JP2012068552A - レンズ鏡筒の直進案内機構 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ光軸方向にコンパクトな構造で、直進移動部材の光軸方向移動量を大きくさせることが可能なレンズ鏡筒の直進案内機構を提供する。
【解決手段】固定部材に対して回転可能に支持された回転環の回転によって光軸方向に直進移動される直進移動部材を有するレンズ鏡筒において、光軸方向に直進移動可能で、回転環が回転するとき固定部材及び直進移動部材に対して光軸方向に相対移動する可動直進案内部材を備え、該可動直進案内部材に直進移動部材を光軸方向に直進案内する可動案内部を設け、固定部材に、直進移動部材を光軸方向に直進案内する固定案内部を設け、可動案内部により直進案内される直進移動部材の移動範囲と、固定案内部により直進案内される直進移動部材の移動範囲を、一部重複させて互いに異ならせたことを特徴とする直進案内機構。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒を構成する直進案内機構に関する。

レンズ鏡筒において、レンズ群などの光学要素を保持する部材に対して、光軸方向への直進案内を行う直進案内機構と、カム環などの回転環との組み合わせによって光軸方向移動を行わせることが一般に行われている。

特開２００４-１５１７１０号公報

レンズ鏡筒における直進案内機構は、直進案内をする側の直進案内部材（例えば直進案内環）に、光軸方向へ延びるガイド面を有する長溝やガイドキーなどの部位を設け、直進案内を受ける側の直進移動部材（例えば直進移動環）に、このガイド面に対して摺動可能に接する摺動部を設けるというのが一般的な構造である。直進移動部材の移動量の上限は直進案内部材上のガイド面の長さによって決まり、ガイド面の長さは直進案内部材の光軸方向長さに制約される。つまり、直進案内部材の光軸方向長以上の移動量を直進移動部材に与えることができないため、直進移動部材の移動量の大きさと直進案内部材の光軸方向のコンパクト化はトレードオフの関係にあった。例えば、ズームレンズの高変倍化を図るべく各レンズ群の移動距離を大きくさせようとすると、該レンズ群に対する直進案内を行う直進案内部材の光軸方向サイズが大きく（長く）なり、レンズ鏡筒のコンパクト化、特に光軸方向における薄型化が制約される。逆に、光軸方向サイズの小さい（短い）直進案内部材では、大きな移動量を与えることができなかった。

本発明は、以上の問題意識に基づきなされたものであり、簡単かつ光軸方向にコンパクトな構造でありつつ、直進移動部材に対して大きな光軸方向移動量を与えることが可能なレンズ鏡筒の直進案内機構を得ることを目的とする。

本発明は、固定部材に対して回転可能に支持された回転環の回転によって光軸方向に直進移動される直進移動部材を有するレンズ鏡筒において、光軸方向に直進移動可能で、回転環が回転するとき固定部材及び直進移動部材に対して光軸方向に相対移動する可動直進案内部材を備え、該可動直進案内部材に直進移動部材を光軸方向に直進案内する可動案内部を設け、固定部材に、直進移動部材を光軸方向に直進案内する固定案内部を設け、可動案内部により直進案内される直進移動部材の移動範囲と、固定案内部により直進案内される直進移動部材の移動範囲を、一部重複させて互いに異ならせたことを特徴としている。

直進移動部材と可動直進案内部材はそれぞれ、撮像光学系を構成する光学要素を保持していることが好ましい。

本発明は収納状態からズーム撮影域へ繰出可能なズームレンズ鏡筒の直進案内機構に好適である。ズームレンズ鏡筒に適用した場合、レンズ鏡筒の収納状態では可動案内部と固定案内部の両方で直進移動部材を直進案内し、ズーム撮影域において、固定案内部が単独で直進移動部材を直進案内する状態と、可動案内部が単独で直進移動部材を直進案内する状態が切り替わるようにするとよい。この直進案内の切り替え時には、直進移動部材に対する可動案内部と固定案内部の一方の直進案内が解除されるタイミングよりも、可動案内部と固定案内部の他方による直進案内が開始されるタイミングを早く設定することが好ましい。

また、ズームレンズ鏡筒に適用した場合、レンズ鏡筒が収納状態からズーム撮影域に移行するときに、回転環が固定部材に対して回転しながら光軸方向前方に移動されるようにした上で、固定部材に光軸方向へ直進移動可能に支持され、回転環と共に光軸方向に移動される中間直進案内部材を備え、該中間直進案内部材を介して可動直進案内部材を光軸方向に直進案内することが好ましい。

回転環は、例えば、可動直進案内部材に設けたカムフォロアが係合する第１のカム溝と、直進移動部材に設けたカムフォロアが係合する第２のカム溝を有するカム環とすることができる。

光軸を囲む環状の固定環と、該固定環の光軸方向後部を塞ぐ蓋状体によって固定部材を構成し、該固定部材に設ける固定案内部は、蓋状体から光軸方向前方に向けて突設された前方突出突起として構成することが好ましい。直進移動部材には、前方突出突起を挿脱可能な開口を光軸方向後端部に有する光軸方向溝を形成し、この光軸方向溝と前方突出突起の係合によって直進移動部材を直進案内することが好ましい。固定部材を構成する蓋状体は、例えば、光軸上に撮像素子を保持する撮像素子保持部材である。

前方突出突起を挿脱させる光軸方向溝の開口を、光軸方向後方に進むにつれて徐々に溝幅を大きくするテーパー開口とすることにより、該光軸方向溝から外れた状態の前方突出突起をスムーズに挿入させることができる。また、前方突出突起の光軸方向前端部に、先端に進むにつれて徐々に幅を小さくするテーパー先端部を形成することによっても、同様の効果を得ることができる。

可動直進案内部材は、光軸を囲む筒状部と、該筒状部の内側に設けたフランジ部を有し、該フランジ部から光軸方向後方に向けて突設された後方突出突起によって可動案内部を構成することが好ましい。直進移動部材には、後方突出突起を挿脱可能な開口を光軸方向前端部に有する光軸方向溝を形成し、この光軸方向溝と後方突出突起の係合によって直進移動部材を直進案内することが好ましい。

後方突出突起を挿脱させる光軸方向溝の開口を、光軸方向前方に進むにつれて徐々に溝幅を大きくするテーパー開口とすることにより、該光軸方向溝から外れた状態の後方突出突起をスムーズに挿入させることができる。また、後方突出突起の光軸方向後端部に、先端に進むにつれて徐々に幅を小さくするテーパー先端部を形成することによっても、同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、可動直進案内部材の可動案内部や固定部材の固定案内部の個々の光軸方向長さよりも大きい光軸方向移動量を直進移動部材に与えることが可能であるため、簡単かつ光軸方向にコンパクトな構造でありながら、直進移動部材に対して大きな光軸方向移動量を与えることが可能なレンズ鏡筒の直進案内機構が得られる。

本発明による直進案内機構を備えたズームレンズ鏡筒の一実施形態を示すズーム撮影領域（上半部がワイド端で下半部がテレ端）における断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の収納状態における断面図である。 第２繰出筒の展開平面図である。 ２群支持枠の展開平面図である。 カム環の展開平面図である。 撮像素子ホルダの展開平面図である。 ズームレンズ鏡筒の収納状態における２群支持枠の直進案内機構の展開平面図である。 ズームレンズ鏡筒のワイド端における２群支持枠の直進案内機構の展開平面図である。 ズームレンズ鏡筒のワイド端とテレ端の間における２群支持枠の直進案内機構の展開平面図である。 ズームレンズ鏡筒のテレ端における２群支持枠の直進案内機構の展開平面図である。

図１及び図２は、本発明による直進案内機構を備えた一実施形態であるズームレンズ鏡筒１０を示している。ズームレンズ鏡筒１０の撮像光学系は、物体（被写体）側から順に第１レンズ群ＬＧ１、シャッタＳ、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、ローパスフィルタ２５及び撮像素子２６を備えている。以下の説明中で光軸方向とは、この撮影光学系の光軸Ｏと平行な方向を意味し、前方とは光軸方向の前方（被写体側）、後方とは光軸方向の後方（像面側）を意味する。

ズームレンズ鏡筒１０において、ハウジング（固定環）２２と撮像素子ホルダ（蓋状体）２３は、光軸方向の移動も回転も行わない固定部材であり、ねじ留めや接着などの手段で互いに固定されている。あるいは、ハウジング２２と撮像素子ホルダ２３を一部材として一体に成形する態様としてもよい。ハウジング２２は光軸Ｏを囲む環状をなし、撮像素子ホルダ２３はハウジング２２の後部を塞ぐ蓋状体である。撮像素子ホルダ２３のうち光軸Ｏが通る中央部分には、撮像面（受光面）を前方に向けて撮像素子２６が支持され、撮像素子２６の前部にはローパスフィルタ２５が固定されている。ハウジング２２の内側には、可動部材として、カム環（回転環）１１、第２繰出筒（可動直進案内部材）１２、第１繰出筒（中間直進案内部材）１３、カム環結合環１４、２群支持枠（直進移動部材）１５及び３群支持枠１６が支持されている。

第３レンズ群ＬＧ３を保持する３群支持枠１６は、図示を省略する直進ガイド機構によって、ハウジング２２及び撮像素子ホルダ２３に対して光軸方向に直進移動可能に支持されており、図示を省略するＡＦモータの駆動力によって前後に駆動される。

ズームレンズ鏡筒１０は２段繰出式のレンズ鏡筒であり、第２繰出筒１２と第１繰出筒１３はそれぞれ、ズームレンズ鏡筒１０における２つの繰出段部の外周面を構成する同心状の筒状部１２ａ、１３ａを有している。後述するように、カム環１１の回転に応じて第２繰出筒１２と第１繰出筒１３が光軸方向に相対移動して、筒状部１２ａと筒状部１３ａの光軸方向の重畳量を変化させる。

カム環１１は、ハウジング２２の内周面に形成したカム環ガイド溝２２ａに対して摺動可能に嵌るガイド突起１１ａを有している。カム環ガイド溝２２ａは、光軸Ｏに対して傾斜するリード溝部２２ａ１と、該リード溝部２２ａ１の前端部に接続する光軸Ｏを中心とした環状溝部２２ａ２とを有している。カム環１１の後端部に形成したギヤ１１ｂに対してズームギヤ１７が噛合し、ズームギヤ１７は不図示のズームモータの駆動力によって回転される。カム環１１は、ズームギヤ１７とギヤ１１ｂを介してズームモータの駆動力を受けて回転されると、ズームレンズ鏡筒１０の収納状態（図２）からズーム撮影域（図１）までの間は、ガイド突起１１ａがリード溝部２２ａ１の案内を受けて回転しながら光軸方向に移動し、ズーム撮影域（図１）では、ガイド突起１１ａが環状溝部２２ａ２の案内を受けて光軸方向の定位置で回転される。カム環１１にはカム環結合環１４が固定される。

第１繰出筒１３は、カム環１１の外側に位置しており、ハウジング２２に形成された光軸方向の直進案内溝２２ｂに対して直進案内突起１３ｂを摺動可能に係合させることで、ハウジング２２に対して光軸方向に相対移動可能に直進案内されている。第１繰出筒１３は、カム環結合環１４の外周面に設けた回転案内爪１４ａと回転案内爪１３ｃの摺接関係によって、カム環１１に対して相対回転は可能で光軸方向に共に移動するように結合（バヨネット結合）されている。つまり、カム環１１と第１繰出筒１３とカム環結合環１４は、光軸方向には共に移動し、ハウジング２２に対して光軸方向に直進案内された第１繰出筒１３に対してカム環１１及びカム環結合環１４が相対回転可能という関係になっている。

第１レンズ群ＬＧ１を保持する第２繰出筒１２は、第１繰出筒１３を介して光軸方向に直進案内される。第１繰出筒１３の筒状部１３ａの内周面には、光軸方向への長溝である直進案内溝１３ｄが形成されている。第２繰出筒１２の筒状部１２ａの後端部には直進案内突起１２ｂが設けられ、直進案内突起１２ｂを直進案内溝１３ｄに対して摺動可能に係合させることで、第２繰出筒１２は第１繰出筒１３に対して光軸方向に相対移動可能に直進案内されている。

第２繰出筒１２は、直進案内突起１２ｂの後方に位置して内径方向に突出する１群用カムフォロアＣＦ１を有し、この１群用カムフォロアＣＦ１が、カム環１１の外周面に形成した１群制御カム溝（第１のカム溝）ＣＧ１に摺動可能に係合している。第２繰出筒１２は第１繰出筒１３を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環１１が回転すると、１群制御カム溝ＣＧ１の形状に従って、第２繰出筒１２すなわち第１レンズ群ＬＧ１が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。なお、カム環１１の外周面上に位置する１群制御カム溝ＣＧ１は、図５や図７〜図１０では図示が省略されている。

第２レンズ群ＬＧ２を保持する２群支持枠１５は、第２繰出筒１２と撮像素子ホルダ２３の２つの部材によって（またがって）、光軸方向へ直進移動可能に案内される。第２繰出筒１２には、筒状部１２ａの内側に、第１レンズ群ＬＧ１を保持する筒内フランジ部１２ｃが設けられ、筒内フランジ部１２ｃから後方に向けて可動直進案内突起（可動案内部、後方突出突起）１２ｄが突設されている。図３に示すように、可動直進案内突起１２ｄは、光軸Ｏを中心とする周方向に略等間隔で３つ設けられている。３つの可動直進案内突起１２ｄはそれぞれ、光軸Ｏと略平行な一対のガイド面を両側に有する幅一定の定幅ガイド部１２ｅと、この定幅ガイド部１２ｅから可動直進案内突起１２ｄの先端部（光軸方向後端部）に進むにつれて徐々に幅を小さくするテーパー先端部１２ｆを有している。なお、第２繰出筒１２の外周面上に位置する直進案内突起１２ｂは、図３や図７〜図１０では図示が省略されている。

撮像素子ホルダ２３には、前方に向けて固定直進案内突起（固定案内部、前方突出突起）２３ａが突設されている。図６に示すように、固定直進案内突起２３ａは、光軸Ｏを中心とする周方向に略等間隔で３つ設けられている。３つの固定直進案内突起２３ａはそれぞれ、光軸Ｏと略平行な一対のガイド面を両側に有する幅一定の定幅ガイド部２３ｂと、この定幅ガイド部２３ｂから固定直進案内突起２３ａの先端部（光軸方向前端部）に進むにつれて徐々に幅を小さくするテーパー先端部２３ｃを有している。

２群支持枠１５は、光軸Ｏを囲む筒状部１５ａと、その内側に位置し第２レンズ群ＬＧ２を保持する筒内フランジ部１５ｂを有する。図４に示すように、２群支持枠１５の筒状部１５ａの外周面には、第１直進案内溝（光軸方向溝）１５ｃと第２直進案内溝（光軸方向溝）１５ｄがそれぞれ周方向に略等間隔で３つずつ、交互に形成されている。なお、図２では第１直進案内溝１５ｃと第２直進案内溝１５ｄを同一断面上に表しているが、実際には、図４に示すように筒状部１５ａ上での第１直進案内溝１５ｃと第２直進案内溝１５ｄの形成領域は異なる。

第１直進案内溝１５ｃは、光軸方向の前後端部がいずれも筒状部１５ａの端面に開口された光軸方向への長溝となっており、撮像素子ホルダ２３に対する２群支持枠１５の光軸方向の相対位置変化に応じて、撮像素子ホルダ２３の固定直進案内突起２３ａが第１直進案内溝１５ｃに対して光軸方向に摺動可能に係合する状態（図１の上半断面、図２、図７、図８及び図９）と、該第１直進案内溝１５ｃから固定直進案内突起２３ａが後方に離脱した状態（図１の下半断面、図１０）とに変化する。固定直進案内突起２３ａは筒状部１５ａの外面形状に沿う湾曲断面に形成されており、固定直進案内突起２３ａが第１直進案内溝１５ｃに係合する状態では、該第１直進案内溝１５ｃの対向する一対の側面に対して定幅ガイド部２３ｂの両側面が摺動可能に接する。これにより、固定直進案内突起２３ａと第１直進案内溝１５ｃの係合状態では、２群支持枠１５は撮像素子ホルダ２３の固定直進案内突起２３ａ（定幅ガイド部２３ｂ）によって光軸方向に移動可能に直進案内される。第１直進案内溝１５ｃの光軸方向後端の開口部は、光軸方向後方に進むにつれて徐々に溝幅を広くするテーパー開口部１５ｅとなっている。このテーパー開口部１５ｅとテーパー先端部２３ｃによって、第１直進案内溝１５ｃから離脱した状態の固定直進案内突起２３ａを、該第１直進案内溝１５ｃに対して後方からスムーズに挿入させることができる。スムーズな挿入を行わせるためには、第１直進案内溝１５ｃと固定直進案内突起２３ａの両方にテーパー形状（テーパー開口部１５ｅとテーパー先端部２３ｃ）を設けることが好ましいが、そのいずれか一方のみにテーパー形状を設ける態様でも、所定の効果を得ることができる。

第１直進案内溝１５ｃと同様に、第２直進案内溝１５ｄは、光軸方向の前後端部がいずれも筒状部１５ａの端面に開口された光軸方向への長溝となっており、第２繰出筒１２に対する２群支持枠１５の光軸方向の相対位置変化に応じて、可動直進案内突起１２ｄが第２直進案内溝１５ｄに対して光軸方向に摺動可能に嵌る状態（図１の下半断面、図２、図７、図９及び図１０）と、該第２直進案内溝１５ｄから可動直進案内突起１２ｄが前方に離脱した状態（図１の上半、図８）とに変化する。可動直進案内突起１２ｄは筒状部１５ａの外面形状に沿う湾曲断面に形成されており、可動直進案内突起１２ｄが第２直進案内溝１５ｄに係合する状態では、該第２直進案内溝１５ｄの対向する一対の側面に対して定幅ガイド部１２ｅの両側面が摺動可能に接する。これにより、可動直進案内突起１２ｄと第２直進案内溝１５ｄの係合状態では、２群支持枠１５は第２繰出筒１２の可動直進案内突起１２ｄ（定幅ガイド部１２ｅ）によって光軸方向に相対移動可能に直進案内される。第２直進案内溝１５ｄの光軸方向前端の開口部は、光軸方向前方に進むにつれて徐々に溝幅を広くするテーパー開口部１５ｆとなっている。このテーパー開口部１５ｆとテーパー先端部１２ｆによって、第２直進案内溝１５ｄから離脱した状態の可動直進案内突起１２ｄを、該第２直進案内溝１５ｄに対して前方からスムーズに挿入させることができる。スムーズな挿入を行わせるためには、第２直進案内溝１５ｄと可動直進案内突起１２ｄの両方にテーパー形状（テーパー開口部１５ｆとテーパー先端部１２ｆ）を設けることが好ましいが、そのいずれか一方のみにテーパー形状を設ける態様でも、所定の効果を得ることができる。

２群支持枠１５に形成する第１直進案内溝１５ｃと第２直進案内溝１５ｄはそれぞれ、光軸方向の前後両端部が開口された形状であるが、第１直進案内溝１５ｃについては、固定直進案内突起２３ａが挿脱される後端部のみが開口し、前端部が閉じた形状とすることも可能であり、第２直進案内溝１５ｄについては、可動直進案内突起１２ｄが挿脱される前端部のみが開口し、後端部が閉じた形状とすることも可能である。但し、前端部や後端部が閉じた形状の溝を形成するためには、当該溝の前後端部を閉じるための肉厚が必要になり、２群支持枠１５の筒状部１５ａの光軸方向長が大きくなる。そのため、小型化（光軸方向の薄型化）の観点からは、本実施形態のように前後両端部ともに開口された第１直進案内溝１５ｃと第２直進案内溝１５ｄとして形成することが好ましい。

以上のようにして、２群支持枠１５は、第２繰出筒１２の可動直進案内突起１２ｄと撮像素子ホルダ２３の固定直進案内突起２３ａを用いて光軸方向に直進案内される。詳細は後述するが、可動直進案内突起１２ｄによって直進案内される２群支持枠１５の移動範囲と、固定直進案内突起２３ａによって直進案内される２群支持枠１５の移動範囲が、一部で重複し残りの領域では異なっており、可動直進案内突起１２ｄと固定直進案内突起２３ａの個々の長さよりも大きい光軸方向移動量を２群支持枠１５に与えることが可能となっている。なお、図７〜図１０では、２群支持枠１５の直進案内機構を構成する第１直進案内溝１５ｃ、第２直進案内溝１５ｄ、可動直進案内突起１２ｄ及び固定直進案内突起２３ａについては、部材の重畳関係に関わりなく実線で表している。

２群支持枠１５は、筒状部１５ａの外周面上に外径方向に突出する２群用カムフォロアＣＦ２を有し、この２群用カムフォロアＣＦ２が、カム環１１の内周面に形成した２群制御カム溝（第２のカム溝）ＣＧ２に摺動可能に係合している。図４と図５に示すように、２群用カムフォロアＣＦ２と２群制御カム溝ＣＧ２はそれぞれ、光軸方向に離間する前後一対を１セットとして、周方向に位置を異ならせて３セット形成されている。２群支持枠１５は、第２繰出筒１２の可動直進案内突起１２ｄと撮像素子ホルダ２３の固定直進案内突起２３ａによって光軸方向に直進案内されているため、カム環１１が回転すると、２群制御カム溝ＣＧ２の形状に従って、２群支持枠１５すなわち第２レンズ群ＬＧ２が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。図５、図７〜図１０には、２群制御カム溝ＣＧ２の基礎軌跡を一点鎖線で示しており、この基礎軌跡上の「Ｒ」、「Ｗ」、「Ｔ」はそれぞれ、ズームレンズ鏡筒１０の収納状態、ワイド端、テレ端における２群用カムフォロアＣＦ２の位置を表している。

２群支持枠１５は、筒状部１５ａの前端付近に、シャッタＳを有するシャッタブロック３０を支持している。図示を省略しているが、シャッタブロック３０はシャッタＳの他に、開口径を変化させる可変絞りを備えている。図１と図２から分かるように、シャッタブロック３０は、２群支持枠１５内で光軸方向に移動可能に支持されており、ズームレンズ鏡筒１０の収納状態（図２）では、シャッタブロック３０が筒内フランジ部１５ｂに接近する方向に後退移動され、その後退したスペースに第１レンズ群ＬＧ１の一部が進入することで、ズームレンズ鏡筒１０の収納長を短くさせる。このとき、シャッタＳ（及び可変絞り）は開かれて、第２レンズ群ＬＧ２との干渉を防ぐ。

以上のズームレンズ鏡筒１０において、ガイド突起１１ａとカム環ガイド溝２２ａ、直進案内溝２２ｂと直進案内突起１３ｂ、直進案内溝１３ｄと直進案内突起１２ｂ、１群用カムフォロアＣＦ１と１群制御カム溝ＣＧ１については、その数や配置を省略して説明したが、これらの各要素は、光軸Ｏを中心とする周方向に略等間隔で３つ設けることが望ましい。

以上の構造からなるズームレンズ鏡筒１０は次のように動作する。図２に示す鏡筒収納状態では、カム環１１（カム環結合環１４含む）、第２繰出筒１２、第１繰出筒１３、２群支持枠１５及び３群支持枠１６といった可動部材がそれぞれ光軸方向の最も後方の位置にあり、図１に示す撮影状態（ズーム撮影域）よりも光軸方向の光学系の長さ（第１レンズ群ＬＧ１の物体側の面から撮像素子２６の撮像面までの距離）が短くなっている。このとき、図７に示すように、撮像素子ホルダ２３の固定直進案内突起２３ａは、その略全体（全長）が２群支持枠１５の第１直進案内溝１５ｃに係合し、第２繰出筒１２の可動直進案内突起１２ｄは、その略全体（全長）が２群支持枠１５の第２直進案内溝１５ｄに係合している。よって２群支持枠１５は、固定直進案内突起２３ａ（定幅ガイド部２３ｂ）と第１直進案内溝１５ｃ、可動直進案内突起１２ｄ（定幅ガイド部１２ｅ）と第２直進案内溝１５ｄの両方の相対摺動によって光軸方向に直進案内される。換言すれば、鏡筒収納状態では、２群支持枠１５に対する２つの直進案内部（固定直進案内突起２３ａと第１直進案内溝１５ｃ、可動直進案内突起１２ｄと第２直進案内溝１５ｄ）の直進案内範囲が互いに重複（オーバーラップ）している。

鏡筒収納状態において撮影状態への移行信号（例えば、ズームレンズ鏡筒１０が搭載されるカメラに設けたメインスイッチのオン）が入力されると、ズームモータが鏡筒繰出方向に駆動され、ズームギヤ１７とギヤ１１ｂを介して回転力が伝えられたカム環１１が、カム環ガイド溝２２ａのリード溝部２２ａ１とガイド突起１１ａの関係によって、ハウジング２２に対して回転しながら光軸方向前方へ繰り出される。第１繰出筒１３はカム環１１と共に前方へ直進移動する。カム環１１が回転すると、その外側では、第１繰出筒１３を介して直進案内された第２繰出筒１２が、１群用カムフォロアＣＦ１と１群制御カム溝ＣＧ１の関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。また、カム環１１が回転すると、その内側では、固定直進案内突起２３ａと可動直進案内突起１２ｄを介して直進案内された２群支持枠１５が、２群用カムフォロアＣＦ２と２群制御カム溝ＣＧ２の関係によって、カム環１１に対して第２繰出筒１２とは異なる所定の軌跡で光軸方向に移動される。

具体的には、鏡筒収納状態からの繰出動作では、第２繰出筒１２は、前方への回転繰出を行うカム環１１に対して、さらに光軸方向前方に相対移動される。この第２繰出筒１２の前方移動によって、可動直進案内突起１２ｄが第２直進案内溝１５ｄ内を前方へ向けて摺動移動し、可動直進案内突起１２ｄと第２直進案内溝１５ｄの係合量が徐々に小さくなる。一方、２群制御カム溝ＣＧ２の「Ｒ」と「Ｗ」の間の基礎軌跡から分かるように、２群支持枠１５は鏡筒収納状態からの繰出動作においてカム環１１に対して後方に相対移動されるが、ハウジング２２に対するカム環１１の前方繰出量はそれよりも大きい。そのため、２群支持枠１５もハウジング２２と撮像素子ホルダ２３に対しては相対的に前方へ移動する。これにより、撮像素子ホルダ２３に設けた固定直進案内突起２３ａと第１直進案内溝１５ｃの係合量が徐々に小さくなる。

図１の上半断面及び図８に示すように、ズームレンズ鏡筒１０が収納状態からワイド端に達するまでの間に、可動直進案内突起１２ｄが第２直進案内溝１５ｄから前方に離脱する。一方、固定直進案内突起２３ａと第１直進案内溝１５ｃの係合は維持されており、２群支持枠１５の直進案内は、固定直進案内突起２３ａと第１直進案内溝１５ｃの係合関係のみで行われるようになる。つまり、２群支持枠１５に対する２つの直進案内部（固定直進案内突起２３ａと第１直進案内溝１５ｃ、可動直進案内突起１２ｄと第２直進案内溝１５ｄ）における直進案内の重複状態が解除される。

鏡筒収納状態からの第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の繰出量はそれぞれ、前者が、ハウジング２２に対するカム環１１の前方移動量と、該カム環１１に対する第２繰出筒１２のカム繰出量との合算値として決まり、後者が、ハウジング２２に対するカム環１１の前方移動量と、該カム環１１に対する２群支持枠１５のカム繰出量との合算値として決まる。ズーミングは、この第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２が互いの空気間隔を変化させながら撮影光軸Ｏに沿って移動することにより行われる。図１の上半断面に示すワイド端の繰出状態からさらにズームモータを望遠方向（鏡筒収納状態からワイド端までの繰出時と同じ方向）に駆動させると、やがて図１の下半断面に示すテレ端の繰出状態となる。このワイド端からテレ端までのズーム撮影域では、カム環１１はカム環ガイド溝２２ａの環状溝部２２ａ２に案内されて光軸方向の一定位置で回転を行い、光軸方向へは進退しない。

ワイド端の状態からカム環１１が望遠方向に回転すると、２群制御カム溝ＣＧ２の「Ｗ」と「Ｔ」の間の基礎軌跡から分かるように、２群支持枠１５は、カム環１１や撮像素子ホルダ２３に対して前方に相対移動し、固定直進案内突起２３ａと第１直進案内溝１５ｃの係合量が徐々に小さくなる。一方、第２繰出筒１２は１群制御カム溝ＣＧ１の案内を受けてカム環１１に対して後方に若干量相対移動し、２群支持枠１５の前方移動と合わせて、可動直進案内突起１２ｄが第２直進案内溝１５ｄに接近し、やがて図９に示すように、可動直進案内突起１２ｄが第２直進案内溝１５ｄに対して前方から再係合する。この再係合に際しては、可動直進案内突起１２ｄの先端に形成したテーパー先端部１２ｆと第２直進案内溝１５ｄのテーパー開口部１５ｆとの関係によって、引っ掛かりを生じずにスムーズに係合させることができる。図９の状態では、２群支持枠１５に対する２つの直進案内部（固定直進案内突起２３ａと第１直進案内溝１５ｃ、可動直進案内突起１２ｄと第２直進案内溝１５ｄ）の直進案内範囲が互いに重複している。

カム環１１が図９の位置からさらに望遠方向に回転すると、図１の下半断面や図１０に示すように、２群支持枠１５がカム環１１や撮像素子ホルダ２３に対してさらに前方に相対移動し、第１直進案内溝１５ｃが固定直進案内突起２３ａに対して前方に離脱する（係合が解除される）。つまり、２群支持枠１５に対する２つの直進案内部（固定直進案内突起２３ａと第１直進案内溝１５ｃ、可動直進案内突起１２ｄと第２直進案内溝１５ｄ）による直進案内の重複状態が再度解除される。一方、第２繰出筒１２はカム環１１に対して前方に相対移動するが、２群支持枠１５の前方移動量の方が大きいため、可動直進案内突起１２ｄと第２直進案内溝１５ｄの係合状態は維持され、この係合量を大きくしていく。図１の下半断面や図１０に示すように、テレ端では、２群支持枠１５に対する直進案内は、可動直進案内突起１２ｄと第２直進案内溝１５ｄの係合のみで行われ、撮像素子ホルダ２３（固定直進案内突起２３ａ）は２群支持枠１５の直進案内に関与しない。

テレ端からワイド端方向へのカム環１１の回転が行われると、２群支持枠１５の後方移動に伴って、固定直進案内突起２３ａに対する係合解除状態にある第１直進案内溝１５ｃが固定直進案内突起２３ａに接近し、やがて図９のように、第１直進案内溝１５ｃの後端側から固定直進案内突起２３ａが再係合する（２群支持枠１５に対する２つの直進案内部の直進案内範囲が重複する）。このとき、固定直進案内突起２３ａの先端に形成したテーパー先端部２３ｃと第１直進案内溝１５ｃのテーパー開口部１５ｅとの関係によって、引っ掛かりを生じずにスムーズに係合させることができる。図９の位置からさらにカム環１１がワイド端方向に回転されると、第１直進案内溝１５ｃと固定直進案内突起２３ａの係合量が大きくなる一方で、可動直進案内突起１２ｄが第２直進案内溝１５ｄから前方に離脱する。

つまり、２群支持枠１５は、ズームレンズ鏡筒１０がワイド端からテレ端に移行する途中で、撮像素子ホルダ２３の固定直進案内突起２３ａによって直進案内される状態から、第２繰出筒１２の可動直進案内突起１２ｄによって直進案内される状態に切り替わり、ズームレンズ鏡筒１０がテレ端からワイド端に移行する途中では逆に、第２繰出筒１２の可動直進案内突起１２ｄによって直進案内される状態から、撮像素子ホルダ２３の固定直進案内突起２３ａによって直進案内される状態に切り替わる。図９に示すように、この直進案内の担当部材の切り替えのタイミングは、第２直進案内溝１５ｄへの可動直進案内突起１２ｄの係合（進入）が生じた後で固定直進案内突起２３ａが第１直進案内溝１５ｃから離脱するように、および、第１直進案内溝１５ｃへの固定直進案内突起２３ａの係合（進入）が生じた後で、可動直進案内突起１２ｄが第２直進案内溝１５ｄから離脱するように、すなわち固定直進案内突起２３ａと可動直進案内突起１２ｄの両方が対応の直進案内溝１５ｃ、１５ｄから同時に離脱しないように設定されている。換言すれば、ズーム撮影域における２群支持枠１５の光軸方向の移動範囲のうち、撮像素子ホルダ２３（固定直進案内突起２３ａ）によって直進案内がなされる範囲の一部と、第２繰出筒１２（可動直進案内突起１２ｄ）によって直進案内がなされる範囲の一部が互いに重複（オーバーラップ）した関係にあり、２群支持枠１５に対する直進案内の担当部材の切り替えは、この重複部分において行われる。これにより、直進案内の担当部材を撮像素子ホルダ２３から第２繰出筒１２に（あるいはその逆に）切り替える際に、２群支持枠１５に対する直進案内が途切れることがなく、スムーズな動作を達成できる。

撮影状態（ズーム撮影域）から収納状態への移行信号（例えば、カメラのメインスイッチのオフ）が入力されると、ズームモータが鏡筒収納方向に駆動され、ズームレンズ鏡筒１０は前述した繰出動作とは逆の動作を行って図２及び図７に示す収納状態に戻る。前述のように、ワイド端（図１の上半断面及び図８）では、２群支持枠１５の直進案内は固定直進案内突起２３ａと第１直進案内溝１５ｃの係合関係で行われ、第２繰出筒１２は直進案内に関与していないが、ワイド端からの鏡筒収納方向への動作の途中で、可動直進案内突起１２ｄが第２直進案内溝１５ｄに対して前方から係合し、これ以降は収納状態になるまで、各直進案内溝１５ｃ、１５ｄに対して対応する直進案内突起２３ａ、１２ｄが共に係合した（２群支持枠１５に対する２つの直進案内部の直進案内範囲が重複した）状態が維持される。

第３レンズ群ＬＧ３を支持する３群支持枠１６は、以上のズームモータによる第１レンズ群ＬＧ１及び第２レンズ群ＬＧ２の駆動とは独立して、ＡＦモータによって光軸方向に前後移動させることができる。そして、光学系がワイド端からテレ端までのズーム撮影域にあるとき、測距手段によって得られた被写体距離情報に応じてＡＦモータを駆動することにより、第３レンズ群ＬＧ３が光軸方向に移動してフォーカシングが実行される。

以上のように本実施形態のズームレンズ鏡筒１０では、２群支持枠１５を光軸方向に案内する手段を、それぞれが異なる部分的な直進案内範囲を持つ二部材、すなわち固定直進案内突起２３ａを有する撮像素子ホルダ２３と、可動直進案内突起１２ｄを有する第２繰出筒１２に分け、これらの分割された部分的直進案内部（固定直進案内突起２３ａと可動直進案内突起１２ｄ）を相互補完的に機能させることで、ひとつの直進案内機構として成立させている。この構成によると、個々の直進案内突起２３ａ、１２ｄが担当する光軸方向の直進案内量（各直進案内突起２３ａ、１２ｄの光軸方向長さ）は、２群支持枠１５の全体移動量よりも小さくて済むため、２群支持枠１５の移動量に比して、直進案内機構の光軸方向サイズを小型化することができる。逆に言えば、直進案内機構の光軸方向サイズに制約されることなく、より大きな光軸方向移動量を２群支持枠１５に与えることができる。２群支持枠１５は第２レンズ群ＬＧ２を保持しており、その光軸方向移動量を大きく設定することでズームレンズ鏡筒１０の高変倍化などに効果がある。直進案内機構の光軸方向サイズの小型化は、図２に示す鏡筒収納状態でのズームレンズ鏡筒１０の収納長の短縮を可能にする。つまり、収納状態ではコンパクトでありながら２群支持枠１５（第２レンズ群ＬＧ２）の繰出量を大きくさせることができる。

また、本実施形態のズームレンズ鏡筒１０では、２群支持枠１５の直進案内を行う第２繰出筒１２と撮像素子ホルダ２３はいずれも、２群支持枠１５の直進案内以外の機能を有する複合機能部材であり、２群支持枠１５の直進案内のみを行う単機能部材を不要としたことで、部品点数の削減、構造の簡略化が達成される。具体的には、従来知られている直進案内構造として、カム環１１と共に光軸方向へ移動する直進案内環をカム環１１の内側に設け、この直進案内環によって２群支持枠１５を直進案内するようなタイプがある。これに対し、本実施形態では、このような直進案内環は不要であり、第１レンズ群ＬＧ１を保持する光学要素保持部材である第２繰出筒１２と、撮像素子２６を保持する撮像素子ホルダ２３のみによって２群支持枠１５の直進案内が実現されている。カム環１１と共に光軸方向へ移動する直進案内環を設けないことで、その分だけカム環１１の光軸方向における長さを大きくすることができ、該カム環１１に支持される各レンズ群の移動距離を大きくさせることが可能となる。逆に言えば、各レンズ群に所定の移動距離を与えるためのカム環１１ユニットの光軸方向長さは短くなるので、光学系のスペックが同等のレンズ鏡筒であれば、従前よりも鏡筒収納時における薄型化を図ることができる。また、直進案内を行う２部材のうち固定直進案内突起２３ａを有する撮像素子ホルダ２３は、ハウジング２２と共にズームレンズ鏡筒１０の本体部を構成する固定部材であるから、上記のような直進案内環による直進案内構造に比して、２群支持枠１５に対する支持強度の面でも優れている。

以上、図示実施形態に基づき説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態では、２群支持枠１５の外周面に直進案内溝１５ｃ、１５ｄを形成し、これに係合する直進案内突起２３ａ、１２ｄを撮像素子ホルダ２３と第２繰出筒１２に形成しているが、溝と突起の関係を逆にすることもできる。例えば、直進案内突起２３ａ、１２ｄの表面上に光軸方向の長溝を形成し、この長溝に係合可能な突起を２群支持枠１５側に設ける構造にしても成立する。

また、実施形態のズームレンズ鏡筒１０は、第２繰出筒１２とハウジング２２の間に第１繰出筒１３を有する２段繰出タイプの鏡筒であり、第１繰出筒１３を介して第２繰出筒１２の直進案内を行う構造であるが、第１繰出筒１３に相当する繰出段部を省略し、第２繰出筒１２が直接的にハウジング２２による直進案内を受ける構造とすることも可能である。この場合、カム環１１はハウジング２２に対する光軸方向移動を行わず、常に光軸方向の定位置で回転するように構成してもよい。

１０ ズームレンズ鏡筒
１１ カム環（回転環）
１２ 第２繰出筒（可動直進案内部材）
１２ｂ 直進案内突起
１２ｄ 可動直進案内突起（可動案内部、後方突出突起）
１２ｅ 定幅ガイド部
１２ｆ テーパー先端部
１３ 第１繰出筒（中間直進案内部材）
１３ｂ 直進案内突起
１３ｄ 直進案内溝
１４ カム環結合環
１５ ２群支持枠（直進移動部材）
１５ｃ 第１直進案内溝（光軸方向溝）
１５ｄ 第２直進案内溝（光軸方向溝）
１５ｅ １５ｆ テーパー開口部
１６ ３群支持枠
１７ ズームギヤ
２２ ハウジング（固定部材、固定環）
２２ｂ 直進案内溝
２３ 撮像素子ホルダ（固定部材、蓋状体）
２３ａ 固定直進案内突起（固定案内部、前方突出突起）
２３ｂ 定幅ガイド部
２３ｃ テーパー先端部
３０ シャッタブロック
ＣＦ１ １群用カムフォロア
ＣＦ２ ２群用カムフォロア
ＣＧ１ １群制御カム溝（第１のカム溝）
ＣＧ２ ２群制御カム溝（第２のカム溝）
ＬＧ１ 第１レンズ群
ＬＧ２ 第２レンズ群
ＬＧ３ 第３レンズ群
Ｏ 光軸
Ｓ シャッタ

Claims (13)

1. 固定部材に対して回転可能に支持された回転環の回転によって光軸方向に直進移動される直進移動部材を有するレンズ鏡筒において、
   光軸方向に直進移動可能で、上記回転環が回転するとき上記固定部材及び直進移動部材に対して光軸方向に相対移動する可動直進案内部材を備え、該可動直進案内部材に上記直進移動部材を光軸方向に直進案内する可動案内部を設け、
   上記固定部材に、上記直進移動部材を光軸方向に直進案内する固定案内部を設け、
   上記可動案内部により直進案内される上記直進移動部材の移動範囲と、上記固定案内部により直進案内される上記直進移動部材の移動範囲を、一部重複させて互いに異ならせたことを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
2. 請求項１記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記直進移動部材と上記可動直進案内部材はそれぞれ、撮像光学系を構成する光学要素を保持していることを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
3. 請求項１または２記載のレンズ鏡筒は収納状態からズーム撮影域へ繰出可能なズームレンズ鏡筒であり、レンズ鏡筒の収納状態では上記可動案内部と上記固定案内部の両方で上記直進移動部材を直進案内し、
   レンズ鏡筒のズーム撮影域において、上記固定案内部が単独で上記直進移動部材を直進案内する状態と、上記可動案内部が単独で上記直進移動部材を直進案内する状態が切り替わることを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
4. 請求項３記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記ズーム撮影域における直進案内の切り替え時には、上記直進移動部材に対する上記可動案内部と固定案内部の一方の直進案内が解除されるタイミングよりも、上記直進移動部材に対する上記可動案内部と固定案内部の他方による直進案内が開始されるタイミングの方が早いことを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
5. 請求項３または４記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記回転環は、レンズ鏡筒が上記収納状態からズーム撮影域になるとき上記固定部材に対して回転しながら光軸方向前方に移動し、
   上記固定部材に光軸方向へ直進移動可能に支持され、上記回転環と共に光軸方向に移動される中間直進案内部材を備え、上記可動直進案内部材は、該中間直進案内部材を介して光軸方向に直進案内されていることを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記回転環は、上記可動直進案内部材に設けたカムフォロアが係合する第１のカム溝と、上記直進移動部材に設けたカムフォロアが係合する第２のカム溝を有するカム環であることを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記固定部材は、光軸を囲む環状の固定環と、該固定環の光軸方向後部を塞ぐ蓋状体を有し、上記固定案内部は、該蓋状体から光軸方向前方に向けて突設された前方突出突起であり、
   上記直進移動部材は、該前方突出突起を挿脱可能な開口を光軸方向後端部に有する光軸方向溝を有することを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
8. 請求項７記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記蓋状体は、光軸上に撮像素子を保持する撮像素子保持部材であることを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
9. 請求項７または８記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記光軸方向溝の開口は、光軸方向後方に進むにつれて徐々に溝幅を大きくするテーパー開口であることを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
10. 請求項７ないし９のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記前方突出突起は、光軸方向の前端部に、先端に進むにつれて徐々に幅を小さくするテーパー先端部が形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記可動直進案内部材は、光軸を囲む筒状部と、該筒状部の内側に設けたフランジ部を有し、上記可動案内部は、該フランジ部から光軸方向後方に向けて突設された後方突出突起であり、
    上記直進移動部材は、該後方突出突起を挿脱可能な開口を光軸方向前端部に有する光軸方向溝を有することを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
12. 請求項１１記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記光軸方向溝の開口は、光軸方向前方に進むにつれて徐々に溝幅を大きくするテーパー開口であることを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。
13. 請求項１１または１２記載のレンズ鏡筒の直進案内機構において、上記後方突出突起は、光軸方向の後端部に、先端に進むにつれて徐々に幅を小さくするテーパー先端部が形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒の直進案内機構。