(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は複数のレンズを含むレンズ群が複数設けられ、該レンズ群を光軸方向へ移動させることによって焦点距離が変更可能なズーム光学系と、
前記ズーム光学系のうち、最も被写体側に配置された第１レンズ群と一体的に移動する第１枠と、
前記第１枠に駆動力を伝達する第１カム機構及び第２カム機構とを備え、
前記第１及び第２カム機構はそれぞれ、カムフォロアと該カムフォロアが係合するカム溝とを有し、
前記第１及び第２カム機構の少なくとも一方のカム溝は、前記焦点距離が広角端と望遠端との間で変更される際に前記カムフォロアが移動する区間において、光軸回りの周方向に対して所定の傾きを有する第１区間と、該第１区間と隣接して傾きの絶対値が該第１区間よりも小さい第２区間と、該第２区間と隣接して傾きの絶対値が該第２区間よりも大きく且つ傾きの符号が該第１区間と同じ第３区間とを含み、
前記第１枠は、撮像面からの光軸方向への距離が前記第２区間において極小値をとるレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１又は第２カム機構の前記カム溝における、前記第１枠までの距離が極小値となるときに前記カムフォロアが位置する部分は、光軸と直交する面に平行であるレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１及び第２カム機構の前記カム溝における、前記第１枠までの距離が極小値となるときに前記カムフォロアが位置する部分は、光軸と直交する面に平行であるレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つに記載のレンズ鏡筒であって、
第２枠と第３枠とをさらに備え、
前記第２カム機構は、前記第２枠を前記第３枠に対して移動させ、
前記第１カム機構は、前記第１枠を前記第２枠に対して移動させるレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、レンズ鏡筒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レンズ群の位置を調整可能なレンズ鏡筒が知られている。そのうちの１つに、特許文献１に開示されたレンズ鏡筒がある。特許文献１に開示されたレンズ鏡筒は、レンズを保持する第１枠と、第１枠を収容する第２枠と、第２枠を収容する第３枠とを備えている。これらの枠体を駆動する駆動力は、第２カム機構を介して第３枠から第２枠へ伝達し、第１カム機構を介して第２枠から第１枠へ伝達する。第１及び第２カム機構はそれぞれ、カムフォロアと該カムフォロアが係合するカム溝とを有している。第１及び第２カム機構のカム溝は、それぞれ所定の軌跡を有している。第１枠は、第１及び第２カム機構のカム溝の形状に応じて光軸方向へ移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、レンズ鏡筒においては、焦点距離が広角端から望遠端まで変化する際に、第１枠が被写体側へ単調に移動するものだけではなく、第１枠が一旦、撮像面側へ移動した後、被写体側へ移動するものもある。すなわち、撮像面からの距離が極小値をとるような軌跡で第１枠が移動するものがある。このような構成のレンズ鏡筒においては、焦点距離が広角端と望遠端との間に設定されている際に、レンズ鏡筒が落下する等して第１枠に衝撃力が加わると、第１枠は、撮像面からの距離が極小値となる位置まで押し込まれ、その位置において、衝撃力が第１カム機構を介して第２枠へ伝わり、さらに第２カム機構を介して第３枠へ伝わる。このとき、カムフォロアからカム溝に伝わる衝撃力の分力により、第１又は第２枠に回転方向への力が作用する場合がある。その結果、第１乃至第３枠やこれらの周辺の部材を破損してしまう虞がある。
【０００５】
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外力に対する強度が高いレンズ鏡筒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示されたレンズ鏡筒は、１又は複数のレンズを含むレンズ群が複数設けられ、該レンズ群を光軸方向へ移動させることによって焦点距離が変更可能なズーム光学系と、前記ズーム光学系のうち、最も被写体側に配置された第１レンズ群と一体的に移動する第１枠と、前記第１枠に駆動力を伝達する第１カム機構及び第２カム機構とを備え、前記第１及び第２カム機構はそれぞれ、カムフォロアと該カムフォロアが係合するカム溝とを有し、前記第１及び第２カム機構の少なくとも一方のカム溝は、前記焦点距離が広角端と望遠端との間で変更される際に前記カムフォロアが移動する区間において、光軸回りの周方向に対して所定の傾きを有する第１区間と、該第１区間と隣接して傾きの絶対値が該第１区間よりも小さい第２区間と、該第２区間と隣接して傾きの絶対値が該第２区間よりも大きく且つ傾きの符号が該第１区間と同じ第３区間とを含み、前記第１枠は、撮像面からの光軸方向への距離が前記第２区間において極小値をとるものとする。
【発明の効果】
【０００７】
前記レンズ鏡筒によれば、外力に対する強度が高いレンズ鏡筒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係るレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図２】回転量に対する光軸方向への１群枠の移動軌跡と、固定カム溝、貫通カム溝及び１群カム溝の展開図とを示す。
【図３】実施形態２に係る、回転量に対する光軸方向への１群枠の移動軌跡と、固定カム溝、貫通カム溝及び１群カム溝の展開図とを示す。
【図４】実施形態３に係る、回転量に対する光軸方向への１群枠の移動軌跡と、固定カム溝、貫通カム溝及び１群カム溝の展開図とを示す。
【図５】実施形態４に係る、回転量に対する光軸方向への１群枠の移動軌跡と、固定カム溝、貫通カム溝及び１群カム溝の展開図とを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に、実施形態に係るレンズ鏡筒の分解斜視図を示す。
【００１０】
《発明の実施形態１》
実施形態１に係るレンズ鏡筒１００は、デジタルスチルカメラに搭載される。レンズ鏡筒１００は、マスターフランジ１９０と、後述する各種の枠体と、これらの枠体に保持されたレンズで構成されるズーム光学系と、該ズーム光学系を通過して入射する光を電気信号に変換して出力する撮像素子１０１とを備えている。このレンズ鏡筒１００は、一例であり、デジタルスチルカメラに限らず、ビデオカメラやカメラ機能付き携帯電話端末などにも搭載が可能である。ズーム光学系は、第１レンズ群３０１と、第２レンズ群３０２と、フォーカスレンズ３０３とを含んでいる。第１レンズ群３０１が、最も被写体側に位置している。第１レンズ群３０１、第２レンズ群３０２、フォーカスレンズ３０３は、１又は複数のレンズで構成されている。ズーム光学系は、被写体の光学像を撮像素子１０１の撮像面１０１ａに形成する。
【００１１】
レンズ鏡筒１００は、各種の枠体として、第１レンズ群３０１を保持する１群枠１１０と、第２レンズ群３０２を保持する２群枠１２０と、貫通カム枠１３０と、直進枠１４０と、カム枠１５０と、駆動枠１６０と、固定枠１７０と、フォーカスレンズ３０３を保持する３群枠１８０とを備えている。これら１群枠１１０、２群枠１２０、貫通カム枠１３０、直進枠１４０、カム枠１５０、駆動枠１６０、固定枠１７０及び３群枠１８０は、光軸Ｘに対して同軸上に配置されている。１群枠１１０が第１枠を構成し、カム枠１５０が第２枠を構成し、駆動枠１６０が第３枠を構成する。
【００１２】
マスターフランジ１９０には、撮像素子１０１が撮像面１０１ａを被写体側へ向けた状態で固定されている。また、マスターフランジ１９０には、固定枠１７０が固定されている。固定枠１７０の内周面には、所定の軌跡に沿って延びる固定カム溝１７１と光軸方向に延びる直進溝とが形成されている。固定枠１７０には、ズームモータユニット１７３が取り付けられている。
【００１３】
駆動枠１６０の外周面には、駆動カムフォロア１６１とギア部とが設けられている。駆動枠１６０は、固定枠１７０内に収容される。このとき、駆動枠１６０の駆動カムフォロア１６１は、固定枠１７０の固定カム溝１７１に係合し、駆動枠１６０のギア部は、ズームモータユニット１７３に噛合する。駆動枠１６０は、ズームモータユニット１７３により光軸回りに回転駆動され、固定カム溝１７１に沿って固定枠１７０に対して相対的に光軸回りに回転しながら光軸方向に移動する。駆動枠１６０の内周面には、周方向に延びる円周溝と光軸方向に延びる直進溝１６２とが形成されている。以下、単に「回転」という場合には、光軸回りの回転を意味する。
【００１４】
貫通カム枠１３０の外周面には、固定枠１７０の直進溝に係合する第１係合突起１３３と、駆動枠１６０の円周溝に係合する第２係合突起とが設けられている。貫通カム枠１３０は、駆動枠１６０内に収容される。このとき、貫通カム枠１３０の第２係合突起は、駆動枠１６０の円周溝に係合している。これにより、貫通カム枠１３０は、駆動枠１６０に対して相対的に回転自在となる一方、駆動枠１６０に対して相対的に光軸方向に移動できないようになっている。つまり、貫通カム枠１３０は、駆動枠１６０と一体的に光軸方向に移動する。貫通カム枠１３０は、駆動枠１６０内に収容された状態で、固定枠１７０内に収容される。このとき第１係合突起１３３は、固定枠１７０の直進溝に係合する。固定枠１７０の直進溝は光軸方向に延びているため、貫通カム枠１３０は、固定枠１７０に対して相対的に回転不能な状態で光軸方向に相対移動可能に支持されている。貫通カム枠１３０には、所定の軌跡に沿って延びる貫通カム溝１３１が形成されている。また、貫通カム枠１３０の内周面には、光軸方向に延びる直進溝１３２が形成されている。
【００１５】
カム枠１５０の外周面には、カムフォロア１５１，１５１，…が設けられている。カム枠１５０は、貫通カム枠１３０内に収容される。このとき、カム枠１５０のカムフォロア１５１，１５１，…は、貫通カム枠１３０の貫通カム溝１３１を貫通して、駆動枠１６０の直進溝１６２に係合している。これにより、カム枠１５０は、駆動枠１６０と一体的に回転し且つ駆動枠１６０に対し相対的に光軸方向に進退自在に保持されている。また、カムフォロア１５１，１５１，…が貫通カム枠１３０の貫通カム溝１３１にも係合しているので、駆動枠１６０が回転駆動されると、カム枠１５０は、貫通カム溝１３１の形状に従って、貫通カム枠１３０に対して相対的に回転しながら光軸方向に移動する。カム枠１５０の内周には、１群カム溝２１０及び２群カム溝２２０が設けられている。また、カム枠１５０の内周面には、係合突起が設けられている。
【００１６】
直進枠１４０は、カム枠１５０内に収容される。直進枠１４０の外周面には、円周方向に延びる円周溝が形成されている。この円周溝には、カム枠１５０の係合突起が係合する。これら係合突起と円周溝との係合により、直進枠１４０は、カム枠１５０に対して相対的に回転可能である一方、光軸方向には相対的に移動できないようになっている。つまり、カム枠１５０が回転しながら光軸方向に移動するときには、直進枠１４０は、カム枠１５０と共に光軸方向に移動する。また、直進枠１４０は、その後端部において、外方に突出する係合突起１４１を有している。直進枠１４０の後端部は、カム枠１５０からはみ出しており、係合突起１４１は、貫通カム枠１３０の直進溝１３２に係合する。これら係合突起１４１と直進溝１３２との係合により、直進枠１４０は、貫通カム枠１３０に対して相対的に回転しないようになっている。また、直進枠１４０には、直進溝１４２，１４３が形成されている。
【００１７】
１群枠１１０は、１群カムフォロア１１１を有する。１群枠１１０は、直進枠１４０内に収容されている。１群枠１１０は、直進枠１４０の直進溝１４２に係合しており、直進枠１４０に対し光軸方向に進退自在で且つ直進枠１４０に対して相対的に回転しないようになっている。１群カムフォロア１１１は、カム枠１５０の１群カム溝２１０に係合している。カム枠１５０が回転すると、１群枠１１０は、１群カムフォロア１１１と１群カム溝２１０とで構成される第１カム機構によって、カム枠１５０に対して相対的に回転しながら光軸方向に移動する。
【００１８】
２群枠１２０は、２群カムフォロア１２１を有する。２群枠１２０は、直進枠１４０内に収容されている。２群枠１２０は、直進枠１４０の直進溝１４３に係合しており、直進枠１４０に対し光軸方向に進退自在で且つ直進枠１４０に対して相対的に回転しないようになっている。２群カムフォロア１２１は、カム枠１５０の２群カム溝２２０に係合している。カム枠１５０が回転すると、２群枠１２０は、２群カムフォロア１２１と２群カム溝２２０とで構成されるカム機構によって、カム枠１５０に対して相対的に回転しながら、カム枠１５０に対して相対的に光軸方向に移動する。
【００１９】
３群枠１８０は、マスターフランジ１９０に設けられたガイドポールに摺動自在に係合している。３群枠１８０は、マスターフランジ１９０に設けられたアクチュエータによって、他の枠体とは独立して光軸方向に駆動される。
【００２０】
ここで、固定枠１７０の固定カム溝１７１と、貫通カム枠１３０の貫通カム溝１３１と、カム枠１５０の１群カム溝２１０及び２群カム溝２２０とを、回転角度に対し適切な形状に設定することによって、第１レンズ群３０１及び第２レンズ群３０２を駆動枠１６０の回転量に応じて適切な位置に配置させることができると共に、撮影可能状態に無いとき（即ち、沈胴状態）のレンズ鏡筒１００の光軸方向の長さを短くすることができる。
【００２１】
このように構成されたレンズ鏡筒１００においては、ズームモータユニット１７３が駆動枠１６０を回転駆動すると、１群枠１１０及び２群枠１２０が光軸方向に移動する。これにより、ズーム光学系の焦点距離が調整される。それに加えて、３群枠１８０を被写体とレンズ鏡筒１００との距離に基づいて適切な位置に移動させることによって、光が撮像素子１０１上に結像し、画像が撮影される。
【００２２】
続いて、１群枠１１０の動作について詳しく説明する。図２に、１群枠の回転量を横軸にとり、その回転量に対して、収納位置から広角端を経て望遠端まで移動する１群枠の光軸方向位置を縦軸にとった場合の１群枠の移動軌跡を示す。また、図２には、固定カム溝、貫通カム溝及び１群カム溝の展開図を、収納位置、広角端及び望遠端の位置を１群枠の移動軌跡と一致させた状態で示す。
【００２３】
前述の如く、ズームモータユニット１７３の駆動力は、まず駆動枠１６０に伝わり、駆動枠１６０は、駆動カムフォロア１６１及び固定カム溝１７１に従って、固定枠１７０に対して相対的に回転しながら光軸方向へ移動する。同時に、駆動力は、カムフォロア１５１及び貫通カム溝１３１を介して、駆動枠１６０からカム枠１５０へ伝わる。その結果、カム枠１５０は、駆動枠１６０と一体的に回転しつつ駆動枠１６０に対して相対的に光軸方向へ移動する。さらに同時に、駆動力は、１群カム溝２１０及び１群カムフォロア１１１を介して、カム枠１５０から１群枠１１０へ伝わる。その結果、１群枠１１０は、駆動枠１６０に対して相対的に回転しつつ光軸方向へ移動する。駆動枠１６０の回転方向を切り替えることによって、１群枠１１０を被写体側へ移動させるか、撮像面側へ移動させるかが切り替えられる。
【００２４】
１群枠１１０の光軸方向への移動量は、固定カム溝１７１に沿って移動する駆動カムフォロア１６１の光軸方向への移動量、貫通カム溝１３１に沿って移動するカムフォロア１５１の光軸方向への移動量、および１群カム溝２１０に沿って移動する１群カムフォロア１１１の光軸方向への移動量の和によって決まる。駆動カムフォロア１６１、カムフォロア１５１及び１群カムフォロア１１１の移動軌跡はそれぞれ、固定カム溝１７１、貫通カム溝１３１及び１群カム溝２１０の形状と一致する。
【００２５】
固定カム溝１７１、貫通カム溝１３１及び１群カム溝２１０はそれぞれ、ズーム使用域と沈胴域とを有する。ズーム使用域は、撮影におけるズーム時に各カムフォロアが移動し得る領域である。ズーム使用域は、焦点距離が広角端と望遠端との間で変更される際にカムフォロアが移動する区間に相当する。一方、沈胴域は、レンズ鏡筒１００が撮影状態から沈胴状態となるときに各カムフォロアが移動する領域である。ズーム使用域における、沈胴域に近い端部が広角端であり、沈胴域から遠い端部が望遠端である。また、沈胴域において、ズーム使用域から遠い端部は、収納位置である。収納位置では、各枠体が収納されてレンズ鏡筒１００が沈胴状態となる。固定カム溝１７１、貫通カム溝１３１及び１群カム溝２１０の何れにおいても、周方向の一側から他側に向かって、収納位置、広角端及び望遠端がこの順で配置される。すなわち、駆動カムフォロア１６１が固定カム溝１７１の収納位置に位置するときには、カムフォロア１５１も貫通カム溝１３１の収納位置に位置し、１群カムフォロア１１１も１群カム溝２１０の収納位置に位置する。駆動カムフォロア１６１が固定カム溝１７１の広角端に位置するときには、カムフォロア１５１も貫通カム溝１３１の広角端に位置し、１群カムフォロア１１１も１群カム溝２１０の広角端に位置する。駆動カムフォロア１６１が固定カム溝１７１の望遠端に位置するときには、カムフォロア１５１も貫通カム溝１３１の望遠端に位置し、１群カムフォロア１１１も１群カム溝２１０の望遠端に位置する。固定カム溝１７１、貫通カム溝１３１及び１群カム溝２１０はそれぞれ、収納位置、広角端及び望遠端においては、周方向に平行な形状をしている。尚、本明細書においては、カム溝の形状及びカムフォロアの軌跡に関し、光軸方向位置の撮像面から被写体側への変化を正とし、周方向位置の広角端から望遠端側への変化を正としたときの、周方向位置の変化量に対する光軸方向位置の変化量の比（光軸方向位置の変化量／周方向位置の変化量）を「傾き」と称する。換言すると、カム溝及びカムフォロアの軌跡の「傾き」は、光軸回りの周方向に対する傾きを意味し、周方向において望遠端側へ行くほど、光軸方向において被写体側へ位置する場合の傾きを正とし、周方向において望遠端側へ行くほど、光軸方向において撮像面側へ位置する場合の傾きを負とする。
【００２６】
固定カム溝１７１は、沈胴域では、収納位置から、広角端側かつ被写体側へ向かって線形的に斜めに延びている。また、固定カム溝１７１は、ズーム使用域では、広角端から望遠端に至るまで、周方向と実質的に平行に延びている。つまり、駆動カムフォロア１６１は、固定カム溝１７１のズーム使用域を移動する間、光軸方向へは移動しない。
【００２７】
貫通カム溝１３１は、沈胴域では、収納位置から、広角端側かつ被写体側へ向かって線形的に斜めに延びている。また、貫通カム溝１３１は、ズーム使用域では、広角端から、望遠端側かつ被写体側へ向かって斜めに延び、途中で周方向と実質的に平行に（即ち、光軸に直交する面に実質的に平行に）望遠端側へ延びた後、再び望遠端側かつ被写体側へ向かって斜めに延びて、望遠端に至る。詳しくは、ズーム使用域における貫通カム溝１３１は、広角端から望遠端に向かって、正の傾きを有する第１区間１３１ａと、傾きの絶対値が第１区間１３１ａよりも小さい第２区間１３１ｂと、傾きの符号が第１区間１３１ａと同じ正で且つ傾きの絶対値が第２区間１３１ｂよりも大きい第３区間１３１ｃとを有している。さらに詳しくは、第２区間１３１ｂには、周方向と実質的に平行な部分が含まれる。第１区間１３１ａには、傾きが増加傾向から減少傾向に転じる変曲点が含まれる。また、第２区間１３１ｂには、傾きが減少傾向から増加傾向に転じる変曲点が含まれる。また、第３区間１３１ｃには、傾きが増加傾向から減少傾向に転じる変曲点が含まれる。つまり、カムフォロア１５１は、貫通カム溝１３１に沿って広角端から望遠端に向かうときには、光軸方向の被写体側へ移動した後、光軸方向への移動量が一旦、零又は微小となり、再び、光軸方向の被写体側へ移動する。
【００２８】
１群カム溝２１０は、沈胴域では、収納位置から、広角端側かつ被写体側へ向かって線形的に斜めに延びている。また、１群カム溝２１０は、ズーム使用域では、広角端から、望遠端側かつ撮像面側へ向かって斜めに延びた後、周方向と実質的に平行に望遠端側へ延び、その後、望遠端側かつ被写体側へ向かって斜めに延びて、望遠端に至る。詳しくは、ズーム使用域における１群カム溝２１０は、広角端から、負の傾きを有する第１区間２１０ａと、傾きの絶対値が第１区間２１０ａよりも小さい第２区間２１０ｂと、正の傾きを有し且つ傾きの絶対値が第２区間２１０ｂよりも大きい第３区間２１０ｃとを有している。さらに詳しくは、第２区間２１０ｂには、周方向と実質的に平行な部分が含まれる。第１区間２１０ａには、傾きが減少傾向から増加傾向に転じる変曲点が含まれる。また、第３区間２１０ｃには、傾きが増加傾向から減少傾向に転じる変曲点が含まれる。つまり、１群カムフォロア１１１は、１群カム溝２１０に沿って広角端から望遠端に向かうときには、光軸方向の撮像面側へ移動した後、光軸方向への移動量が一旦、零となり、その後、光軸方向の被写体側へ移動する。
【００２９】
以上、説明したように、ズーム使用域では、ズームモータユニット１７３からの回転方向の駆動力は、駆動枠１６０から、貫通カム溝１３１及びカムフォロア１５１で構成される第２カム機構を介して、回転方向及び光軸方向の駆動力としてカム枠１５０へ伝わる。さらに、カム枠１５０へ伝達した駆動力は、１群カム溝２１０及び１群カムフォロア１１１で構成される第１カム機構を介して、光軸方向の駆動力として１群枠１１０へ伝わる。その結果、１群枠１１０が光軸方向へ駆動される。
【００３０】
そして、これら固定カム溝１７１、貫通カム溝１３１及び１群カム溝２１０に応じて移動する１群枠１１０の、回転に対する光軸方向への移動軌跡は、図２に示すようになる。すなわち、該移動軌跡によれば、１群枠１１０は、沈胴域では、収納位置から広角端に向かって、光軸方向の被写体側へ線形的に変位する。また、ズーム使用域では、１群枠１１０は、広角端から望遠端に向かって、光軸方向の撮像面側へ変位した後、光軸方向への移動量が零となり（即ち、光軸方向への変位が極小となり）、その後、光軸方向の被写体側へ変位する。
【００３１】
これを１群枠１１０の実際の動きで説明すると、１群枠１１０は、収納位置から広角端へ移動するときには、駆動枠１６０の回転量に対して線形的に光軸方向の被写体側へ移動する。また、１群枠１１０は、広角端から望遠端側へ移動する際には、一旦、光軸方向の撮像面側へ移動した後、光軸方向への変化量が零となり、その後、光軸方向の被写体側へ移動する。尚、１群枠１１０は、収納位置、広角端及び望遠端、並びにそれらの近傍では、光軸方向へは殆ど移動しない。
【００３２】
このように、駆動枠１６０の回転量に対して変位する１群枠１１０の光軸方向位置は、ズーム使用域において極小値をとる。換言すると、駆動枠１６０の回転量に対して変化する、光軸方向への撮像面１０１ａから１群枠１１０までの距離は、ズーム使用域において極小値をとる。この極小値となるとき、カムフォロア１５１は、貫通カム溝１３１の第２区間１３１ｂに位置し、１群カムフォロア１１１は、１群カム溝２１０の第２区間２１０ｂに位置する。つまり、カムフォロア１５１は、貫通カム溝１３１のうち周方向に略平行な部分に位置し、１群カムフォロア１１１は、１群カム溝２１０のうち周方向に略平行な部分に位置する。尚、駆動カムフォロア１６１が位置する固定カム溝１７１は、ズーム使用域においては周方向に平行である。そのため、１群枠１１０が光軸方向位置が極小となる状態において、１群枠１１０に光軸方向の外力が作用しても、１群枠１１０、貫通カム枠１３０、カム枠１５０、駆動枠１６０には光軸周りの回転方向への分力がほとんど作用しない。例えば、レンズ鏡筒１００を撮影可能状態のまま落下させてしまったり、壁等にぶつけてしまったりすることでレンズ鏡筒１００が衝撃を受けたとき、特に、１群枠１１０に衝撃が作用したときには、レンズ鏡筒１００には全長を短くする方向の外力が作用する。すると、１群枠１１０は、光軸方向への撮像面１０１ａからの距離が極小値となる位置まで、光軸方向の撮像面側へ押し込まれる。そして、１群枠１１０は、この状態よりもさらに撮像面側へは移動できないため、この状態において、１群カムフォロア１１１と１群カム溝２１０とに衝撃力及びその反力が作用する。同様に、カムフォロア１５１と貫通カム溝１３１と直進溝１６２とに衝撃力及びその反力が作用する。ところが、１群カムフォロア１１１は、１群カム溝２１０のうち周方向に略平行な部分に位置し、カムフォロア１５１は、貫通カム溝１３１のうち周方向に略平行な部分に位置するため、これらの衝撃力のほとんどは、１群枠１１０、カム枠１５０及び貫通カム枠１３０に対して光軸方向に作用し、回転方向には作用しない。仮に、１群枠１１０に回転方向への大きな衝撃力が作用すると、１群枠１１０が係合している直進枠１４０にも回転方向への大きな衝撃力が作用することになり、貫通カム枠１３０の直進溝１３２に係合する係合突起１４１が破損する虞がある。また、貫通カム溝１３１に回転方向への大きな力が作用すると、直進溝１３２に係合する、直進枠１４０の係合突起１４１が破損する虞があり、また、貫通カム溝１３１の、固定枠１７０の直進溝に係合する第１係合突起１３３が破損する虞もある。さらには、１群カムフォロア１１１やカムフォロア１５１等の他の部材まで破損する虞もある。それに対して、前記の構成によれば、１群枠１１０、カム枠１５０及び貫通カム枠１３０に対して回転方向の力を殆ど作用させないため、レンズ鏡筒１００の破損の可能性を低減することができる。
【００３３】
したがって、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００は、１又は複数のレンズを含む第１〜第３レンズ群３０１〜３０３が設けられ、該レンズ群を光軸方向へ移動させることによって焦点距離が変更可能なズーム光学系と、前記ズーム光学系のうち、最も被写体側に配置された第１レンズ群３０１と一体的に移動する１群枠１１０と、前記１群枠１１０に駆動力を伝達する第１カム機構及び第２カム機構とを備え、前記第１及び第２カム機構はそれぞれ、カムフォロアと該カムフォロアが係合するカム溝とを有し、前記第１及び第２カム溝の少なくとも一方のカム溝（貫通カム溝１３１）は、前記焦点距離が広角端と望遠端との間で変更される区間において、光軸回りの周方向に対して所定の傾きを有する第１区間１３１ａと、該第１区間と隣接して傾きの絶対値が該第１区間よりも小さい第２区間１３１ｂと、該第２区間と隣接して傾きの絶対値が該第２区間よりも大きく且つ傾きの符号が該第１区間と同じ第３区間１３１ｃとを含み、前記１群枠１１０は、撮像面１０１ａからの光軸方向への距離が前記第２区間において極小値をとる。こうすることで、１群枠１１０に外力が作用して、１群枠１１０が、光軸方向への撮像面１０１ａからの距離が極小値となる場所まで押し込まれた場合に、１群枠１１０及びそれに関連する他の部材に回転方向の大きな力が作用することを抑制することができ、外力に対するレンズ鏡筒１００の強度を向上させることができる。
【００３４】
また、１群枠１１０の光軸方向の移動に関連する全てのカム溝において、撮像面１０１ａから１群枠１１０までの光軸方向の距離が極小となるときに対応するカムフォロアが位置する部分が周方向に沿って延びているため、１群枠１１０及び当該カム溝を有する全ての枠体に作用する回転方向の力を抑制することができる。
【００３５】
さらに、第１カム機構のカム溝である１群カム溝２１０及び第２カム機構のカム溝である貫通カム溝１３１は、前後の部分よりも傾きの絶対値が小さな第２区間（平坦区間）を有し、１群カム機構２１０及び貫通カム溝１３１の少なくとも一方は、第２区間の前後の部分である第１及び第３区間の傾きの符号が同じとなっている。
【００３６】
《発明の実施形態２》
続いて、実施形態２に係るレンズ鏡筒について説明する。図３は、図２に相当する図であって、１群枠の移動軌跡と、固定カム溝、貫通カム溝及び１群カム溝の展開図とを示す。実施形態に係るレンズ鏡筒は、固定カム溝１７１の形状と貫通カム溝１３１の形状が実施形態１と異なる。そこで、これら固定カム溝１７１及び貫通カム溝１３１の形状を中心に説明する。
【００３７】
固定カム溝１７１は、沈胴域では、収納位置から広角端側且つ被写体側へ向かって線形的に斜めに延びている。ただし、このときの光軸方向への変化量は、小さい。ズーム使用域では、固定カム溝１７１は、広角端から、望遠端側かつ被写体側へ向かって斜めに延び、途中で周方向と実質的に平行に望遠側へ延びた後、再び望遠端側かつ被写体側へ向かって斜めに延びて、望遠端に至る。詳しくは、ズーム使用域における固定カム溝１７１は、広角端から望遠端に向かって、正の傾きを有する第１区間１７１ａと、傾きの絶対値が第１区間１７１ａよりも小さい第２区間１７１ｂと、傾きの符号が第１区間１７１ａと同じ正で且つ傾きの絶対値が第２区間１７１ｂよりも大きい第３区間１７１ｃとを有している。さらに詳しくは、第２区間１７１ｂには、周方向と実質的に平行な部分が含まれる。第１区間１７１ａには、傾きが増加傾向から減少傾向に転じる変曲点が含まれる。また、第２区間１７１ｂには、傾きが減少傾向から増加傾向に転じる変曲点が含まれる。また、第３区間１７１ｃには、傾きが増加傾向から減少傾向に転じる変曲点が含まれる。つまり、駆動カムフォロア１６１は、固定カム溝１７１に沿って広角端から望遠端に向かうときには、光軸方向の被写体側へ移動した後、光軸方向への移動量が一旦、零又は微小となり、再び、光軸方向の被写体側へ移動する。
【００３８】
貫通カム溝１３１は、沈胴域では、収納位置から広角端側且つ被写体側へ向かって線形的に斜めに延びている。ズーム使用域では、貫通カム溝１３１は、広角端から望遠端に至るまで、周方向と実質的に平行に延びている。つまり、カムフォロア１５１は、貫通カム溝１３１のズーム使用域を移動する間は、光軸方向へは移動しない。
【００３９】
１群カム溝２１０の形状は、実施形態１と同様である。
【００４０】
以上、説明したように、ズーム使用域では、ズームモータユニット１７３からの回転方向の駆動力は、固定カム溝１７１及び駆動カムフォロア１６１で構成される第２カム機構を介して、回転方向及び光軸方向の駆動力として駆動枠１６０に伝わる。そして、駆動枠１６０へ伝達した駆動力は、貫通カム溝１３１及びカムフォロア１５１を介して、そのままカム枠１５０へ伝わる。さらに、カム枠１５０へ伝達した駆動力は、１群カム溝２１０及び１群カムフォロア１１１で構成される第１カム機構を介して、光軸方向の駆動力として１群枠１１０へ伝わる。その結果、１群枠１１０が光軸方向へ駆動される。実施形態２においては、１群枠１１０が第１枠を構成し、駆動枠１６０が第２枠を構成し、固定枠１７０が第３枠を構成する。
【００４１】
《発明の実施形態３》
続いて、実施形態３に係るレンズ鏡筒について説明する。図４は、図２に相当する図であって、１群枠の移動軌跡と、固定カム溝、貫通カム溝及び１群カム溝の展開図とを示す。実施形態に係るレンズ鏡筒は、固定カム溝１７１の形状と貫通カム溝１３１の形状が実施形態１と異なる。そこで、これら固定カム溝１７１及び貫通カム溝１３１の形状を中心に説明する。
【００４２】
固定カム溝１７１は、沈胴域では、収納位置から広角端側且つ被写体側へ向かって線形的に斜めに延びている。ただし、このときの光軸方向への変化量は、小さい。ズーム使用域では、固定カム溝１７１は、広角端から、望遠端側かつ被写体側へ向かって斜めに延び、途中で周方向と実質的に平行に望遠側へ延びた後、再び望遠端側かつ被写体側へ向かって斜めに延びて、望遠端に至る。詳しくは、ズーム使用域における固定カム溝１７１は、広角端から望遠端に向かって、正の傾きを有する第１区間１７１ａと、傾きの絶対値が第１区間１７１ａよりも小さい第２区間１７１ｂと、傾きの符号が第１区間１７１ａと同じ正で且つ傾きの絶対値が第２区間１７１ｂよりも大きい第３区間１７１ｃとを有している。さらに詳しくは、第２区間１７１ｂには、周方向と実質的に平行な部分が含まれる。第１区間１７１ａには、傾きが増加傾向から減少傾向に転じる変曲点が含まれる。また、第２区間１７１ｂには、傾きが減少傾向から増加傾向に転じる変曲点が含まれる。また、第３区間１７１ｃには、傾きが増加傾向から減少傾向に転じる変曲点が含まれる。つまり、駆動カムフォロア１６１は、固定カム溝１７１に沿って広角端から望遠端に向かうときには、光軸方向の被写体側へ移動した後、光軸方向への移動量が一旦、零又は微小となり、再び、光軸方向の被写体側へ移動する。
【００４３】
貫通カム溝１３１は、沈胴域では、収納位置から広角端側且つ被写体側へ向かって線形的に斜めに延びている。ズーム使用域では、貫通カム溝１３１は、広角端から、望遠端側且つ被写体側へ斜めに延びている。
【００４４】
１群カム溝２１０の形状は、傾きの大きさは異なるものの、全体的な形状は実施形態１と同様である。
【００４５】
以上、説明したように、ズーム使用域では、ズームモータユニット１７３からの回転方向の駆動力は、固定カム溝１７１及び駆動カムフォロア１６１で構成される第２カム機構を介して、回転方向及び光軸方向の駆動力として駆動枠１６０に伝わる。そして、駆動枠１６０へ伝達した駆動力は、貫通カム溝１３１及びカムフォロア１５１を介して、回転方向及び光軸方向の駆動力としてカム枠１５０へ伝わる。さらに、カム枠１５０へ伝達した駆動力は、１群カム溝２１０及び１群カムフォロア１１１で構成される第１カム機構を介して、光軸方向の駆動力として１群枠１１０へ伝わる。その結果、１群枠１１０が光軸方向へ駆動される。実施形態３においては、１群枠１１０が第１枠を構成し、駆動枠１６０が第２枠を構成し、固定枠１７０が第３枠を構成する。
【００４６】
《発明の実施形態４》
続いて、実施形態４に係るレンズ鏡筒について説明する。図５は、図２に相当する図であって、１群枠の移動軌跡と、固定カム溝、貫通カム溝及び１群カム溝の展開図とを示す。実施形態に係るレンズ鏡筒は、貫通カム溝１３１の形状と１群カム溝２１０の形状とが実施形態１と異なる。そこで、これら貫通カム溝１３１及び１群カム溝２１０の形状を中心に説明する。
【００４７】
固定カム溝１７１の形状は、実施形態１と同様である。
【００４８】
貫通カム溝１３１は、沈胴域では、収納位置から広角端側且つ被写体側へ向かって線形的に斜めに延びている。また、貫通カム溝１３１は、ズーム使用域では、広角端から、望遠端側かつ被写体側へ向かって斜めに延び、途中で周方向に沿って望遠端側へ延びた後、再び望遠端側かつ被写体側へ向かって斜めに延びて、望遠端に至る。このように、ズーム使用域における貫通カム溝１３１は、広角端から望遠端に向かって、正の傾きを有する第１区間１３１ａと、傾きの絶対値が第１区間１３１ａよりも小さい第２区間１３１ｂと、傾きの符号が第１区間１３１ａと同じ正で且つ傾きの絶対値が第２区間１３１ｂよりも大きい第３区間１３１ｃとを有している点においては、実施形態１と同様である。しかし、実施形態１では、第２区間１３１ｂにおける貫通カム溝１３１は、周方向と実質的に平行であるのに対し、実施形態４では、第２区間１３１ｂにおける貫通カム溝１３１は、周方向に沿って延びているものの、周方向に対して僅かに傾いている。特に、第２区間１３１ｂのうち、１群枠１１０の、光軸方向への撮像面１０１ａからの距離が極小値となる点においては、周方向に対する傾斜角がθとなっている。
【００４９】
１群カム溝２１０は、沈胴域では、収納位置から、広角端側かつ被写体側へ向かって線形的に斜めに延びている。また、１群カム溝２１０は、ズーム使用域では、広角端から、望遠端側かつ撮像面側へ向かって斜めに延びた後、周方向に沿って望遠端側へ延び、その後、望遠端側かつ被写体側へ向かって斜めに延びて、望遠端に至る。このように、ズーム使用域における１群カム溝２１０は、広角端から望遠端に向かって、負の傾きを有する第１区間２１０ａと、傾きの絶対値が第１区間２１０ａよりも小さい第２区間２１０ｂと、傾きの符号が正で且つ傾きの絶対値が第２区間２１０ｂよりも大きい第３区間２１０ｃとを有している点においては、実施形態１と同様である。しかし、実施形態１では、第２区間２１０ｂにおける１群カム溝２１０は、周方向と実質的に平行であるのに対し、実施形態４では、第２区間２１０ｂにおける１群カム溝２１０は、周方向に沿って延びているものの、周方向に対して僅かに傾いている。特に、第２区間２１０ｂのうち、１群枠１１０の、光軸方向への撮像面１０１ａからの距離が極小値となる点においては、周方向に対する傾斜角が−θとなっている。つまり、この点における傾斜方向は、貫通カム溝１３１の第２区間１３１ｂの傾斜方向と逆であり且つ、その傾きの絶対値は同じ大きさである。こうすることで、この点において、群枠１１０の、光軸方向への撮像面１０１ａからの距離が極小値となる。
【００５０】
このように、貫通カム溝１３１及び１群カム溝２１０のそれぞれにおいて、傾斜角度が緩やかになる、即ち、傾きの絶対値が前後の区間に比べて小さくなる第２区間１３１ｂ，２１０ｂを設けることによって、第２区間１３１ｂ，２１０ｂを設けない場合と比べて、１群枠１１０に光軸方向の外力が作用した場合に、１群枠１１０及びそれに関連する他の部材に作用する回転方向の力を低減することができる。これにより、外力に対するレンズ鏡筒１００の強度を向上させることができる。
【００５１】
さらに、カムフォロアとカム溝との間の動摩擦係数μと、傾斜角度θとを、ｔａｎθ≦μの関係を満たすように設定することによって、１群枠１１０に光軸方向の外力が作用した場合に、１群枠１１０及びそれに関連する他の枠体に作用する回転方向の力をさらに低減することができる。つまり、上記式の関係を満たすことによって、カムフォロアとカム溝との間の摩擦力の方が、枠体を回転させようとする力よりも大きくなるため、枠体に作用する回転方向の力をさらに低減することができる。例えば、動摩擦係数μが０．２の場合には、傾斜角度θが１１．３度以下であればよく、動摩擦係数μが０．１の場合には、傾斜角度θが５．７度以下であればよい。レンズ鏡筒１００には、摩擦係数が小さいフッ素系潤滑剤等が用いられる場合がある。このような潤滑剤を使用した場合、動摩擦係数μは、約０．０５〜０．１程度になる。このような場合には、μ＝０．１とすると、傾斜角度θを５．７度以下とすることが好ましい。
【００５２】
《その他の実施形態》
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５３】
すなわち、レンズ鏡筒１００の構成は前記実施形態に限られるものではない。レンズ群や枠体は、任意の構成を採用することができる。
【００５４】
また、１群枠１１０は、固定カム溝１７１、貫通カム溝１３１及び１群カム溝２１０の形状に応じて、移動しているが、これに限られるものではない。１群枠１１０が、これらとは別の枠体に設けられたカム溝に応じて移動する構成であってもよい。
【００５５】
また、前記実施形態１，４では、１群カム溝２１０及び貫通カム溝１３１の両方に、傾きの絶対値が前後の部分に比べて小さくなる第２区間２１０ｂ，１３１ｂを設けているが、これに限られるものではない。例えば、１群カム溝２１０及び貫通カム溝１３１の何れかだけに、傾きの絶対値が前後の部分に比べて小さくなる区間を設け、１群枠１１０の、光軸方向への撮像面１０１ａからの距離が極小となるときにカムフォロアが該区間に位置するようにしてもよい。かかる構成であっても、１群枠１１０及びそれに関連する枠体に作用する回転方向の力を低減できるという作用効果を奏することができる。また、実施形態２，３では、１群カム溝２１０及び固定カム溝１７１の両方に、傾きの絶対値が前後の部分に比べて小さくなる第２区間２１０ｂ，１７１ｂを設けているが、これに限られるものではない。前述の如く、１群カム溝２１０及び固定カム溝１７１の何れかだけに、傾きの絶対値が前後の部分に比べて小さくなる区間を設け、１群枠１１０の、光軸方向への撮像面１０１ａからの距離が極小となるときにカムフォロアが該区間に位置するようにしてもよい。
【００５６】
また、前記実施形態では、１群カム溝２１０、貫通カム溝１３１及び固定カム溝１７１において、周方向に実質的に平行に延びる部分が設けられているが、厳密に平行である必要はない。つまり、当該部分は、周方向に沿って延びていればよい。
【００５７】
また、前記実施形態では、第１カム機構のカム溝及び第２カム機構のカム溝は、前後の部分よりも傾きの絶対値が小さな第２区間を有し、その一方は、第２区間の前後の部分である第１及び第３区間の傾きの符号が同じで、他方は、第２区間の前後の部分である第１及び第３区間の傾きの符号が逆となっているが、これに限られるものではない。第１カム機構のカム溝及び第２カム機構のカム溝の両方において、第２区間の前後の部分である第１及び第３区間の傾きの符号が同じであってもよい。
【００５８】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本発明は、レンズ鏡筒について有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１００    レンズ鏡筒
１１０    １群枠（第１枠）
１１１    第１カムフォロア（第１カム機構）
１３１    貫通カム溝（第２カム機構）
１３１ａ  第１区間
１３１ｂ  第２区間
１３１ｃ  第３区間
１５０    カム枠（第２枠）
１５１    カムフォロア（第２カム機構）
１６０    駆動枠（第３枠）
１６１    駆動カムフォロア（第２カム機構）
１７１    固定カム溝（第２カム機構）
１７１ａ  第１区間
１７１ｂ  第２区間
１７１ｃ  第３区間
２１０    １群カム溝（第１カム機構）
２１０ａ  第１区間
２１０ｂ  第２区間
２１０ｃ  第３区間
３０１    第１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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