JP3569497B2 - Lens barrel - Google Patents

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Description

【0001】
【技術分野】
本発明は、レンズ鏡筒に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
レンズ鏡筒の一例として、回転駆動されるとともに光軸方向に移動させられるカム環と、カム環の外側に位置してズームレンズ鏡筒の外周面をなす鏡枠環とを備え、カム環のカム溝に、鏡枠環に設けられたフォロアピンを係合して、カム環を回転させることにより、鏡枠環をカム環とともに光軸方向に移動させるものがある。
【0003】
しかし、鏡枠環はレンズ鏡筒の外周面をなす部材であるため、鏡枠環に直接外力が加わることがあり、この場合、この外力がフォロアピンを通じてカム環に伝わり、カム環が変形してフォロアピンが外れたり、カム環が損傷したりすることがあった。そこで、カム環の強度を高めるべく、カム環の厚みを厚くしたり、高剛性の材料で形成することも考えられるが、前者の場合は大型化と重量増を招き、また後者の場合は材料コストや加工コストがかかってしまうという問題点があった。
【0004】
【発明の目的】
本発明は、レンズ鏡筒の外周面をなす鏡枠環に外力が加わっても、その外力によりカム環が変形等を起こさないようにしたレンズ鏡筒を得ることを目的とする。
【0005】
【発明の概要】
本発明のレンズ鏡筒は、回転に伴い光軸方向移動を生じるように支持されたカム環;このカム環の内周側に、回転を規制し光軸方向の直進移動を可能に支持した移動レンズ群枠;上記カム環の内周面に形成したレンズ群用カム溝と、このレンズ群用カム溝に嵌まる上記移動レンズ群枠に設けたフォロアピンとを有し、該カム環の回転によって上記移動レンズ群枠を光軸方向に移動させるレンズ群用カム機構;上記カム環の外周側に、回転を規制し光軸方向の直進移動を可能に支持した鏡枠環;及び上記カム環の外周面に形成した鏡枠環用カム溝と、この鏡枠環用カム溝に嵌まる上記鏡枠環に設けたフォロアピンとを有し、該カム環の回転によって上記鏡枠環を光軸方向に移動させる鏡枠環用カム機構;を備え、上記レンズ群用カム溝と鏡枠環用カム溝とは、移動レンズ群枠を光軸方向に進退させる領域においては、光軸方向位置を異ならせた略同一形状をなし、上記移動レンズ群枠のフォロアピンと鏡枠環のフォロアピンとは、光軸と平行な方向の略同一軸線上に位置していることを特徴としている。
【0006】
さらに、上記移動レンズ群枠と鏡枠環を互いに光軸方向に接近する方向または離隔する方向に移動付勢するばね手段を備えている。
【0007】
【発明の実施の形態】
[ズームレンズ鏡筒の全体の説明]
図示実施形態は、デジタルスチルカメラ用ズームレンズ鏡筒に本発明を適用した実施形態である。本実施形態のレンズ系は、図5ないし図7に明らかなように、物体側から順に、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2及び第3レンズ群L3を有する3群タイプであり、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2が空気間隔を変化させながら光軸上を移動してズーミングがなされ、第3レンズ群L3によりフォーカシングがなされる。
【0008】
本ズームレンズ鏡筒において、カメラボディに固定される要素(光軸方向の直進運動も回転運動もしない部材)は、図1ないし図7に示すハウジング11、シャフト押さえ12及び固定環13である。ハウジング11と固定環13には、互いに結合される固定フランジ13a(ハウジング11の固定フランジは図示略)が形成されている。ハウジング11は、一部を切り欠いた外周筒状部11bと、光軸上のフィルタ保持部11cとを有し、フィルタ保持部11cにはローパスフィルタ11dが固定されている。ローパスフィルタ11dは、カメラボディ内に固定される基板10上の固体撮像素子10aの前方に位置する。
【0009】
固定環13は、ハウジング11の外周筒状部11bの内側に位置している。この固定環13の外周側(固定環13と外周筒状部11bとの間)には、回転環14が位置し、内周側にカム環15が位置している。固定環13には、カム環規制カム溝13b(周方向に等角度間隔で3本)が貫通溝として形成されており、このカム環規制カム溝13bに、カム環15の後端部の厚肉部15aに径方向外方に向けて固定したフォロアピン15bが嵌まっている。一方、回転環14の内周面には、このフォロアピン15bを嵌合させる回転伝達溝14aが形成されている。
【0010】
図11は、この回転伝達溝14aとカム環規制カム溝13bの展開形状を示している。回転伝達溝14aは、基部(後方、カメラボディ側の端部)を除き、光軸と平行な直線溝部14a1からなっており、基部に、この直線溝部14a1に続く、傾斜溝部14a2と円周方向溝部14a3とを有している。円周方向溝部14a3は、組立用の区間である。一方、カム環規制カム溝13bは、基部の光軸と平行な方向の直線溝部13b1と、光軸方向成分と周方向成分を含む撮影状態移行溝部13b2と、円周方向成分のみからなるズーム区間溝部13b3とを有している。ズーム区間溝部13b3を超える溝部13b4は、組立用の区間である。
【0011】
回転環14は、図11の収納位置から準備区間及びズーム区間の間を回転する。すなわち、図11において、回転環14は、固定されている固定環13に対して回転するから、フォロアピン15bが傾斜溝部14a2の基部と直線溝部13b1に嵌まっている状態(収納位置、カム環15が最も後退している状態)で、回転環14が回転すると、フォロアピン15b(カム環15)は傾斜溝部14a2によって押され直線溝部13b1に従って回転することなく光軸方向に進退する。フォロアピン15bが直線溝部14a1と撮影状態移行溝部13b2に嵌まっている状態(準備区間)で、回転環14が回転すると、フォロアピン15b(カム環15)は撮影状態移行溝部13b2に従って光軸方向移動を伴いながら回転する。フォロアピン15bが直線溝部14a1とズーム区間溝部13b3に嵌まっている状態(ズーム区間)で、回転環14が回転すると、フォロアピン15b(カム環15)はズーム区間溝部13b3に従って光軸方向に移動することなく回転する。
【0012】
回転環14の外周面には、ギヤ14bが形成されており、このギヤ14bは、図示しないピニオンに噛み合っている。ピニオンは、正逆駆動モータによって正逆に駆動され、この回転環14の回転を受けてカム環15が図11の関係で回転しつつ光軸方向に移動する。以上の回転環14の回転に伴うカム環15の動作は、カム環15が最も後退している状態を基準にすると、まず直進のみし(直線溝部13b1)、回転とともに光軸方向に移動し(撮影状態移行溝部13b2、準備区間)、最後に回転のみする(ズーム区間溝部13b3、ズーム区間)。
【0013】
本実施形態のズームレンズ鏡筒において、回転する部材は、回転環14とカム環15及び後述するバリヤ開閉環31であり、他の部材は、回転することなく、光軸方向のみに直進移動する(但し、後述するように2群移動枠19は僅かに回転する)。次にこれらの直進部材とその案内機構を説明する。固定環13とカム環15の間には、外側から順に、外側鏡枠環(直進案内環)16と内側鏡枠環(直進案内環)17が位置している。カム環15の厚肉部15aは、該カム環15と固定環13の間に、薄肉に形成した外側鏡枠環16と内側鏡枠環17を挟み込む環状スペースを確保しており、厚肉部15aが固定環13の内周面に有害な倒れが生じないように回転可能に係合している。
【0014】
固定環13のすぐ内側に位置する外側鏡枠環16は、合成樹脂製の鏡枠環本体16rと金属製の補強環状体16xからなっており、鏡枠環本体16rの後端部の厚肉部16aに、径方向外方に突出する直進案内キー16b(周方向に等角度間隔で3本)が形成されている。固定環13の内面には、この直進案内キー16bを摺動自在に嵌める光軸と平行な直進案内溝13cが形成されている。金属製の補強環状体16xは、鏡枠環本体16rの後端部の厚肉部16aの前方外周面に接着固定され、外側鏡枠環16の薄肉化、ひいては、ズームレンズ鏡筒全体の薄肉化(小径化)に寄与している。
【0015】
内側鏡枠環17は、外側鏡枠環16と同様に、合成樹脂製の鏡枠環本体17rと金属製の補強環状体17xからなっている。金属製の補強環状体17xは、鏡枠環本体17rの後端部の厚肉部17aの前方外周面に接着固定され、内側鏡枠環17の薄肉化、ズームレンズ鏡筒全体の薄肉化(小径化)に寄与している。
【0016】
外側鏡枠環16(鏡枠環本体16r)の内面には、光軸と平行な直進案内溝16c(周方向に等角度間隔で3本)が形成されており、この直進案内溝16cに、鏡枠環本体17rの後端部の厚肉部17aに突出形成した直進案内キー17bが摺動自在に嵌まっている。また、この外側鏡枠環16(鏡枠環本体16r)の後端部には、径方向内方に突出する複数のバヨネット爪16dが形成されており、カム環15には、その後端部外周に、このバヨネット爪16dを特定角度位置で回転自在に保持する環状溝15cが形成されている。このバヨネット爪16dと環状溝15cの関係により、カム環15と外側鏡枠環16とは使用回転位置では、離脱することなく、相対回転は自在で光軸方向には一緒に移動するように結合している。
【0017】
さらに、内側鏡枠環17(鏡枠環本体17r)には、その前方に内方フランジ17cが形成されており、内方フランジ17cには後述するバリヤブロック40とバリヤ開閉環31が固定されている。また、この内方フランジ17cの裏面に、光軸と平行な方向を向く直進案内ボス17d(周方向に等角度間隔で3本)が形成されている。一方、この内側鏡枠環17の内側には1群移動枠18が位置していて、その内方フランジ18bのレンズ開口部と雌ねじ部18d(後述)とを避けた箇所には、この直進案内ボス17dが摺動自在に嵌まる直進案内穴18a(周方向に等角度間隔で3個)が形成されている(図6)。この直進案内穴18aは、径方向に長い小判状の穴として形成されている。この直進案内ボス17dと直進案内穴18aとの嵌合隙間は、若干のクリアランス(遊び)があっても、1群移動枠18はカム環15の内周面に嵌合(後述)しているので、十分な精度で直進案内することができる。また、この1群移動枠18の内面には、光軸と平行な方向の直進案内溝18c(周方向に等角度間隔で3本)が形成されている。
【0018】
1群移動枠18の内面には、2群移動枠19が嵌まっている。この2群移動枠19の先端部外周には、1群移動枠18の直進案内溝18cに嵌まる直進案内キー19aが形成されている。
【0019】
以上の嵌合関係及び直進案内関係は、外周側から順に、外側鏡枠環16が固定環13に直進案内され、内側鏡枠環17が外側鏡枠環16に直進案内され、1群移動枠18が内側鏡枠環17に直進案内され、2群移動枠19が1群移動枠18に直進案内されている関係と捕らえることができ、しかも、内側鏡枠環17と1群移動枠18との間の直進案内関係は、内側鏡枠環17の前方から後方に向けて突出させた直進案内ボス17dと1群移動枠18の直進案内穴18aとの関係によって前方から行われている。このため、カム環15の内外に、別の直進案内部材を介在させる必要がなく、内側鏡枠環17と1群移動枠18の間の環状空間を小さくし、小径化が可能となる。
【0020】
1群移動枠18には、第1レンズ群L1を固定した1群固定枠20を螺合する雌ねじ部18dが形成されている。1群固定枠20の雌ねじ部18dに対する螺合位置は組立時に調整され、調整後に接着固定される。2群移動枠19には、その環状凹部19b内にシャッタブロック21が挿入され、このシャッタブロック21は、2群移動枠19にネジ(不図示)により固定される。また、遮光環(滑りシート保持環)19cは、2群移動枠19に嵌合固定されている。第2レンズ群L2は、シャッタブロック21の中心部に位置させて、レンズ押え枠19dを介して2群移動枠19に固定されている。レンズ押え枠19dは、第2レンズ群L2の2群移動枠19に対する位置を調整後、接着固定される。シャッタブロック21は、シャッタブレード21aを被写体輝度情報に応じて開閉する。シャッタブロック21に対して動作信号を与えるフレキシブルプリント基板(FPC基板)21bは、図7に示すように、該ブロック21から後方に導かれた後、前方に折り返され、さらに固定環13の一部に切り欠きを有する案内部28から固定環13外周で接着し後方に折り返された後、ハウジング11の外部に導かれている。そして、最大限伸びた際に、その前端部が案内部28の前端部より後方に位置してフック11fに係止された弾性リング(輪ゴム)29に、FPC基板21bの前方への折返部が通されており、この弾性リング29により、FPC基板21bが光軸から離れる方向に付勢され、撮影状態におけるFPC基板21bの光路内への垂れ下がりを防いでいる。
【0021】
第3レンズ群L3は、3群枠22に固定されている。3群枠22は、図4に示すように、一端部がシャフト押え12に固定され他端部がハウジング10に固定された一対の直進案内ロッド22aに沿って光軸方向に移動自在に保持されており、ステッピングモータにより正逆に回転駆動される送りねじ24によって、被写体距離情報に応じて光軸方向に移動制御される。
【0022】
ズーミングは、第1レンズ群L1(1群移動枠18)及び第2レンズ群L2(2群移動枠19)を互いの空気間隔を変化させながら光軸方向に進退させて行う。カム環15の内面には、レンズ群用カム溝C1(周方向に等角度間隔で3本)が形成されている。上述した直進案内関係によって回転を拘束されて光軸方向移動のみ可能な1群移動枠18と2群移動枠19は、このレンズ群用カム溝C1によって、カム環15の回転に伴って光軸方向に移動する。図8ないし図10は、このレンズ群用カム溝C1の展開形状を示すもので、図8ではカム環15の内面にあるレンズ群用カム溝C1を図法通り破線で描き、図9、図10では形状を明瞭にするため実線で描いている。このレンズ群用カム溝C1は、有底の連続したプロフィル内に、第1レンズ群L1用と第2レンズ群L2用のカムプロフィルを形成した点、及び第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の収納位置では、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2を自由にし、鏡枠同士が当接する位置まで接近させて収納することを可能とした点に特徴がある。
【0023】
すなわち、1群移動枠18(第1レンズ群L1)の外面に突出形成した1群用フォロアピン18fと、2群移動枠19(第2レンズ群L2)の外面に突出形成した2群用フォロアピン19fはともに、レンズ群用カム溝C1内に嵌まっている。連続した1本の溝であるレンズ群用カム溝C1は、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2を独立した軌跡で移動させる機能を有する。従来のレンズ鏡筒では、独立した軌跡で移動させるレンズ群の数だけ、独立したカム溝を必要としていた。
【0024】
本実施形態のレンズ群用カム溝C1は、1群用フォロアピン18f、2群用フォロアピン19fの挿入端部C1eから順に、1群用ズーム区間C1Z1、2群用ズーム区間C1Z2、1群用収納広場C1A1、2群用収納広場C1A2とを有する。1群用ズーム区間C1Z1の両端部は、1群用テレ位置Z1Tと1群用ワイド位置Z1W、2群用ズーム区間C1Z2の両端部は、2群用テレ位置Z2Tと2群用ワイド位置Z2Wである。1群用収納広場C1A1および2群用収納広場C1A2は、図示されているように、光軸と平行な方向(図中左右方向)の溝幅が他の区間の溝に比べて広く形成されていて、1群用フォロアピン18f、2群用フォロアピン19fが自由に移動可能な空間を有している。即ち、1群収納広場C1A1は、カム環の周方向に長い形状であり、1群固定枠20の1群移動枠18に対する螺合調整寸法だけ、1群用フォロアピン18fが光軸方向に移動可能なクリアランスを有している。また、2群収納広場C1A2は、ほぼ三角形状をなすものであり、2群用フォロアピン19fが、カム環の周方向及び光軸方向に大きく移動できる程度のクリアランスを有している。
【0025】
1群移動枠18の1群用フォロアピン18fと2群移動枠19の2群用フォロアピン19fは、カム環15の収納回転位置では、1群用収納広場C1A1と2群用収納広場C1A2にそれぞれ位置するように、周方向の位相が定められている。1群用収納広場C1A1と2群用収納広場C1A2は、1群用フォロアピン18fと2群用フォロアピン19fを拘束しない。すなわち、1群用フォロアピン18f、2群用フォロアピン19fは、1群用収納広場C1A1と2群用収納広場C1A2内で光軸方向に移動でき、このクリアランスによって、収納長を最小にすることができる。なお、1群用収納広場C1A1に関しては、1群枠20の雌ねじ部18dに対する螺合位置調整によるフォロアピン18fの収納時における位置の変化分を十分に吸収可能なクリアランスを持たせている。
【0026】
内側鏡枠環17の内方フランジ17cには、直進案内ボス17dとは別の周方向位置に、ばね中心突起17g(図5、図7)が形成されており、1群移動枠18の内方フランジ18bには、このばね中心突起17gに対応させて、ばね収納凹部18gが形成されている。このばね中心突起17gとばね収納凹部18gの間には、圧縮ばね30が挿入されていて、1群移動枠18を後方に移動付勢している。このため、1群移動枠18に支持されている1群固定枠20は、1群用フォロアピン18fと1群用収納広場C1A1との間に存在するクリアランスによって、2群移動枠19(遮光環19c)に当接する機械的位置まで後退できる。この機械的当接位置を図5、図6に符号Pで示した。また2群移動枠19は、2群用フォロアピン19fと2群用収納広場C1A2との間に存在するクリアランスによって、3群枠22と当接する機械的位置まで後退できる。この機械的当接位置を図5、図6に符号Qで示した。このため、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の収納位置をカム溝によって厳密に規定している従来装置に比して、収納長の短縮を図ることができる。さらに、3群枠22は、送りネジ24に付いているナットに押し付けているバネ23が縮みハウジング11と機械的に接触する位置まで後退できる。この機械的当接位置を図5、図6に符号Rで示した。図5、図6及び図7の上半は、これらの1群固定枠20、2群移動枠19(遮光環19c)、3群枠22及びハウジング11が機械的に接触した収納位置を示している。なお、1群固定枠20の1群移動枠18に対する位置は、組立時の調整によって前後するため、1群移動枠18の後方への移動量は、1群固定枠20の位置に依存する。収納時には、ばね30により、この調整量は吸収され、PQRに示す当接位置のできるレンズ鏡筒の収納が可能になる。
【0027】
カム環15が収納回転位置から撮影位置方向に回動するときには、1群用収納広場C1A1内にある1群用フォロアピン18fは2群用ズーム区間C1Z2を通って1群用ズーム区間C1Z1に至り、2群用フォロアピン19fは2群用収納広場C1A2から1群用収納広場C1A1を通り2群用ズーム区間C1Z2に至る。このように、2群用フォロアピン19f(第2レンズ群L2)にとっての2群用ズーム区間C1Z2が、1群用フォロアピン18f(第1レンズ群L1)にとっては収納位置から撮影位置(ズーム区間)に至るための単なる通過区間であることが、カム溝の本数を減らして配置を容易にし、傾斜を緩くするために有用である。
【0028】
内側鏡枠環17は、1群移動枠18とは独立して、しかし、ほぼ1群移動枠18と同様の軌跡で、光軸方向に移動する。このため、カム環15の外面には、直進案内されている内側鏡枠環17を光軸方向に進退させる鏡枠環用カム溝C2(図8、周方向に等角度間隔で3本)が形成されており、この鏡枠環用カム溝C2に、内側鏡枠環17の内面に突出形成したフォロアピン17f(図8)が嵌まっている。カム溝C2の展開形状は、レンズ群用カム溝C1と似ており、図8に示すように、フォロアピン17fの挿入端部C2eから順に、1群用ズーム区間対応区間C2Z1、2群用ズーム区間対応区間C2Z2、及びバリヤ開閉区間C2Bを有する。バリヤ開閉区間C2Bは、円周方向溝であり、カム環15と内側鏡枠環17とが相対回転だけする。また、図8に明らかなように、カム環15のレンズ群用カム溝C1と鏡枠環用カム溝C2は、光軸方向位置を若干ずらせていて、鏡枠環用カム溝C2に嵌まる内側鏡枠環17のフォロアピン17fと、レンズ群用カム溝C1に嵌まる1群移動枠18のフォロアピン18fは、光軸と平行な方向に並んでいる。
【0029】
このように、外観に露出する内側鏡枠環17を1群移動枠18とは別部材として別のカム機構により光軸方向に案内することにより、内側鏡枠環17に加わる外力が1群移動枠18から第1レンズ群L1に伝わるのを防ぎ、第1レンズ群L1の光軸のずれ等に起因するズームレンズとしての光学性能の悪化を防止できる。また、カム環15の形状が似ているレンズ群用カム溝C1と鏡枠環用カム溝C2は、光軸方向位置を若干ずらせているため、カム環15の厚さを増加させることがなく、しかも、内側鏡枠環17に加わる径方向内方への力を1群用フォロアピン18fを介して1群移動枠18で受けることができる。さらに、鏡枠環用カム溝C2に嵌まるフォロアピン17fと、レンズ群用カム溝C1に嵌まるフォロアピン18fとが、光軸と平行な方向に並んでいるので、圧縮ばね30により互いに離隔する方向に移動付勢されている1群移動枠18と内側鏡枠環17との間に作用するばね力が、カム環15の相対回転位置によって殆ど変化することがない。
【0030】
内側鏡枠環17の補強環状体17xの内面には、バリヤブロック40が挿入固定され、このバリヤブロック40と、内側鏡枠環17の内方フランジ17cとの間にはバリヤ開閉環31が回転自在に支持されている。カム環15には切り欠き15kが形成されており、この切り欠き15kの端面は、該カム環15がバリヤ開閉区間C2Bで回転するとき、このバリヤ開閉環31の被動面31aに当接して回転を与える光軸と平行な方向の回転伝達面15dとなっている。この切り欠き15kは、図8に示すように、カム環15のカム溝C1、C2の形成領域を避けた領域に形成されている。
【0031】
バリヤブロック40は、図2、図14に示すように、中心部に撮影開口41aを有するバリヤ支持枠41、このバリヤ支持枠41に形成した一対の回転中心ボス41bに回動自在に支持された一対のバリヤ板42、この一対のバリヤ板42を閉方向に付勢するバリヤ閉ばね(トーションばね)43、及びバリヤ支持枠41との間にバリヤ板42とバリヤ閉ばね43を支持するバリヤ取付板44とからなっていて、予め別ユニットとしてサブアッシされる。一対のバリヤ板42に設けたバリヤボス42a(図12、図13)は、バリヤ取付板44に形成した逃げ溝44aからバリヤ開閉環31側に突出している。バリヤ開閉環31には、この一対のバリヤボス42aに係合する一対の開閉突起31cが形成されている。図12、図13は、バリヤ板42を仮想線(一点鎖線)で示した図であり、バリヤ開閉環31がバリヤを閉じた状態(図12)と、開いている状態(図13)とを描いている。また図14は、バリヤ支持枠41を除いたバリヤブロック装着時の図である。
【0032】
バリヤ開閉環31は、自身に形成したばね掛け突起31bと、内側鏡枠環17に形成したばね掛け突起17hとの間に張設した、バリヤ閉ばね43より強い引張ばね45によりバリヤ開方向に回動付勢されている。バリヤ開閉環31の開閉突起31cは、引張ばね45による回動付勢端では、バリヤボス42aに当接してバリヤ板42を開く(図13)。一方、バリヤ開閉環31が引張ばね45の力に抗して回動されると、開閉突起31cがバリヤボス42aから離れ、一対のバリヤ板42は、バリヤ閉ばね43の力により、閉じる(図12)。
【0033】
引張ばね45の力に抗してバリヤ開閉環31を回転させるのは、カム環15に形成した回転伝達面15dである。バリヤ開閉環31に形成した切り欠き31kの端面は被動面31aとなっている。カム環15が収納位置にあるとき、カム環15の回転伝達面15dが、内側鏡枠環17の内方フランジ17cに形成された開口(図示略)を通ってバリヤ開閉環31の被動面31aに当接して、バリヤ開閉環31は引張ばね45の力に抗して回動され、バリヤ板42が閉じ、カム環15がバリヤ開閉区間C2B(図8)において内側鏡枠環17に対して相対回転するとき、回転伝達面15dと非接触となり、バリヤ開閉環31は、引張ばね45の力によって付勢され、バリヤ板42が開く。
【0034】
図16は、カム環15が収納位置から準備区間に至るときの回転伝達面15dの動きを示している。カム環15は、固定環13のカム環規制カム溝13b、フォロアピン15b、回転環14の回転伝達溝14aの関係に従って光軸方向に移動しながら回転し(図16の1、2、3、4の位置)、次いで回転のみする(同4、5)。回転伝達面15dは、この区間からへ動く際に、バリヤ開閉環31の被動面31aから離れてバリヤ板42を開く。カム環15が準備区間から収納位置に至るときには、以上と逆に、回転伝達面15dの区間からへの動きによってバリヤ板42が閉じられる。
【0035】
一対のバリヤ板42は、基本的に平面板からなっており、その内面に、図5、図6に示すように、第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面の凸面L1rの曲率に対応する逃げ凹部42bが形成されている。この逃げ凹部42bは、収納時に内側鏡枠環17を極限まで後退させることを可能とする。この逃げ凹部42bは、バリヤ板42を樹脂成形する成形型によって形成する。
【0036】
以上のバリヤブロック40は、補強環状体17xの内側に鏡枠環本体17rを嵌合して接着した後、補強環状体17xの先端開口部に嵌合され、内側鏡枠環17に設けられたフック(図示略)と係合することにより、補強環状体17xから抜け止めされている。そして、このバリヤブロック40と、内側鏡枠環17の内方フランジ17cとの間にバリヤ開閉環31を回転自在に支持する。合成樹脂製の内側鏡枠環本体17rには、バリヤ板42の位置に対応させて、開状態のバリヤ板42が進入する切欠17k(図14)が形成されており、この切欠17kの外側を補強環状体17xが覆っている。合成樹脂製の鏡枠環本体17rとは別体の金属製の補強環状体17xを備えることにより、該本体17rには貫通した切欠17kを作ることができる。バリヤブロック40のバリヤ板42は、4枚構成として収納時に重ねれば、バリヤ開時の収納に要する径方向長は短縮できるが、軸方向長に多くを要し、1枚構成あるいは2枚構成とすれば、軸方向長は短縮できるが、径方向長に多くを要するという不可避の問題がある。この実施形態のように、内側鏡枠環17にバリヤ逃げ用の切欠17kを形成することにより、バリヤ2枚構成の軸方向長を短縮できるという効果を得つつ、内側鏡枠環17の径方向長の増大を抑えることができるという効果が得られる。
【0037】
上述のように、固定環13のズーム区間溝部13b3は、光軸方向成分を持たない円周方向溝であり、カム環15のフォロアピン15bがズーム区間溝部13b3内を移動する撮影領域(ズーム領域)では、カム環15は回転のみする。この撮影領域において、カム環15のフォロアピン15bとズーム区間溝部13b3の間のバックラッシュ(遊び)をとるために、付勢環32が回転環14の先端部に嵌められている。この付勢環32と回転環14にはそれぞれ、ばね掛け突起32aとばね掛け突起14cとが形成されており、このばね掛け突起32aとばね掛け突起14cとの間に、引張コイルばね33が張設されていて、付勢環32を後方に移動付勢している。図1及び図4に示すように、付勢環32の内周面の後端部には3個(周方向に等間隔に)の突起32cが設けられており、この突起32cは、回転環14の前端部に設けられた3個の貫通穴14dを、回転環14の外側から内側に貫通している。貫通穴14dは回転伝達溝14aの直前に設けられており、突起32cは回転伝達溝14aに嵌ったフォロアピン15bの前方に位置している。突起32cの後端面をなす当接端面32bは、カム環15のフォロアピン15bが固定環13のズーム区間溝部13b3に達したときに、該フォロアピン15bに当接することにより、フォロアピン15bを後方に移動付勢して、フォロアピン15bをズーム区間溝部13b3の後側の面に当接させる。
【0038】
以上の説明では、1群移動枠18の内面には、光軸と平行な方向の直進案内溝18cが形成され、2群移動枠19の先端部外面には、この直進案内溝18cに嵌まる直進案内キー19aが形成されているとしたが、以上の構成に加えて、直進案内溝18cの先端部には、図10に示すように、直進案内溝18cを周方向に拡大した回転許容部18hが形成されており、直進案内キー19a(2群移動枠19)がこの回転許容部18h内で回転できる。この2群移動枠19の回転領域は、2群移動枠19が収納位置近傍に達するときであり、このように回転を許す理由は次の通りである。なお、1群移動枠18の内方フランジ18bには、2群移動枠19の直進案内キー19aが回転許容部18h内にあるとき(第2レンズL2が収納位置近傍にあるとき)、2群移動枠19の前端部に設けられた、直進案内キー19aを含む突出片19eが前方に突出する周方向開口18j(図3、図6)が形成されている。このように直進案内キー19aを内方フランジ18bより前方に突出させることで、収納長の短縮を図ることができる。
【0039】
いま、レンズが収納されている場合で1群用収納広場C1A1に1群用フォロアピン18fが位置している状態において、カム環15がレンズ繰出方向(図10矢印x方向)に回転すると、1群用フォロアピン18fは、2群用ズーム区間C1Z2に入るため、1群移動枠18は光軸方向前方に移動する。この1群用フォロアピン18fの移動位置を、図10において基準位置1、2、3、4として示している。
一方、カム環15がx方向に回転すると、2群用収納広場C1A2内に位置している2群用フォロアピン19fは、カム環15に対して取り残され、2群用収納広場C1A2内で1から傾斜縁部β上の2の位置に移動し、その斜面xxに当接する。
カム環15がさらにx方向に回転すると、2群用収納広場C1A2の斜辺縁部βの斜面xxに従って、2群用フォロアピン19fには、以下のような光軸方向成分と周方向成分の混ざった運動が生じる。
1群移動枠18は光軸前方に移動して、回転許容部18hの側壁が直進案内キー19aと当接していて、1群移動枠18が光軸方向に前進する力によって、2群移動枠19は光軸前方に押されるとともに、カムフォロア19fが斜面XXに沿って2の位置から3の位置へ移動するのに伴って回転する。すなわち、直進案内キー19aは、回転許容部18hの側壁に摺動しながら、直進案内溝18cへ向かって移動する。
このように、2群移動枠19を1群移動枠18に対して相対回転させると、1群移動枠18は2群移動枠19と干渉することなく、円滑に前方に移動することができる。
【0040】
やがて、直進案内キー19aが直進案内溝18cの一方の壁に当接して回転は止まり、光軸方向に沿って前進してくる1群移動枠18の直進案内溝18c内に入る準備が整い(位置3)、1群案内環18のさらなる前進により直進案内キー19aが直進案内溝18cに入る。そして、直進案内キー19aが直進案内溝18cに入った後は2群移動枠19の回転が拘束されて、今度は2群フォロアピン19fが3の位置から4の位置へ向かって傾斜縁部βの斜面xxを移動し、これにより2群枠19は、1群枠の移動方向とは反対方向に直進移動する(位置4)。カム環15が更に回転すると、やがて2群用フォロアピン19fが1群用収納広場C1A1に入り、以後のカム環15のx方向の回転では、レンズ群用カム溝C1の各区間に従い、1群移動枠18と2群移動枠19が光軸方向に直進移動する(2群移動枠19は1群移動枠18に直進案内される)。このように、略三角形状の2群用収納広場C1A2は、収納時におけるフォロアピン19fの光軸方向の位置規制を解放するためのクリアランスを確保するだけでなく、斜辺縁部βを形成して、2群移動枠19を回転させて直進案内キー19aを直進案内溝18cへ向かわせて係合可能な位置に導くとともに、1群枠18と2群枠19とを光軸方向で相反する方向に移動させて、両者の係合を確実なものにする機能を持たせている。
【0041】
一方、撮影状態からカム環15が収納方向(図10の矢印xと逆方向)に回転すると、フォロアピン18fとフォロアピン19fは1群用収納広場C1A1と2群用収納広場C1A2にそれぞれ戻る。ここでフォロアピン19fの動きについて具体的に説明する。フォロアピン19fは、1群用収納広場C1A1を通った後、2群用収納広場C1A2の図9で示す底辺縁部αに沿って、図10において右方へ向けて移動する。やがてフォロアピン19fが底辺縁部αの端点α1よりも若干手前の位置に来ると、直進案内キー19aが直進案内溝18cから脱して回転許容部18hに達し、2群移動枠19が1群移動枠18に対して相対回転可能な状態となる。その後、フォロアピン19fは端点α1に達し、カム環15と連動して一体にレンズ光軸周りに回転、すなわち2群移動枠19は1群移動枠18と相対回転する。そして、カム環15のフォロアピン15bが固定環13の直線溝部13b1に案内されて、カム環15は光軸方向に後退(図9中、右方向に移動)するので、最終的に、フォロアピン19fは図9中の端点α2に位置する。このようにして、1群移動枠18と2群移動枠19がそれぞれの収納位置に円滑に移動する。
2群移動枠19を1群移動枠18と同様に直進案内のみで収納位置まで移動させる構成を仮定すると、カム溝C1をカム環15の周方向(すなわち図9中、端点α1よりも上方)に向けて長く形成しなければならないが、このままでは、他に形成されたカム溝と干渉してしまうので、干渉を避けるためには、カム環15を大径化しなければならない。しかしながら、上記実施形態によれば、2群移動枠19の収納用のカム溝は、カム環の周方向において、他のカム溝と干渉しない範囲内で短く設定できるので、カム環15を小径化できる。
【0042】
この2群収納広場C1A2は、図示のようにほぼ三角形状に形成することにより、直線状に形成すれば更に長く必要なレンズ群用カム溝C1を短く構成することが可能になり、このようにレンズ群用カム溝C1を短くすることにより、カム環15に3本のレンズ群用カム溝C1を緩い傾斜角で形成することを可能にしている。また、このような形状の2群収納広場C1A2を設けたので、1群用フォロアピン18fと2群用フォロアピン19fが収納位置から光軸方向前方に移動するとき、2群用フォロアピン19fは2群収納広場C1A2内を上述した図10の1、2、3、4の順で移動し、2群移動枠19が1群移動枠18に対して相対回転をするようになる。
【0043】
図15は、この2群移動枠19のカム環15に対する回転の様子を示している。1群移動枠18は、そのレンズ群用カム溝C1によってカム環15の回転位置との対応関係が存在するのに対し、2群移動枠19は、図15の区間Rではカム環に対して相対回動する。
【0044】
このように、1群移動枠18と2群移動枠19が収納位置で相対回転すると、1群移動枠18に支持されている1群固定枠20と2群移動枠19(遮光環19c)とは収納位置では接触位置Pで機械的に接触しているため、摩擦抵抗が問題となる。特に、1群固定枠20は、1群移動枠18の雌ねじ部18dにねじ結合しているから、1群固定枠20に回転が生じて光軸方向位置が狂うおそれがある。そこで、遮光環19cには、低摩擦性シート、例えば四フッ化エチレン樹脂からなる滑りシート26を支持し、この滑りシート26に1群固定枠20の後端面が接触するようにしている(図5、6、7参照)。
【0045】
上記構成の本ズームレンズ鏡筒の収納位置から撮影位置(ズーム位置)の全体の動作は、次のようである。収納位置では、圧縮ばね30の力によって後方に移動付勢されている1群移動枠18が支持する1群固定枠20が、1群用フォロアピン18fと1群用収納広場C1A1との間に存在するクリアランスによって、2群移動枠19(遮光環19c)に当接する機械的位置まで後退し、2群移動枠19は、2群用フォロアピン19fと2群用収納広場C1A2との間に存在するクリアランスによって、3群枠22と当接する機械的位置まで後退し、さらに、3群枠22は、送りネジに付いているナットに押し付けているバネ23が縮みハウジング11と機械的に接触する位置まで後退している。これらの機械的接触によって、収納長の短縮がはかられている。また、この収納位置では、カム環15の回転伝達面15dが被動面31aを押して引張ばね45の力に抗してバリヤ開閉環31をバリヤ閉方向に回動させ、開閉突起31cがバリヤボス42aから離れているため、バリヤ板42が撮影開口41aを閉じている(図12)。
【0046】
この収納状態から回転環14がレンズ繰出方向に回転すると、フォロアピン15bを有するカム環15は、固定環13の直線溝部13b1と回転環14の傾斜溝部14a2によって直進移動のみする。すると、レンズ群用カム溝C1の収納広場C1A1、C1A2に位置しているフォロア18f、19fが該カム溝C1縁部によって押されて前方に移動し、その結果、機械的に接触している1群固定枠20と2群移動枠19(遮光環19c)とが直進移動して互いの機械的接触を解き、2群移動枠19と3群枠22との機械的接触も解かれる。
【0047】
さらに回転環14がレンズ繰出方向に回転すると、カム環15が固定環13の撮影状態移行溝部13b2により、回転とともに光軸方向に移動し、やがて、ズーム区間溝部13b3に至る。この撮影状態移行溝部13b2によるカム環15の回転の初期に、該カム環15の回転伝達面15dがバリヤ開閉環31の被動面31aから離れ、引張ばね45の力により同バリヤ開閉環31がバリヤ開方向に回動して、バリヤ閉ばね43の力に抗してバリヤ板42を開く。またバリヤ開動作に前後して、2群移動枠191群移動枠18に対して相対回動し、1群固定枠20が滑りシート26上を滑る。
【0048】
次に、回転環14の同方向の回転によって、カム環15のフォロアピン15bがズーム区間溝部13b3に至ると、付勢環32の各突起32cの後端部の当接端面32bがフォロアピン15bに当接する。付勢環32は、引張ばね33により後方に付勢されているので、この当接端面32bを介して、フォロアピン15bをズーム区間溝部13b3の後側の面に当接させる。フォロアピン15bがズーム区間溝部13b3に位置している間は、この関係が維持され、回転環14を介してカム環15を図11のズーム区間内で回転させている限りは、カム環15の固定環13に対するバックラッシュが除かれる。
【0049】
カム環15が、以上のように収納回転位置から準備区間を経てズーム区間へ回動すると、カム環15の1群用収納広場C1A1内にある1群用フォロアピン18fは2群用ズーム区間C1Z2を通って1群用ズーム区間C1Z1に至り、2群用フォロアピン19fは2群用ズーム区間C1Z2に至っている。カム環15がズーム区間C1Z1、C2Z2内で回転すると、1群移動枠18(第1レンズ群L1)と2群移動枠19(第2レンズ群L2)が光軸方向にカムプロフィルに従って所定の位置関係で移動し、第3レンズ群L3との合成焦点距離が変化する。このズーミングは、図示しない周知のズームスイッチによって行われる。また、シャッタレリーズボタンが押されると、ステッピングモータが被写体距離情報に応じた角度(回転数)だけ回転してフォーカスレンズ群である第3レンズ群L3(3群枠22)を光軸方向に移動させ、被写体に合焦させる。また、シャッタブロック21は、被写体輝度情報に応じてシャッタブレード21aを開閉する。
【0050】
1群移動枠18が直進移動するとき、内側鏡枠環17は、1群移動枠18の位置を規制しているカム溝C1と似た形状のカム溝C2により、該1群移動枠18との相対位置を変化させることなく光軸方向に移動する。また、外側鏡枠環16は、バヨネット爪16dと環状溝15cの関係により、カム環15と常時光軸方向には一緒に移動するので、外観に露出している外側鏡枠環16と内側鏡枠環17がともに光軸方向に直進移動する。
【0051】
カム環15がズーム区間から収納位置方向に回転するときには、以上とは逆の動作により、外側鏡枠環16と内側鏡枠環17がともに光軸方向後方に移動し、1群移動枠18(第1レンズ群L1)が支持する1群固定枠20と2群移動枠19(第2レンズ群L2)が圧縮ばね30による後退端に位置して互いに接触し、さらに2群移動枠19が、3群枠22と機械的に接触し送りネジ24に付いているナットに押し付けているバネ23により3群枠22がフィルタ保持部11cに当てつくまで後退する。また、カム環15の回転伝達面15dが被動面31aを押して引張ばね45の力に抗してバリヤ開閉環31をバリヤ閉方向に回動させ、バリヤ板42が撮影開口41aを閉じる。
【0052】
【本発明の特徴部分の説明】
本発明の特徴部分は、回転に伴い光軸方向移動を生じるように支持されたカム環と、このカム環の内周側に、回転を規制し光軸方向の直進移動を可能に支持した移動レンズ群枠と、上記カム環の内周面に形成したレンズ群用カム溝と、このレンズ群用カム溝に嵌まる上記移動レンズ群枠に設けたフォロアピンとを有し、該カム環の回転によって上記移動レンズ群枠を光軸方向に移動させるレンズ群用カム機構と、上記カム環の外周側に、回転を規制し光軸方向の直進移動を可能に支持した鏡枠環、及び上記カム環の外周面に形成した鏡枠環用カム溝と、この鏡枠環用カム溝に嵌まる上記鏡枠環に設けたフォロアピンとを有し、該カム環の回転によって上記鏡枠環を光軸方向に移動させる鏡枠環用カム機構とを備え、上記レンズ群用カム溝と鏡枠環用カム溝とは、移動レンズ群枠を光軸方向に進退させる領域においては、光軸方向位置を異ならせた略同一形状をなし、上記移動レンズ群枠のフォロアピンと鏡枠環のフォロアピンとは、光軸と平行な方向の略同一軸線上に位置しており、さらに、上記移動レンズ群枠と鏡枠環を互いに光軸方向に接近する方向または離隔する方向に移動付勢するばね手段を備えている点にある。
以下、この特徴部分について説明する。
なお、本実施形態のレンズ群用カム機構は、レンズ群用カム溝C1、フォロアピン18f、直進案内ボス17d、直進案内穴18aから構成されており、鏡枠環用カム機構は、鏡枠環用カム溝C2、フォロアピン17f、直進案内キー17b、直進案内溝16cから構成されている。
【0053】
固定環13は、ハウジング11の外周筒状部11bの内側に位置している。この固定環13の外周側(固定環13と外周筒状部11bとの間)には、回転環14が位置し、内周側にカム環15が位置している。固定環13には、回転環規制カム溝13b(周方向に等角度間隔で3本)が貫通溝として形成されており、この回転環規制カム溝13bに、カム環15の外周面に径方向外方に向けて固定したフォロアピン15aが嵌まっている。一方、回転環14の内周面には、このフォロアピン15aを嵌合させる回転伝達溝14aが形成されている。
【0054】
回転環14の外周面には、ギヤ14bが形成されており、このギヤ14bは、図示しないピニオンに噛み合っている。ピニオンは、正逆駆動モータによって正逆に駆動され、この回転環14の回転を受けてカム環15が図11の関係で回転しつつ光軸方向に移動する。
【0055】
固定環13のすぐ内側に位置する外側鏡枠環16は、合成樹脂製の鏡枠環本体16rと金属製の補強環状体16xからなっており、鏡枠環本体16rの後端部の厚肉部16aに、径方向外方に突出する直進案内キー16b(周方向に等角度間隔で3本)が形成されている。固定環13の内面には、この直進案内キー16bを摺動自在に嵌める光軸と平行な直進案内溝13cが形成されている。
【0056】
内側鏡枠環17(鏡枠環)は、外側鏡枠環16と同様に、合成樹脂製の鏡枠環本体17rと金属製の補強環状体17xからなっている。
【0057】
外側鏡枠環16(鏡枠環本体16r)の内面には、光軸と平行な直進案内溝16c(周方向に等角度間隔で3本)が形成されており、この直進案内溝16cに、鏡枠環本体17rの後端部の厚肉部17aに突出形成した直進案内キー17bが摺動自在に嵌まっている。また、この外側鏡枠環16(鏡枠環本体16r)の後端部には、径方向内方に突出する複数のバヨネット爪16dが形成されており、カム環15には、その後端部外周に、このバヨネット爪16dを特定角度位置で回転自在に保持する環状溝15bが形成されている。このバヨネット爪16dと環状溝15bの関係により、カム環15と外側鏡枠環16とは使用回転位置では、離脱することなく、相対回転は自在で光軸方向には一緒に移動するように結合している。
【0058】
さらに、内側鏡枠環17(鏡枠環本体17r)には、その前方に内方フランジ17cが形成されており、この内方フランジ17cの裏面に、光軸と平行な方向を向く直進案内ボス17d(周方向に等角度間隔で3本)が形成されている。一方、この内側鏡枠環17の内側には1群移動枠18が位置していて、その内方フランジ18bに、この直進案内ボス17dが摺動自在に嵌まる直進案内穴18a(周方向に等角度間隔で3個)が形成されている(図6)。
また、この1群移動枠18の内面には、光軸と平行な方向の直進案内溝18c(周方向に等角度間隔で3本)が形成されている。
【0059】
1群移動枠18の内面には、2群移動枠19が嵌まっている。この2群移動枠19の先端部外周には、1群移動枠18の直進案内溝18cに嵌まる直進案内キー19aが形成されている。
【0060】
ズーミングは、第1レンズ群L1(1群移動枠18)及び第2レンズ群L2(2群移動枠19)を互いの空気間隔を変化させながら光軸方向に進退させて行う。カム環15の内面には、レンズ群用カム溝C1(周方向に等角度間隔で3本)が形成されている。上述した直進案内関係によって回転を拘束されて光軸方向移動のみ可能な1群移動枠(移動レンズ群枠)18と2群移動枠19は、このレンズ群用カム溝C1によって、カム環15の回転に伴って光軸方向に移動する。このレンズ群用カム溝C1は、連続したプロフィル内に、第1レンズ群L1用と第2レンズ群L2用のカムプロフィルを形成している。
【0061】
すなわち、1群移動枠18(第1レンズ群L1)の外面に突出形成した1群用フォロアピン18fと、2群移動枠19(第2レンズ群L2)の外面に突出形成した2群用フォロアピン19fはともに、レンズ群用カム溝C1内に嵌まっている。連続した1本の溝であるレンズ群用カム溝C1は、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2を独立した軌跡で移動させる機能を有する。
【0062】
内側鏡枠環17の内方フランジ17cのばね中心突起17g(図5、図7)と、1群移動枠18のばね収納凹部18gの間には、圧縮ばね30が挿入されていて、1群移動枠18と内側鏡枠環17を互いに離れる方向に付勢している。
【0063】
内側鏡枠環17は、1群移動枠18とは独立して、しかし、ほぼ1群移動枠18と同様の軌跡で、光軸方向に移動する。このため、カム環15の外面には、直進案内されている内側鏡枠環17を光軸方向に進退させる鏡枠環用カム溝C2(図8、周方向に等角度間隔で3本)が形成されており、この鏡枠環用カム溝C2に、内側鏡枠環17の内面に突出形成したフォロアピン17f(図8)が嵌まっている。
【0064】
鏡枠環用カム溝C2の展開形状は、レンズ群用カム溝C1と似ており、図8から明らかなように、カム環15のレンズ群用カム溝C1と鏡枠環用カム溝C2は、光軸方向位置を若干ずらせていて、鏡枠環用カム溝C2に嵌まる1群移動枠17のフォロアピン17fと、レンズ群用カム溝C1に嵌まる2群移動枠18のフォロアピン18fは、光軸と平行な方向に並んでいる。
【0065】
回転環14が回転するとカム環15が回転し、カム環15のレンズ群用カム溝C1と鏡枠環用カム溝C2に係合しているフォロアピン17f、18f、19fが光軸方向に移動し、内側鏡枠環17、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2が光軸方向に移動する。
【0066】
このような本実施形態によれば、カム環15の形状が似ているレンズ群用カム溝C1と鏡枠環用カム溝C2は、光軸方向位置を若干ずらせてカム環15に設けられており、鏡枠環用カム溝C2に嵌まるフォロアピン17fと、レンズ群用カム溝C1に嵌まるフォロアピン18fとが、光軸と平行な方向の直線上に列に並んだ状態で光軸方向に移動する。
ここで、内側鏡枠環17に径方向内方への外力が加わった場合、この外力は、フォロアピン17fを介してカム環15に伝達され、レンズ群用カム溝C1に係合している第1レンズ群L1のフォロアピン18fによって受け止められる。すなわち、カムフォロアピン18fを介して群移動枠18がカム環15を支え、内側鏡枠17に加わった外力は、カム環15に一方向から加わらずに、フォロアピン17fとフォロアピン18fとで互いに相反する方向から加わってカム環15を挟持する力に換わるので、カム環15が変形したり、フォロアピン17fが外れることはなく、カム環の耐衝撃性を向上させている。
【0067】
また、内側鏡枠環17と1群移動枠18を、圧縮ばね30により常に両者が離れる方向に付勢しているので、フォロアピン17fとフォロアピン18fは常に鏡枠環用カム溝C2とレンズ群用カム溝C1の側面に接触し、内側鏡枠環17と1群移動枠18がカム環15の回転によって光軸方向に移動して停止するときにバックラッシュが生じることはない。
【0068】
さらに、レンズ群用カム溝C1と鏡枠環用カム溝C2の展開形状が似ており、両者は光軸方向に若干位置をずらした状態でカム環15に設けられているので、フォロアピン18fとフォロアピン17fは常に近接した状態に維持される。このため、圧縮ばね30として、全長が短くて付勢力の小さいばねを使用できるので、フォロアピン18fとフォロアピン17fがレンズ群用カム溝C1と鏡枠環用カム溝C2の側面に強い力で接触して、1群移動枠18と内側鏡枠環17の移動が不円滑になることはない。
また、全長の短いばねが使用できるので、ばねの線径を変えることにより、ばね力の強弱の設計変更が可能となる。
【0069】
本実施形態では、中心突起17gとばね収納凹部18gとの間に圧縮ばね30を設けているため、ズームレンズ鏡筒を最短状態に縮めることができるという効果が得られるが、圧縮ばね30の代わりに引っ張りばね(図示略)を設けても、内側鏡枠環17と第1レンズ群L1のバックラッシュをとるという効果が得られる。
【0070】
図示実施形態の1群移動枠18と2群移動枠19と内側鏡枠環17の直進案内機構は、一例であって、本発明はレンズ群用カム溝C1及び鏡枠環用カム溝C2によって案内されるレンズ群及び内側鏡枠環17の直進案内機構の如何を問わない。また、レンズ群用カム溝C1及び鏡枠環用カム溝C2は、図示例では周方向に3本形成したが、理論的には1本以上あればよい。
【0071】
また、外側鏡枠環16と内側鏡枠環17は、合成樹脂と金属からなるものでなくてもよく、単に合成樹脂のみ、あるいは金属のみからなるものであってもよい。
【0072】
さらに、図示実施形態ではズームレンズ鏡筒を最良の形態として説明したが、複数のレンズ群からなる単焦点の沈胴式レンズ鏡筒に適用してもよい。
【0073】
【発明の効果】
本発明によれば、レンズ鏡筒の外周面をなす鏡枠環に外力が加わっても、その外力によりカム環が変形等を起こすことはない
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるズームレンズ鏡筒の一実施形態を示す全体の分解斜視図である。
【図2】ズームレンズ鏡筒の図1の上段部分に示された部分の拡大斜視図である。
【図3】ズームレンズ鏡筒の図1の中段部分に示された部分の拡大斜視図である。
【図4】ズームレンズ鏡筒の図1の下段部分に示された部分の拡大斜視図である。
【図5】本発明のズームレンズ鏡筒の収納状態での縦断面図である。
【図6】本発明のズームレンズ鏡筒の図5とは異なる断面位置での収納状態の縦断面図である。
【図7】本発明のズームレンズ鏡筒の上半を収納状態、下半を撮影状態として示す縦断面図である。
【図8】カム環の展開図である。
【図9】カム環のレンズ群用カム溝の形状を示す展開図である。
【図10】カム環のレンズ群用カム溝と1群移動枠用フォロアピン、2群移動枠用フォロアピンとの関係を示す展開図である。
【図11】カム環のフォロアピンが嵌まる、固定環のカム環規制カム溝と回転環の回転伝達溝の展開図である。
【図12】バリヤ取付板を取り外したレンズ鏡筒のバリヤ閉状態の正面図である。
【図13】同じくバリヤ開状態の正面図である。
【図14】同じくバリヤブロックのバリヤと内側鏡枠環の関係を示す正面図である。
【図15】第1レンズ群(1群移動枠)と第2レンズ群(2群移動枠)のズーム区間及び収納区間での光軸方向位置を示すグラフ図である。
【図16】カム環とバリヤ開閉環の位置関係を示す展開図である。
【図17】バリヤ板の拡大斜視図である。
【符号の説明】
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
10 基板
10a 固体撮像素子
11 ハウジング
11b 外周筒状部
11c フィルタ保持部
11d ローパスフィルタ
12 シャフト押さえ
13 固定環
13a 固定フランジ
13b カム環規制カム溝
13b1 直線溝部
13b2 撮影状態移行溝部
13b3 ズーム区間溝部
13b4 組立溝部
13c 直進案内溝
14 回転環
14a 回転伝達溝
14a1 直線溝部
14a2 傾斜溝部
14a3 円周方向溝部
14b ギヤ
14c ばね掛け突起
14d 貫通穴
15 カム環
15a 厚肉部
15b フォロアピン
15c 環状溝
15d 回転伝達面
15k 切り欠き
16 外側鏡枠環
16r 鏡枠環本体
16a 厚肉部
16b 直進案内キー
16c 直進案内溝
16d バヨネット爪
16f 逃げ溝
16x 補強環状体
17 内側鏡枠環
17r 鏡枠環本体
17a 厚肉部
17b 直進案内キー
17c 内方フランジ
17d 直進案内ボス
17f フォロアピン
17g ばね中心突起
17h ばね掛け突起
17j フォロア座
17k 切欠
17j フォロア座
17x 補強環状体
18 1群移動枠
18a 直進案内穴
18b 内方フランジ
18c 直進案内溝
18d 雌ねじ部
18f 1群用フォロアピン
18g ばね収納凹部
18h 回転許容部
18j 開口
19 2群移動枠
19a 直進案内キー
19b 環状凹部
19c 遮光環
19f 2群用フォロアピン
20 1群固定枠
21 シャッタブロック
21a シャッタブレード
21b FPC基板
22 3群枠
22a 直進案内ロッド
23 バネ
24 送りねじ
26 滑りシート
28 案内板
29 弾性リング(輪ゴム)
30 圧縮ばね
31 バリヤ開閉環
31a 被動面
31b ばね掛け突起
31c 開閉突起
31k 切り欠き
32 付勢環
32a ばね掛け突起
32b 当接端面
32c 突起
33 引張ばね
40 バリヤブロック
41 バリヤ支持枠
41a 撮影開口
41b 回転中心ボス
42 バリヤ板
43 バリヤ閉ばね
44 バリヤ取付板
45 引張ばね
C1 レンズ群用カム溝
C1Z1 1群用ズーム区間
C1Z2 2群用ズーム区間
C1A1 1群用収納広場
C1A2 2群用収納広場
Z1T 1群用テレ位置
Z1W 1群用ワイド位置
Z2T 2群用テレ位置
Z2W 2群用ワイド位置
C2 鏡枠環用カム溝
C2Z1 1群用ズーム区間
C2Z2 2群用ズーム区間
C2B バリヤ開閉区間
[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a lens barrel.
[0002]
[Prior art and its problems]
As an example of the lens barrel, a cam ring that is driven to rotate and is moved in the optical axis direction, and a lens frame ring that is located outside the cam ring and forms the outer peripheral surface of the zoom lens barrel, is provided. In some cases, a follower pin provided on a lens frame ring is engaged with a cam groove to rotate the cam ring, thereby moving the lens frame ring together with the cam ring in the optical axis direction.
[0003]
However, since the lens frame ring is a member forming the outer peripheral surface of the lens barrel, an external force may be directly applied to the lens frame ring. In this case, the external force is transmitted to the cam ring through the follower pin, and the cam ring is deformed. The follower pin may come off or the cam ring may be damaged. Therefore, in order to increase the strength of the cam ring, it is conceivable to increase the thickness of the cam ring or to form the cam ring with a material having high rigidity. However, in the former case, the size and weight are increased, and in the latter case, the material is increased. There was a problem that cost and processing cost were required.
[0004]
[Object of the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a lens barrel in which even if an external force is applied to a lens frame ring forming an outer peripheral surface of the lens barrel, the external force does not cause deformation or the like of the cam ring.
[0005]
Summary of the Invention
The lens barrel of the present invention is a cam ring supported so as to move in the optical axis direction as it is rotated; a movement supported on the inner peripheral side of the cam ring so as to restrict rotation and allow linear movement in the optical axis direction. A lens group frame; a lens group cam groove formed on the inner peripheral surface of the cam ring; and a follower pin provided on the movable lens group frame that fits into the lens group cam groove. A lens group cam mechanism for moving the movable lens group frame in the optical axis direction; a lens frame ring supported on the outer peripheral side of the cam ring so as to restrict rotation and to be able to move linearly in the optical axis direction; A lens frame ring cam groove formed on the outer peripheral surface; and a follower pin provided on the lens frame ring to be fitted in the lens frame ring cam groove. The rotation of the cam ring causes the lens frame ring to move in the optical axis direction. A lens frame cam mechanism and a lens frame ring. The cam groove has substantially the same shape with different positions in the optical axis direction in a region where the movable lens group frame advances and retreats in the optical axis direction, and the follower pin of the movable lens group frame and the follower pin of the lens frame ring are: It is characterized by being located on substantially the same axis in a direction parallel to the optical axis.
[0006]
Further, there is provided a spring means for moving and biasing the movable lens group frame and the lens frame ring in a direction approaching or separating from each other in the optical axis direction.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Overall description of zoom lens barrel]
The illustrated embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a zoom lens barrel for a digital still camera. As is clear from FIGS. 5 to 7, the lens system of the present embodiment is a three-unit type having a first lens unit L1, a second lens unit L2, and a third lens unit L3 in order from the object side. The first lens unit L1 and the second lens unit L2 move on the optical axis while changing the air gap, so that zooming is performed, and focusing is performed by the third lens unit L3.
[0008]
In the present zoom lens barrel, elements fixed to the camera body (members that do not move linearly or rotate in the optical axis direction) are a housing 11, a shaft retainer 12, and a fixed ring 13 shown in FIGS. The housing 11 and the fixed ring 13 are formed with a fixed flange 13a (the fixed flange of the housing 11 is not shown) to be connected to each other. The housing 11 has an outer peripheral cylindrical portion 11b partially cut away and a filter holding portion 11c on the optical axis, and a low-pass filter 11d is fixed to the filter holding portion 11c. The low-pass filter 11d is located in front of the solid-state imaging device 10a on the substrate 10 fixed in the camera body.
[0009]
The fixed ring 13 is located inside the outer peripheral cylindrical portion 11 b of the housing 11. The rotating ring 14 is located on the outer peripheral side of the fixed ring 13 (between the stationary ring 13 and the outer cylindrical portion 11b), and the cam ring 15 is located on the inner peripheral side. A cam ring regulating cam groove 13b (three at equal angular intervals in the circumferential direction) is formed as a through groove in the fixed ring 13, and the thickness of the rear end portion of the cam ring 15 is formed in the cam ring regulating cam groove 13b. A follower pin 15b fixed radially outwardly is fitted into the meat portion 15a. On the other hand, a rotation transmitting groove 14a for fitting the follower pin 15b is formed on the inner peripheral surface of the rotating ring 14.
[0010]
FIG. 11 shows a developed shape of the rotation transmitting groove 14a and the cam ring regulating cam groove 13b. The rotation transmission groove 14a is formed of a linear groove 14a1 parallel to the optical axis except for the base (the end on the camera body side), and the rotation transmission groove 14a and the inclined groove 14a2 that follow the linear groove 14a1 in the circumferential direction. And a groove 14a3. The circumferential groove 14a3 is a section for assembly. On the other hand, the cam ring regulating cam groove 13b includes a linear section 13b1 in a direction parallel to the optical axis of the base, a shooting state transition groove section 13b2 including an optical axis direction component and a circumferential direction component, and a zoom section including only a circumferential direction component. And a groove 13b3. The groove 13b4 exceeding the zoom section groove 13b3 is an assembly section.
[0011]
The rotary ring 14 rotates between the storage position in FIG. 11 and the preparation section and the zoom section. That is, in FIG. 11, since the rotating ring 14 rotates with respect to the fixed ring 13 which is fixed, the follower pin 15b is fitted into the base of the inclined groove 14a2 and the linear groove 13b1 (the storage position, the cam ring 15). When the rotary ring 14 rotates in a state in which it is most retracted, the follower pin 15b (cam ring 15) is pushed by the inclined groove portion 14a2 and moves in the optical axis direction without rotating according to the linear groove portion 13b1. When the rotating ring 14 rotates in a state where the follower pin 15b is fitted in the linear groove portion 14a1 and the photographing state transition groove portion 13b2 (preparation section), the follower pin 15b (cam ring 15) moves in the optical axis direction according to the photographing state transition groove portion 13b2. It rotates with it. When the rotating ring 14 rotates in a state in which the follower pin 15b is fitted in the linear groove 14a1 and the zoom section groove 13b3 (zoom section), the follower pin 15b (cam ring 15) moves in the optical axis direction according to the zoom section groove 13b3. Rotate without.
[0012]
A gear 14b is formed on the outer peripheral surface of the rotating ring 14, and the gear 14b meshes with a pinion (not shown). The pinion is driven in the forward / reverse direction by a forward / reverse drive motor, and the cam ring 15 moves in the direction of the optical axis while rotating in the relationship shown in FIG. The operation of the cam ring 15 associated with the rotation of the rotary ring 14 described above is based on the state in which the cam ring 15 is most retracted, first only goes straight (straight groove portion 13b1), and moves in the optical axis direction with the rotation ( The shooting state transition groove 13b2, the preparation section), and finally only the rotation (zoom section groove 13b3, zoom section).
[0013]
In the zoom lens barrel according to the present embodiment, the rotating members are the rotating ring 14, the cam ring 15, and a barrier opening / closing ring 31, which will be described later, and the other members move straight only in the optical axis direction without rotating. (However, the second group moving frame 19 slightly rotates as described later). Next, these rectilinear members and their guide mechanisms will be described. An outer lens frame ring (straight guide ring) 16 and an inner lens frame ring (straight guide ring) 17 are located between the fixed ring 13 and the cam ring 15 in order from the outside. The thick portion 15a of the cam ring 15 secures an annular space between the cam ring 15 and the fixed ring 13 for sandwiching the thin outer lens frame ring 16 and the inner lens frame ring 17. 15a is rotatably engaged with the inner peripheral surface of the fixed ring 13 so as not to cause harmful fall.
[0014]
The outer lens frame ring 16 located just inside the fixed ring 13 is composed of a lens frame ring body 16r made of synthetic resin and a metal reinforcing ring 16x, and has a thick rear end portion of the lens frame ring body 16r. The straight guide keys 16b (three at equal angular intervals in the circumferential direction) are formed on the portion 16a so as to protrude radially outward. On the inner surface of the fixed ring 13, there is formed a rectilinear guide groove 13c parallel to the optical axis for slidably fitting the rectilinear guide key 16b. The metal reinforcing annular body 16x is bonded and fixed to the front outer peripheral surface of the thick portion 16a at the rear end of the lens barrel ring body 16r, thereby reducing the thickness of the outer lens barrel ring 16 and, consequently, the overall thickness of the zoom lens barrel. (Reducing the diameter).
[0015]
Like the outer lens frame ring 16, the inner lens frame ring 17 includes a lens frame ring main body 17r made of synthetic resin and a metal reinforcing ring 17x. The metal reinforcing ring 17x is bonded and fixed to the front outer peripheral surface of the thick part 17a at the rear end of the lens barrel ring body 17r, so that the thickness of the inner lens barrel ring 17 and the thickness of the entire zoom lens barrel are reduced ( Diameter).
[0016]
On the inner surface of the outer lens frame ring 16 (the lens frame ring body 16r), straight guide grooves 16c (three at equal angular intervals in the circumferential direction) parallel to the optical axis are formed. A linear guide key 17b protruding from a thick portion 17a at the rear end of the lens frame ring body 17r is slidably fitted. A plurality of bayonet claws 16d projecting inward in the radial direction are formed at the rear end of the outer lens frame ring 16 (the lens frame ring main body 16r). In addition, an annular groove 15c is formed to hold the bayonet claw 16d rotatably at a specific angle position. Due to the relationship between the bayonet claw 16d and the annular groove 15c, the cam ring 15 and the outer lens frame ring 16 are coupled so that they can be freely rotated relative to each other and move together in the optical axis direction without being separated at the used rotation position. are doing.
[0017]
Further, an inner flange 17c is formed in front of the inner lens frame ring 17 (the lens frame ring main body 17r).17cWill be described laterBarrierThe block 40 and the barrier opening / closing ring 31 are fixed. On the back surface of the inner flange 17c, straight guide bosses 17d (three at equal angular intervals in the circumferential direction) are formed which are oriented in a direction parallel to the optical axis. On the other hand, this inner mirror frame ring 17WithinThe first group moving frame 18 is positioned on the side, and the straight guide boss 17d is slidably fitted in a portion of the inner flange 18b other than the lens opening and the female screw portion 18d (described later). Straight guide holes 18a (three at equal angular intervals in the circumferential direction) are formed (FIG. 6). The straight guide hole 18a is formed as an oval hole that is long in the radial direction. In the fitting gap between the rectilinear guide boss 17d and the rectilinear guide hole 18a, the first group moving frame 18 is fitted to the inner peripheral surface of the cam ring 15 (described later) even with a slight clearance (play). Therefore, it is possible to guide the vehicle straight ahead with sufficient accuracy. On the inner surface of the first group moving frame 18, straight guide grooves 18c (three at equal angular intervals in the circumferential direction) are formed in a direction parallel to the optical axis.
[0018]
A second group moving frame 19 is fitted on the inner surface of the first group moving frame 18. A linear guide key 19a that fits into the linear guide groove 18c of the first group moving frame 18 is formed on the outer periphery of the distal end portion of the second group moving frame 19.
[0019]
The above-mentioned fitting relationship and straight-movement guide relationship are as follows: the outer lens frame ring 16 is guided straight to the fixed ring 13, the inner lens frame ring 17 is guided straight to the outer lens frame ring 16, and the first-group moving frame in this order from the outer peripheral side. 18 can be regarded as being guided straight to the inner lens frame ring 17, and the second group moving frame 19 can be regarded as being linearly guided to the first group moving frame 18, and the inner lens frame ring 17 and the first group moving frame 18 Is carried out from the front by a relationship between a rectilinear guide boss 17d protruding rearward from the front of the inner lens frame ring 17 and a rectilinear guide hole 18a of the first group moving frame 18. For this reason, there is no need to interpose another linear guide member inside and outside the cam ring 15, and the annular space between the inner lens frame ring 17 and the first-group moving frame 18 can be reduced, and the diameter can be reduced.
[0020]
The first group moving frame 18 is formed with a female screw portion 18d for screwing the first group fixing frame 20 to which the first lens group L1 is fixed. The screwing position of the first group fixing frame 20 with respect to the female screw portion 18d is adjusted at the time of assembling, and after the adjustment, it is adhesively fixed. A shutter block 21 is inserted into the annular concave portion 19b of the second group moving frame 19, and the shutter block 21 is fixed to the second group moving frame 19 by screws (not shown). The light-shielding ring (sliding sheet holding ring) 19 c is fitted and fixed to the second group moving frame 19. The second lens unit L2 is located at the center of the shutter block 21, and is fixed to the second unit moving frame 19 via the lens pressing frame 19d. After adjusting the position of the second lens group L2 with respect to the second-group moving frame 19, the lens holding frame 19d is adhered and fixed. The shutter block 21 opens and closes the shutter blade 21a according to subject brightness information. As shown in FIG. 7, a flexible printed circuit board (FPC board) 21b that gives an operation signal to the shutter block 21 is guided backward from the block 21 and then folded forward, and furthermore, a part of the fixed ring 13. After being glued to the outer periphery of the fixed ring 13 from the guide portion 28 having a notch and folded back, it is guided to the outside of the housing 11. When the FPC board 21b is extended to the maximum, the front end of the FPC board 21b is folded forward by the elastic ring (rubber rubber) 29 whose front end is located behind the front end of the guide portion 28 and is locked by the hook 11f. The elastic ring 29 urges the FPC board 21b in a direction away from the optical axis, thereby preventing the FPC board 21b from sagging into the optical path in the photographing state.
[0021]
The third lens unit L3 is fixed to the third unit frame 22. As shown in FIG. 4, the third group frame 22 is movably held in the optical axis direction along a pair of linear guide rods 22 a having one end fixed to the shaft retainer 12 and the other end fixed to the housing 10. The movement is controlled in the optical axis direction according to the subject distance information by a feed screw 24 driven to rotate forward and backward by a stepping motor.
[0022]
Zooming is performed by the first lens unit L1 (the first unit moving frame 18).as well asThe second lens unit L2 (the second unit moving frame 19))It is performed by moving the air in the direction of the optical axis while changing the air gap between them. On the inner surface of the cam ring 15, there are formed lens group cam grooves C1 (three at the same angular interval in the circumferential direction). The first group moving frame 18 and the second group moving frame 19 whose rotation is restricted by the above-described straight guide relationship and can only move in the optical axis direction are moved by the lens group cam groove C1 with the rotation of the cam ring 15 along the optical axis. Move in the direction. 8 to 10 show the developed shape of the lens group cam groove C1. In FIG. 8, the lens group cam groove C1 on the inner surface of the cam ring 15 is drawn by a broken line as shown in FIGS. Are drawn with solid lines for clarity. The cam groove C1 for the lens group is formed by forming a cam profile for the first lens group L1 and a cam profile for the second lens group L2 in a continuous profile having a bottom, and a first lens group L1 and a second lens group. The storage position of L2 is characterized in that the first lens unit L1 and the second lens unit L2 are free, and can be stored close to the position where the lens frames come into contact with each other.
[0023]
That is, a first group follower pin 18f formed on the outer surface of the first group moving frame 18 (first lens group L1) and a second group follower pin 19f formed on the outer surface of the second group moving frame 19 (second lens group L2). Are fitted in the lens group cam groove C1. The lens group cam groove C1, which is one continuous groove, has a function of moving the first lens group L1 and the second lens group L2 along independent trajectories. In the conventional lens barrel, independent cam grooves are required by the number of lens groups to be moved along independent trajectories.
[0024]
The cam groove C1 for the lens group according to the present embodiment includes a zoom section C1Z1 for the first group, a zoom section C1Z2 for the second group, and a storage space for the first group in order from the insertion end C1e of the follower pin 18f for the first group and the follower pin 19f for the second group. C1A1, a second group storage plaza C1A2. Both ends of the first group zoom section C1Z1 are the first group tele position Z1T and the first group wide position Z1W, and both ends of the second group zoom section C1Z2 are the second group tele position Z2T and the second group wide position Z2W. is there. As shown, the first-group storage plaza C1A1 and the second-group storage plaza C1A2 are formed such that the groove width in a direction parallel to the optical axis (left-right direction in the drawing) is wider than grooves in other sections. The first group follower pin 18f has a space in which the second group follower pin 19f can freely move. That is, the first group storage plaza C1A1 has a shape that is long in the circumferential direction of the cam ring, and the first group follower pin 18f can move in the optical axis direction by a screwing adjustment dimension of the first group fixed frame 20 with respect to the first group moving frame 18. Has a good clearance. The second group storage space C1A2 has a substantially triangular shape, and has a clearance such that the follower pin 19f for the second group can largely move in the circumferential direction of the cam ring and in the optical axis direction.
[0025]
The first-group follower pin 18f of the first-group moving frame 18 and the second-group follower pin 19f of the second-group moving frame 19 are respectively located in the first-group storage plaza C1A1 and the second-group storage plaza C1A2 at the storage rotation position of the cam ring 15. So that the phase in the circumferential direction is determined. The first group storage plaza C1A1 and the second group storage plaza C1A2 do not restrain the first group follower pin 18f and the second group follower pin 19f. That is, the first group follower pin 18f and the second group follower pin 19f can move in the optical axis direction in the first group storage plaza C1A1 and the second group storage plaza C1A2, and the storage length can be minimized by this clearance. . The first group storage plaza C1A1 is provided with a clearance capable of sufficiently absorbing a change in position when the follower pin 18f is stored by adjusting the screwing position of the first group frame 20 with the female screw portion 18d.
[0026]
A spring center projection 17g (FIGS. 5 and 7) is formed on the inner flange 17c of the inner lens frame ring 17 at a circumferential position different from that of the rectilinear guide boss 17d. A spring housing recess 18g is formed in the side flange 18b so as to correspond to the spring center projection 17g. A compression spring 30 is inserted between the spring center protrusion 17g and the spring storage recess 18g to urge the first group moving frame 18 to move backward. For this reason, the first-group fixed frame 20 supported by the first-group moving frame 18 is moved by the clearance existing between the first-group follower pin 18f and the first-group storage plaza C1A1. ) Can be retracted to the mechanical position where it abuts. This mechanical contact position is indicated by the symbol P in FIGS. The second-group moving frame 19 can be retracted to a mechanical position in contact with the third-group frame 22 by the clearance existing between the second-group follower pin 19f and the second-group storage plaza C1A2. This mechanical contact position is indicated by the symbol Q in FIGS. For this reason, the storage length can be reduced as compared with the conventional device in which the storage positions of the first lens unit L1 and the second lens unit L2 are strictly defined by the cam grooves. Further, the third group frame 22 includes a feed screw24The spring 23 pressing against the nut attached to the housing can be retracted to a position where the spring 23 mechanically contacts the housing 11. This mechanical contact position is indicated by the symbol R in FIGS. The upper half of FIGS. 5, 6, and 7 shows the storage positions where the first group fixed frame 20, the second group moving frame 19 (light blocking ring 19c), the third group frame 22, and the housing 11 are in mechanical contact. I have. Note that the position of the first-group fixed frame 20 with respect to the first-group movable frame 18 fluctuates due to adjustment at the time of assembly, and the amount of rearward movement of the first-group fixed frame 20 depends on the position of the first-group fixed frame 20. At the time of storage, the adjustment amount is absorbed by the spring 30, and the lens barrel in which the contact position shown by PQR can be stored can be stored.
[0027]
When the cam ring 15 rotates from the storage rotation position to the photographing position, the first group follower pin 18f in the first group storage plaza C1A1 reaches the first group zoom section C1Z1 through the second group zoom section C1Z2. The second group follower pin 19f extends from the second group storage plaza C1A2 to the second group zoom section C1Z2 through the first group storage plaza C1A1. As described above, the follower pin 19f for the second group is used.(Second lens group L2)For the first group follower pin 18f (first lens group L1), the second group zoom section C1Z2 is merely a pass section from the storage position to the shooting position (zoom section). It is useful for reducing and facilitating placement and reducing the slope.
[0028]
The inner lens frame ring 17 moves in the optical axis direction independently of the first-group moving frame 18, but with a locus substantially similar to that of the first-group moving frame 18. Therefore, on the outer surface of the cam ring 15, there are provided lens frame ring cam grooves C2 (FIG. 8, three at equal angular intervals in the circumferential direction) for moving the inner lens frame ring 17 guided straight forward and backward in the optical axis direction. A follower pin 17f (FIG. 8) protruding from the inner surface of the inner lens frame ring 17 is formed in the lens frame ring cam groove C2.I'm stuck.The developed shape of the cam groove C2 is the same as that of the lens group cam groove C1.SimilarAs shown in FIG. 8, the first section has a zoom section corresponding section C2Z1, a second group zoom section corresponding section C2Z2, and a barrier opening / closing section C2B in order from the insertion end C2e of the follower pin 17f. The barrier opening / closing section C2B is a circumferential groove, and the cam ring 15 and the inner lens frame ring 17 rotate only relative to each other. As is apparent from FIG. 8, the lens group cam groove C1 and the lens frame ring cam groove C2 of the cam ring 15 are slightly displaced from each other in the optical axis direction and fit into the lens frame ring cam groove C2. The follower pin 17f of the inner lens frame ring 17 and the follower pin 18f of the first group moving frame 18 fitted in the lens group cam groove C1 are arranged in a direction parallel to the optical axis.
[0029]
In this way, the outer lens frame ring 17 exposed to the exterior is guided in the optical axis direction by a different cam mechanism as a member separate from the first group moving frame 18 so that the external force applied to the inner lens frame ring 17 moves by one group. Transmission from the frame 18 to the first lens unit L1 can be prevented, and deterioration of the optical performance of the zoom lens due to a shift of the optical axis of the first lens unit L1 can be prevented. Also, the shape of the cam ring 15 isResembleSince the cam groove C1 for the lens group and the cam groove C2 for the lens frame ring are slightly displaced in the optical axis direction, the thickness of the cam ring 15 does not increase and the diameter applied to the inner lens frame ring 17 is increased. A force inward in the direction can be received by the first group moving frame 18 via the first group follower pin 18f. Further, the follower pin 17f fitted in the lens frame ring cam groove C2 and the follower pin 18f fitted in the lens group cam groove C1 are arranged in a direction parallel to the optical axis. The first group moving frame 18 which is biased to moveInner mirror frame ring 17And the spring force that acts between them hardly changes depending on the relative rotational position of the cam ring 15.
[0030]
A barrier block 40 is inserted and fixed to the inner surface of the reinforcing annular body 17x of the inner lens frame ring 17, and the barrier opening / closing ring 31 rotates between the barrier block 40 and the inner flange 17c of the inner lens frame ring 17. It is freely supported. A notch 15k is formed in the cam ring 15, and when the cam ring 15 rotates in the barrier opening / closing section C2B, the end face of the notch 15k contacts the driven surface 31a of the barrier opening / closing ring 31 to rotate. And a rotation transmitting surface 15d in a direction parallel to the optical axis. As shown in FIG. 8, the notch 15k is formed in a region of the cam ring 15 except for the region where the cam grooves C1 and C2 are formed.
[0031]
As shown in FIGS. 2 and 14, the barrier block 40 is rotatably supported by a barrier support frame 41 having a photographing opening 41a in the center and a pair of rotation center bosses 41b formed in the barrier support frame 41. A pair of barrier plates 42, a barrier closing spring (torsion spring) 43 for urging the pair of barrier plates 42 in the closing direction, and a barrier mounting for supporting the barrier plate 42 and the barrier closing spring 43 between the barrier support frame 41. It is composed of a plate 44 and is sub-assembled as a separate unit in advance. Barrier bosses 42 a (FIG. 12, FIG. 13) provided on the pair of barrier plates 42 project toward the barrier opening / closing ring 31 from the escape grooves 44 a formed in the barrier mounting plate 44. The barrier opening / closing ring 31 is formed with a pair of opening / closing projections 31c that engage with the pair of barrier bosses 42a. FIG. 12 and FIG.Barrier plate 42To the virtual line (Chain line), Showing a state in which the barrier opening / closing ring 31 closes the barrier (FIG. 12) and a state in which the barrier opening / closing ring 31 is open (FIG. 13). FIG. 14 is a diagram when the barrier block is attached with the barrier support frame 41 removed.
[0032]
The barrier opening / closing ring 31 is extended in the barrier opening direction by a tension spring 45 that is stronger than the barrier closing spring 43 and is stretched between a spring hook projection 31 b formed on itself and a spring hook projection 17 h formed on the inner lens frame ring 17. It is biased to rotate. The opening / closing projection 31c of the barrier opening / closing ring 31 contacts the barrier boss 42a at the rotation biasing end of the tension spring 45 to open the barrier plate 42 (FIG. 13). On the other hand, when the barrier opening / closing ring 31 is rotated against the force of the tension spring 45, the opening / closing projection 31c separates from the barrier boss 42a, and the pair of barrier plates 42 are closed by the force of the barrier closing spring 43 (FIG. 12). ).
[0033]
It is the rotation transmitting surface 15d formed on the cam ring 15 that rotates the barrier opening / closing ring 31 against the force of the tension spring 45. An end face of the notch 31k formed in the barrier opening / closing ring 31 is a driven face 31a. When the cam ring 15 is in the retracted position, the rotation transmitting surface 15 d of the cam ring 15 passes through an opening (not shown) formed in the inner flange 17 c of the inner lens frame ring 17 and the driven surface 31 a of the barrier opening / closing ring 31. , The barrier opening / closing ring 31 is rotated against the force of the tension spring 45, the barrier plate 42 is closed, and the cam ring 15 is moved relative to the inner lens frame ring 17 in the barrier opening / closing section C2B (FIG. 8). During relative rotation, the rotation transmission surface 15d is not in contact, and the barrier opening / closing ring 31 is urged by the force of the tension spring 45 to open the barrier plate 42.
[0034]
FIG. 16 shows the movement of the rotation transmitting surface 15d when the cam ring 15 reaches the preparation section from the storage position. The cam ring 15 rotates while moving in the optical axis direction according to the relationship between the cam ring regulating cam groove 13b of the fixed ring 13, the follower pin 15b, and the rotation transmitting groove 14a of the rotating ring 14 (FIG. 16).1, 2, 3, 4Position), then rotate only (same position)4,5). The rotation transmitting surface 15d is located in this section4From5When moving, the barrier plate 42 is opened apart from the driven surface 31a of the barrier opening / closing ring 31. Conversely, when the cam ring 15 reaches the storage position from the preparation section, the section of the rotation transmission surface 15 d5From4The barrier plate 42 is closed.
[0035]
The pair of barrier plates 42 is basically a flat plate, and has an inner surface corresponding to the curvature of the convex surface L1r of the lens surface closest to the object in the first lens unit L1, as shown in FIGS. An escape recess 42b is formed. The escape recess 42b allows the inner lens frame ring 17 to be retracted to the limit during storage. The relief recess 42b is formed by a molding die for molding the barrier plate 42 with resin.
[0036]
The above barrier block 40 is provided inside the reinforcing annular body 17x.Mirror frame ring body 17rAre fitted and adhered to each other, and are fitted into the opening at the distal end of the reinforcing annular body 17x, and are engaged with a hook (not shown) provided on the inner lens frame ring 17 to prevent the reinforcing annular body 17x from coming off. Have been. A barrier opening / closing ring 31 is rotatably supported between the barrier block 40 and the inner flange 17c of the inner lens frame ring 17. A notch 17k (FIG. 14) into which the barrier plate 42 in an open state enters is formed in the inner lens frame ring body 17r made of synthetic resin corresponding to the position of the barrier plate 42, and the outside of the notch 17k is formed. The reinforcing annular body 17x covers. By providing a metal reinforcing ring 17x separate from the lens frame ring main body 17r made of synthetic resin, a notch 17k penetrating through the main body 17r can be formed. If the barrier plates 42 of the barrier block 40 are stacked in a four-sheet configuration during storage, the radial length required for storage when the barrier is opened can be shortened, but the axial length is large and one or two barrier plates are required. If so, the axial length can be shortened, but there is an unavoidable problem that the radial length requires a large amount. By forming a notch 17k for barrier escape in the inner lens frame ring 17 as in this embodiment, the axial length of the two-barrier configuration can be shortened, and the radial direction of the inner lens frame ring 17 can be reduced. The effect that the increase in length can be suppressed is obtained.
[0037]
As described above, the zoom section groove 13b3 of the fixed ring 13 is a circumferential groove having no optical axis direction component, and the photographing area (zoom area) in which the follower pin 15b of the cam ring 15 moves in the zoom section groove 13b3. Then, the cam ring 15 rotates only. In this photographing area, an urging ring 32 is fitted to the tip of the rotating ring 14 in order to take backlash (play) between the follower pin 15b of the cam ring 15 and the zoom section groove 13b3. A spring hook projection 32a and a spring hook projection 14c are formed on the urging ring 32 and the rotary ring 14, respectively. A tension coil spring 33 is stretched between the spring hook projection 32a and the spring hook projection 14c. And biases the biasing ring 32 rearward. As shown in FIGS. 1 and 4, three (equally spaced in the circumferential direction) projections 32 c are provided at the rear end of the inner peripheral surface of the biasing ring 32, and the projections 32 c The three through holes 14 d provided at the front end of the rotary ring 14 penetrate the rotary ring 14 from outside to inside. The through hole 14d is provided immediately before the rotation transmitting groove 14a, and the projection 32c is located in front of the follower pin 15b fitted in the rotation transmitting groove 14a. When the follower pin 15b of the cam ring 15 reaches the zoom section groove 13b3 of the fixed ring 13, the contact end face 32b forming the rear end face of the projection 32c comes into contact with the follower pin 15b to move the follower pin 15b backward. To bring the follower pin 15b into contact with the rear surface of the zoom section groove 13b3.
[0038]
In the above description, a straight guide groove 18c is formed on the inner surface of the first group moving frame 18 in a direction parallel to the optical axis, and fits into the straight guide groove 18c on the outer surface of the distal end portion of the second group moving frame 19. Although the rectilinear guide key 19a is formed, in addition to the above-described configuration, the tip of the rectilinear guide groove 18c has, as shown in FIG. 18h, the straight guide key 19a (the second group moving frame 19) can be rotated within the rotation permitting portion 18h. The rotation area of the second-group moving frame 19 is when the second-group moving frame 19 reaches the vicinity of the storage position. The reason for allowing such rotation is as follows. In addition, when the linear guide key 19a of the second group moving frame 19 is located inside the rotation permitting portion 18h (when the second lens L2 is near the storage position), the second group is located on the inner flange 18b of the first group moving frame 18. A circumferential opening 18j (FIGS. 3 and 6) provided at the front end of the moving frame 19 and protruding forward from a protruding piece 19e including a rectilinear guide key 19a is formed. By making the straight guide key 19a protrude forward from the inner flange 18b, the storage length can be reduced.
[0039]
If the cam ring 15 rotates in the lens extension direction (the direction indicated by the arrow x in FIG. 10) in a state where the lens is stored and the first group follower pin 18f is located in the first group storage plaza C1A1, the first group. Since the follower pin 18f enters the second group zoom section C1Z2, the first group moving frame 18 moves forward in the optical axis direction. The movement positions of the first group follower pins 18f are shown as reference positions 1, 2, 3, and 4 in FIG.
On the other hand, when the cam ring 15 rotates in the x direction, the second group follower pin 19f located in the second group storage plaza C1A2 is left behind with respect to the cam ring 15 and becomes 1 in the second group storage plaza C1A2. It moves to the position 2 on the inclined edge β and contacts the inclined surface xx.
When the cam ring 15 further rotates in the x direction, the following optical axis direction component and circumferential component are mixed in the follower pin 19f for the second group according to the slope xx of the oblique edge β of the second group storage plaza C1A2. Exercise occurs.
The first group moving frame 18 moves forward in the optical axis, the side wall of the rotation permitting portion 18h is in contact with the straight guide key 19a, and the first group moving frame 18 is moved forward in the optical axis direction by the force of the second group moving frame. 19 is pushed forward on the optical axis and rotates as the cam follower 19f moves from the position 2 to the position 3 along the slope XX. That is, the rectilinear guide key 19a moves toward the rectilinear guide groove 18c while sliding on the side wall of the rotation permitting portion 18h.
As described above, when the second-group moving frame 19 is relatively rotated with respect to the first-group moving frame 18, the first-group moving frame 18 can smoothly move forward without interfering with the second-group moving frame 19.
[0040]
Eventually,Straight ahead guide key 19aIs a straight guide groove18cThe rotation stops when it comes into contact with one wall of the first group, and it is ready to enter the straight guide groove 18c of the first group moving frame 18 that advances along the optical axis direction (position 3). As the vehicle advances, the straight guide key 19a enters the straight guide groove 18c. After the rectilinear guide key 19a enters the rectilinear guide groove 18c, the rotation of the second group moving frame 19 is restrained, and the second group follower pin 19f moves from the position of 3 to the position of 4 at the inclined edge β. The second group frame 19 moves straight on the slope xx in the direction opposite to the moving direction of the first group frame (position 4). When the cam ring 15 further rotates, the follower pin 19f for the second group enters the first-group storage space C1A1 in the end, and in the subsequent rotation of the cam ring 15 in the x direction, the first group moves according to each section of the cam groove C1 for the lens group. The frame 18 and the second group moving frame 19 move straight in the optical axis direction (the second group moving frame 19 is guided straight to the first group moving frame 18). In this manner, the substantially triangular second group storage plaza C1A2 not only secures a clearance for releasing the position regulation of the follower pin 19f in the optical axis direction during storage, but also forms an oblique edge β, The second-group moving frame 19 is rotated to guide the rectilinear guide key 19a to the rectilinear guide groove 18c to a position where it can be engaged, and to move the first-group frame 18 and the second-group frame 19 in opposite directions in the optical axis direction. It has a function of moving the two to ensure the engagement between them.
[0041]
On the other hand, when the cam ring 15 rotates in the storage direction (the direction opposite to the arrow x in FIG. 10) from the photographing state, the follower pin 18f and the follower pin 19f return to the first group storage square C1A1 and the second group storage square C1A2, respectively. Here, the movement of the follower pin 19f will be specifically described. After the follower pin 19f has passed through the first group storage plaza C1A1, along the bottom edge α shown in FIG. 9 of the second group storage plaza C1A2 in FIG.RightMove towards. Eventually, when the follower pin 19f comes to a position slightly before the end point α1 of the bottom edge portion α, the straight guide key 19a comes off the straight guide groove 18c and reaches the rotation permitting portion 18h, and the second group moving frame 19 is moved to the first group moving frame. 18 is in a state where it can be relatively rotated. Thereafter, the follower pin 19f reaches the end point α1, and rotates integrally with the cam ring 15 around the lens optical axis, that is, the second group moving frame 19 relatively rotates with the first group moving frame 18. Then, the follower pin 15b of the cam ring 15Straight grooveGuided by 13b1, the cam ring 15 retreats in the optical axis direction (moves rightward in FIG. 9), so that the follower pin 19f is finally located at the end point α2 in FIG. In this way, the first group moving frame 18 and the second group moving frame 19 move smoothly to the respective storage positions.
Assuming a configuration in which the second group moving frame 19 is moved to the storage position only by the straight guide just like the first group moving frame 18, the cam groove C1 is set in the circumferential direction of the cam ring 15 (that is, above the end point α1 in FIG. 9). Must be formed longer, but if it is left as it is, it will interfere with other formed cam grooves. In order to avoid interference, the diameter of the cam ring 15 must be increased. However, according to the above embodiment, the cam groove for storing the second group moving frame 19 can be set short in the circumferential direction of the cam ring as long as it does not interfere with the other cam grooves. it can.
[0042]
The two-group storage plaza C1A2 is formed in a substantially triangular shape as shown in the drawing, so that if it is formed in a straight line, the lens group cam groove C1, which is longer, can be made shorter. By shortening the cam groove C1 for the lens group, it is possible to form the three cam grooves C1 for the lens group on the cam ring 15 at a gentle inclination angle. Further, since the second group storage space C1A2 having such a shape is provided, when the first group follower pin 18f and the second group follower pin 19f move forward from the storage position in the optical axis direction, the second group follower pin 19f is stored in the second group. The inside of the square C1A2 moves in the order of 1, 2, 3, and 4 in FIG.Become.
[0043]
FIG. 15 shows the cam ring of the second group moving frame 19.Fifteen3 shows a state of rotation with respect to. The first group moving frame 18 is provided with a cam groove for the lens group.C1By cam ringFifteen15, the second group moving frame 19 is relatively rotated with respect to the cam ring in the section R of FIG.
[0044]
As described above, when the first group moving frame 18 and the second group moving frame 19 are relatively rotated at the storage position, the first group fixed frame 20 and the second group moving frame 19 (the light blocking ring 19c) supported by the first group moving frame 18 are moved. Is mechanically in contact with the contact position P at the storage position, so that frictional resistance is a problem. In particular, since the first-group fixed frame 20 is screwed to the female screw portion 18d of the first-group moving frame 18, there is a possibility that the first-group fixed frame 20 is rotated and the position in the optical axis direction is deviated. Therefore, a low friction sheet, for example, a sliding sheet 26 made of a tetrafluoroethylene resin is supported on the light-shielding ring 19c, and the rear end face of the first group fixing frame 20 is brought into contact with the sliding sheet 26 (FIG. 5, 6, 7).
[0045]
The entire operation from the storage position of the present zoom lens barrel having the above configuration to the photographing position (zoom position) is as follows. In the storage position, the first-group moving frame 18 urged to move rearward by the force of the compression spring 30 is moved.The first group fixed frame 20 to supportMechanical position abutting on the second-group moving frame 19 (light-shielding ring 19c) due to the clearance existing between the first-group follower pin 18f and the first-group storage plaza C1A1.PThe second-group moving frame 19 is retracted to the mechanical position where the second-group moving frame 19 comes into contact with the third-group frame 22 by the clearance existing between the second-group follower pin 19f and the second-group storage plaza C1A2.QThe third group frame 22 is located at a position where the spring 23 pressing against the nut attached to the feed screw contracts and mechanically contacts the housing 11.RHas receded until. Due to these mechanical contacts, the storage length is reduced. In this storage position, the rotation transmitting surface 15d of the cam ring 15 pushes the driven surface 31a to rotate the barrier opening / closing ring 31 in the barrier closing direction against the force of the tension spring 45, and the opening / closing projection 31c is moved from the barrier boss 42a. Since they are separated, the barrier plate 42 closes the photographing opening 41a (FIG. 12).
[0046]
The rotating ring 14 extends the lens from this stored state.In the directionWhen rotated, the cam ring 15 having the follower pin 15b moves only linearly by the straight groove portion 13b1 of the fixed ring 13 and the inclined groove portion 14a2 of the rotating ring 14. Then, the followers 18f and 19f located in the storage plazas C1A1 and C1A2 of the lens group cam groove C1 are moved by the cam grooves.C1ofRimMoved forward by being pushed by, resulting in mechanical contact1 group fixed frame 20And the second-group moving frame 19 (light-shielding ring 19c) move straight and release mechanical contact with each other, and the mechanical contact between the second-group moving frame 19 and the third-group frame 22 is released.
[0047]
When the rotating ring 14 further rotates in the lens extension direction, the cam ring 15 moves in the optical axis direction with the rotation by the shooting state transition groove 13b2 of the fixed ring 13, and eventually reaches the zoom section groove 13b3. At the initial stage of rotation of the cam ring 15 by the photographing state transition groove 13b2, the rotation transmitting surface 15d of the cam ring 15 separates from the driven surface 31a of the barrier opening / closing ring 31, and the barrier opening / closing ring 31 is moved by the force of the tension spring 45. It turns in the opening direction and opens the barrier plate 42 against the force of the barrier closing spring 43. Before and after the barrier opening operation,Second group moving frame 19ButFirst group moving frame 18, The first-group fixed frame 20 slides on the sliding sheet 26.
[0048]
Next, when the follower pin 15b of the cam ring 15 reaches the zoom section groove 13b3 by the rotation of the rotating ring 14 in the same direction, the urging ring 32Of each projection 32cThe contact end face 32b at the rear end contacts the follower pin 15b. The urging ring 32 is a tension spring33Therefore, the follower pin 15b is brought into contact with the rear surface of the zoom section groove 13b3 via the contact end surface 32b. This relationship is maintained while the follower pin 15b is located in the zoom section groove 13b3. As long as the cam ring 15 is rotated in the zoom section of FIG. Backlash for the ring 13 is eliminated.
[0049]
When the cam ring 15 rotates from the storage rotation position to the zoom section via the preparation section as described above, the first group follower pin 18f in the first group storage plaza C1A1 of the cam ring 15 moves the second group zoom section C1Z2. Thus, the first group zoom section C1Z1 is reached, and the second group follower pin 19f reaches the second group zoom section C1Z2. When the cam ring 15 rotates within the zoom sections C1Z1 and C2Z2, the first group moving frame 18 (first lens group L1) and the second group moving frame 19 (second lens group L2) move to predetermined positions in the optical axis direction according to the cam profile. And the combined focal length with the third lens unit L3 changes. This zooming is performed by a well-known zoom switch (not shown). When the shutter release button is pressed, the stepping motor rotates by an angle (number of rotations) corresponding to the subject distance information, and moves the third lens unit L3 (third group frame 22) as the focus lens unit in the optical axis direction. And focus on the subject. Further, the shutter block 21 opens and closes the shutter blade 21a according to the subject luminance information.
[0050]
When the first-group moving frame 18 moves straight, the inner lens frame ring 17 is connected to the first-group moving frame 18 by a cam groove C2 having a shape similar to the cam groove C1 that regulates the position of the first-group moving frame 18. Move in the optical axis direction without changing the relative position of. The outer lens frame ring 16 always moves together with the cam ring 15 in the optical axis direction due to the relationship between the bayonet claw 16d and the annular groove 15c. Both the frame rings 17 move straight in the optical axis direction.
[0051]
When the cam ring 15 rotates from the zoom section in the direction of the storage position, the outer lens frame ring 16 and the inner lens frame ring 17 both move rearward in the optical axis direction by the reverse operation, and the first-group moving frame 18 ( The first lens unit L1) is1st group fixed frame 20 to supportAnd the second group moving frame 19 (the second lens group L2) are located at the retracted ends of the compression springs 30 and are in contact with each other, and the second group moving frame 19 is in mechanical contact with the third group frame 22 and has a feed screw.24By the spring 23 pressing against the nut attached to3rd group frame 22It retreats until it hits filter holding part 11c. Further, the rotation transmitting surface 15d of the cam ring 15 pushes the driven surface 31a to rotate the barrier opening / closing ring 31 in the barrier closing direction against the force of the tension spring 45, and the barrier plate 42 closes the photographing opening 41a.
[0052]
[Description of features of the present invention]
A characteristic part of the present invention is a cam ring supported so as to cause movement in the optical axis direction with rotation, and a movement supported on the inner peripheral side of the cam ring so as to restrict rotation and allow linear movement in the optical axis direction. A lens group frame, a lens group cam groove formed on the inner peripheral surface of the cam ring, and a follower pin provided on the movable lens group frame that fits into the lens group cam groove. A lens group cam mechanism for moving the movable lens group frame in the optical axis direction, a lens frame ring supported on the outer peripheral side of the cam ring so as to restrict rotation and allow linear movement in the optical axis direction, and the cam A lens frame ring cam groove formed on the outer peripheral surface of the ring; and a follower pin provided on the lens frame ring to be fitted into the lens frame ring cam groove. A lens frame cam mechanism for moving the lens group in the axial direction; The ring cam groove has substantially the same shape with different positions in the optical axis direction in a region where the movable lens group frame advances and retreats in the optical axis direction, and has a follower pin of the movable lens group frame and a follower pin of the lens frame ring. Are located on substantially the same axis in a direction parallel to the optical axis, and further, spring means for urging the movable lens group frame and the lens frame ring toward or away from each other in the optical axis direction. In that it has
Hereinafter, this characteristic portion will be described.
The lens group cam mechanism of the present embodiment includes a lens group cam groove C1, a follower pin 18f, a rectilinear guide boss 17d, and a rectilinear guide hole 18a. It is composed of a cam groove C2, a follower pin 17f, a straight guide key 17b, and a straight guide groove 16c.
[0053]
The fixed ring 13 is located inside the outer peripheral cylindrical portion 11 b of the housing 11. The rotating ring 14 is located on the outer peripheral side of the fixed ring 13 (between the stationary ring 13 and the outer cylindrical portion 11b), and the cam ring 15 is located on the inner peripheral side. The stationary ring 13 is formed with a rotating ring regulating cam groove 13b (three at equal angular intervals in the circumferential direction) as a through groove, and the rotating ring regulating cam groove 13b is formed on the outer circumferential surface of the cam ring 15 in the radial direction. A follower pin 15a fixed outward is fitted. On the other hand, a rotation transmitting groove 14a for fitting the follower pin 15a is formed on the inner peripheral surface of the rotating ring 14.
[0054]
A gear 14b is formed on the outer peripheral surface of the rotating ring 14, and the gear 14b meshes with a pinion (not shown). The pinion is driven in the forward / reverse direction by a forward / reverse drive motor, and the cam ring 15 moves in the direction of the optical axis while rotating in the relationship shown in FIG.
[0055]
The outer lens frame ring 16 located just inside the fixed ring 13 is composed of a lens frame ring body 16r made of synthetic resin and a metal reinforcing ring 16x, and has a thick rear end portion of the lens frame ring body 16r. The straight guide keys 16b (three at equal angular intervals in the circumferential direction) are formed on the portion 16a so as to protrude radially outward. On the inner surface of the fixed ring 13, there is formed a rectilinear guide groove 13c parallel to the optical axis for slidably fitting the rectilinear guide key 16b.
[0056]
The inner lens frame ring 17 (mirror frame ring), like the outer lens frame ring 16, includes a lens frame ring main body 17r made of synthetic resin and a metal reinforcing ring 17x.
[0057]
On the inner surface of the outer lens frame ring 16 (the lens frame ring body 16r), straight guide grooves 16c (three at equal angular intervals in the circumferential direction) parallel to the optical axis are formed. A linear guide key 17b protruding from a thick portion 17a at the rear end of the lens frame ring body 17r is slidably fitted. A plurality of bayonet claws 16d projecting inward in the radial direction are formed at the rear end of the outer lens frame ring 16 (the lens frame ring main body 16r). Further, an annular groove 15b is formed to hold the bayonet claw 16d rotatably at a specific angle position. Due to the relationship between the bayonet claw 16d and the annular groove 15b, the cam ring 15 and the outer lens frame ring 16 are coupled so that they can be freely rotated relative to each other and move together in the optical axis direction without being separated at the use rotation position. are doing.
[0058]
Further, an inner flange 17c is formed in front of the inner lens frame ring 17 (mirror frame ring main body 17r), and a rectilinear guide boss facing a direction parallel to the optical axis is provided on the back surface of the inner flange 17c. 17d (three at equal angular intervals in the circumferential direction) are formed. On the other hand, this inner mirror frame ring 17InsideIs provided with a first group moving frame 18 and straight guide holes 18a (three at equal angular intervals in the circumferential direction) into which the straight guide boss 17d is slidably fitted are formed in the inner flange 18b. (FIG. 6).
On the inner surface of the first group moving frame 18, straight guide grooves 18c (three at equal angular intervals in the circumferential direction) are formed in a direction parallel to the optical axis.
[0059]
A second group moving frame 19 is fitted on the inner surface of the first group moving frame 18. A linear guide key 19a that fits into the linear guide groove 18c of the first group moving frame 18 is formed on the outer periphery of the distal end portion of the second group moving frame 19.
[0060]
Zooming is performed by the first lens unit L1 (the first unit moving frame 18).as well asThis is performed by moving the second lens unit L2 (the second unit moving frame 19) forward and backward in the optical axis direction while changing the air gap between each other. On the inner surface of the cam ring 15, there are formed lens group cam grooves C1 (three at the same angular interval in the circumferential direction). The first group moving frame (moving lens group frame) 18 and the second group moving frame 19, whose rotation is restricted by the above-described straight guide relationship and can be moved only in the optical axis direction, are formed by the lens group cam groove C1 so that the cam ring 15 is moved. It moves in the optical axis direction as it rotates. The cam groove C1 for the lens group forms a cam profile for the first lens group L1 and a cam profile for the second lens group L2 in a continuous profile.
[0061]
That is, a first group follower pin 18f formed on the outer surface of the first group moving frame 18 (first lens group L1) and a second group follower pin 19f formed on the outer surface of the second group moving frame 19 (second lens group L2). Are fitted in the lens group cam groove C1. The lens group cam groove C1, which is one continuous groove, has a function of moving the first lens group L1 and the second lens group L2 along independent trajectories.
[0062]
A compression spring 30 is inserted between the spring center projection 17g (FIGS. 5 and 7) of the inner flange 17c of the inner lens frame ring 17 and the spring storage recess 18g of the first group moving frame 18, and the first group The moving frame 18 and the inner lens frame ring 17 are urged away from each other.
[0063]
The inner lens frame ring 17 moves in the optical axis direction independently of the first-group moving frame 18, but with a locus substantially similar to that of the first-group moving frame 18. Therefore, on the outer surface of the cam ring 15, there are provided lens frame ring cam grooves C2 (FIG. 8, three at equal angular intervals in the circumferential direction) for moving the inner lens frame ring 17 guided straight forward and backward in the optical axis direction. A follower pin 17f (FIG. 8) projecting from the inner surface of the inner lens frame ring 17 is fitted into the lens frame ring cam groove C2.
[0064]
The developed shape of the lens frame ring cam groove C2 is the same as the lens group cam groove C1.SimilarAs is clear from FIG. 8, the lens group cam groove C1 and the lens frame ring cam groove C2 of the cam ring 15 are slightly displaced in the optical axis direction, and fit into the lens frame ring cam groove C2. The follower pin 17f of the group moving frame 17 and the follower pin 18f of the second group moving frame 18 fitted in the lens group cam groove C1 are arranged in a direction parallel to the optical axis.
[0065]
When the rotary ring 14 rotates, the cam ring 15 rotates, and the follower pins 17f, 18f, and 19f engaged with the lens group cam groove C1 and the lens frame ring cam groove C2 of the cam ring 15 move in the optical axis direction. The inner lens frame ring 17, the first lens unit L1, and the second lens unit L2 move in the optical axis direction.
[0066]
According to this embodiment, the shape of the cam ring 15 isResembleThe cam groove C1 for the lens group and the cam groove C2 for the lens frame ring are provided on the cam ring 15 with their positions slightly shifted in the optical axis direction, and a follower pin 17f fitted into the cam groove C2 for the lens frame ring and a lens group cam groove C2. The follower pin 18f fitted in the cam groove C1 is aligned on a straight line parallel to the optical axis.1It moves in the optical axis direction while being lined up.
Here, when an external force is applied to the inner lens frame ring 17 inward in the radial direction, the external force is transmitted to the cam ring 15 via the follower pin 17f and is engaged with the lens group cam groove C1. It is received by the follower pin 18f of the one lens unit L1. That is, via the cam follower pin 18f1The group moving frame 18 supports the cam ring 15, and the external force applied to the inner lens frame 17 is applied to the cam ring 15 from opposite directions by the follower pin 17f and the follower pin 18f without being applied to the cam ring 15 from one direction. Since the force is replaced by the pinching force, the cam ring 15 is not deformed and the follower pin 17f does not come off, thereby improving the impact resistance of the cam ring.
[0067]
Further, since the inner lens frame ring 17 and the first group moving frame 18 are always urged in the direction in which the inner lens frame ring 17 and the first group moving frame 18 are separated from each other, the follower pin 17f and the follower pin 18f are always fixed to the lens frame ring cam groove C2 and the lens group. Backlash does not occur when the inner lens frame ring 17 and the first group moving frame 18 move in the optical axis direction and stop due to the rotation of the cam ring 15 due to contact with the side surface of the cam groove C1.
[0068]
Further, the developed shapes of the lens group cam groove C1 and the lens frame ring cam groove C2 areSimilarSince both are provided on the cam ring 15 with their positions slightly shifted in the optical axis direction, the follower pin 18f and the follower pin 17f are always kept close to each other. Therefore, a spring having a short overall length and a small urging force can be used as the compression spring 30, so that the follower pin 18f and the follower pin 17f come into contact with the side surfaces of the lens group cam groove C1 and the lens frame ring cam groove C2 with a strong force. Therefore, the movement of the first group moving frame 18 and the inner lens frame ring 17 does not become smooth.
Further, since a spring having a short overall length can be used, it is possible to change the design of the spring force by changing the wire diameter of the spring.
[0069]
In the present embodiment, since the compression spring 30 is provided between the center projection 17g and the spring accommodating recess 18g, the effect that the zoom lens barrel can be contracted to the shortest state is obtained. Even if a tension spring (not shown) is provided, the effect of backlash between the inner lens frame ring 17 and the first lens unit L1 can be obtained.
[0070]
The rectilinear guide mechanism of the first group moving frame 18, the second group moving frame 19, and the inner lens frame ring 17 of the illustrated embodiment is an example, and the present invention uses the lens group cam groove C1 and the lens frame ring cam groove C2. It does not matter whether the lens group to be guided or the linear guide mechanism of the inner lens frame ring 17 is used. Further, the cam groove C1 for the lens group and the cam groove C2 for the lens frame ring are formed three in the circumferential direction in the illustrated example, but theoretically one or more are sufficient.
[0071]
In addition, the outer lens frame ring 16 and the inner lens frame ring 17 need not be made of synthetic resin and metal, but may be made of only synthetic resin or metal only.
[0072]
Further, in the illustrated embodiment, the zoom lens barrel is described as the best mode, but the present invention may be applied to a single focus collapsible lens barrel including a plurality of lens groups.
[0073]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when an external force is applied to the lens frame ring forming the outer peripheral surface of the lens barrel, the cam ring is deformed by the external force.Never.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall exploded perspective view showing an embodiment of a zoom lens barrel according to the present invention.
FIG. 2FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion shown in an upper part of FIG. 1 of the zoom lens barrel.
FIG. 3FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion shown in a middle part of FIG. 1 of the zoom lens barrel.
FIG. 4FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion shown in a lower part of FIG. 1 of the zoom lens barrel.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the zoom lens barrel of the present invention in a housed state.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the zoom lens barrel of the present invention in a housed state at a sectional position different from that in FIG. 5;
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an upper half of a zoom lens barrel according to the present invention in a housed state and a lower half in a photographing state.
FIG. 8 is a development view of a cam ring.
FIG. 9 is a developed view showing a shape of a lens group cam groove of the cam ring.
FIG. 10 is a developed view showing the relationship between the lens group cam groove of the cam ring and the first group moving frame follower pin and the second group moving frame follower pin.
FIG. 11 is a development view of a cam ring regulating cam groove of a fixed ring and a rotation transmission groove of a rotating ring in which a follower pin of the cam ring is fitted.
FIG.FIG. 7 is a front view of the lens barrel with the barrier mounting plate removed, in a barrier closed state.
FIG. 13SameBarrier openFront viewIt is.
FIG. 14SameWith barrier of barrier blockInner mirror frame ringShow the relationshipFront viewIt is.
FIG. 15 is a graph showing optical axis positions in a zoom section and a storage section of a first lens group (first group moving frame) and a second lens group (second group moving frame).
FIG. 16 is a developed view showing a positional relationship between a cam ring and a barrier opening / closing ring.
FIG. 17 is an enlarged perspective view of a barrier plate.
[Explanation of symbols]
L1 First lens group
L2 Second lens group
L3 Third lens group
10 Substrate
10a solid-state image sensor
11 Housing
11b Outer cylindrical part
11c Filter holder
11d low pass filter
12 Shaft holding
13 Fixed ring
13a Fixed flange
13b Cam ring regulating cam groove
13b1 Straight groove
13b2 Shooting state transition groove
13b3 Zoom section groove
13b4 Assembly groove
13c Straight guide groove
14 Rotating ring
14a Rotation transmission groove
14a1 Straight groove
14a2 Inclined groove
14a3 Circumferential groove
14b gear
14c Spring hook projection
14d through hole
15 Cam ring
15a Thick part
15b Follower pin
15c annular groove
15d rotation transmission surface
15k cutout
16 Outer mirror frame ring
16r mirror frame ring body
16a thick part
16b Straight guide key
16c Straight guide groove
16d bayonet claw
16f relief groove
16x reinforced ring
17 Inner mirror frame ring
17r mirror frame ring body
17a Thick part
17b Straight guide key
17c Inner flange
17d Straight guide boss
17f Follower pin
17g Spring center protrusion
17h Spring hook projection
17j Follower constellation
17k notch
17j Follower constellation
17x Reinforced ring
18 Group Movement Frame
18a Straight guide hole
18b Inner flange
18c Straight guide groove
18d female thread
18f Follower pin for 1 group
18g Spring storage recess
18h rotation permissible part
18j opening
19 2nd group movement frame
19a Straight ahead key
19b annular recess
19c Shade ring
19f Follower pin for 2nd group
20 1 group fixed frame
21 Shutter block
21a Shutter blade
21b FPC board
22 3rd group frame
22a Straight guide rod
23 spring
24 Lead screw
26 slip sheet
28 Information board
29 Elastic ring (rubber band)
30 compression spring
31 Barrier ring
31a Driven surface
31b Spring hook projection
31c Open / close projection
31k cutout
32 Energizing ring
32a Spring hook projection
32b contact end face
32c protrusion
33 Tension spring
40 barrier block
41 Barrier support frame
41a shooting aperture
41b Rotation center boss
42 barrier plate
43 Barrier closed spring
44 Barrier mounting plate
45 Tension spring
Cam groove for C1 lens group
C1Z1 1 group zoom section
C1Z2 2nd group zoom section
C1A1 1st group storage space
Storage space for C1A2 2nd group
Z1T 1st group tele position
Z1W 1 group wide position
Tele position for Z2T 2nd group
Z2W 2nd group wide position
C2 Cam groove for mirror frame ring
C2Z1 1 group zoom section
C2Z2 zoom section for 2nd group
C2B barrier opening / closing section

Claims (2)

回転に伴い光軸方向移動を生じるように支持されたカム環;このカム環の内周側に、回転を規制し光軸方向の直進移動を可能に支持した移動レンズ群枠;
上記カム環の内周面に形成したレンズ群用カム溝と、このレンズ群用カム溝に嵌まる上記移動レンズ群枠に設けたフォロアピンとを有し、該カム環の回転によって上記移動レンズ群枠を光軸方向に移動させるレンズ群用カム機構;
上記カム環の外周側に、回転を規制し光軸方向の直進移動を可能に支持した鏡枠環;及び
上記カム環の外周面に形成した鏡枠環用カム溝と、この鏡枠環用カム溝に嵌まる上記鏡枠環に設けたフォロアピンとを有し、該カム環の回転によって上記鏡枠環を光軸方向に移動させる鏡枠環用カム機構;
を備え、
上記レンズ群用カム溝と鏡枠環用カム溝とは、移動レンズ群枠を光軸方向に進退させる領域においては、光軸方向位置を異ならせた略同一形状をなし、
上記移動レンズ群枠のフォロアピンと鏡枠環のフォロアピンとは、光軸と平行な方向の略同一軸線上に位置していることを特徴とするレンズ鏡筒。
A cam ring supported so as to move in the optical axis direction as it rotates; a movable lens group frame supported on the inner peripheral side of the cam ring so as to restrict rotation and allow linear movement in the optical axis direction;
A lens group cam groove formed on the inner peripheral surface of the cam ring; and a follower pin provided on the moving lens group frame which fits into the lens group cam groove. Lens group cam mechanism for moving the frame in the optical axis direction;
A lens frame ring supported on the outer peripheral side of the cam ring so as to be able to regulate rotation and move in a straight line in the optical axis direction; A follower pin provided on the lens frame ring which fits into the cam groove, and a lens frame ring cam mechanism for moving the lens frame ring in the optical axis direction by rotation of the cam ring;
With
The lens group cam groove and the lens frame ring cam groove have substantially the same shape with different positions in the optical axis direction in a region where the movable lens group frame advances and retreats in the optical axis direction.
The follower pin of the movable lens group frame and the follower pin of the lens frame ring are located on substantially the same axis in a direction parallel to the optical axis.
請求項1記載のレンズ鏡筒において、さらに、上記移動レンズ群枠と鏡枠環を互いに光軸方向に接近する方向または離隔する方向に移動付勢するばね手段;を備えているレンズ鏡筒。2. The lens barrel according to claim 1, further comprising: spring means for urging the movable lens group frame and the lens barrel ring in a direction approaching or away from each other in an optical axis direction.
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