JP3747311B2 - レンズ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ装置に係り、特にズーム機能を備えた沈胴式のカメラに適用されるレンズ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ筒を光軸に沿って移動させる手段としてカム機構が知られている。このカム機構は、たとえば、レンズ筒の外周面にカムピンを設け、そのカムピンを固定筒に形成された直進孔に係合させるとともに、回転筒に形成されたカム溝に係合させることにより構成される。そして、このように構成されたカム機構では、レンズ筒は、回転筒の回転によって光軸方向に移動される。
【０００３】
ところで、レンズ筒に設けられたカムピンは、カム溝に係合させる際、ガタが生じないようにするために、その外周面がカム溝の両壁面に当接するように係合させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカムピンは、常に一定の面がカム溝と当接して摺動するため、磨耗しやすいという欠点があった。このため、長年使用すると、カム溝との間に隙間が生じてガタが発生し、光学性能が低下するという欠点があった。特に、近年、ズームレンズや沈胴レンズなどが増え、ズーム動作、沈胴動作のたびにカムピンが摺動されるため、磨耗が激しくなっている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、カムピンの磨耗を抑制できるレンズ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、筒体の外周面に設けられたカムピンをカム筒の内周面に形成されたカム溝に係合させて筒体を撮影光軸に沿って移動させるズーム機能を備えた沈胴式のレンズ装置において、前記カムピンは第１係合部と第２係合部とを備え、前記第２係合部が、前記第１係合部の頂部同軸上に形成されるとともに、前記第１係合部よりも小径に形成され、前記カム溝は、前記カムピンの第１係合部が係合し、前記筒体に収納動作させる第１溝部と、前記カムピンの第２係合部が係合し、前記筒体に変倍動作させる第２溝部と、前記第１溝部と前記第２溝部との間で前記筒体の移動方向を転換する方向転換案内部を備え、前記方向転換案内部は前記第２溝部で形成することを特徴とするレンズ装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、カムピンは第１係合部と第２係合部とを備えており、カム溝の第１溝部では第１係合部が係合し、カム溝の第２溝部では第２係合部がカム溝に係合してカム溝内を摺動する。これにより、カムピンはカム溝の第１溝部と第２溝部とで摺動面の位置が変わるため、磨耗が抑制される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１０】
図１は、本発明に係るレンズ装置が適用される電子スチルカメラの外観構成を示す斜視図である。
【００１１】
同図に示すように、この電子スチルカメラ１は、そのカメラ本体が矩形の箱型に形成されており、その正面部にはレンズ装置２、ファインダ窓３、ストロボ調光センサ４、セルフタイマーランプ５などが配設されている。また、その上面部にはポップアップ式のストロボ６や、レリーズスイッチ７などが配設され、その背面部には、図示しないファインダ接眼部や液晶表示パネル、操作キーなどが配設されている。この電子スチルカメラ１は沈胴式であり、レンズ装置２は使用時にのみ、そのレンズ鏡筒がカメラ本体から繰り出され、カメラ本体の正面部から突出する。
【００１２】
図２は、上記の電子スチルカメラ１に適用されるレンズ装置２の分解斜視図である。また、図３〜図５は、それぞれ上記の電子スチルカメラ１に適用されるレンズ装置２の側面断面図である。なお、図３は、レンズ装置２が沈胴位置の状態のときを示しており、図４と図５とは、それぞれレンズ装置２がテレ位置の状態のときとワイド位置の状態のときとを示している。
【００１３】
図２〜図５に示すように、このレンズ装置２は、第１レンズ１１、第２レンズ１２、第１レンズ筒１３、第２レンズ筒１４（筒体）、移動筒１５、固定筒１６及び回転筒１７（カム筒）で構成されている。
【００１４】
回転筒１７は、その外周面にギヤ部１８が形成されている。このギヤ部１８にはズームモータ１９の駆動が伝達される。回転筒１７は、このギヤ部１８にズームモータ１９の駆動が伝達されることにより、固定筒１６の外周に接しながら回動される。
【００１５】
ここで、レンズ装置２は、この回転筒１７が『初期位置』から『中間位置』までの『収納回転域』で回転することで、その状態が図３に示す沈胴位置の状態から図４に示すテレ位置の状態に変更され、また、回転筒１７が『中間位置』から『終端位置』までの『変倍回転域』で回転することで、その状態が図４に示すテレ位置の状態から図５に示すワイド位置の状態に変更される。
【００１６】
また、この回転筒１７の内周面には、第２レンズ筒１４を光軸２０に沿って移動させるための第２レンズ用カム溝２１（カム溝）と、移動筒１５を光軸２０に沿ってガイドするための移動筒用直進溝２２とが形成されている。この第２レンズ用カム溝２１と移動筒用直進溝２２とは、それぞれ光軸回りの３分割位置に形成されている。
【００１７】
固定筒１６には、その周面に第２レンズ筒１４を光軸２０に沿って直進的にガイドするための第２レンズ用直進孔２３と、移動筒１５を光軸２０に沿って移動させるための移動筒用カム孔２４とが形成されている。この第２レンズ用直進孔２３と移動筒用カム孔２４とは、それぞれ光軸回りの３分割位置に形成されている。
【００１８】
移動筒１５には、その外周面に移動筒用カムピン２５が設けられている。この移動筒用カムピン２５は、光軸回りの３分割位置に設けられており、それぞれ固定筒１６に形成された移動筒用カム孔２４と、回転筒１７に形成された移動筒用直進溝２２とに係合されている。
【００１９】
また、この移動筒１５の内周面には、第１レンズ筒１３を光軸２０に沿って移動させるための第１レンズ用カム溝２６が形成されている。この第１レンズ用カム溝２６は、光軸回りの３分割位置に形成されている。
【００２０】
第１レンズ筒１３は、その前端部に第１レンズ１１を保持している。この第１レンズ筒１３の内周面には、光軸２０に沿って一対の直進ガイド溝２７が所定の間隔をもって形成されている。
【００２１】
また、この第１レンズ筒１３の外周面には、第１レンズ用カムピン２８が設けられている。この第１レンズ用カムピン２８は、光軸回りの３分割位置に設けられており、移動筒１５の内周面に形成された第１レンズ用カム溝２６に係合されている。
【００２２】
第２レンズ筒１４は、その外周面に第２レンズ用カムピン２９（カムピン）が設けられている。この第２レンズ用カムピン２９は、光軸回りの３分割位置に設けられており、それぞれ回転筒１７に形成された第２レンズ用カム溝２１と、固定筒１６に形成された第２レンズ用直進孔２３とに係合されている。
【００２３】
また、この第２レンズ筒１４の後端部には、固定筒１６の後端部との間に一対のバネ３７が掛けられている。このバネ３７は、光軸回りの２分割位置に設けられており、第２レンズ筒１４を結像面側に向けて付勢する。
【００２４】
また、この第２レンズ筒１４の前端部には、一対のアーム３８が所定の間隔をもって一体的に形成されている。このアーム３８は、第２レンズ筒１４の前端から細幅で被写体側に延びた形状となっており、その前端外周部には直進ガイド突起３０が一体的に形成されている。直進ガイド突起３０は、第１レンズ筒１３の内周面に形成された直進ガイド溝２７に係合しており、その両壁面３０ａ、３０ｂは、直進ガイド溝２７の両壁面２７ａ、２７ｂに当接されている。第１レンズ筒１３は、この直進ガイド突起３０と直進ガイド溝２７によって、その回転が止められた状態で第２レンズ筒１４に対して光軸方向に直進的にガイドされる。
【００２５】
ここで、この第２レンズ筒１４は、プラスチック等の弾性変形可能な材料で成形されており、各アーム３８は、その前端が径方向の外側に向けて広がった状態で形成されている。このため、直進ガイド突起３０が直進ガイド溝２７に係合すると、直進ガイド突起３０の先端部３０ｃが直進ガイド溝２７の底部２７ｃを押圧するようになる。これにより、第１レンズ筒１３が第２レンズ筒１４に対して互いに傾かないように支持される。
【００２６】
また、直進ガイド突起３０は、摺動時の抵抗を低減させるため、その先端面３０ｃが半球状に形成されている。すなわち、その光軸方向の断面と、光軸に直交する方向の断面とが、それぞれ円弧状に形成されている。これにより、第１レンズ筒１３と第２レンズ筒１４との相対的な移動がスムーズになるとともに、回転筒１７の回転負荷が低減される。
【００２７】
第２レンズ１２は、図３〜図５に示すように、第２レンズ筒１４内を光軸２０に沿って移動自在に設けられた第２レンズ枠３３に保持されている。この第２レンズ枠３３は、送りネジ３１とガイド棒３２とによって第２レンズ筒１４内を光軸２０に沿って移動自在に設けられている。送りネジ３１には、フォーカスモータ３４が連結されており、このフォーカスモータ３４を駆動することにより、第２レンズ１２が送りネジ３１のリードに従って光軸方向に移動する。
【００２８】
なお、この第２レンズ１２の移動は、第２レンズ筒１４に対して結像面１０ａ側に最も寄った『原点位置』と、この原点位置から被写体側に離れた位置との間で行われる。また、変倍時、第２レンズ１２は『原点位置』に位置する。
【００２９】
図７は、移動筒１５の内周面に設けられた第１レンズ用カム溝２６の構成を示す展開図である。
【００３０】
第１レンズ用カム溝２６には、第１レンズ筒１３に設けられた第１レンズ用カムピン２８が係合される。この第１レンズ用カム溝２６は、第１レンズ収納準備案内部４２、第１レンズ移動阻止部４３及び第１レンズ変倍案内部４４から構成されている。
【００３１】
第１レンズ収納準備案内部４２は、回転筒１７が『初期位置』から『回転位置Ａ』までの回転域で回転したときに、第１レンズ用カムピン２８が摺動する範囲である。この第１レンズ収納準備案内部４２は、移動筒１５に対して第１レンズ筒１３を結像面側に退避させた『退避位置』と、被写体側に僅かに突出した『収納準備位置』との間で移動させる。なお、レンズ装置２が沈胴位置の状態のとき、第１レンズ筒１３は『退避位置』に位置する。
【００３２】
第１レンズ移動阻止部４３は、回転筒１７が『回転位置Ａ』から『中間位置』までの回転域で回転したときに、第１レンズ用カムピン２８が摺動する範囲である。この第１レンズ移動阻止部４３は、移動筒１５の回転を許容しつつ、第１レンズ筒１３が『収納準備位置』から光軸方向に移動しないように、移動筒１５の光軸回りの方向に沿って形成されている。これにより、レンズ装置２が沈胴位置からテレ位置の状態になるまでの間、第１レンズ筒１３が『収納準備位置』に維持される。
【００３３】
第１レンズ変倍案内部４４は、回転筒１７が『中間位置』から『終端位置』までの『変倍回転域』で回転したときに、第１レンズ用カムピン２８が摺動する範囲である。この第１レンズ変倍案内部４４は、焦点距離を変更するために第１レンズ筒１３を光軸２０に沿って移動させる形状となっている。
【００３４】
なお、第１レンズ収納準備案内部４２は必ずしも必要はなく、これを省略して回転筒１７の『収納回転域』に応じた移動筒１５の回転域の全部を第１レンズ移動阻止部４３としてもよい。
【００３５】
図８は、固定筒１６の周面に形成された移動筒用カム孔２４と第２レンズ用直進孔２３との構成を示す展開図である。
【００３６】
まず、移動筒用カム孔２４の構成について説明する。移動筒用カム孔２４には、移動筒１５に設けられた移動筒用カムピン２５が係合する。この移動筒用カム孔２４は、移動筒収納案内部４０と移動筒移動阻止部４１とから構成されている。
【００３７】
移動筒収納案内部４０は、回転筒１７が『初期位置』から『中間位置』までの『収納回転域』で回転したときに、移動筒用カムピン２５が摺動する範囲である。この移動筒収納案内部４０は、移動筒１５を固定筒１６に対して結像面１０ａ側に退避させた『退避位置』と、被写体側に繰り出させた『突出位置』との間で光軸２０に沿って移動させる。なお、レンズ装置２が沈胴位置の状態のときには、移動筒１５は『退避位置』に位置する。
【００３８】
移動筒移動阻止部４１は、回転筒１７が『中間位置』から『終端位置』までの『変倍回転域』で回転したときに、移動筒用カムピン２５が摺動する範囲である。この移動筒移動阻止部４１は、移動筒１５の光軸回りの回転を許容しつつ、移動筒１５の光軸方向の移動を阻止するように、光軸２０の回りの方向に沿って形成されている。これにより、レンズ装置２がテレ位置とワイド位置との間で変倍される間、移動筒１５が『突出位置』に維持されるようになる。
【００３９】
次に、第２レンズ用直進孔２３の構成について説明する。第２レンズ用直進孔２３には、第２レンズ筒１４の外周面に設けられた第２レンズ用カムピン２９の直進孔係合部５４が係合する。この第２レンズ用直進孔２３は、光軸２０に沿って形成されており、その前端部は移動筒用カム孔２４の移動筒移動阻止部４１に連通されている。
【００４０】
ところで、この第２レンズ用直進孔２３が形成されている固定筒１６は、プラスチック等の弾性変形可能な材料で成形されており、このように弾性変形可能な材料で形成された固定筒１６に対して、第２レンズ用直進孔２３と移動筒用カム孔２４とを互いに連通して形成すると、第２レンズ用直進孔２３は幅方向に拡縮自在に形成される。
【００４１】
そして、このように幅方向に拡縮自在に形成された第２レンズ用直進孔２３に対して、その幅Ａを第２レンズ用カムピン２９の直進孔係合部５４の幅Ｂ（図１１参照）よりもやや小さく形成すると、第２レンズ用直進孔２３は、係合された第２レンズ用カムピン２９の直進孔係合部５４を縁部で両側から挟み込むようになる。これにより、係合された第２レンズ用カムピン２９の直進孔係合部５４と第２レンズ用直進孔２３との間にアソビがなくなり、精度よく第２レンズ筒１４を直進ガイドすることができるようになる。
【００４２】
一方、このように第２レンズ用直進孔２３を移動筒用カム孔２４に連通して形成すると、移動筒用カム孔２４に係合された移動筒用カムピン２５のカム孔係合部２５Ａが、移動筒移動阻止部４１を摺動中に第２レンズ用直進孔２３に入り込む、あるいは、その連通部に引っ掛かるおそれがある。
【００４３】
そこで、移動筒用カムピン２５は、次のように形成されて、第２レンズ用直進孔２３への入り込み又は引っ掛かりが防止されている。
【００４４】
図９、図１０は、それぞれ移動筒用カムピン２５の構成を示す平面図と側面図である。同図に示すように、移動筒用カムピン２５は、カム孔係合部２５Ａ、ガイド溝係合部２５Ｂ及び直進溝係合部２５Ｃから構成されている。
【００４５】
カム孔係合部２５Ａは、円柱状に形成されており、固定筒１６に設けられた移動筒用カム孔２４に係合する。
【００４６】
ガイド溝係合部２５Ｂは、カム孔係合部２５Ａの頂部に一体成形されており、台形の板状に形成されている。このガイド溝係合部２５Ｂは、固定筒１６の外周面上に形成されたガイド溝４９に係合する。ガイド溝４９は、移動筒用カム孔２４の縁部に沿って形成されており、このガイド溝４９にガイド溝係合部２５Ｂが係合されることにより、移動筒用カムピン２５が第２レンズ用直進孔２３に入り込む、あるいは引っ掛かるのが防止される。すなわち、このガイド溝係合部２５Ｂは、その光軸回りの方向の幅Ｃが、第２レンズ用直進孔２３の幅Ａよりも大きく形成されているため、このガイド溝係合部２５Ｂが障害となって、移動筒用カムピン２５が第２レンズ用直進孔２３に入り込む、あるいは引っ掛かるのが防止される。
【００４７】
また、このガイド溝係合部２５Ｂは、その光軸方向の幅Ｄが移動筒用カム孔２４の幅Ｅよりも大きく形成されている。これにより、移動筒用カムピン２５が移動筒用カム孔２４から抜け出ることが防止される。
【００４８】
直進溝係合部２５Ｃは、ガイド溝係合部２５Ｂの上面に一体形成されており、細長い円形の板状に形成されている。この直進溝係合部２５Ｃは、回転筒１７に形成された移動筒用直進溝２２に係合する。なお、この直進溝係合部２５Ｃが、細長い円形状に形成されていることの作用については後述する。
【００４９】
図１１は、第２レンズ筒１４に設けられた第２レンズ用カムピン２９の構成を示す正面図である。同図に示すように、第２レンズ用カムピン２９は、直進孔係合部５４とカム溝係合部５５とから構成されている。
【００５０】
直進孔係合部５４は、円柱状に形成されており、固定筒１６に形成された第２レンズ用直進孔２３に係合する。
【００５１】
一方、カム溝係合部５５は、収納係合部５５ａ（第１係合部）と変倍係合部５５ｂ（第２係合部）とから構成されており、回転筒１７の内周面に形成された第２レンズ用カム溝２１に係合する。
【００５２】
収納係合部５５ａは、直進孔係合部５４の頂部同軸上に一体成形されており、断面円錐台形状に形成されている。この収納係合部５５ａは、第２レンズ用カム溝２１の第２レンズ収納案内部５８に係合する。なお、この収納係合部５５ａの底面は、第２レンズ用直進孔２３の外径よりも大径に形成されており、直進孔係合部５４が第２レンズ用直進孔２３に係合すると、固定筒１６の外周面に当接する。これにより、第２レンズ用カムピン２９が、第２レンズ用直進孔２３から抜け出ることが阻止される。
【００５３】
一方、変倍係合部５５ｂは、収納係合部５５ａの頂部同軸上に一体成形されており、収納係合部５５ａよりも小径の断面円錐台形状に形成されている。この変倍係合部５５ｂは、第２レンズ用カム溝２１の第２レンズ変倍案内部５６と第２レンズ方向転換案内部５７とに係合する。
【００５４】
図１２は、回転筒１７の内周面に形成された第２レンズ用カム溝２１と移動筒用直進溝２２の構成を示す展開図である。
【００５５】
まず、第２レンズ用カム溝２１の構成について説明する。第２レンズ用カム溝２１には、第２レンズ筒１４に設けられた第２レンズ用カムピン２９が係合する。この第２レンズ用カム溝２１は、焦点距離を変更するために第２レンズ１２を光軸２０に沿って移動させる第２レンズ変倍案内部５６（第２溝部）と、第２レンズ１２の移動方向を転換する第２レンズ方向転換案内部５７（第２溝部）と、第２レンズ１２を『収納位置Ｃ』に移動させる第２レンズ収納案内部５８（第１溝部）とから構成されている。
【００５６】
第２レンズ変倍案内部５６は、『中間位置』から『終端位置』までの『変倍回転域』で、回転筒１７を『終端位置』に向けて回転させたときに、第２レンズ筒１４が結像面１０ａ側に向かって繰り込むように案内する曲線状のカム軌跡となっている。
【００５７】
第２レンズ方向転換案内部５７は、『回転位置Ｂ』から『中間位置』までの回転域で、回転筒１７を『中間位置』に向けて回転させたときに、第２レンズ筒１４の移動方向が転換するように、すなわち、被写体側に向かって移動していた第２レンズ筒１４が、方向転換して結像面１０ａ側に向かって繰り込むように案内する湾曲状の軌跡となっている。
【００５８】
第２レンズ収納案内部５８は、『初期位置』から『回転位置Ｂ』までの回転域で、回転筒１７を『回転位置Ｂ』に向けて回転させたときに、第２レンズ筒１４が、被写体側に向かって繰り出すように案内する直線状の軌跡となっている。
【００５９】
ここで上述したように、第２レンズ変倍案内部５６と第２レンズ方向転換案内部５７とには、第２レンズ用カムピン２９の変倍係合部５５ｂが係合し、第２レンズ収納案内部５８には収納係合部５５ａが係合する。
【００６０】
このため、第２レンズ変倍案内部５６は、図１３に示すように、その両壁面に第１テーパ面５６ａと第２テーパ面５６ｂの２つのテーパ面が形成されており、変倍係合部５５ｂのみが第２テーパ面５６ｂに当接するように形成されている（収納係合部５５ａは、第１テーパ面５６ａには当接しない。）。
【００６１】
より具体的には、第２レンズ変倍案内部５６の第２テーパ面５６ｂは、その傾斜角度が、変倍係合部５５ｂの外周面と同じ傾斜角度で形成されるとともに、その下端部の幅Ｆが変倍係合部５５ｂの底部の幅Ｇと同じ幅をもって形成されている。一方、第１テーパ面５６ａは、その傾斜角度が収納係合部５５ａの外周面と同じ傾斜角度で形成されるが、その下端部の幅Ｈが収納係合部５５ａの底部の幅Ｉよりも大きな幅をもって形成されている。したがって、この第２レンズ変倍案内部５６では、カム溝係合部５５は、先端の変倍係合部５５ｂのみが第２テーパ面５６ｂに当接する（収納係合部５５ａと第１テーパ面５６ａとの間には隙間が形成されるため、互いに当接しない。）。
【００６２】
第２レンズ方向転換案内部５７も第２レンズ変倍案内部５６と同じ構成である。すなわち、その両壁面に第１テーパ面と第２テーパ面とが形成されており、カム溝係合部５５は、先端側の変倍係合部５５ｂのみが第２レンズ方向転換案内部５７の両壁面に当接する（収納係合部５５ａと第２レンズ方向転換案内部５７の両壁面との間には隙間が形成されるため、互いに当接しない。）。
【００６３】
一方、第２レンズ収納案内部５８は、図１４に示すように、その両壁面５８ａにテーパが形成されており、カム溝係合部５５は収納係合部５５ａのみが、その両壁面５８ａに当接するように形成されている（変倍係合部５５ｂの両壁面５８ａには当接しない。）。
【００６４】
より具体的には、第２レンズ収納案内部５８の両壁面５８ａは、その傾斜角度がカム溝係合部５５の収納係合部５５ａの周面と同じ傾斜角度で形成されるとともに、その開口部の幅Ｊが収納係合部５５ａの底部の幅Ｉと同じ幅で形成されている。したがって、この第２レンズ収納案内部５８では、カム溝係合部５５は、基端部側の収納係合部５５ａのみが第２レンズ収納案内部５８の両壁面５８ａに当接する（変倍係合部５５ｂと第２レンズ収納案内部５８の両壁面５８ａとの間には、所定の隙間が形成されて互いに当接しない。）。
【００６５】
前記のごとく構成された第２レンズ用カム溝２１によれば、回転筒１７を『初期位置』から『回転位置Ｂ』に向けて回転させると、第２レンズ用カムピン２９のカム溝係合部５５は、第２レンズ収納案内部５８を摺動して、第２レンズ筒１４を被写体側に向けて繰り出す。この際、カム溝係合部５５は、その収納係合部５５ａが第２レンズ収納案内部５８の両壁面５８ａに当接して摺動する（変倍係合部５５ｂは当接せず。）。
【００６６】
また、回転筒１７を『回転位置Ｂ』から『中間位置』に向けて回転させると、第２レンズ用カムピン２９のカム溝係合部５５は、第２レンズ方向転換案内部５７を摺動して、第２レンズ筒１４の移動方向を転換させる。すなわち、第２レンズ筒１４を被写体側から結像面１０ａ側に向けて移動させる。この際、カム溝係合部５５は、その変倍係合部５５ｂが第２レンズ方向転換案内部５７の両壁面に当接して摺動する（収納係合部５５ａは当接せず。）。
【００６７】
さらに、回転筒１７を『中間位置』から『終端位置』に向けて回転させると、第２レンズ用カムピン２９のカム溝係合部５５は、第２レンズ変倍案内部５６を摺動して、第２レンズ筒１４を結像面１０ａ側に向けて繰り込む方向に移動させる。この際、カム溝係合部５５は、その変倍係合部５５ｂが第２レンズ変倍案内部５６の第２テーパ面５６ｂに当接して摺動する（収納係合部５５ａは当接せず。）。
【００６８】
このように、第２レンズ用カム溝２１の第２レンズ変倍案内部５６と第２レンズ収納案内部５８とで、第２レンズ用カムピン２９のカム溝係合部５５の摺動面を変えることにより、カムピンの磨耗を効果的に抑制することができる。
【００６９】
なお、第２レンズ変倍案内部５６は、撮影時に第２レンズ筒１４を正確に動作させる必要があることから、その製作に際して精度が要求される。これに対して、第２レンズ収納案内部５８は、撮影には影響がないため、第２レンズ変倍案内部５６ほどの精度は要求されない。したがって、第２レンズ変倍案内部５６は高精度に製作し、第２レンズ収納案内部５８はラフな製作とすることにより、精度管理が容易になり、生産性が向上するとともに製作コストの低減の図ることができるようになる。
【００７０】
また、第２レンズ方向転換案内部５７では、第２レンズ用カムピン２９の移動軌跡は被写体側に凸の湾曲状となるが、この際、図１３に示すように、変倍係合部５５ｂは、収納係合部５５ａよりも小径に形成されている分だけ、その移動軌跡（移動軌跡のうち最も結像面側を通る移動軌跡）の曲率半径Ｒ_b は、収納係合部５５ａの移動軌跡（移動軌跡のうち最も結像面側を通る移動軌跡）の曲率半径Ｒ_a よりも大きくなる。このように、曲率半径の大きい変倍係合部５５ｂを係合させて摺動させることにより、第２レンズ筒１４をスムーズに方向転換させることができる。
【００７１】
次に、移動筒用直進溝２２の構成について説明する。移動筒用直進溝２２には、移動筒用カムピン２５の直進溝係合部２５Ｃが係合する。この移動筒用直進溝２２は、図１２に示すように、光軸２０に沿って形成されており、第２レンズ用カム溝２１の第２レンズ変倍案内部５６で交差している。
【００７２】
ここで、図１５に示すように、移動筒用直進溝２２は、その深さＫが第２レンズ用カム溝２１の深さＬよりも浅く形成されている。これにより、第２レンズ用カム溝２１の第２レンズ変倍案内部５６を摺動する第２レンズ用カムピン２９のカム溝係合部５５が、移動筒用直進溝２２に入り込むのが防止される。
【００７３】
一方、前述したように、移動筒用直進溝２２に係合する移動筒用カムピン２５の直進溝係合部２５Ｃは、細長い円形の板状に形成されている。この直進溝係合部２５Ｃの長さＭは、移動筒用直進溝２２と第２レンズ用カム溝２１との交差部の長さＮよりも長く形成されている。これにより、移動筒用直進溝２２を摺動する移動筒用カムピン２５の直進溝係合部２５Ｃが第２レンズ用カム溝２１内に入り込む、あるいは、交差部に引っ掛かるのが防止される。
【００７４】
前記のごとく構成された本実施の形態のレンズ装置２の作用は次のとおりである。
【００７５】
まず、回転筒１７を回転させた場合における、移動筒１５、第１レンズ筒１３及び第２レンズ筒１４の基本動作について説明する。
【００７６】
レンズ装置２が沈胴位置の状態のとき、図３に示すように、移動筒１５と第１レンズ筒１３とは、それぞれ固定筒１６の内部に収納されている。
【００７７】
ズームモータ１９を駆動して、回転筒１７を『初期位置』から『終端位置』に向けて回転させると、その回転筒１７の回転が移動筒用直進溝２２を介して移動筒用カムピン２５に伝達される。これにより、移動筒１５が回転筒１７に連動して回転する。
【００７８】
ここで、移動筒１５は、その外周部に設けられた移動筒用カムピン２５が、回転筒１７に形成された移動筒用直進溝２２と、固定筒１６に形成された移動筒用カム孔２４とに係合されているため、回転すると、固定筒１６に対して回転しながら光軸方向に移動する。
【００７９】
一方、第１レンズ筒１３は、その外周部に設けられた第１レンズ用カムピン２８が、移動筒１５に形成された第１レンズ用カム溝２６に係合されるとともに、その内周面に形成された直進ガイド溝２７が、第２レンズ筒１４に形成された直進ガイド突起３０に係合されているため、移動筒１５が回転すると、その移動筒１６に対して光軸２０に沿って直進的に移動する。
【００８０】
また、第２レンズ筒１４は、その外周部に設けられた第２レンズ用カムピン２９が、回転筒１７の内周面に形成された第２レンズ用カム溝２１と、固定筒１６に形成された第２レンズ用直進孔２３とに係合しているため、回転筒１７が回転すると、これに連動して光軸２０に沿って直進的に移動する。
【００８１】
次に、回転筒１７を回転させた場合における、第１レンズ筒１３、第２レンズ筒１４及び移動筒１５等の移動軌跡について説明する。
【００８２】
図１６は、第１レンズ筒１３、第２レンズ筒１４及び移動筒１５等の移動軌跡を示した説明図である。
【００８３】
なお、同図において、太線（Ｅ）は、第１レンズ筒１３の移動軌跡を表しており、太線（Ｆ）は、第２レンズ筒１４の移動軌跡を表している。また、細線（Ｇ）は、移動筒１５に対する第１レンズ筒１３の移動軌跡を表しており、細線（Ｊ）は、移動筒１５の移動軌跡を表している。
【００８４】
同図に示すように、レンズ装置２が沈胴位置の状態のとき、移動筒１５は、『退避位置Ｋ』に位置する。また、第２レンズ筒１４は、結像面側に最も寄った『収納位置Ｃ』に位置し、第１レンズ筒１３は、第２レンズ筒１４に接近した『収納位置Ｄ』に位置している（なお、第１レンズ筒１３は、移動筒１５に対して『退避位置Ｈ』に位置している）。
【００８５】
まず、回転筒１７が『初期位置』から『中間位置』まで回転した場合における、第１レンズ筒１３と移動筒１５の移動軌跡について説明する。
【００８６】
回転筒１７が『初期位置』から『回転位置Ａ』まで回転する間、第１レンズ筒１３は、その外周部に設けられた第１レンズ用カムピン２８が、第１レンズ用カム溝２６の第１レンズ収納準備案内部４２を摺動する。これにより、第１レンズ筒１３は、移動筒１５に対して細線（Ｇ）で表す移動軌跡のうちの『退避位置Ｈ』から『収納準備位置Ｉ』に繰り出される。
【００８７】
また、回転筒１７が『回転位置Ａ』から『中間位置』まで回転する間、第１レンズ筒１３は、その外周部に設けられた第１レンズ用カムピン２８が、第１レンズ用カム溝２６の第１レンズ移動阻止部４３を摺動する。これにより、第１レンズ筒１３は、移動筒１５に対する光軸方向の移動が阻止される。したがって、第１レンズ筒１３は、この間、移動筒１５に対して光軸方向の移動がないので、移動筒１５に対して細線（Ｇ）で表す移動軌跡のうちの『収納準備位置Ｉ』に維持される。
【００８８】
一方、移動筒１５は、回転筒１７が『初期位置』から『中間位置』まで回転する間、その外周部に設けられた移動筒用カムピン２５が、移動筒用カム孔２４の移動筒収納案内部４０を摺動する。これにより、移動筒１５は、細線（Ｊ）で表す移動軌跡のうちの『退避位置Ｋ』から『突出位置Ｌ』に繰り出される。
【００８９】
ここで、前記第１レンズ筒１３は、移動筒１５に支持されている。したがって、回転筒１７が『初期位置』から『中間位置』まで回転する間、第１レンズ筒１３は、移動筒１５の繰り出し分と、その移動筒１５に対する第１レンズ筒１３の繰り出し分とを加えた分だけ光軸２０に沿って移動する。すなわち、第１レンズ筒１３は、回転筒１７が『初期位置』から『回転位置Ａ』まで回転すると、太線（Ｅ）で表す移動軌跡のうちの『収納位置Ｄ』から『位置Ｍ』に繰り出され、回転筒１７が『回転位置Ａ』から『中間位置』まで回転すると、太線（Ｅ）で表す移動軌跡のうちの『位置Ｍ』から『位置Ｏ』に繰り出される。
【００９０】
次に、回転筒１７が『初期位置』から『中間位置』まで回転した場合における、第２レンズ筒１４の移動軌跡について説明する。
【００９１】
回転筒１７が『初期位置』から『回転位置Ｂ』まで回転する間、第２レンズ筒１４は、その外周部に設けられた第２レンズ用カムピン２９が、第２レンズ用カム溝２１の第２レンズ収納案内部５８を摺動する。この際、第２レンズ用カムピン２９は、そのカム溝係合部５５の収納係合部５５ａが第２レンズ収納案内部５８に係合して摺動する。これにより、第２レンズ筒１４は、太線（Ｆ）で表す移動軌跡のうちの『退避位置Ｃ』から『位置Ｐ』に繰り出される。
【００９２】
また、回転筒１７が『回転位置Ｂ』から『中間位置』まで回転する間、第２レンズ筒１４は、その外周部に設けられた第２レンズ用カムピン２９が、第２レンズ用カム溝２１の第２レンズ方向転換案内部５７を摺動する。
【００９３】
ここで、この際、第２レンズ用カムピン２９は、回転筒１７が『回転位置Ｂ』に回転すると、その収納係合部５５ａの係合が解除され、変倍係合部５５ｂが第２レンズ方向転換案内部５７に係合するようになる。そして、この変倍係合部５５ｂが、第２レンズ方向転換案内部５７を摺動することにより、第２レンズ筒１４が、太線（Ｆ）で表す移動軌跡のうちの『位置Ｐ』から『位置Ｎ』に繰り出される。
【００９４】
ところで、この第２レンズ方向転換案内部５７に係合する第２レンズ用カムピン２９の変倍係合部５５ｂは、収納係合部５５ａよりも小径に形成されていることから、その移動軌跡の曲率半径（移動軌跡のうち最も結像面側を通る移動軌跡の曲率半径）は、収納係合部５５ａの移動軌跡の曲率半径（移動軌跡のうち最も結像面側を通る移動軌跡の曲率半径）よりも大きくなる。このように、曲率半径の大きい変倍係合部５５ｂが第２レンズ方向転換部５７に係合して摺動することから、第２レンズ筒１４はスムーズに方向転換することができる。また、これにより回転筒１７の回転負荷も減少させることができる。
【００９５】
以上のように、回転筒１７が『中間位置』に回転すると、図４に示すように、レンズ装置２はテレ位置の状態となる。この状態において、移動筒１５は『突出位置Ｌ』に位置する。そして、第１レンズ筒１３は『位置Ｏ』に位置し、第２レンズ筒１４は『位置Ｎ』に位置する。
【００９６】
レンズ装置２がテレ位置の状態となった後は、回転筒１７は『変倍回転域』で回転される。
【００９７】
移動筒１５は、回転筒１７が『変倍回転域』で回転する間、その外周部に設けられた移動筒用カムピン２５が、移動筒用カム孔２４の移動筒移動阻止部４１を摺動する。このため、移動筒１５は、固定筒１６に対する光軸方向の移動が阻止される。したがって、移動筒１５は、この間、光軸方向の移動がないので、細線（Ｊ）で表す移動軌跡のうちの『突出位置Ｌ』に維持される。
【００９８】
また、第１レンズ筒１３は、回転筒１７が『変倍回転域』で回転する間、その外周部に設けられた第１レンズ筒用カムピン２８が第１レンズ用カム溝２６の第１レンズ変倍案内部４４を摺動する。このため、第１レンズ筒１３は、第１レンズ変倍案内部４４の光軸方向での変位に応じた分だけ移動筒１５に対して光軸２０に沿って移動する。
【００９９】
また、第２レンズ筒１４は、回転筒１７が『変倍回転域』で回転する間、その外周部に設けられた第２レンズ用カムピン２９が、第２レンズ用カム溝２１の第２レンズ変倍案内部５６を摺動する。このため、第２レンズ筒１４は、その第２レンズ変倍案内部５６の光軸方向での変位に応じて移動される。この際、第２レンズ用カムピン２９は、そのカム溝係合部５５の変倍係合部５５ｂが第２レンズ変倍案内部５６に係合して摺動する。
【０１００】
なお、この変倍時、第１レンズ筒１３と第２レンズ筒１４とは、これらの間隔が異なるように互いに光軸２０に沿って移動される。
【０１０１】
この間、第２レンズ筒１４は、バネ３７の光軸方向への付勢によって、第２レンズ用カムピン２９と第２レンズ用カム溝２１とのガタが吸収され、かつ、固定筒１６に対する傾きも補正される。一方、第１レンズ筒１３は、直進ガイド突起３０によって直進ガイド溝２７の底面が径方向に押圧されることから、変倍中に第１レンズ１１の光軸が第２レンズ１２の光軸に対して傾くことが極力抑制される。また、この際、直進ガイド突起３０による径方向への付勢は、第２レンズ筒１４の移動位置に関わらず一方であるため、常に第１レンズ筒１３と第２レンズ筒１４とをスムーズに移動させることができる。また、直進ガイド突起３０は、その先端面３０ｃが球状に形成されているため、直進ガイド溝２７の底部と点で接触させることができ、摺動時の抵抗を極力低減することができる。
【０１０２】
以上説明したように、本実施の形態のレンズ装置２によれば、第２レンズ用カムピン２９は、第２レンズ用カム溝２１を構成する第２レンズ収納案内部５８と第２レンズ変倍案内部５６とで、その摺動面（第２レンズ用カム溝２１の内壁面と当接する面）の位置が変わる。すなわち、第２レンズ収納案内部５８では、収納係合部５５ａが第２レンズ収納案内部５８の両壁面５８ａに当接して係合し、第２レンズ変倍案内部５６では、変倍係合部５５ｂが第２レンズ変倍案内部５６の第２テーパ面５６ｂに当接して係合する。このように、摺動面の位置を変えることにより、磨耗を効果的に抑制することができる。また、これにより長期間使用しても、ガタを発生させることなく、第２レンズ筒１４を動作させることができる。
【０１０３】
また、第２レンズ用カムピン２９の変倍係合部５５ｂと収納係合部５５ａとを互いに異なる径で形成することにより、第２レンズ用カムピン２９の移動軌跡の曲率半径を選択的に変えることができるようになる。そして、曲率半径の大きい変倍係合部５５ｂを第２レンズ方向転換部５７に係合させて摺動させることにより、第２レンズ筒１４をスムーズに方向転換させることができるとともに、回転筒１７の回転負荷も減少させることができる。
【０１０４】
また、第２レンズ用カム溝２１も、第２レンズ収納案内部５８と第２レンズ変倍案内部５６とで摺動面の位置を変えることにより、製作に際して精度管理が容易になる。すなわち、第２レンズ変倍案内部５６は、撮影時に第２レンズ筒１４を正確に動作させる必要があることから、その製作に際して精度が要求されるが、第２レンズ収納案内部５８は、第２レンズ筒１４の沈胴用のものであるため、撮影には影響がなく、第２レンズ変倍案内部５６ほどの精度は要求されない。したがって、第２レンズ変倍案内部５６は高精度に製作し、第２レンズ収納案内部５８はラフな製作とすることにより、精度管理が容易になり、生産性が向上するとともに製作コストの低減の図ることができるようになる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、第２レンズ用カムピン２９のカム溝係合部５５を変倍係合部５５ｂと収納係合部５５ａとの２段構造としたが、これに限らず３段構造等、複数段の構造としてもよい。これにより、第２レンズ用カムピン２９は、より多くの摺動面を選択できることができるようになるとともに、移動軌跡の曲率半径も自由に設定できるようになる。
【０１０６】
図１７は、第２レンズ用カムピン２９と第２レンズ用カム溝２１の他の実施の形態の要部の構成を示す断面図である。なお、同図（ａ）は、第２レンズ用カム溝２１の第２レンズ収納案内部５８の断面構造を示しており、同図（ｂ）は、第２レンズ変倍案内部５６の断面構造を示している。
【０１０７】
同図（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２レンズ用カムピン２９のカム溝係合部５５は、無段の円錐台形状に形成されている。このカム溝係合部５５は、図中破線で示す境界線よりも上側の収納係合部５５ａと、境界線の下側の変倍係合部５５ｂとから構成されている。そして、収納係合部５５ａは第２レンズ収納案内部５８に係合し、変倍係合部５５ａは第２レンズ変倍案内部５６と第２レンズ方向転換案内部５７とに係合する。
【０１０８】
第２レンズ収納案内部５８は、図１７（ａ）に示すように、その両壁面に直立面５８ｂとテーパ面５８ａとが形成されている。そして、カム溝係合部５５は収納係合部５５ａのみが、そのテーパ面５８ａに当接するように形成されている（変倍係合部５５ｂの直立面５８ｂには当接しない。）。
【０１０９】
より具体的には、テーパ面５８ａは、その傾斜角度がカム溝係合部５５の周面と同じ傾斜角度で形成されており、また、その開口部の幅Ｊがカム溝係合部５５の底部の幅Ｉと同じ幅で形成されている。一方、直立面５８ｂは、回転筒１７の周面に直交するように形成されている。したがって、この第２レンズ収納案内部５８では、カム溝係合部５５は、基端部側の収納係合部５５ａのみが第２レンズ収納案内部５８のテーパ面５８ａに当接する（変倍係合部５５ｂと直立面５８ｂとの間には、所定の隙間が形成されて互いに当接しない。）。
【０１１０】
一方、第２レンズ変倍案内部５６は、図１７（ｂ）に示すように、その両壁面に第１テーパ面５６ａと第２テーパ面５６ｂの２つのテーパ面が形成されている。そして、変倍係合部５５ｂのみが第２テーパ面５６ｂに当接するように形成されている（収納係合部５５ａは、第１テーパ面５６ａには当接しない。）。
【０１１１】
より具体的には、第２レンズ変倍案内部５６の第２テーパ面５６ｂは、その傾斜角度が、変倍係合部５５ｂの外周面と同じ傾斜角度で形成されるとともに、その第１テーパ面５６ａとの境界部の幅Ｆが変倍係合部５５ｂの底部の幅Ｇと同じ幅をもって形成されている。一方、第１テーパ面５６ａは、その傾斜角度が収納係合部５５ａの外周面と同じ傾斜角度で形成されるが、その下端部の幅Ｈが収納係合部５５ａの底部の幅Ｉよりも大きな幅をもって形成されている。したがって、この第２レンズ変倍案内部５６では、カム溝係合部５５は、先端の変倍係合部５５ｂのみが第２テーパ面５６ｂに当接する（収納係合部５５ａと第１テーパ面５６ａとの間には隙間が形成されるため、互いに当接しない。）。
【０１１２】
第２レンズ方向転換案内部５７も第２レンズ変倍案内部５６と同じ構成である。すなわち、その両壁面に第１テーパ面と第２テーパ面とが形成されており、カム溝係合部５５は、先端側の変倍係合部５５ｂのみが第２レンズ方向転換案内部５７の両壁面に当接する（収納係合部５５ａと第２レンズ方向転換案内部５７の両壁面との間には隙間が形成されるため、互いに当接しない。）。
【０１１３】
前記のごとく構成された第２レンズ用カムピン２９と第２レンズ用カム溝２１とによれば、回転筒１７を『初期位置』から『回転位置Ｂ』に向けて回転させると、第２レンズ用カムピン２９は、その収納係合部５５ａが第２レンズ収納案内部５８のテーパ面５８ａに当接して摺動する（変倍係合部５５ｂは直立面５８ｂ当接せず。）。
【０１１４】
また、回転筒１７を『回転位置Ｂ』から『中間位置』に向けて回転させると、第２レンズ用カムピン２９は、その変倍係合部５５ｂが第２レンズ方向転換案内部５７の両壁面に当接して摺動する（収納係合部５５ａは当接せず。）。
【０１１５】
さらに、回転筒１７を『中間位置』から『終端位置』に向けて回転させると、第２レンズ用カムピン２９は、その変倍係合部５５ｂが第２レンズ変倍案内部５６の第２テーパ面５６ｂに当接して摺動する（収納係合部５５ａは第１テーパ面５６ａに当接せず。）。
【０１１６】
このように、第２レンズ用カム溝２１の第２レンズ変倍案内部５６（及び第２レンズ方向転換案内部５７）と第２レンズ収納案内部５８とで、第２レンズ用カムピン２９の摺動面を変えることにより、上述した第１の実施の形態と同様にカムピンの磨耗を効果的に抑制することができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、第２レンズ用カム溝２１と移動筒用直進溝２２とが、それぞれ光軸回りに３本ずつ形成されているレンズ装置に本発明を適用した例で説明したが、カム溝と直進溝とが、それぞれ光軸回りに２本以上形成されているレンズ装置であれば、同様に適用することができる。
【０１１８】
また、本実施の形態では、２群構成のズームレンズとしているが、本発明ではこれに限らず３群以上の構成でもよい。
【０１１９】
また、ズームレンズカメラに限らず、例えばテレ位置、ワイド位置、及び沈胴位置とに切り換わる２焦点カメラにも本発明を適用することができ、また、電子スチルカメラに限らず、銀塩カメラにも本発明を適用することができる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カムピンはカム溝の第１溝部と第２溝部とで摺動面の位置が変わるため磨耗を抑制できる。これにより、長期間使用しても、ガタを発生させることなく、筒体を安定動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子スチルカメラの外観構成を示す斜視図
【図２】レンズ装置の分解斜視図
【図３】沈胴位置の状態のレンズ装置を示した断面図
【図４】テレ位置の状態のレンズ装置を示した断面図
【図５】ワイド位置の状態のレンズ装置を示した断面図
【図６】第１レンズ筒と第２レンズ筒とを光軸と直交する方向に切断した断面図
【図７】移動筒に設けられた第１レンズ用カム溝の構成を示す展開図
【図８】固定筒に設けられた移動筒用カム孔と第２レンズ用直進孔との構成を示す展開図
【図９】移動筒用カムピンの構成を示す平面図
【図１０】移動筒用カムピンの構成を示す側面図
【図１１】第２レンズ用カムピンの構成を示す正面図
【図１２】回転筒の内周面に形成された第２レンズ用カム溝と移動筒用直進溝の構成を示す展開図
【図１３】第２レンズ用カム溝と第２レンズ用カムピンとの係合状態を示す断面図
【図１４】第２レンズ用カム溝と第２レンズ用カムピンとの係合状態を示す断面図
【図１５】第２レンズ用カム溝と移動筒直進溝との交差部の構成を示す断面図
【図１６】第１レンズ筒、第２レンズ筒及び移動筒等の移動軌跡を示した説明図
【図１７】第２レンズ用カムピン２９と第２レンズ用カム溝２１の他の実施の形態の要部の構成を示す断面図
【符号の説明】
１…電子スチルカメラ、２…レンズ装置、１０ａ…結像面、１１…第１レンズ、１２…第２レンズ、１３…第１レンズ筒、１４…第２レンズ筒、１５…移動筒、１６…固定筒、１７…回転筒、１９…ズームモータ、２０…光軸、２１…第２レンズ用カム溝、２２…移動筒用直進溝、２３…第２レンズ用直進孔、２４…移動筒用カム孔、２５…移動筒用カムピン、２５Ａ…カム孔係合部、２５Ｂ…ガイド溝係合部、２５Ｃ…直進溝係合部、２６…第１レンズ用カム溝、２７…直進ガイド溝、２８…第１レンズ用カムピン、２９…第２レンズ用カムピン、３０…直進ガイド突起、３３…第２レンズ枠、３４…フォーカスモータ、３７…バネ、３８…アーム、４０…移動筒収納案内部、４１…移動筒移動阻止部、４２…第１レンズ収納準備案内部、４３…第１レンズ移動阻止部、４４…第１レンズ変倍案内部、４９…ガイド溝、５４…直進孔係合部、５５…カム溝係合部、５５ａ…収納係合部、５５ｂ…変倍係合部、５６…第２レンズ変倍案内部、５６ａ…第１テーパ面、５６ｂ…第２テーパ面、５８…第２レンズ収納案内部、５８ａ…テーパ面、５８ｂ…直立面

Claims (1)

1. 筒体の外周面に設けられたカムピンをカム筒の内周面に形成されたカム溝に係合させて筒体を撮影光軸に沿って移動させるズーム機能を備えた沈胴式のレンズ装置において、
   前記カムピンは第１係合部と第２係合部とを備え、前記第２係合部が、前記第１係合部の頂部同軸上に形成されるとともに、前記第１係合部よりも小径に形成され、
   前記カム溝は、前記カムピンの第１係合部が係合し、前記筒体に収納動作させる第１溝部と、前記カムピンの第２係合部が係合し、前記筒体に変倍動作させる第２溝部と、前記第１溝部と前記第２溝部との間で前記筒体の移動方向を転換する方向転換案内部を備え、
   前記方向転換案内部は前記第２溝部で形成することを特徴とするレンズ装置。

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