JP2007072386A - レンズ鏡筒および撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過大な外力が働いた際に、ギアの歯欠けや破損等を起こさないように、確実に減速ギア列のトルクの伝達を遮断することが可能となるレンズ鏡筒および撮影装置を提供する。
【解決手段】カム筒１１を減速ギア列を介してモータで回転させ、該カム筒に連設されたレンズ保持筒を光軸方向に進退させるレンズ鏡筒をつぎのように構成する。前記減速ギア列と前記カム筒に形成されたギアを含むギア間に、一方のギア１１ａと他方のギア３９ｂとの間においてこれらのギアと噛み合って前記カム筒に形成されたギア側に不勢されている不勢ギア２９を有する構成とする。また、前記不勢ギアは前記一方のギアまたは前記他方のギアのいずれかのギアの回転軸周りに回転可能に支持された構成とする。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、レンズ鏡筒および撮影装置に関するものである。特に、複数のレンズ群からなる撮影光学系において、各レンズ群を光軸方向にそれぞれ進退させてレンズ鏡筒の全長を可変させるレンズ鏡筒および撮影装置に関するものである。

従来より、銀塩フィルムを使用して写真撮影を行なう一般的な小型カメラや、デジタルスチルカメラ等の撮影装置では、携帯性を向上させるためにいわゆる沈胴式のレンズ鏡筒が搭載されている。
このような沈胴式レンズ鏡筒では、非撮影時にはレンズ鏡筒全長を撮影時に対して短縮化し、撮影装置の本体内に収納されるが、その構成として様々なものが提案され実用化されている。
中でも、沈胴式レンズ鏡筒の最前部の筒を移動させるため、カム筒に設けられたカム溝とこのカム溝に係合するカムフォロワーピンとの相対回転移動により前後方向に移動するように構成したものが知られている。
ここでの最前部の筒は、カム筒に設けられた光軸の円周方向で光軸に対して斜行するカム溝とそのカム溝に係合する最前部の筒に圧入等で固定されたカムフォロワーピンとの相対回転移動により前後方向に移動される。
また、カム筒の回転は、カム筒に設けられたギアを含む複数のギアより成る減速ギア列によりトルクアップされたモータの回転により行われる。

ところで、このような構成のものでは、最前部の筒は撮影状態では撮影装置の落下や、あるいはストラップで吊り下げた状態におけるいわゆる振り当て等により大きな力を受けてしまう可能性がある。
例えば、最前部の筒に光軸方向の外力が加わると、斜行するカム溝で回転方向の力に変換されることから、カム筒が回転して減速ギア列に過大な外力が加わり、これによりギアの歯欠けや破損を生じることとなる。

このようなギアの歯欠けや破損を防止するため、従来においては、例えば、特許文献１のように、負荷の伝達経路を開放してギア機構の破損が生じないようにしたズームレンズ鏡筒のクラッチ機構が提案されている。
この装置では、モータの回転を伝達する減速ギア列の最終段ギアと、ズームレンズ鏡筒のカム環を回転させるギア機構との間に第一伝達ギアと第二伝達ギアが設けられている。
また、これらのギアの対向する面に設けられた噛合部の噛み合いを維持して一体的に回動するように付勢する付勢手段よりなるクラッチ機構が設けられている。ここで、回転方向に所定量以上の負荷が加わると、回転しない第二伝達ギアに対して第一伝達ギアの回転により噛合部の斜面に沿って第二伝達ギアが回転軸方向に第一伝達ギアに対して離れる方向へ退避する。
これにより、噛合部の噛み合いが解かれ負荷の伝達経路が開放されてギア機構の破損を防ぐように構成されている。
特開平８―１１０４５６号公報

しかしながら、上記特許文献１の従来例のものにおいては、つぎのような問題を有している。すなわち、第二伝達ギアは噛合部の斜面をずり上がりながら回転軸方向に移動することで噛み合いが外れる構成になっている。
このため、クラッチ機構が切れる際に第二伝達ギアには第一伝達ギアとの噛合部の斜面、減速ギア列の最終段とのギア噛み合い部および回転軸部に大きな摩擦力が働くことになる。
発生する摩擦力は付勢手段による付勢力と当接する面の摩擦係数に依存する。
付勢力はコイルスプリングである程度は精度良く設定することが可能であるが、摩擦係数は当接する面の表面状態や当接具合、あるいは周りの温湿度状態で大きく変化してしまう場合が生じる。
したがって、上記従来例では、何らかの理由（温湿度条件、成形品の初期の表面状態、耐久動作による表面の荒れ等）で初期の想定値よりも摩擦力が大きくなり、過大な負荷に対して適切にクラッチが切れない恐れが生じる。これにより、減速ギア列のどこかが破損してしまうこととなる。

本発明は、上記課題に鑑み、過大な外力が働いた際に、ギアの歯欠けや破損等を起こさないように、確実に減速ギア列のトルクの伝達を遮断することが可能となるレンズ鏡筒および撮影装置を提供することを目的とするものである。

本発明は上記課題を解決するため、つぎのように構成したレンズ鏡筒および該レンズ鏡筒を備えた撮影装置を提供するものである。
本発明のレンズ鏡筒は、カム筒を減速ギア列を介してモータで回転させ、該カム筒に連設されたレンズ保持筒を光軸方向に進退させるレンズ鏡筒をつぎのように構成したことを特徴としている。
すなわち、本発明のレンズ鏡筒は、前記減速ギア列と前記カム筒に形成されたギアを含むギアとの間に、一方のギアと他方のギアとの間においてこれらのギアと噛み合って前記カム筒に形成されたギア側に不勢されている不勢ギアを有している。また、前記不勢ギアは前記一方のギアまたは前記他方のギアのいずれかのギアの回転軸周りに回転可能に支持されている。これらにより、前記カム筒に所定量以上の負荷が加わった際に前記回転軸周り側のギアとの噛み合いを保ちながら該回転軸周りに回転し、該噛み合いを保っているギア以外のギアとの噛み合いを外すように構成されている。
また、本発明の撮影装置は、上記したレンズ鏡筒を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、過大な外力が働いた際に、ギアの歯欠けや破損等を起こさないように、確実に減速ギア列のトルクの伝達を遮断することが可能となる。

上記した構成により、過大な外力が働いた際に、減速ギア列のトルクの伝達が適切に遮断され、ギアの歯欠けや破損を防止することができるが、本発明の実施の形態においては、より具体的につぎのように構成することができる。
すなわち、前記発明の構成において、前記一方のギアを前記カム筒に形成されたギアで構成し、前記不勢ギアを前記他方のギアの回転軸周りに回転可能に支持する構成を採ることができる。
また、前記不勢ギアを前記モータの出力ギアで構成し、前記カム筒に形成されたギアとの噛み合いを保つように、弾性部材によって不勢する構成を採ることができる。
また、前記他方のギアを前記モータの出力ギアで構成し、前記不勢ギアが前記一方のギアの回転軸周りに回転可能に支持する構成を採ることができる。
また、前記一方のギアと他方のギア及び中間のギアの各回転軸を、同一平面内に平行に配置する構成を採ることができる。
また、前記不勢ギアを、弾性部材によって不勢された一対の規制部材の一方と他方を、該不勢ギアの一端側と他端側にそれぞれ逆向きとなるように配置して支持する構成を採ることができる。
また、以上の構成を、複数のレンズ群を有し、非使用状態において各レンズ群の間隔を通常使用時に対して縮めて全長を短縮するようにした、いわゆる沈胴式レンズ鏡筒に適用することができる。

以下に、本発明の実施例について説明する。

［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用し、４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒において、ズームモーターの出力軸とカム筒のギア部との間の減速ギア列に対し、過大な外力が働いた際にトルクの伝達を遮断するようにした構成例について説明する。
４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒については、図１〜図５に示されているが、その詳細は後述する。ここでは、まず、上記トルクの伝達を遮断するようにした構成例の主要部であるズームモーターユニットについて説明する。本実施例のズームモーターユニットは、図１に符号１５で示されているように、４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒に設けられる。その際、カム筒１１の後端部に設けられたギア部１１ａと噛合ってカム筒１１を回転させることで変倍動作を行なうように機能し、ズームモーターユニット１５内のギア列とカム筒１１のギア部１１ａにて減速ギア列が構成されている。
ズームモーターユニット１５は後部鏡筒９（図２〜図３）に位置決めされ２本のビスで固定されている。

つぎに、ズームモーターユニット１５の詳細について説明する。
図６に、本実施例のズームモーターユニットをレンズ後方および光軸内側から見た斜視図を示す。
また、図７はズームモーターユニットの分解斜視図であり、図８は図７の複数のギア部分を更に詳細に分解して図示したものである。
図７において、２９はズームモーターユニット１５の出力ギアであり、カム筒１１のギア部１１ａと噛み合っておりカム筒１１を回転させる。
３０はズームモーターであり、本実施例ではステッピングモーターを用いている。
図７に示されているように、ズームモーター３０の出力軸には、ギア３１が圧入により固定されている。
３２および３３はズームモーターユニット１５のベースとなる部材であり、ギア３１からギア２９までの複数のギアを支持をすると共にズームモーター３０がビスにより固定されている。
ベース３２には位置決めピン３２ａと回り止め突起３２ｂが設けられており、ベース３３が位置決めされてビス２本にて固定されている。
さらに、図８示されているように、ギア３１からギア２９までの複数のギアが支持されている。
ギア３４は大ギア３４ａと小ギア３４ｂから成り、軸３５に回転可能に支持されている。軸３５はベース３２および３３により挟持されている。
大ギア３４ａはズームモーター３０の出力軸に固定されたギア３１と噛み合っている。
ギア３６は大ギア３６ａと小ギア３６ｂから成り、軸３７に回転可能に支持されている。
軸３７はベース３２および３３により挟持されている。大ギア３６ａは小ギア３４ｂと噛み合っている。
ギア３８は大ギア３８ａと小ギア３８ｂから成り、軸３５に回転可能に支持されている。大ギア３８ａは小ギア３６ｂと噛み合っている。
ギア３９は大ギア３９ａと小ギア３９ｂから成り、軸３７に回転可能に支持されている。大ギア３９ａは小ギア３８ｂと噛み合っている。
出力ギア２９は軸４０に回転可能に支持されており、小ギア３９ｂと噛み合っている。４１はギア２９の支持部材であり、軸４０は支持部材４１の穴部４１ａおよび４１ｂに圧入等で固定される。
支持部材４１に設けられた穴部４１ｃおよび４１ｄは、軸３７のベース３２および３３の受け部の円筒外径に嵌合支持される。これにより、出力ギア２９は小ギア３９ｂとの噛み合いを保ったままで支持部材４１と共に小ギア３９ｂの回転軸まわりに回転可能となっている。
４２は圧縮コイルバネであり所定の力で支持部材４１の基準面４１ｅをベース３２に当接させる。

つぎに、カム筒１１とズームモーターユニット１５の要部の関係について説明する。
図９に、カム筒１１とズームモーターユニット１５の要部の関係を、光軸前側から見た場合の構成を示す。
カム筒１１のギア部１１ａと出力ギア２９は支持部材４１がその基準面である４１ｅがベース３２に圧縮コイルバネ４２で圧接されることで正規の噛み合いを保っている。以上のギア３１からカム筒１１のギア部１１ａの噛み合いで減速ギア列を構成している。
また、図１０（ａ）および（ｂ）に、減速ギア列を図９とは逆の光軸後側から見た場合の構成を示す。
図１０（ａ）は正規の駆動状態であり、各ギアは正規の噛み合いを成している。

図１１に、本実施例の光学系の各レンズ群の動きを示す。図１１に示されるように、上から沈胴時、ＷＩＤＥ端、ＴＥＬＥ端の各レンズ群配置されている。
第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２は沈胴位置からＷＩＤＥ端へ共に繰り出し、ＴＥＬＥ端に向け第１レンズ群Ｌ１は更に繰り出し、第２レンズ群Ｌ２は繰り込まれる。
第３レンズ群Ｌ３は沈胴位置からＷＩＤＥ端へ繰り出し、ＴＥＬＥ端に向け途中まで繰り出しＴＥＬＥ端へ若干繰り込まれる。
このように、本実施例の光学系では、第１レンズ群が沈胴位置からＴＥＬＥ端まで戻らずに繰り出し続ける構成となっている。
したがって、ＷＩＤＥ−ＴＥＬＥ間の撮影状態でもＷＩＤＥから沈胴の途中位置でも、最前部の筒である１群鏡筒ユニット１に落下や振り当て等で過大な負荷が光軸後ろ方向へ働くとカム環１１は必ず沈胴方向へ回転する。図１０（ｂ）はそのような状態を表している。
矢印Ａがカム環１１が回転する方向である。
ギア部１１ａから受けるトルクが所定量を越えると、ギア２９は回転しなくなった小ギア３９ｂと噛み合いを保ちながら矢印Ｂ方向に回転し、ギア３９ｂの回転軸周りに矢印Ｃ方向に回転してギア２９とギア部１１ａの噛み合いが外れていく。
これにより、減速ギア列の各ギアの破損が防止される。なお、ギア部１１ａから受けるトルクが所定量を越える場合として、ズームモーター３０の出力軸に固定されているギア３１が止まっている場合が考えられる。
あるいは急激な負荷の為に減速ギア列の噛み合い部の歯面の摩擦や回転軸の撓み、または摩擦等で内部のギアがロックして回転できなくなる場合、等が考えられる。

つぎに、本実施例の沈胴式レンズ鏡筒の詳細について説明する。
本実施例の沈胴式レンズ鏡筒は凸凹凸凸の４群構成の変倍光学系を有し、非使用状態では各レンズ群間隔を通常使用時に対して縮めてレンズ全長を大幅に短縮する沈胴式レンズ鏡筒を構成している。
図１に、本実施例における４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒の分解斜視図を示す。
図２に、本実施例における４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒の断面図（沈胴時）を示す。。
図３に、本実施例における４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒の断面図（ＷＩＤＥ端）を示す。。
図４に、本実施例における４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒の断面図（ＴＥＬＥ端）を示す。。

Ｌ１は第１レンズ群、Ｌ２は第２レンズ群、Ｌ３は光軸と垂直な平面内で移動してぶれ補正動作を行なう第３レンズ群、Ｌ４は光軸方向に移動する事により合焦動作を行なう第４レンズ群である。
なお、前述したとおり、図１１に示されるように、上から沈胴時、ＷＩＤＥ端、ＴＥＬＥ端の各レンズ群配置される。
第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２は沈胴位置からＷＩＤＥ端へ共に繰り出し、ＴＥＬＥ端に向け第１レンズ群Ｌ１は更に繰り出し、第２レンズ群Ｌ２は繰り込まれる。
第３レンズ群Ｌ３は沈胴位置からＷＩＤＥ端へ繰り出し、ＴＥＬＥ端に向け途中まで繰り出しＴＥＬＥ端へ若干繰り込まれる。

１は第１レンズ群Ｌ１が保持されている１群鏡筒ユニット（レンズ保持筒）、２は第２レンズ群Ｌ２を保持する２群鏡筒である。
３は第３レンズ群Ｌ３を光軸と垂直な平面内で移動可能とするシフトユニット、３ａはシフトユニット３の後端部に圧入等により固定された円錐状のカムフォロワーを有するカムピンである。
４は第４レンズ群Ｌ４を保持する移動枠、５および６、７はシフトユニット３および移動枠４を光軸方向に移動可能に支持するガイドバーである。
シフトユニット３はガイドバー５および６により、移動枠４はガイドバー７および６によりそれぞれ支持される。
８はガイドバー５、６、７の前側の端部を位置決め固定する支持枠、９はガイドバー５、６、７の後ろ側の端部を位置決め固定し、更にＣＣＤ等の撮像素子を取付ける後部鏡筒である。
支持枠８は後部鏡筒９にビス３本にて固定されている。１０は固定筒であり、１１はカム筒であり、カム筒１１は光軸方向を後部鏡筒９にて位置規制され固定筒１０の外周に回転可能に保持されている。
また、カム筒１１はその内周壁および外周壁に複数のカム溝を有し、後述する各移動レンズ群に一体的に設けられたカムフォロワーピンに嵌合している。
そして、固定筒１０周りに回転することで第１、第２、第３レンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を光軸方向に進退させて変倍動作を行なうとともにレンズ鏡筒全体を沈胴させる。

１２はカム筒１１の回転を規制するストッパであり、ビスにより後部鏡筒９に固定される。
１３は光学系の開口径を制御する絞り装置であり、複数枚の絞り羽根を連動して揺動させることで開口面積を可変する、いわゆる虹彩絞り装置であり、絞り羽根を全閉することでシャッターの機能も有する。
１４は第４レンズ群Ｌ４を光軸方向に移動し合焦動作を行なわせる為の駆動手段であるところのフォーカスモータである。
これにより、回転するロータと同軸のリードスクリュー１４ａが移動枠４に取付けられたラック４ａと噛み合っており、ロータの回転により第４レンズ群Ｌ４を移動せしめる。
また、ねじりコイルバネ４ｂで移動枠４、ガイドバー６、７、ラック４ａ、リードスクリュー１４ａのそれぞれのガタを片寄せしている。フォーカスモーター１４はビス２本で支持枠８に固定されている。
１５は前述したとおりのズームモーターユニットである。

１６はフォトインタラプタであり、移動枠４に形成された遮光部４ｃの光軸方向への移動による遮光、透光の切り替わりを電気的に検出することで第４レンズ群Ｌ４の基準位置を決定するためのフォーカスリセットスイッチである。
１７はフォトインタラプタであり、レバー１８の揺動による遮光部１８ａの移動による遮光、透光の切り替わりを電気的に検出することで変倍の基準位置を決定するためのズームリセットスイッチである。
レバー１８は後部鏡筒９に設けられたピン９ａを回転軸として、カム筒１１の後端部に設けられた半径方向にリフトを持つカム１１ｂ（図２，３に指示）にねじりコイルバネ１９でその一端を圧接されている。
カム筒のカムリフトに応じて揺動することでカム筒の回転方向の所定回転角度位置を検出する。

つぎに、第１および第２のレンズ群の支持構成について説明する。
図５に、本実施例における沈胴式レンズ鏡筒の第１および第２のレンズ群の支持構成に関連する部品を図１とは反対の方向（レンズ後方）から見た分解斜視図を示す。
固定筒１０には先端に３つのキー１０ａが光軸を中心に均等な角度に設けられている。
１群鏡筒ユニット１の円筒部分の内周壁にはキー１０ａに嵌合する３本の直進溝１ａが設けられている。３つのキーと３本の直進溝の嵌合により１群鏡筒ユニット１は固定筒１０に対して光軸垂直方向に位置決めされ、直進溝に沿って光軸方向へ進退自在に案内される。
また、１群鏡筒ユニット１の後端部分には３つのカムフォロワーピン１ｂと耐衝撃用ピン１ｃが円周方向に交互に均等角度位置に圧入等により一体化されている。
カム筒１１の外周面に設けられた３本のカム溝１１ｃおよび１１ｄと係合して１群鏡筒ユニット１の倒れを規制すると共にカム筒１１の回転によりカム溝より力を受けて１群鏡筒ユニット１を光軸方向に進退させる。
カムフォロワーピン１ｂはカム溝１１ｃと沈胴および通常使用領域で常に係合しているテーパーピンであり、耐衝撃用ピン１ｃはほぼ円筒形状に近い角度のテーパーピンである。
耐衝撃用ピン１ｃはカム溝１１ｄと対応した位置にあるが通常はカム溝１１ｄとは係合しないで離間した位置にある。
１群鏡筒ユニット１に落下等により衝撃的な力が加わると、常に係合しているカムフォロワーピン１ｂはカム溝１１ｃのテーパー角度に沿ってせり上がる。これによりカム溝１１ｃから脱落しそうになるが、耐衝撃用ピン１ｃがカム溝１１ｄと当接してカムフォロワーピン１ｂのカム溝１１ｃからの脱落を防止する。

つぎに、２群鏡筒２とカム筒１１のカム溝１１ｅとピンとの関係を説明する。図１２にこれらの関係を説明する図を示す。図１２（ａ）は本実施例のカムフォロワーピン２０の各部分との係合状態を示している。
ピン２１には円錐形状のカムフォロワー部がなく、２群鏡筒２の光軸方向の位置はカムフォロワーピン２０とカム溝１１ｅとの係合でのみで決まっている。
２群鏡筒２に落下等により衝撃的な力が加わるとカムフォロワーピン２０だけに力が作用しカム溝１１ｅから脱落する可能性がある。
そこで、図１２（ｂ）に示すように、ピン２１にカム溝１１ｅとは通常使用状態では係合しないテーパーピン部２１ａを設ける。
そして、上記の状態でカムフォロワーピン２０がカム溝から脱落しそうになるとピン２１のテーパーピン部２１ａがカム溝１１ｅと当接して３本のピンで均等に２群鏡筒への力を受けるようにすると衝撃に対して強くなる。
また更に、図１２（ｃ）（ｄ）で示すように固定筒１０の直進溝１０ｂに段差１０ｃを設け３本のピンにカムフォロワーピン２０に設けた２０ａのようなフランジ部をつけて、テーパーピンに加わる力を固定筒１０で受けるようにしても良い。
本実施例では１群鏡筒ユニット１を固定筒１０に対して光軸方向に進退自在に案内する３本の直進溝１ａを使って２群鏡筒２の先端の位置決めを行なっている。これにより、高い機械的精度が必要であり、かつ、保持枠の機械的強度低下をまねく直進溝の本数を少なくして、第１のレンズ群を保持する保持枠の生産性および機械的な強度を向上させると共に、第１および第２のレンズ群の相対位置精度より向上させている。
更に、２群鏡筒２の先端および後端に設けられた３つのキーはそれぞれ同一の位相角度に配置してあるので、固定筒１０に設けられたキー１０ａと直進溝１０ｂが同一角度位相となる。
固定筒１０の先端部の接続部分の肉厚を確保することで、機械的な強度を向上させることができる。

次に、１群鏡筒ユニット１の構成について説明する。
図１３に、１群鏡筒ユニット１の分解斜視図を示す。
図１３において、２３は第１レンズ群Ｌ１を保持する１群鏡筒である。
２４は３本の直進溝がその内周壁に設けられている１群案内筒である。２５は１群鏡筒２３と１群案内筒２４の間に３本のビス２６にて挟み込まれて固定される中間リングである。
中間リング２５は、１群鏡筒２３の３方向に設けられたビス止め部２３ａを受ける平面部２５ａとその裏面に回転方向（→Ａ）に厚さの変化するテーパー面２５ｂを３方向に有している。これを光軸周りに回転させることで、１群鏡筒ユニット１内での第１レンズ群Ｌ１の光軸方向の位置を可変することができる。
また、ビス２６はビス止め部２３ａとは光軸垂直方向にガタを有しており、中間リング２５の平面部２５ａ上でスライドさせることで１群鏡筒ユニット１内で第１レンズ群Ｌ１の光軸垂直方向の位置を可変できる。
本実施例の４群構成の変倍光学系は変倍率が大きく、各レンズ群の位置精度の要求が特に高いので、規定の光学性能を確保するために、第１レンズ群Ｌ１を光軸方向、および光軸垂直方向に調整可能な構成としてある。
１群鏡筒２３、１群案内筒２４、中間リング２５は調整後に３本のビス２６で一体化される。
２７は開口部をふさぐ為の前マスクでありビスにより１群案内筒２４に固定される。２８はビスを隠す為の化粧板であり、接着等で前マスク２７に固定させる。

つぎに、図１４により１群鏡筒ユニット１に外力が加わった場合の各テーパーピンの挙動について更に説明する。
図１４（ａ）は１群鏡筒ユニット１を後方から見た図であり、３本のカムフォロワーピン１ｂと３本の耐衝撃用ピン１ｃは円周方向に交互に等間隔で配置されている。
図１４（ｂ）は図１４（ａ）のカムフォロワーピン１ｂと耐衝撃用ピン１ｃを貫く断面図であり、カム筒１１の断面も表示している。
図１４（ｃ）、図１４（ｄ）はそれぞれのテーパーピンと対応するカム筒１１のカム溝の断面の詳細図である。
図１４（ｂ）において、１群鏡筒ユニット１に前方から外力Ｆが加わると、カムフォロワーピン１ｂは大きなテーパー角度に沿ってカム溝１１ｃを滑って外側にずり上がる。
それぞれの図において、３本のカムフォロワーピン１ｂは矢印の方向（筒外側方向）に移動するので１群鏡筒ユニット１の筒部は三角形のおむすび型に変形する。
結果として、３本のカムフォロワーピン１ｂの間に配置された３本の耐衝撃用ピン１ｃは筒内側方向に移動しながらカム溝１１ｄに当接する。
大きなテーパー角度を有する３本のカムフォロワーピン１ｂがカム溝に対してずり上がることで３本の耐衝撃用ピン１ｃは無駄なく外力を受けることが可能となる。

図１〜図４に戻って説明を続ける。２群鏡筒２の後端には３つのキーであるところの円筒ピンを有するカムフォロワーピン２０と２本のピン２１が光軸を中心に均等な角度に配置されている。
それぞれの円筒ピンはその根元に軸部を有し、カムフォロワーピン２０は２群鏡筒２に軸部を嵌合にて係合されており、２本のピン２１は２群鏡筒２に軸部を圧入にて結合されている。
固定筒１０には３本の直進溝１０ｂが設けられており、３つの円筒ピンと３本の直進溝の嵌合により固定筒１０に対して光軸垂直方向に位置決めされ、直進溝に沿って光軸方向へ進退自在に案内される。
２群鏡筒２の先端には３つのキー２ａが光軸を中心に均等な角度に設けられおり、１群鏡筒ユニット１の円筒部分の内周壁に設けられた３本の直進溝１ａと嵌合することで、１群鏡筒ユニット１に対して２群鏡筒２の先端を光軸垂直方向に位置決めする。
このように２群鏡筒２は固定筒１０と１群鏡筒ユニット１とにより光軸に対する倒れが規制されている。
したがって、１群鏡筒ユニット１がその支持・案内部のガタや３本のカム溝の不均一などで光軸垂直方向に動くと２群鏡筒２の先端部が追従して第２のレンズ群と第１のレンズ群の相対的な位置のずれが最小限に抑えられる。
カムフォロワーピン２０は先端に円錐形状のカムフォロワー部を有し、カム筒１１の内周壁に設けられた３本のカム溝１１ｅの１本と常に係合して、カム筒１１の回転によりカム溝からの力を受けて２群鏡筒２を光軸方向に進退させる。カムフォロワーピン２０は板バネ２２で２群鏡筒２からカム溝１１ｅの方向に付勢されており係合のガタをとっている。

つぎに、ぶれ補正機能を有する構成例について説明する。
図１５に、ぶれ補正機能を有するレンズ鏡筒を搭載した撮影装置のレンズ鏡筒の駆動および、ぶれ補正のシステム図を示す。
図４のレンズ鏡筒に対して、５０は被写体の空間周波数の高域成分を除去するための光学ローパスフィルタであり不要な赤外光線を遮断する効果も併せ持つ。
５１はピント面に配置された光学像を電気信号に変換するための撮像素子であるＣＣＤ、ＣＣＤ５１から読み出された電気信号ａはカメラ信号処理回路５２により画像信号ｂとなる。５３はレンズ駆動を制御するマイコンである。
電源投入時、マイコン５３はフォーカスリセット回路５４およびズームリセット回路５５の出力を監視しながら、フォーカスモータ駆動回路５６およびズームモータ駆動回路５７によりそれぞれのステッピングモータを回転させる。
これにより、各レンズ群を光軸方向に移動させる。
フォーカスリセット回路５４およびズームリセット回路５５の出力はそれぞれの可動部材が予め設定された所定位置までくると反転する。
これは、具体的には可動部材に設けられた遮光部材が固定部に設けられたフォトインタラプタの発光部を遮光する、もしくは透過する境界部にきたときである。その位置を基準として以後のステッピングモータの駆動ステップ数をマイコン内で計数することにより、マイコンは各レンズ群の絶対位置を知ることができる。これにより、正確な焦点距離およびピント情報が得られる。この一連の動作をズームおよびフォーカスのリセット動作と名づける。

５８は絞り装置１３を駆動する為の絞り駆動回路であり、マイコン５３に取り込まれた映像信号の明るさ情報ｂに基づいて絞りの開口径が制御される。
５９および６０は光学装置のＰＩＴＣＨ（縦方向の傾き角）およびＹＡＷ（横方向の傾き角）角度検出回路であり、角度の検出は例えば撮影装置に固定された振動ジャイロ等の角速度センサの出力を積分して行われる。
両回路５９、６０の出力、すなわち、撮影装置の傾き角度の情報はマイコン５３に取り込まれる。
６１および６２はぶれ補正を行なうために第３レンズ群Ｌ３を光軸に対して垂直に移動させるための、ＰＩＴＣＨ（縦方向）およびＹＡＷ（横方向）コイル駆動回路である。
この回路をマグネットを含む磁気回路のギャップにコイルを配置し、いわゆるムービングコイルの構成により第３レンズ群Ｌ３をシフトさせる駆動力を発生させる。
６３および６４は第３レンズ群Ｌ３の光軸に対するシフト量を検出するためのＰＩＴＣＨ（縦方向）およびＹＡＷ（横方向）位置検出回路であり、マイコン５３に取り込まれる。

第３レンズ群Ｌ３が光軸に対して垂直に移動すると、通過光束が曲げられて、ＣＣＤ５１上に結像している被写体の像の位置が移動する。
このときの像の移動量を実際に撮影装置が傾いたことによって像が移動する方向と逆に同じ大きさだけ移動するようにマイコン５３で制御する。
これによって、撮影装置が傾いても（手ぶれしても）結像している像が動かない、いわゆるぶれ補正を実現できる。
マイコン５３内では、ＰＩＴＣＨ角度検出回路５９およびＹＡＷ角度検出回路６０により得られた撮影装置の傾き信号とＰＩＴＣＨ位置検出回路６３およびＹＡＷ位置検出回路６４から得られた第３レンズ群Ｌ３のシフト量信号をそれぞれ差し引く。
これにより、それぞれの差信号を増幅および適当な位相補償を行なった信号でＰＩＴＣＨコイル駆動回路６１およびＹＡＷコイル駆動回路６２によりそれぞれ第３レンズ群Ｌ３を駆動する。
この制御により上記の差信号がより小さくなるように位置決め制御が行なわれ、目標位置に保たれる。
更に、本実施例では第１〜第３レンズ群の相対移動により変倍動作を行なっているので、第３レンズ群Ｌ３のシフト量に対する像の移動量が焦点距離によって変化してしまう。
このため、ＰＩＴＣＨ角度検出回路５９およびＹＡＷ角度検出回路６０によって得られる撮影装置の傾き信号で、そのまま第３レンズ群Ｌ３のシフト量を決定せず、焦点距離情報により補正を行なう。
そして、撮影装置の傾きによる像の動きを第３レンズ群Ｌ３のシフトにより、キャンセルする構成となっている。

［実施例２］
つぎに、本発明の実施例２について説明する。
図１６に、本実施例における４群構成の変倍光学系の各レンズ群の動きを示す図を示す。
各レンズ群は第１レンズ群Ｉ、第２レンズ群ＩＩ、第３レンズ群ＩＩＩ、第４レンズ群ＩＶよりなり、ＩからＩＩＩのレンズ群の相対移動により変倍動作、第４レンズ群ＩＶにより合焦動作を行なう。
図１６において、上段より沈胴状態、ＷＩＤＥ（最広角時）、ＭＩＤＤＬＥ、ＴＥＬＥ（最望遠時）をそれぞれ表している。
第１レンズ群Ｉは沈胴状態より、ＷＩＤＥへ繰り出され、ＭＩＤＤＬＥで一旦繰り込まれて、ＴＥＬＥで更に繰り出される。
第２レンズ群ＩＩは沈胴状態より、ＷＩＤＥへ繰り出され、ＴＥＬＥで繰り込まれる。
第３レンズ群ＩＩＩはＷＩＤＥからＴＥＬＥに向けて繰り出される。各レンズ群の移動はカム筒の回転により行なわれる。
本実施例では最前部のレンズ群ＩがＷＩＤＥからＴＥＬＥへ向けて一旦繰り込まれてから繰り出される。
そのため、最前部のレンズ群を保持する筒に落下や振り当て等で過大な負荷が光軸後ろ方向へ働くとカム筒はＷＩＤＥ近傍に位置するときとＴＥＬＥ近傍に位置するときでは逆方向へ回転させられる。

図１７に、本実施例におけるレンズ鏡筒の斜視図を示す。
図１７において、左から沈胴時、ＷＩＤＥ、ＴＥＬＥ時を示している。
１０１は光学ファインダーユニット、１０２はズームモーターユニットである。１０３は第１レンズ群Ｉを保持する保持筒であり１０４はカム筒である。
１０５は固定筒、１０６は後部支持枠である。
カム筒１０４は後端部の外周に設けられたギアがズームモーターユニット１０２の出力ギアにより後述する複数のギアを介して回転させられ、固定筒１０５の内周壁に設けられたカム溝に沿って繰り出される。
保持筒１０３は固定筒１０５により回転を規制され、カム筒１０４の回転によりカム筒の内周壁に設けられたカム溝に沿って進退させられる。

つぎに、本実施例のトルク伝達部の構成を説明する。
図１８に、図１７の沈胴時のレンズ鏡筒から光学ファインダーユニット１０１とズームモーターユニット１０２を取り外した構成を示す。
それぞれのユニットは複数のビスにより固定筒１０５および後部支持枠１０６に固定されている。
また、図１９に、ズームモーターユニット１０２からカム筒１０４の外周部ギア間のトルクの伝達部分を更に分解した構成を示す。
図１８および図１９において、１０２ａはズームモーターユニット１０２の出力ギアである。図１９では説明のために、ユニットから分離して示している。
１０７は正規位置ではギア１０２ａと噛み合っているギアであり、１０８はギア１０７を回転可能に支持するシャフトである。
１０９はギア１０７の支持体であり、穴１０９ａと１０９ｂにシャフト１０８が圧入等で固定される。
１１０はギア１０７と常に噛み合っている円筒ギアでありカム筒１０４の外周部ギアと噛み合っている。
カム筒１０４は回転しながら繰り出されるので常に噛み合いを保つ長さとなっている。
１１１は円筒ギア１１０を回転可能に支持するシャフトであり、固定筒１０５の穴部１０５ａと後部支持枠１０６の穴部１０６ａで支持される。
支持体１０９の穴部１０９ｃおよび１０９ｄもシャフト１１１に回転可能に支持される。即ち、ギア１０７は円筒ギア１１１と噛み合いを保ちながら、円筒ギア１１１の回転軸周りに回転可能となっている。
ギア１０２ａ、ギア１０７、円筒ギア１１１が減速ギア列内の三個のギアであり、ギア１０７が真中のギアである。
１１２Ａはギア１０７を正規の噛み合い位置に規制するための規制レバーＡである。規制レバーＡは貫通穴部を有する円筒部１１２Ａａと腕部１１２Ａｂよりなる。
１１３は回転軸であり、後部支持枠１０６とズームモーターユニット１０２により両端を支持される。規制レバーＡは回転軸１１３回りに回転可能に支持される。
１１４Ａは捩りコイルバネＡであり、一端が後部支持枠１０６の突起部１０６ｂに他端を規制レバーＡの腕部１１２Ａｂに掛かっていて、規制レバーＡの腕部１１２Ａｂを後部支持枠１０６の基準突起部１０６ｃに所定の力で押し当てている。
１１２Ｂの規制レバーＢと１１４Ｂの捩りコイルバネＢは規制レバーＡおよび捩りコイルバネＡと同一形状であり、それぞれ逆向きに配置され、規制レバーＡと規制レバーＢの腕部が後部支持枠１０６の基準突起部１０６ｃを挟み込んでいる。
また、規制レバーＡと規制レバーＢの腕部は光軸方向でその幅の後ろ側の約半分が基準突起部１０６ｃと当接しており、前側の半分の隙間には支持体１０９の穴部１０９ｂの後ろ側に突出しているシャフト１０８の後端部が配置されている。即ち、規制レバーＡ・Ｂ、捩りコイルバネＡ・Ｂで円筒ギア１１０の回転軸周りに回転可能支持されているギア１０７の位置を所定量のトルク内では動かないように規制している。
ここで、所定量以上のトルクが加わると、シャフト１０８の後端部が規制レバーの腕部を捩りコイルバネの付勢力に打ち勝って基準突起部１０６ｃの当接面から押し上げて、ギア１０７が円筒ギア１１０の回転軸周りに噛み合いを保ったままで回転する。

つぎに、本実施例のギアの噛み合いについて説明する。
図２０（ａ）および図２０（ｂ）に、本実施例におけるギアの噛み合いを説明する図を示す。
ギアの噛み合いを説明するために、ズームモーターユニット１０２の出力ギア１０２ａ以外の固定筒１０５、支持体１０９等は図示していない。
こここで、図２０（ａ）は正規の噛み合い状態を示している。
１０４ａは前述のカム筒１０４の外周部ギアである。
三個のギアである出力ギア１０２ａ、ギア１０７、円筒ギア１１０の回転軸は正規の状態では同一平面内に平行に配置されている。
図２０（ｂ）は最前部の筒である保持筒１０３に落下や振り当て等で過大な負荷が光軸後ろ方向へ働いてカム筒１０４が所定量以上のトルクで回転させられたときのギア列の噛み合いを示したものである。
ここで、カム筒１０４が反時計回りに回転させられた際、円筒ギア１１０は時計回りに回転し、ギア１０７は反時計回りに回転する。
しかし、出力ギア１０２ａは回転していないので、ギア１０７に働くトルクが１１４Ａの捩りコイルバネＡの付勢力よりも大きくなると１１２Ａの規制レバーＡの腕部１１４Ａｂを押し上げる。
これによりギア１０７が円筒ギア１１０の回転軸を中心に時計回り回転して出力ギア１０２ａとの噛み合いが外れて行く。
カム筒１０４が逆方向に回転させられるとそれぞれの構成要素が上述とは逆の動きをして、ギア１０７は逆方向に回転して過大な負荷を吸収することで減速ギア列の破損が防がれる。

上記各実施例において、三個のギアの真中のギアと相前後するギアとの噛み合いが完全に外れて空回りすると、ズ−ム位置がシステム上で不定となる。
そのため、本発明の上記各実施例においては、真中のギアの支持部材の近傍に支持部材の移動を検出する検出手段を配して、所定以上のトルクが働いてギア外れを起こしたことを検出したら、電源投入時のリセット動作を行なうようにしても良い。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例の構成に限定されるものではないことは、言うまでもないことである。

本発明の実施例１における４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒の分解斜視図。 本発明の実施例１における４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒の断面図（沈胴時）。 本発明の実施例１における４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒の断面図（ＷＩＤＥ端）。 本発明の実施例１における４群構成の変倍光学系を有する沈胴式レンズ鏡筒の断面図（ＴＥＬＥ端）。 本発明の実施例１における沈胴式レンズ鏡筒の第１および第２のレンズ群の支持構成に関連する部品を図１とは反対の方向（レンズ後方）から見た分解斜視図。 本発明の実施例１における沈胴式レンズ鏡筒のズームモーターユニットをレンズ後方および光軸内側から見た斜視図。 本発明の実施例１における沈胴式レンズ鏡筒のズームモーターユニットの分解斜視図。 図７に示された本発明の実施例１における複数のギア部分の更に詳細な分解斜視図。 本発明の実施例１におけるカム筒とズームモーターユニットの要部の関係を、光軸前側から見た場合の構成を示す図。 本発明の実施例１における減速ギア列を図９とは逆の光軸後側から見た場合の構成を示す図。 本発明の実施例１における第１レンズ群が沈胴位置からＴＥＬＥ端まで戻らずに繰り出し続ける構成を示す図。 本発明の実施例１における２群鏡筒支持部を説明する図。 本発明の実施例１における１群鏡筒ユニットの分解斜視図。 本発明の実施例１におけるテーパーピンとカム溝との係合を説明する図。 本発明の実施例１における像振れ補正レンズとしてのシステム図。 本発明の実施例２における各レンズ群の動きを示す図。 本発明の実施例２におけるレンズ鏡筒の斜視図。 本発明の実施例２におけるレンズ鏡筒の分解斜視図。 本発明の実施例２におけるレンズ鏡筒のトルク伝達部の分解斜視図。 本発明の実施例２におけるレンズ鏡筒のギアの噛み合いを説明する図。

符号の説明

１：１群鏡筒ユニット
２：２群鏡筒
３：シフトユニット
４：移動枠
５、６、７：ガイドバー
８：支持枠
９：後部鏡筒
１０：固定筒
１１：カム筒
１１ａ：ギア部
１２：ストッパ
１３：虹彩絞り装置
１４：フォーカスモーター
１５：ズームモーターユニット
１６、１７：フォトインタラプタ
１８：レバー
１９：ねじりコイルバネ
２０：カムフォロワーピン
２１：ピン
２２：板バネ
２３：１群鏡筒
２４：１群案内筒
２５：中間リンググ
２６：ビス
２７：前マスク
２８：化粧板
２９：出力ギア
３０：ズ−ムモ−タ−
３１：ギア
３２、３３：ベース
３４、３６、３８、３９：ギア
３９ｂ：小ギア
３５、３７、４０：軸
４１：支持部材
４２：圧縮コイルバネ

Claims (8)

1. カム筒を減速ギア列を介してモータで回転させ、該カム筒に連設されたレンズ保持筒を光軸方向に進退させるレンズ鏡筒において、
   前記減速ギア列と前記カム筒に形成されたギアを含むギア間に、一方のギアと他方のギアとの間においてこれらのギアと噛み合って前記カム筒に形成されたギア側に不勢されている不勢ギアを有し、
   前記不勢ギアは前記一方のギアまたは前記他方のギアのいずれかのギアの回転軸周りに回転可能に支持され、前記カム筒に所定量以上の負荷が加わった際に前記回転軸周り側のギアとの噛み合いを保ちながら該回転軸周りに回転し、
   前記噛み合いを保っているギア以外のギアとの噛み合いを外すように構成されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記一方のギアが前記カム筒に形成されたギアであり、前記不勢ギアが前記他方のギアの回転軸周りに回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記不勢ギアが前記モータの出力ギアであり、前記カム筒に形成されたギアとの噛み合いを保つように、弾性部材によって不勢されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記他方のギアが前記モータの出力ギアであり、前記不勢ギアが前記一方のギアの回転軸周りに回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記一方のギアと他方のギア及び中間のギアの各回転軸は、同一平面内に平行に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記不勢ギアが、弾性部材によって不勢された一対の規制部材の一方と他方を、該不勢ギアの一端側と他端側にそれぞれ逆向きとなるように配置して支持されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記レンズ鏡筒が、複数のレンズ群を有し、非使用状態において各レンズ群の間隔を通常使用時に対して縮めて全長を短縮するように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えた撮影装置。

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