JP4487216B2 - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はレンズ鏡筒および撮像装置に関する。

デジタルスチルカメラなどの撮像装置のレンズ鏡筒としてズームレンズが光軸方向に移動することでズーム動作を行うものが提供されている。
このようなレンズ鏡筒として、レンズを支持しカムピンが設けられた移動枠と、移動枠をレンズの光軸回りに回転不能かつ光軸方向に移動可能に案内する直進案内環と、移動枠のカムピンが係合するカム溝が周面に形成され、光軸方向において移動不能にかつ光軸回りに回転可能に直進案内環に支持されるカム環とを備えたものが提供されている。
このレンズ鏡筒では、直進案内環に設けられた係合爪（バヨネット爪）が、カム環の周面に該周面の周方向に沿って延在形成された係合溝（バヨネット溝）に係合することで直進案内環によるカム環の支持がなされており、カム環が回転することによりカム溝およびカムピンを介して移動枠が光軸方向に移動される。
ところで、近年の撮像装置は一段の高性能化および小型化が要請されており、高いズーム率を実現しつつ小型化を図る上で有利なレンズ鏡筒が求められていることから、移動枠の移動量を確保しつつカム環の小型化が必要となっている。
そこで、カム環のカム溝と係合溝とを交差させることでカム環の光軸方向の寸法の縮小を図るレンズ鏡筒が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００７−９４１１８号公報

しかしながら、前記従来技術では、カム溝と係合溝との交差部において、カムピンがカム溝から係合溝に誤って進入することを防止するために、カム溝の深さを係合溝の深さよりも大きな寸法で形成する必要がある。
しかしながら、カム環の肉厚を大きく確保しなくてはならず、カム環の径方向の寸法を縮小する上で不利があり、また、カムピンが交差部を除くカム溝に係合する状態に比較して、カムピンが交差部に位置している状態では、カムピンがカム溝を形成する壁面に係合している深さ（嵌合量）が少なくなるため、交差部においてはカムピンの円滑な動作を確保する上で不利がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、移動枠の移動量を確保しつつ小型化を図る上で有利なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、撮影光学系を構成するレンズ系を支持しカムピンが設けられた移動枠と、前記移動枠を互いに回転不能かつ前記レンズ系の光軸方向に互いに移動可能に案内する直進案内環と、前記直進案内環と互いに回転可能にかつ前記光軸方向に互いに移動不能に支持され周面に前記カムピンが係合するカム溝が形成されたカム環とを備え、前記直進案内環による前記カム環の支持は、前記直進案内環に設けられた係合爪が、前記カム環の軸方向と直交する面上で前記カム環の周面に該周面の周方向に沿って延在形成された係合溝に係合することでなされ、前記カム環が回転することにより前記カム溝および前記カムピンを介して前記移動枠が前記光軸方向に移動されるレンズ鏡筒であって、前記カム溝は、前記周面の周方向に間隔をおいて設けられた複数の第１カム溝と、前記第１カム溝と同一の軌跡で前記第１カム溝とは軸方向に異なった前記周面の箇所で前記周面の周方向に間隔をおいて設けられた複数の第２カム溝とで構成され、前記カムピンは、前記第１カム溝および第２カム溝にそれぞれ係合する第１カムピンと第２カムピンとで構成され、前記係合爪は、前記係合溝が交差する第１カム溝または第２カム溝の溝幅よりも大きな幅を有し、前記係合溝は前記第１カム溝と第２カム溝の双方に交差しており、前記係合溝と前記第１カム溝が交差する箇所を第１交差部とし、前記係合溝と前記第２カム溝が交差する箇所を第２交差部としたときに、前記第１カムピンが前記第１交差部に位置した状態で前記第２カムピンが前記第２交差部を除く前記第２カム溝部分に係合し、前記第２カムピンが前記第２交差部に位置した状態で前記第１カムピンが前記第１交差部を除く前記第１カム溝部分に係合していることを特徴とする。
また本発明は、レンズ鏡筒を有する撮像装置であって、前記レンズ鏡筒は、撮影光学系を構成するレンズ系を支持しカムピンが設けられた移動枠と、前記移動枠を互いに回転不能かつ前記レンズ系の光軸方向に互いに移動可能に案内する直進案内環と、前記直進案内環と互いに回転可能にかつ前記光軸方向に互いに移動不能に支持され周面に前記カムピンが係合するカム溝が形成されたカム環とを備え、前記直進案内環による前記カム環の支持は、前記直進案内環に設けられた係合爪が、前記カム環の軸方向と直交する面上で前記カム環の周面に該周面の周方向に沿って延在形成された係合溝に係合することでなされ、前記カム環が回転することにより前記カム溝および前記カムピンを介して前記移動枠が前記光軸方向に移動され、前記カム溝は、前記周面の周方向に間隔をおいて設けられた複数の第１カム溝と、前記第１カム溝と同一の軌跡で前記第１カム溝とは軸方向に異なった前記周面の箇所で前記周面の周方向に間隔をおいて設けられた複数の第２カム溝とで構成され、前記カムピンは、前記第１カム溝および第２カム溝にそれぞれ係合する第１カムピンと第２カムピンとで構成され、前記係合爪は、前記係合溝が交差する第１カム溝または第２カム溝の溝幅よりも大きな幅を有し、前記係合溝は前記第１カム溝と第２カム溝の双方に交差しており、前記係合溝と前記第１カム溝が交差する箇所を第１交差部とし、前記係合溝と前記第２カム溝が交差する箇所を第２交差部としたときに、前記第１カムピンが前記第１交差部に位置した状態で前記第２カムピンが前記第２交差部を除く前記第２カム溝部分に係合し、前記第２カムピンが前記第２交差部に位置した状態で前記第１カムピンが前記第１交差部を除く前記第１カム溝部分に係合していることを特徴とする。

本発明によれば、カム環の係合溝と、直進案内環の第１カム溝と第２カム溝の双方に交差しているにも拘わらず、直進案内環の係合爪が、係合溝が交差する第１カム溝または第２カム溝の溝幅よりも大きな幅を有しているので、係合爪が係合溝から外れ交差部から第１カム溝あるいは第２カム溝に進入することが防止される。
したがって、カム環の光軸方向の寸法の縮小を図りつつ移動枠の移動量を確保する上で有利であることは無論のこと、係合溝と第１カム溝または第２カム溝の交差部における第１カムピンまたは第２カムピンの円滑な動作が確保される。

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態では、本発明のレンズ鏡筒が撮像装置に組み込まれている場合について説明する。
図１は撮像装置１０のレンズ鏡筒１４が使用位置にある状態を示す斜視図、図２は撮像装置１０のレンズ鏡筒１４が沈胴位置にある状態を示す斜視図、図３は撮像装置１０の後面を示す斜視図、図４は撮像装置１０の制御系を示すブロック図である。
なお、本明細書において左右は、撮像装置を前方から見た状態でいうものとし、また、被写体側を前方といい、撮像素子側を後方という。

（撮像装置１０）
図１、図２に示すように、撮像装置１０はデジタルスチルカメラであり、外装を構成するケース１２を有している。
ケース１２の右側部には、本発明に係るレンズ鏡筒１４が組み込まれている。
レンズ鏡筒１４は、被写体像を撮像素子２０（図４）に導く撮影光学系１６を備えている。撮像素子２０は、撮影光学系１６によって結像された被写体像を撮像して撮像信号を生成するものであり、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどで構成されている。
撮影光学系１６は複数のレンズを含んで構成され、最も被写体側に位置するレンズが対物レンズ１６Ａである。
レンズ鏡筒１４は、図１に示すように対物レンズ１６Ａが突出した突出位置と、図２に示すように対物レンズ１６Ａがケース１２の前面に没入した収容位置との間で移動するように構成されている。
図２に示すように、ケース１２の前面上部中央箇所には、撮影補助光を出射するフラッシュ１２０２、オートフォーカス用の補助光を発行する発光部１２０４などが設けられている。
ケース１２の上端面には、撮像を行うためのシャッタボタン１２０６、電源ボタン１２０８が設けられている。
図３に示すように、ケース１２の左側面には、機能モード（静止画、動画、再生等）を選択するモード切替スイッチ１２０８が設けられている。
ケース１２の後面のほぼ中央には、撮影した静止画、動画、あるいはメニュー画面などを表示するディスプレイパネル１８が設けられている。ディスプレイパネル１８としては液晶表示パネル、あるいは、有機ＥＬ表示パネルなど従来公知のディスプレイパネルが採用可能である。
また、ディスプレイパネル１８の表示面には、使用者が表示面に触れることにより操作が可能なタッチ操作機能を有するタッチパネルを設けてもよい。
ケース１２の後面の左側部にはズーム操作を実行する光学ズーム操作ボタン１２１０、各種メニューを選択するメニューボタン１２１２、画面表示を切り替える表示切替ボタン１２１４等が設けられている。

（制御系）
図４に示すように、撮像装置１０は、撮像素子２０およびディスプレイパネル１８に加えて、制御部２２Ａと、その制御部２２Ａを駆動するためのプログラムメモリやデータメモリその他のＲＡＭやＲＯＭ等を有する内蔵メモリ２２Ｂと、撮像素子２０から供給される撮像信号を増幅する増幅器２２Ｃと、増幅器２２Ｃから供給される撮像信号を所定の信号に処理する映像信号処理部２２Ｄと、記憶容量を拡大するメモリカードなどの外部メモリ２２Ｅと、レンズ鏡筒１４を駆動制御するレンズ鏡筒制御部２２Ｆ、ディスプレイパネル１８を駆動するモニタ駆動部２２Ｇと、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２２Ｈ、操作部２２Ｉ等を備えて構成されている。

制御部２２Ａは、例えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を有する演算回路等を備えて構成され、制御部２２Ａは、内蔵メモリ２２Ｂ、増幅器２２Ｃ、映像信号処理部２２Ｄ、レンズ鏡筒制御部２２Ｆ、モニタ駆動部２２Ｇ、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２２Ｈ、操作部２２Ｉの制御を行う。
インタフェース２２Ｈは、コネクタ２２Ｊを介して外部メモリ２２Ｅが着脱自在に接続可能とされている。
操作部２２Ｉは、シャッタボタン１２０４、電源ボタン１２０６、光学ズーム操作ボタン１２１０、各種メニューを選択するメニューボタン１２１２、画面表示を切り替える表示切替ボタン１２１４等で構成され、制御部２２Ａに操作信号を与えるものである。
レンズ鏡筒制御部２２Ｆには、レンズ鏡筒１４を駆動制御するレンズ駆動部２２Ｋと、レンズ鏡筒１４の回動量や光軸方向への移動量等を検出する位置センサ２２Ｌが接続されている。

制御部２２Ａは、操作部２２Ｉから供給される操作信号に応じて各部の制御を行う。
すなわち、シャッタボタン１２０６が操作されると、撮影光学系１６により撮像素子２０の撮像面に導かれた像が撮像素子２０によって撮像され、撮像素子２０で生成された撮像信号が増幅器２２Ｃを介して映像信号処理部２２Ｄに供給される。
映像信号処理部２２Ｄにより所定の映像信号に処理された信号は、制御部２２Ａに供給される。
これにより、制御部２２Ａから被写体の像に対応した信号がモニタ駆動部２２Ｇ、内蔵メモリ２２Ｂあるいは外部メモリ２２Ｅに供給される。
その結果、モニタ駆動部２２Ｇを介してディスプレイパネル１８に被写体の像に対応した画像が表示され、画像データが内蔵メモリ２２Ｂあるいは外部メモリ２２Ｅに記録される。
また、光学ズーム操作ボタン１２１０が操作されると、制御部２２Ａは、レンズ鏡筒制御部２２Ｆを介してレンズ駆動部２２Ｋを制御する。すなわち、レンズ鏡筒制御部２２Ｆは、広角側あるいは望遠側へのズームがなされるように、位置センサ２２Ｌからの検出信号に基づいてレンズ駆動部２２Ｋを制御することで、レンズ鏡筒１４の回動量や光軸方向への移動量等を制御する。

（レンズ鏡筒１４）
次にレンズ鏡筒１４の構成について説明する。
図５は本実施の形態のレンズ鏡筒１４が収容位置にある状態を示す斜視図、図６は本実施の形態のレンズ鏡筒１４が突出位置にある状態を示す斜視図、図７はレンズ鏡筒１４の分解斜視図である。

図７に示すように、レンズ鏡筒１４の撮影光学系１６は、被写体側から順に配置されている複数のレンズの組合せからなる第１レンズ群２４（対物レンズ１６Ａ）と、シャッタ及びアイリスユニットである自動露光装置２６と、複数のレンズの組合せからなる第２レンズ群２８と、１又は２以上のレンズの組合せからなる第３レンズ群３０等から構成されている。
第１レンズ群２４と第２レンズ群２８によってズーミング機能が発揮され、両レンズ群２４、２８を光軸方向に所定量移動することにより撮影光学系１６のズーミング動作を実行することができる。また、第３レンズ群３０によってフォーカシング機能が発揮され、第３レンズ群３０を光軸方向に所定量移動することにより撮影光学系１６のフォーカシング動作を実行することができる。

レンズ鏡筒１４のメカニック系は、被写体側から順に１群用移動枠３２と、第１レンズ群２４を保持する１群レンズ枠３４と、第２レンズ群２８を保持する２群レンズ枠３８と、２群レンズ枠３８を保持する２群用移動枠３６と、直進環４０と、カム環４２と、ケース１２に固定される固定環４４と、第３レンズ群３０を保持する３群レンズ枠４６と、固定環４４の後部に固定される後部鏡筒４８等から構成されている。そして、後部鏡筒４８に、撮像素子２０が取り付けられている。

また、レンズ鏡筒１４の動力系は、カム環４２を回動動作させる後部減速ギアユニット５０および駆動ギア５２と、光学系のフォーカシング動作を行うモータユニット５４等から構成されている。
後部減速ギアユニット５０およびモータユニット５４は、図５に示すように、固定環４４と後部鏡筒４８の組立体に取り付けられている。そして、駆動ギア５２は、固定環４４と後部鏡筒４８によって回転自在に支持されている。

後部鏡筒４８は、中央部に略四角形をなす貫通孔４８０２が設けられたリング状をなす後面部１８Ａを有し、後面部１８Ａにモータユニット５４が支持されている。
後部鏡筒４８の背面側には、撮像素子２０が撮像面を貫通孔４８０２に臨ませて取着されている。

固定環４４は、後部鏡筒４８の前部に固定されている。
固定環４４は、レンズ鏡筒１４の外装体となる略円筒状をなす筒体からなり、この固定環４４の内部に撮影光学系１６の全てが収納可能とされている。
固定環４４には、駆動ギア５２の一部を露出させるための切欠き４４Ａと、３群レンズ枠４６の一部を露出させるための切欠きが設けられている。
切欠き４４Ａに対応して固定環４４の外面には、駆動ギア５２を回転自在に支持する支持軸５２０２の軸方向の一端を支持する軸受部４４Ｂが設けられている。
この固定環４４と後部鏡筒４８との鏡筒組立体によって支持軸３５が保持されており、その支持軸３５に回動自在に支持された駆動ギア２２の一部の歯が、その歯幅方向の略全長に渡って切欠き４４Ａから鏡筒組立体の外部に露出されている。この駆動ギア５２の露出部を覆うように後部減速ギアユニット５０が取着されている。
後部減速ギアユニット５０は、駆動ギア５２に噛合される図示しない出力ギアと、その出力ギアに動力を伝達する１又は２以上の減速ギアと、その減速ギアを介して動力を伝達することにより出力ギアを回転駆動するズームモータが設けられ、後部減速ギアユニット５０には、ズームモータの回転数を検出してその検出信号を出力するロータリエンコーダ等からなる回転検出器が設けられている。
モータユニット５４は、レンズ鏡筒１４をフォーカシング動作させるための動力源をなすものである。このモータユニット５４は、フォーカスモータと、フォーカスモータの回転軸に移動可能に螺合され光軸方向にガイドされたキャリッジ等を備えて構成されている。
３群レンズ枠４６はモータユニット５４のキャリッジに係合され、これにより、モータユニット５４の回転量に応じて、第３レンズ群３０が光軸方向に所定量移動することにより、所定のフォーカシング動作が実行される。

固定環４４の内周には、複数のカム溝６０と光軸方向に沿った複数の直進案内溝６２が形成されている。
固定環４４の内側にカム環４２が配置されている。
カム環４２には固定環４４のカム溝６０に係合する係合部６４が設けられている。
カム環４２のフランジ部に設けられたギア部４３に駆動ギア５２が噛合されている。これにより、後部減速ギアユニット５０の作動によって駆動ギア５２が回転駆動されると、その回転方向に応じてカム環４２が左回転又は右回転され、カム環４２の係合部４２Ａが固定環４４のカム溝４４Ｃに沿って移動し、これによりカム環４２は光軸方向に移動する。
カム環４２の外周には、複数の外カム溝６６が設けられている。
カム環４２の内周には、複数の内カム溝６８が設けられている。

カム環４２には、回転方向には回転可能であるが光軸方向には移動できないように規制された直進案内環５６が嵌合されている。
カム環４２の内周には、直進案内環５６によって回転動作が規制され、光軸方向への
み移動可能とされた２群用移動枠３６が設けられている。
２群用移動枠３６の外周にはカム環４２の内カム溝６８に係合するカムピン６２が設けられている。

２群用移動枠３６の前部には自動露光装置２６が、間隔規制部材２７を介在させて、回転方向への移動を規制しつつ光軸方向へ所定の距離だけ移動可能に取り付けられている。
自動露光装置２６は、光が通過する光路を開閉するシャッタの機能と、光路の直径を大小変化させる可変絞りの機能と、光路にフィルタを出し入れするフィルタ機能を備えた光学装置である。

１群用移動枠３２は、カム環４２の外周で、かつ、直進環４０の内周に、回転方向の移動を規制して光軸方向へのみ移動可能に設けられている。
１群用移動枠３２の内周には、カム環４２の外カム溝６６に係合するカムピン７２が設けられている。
直進環４０は、固定環１６の内周に、回転方向の移動を規制して光軸方向にのみ移動可能に設けられ、光軸方向においてカム環４２が光軸方向へ移動する距離だけ一体となって光軸方向へ移動するように設けられている。
直進環４０の外周には、主にレンズ鏡筒１４の体裁を整えるための化粧環４１が装着されて一体的に構成されている。

１群用移動枠３２の前端には、非撮影時に撮影開口である光路を閉じて撮影光学系１６を保護するレンズバリアユニット５８が設けられている。
１群用移動枠３２には、レンズ鏡筒１４の体裁を整えるための化粧環３３が装着されている。
自動露光装置２６にはフレキシブル配線板２７が電気的に接続されている。フレキシブル配線板２７の一端は、自動露光装置２６のシャッタ機構や可変絞り機構等を駆動するアクチュエータの配線回路と接続されていて、その他端は、レンズ鏡筒１４の外部に設置される電力源と電気的に接続されている。

レンズ鏡筒１４の動作について説明する。
駆動ギア４２が回転しカム環４２が回転されると、カム環４２は固定環４４の内周のカム溝４４Ｃに沿って光軸方向に移動する。
また、カム環４２の回転により、１群用移動枠３２のカムピン７２がカム環４２の外周のカム溝６６に沿って動くことにより光軸方向に移動する。
また、カム環４２の回転により、２群用移動枠３６のカムピン７０がカム環４２の内周のカム溝６８に沿って光軸方向に移動する。
このようにして、レンズ鏡筒１４が図５に示す収納位置と図６に示す突出位置との間で出没し、鏡筒収納動作および光学ズーミング動作がなされる。

次に、本発明が適用される２群用移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６について詳細に説明する。
図８は２群用移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の分解斜視図、図９は移動枠３６の斜視図、図１０は移動枠３６の平面図、図１１は直進案内環５６の斜視図、図１２は直進案内環５６の平面図、図１３はカム環４２の斜視図、図１４はカム環４２の平面図、図１５はカム環４２の外周面の展開図、図１６はカム環４６のカム溝６８、係合溝７６、移動枠３６のカムピン７０、係合爪７４の位置関係を示す説明図、図１７は２群用移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の断面図である。

移動枠３６は、撮影光学系を構成する第２レンズ群２８（レンズ系）（図７参照）を支持しており、図９、図１０に示すように、移動枠３６にカムピン７０が設けられている。
移動枠３６は、筒状壁３６０２を有し、第２レンズ群２８は２群レンズ枠３８（図７参照）で保持された状態で筒状壁３６０２の内部に配設されている。
筒状壁３６０２の外周面に、軸方向に延在する直進用溝３６０４が形成され、この直進用溝３６０４は周方向に１８０度の間隔をおいて２つ設けられている。
カムピン７０は、筒状壁３６０２の外周面の前部で周方向に間隔をおいた３箇所に設けられると共に、筒状壁３６０２の外周面の後部で周方向に間隔をおいた３箇所に設けられ、前部に設けられたカムピン７０と後部に設けられたカムピン７０とは周方向に位相がずれている。以下、前部に設けられたカムピン７０を第１カムピン７０１０といい、後部に設けられたカムピン７０を第２カムピン７０２０という。

直進案内環５６は、移動枠３６を第２レンズ群２８の光軸回りに回転不能にかつ第２レンズ群２８の光軸方向に移動可能に支持するものである。言い換えると、直進案内環５６と移動枠３６とは、互いに回転不能かつ第２レンズ群２８の光軸方向に互いに移動可能に結合される。
また、直進案内環５６は、カム環４２を第２レンズ群２８の光軸回りに回転可能にかつ光軸方向に移動不能に支持するものである。言い換えると、直進案内環５６とカム環４２とは、互いに回転可能にかつ第２レンズ群２８の光軸方向に互いに移動不能に結合される。
図１１、図１２に示すように、直進案内環５６には係合爪７４と、固定環４４の直進案内溝６２に係合する固定環用係合爪７５が設けられている。
直進案内環５６は、環板部５６０２と、環板部５６０２から起立する２つの直進用柱部５６０４とを有している。
係合爪７４は、各直進用柱部５６０４の基部から環板部５６０２の径方向外側に突設され、したがって、係合爪７４は環板部５６０２の周方向に間隔をおいて２つ設けられている。
固定環用係合爪７５は、環板部５６０２の外周部から環板部５６０２の径方向外側に突設されている。

カム環４２は、図１３乃至図１５に示すように、筒状壁４２０２を有し、ギア部４３と係合部６４が筒状壁４２０２の外周部の後部に設けられている。
筒状壁４２０２の内周面に、カムピン７０が係合するカム溝６８と、係合爪７４が係合する係合溝７６が形成されている。
カム溝６８は、内周面の周方向に間隔をおいて設けられた複数の第１カム溝６８１０と、第１カム溝６８１０と同一の軌跡で第１カム溝６８１０の後方の内周面の箇所で内周面の周方向に間隔をおいて設けられた複数の第２カム溝６８２０とで構成されている。
第１、第２カム溝６８１０、６８２０は３つずつ設けられ、第１、第２カム溝６８１０、６８２０は周方向の位相がずらされて設けられている。
第１カム溝６８１０は、第１カム溝６８１０のうち前方に位置する前方第１カム溝部分６８１０Ａを有している。
また、第２カム溝６８２０は、第２カム溝６８２０のうち後方に位置する後方第２カム溝部分６８２０Ａを有している。
レンズ鏡筒１４の前後方向の長さを短縮するため、カム環４２の前後方向の長さが短縮されており、そのため、図１６に一点鎖線で示すように、第１カム溝６８１０の前方第１カム溝部分６８１０Ａの一部が欠除されている。また、図１６に一点鎖線で示すように、第２カム溝６８２０の後方第２カム溝部分６８２０Ａの一部が欠除されている。
また、第１、第２カム溝６８１０、６８２０には、第１、第２カムピン７０１０、７０２０を第１、第２カム溝６８１０、６８２０に挿入するための開放部６８０２が設けられている。
係合溝７６は、カム環４２の軸方向と直交する面上でカム環４２の内周面の後部に該内周面の周方向に沿って延在形成されている。
係合溝７６は、第２カム溝６８２０に交差している。
本実施の形態では、係合溝７６よりも後方に位置する第２カム溝６８２０部分が欠除されている。
係合溝７６には係合爪７４を該係合溝７６に挿入するための開放部７６０２が設けられている。
係合爪７４は、係合溝７６と第２カム溝６８２０が交差する部分から第２カム溝６８２０に進入できないように、第２カム溝６８２０の溝幅よりも大きな幅を有している。

移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の組み付けは次のように行われる。
図８に示すように、移動枠３６をカム環４２の後方から移動枠３６の内周に挿入し、移動枠３６の第１、第２カムピン７０１０、７０２０を開放部６８０２（図１６）から第１、第２カム溝６８１０、６８２０にそれぞれ係合する。
次いで、カム環４２の後方から直進案内環５６の２つの直進用柱部５６０４を移動枠３６の直進用溝３６０４に挿通すると共に、係合爪７４を開放部７６０２（図１６）から係合溝７６に係合する。
直進用柱部５６０４が直進用溝３６０４に挿通されることで、移動枠３６が直進案内環５６により回転不能に支持される。
係合爪７４が係合溝７６に係合されることで、カム環４２が直進案内環５６により光軸方向に移動不能に支持される。
これにより、図１７に示すように、移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の組み付けがなされ、カム環４２が回転することによりカム溝６８およびカムピン７０を介して移動枠３６が光軸方向に移動する。

（動作）
次に、移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の動作について説明する。
図１８（Ａ）、（Ｂ）、図１９（Ｃ）、（Ｄ）、図２０（Ｅ）、（Ｆ）は移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の動作説明図である。
予め、移動枠３６が図１８（Ａ）に示す位置にあり、第１、第２カムピン７０１０、７０２０が第１、第２カム溝６８１０、６８２０の延在方向の端部である基端に位置しているものとする。
ここで、駆動ギア５２およびギア部４３を介してカム環４２が回転されると、第１、第２カムピン７０１０、７０２０が第１、第２カム溝６８１０、６８２０に沿って移動され、これにより移動枠３６が後方に移動される。
この際、図１８（Ｂ）に示すように、第２カムピン７０２０が第２カム溝６８１０と係合溝７６との交差部に至る。この際、第１カム溝６８１０と第１カムピン７０１０との係合が維持されているため、第２カムピン７０２０が第２カム溝６８２０から外れて係合溝７６に進入することが防止される。

さらに、カム環４２が回転されると、図１９（Ｃ）に示すように、第２カムピン７０２０は第２カム溝６８１０と係合溝７６との交差部から第２カム溝６８２０の外方に（後方に）外れるが、第１カム溝６８１０と第１カムピン７０１０との係合は維持されているため、第１カムピン７０１０が第１カム溝６８１０に沿って移動され、移動枠３６が最も後方の位置に移動される。
この際、係合爪７４が第２カム溝６８１０と係合溝７６との交差部に至る。この際、係合爪７４が第２カム溝６８２０の溝幅よりも大きな幅を有しているため、係合爪７４が係合溝７６を外れて交差部から第２カム溝６８２０に進入することが防止される。
さらに、カム環４２が回転されると、図１９（Ｄ）に示すように、第１カムピン７０１０が第１カム溝６８１０に沿って移動され、移動枠３６が前方に移動され、やがて図１９（Ｅ）に示すように、第２カム溝６８２０から外れていた第２カムピン７０２０が第２カム溝６８１０と係合溝７６との交差部から第２カム溝６８２０に係合する。

さらに、カム環４２が回転されると、第１、第２カムピン７０が第１、第２カム溝６８１０、６８２０に沿って移動され、移動枠３６がさらに前方に移動され、図１９（Ｆ）に示すように、第１カムピン７０は第１カム溝６８１０の開放部６８０２から外方に（前方に）外れるが、第２カム溝６８２０と第２カムピン７０２０との係合は維持されているため、第２カムピン７０２０が第２カム溝６８２０に沿って移動され、やがて移動枠３６が最も前方の位置に至る。

（効果）
以上説明したように本実施の形態によれば、直進案内環５６の係合爪７４が係合するカム環４２の係合溝７６と、直進案内環５６の第２カムピン７０２０が係合する第２カム溝６８２０とが交差しているにも拘わらず、直進案内環５６の係合爪７４が、係合溝７６が交差する第２カム溝６８２０の溝幅よりも大きな幅を有しているので、係合爪７４が係合溝７６から外れて交差部から第２カム溝６８２０に進入することが防止される。
したがって、カム環４２の軸方向において係合溝７６を設ける領域と第２カム溝６８２０を設ける領域とを重複させることにより、カム環４２の光軸方向の寸法の縮小を図りつつ移動枠３６の移動量を確保する上で有利であることは無論のこと、係合溝７６と第２カム溝６８２０の交差部における第２カムピン７０２０の円滑な動作が確保されることにより、カム環４２の回転による移動枠３６の移動の安定化を図る上で有利となる。
特に、従来技術では、カム溝と係合溝との交差部において、カムピンがカム溝から係合溝に誤って進入することを防止するために、カム溝の深さを係合溝の深さよりも大きな寸法で形成していることから、カム環の肉厚を大きく確保しなくてはならず、カム環の径方向の寸法を縮小する上で不利があるのに対して、本実施の形態では、そのような必要が無いため、カム環の径方向の寸法を縮小する上でもより有利となり、カム環４２の小型化、ひいては、レンズ鏡筒１４の小型化を図る上でより一層有利となる。

また本実施の形態では、第１カム溝６８１０の前方第１カム溝部分６８１０Ａの一部および第２カム溝６８２０の後方第２カム溝部分６８２０Ａの一部を欠除することでカム環４２の前後方向の長さの短縮を図れ、レンズ鏡筒１４の前後方向の長さを短縮する上で有利となることは無論のこと、前方第１カム溝部分６８１０Ａおよび後方第２カム溝部分６８２０Ａの一部を欠除したにも拘わらず、第１カムピン７０１０が第１カム溝６８１０の外方に外れた際に、第２カムピン７０２０が第２カム溝６８２０に係合し、あるいは、第２カムピン７０２０が第２カム溝６８２０の外方に外れた際に、第１カムピン７０１０が第１カム溝６８１０に係合しているため、移動枠３６の移動の安定化を図る上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
図２１は第２の実施の形態におけるカム環４２の内周面の展開図であり、以下の実施の形態では第１の実施の形態と同一または対応する部分、部材には同一の符号を付して説明する。
第１の実施の形態では、カム環４２の第１カム溝６８１０の前方第１カム溝部分６８１０Ａの一部および第２カム溝６８２０の後方第２カム溝部分６８２０Ａの一部を欠除した場合について説明したが、第２の実施の形態は、カム環４２の第１、第２カム溝６８１０、６８２０が欠除されていない。
第２の実施の形態でも係合溝が第２カム溝６８２０に交差しており、第１の実施の形態と同様の効果が奏される。

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、係合溝７６が第１、第２カム溝６８１０、６８２０の双方に交差している点が第１、第２の実施の形態と相違している。
図２２はカム環４６のカム溝６８、係合溝７６、移動枠３６のカムピン７０、係合爪７４の位置関係を示す説明図である。
図２２に示すように、係合溝７６は第１カム溝６８１０と第２カム溝６８２０との双方に交差しており、係合溝７６と第１カム溝６８１０が交差する箇所を第１交差部８０とし、係合溝７６と第２カム溝６８２０が交差する箇所を第２交差部８２とする。
係合爪７４は、第１交差部８０から第１カム溝６８１０に進入できないように、第１カム溝６８１０の溝幅よりも大きな幅を有し、かつ、第２交差部８２から第２カム溝６８２０に進入できないように、第２カム溝６８２０の溝幅よりも大きな幅を有している。
そして、第１カムピン７０１０が第１交差部８０に位置した状態で第２カムピン７０２０が第２交差部８２を除く第２カム溝３８２０部分に係合し、第２カムピン７０２０が第２交差部８２に位置した状態で第１カムピン７０１０が第１交差部８０を除く第１カム溝３８１０部分に係合するように構成されている。

（動作）
次に、移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の動作について説明する。
図２３（Ａ）、（Ｂ）、図２４（Ｃ）、（Ｄ）、図２５（Ｅ）、（Ｆ）は移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の動作説明図である。
予め、移動枠３６が図２３（Ａ）に示す位置にあり、第１、第２カムピン７０１０、７０２０が第１、第２カム溝６８１０、６８２０の延在方向の端部である基端に位置しているものとする。
ここで、駆動ギア５２およびギア部４３を介してカム環４２が回転されると、第１、第２カムピン７０１０、７０２０が第１、第２カム溝６８１０、６８２０に沿って移動され、これにより移動枠３６が後方に移動される。
さらに、カム環４２が回転されると、係合爪７４が第１、第２交差部８０、８２に至る。ここで、係合爪７４が第１、第２カム溝６８１０、６８２０の溝幅よりも大きな幅を有しているため、係合爪７４が係合溝７６を外れて第１交差部８０から第１カム溝６８１０に進入することが防止され、また、第２交差部８２から第２カム溝６８２０に進入することが防止される。
さらに、カム環４２が回転されると、図２３（Ｂ）に示すように、第１カムピン７０１０が第１交差部８０に至る。ここで、第１カムピン７０１０が第１交差部８０に位置した状態で第２カムピン７０２０が第２交差部８２を除く第２カム溝３８２０部分に係合しているため、第１カムピン７０１０が第１カム溝６８１０から外れて係合溝７６に進入することが防止される。

さらに、カム環４２が回転されると、図２４（Ｃ）に示すように、第１カムピン７０１０は第１交差部８０を通過して第１カム溝６８１０に係合し、したがって、第１、第２カムピン７０１０、７０２０が第１、第２カム溝６８１０、６８２０に沿って移動され、移動枠３６が最も後方の位置に移動される。
さらに、カム環４２が回転されると、図２４（Ｄ）に示すように、移動枠３６が前方に移動され、第１カムピン７０１０が第１交差部８０に至る。ここで、第１カムピン７０１０が第１交差部８０に位置した状態で第２カムピン７０２０が第２交差部８２を除く第２カム溝３８２０部分に係合しているため、第１カムピン７０１０が第１カム溝６８１０から外れて係合溝７６に進入することが防止される。
さらに、カム環４２が回転されると、係合爪７４が第１交差部８１に至る。ここで、係合爪７４が第１カム溝６８１０の溝幅よりも大きな幅を有しているため、係合爪７４が係合溝７６を外れて第１交差部８０から第１カム溝６８１０に進入することが防止される。

さらに、カム環４２が回転されると、図２５（Ｅ）に示すように、移動枠３６が前方に移動され、第２カムピン７０２０が第２交差部８２に至る。ここで、第２カムピン７０２０が第２交差部８２に位置した状態で第１カムピン７０１０が第１交差部８０を除く第１カム溝３８２０部分に係合しているため、第２カムピン７０２０が第２カム溝６８２０から外れて係合溝７６に進入することが防止される。
さらに、カム環４２が回転されると、第２カムピン７０２０は第２交差部８２を通過して第２カム溝６８２０に係合し、したがって、第１、第２カムピン７０１０、７０２０が第１、第２カム溝６８１０、６８２０に沿って移動され、図２５（Ｆ）に示すように移動枠３６が最も前方の位置に至る。

（効果）
以上説明したように第３実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、係合溝７６が第１、第２カム溝６８１０、６８２０の双方に交差しているにも拘わらず、係合爪７４が第１カム溝６８１０の溝幅よりも大きな幅を有し、かつ、第２カム溝６８２０の溝幅よりも大きな幅を有しているので、係合爪７４が第１交差部８０から第１カム溝６８１０に進入し、あるいは、係合爪７４が第２交差部８２から第２カム溝６８２０に進入することが防止される。
さらに、第３の実施の形態によれば、１カムピン７０１０が第１交差部８０に位置した状態で第２カムピン７０２０が第２交差部８２を除く第２カム溝３８２０部分に係合し、第２カムピン７０２０が第２交差部８２に位置した状態で第１カムピン７０１０が第１交差部８０を除く第１カム溝３８１０部分に係合しているので、第１、第２カムピン７０１０、７０２０が第１、第２交差部８０、８２を通り第１、第２カム溝６８１０、６８２０から外れることを阻止でき、第１、第２カムピン７０１０、７０２０の円滑な動作を確保してカム環４２の回転による移動枠３６の移動の安定化を図る上で有利となる。
また、第１の実施の形態と同様に、従来技術のようにカム環の肉厚を大きく確保する必要がないので、カム環の径方向の寸法を縮小する上でもより有利となり、カム環４２の小型化、ひいては、レンズ鏡筒１４の小型化を図る上でより一層有利となる。

なお、本実施の形態においては、撮像装置としてデジタルスチルカメラを例示したが、本発明はビデオカメラやテレビカメラなど撮像装置に無論適用可能である。

撮像装置１０のレンズ鏡筒１４が使用位置にある状態を示す斜視図である。 撮像装置１０のレンズ鏡筒１４が沈胴位置にある状態を示す斜視図である。 撮像装置１０の後面を示す斜視図である。 撮像装置１０の制御系を示すブロック図である。 本実施の形態のレンズ鏡筒１４が収容位置にある状態を示す斜視図である。 本実施の形態のレンズ鏡筒１４が突出位置にある状態を示す斜視図である。 レンズ鏡筒１４の分解斜視図である。 ２群用移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の分解斜視図である。 移動枠３６の斜視図である。 移動枠３６の平面図である。 直進案内環５６の斜視図である。 直進案内環５６の平面図である。 カム環４２の斜視図である。 カム環４２の平面図である。 カム環４２の外周面の展開図である。 はカム環４６のカム溝６８、係合溝７６、移動枠３６のカムピン７０、係合爪７４の位置関係を示す説明図である。 ２群用移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の動作説明図である。 （Ｃ）、（Ｄ）は移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の動作説明図である。 （Ｅ）、（Ｆ）は移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の動作説明図である。 第２の実施の形態におけるカム環４６のカム溝６８、係合溝７６、移動枠３６のカムピン７０、係合爪７４の位置関係を示す説明図である。 第３の実施の形態におけるカム環４６のカム溝６８、係合溝７６、移動枠３６のカムピン７０、係合爪７４の位置関係を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の動作説明図である。 （Ｃ）、（Ｄ）は移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の動作説明図である。 （Ｅ）、（Ｆ）は移動枠３６、カム環４２、直進案内環５６の動作説明図である。

符号の説明

１０……撮像装置、１６……撮影光学系、２８……第２レンズ群、３６……移動枠、４２……カム環、５６……直進案内環、６８……カム溝、６８１０……第１カム溝、６８２０……第２カム溝、７０……カムピン、７０１０……第１カムピン、７０２０……第２カムピン、７４……係合爪、７６……係合溝。

Claims (3)

1. 撮影光学系を構成するレンズ系を支持しカムピンが設けられた移動枠と、
   前記移動枠を互いに回転不能かつ前記レンズ系の光軸方向に互いに移動可能に案内する直進案内環と、
   前記直進案内環と互いに回転可能にかつ前記光軸方向に互いに移動不能に支持され周面に前記カムピンが係合するカム溝が形成されたカム環とを備え、
   前記直進案内環による前記カム環の支持は、前記直進案内環に設けられた係合爪が、前記カム環の軸方向と直交する面上で前記カム環の周面に該周面の周方向に沿って延在形成された係合溝に係合することでなされ、
   前記カム環が回転することにより前記カム溝および前記カムピンを介して前記移動枠が前記光軸方向に移動されるレンズ鏡筒であって、
   前記カム溝は、前記周面の周方向に間隔をおいて設けられた複数の第１カム溝と、前記第１カム溝と同一の軌跡で前記第１カム溝とは軸方向に異なった前記周面の箇所で前記周面の周方向に間隔をおいて設けられた複数の第２カム溝とで構成され、
   前記カムピンは、前記第１カム溝および第２カム溝にそれぞれ係合する第１カムピンと第２カムピンとで構成され、
   前記係合爪は、前記係合溝が交差する第１カム溝または第２カム溝の溝幅よりも大きな幅を有し、
   前記係合溝は前記第１カム溝と第２カム溝の双方に交差しており、
   前記係合溝と前記第１カム溝が交差する箇所を第１交差部とし、前記係合溝と前記第２カム溝が交差する箇所を第２交差部としたときに、前記第１カムピンが前記第１交差部に位置した状態で前記第２カムピンが前記第２交差部を除く前記第２カム溝部分に係合し、前記第２カムピンが前記第２交差部に位置した状態で前記第１カムピンが前記第１交差部を除く前記第１カム溝部分に係合している、
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 被写体側を前方とした場合に、前記第１カム溝は前記第２カム溝の前方の箇所に設けられ、
   前記第１カム溝のうち前方に位置する前方第１カム溝部分または前記第２カム溝のうち後方に位置する後方第２カム溝部分の少なくとも一方は欠除されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. レンズ鏡筒を有する撮像装置であって、
   前記レンズ鏡筒は、
   撮影光学系を構成するレンズ系を支持しカムピンが設けられた移動枠と、
   前記移動枠を互いに回転不能かつ前記レンズ系の光軸方向に互いに移動可能に案内する直進案内環と、
   前記直進案内環と互いに回転可能にかつ前記光軸方向に互いに移動不能に支持され周面に前記カムピンが係合するカム溝が形成されたカム環とを備え、
   前記直進案内環による前記カム環の支持は、前記直進案内環に設けられた係合爪が、前記カム環の軸方向と直交する面上で前記カム環の周面に該周面の周方向に沿って延在形成された係合溝に係合することでなされ、
   前記カム環が回転することにより前記カム溝および前記カムピンを介して前記移動枠が前記光軸方向に移動され、
   前記カム溝は、前記周面の周方向に間隔をおいて設けられた複数の第１カム溝と、前記第１カム溝と同一の軌跡で前記第１カム溝とは軸方向に異なった前記周面の箇所で前記周面の周方向に間隔をおいて設けられた複数の第２カム溝とで構成され、
   前記カムピンは、前記第１カム溝および第２カム溝にそれぞれ係合する第１カムピンと第２カムピンとで構成され、
   前記係合爪は、前記係合溝が交差する第１カム溝または第２カム溝の溝幅よりも大きな幅を有し、
   前記係合溝は前記第１カム溝と第２カム溝の双方に交差しており、
   前記係合溝と前記第１カム溝が交差する箇所を第１交差部とし、前記係合溝と前記第２カム溝が交差する箇所を第２交差部としたときに、前記第１カムピンが前記第１交差部に位置した状態で前記第２カムピンが前記第２交差部を除く前記第２カム溝部分に係合し、前記第２カムピンが前記第２交差部に位置した状態で前記第１カムピンが前記第１交差部を除く前記第１カム溝部分に係合している、
   ことを特徴とする撮像装置。

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