(57)【要約】【課題】光軸方向の移動の途中で互いの間隔を変化させる２つの移動部材に対する位置制御を行うカム環を備えたレンズ鏡筒で、カム環の小型化を実現する。【解決手段】光軸方向に直進移動可能な外筒、外筒内で光軸方向に直進移動可能な内部可動部材、内部可動部材を光軸方向前方に付勢する付勢部材、外筒内での内部可動部材の前方移動端を決める規制部、カム環の周面上に形成され、外筒に設けたカムフォロアと係合して光軸方向に移動制御する第１のカム溝、カム環の同一周面上に前端側へ開口させて形成され、外筒の前方位置では内部可動部材に設けたカムフォロアと係合せず、外筒が後方に移動したとき、内部可動部材に設けたカムフォロアに係合して、該内部可動部材を外筒内で付勢部材の付勢力に抗して光軸方向後方へ移動させる第２のカム溝を有するレンズ鏡筒。【選択図】図８
2014048346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の光軸方向に直進移動可能に支持された外筒；
上記外筒内で光軸方向に直進移動可能に支持された内部可動部材；
上記内部可動部材を光軸方向前方に付勢する付勢部材；
上記外筒内で上記内部可動部材の前方移動端を決める規制部；
回転駆動されるカム環の周面上に形成され、上記外筒に設けたカムフォロアと係合して上記カム環の回転に応じて該外筒を光軸方向に移動制御する第１のカム溝；及び
上記カム環の上記第１のカム溝と同一周面上に該カム環の前端側へ開口させて形成され、上記外筒が光軸方向の所定位置よりも前方に位置するとき、上記内部可動部材に設けたカムフォロアと係合せず上記規制部によって上記外筒内での上記内部可動部材の位置を決めさせ、上記カム環の回転に応じて上記外筒が光軸方向の所定位置よりも後方に移動したとき、上記内部可動部材に設けたカムフォロアに係合して、該内部可動部材を上記外筒内で上記付勢部材の付勢力に抗して光軸方向後方へ移動させる第２のカム溝；
を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１記載のレンズ鏡筒において、上記第２のカム溝は、上記カム環の前端に臨む開口部分が幅広で、光軸方向後方に進むにつれて幅狭になるレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１または２記載のレンズ鏡筒において、上記内部可動部材は、撮像光学系の最も前方のレンズ群を支持し、上記外筒は、上記撮像光学系が撮影を行わない収納位置にあるとき該前方レンズ群の前方の撮影開口を閉じるレンズバリヤを支持しており、
上記内部可動部材が上記規制部により位置決めされる上記外筒内の前方移動端に位置するとき、上記レンズバリヤが開かれてバリヤ開口を形成して上記前方レンズ群の一部が上記バリヤ開口内に進入し、上記内部可動部材が上記第２のカム溝に係合して上記外筒内で光軸方向後方に移動されたとき、上記前方レンズ群が上記バリヤ開口よりも後方に位置して上記レンズバリヤが閉じられるレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、上記カム環は、上記第２のカム溝の形成領域が上記第１のカム溝の形成領域よりも径方向に薄肉に形成されており、上記内部可動部材は、光軸方向で上記カム環に接近したとき上記薄肉部に重なる重畳部を有し、該重畳部から上記第２のカム溝に対して係合する上記カムフォロアが突出しているレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、上記第１のカム溝は、上記カム環の後端側へ開口されており、上記内部可動部材のカムフォロアが上記第２のカム溝に係合して光軸方向に位置制御されるとき、上記外筒のカムフォロアが上記第１のカム溝の後端側開口部に位置するレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、上記内部可動部材は上記外筒と同心状の環状体であり、上記規制部は、
上記環状の内部可動部材の外周部に、周方向に位置を異ならせて突出形成した複数の外周突出部；及び
上記外筒の内周部に、上記複数の外周突出部の光軸方向前方に対向して形成した、周方向位置の異なる複数の対向当接部；
からなり、
上記付勢部材は、上記環状の内部可動部材の外周部と上記外筒の内周部に光軸方向に対向させて形成した前後の支持壁の間に挿入される、周方向に位置を異ならせて設けた複数の圧縮バネからなるレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ鏡筒に関し、特にカム環によって移動部材を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影状態から収納（沈胴）状態になるとき、光学系前方の撮影開口をバリヤで閉じるタイプのレンズ鏡筒で、最も物体側に位置するレンズ群（以下、前方レンズ群と呼ぶ）とバリヤの光軸方向の相対位置を状況に応じて変化させるものが知られている。バリヤが閉じる収納状態では、前方レンズ群を相対的に後退させてバリヤとの干渉を防ぎ、バリヤが開かれる撮影状態では、前方レンズ群を相対的に前方に繰り出して、バリヤの開口部周辺による光線のケラレを防ぐようにしている。
【０００３】
この前方レンズ群とバリヤのように差動する部材をカム環上のカム溝によって制御する場合、軌跡の異なる２種類のカム溝がカム環の周面上に形成されるため、カム環の小型化、主に光軸方向のコンパクト化が制約されがちであった。特に、特許文献１のようにカム溝の同一周面に形成される複数種のカム溝が非線形の軌跡であるとカム溝相互の干渉が生じやすく、これら複数種のカム溝を極限まで接近させることは難しかった。これを解消するべく特許文献２では、カム環の周面上に形成する２種のカム溝を線形のリード溝とした上で、これと別の補完カム機構によって移動部材に対して非線形の移動軌跡を与えている。複数種の溝をリード溝にすることで、カム環の周面上での配置スペース効率が向上し、カム環の小型化を図ることが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５８６４６号公報
【特許文献２】特開２００９−２２２８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のレンズ鏡筒では、以上のような２種類のカム溝を、それぞれが移動制御する移動部材の可動範囲全体を含む完全な軌跡のカム溝としてカム環上に形成していた。そのため、特許文献２のようにカム溝をリード溝化させることによるスペース効率向上は図れるものの、２種類の完全カム溝（リード溝を含む）を形成可能な周面サイズがカム環に必要であるという点でスペース的に依然として制約があり、カム環の小型化に限界があった。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、前方レンズ群とバリヤのように光軸方向の移動の途中で互いの間隔を変化させる２つの移動部材に対する位置制御を行うカム環を備えたレンズ鏡筒において、従来に比してカム環の小型化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のレンズ鏡筒は、撮像光学系の光軸方向に直進移動可能に支持された外筒と、外筒内で光軸方向に直進移動可能に支持された内部可動部材と、内部可動部材を光軸方向前方に付勢する付勢部材と、外筒内で内部可動部材の前方移動端を決める規制部と、回転駆動されるカム環の周面上に形成され、外筒に設けたカムフォロアと係合してカム環の回転に応じて該外筒を光軸方向に移動制御する第１のカム溝と、カム環の第１のカム溝と同一周面上に該カム環の前端側へ開口させて形成され、外筒が光軸方向の所定位置よりも前方に位置するとき、内部可動部材に設けたカムフォロアと係合せず規制部によって外筒内での内部可動部材の位置を決めさせ、カム環の回転に応じて外筒が光軸方向の所定位置よりも後方に移動したとき、内部可動部材に設けたカムフォロアに係合して、該内部可動部材を外筒内で付勢部材の付勢力に抗して光軸方向後方へ移動させる第２のカム溝とを有することを特徴とする。第２のカム溝は、内部可動部材の移動軌跡全体に対応させて形成されるのではなく、外筒に対して内部可動部材を光軸方向に差動させる一部領域にのみ形成されるため、第２のカム溝の形成用のスペースを小さくしてカム環のコンパクト化を図ることができる。
【０００８】
第２のカム溝は、カム環の前端に臨む開口部分が幅広で、光軸方向後方に進むにつれて幅狭になる形状にすることで、内部可動部材に設けたカムフォロアを確実に係合させやすくなる。
【０００９】
本発明は、撮像光学系の最も前方のレンズ群を内部可動部材が支持し、撮像光学系が撮影を行わない収納位置にあるときその前方の撮影開口を閉じるレンズバリヤを外筒が支持しているレンズ鏡筒に好適である。内部可動部材が規制部により位置決めされる外筒内の前方移動端に位置するとき、レンズバリヤが開かれてバリヤ開口を形成して前方レンズ群の一部がバリヤ開口内に進入し、内部可動部材が第２のカム溝に係合して外筒内で光軸方向後方に移動されたとき、前方レンズ群がバリヤ開口よりも後方に位置してレンズバリヤが閉じられるようにするとよい。
【００１０】
カム環において、第２のカム溝の形成領域を第１のカム溝の形成領域よりも径方向に薄肉に形成し、内部可動部材には、光軸方向でカム環に接近したとき薄肉部に重なる重畳部を設け、該重畳部に突設したカムフォロアを第２のカム溝に係合させることが好ましい。これにより、内部可動部材のカムフォロアが第２のカム溝に係合する部分が径方向にスペース効率良く配置され、レンズ鏡筒の大径化を抑えることができる。
【００１１】
第１のカム溝をカム環の後端側へ開口させて形成し、内部可動部材のカムフォロアが第２のカム溝に係合して光軸方向に位置制御されるとき、外筒のカムフォロアが第１のカム溝の後端側開口部に位置する構成にしてもよい。第１のカム溝の後端側を塞ぐ肉厚を省略できるため、カム環の光軸方向サイズをさらにコンパクト化することができる。
【００１２】
内部可動部材を外筒と同心状の環状体とした上で、この環状の内部可動部材の外周部に、周方向に位置を異ならせて突出形成した複数の外周突出部と、この複数の外周突出部の光軸方向前方に対向させて外筒の内周部に形成した、周方向位置の異なる複数の対向当接部とによって、内部可動部材の前方移動端を決める規制部を構成するとよい。また、付勢部材は、環状の内部可動部材の外周部と外筒の内周部に光軸方向に対向させて形成した前後の支持壁の間に挿入される圧縮バネとすることが好ましく、この圧縮バネを周方向に位置を異ならせて複数設けるとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カム環の第１のカム溝により移動制御される外筒内において内部可動部材を光軸方向に可動に支持させ、付勢部材の付勢力を用いた規制部の当接によって外筒内での内部可動部材の前方移動端を定めると共に、外筒内での内部可動部材の後方への移動をカム環上の第２のカム溝によって行うこととしたので、内部可動部材の全体的な移動軌跡に比して第２のカム溝を短くして、カム環の小型化、特に光軸方向のコンパクト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用したズームレンズ鏡筒の一実施形態を示す収納（沈胴）状態の側断面図である。
【図２】同ズームレンズ鏡筒の繰出（撮影）状態での側断面図である。
【図３】同ズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図４】カム環の斜視図である。
【図５】第１レンズ群を支持する１群支持環と第１筒の分解斜視図である。
【図６】第１筒に支持されるレンズバリヤ機構の分解斜視図である。
【図７】カム環の外周面の一部を示す展開図である。
【図８】ズームレンズ鏡筒の収納状態における１群支持環と第１筒とカム環の関係を示す側断面図である。
【図９】ズームレンズ鏡筒の繰出状態における１群支持環と第１筒とカム環の関係を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
主に図１ないし図３を参照して沈胴式のズームレンズ鏡筒１０の全体構成を説明する。ズームレンズ鏡筒１０の撮像光学系は、図２の撮影（繰出）状態において物体（被写体）側から順に、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、シャッタＳ、第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４、光学フィルタ２５及び撮像素子６２を備える。この撮像光学系は焦点距離可変のズーム光学系であり、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２及び第３レンズ群ＬＧ３を光学系の撮影光軸Ｏに沿って所定の軌跡で進退させることによってズーミングを行う。また、撮影光軸Ｏに沿って第４レンズ群ＬＧ４を移動させることでフォーカシングを行う。以下の説明中で光軸方向とは、撮像光学系の撮影光軸Ｏと平行な方向を意味し、前方とは光軸方向の前方（被写体側）、後方とは光軸方向の後方（像面側）を意味する。
【００１６】
ズームレンズ鏡筒１０は、固定部材として筒状のハウジング２２を備える。ハウジング２２の後部に撮像素子ホルダ２１が固定され、撮像素子ホルダ２１の前面に光学フィルタ２５と撮像素子６２が支持される。
【００１７】
第４レンズ群ＬＧ４は４群枠５１に保持されている。４群枠５１は外径方向に突出する一対のガイド腕５１ａ、５１ｂを有し、一方のガイド腕５１ａの先端に設けたガイド孔が、ハウジング２２内に固定された光軸方向に延びるガイド軸（図示略）に対して摺動自在に嵌り、他方のガイド腕５１ｂの先端部がハウジング２２の内周面に形成された光軸方向への長溝２２ａに対して摺動自在に嵌っている。これにより、４群枠５１はハウジング２２に対して光軸方向に直進移動可能に支持されている。４群枠５１は、図示を省略するＡＦモータによって光軸方向に進退駆動される。
【００１８】
ハウジング２２の内側には第３筒１５が支持されている。第３筒１５の外周面には、ハウジング２２内に支持されたズームギヤ（図示略）と噛み合う周面ギヤ１５ａが形成されており、ズームギヤはズームモータ１５０によって回転駆動されて第３筒１５に回転力を伝達する。第３筒１５の外面には、周面ギヤ１５ａと同じ領域に外面ヘリコイド１５ｂが形成されており、この外面ヘリコイド１５ｂがハウジング２２の内面ヘリコイド２２ｂに螺合している。図１の収納（沈胴）状態からズームモータ１５０によりズームギヤを回転駆動させると、内面ヘリコイド２２ｂの案内によって第３筒１５が回転しながら光軸方向前方に移動する。
【００１９】
第３筒１５の内側には直進案内環１４が支持されている。ハウジング２２の内周面に光軸方向への直線溝２２ｃが形成されており、直進案内環１４は、直線溝２２ｃに対して直進案内突起１４ａを摺動自在に係合させることで光軸方向に直進案内されている。直進案内環１４はまた、第３筒１５の内周面に撮影光軸Ｏを中心として形成した周方向溝１５ｃに対して回転案内突起１４ｂを摺動自在に係合させることで、第３筒１５の相対回転を許しつつ、光軸方向には第３筒１５と共に移動する。
【００２０】
直進案内環１４には、内周面と外周面を貫通する貫通ガイド溝１４ｃが形成されている。貫通ガイド溝１４ｃは、撮影光軸Ｏに対して斜行する溝であり、カム環１１の外周面に設けた外径突起１１ａが摺動可能に嵌まっている。外径突起１１ａはさらに、第３筒１５の内周面に形成した光軸方向への回転伝達溝１５ｄに対して摺動自在に係合しており、この係合関係によってカム環１１が第３筒１５と共に回転される。カム環１１は、貫通ガイド溝１４ｃの案内を受けて、回転しながら第３筒１５及び直進案内環１４に対して光軸方向に進退される。
【００２１】
直進案内環１４の内周面には光軸方向に延びる直線溝１４ｄ、１４ｅが形成されている。直線溝１４ｄに対して３群支持環８の直進案内突起８ａが摺動自在に係合しており、３群支持環８が直進案内環１４を介して光軸方向に直進案内されている。直線溝１４ｅに対して第２筒１３の直進案内突起１３ａが摺動自在に係合しており、第２筒１３も直進案内環１４を介して光軸方向に直進案内されている。第２筒１３の内周面に設けた回転案内突起１３ｂが、カム環１１の外周面に形成した周方向溝１１ｂに対して摺動自在に係合しており、第２筒１３は、カム環１１の相対回転を許しつつ、光軸方向にはカム環１１と共に移動する。
【００２２】
３群支持環８の内部には、防振ユニット２６を介して第３レンズ群ＬＧ３が支持されている。防振ユニット２６は、第３レンズ群ＬＧ３を撮影光軸Ｏと略直交する平面に沿って移動可能に支持しており、ズームレンズ鏡筒１０に加わる振れの方向と大きさに応じて、第３レンズ群ＬＧ３を撮影光軸Ｏに対してシフトさせ、結像面上での被写体像のずれ（像振れ）を抑制することができる。３群支持環８内にはまた、シャッタＳを内蔵したシャッタユニット２７が防振ユニット２６の前部に固定されている。
【００２３】
本発明の要旨と関係がないため詳細な図示を省略するが、第３レンズ群ＬＧ３を保持する３群枠５は、撮影光軸Ｏと平行な回動軸を介して防振ユニット２６内に軸支されており、撮影光軸Ｏ上に第３レンズ群ＬＧ３を位置させる図２の挿入位置と、撮影光軸Ｏ上から第３レンズ群ＬＧ３を離脱させる図１の離脱位置に揺動可能である。３群枠５は挿入位置へ向けて付勢されており、外力を与えない状態では挿入位置に保持される。３群支持環８が光軸方向における所定位置から後方に移動すると、撮像素子ホルダ２１から前方に向けて突設した離脱押圧突起２１ａが３群枠５に当接し、３群支持環８の後方移動力から３群枠５を離脱位置へ回動させる分力が生じ、３群枠５が離脱位置まで回動される。
【００２４】
３群支持環８は光軸方向へ延びる直進案内キー８ｂを備え、直進案内キー８ｂに対して２群支持環３の内周面に形成した光軸方向への直線溝が摺動自在に係合している。この係合によって２群支持環３が３群支持環８を介して光軸方向に直進案内されている。２群支持環３内には第２レンズ群ＬＧ２が固定的に支持されている。
【００２５】
第２筒１３の内周面には光軸方向に延びる直線溝１３ｃが形成され、該直線溝１３ｃに対して第１筒（外筒）１２の直進案内突起１２ａが摺動自在に係合しており、第１筒１２が第２筒１３を介して光軸方向へ直進案内されている。第１筒１２の内部には、１群支持環（内部可動部材）２を介して第１レンズ群ＬＧ１が支持されている。この第１筒１２と１群支持環２の関係については後述する。
【００２６】
カム環１１の内周面に形成した２群制御カム溝Ｍ２に対し、２群支持環３の外周面に設けたカムフォロアＮ２が係合し、同じくカム環１１の内周面に形成した３群制御カム溝Ｍ３に対し、３群支持環８の外周面に設けたカムフォロアＮ３が係合している。２群支持環３と３群支持環８はそれぞれ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、２群制御カム溝Ｍ２と３群制御カム溝Ｍ３の形状に従って２群支持環３と３群支持環８が光軸方向へ所定の軌跡で移動され、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の位置が制御される。
【００２７】
第１筒１２は内径方向に突出するカムフォロアＮ１を有し、このカムフォロアＮ１が、カム環１１の外周面に形成した１群制御カム溝（第１のカム溝）Ｍ１に摺動可能に嵌合している。第１筒１２は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、１群制御カム溝Ｍ１の形状に従って第１筒１２が光軸方向へ所定の軌跡で移動され、第１レンズ群ＬＧ１の位置が制御される。
【００２８】
第１筒１２の前端にはレンズバリヤ機構１０１が設けられる。レンズバリヤ機構１０１は、中央に開口１０２ａを有するバリヤ支持環１０２を備え、該バリヤ支持環１０２と後方のバリヤ駆動環１０３の間に、光軸方向に軸線を向けた回動軸により軸支された各一対のバリヤ羽根１０４、１０５を備える。撮影光軸Ｏを中心とするバリヤ駆動環１０３の正逆回転に応じてバリヤ羽根１０４とバリヤ羽根１０５が連動して開閉動作を行い、図１の収納状態ではバリヤ羽根１０４とバリヤ羽根１０５が閉じられ、図２の撮影状態ではバリヤ羽根１０４とバリヤ羽根１０５が開かれる。より詳しくは、図６に示すように、バリヤ羽根１０４とバリヤ羽根１０５を閉じ方向に付勢する一対のトーションバネ１０６と、バリヤ駆動環１０３をバリヤ開き方向に付勢する一対の引張バネ１０７を有し、引張バネ１０７の付勢力がトーションバネ１０６の付勢力よりも強く設定されている。図２の撮影状態では、引張バネ１０７の付勢力による回動端に位置するバリヤ駆動環１０３がバリヤ羽根１０４とバリヤ羽根１０５を押圧してバリヤ開放状態にさせる。図２の撮影状態から図１の収納状態になると、カム環１１の前端側に設けた押圧部１１ｃがバリヤ駆動環１０３を押圧して引張バネ１０７の付勢力に抗する方向へ回動させ、バリヤ駆動環１０３による押圧が解除されたバリヤ羽根１０４とバリヤ羽根１０５が、トーションバネ１０６の付勢力によって閉じられる。
【００２９】
以上のズームレンズ鏡筒１０で、部材間で直進案内や回転伝達などを行うための各種の係合部分は、安定した係合支持性能を得るために周方向に位置を異ならせて複数箇所設けられている。例えば、カム環１１上の各カム溝Ｍ１、Ｍ２，Ｍ３は、周方向に略等間隔でそれぞれ３つずつ形成されており、これに係合するカムフォロアＮ１、Ｎ２，Ｎ３も同様に、周方向に略等間隔で３つずつ設けられている。個別の説明は省略するが、カム溝やカムフォロア以外の係合部分も、傾きを防いで安定した支持や摺動を行わせるために、最適な数と配置が選択されている。
【００３０】
第１レンズ群ＬＧ１の支持構造の詳細を説明する。図５に示すように、第１筒１２の内周面の前端付近から光軸方向後方に向けて、光軸方向に延びるガイドキー１２ｂが形成され、１群支持環２の外周面上に、光軸方向に延びるガイド溝２ａが設けられている。ガイド溝２ａに対してガイドキー１２ｂが摺動自在に係合しており、ガイドキー１２ｂの両側面とガイド溝２ａの対向面の摺接関係によって、第１筒１２内で１群支持環２が光軸方向に直進移動可能かつ相対回転は規制されて支持されている。１群支持環２の外周面上には、ガイド溝２ａに隣接する位置に前方規制突起（規制部、外周突出部）２ｂが設けられている。前方規制突起２ｂは１群支持環２の本体部分の前端面よりも光軸方向前方に突出しており、この前方規制突起２ｂの前端面が、第１筒１２の内側に形成した規制壁（規制部、対向当接部）１２ｃに当接することで、第１筒１２に対する１群支持環２の前方への移動端が決まる。規制壁１２ｃは、第１筒１２の内周面に形成した凹部１２ｃ-１の前方を塞ぐ壁面であり、この凹部１２ｃ-１内に前方規制突起２ｂが進入して規制壁１２ｃに対向する。なお、第１筒１２に対する１群支持環２の前方移動端を決める構成はこれに限定されない。例えば、前方規制突起２ｂの前端部が１群支持環２の本体部分の前端面よりも前方に突出しない形態や、前方規制突起２ｂ以外の箇所が第１筒１２に当接する形態であっても、１群支持環２の前方移動端を決めることができる。
【００３１】
第１筒１２の内周面にバネ収納部１２ｄが形成され、バネ収納部１２ｄ内に１群付勢バネ（付勢部材、圧縮バネ）３２が挿入されている。バネ収納部１２ｄは、ガイドキー１２ｂの幅方向中央部分に形成した凹部からなり、前端側が開放されて後端側がバネ支持壁１２ｅで閉じられている。１群付勢バネ３２は圧縮コイルバネであり、軸線が光軸方向に向くように配置されている。１群付勢バネ３２の後端はバネ支持壁１２ｅに当て付いている。１群付勢バネ３２の前端は、１群支持環２の外周面上に設けたバネ支持壁２ｃに当て付いている。バネ支持壁２ｃは、ガイド溝２ａの前端部を塞ぐ立壁として形成されている。前後のバネ支持壁２ｃとバネ支持壁１２ｅの間隔は、第１筒１２に対する１群支持環２の光軸方向の相対位置に応じて変化し、前方規制突起２ｂが規制壁１２ｃに当接する１群支持環２の前方移動端でバネ支持壁２ｃとバネ支持壁１２ｅが最も離間する。１群付勢バネ３２の自由状態での長さは、この離間状態のバネ支持壁２ｃとバネ支持壁１２ｅの間隔よりも長く設定されている。よって、バネ支持壁２ｃとバネ支持壁１２ｅの間（バネ収納部１２ｄ内）に挿入した１群付勢バネ３２は自由状態よりも圧縮された状態になり、圧縮から復元しようとする力によって１群支持環２を第１筒１２内で前方に付勢する。この１群付勢バネ３２の付勢力により、１群支持環２は前方規制突起２ｂを第１筒１２の規制壁１２ｃに当接させる前方移動端に保持される。以上の第１筒１２内での１群支持環２の支持構造を構成する、ガイド溝２ａとガイドキー１２ｂ、前方規制突起２ｂと規制壁１２ｃ、バネ支持壁２ｃとバネ収納部１２ｄ（バネ支持壁１２ｅ）、１群付勢バネ３２はそれぞれ、周方向に略等間隔で３つずつ設けられている。
【００３２】
前述のように、第１筒１２の位置は、カム環１１の１群制御カム溝Ｍ１によって制御される。図７の「Ｒ１」、「Ｗ１」、「Ｔ１」はそれぞれ、ズームレンズ鏡筒１０が収納状態（図１）、撮影状態（図２）のワイド端、同テレ端にあるときの、１群制御カム溝Ｍ１内での第１筒１２のカムフォロアＮ１の位置である。これらの各位置を収納位置Ｒ１、ワイド端位置Ｗ１、テレ端位置Ｔ１と呼ぶ。１群制御カム溝Ｍ１のうちワイド端位置Ｗ１からテレ端位置Ｔ１までの範囲が撮影時に用いられるズーム域である。図７に示す１群制御カム溝Ｍ１の形状から分かるように、第１筒１２は、収納状態ではカム環１１に対して光軸方向の最も後方に位置し、ワイド端、テレ端と進むにつれて光軸方向前方に繰り出されていく。１群制御カム溝Ｍ１のうちカムフォロアＮ１の収納位置Ｒ１付近の後端領域は、カム環１１の後端側に開口している。
【００３３】
図４及び図７に示すように、カム環１１の外周面には、１群制御カム溝Ｍ１とは別に１群収納カム溝（第２のカム溝）Ｍ１１が形成されている。カム環１１は、１群制御カム溝Ｍ１が形成されている部分よりも外周面の位置が内径側に低くなっている薄肉部１１ｄを有し、この薄肉部１１ｄ上に１群収納カム溝Ｍ１１が形成されている。図１、図２、図５、図８及び図９に示すように、１群支持環２の後端部には薄肉部１１ｄに対応する位置に支持片（重畳部）２ｄが形成され、支持片２ｄから内径方向に向けてカムフォロアＮ１１が突出している。１群支持環２とカム環１１が光軸方向に接近すると、支持片２ｄが薄肉部１１ｄの外側に重なり（図１、図８参照）、１群収納カム溝Ｍ１１にカムフォロアＮ１１が進入する。薄肉部１１ｄと支持片２ｄを重ねた肉厚は、１群制御カム溝Ｍ１が形成されるカム環１１の本体部分の肉厚と略同じになっている。１群制御カム溝Ｍ１及びカムフォロアＮ１と同様に、１群収納カム溝Ｍ１１とカムフォロアＮ１１も周方向に略等間隔で３つ設けられている。
【００３４】
図７の「Ｒ１１」、「Ｗ１１」、「Ｔ１１」はそれぞれ、ズームレンズ鏡筒１０が図１の収納状態、撮影状態のワイド端、同テレ端にあるときの、１群支持環２のカムフォロアＮ１１の位置である。これらの各位置を収納位置Ｒ１１、ワイド端位置Ｗ１１、テレ端位置Ｔ１１と呼ぶ。１群収納カム溝Ｍ１１はカム環１１の前端側に開口しており、カムフォロアＮ１１のワイド端位置Ｗ１１からテレ端位置Ｔ１１に至るズーム域の全体で１群収納カム溝Ｍ１１が存在していない。１群収納カム溝Ｍ１１が存在するのは、ワイド端位置Ｗ１１より後方に進んだ位置から収納位置Ｒ１１までの範囲である。１群収納カム溝Ｍ１１は、カム環１１の前端側に臨む開口部の溝幅が広く、光軸方向後方に進むにつれて徐々に溝幅を狭くしており、収納位置Ｒ１１では、カムフォロアＮ１１をガタなく保持する溝幅になっている。より詳しくは、１群収納カム溝Ｍ１１は、カム環１１の回転方向（周方向）に対して傾斜する差動傾斜溝部Ｍ１１-１と、差動傾斜溝部Ｍ１１-１に続いて斜め後方に延びる通常傾斜溝部Ｍ１１-２と、カム環１１の回転方向に沿って延びてカムフォロアＮ１１の収納位置Ｒ１１を含む収納溝部Ｍ１１-３を有している。差動傾斜溝部Ｍ１１-１は、カム環１１の前端側に開口し、該開口から後方に進むにつれて徐々に溝幅を狭くする幅徐変溝である。差動傾斜溝部Ｍ１１-１の一方の側面は、通常傾斜溝部Ｍ１１-２の軌跡と略平行な連続傾斜面Ｋ１であり、他方の側面は、連続傾斜面Ｋ１よりもカム環１１の回転方向に対する傾き角が大きい差動ガイド面Ｋ２であり、光軸方向前方へ進むにつれて連続傾斜面Ｋ１と差動ガイド面Ｋ２の間隔が大きくなる。通常傾斜溝部Ｍ１１-２と収納溝部Ｍ１１-３は、カムフォロアＮ１１をガタなく保持する一定の溝幅である。
【００３５】
１群制御カム溝Ｍ１におけるワイド端位置Ｗ１から収納位置Ｒ１にかけての領域は、１群収納カム溝Ｍ１１に似た軌跡になっており、カム環１１の回転方向に対して所定の傾斜を有する傾斜溝部Ｍ１-１と、カム環１１の回転方向に延びてカムフォロアＮ１の収納位置Ｒ１を含む収納溝部Ｍ１-２を有している。前述の通り、１群収納カム溝Ｍ１１の差動ガイド面Ｋ２は、通常傾斜溝部Ｍ１１-２よりもカム環１１の回転方向に対する傾き角が大きく設定されているが、１群制御カム溝Ｍ１の傾斜溝部Ｍ１-１は、１群収納カム溝Ｍ１１の通常傾斜溝部Ｍ１１-２と略同じ傾斜角である。そのため、カム環１１の単位回転角あたりに、１群収納カム溝Ｍ１１の差動ガイド面Ｋ２がカムフォロアＮ１１に対して与える光軸方向移動量は、１群制御カム溝Ｍ１の傾斜溝部Ｍ１-１がカムフォロアＮ１に対して与える光軸方向移動量に比して大きくなる。
【００３６】
以上の構造からなるズームレンズ鏡筒１０は次のように動作する。図１に示す収納状態において、ズームレンズ鏡筒１０が搭載される撮像装置に設けたメインスイッチがオンされると、ズームモータ１５０が鏡筒繰出方向に駆動されてズームギヤが回転し、第３筒１５がハウジング２２の内面ヘリコイド２２ｂにガイドされて前方へ回転繰出される。直進案内環１４は、第３筒１５と共に前方に直進移動する。このとき、第３筒１５から回転力が付与されるカム環１１は、直進案内環１４の前方への直進移動分と、該直進案内環１４との間に設けたリード構造（貫通ガイド溝１４ｃと外径突起１１ａ）による繰出分との合成移動を行う。
【００３７】
カム環１１が回転すると、その内側では、直進案内環１４により直進案内された３群支持環８が、カムフォロアＮ３と３群制御カム溝Ｍ３の関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動され、３群支持環８を介して直進案内された２群支持環３が、カムフォロアＮ２と２群制御カム溝Ｍ２の関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。また、カム環１１が回転すると、その外側では、直進案内環１４と第２筒１３を介して直進案内された第１筒１２が、カムフォロアＮ１と１群制御カム溝Ｍ１の関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。
【００３８】
すなわち、鏡筒収納状態からの第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２及び第３レンズ群ＬＧ３の繰出量はそれぞれ、ハウジング２２に対するカム環１１の前方移動量と、該カム環１１に対する第１筒１２（１群支持環２）、２群支持環３、３群支持環８（防振ユニット２６）のカム繰出量との合算値として決まる。ズーミングは、これら第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２及び第３レンズ群ＬＧ３が互いの空気間隔を変化させながら撮影光軸Ｏ上を移動することにより行われる。図１の収納状態から鏡筒繰出を行うと、まずワイド端の繰出状態になり、さらにズームモータ１５０を鏡筒繰出方向に駆動させると、テレ端の繰出状態となる。メインスイッチをオフすると、ズームモータ１５０が鏡筒収納方向に駆動され、ズームレンズ鏡筒１０は上記の繰出動作とは逆の収納動作を行い、図１の収納状態になる。
【００３９】
また、ワイド端からテレ端までの撮影状態にあるとき、測距手段によって得られた被写体距離情報に応じてＡＦモータを駆動することにより、第４レンズ群ＬＧ４を支持する４群枠５１が撮影光軸Ｏに沿って移動してフォーカシングが実行される。
【００４０】
レンズバリヤ機構１０１は、ズームレンズ鏡筒１０の収納状態では、引張バネ１０７の付勢力に抗してバリヤ駆動環１０３がカム環１１の押圧部１１ｃにより押さえられ、バリヤ羽根１０４、１０５がトーションバネ１０６の付勢力で閉じられている（図１、図８）。収納位置からのズームレンズ鏡筒１０の繰出動作が行われると、カム環１１から離れたバリヤ駆動環１０３が引張バネ１０７の力で回動されてバリヤ羽根１０４、１０５が開かれる（図２、図９）。収納状態では、閉じられたバリヤ羽根１０４、１０５の後方に第１レンズ群ＬＧ１が位置しており、これらが干渉することがない。一方、撮影状態では開かれたバリヤ羽根１０４、１０５が形成するバリヤ開口の内側に第１レンズ群ＬＧ１の一部が進入している。このように第１筒１２内での第１レンズ群ＬＧ１の光軸方向位置を変化させることにより、ズームレンズ鏡筒１０の光軸方向長さを増大させずに光学設計の自由度を高くすることができる。例えば、本実施形態のズームレンズ鏡筒１０では、高変倍比なズームレンズを構成するべく、図２に示す撮影状態で第２レンズ群ＬＧ２を第１レンズ群ＬＧ１の至近まで移動させているが、この第２レンズ群ＬＧ２の位置設定は、撮影状態になるときに第１レンズ群ＬＧ１を第１筒１２内で前方に移動させることで実現されている。また、撮影状態になるときにレンズバリヤ機構１０１に対して第１レンズ群ＬＧ１を前方に移動させることで、バリヤ支持環１０２やバリヤ羽根１０４、１０５による光線のケラレを防いでいる。
【００４１】
このようなバリヤ羽根１０４、１０５と第１レンズ群ＬＧ１の位置関係は、第１筒１２と１群支持環２の関係によって制御される。前述のように、１群支持環２は第１筒１２内で光軸方向に直進移動可能に支持されており、外力が加わらない状態では、１群付勢バネ３２によって前方に向けて移動付勢された１群支持環２が、前方規制突起２ｂが規制壁１２ｃに当接する前方移動端に保持される。この１群支持環２の前方移動端では、バリヤ羽根１０４、１０５の移動平面と重なる位置まで第１レンズ群ＬＧ１が進出する。図２、図７及び図９に示すように、撮影状態では１群支持環２に設けたカムフォロアＮ１１が１群収納カム溝Ｍ１１から前方に離脱しているため、１群支持環２が１群収納カム溝Ｍ１１による位置制御を受けずに第１筒１２内の前方移動端に保持される。撮影状態における第１筒１２と１群支持環２の結合体に対する光軸方向の位置管理は、第１筒１２側のカムフォロアＮ１と１群制御カム溝Ｍ１の係合関係によって行われる。
【００４２】
図２及び図９の撮影状態から図１及び図８の収納状態に向けて動作すると、カム環１１の収納方向回転によって、カムフォロアＮ１が１群制御カム溝Ｍ１内のテレ端位置Ｔ１やワイド端位置Ｗ１から収納位置Ｒに向けて移動し、カムフォロアＮ１が傾斜溝部Ｍ１-１の案内を受けることによって第１筒１２がカム環１１に対して光軸方向後方に移動される。１群支持環２は第１筒１２と共に後方に移動して支持片２ｄをカム環１１の薄肉部１１ｄに接近させ、支持片２ｄ上のカムフォロアＮ１１がワイド端位置Ｗ１１を超えて後方に移動すると、１群収納カム溝Ｍ１１の前端開口から差動傾斜溝部Ｍ１１-１内に進入する。１群収納カム溝Ｍ１１の前端開口部の溝幅が広くなっているため、カムフォロアＮ１１をスムーズに１群収納カム溝Ｍ１１内に進入させることができる。鏡筒収納時のカム環１１の回転進行方向は図７中の下方であるため、差動傾斜溝部Ｍ１１-１内に進入したカムフォロアＮ１１が差動ガイド面Ｋ２に当接し、差動ガイド面Ｋ２の案内を受けることによって１群支持環２が光軸方向後方に移動される。前述のように、１群収納カム溝Ｍ１１の差動ガイド面Ｋ２は、１群制御カム溝Ｍ１の傾斜溝部Ｍ１-１よりもカム環１１の回転方向に対する傾斜が大きく、カム環１１の単位回転角で、差動ガイド面Ｋ２がカムフォロアＮ１１に対して与える光軸方向後方への移動量が、傾斜溝部Ｍ１-１がカムフォロアＮ１に対して与える光軸方向後方への移動量よりも大きい。これにより、第１筒１２の後方移動量よりも１群支持環２の後方移動量の方が大きくなり、１群支持環２は、１群付勢バネ３２の付勢力に抗して前方規制突起２ｂを規制壁１２ｃから離間させる後退移動を第１筒１２内で行う。この第１筒１２内での１群支持環２の後退移動は、カム環１１の押圧部１１ｃがバリヤ駆動環１０３を押圧してバリヤ羽根１０４、１０５の閉じ動作が行われるよりも早いタイミングで行われる。そのため、バリヤ羽根１０４、１０５が閉じられるよりも前に第１レンズ群ＬＧ１が後方に退避し、バリヤ羽根１０４、１０５と第１レンズ群ＬＧ１の干渉が生じない。
【００４３】
カム環１１がさらに収納方向に回転すると、１群収納カム溝Ｍ１１内での１群支持環２のカムフォロアＮ１１の位置が差動傾斜溝部Ｍ１１-１から通常傾斜溝部Ｍ１１-２に移行する。通常傾斜溝部Ｍ１１-２から収納溝部Ｍ１１-３にかけてはカムフォロアＮ１１をガタなく精密に位置制御する溝幅であり、１群付勢バネ３２の付勢力に抗して、バリヤ羽根１０４、１０５に対して第１レンズ群ＬＧ１を後方に退避させた後退位置に１群支持環２が保持され続ける。一方、１群制御カム溝Ｍ１は傾斜溝部Ｍ１-１の後端部から収納溝部Ｍ１-２に至る後端領域がカム環１１の後端面側に開口されており、カムフォロアＮ１に対する厳密な位置制御が解除される。そのため、カムフォロアＮ１が収納位置Ｒ１に達した状態では、第１筒１２と１群支持環２の結合体に対する光軸方向の位置管理は、主として１群支持環２側のカムフォロアＮ１１（収納位置Ｒ１１）と収納カム溝Ｍ１１（収納溝部Ｍ１１-３）の係合関係によって行われる。
【００４４】
以上のように、撮影状態では、１群付勢バネ３２の付勢力によって第１筒１２内で１群支持環２を一定の光軸方向位置（前方移動端）に保持させ、撮影状態から収納状態に移行するときにのみ、１群収納カム溝Ｍ１１の差動傾斜溝部Ｍ１１-１によってカムフォロアＮ１１を案内して第１筒１２内で１群支持環２を後退移動させる構成となっている。これにより、撮影状態でカムフォロアＮ１１の位置制御を行うカム溝領域をカム環１１上から省略することができ、テレ端位置Ｔ１１から収納位置Ｒ１１までのカムフォロアＮ１１の移動軌跡全体に対応する完全形状のカム溝を形成する構成に比して、１群収納カム溝Ｍ１１の長さが著しく短縮化されている。１群収納カム溝Ｍ１１が非常に短いため、１群制御カム溝Ｍ１と干渉することなくカム環１１の外周面上にスペース効率良く配置することができる。また、１群収納カム溝Ｍ１１が存在するのは、カムフォロアＮ１１の移動軌跡のうちワイド端位置Ｗ１１の後方の領域のみであるため、ワイド端位置Ｗ１１から前方の領域を形成するためのスペースをカム環１１上に確保する必要がなく、カム環１１の光軸方向長さを短くすることができる。
【００４５】
図１、図８に示すように、収納状態では、１群収納カム溝Ｍ１１が形成されるカム環１１の薄肉部１１ｄと、カムフォロアＮ１１が設けられる１群支持環２の支持片２ｄが径方向に重なっているが、薄肉部１１ｄと支持片２ｄを合わせた肉厚がカム環１１の本体部分の肉厚と略同じである。そのため、カム環１１によって１群支持環２と第１筒１２の２つの移動部材の位置制御を行いつつ、実質的な肉厚は１群支持環２を除いたカム環１１と第１筒１２の２部材分に収まっており、第１レンズ群ＬＧ１の支持構造における大径化が防がれている。これも１群収納カム溝Ｍ１１の長さが短いことで得られる効果である。短い１群収納カム溝Ｍ１１はカム環１１の外周面上に占めるスペースが小さいため、カム環１１の強度を損なわず、かつ１群制御カム溝Ｍ１の形成を妨げることもなく、１群収納カム溝Ｍ１１の形成領域を肉厚の小さい薄肉部１１ｄとすることができる。そして１群支持環２は、カム環１１の厚肉部分（１群制御カム溝Ｍ１が形成される本体部分）の外側を覆う径方向位置ではなく、カム環１１の薄肉部１１ｄの外側に支持片２ｄを重ねる径方向位置に設けられている。これにより１群支持環２の厚み分のスペースを空けることなく、カム環１１のすぐ外側に第１筒１２を配置することが可能となっている。
【００４６】
また、撮影状態では、１群収納カム溝Ｍ１１からカムフォロアＮ１１を離脱させ、カムフォロアＮ１と１群制御カム溝Ｍ１によって第１レンズ群ＬＧ１（第１筒１２と１群支持環２の結合体）の光軸方向の位置管理を行う。一方、収納状態では、１群制御カム溝Ｍ１の後端開口部分である収納溝部Ｍ１-２にカムフォロアＮ１を位置させ、１群収納カム溝Ｍ１１の収納溝部Ｍ１１-２とカムフォロアＮ１１によって第１レンズ群ＬＧ１（第１筒１２と１群支持環２の結合体）の光軸方向の位置管理を行うように切り替えている。つまり、１群制御カム溝Ｍ１と１群収納カム溝Ｍ１１のいずれか一方が第１レンズ群ＬＧ１の光軸方向位置を厳密に定め、他方はその位置管理に干渉しないように構成している。これにより、１群制御カム溝Ｍ１と１群収納カム溝Ｍ１１の相互の精度管理が容易になり、同一周面上に複数種のカム溝を有するカム環１１の生産性が向上する。また、１群制御カム溝Ｍ１の収納溝部Ｍ１-２をカム環１１の後端側に開口させることにより、１群制御カム溝Ｍ１の後端部分を閉じるための肉厚が不要となり、カム環１１の後端側における光軸方向長さの短縮化の効果も得られる。
【００４７】
以上、図示実施形態に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図示実施形態はバリヤ機構１０１を支持する第１筒１２と第１レンズ群ＬＧ１を支持する１群支持環２の動作に関しているが、本発明は、光軸方向の差動区間を有する２つの移動部材（外筒と内部可動部材）に対してカム環を用いた位置制御を行うレンズ鏡筒であれば適用が可能であり、外筒と内部可動部材に支持される光学要素の種類を限定するものではない。また、図示実施形態はズームレンズ鏡筒に適用しているが、変倍動作を行わないレンズ鏡筒にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
２  １群支持環（内部可動部材）
２ａ  ガイド溝
２ｂ  前方規制突起（規制部、外周突出部）
２ｃ  バネ支持壁
２ｄ  支持片（重畳部）
３  ２群支持環
５  ３群枠
８  ３群支持環
１０  ズームレンズ鏡筒
１１  カム環
１１ｃ  押圧部
１１ｄ  薄肉部
１２  第１筒（外筒）
１２ｂ  ガイドキー
１２ｃ  規制壁（規制部、対向当接部）
１２ｃ-１  凹部
１２ｅ  バネ支持壁
１３  第２筒
１４  直進案内環
１５  第３筒
２１  撮像素子ホルダ
２２  ハウジング
２５  光学フィルタ
２６  防振ユニット
２７  シャッタユニット
３２  １群付勢バネ（付勢部材、圧縮バネ）
５１  ４群枠
６２  撮像素子
１０１  レンズバリヤ機構
１０４  １０５  バリヤ羽根
１５０  ズームモータ
Ｋ１  連続傾斜面
Ｋ２  差動ガイド面
ＬＧ１  第１レンズ群
ＬＧ２  第２レンズ群
ＬＧ３  第３レンズ群
ＬＧ４  第４レンズ群
Ｍ１  １群制御カム溝（第１のカム溝）
Ｍ１-１  傾斜溝部
Ｍ１-２  収納溝部
Ｍ２  ２群制御カム溝
Ｍ３  ３群制御カム溝
Ｍ１１  １群収納カム溝（第２のカム溝）
Ｍ１１-１  差動傾斜溝部
Ｍ１１-２  通常傾斜溝部
Ｍ１１-３  収納溝部
Ｎ１  Ｎ２  Ｎ３  カムフォロア
Ｏ  撮影光軸
Ｓ  シャッタ
【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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