JP5202802B2 - ズームレンズ鏡筒の繰出カム機構 - Google Patents

Description

本発明は、カム環と直進環によるズームレンズ鏡筒の繰出カム機構に関する。

カメラの小型化の要求はとどまるところが無く、カム環を用いてレンズ繰出及び収納を行うズームレンズ鏡筒では、光軸方向へのレンズ群の移動量は確保しつつ、カム環の軸方向長を短くすることが求められている。特許文献１では、同一の基礎軌跡を有する複数のカム溝を少なくとも光軸方向に位置を異ならせて形成するとともに、これらの複数のカム溝を前方一部と後方一部のいずれかが存在しないように短尺のカム溝としてカム環の端面に開口させることで、カム環の軸方向長の短縮を図っている。

特許文献１では、基礎軌跡を共通とする前後一対のカム溝のうち一方のカム溝からカムフォロアが離脱するときに、他方のカム溝に対してカムフォロアが係合を維持することで、離脱したカムフォロアを対応するカム溝内に再度係合させることが可能になっている。つまり、光軸方向に位置を異ならせて、基礎軌跡を同じくするカム溝を最低２本必要とする構成である。これに対して、光軸方向に位置を異ならせて複数設けられるカム溝の基礎軌跡が共通であるか否かに関わらず、カム環の軸方向長を短くできるズームレンズ鏡筒の繰出カム機構が求められている。そこで、本発明は、回転可能でカム溝を周面に有するカム環と、上記カム溝に係合するカムフォロアを有し光軸方向に直進案内された、撮影光学系の少なくとも一部を支持する直進環とを有し、カム環の回転に従って上記直進環を撮影光学系の光軸方向に前後移動させるズームレンズ鏡筒の繰出カム機構において、レンズ群の移動量を犠牲にすることなく、かつカム環の周面上のカム溝の基礎軌跡の異同に制約されず、カム環の軸方向長を短縮することが可能なズームレンズ鏡筒の繰出カム機構を提供することを目的とする。

本発明は、カム環のカム溝の延長方向と直交する断面形状として、一対の傾斜面と該一対の傾斜面を結ぶ底面とを有する、深さ方向に幅が徐々に狭くなる有底カム溝が用いられていること、及び、カム環の前後端部においてはこの有底カム溝の一方の傾斜面を除去（切除）しても、カムフォロアの案内が十分可能であるという着眼に基づいてなされたものである。

本発明は、回転可能でカム溝を周面に有するカム環と、上記カム溝に係合するカムフォロアを有し光軸方向に直進案内された、撮影光学系の少なくとも一部を支持する直進環とを有し、カム環の回転に従って上記直進環を撮影光学系の光軸方向に前後移動させるズームレンズ鏡筒の繰出カム機構において、カム溝は、少なくとも光軸方向に位置を異ならせて設けた少なくとも前後一組のカム溝を備え、この前方カム溝と後方カム溝がそれぞれ、その基礎軌跡と直交する断面において一対の傾斜面と該一対の傾斜面を結ぶ底面とを有する、深さ方向に幅が徐々に狭くなる有底カム溝からなっており、このカム環は、光軸方向の最も前側に位置する前端面と、光軸方向の最も後側に位置する後端面に臨む箇所に、次の条件（Ａ）ないし（Ｃ）を満足する前方カム溝と後方カム溝の片面カム区間を有することを特徴とする。
（Ａ）前方カム溝と後方カム溝のそれぞれの基礎軌跡の連続性が維持されていること、
（Ｂ）前方カム溝は、上記一対の傾斜面のうちのカム環前端部側に位置する一方の傾斜面である前方傾斜面の少なくとも一部、または該前方傾斜面の全部と底面の少なくとも一部が除去されてカム環の前端面側に開口され、上記一対の傾斜面のうちの他方の傾斜面である後方傾斜面が除去されずに残されており、後方カム溝は、上記一対の傾斜面のうちのカム環後端部側に位置する一方の傾斜面である後方傾斜面の少なくとも一部、または該後方傾斜面の全部と底面の少なくとも一部が除去されてカム環の後端面側に開口され、上記一対の傾斜面のうちの他方の傾斜面である前方傾斜面が除去されずに残されていること、
（Ｃ）前方カム溝と後方カム溝のそれぞれの上記傾斜面除去領域の両側に、一対の傾斜面が除去されずに残された完全カム溝区間を有すること。

さらに、カム環に対して相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように支持された直進案内板が設けられ、後方カム溝の片面カム区間において一対の傾斜面のうちのカム環後端部に近い側の後方傾斜面が全て除去されてカム環の後端面側に開口している場合には、直進案内板に、後方カム溝の除去した後方傾斜面に対応する抜け止め傾斜面が形成されていることが好ましい。

カム環の前端面と後端面はそれぞれ光軸直交面であることが好ましい。

片面カム区間は、カム溝のズーム領域内の一部に設けることが可能であり、ズーム領域内に設けることによりカム環の軸方向長の短縮を効果的に行うことができる。

カム環と直進環とは、カムフォロアが、カム溝の片面カム区間の上記一方の傾斜面と接触する方向に移動付勢することが好ましい。また、カム環の回転角制御は一般的にズーム領域を有限段数に分割して行うのが普通である。このような有限段数制御では、片面カム区間ではカム環が停止しない（片面カム区間にカムフォロアがあるときカム環が停止しない）ように制御することができる。

本発明のズームレンズ鏡筒の繰出カム機構によれば、レンズ群やその他の直進移動部材の必要な移動量を確保しつつ、カム環の軸方向長を短縮することができる。

図１ないし図１０は、本発明によるズームレンズ鏡筒の繰出カム機構の特徴の一部を含む構成を示している。本発明は、回転駆動されるカム環１１と、このカム環１１によって直進移動される２群レンズ移動枠（直進環）１２の関係を要旨としており、これ以外の構造は発明に無関係であるので、簡単な説明に留める。

ズームレンズ鏡筒１００はデジタルカメラに搭載されており、図１は、ズームレンズ鏡筒１００が不図示のカメラボディ内に収納（沈胴）された状態であり、図２はワイド端、図３はテレ端の撮影状態である。

ズームレンズ鏡筒１００の撮影光学系は、物体側から順に第１レンズ群Ｌ１、シャッタＳ、絞りＡ、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、ローパスフィルタ１８、及びＣＣＤ２０を備えている。撮影状態において、これらの各光学要素は共通の撮影光軸Ｚ上に位置する。ズーミングは、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２を撮影光軸Ｚに沿って所定の軌跡で進退させることによって行い、フォーカシングは同方向への第３レンズ群Ｌ３の移動で行う。

なお、以下の説明中で光軸方向という記載は、撮影光軸Ｚと平行な方向を意味している。また、以下の説明中での前後方向とは撮影光軸Ｚに沿う方向を意味し、被写体側を前方、像面側を後方とする。

固定環１６はカメラボディ内に固定されており、この固定環１６の後部にＣＣＤ支持板１７が固定されている。ＣＣＤ支持板１７はＣＣＤ２０を保持しており、ＣＣＤ２０の前部には、防塵用のパッキン１９を挟んでローパスフィルタ１８が保持されている。

固定環１６の上部には、ズームギヤ（不図示）が支持されている。固定環１６の内周面には、撮影光軸Ｚに対して傾斜する内面ヘリコイド１６ａが形成されている。

固定環１６の内側にはヘリコイド環１５が位置している。このヘリコイド環１５は、内面ヘリコイド１６ａに螺合する外面ヘリコイド１５ａを外周面に有している。従って、ズームギヤから回転力が与えられたとき、ヘリコイド環１５は、回転しながら光軸方向へ進退し、所定の位置を越えて前方に移動すると、周方向回転のみを行う。ヘリコイド環１５の前方には、第１繰出筒４１が位置しており、この第１繰出筒４１はヘリコイド環１５と一体に回転する。

第１繰出筒４１の内周面には、撮影光軸Ｚと平行な３本の回転伝達溝４１ａが形成されている。一体に回転する第１繰出筒４１とヘリコイド環１５の内側には、直進案内環１３が支持される。直進案内環１３は、固定環１６に対し光軸方向に直進案内される。また、第１繰出筒４１とヘリコイド環１５は、直進案内環１３に対して、相対回動可能に結合されている。

直進案内環１３には、内周面と外周面を貫通する３つのローラガイド溝１３ａが形成されている。各ローラガイド溝１３ａは、光軸方向の前後端に周方向溝部を有し、この前後の周方向溝部を撮影光軸Ｚに対して傾斜するリード溝部で接続した形状となっている。直進案内環１３の内側には、回転駆動されるカム環１１が配置されている。カム環１１は、その前後端面が光軸直交面であり、カム環１１の外周面には、ガイドローラ２６が設けられている。このガイドローラ２６は、貫通溝であるローラガイド溝１３ａにそれぞれ嵌まっている。さらに、ガイドローラ２６は、その先端部が第１繰出筒４１の回転伝達溝４１ａに係合している。

以上の構造から、固定環１６に対する、カム環１１、直進案内環１３、第１繰出筒４１、ヘリコイド環１５の動作態様が理解される。すなわち、図１に示す鏡筒沈胴状態において、ズームギヤを鏡筒繰出方向に回転駆動すると、内面ヘリコイド１６ａと外面ヘリコイド１５ａが螺合することによってヘリコイド環１５が回転しながら前方に繰り出される。第１繰出筒４１は、ヘリコイド環１５が回転繰出されると、ヘリコイド環１５と一体に回転しながら前方に繰り出される。そして、直進案内環１３は、ヘリコイド環１５及び第１繰出筒４１と共に前方へ直進移動する。

また、第１繰出筒４１の回転力は回転伝達溝４１ａとガイドローラ２６を介してカム環１１に伝達される。ガイドローラ２６はローラガイド溝１３ａにも嵌まっているため、カム環１１は、直進案内環１３に対してローラガイド溝１３ａのリード溝部の形状に従って回転しながら前方に繰り出される。直進案内環１３自体も第１繰出筒４１及びヘリコイド環１５と共に前方に直進移動しているため、結果としてカム環１１には、ローラガイド溝１３ａ（リード溝部）に従う回転繰出分と、直進案内環１３の前方への直進移動分とを合わせた光軸方向移動量が与えられる。

ズームギヤを鏡筒沈胴方向に回転駆動させると、以上と逆の動作が行われる。そして、ガイドローラ２６がローラガイド溝１３ａのリード溝部から後方の周方向溝部に入るまでヘリコイド環１５に回転を与えると、各部材が図１の収納位置まで後退する。

続いて、カム環１１を介して駆動される部分の構造を説明する。

直進案内環１３の内周面には、撮影光軸Ｚと平行な第１直進案内溝１３ｂ（図２）と第２直進案内溝１３ｃが、それぞれ周方向に位置を異ならせて形成されている。第１直進案内溝１３ｂには、２群直進案内板（直進案内板）１０に設けた直進案内突起１０ａが摺動可能に係合している（図２）。第２直進案内溝１３ｃには、直進案内環１３の内側に位置する第２繰出筒４２の後端部外周面に突設した直進案内突起４２ａが摺動可能に係合している。したがって、第２繰出筒４２と２群直進案内板１０はいずれも、直進案内環１３を介して光軸方向に直進案内される。

２群直進案内板１０は、カム環１１に対して、相対回転可能かつ光軸方向に一体に移動するように結合されており、２群レンズ移動枠（直進環）１２を光軸方向に直進案内している。２群レンズ移動枠１２の外周面には、２群用カムフォロア１２ａが突設されており、この２群用カムフォロア１２ａは、カム環１１の内周面に形成される２群カム溝１１ａに係合している。２群レンズ移動枠１２は、２群直進案内板１０を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環１１が回転するとき、２群用カムフォロア１２ａを介して２群カム溝１１ａの形状に従って光軸方向へ所定の軌跡で移動する。

２群レンズ移動枠１２には、２群レンズ枠４５が軸支され、この２群レンズ枠４５に第２レンズ群Ｌ２が保持されている。２群レンズ枠４５は、第２レンズ群Ｌ２の光軸を撮影光軸Ｚと一致させる挿入位置（図２及び図３）と、第２レンズ群Ｌ２を撮影光軸Ｚの上方に退避させた退避位置（図１）との間で回動することができる。２群レンズ枠４５は、光軸方向には２群レンズ移動枠１２と一体に移動する。

第２繰出筒４２とカム環１１の間には、第３繰出筒４３が配置されている。この第３繰出筒４３は、カム環１１の回転に応じて所定の軌跡で光軸方向に前後移動される。第３繰出筒４３の内側には、第１レンズ群Ｌ１を保持する１群レンズ枠４４が支持されている。

以上の構造からなるズームレンズ鏡筒１００は次のように動作する。
鏡筒沈胴状態（図１）では、ズームレンズ鏡筒１００はカメラボディ内に格納されている。この鏡筒沈胴状態においてカメラのメインスイッチをオンすると、ズームギヤが鏡筒繰出方向に回転し、ヘリコイド環１５と第１繰出筒４１の結合体が外面ヘリコイド１５ａと内面ヘリコイド１６ａに従って回転繰出される。そして、直進案内環１３は、第１繰出筒４１及びヘリコイド環１５と共に前方に直進移動する。このとき、カム環１１は、第１繰出筒４１から回転力が付与されて回転移動する。

カム環１１が回転すると、その内側では、２群直進案内板１０によって直進案内された２群レンズ移動枠１２が、２群用カムフォロア１２ａと２群カム溝１１ａの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。このとき、２群レンズ枠４５は、第２レンズ群Ｌ２の光軸を撮影光軸Ｚと一致させる挿入位置に回動する。以後、ズームレンズ鏡筒１００を再び鏡筒沈胴状態にさせるまで、２群レンズ枠４５は挿入位置に保持される（図２、図３）。また、カム環１１の外側では、第３繰出筒４３が、繰出カムフォロア２５と１群カム溝１１ｂの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。

カメラのメインスイッチをオフすると、ズームギヤが鏡筒沈胴方向に駆動され、ズームレンズ鏡筒１００は上記の繰出動作とは逆の収納動作を行い、沈胴状態になる。

続いて、２群カム溝１１ａの詳細を説明する。全ての２群カム溝１１ａは、その延長方向と直交する断面において深さ方向に徐々に幅の狭くなる断面台形の有底カム溝からなっている。すなわち、図５に示すように、２群カム溝１１ａは、一対の傾斜面２２ａ、２２ｂと、この一対の傾斜面２２ａ、２２ｂを結ぶ底面２２ｃとを有している。

２群カム溝１１ａは、２群レンズ移動枠１２に所要の移動を与えるための基礎軌跡α（図４）に基づいて形成されている。本発明の基礎軌跡は、ズーム領域と鏡筒の組立分解用領域とを含む概念上のカム溝形状であり、有底カム溝の底面の幅の中心を結んだ曲線である。ズーム領域とは、ズームレンズ系の焦点距離を変化させる領域（撮影可能領域）である。

２群カム溝１１ａは、光軸方向に位置を異ならせた２群前方カム溝１１ａ１と２群後方カム溝１１ａ２の２種類（前後一組）からなっている。２群前方カム溝１１ａ１と２群後方カム溝１１ａ２は、ズームレンズがズーミングの際に一体に移動する単位であるレンズ群のうちの一つを駆動するものである。２群前方カム溝１１ａ１と２群後方カム溝１１ａ２はいずれも、同形状の基礎軌跡αをトレースして形成されたカム溝である。基礎軌跡αは、光軸方向前方の第１領域α１、この第１領域α１の終端における第１変曲点αｈから光軸方向後方の第２変曲点αｍへ向かう第２領域α２、この第２変曲点αｍから前方の第３変曲点αｎへ向かう第３領域α３、及び第３領域α３の先の第４領域α４に大きく分けることができる。

２群前方カム溝１１ａ１と２群後方カム溝１１ａ２は、それぞれが基礎軌跡α全域をカバーしているのではなく、２群前方カム溝１１ａ１と２群後方カム溝１１ａ２では基礎軌跡α上に占める領域が異なっている。

すなわち、図４に示すように、２群前方カム溝１１ａ１は、第１領域α１の全体と第２領域α２の一部とを欠く態様で、カム環１１の前方に位置を寄せて形成されており、第２領域α２の途中位置に、カム環１１の前端面への前方開口部Ｒ１を有している。一方、２群後方カム溝１１ａ２は、第１領域α１の全体と第２変曲点αｍを挟む第２領域α２及び第３領域α３の一部とを欠く態様で、カム環１１の後方に位置を寄せて形成されており、第２領域α２の途中位置と第３領域α３の途中位置に、それぞれカム環１１の後端面への後方開口部Ｒ２、Ｒ３を有し、さらに第１領域α１の前端部に、カム環１１の前端面への前方開口部Ｒ４を有している。

図７に示すように、２群レンズ移動枠１２の２群用カムフォロア１２ａは、光軸方向に位置を異ならせた一対の２群前方カムフォロア１２ａ１と２群後方カムフォロア１２ａ２とを有している。これらの２群カムフォロア１２ａ１、１２ａ２は、２群カム溝１１ａの断面形状に対応する形状をしている。そして、２群前方カムフォロア１２ａ１は、２群前方カム溝１１ａ１に係合し、２群後方カムフォロア１２ａ２は２群後方カム溝１１ａ２に係合するように光軸方向の間隔が定められている。

２群カム溝１１ａの２群前方カム溝１１ａ１は、そのズーム領域（第２領域α２、及び第３領域α３）内の一部に、片面カム区間Ｘ１を備えている（図４、図８から図１０）。片面カム区間Ｘ１（図６）は、基礎軌跡の連続性を維持しつつ、基礎軌跡に沿う一部領域で、２群カム溝１１ａの傾斜面２２ａと底面２２ｃとを残し、傾斜面２２ｂの全部が除去されるように、カム環１１の後端部を切除することで形成される。片面カム区間Ｘ１内の傾斜面２２ｂは、第２変曲点αｍに近づくに従って除去され、第２変曲点αｍ近傍では全て除去されている。

２群用カムフォロア１２ａの頭部は、２群用カムフォロア１２ａが片面カム区間Ｘ１にあるときにも、２群カム溝１１ａの底面２２ｃによって支持（径方向に抜け止め）されるため、２群レンズ移動枠１２の径方向位置が不安定になることはなく、動作の信頼性が損なわれることはない。

また、１群レンズ枠４４と２群レンズ移動枠１２の間には、引張りばね１４が掛り止められている。この引張りばね１４によって１群レンズ枠４４及び２群レンズ移動枠１２が互いに引っ張られると、カム環１１と２群レンズ移動枠１２は、２群用カムフォロア１２ａが、２群カム溝１１ａの片面カム区間Ｘ１の残存する一方の傾斜面２２ａと接触する方向に相対的に移動付勢される。したがって、２群カム溝１１ａの残存する（除去されていない）傾斜面２２ａと２群用カムフォロア１２ａとを確実に接触させることができる。

さらに、２群直進案内板１０には、抜け止め傾斜面１０ｂが形成されている（図１ないし図３、及び図２２）。抜け止め傾斜面１０ｂは、２群用カムフォロア１２ａが片面カム区間Ｘ１を通過するときに、除去した傾斜面２２ｂに対応して配置されている。このように、抜け止め傾斜面１０ｂを配置すると、ズームレンズ鏡筒１００に衝撃等が加わっても２群用カムフォロア１２ａは、基礎軌跡αを逸脱することはない。

図８は、鏡筒収納状態での２群カム溝１１ａと２群用カムフォロア１２ａの関係を示している。収納位置では、２群用カムフォロア１２ａは基礎軌跡αのうち第３変曲点αｎ近傍に位置されている。２群前方カムフォロア１２ａ１は２群前方カム溝１１ａ１との係合状態にあり、２群後方カムフォロア１２ａ２は、２群後方カム溝１１ａ２との係合状態を維持している。

収納状態から鏡筒繰出方向へカム環１１を回転させると、２群前方カムフォロア１２ａ１と２群後方カムフォロア１２ａ２はそれぞれ、２群前方カム溝１１ａ１と２群後方カム溝１１ａ２に案内されて、これらの第３領域α３上を第２変曲点αｍに向かって光軸方向後方へ移動する。２群後方カム溝１１ａ２は、第２変曲点αｍを含む光軸方向後方の一部領域が存在しない。そのため、２群後方カムフォロア１２ａ２は、移動の途中でカム環１１の後方端面に開口する後方開口部Ｒ３を通って２群後方カム溝１１ａ２から外れる。このとき、２群前方カムフォロア１２ａ１は２群前方カム溝１１ａ１との係合関係を維持しているため、２群前方カムフォロア１２ａ１及び２群後方カムフォロア１２ａ２は基礎軌跡αを逸脱することなく移動する。

さらにカム環１１を回転させると、２群前方カムフォロア１２ａ１は、２群前方カム溝１１ａ１の片面カム区間Ｘ１に案内されてワイド端に移動する。片面カム区間Ｘ１において、カム環１１と２群レンズ移動枠１２は、２群前方カムフォロア１２ａ１と２群前方カム溝１１ａ１の傾斜面２２ａ及び底面２２ｃとの接触関係のみによって案内されるが、基礎軌跡αを逸脱することはない。

図９は、ワイド端における２群カム溝１１ａと２群用カムフォロア１２ａの関係を示している。２群後方カムフォロア１２ａ２は２群後方カム溝１１ａ２から外れており、２群前方カムフォロア１２ａ１は２群前方カム溝１１ａ１との係合関係を保っている。

なお、カム環１１の回転角制御は一般的にズーム領域を有限段数に分割して行うことが普通である。このような有限段数制御では、カム環１１が２群レンズ移動枠１２から脱落するおそれをなくすため、２群前方カムフォロア１２ａ１が片面カム区間Ｘ１内で停止しないことがよい。したがって、２群前方カムフォロア１２ａ１が片面カム区間Ｘ１内にあるとき、カム環１１と２群レンズ移動枠１２の相対回転が停止しないように、予め制御プログラムを設定しておくことがよい。

ワイド端から鏡筒繰出方向へカム環１１を回転させると、２群前方カムフォロア１２ａ１は２群前方カム溝１１ａ１に案内されて、第１領域α１側に向かって第２領域α２上を光軸方向前方へ移動する。この移動に伴って、２群後方カムフォロア１２ａ２は第２領域α２上を移動し、後方開口部Ｒ２に達すると再び２群後方カム溝１１ａ２に係合する。その後、２群前方カムフォロア１２ａ１と２群後方カムフォロア１２ａ２の両方が２群前方カム溝１１ａ１、２群後方カム溝１１ａ２によって案内される。さらにカム環１１を回転させると、２群前方カムフォロア１２ａ１は、カム環１１の前端面に開口する前方開口部Ｒ１を通って２群前方カム溝１１ａ１から外れる。２群後方カムフォロア１２ａ２は、２群後方カム溝１１ａ２との係合を維持し、この係合関係によって２群レンズ移動枠１２は移動する。

図１０は、テレ端における２群カム溝１１ａと２群用カムフォロア１２ａの関係を示している。２群前方カムフォロア１２ａ１は、２群前方カム溝１１ａ１から外れているが、２群後方カムフォロア１２ａ２が２群後方カム溝１１ａ２との係合関係を保っているので、２群前方カムフォロア１２ａ１も基礎軌跡α上から逸脱することはない。

テレ端からさらに繰出方向にカム環１１を回転させると、２群後方カムフォロア１２ａ２が第１変曲点αｈに至って第１領域α１に入る。このとき、２群前方カムフォロア１２ａ１は既に２群前方カム溝１１ａ１から外れている。したがって、光軸方向前方に引き抜くことによって、２群レンズ移動枠１２を取り外すことができる。

以上のように、カム環１１の一対の２群前方カム溝１１ａ１と２群後方カム溝１１ａ２には、片面カム区間Ｘ１が形成されている。この片面カム区間Ｘ１では、一対の傾斜面２２ａ、２２ｂのうち、傾斜面２２ｂの全部を除去しているが、２群前方カム溝１１ａ１（２群後方カム溝１１ａ２）に係合する２群前方カムフォロア１２ａ１（２群後方カムフォロア１２ａ２）は、それぞれ傾斜面２２ａと底面２２ｃとに接触して基礎軌跡α上を移動する。そのため、２群レンズ移動枠１２は、所定の移動量で光軸方向に移動することができる。したがって、２群レンズ移動枠１２（第２レンズ群Ｌ２）の光軸方向への移動量を犠牲にすることなく、カム環１１の光軸方向長さを小さくすることができる。

図１１ないし図１６は、ズームレンズ鏡筒の繰出カム機構の異なる態様を示している。このズームレンズ鏡筒１００Ａの撮影光学系は、物体側から順に第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、シャッタＳ、絞りＡ、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、ローパスフィルタ１８、及びＣＣＤ２０を備える４群構成である。基本的な鏡筒繰出機構は、上記実施形態と同様である。

図１４に示すように、カム環１１１には、２群用カム溝１１１ａ１と基礎軌跡βに基づく３群用カム溝１１１ａ２とが形成されている。図１５に示すように、３群用カム溝１１１ａ２は、一対の傾斜面１２２ａ、１２２ｂと、この一対の傾斜面１２２ａ、１２２ｂを結ぶ底面１２２ｃとを有している。この３群用カム溝１１１ａ２には、３群レンズ移動枠１１２の外面に突設される３群カムフォロア１１２ａが係合している。

３群用カム溝１１１ａ２には、そのズーム領域内に片面カム区間Ｘ２が形成されている。片面カム区間Ｘ２は、３群用カム溝１１１ａ２の傾斜面１２２ａを残し、傾斜面１２２ｂの全部と底面１２２ｃの一部とが部分的に除去されている（図１６）。傾斜面１２２ｂは、片面カム区間Ｘ２の両端から中央に向かうに従って除去されている。底面１２２ｃは、傾斜面１２２ｂに連続して次第に除去され、片面カム区間Ｘ２の中央付近では基礎軌跡βに沿って除去されている。

３群カムフォロア１１２ａの頭部は、片面カム区間Ｘ２においても、３群用カム溝１１１ａ２の底面１２２ｃに支持（径方向に抜け止め）されている。したがって、３群カムフォロア１１２ａが片面カム区間Ｘ２内を移動するときであっても、３群カムフォロア１１２ａは３群用カム溝１１１ａ２の基礎軌跡βを逸脱することはない。

さらに、３群カムフォロア１１２ａは、１群レンズ枠４４と３群レンズ移動枠１１２の間に掛り止められている引張りばね１４によって、３群用カム溝１１１ａ２の残存する傾斜面１２２ａに付勢されるため、確実に基礎軌跡βを移動することができる。また、２群直進案内板１０の抜け止め傾斜面１０ｂは、３群カムフォロア１１２ａが片面カム区間Ｘ２を通過するときに、除去した傾斜面１２２ｂに対応する位置に配置されるように設けられている（図１２、図１３）。このように、抜け止め傾斜面１０ｂを配置すると、ズームレンズ鏡筒１００Ａに衝撃が加わっても３群カムフォロア１１２ａは、基礎軌跡βを逸脱することはない。

以上では、カム環の後端部を切除した態様を示したが、本発明の繰出カム機構は、カム環の前端部と後端部をともに切除してカム溝の片面カム区間を形成するものである。すなわち、図１７に示すように、カム環２１１には、該カム環２１１の光軸方向の最も前側に位置する前端面付近にワイド端がある前方カム溝２１１ａ１と、該カム環２１１の光軸方向の最も後側に位置する後端面付近にワイド端がある後方カム溝２１１ａ２とが形成されている。前方カム溝２１１ａ１は、一対の傾斜面２２２ａ１（前方傾斜面）及び傾斜面２２２ｂ１（後方傾斜面）と、この一対の傾斜面２２２ａ１、２２２ｂ１を結ぶ底面２２２ｃ１とを有している（図１８）。後方カム溝２１１ａ２は、一対の傾斜面２２２ａ２（前方傾斜面）及び傾斜面２２２ｂ２（後方傾斜面）と、この一対の傾斜面２２２ａ２、２２２ｂ２を結ぶ底面２２２ｃ２とを有している（図１９）。前方カム溝２１１ａ１と後方カム溝２１１ａ２には、それぞれのワイド端付近に片面カム区間Ｘ３と片面カム区間Ｘ４が形成されている。片面カム区間Ｘ３では、前方カム溝２１１ａ１のうち後方の傾斜面２２２ｂ１と底面２２２ｃ１とを残し、前方の傾斜面２２２ａ１の一部が除去されてカム環２１１の最も前側に位置する前端面側に開口されている（図２０）。片面カム区間Ｘ４では、後方カム溝２１１ａ２のうち前方の傾斜面２２２ａ２と底面２２２ｃ２とを残し、後方の傾斜面２２２ｂ２の全部が除去されてカム環２１１の最も後側に位置する後端面側に開口されている（図２１）。前方カム溝２１１ａ１における片面カム区間Ｘ３の両側は、傾斜面２２２ａ１と傾斜面２２２ｂ１の両方が除去されずに残る完全カム溝区間（図１８参照）になっている。同様に、後方カム溝２１１ａ２における片面カム区間Ｘ４の両側は、傾斜面２２２ａ２と傾斜面２２２ｂ２の両方が除去されずに残る完全カム溝区間（図１９参照）になっている。

前方カム溝２１１ａ１には、前方カムフォロア２１２ａ１が係合している。この前方カムフォロア２１２ａ１は、片面カム区間Ｘ３を通過するときであっても、その頭部が底面２２２ｃ１に支持（径方向に抜け止め）されており、傾斜面２２２ａ１の一部が残っているため、前方カム溝２１１ａ１の基礎軌跡γから逸脱することはない。一方、後方カム溝２１１ａ２には、後方カムフォロア２１２ａ２が係合している。この後方カムフォロア２１２ａ２は、片面カム区間Ｘ４を通過するときであっても、その頭部が底面２２２ｃ２に支持（径方向に抜け止め）されているため、後方カム溝２１１ａ２の基礎軌跡δから逸脱することはない。さらに、前方カムフォロア２１２ａ１（後方カムフォロア２１２ａ２）が傾斜面２２２ｂ１（傾斜面２２２ａ２）に付勢されるように、引張ばねを配置すると、前方カムフォロア２１２ａ１（後方カムフォロア２１２ａ２）は確実に基礎軌跡γ（基礎軌跡δ）を移動することができる。

このように、カム環の前後端部を切除すると、レンズ群の光軸方向への移動量を犠牲にすることなく、カム環の光軸方向長さを、より小さくすることができる。

なお、本発明は図示の態様に限定されるものではない。例えば、図示のズームレンズ鏡筒１００（１００Ａ）では、２群カム溝１１ａ（３群用カム溝１１１ａ２）と２群用カムフォロア１２ａ（３群カムフォロア１１２ａ）はそれぞれ、周方向に位置を異ならせて３つ形成されているが、周方向におけるカム溝及びカムフォロアの数は任意に選択することができる。

また図示の態様では、カム環の前後端面は、光軸直交面であるが、光軸に直交しない面を有してもよい。例えば、片面カム区間Ｘ１内の傾斜面２２ａと底面２２ｃを残し、傾斜面２２ｂを全て除去すると、カム環１１は、その端部が部分的に削除された形状になる。このようにカム環１１を部分的に削除しても、２群用カムフォロア１２ａの動作の信頼性が損なわれることはない。

また、片面カム区間は、図示の態様に限定されるものではなく、例えば、片面カム区間Ｘ１は、傾斜面２２を除去し、この傾斜面２２ｂに連続する底面２２ｃの基礎軌跡αまでの部分を除去することもできる。また、前方カム溝２１１ａ１の片面カム区間Ｘ３で前方の傾斜面２２２ａ１の全部と底面２２２ｃ１の一部を除去し、後方カム溝２１１ａ２の片面カム区間Ｘ４で後方の傾斜面２２２ｂ２の一部のみを除去することもできる。すなわち、片面カム区間の形成において、一対の傾斜面のうちのカム環端部側の傾斜面とこの傾斜面に連なる底面との除去には、基礎軌跡の連続性を維持する状態で、自由度がある。

以上の実施形態は、ズームレンズ鏡筒に関するものであるが、本発明はズームレンズ鏡筒以外の繰出カム機構にも適用が可能である。

本発明の一部構成を有するズームレンズ鏡筒の沈胴状態を示す側断面図である。 同ズームレンズ鏡筒のワイド端撮影状態の側断面図である。 同ズームレンズ鏡筒のテレ端撮影状態の側断面図である。 カム環の内周面側の２群案内カム溝を透視して示す平面図である。 図４のＶ−Ｖに沿う断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩに沿う断面図である。 ２群レンズ移動枠の平面図である。 鏡筒収納状態におけるカム環と２群レンズ移動枠の関係を示す平面図である。 ワイド端におけるカム環と２群レンズ移動枠の関係を示す平面図である。 テレ端におけるカム環と２群レンズ移動枠の関係を示す平面図である。 本発明の一部構成を有する別の態様のズームレンズ鏡筒の沈胴状態を示す 側断面図である。 同ズームレンズ鏡筒のワイド端撮影状態の側断面図である。 同ズームレンズ鏡筒のテレ端撮影状態の側断面図である。 同ズームレンズ鏡筒を構成するカム環の内周面側の２群用カム溝と３群用カム溝、及び３群レンズ移動枠の３群カムフォロアを透視して示す平面図である。 図１４のＸＶ−ＸＶに沿う断面図である。 図１４のＸＶＩ−ＸＶＩに沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る、前後端部を除去したカム環の一態様を示す平面図である。 図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿う断面図である。 図１７のＸＩＸ−ＸＩＸに沿う断面図である。 図１７のＸＸ−ＸＸに沿う断面図である。 図１７のＸＸＩ−ＸＸＩに沿う断面図である。 ２群用カムフォロアが片面カム区間にあるときの２群用カムフォロアと抜け止め傾斜面の関係を示す側断面図である。

符号の説明

１０ ２群直進案内板
１０ａ 直進案内突起
１１ カム環
１１ａ ２群カム溝
１１ａ１ ２群前方カム溝
１１ａ２ ２群後方カム溝
１１ｂ １群カム溝
１２ ２群レンズ移動枠（直進環）
１２ａ ２群用カムフォロア
１２ａ１ ２群前方カムフォロア
１２ａ２ ２群後方カムフォロア
１３ 直進案内環
１３ａ ローラガイド溝
１３ｂ 第１直進案内溝
１３ｃ 第２直進案内溝
１４ 引張りばね
１５ ヘリコイド環
１５ａ 外面ヘリコイド
１６ 固定環
１６ａ 内面ヘリコイド
１７ ＣＣＤ支持板
１８ ローパスフィルタ
１９ パッキン
２０ ＣＣＤ
２２ａ ２２ｂ 傾斜面
２２ｃ 底面
２５ 繰出カムフォロア
２６ ガイドローラ
４１ 第１繰出筒
４１ａ 回転伝達溝
４２ 第２繰出筒
４２ａ 直進案内突起
４３ 第３繰出筒
４４ １群レンズ枠
４５ ２群レンズ枠
１００ １００Ａ ズームレンズ鏡筒
１１１ａ１ ２群用カム溝
１１１ａ２ ３群用カム溝
Ａ 絞り
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 シャッタ
Ｘ１ Ｘ２ Ｘ３ Ｘ４ 片面カム区間
Ｚ 撮影光軸

Claims (5)

1. 回転可能でカム溝を周面に有するカム環と、上記カム溝に係合するカムフォロアを有し光軸方向に直進案内された、撮影光学系の少なくとも一部を支持する直進環とを有し、カム環の回転に従って上記直進環を撮影光学系の光軸方向に前後移動させるズームレンズ鏡筒の繰出カム機構において、
   上記カム溝は、少なくとも光軸方向に位置を異ならせて設けた少なくとも前後一組のカム溝を備え、この前方カム溝と後方カム溝がそれぞれ、その基礎軌跡と直交する断面において一対の傾斜面と該一対の傾斜面を結ぶ底面とを有する、深さ方向に幅が徐々に狭くなる有底カム溝からなっており、
   上記カム環は、該カム環のうち光軸方向の最も前側に位置する前端面と、該カム環のうち光軸方向の最も後側に位置する後端面に臨む箇所に、次の条件（Ａ）ないし（Ｃ）を満足する上記前方カム溝と上記後方カム溝の片面カム区間を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒の繰出カム機構。
   （Ａ）上記前方カム溝と上記後方カム溝のそれぞれの基礎軌跡の連続性が維持されていること、
   （Ｂ）上記前方カム溝は、上記一対の傾斜面のうちのカム環前端部側に位置する一方の傾斜面である前方傾斜面の少なくとも一部、または該前方傾斜面の全部と底面の少なくとも一部が除去されてカム環の上記前端面側に開口され、上記一対の傾斜面のうちの他方の傾斜面である後方傾斜面が除去されずに残されており、上記後方カム溝は、上記一対の傾斜面のうちのカム環後端部側に位置する一方の傾斜面である後方傾斜面の少なくとも一部、または該後方傾斜面の全部と底面の少なくとも一部が除去されてカム環の上記後端面側に開口され、上記一対の傾斜面のうちの他方の傾斜面である前方傾斜面が除去されずに残されていること、
   （Ｃ）上記前方カム溝と上記後方カム溝のそれぞれの上記傾斜面除去領域の両側に、上記一対の傾斜面が除去されずに残された完全カム溝区間を有すること。
2. 請求項１記載のズームレンズ鏡筒の繰出カム機構において、さらに上記カム環に相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように支持された直進案内板が設けられ、上記後方カム溝の片面カム区間は上記一対の傾斜面のうちのカム環後端部側の後方傾斜面が全て除去されてカム環の上記後端面側に開口されており、上記直進案内板に、上記後方カム溝の除去した後方傾斜面に対応する抜け止め傾斜面が形成されているズームレンズ鏡筒の繰出カム機構。
3. 請求項１または２記載のズームレンズ鏡筒の繰出カム機構において、カム環の上記前端面と上記後端面はそれぞれ光軸直交面であるズームレンズ鏡筒の繰出カム機構。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載のズームレンズ鏡筒の繰出カム機構において、上記片面カム区間は、カム溝のズーム領域内に存在するズームレンズ鏡筒の繰出カム機構。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のズームレンズ鏡筒の繰出カム機構において、上記カム環と直進環とは、上記カムフォロアが、カム溝の片面カム区間の上記残存する一方の傾斜面と接触する方向に相対的に移動付勢されているズームレンズ鏡筒の繰出カム機構。

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