JP2005227651A - レンズ鏡筒のカム機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転駆動される第一のリング部材と、光学部材を支持し光軸方向に直進案内された第二のリング部材とを有し、この第一、第二のリング部材のいずれか一方の周面に同一の基礎軌跡の複数のカム溝を設け、他方にこの複数のカム溝にそれぞれ係合する複数のカムフォロアを設けたレンズ鏡筒のカム機構において、カム環のカム溝を交差させて配置するズームレンズ鏡筒において、脱線のおそれのないカム機構を提供する。
【解決手段】 周方向位置を異ならせて、単一のカム溝とカムフォロアからなる単一セットと、軸方向前後に位置を異ならせた前後のカム溝とカムフォロアからなる、少なくとも一つの前後対のグループとを設けて、単一セットのカム溝と前後対グループのカム溝とを交差させ、次のＡ、Ｂの少なくとも一方の条件を満足させたレンズ鏡筒のカム機構。
Ａ．単一セットのカム溝の溝幅は、前後対グループのカム溝の溝幅より広いこと、
Ｂ．単一セットのカム溝と前後対グループの一方のカム溝との周方向間隔と、該単一セットのカム溝と前後対グループの他方のカム溝との周方向間隔を異ならせること。
【選択図】 図２０

Description

本発明は、レンズ鏡筒のカム機構に関する。

例えば、ズームレンズ鏡筒では、回転駆動されるカム環により、ズームレンズ系の一部を構成するレンズ群（変倍レンズ群）を支持したレンズ支持筒を光軸方向に直進移動させることが広く行われている。すなわち、カム環は周面に同一の基礎軌跡の複数のカム溝を有し、光軸方向に直進案内されたレンズ支持筒はこれらのカム溝に係合するカムフォロアを有している。同一基礎軌跡のカム溝とカムフォロアは、安定支持のため、周方向に１２０゜等配で設けるのが普通である。

しかしながら、ズームレンズ鏡筒では、小型化のためにカム環を小径化していくと、カム溝は交差せざるを得なくなり、単純に１２０゜等配で設けると、カムフォロアがカム溝から脱線するおそれがある。また、以上のカム溝とカムフォロアの関係は、ズームレンズ系の変倍レンズ群の移動機構のみならず、フォーカスレンズ群や他の光学部材の移動機構として採用される可能性も十分ある。
特開平１０−２８２３９４号公報 特開平１１−２１８６６６号公報

本発明は、以上の問題意識に基づき、同一の基礎軌跡を有するカム溝をカム環上に交差させて配置したとしても、カムフォロアがカム溝から脱線するおそれがないレンズ鏡筒のカム機構を得ることを目的とする。

本発明は、回転駆動される第一のリング部材と、光学部材を支持し光軸方向に直進案内された第二のリング部材とを有し、この第一、第二のリング部材のいずれか一方の周面に同一の基礎軌跡の複数のカム溝を設け、他方にこの複数のカム溝にそれぞれ係合する複数のカムフォロアを設けたレンズ鏡筒のカム機構において、周方向位置を異ならせて、単一のカム溝とカムフォロアからなる単一セットと、軸方向前後に位置を異ならせた前後のカム溝とカムフォロアからなる、少なくとも一つの前後対のグループとを設けて、単一セットのカム溝と前後対グループのカム溝とを交差させ、次のＡ、Ｂの少なくとも一方の条件を満足させたことを特徴としている。
Ａ．単一セットのカム溝の溝幅は、前後対グループのカム溝の溝幅より広いこと、
Ｂ．単一セットのカム溝と前後対グループの一方のカム溝との周方向間隔と、該単一セットのカム溝と前後対グループの他方のカム溝との周方向間隔を異ならせること。
「カム溝とカムフォロアのセット」とは、カム溝とこれに対応するフォロアとは対応関係にあり、カム溝の幅と深さ（広く形状）は、カムフォロアの径と長さ（広く形状）に対応していることを述べたものである。従って、カム溝（カムフォロア）の位置や形状について述べるときは、当然に対応するカムフォロア（カム溝）の位置や形状についても述べている。
以上のレンズ鏡筒のカム機構によれば、カム溝の交差の態様を問うことなく、カムフォロアがカム溝から脱落するのを防止することができる。

本発明は理論的には一つの単一セットと一つの前後対グループが周方向に位置を異ならせて存在すれば成立するが、より具体的な態様では、レンズ群を安定保持するため、前後対グループを周方向に複数設けることが好ましい。この態様では、一つの前後対グループの前後のカム溝はそれぞれ、他の前後対グループ及び単一セットの全てのカム溝に交差させることができる。

この態様ではさらに、
Ａ．いずれかの前方セットと単一セットの周方向間隔と、複数の前方セット間の周方向間隔とを不等間隔とする、
Ｂ．いずれかの後方セットと単一セットの周方向間隔と、複数の後方セット間の周方向間隔とを不等間隔とする、
Ｃ．前後対グループの少なくとも一組の前後のカム溝の光軸方向の設置間隔を、他の前後対グループにおける前後のカム溝の光軸方向の設置間隔とは異ならせる、
Ｄ．前後対グループの少なくとも一組の前後のカム溝の溝幅と溝深さの少なくとも一方を互いに異ならせる（カム溝の深さを変えることは、幅を変えることと同様のカムフォロアの脱線防止効果がある。しかし、カム溝の深さを変える（あるカム溝の深さを深くする）レンズ鏡筒の小径化を図るには不利である）、及び
Ｅ．前後対グループの一組の前後のカム溝の溝幅または溝深さの大小関係を、他の組の前後のカム溝の溝幅または溝深さの大小関係とは異ならせる、
の一以上を適用することで、より確実にカムフォロアの脱落を防止することができる。

この態様でのカム溝の具体的な総本数は、レンズ鏡筒の径、カム溝形状等に応じて決定されるが、例えば、本出願人会社の開発するレンズ鏡筒では、合計５本とする（周方向１カ所に単一セット、２カ所に前後セットを設ける）のが最も実際的であった。

本発明によると、同一基礎軌跡の複数のカム溝が交差するように配置されたズームレンズ鏡筒においても、カムフォロアがカム溝から脱落することのないカム機構が得られる。

図１は、本実施形態のズームレンズ鏡筒に搭載されるズームレンズ光学系を示している。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レンズ群Ｌ１、負のパワーの第２レンズ群Ｌ２、正のパワーの第３レンズ群Ｌ３、及び正のパワーの第４レンズ群Ｌ４からなるバリフォーカルレンズ系である。変倍は、第１ないし第３レンズ群Ｌ１〜Ｌ３で行い、変倍に伴う焦点移動を第４レンズ群Ｌ４で補正する。変倍時に第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３は一定間隔を保って一緒に移動する。第４レンズ群Ｌ４は同時にフォーカス群である。図１は、ズーミング軌跡と収納時の軌跡の両方を描いている。なお、厳密には、バリフォーカスレンズ系は変倍に伴って焦点移動が生じるレンズ系、ズームレンズ系は焦点移動が生じないレンズ系として定義されているが、本実施形態では、バリフォーカルレンズ系をズームレンズ系と呼ぶ。

図１ないし図１９について、本実施形態のズームレンズ鏡筒の全体構造を説明する。カメラボディに固定される固定筒１１には、例えば図８に示すように、その内周面に雌ヘリコイド１１ａと、光軸と平行な方向の直進案内溝１１ｂとが形成されている。この固定筒１１の雌ヘリコイド１１ａには、図９に示すように、カムヘリコイド環１２の後端部に形成した雄ヘリコイド１２ａが螺合する。雄ヘリコイド１２ａの山部には平歯車１２ｂが形成されており、この平歯車１２ｂが、固定筒１１の内面凹部１１ｃ（図３）に位置させて回動自在に支持した駆動ピニオン１３（図１５参照）と常時噛み合う。従って、カムヘリコイド環１２は、駆動ピニオン１３及び平歯車１２ｂを介して回動すると、雄ヘリコイド１２ａと雌ヘリコイド１１ａに従って光軸方向に移動する。本実施形態のズームレンズ鏡筒は、このカムヘリコイド環１２が光軸を中心とする唯一の回動部材である。

カムヘリコイド環１２の外周には、直進案内環１４が嵌まっている。この直進案内環１４はその後端部外面に径方向の直進案内突起１４ａを有し、後端部の内面にバヨネット突起１４ｂ（図４）を有する。直進案内突起１４ａは、固定筒１１の直進案内溝１１ｂに相対移動自在に嵌まっており、バヨネット突起１４ｂは、カムヘリコイド環１２の雄ヘリコイド１２ａ（平歯車１２ｂ）の直前に形成した周方向溝１２ｃに相対回転自在に嵌まっている。従って直進案内環１４は、回転せずに光軸方向にカムヘリコイド環１２と一緒に移動する。

カムヘリコイド環１２の外周面には、図４、図９、図１６に示すように、第１レンズ群Ｌ１を支持した１群移動筒１５用のカム溝Ｃ１５と、飾り筒１６用のカム溝Ｃ１６が形成されており、内周面には、第２レンズ群Ｌ２を支持した２群移動筒１７用のカム溝Ｃ１７（図１９参照）が形成されている。１群用カム溝Ｃ１５と飾り筒用カム溝Ｃ１６は僅かに形状が相違し、それぞれ周方向に離隔させて３本ずつ形成され、２群用カム溝Ｃ１７は同一基礎軌跡が周方向及び光軸方向に離隔させて５本形成されている。１群移動筒１５、飾り筒１６、２群移動筒１７はそれぞれ光軸方向に直進案内されており、これらの１群用カム溝Ｃ１５、飾り筒用カム溝Ｃ１６、２群用カム溝Ｃ１７に従って、カムヘリコイド環１２の回転に伴って光軸方向に進退する。

これらの直進案内関係を説明する。１群移動筒１５は、図４、図５に示すように、外筒１５Ｘ、内筒１５Ｙ及びこの外筒１５Ｘと内筒１５Ｙの先端部を接続したフランジ壁１５Ｚを有する断面コ字状をなしており、外筒１５Ｘと内筒１５Ｙの間に、カムヘリコイド環１２が位置している。外筒１５Ｘの後端部には、カムヘリコイド環１２の１群用カム溝Ｃ１５に嵌まるカムフォロア１５ａが固定されている。内筒１５Ｙの先端部には、図８、図９に示すように、第１レンズ群Ｌ１を固定した１群枠２４が螺合固定されている。１群枠２４は、第１レンズ群Ｌ１を光軸方向に位置調整してズーミング調整する際に用いることができる。

固定筒１１に直進案内されている直進案内環１４の内周面には、光軸と平行な直進案内溝１４ｃ（図９）が略１２０゜間隔で形成されており、この直進案内溝１４ｃに、外筒１５Ｘの後端部から径方向に突出させた直進案内突起１５ｂが嵌まっている。１群移動筒１５の外筒１５Ｘには、組立用溝１５ｃの後端部に幅の狭い直進案内溝１５ｄ（図１６）が形成されており、この直進案内溝１５ｄに、外筒１５Ｘと直進案内環１４の間に位置する飾り筒１６に固定した直進案内キー１６ａが位置している。１群移動筒１５と飾り筒１６の光軸方向の相対移動距離（１群用カム溝Ｃ１５と飾り筒用カム溝Ｃ１６の形状の違い）は、僅かであり、直進案内溝１５ｄの光軸方向の長さもこれに対応して短い。直進案内キー１６ａには一体に、飾り筒用カム溝Ｃ１６に嵌まるカムフォロア１６ｂが設けられている。

１群移動筒１５と飾り筒１６との間には、圧縮コイルばね１９（図３ないし図５参照）が挿入されている。この圧縮コイルばね１９は、１群移動筒１５を後方に、飾り筒１６を前方に移動付勢して、１群用カム溝Ｃ１５とカムフォロア１５ａの間、及び飾り筒用カム溝Ｃ１６とカムフォロア１６ｂの間のバックラッシュをとる作用をする。

また、１群用カム溝Ｃ１５と飾り筒用カム溝Ｃ１６は、図１６に示すように、撮影位置と比較して収納位置においては飾り筒１６を１群移動筒１５に対して前方に出し、バリアブロック３０（図８）のバリアと第１レンズ群Ｌ１との干渉を防ぐように僅かに形状を異ならせて設定されている。図３に示す収納位置において、１群移動筒１５の前端部のフランジ壁１５Ｚと、その前方に位置する飾り筒１６のフランジ壁との間のクリアランスｃ１は、図４または図５に示す撮影状態における両フランジ壁間のクリアランスよりも大きく形成されているのが分かる。別言すると、撮影位置においては、バリアブロック３０を第１レンズ群Ｌ１に接近させることで、バリアブロック３０によるケラレを防止している。バリアブロック３０は、飾り筒１６の前端部に支持されており、該バリアブロック３０のすぐ後方に位置させたバリア開閉環３１（図９）を収納位置近傍においてカムヘリコイド環１２によって回転させることで、バリアの開閉を行う。このようなバリア開閉環３１の回転運動でバリアブロック３０の開閉を行うバリア機構は周知である。

また、飾り筒用カム溝Ｃ１６は、その前端部が開放されており、飾り筒１６のカムフォロア１６ｂは、特定の組立位置において、その開放端Ｃ１６ａ（図１６）から該カム溝Ｃ１６内に挿入される。１群用カム溝Ｃ１５についても、同様に前端開放端Ｃ１５ａから１群移動筒１５のカムフォロア１５ａが挿入される。

１群移動筒１５の内筒１５Ｙには、その内周面に光軸と平行な方向の直進案内突起１５ｆ（図６、図７）が形成されており、２群移動筒１７には、この直進案内突起１５ｆが相対摺動自在に嵌まる光軸と平行な方向の直進案内溝１７ａが形成されている。直進案内突起１５ｆにはその中心部に、光軸と平行な方向の吊り溝１５ｅが形成されており、この吊り溝１５ｅの後端部は閉じられている（図１７、図１８参照）。２群移動筒１７には、カムヘリコイド環１２の２群用カム溝Ｃ１７に嵌まるカムフォロア１７ｃが形成されている。

２群移動筒１７の内周には、第３レンズ群Ｌ３を支持した３群移動筒１８が位置している。この３群移動筒１８には、２群移動筒１７の直進案内溝１７ａに内側から相対摺動自在に嵌まる光軸と平行な直進案内突起１８ａが形成されている。この直進案内突起１８ａの中心部には、吊り溝１５ｅに嵌まる直進キー（ストッパ突起）１８ｂ（図１１、図１７、図１８）が形成されている。図１１に示すように、３群移動筒１８には、第３レンズ群Ｌ３の前方に位置させてシャッタブロック２０が挿入され、抑え環２０ａで固定されている。そして、この３群移動筒１８（抑え環２０ａ）と２群移動筒１７との間には、圧縮コイルばね２１が挿入されていて、常時、２群移動筒１７に対して３群移動筒１８を後方に移動付勢している。この３群移動筒１８の後方への移動端は、直進キー１８ｂが１群移動筒１５の吊り溝１５ｅの後端部に当接する位置で規制される。すなわち、撮影状態においては、直進キー１８ｂが１群移動筒１５の吊り溝１５ｅの後端部に当接した状態が維持され、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３との相対間隔が一定となる。ズームレンズ鏡筒が撮影状態から収納状態へ変化する際には、第３レンズ群Ｌ３（３群移動筒１８）が機械的な後退端に達した後、第１レンズ群Ｌ１が１群用カム溝Ｃ１５に従ってさらに後退すると、圧縮コイルばね２１が撓んで第１レンズ群Ｌ１が第３レンズ群Ｌ３に接近する（図１参照）。直進キー１８ｂは頭部が膨らんでいて、吊り溝１５ｅからの脱落が防止されている。

圧縮コイルばね２１は、直接２群移動筒１７に作用させてもよい（第２レンズ群Ｌ２は２群移動筒１７に固定してもよい）が、図示実施形態では、収納長の一層の短縮を図るため、２群移動筒１７に対して第２レンズ群Ｌ２を後退可能としている。図１２、図１３はその構成を示すもので、２群移動筒１７には、先端部に内方フランジ１７ｄを有する筒状部１７ｅが形成されており、この筒状部１７ｅには光軸と平行で後端及び前端が開放された直進案内溝１７ｆが、周方向に等角度間隔で３本形成されている。筒状部１７ｅには、中間筒部材２５に形成したフランジ部２５ａが嵌っており、フランジ部２５ａの外周面に周方向に等角度間隔で突設した径方向外向きの３本の案内突起２５ｄが、対応する直進案内溝１７ｆに後方からそれぞれ嵌められている。このため、中間筒部材２５は２群移動筒１７に対して、光軸回りの相対回転が規制され、光軸方向にのみ相対移動可能であり、フランジ部２５ａの前面が内方フランジ１７ｄの後面に当接するまで前方へ移動できる。第２レンズ群Ｌ２は、２群枠２６に固定されており、この２群枠２６の雄ねじ２６ｂが中間筒部材２５の内周に形成された雌ねじ２５ｅに螺合されている。従って、光軸回りの回転が規制された中間筒部材２５に対して２群枠２６を回転させることで、第２レンズ群Ｌ２の光軸方向の位置を調整（ズーミング調整）することができ、調整後は、接着剤穴２５ｂから接着剤を滴下することで、２群枠２６を中間筒部材２５に固定することができる。２群移動筒１７の内方フランジ１７ｄの前端面と２群枠２６の外方フランジ２６ａとの間には、調整代を含めた隙間ｃ２（図１３）が存在する。圧縮コイルばね２１は、中間筒部材２５に作用しており、常時は（撮影状態では）、中間筒部材２５はフランジ部２５ａが内方フランジ１７ｄに当接する位置に保持される。つまり、第２レンズ群Ｌ２の位置は撮影状態では２群用カム溝Ｃ１７によって制御される一方、収納時には、２群枠２６が１群枠２４の後端によって機械的に後方に押されることで、外方フランジ２６ａが内方フランジ１７ｄに当接する位置まで後退でき、隙間ｃ２分収納長の短縮ができる。

中間筒部材２５には、遮光枠２７が支持されている。遮光枠２７は、環状の遮光部２７ａと、この環状遮光部２７ａから略１２０゜間隔で前方に延びる保持脚２７ｂと、保持脚２７ｂの先端部を外方に曲折した抜け止めフック部２７ｃとを有しており、中間筒部材２５には、この抜け止めフック部２７ｃが嵌まる遮光部材保持穴２５ｃが形成されている（図１２）。そして、遮光枠２７と２群枠２６の間には、円錐コイルばね２８が挿入されていて、遮光枠２７を常時後方に移動付勢している。この遮光枠２７は、鏡筒を収納するとき、遮光枠２７が機械的な後退端に達すると、円錐コイルばね２８を撓ませて２群枠２６に接近する。遮光部材保持穴２５ｃの光軸方向長は、環状遮光部２７ａが第２レンズ群Ｌ２に当接できるように設定されている。

円錐コイルばね２８はさらに、２群枠２６を回転させて行うズーミング調整時のバックラッシュ取りの作用をする。ズーミング調整は、画像位置を観察しながら、第２レンズ群Ｌ２の光軸方向位置を調整して行う調整であり、２群枠２６の中間筒部材２５（２群移動筒１７）に対するバックラッシュを除去することにより、正確な調整ができる。

第４レンズ群Ｌ４は４群枠２２に固定されている。第４レンズ群Ｌ４は前述のように、バリフォーカルレンズ系の焦点移動を補正する役割と、フォーカスレンズ群としての役割をもっており、パルスモータ２３によって進退制御される。すなわち、パルスモータ２３の駆動軸はねじ軸２３ａであり、このねじ軸２３ａに回転を規制されたナット部材２３ｂが螺合している。ナット部材２３ｂは、ばね手段Ｓによって、常時４群枠２２の足部２２ａに当接する方向に移動付勢されており、４群枠２２は、ガイドバー２２ｂによって回転を規制されている。よって、パルスモータ２３を駆動すると、４群枠２２（第４レンズ群Ｌ４）が光軸方向に進退する。パルスモータ２３は、焦点距離情報及び被写体距離情報に応じて制御される。

従って、上記構成の本ズームレンズ鏡筒は、駆動ピニオン１３を介してカムヘリコイド環１２を回転させると、直進案内されている１群移動筒１５、飾り筒１６、２群移動筒１７がカム溝Ｃ１５、Ｃ１６、Ｃ１７に従って光軸方向に移動する。３群移動筒１８は、１群移動筒１５が収納位置から前進して直進キー（ストッパ突起）１８ｂが吊り溝１５ｅの後端部に当接すると、１群移動枠１５と一緒に移動する。また第４レンズ群Ｌ４は焦点距離情報に応じて制御されるパルスモータ２３によって位置制御され、バリフォーカルレンズ系の焦点移動の補正が行われる。その結果、図１のようなズーミング軌跡が得られる。また、パルスモータ２３は、被写体距離情報によっても制御され、フォーカシング動作が実行される。

以上の実施形態において、カムヘリコイド環（カム環、第一リング部材）１２の内周面には、同一基礎軌跡で周方向及び光軸方向に離隔させた合計５本の２群移動筒（レンズ支持筒、第二リング部材）１７用のカム溝Ｃ１７が形成されている（図１９参照）。２群移動筒１７は光軸方向に直進案内されており、カムヘリコイド環１２が回転すると、２群用カム溝Ｃ１７に従って光軸方向に進退する。本実施形態は、この５本のカム溝Ｃ１７の形成態様に特徴がある。カム溝Ｃ１７と該カム溝Ｃ１７に係合するカムフォロア１７ｃとは対応関係にあり、カム溝Ｃ１７の幅と深さ（広く形状）は、カムフォロア１７ｃの径と長さ（広く形状）に対応している。従って以下の説明において、カム溝（カムフォロア）の位置や形状について述べるときは、当然に対応するカムフォロア（カム溝）について述べている。

すなわち、以上の実施形態では、
Ａ．カム環１２上の周方向の３カ所のうち１カ所には単一のカム溝Ｃ１７ｓとカムフォロア１７ｓのセット（単一セット）が設けられ、２カ所には、軸方向前後に位置を異ならせた前後対グループＣ１７ｆ１とＣ１７ｒ１、Ｃ１７ｆ２とＣ１７ｒ２が存在している（全５本のカム溝が存在している）。
Ｂ．前後対グループはまた、光軸方向前方の前方グループカム溝Ｃ１７ｆ１、Ｃ１７ｆ２と、後方の後方グループカム溝Ｃ１７ｒ１、Ｃ１７ｒ２としても分類される。
Ｃ．単一セットのカム溝Ｃ１７ｓは、他の前後対グループの前後のカム溝Ｃ１７ｆ１、Ｃ１７ｆ２に交差し、一つの前後対グループの前後のカム溝は他の前後対グループの前後のカム溝に交差している。
Ｄ．単一セットのカム溝Ｃ１７ｓの溝幅は、前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ１、Ｃ１７ｒ１、Ｃ１７ｆ２、Ｃ１７ｒ２の溝幅より広く、かつカム溝Ｃ１７ｆ１とＣ１７ｒ１を連通させたと仮定したときの溝幅、及びカム溝Ｃ１７ｆ２とＣ１７ｒ２を連通させたと仮定したときの溝幅よりそれぞれ狭い。
Ｅ．単一セットのカム溝Ｃ１７ｓと前方グループに属するカム溝Ｃ１７ｆ１、Ｃ１７ｆ２はそれぞれ、周方向に不等間隔で配置されている。すなわち、カムフォロア１７ｓ、１７ｃｆ１、１７ｃｆ２の周方向の間隔（角度）（従ってカム溝Ｃ１７ｓ、Ｃ１７ｆ１、Ｃ１７ｆ２の周方向の間隔）θ１、θ２、θ３はそれぞれ異なっている。
Ｆ．単一セットのカム溝Ｃ１７ｓと後方グループに属するカム溝Ｃ１７ｒ１、Ｃ１７ｒ２はそれぞれ、周方向に不等間隔で配置されている。すなわち、カムフォロア１７ｓ、１７ｃｒ１、１７ｃｒ２の周方向の間隔（角度）（従ってカム溝Ｃ１７ｓ、Ｃ１７ｒ１、Ｃ１７ｒ２の周方向の間隔）γ１、γ２、γ３はそれぞれ異なっている。
Ｇ．前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ１とＣ１７ｒ１の光軸方向の間隔ｄ１と、別の前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ２とＣ１７ｒ２の光軸方向の間隔ｄ２とが異なっている。
Ｈ．前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ１とＣ１７ｒ１の溝幅が互いに異なり、別の前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ２とＣ１７ｒ２の溝幅も互いに異なっている。
Ｉ．前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ２とＣ１７ｒ２は、単に前後方向に位置を異ならせている（周方向位置は同一である）のに対し、前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ１とＣ１７ｒ１は、前後方向に位置が異なるだけでなく、周方向にも位置が異なっている。単一セットのカム溝Ｃ１７ｓ（とカムフォロア１７ｓ）を基準にすると、前方のカム溝Ｃ１７ｆ１は、後方のカム溝Ｃ１７ｒ１よりもこの基準から遠ざけてずらしている（図１９）。
これにより、前方のカム溝Ｃ１７ｆ１に係合するカムフォロア１７ｃｆ１と後方のカム溝Ｃ１７ｒ１に係合するカムフォロア１７ｃｒ１とは、カム溝Ｃ１７ｓの溝の延びる方向とは反対方向にずれて配列された関係となるので、両カムフォロア１７ｃｆ１と１７ｃｒ１は、単一セットのカム溝Ｃ１７ｓ内に、同時に入らず、より確実にカムフォロアの脱落を防止することができる。
なお、周方向間隔のずらし方向が上記条件を満たせない場合は、前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ１とＣ１７ｒ１の光軸間距離を適宜変更してもよい。

図２０は、単一セットと前後対グループを一つずつ周方向に配置し、単一セットのカム溝の溝幅を、前後セットのカム溝の溝幅より広く設定した実施形態を示している。すなわち、図２０は、単一セットと前後対グループの前方セット（カム溝Ｃ１７ｓとＣ１７ｆ１）間の周方向間隔αと、単一セットと後方セット（カム溝Ｃ１７ｓとＣ１７ｒ１）間の周方向間隔βとを同一にする一方、単一セットのカム溝Ｃ１７ｓの溝幅を、前後セットのカム溝Ｃ１７ｆ１とＣ１７ｆ２のいずれの溝幅よりも広く設定している。

図２１は、図２０の溝幅に関する構成に加えて、単一セットと前後対グループの前方セット（カム溝Ｃ１７ｓとＣ１７ｆ１）間の周方向間隔αと、単一セットと後方セット（カム溝Ｃ１７ｓとＣ１７ｒ１）間の周方向間隔βとを異ならせた実施形態を示している。このようにαとβを異ならせると、一層確実にカムフォロアの脱落を防止することができる。

図２０、図２１から明らかなように、いずれの実施形態でもカム溝の二つの交差点に同時に二つのカムフォロアが位置することがなく、脱線を防止することができる。

図２２は、一つの単一セットに加えて２つの前後対グループを周方向に配置し、２カ所の前後セットの光軸方向の設置間隔ｄ１を同一にした上で、単一セットと前方セット間の周方向間隔を１２０゜、１１６゜、１２４゜と互いに異ならせる一方、単一セットと後方セット間の周方向間隔はすべて同一（１２０゜）にした実施形態を示している。

前述の条件、すなわち、
Ａ．いずれかの前方セットと単一セットの周方向間隔と、複数の前方セット間の周方向間隔とを不等間隔とする、
Ｂ．いずれかの後方セットと単一セットの周方向間隔と、複数の後方セット間の周方向間隔とを不等間隔とする、
Ｃ．前後対グループの少なくとも一組の前後のカム溝の光軸方向の設置間隔を異ならせる、
Ｄ．前後対グループの少なくとも一組の前後のカム溝の溝幅と溝深さの少なくとも一方を互いに異ならせる、及び
Ｅ．前後対グループの一組の前後のカム溝の溝幅または溝深さの大小関係を、他の組の前後のカム溝の溝幅または溝深さの大小関係とは異ならせる、
は、より好ましい条件であり、これらの一以上を適用することで、より確実にカムフォロアの脱落を防止することができる。
どの条件を適用するかは、カム溝の配置態様に応じて決定することができる。

図２３は、単一セットのカム溝Ｃ１７ｓと前方グループに属するカム溝Ｃ１７ｆ１、Ｃ１７ｆ２、及び単一セットのカム溝Ｃ１７ｓと後方グループに属するカム溝Ｃ１７ｒ１、Ｃ１７ｒ２がともに周方向に等配（１２０゜間隔）で、前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ１とＣ１７ｒ１の光軸方向の間隔ｄ１と、カム溝Ｃ１７ｆ２とＣ１７ｒ２の光軸方向の間隔ｄ２が異なる例を示している。

また、図２４は、図２３の構成に加えて、前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ１とＣ１７ｒ１の溝幅を異ならせ、同様に別の前後対グループのカム溝Ｃ１７ｆ２とＣ１７ｒ２の溝幅を異ならせた例を示している。

以上のようにカム溝の交差点においてカムフォロアが別のカム溝へ入り込むことが防止される構成によれば、カム溝を交差させたズームレンズ鏡筒の設計が可能となり、カム溝Ｃ１７の長さをカムヘリコイド環１２の内周寸法内で十分に長くとることができる。したがって、カム溝の傾斜角を、カムヘリコイド環１２の周方向において緩く設計することができ、鏡筒の小径化と円滑なズーミング動作とが可能となる。

図１ないし図１９で説明したズームレンズ鏡筒は、本発明のカム機構を適用した一例である。本発明のカム機構は、カム環がヘリコイドカム環であると否とを問わず、カム環（第一リング部材）と直進環状部材（第二リング部材）を有するズームレンズ鏡筒一般に適用できる。また、カム溝とカムフォロアは、以上の実施形態ではカムヘリコイド環１２にカム溝を形成し、２群移動筒１７にカムフォロアを設けたが、両者の関係は逆にしてもよいことは明らかである。

本発明によるズームレンズ鏡筒を適用するズームレンズ系のズーミング基礎軌跡を示す図である。 同ズームレンズ系の構成レンズ群とそのレンズ枠を示す半切斜視図である。 本発明の一実施形態によるズームレンズ鏡筒の収納状態における上半断面図である。 同ズームレンズ鏡筒のワイド端無限遠撮影状態における上半断面図である。 同ズームレンズ鏡筒のテレ端無限遠撮影状態における下半断面図である。 図３のVI-VI線に沿う断面図である。 図３のVII-VII線に沿う断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の一部の分解斜視図である。 同別の部分の分解斜視図である。 １群移動筒回りの分解斜視図である。 ３群移動筒回りの分解斜視図である。 ２群移動筒回りの分解斜視図である。 ２群移動筒回りの上半断面図である。 固定筒に支持するパルスモータ回りの背面から見た分解斜視図である。 同固定筒と第４レンズ群回りの分解斜視図である。 カムヘリコイド筒の１群用カム溝と飾り筒用カム溝の展開図である。 １群移動筒、２群移動筒及び３群移動筒の直進案内関係を示す展開図である。 同拡大展開図である。 カムヘリコイド環の２群用カム溝の形状を示す展開図である。 カム溝とカムフォロアの前後対グループが周方向に２カ所存在する場合の基本的な本発明の実施形態を示す展開図である。 カム溝とカムフォロアの前後対グループが周方向に２カ所存在する場合の基本的な本発明の別の実施形態を示す展開図である。 カム溝とカムフォロアの前後対グループが周方向に３カ所存在する場合の基本的な本発明の実施形態を示す展開図である。 同別の実施形態を示すカム溝とカムフォロアの展開図である。 同別の実施形態を示すカム溝とカムフォロアの展開図である。

符号の説明

Ｃ１５ １群用カム溝
Ｃ１６ 飾り筒用カム溝
Ｃ１７ ２群用カム溝
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
Ｓ ばね手段
１１ 固定筒
１１ａ 雌ヘリコイド
１１ｂ 直進案内溝
１１ｃ 内面凹部
１２ カムヘリコイド環（第一リング部材）
１２ａ 雄ヘリコイド
１２ｂ 平歯車
１２ｃ 周方向溝
１２ｄ 直進ガイド溝
１３ 駆動ピニオン
１４ 直進案内環
１４ａ 直進案内突起
１４ｂ バヨネット突起
１４ｃ 直進案内溝
１５ １群移動筒
１５ａ カムフォロア
１５ｂ 直進案内突起
１５ｃ 組立用溝
１５ｄ 直進案内溝
１５ｅ 吊り溝
１５ｆ 直進案内突起
１６ 飾り筒
１６ａ 直進案内キー
１６ｂ カムフォロア
１７ ２群移動筒（レンズ支持筒、第二リング部材）
１７ａ 直進案内溝
１７ｃ カムフォロア
１７ｄ 内方フランジ
１７ｅ 筒状部
１８ ３群移動筒
１８ａ 直進案内突起
１８ｂ ストッパ突起
１９ 圧縮コイルばね
２０ シャッタブロック
２０ａ 抑え環
２１ 圧縮コイルばね
２２ ４群枠
２２ａ 足部
２２ｂ ガイドバー
２３ パルスモータ
２３ａ ねじ軸
２３ｂ ナット部材
２４ １群枠
２５ 中間筒部材
２５ａ フランジ部
２５ｂ 接着剤穴
２５ｃ 遮光部材保持穴
２６ ２群枠
２６ａ 外方フランジ
２７ 遮光枠
２７ａ 環状遮光部
２７ｂ 保持脚
２７ｃ 抜け止めフック部
２８ 円錐コイルばね
３０ バリアブロック
３１ バリア開閉環

Claims (9)

1. 回転駆動される第一のリング部材と、光学部材を支持し光軸方向に直進案内された第二のリング部材とを有し、この第一、第二のリング部材のいずれか一方の周面に同一の基礎軌跡の複数のカム溝を設け、他方にこの複数のカム溝にそれぞれ係合する複数のカムフォロアを設けたレンズ鏡筒のカム機構において、
   周方向位置を異ならせて、単一のカム溝とカムフォロアからなる単一セットと、軸方向前後に位置を異ならせた前後のカム溝とカムフォロアからなる、少なくとも一つの前後対のグループとを設けて、単一セットのカム溝と前後対グループのカム溝とを交差させ、
   さらに、次のＡ、Ｂの少なくとも一方の条件を満足させたことを特徴とするレンズ鏡筒のカム機構。
   Ａ．単一セットのカム溝の溝幅は、前後対グループのカム溝の溝幅より広いこと、
   Ｂ．単一セットのカム溝と前後対グループの一方のカム溝との周方向間隔と、該単一セットのカム溝と前後対グループの他方のカム溝との周方向間隔を異ならせること。
2. 請求項１記載のレンズ鏡筒のカム機構において、上記前後対グループは周方向に複数セット設けられていて、一つの前後対グループの前後のカム溝はそれぞれ、他の前後対グループ及び単一セットの全てのカム溝に交差しているレンズ鏡筒のカム機構。
3. 請求項２記載のレンズ鏡筒のカム機構において、いずれかの前方グループと単一セットの周方向間隔と、複数の前方セット間の周方向間隔とは不等間隔であるレンズ鏡筒のカム機構。
4. 請求項２記載のレンズ鏡筒のカム機構において、いずれかの後方セットと単一セットの周方向間隔と、複数の後方セット間の周方向間隔とは不等間隔であるレンズ鏡筒のカム機構。
5. 請求項２ないし４のいずれか１項記載のレンズ鏡筒のカム機構において、一つの前後対グループの前後セットの光軸方向の設置間隔は、他の前後対グループの前後セットの光軸方向の設置間隔と異なっているレンズ鏡筒のカム機構。
6. 請求項２ないし５のいずれか１項記載のレンズ鏡筒のカム機構において、少なくとも一つの前後対グループの前方のカム溝と後方のカム溝は、その溝幅と溝深さの少なくとも一方が互いに異なっているレンズ鏡筒のカム機構。
7. 請求項６記載のレンズ鏡筒のカム機構において、前後対グループの一組の前後のカム溝の溝幅または溝深さの大小関係は、他の組の前後のカム溝の溝幅または溝深さの大小関係とは異なっているレンズ鏡筒のカム機構。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項記載のレンズ鏡筒のカム機構において、カム溝とカムフォロアのセット数は合計５であるレンズ鏡筒のカム機構。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項記載のレンズ鏡筒のカム機構において、上記光学部材は、レンズ系の一部を構成するレンズ群であるレンズ鏡筒のカム機構。
   
   
   

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