JP3689339B2 - レンズ鏡筒 - 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】
レンズ鏡筒では、回転するカム環を介して複数のレンズ群に光軸方向の相対移動を与える機構が多用されており、この種の相対移動機構としては次のようなものが一般的である。カム環の内側に直進案内環が設けられ、さらにその内側にレンズ保持環が配されている。カム環の内周面にはカム溝が形成され、直進案内環には半径方向へ貫通された直進案内用の貫通穴が形成されている。レンズ保持環は、円周方向の同一位置に直進ガイド突起とローラ（フォロア）を有し、直進ガイド突起は直進案内環の貫通穴に嵌まり、ローラは該貫通穴を通してカム環のカム溝に嵌まっている。そして、カム環が回転すると、直進案内されたレンズ保持環は、カム溝とローラの関係により、カム溝に従って光軸方向に進退する。
【０００３】
ところで、レンズ鏡筒で高い光学性能を得ようとする場合には、鏡筒構成部品に半径方向への貫通部を設けないことが望ましい。すなわち、上述した直進案内用貫通穴のような箇所を形成すると、成形時の寸法精度に影響しやすく、光軸に対するレンズ群の倒れや偏心、あるいは前後（光軸）方向への位置ずれが生じるおそれがある。こうした不具合を避けるには、鏡筒構成部材を金属材料で形成することが考えられるが、製造コストが高くなってしまう。また、貫通部を形成すると、該貫通部を有害光や異物が通って光学性能が損なわれるおそれもある。
【０００４】
また、カム環を合成樹脂などの成形品として構成すると、型抜きの必要上からカム溝の内面に抜き勾配が設けられ、カム溝はその断面が台形状となるのが一般的である。しかし、このような形状のカム溝は、実質的にローラをガイドするカム面が該ローラの軸線方向と平行な垂直面でなく傾斜面となるため、ローラとの嵌合精度を出すことが難しく、レンズの進退方向（光軸方向）や半径方向にガタが生じたり、カム溝とローラの嵌合部分から漏光するおそれがあった。これを避けるためには、カム環を樹脂の成形品とせずに金属で構成して精度を出したり、ローラ側の形状を工夫することが考えられるが、製造コストが高くなってしまう。さらに、従来、ローラはレンズ保持環とは別体として形成された後に該レンズ保持環に固定しており、製造コストが高くなる原因となっていた。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、相対移動される少なくとも２つのレンズ群を有するレンズ鏡筒において、製造コストを抑えつつ、レンズ群の位置精度や光学性能を高くすることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、相対移動する第一、第二のレンズ群を有するレンズ鏡筒において、第一のレンズ群を有する第一のレンズ保持環；この第一のレンズ保持環に回転自在に支持され回転駆動される回転環；この回転環の内面と上記第一のレンズ保持環の外面の間に位置し、第二のレンズ群を有する第二のレンズ保持環；第一のレンズ保持環の外面と第二のレンズ保持環の内面の一方と他方に形成した、光軸と平行な有底の直進案内溝と該有底直進案内溝に移動可能に嵌まる直進案内突起；及び、回転環の内面と第二のレンズ保持環の外面との一方と他方に形成した、互いに係合するカム突起とフォロア突起；を備え、第一のレンズ保持環、第二のレンズ保持環及び回転環をそれぞれ、半径方向への貫通部を有さない完全環体としたことを特徴とする。
【０００７】
カム突起は略矩形断面の長リブ状をなし、フォロア突起は、該長リブ状のカム突起を挟む一対の円筒状突起とすることが好ましい。また、カム突起とフォロア突起は、互いに鏡筒半径方向と略平行な線状の係合領域で係合することが好ましい。
【０００８】
本発明のレンズ鏡筒は、第一のレンズ保持環、第二のレンズ保持環及び回転環がそれぞれ、合成樹脂製の成形部材であることが望ましい。これにより、製造コストを低くすることができる。特に、カム突起とフォロア突起は、回転環と第二のレンズ保持環の一方と他方と一体に形成されていることが望ましい。また、直進案内突起は、第一のレンズ保持環または第二のレンズ保持環と一体に形成されていることが望ましい。
【０００９】
また、第一のレンズ保持環と回転環を相対回転可能に結合されるための構造として、第一のレンズ保持環と回転環の一方と他方に、円周方向へ形成した有底の円周方向溝と、該有底円周溝内に移動可能に嵌まる回転案内突起を形成することが好ましい。
【００１０】
第一のレンズ保持環と回転環は、円周方向へ形成した有底の円周方向溝と、該有底円周溝内に移動可能に嵌まる回転案内突起により結合されることが好ましい。
【００１１】
本発明のレンズ鏡筒は、ズームレンズ鏡筒に好適であり、第一、第二のレンズ群はズームレンズの一部を構成しているように構成することができる。このズームレンズ鏡筒はさらに、外部から回動可能なズーム操作環；このズーム操作環によって回転され第一、第二のレンズ群とは異なるレンズ群を光軸方向に移動させる、回転環とは別のカム環；及び、回転環に設けた、このカム環に係合して回転力を受ける回転案内突起；を有しており、ズーム操作環の回動操作に応じて該回転環が回転して第一、第二のレンズ群が相対移動されるようにすることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
【本発明を適用したズームレンズ鏡筒全体の説明】
本実施形態のズームレンズ鏡筒は、図１、図２に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群（第一のレンズ群）Ｌ３及び第４レンズ群（第二のレンズ群）Ｌ４を有する４群ズームレンズであり、それぞれ、第１群枠１１、第２群枠１２、第３群枠（第一のレンズ保持環）１３及び第４群枠（第二のレンズ保持環）１４に支持されている。ズーミングに際しては、全てのレンズ群が互いの空気間隔を変化させながら光軸方向に直進移動する。第２レンズ群Ｌ２は同時にフォーカシングレンズ群であり、フォーカシング時のみ回転を伴って光軸方向に移動する。
【００１３】
図１２は、本実施形態のズームレンズ鏡筒の動力伝達経路を理解しやすくするために、主要な鏡筒構成部材をブロックとして表した概略図である。同図において、部材名称の次の数字の後の括弧付き大文字（Ｓ）は、その部材が固定されていることを示し、同（Ｌ）は光軸方向に直進移動することを示し、同（ＲＬ）は回転しつつ光軸方向に移動することを示す。また、同図において、部材を示すボックス間を接続する矢印は、その矢印の基部側の部材が該矢印の先端部側の部材を光軸方向に直進案内していることを示し、ボックス間を接続する破線は、互いの部材が相対回転可能で光軸方向の相対移動は不能に結合されていることを示す。さらに、同図において、部材間に位置する斜めハッチングを付したボックスは、一方の部材の回転によって他方の部材を光軸方向に進退させるリードまたはカム機構を示し、横ハッチング（水平方向のハッチング）を付したボックスは、一方の部材の回転を他方に伝達する回転伝達機構を示している。
【００１４】
本ズームレンズ鏡筒の固定側部材は、一眼レフカメラボディ４０のマウント４１に着脱されるマウント環１５、このマウント環１５に固定された、一部が外径に露出する外固定筒１６、及び同じくマウント環１５に固定された、露出しない内固定筒１７である。外固定筒１６には、その前方と後方とに位置させて、ともに光軸方向位置を規制して回転のみ自在にフォーカス操作環（ＭＦ操作環）１８とズーム操作環１９とが支持されている。
【００１５】
マウント環１５の後端面には、その周方向の特定位置にカプラギヤ２０の後端部が臨んでいる。このカプラギヤ２０は、光軸と平行な方向に延びマウント環１５の後端面及び外固定筒１６の後端部の内方フランジ１６ａを貫通し、そのギヤ部２０ａが内方フランジ１６ａの内側に位置している。このカプラギヤ２０は、周知のように、マウント環１５がカメラボディ４０のマウント４１に装着されたとき、該カメラボディ４０側のカプラギヤ４２と噛み合い、該ボディ側カプラギヤ４２の回転によって回転駆動される。
【００１６】
外固定筒１６の内方フランジ１６ａには、カプラギヤ２０のギヤ部２０ａに噛み合うセクタギヤ２１ａを有するフォーカスギヤ２１が一定角度の往復回動を可能にして支持されている。このフォーカスギヤ２１は、図４、図５に示すように、外固定筒１６側の複数（図では３個）の抜け止め突起１６ｂの導入凹部２１ｂと、抜け止め突起１６ｂを一定角度回動可能とする円弧溝２１ｃとを有していて、ギヤ部２０ａの正逆回転により、外固定筒１６に対する定位置で正逆に一定角度回動する。すなわち、カプラギヤ２０の回転がフォーカスギヤ２１に伝達される。なお、本ズームレンズ鏡筒の使用状態では、各抜け止め突起１６ｂが対応する導入凹部２１ｂまで移動することはなく、抜け止め突起１６ｂは円弧溝２１ｃに完全に係合した状態を保つ。
【００１７】
このフォーカスギヤ２１には、周方向の１カ所に、フォーカスレバー挿入溝２１ｄが形成されている。このフォーカスレバー挿入溝２１ｄには、図６に単体形状を示すフォーカスレバーの２２半径方向部２２ａが嵌まる。フォーカスレバー２２は、半径方向部２２ａの外径側から光軸と平行な方向の前方に延びる外径腕２２ｂと、半径方向部２２ａの内径側から光軸と平行な方向の前方に延びる内径腕２２ｃとを有していて、外径腕２２ｂは、固定ねじ２２ｄにより、フォーカス操作環１８の内面に固定されている。内径腕２２ｃは、第２群枠１２に固定した回転伝達アーム１２ａと光軸と平行な方向の相対移動は可能に係合し、フォーカスレバー２２の回転を第２群枠１２に伝達する（図３参照）。回転伝達アーム１２ａは、その一部に内径腕２２ｃを受け入れる二股部を有するレバー状部材である。従って、フォーカス操作環１８とフォーカスギヤ２１とは常時等しい回動をする。つまり、カプラギヤ２０を介してフォーカスギヤ２１を回動させたときにはフォーカス操作環１８も一緒に回動し、フォーカス操作環１８を手動で回動させたときには、フォーカスギヤ２１が一緒に回動し、いずれにしても、内径腕２２ｃと回転伝達アーム１２ａを介して第２群枠１２（第２レンズ群Ｌ２）を回動させる。
【００１８】
内固定筒１７には、図７に示すように、フォーカスレバー２２を相対回動自在に挿通させた貫通穴１７ａが形成されている。また、内固定筒１７には、その外周面に、光軸方向及び周方向に対して傾斜した複数個（図では３個）のリード突起１７ｂが形成されており、各リード突起１７ｂは、カム環２３の内面に形成した対をなすリード用フォロア２３ａに係合している（挟まれている）。カム環２３は、その外周面に、リード突起１７ｂとは傾斜方向が逆の複数個（図では３個）のリード突起２３ｂを有しており、各リード突起２３ｂは、第１群枠１１の内周面一部に形成したリード凹部１１ａに対して相対移動自在に嵌まっている。また内固定筒１７には、その内周面に光軸と平行な方向の複数個（図では３個）の直進案内凹部１７ｃが形成されており、各直進案内凹部１７ｃは、第２群移動枠２４の外周面に形成した光軸と平行な方向の直進案内突起２４ａに嵌まっている。さらに、第２群移動枠２４の外周面には、直進案内突起２４ａとは別の複数個（図では３個）の直進案内突起２４ｂが形成されていて、各直進案内突起２４ｂは、第１群枠１１の内周面に形成した直進案内凹部１１ｂに嵌まっている。
【００１９】
以上の内固定筒１７の直進案内凹部１７ｃと第２群移動枠２４の直進案内突起２４ａの嵌合案内関係、第２群移動枠２４の直進案内突起２４ｂと第１群枠１１の直進案内凹部１１ｂとの嵌合案内関係により、第２群移動枠２４と第１群枠１１は、内固定筒１７に対して回転は規制され、光軸方向の移動が可能に支持されている。つまり、第１群枠１１と第２群移動枠２４は、回動しない直進部材である。
【００２０】
カム環２３の先端部内面には、複数個（図では３個）の回動案内突起２３ｃが形成されている。各回動案内突起２３ｃは、第２群移動枠２４の円周方向溝２４ｃに相対回転自在にかつ光軸方向の相対移動は生じないように嵌まっている。つまり、カム環２３は、第２群移動枠２４と光軸方向には一緒に移動し、第２群移動枠２４に対する相対回転は可能な部材である。なお、円周方向溝２４ｃは、その一部に各回動案内突起２３ｃを挿脱可能な複数の突起入口部２４ｅ（図では３個、図７参照）を有するが、ズームレンズ鏡筒の使用状態では、各回動案内突起２３ｃは対応する突起入口部２４ｅの位置まで移動せず、円周方向溝２４ｃと完全に嵌合している。
【００２１】
カム環２３には、その内周面の一部に、光軸と平行な方向の回転伝達溝２３ｄが形成されている。この回転伝達溝２３ｄには、ズーム操作環１９の内周面に固定したズームレバー２６（図１、図２）が光軸方向の相対移動は可能にかつズーム操作環１９の回転は伝達されるように嵌まっている。ズームレバー２６の形状はフォーカスレバー２２と似ている。カム環２３は、回動が与えられると、そのリード用フォロア２３ａとリード突起１７ｂとの係合関係により、光軸方向に繰り出される。ズーム操作環１９は定位置で回転するのに対し、ズーム操作環１９と等しい回動をするカム環２３は、光軸方向への進退動作を伴う。そして、第２群移動枠２４は、円周方向溝２４ｃと回動案内突起２３ｃの係合関係により、カム環２３と光軸方向には一緒に移動するが、回動はしない。図８は、カム環２３の光軸方向から見た単品図である。
【００２２】
第２群移動枠２４の内周面には、図１、図２に示すように、フォロア突起２４ｄが形成されており、このフォロア突起２４ｄは、第２群枠１２の外周面に形成したリード溝（またはカム溝）１２ｂに嵌まっている。フォーカス操作環１８またはカプラギヤ２０を介して第２群枠１２に回転が与えられると、このリード溝（またはカム溝）１２ｂとフォロア突起２４ｄの関係に従って、第２群枠１２（第２レンズ群Ｌ２）が光軸方向に進退してフォーカシングが行われる。これに対し、ズーム操作環１９を介してカム環２３に回転が与えられたときには、第２群枠１２と第２群移動枠２４との相対回転は生ぜず、したがって、第２群枠１２（第２レンズ群Ｌ２）には光軸方向のズーミング用の直進移動のみが与えられる。また、第１群枠１１（第１レンズ群Ｌ１）は、ズーム操作環１９を介してカム環２３が回動すると、リード突起２３ｂとリード凹部１１ａの関係、及び直進案内凹部１１ｂと直進案内突起２４ｂの関係に従って光軸方向に直進移動する。
【００２３】
以上で第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２に与えるズーミング用の動作、及び第２レンズ群Ｌ２に与えるフォーカシング用の動作が理解される。次に、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４にズーミング用の動作を与える機構を説明する。
【００２４】
カム環２３には、その後端部に４群カム駆動レバー２８が固定されており、この４群カム駆動レバー２８は、内固定筒１７に形成した逃げ溝１７ｄを通って、内固定筒１７の内径側に延びている。内固定筒１７にはまた、間接的に第３群枠１３を直進案内するための光軸と平行な方向の複数個（図では３個）の貫通案内穴１７ｆが形成されている。
【００２５】
各貫通案内穴１７ｆには、第３群移動枠２７に形成した直進案内を兼ねる対をなすフォロア２７ａ（図１、図９参照）が嵌まっている。第３群移動枠２７は、内固定筒１７の内径に相対移動自在に嵌まっていて、貫通案内穴１７ｆとフォロア２７ａにより、移動方向を光軸方向に規制されている。対をなすフォロア２７ａの間には、カム環２３の内周面に形成したカム突起２３ｆが嵌まっており、カム環２３が回動すると、カム突起２３ｆの形状に従って、第３群移動枠２７が回転することなく光軸方向に進退する。
【００２６】
第３レンズ群Ｌ３を支持した第３群枠１３は、第３群移動枠２７の絞支持環状部２７ｂとの間に絞り羽根及び絞開閉環３０を挟んだ状態で、この第３群移動枠２７に固定されており、第３群移動枠２７と一緒に光軸方向に進退する。図１０、図１１に示すように、第３群枠１３の外周面には、光軸と平行な方向の複数個（図では３個）の直進案内突起１３ａと、円周方向溝１３ｂとが形成されている。各直進案内突起１３ａには、第４レンズ群Ｌ４を支持した第４群枠１４の内周面に形成されている直進案内溝１４ａが嵌まり、第４群枠１４が第３群枠１３に対して直進移動案内されている。
【００２７】
一方、第３群枠１３の外周面には、４群用カム環（回転環）２９が回転自在に嵌まっている。具体的には、この４群用カム環２９の先端部内面に突出形成した回転案内突起２９ａが、第３群枠１３の円周方向溝１３ｂに対して回転のみ自在に嵌まっている。すなわち、４群用カム環２９は、第３群枠１３に対する相対回転は自在で光軸方向には第３群枠１３と一緒に移動する。この４群用カム環２９の内周面には、複数個（図では３個）の凸カム（カム突起）２９ｂが形成されており、各凸カム２９ｂは、第４群枠１４の外周面に形成した対をなすフォロア突起１４ｂに係合し（挟まれ）、４群用カム環２９が回転すると、第４群枠１４が光軸方向に進退する。
【００２８】
第３群枠１３、第４群枠１４及び４群用カム環２９を組むときには、まず凸カム２９ｂとフォロア突起１４ｂが係合するように４群用カム環２９を第４群枠１４と組み合わせる。続いて、４群用カム環２９と第４群枠１４の結合体をその軸線方向に移動させて、４群用カム環２９の回転案内突起２９ａを、第３群枠１３側に設けた突起入口部１３ｃを通して円周方向溝１３ｂに入れ、同時に第４群枠１４の直進案内溝１４ａを第３群枠１３の直進案内突起１３ａに入れる。この時点で、４群枠１４は第３群枠１３によって直進案内される。さらに、回転案内突起２９ａが突起入口部１３ｃから離れて完全に円周方向溝１３ｂと係合するように４群用カム環２９を所定量回転させると、フォロア突起１４ｂは凸カム２９ｂに対し、ズーミング用の使用領域で係合する。なお、第３群枠１３と４群用カム環２９はズーミングに伴って相対回転するが、この使用時の相対回転角度範囲では、回転案内突起２９ａは常に円周方向溝１３ｂ内に完全に嵌っており、突起入口部１３ｃの位置へは移動しない。
【００２９】
４群用カム環２９には、径方向外方に突出する回転伝達腕２９ｃが形成されており、この回転伝達腕２９ｃに、カム環２３に固定されている上述の４群カム駆動レバー２８が回転方向には一体に、光軸方向の相対移動は可能に係合している。従って、ズーム操作環１９を回動させてその回転をカム環２３、４群カム駆動レバー２８から４群用カム環２９に伝達すると、カム突起２３ｆとフォロア２７ａとの関係で第３群移動枠２７（第３群枠１３、第３レンズ群Ｌ３）が光軸方向に移動し、凸カム２９ｂとフォロア突起１４ｂの関係で第４群枠１４（第４レンズ群Ｌ４）が光軸方向に移動してズーミング用の移動軌跡が得られる。
【００３０】
以上のズームレンズ鏡筒の全体的な動作を、図１２を参照して簡単に説明する。ズーミングの際には、ズーム操作環１９を回転させるとカム環２３に回転が伝達される。カム環２３は、内固定筒１７との間に配したガイド機構（１７ｂ、２３ａ）に従って、回転しながら光軸方向に移動する。このカム環２３の移動（回転と光軸方向移動）による第１の作用として、第２群移動枠２４も共に光軸方向へ移動する。このとき第２群移動枠２４は回転されないので、第２群枠１２との間に配したガイド機構（１２ｂ、２４ｄ）は実質的に機能せず、第２群枠１２は回転することなく第２群移動枠２４と一緒に光軸方向へ移動する。また、カム環２３の移動による第２の作用として、カム環２３の外周側のガイド機構（１１ａ、２３ｂ）に従って、第１群枠１１が光軸方向に所定の軌跡で移動される。また、カム環２３の移動による第３の作用として、カム環２３の内周側のガイド機構（２３ｆ、２７ａ）に従って、第３群枠１３が光軸方向に所定の軌跡で移動される。さらに、カム環２３の移動による第４の作用として、その回転力が４群用カム環２９に伝達され、この４群用カム環２９と第４群枠１４の間に配したガイド機構（２９ｂ、１４ｂ）に従い、第３群枠１３に対して第４群枠１４が光軸方向に所定の軌跡で移動する。以上から、ズーム操作環１９を回転させると、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３及び第４レンズ群Ｌ４がそれぞれ光軸方向に所定の軌跡で移動して、焦点距離を変化させることができる。すなわち、図１２中の一点鎖線よりも上方に示す各要素がズーム系の駆動機構を構成している。なお、上記説明中のガイド機構とは、線形、非線形いずれの移動を付与するものであってもよく、具体的には、任意のリード部やカム部とさせることができる。
【００３１】
フォーカシングは、フォーカス操作環１８とカプラギヤ２０のいずれかに回転力を入力することで実行される。このいずれかの経路からの回転力によってフォーカスレバー２２が光軸を中心とする周方向へ移動（回転）されると、第２群枠１２に回転が伝達される。すると、第２群枠１２と第２群移動枠２４の間のガイド機構（１２ｂ、２４ｄ）に従って、第２群枠１２が、第２群移動枠２４に対して相対回転しながら光軸方向に相対移動し、フォーカシングがなされる。すなわち、図１２中の一点鎖線よりも下方に示す各要素と、第２群枠１２と第２群移動枠２４の間のガイド機構（１２ｂ、２４ｄ）がフォーカス系の駆動機構を構成している。
【００３２】
【本発明の特徴部分の説明】
以上のように、本実施形態のズームレンズ鏡筒では、ズーミングに際しては、全てのレンズ群が互いの空気間隔を変化させながら光軸方向に直進移動する。特に第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４は、各焦点距離での収差補正を行うために空気間隔を変化させるものであり、倒れ、偏心あるいは前後間隔変化に関する感度が高く、レンズ系全体の光学性能に及ぼす影響が大きいため、その駆動機構及び支持機構に要求される精度が高い。以下に説明するように、本実施形態のズームレンズ鏡筒では、この第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４を相対移動させるための機構が、レンズ位置精度や光学性能に影響を及ぼしにくく構成されている。
【００３３】
まず、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の相対移動に関わる第３群枠１３、第４群枠１４及び４群用カム環２９はいずれも、半径方向への貫通部を有さない完全な環体として形成されている。具体的には、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４は、４群用カム環２９の回転によって光軸方向に相対移動されるが、この相対移動を行わせるカム機構は、４群用カム環２９の内周面に一体に形成した凸カム２９ｂと第４群枠１４の外周面に一体に形成したフォロア突起１４ｂとからなっている。また、第４群枠１４は第３群枠１３を介して光軸方向に直進案内されるが、この直進案内機構は、第３群枠１３の外周面に一体に形成した直進案内突起１３ａと、第４群枠１４の内周面を一部切除して形成した有底の直進案内溝１４ａとからなっている。つまり、鏡筒半径方向において第４群枠１４を挟んで内側と外側に第３群枠１３と４群用カム環２９をそれぞれ配した上で、第４群枠１４と４群用カム環２９の間に設けたカム機構の構成部をいずれも突起とし、第４群枠１４と第３群枠１３の間に設けた直進案内機構の構成部を有底溝と突起からなるようにしたので、半径方向への貫通部を要さない。また、第３群枠１３と４群用カム環２９を相対回転可能に結合させる部分も、有底の円周方向溝１３ｂと回転案内突起２９ａからなるので、半径方向への貫通部を要さない。
【００３４】
本実施形態では、第３群枠、第４群枠１４及び４群用カム環２９はいずれも合成樹脂製の成形品からなるが、各部材に貫通部が形成されないように構成したことにより、それぞれを成形品とした場合でも成形時に変形が生じにくくなり、寸法精度及び強度的に優れた部材とすることができる。つまり、製造コストの高くなる金属材料を用いずとも、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の倒れ、偏心、あるいは前後間隔のズレを防ぎやすくなる。さらに、半径方向の貫通部がなければ、当該貫通部から漏光したり、異物が光路内に入り込むおそれがなく、光学性能の低下を防ぐことができる。
【００３５】
また、カム機構に関しては貫通部のみならず有底溝も有さないようにしたので、さらにレンズ位置精度の向上に寄与する。つまり、第４群枠１４と４群用カム環２９はいずれも、半径方向に突出するフォロア突起１４ｂと凸カム２９ｂを係合させており、溝状のカム（カム溝）は有していない。こうした凸状のカムは、溝状のカムを形成する場合に比して、カム環などの環状体に関する変形要因となりにくく、成形品の寸法精度や強度の面で有利である。また、このフォロア突起１４ｂと凸カム２９ｂはそれぞれ成形時の型抜きが容易な凸形状であるので、第４群枠１４、４群用カム環２９と一体に成形することができ、例えばカム溝に嵌まるローラをレンズ保持環とは別体として形成していた従来の構造に比して、製造コストの低下に寄与する。
【００３６】
さらに、凸カム２９ｂは、成形時に溝状のカム（カム溝）のような抜き勾配を不要とできるため、フォロア突起１４ｂとの係合部分のガタや隙間を防ぐことが容易であり、また部品の修正が容易になる。具体的には、凸カム２９ｂは、４群用カム環２９の内径方向に突出する長リブ状をなしており、その断面形状は概ね矩形で、両側のカム面（ガイド面）は鏡筒半径方向と略平行な立壁面（垂直面）となっている。一方、この長リブ状の凸カム２９ｂを挟む一対のフォロア突起１４ｂはそれぞれ、第４群枠１４の外径方向に突出する円筒状をなしており、その軸線方向は、凸カム２９ｂの両側のガイド面と平行である。つまり、凸カム２９ｂの両側面と各フォロア突起１４ｂの円筒状外周面とは、鏡筒半径方向に向く線状の領域で係合することになり、フォロア突起１４ｂの軸線と直交する平面方向（すなわち鏡筒半径方向と直交する方向）へのガタやズレが生じにくく、第４レンズ群Ｌ４を正確に案内できる。また、フォロア突起１４ｂと凸カム２９ｂの間に隙間が生じにくいので、両者の間から有害光が漏光するおそれが少ない。
【００３７】
以上のように、本実施形態のズームレンズ鏡筒によれば、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の支持及び相対移動に関係する第３群枠１３、第４群枠１４及び４群用カム環２９が半径方向への貫通部を有さないようにしたので、寸法精度や強度に優れ、倒れ感度などが高い第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の位置精度を高く保つことができる。また、カム機構や直進案内機構周りに貫通部がないため、有害光や異物の通過も効果的に防ぐことができる。つまり、これらの部材を成形品としてコストを抑えつつ、十分なレンズ位置精度や光学性能を得ることができる。
【００３８】
さらに、カム機構や直進案内機構の構成部（フォロア突起１４ｂ、凸カム２９ｂ、直進案内突起１３ａ）は各環状部材（第３群枠１３、第４群枠１４、４群用カム環２９）と一体に成形しやすいため、これらを環状部材と一体に成形して製造コストを抑えることができる。
【００３９】
但し、本発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態のカム機構では、長リブ状のカム突起（凸カム２９ｂ）が回転環（４群用カム環２９）側に設けられ、このカム突起に摺接するフォロア突起（フォロア突起１４ｂ）がレンズ保持環（第４群枠１４）側に設けられているが、レンズ保時環側に長いカム突起を設け、このカム突起に摺接するフォロア突起を回転環側に設けることも可能である。要は、回転環の回転によって、レンズ保時環に光軸方向の移動が与えられる構造において、互いに貫通部が形成されないようにすればよいのである。
【００４０】
また、実施形態では、一対のフォロア突起１４ｂが長リブ状の凸カム２９ｂを挟む構成であったが、フォロア突起を一つだけ設け、該フォロア突起が凸カムに常に係合するように何らかの手段で付勢させてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、相対移動される少なくとも２つのレンズ群を有するレンズ鏡筒において、製造コストを抑えつつ、レンズ群の位置精度や光学性能を高くすることが出来る。
【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、テレ端へのズーミング状態を示す上半断面図である。
【図２】同ワイド端へのズーミング状態を示す上半断面図である。
【図３】図２から、フォーカス駆動系の要素を取り出して描いた上半断面図である。
【図４】フォーカスギヤの単体の正面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】フォーカスレバーの単体の斜視図である。
【図７】第１群枠、第２群移動枠、カム環及び内固定筒の関係を示す展開分解図である。
【図８】カム環の光軸方向から見た単品図である。
【図９】カム環、内固定筒及び第３群移動枠の関係を示す展開分解図である。
【図１０】第３群枠、第４群枠及び４群用カム環の関係を示す展開分解図である。
【図１１】同じく第３群枠、第４群枠及び４群用カム環の関係を示す背面図である。
【図１２】実施形態のズームレンズ鏡筒の構成部材相互の動力伝達経路やガイドの関係を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１１ 第１群枠
１１ａ リード凹部
１１ｂ 直進案内凹部
１２ 第２群枠
１２ａ 回転伝達アーム
１２ｂ リード溝（またはカム溝）
１３ 第３群枠（第一のレンズ保持環）
１３ａ 直進案内突起
１３ｂ 円周方向溝
１３ｃ 突起入口部
１４ 第４群枠（第二のレンズ保持環）
１４ａ 直進案内溝
１４ｂ フォロア突起
１５ マウント環
１６ 外固定筒
１６ａ 内方フランジ
１６ｂ 抜け止め突起
１７ 内固定筒
１７ａ 貫通穴
１７ｂ リード突起
１７ｃ 直進案内凹部
１７ｄ 逃げ溝
１７ｆ 貫通案内穴
１８ フォーカス操作環（ＭＦ操作環）
１９ ズーム操作環
２０ カプラギヤ
２０ａ ギヤ部
２１ フォーカスギヤ
２１ａ セクタギヤ
２１ｂ 導入凹部
２１ｃ 円弧溝
２１ｄ フォーカスレバー挿入溝
２２ フォーカスレバー
２２ａ 半径方向部
２２ｂ 外径腕
２２ｃ 内径腕
２２ｄ 固定ねじ
２３ カム環
２３ａ リード用フォロア
２３ｂ リード突起
２３ｃ 回動案内突起
２３ｄ 回転伝達溝
２３ｆ カム突起
２４ 第２群移動枠
２４ａ 直進案内突起
２４ｂ 直進案内突起
２４ｃ 円周方向溝
２４ｄ フォロア突起
２４ｅ 突起入口部
２６ ズームレバー
２７ 第３群移動枠
２７ａ フォロア
２７ｂ 絞支持環状部
２８ ４群カム駆動レバー
２９ ４群用カム環（回転環）
２９ａ 回転案内突起
２９ｂ 凸カム（カム突起）
２９ｃ 回転伝達腕
４０ カメラボディ
４１ マウント
４２ カプラギヤ
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群（第一のレンズ群）
Ｌ４ 第４レンズ群（第二のレンズ群）
【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】
レンズ鏡筒では、回転するカム環を介して複数のレンズ群に光軸方向の相対移動を与える機構が多用されており、この種の相対移動機構としては次のようなものが一般的である。カム環の内側に直進案内環が設けられ、さらにその内側にレンズ保持環が配されている。カム環の内周面にはカム溝が形成され、直進案内環には半径方向へ貫通された直進案内用の貫通穴が形成されている。レンズ保持環は、円周方向の同一位置に直進ガイド突起とローラ（フォロア）を有し、直進ガイド突起は直進案内環の貫通穴に嵌まり、ローラは該貫通穴を通してカム環のカム溝に嵌まっている。そして、カム環が回転すると、直進案内されたレンズ保持環は、カム溝とローラの関係により、カム溝に従って光軸方向に進退する。
【０００３】
ところで、レンズ鏡筒で高い光学性能を得ようとする場合には、鏡筒構成部品に半径方向への貫通部を設けないことが望ましい。すなわち、上述した直進案内用貫通穴のような箇所を形成すると、成形時の寸法精度に影響しやすく、光軸に対するレンズ群の倒れや偏心、あるいは前後（光軸）方向への位置ずれが生じるおそれがある。こうした不具合を避けるには、鏡筒構成部材を金属材料で形成することが考えられるが、製造コストが高くなってしまう。また、貫通部を形成すると、該貫通部を有害光や異物が通って光学性能が損なわれるおそれもある。
【０００４】
また、カム環を合成樹脂などの成形品として構成すると、型抜きの必要上からカム溝の内面に抜き勾配が設けられ、カム溝はその断面が台形状となるのが一般的である。しかし、このような形状のカム溝は、実質的にローラをガイドするカム面が該ローラの軸線方向と平行な垂直面でなく傾斜面となるため、ローラとの嵌合精度を出すことが難しく、レンズの進退方向（光軸方向）や半径方向にガタが生じたり、カム溝とローラの嵌合部分から漏光するおそれがあった。これを避けるためには、カム環を樹脂の成形品とせずに金属で構成して精度を出したり、ローラ側の形状を工夫することが考えられるが、製造コストが高くなってしまう。さらに、従来、ローラはレンズ保持環とは別体として形成された後に該レンズ保持環に固定しており、製造コストが高くなる原因となっていた。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、相対移動される少なくとも２つのレンズ群を有するレンズ鏡筒において、製造コストを抑えつつ、レンズ群の位置精度や光学性能を高くすることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、相対移動する第一、第二のレンズ群を有するレンズ鏡筒において、第一のレンズ群を有する第一のレンズ保持環；この第一のレンズ保持環に回転自在に支持され回転駆動される回転環；この回転環の内面と上記第一のレンズ保持環の外面の間に位置し、第二のレンズ群を有する第二のレンズ保持環；第一のレンズ保持環の外面と第二のレンズ保持環の内面の一方と他方に形成した、光軸と平行な有底の直進案内溝と該有底直進案内溝に移動可能に嵌まる直進案内突起；及び、回転環の内面と第二のレンズ保持環の外面との一方と他方に形成した、互いに係合するカム突起とフォロア突起；を備え、第一のレンズ保持環、第二のレンズ保持環及び回転環をそれぞれ、半径方向への貫通部を有さない完全環体としたことを特徴とする。
【０００７】
カム突起は略矩形断面の長リブ状をなし、フォロア突起は、該長リブ状のカム突起を挟む一対の円筒状突起とすることが好ましい。また、カム突起とフォロア突起は、互いに鏡筒半径方向と略平行な線状の係合領域で係合することが好ましい。
【０００８】
本発明のレンズ鏡筒は、第一のレンズ保持環、第二のレンズ保持環及び回転環がそれぞれ、合成樹脂製の成形部材であることが望ましい。これにより、製造コストを低くすることができる。特に、カム突起とフォロア突起は、回転環と第二のレンズ保持環の一方と他方と一体に形成されていることが望ましい。また、直進案内突起は、第一のレンズ保持環または第二のレンズ保持環と一体に形成されていることが望ましい。
【０００９】
また、第一のレンズ保持環と回転環を相対回転可能に結合されるための構造として、第一のレンズ保持環と回転環の一方と他方に、円周方向へ形成した有底の円周方向溝と、該有底円周溝内に移動可能に嵌まる回転案内突起を形成することが好ましい。
【００１０】
第一のレンズ保持環と回転環は、円周方向へ形成した有底の円周方向溝と、該有底円周溝内に移動可能に嵌まる回転案内突起により結合されることが好ましい。
【００１１】
本発明のレンズ鏡筒は、ズームレンズ鏡筒に好適であり、第一、第二のレンズ群はズームレンズの一部を構成しているように構成することができる。このズームレンズ鏡筒はさらに、外部から回動可能なズーム操作環；このズーム操作環によって回転され第一、第二のレンズ群とは異なるレンズ群を光軸方向に移動させる、回転環とは別のカム環；及び、回転環に設けた、このカム環に係合して回転力を受ける回転案内突起；を有しており、ズーム操作環の回動操作に応じて該回転環が回転して第一、第二のレンズ群が相対移動されるようにすることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
【本発明を適用したズームレンズ鏡筒全体の説明】
本実施形態のズームレンズ鏡筒は、図１、図２に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群（第一のレンズ群）Ｌ３及び第４レンズ群（第二のレンズ群）Ｌ４を有する４群ズームレンズであり、それぞれ、第１群枠１１、第２群枠１２、第３群枠（第一のレンズ保持環）１３及び第４群枠（第二のレンズ保持環）１４に支持されている。ズーミングに際しては、全てのレンズ群が互いの空気間隔を変化させながら光軸方向に直進移動する。第２レンズ群Ｌ２は同時にフォーカシングレンズ群であり、フォーカシング時のみ回転を伴って光軸方向に移動する。
【００１３】
図１２は、本実施形態のズームレンズ鏡筒の動力伝達経路を理解しやすくするために、主要な鏡筒構成部材をブロックとして表した概略図である。同図において、部材名称の次の数字の後の括弧付き大文字（Ｓ）は、その部材が固定されていることを示し、同（Ｌ）は光軸方向に直進移動することを示し、同（ＲＬ）は回転しつつ光軸方向に移動することを示す。また、同図において、部材を示すボックス間を接続する矢印は、その矢印の基部側の部材が該矢印の先端部側の部材を光軸方向に直進案内していることを示し、ボックス間を接続する破線は、互いの部材が相対回転可能で光軸方向の相対移動は不能に結合されていることを示す。さらに、同図において、部材間に位置する斜めハッチングを付したボックスは、一方の部材の回転によって他方の部材を光軸方向に進退させるリードまたはカム機構を示し、横ハッチング（水平方向のハッチング）を付したボックスは、一方の部材の回転を他方に伝達する回転伝達機構を示している。
【００１４】
本ズームレンズ鏡筒の固定側部材は、一眼レフカメラボディ４０のマウント４１に着脱されるマウント環１５、このマウント環１５に固定された、一部が外径に露出する外固定筒１６、及び同じくマウント環１５に固定された、露出しない内固定筒１７である。外固定筒１６には、その前方と後方とに位置させて、ともに光軸方向位置を規制して回転のみ自在にフォーカス操作環（ＭＦ操作環）１８とズーム操作環１９とが支持されている。
【００１５】
マウント環１５の後端面には、その周方向の特定位置にカプラギヤ２０の後端部が臨んでいる。このカプラギヤ２０は、光軸と平行な方向に延びマウント環１５の後端面及び外固定筒１６の後端部の内方フランジ１６ａを貫通し、そのギヤ部２０ａが内方フランジ１６ａの内側に位置している。このカプラギヤ２０は、周知のように、マウント環１５がカメラボディ４０のマウント４１に装着されたとき、該カメラボディ４０側のカプラギヤ４２と噛み合い、該ボディ側カプラギヤ４２の回転によって回転駆動される。
【００１６】
外固定筒１６の内方フランジ１６ａには、カプラギヤ２０のギヤ部２０ａに噛み合うセクタギヤ２１ａを有するフォーカスギヤ２１が一定角度の往復回動を可能にして支持されている。このフォーカスギヤ２１は、図４、図５に示すように、外固定筒１６側の複数（図では３個）の抜け止め突起１６ｂの導入凹部２１ｂと、抜け止め突起１６ｂを一定角度回動可能とする円弧溝２１ｃとを有していて、ギヤ部２０ａの正逆回転により、外固定筒１６に対する定位置で正逆に一定角度回動する。すなわち、カプラギヤ２０の回転がフォーカスギヤ２１に伝達される。なお、本ズームレンズ鏡筒の使用状態では、各抜け止め突起１６ｂが対応する導入凹部２１ｂまで移動することはなく、抜け止め突起１６ｂは円弧溝２１ｃに完全に係合した状態を保つ。
【００１７】
このフォーカスギヤ２１には、周方向の１カ所に、フォーカスレバー挿入溝２１ｄが形成されている。このフォーカスレバー挿入溝２１ｄには、図６に単体形状を示すフォーカスレバーの２２半径方向部２２ａが嵌まる。フォーカスレバー２２は、半径方向部２２ａの外径側から光軸と平行な方向の前方に延びる外径腕２２ｂと、半径方向部２２ａの内径側から光軸と平行な方向の前方に延びる内径腕２２ｃとを有していて、外径腕２２ｂは、固定ねじ２２ｄにより、フォーカス操作環１８の内面に固定されている。内径腕２２ｃは、第２群枠１２に固定した回転伝達アーム１２ａと光軸と平行な方向の相対移動は可能に係合し、フォーカスレバー２２の回転を第２群枠１２に伝達する（図３参照）。回転伝達アーム１２ａは、その一部に内径腕２２ｃを受け入れる二股部を有するレバー状部材である。従って、フォーカス操作環１８とフォーカスギヤ２１とは常時等しい回動をする。つまり、カプラギヤ２０を介してフォーカスギヤ２１を回動させたときにはフォーカス操作環１８も一緒に回動し、フォーカス操作環１８を手動で回動させたときには、フォーカスギヤ２１が一緒に回動し、いずれにしても、内径腕２２ｃと回転伝達アーム１２ａを介して第２群枠１２（第２レンズ群Ｌ２）を回動させる。
【００１８】
内固定筒１７には、図７に示すように、フォーカスレバー２２を相対回動自在に挿通させた貫通穴１７ａが形成されている。また、内固定筒１７には、その外周面に、光軸方向及び周方向に対して傾斜した複数個（図では３個）のリード突起１７ｂが形成されており、各リード突起１７ｂは、カム環２３の内面に形成した対をなすリード用フォロア２３ａに係合している（挟まれている）。カム環２３は、その外周面に、リード突起１７ｂとは傾斜方向が逆の複数個（図では３個）のリード突起２３ｂを有しており、各リード突起２３ｂは、第１群枠１１の内周面一部に形成したリード凹部１１ａに対して相対移動自在に嵌まっている。また内固定筒１７には、その内周面に光軸と平行な方向の複数個（図では３個）の直進案内凹部１７ｃが形成されており、各直進案内凹部１７ｃは、第２群移動枠２４の外周面に形成した光軸と平行な方向の直進案内突起２４ａに嵌まっている。さらに、第２群移動枠２４の外周面には、直進案内突起２４ａとは別の複数個（図では３個）の直進案内突起２４ｂが形成されていて、各直進案内突起２４ｂは、第１群枠１１の内周面に形成した直進案内凹部１１ｂに嵌まっている。
【００１９】
以上の内固定筒１７の直進案内凹部１７ｃと第２群移動枠２４の直進案内突起２４ａの嵌合案内関係、第２群移動枠２４の直進案内突起２４ｂと第１群枠１１の直進案内凹部１１ｂとの嵌合案内関係により、第２群移動枠２４と第１群枠１１は、内固定筒１７に対して回転は規制され、光軸方向の移動が可能に支持されている。つまり、第１群枠１１と第２群移動枠２４は、回動しない直進部材である。
【００２０】
カム環２３の先端部内面には、複数個（図では３個）の回動案内突起２３ｃが形成されている。各回動案内突起２３ｃは、第２群移動枠２４の円周方向溝２４ｃに相対回転自在にかつ光軸方向の相対移動は生じないように嵌まっている。つまり、カム環２３は、第２群移動枠２４と光軸方向には一緒に移動し、第２群移動枠２４に対する相対回転は可能な部材である。なお、円周方向溝２４ｃは、その一部に各回動案内突起２３ｃを挿脱可能な複数の突起入口部２４ｅ（図では３個、図７参照）を有するが、ズームレンズ鏡筒の使用状態では、各回動案内突起２３ｃは対応する突起入口部２４ｅの位置まで移動せず、円周方向溝２４ｃと完全に嵌合している。
【００２１】
カム環２３には、その内周面の一部に、光軸と平行な方向の回転伝達溝２３ｄが形成されている。この回転伝達溝２３ｄには、ズーム操作環１９の内周面に固定したズームレバー２６（図１、図２）が光軸方向の相対移動は可能にかつズーム操作環１９の回転は伝達されるように嵌まっている。ズームレバー２６の形状はフォーカスレバー２２と似ている。カム環２３は、回動が与えられると、そのリード用フォロア２３ａとリード突起１７ｂとの係合関係により、光軸方向に繰り出される。ズーム操作環１９は定位置で回転するのに対し、ズーム操作環１９と等しい回動をするカム環２３は、光軸方向への進退動作を伴う。そして、第２群移動枠２４は、円周方向溝２４ｃと回動案内突起２３ｃの係合関係により、カム環２３と光軸方向には一緒に移動するが、回動はしない。図８は、カム環２３の光軸方向から見た単品図である。
【００２２】
第２群移動枠２４の内周面には、図１、図２に示すように、フォロア突起２４ｄが形成されており、このフォロア突起２４ｄは、第２群枠１２の外周面に形成したリード溝（またはカム溝）１２ｂに嵌まっている。フォーカス操作環１８またはカプラギヤ２０を介して第２群枠１２に回転が与えられると、このリード溝（またはカム溝）１２ｂとフォロア突起２４ｄの関係に従って、第２群枠１２（第２レンズ群Ｌ２）が光軸方向に進退してフォーカシングが行われる。これに対し、ズーム操作環１９を介してカム環２３に回転が与えられたときには、第２群枠１２と第２群移動枠２４との相対回転は生ぜず、したがって、第２群枠１２（第２レンズ群Ｌ２）には光軸方向のズーミング用の直進移動のみが与えられる。また、第１群枠１１（第１レンズ群Ｌ１）は、ズーム操作環１９を介してカム環２３が回動すると、リード突起２３ｂとリード凹部１１ａの関係、及び直進案内凹部１１ｂと直進案内突起２４ｂの関係に従って光軸方向に直進移動する。
【００２３】
以上で第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２に与えるズーミング用の動作、及び第２レンズ群Ｌ２に与えるフォーカシング用の動作が理解される。次に、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４にズーミング用の動作を与える機構を説明する。
【００２４】
カム環２３には、その後端部に４群カム駆動レバー２８が固定されており、この４群カム駆動レバー２８は、内固定筒１７に形成した逃げ溝１７ｄを通って、内固定筒１７の内径側に延びている。内固定筒１７にはまた、間接的に第３群枠１３を直進案内するための光軸と平行な方向の複数個（図では３個）の貫通案内穴１７ｆが形成されている。
【００２５】
各貫通案内穴１７ｆには、第３群移動枠２７に形成した直進案内を兼ねる対をなすフォロア２７ａ（図１、図９参照）が嵌まっている。第３群移動枠２７は、内固定筒１７の内径に相対移動自在に嵌まっていて、貫通案内穴１７ｆとフォロア２７ａにより、移動方向を光軸方向に規制されている。対をなすフォロア２７ａの間には、カム環２３の内周面に形成したカム突起２３ｆが嵌まっており、カム環２３が回動すると、カム突起２３ｆの形状に従って、第３群移動枠２７が回転することなく光軸方向に進退する。
【００２６】
第３レンズ群Ｌ３を支持した第３群枠１３は、第３群移動枠２７の絞支持環状部２７ｂとの間に絞り羽根及び絞開閉環３０を挟んだ状態で、この第３群移動枠２７に固定されており、第３群移動枠２７と一緒に光軸方向に進退する。図１０、図１１に示すように、第３群枠１３の外周面には、光軸と平行な方向の複数個（図では３個）の直進案内突起１３ａと、円周方向溝１３ｂとが形成されている。各直進案内突起１３ａには、第４レンズ群Ｌ４を支持した第４群枠１４の内周面に形成されている直進案内溝１４ａが嵌まり、第４群枠１４が第３群枠１３に対して直進移動案内されている。
【００２７】
一方、第３群枠１３の外周面には、４群用カム環（回転環）２９が回転自在に嵌まっている。具体的には、この４群用カム環２９の先端部内面に突出形成した回転案内突起２９ａが、第３群枠１３の円周方向溝１３ｂに対して回転のみ自在に嵌まっている。すなわち、４群用カム環２９は、第３群枠１３に対する相対回転は自在で光軸方向には第３群枠１３と一緒に移動する。この４群用カム環２９の内周面には、複数個（図では３個）の凸カム（カム突起）２９ｂが形成されており、各凸カム２９ｂは、第４群枠１４の外周面に形成した対をなすフォロア突起１４ｂに係合し（挟まれ）、４群用カム環２９が回転すると、第４群枠１４が光軸方向に進退する。
【００２８】
第３群枠１３、第４群枠１４及び４群用カム環２９を組むときには、まず凸カム２９ｂとフォロア突起１４ｂが係合するように４群用カム環２９を第４群枠１４と組み合わせる。続いて、４群用カム環２９と第４群枠１４の結合体をその軸線方向に移動させて、４群用カム環２９の回転案内突起２９ａを、第３群枠１３側に設けた突起入口部１３ｃを通して円周方向溝１３ｂに入れ、同時に第４群枠１４の直進案内溝１４ａを第３群枠１３の直進案内突起１３ａに入れる。この時点で、４群枠１４は第３群枠１３によって直進案内される。さらに、回転案内突起２９ａが突起入口部１３ｃから離れて完全に円周方向溝１３ｂと係合するように４群用カム環２９を所定量回転させると、フォロア突起１４ｂは凸カム２９ｂに対し、ズーミング用の使用領域で係合する。なお、第３群枠１３と４群用カム環２９はズーミングに伴って相対回転するが、この使用時の相対回転角度範囲では、回転案内突起２９ａは常に円周方向溝１３ｂ内に完全に嵌っており、突起入口部１３ｃの位置へは移動しない。
【００２９】
４群用カム環２９には、径方向外方に突出する回転伝達腕２９ｃが形成されており、この回転伝達腕２９ｃに、カム環２３に固定されている上述の４群カム駆動レバー２８が回転方向には一体に、光軸方向の相対移動は可能に係合している。従って、ズーム操作環１９を回動させてその回転をカム環２３、４群カム駆動レバー２８から４群用カム環２９に伝達すると、カム突起２３ｆとフォロア２７ａとの関係で第３群移動枠２７（第３群枠１３、第３レンズ群Ｌ３）が光軸方向に移動し、凸カム２９ｂとフォロア突起１４ｂの関係で第４群枠１４（第４レンズ群Ｌ４）が光軸方向に移動してズーミング用の移動軌跡が得られる。
【００３０】
以上のズームレンズ鏡筒の全体的な動作を、図１２を参照して簡単に説明する。ズーミングの際には、ズーム操作環１９を回転させるとカム環２３に回転が伝達される。カム環２３は、内固定筒１７との間に配したガイド機構（１７ｂ、２３ａ）に従って、回転しながら光軸方向に移動する。このカム環２３の移動（回転と光軸方向移動）による第１の作用として、第２群移動枠２４も共に光軸方向へ移動する。このとき第２群移動枠２４は回転されないので、第２群枠１２との間に配したガイド機構（１２ｂ、２４ｄ）は実質的に機能せず、第２群枠１２は回転することなく第２群移動枠２４と一緒に光軸方向へ移動する。また、カム環２３の移動による第２の作用として、カム環２３の外周側のガイド機構（１１ａ、２３ｂ）に従って、第１群枠１１が光軸方向に所定の軌跡で移動される。また、カム環２３の移動による第３の作用として、カム環２３の内周側のガイド機構（２３ｆ、２７ａ）に従って、第３群枠１３が光軸方向に所定の軌跡で移動される。さらに、カム環２３の移動による第４の作用として、その回転力が４群用カム環２９に伝達され、この４群用カム環２９と第４群枠１４の間に配したガイド機構（２９ｂ、１４ｂ）に従い、第３群枠１３に対して第４群枠１４が光軸方向に所定の軌跡で移動する。以上から、ズーム操作環１９を回転させると、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３及び第４レンズ群Ｌ４がそれぞれ光軸方向に所定の軌跡で移動して、焦点距離を変化させることができる。すなわち、図１２中の一点鎖線よりも上方に示す各要素がズーム系の駆動機構を構成している。なお、上記説明中のガイド機構とは、線形、非線形いずれの移動を付与するものであってもよく、具体的には、任意のリード部やカム部とさせることができる。
【００３１】
フォーカシングは、フォーカス操作環１８とカプラギヤ２０のいずれかに回転力を入力することで実行される。このいずれかの経路からの回転力によってフォーカスレバー２２が光軸を中心とする周方向へ移動（回転）されると、第２群枠１２に回転が伝達される。すると、第２群枠１２と第２群移動枠２４の間のガイド機構（１２ｂ、２４ｄ）に従って、第２群枠１２が、第２群移動枠２４に対して相対回転しながら光軸方向に相対移動し、フォーカシングがなされる。すなわち、図１２中の一点鎖線よりも下方に示す各要素と、第２群枠１２と第２群移動枠２４の間のガイド機構（１２ｂ、２４ｄ）がフォーカス系の駆動機構を構成している。
【００３２】
【本発明の特徴部分の説明】
以上のように、本実施形態のズームレンズ鏡筒では、ズーミングに際しては、全てのレンズ群が互いの空気間隔を変化させながら光軸方向に直進移動する。特に第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４は、各焦点距離での収差補正を行うために空気間隔を変化させるものであり、倒れ、偏心あるいは前後間隔変化に関する感度が高く、レンズ系全体の光学性能に及ぼす影響が大きいため、その駆動機構及び支持機構に要求される精度が高い。以下に説明するように、本実施形態のズームレンズ鏡筒では、この第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４を相対移動させるための機構が、レンズ位置精度や光学性能に影響を及ぼしにくく構成されている。
【００３３】
まず、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の相対移動に関わる第３群枠１３、第４群枠１４及び４群用カム環２９はいずれも、半径方向への貫通部を有さない完全な環体として形成されている。具体的には、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４は、４群用カム環２９の回転によって光軸方向に相対移動されるが、この相対移動を行わせるカム機構は、４群用カム環２９の内周面に一体に形成した凸カム２９ｂと第４群枠１４の外周面に一体に形成したフォロア突起１４ｂとからなっている。また、第４群枠１４は第３群枠１３を介して光軸方向に直進案内されるが、この直進案内機構は、第３群枠１３の外周面に一体に形成した直進案内突起１３ａと、第４群枠１４の内周面を一部切除して形成した有底の直進案内溝１４ａとからなっている。つまり、鏡筒半径方向において第４群枠１４を挟んで内側と外側に第３群枠１３と４群用カム環２９をそれぞれ配した上で、第４群枠１４と４群用カム環２９の間に設けたカム機構の構成部をいずれも突起とし、第４群枠１４と第３群枠１３の間に設けた直進案内機構の構成部を有底溝と突起からなるようにしたので、半径方向への貫通部を要さない。また、第３群枠１３と４群用カム環２９を相対回転可能に結合させる部分も、有底の円周方向溝１３ｂと回転案内突起２９ａからなるので、半径方向への貫通部を要さない。
【００３４】
本実施形態では、第３群枠、第４群枠１４及び４群用カム環２９はいずれも合成樹脂製の成形品からなるが、各部材に貫通部が形成されないように構成したことにより、それぞれを成形品とした場合でも成形時に変形が生じにくくなり、寸法精度及び強度的に優れた部材とすることができる。つまり、製造コストの高くなる金属材料を用いずとも、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の倒れ、偏心、あるいは前後間隔のズレを防ぎやすくなる。さらに、半径方向の貫通部がなければ、当該貫通部から漏光したり、異物が光路内に入り込むおそれがなく、光学性能の低下を防ぐことができる。
【００３５】
また、カム機構に関しては貫通部のみならず有底溝も有さないようにしたので、さらにレンズ位置精度の向上に寄与する。つまり、第４群枠１４と４群用カム環２９はいずれも、半径方向に突出するフォロア突起１４ｂと凸カム２９ｂを係合させており、溝状のカム（カム溝）は有していない。こうした凸状のカムは、溝状のカムを形成する場合に比して、カム環などの環状体に関する変形要因となりにくく、成形品の寸法精度や強度の面で有利である。また、このフォロア突起１４ｂと凸カム２９ｂはそれぞれ成形時の型抜きが容易な凸形状であるので、第４群枠１４、４群用カム環２９と一体に成形することができ、例えばカム溝に嵌まるローラをレンズ保持環とは別体として形成していた従来の構造に比して、製造コストの低下に寄与する。
【００３６】
さらに、凸カム２９ｂは、成形時に溝状のカム（カム溝）のような抜き勾配を不要とできるため、フォロア突起１４ｂとの係合部分のガタや隙間を防ぐことが容易であり、また部品の修正が容易になる。具体的には、凸カム２９ｂは、４群用カム環２９の内径方向に突出する長リブ状をなしており、その断面形状は概ね矩形で、両側のカム面（ガイド面）は鏡筒半径方向と略平行な立壁面（垂直面）となっている。一方、この長リブ状の凸カム２９ｂを挟む一対のフォロア突起１４ｂはそれぞれ、第４群枠１４の外径方向に突出する円筒状をなしており、その軸線方向は、凸カム２９ｂの両側のガイド面と平行である。つまり、凸カム２９ｂの両側面と各フォロア突起１４ｂの円筒状外周面とは、鏡筒半径方向に向く線状の領域で係合することになり、フォロア突起１４ｂの軸線と直交する平面方向（すなわち鏡筒半径方向と直交する方向）へのガタやズレが生じにくく、第４レンズ群Ｌ４を正確に案内できる。また、フォロア突起１４ｂと凸カム２９ｂの間に隙間が生じにくいので、両者の間から有害光が漏光するおそれが少ない。
【００３７】
以上のように、本実施形態のズームレンズ鏡筒によれば、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の支持及び相対移動に関係する第３群枠１３、第４群枠１４及び４群用カム環２９が半径方向への貫通部を有さないようにしたので、寸法精度や強度に優れ、倒れ感度などが高い第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の位置精度を高く保つことができる。また、カム機構や直進案内機構周りに貫通部がないため、有害光や異物の通過も効果的に防ぐことができる。つまり、これらの部材を成形品としてコストを抑えつつ、十分なレンズ位置精度や光学性能を得ることができる。
【００３８】
さらに、カム機構や直進案内機構の構成部（フォロア突起１４ｂ、凸カム２９ｂ、直進案内突起１３ａ）は各環状部材（第３群枠１３、第４群枠１４、４群用カム環２９）と一体に成形しやすいため、これらを環状部材と一体に成形して製造コストを抑えることができる。
【００３９】
但し、本発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態のカム機構では、長リブ状のカム突起（凸カム２９ｂ）が回転環（４群用カム環２９）側に設けられ、このカム突起に摺接するフォロア突起（フォロア突起１４ｂ）がレンズ保持環（第４群枠１４）側に設けられているが、レンズ保時環側に長いカム突起を設け、このカム突起に摺接するフォロア突起を回転環側に設けることも可能である。要は、回転環の回転によって、レンズ保時環に光軸方向の移動が与えられる構造において、互いに貫通部が形成されないようにすればよいのである。
【００４０】
また、実施形態では、一対のフォロア突起１４ｂが長リブ状の凸カム２９ｂを挟む構成であったが、フォロア突起を一つだけ設け、該フォロア突起が凸カムに常に係合するように何らかの手段で付勢させてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、相対移動される少なくとも２つのレンズ群を有するレンズ鏡筒において、製造コストを抑えつつ、レンズ群の位置精度や光学性能を高くすることが出来る。
【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、テレ端へのズーミング状態を示す上半断面図である。
【図２】同ワイド端へのズーミング状態を示す上半断面図である。
【図３】図２から、フォーカス駆動系の要素を取り出して描いた上半断面図である。
【図４】フォーカスギヤの単体の正面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】フォーカスレバーの単体の斜視図である。
【図７】第１群枠、第２群移動枠、カム環及び内固定筒の関係を示す展開分解図である。
【図８】カム環の光軸方向から見た単品図である。
【図９】カム環、内固定筒及び第３群移動枠の関係を示す展開分解図である。
【図１０】第３群枠、第４群枠及び４群用カム環の関係を示す展開分解図である。
【図１１】同じく第３群枠、第４群枠及び４群用カム環の関係を示す背面図である。
【図１２】実施形態のズームレンズ鏡筒の構成部材相互の動力伝達経路やガイドの関係を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１１ 第１群枠
１１ａ リード凹部
１１ｂ 直進案内凹部
１２ 第２群枠
１２ａ 回転伝達アーム
１２ｂ リード溝（またはカム溝）
１３ 第３群枠（第一のレンズ保持環）
１３ａ 直進案内突起
１３ｂ 円周方向溝
１３ｃ 突起入口部
１４ 第４群枠（第二のレンズ保持環）
１４ａ 直進案内溝
１４ｂ フォロア突起
１５ マウント環
１６ 外固定筒
１６ａ 内方フランジ
１６ｂ 抜け止め突起
１７ 内固定筒
１７ａ 貫通穴
１７ｂ リード突起
１７ｃ 直進案内凹部
１７ｄ 逃げ溝
１７ｆ 貫通案内穴
１８ フォーカス操作環（ＭＦ操作環）
１９ ズーム操作環
２０ カプラギヤ
２０ａ ギヤ部
２１ フォーカスギヤ
２１ａ セクタギヤ
２１ｂ 導入凹部
２１ｃ 円弧溝
２１ｄ フォーカスレバー挿入溝
２２ フォーカスレバー
２２ａ 半径方向部
２２ｂ 外径腕
２２ｃ 内径腕
２２ｄ 固定ねじ
２３ カム環
２３ａ リード用フォロア
２３ｂ リード突起
２３ｃ 回動案内突起
２３ｄ 回転伝達溝
２３ｆ カム突起
２４ 第２群移動枠
２４ａ 直進案内突起
２４ｂ 直進案内突起
２４ｃ 円周方向溝
２４ｄ フォロア突起
２４ｅ 突起入口部
２６ ズームレバー
２７ 第３群移動枠
２７ａ フォロア
２７ｂ 絞支持環状部
２８ ４群カム駆動レバー
２９ ４群用カム環（回転環）
２９ａ 回転案内突起
２９ｂ 凸カム（カム突起）
２９ｃ 回転伝達腕
４０ カメラボディ
４１ マウント
４２ カプラギヤ
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群（第一のレンズ群）
Ｌ４ 第４レンズ群（第二のレンズ群）
Claims (9)
- 相対移動する第一、第二のレンズ群を有するレンズ鏡筒において、
第一のレンズ群を有する第一のレンズ保持環；
この第一のレンズ保持環に回転自在に支持され回転駆動される回転環；
この回転環の内面と上記第一のレンズ保持環の外面の間に位置し、第二のレンズ群を有する第二のレンズ保持環；
上記第一のレンズ保持環の外面と第二のレンズ保持環の内面の一方と他方に形成した、光軸と平行な有底の直進案内溝と該有底直進案内溝に移動可能に嵌まる直進案内突起；及び
上記回転環の内面と上記第二のレンズ保持環の外面との一方と他方に形成した、互いに係合するカム突起とフォロア突起；
を備え、
上記第一のレンズ保持環、第二のレンズ保持環及び回転環をそれぞれ、半径方向への貫通部を有さない完全環体としたことを特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項１記載のレンズ鏡筒において、上記カム突起は略矩形断面の長リブ状をなし、上記フォロア突起は、該長リブ状のカム突起を挟む一対の円筒状突起からなるレンズ鏡筒。
- 請求項１または２記載のレンズ鏡筒において、上記カム突起とフォロア突起は、互いに鏡筒半径方向と略平行な方向に向く線状の係合領域で係合するレンズ鏡筒。
- 請求項１から３のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、上記第一のレンズ保持環、第二のレンズ保持環及び回転環はそれぞれ、合成樹脂製の成形部材であるレンズ鏡筒。
- 請求項１から４のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、上記カム突起は、上記回転環と第二のレンズ保持環のいずれか一方と一体に形成され、上記フォロア突起は、上記回転環と第二のレンズ保持環の他方と一体に形成されているレンズ鏡筒。
- 請求項１から５のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、上記直進案内突起は、上記第一のレンズ保持環または第二のレンズ保持環と一体に形成されているレンズ鏡筒。
- 請求項１から６のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、上記第一のレンズ保持環と回転環の一方と他方に、円周方向へ形成した有底の円周方向溝と、該有底円周溝内に移動可能に嵌まる回転案内突起を有し、該回転案内突起と有底円周溝との嵌合によって第一のレンズ保持環と回転環が相対回転可能に結合されるレンズ鏡筒。
- 請求項１から７のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、該レンズ鏡筒はズームレンズ鏡筒であり、上記第一、第二のレンズ群はズームレンズの一部を構成しているレンズ鏡筒。
- 請求項８記載のレンズ鏡筒において、さらに、
外部から回動可能なズーム操作環；
このズーム操作環によって回転され上記第一、第二のレンズ群とは異なるレンズ群を光軸方向に移動させる、上記回転環とは別のカム環；及び
上記回転環に設けた、このカム環に係合して回転力を受ける回転案内突起；
を有し、
上記ズーム操作環の回動操作に応じて該回転環が回転し、第一、第二のレンズ群が相対移動されるレンズ鏡筒。
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