JP3733032B2 - 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】
複数のレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒では一般に、回転環の回転によってレンズ保持環に光軸方向の移動を付与するようになっている。例えば、回転可能なカム環の内面にカム溝を形成して、該カム溝に対し、直進案内されたレンズ保持環側のローラ（フォロア）が係合する構成が知られている。しかし、従来のレンズ鏡筒では、回転環自身の光軸方向長さ等に制限があったため、ひとつの回転環が直接的に移動案内するのは、多くとも２つのレンズ保持環までであった。それ以上のレンズ保持環を移動させる場合には、回転環を別途設けるなどしており、部品点数が多くなったり、構造が複雑化していた。部品点数の増加や構造の複雑化は、レンズ鏡筒の大型化や製造コスト上昇を招き、さらにレンズの位置精度を狂わせるガタ等の発生原因にもなりやすい。つまり、複数のレンズ群、具体的には３つ以上のレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒において、十分な精度を確保しつつ小型で低コストに得られるレンズ駆動機構が望まれていた。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、小型かつ安価で、精度の高いレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、固定環と；この固定環に直接または間接にそれぞれ光軸方向に直進案内された第一、第二、第三のレンズ保持環と；これらのレンズ保持環を光軸方向に移動させる回動操作可能なレンズ駆動環と；を有するレンズ鏡筒において、固定環側のガイド部と係合し、該レンズ駆動環に回転が与えられたとき該レンズ駆動環自身を光軸方向に移動させる第一のガイド部；第一のレンズ保持環側の回転許容結合部と係合し、レンズ駆動環と該第一のレンズ保持環を回転自在にかつ光軸方向の相対移動は生じないように結合させる回転許容結合部；第二のレンズ保持環側のガイド部と係合し、レンズ駆動環の回転により該第二のレンズ保持環を該レンズ駆動環に対して光軸方向に相対移動させる、上記レンズ駆動環の外面と内面の一方に設けた第二のガイド部；及び、第三のレンズ保持環側のガイド部と係合し、該レンズ駆動環の回転により該第三のレンズ保持環を該レンズ駆動環に対して光軸方向に相対移動させる、上記レンズ駆動環の外面と内面の他方に設けた第三のガイド部；をレンズ駆動環が有し、これによりレンズ駆動環は、回転を与えたときに、第一、第二及び第三のレンズ保持環をそれぞれ光軸方向に移動させることを特徴としている。なお、本発明で言うガイド部とは、線形、非線形の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。
【０００５】
以上の機能を備えるレンズ駆動環は、合成樹脂の成形品とし、回転許容結合部及び第一ないし第三のガイド部が該レンズ駆動環と一体に成形されていることが望ましい。これにより製造コストを抑えることができる。また、レンズ駆動環の回転許容結合部及び第一ないし第三のガイド部はいずれも、該レンズ駆動環から突出する突起部であることが好ましい。このような突起部は、レンズ駆動環と一体に成形することが容易で、かつレンズ駆動環の強度向上に寄与する。
【０００７】
また、レンズ駆動環は、外部からの回動操作力を受ける回転伝達部を有底の凹部とすることが好ましい。該構成により、レンズ駆動環に半径方向の貫通部が形成されるのを避け、成形精度や強度を高く保つことができる。
【０００８】
また本発明のレンズ鏡筒では、固定環に設けた直進案内部が、第二と第三のレンズ保持環のいずれか一方と、第一のレンズ保持環とを光軸方向に直進案内し、この第一のレンズ保持環に設けた直進案内部が、第二と第三のレンズ保持環の他方を光軸方向に直進案内することが好ましい。これにより、直進案内機構の構成を簡単にして部品点数を減らすことができる。
【０００９】
本発明のレンズ鏡筒は、さらに、第二または第三のレンズ保持環に回転自在に支持された回転環；及び、光軸方向に直進案内され、該回転環の回転によって光軸方向へ移動される第四のレンズ保持環；を有しており、レンズ駆動環がさらに、この回転環に回転力を伝達する回転伝達レバーを有するように構成してもよい。
【００１０】
【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Ｌ３及び第４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（第二または第三のレンズ保持環）１１、第２群枠１２（第一のレンズ保持環）、第３群枠（第二または第三のレンズ保持環）１３及び第４群枠（第四のレンズ保持環）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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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（レンズ駆動環）２３の内面に形成した対をなすリード用フォロア（第一のガイド部）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（第二または第三のガイド部）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（第一のレンズ保持環）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。
【００１７】
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。
【００１８】
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（回転許容結合部）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。
【００１９】
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（回転伝達凹部）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
各貫通案内穴１７ｆには、第３群移動枠（第二または第三のレンズ保持環）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（第二または第三のガイド部）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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
【本発明の特徴部分の説明】
以上で全体構造を説明した本実施形態のズームレンズ鏡筒では、第１レンズ群Ｌ１を支持する１群枠１１と、第２レンズ群Ｌ２を支持する第２群移動枠２４（及び第２群枠１２）と、第３レンズ群Ｌを支持する第３群移動枠２７（及び第３群枠１３）は、共通のカム環２３によって光軸方向へ移動される。つまり、別の駆動部材を設けることなく、カム環２３のみによって直接に第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群を移動させている。そのため、レンズ駆動機構の構造を簡単なものにすることができる。
【００３１】
まず、第２レンズ群Ｌ２に関しては、ズーミング時にカム環２３が回転を伴って光軸方向へ移動し、このカム環２３の移動量がそのまま第２レンズ群Ｌ２の移動量になるように構成している。その具体的な構成については上述したが、繰り返すと、カム環２３は、その内周面に形成したリード用フォロア２３ａと内固定筒１７の外周面に形成したリード突起１７ｂの嵌合案内関係によって、内固定筒１７に対して回転しながら光軸方向に移動するようになっている。より詳細には、３本あるリード突起１７ｂの各々を一対のリード用フォロア２３ａが挟んでいる。一方、第２レンズ群Ｌ２を支持する第２群移動枠２４は、内固定筒１７によって光軸方向へ直進案内されている。この第２群移動枠２４は、先端部分に設けた円周方向溝２４ｃに回動案内突起２３ｃが嵌まることで、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カム環２３と結合されている。
【００３２】
なお、本実施形態では、第２レンズ群Ｌ２の単独移動によってフォーカシングを行う関係上、第２レンズ群Ｌ２は直接的には第２群枠１２に保持されており、該第２群枠１２は、第２群移動枠２４に対する相対回転によって光軸方向に移動するように支持されている。しかし、第２群枠１２と第２群移動枠２４は、フォーカシングの際にだけ相対移動されズーミングに際しては一緒に移動するものであるから、ズーミング用の駆動機構として考えた場合、実質的には、第２群枠１２と第２群移動枠２４を合わせて一続きのレンズ保持環とみなすことができる。
【００３３】
したがって、ズーム操作環１９の回動操作力が、ズームレバー２６と回転伝達溝２３ｄを介してカム環２３に伝えられると、カム環２３は回転しながら光軸方向へ移動し、これに伴って第２群移動枠２４も光軸方向へ同量移動する。つまり、カム環２３は、それ自身が光軸方向へ移動し、かつ第２群移動枠２４と光軸方向へは相対移動しないことによって、第２レンズ群Ｌ２の移動位置を決定する機能を有していることになる。
【００３４】
カム環２３はまた、その外面側に設けたリード突起２３ｂと第１群枠１１の内面側に設けたリード凹部１１ａとの嵌合案内関係によって、該カム環２３が回転したときに第１群枠１１に光軸方向の相対移動を与えることができる。つまり、カム環２３は、第１レンズ群Ｌ１の移動位置を直接的に決定する機能を備える。
【００３５】
カム環２３はさらに、その内面側に設けたカム突起２３ｆと第３群移動枠２７の外面に設けたフォロア２７ａとの嵌合案内関係によって、該カム環２３が回転したときに第３群移動枠２７に光軸方向の相対移動を与えることができる。この第３群移動枠２７と、第３レンズ群Ｌ３を保持する第３群枠１３とは、実質的に一体のレンズ保持環であるから、カム環２３は、第３レンズ群Ｌ３の移動位置を直接的に決定する機能も備えることになる。
【００３６】
つまりカム環２３は、別の回転部材などを介さずに、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３にそれぞれズーミング用の移動を与える複合的機能を有している。このように、一つのレンズ駆動環（カム環２３）によって３つのレンズ群を駆動させることにより、レンズ駆動機構を簡単な構造にして部品点数を少なくすることができる。構造が簡単で部品点数が少なければ、レンズ鏡筒の小型化が可能で、製造コストも低く抑えることができる。また、レンズの位置精度を狂わせるガタ等の発生要因も減少させることができる。
【００３７】
カム環２３はさらに、後端部に固定した４群カム駆動レバー２８によって４群用カム環２９を回転させる。４群用カム環２９は、第３群移動枠２７に回転自在に支持されており、その回転によって第４群枠１４を第３群枠１３に対して移動させる駆動環である。つまりカム環２３は、第４レンズ群Ｌ４を間接的に移動させる機能も有している。
【００３８】
このように複合的な機能を持つカム環２３を成形によって形成することで、さらに製造コストを抑えることができる。図１３は、カム環２３を成形するための成形型の一例を示している。同図の成形型は、カム環２３の内面側を形成するためのもので、外面側用の成形型を別途備えるが図示していない。この成形型は、カム環２３の前方側の周面を形成する比較的大型の３つの第１分割部６０（６０Ａ、６０Ｂ及び６０Ｃ）と、同後方側の周面を形成する３つの第２分割部６１（６１Ａ、６１Ｂ及び６１Ｃ）と、円周方向に略等間隔で配される３つの第３分割部６２（６２Ａ、６２Ｂ及び６２Ｃ）を有し、さらに一つの第３分割部６２Ａは前後方向（図１３の左右方向）に短く形成され、該第３分割部６２Ａの両側に第４、第５分割部６３、６４が位置し、後方側に第６分割部６５が設けられる。第４、第５分割部６３、６４を設けた関係で、３つの第２分割部６２Ａ、６２Ｂ及び６２Ｃはそれぞれ若干異なる形状になっている。
【００３９】
各第３分割部６２は、その前端部に、回動案内突起２３ｃを形成させるための切欠部６６を有する。また、各第１分割部６０、各第２分割部６１、第４分割部６３及び第５分割部６４の間には、カム突起２３ｆを形成させるための３つの長孔部６７が形成される。さらに、第６分割部６５を除く各分割部６０ないし６４の隙間によって、リード用フォロア２３ａを形成させるための６つの斜孔部６８が形成される。第６分割部６５は、ズームレバー２６に係合される回転伝達溝２３ｄを形成させるものである。
【００４０】
図示しない外面側の成形型は３つの分割部に分かれており、各分割部の間には、リード突起２３ｂを形成させるための隙間が設けられる。この外面側の成形型と上述した内面側の成形型を、カム環２３の肉厚に相当する間隔だけ半径方向に離間させて組み合わせ、その隙間に合成樹脂材料を射出させ、最後に突起部分等に残るバリを除去することで、図７に示すようなカム環２３を得ることができる。４群カム駆動レバー２８は成形後に接着やねじ止めによって固定される。こうして形成されたカム環２３は、回転伝達溝２３ｄのみが凹部であり、カム環２３のそれ以外の部分は通常の円筒部あるいは凸部となっている。そのため、カム環２３は、半径方向への貫通部がない完全な環体となる。環体を成形品で作成する場合、貫通部を有さない方が寸法精度や強度を高めることができ有利である。特に、本実施形態のカム環２３の精度は全てのレンズ群の位置精度に影響するので、貫通部をなくして高精度に形成することが望ましい。
【００４１】
またカム環２３以外の特徴として、本実施形態のズームレンズ鏡筒では、レンズ保持環を光軸方向に直進案内する直進案内部は、カム環２３を支持する内固定筒１７と、各レンズ保持環のみに設けられており、直進案内以外の機能を持たない直進案内専用部材を不要としている。具体的には、内固定筒１７に直進案内凹部１７ｃと貫通案内穴１７ｆが形成されており、該直進案内凹部１７ｃと貫通案内穴１７ｆに、第２群移動枠２４に設けた直進案内突起２４ａと、第３群移動枠２７に設けたフォロア２７ａが移動可能に嵌まっている。よって、第２群移動枠２４と第３群移動枠２７は、内固定筒１７によって直進案内される。また、第１群枠１１については、その内面側に設けた直進案内凹部１１ｂが、第２群移動枠２４に設けた直進案内突起２４ｂに嵌まっており、いわば第２群移動枠２４を介して直進案内されている。さらに、第４群枠１４は、直進案内溝１４ａと直進案内突起１３ａの嵌合関係により、第３群枠１３を介して直進案内されている。
【００４２】
以上、図示実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、一眼レフカメラ以外にも、ビデオなど様々な光学機器のレンズ鏡筒に適用可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、小型かつ安価で、精度の高いレンズ鏡筒を得ることができる。
【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。
【図１３】カム環の内面側を形成する成形型の一例を示す図である。
【符号の説明】
１１ 第１群枠（第二または第三のレンズ保持環）
１１ａ リード凹部
１１ｂ 直進案内凹部
１２ 第２群枠（第一のレンズ保持環）
１２ａ 回転伝達アーム
１２ｂ リード溝（またはカム溝）
１３ 第３群枠（第二または第三のレンズ保持環）
１３ａ 直進案内突起
１３ｂ 円周方向溝
１３ｃ 突起入口部
１４ 第４群枠（第四のレンズ保持環）
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（レンズ駆動環）
２３ａ リード用フォロア（第一のガイド部）
２３ｂ リード突起（第二または第三のガイド部）
２３ｃ 回動案内突起（回転許容結合部）
２３ｄ 回転伝達溝（回転伝達凹部）
２３ｆ カム突起（第二または第三のガイド部）
２４ 第２群移動枠（第一のレンズ保持環）
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（第二または第三のレンズ保持環）
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
２９ｃ 回転伝達腕
４０ カメラボディ
４１ マウント
４２ カプラギヤ
６０（６０Ａ、６０Ｂ及び６０Ｃ） 第１分割部
６１（６１Ａ、６１Ｂ及び６１Ｃ） 第２分割部
６２（６２Ａ、６２Ｂ及び６２Ｃ） 第３分割部
６３ 第４分割部
６４ 第５分割部
６６ 切欠部
６７ 長孔部
６８ 斜孔部
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４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】
複数のレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒では一般に、回転環の回転によってレンズ保持環に光軸方向の移動を付与するようになっている。例えば、回転可能なカム環の内面にカム溝を形成して、該カム溝に対し、直進案内されたレンズ保持環側のローラ（フォロア）が係合する構成が知られている。しかし、従来のレンズ鏡筒では、回転環自身の光軸方向長さ等に制限があったため、ひとつの回転環が直接的に移動案内するのは、多くとも２つのレンズ保持環までであった。それ以上のレンズ保持環を移動させる場合には、回転環を別途設けるなどしており、部品点数が多くなったり、構造が複雑化していた。部品点数の増加や構造の複雑化は、レンズ鏡筒の大型化や製造コスト上昇を招き、さらにレンズの位置精度を狂わせるガタ等の発生原因にもなりやすい。つまり、複数のレンズ群、具体的には３つ以上のレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒において、十分な精度を確保しつつ小型で低コストに得られるレンズ駆動機構が望まれていた。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、小型かつ安価で、精度の高いレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、固定環と；この固定環に直接または間接にそれぞれ光軸方向に直進案内された第一、第二、第三のレンズ保持環と；これらのレンズ保持環を光軸方向に移動させる回動操作可能なレンズ駆動環と；を有するレンズ鏡筒において、固定環側のガイド部と係合し、該レンズ駆動環に回転が与えられたとき該レンズ駆動環自身を光軸方向に移動させる第一のガイド部；第一のレンズ保持環側の回転許容結合部と係合し、レンズ駆動環と該第一のレンズ保持環を回転自在にかつ光軸方向の相対移動は生じないように結合させる回転許容結合部；第二のレンズ保持環側のガイド部と係合し、レンズ駆動環の回転により該第二のレンズ保持環を該レンズ駆動環に対して光軸方向に相対移動させる、上記レンズ駆動環の外面と内面の一方に設けた第二のガイド部；及び、第三のレンズ保持環側のガイド部と係合し、該レンズ駆動環の回転により該第三のレンズ保持環を該レンズ駆動環に対して光軸方向に相対移動させる、上記レンズ駆動環の外面と内面の他方に設けた第三のガイド部；をレンズ駆動環が有し、これによりレンズ駆動環は、回転を与えたときに、第一、第二及び第三のレンズ保持環をそれぞれ光軸方向に移動させることを特徴としている。なお、本発明で言うガイド部とは、線形、非線形の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。
【０００５】
以上の機能を備えるレンズ駆動環は、合成樹脂の成形品とし、回転許容結合部及び第一ないし第三のガイド部が該レンズ駆動環と一体に成形されていることが望ましい。これにより製造コストを抑えることができる。また、レンズ駆動環の回転許容結合部及び第一ないし第三のガイド部はいずれも、該レンズ駆動環から突出する突起部であることが好ましい。このような突起部は、レンズ駆動環と一体に成形することが容易で、かつレンズ駆動環の強度向上に寄与する。
【０００７】
また、レンズ駆動環は、外部からの回動操作力を受ける回転伝達部を有底の凹部とすることが好ましい。該構成により、レンズ駆動環に半径方向の貫通部が形成されるのを避け、成形精度や強度を高く保つことができる。
【０００８】
また本発明のレンズ鏡筒では、固定環に設けた直進案内部が、第二と第三のレンズ保持環のいずれか一方と、第一のレンズ保持環とを光軸方向に直進案内し、この第一のレンズ保持環に設けた直進案内部が、第二と第三のレンズ保持環の他方を光軸方向に直進案内することが好ましい。これにより、直進案内機構の構成を簡単にして部品点数を減らすことができる。
【０００９】
本発明のレンズ鏡筒は、さらに、第二または第三のレンズ保持環に回転自在に支持された回転環；及び、光軸方向に直進案内され、該回転環の回転によって光軸方向へ移動される第四のレンズ保持環；を有しており、レンズ駆動環がさらに、この回転環に回転力を伝達する回転伝達レバーを有するように構成してもよい。
【００１０】
【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Ｌ３及び第４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（第二または第三のレンズ保持環）１１、第２群枠１２（第一のレンズ保持環）、第３群枠（第二または第三のレンズ保持環）１３及び第４群枠（第四のレンズ保持環）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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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（レンズ駆動環）２３の内面に形成した対をなすリード用フォロア（第一のガイド部）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（第二または第三のガイド部）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（第一のレンズ保持環）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。
【００１７】
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。
【００１８】
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（回転許容結合部）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。
【００１９】
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（回転伝達凹部）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
各貫通案内穴１７ｆには、第３群移動枠（第二または第三のレンズ保持環）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（第二または第三のガイド部）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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
【本発明の特徴部分の説明】
以上で全体構造を説明した本実施形態のズームレンズ鏡筒では、第１レンズ群Ｌ１を支持する１群枠１１と、第２レンズ群Ｌ２を支持する第２群移動枠２４（及び第２群枠１２）と、第３レンズ群Ｌを支持する第３群移動枠２７（及び第３群枠１３）は、共通のカム環２３によって光軸方向へ移動される。つまり、別の駆動部材を設けることなく、カム環２３のみによって直接に第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群を移動させている。そのため、レンズ駆動機構の構造を簡単なものにすることができる。
【００３１】
まず、第２レンズ群Ｌ２に関しては、ズーミング時にカム環２３が回転を伴って光軸方向へ移動し、このカム環２３の移動量がそのまま第２レンズ群Ｌ２の移動量になるように構成している。その具体的な構成については上述したが、繰り返すと、カム環２３は、その内周面に形成したリード用フォロア２３ａと内固定筒１７の外周面に形成したリード突起１７ｂの嵌合案内関係によって、内固定筒１７に対して回転しながら光軸方向に移動するようになっている。より詳細には、３本あるリード突起１７ｂの各々を一対のリード用フォロア２３ａが挟んでいる。一方、第２レンズ群Ｌ２を支持する第２群移動枠２４は、内固定筒１７によって光軸方向へ直進案内されている。この第２群移動枠２４は、先端部分に設けた円周方向溝２４ｃに回動案内突起２３ｃが嵌まることで、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カム環２３と結合されている。
【００３２】
なお、本実施形態では、第２レンズ群Ｌ２の単独移動によってフォーカシングを行う関係上、第２レンズ群Ｌ２は直接的には第２群枠１２に保持されており、該第２群枠１２は、第２群移動枠２４に対する相対回転によって光軸方向に移動するように支持されている。しかし、第２群枠１２と第２群移動枠２４は、フォーカシングの際にだけ相対移動されズーミングに際しては一緒に移動するものであるから、ズーミング用の駆動機構として考えた場合、実質的には、第２群枠１２と第２群移動枠２４を合わせて一続きのレンズ保持環とみなすことができる。
【００３３】
したがって、ズーム操作環１９の回動操作力が、ズームレバー２６と回転伝達溝２３ｄを介してカム環２３に伝えられると、カム環２３は回転しながら光軸方向へ移動し、これに伴って第２群移動枠２４も光軸方向へ同量移動する。つまり、カム環２３は、それ自身が光軸方向へ移動し、かつ第２群移動枠２４と光軸方向へは相対移動しないことによって、第２レンズ群Ｌ２の移動位置を決定する機能を有していることになる。
【００３４】
カム環２３はまた、その外面側に設けたリード突起２３ｂと第１群枠１１の内面側に設けたリード凹部１１ａとの嵌合案内関係によって、該カム環２３が回転したときに第１群枠１１に光軸方向の相対移動を与えることができる。つまり、カム環２３は、第１レンズ群Ｌ１の移動位置を直接的に決定する機能を備える。
【００３５】
カム環２３はさらに、その内面側に設けたカム突起２３ｆと第３群移動枠２７の外面に設けたフォロア２７ａとの嵌合案内関係によって、該カム環２３が回転したときに第３群移動枠２７に光軸方向の相対移動を与えることができる。この第３群移動枠２７と、第３レンズ群Ｌ３を保持する第３群枠１３とは、実質的に一体のレンズ保持環であるから、カム環２３は、第３レンズ群Ｌ３の移動位置を直接的に決定する機能も備えることになる。
【００３６】
つまりカム環２３は、別の回転部材などを介さずに、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３にそれぞれズーミング用の移動を与える複合的機能を有している。このように、一つのレンズ駆動環（カム環２３）によって３つのレンズ群を駆動させることにより、レンズ駆動機構を簡単な構造にして部品点数を少なくすることができる。構造が簡単で部品点数が少なければ、レンズ鏡筒の小型化が可能で、製造コストも低く抑えることができる。また、レンズの位置精度を狂わせるガタ等の発生要因も減少させることができる。
【００３７】
カム環２３はさらに、後端部に固定した４群カム駆動レバー２８によって４群用カム環２９を回転させる。４群用カム環２９は、第３群移動枠２７に回転自在に支持されており、その回転によって第４群枠１４を第３群枠１３に対して移動させる駆動環である。つまりカム環２３は、第４レンズ群Ｌ４を間接的に移動させる機能も有している。
【００３８】
このように複合的な機能を持つカム環２３を成形によって形成することで、さらに製造コストを抑えることができる。図１３は、カム環２３を成形するための成形型の一例を示している。同図の成形型は、カム環２３の内面側を形成するためのもので、外面側用の成形型を別途備えるが図示していない。この成形型は、カム環２３の前方側の周面を形成する比較的大型の３つの第１分割部６０（６０Ａ、６０Ｂ及び６０Ｃ）と、同後方側の周面を形成する３つの第２分割部６１（６１Ａ、６１Ｂ及び６１Ｃ）と、円周方向に略等間隔で配される３つの第３分割部６２（６２Ａ、６２Ｂ及び６２Ｃ）を有し、さらに一つの第３分割部６２Ａは前後方向（図１３の左右方向）に短く形成され、該第３分割部６２Ａの両側に第４、第５分割部６３、６４が位置し、後方側に第６分割部６５が設けられる。第４、第５分割部６３、６４を設けた関係で、３つの第２分割部６２Ａ、６２Ｂ及び６２Ｃはそれぞれ若干異なる形状になっている。
【００３９】
各第３分割部６２は、その前端部に、回動案内突起２３ｃを形成させるための切欠部６６を有する。また、各第１分割部６０、各第２分割部６１、第４分割部６３及び第５分割部６４の間には、カム突起２３ｆを形成させるための３つの長孔部６７が形成される。さらに、第６分割部６５を除く各分割部６０ないし６４の隙間によって、リード用フォロア２３ａを形成させるための６つの斜孔部６８が形成される。第６分割部６５は、ズームレバー２６に係合される回転伝達溝２３ｄを形成させるものである。
【００４０】
図示しない外面側の成形型は３つの分割部に分かれており、各分割部の間には、リード突起２３ｂを形成させるための隙間が設けられる。この外面側の成形型と上述した内面側の成形型を、カム環２３の肉厚に相当する間隔だけ半径方向に離間させて組み合わせ、その隙間に合成樹脂材料を射出させ、最後に突起部分等に残るバリを除去することで、図７に示すようなカム環２３を得ることができる。４群カム駆動レバー２８は成形後に接着やねじ止めによって固定される。こうして形成されたカム環２３は、回転伝達溝２３ｄのみが凹部であり、カム環２３のそれ以外の部分は通常の円筒部あるいは凸部となっている。そのため、カム環２３は、半径方向への貫通部がない完全な環体となる。環体を成形品で作成する場合、貫通部を有さない方が寸法精度や強度を高めることができ有利である。特に、本実施形態のカム環２３の精度は全てのレンズ群の位置精度に影響するので、貫通部をなくして高精度に形成することが望ましい。
【００４１】
またカム環２３以外の特徴として、本実施形態のズームレンズ鏡筒では、レンズ保持環を光軸方向に直進案内する直進案内部は、カム環２３を支持する内固定筒１７と、各レンズ保持環のみに設けられており、直進案内以外の機能を持たない直進案内専用部材を不要としている。具体的には、内固定筒１７に直進案内凹部１７ｃと貫通案内穴１７ｆが形成されており、該直進案内凹部１７ｃと貫通案内穴１７ｆに、第２群移動枠２４に設けた直進案内突起２４ａと、第３群移動枠２７に設けたフォロア２７ａが移動可能に嵌まっている。よって、第２群移動枠２４と第３群移動枠２７は、内固定筒１７によって直進案内される。また、第１群枠１１については、その内面側に設けた直進案内凹部１１ｂが、第２群移動枠２４に設けた直進案内突起２４ｂに嵌まっており、いわば第２群移動枠２４を介して直進案内されている。さらに、第４群枠１４は、直進案内溝１４ａと直進案内突起１３ａの嵌合関係により、第３群枠１３を介して直進案内されている。
【００４２】
以上、図示実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、一眼レフカメラ以外にも、ビデオなど様々な光学機器のレンズ鏡筒に適用可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、小型かつ安価で、精度の高いレンズ鏡筒を得ることができる。
【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。
【図１３】カム環の内面側を形成する成形型の一例を示す図である。
【符号の説明】
１１ 第１群枠（第二または第三のレンズ保持環）
１１ａ リード凹部
１１ｂ 直進案内凹部
１２ 第２群枠（第一のレンズ保持環）
１２ａ 回転伝達アーム
１２ｂ リード溝（またはカム溝）
１３ 第３群枠（第二または第三のレンズ保持環）
１３ａ 直進案内突起
１３ｂ 円周方向溝
１３ｃ 突起入口部
１４ 第４群枠（第四のレンズ保持環）
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（レンズ駆動環）
２３ａ リード用フォロア（第一のガイド部）
２３ｂ リード突起（第二または第三のガイド部）
２３ｃ 回動案内突起（回転許容結合部）
２３ｄ 回転伝達溝（回転伝達凹部）
２３ｆ カム突起（第二または第三のガイド部）
２４ 第２群移動枠（第一のレンズ保持環）
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（第二または第三のレンズ保持環）
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
２９ｃ 回転伝達腕
４０ カメラボディ
４１ マウント
４２ カプラギヤ
６０（６０Ａ、６０Ｂ及び６０Ｃ） 第１分割部
６１（６１Ａ、６１Ｂ及び６１Ｃ） 第２分割部
６２（６２Ａ、６２Ｂ及び６２Ｃ） 第３分割部
６３ 第４分割部
６４ 第５分割部
６６ 切欠部
６７ 長孔部
６８ 斜孔部
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Claims (6)
- 固定環と；
この固定環に直接または間接にそれぞれ光軸方向に直進案内された第一、第二、第三のレンズ保持環と；
これらのレンズ保持環を光軸方向に移動させる回動操作可能なレンズ駆動環と；を有するレンズ鏡筒において、
上記レンズ駆動環は、
固定環側のガイド部と係合し、該レンズ駆動環に回転が与えられたとき該レンズ駆動環自身を光軸方向に移動させる第一のガイド部；
第一のレンズ保持環側の回転許容結合部と係合し、レンズ駆動環と該第一のレンズ保持環を回転自在にかつ光軸方向の相対移動は生じないように結合させる回転許容結合部；
第二のレンズ保持環側のガイド部と係合し、レンズ駆動環の回転により該第二のレンズ保持環を該レンズ駆動環に対して光軸方向に相対移動させる、上記レンズ駆動環の外面と内面の一方に設けた第二のガイド部；及び
第三のレンズ保持環側のガイド部と係合し、該レンズ駆動環の回転により該第三のレンズ保持環を該レンズ駆動環に対して光軸方向に相対移動させる、上記レンズ駆動環の外面と内面の他方に設けた第三のガイド部；
を有し、
上記レンズ駆動環は、回転を与えたときに、上記第一、第二及び第三のレンズ保持環をそれぞれ光軸方向に移動させる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、上記レンズ駆動環は合成樹脂の成形品であり、上記回転許容結合部及び第一ないし第三のガイド部は、該レンズ駆動環と一体に成形されているレンズ鏡筒。
- 請求項１または２記載のレンズ鏡筒において、上記レンズ駆動環の回転許容結合部及び第一ないし第三のガイド部のガイド部はいずれも、該レンズ駆動環から突出する突起部であるレンズ鏡筒。
- 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、上記レンズ駆動環は、外部からの回動操作力を受ける有底の回転伝達凹部を有するレンズ鏡筒。
- 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、上記固定環に設けた直進案内部が、上記第二と第三のレンズ保持環のいずれか一方と、上記第一のレンズ保持環とを光軸方向に直進案内し、
第一のレンズ保持環に設けた直進案内部が、第二と第三のレンズ保持環の他方を光軸方向に直進案内するレンズ鏡筒。 - 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、さらに、
上記第二または第三のレンズ保持環に回転自在に支持された回転環；及び
光軸方向に直進案内され、該回転環の回転によって光軸方向へ移動される第四のレンズ保持環；
を有し、
上記レンズ駆動環は、上記回転環に回転力を伝達する回転伝達レバーを有しているレンズ鏡筒。
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