(57)【要約】【課題】  回転カム環を定位置で回転させ、あるいは回転させながらリニアに光軸方向に進退させることなくズーム機構を構成できるズームレンズ鏡筒を得る。【解決手段】  回転カム環の外周面の後部に平ギヤを形成する一方、前方にカムフォロアまたは非線形固定カム溝を形成し、この回転カム環の外周に位置する固定円筒部材の内周面に、カムフォロアまたは非線形固定カム溝に係合する非線形固定カム溝またはカムフォロアを形成し、平ギヤと噛み合うピニオンを設け、ピニオンの回転によって、平ギヤを介して回転カム環を回転させ、非線形固定カム溝に従い回転角に対する光軸方向の移動量が非線形となるように移動させるズームレンズ鏡筒。【選択図】    図１
2006133544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に少なくとも一本のカム溝を有し回転駆動されるカム環と、この回転カム環の内側に位置し光軸方向に直進案内された直進案内部材と、この直進案内部材の外面に突出形成された、上記回転カム溝に係合するカムフォロアとを有し、上記カム環の回転によって上記直進案内部材を光軸方向に直進移動させるズームレンズ鏡筒において、
上記回転カム環の外周面の後部に平ギヤを形成する一方、前方にカムフォロアまたは非線形の固定カム溝を形成し、
該回転カム環の外周に位置する固定円筒部材の内周面に、上記カムフォロアまたは上記非線形固定カム溝に係合する非線形固定カム溝またはカムフォロアを形成し、
上記平ギヤと噛み合うピニオンを設け、
上記ピニオンの回転によって、上記平ギヤを介して該回転カム環を回転させ、上記非線形固定カム溝に従い回転角に対する光軸方向の移動量が非線形となるように移動させることを特徴とするズームレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１記載のズームレンズ鏡筒において、上記固定円筒部材は、その前方の内周面に上記非線形固定カム溝を有し、後方に上記ピニオンが臨む開口が形成されているズームレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１または２記載のズームレンズ鏡筒において、上記ピニオンは、上記固定円筒部材に回転自在に支持されているズームレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載のズームレンズ鏡筒において、上記非線形固定カム溝は上記固定円筒部材に設けられており、該非線形固定カム溝の後方に、上記直進案内部材用の直進案内溝が形成されているズームレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載のズームレンズ鏡筒において、上記非線形固定カム溝は、円周方向成分のみからなる収納領域と、回転カム環を前進させる第一の前進領域と、該第一前進領域とは方向が逆転した回転カム環を後退させる後進領域と、再びカム環を前進させる第二の前進領域とを順に有しているズームレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動されるカム環を有するズームレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
ズームレンズ鏡筒では、カム溝を有し回転駆動されるカム環の回転力により、回転カム環の内側に位置する一以上の直進案内部材（一般的にレンズ支持枠）を光軸方向に直進移動する構成が広く採られている。直進案内部材は回転を拘束して光軸方向移動のみを可能に支持されており、回転カム環のカム溝に係合するカムフォロアを有している。最も単純には、回転カム環の内周面に２つのレンズ群用のカム溝を形成し、これらのカム溝に２つのレンズ支持枠のカムフォロアを係合させることで、２群ズームレンズのズーミング基礎軌跡を与えることができる。
【０００３】
回転カム環は、古くは定位置で回転する（光軸方向には移動しない）構成が採用されていたが、最近は、収納長を短縮するために回転カム環を固定環に対してヘリコイド結合させ、回転に伴い光軸方向にも進退させる構成が多く用いられている。
【特許文献１】特開２００３-１８５９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、回転カム環を定位置で回転させる構成では、該カム環の光軸方向長が短いと、カム溝の周方向に対する傾斜角が大きくなり、より大きな回転力を必要とする。また回転カム環をヘリコイドによって回転させながら光軸方向に進退させる構成でも、同様にカム溝の傾斜角が大きくなる。このため、ズームレンズ鏡筒の設計の自由度を狭め、不必要にカム環の長さや移動長を必要としている。
【０００５】
従って、本発明は回転カム環を定位置で回転させることなく、あるいは回転させながら光軸方向に対してリニアに進退させることもなくズーム機構を構成することができるズームレンズ鏡筒を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、回転カム環を非線形カム溝に従って光軸方向に進退させれば（回転カム環の回転角と直進移動距離を非線形とすれば）、設計の自由度が向上し、ズームレンズ鏡筒の小型化に貢献できるという着眼に基づいてなされたものである。
【０００７】
本発明に係るズームレンズ鏡筒は、内周面に少なくとも一本のカム溝を有し回転駆動されるカム環と、この回転カム環の内側に位置し光軸方向に直進案内された直進案内部材と、この直進案内部材の外面に突出形成された、回転カム溝に係合するカムフォロアとを有し、カム環の回転によって直進案内部材を光軸方向に直進移動させるズームレンズ鏡筒において、回転カム環の外周面の後部に平ギヤを形成する一方、前方にカムフォロアまたは非線形の固定カム溝を形成し、この回転カム環の外周に位置する固定円筒部材の内周面に、このカムフォロアまたは非線形固定カム溝に係合する非線形固定カム溝またはカムフォロアを形成し、平ギヤと噛み合うピニオンを設け、ピニオンの回転によって、平ギヤを介して回転カム環を回転させ、非線形固定カム溝に従い回転角に対する光軸方向の移動量が非線形となるように移動させることを特徴とする。
【０００８】
固定円筒部材には、その前方の内周面に非線形固定カム溝を有し、後方に上記ピニオンが臨む開口を形成する態様が可能である。
【０００９】
ピニオンは、固定円筒部材に回転自在に支持されることが好ましい。
【００１０】
非線形固定カム溝を固定円筒部材に設ける態様では、該非線形固定カム溝の後方に、直進案内部材用の直進案内溝が形成されることが好ましい。
【００１１】
非線形固定カム溝は、円周方向成分のみからなる収納領域と、回転カム環を前進させる第一の前進領域と、この第一前進領域とは方向が逆転した回転カム環を後退させる後進領域と、再びカム環を前進させる第二の前進領域とを順に有することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ズームレンズ鏡筒の設計の自由度を向上させることができる。また、小型化したズームレンズ鏡筒を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１ないし図６は、本発明によるズームレンズ鏡筒をデジタルカメラ用のズームレンズ鏡筒１０に適用した第一の実施形態を示している。このズームレンズ鏡筒１０の全体構造について説明する。
【００１４】
メイン基板１１上には、固定円筒部材１３とＣＣＤベース板１６ａが固定されている。ＣＣＤベース板１６ａには、ＣＣＤ取付板１２が固定されており、これらの間には、前方から順に、ローパスフィルタ１４、パッキン１５及びＣＣＤ１６が挟着固定されている。以上の要素は、ズーミング中に移動しない固定要素である。
【００１５】
固定円筒部材１３は、最外側の筒状要素であり、その内周面に複数（一般的に等角度間隔で３個）の非線形固定カム溝１３ａ（図５では一つのみ図示）と、光軸と平行な直進案内溝１３ｂが形成される。非線形固定カム溝１３ａは、収納領域Ａと、第一前進領域Ｂと、後進領域Ｃと、第二前進領域Ｄとを順に備えている。収納領域Ａは、円周方向成分のみからなり、第一前進領域Ｂ、後進領域Ｃ、及び第二前進領域Ｄはそれぞれ、予め定めた円周方向成分と軸方向成分とを有する（図５参照）。後進領域Ｃの軸方向成分は、第一前進領域Ｂ及び第二前進領域Ｄの軸方向成分とは方向が反対である。
【００１６】
回転カム環１７は、固定円筒部材１３の内周面に配置されて、固定円筒部材１３と同軸に回転自在に位置している。回転カム環１７の外周面には、固定円筒部材１３の非線形固定カム溝１３ａに係合するカムフォロア１７ａが突出形成されている。回転カム環１７の後端部には、平ギヤ１７ｂが形成されていて、この平ギヤ１７ｂは、固定円筒部材１３の後方に設けられた開口２１に臨み、回転自在に支持され正逆に回転駆動されるピニオン１８と噛み合っている（図２から図５参照）。ピニオン１８は、回転カム環１７の光軸方向の全移動領域において平ギヤ１７ｂと噛み合う軸方向長を有する。回転カム環１７の内側には、この回転カム環１７と相対回転は自在に、光軸方向には一緒に移動するように直進案内環１９が同軸に結合されている。
【００１７】
この直進案内環１９から径方向に突出させた直進案内突起１９ａは、固定円筒部材１３の直進案内溝１３ｂに嵌まっている。従って、ピニオン１８が正逆に回転駆動すると、回転カム環１７は平ギヤ１７ｂによって正逆に回転し、カムフォロア１７ａと非線形固定カム溝１３ａに従って光軸方向に進退する。同時に、直進案内環１９は回転カム環１７と相対回転しながら、この回転カム環１７と一緒に光軸方向に直進移動する。
【００１８】
回転カム環１７の内周面には、回転カム溝１７ｃが形成されている。この回転カム溝１７ｃは、複数（一般的に等角度間隔で３個）の１群用カム溝１７ｃ１と２群用カム溝１７ｃ２からなる（図６では一つのみ図示）。回転カム環１７と直進案内環１９の間には、筒状の第１レンズ群枠２０（直進案内部材）が位置している。この第１レンズ群枠２０は、直進案内環１９との間の直進案内構造１９ｂと２０ａとによって、光軸方向に直進案内されている。第１レンズ群枠２０の外周面には、１群用カム溝１７ｃ１に係合するカムフォロア２０ｂが設けられている。第１レンズ群枠２０は、回転カム環１７が正逆に回転駆動すると、１群用カム溝１７ｃ１に従い光軸方向に直進移動する。第１レンズ群枠２０には、第１レンズ群Ｌ１が支持されている。
【００１９】
直進案内環１９の内側には第２レンズ群枠２２が位置し、この第２レンズ群枠２２は、直進案内環１９に形成した光軸と平行な直進案内溝１９ｃに摺動自在に案内されている。第２レンズ群枠２２には、第２レンズ群Ｌ２とシャッタブロック２３とが固定されている。第２レンズ群枠２２の外周面には、２群用カム溝１７ｃ２に係合するカムフォロア２２ａが設けられている。第２レンズ群枠２２は、回転カム環１７が正逆に回転駆動すると、２群用カム溝１７ｃ２に従い光軸方向に直進移動する。第１レンズ群枠２０と第２レンズ群枠２２の間には、圧縮円錐ばね２４が挿入されており、１群用カム溝１７ｃ１とカムフォロア２０ｂの間、２群用カム溝１７ｃ２とカムフォロア２２ａの間のバックラッシュが除去されている。
【００２０】
１群用カム溝１７ｃ１と２群用カム溝１７ｃ２は、固定円筒部材１３の非線形固定カム溝１３ａとの合成軌跡によって、第１レンズ群枠２０（第１レンズ群Ｌ１）と第２レンズ群枠２２（第２レンズ群Ｌ２）にそれぞれ所定の第１ズーム軌跡１７ｄ１と第２ズーム軌跡１７ｄ２を与えるようにその形状が定められている。図７は、この実施形態によって第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２に与える第１ズーム軌跡１７ｄ１と第２ズーム軌跡１７ｄ２である。図７に示すＳ、Ｗ、Ｔはそれぞれ、ズームレンズ鏡筒１０の収納状態、短焦点距離端、長焦点距離端である。
【００２１】
第３レンズ群Ｌ３は、フォーカスレンズ群であり、図示しない駆動機構により、被写体距離情報に応じて光軸方向に駆動される。
【００２２】
上記構成のズームレンズ鏡筒１０の収納状態から長焦点距離端までの一連の動作を説明する。ズームレンズ鏡筒１０は、ピニオン１８を正逆に回転駆動すると、平ギヤ１７ｂを介して回転カム環１７が回転する。回転カム環１７は、カムフォロア１７ａが非線形固定カム溝１３ａの収納領域Ａにある場合には、回転のみ行う。回転カム環１７は、このときの回転カム環１７の回転により、１群用カム溝１７ｃ１と２群用カム溝１７ｃ２に従って第１レンズ群枠２０（第１レンズ群Ｌ１）と第２レンズ群枠２２（第２レンズ群Ｌ２）を収納位置から撮影状態の短焦点距離端に移動させる。
【００２３】
続いて、カムフォロア１７ａが第一前進領域Ｂに入ると、回転カム環１７は回転しつつ光軸方向に前進する。さらに、カムフォロア１７ａが後進領域Ｃに入ると回転カム環１７は後退し、第二前進領域Ｄに入ると回転カム環１７は回転しつつ再び前進する。この回転カム環１７の進退動作に伴い、第１レンズ群枠２０と第２レンズ群枠２２は、非線形固定カム溝１３ａ及び１群用カム溝１７ｃ１と２群用カム溝１７ｃ２から得られる合成軌跡に従って図７に示すズーム軌跡１７ｄ１と１７ｄ２のように光軸方向に進退する。また、長焦点距離端から収納状態に至るまでの一連の動作は、回転カム環１７および第１レンズ群枠２０が逆回転しつつ各領域にしたがって光軸方向に進退することで行われる。
【００２４】
以上の実施形態において、重要なことは、回転角度に対する光軸方向の移動量が非線形となるように回転カム環１７が移動する点にある。特に図示実施形態では、非線形固定カム溝１３ａに従い、回転カム環１７が同一方向の回転で前進動作と後退動作を行う。このため、固定円筒部材１３の軸方向長を短縮し、小型化を図ることができ、回転カム溝１７ｃの設計の自由度を高めることができる。一般的に、回転カム溝１７ｃと、非線形固定カム溝１３ａの傾き方向を近づける（同一方向）とすることによって、第１レンズ群枠２０、第２レンズ群枠２２をより滑らかに移動させることができる。
【００２５】
図示カム溝形状は一例であり、非線形固定カム溝１３ａと回転カム溝１７との形状は、ズーム軌跡１７ｄ１、１７ｄ２によって定まることは勿論である。
【００２６】
図８は、本発明に係るズームレンズ鏡筒の第二の実施形態を示している。この実施形態は、回転カム環のカムフォロアと固定円筒部材の非線形固定カム溝の関係を逆にしたもので、回転カム環１７の外周面にカムフォロア１７ａを突出形成する代わりに、非線形固定カム溝１１３ａを形成し、固定円筒部材１３の内周面に非線形固定カム溝１３ａを形成する代わりに、非線形固定カム溝１１３ａに係合するカムフォロア１１７ａを突出形成している。その他の構成は第一実施形態と同様であり、第一の実施形態と同様の作用を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるズームレンズ鏡筒の第一実施形態を示す、収納状態の上半断面図である。
【図２】図１のズームレンズ鏡筒の収納状態におけるギヤ部側上半断面図である。
【図３】同短焦点距離端におけるギヤ部側上半断面図である。
【図４】同長焦点距離端におけるギヤ部側上半断面図である。
【図５】図１ないし図４のズームレンズ鏡筒の固定円筒部材の展開図である。
【図６】図１ないし図４のズームレンズ鏡筒の回転カム環の展開図である。
【図７】図１ないし図４のズームレンズ鏡筒において第１レンズ群と第２レンズ群に与えるズーム軌跡を示す図である。
【図８】本発明によるズームレンズ鏡筒の第二実施形態を示す、収納状態の上半断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ズームレンズ鏡筒
１１  メイン基板
１２  ＣＣＤ取付板
１３  固定円筒部材
１３ａ  １１３ａ  非線形固定カム溝
１３ｂ  直進案内溝
１４  ローパスフィルタ
１５  パッキン
１６  ＣＣＤ
１７  回転カム環
１７ａ  １１７ａ  カムフォロア
１７ｂ  平ギヤ
１７ｃ  回転カム溝
１７ｃ１  １群用カム溝
１７ｃ２  ２群用カム溝
１７ｄ１  第１ズーム軌跡
１７ｄ２  第２ズーム軌跡
１８  ピニオン
１９  直進案内環
１９ａ  直進案内突起
１９ｂ  ２０ａ  直進案内構造
１９ｃ  直進案内溝
２０  第１レンズ群枠（直進案内部材）
２０ｂ  カムフォロア
２１  開口
２２  第２レンズ群枠
２２ａ  カムフォロア
２３  シャッタブロック
２４  圧縮円錐ばね
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群
【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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