JP4658996B2 - ズームレンズ鏡筒 - Google Patents

Description

この発明は、ズームレンズ鏡筒、詳しくは撮影光学系を構成する複数のレンズ群をそれぞれ光軸方向に移動させてズーミングを行うズームレンズ鏡筒に関するものである。

従来、フォーカスレンズ群を含む複数のレンズ群を光軸方向に移動させズーム動作を行わせるズームレンズ鏡筒においては、それぞれ別々に進退移動する異なるレンズ群を駆動するためのカム溝が、個々の動きにあわせて独立して形成されている。

そして、このようなレンズ鏡筒において、フォーカスレンズ群の繰り出しは、無限位置を基準位置にして行われ、至近にフォーカシングする場合には、無限位置から至近位置に向かって繰り出されてフォーカシングが行われる。

図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、撮影レンズが３群よりなるズームレンズであって、第２レンズ群がフォーカスレンズである沈胴式のズームレンズ鏡筒の一例を示したもので、沈胴，ワイド，テレ状態での各レンズ群の位置を示した説明図である。

図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、上記ズームレンズ鏡筒のワイド，テレ状態においては、第２レンズ群（フォーカスレンズ群）２０２は、第１，第３レンズ群２０１，２０２に対し、通常、図中実線で示す無限位置に位置している。そして、至近へのフォーカシングは、上記第２レンズ群２０２が無限位置から、図中２点鎖線で示す第１レンズ群側の至近位置へ向かって繰り出されて行われる。撮影終了後、上記第２レンズ群２０２は無限基準位置へ、リセット移動する。

また、撮影終了後に、このズームレンズ鏡筒を沈胴位置に収納させるには、図１２（ａ）に示すように、第２レンズ群２０２が、無限基準位置にあって移動することなく、つまり、上記無限基準位置にリセットされた状態を保ったまま、上記第１レンズ群２０１と第２レンズ群２０２との群間を保って一体的に移動しつつ、上記第１，第３レンズ群のズーム間隔を短縮して全長を短縮させて収納される。従って、沈胴状態においては、フォーカスレンズ群の至近繰り出し分のスペースを残して沈胴することになる。

ところで、上記従来のレンズ群移動用のカム溝においては、同一カム筒の同一周面上に複数のカム溝を設けるため、各レンズ群の可動範囲を充分に確保することが困難となる。

すなわち、異なる複数のカム溝を互いに隣接して形成すると、カム溝の回転角が小さくなり、各カム溝にかかる圧力角が増大してしまう。この圧力角を緩和するために、上記カム筒の径を大きく形成して対処するとレンズ鏡筒の大型化を招く。また、上記各カム溝を隣接させずにカム溝がオーバーラップしないようにスラスト方向にずらして形成すると、カム筒の全長が伸びてしまい、この場合においてもレンズ鏡筒の大型化を引き起こす。

このようにカム溝をそれぞれ単独に用いると、鏡筒全体の大きさが径方向、あるいはスラスト方向に大きくなってしまうという不具合がある。

また、上述したように、ズームレンズ鏡筒を沈胴させる場合、フォーカスレンズ群の前側に、至近時に繰り出したフォーカシング繰り出し量分のスペースが余分にあり、その分、沈胴時のレンズ鏡筒の全長は、長くなってしまうという欠点がある。

また、図１２に示すようなレンズ鏡筒において、全長を短くしようとして、第１レンズ群２０１と第２レンズ群２０２との群間を縮めるべく、第１レンズ群２０１をズーム移動させるズームカムに延長カム（沈胴用）を設けることにすると、カム枠のカム作成レイアウトの難しさや、カム枠の大型化となってしまう。

さらに、第１，２群間を縮めるべく、ズームレンズである第１レンズ群２０１を移動させるので、カム枠を電動駆動させるための負荷が大きくなってしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、同一カムの同一周面上に複数のカム溝を形成する必要がある場合においても、カム筒を大型化することなく、各レンズ群の可動範囲を充分に確保することのできるズームレンズ鏡筒を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明によるズームレンズ鏡筒は、撮影光学系を構成する複数のレンズ群をそれぞれ光軸方向に移動させてズーミングを行うズームレンズ鏡筒において、第１のレンズ群を支持する第１レンズ群支持筒と、第２のレンズ群を支持する第２レンズ群支持筒と、上記第１レンズ群支持筒及び上記第２レンズ群支持筒を光軸方向に相対的に移動可能に支持し、上記第１レンズ群支持筒を光軸方向に移動させるための第１カム領域と上記第２レンズ群支持筒を光軸方向に移動させるための第２カム領域とを有し、上記第１カム領域と上記第２カム領域とを連結して１本のカム溝として一部共用したときに上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間のズーミングのための群間隔にズレを生じさせないためのカム筒であって、該カム筒は、上記第１カム領域の一端部若しくは上記第２カム領域の一端部の一方の一端部を取り除き、該取り除かれた一端部に上記第１カム領域若しくは上記第２カム領域の他方の一端部を連結して上記第１レンズ群支持筒と上記第２レンズ群支持筒とで該他方の一端部を共通に使用し、該連結により生じる上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間のズーミングのための群間隔のズレを上記第１カム領域の他端若しくは上記第２カム領域の他端にて補正して、又は上記第１カム領域の一端部と上記第２カム領域の一端部とを重畳、合成して上記第１レンズ群支持筒と上記第２レンズ群支持筒とで該重畳部を共通に使用し、該重畳、合成により生じる群間隔のズレを上記第１カム領域の他端と上記第２カム領域の他端にて補正して、上記第１レンズ群と上記第２レンズ群の間にズームミングのための群間隔を形成する光軸方向に進退するカム筒と、
を具備したことを特徴とする。

本発明によれば、同一カムの同一周面上に複数のカム溝を形成する必要がある場合においても、カム筒を大型化することなく、各レンズ群の可動範囲を充分に確保することのできるズームレンズ鏡筒を提供することができる。

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。

図１乃至図８は、本発明の一実施の形態に係り、図１は、本発明によるズームレンズ鏡筒をテレ状態にし、正面から見て光軸を中心に１２０°の角度位置で切断した断面図、図２は、上記図１のズームレンズ鏡筒の第１カム筒とズーム筒との嵌合部分近傍のみを示す要部縦断面図、図３は、上記図１のズームレンズ鏡筒をワイド状態にし、正面から見て光軸を中心に１２０°の角度位置で切断した断面図、図４は、上記図１のズームレンズ鏡筒を沈胴状態にし、正面から見て光軸を中心に１２０°の角度位置で切断した断面図、図５は、上記図１のズームレンズ鏡筒のテレ状態での移動筒と第１カム筒と第２カム筒のカム溝の形状を示す展開図、図６は、上記図１のズームレンズ鏡筒におけるガイド筒の要部の斜視図、図７は、上記ズームレンズ鏡筒のフォーカシングを行う送りねじ機構を示す斜視図、図８は、上記ズームレンズ鏡筒における各筒の回転角と繰り出し量を設計する際のグラフ線図である。

本実施の形態におけるズームレンズは、図１乃至図４に示すように、第１レンズ群１２０，第２レンズ群１３０，第３レンズ群１４０からなる３群ズームレンズからなり、第１及び第３レンズ群は、ズーミング中は一体的に移動するようになっている。これらのレンズ群は、それぞれ第１群筒７０，第２群筒９０，第３群筒１００に保持されている。上記レンズ群１３０はフォーカスレンズ群で第２群筒９０に保持され、この第２群筒９０はさらにズーム筒８０に支持され、フォーカシングは公知の送りねじによる繰り出しでズーム筒８０と第２群筒９０が相対移動して行われる。

そして、ズームレンズ鏡筒は、カメラ本体１６０に対して収納位置である沈胴位置と撮影可能な突出位置とに進退可能な基準筒としての移動筒２０と、該移動筒２０に対して回転可能なズーミング用の外筒としての回転筒３０と、該回転筒３０により回動駆動され、上記移動筒２０のカムによって進退移動されるガイド筒４０と、上記移動筒２０にガイドされて回動しない状態で該ガイド筒４０と同時に進退駆動される第１カム筒５０と、回動方向が上記ガイド筒４０にガイドされ、上記第１カム筒５０のカムにより進退駆動される第２カム筒６０と、上記第１カム筒５０にガイドされ、上記第２カム筒６０のカムにより進退駆動されるズーム筒８０と、該第ズーム筒８０にガイドされ、上記第２カム筒６０のカムにより進退駆動され、第１レンズ群１２０を支持する第１群筒７０と、上記ズーム筒８０に対して進退可能に支持され、第２レンズ群１３０を支持する第２群筒９０と、上記ズーム筒８０に支持され、第３レンズ群１４０を支持する第３群筒１００とで、その主要部が構成されている。

上記カメラ本体１６０の先端側には、沈胴時に上記第３群筒１００の基端側が当接する、該第３群筒１００と略同径の突部１６１が形成されている。

上記移動筒２０の基端部には、移動板１０がビス等によって固設されている。この移動板１０はカメラ本体１６０に軸支され回転止めされて光軸方向に進退可能で回転不能に支持されている。この移動板１０には、セットアップモータを有する周知の駆動機構（図示せず）が設けられており、この駆動機構によって上記移動板１０が駆動されると、上記移動筒２０は、上記移動板と一体的に沈胴位置と突出位置とを進退移動するようになっている
また、上記移動筒２０の外周面には、上記回転筒３０が回動自在に嵌合されている。この回転筒３０の先端側の内周には、スラスト受溝３２が形成されており、このスラスト受溝３２には上記移動筒２０の先端に外方に向けて形成されたスラスト受リブ２２が嵌合されていて、上記回転筒３０の固定筒２０に対するスラスト方向への相対移動が規制されている。

上記回転筒３０の基端側の外周面には、図示しないズーム用モータからの動力を伝達してズーミングを行うためのギア部３５が形成されている。

さらに、上記回転筒３０の基端側の外周面には、スラスト受溝３４が上記ギア部３５の先端側に隣接して形成されていて、このスラスト受溝３４には、上記カメラ本体１６０に形成された図示しないバヨネット式スラスト受が嵌脱自在となっており、回転筒３０が回動することによりバヨネット式に嵌合するようになっている。このバヨネット式スラスト受は、上記ズームレンズ鏡筒が突出位置にあるとき嵌合され、上記ズームレンズ鏡筒が沈胴する際に離脱されるようになっている。

上記移動筒２０の内周面には、上記ガイド筒４０が嵌合するようになっている。このガイド筒４０の基端側の外周には、図６に示すように、カムピン４１ａ，４２ｂ，４１ｃが、外方に向けて突出形成されている。これらのカムピン４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、上記移動筒２０の内周面に互いに等間隔隔てて形成された３本の傾斜カム溝孔２１ａ及び傾斜カム溝２１ｂ，２１ｃ（図５参照）に嵌合されている。尚、上記カム溝２１ｂ，２１ｃは有底のカム溝で形成され、カム溝孔２１ａは貫通孔で形成されている。

さらに、上記カムピン４１ａの先端部には、回転駆動用ピン４３が形成されている（図６参照）。この回転駆動用ピン４３は、上記カム溝孔２１ａから上記移動筒２０の外周側に突出され、上記回転筒３０の内面に光軸方向に沿って形成された回転駆動用キー溝３３に嵌合されている。従って、回転筒３０が回動すると、ガイド筒４０は同期して回動するとともに、移動筒２０のカム溝孔２１ａ，カム溝２１ｂ，２１ｃに沿って光軸方向に進退する。

上記ガイド筒４０の内周面には上記第１カム筒５０が嵌合されている。この第１カム筒５０の基端側には、ガイド用キー５３が外方に向かって突出形成されており、このガイド用キー５３は、上記移動筒２０の内面に光軸方向に沿って形成された直進キー溝２３に嵌合し、第１カム筒５０が直進ガイドされている。

また、上記第１カム筒５０の外周の基端部寄りには、スラスト受リブ５２が形成されており、このスラスト受リブ５２は、上記ガイド筒４０の基端側の内周面に形成されたスラスト受溝４２にバヨネット式に嵌合されていて、上記カム筒５０の上記ガイド筒４０に対するスラスト方向への相対移動が規制されている。従って、ガイド筒４０と第１カム筒５０は、相対回転しながら光軸方向には一体的に進退する。

さらに、カム筒５０には、図５に示すように、先端側が該カム筒５０の先端部で開口した逃げ溝孔５５ａ，５５ｂ，５５ｃが光軸方向に沿って互いに等間隔位置に形成されている。

上記ガイド筒４０の内周面であって上記第１カム筒５０の外周面には、上記第２カム筒６０が嵌合されるようになっている。この第２カム筒６０の基端側の外周面には、回転被駆動用ピン６１ａ，６１ｂ，６１ｃが光軸を中心に互いに１２０°の等間隔位置に外方に向けて突出形成されており、これらの回転被駆動用ピン６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、上記ガイド筒４０の内面に光軸方向に沿って形成された回転駆動用キー溝４４ａ，４４ｂ，４４ｃにそれぞれ嵌合されている。

また、上記第２カム筒６０の内周面の上記回転被駆動用ピン６１ａ，６１ｂ，６１ｃにそれぞれ対応する個所には、カムピン６２ａ，６２ｂ，６２ｃが内向に突出形成されており、これらのカムピン６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、上記第１カム筒５０の外周面に互いに等間隔隔てて形成された傾斜カム溝５１ａ，５１ｂ，５１ｃ（図５参照）にそれぞれ嵌合されている。従って、ガイド筒４０が回動すると同期して第２カム筒６０が回動し、第１カム筒５０の傾斜カム溝５１ａ〜５１ｃに沿って光軸方向に進退する。

上記第２カム筒６０の内周面には、図５に示すように、複数のなだらかな屈曲部を有する傾斜カム溝６３ａ−１，６３ａ−２，６３ａ−３が互いに等間隔隔てて形成されている。これらの傾斜カム溝６３ａ−１，６３ａ−２，６３ａ−３の基端側は、組立時ガイド用カム溝６３ｂ−１，６３ｂ−２，６３ｂ−３によって互いに連通されており、さらに、同基端側は、第２カム筒６０の基端部で開口された組立時挿入用カム溝６３ｃ−１，６３ｃ−２，６３ｃ−３の先端側に連通されている。

上記第２カム筒６０の内周面の基端寄りには、上記ズーム筒８０が配設されていて、同ズーム筒８０は第１カム筒５０の内周面に嵌合されるようになっている。このズーム筒８０の基端側の外周面には、回転止め用キー８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ（上記回転止め用キー８４ａ，８４ｂのみ図２に図示する）が光軸を中心に互いに略９０°の等間隔位置に外方に向けて突出形成されており、これらの回転止め用キー８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄは、上記第１カム５０の内周に光軸方向に沿って形成された直進キー溝５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ（図２及び図５参照）にそれぞれ嵌合されている。

また、上記ズーム筒８０の外周面には、カムピン８１ａ，８１ｂ，８１ｃが光軸を中心に互いに１２０°の等間隔位置に外方に向けて突出形成されており、これらのカムピン８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、上記傾斜カム６３ａ−２，６３ａ−３，６３ａ−１にそれぞれ嵌合されている。従って、ズーム筒８０は光軸方向に傾斜カム６３ａ−２，６３ａ−３，６３ａ−１に沿って進退する。なお、上記カムピン８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、図１に示すズームレンズ鏡筒のテレ状態では、図５中の８１ａＴ，８１ｂＴ，８１ｃＴに位置する。

上記第２カム筒６０の内周面の先端寄りには、先端部に第１レンズ群１２０を保持した上記第１群筒７０が嵌合されるようになっている。この第１群筒７０の基端側の外周面には、カムピン７１ａ，７１ｂ，７１ｃが光軸を中心に互いに１２０°の等間隔位置に外方に向けて突出形成されており、これらのカムピン７１ａ，７１ｂ，７１ｃは、上記傾斜カム６３ａ−１，６３ａ−２，６３ａ−３にそれぞれ嵌合されている。従って、第１群筒７０は光軸方向にカム６３ａ−１〜６３ａ−３に沿って進退する。なお、上記カムピン７１ａ，７１ｂ，７１ｃは、図１に示すズームレンズ鏡筒のテレ状態では、図５中の７１ａＴ，７１ｂＴ，７１ｃＴに位置する。

また、上記ズームレンズ鏡筒がテレ状態からワイド状態に移行する途中で、上記カムピン７１ａ，ｂ，ｃ及び上記カムピン８１ｂ，ｃ，ａは、上記逃げ溝孔５５ａ，５５ｂ，５５ｃに入り込むようになっている（図３参照）。

上記第１群筒７０の内面には、回転止め溝７３が光軸方向に沿って形成されており、この回転止め溝７３には、上記ズーム筒８０の先端に突出形成された回転止め８２ｂがキー嵌合されている。

また、上記第１群筒７０の壁内には、ズーム軸７２の先端側が嵌着されており、このズーム軸７２の基端側は、上記ズーム筒８０の先端に形成された内向フランジに穿設された軸受孔８２を貫通して上記第３群筒１００に係合されている。なお、このズーム軸７２については、後に第３群筒１００の構成を説明する際に詳述する。

上記ズーム筒８０の内部には、第２レンズ群１３０を保持した第２群筒９０が配設されている。この第２レンズ群１３０の基端側の外周面には、第２群蓋１５０が嵌着されていて、上記第２群筒９０と上記第２群蓋１５０とで、ガイド軸９１が支持されている。このガイド軸９１は、上記ズーム筒８０に形成された図示しない軸受に嵌合されており、これによって上記第２レンズ群１３０が上記ズーム筒８０に対して光軸方向に相対移動可能に支持されている。

また、上記第２群筒９０の外周面には、図示しない回転止めピンが形成されており、この回転止めピンが上記ズーム筒８０の内周面に形成された図示しない回転止め溝に嵌合されて、上記第２群筒９０の上記ズーム筒８０に対する回動が規制されている。

上記第２群筒９０の先端面は、セクタ受面９３として形成されており、このセクタ受面９３にはセクタ９６が支持されている。このセクタ９６は、上記第２群筒９０の外周面上に配設されたセクタ駆動用アクチュエータであるプランジャ１１０によって駆動されるようになっている。

また、上記第２群筒９０には、該第２群筒９０を光軸方向に駆動し、上記ズーム筒８０に対して相対移動させてフォーカシングを行うためのねじ送り機構が設けられている。

ここで、図７を参照して、このねじ送り機構について少し詳しく説明する。

上記ねじ送り機構１７０は、光軸方向を回転軸とするねじ軸１７２を有して構成されている。このねじ軸１７２の両端には、軸部１７１ａ，１７１ｂが形成されていて、これらの軸部１７１ａ，１７１ｂは、上記第２群筒９０及び上記第２群蓋１５０の外向フランジに形成された軸受孔９５，１５５に回転自在に支持されている。

上記ねじ軸１７２の先端側には、ギアー部１７３が固設されており、このギアー部１７３は、図示しないフォーカス用モータの駆動ギアーに噛合されている。

上記ねじ軸１７２の上記ギアー部１７３よりも基端側には、雄ねじが形成されており、この雄ねじには、ナット１８０が螺合されている。このナット１８０の外周面には回転止めピン１８１が形成されており、この回転止めピン１８１は、上記第２群蓋１５０に形成された図示しない回転止め溝に嵌合されている。

また、上記ねじ軸１７２の上記ナット１８０が螺合された箇所よりも基端側は、上記ズーム筒８０の内周面に内向に突出形成された当付突部８５の貫通孔に挿通されている。

上記ねじ軸１７２の外周であって、上記当付突部８５と上記第２群蓋１５０との間には、圧縮バネ１９０が配設されている。そして、この圧縮バネ１９０の付勢力によって、上記当付突部８５は、上記ナット１８０の基端面に当接されている。

上記ズーム筒８０の内周面の上記第２群筒９０よりも基端寄りには、第３レンズ群１４０を保持した第３群筒１００が配設されている。この第３群筒１００には、不図示の軸部が設けられており、この軸部が上記ズーム筒８０に形成された不図示の軸受に嵌合されて、ズーム筒８０に対して光軸方向に相対移動自在に保持されている。

また、上記第３群筒１００の先端側には回転止め溝１０２が形成されており、この回転止め溝１０２は、上記ズーム筒８０の内面に突出形成された回転止めピン８３に嵌合されている。

さらに、第３群筒１００の先端側には、外向フランジが形成されており、この外向フランジに形成されたスラスト受孔１０３に上記ズーム軸７２が挿通されている。上記ズーム軸７２の基端部には、抜止７２ａが形成されており、該ズーム軸７２の上記スラスト受孔１０３に対する抜け防止が施されている。また、該ズーム軸７２の外周であって、上記ズーム筒８０の内向フランジと上記第３群筒１００の外向フランジとの間には、図示しない圧縮バネが配設されており、この圧縮バネによって上記第３群筒１００が上記ズーム軸７２の基端側に付勢されている。

そして、このように構成されたズームレンズ鏡筒は、例えば、図９に示す駆動制御装置によって駆動制御される。

この駆動制御装置は、ＣＰＵ８０２と、このＣＰＵからの駆動信号を基に複数の駆動用モータに駆動電力を供給するモータドライバ回路８０３とが信号線により接続され、さらに、これらのＣＰＵ８０２及びモータドライバ回路８０３に電力を供給するバッテリ８０１が接続されて主要部が構成されている。

上記ＣＰＵ８０２には、カメラのメインスイッチ８０４をはじめ図示しない複数のスイッチ類，センサ類，フォトインタラプタ及びフォトリフレクタ等が接続されていて、これらから入力される信号を基にシークエンス処理等を行い駆動信号を上記モータドライバ回路に出力するようになっている。

上記モータドライバ回路８０３には、駆動用モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３がそれぞれフォーカス用モータ８０５，ズーム用モータ８０６，セットアップ用モータ８０７としてそれぞれ接続されており、上記ＣＰＵ８０２から駆動信号が入力されると、この駆動信号に応じて上記各モータに駆動電力が供給されるようになっている。なお、本実施の形態では３個の駆動用モータを用いているが、適用されるズームレンズ鏡筒によっては１個あるいは２個の駆動用モータを機械的に切り替え、その駆動力を各非駆動部に伝達してもよいし、３個以上の駆動用モータを用いてもよい。

次に、ズームレンズ鏡筒の、テレ状態（図１参照）からワイド状態（図３参照）への動作を説明する。

ＣＰＵ８０２からモータドライバ回路８０３に駆動信号が入力され、この駆動信号に基づいてズーム用モータ８０６が起動される。このズーム用モータ８０６からの回転駆動力はギアー部３５に伝達される。

この回転駆動力により回転筒３０がワイド方向に回動する。すると、上記ガイド筒４０は、上記回転筒３０の回転駆動用キー溝３３に嵌合された回転駆動用ピン４３を介して上記回転筒３０と一体的に回動するとともに、移動筒２０の傾斜カム溝（孔）２１ａ，ｂ，ｃに沿って後退する。このとき、第１カム筒５０は、直進キー溝２３に嵌合されたガイド用キー５３によって回動を規制された状態で、上記ガイド筒４０と一体的に後退する。

上記ガイド筒４０の回転駆動力は、回転駆動用キー溝４４ａ，ｂ，ｃに嵌合された回転被駆動用ピン６１ａ，ｂ，ｃを介して第２カム筒６０に伝達され、該第２カム筒６０は、上記ガイド筒４０と一体的に回動するとともに、傾斜カム５１ａ，ｂ，ｃに沿って後退する。

また、上記第２カム筒６０が回動されると、上記ズーム筒８０が上記カム筒５０の直進キー溝５４ａ，ｂ，ｃ，ｄによって回動を規制された状態で、傾斜カム溝６３ａ−１，６３ａ−２，６３ａ−３に嵌合されたカムピン８１ｃ，ｂ，ａによって後退するとともに、上記第１群筒７０が、上記ズーム筒８０の回転止め８２ｂによって回動を規制された状態で、傾斜カム６３ａ−１，６３ｂ−２，６３ａ−３に嵌合されたカムピン７１ａ，ｂ，ｃによって後退する。

このとき、第２群筒９０は、上記ズーム筒８０と一体的に後退する。また、第３群筒１００は、上記ズーム筒８０の内向フランジと上記第３群筒１００の外向フランジとの間に配設された図示しない圧縮バネによって常にズーム軸７２の基端側に付勢されているので、上記ズーム軸７２を保持する上記第１群筒７０と一体的に後退する。

このようにして、上記各レンズ群が光軸方向に移動し、ズーミングが行われる。尚、上記ズームレンズ鏡筒には、図示しないワイド位置検出センサが設けられており、該センサによりワイド手前位置を検出すると、この検出信号は、上記ＣＰＵ８０２に送られ、上記検出信号を基にズーム用モータ８０６を制御して鏡筒がワイド位置となるタイミングで上記回転筒３０の回動を停止する。

ここで、上記ズームレンズ鏡筒が、テレ位置からワイド位置に移動すると、カムピン７１ａ，ｂ，ｃ及びカムピン８１ａ，ｂ，ｃは、図５中、７１ａＴ，７１ｂＴ，７１ｃＴ及び８１ａＴ，８１ｂＴ，８１ｃＴに示す位置から，７１ａＷ，７１ｂＷ，７１ｃＷ及び８１ａＷ，８１ｂＷ，８１ｃＷに示す位置まで移動する。

次に、上記ズームレンズ鏡筒のフォーカシングについて説明する。

ＣＰＵ８０２からモータドライバ回路８０３に駆動信号が入力され、この駆動信号に基づいてフォーカス用モータ８０５が起動すると、このフォーカス用モータ８０５からの回転駆動力は、ギアー部１７３（図７参照）に伝達され、ねじ軸１７２が回転する。

このとき、ナット１８０は第２群蓋１５０によって回転止めされているので、上記ナット１８０は、ねじ軸１７２の雄ねじのリードに従って光軸方向に進退する。

上記当付突部８５は、圧縮バネ１９０によって上記ナット１８０に圧接されているので、結果的に上記ナット１８０の進退移動に伴って上記第２群筒９０とズーム筒８０とが相対移動し、フォーカシングが行われる。

次に、上記ズームレンズ鏡筒の沈胴動作について説明する。

まず、フォーカス用モータ８０５に通電し、第２群筒９０をズーム筒８０に対して相対移動させて前方の至近位置まで繰り出す。すなわち、第１レンズ群１２０と第２レンズ群１３０とのスペースを限界位置まで詰め、該第２レンズ群１３０の基端側に第３レンズ群１４０を収納するためのスペースを形成する。

次いで、ズーム用モータ８０６に通電し、鏡筒をワイド状態とした後、さらに上記ズーム用モータ８０６をワイド方向に駆動し続ける。すると回転筒３０のスラスト受溝３４とカメラ本体１６０のバヨネット式スラスト受の嵌合が外れる。

次に、セットアップ用モータ８０７に通電し、移動板１０と共に各鏡筒を沈胴方向へ移動する。すると第３群筒１００の基端側が上記カメラ本体１６０の突部１６１に当接され、該第３群筒１００のスラスト受孔１０３とズーム軸７２の抜け止め７２ａとの当付が離れ、上記第３群筒１００は、ズーム軸７２に配設された圧縮バネを圧縮チャージしながら移動し、上記第２レンズ群１３０の基端側に形成された収納スペースに収納されると共に、ズームレンズ鏡筒が最も全長の短い沈胴状態となる。

このように沈胴前に、フォーカスレンズ群である第２レンズ群１３０を前方に繰り出して該第２レンズ群１３０の基端側に収納スペースをつくることにより、沈胴時のレンズ鏡筒の全長を短縮することができる。

次に、上記ズームレンズ鏡筒が沈胴動作を制御する駆動制御装置の電気的シークエンスについて説明する。

図１０は、上記ズームレンズ鏡筒が沈胴する際の上記駆動制御装置の電気的シークエンスを示すフローチャートである。

本実施の形態において、上記ズームレンズ鏡筒は、上記駆動制御装置のＣＰＵ８０２に接続されたカメラ本体のメインスイッチ８０４がオフされたとき沈胴動作が開始するようになっており、ステップＳ９０１で上記メインスイッチ８０４がオフされると、ステップＳ９０２に進み、駆動用モータＭ１（フォーカス用モータ８０５）に通電し、第２群筒９０を至近位置に向かって稼動させる。

次に、ステップＳ９０３に進み、上記第２群筒９０が至近位置に到達したか否かを判断し、上記第２群筒９０が至近位置に到達したと判断するとステップＳ９０４に進み、上記駆動用モータＭ１の通電をオフした後、ステップＳ９０５に進む。

上記ステップＳ９０５では、駆動用モータＭ２（ズーム用モータ８０６）に通電し、上記ズームレンズ鏡筒をワイド方向に起動させた後、ステップＳ９０６に進む。

上記ステップＳ９０６では、上記ズームレンズ鏡筒がワイド状態となり、さらに回転筒３０のスラスト受溝３４からカメラ本体１６０のバヨネット式スラスト受が脱離されたか否かを判断し、上記スラスト受溝３４から上記バヨネット式スラスト受が脱離されたと判断すると、ステップＳ９０７に進み、上記駆動用モータＭ２への通電をオフする。

次に、ステップＳ９０８に進み、駆動用モータＭ３（セットアップ用モータ８０７）に通電し、移動板１０を沈胴方向に起動させた後、ステップＳ９０９に進む。

上記ステップＳ９０９では、移動板１０が沈胴位置への移動を完了したか否かを判断し、上記移動板１０の沈胴位置への移動を完了されたと判断するとステップＳ９１０に進み上記駆動用モータＭ３への通電をオフし、ルーチンを抜ける。すなわち、カメラ動作を停止するためにメインルーチンに戻る。

以上のようにして、上記駆動制御装置の沈胴制御が行われる。

また、この駆動制御装置の沈胴制御は、図１１に示すルーチンに従うようプログラムされていてもよい。

図１１は、上記ズームレンズ鏡筒が沈胴する際の上記駆動制御装置の電気的シークエンスを示すフローチャートである。

本制御は、第２群筒９０を至近位置まで動作させる前に、先ず、上記ズームレンズ鏡筒をワイド状態とする点が上記図１０に示した制御手段と異なる。

ステップＳ９２０で、上記駆動制御装置に接続されたカメラ本体のメインスイッチ８０４がオフされると、ステップＳ９２１に進み、駆動用モータＭ２に通電し、上記ズームレンズ鏡筒をワイド方向に起動させた後、ステップ９２２に進む。

上記ステップＳ９２２では、上記ズームレンズ鏡筒がワイド位置まで移動したか否かを判断し、上記ズームレンズ鏡筒がワイド位置まで移動したと判断すると、ステップＳ９２３に進み上記駆動用モータＭ２への通電をオフする。

次に、ステップＳ９２４に進み、駆動用モータＭ１（フォーカス用モータ８０５）に通電し、第２群筒９０を至近位置に向かって駆動させた後、ステップＳ９２５に進む。

上記ステップＳ９２５では、、上記第２群筒９０が至近位置に到達したか否かを判断し、上記第２群筒９０が至近位置に到達したと判断すると、ステップＳ９２６に進み、上記駆動用モータＭ１の通電をオフした後、ステップＳ９２７に進む。

以下、ステップＳ９２７以降の制御は、上記図１０に示したステップＳ９１０以降の制御と同様なので、その説明を省略する。

このように、上記ズームレンズ鏡筒を、一旦、ワイド位置とした後、第２群筒９０を至近位置まで移動させ、再度、駆動用モータＭ２を駆動させることも可能である。

尚、上記図１０，１１に示す制御手段では、沈胴の際に第２レンズ群１３０を支持した第２群筒９０を前方へ繰り出す際、最前方の至近位置へ繰り出し移動させているが、必ずしも至近位置まで移動させずに繰り込み位置から至近方向側へ所定量繰り出しても良い。

次に図５のカム展開図をもとに、第２カム筒６０の傾斜カム溝６３ａの特徴について説明する。

上記第２カム筒６０の傾斜カム溝６３ａ−１は、第１群筒７０のカムピン７１ａがワイド位置７１ａＷとテレ位置７１ａＴの間で使用するカム溝部分とズーム筒８０のカムピン８１ｃがワイド位置８１ｃＷとテレ位置８１ｃＴの間で使用するカム部分とからなっている。

上記傾斜カム溝６３ａにおいて、上記ワイド位置７１ａＷと上記テレ位置８１ｃＴとの間のカム溝は、上記第１群筒７０のワイド位置付近のカム溝であると同時に上記ズーム筒８０のテレ位置付近のカム溝でもある。つまり、１本のカム溝を２つの異なる筒駆動用カム溝として共用重畳していることになる。

このように１本のカム溝を共用することにより、カム溝のレイアウトの自由度が増し、筒の全長を短縮したり、筒径が小さくても圧力角が小さくなるよう回動角を大きく設定できる。

このようなカム溝の共通使用は、ズーム移動が２つ以上のカム溝の合成で行われている構成の場合に可能となる。

次に、上記図５に示す傾斜カム溝６３ａの設計方法について、図８（ａ）、（ｂ）のグラフ線図を用いて説明する。

このグラフ線図は、第１群筒７０、及びズーム筒８０（第２群筒９０）の２つのレンズ筒の回転角に対しての繰り出し量が、図８（ａ）に１Ｚ，２Ｚで示す繰り出し特性を有するズームレンズ鏡筒となるための傾斜カム溝６３ａを設計する場合である。なお、このズームレンズ鏡筒の第２カム筒６０の回転角に対する移動量は、同図８（ａ）に示すとおり、線形変化するものであるとする。

この場合、上記繰り出し特性１Ｚ，２Ｚを得るために、上記第２カム筒６０に必要な、上記第１群筒７０及び上記ズーム筒８０を個々に駆動するためのカム溝は、上記繰り出し特性１Ｚ，２Ｚから第２カム筒６０の移動量を差し引いた、図８（ａ）に１Ｚ’，２Ｚ’で示す形状のカムとなる。

次に、上記カム溝２Ｚ’の一端であるテレ側と上記カム溝１Ｚ’のワイド側とを一部共用するために、図８（ｂ）に示すように、１Ｚ’の一端であるワイド位置を２Ｚ’カム上にもってくる。

するとカム溝１Ｚ’，２Ｚ’の合成カム溝として２Ｚ’Ｗ〜１Ｚ’Ｗ〜１Ｚ’Ｔという経路のカム溝が出来る。このカム溝に沿って、第１群筒７０、ズーム筒８０が移動することを考えると、回転角２Ｚ’Ｗ〜１Ｚ’Ｗまでは各筒共に図８（ａ）に１Ｚ，２Ｚで示す繰り出し特性に沿って移動する。

しかし、回転角が１Ｚ’Ｗを越えると、ズーム筒８０は、第１群筒７０用のカム溝に沿って移動する為、繰り出し過ぎとなる。そこで、これを、第２カム筒６０の繰り出し量で補正する（補正カム１）。すると、第１群筒７０は第２カム筒６０の補正カム１の分だけ繰り出し不足となるため、第１群筒７０用の他端であるテレ側のカム溝部分を補正カム１の分だけ補正する（補正カム２）。つまり、補正カム２は、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１３０との群間隔を補正し、この補正によってズレた量、即ち、第１群レンズと第２群レンズとを含めたレンズ全体とフィルム面との間のズレを補正カム１によって補正するものである。このようにして、２本のカム溝を連結し、一部共用することができる合成カム溝を設計することができる。

また、この合成カム溝の設計時の各カム溝の補正方法として、カム溝２Ｚ’の一端であるテレ位置をそのままカム溝１Ｚ’（の一端）上にもってきて（重畳して）、第２カム筒６０のワイド側の繰り出しと、カム溝２Ｚ’の（他端である）ワイド側の繰り出しで補正する方法もある。さらに、第２カム筒６０のワイド側とテレ側の両方（の補正）と、カム溝１Ｚ’、カム溝２Ｚ’のワイド側とテレ側の両方（の補正と）で補正する方法など様々な組み合わせ方法がある。

図５に示した第２カム筒６０のカム溝６３ｂは、ズーム筒８０のカムピン８１ａ，８１ｂ，８１ｃを該第２カム筒６０に嵌合する際の組立用のガイド用カムである。

上記各カムピンの組立方法を上記カムピン７１ａ，８１ａを例にとって説明すると、上記カムピン７１ａ，８１ａは、第２カム筒６０のカム溝６３ｃ−１から嵌入した後、上記カムピン７１ａをカム溝６３ａ−１に沿って移動すると共に、上記カムピン８１ａをカム溝６３ｂ−１に沿って移動し、上記カムピン７１ａは上記カム溝６３ａ−１上の７１ａｗの位置まで移動し、上記カムピン８１ａはカム溝６３ｂ−１からカム溝６３ａ−２に乗り替えて８１ａｗ位置に移動して、使用状態ワイド位置に組み立てられる。

以上説明したように上記一実施形態によれば、異なる複数のカム溝を連結して複数のレンズ群を動作させるためのカム溝を共用することができるので、たとえ同一カム筒上に複数のカム溝を形成する必要がある場合であっても、カム筒を大型化することなく、且つ各レンズ群の可動範囲を充分に確保することのでき、また、カムのレイアウトの自由度が増し、鏡筒全体を短く細くすることができる。

また、ズームレンズ鏡筒の沈胴時には、フォーカスレンズ群を至近位置側に繰り出して各レンズ群間の余分なスペースを縮小することができるので、特別の部材や機構を設けることなく、沈胴の際の全長を短縮することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態によるズームレンズ鏡筒をテレ状態にし、正面から見て光軸を中心に１２０°の角度位置で切断した断面図。 図１のズームレンズ鏡筒の第１カム筒とズーム筒との嵌合部分近傍のみを示す要部断面図。 図１のズームレンズ鏡筒をワイド状態にし、正面から見て光軸を中心に１２０°の角度位置で切断した断面図。 図１のズームレンズ鏡筒を沈胴状態にし、正面から見て光軸を中心に１２０°の角度位置で切断した断面図。 図１のズームレンズ鏡筒のテレ状態での移動筒と第１カム筒と第２カム筒のカム溝の形状を示す展開図。 図１のズームレンズ鏡筒におけるガイド筒の要部の斜視図。 図１のズームレンズ鏡筒のフォーカシングを行う送りねじ機構を示す斜視図。 図１のズームレンズ鏡筒における各筒の回転角と繰り出し量を設計する際のグラフ線図。 図１のズームレンズ鏡筒の駆動制御装置を示すブロック構成図。 図９の駆動制御装置の電気的シークエンスを示すフローチャート。 図９の駆動制御装置の電気的シークエンスを示すフローチャート。 従来のズームレンズ鏡筒の各レンズ群の位置関係を示す説明図。

符号の説明

６０……第２カム筒
６３ａ１，２，３……傾斜カム溝
７０……第１群筒
８０……ズーム筒
９０……第２群筒
１２０……第１レンズ群
１３０……第２レンズ群

Claims (1)

1. 撮影光学系を構成する複数のレンズ群をそれぞれ光軸方向に移動させてズーミングを行うズームレンズ鏡筒において、
   第１のレンズ群を支持する第１レンズ群支持筒と、
   第２のレンズ群を支持する第２レンズ群支持筒と、
   上記第１レンズ群支持筒及び上記第２レンズ群支持筒を光軸方向に相対的に移動可能に支持し、上記第１レンズ群支持筒を光軸方向に移動させるための第１カム領域と上記第２レンズ群支持筒を光軸方向に移動させるための第２カム領域とを有し、上記第１カム領域と上記第２カム領域とを連結して１本のカム溝として一部共用したときに上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間のズーミングのための群間隔にズレを生じさせないためのカム筒であって、該カム筒は、
   上記第１カム領域の一端部若しくは上記第２カム領域の一端部の一方の一端部を取り除き、該取り除かれた一端部に上記第１カム領域若しくは上記第２カム領域の他方の一端部を連結して上記第１レンズ群支持筒と上記第２レンズ群支持筒とで該他方の一端部を共通に使用し、該連結により生じる上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間のズーミングのための群間隔のズレを上記第１カム領域の他端若しくは上記第２カム領域の他端にて補正して、
   又は
   上記第１カム領域の一端部と上記第２カム領域の一端部とを重畳、合成して上記第１レンズ群支持筒と上記第２レンズ群支持筒とで該重畳部を共通に使用し、該重畳、合成により生じる群間隔のズレを上記第１カム領域の他端と上記第２カム領域の他端にて補正して、
   上記第１レンズ群と上記第２レンズ群の間にズームミングのための群間隔を形成する光軸方向に進退するカム筒と、
   を具備したことを特徴とするズームレンズ鏡筒。

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