に支持され前記駆動シャフトの回転運動を前記光軸方向の直進運動に変換する伝達部材と、前記第２レンズ支持枠に対して前記伝達部材が外周側に移動するように前記伝達部材に前記回転軸回りの回転力を付与する弾性部材と、を有しており、
    前記伝達部材は、前記回転軸とは反対側に開く概ねＵ字形状を有し前記駆動ユニットから駆動力が伝達される伝達部材本体を、有しており、
    前記駆動ユニットが前記第１レンズユニットに固定される前には、前記伝達部材本体が、前記案内シャフトの軸芯より半径方向外側に配置され、
    前記駆動ユニットが前記第１レンズユニットに固定された状態では、前記伝達部材本体は概ね円周方向に向かって開いており、前記伝達部材本体と前記回転軸と前記案内シャフトの軸芯とは、概ね円周方向に並べて配置されており、
    前記弾性部材は、前記回転軸を中心に前記伝達部材本体が前記第１レンズユニットの外側に向かって回転するように前記回転力を前記伝達部材に付与している、
    レンズ鏡筒。
18. 前記駆動ユニットは、前記回転軸と前記円周方向に並んでいる、
    請求項１７に記載のレンズ鏡筒。
19. 前記第１レンズユニットは、前記第１レンズ支持枠に固定され前記第２レンズ支持枠を前記光軸方向に案内する案内シャフトを有しており、
    前記駆動ユニット、前記回転軸および前記案内シャフトは、前記円周方向に並んで配置されている、
    請求項１７又は１８に記載のレンズ鏡筒。
20. 前記弾性部材は、前記第２レンズ支持枠に前記伝達部材を前記光軸方向に押し付けている、
    請求項１７から１９のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
21. 請求項１７から２０のいずれかに記載のレンズ鏡筒と、
    前記レンズ鏡筒を支持するカメラ本体と、
    を備えた撮像装置。

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