(57)【要約】【課題】回転駆動される単一のカム環に、該カム環の回転方向に離間した開始領域と終了領域を有する、基礎軌跡の異なる２種類以上のカム溝を形成し、これら２種類のカム溝にそれぞれ、光軸方向に直進案内された２つの直進部材のカムフォロアを係合させるズームレンズ鏡筒において、カム環の軸方向長を短縮し、カム溝の配置の自由度を高めることができるズームレンズ鏡筒のカム機構を得る。【解決手段】２種類のカム溝の一方のカム溝の開始領域と他方のカム溝の終了領域とをオーバラップさせた。【選択図】  図１
2006058681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される単一のカム環に、該カム環の回転方向に離間した開始領域と終了領域を有する、基礎軌跡の異なる２種類以上のカム溝を形成し、これら２種類のカム溝にそれぞれ、光軸方向に直進案内された２つの直進部材のカムフォロアを係合させるズームレンズ鏡筒において、
上記２種類のカム溝の一方のカム溝の開始領域と他方のカム溝の終了領域とをオーバラップさせたことを特徴とするズームレンズ鏡筒のカム機構。
【請求項２】
請求項１記載のズームレンズ鏡筒のカム機構において、上記２種類のカム溝のうちの一方は、同一の基礎軌跡で全基礎軌跡を有する完全カム溝と基礎軌跡の一部のみを有する不完全カム溝とからなり、この不完全カム溝と他方のカム溝との間に上記開始領域と終了領域のオーバラップ領域が形成されているズームレンズ鏡筒のカム機構。
【請求項３】
請求項１または２記載のズームレンズ鏡筒のカム機構において、上記２種類のカム溝はそれぞれ、対応するフォロアを導入する導入溝部と、この導入溝部に続く収納位置、収納区間、ズーム区間及びオーバテレ区間を有していて、一方のカム溝の上記導入溝部と収納位置を含む領域が上記開始領域として設定され、他方のカム溝のオーバテレ区間が上記一方のカム溝の開始領域とオーバラップする上記終了領域として設定されているズームレンズ鏡筒のカム機構。
【請求項４】
請求項３記載のズームレンズ鏡筒のカム機構において、上記他方のカム溝は、上記収納区間の一部、ズーム区間のテレ側の一部及びオーバテレ区間のみをカム環上に形成した上記不完全カム溝であるズームレンズ鏡筒のカム機構。
【請求項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カム機構において、該ズームレンズ鏡筒は４群構成であり、上記２種類のカム溝は２群レンズ用と３群レンズ用であるズームレンズ鏡筒のカム機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズ鏡筒に用いられるカム機構に関し、特に単一のカム環に２以上の直進部材用のカム溝を形成するタイプのカム機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ズームレンズ鏡筒では、単一のカム環に基礎軌跡が異なる２種類以上のカム溝を形成し、これらカム溝にそれぞれ光軸方向に直進案内された２以上の可動部材に設けたフォロアを係合させることが行われている。カム環が回転すると、可動部材はカム溝基礎軌跡に従って移動する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、単一のカム環上の２種類以上のカム溝は、交差させあるいは前後端部をフォロア組立用に開放することはあるが、基本的にそれぞれ独立させて設けられている。これは可動部材の移動軌跡を確実にするために不可欠と考えられてきた。しかし、本発明者によれば、２種類以上のカム溝の全てをそれぞれ独立させて形成することは、カム溝の配置の自由度を下げ、軸方向長の短縮を妨げる原因である。
【０００４】
本発明は、２種類以上のカム溝を形成するカム環の軸方向長を短縮し、カム溝の配置の自由度を高めることができるズームレンズ鏡筒のカム機構を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のズームレンズ鏡筒のカム機構は、回転駆動される単一のカム環に、該カム環の回転方向に離間した開始領域と終了領域を有する、基礎軌跡の異なる２種類以上のカム溝を形成し、これら２種類のカム溝にそれぞれ、光軸方向に直進案内された２つの直進部材のカムフォロアを係合させるズームレンズ鏡筒において、２種類のカム溝の一方のカム溝の開始領域と他方のカム溝の終了領域とをオーバラップさせた、つまり共用化したことを特徴としている。
【０００６】
２種類のカム溝の態様は問わない。例えば２種類のカム溝のうちの一方が、同一の基礎軌跡で全基礎軌跡を有する完全カム溝と基礎軌跡の一部のみを有する不完全カム溝とからなる場合には、この不完全カム溝と他方のカム溝との間に開始領域と終了領域のオーバラップ領域を形成することができる。
【０００７】
より具体的には、２種類のカム溝にはそれぞれ、対応するフォロアを導入する導入溝部と、この導入溝部に続く収納位置、収納区間、ズーム区間及びオーバテレ区間を形成し、その一方のカム溝の導入溝部と収納位置を含む領域を開始領域として設定し、他方のカム溝のオーバテレ区間をこの開始領域とオーバラップする終了領域として設定することができる。
【０００８】
オーバテレ区間を終了領域として設定する他方のカム溝は、収納区間の一部、ズーム区間のテレ側の一部及びオーバテレ区間のみをカム環上に形成した不完全カム溝とすることができる。
【０００９】
本発明は、例えば４群構成のズームレンズ鏡筒に適用することができ、２種類のカム溝は２群レンズ用と３群レンズ用とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のカム機構によれば、２種類以上のカム溝を形成するカム環の軸方向長を短縮し、カム溝の配置の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
最初に、図３ないし図６について、本発明を適用したズームレンズ鏡筒の全体構造を説明する。このズームレンズ鏡筒の光学系は、物体側から順に、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３及び第４レンズ群Ｌ４を有する４群ズームレンズ系で、第１レンズ群Ｌ１ないし第３レンズ群Ｌ３が変倍に関与するレンズ群であり、第４レンズ群Ｌ４が変倍に伴う焦点移動を補償しかつ合焦に関与するフォーカスレンズ群である。
【００１２】
このズームレンズ鏡筒の不動（固定）部材は、ＣＣＤホルダー１１、このＣＣＤホルダー１１の前方に固定したハウジング１２、及びこのハウジング１２の先端に固定した回転規制環１３である。ＣＣＤホルダー１１にはＣＣＤの他、ローパスフィルター１１ａと、４群直進ガイド１１ｂが固定されており、４群直進ガイド１１ｂには第４レンズ群Ｌ４を固定した４群枠１４が光軸方向に直進案内されている。
【００１３】
ハウジング１２にはその内周面に雌ヘリコイド１２ａと光軸と平行な直進案内溝１２ｂが形成されている。雌ヘリコイド１２ａにはカム環１５の後端部外周の雄ヘリコイド１５ａが螺合する。雄ヘリコイド１５ａの山には平ギヤ１５ｂが形成されていて、この平ギヤ１５ｂがハウジング１２に固定された正逆駆動モータ１２ｃのピニオン（図示せず）と噛み合う。従って、正逆駆動モータ１２ｃの正逆の回転によりカム環１５が正逆に回転しながらヘリコイド１２ａ、１５ａに従って光軸方向に進退する。本ズームレンズ鏡筒においては、このカム環１５が唯一の回転部材である。
【００１４】
カム環１５の外周には、直進案内環１６が相対回転自在で光軸方向には一緒に移動するようにバヨネット結合している。直進案内環１６の外周面には、ハウジング１２の直進案内溝１２ｂと係合する直進案内突起１６ａが形成されており、カム環１５が回転しつつ光軸方向に進退すると、直進案内環１６がカム環１５と相対回転しつつ、光軸方向に直進移動する。
【００１５】
直進案内環１６の内周面には直進案内溝１６ｂが形成されており、この直進案内溝１６ｂに１群移動筒１７の外周面後端部に形成した直進案内突起１７ａが係合する。１群移動筒１７は、前端部が径方向壁で結合された内外二重筒からなっており、その内筒と外筒の間にカム環１５のカム環部が位置している。また、直進案内環１６と１群移動筒１７との間には、バリヤ支持筒１８が位置しており、このバリヤ支持筒１８の内周面に突出させた直進案内突起（図示せず）が１群移動筒１７の直進案内溝１７ｂに嵌まっている。バリヤ支持筒１８の先端部にはバリヤブロック１８ａが嵌合支持されている。
【００１６】
１群移動筒１７の内周面には、２群移動枠１９が光軸方向に直進案内されており、この２群移動枠１９に、第３レンズ群Ｌ３とシャッタブロック２０ａを支持した３群移動枠２０が直進案内されている。１群移動筒１７には第１レンズ群Ｌ１を固定した１群枠１７ｘが螺合固定され、２群移動枠１９には、第２レンズ群Ｌ２を固定した２群枠１９ａが螺合固定されている。
【００１７】
以上の直進案内関係は、ハウジング１２に直進案内環１６が直進案内され、直進案内環１６に１群移動筒１７が直進案内され、１群移動筒１７にバリヤ支持筒１８と２群移動枠１９が直進案内され、２群移動枠１９に３群移動枠２０が直進案内される関係である。
【００１８】
カム環１５のカム環部の外周面には、１群移動筒１７用の１群用カム溝Ｃ１とバリヤ支持筒１８用のバリヤ用カム溝Ｃ２が形成され、内周面には、２群移動枠１９用の２群用カム溝Ｃ３と３群移動枠２０用の３群用カム溝Ｃ４が形成されている。１群移動筒１７、バリヤ支持筒１８、２群移動枠１９、３群移動枠２０にはそれぞれ、これらのカム溝Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に係合するフォロア１７ｆ、１８ｆ、１９ｆ、２０ｆ（２０ｆｆと２０ｆｒ）が固定又は形成されている。この実施形態では、全てのカム溝とフォロアは、周方向に略均等に離隔させて３組ずつ設けられている。
【００１９】
上述のように１群移動筒１７、バリヤ支持筒１８、２群移動枠１９及び３群移動枠２０は、すべて直進案内されており、カム環１５が回転すると、それぞれのカムプロフィル及びフォロアに従い光軸方向に直進移動して、変倍動作及び収納動作が行われる。また、変倍に伴う焦点移動情報及び被写体距離情報に基づき、ハウジング１２に固定したステッピングモータ１２ｄにより、４群枠１４（第４レンズ群Ｌ４）が光軸方向に駆動される。
【００２０】
本実施形態のズームレンズ鏡筒のカム機構は、以上のカム環１５に適用されている。カム環１５には上述のように、その外周面に１群用カム溝Ｃ１とバリヤ用カム溝Ｃ２が形成され、内周面に２群用カム溝Ｃ３と３群用カム溝Ｃ４が形成されている。これらのカム溝は全て基礎軌跡が異なり、それぞれカム環１５の回転方向に離間した開始領域（開始端）と終了領域（終了端）を有している。図１と図２は、このカム環１５の内周面と外周面のカム溝形状を示す展開拡大図である。
【００２１】
１群用カム溝Ｃ１とバリヤ用カム溝Ｃ２は、撮影位置（ズーム領域）と比較して収納位置においてはバリヤ支持筒１８を１群移動筒１７に対して前方に出し、バリヤブロック１８ａのバリヤと第１レンズ群Ｌ１との干渉を防ぐように僅かに形状を異ならせて設定されている。この１群用カム溝Ｃ１とバリヤ用カム溝Ｃ２はそれぞれ、前端部の光軸方向と平行な組込位置Ｃ１１とＣ２１、オーバテレ区間Ｃ１２とＣ２２、ズーム区間Ｃ１３とＣ２３、収納区間Ｃ１４とＣ２４、及び収納位置Ｃ１５とＣ２５とを有している。収納位置Ｃ１５とＣ２５は、周方向溝Ｃ１６とＣ２６内に存在し、周方向溝Ｃ１６の溝幅は、１群移動筒１７に対する第１レンズ群Ｌ１の光軸方向の組立調整代として幅広に形成されている。この１群用カム溝Ｃ１とバリヤ用カム溝Ｃ２の組込位置Ｃ１１とＣ２１は、組立を可能にするために周方向の位相が異なっている（オーバテレ区間Ｃ１２とＣ２２の長さが異なっている）。
【００２２】
３個の２群用カム溝Ｃ３にはそれぞれの後端部に、光軸と平行で後端部が開放された導入溝部Ｃ３１が形成されている。２群用カム溝Ｃ３は、この導入溝部Ｃ３１に続けて、収納位置Ｃ３２、収納区間Ｃ３３、ズーム区間Ｃ３４及びオーバテレ区間Ｃ３５を有している。ここでは便宜上、導入溝部Ｃ３１と収納位置Ｃ３２を含む領域を２群用カム溝Ｃ３の開始領域とし、オーバテレ区間Ｃ３５を終了領域とする。勿論、オーバテレ区間Ｃ３５を開始領域と考え、導入溝部Ｃ３１と収納位置Ｃ３２を含む領域を終了領域と考えてもよい。
【００２３】
一方、３群用カム溝Ｃ４は、前方完全カム溝Ｃ４Ｆと、この前方完全カム溝Ｃ４Ｆの光軸方向の後方に位置する後方不完全カム溝Ｃ４Ｒとからなっている。前方完全カム溝Ｃ４Ｆは、両端部が閉じられており、カム環１５には、この前方完全カム溝Ｃ４Ｆの一端部に位置させて、３群移動枠２０に固定する前方フォロア２０ｆｆを挿入するための貫通穴（導入溝部）１５ｈが形成されている。前方完全カム溝Ｃ４Ｆは、この貫通穴１５ｈに続けて、組立区間（導入溝部）Ｃ４１、収納位置Ｃ４２、収納区間Ｃ４３、ズーム区間Ｃ４４、及びオーバテレ区間Ｃ４５を有している。ここでは便宜上、貫通穴１５ｈから組立区間Ｃ４１及び収納区間Ｃ４３を開始領域、オーバテレ区間Ｃ４５を終了領域とする。
【００２４】
これに対し、後方不完全カム溝Ｃ４Ｒの基礎軌跡は、図１に二点鎖線Ｃ４ＲＲで示すように、前方完全カム溝Ｃ４Ｆと同一であるが、実際にカム環１５上に形成されているのは、収納区間Ｃ４３の一部（開始領域）と、ズーム区間Ｃ４４のテレ側の一部及びオーバテレ区間Ｃ４５（終了領域）とである。そしてこのオーバテレ区間Ｃ４５は、２群用カム溝Ｃ３の収納区間Ｃ３３（開始領域）とオーバラップしている（共用化されている）。後方不完全カム溝Ｃ４Ｒは、カム環１５上に形成されている収納区間Ｃ４３とズーム区間Ｃ４４とがともに後端部が開放されており、この後方不完全カム溝Ｃ４Ｒに係合する３群移動枠２０の後方フォロア２０ｆｒは、３群移動枠２０に予め一体に形成（成形）されている。
【００２５】
このように、カム環１５上に形成する２種類のカム溝の開始領域と終了領域、すなわち、２群用カム溝Ｃ３の収納区間Ｃ３３の端部（開始領域）と、後方不完全カム溝Ｃ４Ｒのオーバテレ区間Ｃ４５（終了領域）とをオーバラップさせることにより、カム環１５の軸方向長を短縮し、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【００２６】
また、以上の実施形態では、２群用カム溝Ｃ３の収納区間Ｃ３３と後方不完全カム溝Ｃ４Ｒのオーバテレ区間Ｃ４５のオーバラップ区間では、その周方向の溝幅をフォロア１９ｆと後方フォロア２０ｆｒの径に比して大きく設定してある。これは、１群用カム溝Ｃ１の収納位置Ｃ１５（周方向溝Ｃ１６）の周方向の溝幅と同様に、２群移動枠１９に対する第２レンズ群Ｌ２の光軸方向の組立調整代を確保するためである。
【００２７】
上記構成の本ズームレンズ鏡筒は、カム環１５の各カム溝に対するフォロアの組立（組込）を次のように行う。まず、１群移動筒１７のフォロア１７ｆを組込位置Ｃ１１からカム溝Ｃ１に嵌め込み、フォロア１７ｆをオーバテレ区間Ｃ１２の端部に位置させた状態でカム環１５と１群移動筒１７を所定距離相対回転させ、バリヤ支持筒１８のフォロア１８ｆとバリヤカム溝Ｃ２の組込位置を合致させる。
【００２８】
次に、バリヤ支持筒１８のフォロア１８ｆを組込位置Ｃ２１からバリヤ用カム溝Ｃ２内に入れてオーバテレ区間Ｃ２２の端部に位置させ、カム環１５を１群移動筒１７とバリヤ支持筒１８に対して相対回転させて収納位置Ｃ１５とＣ２５（周方向溝Ｃ１６とＣ２６）内にフォロア１７ｆと１８ｆを位置させる。
【００２９】
この状態において、別途サブアッシされている２群移動枠１９と３群移動枠２０をカム環１５内に入れ、カム環１５の貫通穴１５ｈを３群移動枠２０の前方フォロア２０ｆｆ螺合位置に合致させる。そして、貫通穴１５ｈから前方フォロア２０ｆｆを挿入して３群移動枠２０に固定する。次に、２群移動枠１９のフォロア１９ｆを２群用カム溝Ｃ３の導入溝部Ｃ３１内に入れると、前方フォロア２０ｆｆは、組立区間Ｃ４１から収納位置Ｃ４２方向に入り、この後、カム環１５を回転させることで収納区間Ｃ４３に入る。
【００３０】
カム環１５に予め固定（一体に形成）されている後方フォロア２０ｆｒは、収納区間Ｃ４３とズーム区間Ｃ４４において該後方フォロア２０ｆｒと係合し、カム環１５を安定させてガイドする。つまり、図６に示すようにカム環１５が前方移動端近傍に達し、前方フォロア２０ｆｆが収納区間Ｃ４３とズーム区間Ｃ４４に係合するとき、前方フォロア２０ｆｆと後方フォロア２０ｆｒの両方で３群移動枠２０をガイドし、３群移動枠２０に傾きが生じないようにする。
【００３１】
以上の実施形態は、２群用カム溝Ｃ３と３群用カム溝Ｃ４の後方不完全カム溝Ｃ４Ｒとの間に本発明を適用したものであるが、例えば、後方不完全カム溝Ｃ４Ｒが前方完全カム溝Ｃ４Ｆのような完全カム溝であっても、本発明は適用可能である。この場合でも、２群用カム溝Ｃ３の収納区間Ｃ３３の端部を、３群用カム溝Ｃ４のオーバテレ区間Ｃ４５とオーバラップさせずに平行に配置する場合を比較すれば、カム環１５の軸方向長を短縮できることが理解される。あるいは、収納区間Ｃ３３の端部とオーバテレ区間Ｃ４５の端部とを周方向に離間させる場合と比較すれば、カム環１５を小径とし、あるいはカム溝の傾斜角を小さくすることができる。
【００３２】
また、以上の実施形態では、オーバラップさせる２種類のカム溝の開始領域が収納区間Ｃ４３の一部であり、終了領域がオーバテレ区間Ｃ４５であるが、カム溝の機能（名称）に拘らず、本発明は成立する。
【００３３】
図３から図６で説明したズームレンズ鏡筒は、本発明のズームレンズのカム機構を適用した一例であり、本発明のカム機構は他のレンズ鏡筒にも適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるズームレンズ鏡筒のカム機構の一実施形態を示す、カム環内周面のカム溝形状を示す展開図である。
【図２】同カム環外周面のカム溝形状を示す展開図である。
【図３】本発明によるカム機構を適用するズームレンズ鏡筒の一例を示す分解斜視図である。
【図４】図３のズームレンズ鏡筒の収納状態における上半断面図である。
【図５】図３のズームレンズ鏡筒の短焦点距離端における上半断面図である。
【図６】図３のズームレンズ鏡筒の長焦点距離端における上半断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｃ１  １群用カム溝
Ｃ２  バリヤ用カム溝
Ｃ３  ２群用カム溝
Ｃ４  ３群用カム溝
Ｃ１１  Ｃ２１  組込位置
Ｃ１２  Ｃ２２  オーバテレ区間
Ｃ１３  Ｃ２３  ズーム区間
Ｃ１４  Ｃ２４  収納区間
Ｃ１５  Ｃ２５  収納位置
Ｃ１６  Ｃ２６  周方向溝
Ｃ３１  導入溝部
Ｃ３２  収納位置（開始領域）
Ｃ３３  収納区間（開始領域）
Ｃ３４  ズーム区間
Ｃ３５  オーバテレ区間
Ｃ４Ｆ  前方完全カム溝（３群用カム溝）
Ｃ４Ｒ  後方不完全カム溝（３群用カム溝）
Ｃ４１  組立区間（導入溝部）
Ｃ４２  収納位置
Ｃ４３  収納区間
Ｃ４４  ズーム区間
Ｃ４５  オーバテレ区間（終了区間）
１５  カム環
１５ｈ  貫通穴（導入溝部）
１７  １群移動筒
１７ｆ  １８ｆ  １９ｆ  ２０ｆｆ  ２０ｆｒ  フォロア
１８  バリヤ支持筒
２０  ３群移動枠
【図１】
2006058681.tif 000003
【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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