JP4051781B2 - 可変焦点距離レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変焦点距離レンズ鏡筒に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術に係る可変焦点距離レンズのレンズ群駆動機構として、鏡筒の長さや径を大きくすることなく沈胴のための移動量を大きくし、カメラの薄型化を実現するものが特開平１０−３１１５０号公報に開示されている。これは、多条ネジのメスヘリコイドネジ部の一部にネジの谷部の幅を広げた拡幅部を形成し、この拡幅部の螺旋に沿う方向の長さ寸法を、メスヘリコイドネジと螺合するオスヘリコイドネジの山部の螺旋に沿う方向の長さと等しくするものである。これにより、ネジの谷部の幅を広げていない部分におけるリードの比較的小さいネジ嵌合と、谷部の幅を広げているところにおけるリードの比較的大きいネジ嵌合とを得ることができる。つまり、オスヘリコイドネジの山部に関して螺旋に直角な断面での寸法を「幅」と定義し、螺旋に沿う方向の長さを「長さ」と定義したときに、オスヘリコイドネジとメスヘリコイドネジとは「幅」または「長さ」で螺合する。そして「幅」で螺合する場合にはリードの比較的小さなネジ嵌合状態が得られ、「長さ」で螺合する場合にはリードの比較的大きなネジ嵌合状態が得られる。以上のようにして、相異なる二つのリードを有する複合リードねじを得ることができる。
【０００３】
また、レンズ群を駆動するヘリコイドネジやカムの部品点数を削減する技術として特開平３−２０９４４５号公報に記載されるものがある。これは、一つのカム環中にカム溝とリードねじとを形成するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した複合リードネジとカム溝とを一つのカム環の円筒内周面に重ねて形成しようとすると、リードの変化する部分、すなわちメスヘリコイドネジの谷の屈曲部をカム溝が横断する場合があり、このときにヘリコイドネジの屈曲部の側壁がカム溝によって分断され、欠損した状態となる。
【０００５】
上述した「幅」で螺合しているオスヘリコイドネジの山部が、分断された屈曲部にさしかかると、屈曲部が欠損した状態となっているために「長さ」で螺合する状態に切り替わらずに直進し、メスヘリコイドネジの谷部から逸脱してカム溝に落ち込んでしまうことがあった。この結果、カム環の回転作動がロックされてしまい、可変焦点距離レンズの変倍動作が不可能となってしまう場合があった。
【０００６】
本発明は、複合リードネジを有するネジとカム溝とを一つのカム筒に重ね合わせて設けることが可能で、この複合リードネジに螺合するヘリコイドネジの山が複合リードねじの谷部から逸脱することのない可変焦点距離レンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の内周面を展開して示す図１に対応付けて以下の発明を説明する。
（１） 請求項１に記載の発明は、第１の深さｂを有する有底のカム溝３ｄ２と；第１のリードを有する第１のリードネジ３ｂ１の谷部と第２のリードを有する第２のリードネジ３ｃ１の谷部とが屈曲部３ｅ１を介して接続されて構成され、第１の深さｂよりも浅い第２の深さａのネジ底を有する複合リードネジ３ｆ１とが一つの円筒上に重ねて配設される可変焦点距離レンズ鏡筒に適用される。そして、複合リードネジ３ｆ１とカム溝３ｄ２とは、屈曲部３ｅ１で交差しないように配設される。カム溝３ｄ１〜３ｄ３が複数設けられ、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６はカム溝３ｄ１〜３ｄ３の溝数の２倍以上の整数倍の条を有する多条ネジであり、複数の条の複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６がそれぞれ有する屈曲部３ｅ１〜３ｅ６のうち、少なくとも一つの屈曲部において複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６とカム溝３ｄ１〜３ｄ３とが交差しないように複数の条の複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６および複数のカム溝３ｄ１〜３ｄ３の配設位置が定められることにより上述した目的を達成する。
【０００８】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下では、まず本発明の実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の構成および動作の概略を説明し、続いて上記可変焦点距離レンズ鏡筒を構成する部品の詳細を、そして可変焦点距離レンズ鏡筒の変倍動作およびフォーカシング動作の詳細について説明する。
【００１０】
− 可変焦点距離レンズ鏡筒の構成 −
本発明の実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の主要部品を分解して示す図１および撮影光軸に沿う縦断面を示す図２を参照して説明する。
【００１１】
図１において、固定筒１の周囲にはフランジ部１ｆが設けられ、フランジ部１ｆを介してカメラ本体に固設される。固定筒１の内周にはメスヘリコイドネジ１ａが形成される。
【００１２】
第１駆動筒２の外周面には、メスヘリコイドネジ１ａと螺合するオスヘリコイドネジ２ａが形成され、オスヘリコイドネジ２ａの山部には駆動ギヤ１５とかみ合う平歯車（ギア）２ｂの歯溝が形成される。つまり、オスヘリコイドネジ２ａは、ヘリコイドネジとしての機能とギヤとしての機能を併せ持つものである。第１駆動筒２の内周面には、３本のカム溝２ｃと６本の直進ガイド溝２ｄとが形成される。
【００１３】
第２駆動筒３の外周面には、第１駆動筒２の６本の直進ガイド溝２ｄと係合する突起３ａが６カ所に設けられる一方、内周面には後で詳述する複合リードネジ３ｆが設けられ、さらにこの複合リードネジ３ｆに重ねるようにしてカム溝３ｄが設けられる。
【００１４】
第２駆動筒３の６本の複合リードネジ３ｆと螺合する６カ所のオスヘリコイドネジ４ａを外周に有する１群筒４には、１群レンズ１０１が組み込まれて固設される。１群筒４の内周面には、直進ガイド筒５の外周面に光軸方向に延在するように形成される２本または３本（図１においては２本の場合を示す）の凸部５ｂと係合する２本または３本の直進溝４ｂが形成されており、１群筒４と直進ガイド筒５とは光軸回り方向の相対移動が阻止される一方、光軸方向には相対移動可能となっている。
【００１５】
直進ガイド筒５の後方にはフランジ部５ｇが形成され、フランジ部５ｇには円周溝５ｈが設けられる。フランジ部５ｇの外周には、その円周を３等分する位置に３本のフォロワピン５ｃが固設される。直進ガイド筒５の内周面には、後述する移動キー１０のキー１０ｂと光軸方向に相対移動可能に係合するキー溝５ｅが２箇所に形成される。直進ガイド筒５の円筒部には、直進ガイド穴５ｄおよび５ｆがそれぞれ円周方向に３箇所設けられる。
【００１６】
シャッタユニット７には、２群レンズ１０２を保持する２群レンズ枠６がビス（不図示）により一体に固定される。シャッタユニット７の前方には、図２に示されるように溝７ａが設けられ、この溝に遮光性のシリコンゴム等で成形されて光軸方向に伸縮自在な円筒状の蛇腹１１の一端が固着される。蛇腹１１の他端（被写体側端）は、図２に示されるように止め輪１３により１群筒４の先端部に固定される。この蛇腹１１は、１群レンズ１０１より入射した光がシャッタユニット７の外周部を通ってフイルム面に達するのを防止するためのものである。
【００１７】
図１に示されるように、３群レンズ１０３を保持する３群レンズ枠８と上述した２群レンズ枠６とは、間に付勢バネ９を介装して直進ガイド筒５に組み込まれる。２群レンズ枠６に挿入される３本のガイドピン６ａと直進ガイド穴５ｆとが係合し、３群レンズ枠８に挿入される３本のフォロワピン８ａと直進ガイド穴５ｄとが係合し、両レンズ枠６、８は直進ガイド筒５内で光軸方向に移動可能に保持される。このとき、付勢バネ９によって２群レンズ枠６は被写体側に、３群レンズ枠８はフイルム側にそれぞれ付勢される。
【００１８】
上述した１群筒４と第２駆動筒３とを螺合させて組み合わせ、さらに上述のように２群レンズ枠６、付勢バネ９や３群レンズ枠８等を組み込んだ直進ガイド筒５を、直進溝４ｂと凸部５ｂとが係合するようにして組み合わせてレンズ保持ユニットＬＨが完成する。このとき、第２駆動筒３のフイルム側端面近傍の内周には、フランジ部５ｇに設けられる円周溝５ｈと係合する突起３ｇが図２および図４に示されるように形成されており、第２駆動筒３に直進ガイド筒５を組み込むことにより円周溝５ｈと突起３ｇとがスナップフィットにより係合する。上述のようにして組まれた第２駆動筒３と直進ガイド筒５とは、光軸方向には一体に移動し、光軸回りの回転方向には相対回転可能となる。そして、直進ガイド筒５を固定して第２駆動筒を光軸まわりに回転させると、直進ガイド筒５に回転を規制されている１群筒４に対して第２駆動筒３が相対回転し、オスヘリコイドネジ４ａと複合リードネジ３ｆとの作用により１群筒４が光軸方向に沿って直進動する。このとき、３群レンズ枠８に挿入されるフォロワピン８ａと第２駆動筒３のカム溝３ｄとの作用により、３群レンズ枠８が直進ガイド筒５内を直進動する。
【００１９】
図１に戻って、レンズ保持ユニットＬＨは第１駆動筒２に組み込まれ、このときに突起３ａとガイド溝２ｄとが係合し、フォロワピン５ｃとカム溝２ｃとが係合する。第１駆動筒２のフイルム側端面近傍の内周には図２に示されるメネジ２ｅが形成されており、移動キー１０の挿入された固定部材１２がこのメネジ２ｅに螺合される。この固定部材１２により、移動キー１０は第１駆動筒２から抜けることなく、第１駆動筒２に対して相対回転可能となる。つまり、第１駆動筒２と移動キー１０とは、光軸方向には一体に移動し、光軸回りの回転方向には相対回転可能となる。第１駆動筒２に移動キー１０が組み込まれた状態において、移動キー１０のキー１０ｂは直進ガイド筒５の内周に設けられるキー溝５ｅと係合している。
【００２０】
以上のようにしてレンズ保持ユニットＬＨおよび移動キー１０等が組まれた第１駆動筒２の外周面に設けられるオスヘリコイドネジ２ａは、固定筒１のメスヘリコイドネジ１ａにねじこまれ、さらに移動キー１０のフイルム側端にガイド枠１４が４本のビス２０により固設される。ガイド枠１４には凸部１４ｂが設けられており、この凸部１４ｂは固定筒１に光軸方向に延在して設けられる開口１ｂの縁端１ｃと係合する。凸部１４ｂと縁端１ｃとの係合により、ガイド枠１４は光軸回りの回転が規制される一方で光軸方向には移動自在となっている。
【００２１】
固定筒１の上述した開口１ｂの部分には駆動ギヤ１５が回転自在に取り付けられる。駆動ギヤ１５の回転軸は、光軸と平行な方向に延在する。駆動ギヤ１５と、第１駆動筒２のオスヘリコイドネジ２ａに刻設されるギヤ２ｂとが噛み合い、駆動ギヤ１５が回転するのに応じて第１駆動筒２が固定筒１内を回転して光軸方向に前後動する。駆動ギヤ１５は、第１駆動筒２が光軸方向に前後動しても噛み合いが外れることのないように十分な長さの歯幅を有している。
【００２２】
− 可変焦点距離レンズ鏡筒の動作の概略 −
上述のように第１駆動筒２が固定筒１内を回転しながら光軸方向に前後動すると、第１駆動筒２のガイド溝２ｄと第２駆動筒３の突起３ａとが係合しているため、第２駆動筒３が第１駆動筒２により連れ回される。一方、１群筒４は直進ガイド筒５により、直進ガイド筒５は移動キー１０により、そして移動キー１０はガイド枠１４によりそれぞれ光軸回りの回転が規制されているので光軸方向に沿って直進動する。
【００２３】
以下で、第１駆動筒２、３群レンズ枠８、固定筒５、２群レンズ枠６、第２駆動筒３、１群筒４の光軸方向の移動動作に関して説明する。
【００２４】
第１駆動筒２は、メスヘリコイドネジ１ａおよびオスヘリコイドネジ２ａで設定されているリードにより、第１駆動筒２の回転角度に比例した量の前後駆動が行われる。
【００２５】
直進ガイド筒５は、この直進ガイド筒５に固設されるフォロワピン５ｃと第１駆動筒２の内周に設けられるカム溝２ｃとが係合しており、カム溝２ｃのカムプロファイルと第１駆動筒２の回転角度とに応じた量の前後駆動が行われる。フイルム面を基準として光軸方向に沿う移動量を考えた場合、直進ガイド筒５の前後移動量は第１駆動筒の移動量にカム溝２ｃのリフト量を加えたものとなる。
【００２６】
第２駆動筒３は、先述したように直進ガイド筒５と一体に光軸方向に前後動するので、その移動量は直進ガイド筒５の移動量と同じである。
【００２７】
１群筒４は、複合リードネジ３ｆおよび直進溝４ｂで設定されているリードにより、第１駆動筒２の回転角度すなわち第２駆動筒３の回転に応じた量の前後駆動が行われる。フイルム面を基準として光軸方向に沿う移動量考えた場合、１群筒４の前後移動量は直進ガイド筒５の移動量に複合リードネジ３ｆによる繰り出し量を加えたものとなる。
【００２８】
ところで、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒は、いわゆる沈胴式の可変焦点距離レンズ鏡筒である。つまり、可変焦点距離レンズ鏡筒は、カメラの電源をオンすると沈胴状態（格納状態）からワイド端まで繰り出し、その後は撮影者による焦点距離変更スイッチの操作に応じてワイド端とテレ端との間で繰り出し・繰り込み動作する。以下、本明細書中では、沈胴状態からワイド端位置に至るまでの可変焦点距離レンズ鏡筒の作動域を「沈胴域」と称し、ワイド端からテレ端に至るまでの領域を「撮影域」と称する。
【００２９】
２群レンズ枠６は、上述のとおり付勢バネ９により被写体側に付勢されており、２群レンズ枠６に固設されるガイドピン６ａは直進ガイド筒５の直進ガイド穴５ｆと係合している。可変焦点距離レンズ鏡筒が撮影域にある場合、２群レンズ枠６は直進ガイド筒５とともに一体に動く。可変焦点距離レンズ鏡筒が沈胴域にある場合については後で詳しく説明するが、たとえばワイド端から沈胴位置まで繰り込む場合、１群筒４が直進ガイド筒５に入れ子状に重なる位置まで縮退する。このとき、シャッタユニット７が１群筒４に押され、これにより２群レンズ枠６がフイルム面側に後退する。なお、図２は可変焦点距離レンズ鏡筒が沈胴状態にあって、２群レンズ枠６がフイルム面側に後退している様子を示している。
【００３０】
３群レンズ枠８に固設されるフォロワピン８ａは、先述のとおり直進ガイド筒５の直進ガイド穴５ｄを貫通して第２駆動筒３の内周面側に形成されるカム溝３ｄと係合している。このため、３群レンズ枠８は、第２駆動筒３が直進ガイド筒５に対して光軸回りに相対回転する際の回転角度とカム溝３ｄのカムプロファイルとに応じた量の前後駆動が行われる。フイルム面を基準として光軸方向の移動量を考えた場合、３群レンズ枠８の前後移動量は直進ガイド筒５の移動量にカム溝３ｄのリフト量を加えたものとなる。
【００３１】
以上の説明を整理すると、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒が変倍動作をする際には、第１駆動筒２および第２駆動筒３のみが光軸まわりの回転を伴なって繰り出し・繰り込み動作を行い、その他の１群筒４、２群レンズ枠６、直進ガイド筒５、３群レンズ枠８等が上記回転を伴わずに繰り出し・繰り込み動作、すなわち直進動作を行う。
【００３２】
ここで、可変焦点距離レンズ鏡筒がワイド端からテレ端へ変倍動作する場合を例にとって１群レンズ１０１、２群レンズ１０２および３群レンズ１０３の動作を説明する。本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒において、１群レンズ１０１、２群レンズ１０２および３群レンズ１０３は、基本的に直進ガイド筒５を核として保持されている。そして、直進ガイド筒５は第１駆動筒２のオスヘリコイドネジ２ａおよびカム溝２ｃの作用により繰り出される。このときに、１群筒４および３群レンズ枠８は、第２駆動筒３の内面に設けられる複合リードネジ３ｆおよびカム溝３ｄの作用によってそれぞれ直進ガイド筒５に対して相対移動する。２群レンズ枠６は直進ガイド筒５と一体に動く。以上の動作の組み合わせにより、可変焦点距離レンズ鏡筒の変倍動作にともなって１群レンズ１０１、２群レンズ１０２および３群レンズ１０３は被写体側に移動しつつ、１群レンズ１０１〜２群レンズ１０２、２群レンズ１０２〜３群レンズ１０３それぞれの群間隔を変化させる。
【００３３】
本発明の実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の構成および概略動作についての以上の説明に続き、上記可変焦点距離レンズ鏡筒を構成する主な部品の詳細について説明する。
【００３４】
− 第１駆動筒 −
図３（ａ）は、第１駆動筒２の内周面を展開して図示したもので、図３（ａ）の上側が被写体側に、そして下側がフイルム面側に対応する。第１駆動筒２の内周面には、第２駆動筒３の突起３ａと係合する６本のガイド溝２ｄと直進ガイド筒５に固設されるフォロワピン５ｃと係合する３本のカム溝２ｃとが形成される。
【００３５】
第１駆動筒２は、プラスチック等の成形加工により製作され、カム溝２ｃの溝幅には、第１駆動筒２の中心側に向かって広がるようにテーパが形成されている。このテーパにより、第２駆動筒３を成形加工する際のアンダーカット（金型から製品を抜く際に、金型と製品との間で生じる干渉）が防止される。
【００３６】
図３（ａ）の断面Ｂ−Ｂを示す図３（ｂ）および図３（ｃ）を参照し、カム溝２ｃの本数に対してガイド溝２ｄの本数が２倍設けられる理由について説明する。カム溝２ｃの深さはガイド溝２ｃの深さよりも深く設けられるため、カム溝２ｃとガイド溝２ｄとが交差するところでガイド溝２ｄが分断される。ガイド溝２ｄに係合する突起３ａの光軸方向の係合量はカム溝２ｃの幅よりも小さい。このため、図３（ｂ）に示されるようにガイド溝２ｄと係合している突起３ａが、第２駆動筒３の繰り出しにともなって図３の上方向に移動すると、図３（ｃ）に示されるようにカム溝２ｃで分断された部分にさしかかったときに突起３ａとガイド溝２ｄとの係合が外れてしまう。もし、カム溝２ｃおよびガイド溝２ｄを同じ本数設け、さらにカム溝２ｃおよびガイド溝２ｄをそれぞれ等間隔で設けた場合、突起３ａとガイド溝２ｄとの係合は同時に外れてしまう。
【００３７】
そこで、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒ではカム溝２ｃが３本設けられるのに対してガイド溝２ｄを２倍の６本設けてある。ガイド溝２ｄをカム溝２ｃの本数の２倍設けることにより、たとえば図３（ａ）の左から数えて奇数番目のガイド溝２ｄで突起３ａの係合が外れても、偶数番目のガイド溝２ｄでの係合を維持することができる。ガイド溝２ｄの配設位置については必ずしも円周を６等分する位置に設ける必要はなく、図３（ａ）に示されるように不等ピッチにしてもよい。要は、複数のガイド溝２ｄのうち、いずれかのガイド溝２ｄで突起３ａが係合していて、複数の突起３ａの係合がすべて同時に外れてしまうことのないようにガイド溝２ｄの配設ピッチを決定すればよい。
【００３８】
本実施の形態では、図３（ａ）の左より数えて奇数番目に設けられる３本のガイド溝２ｄおよび偶数番目に設けられる３本のガイド溝２ｄは、それぞれが円周をほぼ３等分する位置に設けられる。つまり、ガイド溝２ｄの配設位置の円周ピッチはＰ１、Ｐ２、Ｐ１、Ｐ２、…の繰り返しとなる。このようにガイド溝を設けることにより、奇数番目に設けられるガイド溝２ｄと突起３ａとの係合が外れても、偶数番目に設けられるガイド溝２ｄと突起３ａとの係合が維持される。加えて、常に円周をほぼ３等分する位置で第１駆動筒２と第２駆動筒とが係合するので、支持バランスに優れる。このように支持バランスを優れたものとすることにより、第１駆動筒２および第２駆動筒３をスムーズに相対移動させることができる。
【００３９】
以上の例に対し、３本のカム溝２ｃとともに設けるガイド溝２ｄの本数を３とし、たとえばガイド溝２ｄの配設間隔を不等にして、すべて（この場合、３つ）の突起３ａが同時には外れることのないようにすることも可能である。あるいは、３本のカム溝２ｃに対してたとえば４本のガイド溝２ｄを設けることにより、すべての突起３ａが同時に外れることのないようにすることも可能である。ただし、このようにすると、どこかで突起３ａとガイド溝２ｄとの係合が外れたときに、第１駆動筒２と第２駆動筒３との係合位置が円周上で偏ってしまい、支持バランスがよくなくなる場合がある。したがって、カム溝２ｃの配設本数に対して整数倍の本数のガイド溝２ｄを設け、加えて常に円周をほぼ３等分する位置でガイド溝２ｄと突起３ａとの係合が維持されるようにガイド溝２ｄの配設位置を設定することが望ましい。
【００４０】
なお、カム溝２ｃの配設本数を３本とする例について説明したが２本、あるいはこれ以外の配設本数とするものであってもよい。
【００４１】
ところで、複数の突起３ａの光軸方向の長さをカム溝２ｃの溝幅よりも長くすることにより、上述した設計配慮は不要となる。しかし、第１駆動筒２の光軸方向の最短寸法は、第１駆動筒２と第２駆動筒３との光軸方向の相対移動ストロークと、突起３ａの光軸方向の長さとの和で決定されるものであるから、突起３ａの光軸方向長さを増すと第１駆動筒２の光軸方向の長さも増す。このため、上述のように突起３ａの光軸方向の長さを短縮することは可変焦点距離レンズ鏡筒の沈胴時の全長を短縮するために効果的であり、上述した設計配慮をすることが望ましい。
【００４２】
− 第２駆動筒 −
図４を参照して第２駆動筒３の内周面に形成される複合リードネジ３ｆおよびカム溝３ｄについて説明する。図４は、第２駆動筒３の内周面を展開して図示したもので、図の上方が被写体側、下方がフイルム側に対応する。複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６は、図４に示される第２駆動筒３のフイルム側に位置する範囲Ａの部分に設けられて第１のリードを有するネジ３ｂ１〜３ｂ６と、第２駆動筒３の被写体側に位置する範囲Ｂに設けられて第１のリードよりも小さい第２のリードを有するネジ３ｃ１〜３ｃ６とがそれぞれ屈曲部３ｅ１〜３ｅ６を介して接続されて構成される。
【００４３】
以下、本明細書中では第１、第２のリードを有するネジを単に「第１リードネジ」、「第２リードネジ」と称する。図４からもわかるように、本実施の形態において複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６は６条の多条ネジとなっている。
【００４４】
複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６の形状について説明すると、６本の複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６を構成する第１リードネジ３ｂ１〜３ｂ６のうち、添え字が奇数のものと偶数のものとで谷部の溝幅が異なる。具体的には、第１リードネジ３ｄ１、３ｄ３および３ｄ５の谷部の溝幅が３ｄ２、３ｄ４、３ｄ６の谷部の溝幅よりも広く形成されている。この理由については後で説明する。
【００４５】
上述の複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６の範囲Ａの側すなわちフイルム側には、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６に重ね合わせるようにして同じ形状の３本のカム溝３ｄ１〜３ｄ３が円周をほぼ３等分する位置に設けられる。
【００４６】
図４（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す図４（ｂ）に示されるように、カム溝３ｄ１〜３ｄ３の深さ（寸法ｂ）は、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６の谷部深さ（寸法ａ）よりも深くなるように形成される。なお、第１駆動筒２と同様、第２駆動筒３はプラスチック等の成形加工により製作され、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６の谷部溝幅およびカム溝３ｄ１〜３ｄ３の溝幅には、第２駆動筒３の中心側に向かって広がるようにテーパが形成されている。このテーパにより、第２駆動筒３を成形加工する際のアンダーカットが防止される。
【００４７】
図５を参照し、１群筒４の外周に設けられて上述の複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６と螺合する６条のオスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６について説明する。図５（ａ）は、第２駆動筒３の内周面を展開し、６条あるうちの２条のオスヘリコイドネジ４ａ１、４ａ２の山部を重ね合わせて図示したものである。以下では複合リードネジ３ｆ１とオスヘリコイドネジ４ａ１とが螺合する様子を一例に説明する。なお、図５（ａ）の２点鎖線ＡＡの左側では線の錯綜を避けるため、カム溝３ｄ１、３ｄ２の図示を省略する。
【００４８】
オスヘリコイドネジ４ａ１を拡大して示す図である図５（ｂ）において、オスヘリコイドネジ４ａ１は、第１リードネジ３ｂ１に螺合する第１リード面ａ、ｂと、第２リードネジ３ｃ１に螺合する第２リード面ｃ、ｄと、光軸に直交する面ｅ、ｆとを有する。なお、オスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６のそれぞれには、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６に形成されるテーパに合わせてテーパが形成されており、いわゆる台形ネジ状のネジ山形状を有するがその図示は省略する。
【００４９】
図５（ａ）に戻り、オスヘリコイドネジ４ａ１は、沈胴位置からワイド端近傍に至るまでの沈胴域では第１リードネジ３ｂ１と螺合し、Ｗ（ワイド）端からＴ（テレ）端に至るまでの撮影域では第２リードネジ３ｃ１と螺合する。
【００５０】
オスヘリコイドネジ４ａ１が第１リードネジ３ｂ１と螺合する状態から第２リードネジ３ｃ１と螺合する状態へ、あるいは逆に第２リードネジ３ｃ１と螺合する状態から第１リードネジ３ｂ１と螺合する状態へ切り替わる過程について図５（ｃ）を参照して説明する。図５（ｃ）は、第１リードネジ３ｂ１、屈曲部３ｅ１、第２リードネジ３ｃ１を部分的に拡大し、オスヘリコイドネジ４ａ１とともに示す図である。可変焦点距離レンズ鏡筒が沈胴位置からワイド端へ繰り出す過程において、第２駆動筒３は図の左方向へ移動する。オスヘリコイドネジ４ａ１は、第１リードネジ３ｂ１の斜面ｐで押され、図の上方（被写体側）へと移動する。可変焦点距離レンズ鏡筒がワイド端側から沈胴位置へ繰り込む過程において、第２駆動筒３は図の右方向へ移動する。オスヘリコイド４ａ１は、第２リードネジ３ｃ１の斜面ｑで押され、図の下方（フイルム側）へと移動する。いずれの場合においてもオスヘリコイド４ａ１は、屈曲部３ｅ１によって第１リードネジ３ｂ１と螺合する状態から第２リードネジ３ｃ１と螺合する状態へ、あるいは第２リードネジ３ｃ２と螺合する状態から第１リードネジ３ｂ１と螺合する状態へと切り替えられる。
【００５１】
なお、先に説明したように第１リードネジ３ｂ１、３ｂ３および３ｂ５の谷部の溝幅が３ｂ２、３ｂ４、３ｂ６の谷部の溝幅よりも広く構成されている。したがって、たとえばオスヘリコイドネジ４ａ２の寸法はオスヘリコイドネジ４ａ１と異なるが、形状はオスヘリコイドネジ４ａ１のものと似ているので図示および説明については省略する。
【００５２】
再び図４を参照して、６本の複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６のうち、添え字が奇数のものと偶数のものとで谷部の溝幅が異なる理由について説明する。本来、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６とカム溝３ｂ１〜３ｂ３とはオーバーラップして設けず、たとえば第２駆動筒３の光軸方向寸法を延長して複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６とカム溝３ｂ１〜３ｂ３とを光軸に沿う前後方向に分けて設ける方が構造上は単純になる。しかし、このように第２駆動筒の光軸方向寸法を延長すれば、可変焦点距離レンズ鏡筒が長くなり、沈胴時のカメラの厚さを薄くすることができない。そのため、図４に示されるように複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６とカム溝３ｂ１〜３ｂ３とを重ね合わせて設ける。
【００５３】
上述のように複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６とカム溝３ｂ１〜３ｂ３とをオーバーラップさせて設けると、図４で示されるようにカム溝３ｂ１〜３ｂ３によって複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６のネジ溝が分断される。このため、第１駆動筒２（図３）の説明と同様の理由によりオスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６と複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６との係合が同時に外れてしまうおそれがある。こうした不具合が発生することのないように、カム溝３ｂ１〜３ｂ３が３本設けられているのに対して複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６は整数倍、本実施例では２倍の６本が設けられている。
【００５４】
ところで、カム溝３ｄ１〜３ｄ３のカムプロファイルが本実施の形態のように蛇行するものである場合、カムプロファイルによっては１本の複合リードネジが複数の箇所で分断されてしまい、オスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６と複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６との係合が同時に外れてしまう可能性もある。そのようなときには、６本の複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６のうち、添え字が奇数のものと偶数のものとで谷部の溝幅を変えることが有効となる。つまり、谷部の溝幅を変えることにより、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６がカム溝３ｂ１〜３ｂ３によって分断される際の光軸方向の位置をずらすことができるので、オスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６と複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６との係合が同時に外れてしまうことのないように設計できる。
【００５５】
本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒が沈胴域から撮影域、あるいは撮影域から沈胴域へと繰り出し・繰り込み作動するときにオスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６が複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６の屈曲部３ｅ１〜３ｅ６を経ることについては既に説明した。つまり、第１リードネジ３ｂ１〜３ｂ６と第２リードネジ３ｃ１〜３ｃ６との間でオスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６の係合が切り替わる場合に、屈曲部３ｅ１〜３ｅ６が重要な役割を果たす。つまり、屈曲部３ｅ１〜３ｅ６の部分をオスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６が通過するのを境にオスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６の作動が大きく切り替わるので、この屈曲部３ｅ１〜３ｅ６がカム溝３ｂ１〜３ｂ３によって分断されないようにすることが重要である。
【００５６】
屈曲部３ｅ１〜３ｅ６がカム溝３ｂ１〜３ｂ３によって分断されないようにするため、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６の形状を決める際には以上に説明したようにネジの条数、ネジ溝の幅等のパラメータを考慮すればよい。
【００５７】
本実施の形態では上述したパラメータを考慮した上で、図４に示されるように６本の複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６のすべての屈曲部３ｅ１〜３ｅ６がカム溝３ｄ１〜３ｄ３で分断されることのないようにしてある。理論上は、６つの屈曲部３ｅ１〜３ｅ６のうち、一つでも残されていればオスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６は作動する筈である。しかし、実際には第２駆動筒３の製作誤差や、第２駆動筒３と１群筒４のオスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６との間の嵌合ガタなどの不安定要因が存在する。これらの不安定要因により、屈曲部が分断されている部分にさしかかったオスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６のいずれかが、ネジ溝から外れてしまうこともある。したがって、これらの屈曲部３ｅ１〜３ｅ６はすべてカム溝３ｄ１〜３ｄ３で分断されることのないようにすることが動作の確実性を得る上でも動作をスムーズにする上でも望ましい。
【００５８】
第２駆動筒３の内周面における複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６およびカム溝３ｄ１〜３ｄ３の形成位置について説明する。１群筒４を繰り出し・繰り込み動作させるための複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６の形成位置に対し、３群レンズ枠８を駆動するためのカム溝３ｄ１〜３ｄ３の形成位置は、図３に示されるようにフイルム面側にある。複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６とカム溝３ｄ１〜３ｄ３とが上述したような位置関係で形成される理由は可変焦点距離レンズ鏡筒の強度を増すためである。つまり、１群筒４や３群レンズ枠８に光軸方向の外力が作用した場合、オスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６、フォロワピン８ａおよびカム溝３ｄ１〜３ｄ３にはせん断応力が生じる。このとき、光軸方向に同じ外力が作用したと仮定すると、係合量の比較的多いオスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６および複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６で生じるせん断応力の方がフォロワピン８およびカム溝３ｄ１〜３ｄ３で生じるせん断応力よりも小さくなる。すなわち、オスヘリコイドネジ４ａ１〜４ａ６および複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６は、より大きな外力に耐えうる。
【００５９】
このため、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒では、鏡筒外部に露出する１群筒４を第２駆動筒３とヘリコイドネジにより係合させる一方、鏡筒内部のフイルム面側に配設されているために大きな外力のかかることの少ない３群レンズ枠８をカムで駆動する。
【００６０】
第２駆動筒３の内面における複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６およびカム溝３ｄ１〜３ｄ３の形成位置を上述のようにすることにより、外部に露出する鏡筒構成部材の強度を増すことが可能となる。そして、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６とカム溝３ｄ１〜３ｄ３とを光軸方向にオーバーラップさせて設けることにより、第２駆動筒３の全長を短縮することができ、これにより可変焦点距離レンズ鏡筒の沈胴時の寸法を短縮してカメラを小型化することができる。
【００６１】
− 直進ガイド筒およびシャッタＦＰＣのくびれ部 −
図６には、シャッタユニット７の取り付けられた２群レンズ枠６、付勢バネ９および３群レンズ枠８が直進ガイド筒５に組み込まれる様子を示す。シャッタユニット７とカメラ本体の回路基板（不図示）とを電気的に接続するシャッタＦＰＣ７ａの中間部７ｃは、直進ガイド筒５のフランジ部５ｇに設けられる切り欠き５ｉにＦＰＣ止め２２を介して固定される。
【００６２】
先に説明したとおり、直進ガイド筒５には直進ガイド穴５ｄおよび５ｆが形成されており、２群レンズ枠はガイドピン６ａが直進ガイド穴５ｆと係合し、３群レンズ枠８はフォロワピン８ａが直進ガイド穴５ｄと係合してそれぞれ直進ガイド筒５内を光軸方向に移動自在に支持される。そして２群レンズ枠６と３群レンズ枠８との間に介装される付勢バネ９により２群レンズ枠６は図の下方（被写体側）へ、３群レンズ枠８は図の上方（フイルム面側）へそれぞれ付勢される。直進ガイド筒５の外周には複数の凸部５ｂが光軸と平行な方向に延在するように設けられており、図１に示されるように１群筒４の内部に形成される直進溝４ｂと係合する。つまり、直進ガイド筒５は１群筒４（１群レンズ１０１）、２群レンズ枠６（２群レンズ１０２）および３群レンズ枠８（３群レンズ１０３）を保持する移動枠としての機能と、１群筒４および３群レンズ枠１０３の直進ガイドとしての機能を併せ持つ。
【００６３】
シャッタＦＰＣ７ａには、部分的にその幅を狭めたくびれ部７ｂが形成される。シャッタＦＰＣ７ａの長手方向に沿って複数の導通パターンが形成されるが、上述したくびれ部７ｂにおいては上記複数の導通パターンの各パターン幅も狭められる。これは、以下で説明するようにくびれ部７ｂの厚さ方向の曲げ剛性を低下させるためである。
【００６４】
図７は、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒がワイド端に位置している状態を示す縦断面図である。図７において２群レンズ枠６は、付勢バネ９により図の左方向（被写体側）に付勢されている。つまり、２群レンズ枠６およびシャッタユニット７は直進ガイド筒５における移動範囲内で最も被写体側に押しつけられた状態にある。撮影域、すなわち可変焦点距離レンズ鏡筒がワイド端〜テレ端に位置する場合には、直進ガイド筒５と２群レンズ枠６およびシャッタユニット７との位置関係は図７に示される状態が維持される。この状態ではシャッタユニット７と直進ガイドガイド筒５のフランジ部５ｇとは最も離れた状態にあるため、シャッタＦＰＣ７ａはたるみが比較的少ない状態にある。
【００６５】
図８は、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒が沈胴位置にある状態を示す縦断面図である。沈胴状態において１群筒４は、直進ガイド筒５と光軸方向にほぼ重なった状態となる位置にまで後退し、後退する１群筒４によって２群保持枠６がフイルム面側に押されて後退する。２群保持枠６が後退するのにともない、シャッタユニット７と直進ガイド筒５のフランジ部５ｇとが近づき、シャッタＦＰＣ７ａのたるみ量は増す。
【００６６】
ところで、カメラが使われていないときには、可変焦点距離レンズ鏡筒は沈胴状態にある場合が多い。つまり、シャッタＦＰＣ７ａは図８の状態にあることが多い。このため、シャッタＦＰＣ７ａには曲げクセがつきやすい。シャッタＦＰＣ７ａに曲げクセが付くと、可変焦点距離レンズ鏡筒を撮影域にまで繰り出した場合にシャッタＦＰＣ７ａの曲げクセが２群レンズ枠６を後退させようとする弾性力として作用する。付勢バネ９が２群レンズ枠６を被写体側へ押し出そうとする力をシャッタＦＰＣ７ａによる弾性力が上回ると、２群レンズ枠６が光軸に対して倒れ、あるいは２群レンズ１０２と３群レンズ１０３との群間隔が変化して、光学性能が低下する。これに対し、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒ではシャッタＦＰＣ７ａの屈曲部に上述したくびれ部７ｂ（図６）が位置するようになっている。したがって、シャッタＦＰＣ７ａの曲げ剛性が低下するので上述した不具合を防止することができる。無論、付勢バネ９の付勢力を増して上述した不具合を抑制することは可能であるが、付勢バネ９の付勢力を増すと可変焦点距離レンズ鏡筒を変倍駆動するためのモータの負荷が増す。このため、上述のようにシャッタＦＰＣ７ａの剛性を下げることが望ましい。
【００６７】
なお、上記くびれ部７ｂの長さは、シャッタＦＰＣ７ａの全長に比較して僅かな量であり、このくびれ部７ｂで導通パターン幅を狭めることによる導通抵抗の増加量はシャッタＦＰＣ７ａの全長にわたって導通パターン幅を狭める場合に比べて低減することができる。このため、比較的大きな駆動電流を要するシャッタアクチュエータへの供給電流が制限されることはなく、シャッタアクチュエータの十分な駆動力を得ることができる。
【００６８】
− 固定筒 −
図９（ａ）は、固定筒１を被写体側から見た様子を示す正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の断面Ｂ−Ｂを示す図である。図９（ａ）に示されるように、固定筒１の円筒部の内面に設けられるメスヘリコイドネジ１ａの一部に切り欠き状の溝１ｄが設けられる。この溝１ｄの奥の面１ｅは、メスヘリコイドネジ１ａの谷径よりも光軸から離れる位置に設けられる。溝１ｄは、図９（ｂ）に示されるように光軸方向に延在しており、後述するように可変焦点距離レンズ鏡筒の光軸方向の繰り出し位置を電気的に検出するためのいわゆるエンコーダ基板および上述したシャッタＦＰＣ７ａ配設するための空間となっている。溝１ｄはまた、後述するようにエンコーダ基板の表面上を光軸方向に摺動するエンコーダブラシの移動空間ともなっている。
【００６９】
固定筒１の円筒部において、溝１ｄとほぼ相対する位置には開口１ｂが空けられている。第１駆動筒２を回転駆動するための駆動ギヤ１５の両端に設けられた軸は、固定筒１の孔１ｇおよび１ｈで回転自在に支持される。そして先に説明したとおり、開口１ｂを介して駆動ギヤ１５と第１駆動筒２のオスヘリコイドネジ２ａに刻設されるギヤ２ｂとがかみ合う。
【００７０】
再び図８を参照し、固定筒１の溝１ｄまわりの説明をする。溝１ｄの奥の面１ｅにはエンコーダ基板２４が配設される。エンコーダ基板２４に形成されるパターンは、単にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す１ビットの信号を発生するものであってもよいし、あるいは上述のパターンに対してＯＮ／ＯＦＦの位相を１８０度ずらしたパターンをさらに加えた、いわゆる２相クロック信号状のパターンであってもよい。不図示のモータにより駆動ギヤ１５（図２）が駆動され、第１駆動筒２が光軸方向に前後すると、エンコーダ基板２４の上をガイド枠１４のエンコーダブラシ取付部１４ａに固設されたエンコーダブラシ１７が光軸方向に移動して摺動する。エンコーダブラシ１７が光軸方向に移動するのに応じて発生する信号は、不図示の制御回路に入力される。この信号は、可変焦点距離レンズ鏡筒の繰り出し位置の検知、あるいは焦点距離情報や開放Ｆ値情報等を得るためなどに用いられる。
【００７１】
エンコーダ基板２４に接続されるＦＰＣ２４ａは、シャッタＦＰＣ７ａとともに固定部材１ｅにて固定筒１に固定される。溝１ｄ内においてシャッタＦＰＣ７ａは、エンコーダブラシ１７と第１駆動筒２との間の空間に位置するように配設される。
【００７２】
本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の変倍動作にともなうシャッタＦＰＣ７ａのふるまいについて、図７および図１０を参照して説明する。可変焦点距離レンズ鏡筒がワイド端にある場合を示す図７において、直進ガイド筒５はフイルム面に比較的近い位置にある。シャッタＦＰＣ７ａのＦＰＣ止め２２と固定部材１ｅとの間の部分は、そのスパンのうちの大半が溝１ｄ内に収納されている。可変焦点距離レンズ鏡筒が図１０に示されるようにテレ側に繰り出すのにつれて、第２駆動筒３（直進ガイド筒５）および第１駆動筒２が被写体側に繰り出す。これにより、溝１ｄ内に収納されていたシャッタＦＰＣ７ａが鏡筒内に移動する。このときシャッタＦＰＣ７ａは、溝１ｄの中で第１駆動筒２とエンコーダブラシ１７との間を移動する。つまり、シャッタＦＰＣ７ａが溝１ｄの中でうねってエンコーダ基板２４と接触していても、ガイド枠１４のエンコーダブラシ取付部１４ａによってシャッタＦＰＣ７ａが押しのけられるのでエンコーダブラシ１７とエンコーダ基板２４との間の接触が阻害されることがない。
【００７３】
上述した溝１ｄは、固定筒１のメスヘリコイドネジ１ａの谷径よりも外側に、いわば箱状に形成されるものであるから、固定筒１の円筒部分を分断することがない。このため、固定筒１の円筒部分を切り欠いて開口を設けるのに比べて円筒部分の剛性低下を抑制することができる。また、撮影動作時にシャッタユニット７が開いて３群レンズ１０３より射出した光が固定筒１の外に漏れ出てフイルム面に達することも、溝部１ｂが開口でなく、閉じていることにより抑制される。
【００７４】
さらに、溝部１ｄの奥の面１ｅの光軸からの距離は、固定筒１の部品製作精度で決まり、したがって光軸からエンコーダ基板２４の摺動面までの寸法誤差のばらつきが低減される。このため、エンコーダブラシ１７のエンコーダ基板２４への接触圧を安定化させることができ、信頼性を増すことができる。また、可変焦点距離レンズ鏡筒のユニットとしての集積度を増すことができ、ユニット段階での動作の点検が容易になるとともにこの可変焦点距離レンズ鏡筒を組み込むカメラの最終組立工程の工数を低減することができる。これに対して、固定筒１に開口を設け、エンコーダ基板２４をボディ側に固定して、この開口部分を介してエンコーダブラシ１７をエンコーダ基板２４に接触させようとした場合、固定筒１のボディへの取付位置のばらつき等によってエンコーダブラシ１７の接触圧もばらつきやすくなる。また、エンコーダ基板２４から出力される信号も可変焦点距離レンズ鏡筒をボディに組み込む前に点検することができなくなる。
【００７５】
ところで、溝１ｄは上述のように固定筒１のメスヘリコイドネジ１ａの谷径よりも外側に設けられるものであるから、固定筒１の円筒部分には外周部によけいな出っ張りを有することになる。しかし、ボディ側の鏡筒配設スペースは、ボディを正面から見たときに長方形ないし正方形の形状となっている。したがって、ボディ側の鏡筒配設スペースと鏡筒との間には略三角形状の空間が四隅にできる。この空間に溝１ｄを位置させることにより、効率のよいレイアウトが可能となるので、カメラを大型化することなく上述した効果を得ることができる。
【００７６】
− ＦＰＣガイド −
ここで図８に戻って、ボディ１６に設けられるＦＰＣガイド１６ａについて説明する。可変焦点距離レンズ鏡筒がテレ側から沈胴位置に繰り込む過程において、シャッタＦＰＣ７ａには剛性があって曲げに逆らおうとするので、シャッタＦＰＣ７ａの曲げの曲率半径は大きくなりやすい。このような状態で第２駆動筒３が後退するとシャッタＦＰＣ７ａが３群レンズ１０３とボディ１６との間に挟まれて、いわゆるジャミングを発生することもある。ＦＰＣガイド１６ａは、大きく膨らもうとするシャッタＦＰＣ７ａを光軸から離れる方向にガイドして押し出す。ＦＰＣガイド１６ａにより押し出されたシャッタＦＰＣ７ａは、３群レンズ１０３とボディ１６との間に挟まれることなく溝１ｄの内部にスムーズに収まる。このＦＰＣガイド１６ａは、ボディ１６と一体に成形することにより製造コストの上昇を抑制できる。
【００７７】
− ３群レンズ枠 −
図１および図６に示されるように、３群レンズ枠８には突起８ｂが光軸に略平行な方向に設けられる。この突起８ｂは、以下で説明するように可変焦点距離レンズの焦点距離に応じてシャッタユニット７の開口を規制するためのものである。
【００７８】
図１１は、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の光軸に沿う縦断面の一部を示すものであり、（ａ）が沈胴時の、（ｂ）がワイド端時の、そして（ｃ）がテレ端時の様子を示す。可変焦点距離レンズ鏡筒がワイド端からテレ端に繰り出すのにつれて２群レンズ１０２と３群レンズ１０３との群間隔は図１１（ｂ）、（ｃ）に示されるように縮まる。突起８ｂの先端部には、段カム８ｃが設けられ、そのプロファイルは根本から先端に向かうにつれて光軸近傍を中心とする半径方向にそのリフト量が段階的に減じられるものとなっている。また、段カム８ｃ（突起８ｂ）の図１１紙面垂直方向の厚み、すなわち光軸近傍を中心とする円の周方向の厚み寸法は根本から先端までほぼ一定となっている。
【００７９】
シャッタユニット７には、後で詳述する開口規制レバー１８が設けられており、上述の段カム８ｃと開口規制レバー１８とは、ワイド端では図１１（ｂ）に示されるように離れていて当接しない。そして、両者は中間の焦点距離域で当接し始めて焦点距離に応じて段階的に開口規制レバー１８のリフト量が変化し、テレ端で図１１（ｃ）に示されるようにリフト量は最大となる。また、図１１（ａ）に示されるように、沈胴時に可変焦点距離レンズ鏡筒の全長を短縮させてコンパクトにするために各レンズ群間は縮められて２群レンズ１０２〜３群レンズ１０３間の間隔も縮まって段カム８ｃと開口規制レバー１８とが当接する。このときの２群レンズ１０２〜３群レンズ１０３間の光軸方向の相対距離は、可変焦点距離レンズ鏡筒をワイド端からテレ端まで変倍動作させたときの２群レンズ１０２と３群レンズ１０３との間の光軸方向の光軸方向の相対距離の変化範囲内にある。つまり、沈胴時に上述した２群レンズ１０２と３群レンズ１０３との間の光軸方向の光軸方向の相対距離の変化範囲を逸脱することがないので、特に沈胴時ためだけにシャッタユニット７と段カム８ｃとの干渉を防止するための新たな切り欠き等を設ける必要がなくなり、シャッタユニット７や可変焦点距離レンズ鏡筒の設計の自由度が増す。
【００８０】
図１２は、シャッタユニット７をフイルム面側より見た様子を部分的に拡大して示すものであり、（ａ）がワイド端の状態を、（ｂ）がテレ端の状態を示す。シャッタユニット７には開口規制レバー１８が軸ｐを中心として回転自在に取り付けられている。ねじりバネ１９の一方の腕が開口規制レバー１８の突起１８ａに掛けられ、他方の腕がシャッタユニット７に固設される突起７ｂに掛けられ、開口規制レバー１８は反時計回りの方向に付勢される。この開口規制レバー１８は、シャッタユニット７に固設される回り止め７ｈにより回転方向に位置決めされる。シャッタユニット７の外周の一部には切り欠き７ｄが設けられ、この切り欠き７ｄに開口規制レバー１８の腕１８ｃが位置する。開口規制レバー１８の腕１８ｃの反対側の腕には図の紙面裏側、すなわち被写体側に延びる突起１８ｂが設けられる。
【００８１】
シャッタユニット７の内部には軸ｑを中心として回動するセクタ羽根７ｅが組み込まれる。なお、シャッタユニット７には、光軸と直交する略同一平面上でセクタ羽根７ｅと対向して作動するセクタ羽根７ｉ（図１２（ａ）にその一部を図示）も組み込まれるが、ここでは説明および全体の図示を省略する。
【００８２】
セクタ羽根７ｅに空けられる長穴７ｇに駆動ピン７ｆが係合しており、この駆動ピン７ｆによりセクタ羽根７ｅは開閉駆動される。上述した開口規制レバー１８の突起１８ｂは、セクタ羽根７ｅが開閉動作する空間にまで達する長さを有する。したがって、図１２（ａ）に示すワイド端の状態で駆動ピン７ｇがセクタ羽根７ｅを開放させる側に駆動しようとしてもセクタ羽根７ｅと突起１８ｂとが当接してセクタ羽根７ｅの開口が規制されて全開はしない。つまり、セクタ羽根７ｅで決定される開口径は、シャッタユニット７の固定絞り７ｃで決定される開口径よりも小さくなる。以上のようにしてシャッタユニット７の最大開口径が開口規制レバー１８によって規制される。
【００８３】
可変焦点距離レンズ鏡筒がテレ端に位置する場合、シャッタユニット７と３群レンズ枠８とが図１１（ｃ）に示されるように接近し、これにともなって図１２（ｂ）に示されるように突起８ｂ（段カム８ｃ）がシャッタユニット７の上述した切り欠き７ｄに入り込む。そして段カム８ｃによって開口規制レバー１８の腕１８ｃが押され、開口規制レバー１８は時計回り方向に回転して突起１８ｂがシャッタユニット７の外周側に待避する。この状態で駆動ピン７ｇがセクタ羽根７ｅを開放させる側に作動した場合、セクタ羽根７ｅは突起１８ｂと当接することはないのでセクタ羽根７ｅは開口が規制されることなく全開する。このときの開口径は固定絞り７ｃで規定される。
【００８４】
以上に説明したように、３群レンズ枠８に段カム８ｃは光軸とほぼ平行な方向に延在して設けられ、そのリフト量が光軸近傍を中心とする半径方向に変化するものであるとともに、この段カム８ｃの光軸近傍を中心とする円の周方向の厚みはほぼ一定である。また、３群レンズ枠８およびシャッタユニット７は可変焦点距離レンズ鏡筒中で共に直進動するものであるから、両者は光軸回りの相対回転運動をすることがない。このような構成とすることにより、シャッタユニット７に対して段カム８ｃをいわば突き刺してゆく方向にシャッタユニット７と段カム８ｃとを相対移動させることができ、これにより段カム８ｃの移動空間の体積を減じることができる。つまり、段カム８ｃの移動ストロークに対応して設けるシャッタユニット７の逃げ、すなわち切り欠き７ｄの面積を小さくすることができる。なお、段カム８ｃの上述した厚み寸法については、段カム８ｃの強度や射出成型時の型抜け性を考慮し、適宜先細りのテーパ形状となるように定めてもよい。
【００８５】
上述した効果についてさらに説明すると、シャッタユニット７を光軸方向より透視して見たと仮定して、シャッタユニット７の内部はその大半がセクタ羽根７ｃおよび７ｅの移動空間として占められる。このため、上述のように段カム８ｃとの干渉を避けるための逃げを最小化することがシャッタユニット７の小型化のためには有利となる。このとき、切り欠き７ｄは半径方向に延在して設けられることもシャッタユニット７の小型化に有利である。つまり、ドーナツ状のシャッタ基板上に、上述のような半径方向に延在する切り欠きを設けることは、従来技術の説明からも明らかなように、周方向に延在する切り欠きを設けるのに比べ比較的容易に行うことができる。
【００８６】
以上では、シャッタユニット７に隣接して配置され、変倍動作にともなってシャッタユニット７に対して光軸方向に相対移動する３群レンズ枠８に段カム８ｃが設けられる例について説明したが、この例に限らない。要は変倍動作に応じてシャッタユニット７に対して光軸方向に相対移動する部材があれば、その部材に段カムを設けることができる。たとえば、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒では１群筒４に段カムを設けることも可能である。ただし、段カムはシャッタユニット７よりもフイルム面側、すなわち結像面側に配設される部材等に設けることが望ましい。この理由は、シャッタユニット７の被写体側には蛇腹１１等の遮光部材や、レンズバリア開閉機構等の部品が配設される場合が多いからである。段カムをシャッタユニット７よりも被写体にある部材に設けると、上記遮光部材やレンズバリア開閉機構等の設計を困難にする場合がある。
【００８７】
以上ではレンズシャッタを内蔵する可変焦点距離レンズ鏡筒で設定される焦点距離に応じて絞り径を制限する例について説明したが、たとえば一眼レフカメラに装着されるレンズに本発明を適用することも可能である。このときには、シャッタユニット７に代えて可変絞りユニットが配設される。そして、以上に説明した段カムにより可変絞りユニットの最大開口を制限すればよい。
【００８８】
− 変倍動作およびフォーカシング動作の詳細 −
図１３は、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の繰り出し・繰り込みにともなう１群レンズ１０１、２群レンズ１０２および３群レンズ１０３の動きを説明する図であり、横軸に第１駆動筒２の回転角を、縦軸に光軸方向のストロークをとって以下に説明するようにグラフ化したものである。
【００８９】
図１３において、グラフ▲１▼は固定筒１と第１駆動筒２との相対回転によって得られる第１駆動筒２の移動ストロークを示す。グラフ▲２▼は、第１駆動筒２と直進ガイド筒５との相対回転によって得られる第２駆動筒３の第１駆動筒２に対する相対ストロークを示す。グラフ▲３▼は、第２駆動筒３と１群筒４との相対回転によって得られる１群筒４の第２駆動筒３に対する相対ストロークを示す。グラフ▲４▼は、第２駆動筒３と直進ガイド筒５との相対回転によって得られる３群レンズ枠８の第２駆動筒３に対する相対ストロークを示す。
【００９０】
以上に説明したグラフ▲１▼〜▲４▼で示されるストロークの組み合わせにより１群レンズ１０１、２群レンズ１０２および３群レンズ１０３のフイルム面に対する移動量が決まる。各レンズ群のフイルム面に対する移動量は、図１３に示されるように、１群レンズ１０１の移動量はグラフ▲１▼、▲２▼および▲３▼を合成することにより得られる。同様に、２群レンズ１０２の移動量はグラフ▲１▼とグラフ▲２▼とを合成することにより、３群レンズ１０３の移動量はグラフ▲１▼、グラフ▲２▼およびグラフ▲４▼を合成することにより得られる。
【００９１】
上述した１群レンズ１０１〜３群レンズ１０３の動きを要約すると、１群レンズ１０１および３群レンズ１０３は、それぞれ２群レンズ１０２に対して光軸方向へ相対移動可能に直進ガイド筒５に保持され、直進ガイド筒５はグラフ▲１▼および▲２▼の和で示されるストロークで駆動される。このとき１群レンズ１０１はグラフ▲３▼で示されるストロークで、３群レンズ１０３はグラフ▲４▼で示されるストロークで、それぞれ直進ガイド枠５に対して相対駆動される。
【００９２】
以上の構成を有する可変焦点距離レンズ鏡筒を沈胴位置からワイド端、すなわち図１３のＦＬ１の位置まで繰り出すと、焦点距離ＦＬ１で略無限遠に位置する被写体の尖鋭像をフイルム面上に結ぶ状態となる。可変焦点距離レンズ鏡筒をその位置からさらに繰り出すにつれ、焦点距離ＦＬ１で近距離に位置する被写体の尖鋭像をフイルム面上へ結ぶ状態に変化する（焦点調節範囲Ｄ１）。可変焦点距離レンズ鏡筒をさらに繰り出すと、焦点距離ＦＬ１からＦＬ２への変倍域を経て焦点距離ＦＬ２において略無限遠に位置する被写体の尖鋭像をフイルム面上に結ぶ状態となる。以下、同様にして可変焦点距離レンズ鏡筒を繰り出してゆくと、変倍動作すなわち撮影画角を変化させる動作と焦点調節動作とを交互に繰り返し、テレ端の焦点距離ＦＬ６で近距離に位置する被写体の尖鋭像をフイルム面上へ結ぶ状態にまで至る。なお、図１３でＤ１＜Ｄ２…Ｄ５＜Ｄ６と、ワイド側よりもテレ側の焦点調節範囲が大きくなっているが、これは撮影レンズの焦点距離が長くなるにつれて撮影距離変化に対する像面の移動量が増すためである。各焦点調節範囲Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄ６における繰り出し量は可変焦点距離レンズ鏡筒駆動用のモータの回転量により制御される。
【００９３】
本発明の実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の繰り出し量または繰り込み量を以上のように制御することにより、変倍動作と焦点調節動作とを一つのアクチュエータで行うことができる。このため、可変焦点距離レンズ鏡筒の小型化および製造コストの低廉化が達成できる。
【００９４】
また、以上の構成によれば、直進ガイド筒５を駆動するためのカム溝２ｃを第１駆動筒２に、そして第３レンズ群１０３を駆動するためのカム溝３ｄを第２駆動筒３に、それぞれ分けて設けることができる。このため、一つのカム筒内に２種類のカム溝を設けることによるカム筒の大型化、特に光軸方向寸法の大型化を抑止でき、沈胴時の可変焦点距離レンズ鏡筒の全長を短縮することができる。このとき、第２駆動筒３の内面には１群筒４を駆動するための複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６と３群レンズ枠８を駆動するためのカム溝３ｄ１〜３ｄ３とを光軸方向にオーバーラップさせて設けることができる。したがって第２駆動筒３の光軸方向の長さを延ばすことなく、一つの駆動筒で複数のレンズ群を独立して駆動することが可能となる。
【００９５】
さらに、第２駆動筒３に複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６が設けられることにより、以下で説明するように沈胴時に第１駆動筒２、第２駆動筒３および１群筒４の被写体側の端面位置をボディ１６の前面とともに面一に揃えるように可変焦点距離レンズ鏡筒を容易に設計することができる。
【００９６】
沈胴時に第１駆動筒２、第２駆動筒３および１群筒４の被写体側端面位置をボディ１６の前面に対して面一に揃えるためには、これらの部品間に存在する各段差をゼロとする必要がある。つまり、図７に示すワイド端位置にある可変焦点距離レンズ鏡筒の下部に示す第１駆動筒２先端〜ボディ１６の前面の段差δ１、第２駆動筒３先端〜第１駆動筒２先端の段差δ２、１群筒４〜第２駆動筒３先端の段差δ３をそれぞれゼロにする必要がある。これらの段差のうち、段差δ１をゼロにするために必要な第１駆動筒２の回転角が決まる。段差δ２をゼロにするためには、上述した第１駆動筒２の回転角に応じてカム溝２ｃのプロファイルを決めればよい。ところが、１群筒４の第２駆動筒３に対する光軸方向の動きはカムではなくネジ対偶で決められており、しかもそのリードは１群レンズ１０１の撮影域で必要とされる移動ストロークと第２駆動筒３の回転角とに基づいて決定される。上述のようにして決められるリードでは段差δ３をゼロにすることができないため、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒では図５に示されるように第２駆動筒３の内面に形成されるヘリコイドネジを複合リードネジとしている。つまり、ワイド端から沈胴位置に至るまでの第２駆動筒３の回転角と、段差δ３をゼロにするために必要とされる１群筒４の移動ストロークとに基づいて第１リードネジ３ｂ１〜３ｂ６が決定される。このように、複合リードネジを用いることにより、可変焦点距離レンズ鏡筒を構成する各要素の移動ストロークの設定に自由度を持たせることができる。
【００９７】
以上の発明の実施の形態と請求項との対応において、カム溝３ｄ１〜３ｄ３がカム溝を、第１リードネジ３ｂ１〜３ｂ６が第１のリードネジを、第２リードネジ３ｃ１〜３ｃ６が第２のリードネジを、屈曲部３ｅ１〜３ｅ６が屈曲部を、複合リードネジ３ｆ１〜３ｆ６が複合リードネジを、１群筒４が第１の被駆動部材を、３群レンズ枠８が第２の被駆動部材をそれぞれ構成する。
【００９８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、可変焦点距離レンズ鏡筒の設計の自由度および作動の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の主要構成部品を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の光軸に沿う縦断面を示す図である。
【図３】第１駆動筒の内面にカム溝およびガイド溝が形成される様子を説明する図である。
【図４】第２駆動筒の内面に複合リードネジおよびカム溝が形成される様子を説明する図であり、（ａ）が第２駆動筒の内面を展開した様子を示す図であり、（ｂ）が図４（ａ）の断面Ｂ−Ｂを示す図である。
【図５】第２駆動筒の内面に形成される複合リードネジとオスヘリコイドネジとが係合する様子を示す図であり、（ａ）は第２駆動筒の内面全体を示す図であり、（ｂ）はオスヘリコイドネジの一部を拡大して示す図であり、（ｃ）は複合リードネジの屈曲部近傍を部分的に拡大して示す図である。
【図６】直進ガイド筒にシャッタユニット、２群レンズ枠、付勢バネ、３群レンズ枠等が組み込まれる様子を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒がワイド端にある状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒が沈胴位置にある状態を示す縦断面図である。
【図９】固定筒の形状を説明する図であり、（ａ）が正面から見た様子を示す図であり、（ｂ）が図９（ａ）の断面Ｂ−Ｂを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒がテレ端位置にある状態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の変倍動作に応じ、段カムと開口規制レバーとの位置関係が変化する様子を示す図であり、（ａ）が沈胴位置にある場合を示す図であり、（ｂ）がワイド端にある状態を示す図であり、（ｃ）がテレ端にある状態を示す図である。
【図１２】開口規制レバーによってセクタの開口が規制される様子を説明する図であり、（ａ）がワイド端の場合を示す図であり、（ｂ）がテレ端の場合を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る可変焦点距離レンズ鏡筒の繰り出し・繰り込みにともなう１群レンズ、２群レンズおよび３群レンズの動きと、変倍動作および焦点調節動作が交互に行われる様子を説明する図である。
【符号の説明】
１ 固定筒
１ａ メスヘリコイドネジ
１ｂ 開口
１ｄ 溝
２ 第１駆動筒
２ａ オスヘリコイドネジ
２ｃ カム溝
２ｄ ガイド溝
３ 第２駆動筒
３ｂ１〜３ｂ６ 第１リードネジ
３ｃ１〜３ｃ６ 第２リードネジ
３ｄ１〜３ｄ３ カム溝
３ｆ１〜３ｆ６ 複合リードネジ
４ １群筒
４ａ オスヘリコイドネジ
５ 直進ガイド筒
５ｂ 凸部
５ｃ フォロワピン
５ｄ、５ｆ 直進ガイド穴
５ｅ キー溝
６ ２群レンズ枠
６ａ ガイドピン
７ シャッタユニット
７ａ シャッタＦＰＣ
７ｂ くびれ部
７ｃ 中間部
７ｄ 切り欠き
７ｅ、７ｆ セクタ
８ ３群レンズ枠
８ａ フォロワピン
８ｂ 突起
８ｃ 段カム
９ 付勢バネ
１０ 移動キー
１４ ガイド枠
１７ エンコーダブラシ
１８ 開口規制レバー
２２ ＦＰＣ止め
２４ エンコーダ基板
１０１ １群レンズ
１０２ ２群レンズ
１０３ ３群レンズ

Claims (1)

1. 第１の深さを有する有底のカム溝と、
   第１のリードを有する第１のリードネジの谷部と前記第１のリードより小さい第２のリードを有する第２のリードネジの谷部とが屈曲部を介して接続されて構成され、前記第１の深さよりも浅い第２の深さのネジ底を有する複合リードネジとが一つの円筒上に重ねて配設される可変焦点距離レンズ鏡筒において、
   前記複合リードネジと前記カム溝とは、前記屈曲部で交差しないように配設され、
   前記カム溝は複数設けられ、かつ前記複合リードネジは前記カム溝の溝数の２倍以上の整数倍の条を有する多条ネジであり、前記複合リードネジがそれぞれ有する屈曲部のうち、少なくとも一つの屈曲部において前記複合リードネジと前記カム溝とが交差しないように前記複合リードネジおよび前記カム溝の配設位置が定められることを特徴とする可変焦点距離レンズ鏡筒。

Images