JP4076838B2 - レンズ鏡筒の回転伝達機構及び回転伝達機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、レンズ鏡筒などの回転伝達機構に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
レンズ鏡筒では、光軸方向へ相対移動可能な２つの回転部材を、回転方向には常に一体に回転させるような回転伝達機構を用いる場合がある。この種の回転伝達機構の代表的な構造としては、一方の回転部材に回転伝達溝として光軸方向への直線溝を形成し、この回転伝達溝に対して、他方の回転部材に設けたローラ等の突起物（回転伝達突起）が摺動可能に係合する構造となっている。ところで、回転伝達溝を有する側の回転部材が複数の回転環の結合体として構成される場合、回転伝達溝が複数の回転環にまたがって形成されていると、回転環相互のクリアランス等が原因となって回転伝達溝の途中で回転方向の段差が生じ、回転伝達に支障をきたすおそれがあった。一方、回転部材が複数の回転環の結合体として構成される場合において、単一の回転環のみで回転伝達溝を得ようとすると、直線溝の長さに応じてこの回転環の光軸方向長が増大してしまい、コンパクト性が損なわれるおそれがあった。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、回転伝達溝を有する回転環が複数の回転環の結合体からなっているレンズ鏡筒などにおいて、回転伝達性能とコンパクト性を両立した回転伝達機構を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明のレンズ鏡筒の回転伝達機構は、光軸と平行な複数の回転伝達溝を内周面に有する回転環と、該複数の回転伝達溝に対し回転方向に相対移動不能かつ光軸方向に摺動可能に係合する複数の回転伝達突起を有する環状部材と、該環状部材に支持される可動要素とを有するレンズ鏡筒において、回転環を互いの端面が対向する一対の回転環に分割し、該一対の回転環の対向端面の一方と他方に、光軸方向へ突出する係合凸部と、該係合凸部が係合して回転方向の力を伝達する係合凹部とを形成した上で、係合凸部を有する一方の回転環の内周面に、該係合凸部と回転方向位置を一致させ、かつその光軸方向の一部領域を該係合凸部上に位置させて上記回転伝達溝を形成し、この回転伝達溝が係合凸部を光軸方向に貫通し、該回転伝達溝の一端部が係合凸部の突出方向端面に開口する開放端部となっていることを特徴としている。
【０００５】
本発明のレンズ鏡筒ではさらに、一対の回転環の内側に光軸方向へ直進移動可能に支持された直進環を有し、該直進環に光軸方向成分と周方向成分の両方を含む複数の貫通リード溝が形成され、複数の回転伝達突起をそれぞれ、貫通リード溝と回転伝達溝の両方に対し摺動可能に係合させてもよい。
この直進環はさらに、貫通リード溝に連通し周方向成分のみからなる貫通周方向溝を有し、回転伝達突起は、該貫通周方向溝との係合状態では、回転環に対して光軸方向に相対移動することなく該回転環と一体に回転方向に移動するようにしてもよい。
【０００６】
回転伝達突起を有する環状部材は、例えば、回転によって可動レンズ群に光軸方向へ所定の移動軌跡を与えるカム溝を有するカム環とすることができる。
【０００７】
回転伝達溝は、係合凸部上の形成領域では該係合凸部を径方向に貫通する貫通溝であり、該係合凸部を除く形成領域では有底溝とすることが可能である。
【０００８】
本発明は、環状部材の回転に応じて光軸方向に進退する可動レンズ群を少なくとも２つ有し、該少なくとも２つの可動レンズ群の光軸方向の相対移動により変倍動作を行うズームレンズ鏡筒に適用可能である。
【０００９】
本発明はまた、レンズ鏡筒以外における回転伝達機構に適用することもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［レンズ鏡筒の全体の説明］
まず、図１ないし図１９について、本実施形態のズームレンズ鏡筒７１の全体構造を説明する。この実施形態は、デジタルカメラ７０用のズームレンズ鏡筒に本発明を適用した実施形態であり、撮影光学系は、物体側から順に、第１レンズ群ＬＧ１、シャッタＳ及び絞りＡ、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、ローパスフィルタ（フィルタ類）ＬＧ４及び固体撮像素子（ＣＣＤ）６０からなっている。撮影光学系の光軸はＺ１である。この撮影光軸Ｚ１は、ズームレンズ鏡筒７１の中心軸Ｚ０と平行であり、かつ該鏡筒中心軸Ｚ０に対して偏心している。ズーミングは、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２を撮影光軸Ｚ１方向に所定の軌跡で進退させ、フォーカシングは同方向への第３レンズ群ＬＧ３の移動で行う。なお、以下の説明中で「光軸方向」という記載は、特に断りがなければ撮影光軸Ｚ１と平行な方向を意味している。
【００１１】
図６及び図７に示すように、カメラボディ７２内に固定環２２が固定され、この固定環２２の後部にＣＣＤホルダ２１が固定されている。ＣＣＤホルダ２１上にはＣＣＤベース板６２を介して固体撮像素子６０が支持され、固体撮像素子６０の前部に、フィルタホルダ７３とパッキン６１を介してローパスフィルタＬＧ４が支持されている。
【００１２】
固定環２２内には、第３レンズ群ＬＧ３を保持するＡＦレンズ枠（３群レンズ枠）５１が光軸方向に直進移動可能に支持されている。すなわち、固定環２２とＣＣＤホルダ２１には、撮影光軸Ｚ１と平行な一対のＡＦガイド軸５２、５３の前端部と後端部がそれぞれ固定されており、このＡＦガイド軸５２、５３に対してそれぞれ、ＡＦレンズ枠５１に形成したガイド孔が摺動可能に嵌まっている。本実施形態では、ＡＦガイド軸５２がメインのガイド軸で、ＡＦガイド軸５３はＡＦレンズ枠５１の回転規制用に設けられている。ＡＦレンズ枠５１に固定したＡＦナット５４に対し、ＡＦモータ１６０のドライブシャフトに形成した送りねじが螺合しており、該ドライブシャフトを回転させると、送りねじとＡＦナット５４の螺合関係によってＡＦレンズ枠５１が光軸方向に進退される。ＡＦレンズ枠５１は、ＡＦ枠付勢ばね５５によって光軸方向の前方に付勢されている。
【００１３】
図５に示すように、固定環２２の上部には、ズームモータ１５０と減速ギヤボックス７４が支持されている。減速ギヤボックス７４は内部に減速ギヤ列を有し、ズームモータ１５０の駆動力をズームギヤ２８に伝える。ズームギヤ２８は、撮影光軸Ｚ１と平行なズームギヤ軸２９によって固定環２２に枢着されている。ズームモータ１５０とＡＦモータ１６０は、固定環２２の外周面に配設したレンズ駆動制御ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）基板７５を介して、カメラの制御回路により制御される。
【００１４】
固定環２２の内周面には、雌ヘリコイド２２ａ、撮影光軸Ｚ１と平行な３本の直進案内溝２２ｂ、雌ヘリコイド２２ａと平行な３本のリード溝２２ｃ、及び各リード溝２２ｃの前端部に連通する周方向への回転摺動溝２２ｄが形成されている。雌ヘリコイド２２ａは、回転摺動溝２２ｄが形成されている固定環２２前部の一部領域には形成されていない（図８参照）。
【００１５】
ヘリコイド環１８は、雌ヘリコイド２２ａに螺合する雄ヘリコイド１８ａと、リード溝２２ｃ及び回転摺動溝２２ｄに係合する回転摺動突起１８ｂとを外周面に有している（図４、図９）。雄ヘリコイド１８ａ上には、撮影光軸Ｚ１と平行なギヤ歯を有するスパーギヤ部１８ｃが形成されており、スパーギヤ部１８ｃはズームギヤ２８に対して螺合する。従って、ズームギヤ２８によって回転力を与えたときヘリコイド環１８は、雌ヘリコイド２２ａと雄ヘリコイド１８ａが螺合関係にある状態では回転しながら光軸方向へ進退し、ある程度前方に移動すると、雄ヘリコイド１８ａが雌ヘリコイド２２ａから外れ、回転摺動溝２２ｄと回転摺動突起１８ｂの係合関係によって鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向回転のみを行う。なお、雌ヘリコイド２２ａは、各リード溝２２ｃを挟む一対のヘリコイド山の周方向間隔が他のヘリコイド山の周方向間隔よりも広くなっており、雄ヘリコイド１８ａは、この周方向間隔の広いヘリコイド山に係合するべく、回転摺動突起１８ｂの後方に位置する３つのヘリコイド山１８ａ-Ｗが他のヘリコイド山よりも周方向に幅広になっている（図８、図９）。固定環２２には、回転摺動溝２２ｄと外周面とを貫通するストッパ挿脱孔２２ｅが形成され、このストッパ挿脱孔２２ｅに対し、撮影領域を越えるヘリコイド環１８の回動を規制するための鏡筒ストッパ２６が着脱可能となっている。
【００１６】
ヘリコイド環１８の前端部内周面に形成した回転伝達凹部１８ｄ（図４、図１０）に対し、第３外筒１５の後端部から後方に突設した回転伝達突起１５ａ（図１１）が嵌入されている。回転伝達凹部１８ｄと回転伝達突起１５ａはそれぞれ、周方向に位置を異ならせて３箇所設けられており、周方向位置が対応するそれぞれの回転伝達突起１５ａと回転伝達凹部１８ｄは、鏡筒中心軸Ｚ０に沿う方向への相対摺動は可能に結合し、該鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向には相対回動不能に結合されている。すなわち、第３外筒１５とヘリコイド環１８は一体に回転する。また、ヘリコイド環１８には、回転摺動突起１８ｂの内径側の一部領域を切り欠いて嵌合凹部１８ｅが形成されており、該嵌合凹部１８ｅに嵌合する嵌合突起１５ｂは、回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄに係合するとき、同時に回転摺動溝２２ｄに係合する（図６のズームレンズ鏡筒上半断面参照）。
【００１７】
第３外筒１５とヘリコイド環１８の間には、互いを光軸延長上での離間方向へ付勢する３つの離間方向付勢ばね２５が設けられている。離間方向付勢ばね２５は圧縮コイルばねからなり、その後端部がヘリコイド環１８の前端部に開口するばね挿入凹部１８ｆに収納され、前端部が第３外筒１５のばね当付凹部１５ｃに当接している。この離間方向付勢ばね２５によって、回転摺動溝２２ｄの前側壁面に向けて嵌合突起１５ｂを押圧し、かつ回転摺動溝２２ｄの後側壁面に向けて回転摺動突起１８ｂを押圧することで、固定環２２に対する第３外筒１５とヘリコイド環１８の光軸方向のバックラッシュが除去される。
【００１８】
第３外筒１５の内周面には、内径方向に突設された相対回動案内突起１５ｄと、鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向溝１５ｅと、撮影光軸Ｚ１と平行な３本のローラ嵌合溝１５ｆとが形成されている（図４、図１１）。相対回動案内突起１５ｄは、周方向に位置を異ならせて複数設けられている。ローラ嵌合溝１５ｆは、回転伝達突起１５ａに対応する周方向位置に形成されており、その後端部は、回転伝達突起１５ａを貫通して後方へ向け開口されている。また、ヘリコイド環１８の内周面には鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向溝１８ｇが形成されている（図４、図１０）。この第３外筒１５とヘリコイド環１８の結合体の内側には直進案内環１４が支持される。直進案内環１４の外周面には光軸方向の後方から順に、該径方向へ突出する３つの直進案内突起１４ａと、それぞれ周方向に位置を異ならせて複数設けた相対回動案内突起１４ｂ及び１４ｃと、鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向溝１４ｄとが形成されている（図４、図１２）。直進案内環１４は、直進案内突起１４ａを直進案内溝２２ｂに係合させることで、固定環２２に対し光軸方向に直進案内される。また第３外筒１５は、周方向溝１５ｅを相対回動案内突起１４ｃに係合させ、相対回動案内突起１５ｄを周方向溝１４ｄに係合させることで、直進案内環１４に対して相対回動可能に結合される。周方向溝１５ｅ、１４ｄと相対回動案内突起１４ｃ、１５ｄはそれぞれ、光軸方向には若干相対移動可能なように遊嵌している。さらにヘリコイド環１８も、周方向溝１８ｇを相対回動案内突起１４ｂに係合させることで、直進案内環１４に対して相対回動は可能に結合される。周方向溝１８ｇと相対回動案内突起１４ｂは光軸方向には若干相対移動可能なように遊嵌している。
【００１９】
直進案内環１４には、内周面と外周面を貫通する３つのローラ案内貫通溝１４ｅが形成されている。各ローラ案内貫通溝１４ｅは、図１２に示すように、周方向へ向け形成された平行な前後の周方向溝部１４ｅ-１、１４ｅ-２と、この両周方向溝部１４ｅ-１及び１４ｅ-２を接続する、上記雌ヘリコイド２２ａと平行なリード溝部１４ｅ-３とを有する。それぞれのローラ案内貫通溝１４ｅに対し、カム環１１の外周面に設けたカム環ローラ３２が嵌まっている。カム環ローラ３２は、ローラ固定ねじ３２ａを介してカム環１１に固定されており、周方向へ位置を異ならせて３つ設けられている。カム環ローラ３２はさらに、ローラ案内貫通溝１４ｅを貫通して第３外筒１５内周面のローラ嵌合溝１５ｆに嵌まっている。各ローラ嵌合溝１５ｆの前端部付近には、ローラ付勢ばね１７に設けた３つのローラ押圧片１７ａが嵌っている（図１１）。ローラ押圧片１７ａは、カム環ローラ３２が周方向溝部１４ｅ-１に係合するときに該カム環ローラ３２に当接して後方へ押圧し、カム環ローラ３２とローラ案内貫通溝１４ｅ（周方向溝部１４ｅ-１）との間のバックラッシュを取る。
【００２０】
以上の構造から、固定環２２からカム環１１までの繰り出しの態様が理解される。すなわち、ズームモータ１５０によってズームギヤ２８を鏡筒繰出方向に回転駆動すると、雌ヘリコイド２２ａと雄ヘリコイド１８ａの関係によってヘリコイド環１８が回転しながら前方に繰り出される。ヘリコイド環１８と第３外筒１５はそれぞれ、周方向溝１４ｄ、１５ｅ及び１８ｇと相対回動案内突起１４ｂ、１４ｃ及び１５ｄの係合関係によって、直進案内環１４に対して相対回動可能かつ回転軸方向（鏡筒中心軸Ｚ０に沿う方向）へは共に移動するように結合されているため、ヘリコイド環１８が回転繰出されると、第３外筒１５も同方向に回転しながら前方に繰り出され、直進案内環１４はヘリコイド環１８及び第３外筒１５と共に前方へ直進移動する。また、第３外筒１５の回転力はローラ嵌合溝１５ｆとカム環ローラ３２を介してカム環１１に伝達される。カム環ローラ３２はローラ案内貫通溝１４ｅにも嵌まっているため、直進案内環１４に対してカム環１１は、リード溝部１４ｅ-３の形状に従って回転しながら前方に繰り出される。前述の通り、直進案内環１４自体も第３外筒１５及びヘリコイド環１８と共に前方に直進移動しているため、結果としてカム環１１には、リード溝部１４ｅ-３に従う回転繰出分と、直進案内環１４の前方への直進移動分とを合わせた光軸方向移動量が与えられる。
【００２１】
以上の繰出動作は雄ヘリコイド１８ａが雌ヘリコイド２２ａと螺合した状態で行われ、このとき回転摺動突起１８ｂはリード溝２２ｃ内を移動している。ヘリコイドによって所定量繰り出されると、雄ヘリコイド１８ａと雌ヘリコイド２２ａの螺合が解除されて、やがて回転摺動突起１８ｂがリード溝２２ｃから回転摺動溝２２ｄ内へ入る。このとき同時に、カム環ローラ３２はローラ案内貫通溝１４ｅの周方向溝部１４ｅ-１に入る。すると、ヘリコイド環１８及び第３外筒１５は、ヘリコイドによる回転繰出力が作用しなくなるため、ズームギヤ２８の駆動に応じて光軸方向の一定位置で回動のみを行うようになる。この状態では直進案内環１４が停止し、かつカム環ローラ３２が周方向溝部１４ｅ-１内に移行したため、カム環１１にも前方への移動力が与えられなくなり、カム環１１は第３外筒１５の回転に応じて一定位置で回動のみ行うようになる。
【００２２】
ズームギヤ２８を鏡筒収納方向に回転駆動させると、以上と逆の動作が行われる。カム環ローラ３２がローラ案内貫通溝１４ｅの周方向溝部１４ｅ-２に入るまでヘリコイド環１８に回転を与えると、以上の各鏡筒部材が図７に示す位置まで後退する。
【００２３】
カム環１１より先の構造をさらに説明する。直進案内環１４の内周面には、撮影光軸Ｚ１と平行な３つの第１直進案内溝１４ｆ及び６つの第２直進案内溝１４ｇが、それぞれ周方向に位置を異ならせて形成されている。第１直進案内溝１４ｆは、６つのうち３つの第２直進案内溝１４ｇの両側に位置する一対の溝部からなっており、この３つの第１直進案内溝１４ｆに対し、２群直進案内環１０に設けた３つの股状突起１０ａ（図３、図１５）が摺動可能に係合している。一方、第２直進案内溝１４ｇに対しては、第２外筒１３の後端部外周面に突設した６つの直進案内突起１３ａ（図２、図１７）が摺動可能に係合している。したがって、第２外筒１３と２群直進案内環１０はいずれも、直進案内環１４を介して光軸方向に直進案内されている。
【００２４】
２群直進案内環１０は、第２レンズ群ＬＧ２を支持する２群レンズ移動枠８を直進案内するための部材であり、第２外筒１３は、第１レンズ群ＬＧ１を支持する第１外筒１２を直進案内するための部材である。
【００２５】
まず第２レンズ群ＬＧ２の支持構造を説明する。２群直進案内環１０は、３つの股状突起１０ａを接続するリング部１０ｂから前方へ向けて、３つの直進案内キー１０ｃを突出させている（図３、図１５）。図６及び図７に示すように、リング部１０ｂの外縁部は、カム環１１の後端部内周面に形成した周方向溝１１ｅに対し相対回転は可能で光軸方向の相対移動は不能に係合しており、直進案内キー１０ｃはカム環１１の内側に延出されている。各直進案内キー１０ｃは、撮影光軸Ｚ１と平行な一対のガイド面を側面に有しており、このガイド面を、カム環１１の内側に支持された２群レンズ移動枠８の直進案内溝８ａに係合させることによって、２群レンズ移動枠８を軸方向に直進案内している。直進案内溝８ａは、２群レンズ移動枠８の外周面側に形成されている。
【００２６】
カム環１１の内周面には２群案内カム溝１１ａが形成されている。図１４に示すように、２群案内カム溝１１ａは、光軸方向及び周方向に位置を異ならせた前方カム溝１１ａ-１と後方カム溝１１ａ-２からなっている。前方カム溝１１ａ-１と後方カム溝１１ａ-２はいずれも、同形状の基礎軌跡αをトレースして形成されたカム溝であるが、それぞれが基礎軌跡α全域をカバーしているのではなく、前方カム溝１１ａ-１と後方カム溝１１ａ-２では基礎軌跡α上に占める領域の一部が異なっている。基礎軌跡とは、ズーム領域及び収納用領域を含む全ての鏡筒使用領域（使用領域）と、鏡筒の組立分解用領域とを含む概念上のカム溝形状である。鏡筒使用領域とは、言い換えれば、カム機構によって移動が制御されうる領域のことであり、カム機構の組立分解領域と区別する意味で用いられている。また、ズーム領域とは、鏡筒使用領域の中でも特にワイド端とテレ端の間の移動を制御するための領域であり、収納用領域と区別する意味で用いられている。カム環１１には、一対の前方カム溝１１ａ-１と後方カム溝１１ａ-２を１グループとした場合、周方向に等間隔で３グループの２群案内カム溝１１ａが形成されている。
【００２７】
２群案内カム溝１１ａに対して、２群レンズ移動枠８の外周面に設けた２群用カムフォロア８ｂが係合している。２群案内カム溝１１ａと同様に２群用カムフォロア８ｂも、光軸方向及び周方向に位置を異ならせた一対の前方カムフォロア８ｂ-１と後方カムフォロア８ｂ-２を１グループとして周方向に等間隔で３グループが設けられており、各前方カムフォロア８ｂ-１は前方カム溝１１ａ-１に係合し、各後方カムフォロア８ｂ-２は後方カム溝１１ａ-２に係合するように光軸方向及び周方向の間隔が定められている。
【００２８】
２群レンズ移動枠８は２群直進案内環１０を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環１１が回転すると、２群案内カム溝１１ａに従って、２群レンズ移動枠８が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。
【００２９】
２群レンズ移動枠８の内側には、第２レンズ群ＬＧ２を保持する２群レンズ枠６が支持されている。２群レンズ枠６は、一対の２群レンズ枠支持板３６、３７に対し、２群回動軸３３を介して軸支されており、２群枠支持板３６、３７が支持板固定ビス６６によって２群レンズ移動枠８に固定されている。２群回動軸３３は撮影光軸Ｚ１と平行でかつ撮影光軸Ｚ１に対して偏心しており、２群レンズ枠６は、２群回動軸３３を回動中心として、第２レンズ群ＬＧ２の光軸Ｚ２を撮影光軸Ｚ１と一致させる撮影用位置（図６）と、２群光軸Ｚ２を撮影光軸Ｚ１から偏心させる収納用退避位置（図７）とに回動することができる。２群レンズ移動枠８には、２群レンズ枠６を上記撮影用位置で回動規制する回動規制ピン３５が設けられていて、２群レンズ枠６は、２群レンズ枠戻しばね３９によって該回動規制ピン３５との当接方向へ回動付勢されている。軸方向押圧ばね３８は、２群レンズ枠６の光軸方向のバックラッシュ取りを行う。
【００３０】
２群レンズ枠６は、光軸方向には２群レンズ移動枠８と一体に移動する。ＣＣＤホルダ２１には２群レンズ枠６に係合可能な位置にカム突起２１ａ（図４）が前方に向けて突設されており、図７のように２群レンズ移動枠８が収納方向に移動してＣＣＤホルダ２１に接近すると、該カム突起２１ａの先端部に形成したカム面が、２群レンズ枠６に係合して上記の収納用退避位置に回動させる。
【００３１】
続いて第１レンズ群ＬＧ１の支持構造を説明する。直進案内環１４を介して光軸方向に直進案内された第２外筒１３の内周面には、周方向に位置を異ならせて３つの直進案内溝１３ｂが光軸方向へ形成されており、各直進案内溝１３ｂに対し、第１外筒１２の後端部付近の外周面に形成した３つの係合突起１２ａが摺動可能に嵌合している（図２、図１７及び図１８参照）。すなわち、第１外筒１２は、直進案内環１４と第２外筒１３を介して光軸方向に直進案内されている。また、第２外筒１３は後端部付近の内周面に、周方向へ向かう内径フランジ１３ｃを有し、この内径フランジ１３ｃがカム環１１の外周面に設けた周方向溝１１ｃに摺動可能に係合することで、第２外筒１３は、カム環１１に対して相対回転可能かつ光軸方向の相対移動は不能に結合されている。一方、第１外筒１２は、内径方向に突出する３つの１群用ローラ（カムフォロア）３１を有し、それぞれの１群用ローラ３１が、カム環１１の外周面に３本形成した１群案内カム溝１１ｂに摺動可能に嵌合している。
【００３２】
第１外筒１２内には、１群調整環２を介して１群レンズ枠１が支持されている。１群レンズ枠１には第１レンズ群ＬＧ１が固定され、その外周面に形成した雄調整ねじ１ａが、１群調整環２の内周面に形成した雌調整ねじ２ａに螺合している。この調整ねじの螺合位置を調整することよって、１群レンズ枠１は１群調整環２に対して光軸方向に位置調整可能となっている。
【００３３】
１群調整環２は外径方向に突出する一対の（図２には一つのみを図示）ガイド突起２ｂを有し、この一対のガイド突起２ｂが、第１外筒１２の内周面側に形成した一対の１群調整環ガイド溝１２ｂに摺動可能に係合している。１群調整環ガイド溝１２ｂは撮影光軸Ｚ１と平行に形成されており、該１群調整環ガイド溝１２ｂとガイド突起２ｂの係合関係によって、１群調整環２と１群レンズ枠１の結合体は、第１外筒１２に対して光軸方向の前後移動が可能になっている。第１外筒１２にはさらに、ガイド突起２ｂの前方を塞ぐように、１群抜止環３が抜止環固定ビス６４によって固定されている。１群抜止環３のばね受け部３ａとガイド突起２ｂとの間には、圧縮コイルばねからなる１群付勢ばね２４が設けられ、該１群付勢ばね２４によって１群調整環２は光軸方向後方に付勢されている。１群調整環２は、その前端部付近の外周面に突設した係合爪２ｃを、１群抜止環３の前面（図２に見えている側の面）に係合させることによって、第１外筒１２に対する光軸方向後方への最大移動位置が規制される（図６の上半断面参照）。一方、１群付勢ばね２４を圧縮させることによって、１群調整環２は光軸方向前方に若干量移動することができる。
【００３４】
第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の間には、シャッタＳと絞りＡを有するシャッタユニット７６が支持されている。シャッタユニット７６は、２群レンズ移動枠８の内側に支持されており、シャッタＳと絞りＡは、第２レンズ群ＬＧ２との空気間隔が固定となっている。シャッタユニット７６を挟んだ前後位置には、シャッタＳと絞りＡを駆動する２つのアクチュエータ（不図示）が、それぞれ一つずつ配置されており、シャッタユニット７６からはこれらアクチュエータをカメラの制御回路と接続するための露出制御ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）基板７７が延出されている。
【００３５】
第１外筒１２の前端部には、シャッタＳとは別に、非撮影時に撮影開口を閉じて撮影光学系（第１レンズ群ＬＧ１）を保護するためのレンズバリヤ機構が設けられる。レンズバリヤ機構は、鏡筒中心軸Ｚ０に対して偏心した位置に設けた回動軸を中心として回動可能な一対のバリヤ羽根１０４及び１０５と、該バリヤ羽根１０４、１０５を閉じ方向に付勢する一対のバリヤ付勢ばね１０６と、鏡筒中心軸Ｚ０を中心として回動可能で所定方向の回動によってバリヤ羽根１０４、１０５に係合して開かせるバリヤ駆動環１０３と、該バリヤ駆動環１０３をバリヤ開放方向に回動付勢するバリヤ駆動環付勢ばね１０７と、バリヤ羽根１０４、１０５とバリヤ駆動環１０３の間に位置するバリヤ押さえ板１０２とを備えている。バリヤ駆動環付勢ばね１０７の付勢力はバリヤ付勢ばね１０６の付勢力よりも強く設定されており、ズームレンズ鏡筒７１がズーム領域（図６）に繰り出されているときには、バリヤ駆動環付勢ばね１０７がバリヤ駆動環１０３をバリヤ開放用の角度位置に保持して、バリヤ付勢ばね１０６に抗してバリヤ羽根１０４、１０５が開かれる。そしてズームレンズ鏡筒７１がズーム領域から収納位置（図７）へ移動する途中で、カム環１１のバリヤ駆動環押圧面１１ｄ（図３、図１３）がバリヤ駆動環１０３をバリヤ開放方向と反対方向に強制回動させ、バリヤ駆動環１０３がバリヤ羽根１０４、１０５に対する係合を解除して、該バリヤ羽根１０４、１０５がバリヤ付勢ばね１０６の付勢力によって閉じられる。レンズバリヤ機構の前部は、バリヤカバー１０１（化粧板）によって覆われている。
【００３６】
以上の構造のズームレンズ鏡筒７１の全体的な繰出及び収納動作を、図６、図７及び図１９を参照して説明する。図１９は、ズームレンズ鏡筒７１の主要な部材の関係を概念的に示したものであり、各部材の符号の後の括弧内の「Ｓ」は固定部材、「Ｌ」は光軸方向の直線移動のみ行う部材、「Ｒ」は回転のみ行う部材、「ＲＬ」は回転しながら光軸方向に移動する部材であることをそれぞれ意味している。また、括弧内に二つの記号が併記されている部材は、繰出時及び収納時にその動作態様が切り換わることを意味している。
【００３７】
カム環１１が収納位置から定位置回転状態に繰り出される段階までは既に説明しているので簡潔に述べる。図７の鏡筒収納状態では、ズームレンズ鏡筒７１はカメラボディ７２内に完全に格納されており、カメラボディ７２の前面は、ズームレンズ鏡筒７１が突出しないフラット形状になっている。この鏡筒収納状態からズームモータ１５０によりズームギヤ２８を繰出方向に回転駆動させると、ヘリコイド環１８と第３外筒１５の結合体がヘリコイド（雄ヘリコイド１８ａ、雌ヘリコイド２２ａ）に従って回転繰出される。直進案内環１４は、第３外筒１５及びヘリコイド環１８と共に前方に直進移動する。このとき、第３外筒１５により回転力が付与されるカム環１１は、直進案内環１４の前方への直進移動分と、該直進案内環１４との間に設けたリード構造（カム環ローラ３２、リード溝部１４ｅ-３）による繰出分との合成移動を行う。ヘリコイド環１８とカム環１１が前方の所定位置まで繰り出されると、それぞれの回転繰出構造（ヘリコイド、リード）の機能が解除されて、鏡筒中心軸Ｚ０を中心とした周方向回転のみを行うようになる。
【００３８】
カム環１１が回転すると、その内側では、２群直進案内環１０を介して直進案内された２群レンズ移動枠８が、２群用カムフォロア８ｂと２群案内カム溝１１ａの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。図７の鏡筒収納状態では、２群レンズ移動枠８内の２群レンズ枠６は、ＣＣＤホルダ２１に突設したカム突起２１ａの作用によって、２群光軸Ｚ２が撮影光軸Ｚ１から偏心する収納用退避位置に保持されており、該２群レンズ枠６は、２群レンズ移動枠８がズーム領域まで繰り出される途中でカム突起２１ａから離れて、２群レンズ枠戻しばね３９の付勢力によって２群光軸Ｚ２を撮影光軸Ｚ１と一致させる撮影用位置（図６）に回動する。以後、ズームレンズ鏡筒７１を再び収納位置に移動させるまでは、２群レンズ枠６は撮影用位置に保持される。
【００３９】
また、カム環１１が回転すると、該カム環１１の外側では、第２外筒１３を介して直進案内された第１外筒１２が、１群用ローラ３１と１群案内カム溝１１ｂの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。
【００４０】
すなわち、撮像面（ＣＣＤ受光面）に対する第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の繰出位置はそれぞれ、前者が、固定環２２に対するカム環１１の前方移動量と、該カム環１１に対する第１外筒１２のカム繰出量との合算値として決まり、後者が、固定環２２に対するカム環１１の前方移動量と、該カム環１１に対する２群レンズ移動枠８のカム繰出量との合算値として決まる。ズーミングは、この第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２が互いの空気間隔を変化させながら撮影光軸Ｚ１上を移動することにより行われる。図７の収納位置から鏡筒繰出を行うと、まず図６の下半断面に示すワイド端の繰出状態になり、さらにズームモータ１５０を鏡筒繰出方向に駆動させると、同図の上半断面に示すテレ端の繰出状態となる。図６から分かるように、本実施形態のズームレンズ鏡筒７１は、ワイド端では第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の間隔が大きく、テレ端では、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２が互いの接近方向に移動して間隔が小さくなる。このような第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の空気間隔の変化は、２群案内カム溝１１ａと１群案内カム溝１１ｂの軌跡によって与えられるものである。このテレ端とワイド端の間のズーム領域（ズーミング使用領域）では、カム環１１、第３外筒１５及びヘリコイド環１８は、前述の定位置回転のみを行い、光軸方向へは進退しない。
【００４１】
ズーム領域では、被写体距離に応じてＡＦモータ１６０を駆動することにより、第３レンズ群ＬＧ３（ＡＦレンズ枠５１）が撮影光軸Ｚ１に沿って移動してフォーカシングがなされる。
【００４２】
ズームモータ１５０を鏡筒収納方向に駆動させると、ズームレンズ鏡筒７１は、前述の繰り出し時とは逆の収納動作を行い、カメラボディ７２の内部に完全に格納される収納位置（図７）まで移動される。この収納位置への移動の途中で、２群レンズ枠６がカム突起２１ａによって収納用退避位置に回動され、２群レンズ移動枠８と共に後退する。ズームレンズ鏡筒７１が収納位置まで移動されると、第２レンズ群ＬＧ２は、光軸方向において第３レンズ群ＬＧ３やローパスフィルタＬＧ４と同位置に格納される（鏡筒の径方向に重なる）。この収納時の第２レンズ群ＬＧ２の退避構造によってズームレンズ鏡筒７１の収納長が短くなり、図７の左右方向におけるカメラボディ７２の厚みを小さくすることが可能となっている。
【００４３】
デジタルカメラ７０は、ズームレンズ鏡筒７１に連動してするズームファインダを備えている。ズームファインダは、ファインダギヤ３０をスパーギヤ部１８ｃに噛合させてヘリコイド環１８から動力を得ており、該ヘリコイド環１８がズーム領域において前述の定位置回転を行うと、その回転力を受けてファインダギヤ３０が回転する。ファインダ光学系は、対物窓８１ａ、第１の可動変倍レンズ８１ｂ、第２の可動変倍レンズ８１ｃ、プリズム８１ｄ、接眼レンズ８１ｅ、接眼窓８１ｆを有し、第１と第２の可動変倍レンズ８１ｂ、８１ｃをファインダ対物系の光軸Ｚ３に沿って所定の軌跡で移動させることで変倍を行う。ファインダ対物系の光軸Ｚ３は、撮影光軸Ｚ１と平行である。可動変倍レンズ８１ｂ及び８１ｃの保持枠は、ガイドシャフト８２によって光軸Ｚ３方向に移動可能に直進案内され、かつガイドシャフト８２と平行なシャフトねじから駆動力を受けるようになっている。このシャフトねじとファインダギヤ３０の間に減速ギヤ列が設けられており、ファインダギヤ３０が回転するとシャフトねじが回転し、可動変倍レンズ８１ｂ、８１ｃが進退する。以上のズームファインダの構成要素は、図５に示すファインダユニット８０としてサブアッシされ、固定環２２の上部に取り付けられる。
【００４４】
［本発明の特徴部分の説明］
続いて、図２０以下を参照して本発明の特徴部分を説明する。なお、図２０ないし図２３では、直進案内環１４と第３外筒１５の一部やローラ付勢ばね１７は実際には見えない位置にあるが実線で表している。また、図２４ないし図２６は鏡筒内径側から見た状態であるため、リード溝部１４ｅ-３の傾斜方向などが図２０ないし図２３とは逆になっている。
【００４５】
ズームレンズ鏡筒７１では、固定環２２側から見て一段目の回転環が一対の第３外筒１５とヘリコイド環１８に分割されている。符号は付さないが、説明の便宜上、この第３外筒１５とヘリコイド環１８を合わせて回転環ＫＺとする。第３外筒１５とヘリコイド環１８は、離間方向付勢ばね２５によって離間方向に付勢され、それぞれの嵌合突起１５ｂと回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄに係合するとき、該離間方向付勢ばね２５の付勢力によって回転摺動溝２２ｄの前壁面と後壁面に押し付けられることで、固定環２２に対するバックラッシュ取りがなされる。このように、実質的に一体の環体として機能する回転環（ＫＺ）を２つの回転環（第３外筒１５とヘリコイド環１８）に分け、両回転環の間に挟着保持した付勢部材（離間方向付勢ばね２５）と、両回転環の回転案内部分（嵌合突起１５ｂ、回転摺動突起１８ｂ及び回転摺動溝２２ｄ）とによってバックラッシュ取りを行うと、機構をコンパクトかつ簡単にすることができる。
【００４６】
一方、回転環ＫＺ（第３外筒１５及びヘリコイド環１８）の基本的な機能は、カム環（環状部材）１１のカム環ローラ（回転伝達突起）３２に対して回転方向の力を伝えることである。カム環１１は、カム環ローラ３２を介して回転方向及び光軸方向の移動力が与えられることにより、第１レンズ群（可動要素、可動レンズ群）ＬＧ１と第２レンズ群（可動要素、可動レンズ群）ＬＧ２を光軸方向に移動させる。このカム環ローラ３２に対する回転環ＫＺの係合部分、すなわちローラ嵌合溝１５ｆには、次のような条件を満たしていなければならない。
【００４７】
まず、カム環ローラ３２は、図２０に示す収納位置と図２１及び図２２に示すズーム領域との間で、回転のみならず、直進案内環１４のリード溝部１４ｅ-３によって第３外筒１５及びヘリコイド環１８に対する光軸方向への相対移動も与えられるため、カム環ローラ３２が係合するローラ嵌合溝１５ｆは、該カム環ローラ３２の光軸方向の移動域に対応する長さを有していなければならない。
【００４８】
また、第３外筒１５とヘリコイド環１８は、回転伝達突起（係合凸部）１５ａと回転伝達凹部（係合凹部）１８ｄの係合関係によって相対回動が規制されて実質上は一つの回転環ＫＺとして機能するが、実際には第３外筒１５とヘリコイド環１８が別部材であるが故に（組立及び分解を可能にするために）、回転伝達突起１５ａと回転伝達凹部１８ｄは回転方向に嵌合クリアランスを有する。具体的には、図２６に示すように、回転伝達凹部１８ｄの一対の平行な対向面１８ｄ-ｓの回転方向における間隔は、回転伝達突起１５ａの両側面１５ａ-ｓの回転方向における間隔よりも若干大きくなるように形成されている。このクリアランスによって第３外筒１５とヘリコイド環１８は、回転方向の力を与えたときに僅かながら回転方向の位相が変化する。例えば、鏡筒収納状態である図２４の状態から、図２５に矢印で示す繰出方向の回転をヘリコイド環１８に与えると、図２５のように、ヘリコイド環１８は第３外筒１５に対してθだけ回転方向に移動してから回転伝達凹部１８ｄの一方の対向面１８ｄ-ｓを回転伝達突起１５ａの一方の側面１５ａ-ｓに当接させる。したがって、カム環ローラ３２が係合するローラ嵌合溝１５ｆは、第３外筒１５とヘリコイド環１８の回転方向位相のずれに関係なく、カム環ローラ３２を常にスムーズに光軸方向に移動させる構造でなければならない。なお、図２４ないし図２６では、回転伝達突起１５ａと回転伝達凹部１８ｄの嵌合クリアランスは、視認しやすくするために実際よりも大きく描かれている。
【００４９】
本実施形態のズームレンズ鏡筒７１は、ヘリコイド環１８（回転伝達凹部１８ｄ）に対する係合部分として、光軸方向後方に突出する回転伝達突起１５ａが第３外筒１５に設けられていることに着目し、この回転伝達突起１５ａを利用してローラ嵌合溝１５ｆを形成したことに特徴を有する。より詳細には、３つのローラ嵌合溝１５ｆはそれぞれ、３つの回転伝達突起１５ａと回転方向位置が一致するように第３外筒１５の内周面に形成され、かつその光軸方向の最後方領域が各回転伝達突起１５ａ上に延長して形成されている。そして、それぞれのローラ嵌合溝１５ｆの後端部は、回転伝達突起１５ａの後端面（突出方向端面）に開口された開放端部となっている。このローラ嵌合溝１５ｆによれば、コンパクトな構造で以上の条件を満たすことができる。
【００５０】
まず、ローラ嵌合溝１５ｆは、ヘリコイド環１８には形成されず、第３外筒１５のみに形成された溝部である。よって、図２５のように回転伝達突起１５ａと回転伝達凹部１８ｄの間の嵌合クリアランスによって第３外筒１５とヘリコイド環１８の回転位相が若干変化しても、ローラ嵌合溝１５ｆにおける両側の対向ガイド面１５ｆ-ｓの形状は変わることがない。つまり、カム環ローラ３２の光軸方向移動を妨げることなく、常に確実に案内することができる。
【００５１】
また、第３外筒１５における光軸方向への突出部である回転伝達突起１５ａを利用してローラ嵌合溝１５ｆを形成することで、ローラ嵌合溝１５ｆ自体に必要十分な光軸方向の長さを与えることができる。図２０ないし図２２に示すように、カム環ローラ３２の光軸方向の可動領域Ｄ１（図２０）は、回転伝達突起１５ａを除いた第３外筒１５の本体部における光軸方向への溝形成可能領域Ｄ２（図２０）よりも長く、特に図２０及び図２４の鏡筒収納状態では、カム環ローラ３２が、第３外筒１５の本体部よりも後方のヘリコイド環１８の内側位置まで後退する。しかし、ローラ嵌合溝１５ｆが形成されている回転伝達突起１５ａは、回転伝達凹部１８ｄと係合する関係上、このカム環ローラ３２の後退位置まで延出されているので、当該後退位置にあってもローラ嵌合溝１５ｆとカム環ローラ３２の係合を継続させることができる。すなわち、回転環ＫＺを構成する一方の第３外筒１５にのみカム環ローラ３２との係合部（ローラ嵌合溝１５ｆ）を形成しても、第３外筒１５とヘリコイド環１８にまたがる光軸方向領域で該カム環ローラ３２を案内することができる。さらに、ローラ嵌合溝１５ｆの後端部を、回転伝達突起１５ａの後端面に開口された開放端部とし、図２０及び図２４の鏡筒収納状態では、この開放端部までカム環ローラ３２が後退するようにしたので、カム環ローラ３２の移動量に比して回転伝達突起１５ａの光軸方向の突出量を短くすることが可能となっている。
【００５２】
なお、第３外筒１５の内周面にはローラ嵌合溝１５ｆと交差する周方向溝１５ｅが形成されているが、この周方向溝１５ｅはローラ嵌合溝１５ｆよりも浅いため、カム環ローラ３２に対するローラ嵌合溝１５ｆの案内性能が損なわれることはない。
【００５３】
図２７と図２８は、本実施形態に対する比較例を示している。この比較例では、本実施形態の第３外筒１５とヘリコイド環１８に対応する前方環１５′と後方環１８′のそれぞれに、光軸方向への直線溝であるローラ嵌合溝１５ｆ′とローラ嵌合溝１８ｘが形成されており、回転伝達ローラ３２′は、この２部材にまたがって形成されたローラ嵌合溝１５ｆ′及び１８ｘ内を移動するようになっている。前方環１５′と後方環１８′は互いの対向端面に設けた回転伝達突起１５ａ′と回転伝達凹部１８ｄ′を係合させており、回転伝達突起１５ａ′と回転伝達凹部１８ｄ′の間には回転方向に若干の嵌合クリアランスがある。従って、このクリアランスを原因として図２８のように前方環１５′と後方環１８′の回転位相が若干ずれた場合、ローラ嵌合溝１５ｆ′のガイド面とローラ嵌合溝１８ｘのガイド面との間に段差が生じ、回転伝達ローラ３２′のスムーズな移動を妨げるおそれがある。段差が大きい場合には、ローラ嵌合溝１５ｆ′とローラ嵌合溝１８ｘの接続部分を回転伝達ローラ３２′が通過できなくなるおそれも出てくる。
【００５４】
また、この比較例においてローラ嵌合溝１５ｆ′とローラ嵌合溝１８ｘの間に段差ができることを嫌って、ローラ嵌合溝１５ｆ′とローラ嵌合溝１８ｘのいずれか一方を省略しようとすると、その分だけ他方のローラ嵌合溝を光軸方向に長くする必要が生じ、結果として前方環１５′と後方環１８′のいずれかの光軸方向サイズが大きくなってしまう。例えば、ローラ嵌合溝１８ｘを省略するためには、その長さ分だけローラ嵌合溝１５ｆ′を有する前方環１５′を光軸方向前方に長くしなければならないので、鏡筒が大型化してしまう。
【００５５】
これに対し、光軸方向後方に突出する回転伝達突起１５ａが第３外筒１５に設けられていることに着目し、この回転伝達突起１５ａをローラ嵌合溝１５ｆの形成領域として利用した本実施形態の構造によれば、ローラ嵌合溝１５ｆの途中に段差を生じることなく確実にカム環ローラ３２をガイドすることができ、しかも第３外筒１５を光軸方向前方に延長することなく、ローラ嵌合溝１５ｆの十分なガイド長を稼ぐことができる。
【００５６】
以上、図示実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば図示実施形態では、光軸方向前方の第３外筒１５に回転伝達突起１５ａとローラ嵌合溝１５ｆが設けられ、後方のヘリコイド環１８に回転伝達凹部１８ｄが設けられているが、光軸方向後方の回転環に回転伝達突起１５ａに相当する係合凸部とローラ嵌合溝１５ｆに相当する回転伝達溝を形成してもよい。但し、係合凸部と回転伝達溝を設ける回転環は、一対の回転環のうち、本体部分の光軸方向長が大きい方の回転環（図示実施形態では第３外筒１５）とする方が、係合凸部の光軸方向長さが短くて済むので鏡筒構成上好ましい。
【００５７】
また、図示実施形態のローラ嵌合溝１５ｆは、回転伝達突起１５ａ上では該回転伝達突起１５ａを径方向に貫通する貫通溝であり、その他の領域では有底溝であるが、本発明の回転伝達溝は有底溝と貫通溝のいずれであってもよいし、また実施形態のように有底溝部分と貫通溝部分が混在していてもよい。
【００５８】
また実施形態はズームレンズ鏡筒に関しているが、本発明は単焦点のレンズ鏡筒にも適用することができる。例えば、図示実施形態におけるカム環１１は収納位置からズーム域までの回転繰出後にズーミング用の定位置回転を行うが、こうした定位置回転はせずに回転繰出のみ行うような環状部材への回転伝達構造としても本発明は適用可能である。
【００５９】
また本発明は、回転伝達される環状部材が支持する対象を、レンズ枠などの光学要素以外の可動要素とすることによって、レンズ鏡筒以外における回転伝達機構にも適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回転伝達溝を有する回転環が複数の回転環の結合体からなっているレンズ鏡筒などにおいて、回転伝達性能とコンパクト性を両立した回転伝達機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカム繰出機構を適用したズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図２】図１のズームレンズ鏡筒における、第１レンズ群の支持機構に関する部分の分解斜視図である。
【図３】図１のズームレンズ鏡筒における、第２レンズ群の支持機構に関する部分の分解斜視図である。
【図４】図１のズームレンズ鏡筒における、固定環から第３外筒までの繰出機構に関する部分の分解斜視図である。
【図５】図１のズームレンズ鏡筒に、ズームモータとファインダユニットを加えた完成状態の斜視図である。
【図６】図１のズームレンズ鏡筒のワイド端とテレ端を示す、該ズームレンズ鏡筒を搭載したカメラの縦断面図である。
【図７】図６カメラの鏡筒収納状態の縦断面図である。
【図８】固定環の平面図である。
【図９】ヘリコイド環の平面図である。
【図１０】ヘリコイド環の内周面側の構成要素を透視して示す平面図である。
【図１１】第３外筒の平面図である。
【図１２】直進案内環の平面図である。
【図１３】カム環の平面図である。
【図１４】カム環の内周面側の２群案内カム溝を透視して示す平面図である。
【図１５】直進案内環の平面図である。
【図１６】２群レンズ移動枠の平面図である。
【図１７】第２外筒の平面図である。
【図１８】第１外筒の平面図である。
【図１９】本実施形態のズームレンズ鏡筒の主要な部材の関係を概念的に示す図である。
【図２０】鏡筒収納状態におけるヘリコイド環、第３外筒及び直進案内環の関係を示す平面図である。
【図２１】ワイド端におけるヘリコイド環、第３外筒及び直進案内環の関係を示す平面図である。
【図２２】テレ端におけるヘリコイド環、第３外筒及び直進案内環の関係を示す平面図である。
【図２３】鏡筒分解状態におけるヘリコイド環、第３外筒及び直進案内環の関係を示す平面図である。
【図２４】第３外筒の回転伝達突起とヘリコイド環の回転伝達凹部の係合部分付近を拡大して示す、レンズ鏡筒内面側から見た展開平面図である。
【図２５】図２４においてヘリコイド環に回転力が作用した状態を示す、レンズ鏡筒内面側から見た展開平面図である。
【図２６】図２４及び図２５の係合状態を解除して分割した、レンズ鏡筒内面側から見た第３外筒とヘリコイド環の展開平面図である。
【図２７】本発明実施形態との比較例を示す、前方環と後方環の係合部分付近を拡大した展開平面図である。
【図２８】図２７の比較例において、後方環が回転して前方環との回転位相が変化した状態を示す展開平面図である。
【符号の説明】
ＬＧ１ 第１レンズ群（可動要素、可動レンズ群）
ＬＧ２ 第２レンズ群（可動要素、可動レンズ群）
ＬＧ３ 第３レンズ群
ＬＧ４ ローパスフィルタ
Ｓ シャッタ
Ａ 絞り
Ｚ０ 鏡筒中心軸
Ｚ１ 撮影光軸
Ｚ２ ２群光軸
Ｚ３ ファインダ対物系の光軸
１ １群レンズ枠
１ａ 雄調整ねじ
２ １群調整環
２ａ 雌調整ねじ
２ｂ ガイド突起
２ｃ 係合爪
３ １群抜止環
３ａ ばね受け部
６ ２群レンズ枠
８ ２群レンズ移動枠
８ａ 直進案内溝
８ｂ ２群用カムフォロア
８ｂ-１ 前方カムフォロア
８ｂ-２ 後方カムフォロア
１０ ２群直進案内環
１０ａ 股状突起
１０ｂ リング部
１０ｃ 直進案内キー
１１ カム環（環状部材）
１１ａ ２群案内カム溝
１１ａ-１ 前方カム溝
１１ａ-２ 後方カム溝
１１ｂ １群案内カム溝
１１ｃ １１ｅ 周方向溝
１１ｄ バリヤ駆動環押圧面
１２ 第１外筒
１２ａ 係合突起
１２ｂ １群調整環ガイド溝
１３ 第２外筒
１３ａ 直進案内突起
１３ｂ 直進案内溝
１３ｃ 内径フランジ
１４ 直進案内環
１４ａ 直進案内突起
１４ｂ １４ｃ 相対回動案内突起
１４ｄ 周方向溝
１４ｅ ローラ案内貫通溝
１４ｅ-１ １４ｅ-２ 周方向溝部
１４ｅ-３ リード溝部
１４ｆ 第１直進案内溝
１４ｇ 第２直進案内溝
１５ 第３外筒（回転環）
１５ａ 回転伝達突起（係合凸部）
１５ａ-ｓ 側面
１５ｂ 嵌合突起
１５ｃ ばね当付凹部
１５ｄ 相対回動案内突起
１５ｅ 周方向溝
１５ｆ ローラ嵌合溝（回転伝達溝）
１７ ローラ付勢ばね
１７ａ ローラ押圧片
１８ ヘリコイド環（回転環）
１８ａ 雄ヘリコイド
１８ｂ 回転摺動突起
１８ｃ スパーギヤ部
１８ｄ 回転伝達凹部（係合凹部）
１８ｄ-ｓ 対向面
１８ｅ 嵌合凹部
１８ｆ ばね挿入凹部
１８ｇ 周方向溝
２１ ＣＣＤホルダ
２１ａ カム突起
２２ 固定環
２２ａ 雌ヘリコイド
２２ｂ 直進案内溝
２２ｃ リード溝
２２ｄ 回転摺動溝
２２ｅ ストッパ挿脱孔
２４ １群付勢ばね
２５ 離間方向付勢ばね
２６ 鏡筒ストッパ
２８ ズームギヤ
２９ ズームギヤ軸
３０ ファインダギヤ
３１ １群用ローラ
３２ カム環ローラ（回転伝達突起）
３２ａ ローラ固定ねじ
３３ ２群回動軸
３５ 回動規制ピン
３６ ３７ ２群レンズ枠支持板
３８ 軸方向押圧ばね
３９ ２群レンズ枠戻しばね
５１ ＡＦレンズ枠（３群レンズ枠）
５２ ５３ ＡＦガイド軸
５４ ＡＦナット
５５ ＡＦ枠付勢ばね
６０ 固体撮像素子（ＣＣＤ）
６１ パッキン
６２ ＣＣＤベース板
６４ 抜止環固定ビス
６６ 支持板固定ビス
７０ デジタルカメラ
７１ ズームレンズ鏡筒
７２ カメラボディ
７３ フィルタホルダ
７４ 減速ギヤボックス
７５ レンズ駆動制御ＦＰＣ基板
７６ シャッタユニット
７７ 露出制御ＦＰＣ基板
８０ ファインダユニット
８１ａ 対物窓
８１ｂ ８１ｃ 可動変倍レンズ
８１ｄ プリズム
８１ｅ 接眼レンズ
８１ｆ 接眼窓
８２ ガイドシャフト
１０１ バリヤカバー
１０２ バリヤ押さえ板
１０３ バリヤ駆動環
１０４ １０５ バリヤ羽根
１０６ バリヤ付勢ばね
１０７ バリヤ駆動環付勢ばね
１５０ ズームモータ
１６０ ＡＦモータ
【技術分野】
本発明は、レンズ鏡筒などの回転伝達機構に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
レンズ鏡筒では、光軸方向へ相対移動可能な２つの回転部材を、回転方向には常に一体に回転させるような回転伝達機構を用いる場合がある。この種の回転伝達機構の代表的な構造としては、一方の回転部材に回転伝達溝として光軸方向への直線溝を形成し、この回転伝達溝に対して、他方の回転部材に設けたローラ等の突起物（回転伝達突起）が摺動可能に係合する構造となっている。ところで、回転伝達溝を有する側の回転部材が複数の回転環の結合体として構成される場合、回転伝達溝が複数の回転環にまたがって形成されていると、回転環相互のクリアランス等が原因となって回転伝達溝の途中で回転方向の段差が生じ、回転伝達に支障をきたすおそれがあった。一方、回転部材が複数の回転環の結合体として構成される場合において、単一の回転環のみで回転伝達溝を得ようとすると、直線溝の長さに応じてこの回転環の光軸方向長が増大してしまい、コンパクト性が損なわれるおそれがあった。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、回転伝達溝を有する回転環が複数の回転環の結合体からなっているレンズ鏡筒などにおいて、回転伝達性能とコンパクト性を両立した回転伝達機構を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明のレンズ鏡筒の回転伝達機構は、光軸と平行な複数の回転伝達溝を内周面に有する回転環と、該複数の回転伝達溝に対し回転方向に相対移動不能かつ光軸方向に摺動可能に係合する複数の回転伝達突起を有する環状部材と、該環状部材に支持される可動要素とを有するレンズ鏡筒において、回転環を互いの端面が対向する一対の回転環に分割し、該一対の回転環の対向端面の一方と他方に、光軸方向へ突出する係合凸部と、該係合凸部が係合して回転方向の力を伝達する係合凹部とを形成した上で、係合凸部を有する一方の回転環の内周面に、該係合凸部と回転方向位置を一致させ、かつその光軸方向の一部領域を該係合凸部上に位置させて上記回転伝達溝を形成し、この回転伝達溝が係合凸部を光軸方向に貫通し、該回転伝達溝の一端部が係合凸部の突出方向端面に開口する開放端部となっていることを特徴としている。
【０００５】
本発明のレンズ鏡筒ではさらに、一対の回転環の内側に光軸方向へ直進移動可能に支持された直進環を有し、該直進環に光軸方向成分と周方向成分の両方を含む複数の貫通リード溝が形成され、複数の回転伝達突起をそれぞれ、貫通リード溝と回転伝達溝の両方に対し摺動可能に係合させてもよい。
この直進環はさらに、貫通リード溝に連通し周方向成分のみからなる貫通周方向溝を有し、回転伝達突起は、該貫通周方向溝との係合状態では、回転環に対して光軸方向に相対移動することなく該回転環と一体に回転方向に移動するようにしてもよい。
【０００６】
回転伝達突起を有する環状部材は、例えば、回転によって可動レンズ群に光軸方向へ所定の移動軌跡を与えるカム溝を有するカム環とすることができる。
【０００７】
回転伝達溝は、係合凸部上の形成領域では該係合凸部を径方向に貫通する貫通溝であり、該係合凸部を除く形成領域では有底溝とすることが可能である。
【０００８】
本発明は、環状部材の回転に応じて光軸方向に進退する可動レンズ群を少なくとも２つ有し、該少なくとも２つの可動レンズ群の光軸方向の相対移動により変倍動作を行うズームレンズ鏡筒に適用可能である。
【０００９】
本発明はまた、レンズ鏡筒以外における回転伝達機構に適用することもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［レンズ鏡筒の全体の説明］
まず、図１ないし図１９について、本実施形態のズームレンズ鏡筒７１の全体構造を説明する。この実施形態は、デジタルカメラ７０用のズームレンズ鏡筒に本発明を適用した実施形態であり、撮影光学系は、物体側から順に、第１レンズ群ＬＧ１、シャッタＳ及び絞りＡ、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、ローパスフィルタ（フィルタ類）ＬＧ４及び固体撮像素子（ＣＣＤ）６０からなっている。撮影光学系の光軸はＺ１である。この撮影光軸Ｚ１は、ズームレンズ鏡筒７１の中心軸Ｚ０と平行であり、かつ該鏡筒中心軸Ｚ０に対して偏心している。ズーミングは、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２を撮影光軸Ｚ１方向に所定の軌跡で進退させ、フォーカシングは同方向への第３レンズ群ＬＧ３の移動で行う。なお、以下の説明中で「光軸方向」という記載は、特に断りがなければ撮影光軸Ｚ１と平行な方向を意味している。
【００１１】
図６及び図７に示すように、カメラボディ７２内に固定環２２が固定され、この固定環２２の後部にＣＣＤホルダ２１が固定されている。ＣＣＤホルダ２１上にはＣＣＤベース板６２を介して固体撮像素子６０が支持され、固体撮像素子６０の前部に、フィルタホルダ７３とパッキン６１を介してローパスフィルタＬＧ４が支持されている。
【００１２】
固定環２２内には、第３レンズ群ＬＧ３を保持するＡＦレンズ枠（３群レンズ枠）５１が光軸方向に直進移動可能に支持されている。すなわち、固定環２２とＣＣＤホルダ２１には、撮影光軸Ｚ１と平行な一対のＡＦガイド軸５２、５３の前端部と後端部がそれぞれ固定されており、このＡＦガイド軸５２、５３に対してそれぞれ、ＡＦレンズ枠５１に形成したガイド孔が摺動可能に嵌まっている。本実施形態では、ＡＦガイド軸５２がメインのガイド軸で、ＡＦガイド軸５３はＡＦレンズ枠５１の回転規制用に設けられている。ＡＦレンズ枠５１に固定したＡＦナット５４に対し、ＡＦモータ１６０のドライブシャフトに形成した送りねじが螺合しており、該ドライブシャフトを回転させると、送りねじとＡＦナット５４の螺合関係によってＡＦレンズ枠５１が光軸方向に進退される。ＡＦレンズ枠５１は、ＡＦ枠付勢ばね５５によって光軸方向の前方に付勢されている。
【００１３】
図５に示すように、固定環２２の上部には、ズームモータ１５０と減速ギヤボックス７４が支持されている。減速ギヤボックス７４は内部に減速ギヤ列を有し、ズームモータ１５０の駆動力をズームギヤ２８に伝える。ズームギヤ２８は、撮影光軸Ｚ１と平行なズームギヤ軸２９によって固定環２２に枢着されている。ズームモータ１５０とＡＦモータ１６０は、固定環２２の外周面に配設したレンズ駆動制御ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）基板７５を介して、カメラの制御回路により制御される。
【００１４】
固定環２２の内周面には、雌ヘリコイド２２ａ、撮影光軸Ｚ１と平行な３本の直進案内溝２２ｂ、雌ヘリコイド２２ａと平行な３本のリード溝２２ｃ、及び各リード溝２２ｃの前端部に連通する周方向への回転摺動溝２２ｄが形成されている。雌ヘリコイド２２ａは、回転摺動溝２２ｄが形成されている固定環２２前部の一部領域には形成されていない（図８参照）。
【００１５】
ヘリコイド環１８は、雌ヘリコイド２２ａに螺合する雄ヘリコイド１８ａと、リード溝２２ｃ及び回転摺動溝２２ｄに係合する回転摺動突起１８ｂとを外周面に有している（図４、図９）。雄ヘリコイド１８ａ上には、撮影光軸Ｚ１と平行なギヤ歯を有するスパーギヤ部１８ｃが形成されており、スパーギヤ部１８ｃはズームギヤ２８に対して螺合する。従って、ズームギヤ２８によって回転力を与えたときヘリコイド環１８は、雌ヘリコイド２２ａと雄ヘリコイド１８ａが螺合関係にある状態では回転しながら光軸方向へ進退し、ある程度前方に移動すると、雄ヘリコイド１８ａが雌ヘリコイド２２ａから外れ、回転摺動溝２２ｄと回転摺動突起１８ｂの係合関係によって鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向回転のみを行う。なお、雌ヘリコイド２２ａは、各リード溝２２ｃを挟む一対のヘリコイド山の周方向間隔が他のヘリコイド山の周方向間隔よりも広くなっており、雄ヘリコイド１８ａは、この周方向間隔の広いヘリコイド山に係合するべく、回転摺動突起１８ｂの後方に位置する３つのヘリコイド山１８ａ-Ｗが他のヘリコイド山よりも周方向に幅広になっている（図８、図９）。固定環２２には、回転摺動溝２２ｄと外周面とを貫通するストッパ挿脱孔２２ｅが形成され、このストッパ挿脱孔２２ｅに対し、撮影領域を越えるヘリコイド環１８の回動を規制するための鏡筒ストッパ２６が着脱可能となっている。
【００１６】
ヘリコイド環１８の前端部内周面に形成した回転伝達凹部１８ｄ（図４、図１０）に対し、第３外筒１５の後端部から後方に突設した回転伝達突起１５ａ（図１１）が嵌入されている。回転伝達凹部１８ｄと回転伝達突起１５ａはそれぞれ、周方向に位置を異ならせて３箇所設けられており、周方向位置が対応するそれぞれの回転伝達突起１５ａと回転伝達凹部１８ｄは、鏡筒中心軸Ｚ０に沿う方向への相対摺動は可能に結合し、該鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向には相対回動不能に結合されている。すなわち、第３外筒１５とヘリコイド環１８は一体に回転する。また、ヘリコイド環１８には、回転摺動突起１８ｂの内径側の一部領域を切り欠いて嵌合凹部１８ｅが形成されており、該嵌合凹部１８ｅに嵌合する嵌合突起１５ｂは、回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄに係合するとき、同時に回転摺動溝２２ｄに係合する（図６のズームレンズ鏡筒上半断面参照）。
【００１７】
第３外筒１５とヘリコイド環１８の間には、互いを光軸延長上での離間方向へ付勢する３つの離間方向付勢ばね２５が設けられている。離間方向付勢ばね２５は圧縮コイルばねからなり、その後端部がヘリコイド環１８の前端部に開口するばね挿入凹部１８ｆに収納され、前端部が第３外筒１５のばね当付凹部１５ｃに当接している。この離間方向付勢ばね２５によって、回転摺動溝２２ｄの前側壁面に向けて嵌合突起１５ｂを押圧し、かつ回転摺動溝２２ｄの後側壁面に向けて回転摺動突起１８ｂを押圧することで、固定環２２に対する第３外筒１５とヘリコイド環１８の光軸方向のバックラッシュが除去される。
【００１８】
第３外筒１５の内周面には、内径方向に突設された相対回動案内突起１５ｄと、鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向溝１５ｅと、撮影光軸Ｚ１と平行な３本のローラ嵌合溝１５ｆとが形成されている（図４、図１１）。相対回動案内突起１５ｄは、周方向に位置を異ならせて複数設けられている。ローラ嵌合溝１５ｆは、回転伝達突起１５ａに対応する周方向位置に形成されており、その後端部は、回転伝達突起１５ａを貫通して後方へ向け開口されている。また、ヘリコイド環１８の内周面には鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向溝１８ｇが形成されている（図４、図１０）。この第３外筒１５とヘリコイド環１８の結合体の内側には直進案内環１４が支持される。直進案内環１４の外周面には光軸方向の後方から順に、該径方向へ突出する３つの直進案内突起１４ａと、それぞれ周方向に位置を異ならせて複数設けた相対回動案内突起１４ｂ及び１４ｃと、鏡筒中心軸Ｚ０を中心とする周方向溝１４ｄとが形成されている（図４、図１２）。直進案内環１４は、直進案内突起１４ａを直進案内溝２２ｂに係合させることで、固定環２２に対し光軸方向に直進案内される。また第３外筒１５は、周方向溝１５ｅを相対回動案内突起１４ｃに係合させ、相対回動案内突起１５ｄを周方向溝１４ｄに係合させることで、直進案内環１４に対して相対回動可能に結合される。周方向溝１５ｅ、１４ｄと相対回動案内突起１４ｃ、１５ｄはそれぞれ、光軸方向には若干相対移動可能なように遊嵌している。さらにヘリコイド環１８も、周方向溝１８ｇを相対回動案内突起１４ｂに係合させることで、直進案内環１４に対して相対回動は可能に結合される。周方向溝１８ｇと相対回動案内突起１４ｂは光軸方向には若干相対移動可能なように遊嵌している。
【００１９】
直進案内環１４には、内周面と外周面を貫通する３つのローラ案内貫通溝１４ｅが形成されている。各ローラ案内貫通溝１４ｅは、図１２に示すように、周方向へ向け形成された平行な前後の周方向溝部１４ｅ-１、１４ｅ-２と、この両周方向溝部１４ｅ-１及び１４ｅ-２を接続する、上記雌ヘリコイド２２ａと平行なリード溝部１４ｅ-３とを有する。それぞれのローラ案内貫通溝１４ｅに対し、カム環１１の外周面に設けたカム環ローラ３２が嵌まっている。カム環ローラ３２は、ローラ固定ねじ３２ａを介してカム環１１に固定されており、周方向へ位置を異ならせて３つ設けられている。カム環ローラ３２はさらに、ローラ案内貫通溝１４ｅを貫通して第３外筒１５内周面のローラ嵌合溝１５ｆに嵌まっている。各ローラ嵌合溝１５ｆの前端部付近には、ローラ付勢ばね１７に設けた３つのローラ押圧片１７ａが嵌っている（図１１）。ローラ押圧片１７ａは、カム環ローラ３２が周方向溝部１４ｅ-１に係合するときに該カム環ローラ３２に当接して後方へ押圧し、カム環ローラ３２とローラ案内貫通溝１４ｅ（周方向溝部１４ｅ-１）との間のバックラッシュを取る。
【００２０】
以上の構造から、固定環２２からカム環１１までの繰り出しの態様が理解される。すなわち、ズームモータ１５０によってズームギヤ２８を鏡筒繰出方向に回転駆動すると、雌ヘリコイド２２ａと雄ヘリコイド１８ａの関係によってヘリコイド環１８が回転しながら前方に繰り出される。ヘリコイド環１８と第３外筒１５はそれぞれ、周方向溝１４ｄ、１５ｅ及び１８ｇと相対回動案内突起１４ｂ、１４ｃ及び１５ｄの係合関係によって、直進案内環１４に対して相対回動可能かつ回転軸方向（鏡筒中心軸Ｚ０に沿う方向）へは共に移動するように結合されているため、ヘリコイド環１８が回転繰出されると、第３外筒１５も同方向に回転しながら前方に繰り出され、直進案内環１４はヘリコイド環１８及び第３外筒１５と共に前方へ直進移動する。また、第３外筒１５の回転力はローラ嵌合溝１５ｆとカム環ローラ３２を介してカム環１１に伝達される。カム環ローラ３２はローラ案内貫通溝１４ｅにも嵌まっているため、直進案内環１４に対してカム環１１は、リード溝部１４ｅ-３の形状に従って回転しながら前方に繰り出される。前述の通り、直進案内環１４自体も第３外筒１５及びヘリコイド環１８と共に前方に直進移動しているため、結果としてカム環１１には、リード溝部１４ｅ-３に従う回転繰出分と、直進案内環１４の前方への直進移動分とを合わせた光軸方向移動量が与えられる。
【００２１】
以上の繰出動作は雄ヘリコイド１８ａが雌ヘリコイド２２ａと螺合した状態で行われ、このとき回転摺動突起１８ｂはリード溝２２ｃ内を移動している。ヘリコイドによって所定量繰り出されると、雄ヘリコイド１８ａと雌ヘリコイド２２ａの螺合が解除されて、やがて回転摺動突起１８ｂがリード溝２２ｃから回転摺動溝２２ｄ内へ入る。このとき同時に、カム環ローラ３２はローラ案内貫通溝１４ｅの周方向溝部１４ｅ-１に入る。すると、ヘリコイド環１８及び第３外筒１５は、ヘリコイドによる回転繰出力が作用しなくなるため、ズームギヤ２８の駆動に応じて光軸方向の一定位置で回動のみを行うようになる。この状態では直進案内環１４が停止し、かつカム環ローラ３２が周方向溝部１４ｅ-１内に移行したため、カム環１１にも前方への移動力が与えられなくなり、カム環１１は第３外筒１５の回転に応じて一定位置で回動のみ行うようになる。
【００２２】
ズームギヤ２８を鏡筒収納方向に回転駆動させると、以上と逆の動作が行われる。カム環ローラ３２がローラ案内貫通溝１４ｅの周方向溝部１４ｅ-２に入るまでヘリコイド環１８に回転を与えると、以上の各鏡筒部材が図７に示す位置まで後退する。
【００２３】
カム環１１より先の構造をさらに説明する。直進案内環１４の内周面には、撮影光軸Ｚ１と平行な３つの第１直進案内溝１４ｆ及び６つの第２直進案内溝１４ｇが、それぞれ周方向に位置を異ならせて形成されている。第１直進案内溝１４ｆは、６つのうち３つの第２直進案内溝１４ｇの両側に位置する一対の溝部からなっており、この３つの第１直進案内溝１４ｆに対し、２群直進案内環１０に設けた３つの股状突起１０ａ（図３、図１５）が摺動可能に係合している。一方、第２直進案内溝１４ｇに対しては、第２外筒１３の後端部外周面に突設した６つの直進案内突起１３ａ（図２、図１７）が摺動可能に係合している。したがって、第２外筒１３と２群直進案内環１０はいずれも、直進案内環１４を介して光軸方向に直進案内されている。
【００２４】
２群直進案内環１０は、第２レンズ群ＬＧ２を支持する２群レンズ移動枠８を直進案内するための部材であり、第２外筒１３は、第１レンズ群ＬＧ１を支持する第１外筒１２を直進案内するための部材である。
【００２５】
まず第２レンズ群ＬＧ２の支持構造を説明する。２群直進案内環１０は、３つの股状突起１０ａを接続するリング部１０ｂから前方へ向けて、３つの直進案内キー１０ｃを突出させている（図３、図１５）。図６及び図７に示すように、リング部１０ｂの外縁部は、カム環１１の後端部内周面に形成した周方向溝１１ｅに対し相対回転は可能で光軸方向の相対移動は不能に係合しており、直進案内キー１０ｃはカム環１１の内側に延出されている。各直進案内キー１０ｃは、撮影光軸Ｚ１と平行な一対のガイド面を側面に有しており、このガイド面を、カム環１１の内側に支持された２群レンズ移動枠８の直進案内溝８ａに係合させることによって、２群レンズ移動枠８を軸方向に直進案内している。直進案内溝８ａは、２群レンズ移動枠８の外周面側に形成されている。
【００２６】
カム環１１の内周面には２群案内カム溝１１ａが形成されている。図１４に示すように、２群案内カム溝１１ａは、光軸方向及び周方向に位置を異ならせた前方カム溝１１ａ-１と後方カム溝１１ａ-２からなっている。前方カム溝１１ａ-１と後方カム溝１１ａ-２はいずれも、同形状の基礎軌跡αをトレースして形成されたカム溝であるが、それぞれが基礎軌跡α全域をカバーしているのではなく、前方カム溝１１ａ-１と後方カム溝１１ａ-２では基礎軌跡α上に占める領域の一部が異なっている。基礎軌跡とは、ズーム領域及び収納用領域を含む全ての鏡筒使用領域（使用領域）と、鏡筒の組立分解用領域とを含む概念上のカム溝形状である。鏡筒使用領域とは、言い換えれば、カム機構によって移動が制御されうる領域のことであり、カム機構の組立分解領域と区別する意味で用いられている。また、ズーム領域とは、鏡筒使用領域の中でも特にワイド端とテレ端の間の移動を制御するための領域であり、収納用領域と区別する意味で用いられている。カム環１１には、一対の前方カム溝１１ａ-１と後方カム溝１１ａ-２を１グループとした場合、周方向に等間隔で３グループの２群案内カム溝１１ａが形成されている。
【００２７】
２群案内カム溝１１ａに対して、２群レンズ移動枠８の外周面に設けた２群用カムフォロア８ｂが係合している。２群案内カム溝１１ａと同様に２群用カムフォロア８ｂも、光軸方向及び周方向に位置を異ならせた一対の前方カムフォロア８ｂ-１と後方カムフォロア８ｂ-２を１グループとして周方向に等間隔で３グループが設けられており、各前方カムフォロア８ｂ-１は前方カム溝１１ａ-１に係合し、各後方カムフォロア８ｂ-２は後方カム溝１１ａ-２に係合するように光軸方向及び周方向の間隔が定められている。
【００２８】
２群レンズ移動枠８は２群直進案内環１０を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環１１が回転すると、２群案内カム溝１１ａに従って、２群レンズ移動枠８が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。
【００２９】
２群レンズ移動枠８の内側には、第２レンズ群ＬＧ２を保持する２群レンズ枠６が支持されている。２群レンズ枠６は、一対の２群レンズ枠支持板３６、３７に対し、２群回動軸３３を介して軸支されており、２群枠支持板３６、３７が支持板固定ビス６６によって２群レンズ移動枠８に固定されている。２群回動軸３３は撮影光軸Ｚ１と平行でかつ撮影光軸Ｚ１に対して偏心しており、２群レンズ枠６は、２群回動軸３３を回動中心として、第２レンズ群ＬＧ２の光軸Ｚ２を撮影光軸Ｚ１と一致させる撮影用位置（図６）と、２群光軸Ｚ２を撮影光軸Ｚ１から偏心させる収納用退避位置（図７）とに回動することができる。２群レンズ移動枠８には、２群レンズ枠６を上記撮影用位置で回動規制する回動規制ピン３５が設けられていて、２群レンズ枠６は、２群レンズ枠戻しばね３９によって該回動規制ピン３５との当接方向へ回動付勢されている。軸方向押圧ばね３８は、２群レンズ枠６の光軸方向のバックラッシュ取りを行う。
【００３０】
２群レンズ枠６は、光軸方向には２群レンズ移動枠８と一体に移動する。ＣＣＤホルダ２１には２群レンズ枠６に係合可能な位置にカム突起２１ａ（図４）が前方に向けて突設されており、図７のように２群レンズ移動枠８が収納方向に移動してＣＣＤホルダ２１に接近すると、該カム突起２１ａの先端部に形成したカム面が、２群レンズ枠６に係合して上記の収納用退避位置に回動させる。
【００３１】
続いて第１レンズ群ＬＧ１の支持構造を説明する。直進案内環１４を介して光軸方向に直進案内された第２外筒１３の内周面には、周方向に位置を異ならせて３つの直進案内溝１３ｂが光軸方向へ形成されており、各直進案内溝１３ｂに対し、第１外筒１２の後端部付近の外周面に形成した３つの係合突起１２ａが摺動可能に嵌合している（図２、図１７及び図１８参照）。すなわち、第１外筒１２は、直進案内環１４と第２外筒１３を介して光軸方向に直進案内されている。また、第２外筒１３は後端部付近の内周面に、周方向へ向かう内径フランジ１３ｃを有し、この内径フランジ１３ｃがカム環１１の外周面に設けた周方向溝１１ｃに摺動可能に係合することで、第２外筒１３は、カム環１１に対して相対回転可能かつ光軸方向の相対移動は不能に結合されている。一方、第１外筒１２は、内径方向に突出する３つの１群用ローラ（カムフォロア）３１を有し、それぞれの１群用ローラ３１が、カム環１１の外周面に３本形成した１群案内カム溝１１ｂに摺動可能に嵌合している。
【００３２】
第１外筒１２内には、１群調整環２を介して１群レンズ枠１が支持されている。１群レンズ枠１には第１レンズ群ＬＧ１が固定され、その外周面に形成した雄調整ねじ１ａが、１群調整環２の内周面に形成した雌調整ねじ２ａに螺合している。この調整ねじの螺合位置を調整することよって、１群レンズ枠１は１群調整環２に対して光軸方向に位置調整可能となっている。
【００３３】
１群調整環２は外径方向に突出する一対の（図２には一つのみを図示）ガイド突起２ｂを有し、この一対のガイド突起２ｂが、第１外筒１２の内周面側に形成した一対の１群調整環ガイド溝１２ｂに摺動可能に係合している。１群調整環ガイド溝１２ｂは撮影光軸Ｚ１と平行に形成されており、該１群調整環ガイド溝１２ｂとガイド突起２ｂの係合関係によって、１群調整環２と１群レンズ枠１の結合体は、第１外筒１２に対して光軸方向の前後移動が可能になっている。第１外筒１２にはさらに、ガイド突起２ｂの前方を塞ぐように、１群抜止環３が抜止環固定ビス６４によって固定されている。１群抜止環３のばね受け部３ａとガイド突起２ｂとの間には、圧縮コイルばねからなる１群付勢ばね２４が設けられ、該１群付勢ばね２４によって１群調整環２は光軸方向後方に付勢されている。１群調整環２は、その前端部付近の外周面に突設した係合爪２ｃを、１群抜止環３の前面（図２に見えている側の面）に係合させることによって、第１外筒１２に対する光軸方向後方への最大移動位置が規制される（図６の上半断面参照）。一方、１群付勢ばね２４を圧縮させることによって、１群調整環２は光軸方向前方に若干量移動することができる。
【００３４】
第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の間には、シャッタＳと絞りＡを有するシャッタユニット７６が支持されている。シャッタユニット７６は、２群レンズ移動枠８の内側に支持されており、シャッタＳと絞りＡは、第２レンズ群ＬＧ２との空気間隔が固定となっている。シャッタユニット７６を挟んだ前後位置には、シャッタＳと絞りＡを駆動する２つのアクチュエータ（不図示）が、それぞれ一つずつ配置されており、シャッタユニット７６からはこれらアクチュエータをカメラの制御回路と接続するための露出制御ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）基板７７が延出されている。
【００３５】
第１外筒１２の前端部には、シャッタＳとは別に、非撮影時に撮影開口を閉じて撮影光学系（第１レンズ群ＬＧ１）を保護するためのレンズバリヤ機構が設けられる。レンズバリヤ機構は、鏡筒中心軸Ｚ０に対して偏心した位置に設けた回動軸を中心として回動可能な一対のバリヤ羽根１０４及び１０５と、該バリヤ羽根１０４、１０５を閉じ方向に付勢する一対のバリヤ付勢ばね１０６と、鏡筒中心軸Ｚ０を中心として回動可能で所定方向の回動によってバリヤ羽根１０４、１０５に係合して開かせるバリヤ駆動環１０３と、該バリヤ駆動環１０３をバリヤ開放方向に回動付勢するバリヤ駆動環付勢ばね１０７と、バリヤ羽根１０４、１０５とバリヤ駆動環１０３の間に位置するバリヤ押さえ板１０２とを備えている。バリヤ駆動環付勢ばね１０７の付勢力はバリヤ付勢ばね１０６の付勢力よりも強く設定されており、ズームレンズ鏡筒７１がズーム領域（図６）に繰り出されているときには、バリヤ駆動環付勢ばね１０７がバリヤ駆動環１０３をバリヤ開放用の角度位置に保持して、バリヤ付勢ばね１０６に抗してバリヤ羽根１０４、１０５が開かれる。そしてズームレンズ鏡筒７１がズーム領域から収納位置（図７）へ移動する途中で、カム環１１のバリヤ駆動環押圧面１１ｄ（図３、図１３）がバリヤ駆動環１０３をバリヤ開放方向と反対方向に強制回動させ、バリヤ駆動環１０３がバリヤ羽根１０４、１０５に対する係合を解除して、該バリヤ羽根１０４、１０５がバリヤ付勢ばね１０６の付勢力によって閉じられる。レンズバリヤ機構の前部は、バリヤカバー１０１（化粧板）によって覆われている。
【００３６】
以上の構造のズームレンズ鏡筒７１の全体的な繰出及び収納動作を、図６、図７及び図１９を参照して説明する。図１９は、ズームレンズ鏡筒７１の主要な部材の関係を概念的に示したものであり、各部材の符号の後の括弧内の「Ｓ」は固定部材、「Ｌ」は光軸方向の直線移動のみ行う部材、「Ｒ」は回転のみ行う部材、「ＲＬ」は回転しながら光軸方向に移動する部材であることをそれぞれ意味している。また、括弧内に二つの記号が併記されている部材は、繰出時及び収納時にその動作態様が切り換わることを意味している。
【００３７】
カム環１１が収納位置から定位置回転状態に繰り出される段階までは既に説明しているので簡潔に述べる。図７の鏡筒収納状態では、ズームレンズ鏡筒７１はカメラボディ７２内に完全に格納されており、カメラボディ７２の前面は、ズームレンズ鏡筒７１が突出しないフラット形状になっている。この鏡筒収納状態からズームモータ１５０によりズームギヤ２８を繰出方向に回転駆動させると、ヘリコイド環１８と第３外筒１５の結合体がヘリコイド（雄ヘリコイド１８ａ、雌ヘリコイド２２ａ）に従って回転繰出される。直進案内環１４は、第３外筒１５及びヘリコイド環１８と共に前方に直進移動する。このとき、第３外筒１５により回転力が付与されるカム環１１は、直進案内環１４の前方への直進移動分と、該直進案内環１４との間に設けたリード構造（カム環ローラ３２、リード溝部１４ｅ-３）による繰出分との合成移動を行う。ヘリコイド環１８とカム環１１が前方の所定位置まで繰り出されると、それぞれの回転繰出構造（ヘリコイド、リード）の機能が解除されて、鏡筒中心軸Ｚ０を中心とした周方向回転のみを行うようになる。
【００３８】
カム環１１が回転すると、その内側では、２群直進案内環１０を介して直進案内された２群レンズ移動枠８が、２群用カムフォロア８ｂと２群案内カム溝１１ａの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。図７の鏡筒収納状態では、２群レンズ移動枠８内の２群レンズ枠６は、ＣＣＤホルダ２１に突設したカム突起２１ａの作用によって、２群光軸Ｚ２が撮影光軸Ｚ１から偏心する収納用退避位置に保持されており、該２群レンズ枠６は、２群レンズ移動枠８がズーム領域まで繰り出される途中でカム突起２１ａから離れて、２群レンズ枠戻しばね３９の付勢力によって２群光軸Ｚ２を撮影光軸Ｚ１と一致させる撮影用位置（図６）に回動する。以後、ズームレンズ鏡筒７１を再び収納位置に移動させるまでは、２群レンズ枠６は撮影用位置に保持される。
【００３９】
また、カム環１１が回転すると、該カム環１１の外側では、第２外筒１３を介して直進案内された第１外筒１２が、１群用ローラ３１と１群案内カム溝１１ｂの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。
【００４０】
すなわち、撮像面（ＣＣＤ受光面）に対する第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の繰出位置はそれぞれ、前者が、固定環２２に対するカム環１１の前方移動量と、該カム環１１に対する第１外筒１２のカム繰出量との合算値として決まり、後者が、固定環２２に対するカム環１１の前方移動量と、該カム環１１に対する２群レンズ移動枠８のカム繰出量との合算値として決まる。ズーミングは、この第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２が互いの空気間隔を変化させながら撮影光軸Ｚ１上を移動することにより行われる。図７の収納位置から鏡筒繰出を行うと、まず図６の下半断面に示すワイド端の繰出状態になり、さらにズームモータ１５０を鏡筒繰出方向に駆動させると、同図の上半断面に示すテレ端の繰出状態となる。図６から分かるように、本実施形態のズームレンズ鏡筒７１は、ワイド端では第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の間隔が大きく、テレ端では、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２が互いの接近方向に移動して間隔が小さくなる。このような第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の空気間隔の変化は、２群案内カム溝１１ａと１群案内カム溝１１ｂの軌跡によって与えられるものである。このテレ端とワイド端の間のズーム領域（ズーミング使用領域）では、カム環１１、第３外筒１５及びヘリコイド環１８は、前述の定位置回転のみを行い、光軸方向へは進退しない。
【００４１】
ズーム領域では、被写体距離に応じてＡＦモータ１６０を駆動することにより、第３レンズ群ＬＧ３（ＡＦレンズ枠５１）が撮影光軸Ｚ１に沿って移動してフォーカシングがなされる。
【００４２】
ズームモータ１５０を鏡筒収納方向に駆動させると、ズームレンズ鏡筒７１は、前述の繰り出し時とは逆の収納動作を行い、カメラボディ７２の内部に完全に格納される収納位置（図７）まで移動される。この収納位置への移動の途中で、２群レンズ枠６がカム突起２１ａによって収納用退避位置に回動され、２群レンズ移動枠８と共に後退する。ズームレンズ鏡筒７１が収納位置まで移動されると、第２レンズ群ＬＧ２は、光軸方向において第３レンズ群ＬＧ３やローパスフィルタＬＧ４と同位置に格納される（鏡筒の径方向に重なる）。この収納時の第２レンズ群ＬＧ２の退避構造によってズームレンズ鏡筒７１の収納長が短くなり、図７の左右方向におけるカメラボディ７２の厚みを小さくすることが可能となっている。
【００４３】
デジタルカメラ７０は、ズームレンズ鏡筒７１に連動してするズームファインダを備えている。ズームファインダは、ファインダギヤ３０をスパーギヤ部１８ｃに噛合させてヘリコイド環１８から動力を得ており、該ヘリコイド環１８がズーム領域において前述の定位置回転を行うと、その回転力を受けてファインダギヤ３０が回転する。ファインダ光学系は、対物窓８１ａ、第１の可動変倍レンズ８１ｂ、第２の可動変倍レンズ８１ｃ、プリズム８１ｄ、接眼レンズ８１ｅ、接眼窓８１ｆを有し、第１と第２の可動変倍レンズ８１ｂ、８１ｃをファインダ対物系の光軸Ｚ３に沿って所定の軌跡で移動させることで変倍を行う。ファインダ対物系の光軸Ｚ３は、撮影光軸Ｚ１と平行である。可動変倍レンズ８１ｂ及び８１ｃの保持枠は、ガイドシャフト８２によって光軸Ｚ３方向に移動可能に直進案内され、かつガイドシャフト８２と平行なシャフトねじから駆動力を受けるようになっている。このシャフトねじとファインダギヤ３０の間に減速ギヤ列が設けられており、ファインダギヤ３０が回転するとシャフトねじが回転し、可動変倍レンズ８１ｂ、８１ｃが進退する。以上のズームファインダの構成要素は、図５に示すファインダユニット８０としてサブアッシされ、固定環２２の上部に取り付けられる。
【００４４】
［本発明の特徴部分の説明］
続いて、図２０以下を参照して本発明の特徴部分を説明する。なお、図２０ないし図２３では、直進案内環１４と第３外筒１５の一部やローラ付勢ばね１７は実際には見えない位置にあるが実線で表している。また、図２４ないし図２６は鏡筒内径側から見た状態であるため、リード溝部１４ｅ-３の傾斜方向などが図２０ないし図２３とは逆になっている。
【００４５】
ズームレンズ鏡筒７１では、固定環２２側から見て一段目の回転環が一対の第３外筒１５とヘリコイド環１８に分割されている。符号は付さないが、説明の便宜上、この第３外筒１５とヘリコイド環１８を合わせて回転環ＫＺとする。第３外筒１５とヘリコイド環１８は、離間方向付勢ばね２５によって離間方向に付勢され、それぞれの嵌合突起１５ｂと回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄに係合するとき、該離間方向付勢ばね２５の付勢力によって回転摺動溝２２ｄの前壁面と後壁面に押し付けられることで、固定環２２に対するバックラッシュ取りがなされる。このように、実質的に一体の環体として機能する回転環（ＫＺ）を２つの回転環（第３外筒１５とヘリコイド環１８）に分け、両回転環の間に挟着保持した付勢部材（離間方向付勢ばね２５）と、両回転環の回転案内部分（嵌合突起１５ｂ、回転摺動突起１８ｂ及び回転摺動溝２２ｄ）とによってバックラッシュ取りを行うと、機構をコンパクトかつ簡単にすることができる。
【００４６】
一方、回転環ＫＺ（第３外筒１５及びヘリコイド環１８）の基本的な機能は、カム環（環状部材）１１のカム環ローラ（回転伝達突起）３２に対して回転方向の力を伝えることである。カム環１１は、カム環ローラ３２を介して回転方向及び光軸方向の移動力が与えられることにより、第１レンズ群（可動要素、可動レンズ群）ＬＧ１と第２レンズ群（可動要素、可動レンズ群）ＬＧ２を光軸方向に移動させる。このカム環ローラ３２に対する回転環ＫＺの係合部分、すなわちローラ嵌合溝１５ｆには、次のような条件を満たしていなければならない。
【００４７】
まず、カム環ローラ３２は、図２０に示す収納位置と図２１及び図２２に示すズーム領域との間で、回転のみならず、直進案内環１４のリード溝部１４ｅ-３によって第３外筒１５及びヘリコイド環１８に対する光軸方向への相対移動も与えられるため、カム環ローラ３２が係合するローラ嵌合溝１５ｆは、該カム環ローラ３２の光軸方向の移動域に対応する長さを有していなければならない。
【００４８】
また、第３外筒１５とヘリコイド環１８は、回転伝達突起（係合凸部）１５ａと回転伝達凹部（係合凹部）１８ｄの係合関係によって相対回動が規制されて実質上は一つの回転環ＫＺとして機能するが、実際には第３外筒１５とヘリコイド環１８が別部材であるが故に（組立及び分解を可能にするために）、回転伝達突起１５ａと回転伝達凹部１８ｄは回転方向に嵌合クリアランスを有する。具体的には、図２６に示すように、回転伝達凹部１８ｄの一対の平行な対向面１８ｄ-ｓの回転方向における間隔は、回転伝達突起１５ａの両側面１５ａ-ｓの回転方向における間隔よりも若干大きくなるように形成されている。このクリアランスによって第３外筒１５とヘリコイド環１８は、回転方向の力を与えたときに僅かながら回転方向の位相が変化する。例えば、鏡筒収納状態である図２４の状態から、図２５に矢印で示す繰出方向の回転をヘリコイド環１８に与えると、図２５のように、ヘリコイド環１８は第３外筒１５に対してθだけ回転方向に移動してから回転伝達凹部１８ｄの一方の対向面１８ｄ-ｓを回転伝達突起１５ａの一方の側面１５ａ-ｓに当接させる。したがって、カム環ローラ３２が係合するローラ嵌合溝１５ｆは、第３外筒１５とヘリコイド環１８の回転方向位相のずれに関係なく、カム環ローラ３２を常にスムーズに光軸方向に移動させる構造でなければならない。なお、図２４ないし図２６では、回転伝達突起１５ａと回転伝達凹部１８ｄの嵌合クリアランスは、視認しやすくするために実際よりも大きく描かれている。
【００４９】
本実施形態のズームレンズ鏡筒７１は、ヘリコイド環１８（回転伝達凹部１８ｄ）に対する係合部分として、光軸方向後方に突出する回転伝達突起１５ａが第３外筒１５に設けられていることに着目し、この回転伝達突起１５ａを利用してローラ嵌合溝１５ｆを形成したことに特徴を有する。より詳細には、３つのローラ嵌合溝１５ｆはそれぞれ、３つの回転伝達突起１５ａと回転方向位置が一致するように第３外筒１５の内周面に形成され、かつその光軸方向の最後方領域が各回転伝達突起１５ａ上に延長して形成されている。そして、それぞれのローラ嵌合溝１５ｆの後端部は、回転伝達突起１５ａの後端面（突出方向端面）に開口された開放端部となっている。このローラ嵌合溝１５ｆによれば、コンパクトな構造で以上の条件を満たすことができる。
【００５０】
まず、ローラ嵌合溝１５ｆは、ヘリコイド環１８には形成されず、第３外筒１５のみに形成された溝部である。よって、図２５のように回転伝達突起１５ａと回転伝達凹部１８ｄの間の嵌合クリアランスによって第３外筒１５とヘリコイド環１８の回転位相が若干変化しても、ローラ嵌合溝１５ｆにおける両側の対向ガイド面１５ｆ-ｓの形状は変わることがない。つまり、カム環ローラ３２の光軸方向移動を妨げることなく、常に確実に案内することができる。
【００５１】
また、第３外筒１５における光軸方向への突出部である回転伝達突起１５ａを利用してローラ嵌合溝１５ｆを形成することで、ローラ嵌合溝１５ｆ自体に必要十分な光軸方向の長さを与えることができる。図２０ないし図２２に示すように、カム環ローラ３２の光軸方向の可動領域Ｄ１（図２０）は、回転伝達突起１５ａを除いた第３外筒１５の本体部における光軸方向への溝形成可能領域Ｄ２（図２０）よりも長く、特に図２０及び図２４の鏡筒収納状態では、カム環ローラ３２が、第３外筒１５の本体部よりも後方のヘリコイド環１８の内側位置まで後退する。しかし、ローラ嵌合溝１５ｆが形成されている回転伝達突起１５ａは、回転伝達凹部１８ｄと係合する関係上、このカム環ローラ３２の後退位置まで延出されているので、当該後退位置にあってもローラ嵌合溝１５ｆとカム環ローラ３２の係合を継続させることができる。すなわち、回転環ＫＺを構成する一方の第３外筒１５にのみカム環ローラ３２との係合部（ローラ嵌合溝１５ｆ）を形成しても、第３外筒１５とヘリコイド環１８にまたがる光軸方向領域で該カム環ローラ３２を案内することができる。さらに、ローラ嵌合溝１５ｆの後端部を、回転伝達突起１５ａの後端面に開口された開放端部とし、図２０及び図２４の鏡筒収納状態では、この開放端部までカム環ローラ３２が後退するようにしたので、カム環ローラ３２の移動量に比して回転伝達突起１５ａの光軸方向の突出量を短くすることが可能となっている。
【００５２】
なお、第３外筒１５の内周面にはローラ嵌合溝１５ｆと交差する周方向溝１５ｅが形成されているが、この周方向溝１５ｅはローラ嵌合溝１５ｆよりも浅いため、カム環ローラ３２に対するローラ嵌合溝１５ｆの案内性能が損なわれることはない。
【００５３】
図２７と図２８は、本実施形態に対する比較例を示している。この比較例では、本実施形態の第３外筒１５とヘリコイド環１８に対応する前方環１５′と後方環１８′のそれぞれに、光軸方向への直線溝であるローラ嵌合溝１５ｆ′とローラ嵌合溝１８ｘが形成されており、回転伝達ローラ３２′は、この２部材にまたがって形成されたローラ嵌合溝１５ｆ′及び１８ｘ内を移動するようになっている。前方環１５′と後方環１８′は互いの対向端面に設けた回転伝達突起１５ａ′と回転伝達凹部１８ｄ′を係合させており、回転伝達突起１５ａ′と回転伝達凹部１８ｄ′の間には回転方向に若干の嵌合クリアランスがある。従って、このクリアランスを原因として図２８のように前方環１５′と後方環１８′の回転位相が若干ずれた場合、ローラ嵌合溝１５ｆ′のガイド面とローラ嵌合溝１８ｘのガイド面との間に段差が生じ、回転伝達ローラ３２′のスムーズな移動を妨げるおそれがある。段差が大きい場合には、ローラ嵌合溝１５ｆ′とローラ嵌合溝１８ｘの接続部分を回転伝達ローラ３２′が通過できなくなるおそれも出てくる。
【００５４】
また、この比較例においてローラ嵌合溝１５ｆ′とローラ嵌合溝１８ｘの間に段差ができることを嫌って、ローラ嵌合溝１５ｆ′とローラ嵌合溝１８ｘのいずれか一方を省略しようとすると、その分だけ他方のローラ嵌合溝を光軸方向に長くする必要が生じ、結果として前方環１５′と後方環１８′のいずれかの光軸方向サイズが大きくなってしまう。例えば、ローラ嵌合溝１８ｘを省略するためには、その長さ分だけローラ嵌合溝１５ｆ′を有する前方環１５′を光軸方向前方に長くしなければならないので、鏡筒が大型化してしまう。
【００５５】
これに対し、光軸方向後方に突出する回転伝達突起１５ａが第３外筒１５に設けられていることに着目し、この回転伝達突起１５ａをローラ嵌合溝１５ｆの形成領域として利用した本実施形態の構造によれば、ローラ嵌合溝１５ｆの途中に段差を生じることなく確実にカム環ローラ３２をガイドすることができ、しかも第３外筒１５を光軸方向前方に延長することなく、ローラ嵌合溝１５ｆの十分なガイド長を稼ぐことができる。
【００５６】
以上、図示実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば図示実施形態では、光軸方向前方の第３外筒１５に回転伝達突起１５ａとローラ嵌合溝１５ｆが設けられ、後方のヘリコイド環１８に回転伝達凹部１８ｄが設けられているが、光軸方向後方の回転環に回転伝達突起１５ａに相当する係合凸部とローラ嵌合溝１５ｆに相当する回転伝達溝を形成してもよい。但し、係合凸部と回転伝達溝を設ける回転環は、一対の回転環のうち、本体部分の光軸方向長が大きい方の回転環（図示実施形態では第３外筒１５）とする方が、係合凸部の光軸方向長さが短くて済むので鏡筒構成上好ましい。
【００５７】
また、図示実施形態のローラ嵌合溝１５ｆは、回転伝達突起１５ａ上では該回転伝達突起１５ａを径方向に貫通する貫通溝であり、その他の領域では有底溝であるが、本発明の回転伝達溝は有底溝と貫通溝のいずれであってもよいし、また実施形態のように有底溝部分と貫通溝部分が混在していてもよい。
【００５８】
また実施形態はズームレンズ鏡筒に関しているが、本発明は単焦点のレンズ鏡筒にも適用することができる。例えば、図示実施形態におけるカム環１１は収納位置からズーム域までの回転繰出後にズーミング用の定位置回転を行うが、こうした定位置回転はせずに回転繰出のみ行うような環状部材への回転伝達構造としても本発明は適用可能である。
【００５９】
また本発明は、回転伝達される環状部材が支持する対象を、レンズ枠などの光学要素以外の可動要素とすることによって、レンズ鏡筒以外における回転伝達機構にも適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回転伝達溝を有する回転環が複数の回転環の結合体からなっているレンズ鏡筒などにおいて、回転伝達性能とコンパクト性を両立した回転伝達機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカム繰出機構を適用したズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図２】図１のズームレンズ鏡筒における、第１レンズ群の支持機構に関する部分の分解斜視図である。
【図３】図１のズームレンズ鏡筒における、第２レンズ群の支持機構に関する部分の分解斜視図である。
【図４】図１のズームレンズ鏡筒における、固定環から第３外筒までの繰出機構に関する部分の分解斜視図である。
【図５】図１のズームレンズ鏡筒に、ズームモータとファインダユニットを加えた完成状態の斜視図である。
【図６】図１のズームレンズ鏡筒のワイド端とテレ端を示す、該ズームレンズ鏡筒を搭載したカメラの縦断面図である。
【図７】図６カメラの鏡筒収納状態の縦断面図である。
【図８】固定環の平面図である。
【図９】ヘリコイド環の平面図である。
【図１０】ヘリコイド環の内周面側の構成要素を透視して示す平面図である。
【図１１】第３外筒の平面図である。
【図１２】直進案内環の平面図である。
【図１３】カム環の平面図である。
【図１４】カム環の内周面側の２群案内カム溝を透視して示す平面図である。
【図１５】直進案内環の平面図である。
【図１６】２群レンズ移動枠の平面図である。
【図１７】第２外筒の平面図である。
【図１８】第１外筒の平面図である。
【図１９】本実施形態のズームレンズ鏡筒の主要な部材の関係を概念的に示す図である。
【図２０】鏡筒収納状態におけるヘリコイド環、第３外筒及び直進案内環の関係を示す平面図である。
【図２１】ワイド端におけるヘリコイド環、第３外筒及び直進案内環の関係を示す平面図である。
【図２２】テレ端におけるヘリコイド環、第３外筒及び直進案内環の関係を示す平面図である。
【図２３】鏡筒分解状態におけるヘリコイド環、第３外筒及び直進案内環の関係を示す平面図である。
【図２４】第３外筒の回転伝達突起とヘリコイド環の回転伝達凹部の係合部分付近を拡大して示す、レンズ鏡筒内面側から見た展開平面図である。
【図２５】図２４においてヘリコイド環に回転力が作用した状態を示す、レンズ鏡筒内面側から見た展開平面図である。
【図２６】図２４及び図２５の係合状態を解除して分割した、レンズ鏡筒内面側から見た第３外筒とヘリコイド環の展開平面図である。
【図２７】本発明実施形態との比較例を示す、前方環と後方環の係合部分付近を拡大した展開平面図である。
【図２８】図２７の比較例において、後方環が回転して前方環との回転位相が変化した状態を示す展開平面図である。
【符号の説明】
ＬＧ１ 第１レンズ群（可動要素、可動レンズ群）
ＬＧ２ 第２レンズ群（可動要素、可動レンズ群）
ＬＧ３ 第３レンズ群
ＬＧ４ ローパスフィルタ
Ｓ シャッタ
Ａ 絞り
Ｚ０ 鏡筒中心軸
Ｚ１ 撮影光軸
Ｚ２ ２群光軸
Ｚ３ ファインダ対物系の光軸
１ １群レンズ枠
１ａ 雄調整ねじ
２ １群調整環
２ａ 雌調整ねじ
２ｂ ガイド突起
２ｃ 係合爪
３ １群抜止環
３ａ ばね受け部
６ ２群レンズ枠
８ ２群レンズ移動枠
８ａ 直進案内溝
８ｂ ２群用カムフォロア
８ｂ-１ 前方カムフォロア
８ｂ-２ 後方カムフォロア
１０ ２群直進案内環
１０ａ 股状突起
１０ｂ リング部
１０ｃ 直進案内キー
１１ カム環（環状部材）
１１ａ ２群案内カム溝
１１ａ-１ 前方カム溝
１１ａ-２ 後方カム溝
１１ｂ １群案内カム溝
１１ｃ １１ｅ 周方向溝
１１ｄ バリヤ駆動環押圧面
１２ 第１外筒
１２ａ 係合突起
１２ｂ １群調整環ガイド溝
１３ 第２外筒
１３ａ 直進案内突起
１３ｂ 直進案内溝
１３ｃ 内径フランジ
１４ 直進案内環
１４ａ 直進案内突起
１４ｂ １４ｃ 相対回動案内突起
１４ｄ 周方向溝
１４ｅ ローラ案内貫通溝
１４ｅ-１ １４ｅ-２ 周方向溝部
１４ｅ-３ リード溝部
１４ｆ 第１直進案内溝
１４ｇ 第２直進案内溝
１５ 第３外筒（回転環）
１５ａ 回転伝達突起（係合凸部）
１５ａ-ｓ 側面
１５ｂ 嵌合突起
１５ｃ ばね当付凹部
１５ｄ 相対回動案内突起
１５ｅ 周方向溝
１５ｆ ローラ嵌合溝（回転伝達溝）
１７ ローラ付勢ばね
１７ａ ローラ押圧片
１８ ヘリコイド環（回転環）
１８ａ 雄ヘリコイド
１８ｂ 回転摺動突起
１８ｃ スパーギヤ部
１８ｄ 回転伝達凹部（係合凹部）
１８ｄ-ｓ 対向面
１８ｅ 嵌合凹部
１８ｆ ばね挿入凹部
１８ｇ 周方向溝
２１ ＣＣＤホルダ
２１ａ カム突起
２２ 固定環
２２ａ 雌ヘリコイド
２２ｂ 直進案内溝
２２ｃ リード溝
２２ｄ 回転摺動溝
２２ｅ ストッパ挿脱孔
２４ １群付勢ばね
２５ 離間方向付勢ばね
２６ 鏡筒ストッパ
２８ ズームギヤ
２９ ズームギヤ軸
３０ ファインダギヤ
３１ １群用ローラ
３２ カム環ローラ（回転伝達突起）
３２ａ ローラ固定ねじ
３３ ２群回動軸
３５ 回動規制ピン
３６ ３７ ２群レンズ枠支持板
３８ 軸方向押圧ばね
３９ ２群レンズ枠戻しばね
５１ ＡＦレンズ枠（３群レンズ枠）
５２ ５３ ＡＦガイド軸
５４ ＡＦナット
５５ ＡＦ枠付勢ばね
６０ 固体撮像素子（ＣＣＤ）
６１ パッキン
６２ ＣＣＤベース板
６４ 抜止環固定ビス
６６ 支持板固定ビス
７０ デジタルカメラ
７１ ズームレンズ鏡筒
７２ カメラボディ
７３ フィルタホルダ
７４ 減速ギヤボックス
７５ レンズ駆動制御ＦＰＣ基板
７６ シャッタユニット
７７ 露出制御ＦＰＣ基板
８０ ファインダユニット
８１ａ 対物窓
８１ｂ ８１ｃ 可動変倍レンズ
８１ｄ プリズム
８１ｅ 接眼レンズ
８１ｆ 接眼窓
８２ ガイドシャフト
１０１ バリヤカバー
１０２ バリヤ押さえ板
１０３ バリヤ駆動環
１０４ １０５ バリヤ羽根
１０６ バリヤ付勢ばね
１０７ バリヤ駆動環付勢ばね
１５０ ズームモータ
１６０ ＡＦモータ
Claims (7)
- 光軸と平行な複数の回転伝達溝を内周面に有する回転環と、
該複数の回転伝達溝に対し回転方向に相対移動不能かつ光軸方向に摺動可能に係合する複数の回転伝達突起を有する環状部材と、該環状部材に支持される可動要素とを有するレンズ鏡筒において、
上記回転環を、互いの端面が対向する一対の回転環に分割し、
該一対の回転環の対向端面の一方と他方に、光軸方向へ突出する係合凸部と、該係合凸部が係合して回転方向の力を伝達する係合凹部とを形成し、
上記回転伝達溝を、上記係合凸部を有する一方の回転環の内周面に、該係合凸部と回転方向位置を一致させ、かつその光軸方向の一部領域を該係合凸部上に位置させて形成し、
上記回転伝達溝が上記係合凸部を光軸方向に貫通し、該回転伝達溝の一端部が係合凸部の突出方向端面に開口する開放端部となっていることを特徴とするレンズ鏡筒の回転伝達機構。 - 請求項１記載のレンズ鏡筒の回転伝達機構において、上記一対の回転環の内側に光軸方向へ直進移動可能に支持された直進環を有し、該直進環に光軸方向成分と周方向成分の両方を含む複数の貫通リード溝が形成され、
上記複数の回転伝達突起はそれぞれ、上記貫通リード溝と上記回転伝達溝の両方に対し摺動可能に係合しているレンズ鏡筒の回転伝達機構。 - 請求項２記載のレンズ鏡筒の回転伝達機構において、上記直進環はさらに、上記貫通リード溝に連通し周方向成分のみからなる貫通周方向溝を有し、上記回転伝達突起は、該貫通周方向溝との係合状態では、回転環に対して光軸方向に相対移動することなく該回転環と一体に回転方向に移動するレンズ鏡筒の回転伝達機構。
- 請求項１ないし３のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の回転伝達機構において、上記回転伝達突起を有する環状部材は、回転によって可動レンズ群に光軸方向へ所定の移動軌跡を与えるカム溝を有するカム環であるレンズ鏡筒の回転伝達機構。
- 請求項１ないし４のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の回転伝達機構において、上記回転伝達溝は、上記係合凸部上の形成領域では該係合凸部を径方向に貫通する貫通溝であり、該係合凸部を除く形成領域では有底溝であるレンズ鏡筒の回転伝達機構。
- 請求項１ないし５のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の回転伝達機構において、上記環状部材の回転に応じて光軸方向に進退する可動レンズ群を少なくとも２つ有し、該少なくとも２つの可動レンズ群の光軸方向の相対移動により変倍動作を行うレンズ鏡筒の回転伝達機構。
- 回転軸と平行な複数の回転伝達溝を内周面に有する回転環と、該複数の回転伝達溝に対し回転方向に相対移動不能かつ回転軸方向に摺動可能に係合する複数の回転伝達突起を有する環状部材と、該環状部材に支持される可動要素とを有する回転伝達機構において、
上記回転環を、互いの端面が対向する一対の回転環に分割し、
該一対の回転環の対向端面の一方と他方に、回転軸方向へ突出する係合凸部と、該係合凸部が係合して回転方向の力を伝達する係合凹部とを形成し、
上記回転伝達溝を、上記係合凸部を有する一方の回転環の内周面に、該係合凸部と回転方向位置を一致させ、かつその回転軸方向の一部領域を該係合凸部上に位置させて形成し、
上記回転伝達溝が上記係合凸部を上記回転軸方向に貫通し、該回転伝達溝の一端部が係合凸部の突出方向端面に開口する開放端部となっていることを特徴とする回転伝達機構。
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