(57)【要約】【課題】高い設計自由度を有してカムを利用して移動群を移動させることが可能な小型の光学機器を提供すること【解決手段】複数の移動群（１０〜４０）の移動を案内する複数のカムを有し、光軸方向に平行なＸ軸の周りに回転可能なカム筒９１と、１群コロ部材１１１の１群カム面９１ａに付勢する圧縮バネと、圧縮バネを押える１群カム押え面９２ａを有する蓋部材９２と、を有し、圧縮バネは１群カム押え面９２ａから１群コロ部材１１１を離す方向に１群コロ部材１１１を付勢する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが光学素子とカムフォロアを有し、光軸方向に移動可能な複数の移動群と、
前記複数の移動群の移動を案内する複数のカムを有し、前記光軸方向に平行な軸の周りに回転可能なカム部材と、
前記複数の移動群のうち第１の移動群の第１のカムフォロアを、前記カム部材の前記カムの第１の端面に付勢する付勢部材と、
前記付勢部材を押える押え部を有する押え部材と、
を有し、
前記付勢部材は、前記押え部から前記第１のカムフォロアが離れる方向に前記第１のカムフォロアを付勢することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記押え部は、前記第１の端面に対向する第２の端面であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記第１の端面は、前記カム部材の最も物体側または最も像側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記付勢部材は、前記複数の移動群のうち前記第１の移動群以外の移動群には接続されていないことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記付勢部材は、圧縮バネ又はゴムであることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項６】
前記付勢部材は、前記第１の端面と前記第２の端面と、を含む凹部に設けられることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
【請求項７】
前記第２の端面は、前記光軸方向に平行な前記軸に直交する平面であることを特徴とする請求項２又は６に記載の光学機器。
【請求項８】
前記押え部材は前記カム部材と共に回転することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項９】
前記押え部材は、前記カム部材を回転可能に保持する固定部の一部であることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１０】
前記押え部材は樹脂材料によって構成されることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１１】
前記複数の移動群の各カムフォロアは金属材料から構成されることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１２】
前記第１の移動群を前記光軸方向に移動する駆動手段を更に有し、前記駆動手段によって前記カム部材が回転することを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１３】
前記カム部材を回転駆動する駆動手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１４】
前記複数の移動群の中で前記第１のカムフォロアのストロークが最も長いことを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１５】
前記第１の部材は、第１のカム部と、前記第１のカム部の周りに前記第１のカム部から突出して設けられた第２のカム部と、を有し、
前記第１のカム部の位相と前記第２のカム部の位相は、前記光軸方向に直交する断面において重複していることを特徴とする請求項１乃至１４のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１６】
前記光学機器は、撮像装置に着脱可能なレンズ装置であることを特徴とする請求項１乃至１５のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１７】
前記光学素子は、光学像を光電変換する撮像素子を有することを特徴とする請求項１乃至１５のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムを利用して光学素子を駆動する光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光軸と平行な軸周りに回転するカム部材を用いて、夫々カムフォロアを有する複数の光学素子（移動群）を進退させるレンズ鏡筒が知られている。例えば、特許文献１は、凸形状のカム部（リブカム部）を２つのカムフォロアで挟み、両者間に引張力（付勢力）を加えることによってカム部の端面であるカムとカムフォロワを係合させ、二つのカムの径をカム交角に応じて変更する駆動装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３３６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構造では、２つの移動群が最も接近する位置において十分な付勢力を確保すると、２つの移動群が最も離れた位置において過剰な付勢力が発生して移動群を駆動する駆動部への負荷が過剰となるおそれがある。この結果、駆動装置ひいては光学機器全体の大型化やコストアップを招くおそれがあり、また、設計上の制約も大きい。
【０００５】
そこで、本発明は、高い設計自由度を有してカムを利用して移動群を移動させることが可能な小型の光学機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学機器は、それぞれが光学素子とカムフォロアを有し、光軸方向に移動可能な複数の移動群と、前記複数の移動群の移動を案内する複数のカムを有し、前記光軸方向に平行な軸の周りに回転可能なカム部材と、前記複数の移動群のうち第１の移動群の第１のカムフォロアを、前記カム部材の第１の端面に付勢する付勢部材と、前記付勢部材を押える押え部を有する押え部材と、を有し、前記付勢部材は、前記押え部から前記第１のカムフォロアが離れる方向に前記第１のカムフォロアを付勢することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高い設計自由度を有してカムを利用して移動群を移動させることが可能な小型の光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係るレンズ鏡筒の要部側面図である。
【図２】実施例１に係るレンズ鏡筒の要部斜視図である。
【図３】実施例１に係るカム筒と蓋部材の側面図である。
【図４】実施例１に係るレンズ鏡筒の概略図である。
【図５】本発明の実施例２に係るレンズ鏡筒の要部側面図である。
【図６】実施例２に係るレンズ鏡筒の要部斜視図である。
【図７】実施例２に係るカム筒と蓋部材の側面図である。
【図８】実施例２に係るレンズ鏡筒の概略図である。
【図９】比較例としてのレンズ鏡筒の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
特許文献１は、駆動装置の大型化を招くと共に移動群の数が偶数でなければならないという設計上の制約を受ける。仮に、移動群の数を奇数にしようとすると、図９に示す構成が考えられる。図９（ａ）及び（ｂ）は、３つの移動群を駆動する２種類の比較例としての光学機器の概略側面図であり、各図において左側は物体側、右側は像側である。
【００１０】
図９に示す光学機器は、移動群１００１、１０１１、１０２１を有する。移動群１００１、１０１１、１０２１は、それぞれ、レンズ１００２、１０１２、１０２２を保持する。各移動群は、光軸Ｏに沿って移動可能に構成されている。
【００１１】
即ち、図９（ａ）では、移動群１００１はコロ１００３を有し、移動群１０１１はコロ１０１３、１０１４を有し、移動群１０２１はコロ１０２３を有する。図９（ｂ）では、移動群１００１はコロ１００３、１００４を有し、移動群１０１１はコロ１０１３を有し、移動群１０２１はコロ１０２３を有する。コロ１００３、１０１３、１０２３はカムフォロアとして機能する。
【００１２】
また、光学機器は、不図示の筐体部材（固定部）と不図示のベアリングを介して光軸Ｏと平行なＸ軸の周りに回転可能に保持されたカム筒１０４０、１０４５を更に有する。図９（ａ）に示すカム筒１０４０は、基部１０４１と、基部１０４１の外周に一体に設けられた第１のカム部１０４２と、第１のカム部１０４２から突出した凸形状の第２のカム部１０４３と、を有する。図９（ｂ）に示すカム筒１０４５は、基部１０４６と、基部１０４６の外周に一体に設けられた第１のカム部１０４７と、第１のカム部１０４７から突出した凸形状の第２のカム部１０４８と第３のカム部１０４９と、を有する。基部１０４１、１０４６の両側端面が不図示のベアリングを介して不図示の筐体部材に回転可能に保持される。
【００１３】
図９（ａ）では、移動群１００１と１０２１の間に引張バネ１０３１が接続されている。コロ１００３は基部１０４１上で第１のカム部１０４２の端面１０４２ａに付勢され、コロ１０２３は基部１０４１上で第１カム１０４２の端面１０４２ｂに付勢される。また、コロ１０１３と１０１４の間には引張バネ１０３２が設けられ、コロ１０１３は第１カム部１０４２上で第２のカム部１０４３の端面１０４３ａに付勢され、コロ１０１４は第１カム部１０４２上で第２のカム部１０４３の端面１０４３ｂに付勢される。端面１０４２ａ、１０４２ｂ及び１０４３ａはカムとして機能する。端面１０４３ｂは引張バネ１０３２を押える押え面として機能する。
【００１４】
図９（ｂ）では、コロ１００３と１００４との間には引張バネ１０３３が設けられる。コロ１００３は第１カム部１０４７上で第２のカム部１０４８の端面１０４８ａに付勢され、コロ１００４は第１のカム部１０４７上で第２のカム部１０４８の端面１０４８ｂに付勢される。また、移動群１０１１と１０２１の間には引張バネ１０３４が設けられ、コロ１０１３は第１のカム部１０４７上で第３のカム部１０４９の端面１０４９ａに付勢され、コロ１０２３は基部１０４５上で第１のカム部１０４７の端面１０４７ａに付勢される。端面１０４７ａ、１０４８ａ及び１０４９ａはカムとして機能する。端面１０４８ｂは引張バネ１０３３を押える押え面として機能する。
【００１５】
移動群１００１、１０１１、１０２１の中で移動群１００１のカム軌跡がリニアで最もストロークが長く、移動群１００１を不図示の駆動手段により駆動する場合、図９（ａ）に示す構成では、移動群１００１と１０２１との距離の変動が大きくなる。即ち、２つの移動群１００１、１０２１が最も接近する位置において十分な引張バネ１０３１の付勢力を確保しようとすると、２つの移動群１００１、１０２１が最も離れた位置においては過剰な引張バネ１０３１の付勢力が発生する。この結果、特許文献１と同様に、移動群１００１を駆動する不図示の駆動手段への負荷が過剰となるおそれがあり、駆動装置ひいては光学機器全体の大型化やコストアップを招くおそれがある。図９（ｂ）に示す構成では、移動群１００１はコロ１００４を利用して他の移動群とは接続されずに第２のカム部１０４８に付勢されるため、第１カム１０４７の物体側の端面をカム面として利用することができないという設計上の制約が存在する。
【００１６】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態の光学機器は、変倍時に光軸と平行な軸の周りに回転するカム部材によって複数の移動群（移動部、移動ユニット）を光軸方向に移動させる撮像装置である。但し、本発明はこれに限定されず、撮像装置に着脱可能な交換レンズ装置等のレンズ装置や他の光学機器にも適用可能である。なお、以下の説明において、カム部材は一以上のカム部を有する。カム部は、カムフォロアの移動を案内する一以上のカムを備えた部材である。以下の実施例では、カムは、カム部の端面に形成されるが、溝状に（凹部として）形成されることを妨げるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図４は、本発明の実施例１に係るレンズ鏡筒（光学機器）の概略側面図であり、左側は物体側、右側は像側である。レンズ鏡筒は、複数の（ここでは、４つの）移動群２００１、２０１１、２０２１、２０３１を有し、それぞれ、レンズ（光学素子）２００２、２０１２、２０２２、２０３２を保持し、光軸Ｏに沿って移動可能に構成される。なお、移動群の数は限定されない。図４に示す例では、最も物体側（最も左側）の移動群２００１は、駆動部（駆動手段）としてのリニアアクチュエータ２００９によって光軸方向に駆動されるが、本発明はこれに限定されない。最も像側の移動群２０３１や他の移動群が駆動されてもよいし、後述するカム筒や蓋部材が駆動部（駆動手段）によって回転駆動されてもよい。図４では、移動群２００１が駆動され、その駆動力でカム筒が回転し、この結果、カム筒に係合している他の移動群が光軸方向に駆動される。
【００１９】
移動群（第１の移動群）２００１は、コロ２００３、２００４を有し、移動群２０１１は、コロ２０１３、２０１４を有し、移動群２０２１は、コロ２０２３を有し、移動群２０３１は、コロ２０３３を有する。コロ２００３、２０１３、２０２３、２０３３はカムフォロアとして機能する。コロ（第１のカムフォロア）２００３は付勢部材２００５の一端に係合し、付勢部材２００５によりカム筒２０５０の端面２０５１ａに付勢（押圧、接触）される。コロ２００４は付勢部材２００５の他端に係合し、押え部である蓋部材２０６０の端面（第２の端面）２０６２ａに接触する。なお、押え部とは対象物（ここでは付勢部材）が（ある方向に）動かないように力（ここでは付勢部材の反力）を加える部材をいう。このように、コロ２００３と２００４の間には付勢部材２００５が設けられ、コロ２０１３と２０１４の間には引張バネ２０１５が設けられ、移動群２０２１と２０３１の間には引張バネ２０２５が設けられている。
【００２０】
レンズ鏡筒は、固定部である筐体部材２０４１、２０４３を有する。筐体部材２０４１の保持部２０４２と、筐体部材２０４３の保持部２０４４の間には、不図示のベアリングを介して光軸Ｏと平行なＸ軸の周りに回転可能に保持されたカム筒（カム部材）２０５０と蓋部材（押え部材）２０６０が設けられている。
【００２１】
カム筒２０５０と蓋部材２０６０の回転軸はＸ軸と同軸であり、両者はＸ軸周りに一体に回転するように構成されている。カム筒２０５０と蓋部材２０６０の接続は、凹凸係合、継手、接着等を利用した機械的接続、磁気的接続など限定されない。図４では、移動群２００１がリニアアクチュエータ２００９によって駆動され、蓋部材２０６０がＸ軸方向におけるカム筒２０５０の物体側に設けられている。但し、移動群２０３１が駆動手段によって駆動され、蓋部材２０６０がカム筒２０５０のＸ軸方向における像側に設けられていてもよい。
【００２２】
カム筒２０５０は、円筒形状の不図示の基部、基部の外周に一体に設けられた第１のカム部２０５１、第１のカム部２０５１からそれぞれ突出した凸形状の第２のカム部（リブカム部）２０５２と第３のカム部（リブカム部）２０５３を有する。このように、カム筒２０５０は複数のカム部を有し、各カム部は一以上のカムとして機能する端面を有する。基部の像側端面は、不図示のベアリングを介して保持部２０４４によって回転可能に支持され、基部の物体側端部は蓋部材２０６０の像側端部と接続している。
【００２３】
蓋部材２０６０は、カム筒２０５０とは異なる部材として設けられ（別個の部材として製造され）、カム筒２０５０と係合している。蓋部材２０６０は、図４では２つの円筒を重ねた形状を有しているが、本発明はこの形状に限定されない。蓋部材２０６０は、接続部２０６１と保持部２０６２を有する。接続部２０６１は像側端部でカム筒２０５０と接続する。保持部２０６２は、接続部２０６１から外側に張り出しており、この張り出し部でコロ２００４と接触する。接続部２０６１は、カム筒２０５０に設けられ、接続部２０６１と保持部２０６２が接続してもよい。保持部２０６２の物体側の端面は、不図示のベアリングを介して筐体部材２０４１の一部である保持部２０４２によって回転可能に支持されている。
【００２４】
付勢部材２００５は、カム筒２０５０の最も物体側に位置し、カムとして機能するカム筒２０５０の端面（第１の端面）２０５１ａと、これに対向する蓋部材２０６０の端面（第２の端面）２０６２ａの間に設けられる。なお、以下の説明において、「対向」とは、第１の端面と第２の端面が向かい合っていることを意味し、リブカム部の両側の端面などお互いが向き合っていないもの（見えないもの）は含まない。また、第１の端面と第２の端面が平行であることを要求しない。より詳細には、付勢部材２００５は、端面２０５１ａと２０６２ａを含む凹部に設けられる。付勢部材２００５は、カム筒２０５０の複数のカムのうち蓋部材２０６０に最も近いカムとして機能する端面２０５１ａに付勢する。ここで、付勢部材２００５は、端面２０６２ａからコロ２００３が離れる方向にコロ２００３を付勢する。付勢部材２００５は、（引張力ではなく）圧縮力をコロ２００３に加え、圧縮バネやゴム等から構成される。蓋部材２０６０の端面２０６２ａは付勢部材２００５を押える機能を有する。端面２０６２ａは、端面２０５１ａの物体側にある。
【００２５】
付勢部材２００５により、コロ２００３は接続部２０６１上で第１のカム部２０５１の端面２０５１ａに付勢され、コロ２００４は接続部２０６１上で保持部２０６２の端面２０６２ａに付勢される。引張バネ２０１５により、コロ２０１３は第１のカム部２０５１上で第２のカム部２０５２の端面２０５２ａに付勢され、コロ２０１４は第１のカム部２０５１上で第２のカム部２０５２の端面２０５２ｂに付勢される。引張バネ２０２５により、コロ２０２３は第１のカム部２０５１上で第３のカム部２０５３の端面２０５３ａに付勢され、コロ２０３３は保持部２０４４上で第１のカム部２０５１の端面２０５１ｂに付勢される。
【００２６】
移動群２００１は、カム軌跡がリニアで最もストロークが長く、リニアアクチュエータ２００９によって光軸方向に移動される。そして、その駆動力でカム筒２０５０及び蓋部材２０６０を回転させ、他の移動群を移動させる。ここで、カム筒２０５０及び蓋部材２０６０は成型部品である。端面２０６２ａには高い加工精度を要さず、蓋部材２０６０はカム筒２０５０のような精密加工部品ではないため、比較的低コストで製造が可能である。また、端面２０５１ａのＸ軸となす角度であるカム交角（径）を小さくすることができるので、駆動手段であるリニアアクチュエータ２００９の負荷を小さく抑えることができ、駆動部やレンズ鏡筒の小型化を達成することができる。更に、移動群の数は限定されず、付勢部材２００５は、複数の移動群のうち第１の移動群以外の移動群には接続されていない。即ち、移動群２００１を他の移動群と接続しなくてもコロ２００３をカム筒２０５０の端面２０５１ａに係合させることができるので、設計の自由度も高い。
【００２７】
以下、図１乃至図４を参照して、実施例１に係るレンズ鏡筒（光学機器）の具体的な構成について説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、レンズ鏡筒のＷＩＤＥ位置（広角端位置）とＴＥＬＥ位置（望遠端位置）における要部側面図である。カム筒９１と蓋部材９２の回転に伴い、図１（ａ）の状態から図１（ｂ）の状態まで変倍動作が行われる。図２は、実施例１に係るレンズ鏡筒の要部斜視図である。
【００２８】
レンズ鏡筒の光学系は、光路（光軸Ｏ）に沿って物体側（左側）から像側（右側）に向かって順に、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、不図示のフォーカスレンズ群等の光学素子を有する。撮像素子４は、光学系が形成した被写体の光学像を光電変換し、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子を含む。
【００２９】
第１レンズ１は、１群レンズ枠（移動群）１０に保持され、撮像素子４は４群移動枠（移動群）４０に保持されている。１群レンズ枠１０及び４群移動枠４０は１４群案内部材８１によって光軸方向に移動可能に案内支持される。第２レンズ２は２群レンズ枠（移動群）２０に保持され、第３レンズ３は３群レンズ枠（移動群）３０に保持されている。２群レンズ枠２０及び３群レンズ枠３０は２３群案内部材８２によって光軸方向に移動可能に案内支持される。１群レンズ枠１０、２群レンズ枠２０、３群レンズ枠３０、４群移動枠４０は回転止め支持部材８３とも係合し、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、撮像素子４の中心が光軸Ｏ上に位置するように支持されている。
【００３０】
１群レンズ枠１０はラック部材１０１を保持し、ラック部材１０１はラック付勢部材１０２によって駆動部（駆動手段）５と係合している。駆動部５は、駆動部移動群５１と駆動部固定群５２を有し、駆動部移動群５１が駆動部固定群５２に対して一次線形的に相対移動するリニアアクチュエータの構成となっている。１群レンズ枠１０はラック部材１０１を介して駆動部５から受けた駆動力によって光軸方向に進退する。
【００３１】
カム筒（カム部材）９１と蓋部材（押え部材）９２は、前側筺体部材６の前側カム保持部６ａと後側筺体部材７０の後側カム保持部７０ａによって回転軸としてのＸ軸の周りに回転可能に保持されている。蓋部材９２は圧縮バネを押える機能を有する。
【００３２】
１群レンズ枠１０は１群カムフォロワ１１０を保持し、１群カムフォロワ１１０はカム筒９１と蓋部材９２と係合している。駆動部５の駆動力によって１群レンズ枠１０が光軸方向に進退するのに伴い、カム筒９１及び蓋部材９２はＸ軸の周りに回転する。２群レンズ枠２０、３群レンズ枠３０、４群移動枠４０はカム筒９１に係合し、カム筒９１の回転に伴い、各々のカム軌跡に基づきそれぞれが光軸方向に移動する。
【００３３】
１群レンズ枠１０の１群カムフォロワ１１０は、二つの１群コロ部材１１１と伸縮可能な１群スライダ部材１１２と不図示の圧縮バネ（付勢手段）を有する。二つの１群コロ部材１１１は、１群スライダ部材１１２の長手方向に案内支持されると共に、お互いが離間する向きに圧縮バネによって付勢されている。
【００３４】
図３は、カム筒９１と蓋部材９２の斜視図である。カム筒９１は、円筒形状の基部９１Ａ、基部９１Ａの外周に一体に設けられた第１のカム部９１Ｂ、第１のカム部９１Ｂからそれぞれ突出した凸形状の第２のカム部（リブカム部）９１Ｃと第３のカム部（リブカム部）９１Ｄを有する。基部９１Ａの像側の端面９１ｆは、ベアリング７０ｂを介して後側カム保持部７０ａによって回転可能に支持され、基部９１Ａの物体側端部は蓋部材９２の像側端部と接続している。
【００３５】
蓋部材９２は、カム筒９１とは異なる部材として設けられ（別個の部材として製造され）、カム筒９１の基部９１Ａの物体側の端部と一体的に接続している。蓋部材９２の物体側の端面９２ｂは、ベアリング６ｂを介して回転可能に支持されている。
【００３６】
カム筒９１には、カム筒９１の最も物体側に位置し、カムとして機能する１群カム面（第１の端面）９１ａが設けられ、蓋部材９２には、１群カム面９１ａに対向する１群カム押え面（押え部、第２の端面）９２ａが設けられている。１群カム押え面９２ａは、１群カム面９１ａの物体側にある。
【００３７】
１群カム押え面９２ａは１群カム面９１ａとの距離が略一定となるような形状を有し、その間に二つの１群コロ部材１１１が圧縮された状態で設けられることにより、１群レンズ枠１０とカム筒９１と蓋部材９２が係合している。１群カム面９１ａに押圧される１群コロ部材１１１が第１のカムフォロアである。圧縮バネは、１群カム面９１ａ側の１群コロ部材１１１（第１のカムフォロア）を１群カム面９１ａに付勢する。また、圧縮バネは、１群カム面９１ａ側の１群コロ部材１１１が１群カム押え面９２ａから離れる方向に１群カム面９１ａ側の１群コロ部材１１１を付勢する。
【００３８】
１群カム押え面９２ａと１群カム面９１ａとの距離の変動は、二つの１群コロ部材１１１間に働く圧縮バネの付勢力の変動が許容できる限り（あるいは駆動部５にとって許容できる限り）許容できる。図３において、１群カム押え面９１ａと９２ａの間の部分はカム筒９１の基部９１Ａである。１群カム面９１ａ、基部９１Ａの表面、１群カム押え面９２ａは凹部を形成し、この凹部に１群カムフォロワ１１０が配置される。
【００３９】
第２のカム部９１Ｃの両側には、カムとして機能する２群カム面９１ｂと３群カム面９１ｃが設けられている。２群カム面９１ｂには２群レンズ枠２０に保持された２群コロ部材２１１が係合し、３群カム面９１ｃには３群レンズ枠３０に保持された３群コロ部材３１１が係合している。
【００４０】
２群レンズ枠２０には２群ばね係合部２０１が設けられ、３群レンズ枠３０には３群ばね係合部３０１が設けられ、２群ばね係合部２０１と３群ばね係合部３０１には３４群付勢部材１１が係合している。３４群付勢部材１１は引張バネであり、２群レンズ枠２０と３群レンズ枠３０を光軸方向に関して接近させる向きに付勢する。その付勢力により、２群カム面９１ｂと３群カム面９１ｃを含む第１のカム部９１Ｃを２群コロ部材２１１と３群コロ部材３１１がＸ軸方向の前後から挟むように係合する。これにより、２群レンズ枠２０及び３群レンズ枠３０とカム筒９１との係合がなされる。
【００４１】
４群移動枠４０の４群カムフォロワ４１０は、二つの４群コロ部材４１１、伸縮性のある４群スライダ部材４１２及び不図示の引張バネを有する。二つの４群コロ部材４１１が４群スライダ部材４１２の長手方向に案内支持されるとともに、お互いが接近する向きに引張バネにより付勢される。第３のカム部９１Ｄには、４群カム面９１ｄ及び４群カム押え面９１ｅが設けられており、それぞれが４群コロ部材４１１一つずつと係合している。４群カム押え面９１ｅは４群カム面９１ｄとの距離が略一定となるような形状となっており、その二つの面を含む凸形状を二つの４群コロ部材４１１が光軸方向前後に挟むように引っ張り付勢することで４群移動枠４０とカム筒９１が係合している。
【００４２】
カム筒９１及び蓋部材９２は、樹脂材料を射出成型することによって作成される。１群カム押え面９２ａは１群カムフォロワ１１０の付勢の押え部であるため、１群カム面９１ａのような高い加工精度を要しない。このため、蓋部材９２はカム筒９１のような精密加工部品ではないため比較的低コストであり、カム筒９１と蓋部材９２を一つの部品で構成した場合よりもコストを抑えることができる。カム筒９１と蓋部材９２を一つの部品で構成しようする場合、型にカム形状を形成するための複数の外スライド駒を要するため、この部品は非常に高価になる。一方、カム筒９１及び蓋部材９２は、前後抜き構成の単純な駒構成で成型可能な形状であるため、型（モールド）を低コストで作成することができる。
【００４３】
レンズ鏡筒は、駆動部５によって１群レンズ枠１０を光軸方向に移動させ、１群レンズ枠１０の１群コロ部材１１１を介してカム筒９１と蓋部材９２を回転させ、カム筒９１に係合する他の移動群を光軸方向に移動させる。この構成を用いた場合、駆動部５の負荷を小さく抑えるために、１群レンズ枠１０と係合する１群カム面９１ａのカム交角（径）は小さい方がよい。実施例１の構成を用いれば、カム筒９１に設けられた他のカム面と比べて、１群カム面９１ａの径を小さくすることができるため、駆動部５の負荷を減らすことができ、大型の駆動部を用いる必要がないため、レンズ鏡筒を小型にすることができる。
【実施例２】
【００４４】
図８（ａ）は、本発明の実施例２に係るレンズ鏡筒（光学機器）の概略側面図であり、左側は物体側、右側は像側である。図４と同一の参照符号を付した部材は図４と同様の機能を有する。以下、図４と異なる部分を中心に説明する。レンズ鏡筒は、複数の（ここでは、３つの）移動群２００１、２０１１、２０３１を有し、それぞれ、レンズ（光学素子）２００２、２０１２、２０３２を保持し、光軸Ｏに沿って移動可能に構成される。なお、移動群の数は限定されない。移動群（第１の移動群）２０３１は、コロ２０３３と２０３４を有する。コロ（第１のカムフォロア）２０３３は付勢部材２０３５の一端に係合し、カム筒２０５５の端面２０５６ｂに付勢（押圧、接触）される。コロ２０３４は固定部２０４５の端面２０４５ａと接触する。
【００４５】
筐体部材２０４１、２０４３の間には、不図示のベアリングを介して光軸Ｏと平行なＸ軸の周りに回転可能に保持されたカム筒（カム部材）２０５５と蓋部材（押え部材）２０６０が設けられている。カム筒２０５５と蓋部材２０６０の回転軸はＸ軸と同軸であり、両者はＸ軸周りに一体的に回転するように構成されている。カム筒２０５５と蓋部材２０６０の接続方法は限定されない。
【００４６】
図８（ａ）では、カム筒２０５５が不図示の駆動部によって駆動され、それにより、カム筒２０５５に係合している移動群２００１、２０１１、２０３１が光軸Ｏに沿って移動する。但し、いずれかの移動群や蓋部材２０６０が駆動部によって駆動されてもよい。カム筒２０５５は、円筒形状の不図示の基部、基部の外周に一体に設けられた第１のカム部２０５６、第１のカム部２０５６から突出した凸形状の第２のカム部（リブカム部）２０５７を有する。このように、カム筒２０５５は複数のカム部を有し、各カム部は一以上のカムとして機能する端面を有する。図４と同様に、基部の像側端面は、保持部２０４４に回転可能に支持され、物体側の端部は蓋部材２０６０と接続している。
【００４７】
引張バネ２０１５により、コロ２０１３は第１のカム部２０５６上で第２のカム部２０５７の端面２０５７ａに付勢され、コロ２０１４は第１のカム部２０５６上で第２のカム部２０５７の端面２０５７ｂに付勢される。
【００４８】
付勢部材２０３５は、カム筒２０５５の最も像側に位置し、カムとして機能するカム筒２０５５の端面（第１の端面）２０５６ｂと、端面２０５６ｂに対向する筐体部材２０４３の端面（第２の端面）２０４５ａとの間に設けられる。端面２０４５ａは、端面２０５６ｂの像側にあり、付勢部材２０３５を押える。
【００４９】
付勢部材２０３５は、コロ２０３３をカム筒２０５５の複数のカムのうち筐体部材２０４３に最も近いカムとして機能する端面２０５６ｂに付勢する。ここで、付勢部材２０３５は、コロ２０３３が端面２０４５ａから離れる方向にコロ２０３３を付勢する。付勢部材２０３５は、（引張力ではなく）圧縮力をコロ２０３３に加え、圧縮バネやゴム等から構成される。付勢部材２０３５により、コロ２０３３は保持部２０４４上で第１のカム部２０５６の端面２０５６ｂに付勢され、コロ２０３４は保持部２０４４上で保持部２０４４から突出した固定部２０４５の端面２０４５ａに付勢される。固定部（押え部材）２０４５は付勢部材２０３５を押える機能を有する。蓋部材２０６０と同様に、最も像側の移動群２０３１に係合する固定部２０４５にもカム形状の高精度は要求されないので、コストアップを招かない。端面２０４５ａはＸ軸と直交する平面でもよい。移動群２００１については実施例１と同様の効果を得ることができる。なお、押え部材である固定部２０４５はカム筒２０５５の像側に設けられているが、蓋部材２０６０を像側に配置して物体側の固定部を押え部材として利用してもよい。
【００５０】
図８（ｂ）はカム筒２０５５の断面図である。同図に丸で囲うように、第１のカム部２０５６と第２のカム部２０５７の位相は重複している。カム筒部材の外周から凸となる形状の複数のリブカムの位相を重複させた場合、カム筒部材を型割前後抜きで成型する事は不可能になる。しかし、第１のカム部２０５６はカム筒２０５５の端面に形成されており、外周から凸とならないため、カム筒２０５５の外周から凸となる第２のカム２０５７と位相を重複させても型割前後抜きで成型する事が可能となり、低コストで製造が可能となる。また、（Ｘ軸に端面（カム面）が直交している）テーパーのないリブカムを製造が可能であり、これによってコロに金属製のベアリングを使用することができる。このため、カムフォロアを樹脂製とする場合等に比べてレンズ鏡筒の耐久性は向上する。また、カム角度が大きくなり、駆動部による必要推力は小さくなるため、装置全体が小型化する。更に、移動群の数は限定されず、付勢部材２０３５は、複数の移動群のうち第１の移動群以外の移動群には接続されていない。即ち、移動群２０３１を他の移動群と接続しなくてもコロ２０３３をカム筒２０５５の端面２０５６ｂに係合させることができるので、設計の自由度も高い。
【００５１】
以下、図５乃至図８を参照して、実施例２に係るレンズ鏡筒（光学機器）の具体的な構成について説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、レンズ鏡筒のＷＩＤＥ位置（広角端位置）とＴＥＬＥ位置（望遠端位置）における要部側面図である。カム筒９４と蓋部材９２の回転に伴い、図５（ａ）の状態から図５（ｂ）の状態まで変倍動作が行われる。図６は、レンズ鏡筒の要部斜視図である。実施例１と同一の構成要素には同一の参照符号を付しており、以下、実施例１と異なる点を中心に説明する。実施例２のレンズ鏡筒の光学系の構成要素は実施例１と同様である。
【００５２】
カム筒（カム部材）９４と蓋部材（押え部材）９２は、前側筺体部材６の前側カム保持部６ａと後側筺体部材７１の後側カム保持部（押え部材）７１ａによって回転軸としてのＸ軸の周りに回転可能に保持されている。
【００５３】
１群レンズ枠１０は１群カムフォロワ１１０を保持し、１群カムフォロワ１１０はカム筒９４と蓋部材９２と係合している。駆動部５の駆動力によって１群レンズ枠１０が光軸方向に進退するのに伴い、カム筒９１と蓋部材９２はＸ軸の周りに回転する。２群レンズ枠２０、３群レンズ枠３０、４群移動枠４１はカム筒９４に係合し、カム筒９４の回転に伴い、各々のカム軌跡に基づきそれぞれが光軸方向に進退する。
【００５４】
図４と同様に、１群レンズ枠１０の１群カムフォロワ１１０は、二つの１群コロ部材１１１と伸縮可能な１群スライダ部材１１２と不図示の圧縮バネ（付勢手段）を有する。二つの１群コロ部材１１１は、１群スライダ部材１１２の長手方向に案内支持されると共に、お互いが離間する向きに圧縮バネによって付勢されている。
【００５５】
図７は、カム筒９４と蓋部材９２の斜視図である。カム筒９４は、円筒形状の支柱としての基部９４Ａ、基部９４Ａの外周に一体に設けられた第１のカム部９４Ｂ、第１のカム部９４Ｂから突出した（凸形状の）第２のカム部（リブカム部）９４Ｃを有する。基部９４Ａの像側の端面９４ｆは、不図示のベアリングを介して後側カム保持部７１ａによって回転可能に支持され、基部９４Ａの物体側端部は蓋部材９２の像側端部と接続している。蓋部材９２は、カム筒９４とは異なる部材として設けられ（別個の部材として製造され）、カム筒９４の基部９４Ａの物体側端部と一体的に接続している。
【００５６】
第１のカム部９４Ｂと第２のカム部９４Ｃはそれぞれ図８（ｂ）に示す第１のカム部２０５６と第２のカム部２０５７に対応し、両者の位相は重複している。これにより、図８（ｂ）と同様に、低コストで製造が可能になり、レンズ鏡筒の耐久性が向上し、小型化が可能になる。
【００５７】
カム筒９４には、カム筒９４の最も物体側に位置し、カムとして機能する１群カム面９４ａが設けられ、蓋部材９２には、１群カム面９４ａに対向する１群カム押え面９２ａが設けられている。１群カム押え面９２ａは１群カム面９４ａの物体側に位置する。圧縮バネは、１群カム面９４ａ側の１群コロ部材１１１（第１のカムフォロア）を１群カム面９４ａに付勢する。また、圧縮バネは、１群カム面９４ａ側の１群コロ部材１１１が１群カム押え面９２ａから離れる方向に１群カム面９４ａ側の１群コロ部材１１１を付勢する。
【００５８】
１群カム押え面９２ａは１群カム面９４ａとの距離が略一定となるような形状を有し、その間に二つの１群コロ部材１１１が圧縮力で付勢されることで１群レンズ枠１０とカム筒９４が係合している。１群カム押え面９２ａと１群カム面９４ａとの距離の変動は、二つの１群コロ部材１１１間に働く圧縮バネの付勢力の変動が許容できる限り（あるいは駆動部５にとって許容できる限り）許容できる。図７において、１群カム押え面９２ａと１群カム面９４ａの間の部分はカム筒９４の基部９４Ａである。１群カム面９４ａ、基部９４Ａの表面、１群カム押え面９２ａは凹部を形成し、この凹部に１群カムフォロワ１１０が配置される。かかる構成によって、実施例１と同様に、レンズ鏡筒は小型で高い設計自由度を有する構成でレンズ鏡筒は移動群を移動することができる。
【００５９】
第２のカム部９４Ｃの両側には、２群カム面９４ｂと３群カム面９４ｃが設けられている。２群カム面９４ｂには２群レンズ枠２０に保持された２群コロ部材２１１が係合し、３群カム面９４ｃには３群レンズ枠３０に保持された３群コロ部材３１１が係合している。３４群付勢部材１１の付勢力により、第２のカム部９４Ｃを２群コロ部材２１１と３群コロ部材３１１がＸ軸方向の前後から挟むように係合することにより、２群レンズ枠２０及び３群レンズ枠３０とカム筒９４との係合がなされる。
【００６０】
４群移動枠４１の４群カムフォロワ４２０は、二つの４群コロ部材４２１、収縮性のある４群スライダ部材４２２及び不図示の圧縮バネを有する。二つの４群コロ部材４２１が４群スライダ部材４２２の長手方向に案内支持されると共に、お互いが離間する向きに圧縮バネによって付勢されている。第１のカム部９４Ｂにはカム筒９４の最も像側に位置し、カムとして機能する４群カム面（第１の端面）９４ｄが設けられている。後側筺体部材７１の後側カム保持部７１ａには、４群カム面９４ｄの像側にあり、物体側の端面（第２の端面）である４群カム押え部７１ｂが設けられている。４群カム押え部７１ｂはＸ軸に直交する平面で足りる。４群カム面９４ｄと４群カム押え部７１ｂには、４群コロ部材４２１が圧縮された状態で係合している。４群カム押え部７１ｂは不図示の圧縮バネを押える機能を有する。このため、本実施例では、固定部である後側筐体部材７１の一部が押え部材として機能する。圧縮バネは、４群カム面９４ｄ側の４群コロ部材４２１（第１のカムフォロア）を４群カム面９４ｄに付勢している。また、付勢部材は、４群カム面９４ｄ側の４群コロ部材４２１が４群カム押え部７１ｂから離れる方向に４群カム面９４ｄ側の４群コロ部材４２１を付勢している。
【００６１】
４群カム面９４ｄは回転するカム筒９４に設けられ、４群カム押え部７１ｂは固定部材である後側筺体部材７１に設けられているため、４群カムフォロワ４２０は回転子と固定子の両方に係合することになる。しかし、４群カムフォロワ４２０はそれぞれの面に転動する４群コロ部材４２１にて接しているため、変倍動作の間、力のこじれ等の発生がなく安定して係合し続けることができる。また、４群カム押え部７１ｂは、光軸Ｏに略垂直な平面で足りるため、４群カム面９４ｄのような高い加工精度を要しない。このため、後側筺体部材７１にカム部材としての機能を設けても、後側筺体部材７１のコストは増加しない。
【００６２】
本実施形態の光学機器は、カム部材（カム筒９１、９４、２０５０、２０５５）と、押え部材（蓋部材９２、２０６０、固定部７１ａ、２０４５）と、付勢部材（２００５、２０３５）を有する。カム部材は、複数の移動群（１０、２０、３０、４０、４１、２００１、２０１１、２０２１、２０３１）の移動を案内する複数のカムを有し、光軸方向に平行なＸ軸の周りで回転可能である。付勢部材は、第１のカムフォロア（１１１、２００３、２０３３）を第１の端面（９１ａ、９４ａ、２０５１ａ、２０５６ａ、２０５６ｂ）に付勢する。押え部材は、付勢部材を押える（付勢部材（の端部）がある方向に動かないようにする）押え部を有する。付勢部材は、押え部から第１のカムフォロアが離れる方向に第１のカムフォロアを付勢する。このような構成によって第１のカムフォロアを外側にある第２の端面側から付勢できるので、小型化と設計の自由度を向上することができる。
【００６３】
前記押え部は、第１の端面と対向する第２の端面（９２ａ、２０６２ａ、２０４５ａ）であってもよい。第１の端面は、カム部材の最も物体側または最も像側に位置してもよい。これにより、設計の自由度を向上することができる。押え部材は、第１の端面の物体側および像側のうちカム部材に対して第１の端面が位置する側にあり、例えば、第１の端面がカム部材の最も物体側の端面であれば、第２の端面は第１の端面の物体側にあってもよい。
【００６４】
付勢部材は、例えば、（引張力ではなく）圧縮力を前記第１のカムフォロアに加える。付勢部材は、複数の移動群のうち第１の移動群以外の移動群には接続されていないことが好ましい。これにより、小型化を向上することができる。付勢部材は、例えば、圧縮バネ又はゴム（弾性部材）である。第２の端面は、光軸方向に平行な軸に直交する平面であってもよい。これにより、製造が容易になる。
【００６５】
押え部材は樹脂材料によって構成されてもよい。これにより、製造が容易になる。各カムフォロアは金属材料から構成されてもよい。これにより、耐久性が向上する。光学機器は、第１の移動群、カム部材、又は押え部材を光軸方向に移動する駆動手段（２００９）を有してもよい（移動群を駆動する場合は移動群を介してカム筒が回転する）。複数の移動群の中で第１のカムフォロアのストロークが最も長くてもよい。この場合に本発明は特に有効である。
【００６６】
第１の端面は、カム部材の最も物体側の端面または最も像側の端面であってもよい。カム部材と押え部材とは同軸であってもよい。第１の部材は、第１のカム部（９４Ｂ）と、第１のカム部の周りに第１のカム部から突出して設けられた第２のカム部（９４Ｃ）と、を有し、第１のカム部の位相と第２のカム部の位相は、光軸方向に直交する断面において重複してもよい。
【００６７】
以上説明したように、本発明によれば、高い設計自由度を有してカムを利用して移動群を移動させることが可能な小型の光学機器を提供することができる。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１、２、３、４、２００２、２０１２、２０２２、２０３２…光学素子、１１１…１群コロ部材（第１のカムフォロア）、２００３、２０１３、２０２３、２０３３…コロ（カムフォロア）、１０、２０、３０、４０、４１、２００１、２０１１、２０２１、２０３１…レンズ枠（移動群）、９１、９４、２０５０、２０５５…カム筒（カム部材）、９２、２０６０…蓋部材（押え部材）、７１ａ、２０４５…固定部（押え部材）、２００５、２０３５…付勢手段、９１ａ、９４ａ、２０５１ａ、２０５６ａ、２０５６ｂ…第１の端面、９２ａ、２０６２ａ…第２の端面（押え部）、１０、４１、２００１、２０３１…第１の移動群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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