JP4256689B2 - レンズ鏡筒の切替移動構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、レンズ鏡筒の切替移動構造に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
レンズ鏡筒において、光軸方向の直進移動のみ可能に支持された直進案内環と、回転筒とを、特定の相対回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在となるように第一のバヨネット結合で結合し、直進案内環に光軸方向の直進移動のみ可能に支持された移動枠（レンズ群支持環）と、回転筒と一緒に回転し光軸方向への相対移動ができる切替環とを、同様に特定の回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在となるように第二のバヨネット結合で結合する構成が用いられている。移動枠の外周面と回転筒の内周面には、互いに螺合するヘリコイドが設けられ、回転筒の回転により移動枠（第１レンズ群）を光軸方向に移動させ、回転筒のカムにより、後続レンズ群を光軸方向に移動させる。
【０００３】
本出願人が開発中のズームレンズ鏡筒においては、上記構成に加えて、直進案内環に、光軸方向の移動を規制し周方向に一定距離移動自在に切替駒を支持し、切替環の内周面に、この切替駒から突出させたフォロア突起に係合する切替駒移動用切替溝を設け、切替駒の周方向の移動により、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を変化させる構成が用いられている。切替駒移動用切替溝は、後方から順に、切替駒のフォロア突起を導入する、回転筒の雌ヘリコイドと傾斜方向が反対で同一リードの第一の傾斜区間（テレ区間）と、この第一の区間の先端に連続する光軸と平行な切替区間と、この切替区間の終端に連続する第一の区間と平行な第二の傾斜区間（ワイド区間）とを有する。
【０００４】
ところが、このような切替駒を有する構成では、上述の二つのバヨネット結合（直進案内環と回転筒の間、移動枠と切替環との間）と、移動枠と回転筒のヘリコイド結合を行わせることが不可能になった。
【０００５】
【特許文献】
特開２０００-２７５５１８号公報
特開２００１-２１５３８１号公報
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、以上のような切替駒を有するレンズ鏡筒において、二つのバヨネット結合と、ヘリコイド結合とを支障なく行うことができる切替移動機構を得ることを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
本発明によるレンズ鏡筒の切替移動構造は、光軸方向の直進移動のみ可能に支持された、切欠（１８ｇ）を有する周方向に延びるフランジ（１８ｆ）を備える直進案内環（１８）と；この直進案内環に光軸方向の直進移動のみ可能に支持された、外周面に雄ヘリコイドを有する移動枠（１７）と；上記直進案内環に対する特定の相対回転位相で上記直進案内環の上記切欠と周方向位置が一致するバヨネット爪（１５ｇ）と、該バヨネット爪の直前に位置し、バヨネット爪が上記切欠を通って上記フランジの後方に位置したときに該フランジが回転可能に係合する周方向溝（１５ｆ）と、内周面に形成した上記移動枠の雄ヘリコイドに螺合する雌ヘリコイドと、を有する回転筒（１５）と；この回転筒と光軸方向の相対移動は自由にかつ該回転筒と一緒に回転するように結合され、さらに上記移動枠に、特定の相対回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在としてバヨネット結合され、かつ、内周面に切替駒移動用切替溝（１６ｃ）を備える切替環（１６）と；上記切替駒移動用切替溝に係合するフォロア突起（２８ｂ）を備え、かつ、上記直進案内環に対して、上記バヨネット爪の周方向位置が上記切欠と一致するまで上記切替環及び回転筒と一緒に回転可能で、上記直進案内環に対する光軸方向移動は規制された切替駒（２８）と；を備え、上記切替駒移動用切替溝は、後方から順に、上記回転筒の雌ヘリコイドと傾斜方向が反対で同一リードの上記切替駒のフォロア突起を導入する第一の傾斜区間（１６ｃＴ）と、この第一の区間の先端に連続する光軸と平行な切替区間（１６ｃＫ）と、この切替区間の終端に連続する上記第一の区間と平行な第二の傾斜区間（１６ｃＷ）と、この第二の傾斜区間の終端に連続して後方に延びる光軸と平行な方向の組立用溝（１６ｃＡ）とを有し、上記バヨネット爪と上記切欠の周方向位置が一致し、かつ、上記フォロア突起が上記組立用溝に係合するとき、上記フォロア突起を上記組立用溝の後端に位置させることにより、上記バヨネット爪が上記フランジの前方に位置し、上記フォロア突起を組立用溝の前端に位置させることにより、上記バヨネット爪が上記フランジの後方に位置すると共に上記周方向溝に該フランジが係合することを特徴としている。
【０００８】
本発明の切替移動機構は、変倍に寄与するレンズ群が実質的に３群である（バリフォーカルレンズで４群で焦点調整する場合を含む）に適用するとき、移動枠は、レンズ鏡筒の第１レンズ群を支持した１群支持環とすることができ、切替駒は、第２レンズ群と第３レンズ群を支持した２-３群ブロックに連動させ、その周方向の往復移動により、該２-３群ブロック内の第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を変化させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
最初に、図１について、本実施形態のズームレンズ鏡筒を適用するズームレンズ光学系を説明する。このズームレンズ系は、物体側から順に、正のパワーの第１レンズ群Ｌ１、負のパワーの第２レンズ群Ｌ２、正のパワーの第３レンズ群Ｌ３、及び負のパワーの第４レンズ群Ｌ４からなっている。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３は、中間焦点距離域（モード切替区間）において互いの間隔を変化させる（ワイド域（ワイドモード）での長間隔をテレ域（テレモード）での短間隔に変化させる）間隔変化群（Ｌ２３とする）であり、ワイド域、テレ域ではそれぞれ一体に移動する。第１レンズ群Ｌ１と第４レンズ群Ｌ４は、常時一体に移動する。第１レンズ群Ｌ１、間隔変化群Ｌ２３及び第４レンズ群Ｌ４は、短焦点距離端（ワイド端、Ｗ）から長焦点距離端（テレ端、Ｔ）に至る全ズーム域において像側から被写体側に単調に移動する。この実施形態のズームレンズ鏡筒は、焦点距離を複数段（６段）に設定したステップズームレンズ鏡筒であり、間隔変化群Ｌ２３は、このステップズームレンズ鏡筒におけるフォーカス群として作用する。すなわち、図１の実線は、フォーカス動作を含むカム軌跡であり、間隔変化群（フォーカスレンズ群）Ｌ２３の無限遠物体撮影時のズーミング基礎軌跡は一点鎖線で示した。
【００１０】
以上のような中間焦点距離における間隔変化群を有するズームレンズ系は、本出願人が特開２０００−２７５５１８号で提案した。このズームレンズ系は、焦点距離を変化させる可動の複数の変倍レンズ群を有すること；少なくとも一つの変倍レンズ群は、２つのサブ群を有し、その一方のサブ群が、他方のサブ群との関係において光軸方向の両移動端のいずれか一方に選択して位置する可動サブ群である切替群であること；短焦点距離端から中間焦点距離に至る短焦点距離側ズーミング域と、中間焦点距離から長焦点距離端に至る長焦点距離側ズーミング域とで、切替群中の可動サブ群は互いに異なるいずれか一方の移動端に位置すること；及び切替群と他の変倍レンズ群のズーミング基礎軌跡は、上記中間焦点距離において不連続であり、可動サブ群の位置に応じ、所定の像面に結像するように定められていること；を特徴としている。図１に示したステップズームレンズ鏡筒のズーミング軌跡では、中間焦点距離におけるズーミング基礎軌跡の不連続性をなくしている。また、図１では、第１レンズ群Ｌ１ないし第４レンズ群Ｌ４を単レンズとして図示したが、これらは勿論複数のレンズから構成するのが普通である。
【００１１】
図２から図１９は、本実施形態のズームレンズ鏡筒の構造を示している。カメラボディに固定される固定筒１１には、図２ないし図５に示すように、その内周面に雌ヘリコイド１１ａと、光軸と平行な方向の直進案内溝１１ｂとが形成されている。この固定筒１１の雌ヘリコイド１１ａには、ヘリコイド環１２の後端部に形成した雄ヘリコイド１２ａが螺合する。ヘリコイド環１２の内周面には、第２直進案内環１３が相対回転自在に、光軸方向にはヘリコイド環１２と一緒に移動する態様で嵌まっている。すなわち、ヘリコイド環１２の内周面には周方向溝１２ｃが形成されており、この周方向溝１２ｃに、第２直進案内環１３の外周面に形成した案内突起１３ａが相対回転自在に嵌まっている。周方向溝１２ｃと案内突起１３ａは、ヘリコイド環１２と第２直進案内環１３の使用状態では係合を保持する。第２直進案内環１３の後端部には、固定筒１１の直進案内溝１１ｂに嵌まる径方向突起１３ｂが形成されている。
【００１２】
雄ヘリコイド１２ａの山部には平歯車１２ｂが形成されていて、この平歯車１２ｂが、固定筒１１の内面凹部１１ｃ（図２）に位置させて回動自在に支持した駆動ピニオン１４と常時噛み合う。したがって、駆動ピニオン１４が正逆に回転駆動されると、ヘリコイド環１２が回転しながら光軸方向に進退し、ヘリコイド環１２と一緒に第２直進案内環１３が直進移動する。
【００１３】
第２直進案内環１３の内周には、カム環１５が嵌まっている。図６はこのカム環１５の展開形状を示している。このカム環１５の後端部外周には、雄ヘリコイド１５ａと、この雄ヘリコイド１５ａの一部から径方向に突出させたガイドピン１５ｂが形成されている。雄ヘリコイド１５ａは、第２直進案内環１３の内周面に形成した雌ヘリコイド１３ｃに螺合し、ガイドピン１５ｂは第２直進案内環１３に貫通させて形成した、周方向成分と光軸方向成分を有する逃がし溝１３ｄに嵌まっている。このガイドピン１５ｂはさらに、逃がし溝１３ｄを貫通してヘリコイド環１２の内周面に形成された光軸と平行な方向の直進ガイド溝１２ｄ（図２）に嵌まっている。従って、カム環１５は、ヘリコイド環１２が回転すると、雌ヘリコイド１３ｃと雄ヘリコイド１５ａの螺合関係に従って回転しながら光軸方向に直進移動する。カム環１５の内周面には、雌ヘリコイド１５ｃと有底カム溝１５ｄ（図６、図１９）が形成されている。
【００１４】
カム環１５の内側には、切替環１６、第１レンズ群Ｌ１を支持する１群支持環１７及び第１直進案内環１８が順番に嵌まっている（図９参照）。図７は切替環１６単体の展開形状を示している。切替環１６と１群支持環１７は相対回転は自在で光軸方向には一緒に移動する一対の環状体である。１群支持環１７の後端部外周には、雄ヘリコイド１７ａが形成されており、この雄ヘリコイド１７ａの直前に、切替環１６の後端部内周に形成した周方向溝１６ａ（図７）に相対回転自在に嵌まるガイド突起１７ｂが形成されている。
【００１５】
そして、１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａはカム環１５の雌ヘリコイド１５ｃに螺合し、切替環１６の後端部外周に突出形成した回転伝達突起１６ｂは、カム環１５の内周面に形成した光軸と平行な回転伝達溝１５ｅに嵌まっている。
【００１６】
一方、第１直進案内環１８の後端部外周に形成したガイド突起１８ａは、第２直進案内環１３の内周面に形成した光軸と平行な直進案内溝１３ｅに嵌まっており、また、この第１直進案内環１８の外周面に形成した光軸と平行な直進案内溝１８ｂ（図９参照）に、１群支持環１７の内周面に形成した直進ガイド突起１７ｃ（同）が摺動自在に嵌まっている。つまり、第２直進案内環１３、第１直進案内環１８、１群支持環１７は回転せずに、光軸方向に移動する部材である。また、第１直進案内環１８の後端部に形成したフランジ１８ｆ（図９）は、カム環１５の後端部内周に形成した周方向溝１５ｆ（図６）に相対回転自在で光軸方向には一緒に移動するように係合している。
【００１７】
従って、カム環１５の回転が回転伝達溝１５ｅと回転伝達突起１６ｂを介して切替環１６に伝達されると、雌ヘリコイド１５ｃに噛み合う雄ヘリコイド１７ａを有し第１直進案内環１８によって回転を規制されている１群支持枠１７が光軸方向に移動する。
【００１８】
１群支持環１７には、４群支持環１９が光軸方向の直進移動を自在にして支持されている。すなわち、第４レンズ群Ｌ４を支持する４群支持環１９の周囲には、３本の光軸平行腕１９ａが形成されており、この光軸平行腕１９ａが１群支持環１７の光軸と平行な直進案内溝１７ｄに嵌まっている。
【００１９】
また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を支持する２−３群ブロック２０の周囲には、３本の光軸と平行な方向の直進案内腕２０ａが形成されており、この直進案内腕２０ａは、第１直進案内環１８に形成した光軸と平行な方向の直進案内溝１８ｃに嵌まっている。さらに、この直進案内腕２０ａの先端に固定したカムフォロア２０ｂは、カム環１５の有底カム溝１５ｄに嵌まっている。図１０と図１１は、この２−３群ブロック２０の組立状態と分解状態を示している。このカム溝１５ｄは、図６、図１９に示すように、２−３群ブロック２０を撮影可能位置に位置させる撮影領域（図１９のワイドモード、モード切替区間、テレモード）１５ｄ１と、撮影を行わない収納位置に位置させる収納領域（収納位置）１５ｄ２と、撮影領域１５ｄ１から収納位置１５ｄ２に移行させるモード切替領域１５ｄ３を有している。このカム溝１５の撮影領域１５ｄ１の全部とモード切替領域１５ｄ３の収納領域１５ｄ２側の端部を除く領域は、カムフォロア２０ｂが最小のクリアランスで嵌まる幅狭領域であり、収納領域１５ｄ２及びモード切替領域１５ｄ３の収納位置側の端部領域は、後方が開放された開放カム領域である。従って、カム環１５回転すると、２−３群ブロック２０が有底カム溝１５ｄに従って光軸方向に直進移動する。なお、カム環１５の周方向溝１５ｆに相対回転自在に嵌まる第１直進案内環１８のフランジ１８ｆには、２−３群ブロック２０が収納位置に位置するときに収納領域１５ｄ２の後方に位置してカムフォロア２０ｂを逃げる切欠１８ｆ’（図３、図９、図１８）が形成されている。
【００２０】
そして、この２−３群ブロック２０と４群支持環１９の間には、該４群支持環１９を後方に移動付勢する圧縮ばね３１が挿入されている。４群支持環１９の光軸平行腕１９ａには、この圧縮ばね３１の力に抗して４群支持環１９の後退端を規制する、１群支持環１７の抜け止め突起１７ｅ（図８、図９）に係合する係合突起１９ｂ（図８）が形成されており、４群支持環１９は、常時は（撮影状態では）１群支持環１７に対する後退端に位置する。
【００２１】
２−３群ブロック２０の具体的構成を説明する前に、以上の構成による動作を纏めて説明すると、次のようになる。駆動ピニオン１４を介してヘリコイド環１２を回転駆動すると、ヘリコイド環１２は回転しながら光軸方向に移動し、回転を規制されている第２直進案内環１３がヘリコイド環１２と一緒に光軸方向に進退する。ヘリコイド環１２の回転は、カム環１５に伝達され、カム環１５は直進案内されている第１直進案内環１８を伴い、回転しながら光軸方向に進退する。そして、カム環１５が回転すると、切替環１６が直進案内されている１群支持環１７を伴いながら、光軸方向に進退する。１群支持環１７が収納位置から前方に移動するときには、圧縮ばね３１が徐々に伸張して４群支持環１９を１群支持環１７に対する後退端に位置させる。この後退端が撮影位置（ワイド端）であり、それ以後は１群支持環１７と４群支持環１９は一緒に移動する。１群支持環１７は第１レンズ群Ｌ１を搭載し、４群支持環１９は第４レンズ群Ｌ４を搭載しているから、図１のように、第１レンズ群Ｌ１と第４レンズ群Ｌ４はズーム域ではヘリコイド環１２の回転角に対しリニアに（間隔を変化させることなく）一緒に移動する。
【００２２】
また、収納位置では、図３に明らかなように、２−３群ブロック２０の前端面が第１レンズ群Ｌ１を固定した１群枠２９の後端面に極めて接近しまたは当接する。１群枠２９は、１群支持環１７の先端部に固定された部材である。このとき、カム溝１５ｄの収納領域１５ｄ２は後方が開放されているため、１群枠２９を介して、圧縮ばね３１の力に抗し２−３群ブロック２０が後方に押圧されると、カムフォロア２０ｂがカム溝１５ｄの前側カム面から離れて後退することができ、レンズ鏡筒の収納長が短縮される。収納位置では同時に、第４レンズ群Ｌ４を固定した４群枠３０が、圧縮ばね３１の力により遮光枠３５に当接する位置まで後退する。４群枠３０は４群支持環１９に固定された部材であり、遮光枠３５は、ヘリコイド環１２の後端面に固定された部材である。
【００２３】
一方、第１直進案内環１８によって直進案内されている２−３群ブロック２０の移動位置は、カム環１５の内周面に形成されている有底カム溝１５ｄによって規制される（定まる）。２−３群ブロック２０は、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を支持しており、カム環１５と切替環１６は、その連続回転により、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３に図１に示す移動軌跡を与える。以下、特に図９ないし図１８について、この２−３群ブロック２０、カム環１５及び切替環１６の関連構造を説明する。
【００２４】
直進案内腕２０ａとカムフォロア２０ｂは、２−３群移動環２１に設けられている。この２−３群移動環２１と、先端部押え板２２との間に、前方から順に、第２レンズ群Ｌ２を支持した２群枠２３、第３レンズ群Ｌ３を支持した３群枠２４、差動連係環２５、差動環２６及び差動ばね２７が収納されている。先端部押え板２２は、光軸と平行な直進ガイドピン２２ａを有し、２群枠２３は、この直進ガイドピン２２ａに摺動自在に嵌まるガイドボス２３ａを有している。直進ガイドピン２２ａには２群枠２３を後方に押圧する圧縮ばね２２ｂが挿入されている。
【００２５】
３群枠２４、差動連係環２５、差動環２６は、光軸を中心とする回転部材である。２群枠２３と３群枠２４は、互いに嵌合関係となる筒状部を有し、２群枠２３の筒状部の外周面には傾斜カム面２３ｂが形成され、３群枠２４の筒状部の内周面には、この傾斜カム面２３ｂに係合するフォロア突起２４ａが形成されている。傾斜カム面２３ｂは、周方向及び軸方向の双方に対して傾斜した直線カム面である。また３群枠２４の外周面には、回転伝達突起２４ｂが形成されている。差動連係環２５の内周面には、回転伝達溝２５ａが形成されており、この回転伝達溝２５ａには３群枠２４の回転伝達突起２４ｂが嵌まっていて、差動連係環２５と３群枠２４が常に一緒に回動する。３群枠２４は圧縮ばね２２ｂの付勢力によって後方に押されており、２−３群移動環２１に当て付くことにより、その光軸方向位置が定められている。また、差動連係環２５の外周面には、強制回転伝達突起２５ｂが形成されており、この強制回転伝達突起２５ｂは差動環２６の内周面に形成した強制回転伝達溝２６ａに嵌まっている。強制回転伝達突起２５ｂと強制回転伝達溝２６ａの間には周方向の遊びが存在する（図１６、図１７参照）。
【００２６】
差動ばね２７は、トーションばねからなるもので、光軸中心のコイル部２７ａは、差動連係環２５の内面に収納されて摩擦係合し、該コイル部２７ａから突出させた一対の脚部２７ｂは、差動連係環２５に穿設したばね穴２５ｃから径方向外方に突出している。２５ｄ（図１１）は、差動ばね２７が差動連係環２５から脱落するのを防ぐ突起である。差動ばね２７の一対の脚部２７ｂは、回転伝達突起２６ｂの周方向の両側面に当接するようにトーションが掛けられており、差動環２６が回転すると、通常は差動ばね２７を介して差動連係環２５が連れ回りする。一方、差動連係環２５が回動端に達する（差動連係環２５に一定以上の回動抵抗が存在する）と、一対の脚部２７ｂが開くように差動ばね２７が弾性変形し、差動連係環２５に対して差動環２６が相対回転する。
【００２７】
差動環２６の回転伝達突起２６ｂには、径方向の連動ピン２６ｃが固定されており、この連動ピン２６ｃが切替駒２８の内面に形成した光軸と平行な方向の回転伝達溝２８ａに嵌まっている。切替駒２８は、図９に示すように、第１直進案内環１８に形成した受け溝１８ｄに一定角度だけ周方向に移動できるように支持されている。そして、その外面に形成したフォロア突起２８ｂが、切替環１６の内面に形成した有底切替溝１６ｃに嵌まっている。
【００２８】
有底切替溝１６ｃは、図７、図１８に示すように、テレ区間１６ｃＴ、切替区間１６ｃＫ、及びワイド区間１６ｃＷを有する。テレ区間１６ｃＴとワイド区間１６ｃＷは、カム環１５の雌ヘリコイド１５ｃと同一リードで逆傾斜をなし、切替区間１６ｃＫは、光軸と平行をなしている。このため、カム環１５と切替環１６が一緒に回転するとき、切替駒２８のフォロア突起２８ｂがテレ区間１６ｃＴとワイド区間１６ｃＷに位置している間は、第１直進案内環１８と切替駒２８には相対回転が生じない。これに対し、フォロア突起２８ｂが切替区間１６ｃＫに係合しているときには、第１直進案内環１８に対する切替駒２８の相対回転が生じる。この相対回転により、図１のワイド域では第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を離間位置に保持し、モード切替区間で、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を接近位置に移動させ、テレ域では、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を接近位置に保持する。
【００２９】
３群枠２４と２−３群移動環２１には、図１４、図１５に示すように、３群枠２４の回動角をワイド位置とテレ位置の切替に必要充分な角度に規制する回動範囲規制溝２４ｃとストッパ突起２１ａが形成されている。これに対し、切替駒２８及び差動環２６の回動角は、この３群枠２４の回動角より大きい角度回転するように設定されており、その差を差動ばね２７が吸収する。
【００３０】
すなわち、いま、図１４に示すように、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３が隔離している状態において、有底切替溝１６ｃとフォロア突起２８ｂを介して、切替駒２８に図１６の反時計方向の回転が与えられると、差動環２６が回転し、その回転が回転伝達突起２６ｂと差動ばね２７の一対の脚部２７ｂの係合関係で差動連係環２５に伝達され、３群枠２４が同方向に回転する。３群枠２４の回動範囲規制溝２４ｃがストッパ突起２１ａに当接すると、常時３群枠２４と一緒に回動する差動連係環２５の回動も規制される。差動連係環２５の回動が規制された後も差動環２６は同方向に回転し、そのオーバチャージ分を差動ばね２７が弾性変形して吸収する。そして、３群枠２４が回転すると、圧縮ばね２２ｂによって後方に移動付勢されている２群枠２３は、フォロア突起２４ａと傾斜カム面２３ｂの関係に従って後方に移動し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を接近させる（図１５、図１７）。なお、差動環２６の強制回転伝達溝２６ａと差動連係環２５の強制回転伝達突起２５ｂは、差動連係環２５に何らかの原因で大きい回動抵抗が存在する結果差動環２６の回転初期に差動ばね２７の一対の脚部２７ｂが開いてしまったときに、互いに当接して、差動環２６の回転を強制的に差動連係環２５に伝達する作用を有する。
【００３１】
図１５と図１７の状態から切替駒２８が逆方向（時計方向）に回転すれば、以上とは逆に、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３が隔離する。差動環２５、差動連係環２６及び差動ばね２７のオーバチャージ吸収作用は上述の正方向（反時計方向）への回転時と同様である。傾斜カム面２３ｂの両端部には、フォロア突起２４ａをテレ位置とワイド位置に安定して保持するための凹部２３ｂ１と２３ｂ２とが形成されている。さらに、両端部にこの凹部２３ｂ１と２３ｂ２を有する傾斜カム面２３ｂ（及び対応するフォロア突起２４ａ）は、２群枠２３（３群枠２４）の周方向に等角度間隔で４個設けられており、２群枠２３と３群枠２４の嵌合関係と相俟ち、ワイド位置とテレ位置でのレンズ群Ｌ２とＬ３のレンズ間隔精度及び同心性を確保する。
【００３２】
なお、以上のズームレンズ鏡筒において、２−３群ブロック２０の２−３群移動枠２１の後方にはシャッタブロック３２が固定されており、このシャッタブロック３２からは、カメラ本体の制御回路に接続されるＦＰＣ基板３３が出ている。また、１群枠１７の先端面の内面と、２−３群ブロック２０の前端面との間には、遮光蛇腹３４が位置している。
【００３３】
次に、図１９に基づいて、本ステップズームレンズ鏡筒のフォーカス動作を説明する。本実施形態では、カム環１５のカム溝１５ｄによって（カム環１５の回転によって）フォーカシングも行う。このため、ワイドモードで４段（ステップ１、２、３、４）、テレ側で２段（ステップ５、６）の合計６段の焦点距離ステップを有し、各焦点距離ステップにおいてそれぞれ、無限遠撮影位置（∞位置）と最短撮影位置（Ｎ位置）の間で２−３群ブロック２０（第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３）を光軸方向に移動させるべく、カム溝１５ｄ形状が設定されている。より具体的には、カム溝１５ｄは、回転方向の順に、ステップ１の∞位置、Ｎ位置、ステップ２のＮ位置、∞位置、ステップ３の∞位置、Ｎ位置、ステップ４のＮ位置、∞位置を順番に有し、モード切替区間を挟んで、ステップ５の∞位置、Ｎ位置、ステップ６のＮ位置、∞位置を順番に有している。カム環１５の回転角（位置）は、設定焦点距離及び被写体距離情報に応じて制御される。
【００３４】
このように、隣り合うステップのＮ位置同士、∞位置同士を隣接させることにより、カム溝１５ｄの形状を単純化し、全長を短くすることができる。
【００３５】
以上の実施形態のズームレンズ鏡筒は、光軸方向の直進移動のみ可能に支持された第１直進案内環１８と；この第１直進案内環１８に光軸方向の直進移動のみ可能に支持された、外周面に雄ヘリコイドを有する１群支持環（移動枠）１７と；第１直進案内環１８に、特定の相対回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在に結合される、内周面に第２直進案内環１７の雄ヘリコイド１７ａに螺合する雌ヘリコイド１５ｃを有するカム環（回転筒）１５と；この回転筒１５と光軸方向の相対移動は自由にかつ該回転筒と一緒に回転するように結合され、さらに第２直進案内環１７に、特定の相対回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在に結合される切替環１６と；第１直進案内環１８に、光軸方向の移動を規制し周方向に一定距離移動自在に支持した切替駒２８と；この切替駒２８から突出させたフォロア突起２８ｂに係合する、切替環１６の内周面に設けた有底切替溝（切替駒移動用切替溝）１６ｃと；を備えている。そして、有底切替溝１６ｃは、後方から順に、回転筒１５の雌ヘリコイド１５ｃと傾斜方向が反対で同一リードの第一の傾斜区間（テレ区間）１６ｃＴと、この第一の傾斜区間１６ｃＴの先端に連続する光軸と平行な切替区間１６ｃＫと、この切替区間１６ｃＫの終端に連続する第一の傾斜区間１６ｃＴと平行な第二の傾斜区間（ワイド区間）１６ｃＷとを有し、さらに、第二の傾斜区間１６ｃＷの終端に連続させて光軸と平行な方向の組立用溝１６ｃＡが形成されている（図７参照）。
【００３６】
この組立用溝１６ｃＡは、第１直進案内環１８と回転筒１５とをバヨネット結合させ、第２直進案内環１７と切替環１６とをバヨネット結合させ、さらに、第２直進案内環１７と回転筒１５とをヘリコイド結合させるために設けられている。図２０ないし図４３は、組立手順を説明するための図である。
【００３７】
図２０は、２-３群ユニット２０を第１直進案内環１８に結像面側から嵌め込む前の上半断面図であり、図２１はその展開図である。このときに、第１直進案内環１８の直進案内溝１８ｃに、２-３群ユニット２０の直進案内腕２０ａを相対摺動自在に嵌める。図２２は両者の嵌合が終了した状態の上半断面図であり、この状態において直進案内溝１８ｃから露見している直進案内腕２０ａのピン穴２０ｂ’に、径方向からカムフォロア２０ｂを嵌める。このように直進案内腕２０ａにカムフォロア２０ｂを結合すると、２-３群ユニット２０が第１直進案内環１８から脱落することがない。
【００３８】
次に、図２３は、図２２の２-３群ユニット２０と第１直進案内環１８の組立体に、１群支持環１７を被写体側から嵌め込む前の状態を示し、図２４はその展開図である。このときに、第１直進案内環１８の直進案内溝１８ｂに、１群支持環１７の直進ガイド突起１７ｃを摺動自在に嵌める。図２５と図２６は両者の嵌合が修了した状態の上半断面図と展開図であり、この状態では、１群支持環１７の露見窓１７ｆから、１群支持環１７の内周側に位置する第１直進案内環１８の受け溝１８ｄが露見する。
【００３９】
そこで、１群支持環１７の露見窓１７ｆを通して、受け溝１８ｄ上に切替駒２８を載せる状態を示すのが図２７である。このとき、切替駒２８の回転伝達溝２８ａに、２-３群ユニット２０の回転伝達突起２６ｂに嵌めた連動ピン２６ｃを係合させる。
【００４０】
以上のようにして、切替駒２８を第１直進案内環１８に組み込んだら、図２８に示すように、１群支持環１７を被写体方向に引き出して切替環１６を嵌め込む準備をし、その状態で、切替環１６を被写体方向から係合させる（図２９）。切替環１６の内周面には、上述のように、有底切替溝１６ｃ（後方から順にテレ区間１６ｃＴ、切替区間１６ｃＫ、ワイド区間１６ｃＷ及び組立用溝１６ｃＡ）が形成されていて、そのテレ区間１６ｃＴの後端部は開放されているので、この後端開放部から、有底切替溝１６ｃ内に切替駒２８のフォロア突起２８ｂを係合させることができる（図３０、図３１）。
【００４１】
またこのとき同時に、切替環１６の周方向溝１６ａ内に１群支持環１７のガイド突起１７ｂを嵌める。この状態で切替環１６と１群支持環１７を一定角度相対回動させると、切替環１６と１群支持環１７が相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合（バヨネット結合）される。図３０の状態では、切替環１６は１群支持環１７に対する後方移動端に位置していて、これ以上後方には下がれない。
【００４２】
図３２と図３３は、図３０と図３１の状態から、切替環１６を１群支持環１７に対して被写体側から見て時計方向（図３３矢印Ａ方向）に相対回動させながら、切替環１６と１群支持環１７を第１直進案内環１８に対する後退端に押し込んだ状態の上半断面図と展開図である。この状態では、切替環１６と１群支持環１７は相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合されている。
【００４３】
図３４と図３５は、図３２と図３３の状態から、切替環１６と１群支持環１７の組立体を第１直進案内環１８に対して引き出した状態の上半断面図と展開図である。この引き出しは、有底切替溝１６ｃに組立用溝１６ｃＡが形成されているから可能である。つまり、切替駒２８のフォロア突起２８ｂは、ワイド区間１６ｃＷの端部から組立用溝１６ｃＡの後退端に移動する。切替駒２８は、第１直進案内環１８の受け溝１８ｄ上に光軸方向には移動せず周方向に一定距離移動可能に支持されていることに注意を要する。
【００４４】
このように、切替環１６と１群支持環１７を第１直進案内環１８に対して引き出すのは、カム環１５の雌ヘリコイド１５ｃを１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａに螺合させ、さらに、第１直進案内環１８にカム環１５を相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合（バヨネット結合）するためである。すなわち、カム環１５の後端部内周面には周方向溝１５ｆが形成され、第１直進案内環１８の後端部外周面には、この周方向溝１５ｆに係合するフランジ１８ｆが形成されており、さらに、特定角度位置で周方向溝１５ｆ内にフランジ１８ｆを係合させるため、フランジ１８ｆには特定角度位置に切欠１８ｇが形成され、カム環１５には、切欠１８ｇに対応する抜止突起（バヨネット爪）１５ｇが形成されている（図３７、図４１、図４３参照）。抜止突起（バヨネット爪）１５ｇと切欠１８ｇの位置が合致した回転位相で、カム環１５と第１直進案内環１８を光軸方向に相対移動させることで、フランジ１８ｆを周方向溝１５ｆに嵌めることができる。
【００４５】
図３６と図３７は、図３４と図３５の状態において、被写体側からカム環１５を挿入する準備状態の上半断面図と展開図である。カム環１５の内周面には、１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａに螺合させる雌ヘリコイド１５ｃと、切替環１６の回転伝達突起１６ｂに嵌める回転伝達溝１５ｅとが形成されている。回転伝達突起１６ｂは、切替環１６の後端部外周面に等角度間隔に設けられており、回転伝達溝１５ｅはこの回転伝達突起１６ｂに対応させて、カム環１５の雌ヘリコイド１５ｃを切除して形成されている。図３６と図３７では、回転伝達突起１６ｂと回転伝達溝１５ｅの位相が合致するように、カム環１５と切替環１６の回転位相が揃えられている。しかし、この状態では、抜止突起（バヨネット爪）１５ｇと切欠１８ｇの回転位相は揃っていない。
【００４６】
図３８と図３９は、カム環１５を切替環１６に対して嵌め、回転伝達突起１６ｂを回転伝達溝１５ｅに係合させた状態の上半断面図と展開図である。この係合状態では、切替環１６は常にカム環１５と等しい回動をする。
【００４７】
図４０と図４１は、図３８と図３９の状態から、カム環１５を被写体側から見て時計方向（図４１矢印Ｂ方向）に回動させ、雌ヘリコイド１５ｃを１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａと螺合させた状態の上半断面図と展開図である。この螺合は、切替環１６と１群支持環１７を第１直進案内環１８に対して引き出しているから可能である。引き出していないと、カム環１５の抜止突起（バヨネット爪）１５ｇが第１直進案内環１８のフランジ１８ｆに当接してしまい、螺合ができない。
【００４８】
そして、カム環１５の雌ヘリコイド１５ｃを１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａに螺合させた上で、カム環１５と第１直進案内環１８の回転位相を、抜止突起（バヨネット爪）１５ｇと切欠１８ｇの位置が合致するように合わせる。この状態で、カム環１５と第１直進案内環１８を互いに近づくように光軸方向に移動させて、フランジ１８ｆを周方向溝１５ｆ内に位置させることができる。図４２と図４３は、このようにして組立が完了した状態の上半断面図と展開図である。
【００４９】
図４４は、切替環１６の有底切替溝１６ｃに、組立用溝１６ｃＡが存在しない場合の不具合例を示している。この例では、カム環１５、切替環１６及び１群支持環１７の組立体を第１直進案内環１８に対して引き出すことができないため、カム環１５の雌ヘリコイド１５ｃを１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａに螺合させようとするとき、カム環１５の抜止突起（バヨネット爪）１５ｇが第１直進案内環１８のフランジ１８ｆに当接してしまい、螺合させることができない。
【００５０】
以上の実施形態は、図１のズームレンズ系に適用したものであるが、本発明は、直進案内環と回転筒、及び回転筒と一緒に回転する切替環と移動枠とをそれぞれバヨネット結合（相対回転は自在で光軸方向には一緒に移動する結合）させ、移動枠と回転筒をヘリコイド結合させるレンズ鏡筒において、第１直進案内環に、光軸方向の移動を規制し周方向に一定距離移動自在に切替駒を支持し、切替環の内周面に、切替駒から突出させたフォロア突起に係合する切替駒移動用切替溝を形成するレンズ鏡筒一般の切替移動機構に用いることができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、直進案内環と回転筒、及び回転筒と一緒に回転する切替環と移動枠とをそれぞれバヨネット結合（相対回転は自在で光軸方向には一緒に移動する結合）させ、移動枠と回転筒をヘリコイド結合させるレンズ鏡筒において、直進案内環に、光軸方向の移動を規制し周方向に一定距離移動自在に切替駒を支持し、切替環の内周面に、切替駒から突出させたフォロア突起に係合する切替駒移動用切替溝を形成する際、これらを支障なく組み立てることができる切替移動機構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を適用する、切替群を有するステップズームレンズ系のズーミング基礎軌跡を示す図である。
【図２】 本発明によるズームレンズ鏡筒の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】 同ズームレンズ鏡筒の収納状態における上半断面図である。
【図４】 同ズームレンズ鏡筒のワイド端無限遠撮影状態における上半断面図である。
【図５】 同ズームレンズ鏡筒のテレ端無限遠撮影状態における上半断面図である。
【図６】 同ズームレンズ鏡筒のカム環の内周面の展開図である。
【図７】 同ズームレンズ鏡筒の切替環の内周面の展開図である。
【図８】 同ズームレンズ鏡筒の１群支持環と４群枠との係止構造を示す上半断面図である。
【図９】 同ズームレンズ鏡筒の切替環、１群支持環及び第１直進案内環の分解斜視図である。
【図１０】 同ズームレンズ鏡筒の２−３群ブロックの斜視図である。
【図１１】 同２−３群ブロックの分解斜視図である。
【図１２】 同２−３群ブロックを含む切替機構部分の上半断面図である。
【図１３】 同２−３群ブロック中の差動連係環、差動環及び差動ばねによるオーバチャージ機構を示す斜視図である。
【図１４】 同２−３群ブロックのワイドモード時の状態を示す展開図である。
【図１５】 同２−３群ブロックのテレモード時の状態を示す展開図である。
【図１６】 同２−３群ブロックのワイドモード時の状態を示す正面図である。
【図１７】 同２−３群ブロックのテレモード時の状態を示す正面図である。
【図１８】 同２−３群ブロックのワイドモードとテレモードの切替状態を示す展開図である。
【図１９】 カム環のカム形状の展開図である。
【図２０】 本実施形態の２-３群ユニットを第１直進案内環に結像面側から嵌め込む前の上半断面図である。
【図２１】 図２０の展開図である。
【図２２】 ２-３群ユニットを第１直進案内環に嵌め込んだ状態の上半断面図である。
【図２３】 図２２の状態の組立体に１群支持環を被写体方向から組み込む前の上半断面図である。
【図２４】 図２３の展開図である。
【図２５】 １群支持環を第１直進案内環に嵌めた状態の上半断面図である。
【図２６】 図２５の展開図である。
【図２７】 図２５の状態の組立体に対し、切替駒を径方向から組み込む状態の上半断面図である。
【図２８】 図２７の状態から１群支持環を光軸方向に引き出し、切替環係合位置に位置させた状態の上半断面図である。
【図２９】 図２８の状態の組立体に切替環を被写体方向から係合させる状態の上半断面図である。
【図３０】 切替環の有底切替溝に切替駒のフォロア突起を係合させ、さらに切替環を１群支持環とのバヨネット係合位置に位置させた状態の上半断面図である。
【図３１】 図３０の展開図である。
【図３２】 図３０の状態から切替環を回転させながら光軸方向に押し込んだ状態の上半断面図である。
【図３３】 図３２の展開図である。
【図３４】 第１直進案内環に対して１群支持環と切替環の組立体を被写体方向に引き出した状態の上半断面図である。
【図３５】 図３４の展開図である。
【図３６】 図３４の状態の組立体に対してカム環を被写体方向から挿入する状態の上半断面図である。
【図３７】 図３６の展開図である。
【図３８】 図３６の状態の組立体に対しカム環を被写体方向から挿入した状態の上半断面図である。
【図３９】 図３８の展開図である。
【図４０】 図３８の状態からカム環を回転させて１群支持環の雄ヘリコイドとカム環の雌ヘリコイドを螺合させた状態の上半断面図である。
【図４１】 図４０の展開図である。
【図４２】 組立完了状態の上半断面図である。
【図４３】 図４２の展開図である。
【図４４】 切替環の有底切替溝に組立用溝が存在しない場合を参考例として示す上半断面図である。
【符号の説明】
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌ２３ 間隔変化群
１１ 固定筒
１１ａ 雌ヘリコイド
１１ｂ 直進案内溝
１１ｃ 内面凹部
１２ ヘリコイド環
１２ａ 雄ヘリコイド
１２ｂ 平歯車
１２ｃ 周方向溝
１２ｄ 直進ガイド溝
１３ 第２直進案内環
１３ａ 案内突起
１３ｂ 径方向突起
１３ｃ 雌ヘリコイド
１３ｄ 逃がし溝
１４ 駆動ピニオン
１５ カム環
１５ａ 雄ヘリコイド
１５ｂ ガイドピン
１５ｃ 雌ヘリコイド
１５ｄ 有底カム溝
１５ｅ 回転伝達溝
１５ｆ 周方向溝１５ｆ
１５ｇ 抜止突起（バヨネット爪）
１６ 切替環（切替駒移動機構）
１６ａ 周方向溝
１６ｂ 回転伝達突起
１６ｃ 有底切替溝（切替駒移動機構）
１６ｃＴ テレ区間
１６ｃＫ 切替区間
１６ｃＷ ワイド区間
１６ｃＡ 組立用溝
１７ １群支持環（移動枠）
１７ａ 雄ヘリコイド
１７ｂ ガイド突起
１７ｃ 直進ガイド突起
１７ｅ 抜け止め突起
１８ 第１直進案内環（直進案内環）
１８ａ ガイド突起
１８ｂ 直進案内溝
１８ｃ 直進案内溝
１８ｄ 受け溝
１８ｆ フランジ
１８ｆ' 切欠
１８ｇ 切欠
１９ ４群支持環
１９ａ 光軸平行腕
１９ｂ 係合突起
２０ ２−３群ブロック（２レンズ群ブロック）
２０ａ 直進案内腕
２０ｂ カムフォロア
２１ ２−３群移動環
２１ａ ストッパ突起
２２ 先端部押え板
２２ａ 直進ガイドピン
２２ｂ 圧縮ばね
２３ ２群枠
２３ａ ガイドボス
２３ｂ 傾斜カム面
２４ ３群枠（回転レンズ枠）（間隔切替機構）
２４ａ フォロア突起
２４ｂ 回転伝達突起
２４ｃ 回動範囲規制溝
２５ 差動連係環（直進レンズ枠）（間隔切替機構）
２５ａ 回転伝達溝
２５ｂ 強制回転伝達突起
２５ｃ ばね穴
２６ 差動環（間隔切替機構）
２６ａ 強制回転伝達溝
２６ｂ 回転伝達突起
２６ｃ 連動ピン（切替駒移動機構）
２７ 差動ばね
２７ｂ 脚部
２８ 切替駒
２８ａ 回転伝達溝
２８ｂ フォロア突起
２９ １群枠
３０ ４群枠
３１ 圧縮ばね
３２ シャッタブロック
３３ ＦＰＣ基板
３４ 遮光蛇腹
３５ 遮光板
【技術分野】
本発明は、レンズ鏡筒の切替移動構造に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
レンズ鏡筒において、光軸方向の直進移動のみ可能に支持された直進案内環と、回転筒とを、特定の相対回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在となるように第一のバヨネット結合で結合し、直進案内環に光軸方向の直進移動のみ可能に支持された移動枠（レンズ群支持環）と、回転筒と一緒に回転し光軸方向への相対移動ができる切替環とを、同様に特定の回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在となるように第二のバヨネット結合で結合する構成が用いられている。移動枠の外周面と回転筒の内周面には、互いに螺合するヘリコイドが設けられ、回転筒の回転により移動枠（第１レンズ群）を光軸方向に移動させ、回転筒のカムにより、後続レンズ群を光軸方向に移動させる。
【０００３】
本出願人が開発中のズームレンズ鏡筒においては、上記構成に加えて、直進案内環に、光軸方向の移動を規制し周方向に一定距離移動自在に切替駒を支持し、切替環の内周面に、この切替駒から突出させたフォロア突起に係合する切替駒移動用切替溝を設け、切替駒の周方向の移動により、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を変化させる構成が用いられている。切替駒移動用切替溝は、後方から順に、切替駒のフォロア突起を導入する、回転筒の雌ヘリコイドと傾斜方向が反対で同一リードの第一の傾斜区間（テレ区間）と、この第一の区間の先端に連続する光軸と平行な切替区間と、この切替区間の終端に連続する第一の区間と平行な第二の傾斜区間（ワイド区間）とを有する。
【０００４】
ところが、このような切替駒を有する構成では、上述の二つのバヨネット結合（直進案内環と回転筒の間、移動枠と切替環との間）と、移動枠と回転筒のヘリコイド結合を行わせることが不可能になった。
【０００５】
【特許文献】
特開２０００-２７５５１８号公報
特開２００１-２１５３８１号公報
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、以上のような切替駒を有するレンズ鏡筒において、二つのバヨネット結合と、ヘリコイド結合とを支障なく行うことができる切替移動機構を得ることを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
本発明によるレンズ鏡筒の切替移動構造は、光軸方向の直進移動のみ可能に支持された、切欠（１８ｇ）を有する周方向に延びるフランジ（１８ｆ）を備える直進案内環（１８）と；この直進案内環に光軸方向の直進移動のみ可能に支持された、外周面に雄ヘリコイドを有する移動枠（１７）と；上記直進案内環に対する特定の相対回転位相で上記直進案内環の上記切欠と周方向位置が一致するバヨネット爪（１５ｇ）と、該バヨネット爪の直前に位置し、バヨネット爪が上記切欠を通って上記フランジの後方に位置したときに該フランジが回転可能に係合する周方向溝（１５ｆ）と、内周面に形成した上記移動枠の雄ヘリコイドに螺合する雌ヘリコイドと、を有する回転筒（１５）と；この回転筒と光軸方向の相対移動は自由にかつ該回転筒と一緒に回転するように結合され、さらに上記移動枠に、特定の相対回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在としてバヨネット結合され、かつ、内周面に切替駒移動用切替溝（１６ｃ）を備える切替環（１６）と；上記切替駒移動用切替溝に係合するフォロア突起（２８ｂ）を備え、かつ、上記直進案内環に対して、上記バヨネット爪の周方向位置が上記切欠と一致するまで上記切替環及び回転筒と一緒に回転可能で、上記直進案内環に対する光軸方向移動は規制された切替駒（２８）と；を備え、上記切替駒移動用切替溝は、後方から順に、上記回転筒の雌ヘリコイドと傾斜方向が反対で同一リードの上記切替駒のフォロア突起を導入する第一の傾斜区間（１６ｃＴ）と、この第一の区間の先端に連続する光軸と平行な切替区間（１６ｃＫ）と、この切替区間の終端に連続する上記第一の区間と平行な第二の傾斜区間（１６ｃＷ）と、この第二の傾斜区間の終端に連続して後方に延びる光軸と平行な方向の組立用溝（１６ｃＡ）とを有し、上記バヨネット爪と上記切欠の周方向位置が一致し、かつ、上記フォロア突起が上記組立用溝に係合するとき、上記フォロア突起を上記組立用溝の後端に位置させることにより、上記バヨネット爪が上記フランジの前方に位置し、上記フォロア突起を組立用溝の前端に位置させることにより、上記バヨネット爪が上記フランジの後方に位置すると共に上記周方向溝に該フランジが係合することを特徴としている。
【０００８】
本発明の切替移動機構は、変倍に寄与するレンズ群が実質的に３群である（バリフォーカルレンズで４群で焦点調整する場合を含む）に適用するとき、移動枠は、レンズ鏡筒の第１レンズ群を支持した１群支持環とすることができ、切替駒は、第２レンズ群と第３レンズ群を支持した２-３群ブロックに連動させ、その周方向の往復移動により、該２-３群ブロック内の第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を変化させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
最初に、図１について、本実施形態のズームレンズ鏡筒を適用するズームレンズ光学系を説明する。このズームレンズ系は、物体側から順に、正のパワーの第１レンズ群Ｌ１、負のパワーの第２レンズ群Ｌ２、正のパワーの第３レンズ群Ｌ３、及び負のパワーの第４レンズ群Ｌ４からなっている。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３は、中間焦点距離域（モード切替区間）において互いの間隔を変化させる（ワイド域（ワイドモード）での長間隔をテレ域（テレモード）での短間隔に変化させる）間隔変化群（Ｌ２３とする）であり、ワイド域、テレ域ではそれぞれ一体に移動する。第１レンズ群Ｌ１と第４レンズ群Ｌ４は、常時一体に移動する。第１レンズ群Ｌ１、間隔変化群Ｌ２３及び第４レンズ群Ｌ４は、短焦点距離端（ワイド端、Ｗ）から長焦点距離端（テレ端、Ｔ）に至る全ズーム域において像側から被写体側に単調に移動する。この実施形態のズームレンズ鏡筒は、焦点距離を複数段（６段）に設定したステップズームレンズ鏡筒であり、間隔変化群Ｌ２３は、このステップズームレンズ鏡筒におけるフォーカス群として作用する。すなわち、図１の実線は、フォーカス動作を含むカム軌跡であり、間隔変化群（フォーカスレンズ群）Ｌ２３の無限遠物体撮影時のズーミング基礎軌跡は一点鎖線で示した。
【００１０】
以上のような中間焦点距離における間隔変化群を有するズームレンズ系は、本出願人が特開２０００−２７５５１８号で提案した。このズームレンズ系は、焦点距離を変化させる可動の複数の変倍レンズ群を有すること；少なくとも一つの変倍レンズ群は、２つのサブ群を有し、その一方のサブ群が、他方のサブ群との関係において光軸方向の両移動端のいずれか一方に選択して位置する可動サブ群である切替群であること；短焦点距離端から中間焦点距離に至る短焦点距離側ズーミング域と、中間焦点距離から長焦点距離端に至る長焦点距離側ズーミング域とで、切替群中の可動サブ群は互いに異なるいずれか一方の移動端に位置すること；及び切替群と他の変倍レンズ群のズーミング基礎軌跡は、上記中間焦点距離において不連続であり、可動サブ群の位置に応じ、所定の像面に結像するように定められていること；を特徴としている。図１に示したステップズームレンズ鏡筒のズーミング軌跡では、中間焦点距離におけるズーミング基礎軌跡の不連続性をなくしている。また、図１では、第１レンズ群Ｌ１ないし第４レンズ群Ｌ４を単レンズとして図示したが、これらは勿論複数のレンズから構成するのが普通である。
【００１１】
図２から図１９は、本実施形態のズームレンズ鏡筒の構造を示している。カメラボディに固定される固定筒１１には、図２ないし図５に示すように、その内周面に雌ヘリコイド１１ａと、光軸と平行な方向の直進案内溝１１ｂとが形成されている。この固定筒１１の雌ヘリコイド１１ａには、ヘリコイド環１２の後端部に形成した雄ヘリコイド１２ａが螺合する。ヘリコイド環１２の内周面には、第２直進案内環１３が相対回転自在に、光軸方向にはヘリコイド環１２と一緒に移動する態様で嵌まっている。すなわち、ヘリコイド環１２の内周面には周方向溝１２ｃが形成されており、この周方向溝１２ｃに、第２直進案内環１３の外周面に形成した案内突起１３ａが相対回転自在に嵌まっている。周方向溝１２ｃと案内突起１３ａは、ヘリコイド環１２と第２直進案内環１３の使用状態では係合を保持する。第２直進案内環１３の後端部には、固定筒１１の直進案内溝１１ｂに嵌まる径方向突起１３ｂが形成されている。
【００１２】
雄ヘリコイド１２ａの山部には平歯車１２ｂが形成されていて、この平歯車１２ｂが、固定筒１１の内面凹部１１ｃ（図２）に位置させて回動自在に支持した駆動ピニオン１４と常時噛み合う。したがって、駆動ピニオン１４が正逆に回転駆動されると、ヘリコイド環１２が回転しながら光軸方向に進退し、ヘリコイド環１２と一緒に第２直進案内環１３が直進移動する。
【００１３】
第２直進案内環１３の内周には、カム環１５が嵌まっている。図６はこのカム環１５の展開形状を示している。このカム環１５の後端部外周には、雄ヘリコイド１５ａと、この雄ヘリコイド１５ａの一部から径方向に突出させたガイドピン１５ｂが形成されている。雄ヘリコイド１５ａは、第２直進案内環１３の内周面に形成した雌ヘリコイド１３ｃに螺合し、ガイドピン１５ｂは第２直進案内環１３に貫通させて形成した、周方向成分と光軸方向成分を有する逃がし溝１３ｄに嵌まっている。このガイドピン１５ｂはさらに、逃がし溝１３ｄを貫通してヘリコイド環１２の内周面に形成された光軸と平行な方向の直進ガイド溝１２ｄ（図２）に嵌まっている。従って、カム環１５は、ヘリコイド環１２が回転すると、雌ヘリコイド１３ｃと雄ヘリコイド１５ａの螺合関係に従って回転しながら光軸方向に直進移動する。カム環１５の内周面には、雌ヘリコイド１５ｃと有底カム溝１５ｄ（図６、図１９）が形成されている。
【００１４】
カム環１５の内側には、切替環１６、第１レンズ群Ｌ１を支持する１群支持環１７及び第１直進案内環１８が順番に嵌まっている（図９参照）。図７は切替環１６単体の展開形状を示している。切替環１６と１群支持環１７は相対回転は自在で光軸方向には一緒に移動する一対の環状体である。１群支持環１７の後端部外周には、雄ヘリコイド１７ａが形成されており、この雄ヘリコイド１７ａの直前に、切替環１６の後端部内周に形成した周方向溝１６ａ（図７）に相対回転自在に嵌まるガイド突起１７ｂが形成されている。
【００１５】
そして、１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａはカム環１５の雌ヘリコイド１５ｃに螺合し、切替環１６の後端部外周に突出形成した回転伝達突起１６ｂは、カム環１５の内周面に形成した光軸と平行な回転伝達溝１５ｅに嵌まっている。
【００１６】
一方、第１直進案内環１８の後端部外周に形成したガイド突起１８ａは、第２直進案内環１３の内周面に形成した光軸と平行な直進案内溝１３ｅに嵌まっており、また、この第１直進案内環１８の外周面に形成した光軸と平行な直進案内溝１８ｂ（図９参照）に、１群支持環１７の内周面に形成した直進ガイド突起１７ｃ（同）が摺動自在に嵌まっている。つまり、第２直進案内環１３、第１直進案内環１８、１群支持環１７は回転せずに、光軸方向に移動する部材である。また、第１直進案内環１８の後端部に形成したフランジ１８ｆ（図９）は、カム環１５の後端部内周に形成した周方向溝１５ｆ（図６）に相対回転自在で光軸方向には一緒に移動するように係合している。
【００１７】
従って、カム環１５の回転が回転伝達溝１５ｅと回転伝達突起１６ｂを介して切替環１６に伝達されると、雌ヘリコイド１５ｃに噛み合う雄ヘリコイド１７ａを有し第１直進案内環１８によって回転を規制されている１群支持枠１７が光軸方向に移動する。
【００１８】
１群支持環１７には、４群支持環１９が光軸方向の直進移動を自在にして支持されている。すなわち、第４レンズ群Ｌ４を支持する４群支持環１９の周囲には、３本の光軸平行腕１９ａが形成されており、この光軸平行腕１９ａが１群支持環１７の光軸と平行な直進案内溝１７ｄに嵌まっている。
【００１９】
また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を支持する２−３群ブロック２０の周囲には、３本の光軸と平行な方向の直進案内腕２０ａが形成されており、この直進案内腕２０ａは、第１直進案内環１８に形成した光軸と平行な方向の直進案内溝１８ｃに嵌まっている。さらに、この直進案内腕２０ａの先端に固定したカムフォロア２０ｂは、カム環１５の有底カム溝１５ｄに嵌まっている。図１０と図１１は、この２−３群ブロック２０の組立状態と分解状態を示している。このカム溝１５ｄは、図６、図１９に示すように、２−３群ブロック２０を撮影可能位置に位置させる撮影領域（図１９のワイドモード、モード切替区間、テレモード）１５ｄ１と、撮影を行わない収納位置に位置させる収納領域（収納位置）１５ｄ２と、撮影領域１５ｄ１から収納位置１５ｄ２に移行させるモード切替領域１５ｄ３を有している。このカム溝１５の撮影領域１５ｄ１の全部とモード切替領域１５ｄ３の収納領域１５ｄ２側の端部を除く領域は、カムフォロア２０ｂが最小のクリアランスで嵌まる幅狭領域であり、収納領域１５ｄ２及びモード切替領域１５ｄ３の収納位置側の端部領域は、後方が開放された開放カム領域である。従って、カム環１５回転すると、２−３群ブロック２０が有底カム溝１５ｄに従って光軸方向に直進移動する。なお、カム環１５の周方向溝１５ｆに相対回転自在に嵌まる第１直進案内環１８のフランジ１８ｆには、２−３群ブロック２０が収納位置に位置するときに収納領域１５ｄ２の後方に位置してカムフォロア２０ｂを逃げる切欠１８ｆ’（図３、図９、図１８）が形成されている。
【００２０】
そして、この２−３群ブロック２０と４群支持環１９の間には、該４群支持環１９を後方に移動付勢する圧縮ばね３１が挿入されている。４群支持環１９の光軸平行腕１９ａには、この圧縮ばね３１の力に抗して４群支持環１９の後退端を規制する、１群支持環１７の抜け止め突起１７ｅ（図８、図９）に係合する係合突起１９ｂ（図８）が形成されており、４群支持環１９は、常時は（撮影状態では）１群支持環１７に対する後退端に位置する。
【００２１】
２−３群ブロック２０の具体的構成を説明する前に、以上の構成による動作を纏めて説明すると、次のようになる。駆動ピニオン１４を介してヘリコイド環１２を回転駆動すると、ヘリコイド環１２は回転しながら光軸方向に移動し、回転を規制されている第２直進案内環１３がヘリコイド環１２と一緒に光軸方向に進退する。ヘリコイド環１２の回転は、カム環１５に伝達され、カム環１５は直進案内されている第１直進案内環１８を伴い、回転しながら光軸方向に進退する。そして、カム環１５が回転すると、切替環１６が直進案内されている１群支持環１７を伴いながら、光軸方向に進退する。１群支持環１７が収納位置から前方に移動するときには、圧縮ばね３１が徐々に伸張して４群支持環１９を１群支持環１７に対する後退端に位置させる。この後退端が撮影位置（ワイド端）であり、それ以後は１群支持環１７と４群支持環１９は一緒に移動する。１群支持環１７は第１レンズ群Ｌ１を搭載し、４群支持環１９は第４レンズ群Ｌ４を搭載しているから、図１のように、第１レンズ群Ｌ１と第４レンズ群Ｌ４はズーム域ではヘリコイド環１２の回転角に対しリニアに（間隔を変化させることなく）一緒に移動する。
【００２２】
また、収納位置では、図３に明らかなように、２−３群ブロック２０の前端面が第１レンズ群Ｌ１を固定した１群枠２９の後端面に極めて接近しまたは当接する。１群枠２９は、１群支持環１７の先端部に固定された部材である。このとき、カム溝１５ｄの収納領域１５ｄ２は後方が開放されているため、１群枠２９を介して、圧縮ばね３１の力に抗し２−３群ブロック２０が後方に押圧されると、カムフォロア２０ｂがカム溝１５ｄの前側カム面から離れて後退することができ、レンズ鏡筒の収納長が短縮される。収納位置では同時に、第４レンズ群Ｌ４を固定した４群枠３０が、圧縮ばね３１の力により遮光枠３５に当接する位置まで後退する。４群枠３０は４群支持環１９に固定された部材であり、遮光枠３５は、ヘリコイド環１２の後端面に固定された部材である。
【００２３】
一方、第１直進案内環１８によって直進案内されている２−３群ブロック２０の移動位置は、カム環１５の内周面に形成されている有底カム溝１５ｄによって規制される（定まる）。２−３群ブロック２０は、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を支持しており、カム環１５と切替環１６は、その連続回転により、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３に図１に示す移動軌跡を与える。以下、特に図９ないし図１８について、この２−３群ブロック２０、カム環１５及び切替環１６の関連構造を説明する。
【００２４】
直進案内腕２０ａとカムフォロア２０ｂは、２−３群移動環２１に設けられている。この２−３群移動環２１と、先端部押え板２２との間に、前方から順に、第２レンズ群Ｌ２を支持した２群枠２３、第３レンズ群Ｌ３を支持した３群枠２４、差動連係環２５、差動環２６及び差動ばね２７が収納されている。先端部押え板２２は、光軸と平行な直進ガイドピン２２ａを有し、２群枠２３は、この直進ガイドピン２２ａに摺動自在に嵌まるガイドボス２３ａを有している。直進ガイドピン２２ａには２群枠２３を後方に押圧する圧縮ばね２２ｂが挿入されている。
【００２５】
３群枠２４、差動連係環２５、差動環２６は、光軸を中心とする回転部材である。２群枠２３と３群枠２４は、互いに嵌合関係となる筒状部を有し、２群枠２３の筒状部の外周面には傾斜カム面２３ｂが形成され、３群枠２４の筒状部の内周面には、この傾斜カム面２３ｂに係合するフォロア突起２４ａが形成されている。傾斜カム面２３ｂは、周方向及び軸方向の双方に対して傾斜した直線カム面である。また３群枠２４の外周面には、回転伝達突起２４ｂが形成されている。差動連係環２５の内周面には、回転伝達溝２５ａが形成されており、この回転伝達溝２５ａには３群枠２４の回転伝達突起２４ｂが嵌まっていて、差動連係環２５と３群枠２４が常に一緒に回動する。３群枠２４は圧縮ばね２２ｂの付勢力によって後方に押されており、２−３群移動環２１に当て付くことにより、その光軸方向位置が定められている。また、差動連係環２５の外周面には、強制回転伝達突起２５ｂが形成されており、この強制回転伝達突起２５ｂは差動環２６の内周面に形成した強制回転伝達溝２６ａに嵌まっている。強制回転伝達突起２５ｂと強制回転伝達溝２６ａの間には周方向の遊びが存在する（図１６、図１７参照）。
【００２６】
差動ばね２７は、トーションばねからなるもので、光軸中心のコイル部２７ａは、差動連係環２５の内面に収納されて摩擦係合し、該コイル部２７ａから突出させた一対の脚部２７ｂは、差動連係環２５に穿設したばね穴２５ｃから径方向外方に突出している。２５ｄ（図１１）は、差動ばね２７が差動連係環２５から脱落するのを防ぐ突起である。差動ばね２７の一対の脚部２７ｂは、回転伝達突起２６ｂの周方向の両側面に当接するようにトーションが掛けられており、差動環２６が回転すると、通常は差動ばね２７を介して差動連係環２５が連れ回りする。一方、差動連係環２５が回動端に達する（差動連係環２５に一定以上の回動抵抗が存在する）と、一対の脚部２７ｂが開くように差動ばね２７が弾性変形し、差動連係環２５に対して差動環２６が相対回転する。
【００２７】
差動環２６の回転伝達突起２６ｂには、径方向の連動ピン２６ｃが固定されており、この連動ピン２６ｃが切替駒２８の内面に形成した光軸と平行な方向の回転伝達溝２８ａに嵌まっている。切替駒２８は、図９に示すように、第１直進案内環１８に形成した受け溝１８ｄに一定角度だけ周方向に移動できるように支持されている。そして、その外面に形成したフォロア突起２８ｂが、切替環１６の内面に形成した有底切替溝１６ｃに嵌まっている。
【００２８】
有底切替溝１６ｃは、図７、図１８に示すように、テレ区間１６ｃＴ、切替区間１６ｃＫ、及びワイド区間１６ｃＷを有する。テレ区間１６ｃＴとワイド区間１６ｃＷは、カム環１５の雌ヘリコイド１５ｃと同一リードで逆傾斜をなし、切替区間１６ｃＫは、光軸と平行をなしている。このため、カム環１５と切替環１６が一緒に回転するとき、切替駒２８のフォロア突起２８ｂがテレ区間１６ｃＴとワイド区間１６ｃＷに位置している間は、第１直進案内環１８と切替駒２８には相対回転が生じない。これに対し、フォロア突起２８ｂが切替区間１６ｃＫに係合しているときには、第１直進案内環１８に対する切替駒２８の相対回転が生じる。この相対回転により、図１のワイド域では第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を離間位置に保持し、モード切替区間で、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を接近位置に移動させ、テレ域では、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を接近位置に保持する。
【００２９】
３群枠２４と２−３群移動環２１には、図１４、図１５に示すように、３群枠２４の回動角をワイド位置とテレ位置の切替に必要充分な角度に規制する回動範囲規制溝２４ｃとストッパ突起２１ａが形成されている。これに対し、切替駒２８及び差動環２６の回動角は、この３群枠２４の回動角より大きい角度回転するように設定されており、その差を差動ばね２７が吸収する。
【００３０】
すなわち、いま、図１４に示すように、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３が隔離している状態において、有底切替溝１６ｃとフォロア突起２８ｂを介して、切替駒２８に図１６の反時計方向の回転が与えられると、差動環２６が回転し、その回転が回転伝達突起２６ｂと差動ばね２７の一対の脚部２７ｂの係合関係で差動連係環２５に伝達され、３群枠２４が同方向に回転する。３群枠２４の回動範囲規制溝２４ｃがストッパ突起２１ａに当接すると、常時３群枠２４と一緒に回動する差動連係環２５の回動も規制される。差動連係環２５の回動が規制された後も差動環２６は同方向に回転し、そのオーバチャージ分を差動ばね２７が弾性変形して吸収する。そして、３群枠２４が回転すると、圧縮ばね２２ｂによって後方に移動付勢されている２群枠２３は、フォロア突起２４ａと傾斜カム面２３ｂの関係に従って後方に移動し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を接近させる（図１５、図１７）。なお、差動環２６の強制回転伝達溝２６ａと差動連係環２５の強制回転伝達突起２５ｂは、差動連係環２５に何らかの原因で大きい回動抵抗が存在する結果差動環２６の回転初期に差動ばね２７の一対の脚部２７ｂが開いてしまったときに、互いに当接して、差動環２６の回転を強制的に差動連係環２５に伝達する作用を有する。
【００３１】
図１５と図１７の状態から切替駒２８が逆方向（時計方向）に回転すれば、以上とは逆に、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３が隔離する。差動環２５、差動連係環２６及び差動ばね２７のオーバチャージ吸収作用は上述の正方向（反時計方向）への回転時と同様である。傾斜カム面２３ｂの両端部には、フォロア突起２４ａをテレ位置とワイド位置に安定して保持するための凹部２３ｂ１と２３ｂ２とが形成されている。さらに、両端部にこの凹部２３ｂ１と２３ｂ２を有する傾斜カム面２３ｂ（及び対応するフォロア突起２４ａ）は、２群枠２３（３群枠２４）の周方向に等角度間隔で４個設けられており、２群枠２３と３群枠２４の嵌合関係と相俟ち、ワイド位置とテレ位置でのレンズ群Ｌ２とＬ３のレンズ間隔精度及び同心性を確保する。
【００３２】
なお、以上のズームレンズ鏡筒において、２−３群ブロック２０の２−３群移動枠２１の後方にはシャッタブロック３２が固定されており、このシャッタブロック３２からは、カメラ本体の制御回路に接続されるＦＰＣ基板３３が出ている。また、１群枠１７の先端面の内面と、２−３群ブロック２０の前端面との間には、遮光蛇腹３４が位置している。
【００３３】
次に、図１９に基づいて、本ステップズームレンズ鏡筒のフォーカス動作を説明する。本実施形態では、カム環１５のカム溝１５ｄによって（カム環１５の回転によって）フォーカシングも行う。このため、ワイドモードで４段（ステップ１、２、３、４）、テレ側で２段（ステップ５、６）の合計６段の焦点距離ステップを有し、各焦点距離ステップにおいてそれぞれ、無限遠撮影位置（∞位置）と最短撮影位置（Ｎ位置）の間で２−３群ブロック２０（第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３）を光軸方向に移動させるべく、カム溝１５ｄ形状が設定されている。より具体的には、カム溝１５ｄは、回転方向の順に、ステップ１の∞位置、Ｎ位置、ステップ２のＮ位置、∞位置、ステップ３の∞位置、Ｎ位置、ステップ４のＮ位置、∞位置を順番に有し、モード切替区間を挟んで、ステップ５の∞位置、Ｎ位置、ステップ６のＮ位置、∞位置を順番に有している。カム環１５の回転角（位置）は、設定焦点距離及び被写体距離情報に応じて制御される。
【００３４】
このように、隣り合うステップのＮ位置同士、∞位置同士を隣接させることにより、カム溝１５ｄの形状を単純化し、全長を短くすることができる。
【００３５】
以上の実施形態のズームレンズ鏡筒は、光軸方向の直進移動のみ可能に支持された第１直進案内環１８と；この第１直進案内環１８に光軸方向の直進移動のみ可能に支持された、外周面に雄ヘリコイドを有する１群支持環（移動枠）１７と；第１直進案内環１８に、特定の相対回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在に結合される、内周面に第２直進案内環１７の雄ヘリコイド１７ａに螺合する雌ヘリコイド１５ｃを有するカム環（回転筒）１５と；この回転筒１５と光軸方向の相対移動は自由にかつ該回転筒と一緒に回転するように結合され、さらに第２直進案内環１７に、特定の相対回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在に結合される切替環１６と；第１直進案内環１８に、光軸方向の移動を規制し周方向に一定距離移動自在に支持した切替駒２８と；この切替駒２８から突出させたフォロア突起２８ｂに係合する、切替環１６の内周面に設けた有底切替溝（切替駒移動用切替溝）１６ｃと；を備えている。そして、有底切替溝１６ｃは、後方から順に、回転筒１５の雌ヘリコイド１５ｃと傾斜方向が反対で同一リードの第一の傾斜区間（テレ区間）１６ｃＴと、この第一の傾斜区間１６ｃＴの先端に連続する光軸と平行な切替区間１６ｃＫと、この切替区間１６ｃＫの終端に連続する第一の傾斜区間１６ｃＴと平行な第二の傾斜区間（ワイド区間）１６ｃＷとを有し、さらに、第二の傾斜区間１６ｃＷの終端に連続させて光軸と平行な方向の組立用溝１６ｃＡが形成されている（図７参照）。
【００３６】
この組立用溝１６ｃＡは、第１直進案内環１８と回転筒１５とをバヨネット結合させ、第２直進案内環１７と切替環１６とをバヨネット結合させ、さらに、第２直進案内環１７と回転筒１５とをヘリコイド結合させるために設けられている。図２０ないし図４３は、組立手順を説明するための図である。
【００３７】
図２０は、２-３群ユニット２０を第１直進案内環１８に結像面側から嵌め込む前の上半断面図であり、図２１はその展開図である。このときに、第１直進案内環１８の直進案内溝１８ｃに、２-３群ユニット２０の直進案内腕２０ａを相対摺動自在に嵌める。図２２は両者の嵌合が終了した状態の上半断面図であり、この状態において直進案内溝１８ｃから露見している直進案内腕２０ａのピン穴２０ｂ’に、径方向からカムフォロア２０ｂを嵌める。このように直進案内腕２０ａにカムフォロア２０ｂを結合すると、２-３群ユニット２０が第１直進案内環１８から脱落することがない。
【００３８】
次に、図２３は、図２２の２-３群ユニット２０と第１直進案内環１８の組立体に、１群支持環１７を被写体側から嵌め込む前の状態を示し、図２４はその展開図である。このときに、第１直進案内環１８の直進案内溝１８ｂに、１群支持環１７の直進ガイド突起１７ｃを摺動自在に嵌める。図２５と図２６は両者の嵌合が修了した状態の上半断面図と展開図であり、この状態では、１群支持環１７の露見窓１７ｆから、１群支持環１７の内周側に位置する第１直進案内環１８の受け溝１８ｄが露見する。
【００３９】
そこで、１群支持環１７の露見窓１７ｆを通して、受け溝１８ｄ上に切替駒２８を載せる状態を示すのが図２７である。このとき、切替駒２８の回転伝達溝２８ａに、２-３群ユニット２０の回転伝達突起２６ｂに嵌めた連動ピン２６ｃを係合させる。
【００４０】
以上のようにして、切替駒２８を第１直進案内環１８に組み込んだら、図２８に示すように、１群支持環１７を被写体方向に引き出して切替環１６を嵌め込む準備をし、その状態で、切替環１６を被写体方向から係合させる（図２９）。切替環１６の内周面には、上述のように、有底切替溝１６ｃ（後方から順にテレ区間１６ｃＴ、切替区間１６ｃＫ、ワイド区間１６ｃＷ及び組立用溝１６ｃＡ）が形成されていて、そのテレ区間１６ｃＴの後端部は開放されているので、この後端開放部から、有底切替溝１６ｃ内に切替駒２８のフォロア突起２８ｂを係合させることができる（図３０、図３１）。
【００４１】
またこのとき同時に、切替環１６の周方向溝１６ａ内に１群支持環１７のガイド突起１７ｂを嵌める。この状態で切替環１６と１群支持環１７を一定角度相対回動させると、切替環１６と１群支持環１７が相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合（バヨネット結合）される。図３０の状態では、切替環１６は１群支持環１７に対する後方移動端に位置していて、これ以上後方には下がれない。
【００４２】
図３２と図３３は、図３０と図３１の状態から、切替環１６を１群支持環１７に対して被写体側から見て時計方向（図３３矢印Ａ方向）に相対回動させながら、切替環１６と１群支持環１７を第１直進案内環１８に対する後退端に押し込んだ状態の上半断面図と展開図である。この状態では、切替環１６と１群支持環１７は相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合されている。
【００４３】
図３４と図３５は、図３２と図３３の状態から、切替環１６と１群支持環１７の組立体を第１直進案内環１８に対して引き出した状態の上半断面図と展開図である。この引き出しは、有底切替溝１６ｃに組立用溝１６ｃＡが形成されているから可能である。つまり、切替駒２８のフォロア突起２８ｂは、ワイド区間１６ｃＷの端部から組立用溝１６ｃＡの後退端に移動する。切替駒２８は、第１直進案内環１８の受け溝１８ｄ上に光軸方向には移動せず周方向に一定距離移動可能に支持されていることに注意を要する。
【００４４】
このように、切替環１６と１群支持環１７を第１直進案内環１８に対して引き出すのは、カム環１５の雌ヘリコイド１５ｃを１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａに螺合させ、さらに、第１直進案内環１８にカム環１５を相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合（バヨネット結合）するためである。すなわち、カム環１５の後端部内周面には周方向溝１５ｆが形成され、第１直進案内環１８の後端部外周面には、この周方向溝１５ｆに係合するフランジ１８ｆが形成されており、さらに、特定角度位置で周方向溝１５ｆ内にフランジ１８ｆを係合させるため、フランジ１８ｆには特定角度位置に切欠１８ｇが形成され、カム環１５には、切欠１８ｇに対応する抜止突起（バヨネット爪）１５ｇが形成されている（図３７、図４１、図４３参照）。抜止突起（バヨネット爪）１５ｇと切欠１８ｇの位置が合致した回転位相で、カム環１５と第１直進案内環１８を光軸方向に相対移動させることで、フランジ１８ｆを周方向溝１５ｆに嵌めることができる。
【００４５】
図３６と図３７は、図３４と図３５の状態において、被写体側からカム環１５を挿入する準備状態の上半断面図と展開図である。カム環１５の内周面には、１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａに螺合させる雌ヘリコイド１５ｃと、切替環１６の回転伝達突起１６ｂに嵌める回転伝達溝１５ｅとが形成されている。回転伝達突起１６ｂは、切替環１６の後端部外周面に等角度間隔に設けられており、回転伝達溝１５ｅはこの回転伝達突起１６ｂに対応させて、カム環１５の雌ヘリコイド１５ｃを切除して形成されている。図３６と図３７では、回転伝達突起１６ｂと回転伝達溝１５ｅの位相が合致するように、カム環１５と切替環１６の回転位相が揃えられている。しかし、この状態では、抜止突起（バヨネット爪）１５ｇと切欠１８ｇの回転位相は揃っていない。
【００４６】
図３８と図３９は、カム環１５を切替環１６に対して嵌め、回転伝達突起１６ｂを回転伝達溝１５ｅに係合させた状態の上半断面図と展開図である。この係合状態では、切替環１６は常にカム環１５と等しい回動をする。
【００４７】
図４０と図４１は、図３８と図３９の状態から、カム環１５を被写体側から見て時計方向（図４１矢印Ｂ方向）に回動させ、雌ヘリコイド１５ｃを１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａと螺合させた状態の上半断面図と展開図である。この螺合は、切替環１６と１群支持環１７を第１直進案内環１８に対して引き出しているから可能である。引き出していないと、カム環１５の抜止突起（バヨネット爪）１５ｇが第１直進案内環１８のフランジ１８ｆに当接してしまい、螺合ができない。
【００４８】
そして、カム環１５の雌ヘリコイド１５ｃを１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａに螺合させた上で、カム環１５と第１直進案内環１８の回転位相を、抜止突起（バヨネット爪）１５ｇと切欠１８ｇの位置が合致するように合わせる。この状態で、カム環１５と第１直進案内環１８を互いに近づくように光軸方向に移動させて、フランジ１８ｆを周方向溝１５ｆ内に位置させることができる。図４２と図４３は、このようにして組立が完了した状態の上半断面図と展開図である。
【００４９】
図４４は、切替環１６の有底切替溝１６ｃに、組立用溝１６ｃＡが存在しない場合の不具合例を示している。この例では、カム環１５、切替環１６及び１群支持環１７の組立体を第１直進案内環１８に対して引き出すことができないため、カム環１５の雌ヘリコイド１５ｃを１群支持環１７の雄ヘリコイド１７ａに螺合させようとするとき、カム環１５の抜止突起（バヨネット爪）１５ｇが第１直進案内環１８のフランジ１８ｆに当接してしまい、螺合させることができない。
【００５０】
以上の実施形態は、図１のズームレンズ系に適用したものであるが、本発明は、直進案内環と回転筒、及び回転筒と一緒に回転する切替環と移動枠とをそれぞれバヨネット結合（相対回転は自在で光軸方向には一緒に移動する結合）させ、移動枠と回転筒をヘリコイド結合させるレンズ鏡筒において、第１直進案内環に、光軸方向の移動を規制し周方向に一定距離移動自在に切替駒を支持し、切替環の内周面に、切替駒から突出させたフォロア突起に係合する切替駒移動用切替溝を形成するレンズ鏡筒一般の切替移動機構に用いることができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、直進案内環と回転筒、及び回転筒と一緒に回転する切替環と移動枠とをそれぞれバヨネット結合（相対回転は自在で光軸方向には一緒に移動する結合）させ、移動枠と回転筒をヘリコイド結合させるレンズ鏡筒において、直進案内環に、光軸方向の移動を規制し周方向に一定距離移動自在に切替駒を支持し、切替環の内周面に、切替駒から突出させたフォロア突起に係合する切替駒移動用切替溝を形成する際、これらを支障なく組み立てることができる切替移動機構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を適用する、切替群を有するステップズームレンズ系のズーミング基礎軌跡を示す図である。
【図２】 本発明によるズームレンズ鏡筒の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】 同ズームレンズ鏡筒の収納状態における上半断面図である。
【図４】 同ズームレンズ鏡筒のワイド端無限遠撮影状態における上半断面図である。
【図５】 同ズームレンズ鏡筒のテレ端無限遠撮影状態における上半断面図である。
【図６】 同ズームレンズ鏡筒のカム環の内周面の展開図である。
【図７】 同ズームレンズ鏡筒の切替環の内周面の展開図である。
【図８】 同ズームレンズ鏡筒の１群支持環と４群枠との係止構造を示す上半断面図である。
【図９】 同ズームレンズ鏡筒の切替環、１群支持環及び第１直進案内環の分解斜視図である。
【図１０】 同ズームレンズ鏡筒の２−３群ブロックの斜視図である。
【図１１】 同２−３群ブロックの分解斜視図である。
【図１２】 同２−３群ブロックを含む切替機構部分の上半断面図である。
【図１３】 同２−３群ブロック中の差動連係環、差動環及び差動ばねによるオーバチャージ機構を示す斜視図である。
【図１４】 同２−３群ブロックのワイドモード時の状態を示す展開図である。
【図１５】 同２−３群ブロックのテレモード時の状態を示す展開図である。
【図１６】 同２−３群ブロックのワイドモード時の状態を示す正面図である。
【図１７】 同２−３群ブロックのテレモード時の状態を示す正面図である。
【図１８】 同２−３群ブロックのワイドモードとテレモードの切替状態を示す展開図である。
【図１９】 カム環のカム形状の展開図である。
【図２０】 本実施形態の２-３群ユニットを第１直進案内環に結像面側から嵌め込む前の上半断面図である。
【図２１】 図２０の展開図である。
【図２２】 ２-３群ユニットを第１直進案内環に嵌め込んだ状態の上半断面図である。
【図２３】 図２２の状態の組立体に１群支持環を被写体方向から組み込む前の上半断面図である。
【図２４】 図２３の展開図である。
【図２５】 １群支持環を第１直進案内環に嵌めた状態の上半断面図である。
【図２６】 図２５の展開図である。
【図２７】 図２５の状態の組立体に対し、切替駒を径方向から組み込む状態の上半断面図である。
【図２８】 図２７の状態から１群支持環を光軸方向に引き出し、切替環係合位置に位置させた状態の上半断面図である。
【図２９】 図２８の状態の組立体に切替環を被写体方向から係合させる状態の上半断面図である。
【図３０】 切替環の有底切替溝に切替駒のフォロア突起を係合させ、さらに切替環を１群支持環とのバヨネット係合位置に位置させた状態の上半断面図である。
【図３１】 図３０の展開図である。
【図３２】 図３０の状態から切替環を回転させながら光軸方向に押し込んだ状態の上半断面図である。
【図３３】 図３２の展開図である。
【図３４】 第１直進案内環に対して１群支持環と切替環の組立体を被写体方向に引き出した状態の上半断面図である。
【図３５】 図３４の展開図である。
【図３６】 図３４の状態の組立体に対してカム環を被写体方向から挿入する状態の上半断面図である。
【図３７】 図３６の展開図である。
【図３８】 図３６の状態の組立体に対しカム環を被写体方向から挿入した状態の上半断面図である。
【図３９】 図３８の展開図である。
【図４０】 図３８の状態からカム環を回転させて１群支持環の雄ヘリコイドとカム環の雌ヘリコイドを螺合させた状態の上半断面図である。
【図４１】 図４０の展開図である。
【図４２】 組立完了状態の上半断面図である。
【図４３】 図４２の展開図である。
【図４４】 切替環の有底切替溝に組立用溝が存在しない場合を参考例として示す上半断面図である。
【符号の説明】
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌ２３ 間隔変化群
１１ 固定筒
１１ａ 雌ヘリコイド
１１ｂ 直進案内溝
１１ｃ 内面凹部
１２ ヘリコイド環
１２ａ 雄ヘリコイド
１２ｂ 平歯車
１２ｃ 周方向溝
１２ｄ 直進ガイド溝
１３ 第２直進案内環
１３ａ 案内突起
１３ｂ 径方向突起
１３ｃ 雌ヘリコイド
１３ｄ 逃がし溝
１４ 駆動ピニオン
１５ カム環
１５ａ 雄ヘリコイド
１５ｂ ガイドピン
１５ｃ 雌ヘリコイド
１５ｄ 有底カム溝
１５ｅ 回転伝達溝
１５ｆ 周方向溝１５ｆ
１５ｇ 抜止突起（バヨネット爪）
１６ 切替環（切替駒移動機構）
１６ａ 周方向溝
１６ｂ 回転伝達突起
１６ｃ 有底切替溝（切替駒移動機構）
１６ｃＴ テレ区間
１６ｃＫ 切替区間
１６ｃＷ ワイド区間
１６ｃＡ 組立用溝
１７ １群支持環（移動枠）
１７ａ 雄ヘリコイド
１７ｂ ガイド突起
１７ｃ 直進ガイド突起
１７ｅ 抜け止め突起
１８ 第１直進案内環（直進案内環）
１８ａ ガイド突起
１８ｂ 直進案内溝
１８ｃ 直進案内溝
１８ｄ 受け溝
１８ｆ フランジ
１８ｆ' 切欠
１８ｇ 切欠
１９ ４群支持環
１９ａ 光軸平行腕
１９ｂ 係合突起
２０ ２−３群ブロック（２レンズ群ブロック）
２０ａ 直進案内腕
２０ｂ カムフォロア
２１ ２−３群移動環
２１ａ ストッパ突起
２２ 先端部押え板
２２ａ 直進ガイドピン
２２ｂ 圧縮ばね
２３ ２群枠
２３ａ ガイドボス
２３ｂ 傾斜カム面
２４ ３群枠（回転レンズ枠）（間隔切替機構）
２４ａ フォロア突起
２４ｂ 回転伝達突起
２４ｃ 回動範囲規制溝
２５ 差動連係環（直進レンズ枠）（間隔切替機構）
２５ａ 回転伝達溝
２５ｂ 強制回転伝達突起
２５ｃ ばね穴
２６ 差動環（間隔切替機構）
２６ａ 強制回転伝達溝
２６ｂ 回転伝達突起
２６ｃ 連動ピン（切替駒移動機構）
２７ 差動ばね
２７ｂ 脚部
２８ 切替駒
２８ａ 回転伝達溝
２８ｂ フォロア突起
２９ １群枠
３０ ４群枠
３１ 圧縮ばね
３２ シャッタブロック
３３ ＦＰＣ基板
３４ 遮光蛇腹
３５ 遮光板
Claims (2)
- 光軸方向の直進移動のみ可能に支持された、切欠（１８ｇ）を有する周方向に延びるフランジ（１８ｆ）を備える直進案内環（１８）と；
この直進案内環に光軸方向の直進移動のみ可能に支持された、外周面に雄ヘリコイドを有する移動枠（１７）と；
上記直進案内環に対する特定の相対回転位相で上記直進案内環の上記切欠と周方向位置が一致するバヨネット爪（１５ｇ）と、該バヨネット爪の直前に位置し、バヨネット爪が上記切欠を通って上記フランジの後方に位置したときに該フランジが回転可能に係合する周方向溝（１５ｆ）と、内周面に形成した上記移動枠の雄ヘリコイドに螺合する雌ヘリコイドと、を有する回転筒（１５）と；
この回転筒と光軸方向の相対移動は自由にかつ該回転筒と一緒に回転するように結合され、さらに上記移動枠に、特定の相対回転位相で、光軸方向には相対移動せず相対回転は自在としてバヨネット結合され、かつ、内周面に切替駒移動用切替溝（１６ｃ）を備える切替環（１６）と；
上記切替駒移動用切替溝に係合するフォロア突起（２８ｂ）を備え、かつ、上記直進案内環に対して、上記バヨネット爪の周方向位置が上記切欠と一致するまで上記切替環及び回転筒と一緒に回転可能で、上記直進案内環に対する光軸方向移動は規制された切替駒（２８）と；
を備え、
上記切替駒移動用切替溝は、後方から順に、上記回転筒の雌ヘリコイドと傾斜方向が反対で同一リードの上記切替駒のフォロア突起を導入する第一の傾斜区間（１６ｃＴ）と、この第一の区間の先端に連続する光軸と平行な切替区間（１６ｃＫ）と、この切替区間の終端に連続する上記第一の区間と平行な第二の傾斜区間（１６ｃＷ）と、この第二の傾斜区間の終端に連続して後方に延びる光軸と平行な方向の組立用溝（１６ｃＡ）とを有し、
上記バヨネット爪と上記切欠の周方向位置が一致し、かつ、上記フォロア突起が上記組立用溝に係合するとき、上記フォロア突起を上記組立用溝の後端に位置させることにより、上記バヨネット爪が上記フランジの前方に位置し、上記フォロア突起を組立用溝の前端に位置させることにより、上記バヨネット爪が上記フランジの後方に位置すると共に上記周方向溝に該フランジが係合することを特徴とするレンズ鏡筒の切替移動構造。 - 請求項１記載のレンズ鏡筒の切替移動構造において、上記移動枠は、レンズ鏡筒の第１レンズ群を支持した１群支持環であり、切替駒は、第２レンズ群と第３レンズ群を支持した２-３群ブロックに連動していて、その周方向の往復移動により、該２-３群ブロック内の第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を変化させるレンズ鏡筒の切替移動構造。
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