(57)【要約】【課題】沈胴タイプのレンズ鏡筒の小型化を有効に図ることのできる光学機器を提供する。【解決手段】光軸方向に移動する複数のレンズ群を有する光学系により結像面に結像した像を取得する光学機器で、複数のレンズ群の回転を規制し複数のレンズ群を光軸方向に移動自在に支持する直進ガイド部材と、直進ガイド部材に回転自在に支持され複数のレンズ群を光軸方向に移動させる複数のレンズ移動カム部を有し駆動源からの駆動により回転しつつ光軸方向に移動するカム部材と、カム部材をその回転に応じて光軸方向に移動させるカム部、および直進ガイド部材の回転を規制し直進ガイド部材の光軸方向の移動をガイドする直進ガイド部を有する固定部材とを有する。【選択図】        図１
2004198499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動する複数のレンズ群を有する光学系により結像面に結像した像を取得する光学機器であって、
前記複数のレンズ群の回転を規制し該複数のレンズ群を光軸方向に移動自在に支持する直進ガイド部材と、
前記直進ガイド部材に回転自在に支持され前記複数のレンズ群を光軸方向に移動させる複数のレンズ移動カム部を有し駆動源からの駆動により回転しつつ光軸方向に移動するカム部材と、
前記カム部材をその回転に応じて光軸方向に移動させるカム部、および前記直進ガイド部材の回転を規制し該直進ガイド部材の光軸方向の移動をガイドする直進ガイド部を有する固定部材と、
を備えたことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ鏡筒およびこれを用いたフィルムカメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの光学機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ鏡筒およびこれを用いたフィルムカメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの光学機器においては、撮影時にカメラ本体からレンズ鏡筒が繰り出されてズーミングを行い、非撮影時にレンズ鏡筒がカメラ本体内に収容される所謂沈胴タイプのズームレンズ鏡筒が用いられている。
【０００３】
このようなズームレンズ鏡筒としては、固定筒にヘリコイド結合された回転筒を回転駆動させることにより回転筒を回転させつつ光軸方向に移動させ、回転筒にヘリコイド結合され直進ガイド筒により回転規制された前群レンズ支持筒を光軸方向に移動させ、回転筒に連動して回転する後群用カム筒のカム開口に係合され直進ガイド筒により回転規制された後群レンズ支持筒を光軸方向に移動させる構成の提案がある（特許文献１の図６参照）。特許文献１では、直進ガイド筒に光軸直交方向に幅を有する円弧状の導体パターン部材を設け、後群用カム筒に摺動子を設けて回転筒の回転（変倍）位置を検出する変倍位置検出手段の開示がある。
【０００４】
また、沈胴タイプのズームレンズ鏡筒では、撮影時にカメラ本体からレンズ鏡筒が繰り出されてズーミングを行う。このようなズームレンズ鏡筒では、移動レンズを保持したレンズ保持部材を、光軸に沿って移動させる手段として、カム機構が知られている。カム機構は、レンズ保持部材の外周面に突設されたカムフォロアと、カム筒の内周面に形成され、カムフォロアが係合するカム溝と、レンズ保持部材の回転を止めて、レンズ保持部材を直進ガイドする直進ガイドとから構成され、レンズは、カム筒を回転させることにより、カム溝の光軸に沿った変位分だけ光軸に沿って直進移動する。ここで、レンズ保持部材にたとえば落下などにより外部から力が加わるとカムフォロアがカム溝から外れる場合がある。そこで、カム溝に、溝から外れる方向で先細りとなるテーパ部を設けてカムフォロアがカム溝から外れにくくした構成が提案されている（特許文献２）。
【０００５】
さらに、沈胴タイプのズームレンズ鏡筒では、１つのカム筒で複数の移動レンズ枠を移動させる構成が取られている。このようなズームレンズ鏡筒としては、カム筒にそれぞれ幅のことなる複数のカム溝を設け、これらのカム溝を挿入溝で連結し、上述の各カム溝の幅に対応する径のカムフォロアを移動レンズ保持筒に設けて、これらの移動レンズ保持筒を各カムフォロアを挿入溝から挿入して、対応する各カム溝に挿入する構成が提案されている（特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−５６４２８号公報（図１、図３、図６等）
【特許文献２】
特開２００２−２３０３６号公報（図５等）
【特許文献３】
特開２０００−３２１４７６号公報（図４等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１のズームレンズ装置では、固定筒、回転筒、前群レンズ支持筒、直進ガイド筒、後群用カム筒、後群レンズ支持筒を有し各筒部材が重なった五重構造であるため、鏡筒全体の径が大きくなるという問題がある。また、特許文献１では、変倍位置検出手段として、直進ガイド筒に光軸直交方向に幅を有する円弧状の導体パターン部材を設け、後群用カム筒に摺動子を設けた構成であるため、この場合でも鏡筒全体の径が大きくなるという問題がある。
【０００８】
また、上記特許文献２のズームレンズ装置では、カムフォロアおよびカム溝を径の異なる二重構造とするため、組み立てが複雑であり、コストアップの要因になるという問題がある。
【０００９】
さらに、上記特許文献３のズームレンズ装置では、移動レンズ保持筒の径の異なる各カムフォロアを挿入溝から挿入して、各カムフォロアを対応する幅の異なる各カム溝に挿入する構成であり、複数のカム溝が同位相に形成されているため、カム部材の光軸方向の長さが長くなり鏡筒の全長が大型化するという問題がある。
【００１０】
本発明は、光学系の小型化を有効に図ることのできる光学機器を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学機器は、（１）光軸方向に移動する複数のレンズ群を有する光学系により結像面に結像した像を取得する光学機器であって、前記複数のレンズ群の回転を規制し該複数のレンズ群を光軸方向に移動自在に支持する直進ガイド部材と、前記直進ガイド部材に回転自在に支持され前記複数のレンズ群を光軸方向に移動させる複数のレンズ移動カム部を有し駆動源からの駆動により回転しつつ光軸方向に移動するカム部材と、前記カム部材をその回転に応じて光軸方向に移動させるカム部、および前記直進ガイド部材の回転を規制し該直進ガイド部材の光軸方向の移動をガイドする直進ガイド部を有する固定部材と、を備えたものである。ここで、上記（１）の光学機器において、前記カム部材に前記結像面側に延出して設けられた突起片、および前記直進ガイド部材に設けられ前記突起片の変位を検出するセンサを有する位置検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の光学機器は、（２）外周に複数の第１のカムフォロアを有するレンズ保持部材と、前記複数の第１のカムフォロアを挿通する複数の直進孔を有する直進ガイド部材と、前記直進ガイド部材に回転自在に支持され内周に前記複数の第１のカムフォロアを係合する複数のレンズ移動カム部を有し外周に複数の第２のカムフォロアが設けられ駆動源からの駆動により回転しつつ光軸方向に移動するカム部材と、前記複数の第２のカムフォロアを係合する複数のカム部、および前記直進ガイド部材の回転を規制し該直進ガイド部材の光軸方向の移動をガイドする直進ガイド部を有する固定部材とを備え、前記複数の第１のカムフォロアの間に第１の剛性付与凸部を設け、前記複数の第２のカムフォロアの間に第２の剛性付与凸部を設けたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の光学機器は、（３）カムフォロアが設けられ光軸方向に移動される第１、第２、第３のレンズ保持部材と、前記第１、第２、第３のレンズ保持部材の前記各カムフォロアに対応し対応した前記カムフォロアを係合する第１、第２、第３のカム部を有するカム部材とを備え、前記カム部材には、前記第１、第２のカム部が同位相に設けられ、前記第３のカム部材は前記第１、第２のカム部とは位相が異なって設けられ、前記第１、第２のカム部の通常使用範囲からそれぞれ延びる延長部とこれら延長部を光軸方向に接続する第１の接続部と、前記第３のカムの通常使用範囲から延び前記第１の接続部に接続された第２の接続部と、前記第２の接続部から光軸方向に延びて該カム部材の端面に達する導入部とを設けたことを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学機器の実施形態を図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、本発明を実施した光学機器であるカメラの実施の形態を示すレンズ鏡筒部分の分解斜視図、図２は図１の光学系の第１レンズ群Ｉ、第２レンズ群ＩＩ、第３レンズ群ＩＩＩ、第４レンズ群ＩＶのズーム状態を模式的に示す図で、図２（ａ）は沈胴状態、図２（ｂ）はワイド（広角）状態、図２（ｃ）はミドル状態、図２（ｄ）はテレ（望遠）状態を示す。図３は図１の直進ガイド筒と１、２、３群鏡筒を示す斜視図である。
【００１６】
これらの図において、１１は１群鏡筒で、第１レンズ群Ｉを保持している。１群鏡筒１１の後端外周にはその３箇所（たとえば１２０°間隔）にカムフォロア１１ａが設けられ、それらの基部には円形の凸部１１ｂが形成されている。各カムフォロア１１ａの間には１群鏡筒１１の外径より大径の剛性付与凸部１１ｃが形成されている。
【００１７】
１２は２群鏡筒で、第２レンズ群ＩＩを保持している。２群鏡筒１２にはその３箇所に延長部１２ｃが設けられ、各延長部１２ｃにはカムフォロア１２ａが設けられ、それらの基部には円形の凸部１２ｂが形成されている。ここで、１群鏡筒１１のカムフォロア１１ａ、凸部１１ｂと２群鏡筒１２のカムフォロア１２ａ、凸部１２ｂとは光軸方向で同位相に設けられている。
【００１８】
１３は３群鏡筒で、第３レンズ群ＩＩＩを保持し、第３レンズ群ＩＩＩの前側（被写体側）に光量調節ユニット２２を保持している。３群鏡筒１３にはその３箇所（たとえば１２０°間隔）にカムフォロア１３ａが設けられ、それらの基部には円形の凸部１３ｂが形成されている。ここで、３群鏡筒１３のカムフォロア１３ａは、上記の１群鏡筒１１および２群鏡筒１２のカムフォロア１１ａ、１２ａと位相が異なる位置に設けられている。
【００１９】
１８は４群鏡筒で、第４レンズ群ＩＶを保持している。
【００２０】
１４はカム部材である円筒形状のカム環を示している。カム環１４の内周には有底でテーパ形状のカム部である第１のカム溝１４−１、第２のカム溝１４−２、第３のカム溝１４−３がそれぞれ円周の３箇所に形成されている。また、内周の先端（被写体）側には円周溝１４−４が形成されている。
【００２１】
カム環１４の外周の後端側には、その３箇所にカムフォロア１４ａが形成され、さらに後端の外周には、円周に沿ってギア部１４ｂが形成されている。ギア部１４ｂは円周の１２０°以下の範囲で形成されている。またギア部１４ｂと同一の円周上のギア部が形成されていない部分には、カムフォロア１４ａ、１４ａの間の範囲でカム環１４の外径より大径の剛性付与凸部１４ｃ、１４ｃが形成されている。ここで、ギア部１４ｂは剛性付与凸部の機能を兼ねている。さらにカム環１４の後端には光軸方向で後方（結像面方向）に伸びた円弧状の突起片１４ｓが形成されている。突起片１４ｓはカム環１４の肉厚と同等あるいはそれより薄い肉厚とされている。
【００２２】
上記のカム環１４に形成された各カム溝について、図４に示すカム環１４の内周の展開図を用いて説明する。図４にも示すように、カム環１４の内周には有底でテーパ形状のカム部である第１のカム溝１４−１、第２のカム溝１４−２、第３のカム溝１４−３がそれぞれ円周の３箇所に形成されている。第１、第２のカム溝１４−１、１４−２は同位相の位置に形成されており、第３のカム溝１４−３は第１、第２のカム溝１４−１、１４−２の位相と異なる位置に形成されている。Ｐ１−１、Ｐ２−１、Ｐ３−１は各カム溝に案内される各レンズ群（第１、第２、第３レンズ群）の沈胴状態の位置、Ｐ１−２、Ｐ２−２、Ｐ３−２はワイド状態の位置、Ｐ１−３、Ｐ２−３、Ｐ３−３はテレ状態の位置を示している。
１４ｙは第１のカム溝１４−１および第２のカム溝１４−２のテレ状態の位置から延長された延長溝１４−１ａ、１４−２ａを光軸方向で接続する第１の接続溝を示している。１４ｚは第３のカム溝１４−３のテレ状態の位置から延長された延長溝１４−３ａと第１の接続溝１４ｙを接続する第２の接続溝を示し、第２の接続溝１４ｚには、カム環１４の端面に達する光軸方向に延びる導入溝１４ｘが接続されて形成されている。１４ｙａは後述する直進ガイド筒を装着させるための装着案内溝であり、第１の接続溝１４ｙの溝の深さより浅い溝とされ第１の接続溝１４ｙに接続され光軸方向に延びてカム環１４の端面に達して形成されている。なお、第１の接続溝１４ｙは光軸方向に沿う直線状の形状のほか、「Ｓ」の字状、「く」の字状などの曲線形状としてもよい。このように接続溝を曲線形状とすることにより、カム環１４の全周における強度を均一化することができる。
【００２３】
図１および図３に示すように、１５は直進ガイド筒であり、直進ガイド筒１５の先端側外周にはその３箇所に回転ガイド用の凸部１５ｅが形成され、各凸部１５ｅはカム環１４の円周溝１４−４に係合されるようになっている。直進ガイド筒１５の円周にはその３箇所にそれぞれ第１の直進ガイド孔１５ｂと第２の直進ガイド孔１５ｃが設けられている。第１の直進ガイド孔１５ｂには、１群鏡筒１１の凸部１１ｂと２群鏡筒１２の凸部１２ｂとが係合され、１群鏡筒１１および２群鏡筒１２は直進ガイド孔１５ｂにより案内されて光軸方向に移動可能に支持されている。第２の直進ガイド孔１５ｃには、３群鏡筒１３の凸部１３ｂが係合され、３群鏡筒１３は直進ガイド孔１５ｃにより案内されて光軸方向に移動可能に支持されている。１群鏡筒１１のカムフォロア１１ａはカム環１４の第１のカム溝１４−１に係合され、２群鏡筒１２のカムフォロア１２ａはカム環１４の第２のカム溝１４−２に係合され、３群鏡筒１３のカムフォロア１３ａはカム環１４の第３のカム溝１４−３に係合されている。したがって、直進ガイド筒１５に対してカム環１４が回転されることにより、１群鏡筒１１、２群鏡筒１２および３群鏡筒１３は、光軸方向に移動されるように構成されている。
【００２４】
また、直進ガイド筒１５の後端にはフランジ１５ｄ、後端から後方（結像面）に延びたセンサ取付け部１５ｆが設けられている。フランジ１５ｄ、センサ取付け部１５ｆの外周には、直進ガイド筒１５の外周の３個所（たとえば１２０°間隔）に対応する位置に、直進ガイド用の凸部１５ａが形成されている。
【００２５】
直進ガイド筒１５の回転ガイド用の各凸部１５ｅはカム環１４の円周溝１４−４に係合され、カム環１４は凸部１５ｅとフランジ１５ｄとの間で回転自在とされ、直進ガイド筒１５に対してカム環１４が回転可能に支持される。また、図３、図５、図６に示すように、センサ取付け部１５ｆにはボス部１５ｇ、１５ｈが形成されており、ボス部１５ｇ、１５ｈには、カム環１４の突起片１４ｓの変位を検出するセンサであるフォトインタラプタ２０ａ、２０ｂを保持した保持板２１がビス２１ａ、２１ａにより固定されて取付けられている。ボス部１５ｇ、１５ｈは図６に示すように、カム環１４の突起片１４ｓの作動範囲（組み立て時も含めた範囲）を規制する位置に形成されている。
【００２６】
また図１に示すように、１６は固定部材である前側固定鏡筒を示している。前側固定鏡筒１６には、図１、図７に示すように、前側固定鏡筒１６の内周の３箇所にカム環１４のカムフォロア１４ａが係合されるカム溝１６ａが形成されている。また前側固定鏡筒１６の内周の３箇所には、直進ガイド筒１５の直進ガイド用の凸部１５ａが係合される直進ガイド溝１６ｍが形成されている。１６ｓ、１６ｓはセンサ逃げ溝で、直進ガイド筒１５が直進されたときに直進ガイド筒１５に固定されたフォトインタラプタ２０ａ、２０ｂが前側固定鏡筒１６に接触しない形状とされている。また１６ｔは後述する円筒ギアを挿通する貫通孔である。図７に示すように、カム溝１６ａにおいて、Ｂ１は沈胴状態の位置、Ｂ２はワイド状態の位置、Ｂ３はテレ状態の位置を示している。またカム溝１６ａには沈胴状態の位置Ｂ１部分に接続する導入溝１６ｂが接続されており、導入溝１６ｂは光軸方向に延び前側固定鏡筒１６の端面にまで達している。
【００２７】
また図１において、１７は後側固定鏡筒を示している。後側固定鏡筒１７には、回転軸がリードスクリュー（図示省略）とされたステッピングモータ２３が取付けられている。ステッピングモータ２３のリードスクリューには、上述した４群鏡筒１８のラック１８ａが噛合わされている。４群鏡筒１８は、後側固定鏡筒１７に形成されたガイド部材１７ａによりガイドされ、ステッピングモータ２３の駆動により光軸方向に移動されるように構成されている。また２４は図示を省略したＩＲカットフィルタを光路内外（光路に対して出し入れする）に駆動するアクチュエータ、２５は図示を省略したステッピングモータにより回転駆動される駆動ギア機構であり、ステッピングモータの駆動が駆動ギア機構２５により円筒ギア２６に伝達され、円筒ギア２６が回転される。この円筒ギア２６は、上述した前側固定鏡筒１６の貫通孔１６ｔを挿通してカム環１４のギア部１４ｂに噛合うように構成されている。また、後側固定鏡筒１７には、図示を省略しているが、上記の光学系により得られる光学像を取得するＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子が取付けられている。
【００２８】
上記のように構成されたレンズ鏡筒では、ステッピングモータの駆動により駆動ギア機構２５を介して円筒ギア２６が回転されると、円筒ギア２６に噛合したカム環１４のギア部１４ｂに回転が伝達され、カム環１４が回転される。この回転により、カム環１４は、カム環１４のカムフォロア１４ａが前側固定鏡筒１６のカム溝１６ａにより案内され、カム環１４が回転しつつ光軸方向に移動する。
このとき同時に、カム環１４を回転自在に支持している直進ガイド筒１５は、凸部１５ａが前側固定鏡筒１６の直進ガイド溝１６ｍにより案内され、カム環１４とともに光軸方向に移動される（回転はしない）。また、これと同時に、直進ガイド筒１５、カム環１４に支持された１群鏡筒１１、２群鏡筒１２、３群鏡筒１３が光軸方向に移動される。このように、円筒ギア２６が回転されることにより、カム環１４、各群鏡筒１１、１２、１３が、沈胴位置から、撮影状態となるワイド位置に移動され（繰り出す）、さらに円筒ギア２６が回転されることによりワイド位置とテレ位置との間でカム環１４、各群鏡筒１１、１２、１３が移動されてズームが行われる。
【００２９】
ここで、図２に示した４群ズームのレンズ構成では、ズーム倍率で４倍を超えると１群鏡筒１１のテレ側の移動量が増え、例えば図８に示したように傾きが大きくなる。したがって、１群鏡筒１１を移動させるためのカム溝の立ち角も角度の大きなカム形状とする必要がある。このため、本実施形態では、カム環１４を駆動する固定鏡筒１６のカム溝１６ａにもズーム域でリード（傾き）を持たせ、テレ近傍でカム環１４を繰り出す構成としている。これにより、各群鏡筒の動き量は、固定鏡筒１６のカム溝１６ａと、カム環１４の各カム溝１４−１、１４−２、１４−３とに２分され、各カム溝の立ち角を低く押さえることができている。本実施形態では、各カム溝の立ち角度を４０度以下としている。
【００３０】
次に、上記のカム環１４の回転による沈胴位置、ズーム位置の検出動作について、図６および図８を用いて説明する。
【００３１】
図８はカム環１４の回転に伴う沈胴位置、ズーム位置と、カム環１４の突起片１４ｓを検出するフォトインタラプタ２０ａ、２０ｂの切り替わり位置の関係を１群鏡筒の移動軌跡とともに示す図である。フォトインタラプタは、所定の間隔をおいて対向配置された発光部と受光部とを有し、突起片１４ｓが発光部と受光部との間を変位することにより投光が受光される状態と遮光された状態を検出し、受光状態でＨｉｇｈを出力し、遮光状態でＬｏｗの出力となる。
【００３２】
図６は、カム環１４の突起片１４ｓの端面１４ｓａが、沈胴位置に位置している状態（図８の沈胴位置）を示している。この状態では前側固定鏡筒１６に対して、カム環１４、１群鏡筒１１、２群鏡筒１２、３群鏡筒１３が沈胴した（収容された非撮影状態）位置となっている。また、この沈胴位置は、突起片１４ｓにより各フォトインタラプタ２０ａ、２０ｂの受光部が遮光された状態の出力がＬｏｗとなるＢ位置を越えた位置（ボス部１５ｇの沈胴側メカ端より手前の位置）であり、Ｂ位置から沈胴位置までのずれ量はカム環４を回転させる駆動ギア機構２５のステッピングモータ（図示省略）のパルス数を予め測定し、そのパルス数を、レンズの駆動制御を司る図示を省略したマイクロコンピュータ（以下制御部という）のメモリ部あるいは制御部とは別のメモリに記憶させている。
【００３３】
そして図６の沈胴位置の状態からカム環１４が時計回転方向に回転されると、突起片１４ｓの端面１４ｓａがＢ位置を過ぎてフォトインタラプタ２０ｂの出力がＨｉｇｈとなる。このとき、カム環１４（直進ガイド筒１５もカム環とともに移動）、１群鏡筒１１、２群鏡筒１２、３群鏡筒１３が沈胴位置から繰り出す。
そして、さらにカム環１４が時計回転方向に回転されると、突起片１４ｓの端面１４ｓａがＡ位置を過ぎてフォトインタラプタ２０ａの出力がＨｉｇｈとなる。
したがって、このＡ位置を検出することにより、ズームの初期位置を検出する（リセット位置）動作を行うことができる。このとき、カム環１４（直進ガイド筒１５もカム環とともに移動）、１群鏡筒１１、２群鏡筒１２、３群鏡筒１３が撮影状態の初期位置に繰り出す。なお、リセット位置（Ａ位置）が光学系のワイド端位置とずれている場合は、リセット位置（Ａ位置）からワイド端位置までのずれ量をカム環４を回転させる駆動ギア機構２５のステッピングモータ（図示省略）のパルス数により予め測定し、そのパルス数を、レンズの駆動制御を司る図示を省略したマイクロコンピュータ（以下制御部という）のメモリ部あるいは制御部とは別のメモリに記憶させている。そして、光学系のワイドからテレのズーム位置制御は、予め決められたワイドからテレまでの移動量（パルス量）を、駆動ギア機構２５のステッピングモータ（図示省略）のパルスをカウントすることにより行う。
【００３４】
次に、上記のレンズ鏡筒の組み立て動作について説明する。先ず、カム環１４の内周に直進ガイド筒１５をバヨネット結合させる組み立てについて図９を用いて説明する。
【００３５】
直進ガイド筒１５の外周の先端側に３箇所設けられた凸部１５ｅを、カム環１４の導入溝１４ｘから挿入させ、直進ガイド筒１５を直進および回転させて凸部１５ｅを第２の導入溝１４ｚ、第１の接続溝１４ｙ、装着案内溝１４ｙａを通過させる。この状態で直進ガイド筒１５の凸部１５ｅがカム環１４の円周溝１４−４に係合され、カム環１４と直進ガイド筒１５とがバヨネット結合され互いに一体となり、かつ互いに回動可能な状態となる。
【００３６】
次に、カム環１４の導入溝１４ｘと直進ガイド孔１５ｂとの位相を合わせた状態（図９では上記の位相の位置を理解しやすいように直進ガイド筒１５をカム環１４に重ならない位置に２点鎖線で示す）で、１群鏡筒１１のカムフォロア１１ａを導入溝１４ｘ（同時に直進ガイド孔１５ｂに凸部１１ｂも挿入される）に挿入する。次いで、直進ガイド筒１５を回転、および１群鏡筒１１を直進させることにより、１群鏡筒１１のカムフォロア１１ａを第１のカム溝１４−１に係合する。この後、カム環１４の導入溝１４ｘと直進ガイド孔１５ｂとの位相を合わせた状態（このとき１群鏡筒１１のカムフォロア１１ａも上記の位相に合っている）で、２群鏡筒１２のカムフォロア１２ａを導入溝１４ｘ（同時に直進ガイド孔１５ｂに凸部１２ｂも挿入される）に挿入する。次いで、直進ガイド筒１５を回転、および２群鏡筒１２を直進させることにより、２群鏡筒１２のカムフォロア１２ａを第２のカム溝１４−２に係合する手前の位置１４−２ａに位置させる。このとき１群鏡筒１１のカムフォロア１１ａも第１のカム溝１４−１に係合する手前の位置１４−１ａに位置している。この状態を図１０に示す（図１０でも、図９と同様に位相の位置を理解しやすいように直進ガイド筒１５をカム環１４に重ならない位置に２点鎖線で示す）。そして、直進ガイド筒１５の第２の直進ガイド孔１５ｃとカム環１４の導入溝１４ｘとの位相が合っている状態で、３群鏡筒１３のカムフォロア１３ａを導入溝１４ｘ（同時に直進ガイド孔１５ｃに凸部１３ｂも挿入される）に挿入し、カムフォロア１３ａを第３のカム溝１４−３のテレ状態の位置Ｐ３−３の手前の位置１４−３ａに位置させる。この状態から、カム環１４を直進ガイド筒１５に対して回転させて、各群鏡筒１１、１２、１３の各カムフォロア１１ａ、１２ａ、１３ａを対応する各カム溝１４−１、１４−２、１４−３の各テレ位置Ｐ１−３、Ｐ２−３、Ｐ３−３に位置させる。
【００３７】
この状態で、１群鏡筒１１、２群鏡筒１２、３群鏡筒１３がカム環１４および直進ガイド筒１５に組み込まれた状態となる。
【００３８】
上記のように、各群鏡筒１１、１２、１３はカム環１４のカム溝のズーム使用域であるテレ側から組み込むこと構成としている。これにより、図１１（ａ）に示すように、組み込み時のカム環１４と直進ガイド筒１５との間の回転範囲Ａを、１２０°以下の少ない回転範囲とすることができる。したがって、ズーム位置を検出するセンサ用の遮光部である突起片１４ｓの回転量も少なくすることができる。なお、上記の実施形態では、図９を用いて説明したように、各群鏡筒１１、１２、１３をカム環１４のカム溝のズーム使用域のテレ側から組み込む構成（図１１（ａ））について説明したが、図１１（ｂ）に示すように、各群鏡筒１１、１２、１３をカム環１４のカム溝のズーム使用域の沈胴側から組み込む構成とするように、導入溝１４ｘａをカム環１４に設けるようにしてもよい。この場合の各群鏡筒１１、１２、１３の組み立て動作は、図９、図１０の説明と同様に行うことができる。なお、組み込み時のカム環１４と直進ガイド筒１５の回転範囲Ｂは図９の回転範囲Ａより大きくなるが組み込みは可能である。
【００３９】
このように、本実施形態におけるカム環１４のカム形状では、各群鏡筒の組み込み用の導入溝１４ｘをカム環１４の後方（像面側）に１箇所とし、１群鏡筒１１、２群鏡筒１２のカム溝を同位相とし、３群鏡筒１３のカム溝を位相をずらして形成しこれらのカム溝を接続溝１４ｙ、１４ｚで連結した構成であるので、カム環１４の径を小型化することができ、これに応じて直進ガイド筒１５、各群鏡筒１１、１２、１３の径を小型化することができる。
【００４０】
そして、上記のようにカム環１４および直進ガイド筒１５に、１群鏡筒１１、２群鏡筒１２、３群鏡筒１３を組み付けた状態で、図７に示すように、カム環１４の外周３箇所に設けられたカムフォロア１４ａを前側固定鏡筒１６の導入溝１６ｂに挿入する。このとき、直進ガイド筒１５の外周３箇所に設けられた直進ガイド用の凸部１５ａを前側固定鏡筒１６の直進ガイド溝１６ｍに挿入され、また、各インタラプタ２０ａ、２０ｂがセンサ逃げ溝１６ｓ、１６ｓの位置に位置する（挿入される）。この後、前側固定鏡筒１６に対してカム環１４を回転（直進ガイド筒１５は前側固定鏡筒１６に対して回転しない）させてカムフォロア１４ａをカム溝１６ａの沈胴位置Ｂ１に位置させる。この状態で、前側固定鏡筒１６を後側固定鏡筒１７に取付け、前側固定鏡筒１６の貫通孔１６ｔに円筒ギア２６が配置され、円筒ギア２６がカム環１４のギア部１４ｂに噛合する。
【００４１】
このように組み立てられて構成されたレンズ鏡筒は、図１２に示す沈胴状態から、円筒ギア２６が駆動ギア機構２５（図１に示す）により回転されると、カム環１４が回転しつつ光軸方向に移動（直進ガイド筒１５もカム環１４の移動と一体に光軸方向に移動）し、１群鏡筒１１、２群鏡筒１２、３群鏡筒１３も光軸方向に移動（各群鏡筒１１、１２、１３は直進ガイド筒１５の直進ガイド孔にて回転規制されている）し、図１３に示すワイド位置に位置する。そして、円筒ギア２６が駆動ギア機構２５により回転されることにより、図１３に示すワイド位置と図１４に示すテレ位置との間で、ズームが行われる。なお、撮影を終了して機器（撮像装置）の電源をオフとすると図１２に示した沈胴状態となるように構成されている。
【００４２】
次に、１群鏡筒１１の変形防止の構成について説明する。
【００４３】
図１を用いて説明したように、１群鏡筒１１は外周形状がほぼ筒形状とされている。１群鏡筒１１の筒形状部分の最後部の外周３箇所にはカムフォロア１１ａが設けられ、これらのカムフォロア１１ａの間には、１群鏡筒１１の外径より一段高くなる大径で円弧状の剛性付与凸部１１ｃが形成されている。
【００４４】
これらの剛性付与凸部１１ｃは、たとえば図１４に示したレンズが繰り出された撮影状態において、落下などによりレンズ鏡筒先端に衝撃が加わったときに、１群鏡筒１１のカムフォロア１１ａがカム環１４のカム溝１４−１から外れてしまう状態を防止するために設けている。
【００４５】
上記のように、落下などにより、レンズ鏡筒先端に衝撃が加わった場合、衝撃を受けた瞬間、１群鏡筒１１のカムフォロア１１ａがカム溝１４−１から、外れる方向に力を受けることにより、１群鏡筒１１が円筒形状であるため、１群鏡筒１１のカムフォロア１１ａが形成された位相位置が径方向の内周側に撓み、またカムフォロア１１ａから６０度ずれた位相位置（剛性付与凸部１１ｃの位置）が径方向に広がる状態となるが、ここで、剛性付与凸部１１ｃが形成されていることにより、１群鏡筒１１の変形が防止される。したがって、これらの変化量を押さえることで、カム環１４のカム溝からカムフォロアの乗り上げ脱落を防止することができる。
【００４６】
ここで各寸法設定値は、カム溝１４−１へのカムフォロア１１ａの係合量が０．８ｍｍで、リング形状の剛性付与凸部１１ｃとその外側の直進ガイド筒１５の内径との間隔が０．１ｍｍとしているため、カムフォロア１１ａがカム溝１４−１から外れる前に、１群鏡筒１１の変形を押さえ込むことができる。また、直進ガイド筒１５の外周にはカム環１４が配置されており、これらの直進ガイド筒１５およびカム環１４の２部品によっても、１群鏡筒１１の変形が防止されている。
【００４７】
このように本実施形態では、１群鏡筒１１のスラスト方向でカムフォロア１１ａと同位置となる個所（カムフォロア１１ａ、１１ａの間の個所）に円弧状の剛性付与凸部１１ｃを設け、衝撃受け時の１群鏡筒１１の変形時にその外側で変形を押さえるように、直進ガイド筒１５の内径に押圧するように径を合わせている。ここで剛性付与凸部１１ｃが１群鏡筒１１の外形より一段高く形成しているのは、１群鏡筒１１が撮影状態で外部に露出する外観部分であるため、その外観部分が落下衝撃による変形で直進ガイド筒１５の内径部分に接触してキズ等が付くことを避けるためである。なお、剛性付与凸部は、カムフォロア１１ａ、１１ａの間の個所に円弧状で形成したが、カムフォロア１１ａに対して６０度位相がずれた位置に、それぞれ角形状あるいは円形状の凸部を形成する構成としてもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、１群鏡筒１１のカムフォロア１１ａを鏡筒外径の最後部に配置しているが、これは沈胴時のレンズ鏡筒全長を短くするためである。したがって、上記の衝撃による１群鏡筒１１の変形をさらに強固に防止する場合は、１群鏡筒１１の形状を、カムフォロア１１ａより後方に延長部分を設けた円筒形状としこの延長部分にカムフォロア１１ａの位相から６０度ずらした個所に上記の円弧状、角形状あるいは円形状の剛性付与凸部を形成する構成としてもよい。
【００４９】
次に、カム環１４の変形防止の構成について説明する。図１を用いて説明したように、カム環１４の外周の後端側には、その３箇所にカムフォロア１４ａが形成され、さらに後端の外周には、円周に沿ってギア部１４ｂが形成されている。
ギア部１４ｂは円周の１２０°以下の範囲で形成されている。またギア部１４ｂと同一の円周上のギア部が形成されていない部分には、カムフォロア１４ａ、１４ａの間の範囲でカム環１４の外径より大径の剛性付与凸部１４ｃ、１４ｃが形成されている。ここで、ギア部１４ｂは剛性付与凸部の機能を兼ねている。
【００５０】
上記のように、落下などによりレンズ鏡筒に衝撃が加わった場合、１群鏡筒１１以外に、カム環１４にも衝撃の力が加わり、カム環１４のカムフォロア１４ａが前側固定鏡筒１６のカム溝１６ａから外れる方向に力を受け、１群鏡筒１１の変形と同様の変形が起こるが、上記の剛性付与凸部１４ｃおよびギア部（剛性付与凸部の機能を兼ねる）１４ｂによりカム環１４の変形が防止される。また、剛性付与凸部１４ｃは、カムフォロア１４ａの位相から６０度ずらした個所に上記の円弧状、角形状あるいは円形状の剛性付与凸部を形成する構成としてもよい。
【００５１】
以上説明したように、上記の実施形態では、各群鏡筒１１、１２、１３の回転を規制し光軸方向に移動自在に支持する直進ガイド筒１５と、直進ガイド筒１５に回転自在に支持され各群鏡筒１１、１２、１３を光軸方向に移動させる複数のカム溝を有し駆動源からの駆動により回転しつつ光軸方向に移動するカム環１４と、カム環１４をその回転に応じて光軸方向に移動させるカム溝１６ａ、および直進ガイド筒１５の回転を規制し直進ガイド筒１５の光軸方向の移動をガイドする直進ガイド溝１６ｍを有する前側固定鏡筒１６と、位置検出手段を構成するカム環１４に延出して設けられた突起片１４ｓおよび直進ガイド筒１５に設けられ突起片１４ｓの変位を検出するフォトインタラプタ２０ａ、２０ｂとを備えた構成としたので、鏡筒全体の径を小径化することができ、これにより鏡筒の小型化を図ることができ、また、ズーム変位（突起片の回転変位）を正確に検出することができる。
【００５２】
また、上記の実施形態では、１群鏡筒１１およびカム環１４に剛性付与凸部を形成したので、レンズ鏡筒に外部からの衝撃が加わった時の、変形を有効に防止することができ、カムフォロアおよびカム溝で構成されるカム部の係合状態を確実に維持することができる。
【００５３】
また、上記の実施形態では、カム環１４に複数のカム溝を設け、１つのカム溝を他のカム溝と異なる位相位置に設け、これらのカム溝を接続溝および導入溝で連結した構成としたので、カム環の光軸方向の長さを小型のものとすることができ、これにより鏡筒の小型化を図ることができる。また共通の導入溝から各群鏡筒を組み込むことができ、組み立て効率も向上するという効果を有する。
【００５４】
なお、上述した実施形態では、カム溝およびカムフォロアでカム部を構成したが、カム部は凸状カムとこれに係合する凹部（凸状カムを挟む突起でもよい）とする構成としてもよい。
【００５５】
また、上述した実施形態では、位置検出手段として突起片およびこれの変位（回転変位）を検出するセンサであるフォトインタラプタを用いた構成としたが、他の非接触の光学式センサ、あるいは突起片を磁気スケールとしこれを検出する磁気センサの構成としてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学系の小型化を有効に図ることができる光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の光学機器の構成を示す分解斜視図。
【図２】本発明の実施形態の光学機器の光学系の動きを示す図。
【図３】本発明の実施形態の光学機器の直進ガイド筒および各群鏡筒を示す斜視図。
【図４】本発明の実施形態の光学機器のカム環の構成を示す展開図。
【図５】本発明の実施形態の光学機器のカム環および直進ガイド筒を示す側面図。
【図６】図５の矢印ＶＩの位置で切断した断面図。
【図７】本発明の実施形態の光学機器の前側固定鏡筒の構成を示す展開図。
【図８】本発明の実施形態の光学機器の光学系の動きおよびセンサの出力を説明するための図。
【図９】本発明の実施形態の光学機器の組み立て動作を説明するためのカム環の展開図。
【図１０】本発明の実施形態の光学機器の組み立て動作を説明するためのカム環の展開図。
【図１１】本発明の実施形態の光学機器のカム環の構成を示す展開図。
【図１２】本発明の実施形態の光学機器の沈胴状態を示す側面断面図。
【図１３】本発明の実施形態の光学機器の光学系のワイド状態を示す側面断面図。
【図１４】本発明の実施形態の光学機器の光学系のテレ状態を示す側面断面図。
【符号の説明】
１１  １群鏡筒
１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ  カムフォロア
１２  ２群鏡筒
１３  ３群鏡筒
１４  カム環
１４−１  第１のカム溝
１４−２  第２のカム溝
１４−３  第３のカム溝
１４ｂ  ギア部
１５  直進ガイド筒
１５ａ  凸部
１５ｂ、１５ｃ  直進ガイド孔
１６  前側固定鏡筒
１６ａ  カム溝
１６ｍ  直進ガイド溝
２０ａ、２０ｂ  フォトインタラプタ
２６  円筒ギア
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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