JP4562375B2 - レンズ鏡筒の回転環支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒の回転環支持構造に関し、特に回転環のバックラッシュ除去構造に関する。

可動部材の摺動部分には構造上遊び（バックラッシュ）が不可欠であるが、バックラッシュは同時に可動部材の移動精度に影響するため、様々なバックラッシュ除去構造が提案されている。例えば、レンズ群を光軸方向に移動させるためのカム環等の回転環を、鏡筒収納位置から撮影領域になるまでは前方に繰り出すタイプのレンズ鏡筒が知られている。

以上のような回転環のバックラッシュ取りを行うための機構は、構造が複雑になりがちであった。よって本発明は、レンズ鏡筒における回転環のバックラッシュ、特に使用状態におけるバックラッシュを簡単かつコンパクトで安価な構造によって除去することを目的とする。

本発明によるレンズ鏡筒の回転環支持構造は、環状部材；該環状部材の内側に、軸線方向に相対移動可能かつ一体に回動するように支持された第一と第二の回転環状体；該第一または第二の回転環状体を介して支持される光学要素；環状部材に形成され軸線方向の前後を向く一対の周方向面；第一の回転環状体に周方向に位置を異ならせて設けられ、軸線方向への凹部を有する複数の径方向突部；第二の回転環状体に周方向に位置を異ならせて設けられ、第一の回転環状体の複数の径方向突部の凹部に収納可能な複数の収納突部；第一の回転環状体の複数の径方向突部のそれぞれに形成され、環状部材における一対の周方向面の一方に接する第一の摺接面；第二の回転環状体の複数の収納突部のそれぞれに形成され、環状部材における一対の周方向面の他方に接する第二の摺接面；及び、第一の回転環状体と第二の回転環状体を軸線方向における反対方向に付勢して、第一と第二の摺接面を一対の周方向面の一方と他方に当接させる付勢手段；を備え、第一と第二の回転環状体が、環状部材に対して回転しながら軸線方向に移動する回転進退状態と、該回転進退による前後少なくとも一方の移動端で軸線方向に移動せず回転する定位置回転状態とに切り換え可能であり、定位置回転状態では、第一と第二の摺接面が一対の周方向面の一方と他方に当接することを特徴としている。これにより、定位置回転状態で第一と第二の回転環状体の間のバックラッシュが除去されて良好な光学性能を発揮することができる。また、第一と第二の回転環状体における第一と第二の摺接面が周方向において重なる領域内にあるため、スペース効率にも優れている。

一対の周方向面は、環状部材の内周面に形成した周方向溝の対向壁面として形成されすることができる。この場合、第一と第二の摺接面は周方向溝内に挿入され、付勢手段によって該周方向溝の対向壁面の一方と他方に当て付けられる。

付勢手段は、第一と第二の回転環状体の間に設けた少なくとも一つのばねであるとよい。より詳細には、第一と第二の回転環状体の対向端面間に設けた少なくとも一つの圧縮コイルばねであることが好ましい。

第一の回転環状体の径方向突部と第二の回転環状体の収納突部はそれぞれ、周方向に略等間隔で３つ設けられることが好ましい。

第一と第二の回転環状体の回転進退を案内する構造として、該第一と第二の回転環状体の少なくとも一方の外周面と環状部材の内周面とに雄ヘリコイドと雌ヘリコイドを形成し、該雄ヘリコイドと雌ヘリコイドの螺合により第一と第二の回転環状体を駆動させ、かつ定位置回転状態に切り換わるときには該雄ヘリコイドと雌ヘリコイドの螺合が解除されるようにするとよい。

ヘリコイドによる進退機構を用いる態様では、環状部材の内周面の雌ヘリコイドの形成領域上に、該雌ヘリコイドの形成方向と平行で上記周方向面に接続する少なくとも一つの無ヘリコイド領域を形成し、ヘリコイドの螺合状態では第一と第二の摺接面が該無ヘリコイド領域に対応して位置されるようにすることが好ましい。例えば、第一の回転環状体の外周面からの第一の摺接面の突出量を雄ヘリコイドよりも大きくすることで該第一の摺接面と周方向面の係合量（接触面積）を大きくし、第一と第二の回転環状体の定位置回転時の安定性を図ることが可能であるが、この場合、第一の摺接面と環状部材側の雌ヘリコイドの干渉を考慮する必要がある。ここで管状部材の内周面に雌ヘリコイドと略平行な斜行溝として無ヘリコイド領域を形成し、ヘリコイドの螺合状態では第一の摺接面が該斜行溝内に進入するように構成することにより、第一の摺接面と雌ヘリコイドの干渉を防ぐことができる。

本発明のレンズ鏡筒ではさらに、第一と第二の回転環状体の内側に軸線方向へ直進移動可能に支持された直進環を有し、第一と第二の回転環状体はそれぞれ、この直進環に対して、光軸方向には遊嵌する回転案内機構を介して相対回転可能かつ軸線方向に共に移動するように結合されているとよい。

本発明をズームレンズ鏡筒に適用する場合、第一と第二の回転環状体を介して支持される光学要素を、該第一と第二の回転環状体の回転により光軸方向に相対移動する少なくとも２つの可動レンズ群とし、第一と第二の摺接面が一対の周方向面に当接する状態で第一と第二の回転環状体が回転するときに、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って変倍動作が行われるようにするとよい。

以上の本発明によれば、レンズ鏡筒における回転環のバックラッシュを、簡単かつコンパクトで安価な構造によって除去することができる。

［ズーム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。図６及び図７に示すように、ズームレンズ鏡筒７１はデジタルカメラ７０に搭載されており、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ＣＣＤ（固体撮像素子）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の外観を構成する各環状部材の回転中心軸（以下、鏡筒中心軸Ｚ０と呼ぶ）と平行であり、かつ該鏡筒中心軸Ｚ０に対して下方に偏心している。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ることによって行い、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。

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ＣＣＤ６０が支持され、ＣＣＤ６０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。フィルタホルダ７３は、ＣＣＤホルダ２１の一部として一体に形成されている。ＣＣＤホルダ２１の後部には、画像や撮影情報を表示するＬＣＤ２０が設けられている。

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５１ａ、５１ｂ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とガイド孔５１ａのクリアランスよりもＡＦガイド軸５３とガイド孔５１ｂのクリアランス大きくなっている。すなわち、ＡＦガイド軸５２が主たる（厳密な精度を出す）ガイド軸で、ＡＦガイド軸５３はサブ（回り止め）のガイド軸である。また、ＡＦモータ１６０のドライブシャフトに形成した送りねじに対し、ＡＦナット５４が螺合している。図１に示すように、ＡＦナット５４は回転規制突起５４ａを有し、ＡＦレンズ枠５１は光軸方向へのガイド溝５１ｍを有し、回転規制突起５４ａがガイド溝５１ｍに対して摺動可能に嵌まっている。ＡＦレンズ枠５１はさらに、ＡＦナット５４の後方に位置するストッパ突起５１ｎを有する。ＡＦレンズ枠５１は、ＡＦ枠付勢ばね５５によって前方へ付勢されており、ストッパ突起５１ｎがＡＦナット５４に当て付くことによってＡＦレンズ枠５１の前方移動端が決定される。そしてＡＦナット５４が光軸方向後方へ移動したときに、ＡＦレンズ枠５１はＡＦナット５４に押圧されて後方へ移動される。以上の構造により、ＡＦモータ１６０のドライブシャフトを正逆に回転させると、ＡＦレンズ枠５１が光軸方向に進退される。なお、ＡＦレンズ枠５１を直接に（ＡＦナット５４によらずに）押圧して、ＡＦ枠付勢ばね５５に抗して後方へ移動させることも可能である。

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１４０（図１９）により制御される。

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本の斜行溝２２ｃ、及び各斜行溝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。回転摺動溝２２ｄは固定環２２の前端部付近に形成され、この回転摺動溝２２ｄの直後の前方環状領域２２ｚには雌ヘリコイド２２ａが形成されていない（図８参照）。

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、斜行溝２２ｃ及び回転摺動溝２２ｄ内に位置される回転摺動突起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からスパーギヤ部１８ｃへ回転力が与えられたとき、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。

斜行溝２２ｃは、雌ヘリコイド２２ａと雄ヘリコイド１８ａが螺合する段階で回転摺動突起１８ｂと固定環２２の干渉を避けるために形成された逃げ溝であり、図２８に示すように、斜行溝２２ｃは雌ヘリコイド２２ａの底部よりも深くなっている。雌ヘリコイド２２ａは、各斜行溝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。

固定環２２にはさらに、その外周面と回転摺動溝２２ｄ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分解ストッパ２６が着脱可能となっている。

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の鏡筒上半断面参照）。

第３外筒１５とヘリコイド環１８の間には、互いを光軸方向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。

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、外径方向へ突出する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と相対回動案内突起１４ｃ、周方向溝１４ｄと相対回動案内突起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。

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。

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１５ｄ、１４ｃ及び１４ｂ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。

以上の繰出動作は雄ヘリコイド１８ａと雌ヘリコイド２２ａが螺合している間行われ、このとき回転摺動突起１８ｂは斜行溝２２ｃ内を移動している。ヘリコイド環１８と第３外筒１５が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と嵌合突起１５ｂが斜行溝２２ｃから回転摺動溝２２ｄ内へ入る。すると、ヘリコイドによる回転繰出力が作用しなくなるため、ヘリコイド環１８及び第３外筒１５は、回転摺動突起１８ｂ及び嵌合突起１５ｂと回転摺動溝２２ｄとの係合関係によって光軸方向の一定位置で回動のみを行うようになる。また、回転摺動突起１８ｂが斜行溝２２ｃから回転摺動溝２２ｄ内へ入るのとほぼ同時に、カム環ローラ３２は貫通ガイド溝１４ｅの周方向溝部１４ｅ-１に入る。するとカム環１１に対して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。

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。

続いて、カム環１１より先の構造を説明する。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。

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。

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。

なお、２群直進案内環１０には周方向に位置を異ならせて直進案内キー１０ｃが３つ設けられているが、そのうちひとつの直進案内キー１０ｃ-Ｗは、後述する露出制御用ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）基板７７の支持部材を兼ねるために、残る２つの直進案内キー１０ｃよりも周方向に幅広になっている。幅広の直進案内キー１０ｃ-Ｗには、リング部１０ｂとの接続部分近傍を一部切り欠いて径方向へ貫通するＰＷＢ通し孔１０ｄが形成されており、図６に示すように、露出制御用フレキシブルＰＷＢ７７は、該ＰＷＢ通し孔１０ｄを通してリング部１０ｂの後方から直進案内キー１０ｃ-Ｗの外周面側へ延出され、直進案内キー１０ｃ-Ｗの先端部で後方に折り曲げられている。これに対応して、３つの直進案内溝８ａのうちひとつは、幅広の直進案内キー１０ｃ-Ｗが係合可能な幅広の直進案内溝８ａ-Ｗとなっている。該直進案内溝８ａ-Ｗの中央部は、露出制御用フレキシブルＰＷＢ７７を通すことが可能な貫通部になっており、この貫通部の両側に直進案内キー１０ｃ-Ｗを支持するための有底部が形成されている。これに対し、残る２つの直進案内溝８ａはいずれも、２群レンズ移動枠８の外周面側に形成された有底溝となっている。２群レンズ移動枠８と２群直進案内環１０は、直進案内キー１０ｃ-Ｗが直進案内溝８ａ-Ｗに係合可能な特定の回転位相でのみ組み合わせることができる。

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。つまり、鏡筒使用領域とはこのカム溝形状によって２群レンズ移動枠８の移動が制御されうる領域のことであり、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。

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。

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。

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の光軸を撮影光軸Ｚ１と一致させる撮影用位置（図６）と、第２レンズ群ＬＧ２の光軸を撮影光軸Ｚ１から偏心した退避光軸Ｚ２へと変位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。

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。

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。

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。

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。

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１３１、１３２（図１９）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１４０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。なお、露出制御用フレキシブルＦＰＣ７７は、実際には図６における下半断面（ワイド端）の位置には存在しないが、他の部材との位置関係を分かりやすくするために図示している。

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。

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。

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７０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。

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の作用によって撮影光軸Ｚ１から上方へ偏心した収納用退避位置に保持されており、第２レンズ群ＬＧ２が退避光軸Ｚ２位置にあった。そして、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の付勢力によって第２レンズ群ＬＧ２の光軸を撮影光軸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。

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。

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。

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。

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。

デジタルカメラ７０は、ズームレンズ鏡筒７１に連動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８３、８４は、ガイドシャフト８５、８６（図６及び図７では重なって一本に見えている）によって光軸Ｚ３方向に移動可能に直進案内され、かつ光軸Ｚ３と平行な回動中心軸で回動可能なカムギヤ９０（図５）によって移動力が与えられるようになっている。このカムギヤ９０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が回転するとカムギヤ９０が回転され、その結果として可動変倍レンズ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。

［本発明の特徴部分の説明］
以上のようにズームレンズ鏡筒７１では、図７の鏡筒収納状態から図６の使用状態（ズーム領域）に至る途中までは、ヘリコイド環（第一の回転環状体）１８と第３外筒（第二の回転環状体）１５を前方へ回転繰出させ、使用状態においてはヘリコイド環１８と第３外筒１５を光軸方向に移動させることなく定位置で回転させる。このヘリコイド環１８と第３外筒１５の支持構造、特に撮影状態における固定環（環状部材）２２に対するバックラッシュ取りの構造について、図２０以下を参照して説明する。

先に説明した通り、第３外筒１５とヘリコイド環１８は、回転伝達突起１５ａを回転伝達凹部１８ｄに係合させることによって回転方向には一体に回動するように結合され、回転伝達突起１５ａが回転伝達凹部１８ｄに係合する回転位相では同時に、回転摺動突起（径方向突部）１８ｂの内径部分に形成した嵌合凹部１８ｅに対して嵌合突起（収納突部）１５ｂが嵌合する（図３０、図３１参照）。回転伝達突起１５ａ、嵌合突起１５ｂがそれぞれ回転伝達凹部１８ｄ、嵌合凹部１８ｅに係合する第３外筒１５とヘリコイド環１８の回転位相では、ヘリコイド環１８の前端部に形成したばね挿入凹部１８ｆ内に収納された離間方向付勢ばね（付勢手段）２５が、第３外筒１５の後端部のばね当付凹部１５ｃに対応して位置される。

ヘリコイド環１８と第３外筒１５はまた、相対回動案内突起（回転案内機構）１４ｂ、１４ｃ及び１５ｄと周方向溝（回転案内機構）１８ｇ、１５ｅ及び１４ｄとの嵌合関係によって、それぞれが直進案内環（直進環）１４に対して相対回転可能に結合されている。図３２ないし図３５に示すように、各相対回動案内突起１４ｂ、１４ｃ及び１５ｄと各周方向溝１８ｇ、１５ｅ及び１４ｄは、光軸方向には遊嵌しており、ヘリコイド環１８と第３外筒１５はそれぞれ、直進案内環１４に対して光軸方向へ若干量移動可能になっている。つまり、ヘリコイド環１８と第３外筒１５は、直進案内環１４を介することで光軸方向への完全な分割が規制されているが、同時に光軸方向への若干量の相対移動は可能となっている。この直進案内環１４に対する光軸方向への遊び量（クリアランス）は、第３外筒１５側よりもヘリコイド環１８側の方が大きく取られている。

第３外筒１５とヘリコイド環１８が直進案内環１４に対して相対回転可能に結合するとき、ばね当付凹部１５ｃとばね挿入凹部１８ｆの光軸方向の間隔は離間方向付勢ばね２５の自由長よりも狭くなり、離間方向付勢ばね２５は、圧縮された状態で第３外筒１５とヘリコイド環１８の対向端面間に保持される。圧縮された離間方向付勢ばね２５はその復元力によって、第３外筒１５とヘリコイド環１８を互いの離間方向、すなわち第３外筒１５を光軸方向前方、ヘリコイド環１８を光軸方向後方に付勢する。

図２４ないし図２８に示すように、固定環２２の内周面に形成した３つの斜行溝（無ヘリコイド領域）２２ｃはそれぞれ、周方向に離間して対向する一対の対向斜行面２２ｃ-Ａ、２２ｃ-Ｂを有し、ヘリコイド環１８の３つの回転摺動突起１８ｂはそれぞれ、対向斜行面２２ｃ-Ａ、２２ｃ-Ｂに対向する一対の端部斜面１８ｂ-Ａ、１８ｂ-Ｂを有している。斜行溝２２ｃの対向斜行面２２ｃ-Ａ、２２ｃ-Ｂは、雌ヘリコイド２２ａのヘリコイド山と平行な方向に向けて形成されていて、回転摺動突起１８ｂの端部斜面１８ｂ-Ａ、１８ｂ-Ｂは、各対向斜行面２２ｃ-Ａ、２２ｃ-Ｂに干渉しない形状となっている。具体的には、図２８のように雄ヘリコイド（進退機構）１８ａと雌ヘリコイド（進退機構）２２ａが螺合しているときには、斜行溝２２ｃの対向斜行面２２ｃ-Ａ及び２２ｃ-Ｂが回転摺動突起１８ｂの端部斜面１８ｂ-Ａ及び１８ｂ-Ｂを挟着（係合）しないようになっている。なお、１つの回転摺動突起１８ｂのみは、鏡筒ストッパ２６に当接させるために、端部斜面１８ｂ-Ａの一部を切り欠いて光軸と並行なストッパ当接面１８ｂ-Ｅが形成されている。

斜行溝２２ｃに続く３つの回転摺動溝（周方向溝）２２ｄではそれぞれ、光軸方向に離間して対向する一対の平行な回転案内面（周方向面）２２ｄ-Ａ、２２ｄ-Ｂが対向壁面として形成され、ヘリコイド環１８側の３つの回転摺動突起１８ｂはそれぞれ、回転案内面２２ｄ-Ａ、２２ｄ-Ｂに摺接可能な前方摺動面１８ｂ-Ｃと後方摺動面（第一の摺接面）１８ｂ-Ｄを有している。図３１に示すように、嵌合突起１５ｂを収納する嵌合凹部１８ｅは、各回転摺動突起１８ｂの前方摺動面１８ｂ-Ｃ側を一部切り欠いて形成されている。また、嵌合突起１５ｂの前面は、該嵌合突起１５ｂが嵌合凹部１８ｅに収納された状態で回転案内面２２ｄ-Ａに対向する摺接面（第二の摺接面）１５ｂ-Ａとなっている。

図２０及び図２４に示す鏡筒収納状態では、ヘリコイド環１８の回転摺動突起１８ｂは固定環２２の斜行溝２２ｃ内に位置しており、端部斜面１８ｂ-Ａ、１８ｂ-Ｂがそれぞれ対向斜行面２２ｃ-Ａ、２２ｃ-Ｂに対してわずかに離間した状態で対向している。この鏡筒収納状態では、雄ヘリコイド１８ａと雌ヘリコイド２２ａが螺合状態にある。したがって、スパーギヤ部１８ｃに噛合するズームギヤ２８によって鏡筒繰出方向（図２０の上方）の回転をヘリコイド環１８に与えると、ヘリコイド環１８は、雄ヘリコイド１８ａと雌ヘリコイド２２ａの関係によって光軸方向前方（同図左方）に移動する。このヘリコイド環１８の回転繰出時には、回転摺動突起１８ｂは斜行溝２２ｃ内を移動するため、回転摺動突起１８ｂが固定環２２の雌ヘリコイド２２ａに対して干渉することはない。

回転摺動突起１８ｂが斜行溝２２ｃ内に位置するとき、嵌合突起１５ｂの光軸方向位置は斜行溝２２ｃによる規制を受けない。また、回転摺動突起１８ｂでは、対向斜行面２２ｃ-Ａ及び２２ｃ-Ｂが斜行溝２２ｃの対向斜行面２２ｃ-Ａ及び２２ｃ-Ｂに対向しているが、前方摺動面１８ｂ-Ｃ及び後方摺動面１８ｂ-Ｄは斜行溝２２ｃによる光軸方向の位置規制を受けない。よって、離間方向付勢ばね２５の付勢力によって互いの離間方向に付勢された第３外筒１５とヘリコイド環１８は、図３４及び図３５に示すように、前述の各相対回動案内突起（１４ｂ、１４ｃ及び１５ｄ）と各周方向溝（１８ｇ、１５ｅ及び１４ｄ）の間のクリアランスに応じて光軸方向に若干量離間されている。この状態では、離間方向付勢ばね２５の圧縮度が低いので付勢力の作用は弱く、第３外筒１５とヘリコイド環１８の光軸方向間隔は比較的ルーズに保たれているが、回転摺動突起１８ｂが斜行溝２２ｃ内に位置する間は収納位置から撮影状態（ズーム領域）に至る途中であって撮影は行わないので、実用上問題はない。むしろ、コンパクトカメラのズームレンズ鏡筒では、電源オフ時を含めて鏡筒収納状態であることの方が撮影状態に比して多い（時間的に長い）ので、本実施形態の離間方向付勢ばね２５のように、撮影状態以外では強い負荷を与えない方が経年劣化等のおそれが少なく好ましい。また、収納位置から撮影状態までの繰出に際しての抵抗も小さく抑えることができる。

回転摺動突起１８ｂは、斜行溝２２ｃの最前部まで移動すると、斜行溝２２ｃから脱して回転摺動溝２２ｄ内に入る。雄ヘリコイド１８ａと雌ヘリコイド２２ａは、この時点で互いの螺合を解除するように、光軸方向の形成領域が設定されている。具体的には、固定環２２の内周面上では、回転摺動溝２２ｄの形成領域とその背後の前方環状領域２２ｚが雌ヘリコイド２２ａを有しておらず、前方環状領域２２ｚの光軸方向への幅は、光軸方向への雄ヘリコイド１８ａの形成領域よりも大きくなるように設定されている。一方、ヘリコイド環１８の外周面上では、回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄに係合するとき、その後方の雄ヘリコイド１８ａが上記の前方環状領域２２ｚ内に位置する（重なる）ように、雄ヘリコイド１８ａと回転摺動突起１８ｂの光軸方向間隔が定められている。したがって、回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄに係合する時点で雄ヘリコイド１８ａと雌ヘリコイド２２ａの螺合が解除され、回転するヘリコイド環１８に対して光軸方向への繰出力が作用しなくなる。以後は、鏡筒繰出方向へのズームギヤ２８の回転に応じて、ヘリコイド環１８は周方向への回転のみを行うようになる。図２１に示すように、ズームギヤ２８は、ヘリコイド環１８が定位置回転に以降した後もスパーギヤ部１８ｃとの噛合を維持しており、回転繰出時に引き続いてヘリコイド環１８に対して回転を与えることができる。

ヘリコイド環１８が定位置回転を行うようになり、回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄ内を若干進んだ図２１及び図２５の状態が、ズームレンズ鏡筒７１のワイド端である。図３２に示すように、回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄ内に移動すると、回転摺動突起１８ｂと同じ周方向位置にある嵌合突起１５ｂも同時に回転摺動溝２２ｄ内に収納され、離間方向付勢ばね２５の付勢力によって、嵌合突起１５ｂの摺接面１５ｂ-Ａが前方の回転案内面２２ｄ-Ａに押し付けられ、回転摺動突起１８ｂの後方摺動面１８ｂ-Ｄが後方の回転案内面２２ｄ-Ｂに押し付けられる。回転摺動溝２２ｄの前後の回転案内面２２ｄ-Ａ、２２ｄ-Ｂの光軸方向の間隔は、回転摺動突起１８ｂと嵌合突起１５ｂが斜行溝２２ｃ内に位置するときよりも該回転摺動突起１８ｂと嵌合突起１５ｂを光軸方向に強制的に接近させるように設定されており、これに応じて離間方向付勢ばね２５の圧縮度が高まり、嵌合突起１５ｂと回転摺動突起１８ｂには鏡筒収納時よりも強い付勢力が作用する。以後、回転摺動突起１８ｂと嵌合突起１５ｂの両方が回転摺動溝２２ｄに係合する間は、離間方向付勢ばね２５の付勢力によって嵌合突起１５ｂと回転摺動突起１８ｂが互いに突っ張り合う状態となり、固定環２２に対する第３鏡筒１５とヘリコイド環１８の光軸方向位置が安定する。つまり、光軸方向にガタのない状態で支持される。

第３外筒１５とヘリコイド環１８の結合体をワイド端から繰出方向に回転させると、嵌合突起１５ｂ（摺接面１５ｂ-Ａ）と回転摺動突起１８ｂ（後方摺動面１８ｂ-Ｄ）は、それぞれが当接する回転案内面２２ｄ-Ａ、２２ｄ-Ｂの案内を受けて回転摺動溝２２ｄの終端方向に移動し、やがて図２２及び図２６に示すテレ端位置に達する。ワイド端からテレ端までの間は、嵌合突起１５ｂ及び回転摺動突起１８ｂと回転摺動溝２２ｄの係合が維持されているので、ヘリコイド環１８と第３外筒は固定環２２に対する光軸方向移動が規制され、回転のみを行う。

また、ヘリコイド環１８が定位置回転を行うとき、カム環ローラ３２がローラ案内貫通溝１４ｅの周方向溝部１４ｅ-１内に位置しているため、カム環１１も直進案内環１４に対して光軸方向には移動せずに定位置で回転する。すなわち、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２は、２群案内カム溝１１ａと１群案内カム溝１１ｂのズーム領域に従って所定の軌跡で光軸方向に相対移動し、ズーミングが行われる。

第３外筒１５とヘリコイド環１８をテレ端よりもさらに繰出方向に回転させ、図２３及び図２７に示すように回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄの終端部に達すると、第３外筒１５、第２外筒１３及び第１外筒１２などを固定環２２から前方に抜き取ることが可能な鏡筒分解状態となる。但し、ストッパ挿脱孔２２ｅに鏡筒ストッパ２６を装着しているときには、図２９に示すように、１つの回転摺動突起１８ｂのストッパ当接面１８ｂ-Ｅが鏡筒ストッパ２６に当接して当該分解位置への回動が規制されるので、鏡筒ストッパ２６を取り外さない限り鏡筒分解状態にはならない。

第３外筒１５とヘリコイド環１８をテレ端から鏡筒収納方向（図２２の下方）に回転させると、回転摺動突起１８ｂと嵌合突起１５ｂが、回転摺動溝２２ｄ内を斜行溝２２ｃ側へ移動する。この間、先のワイド端からテレ端への移動時と同様に、嵌合突起１５ｂと回転摺動突起１８ｂはそれぞれ離間方向付勢ばね２５によって対向する回転案内面２２ｄ-Ａ、２２ｄ-Ｂに押し付けられており、第３外筒１５とヘリコイド環１８は光軸方向へのガタを生じることなく一体に回転する。

図２１及び図２５のワイド端位置を過ぎてさらに収納方向の回転を継続すると、回転摺動突起１８ｂの端部斜面１８ｂ-Ｂが斜行溝２２ｃの対向斜行面２２ｃ-Ｂに当接する。すると、ヘリコイド環１８を対向斜行面２２ｃ-Ｂに沿って光軸方向後方へ移動させる分力が生じ、回転繰出時とは逆に、ヘリコイド環１８は回転しながら光軸方向後方へ移動を始める。回転摺動突起１８ｂと斜行溝２２ｃの関係によってヘリコイド環１８が光軸方向後方に若干量移動すると、雄ヘリコイド１８ａが雌ヘリコイド２２ａに再び螺合し、以後は雄ヘリコイド１８ａと雌ヘリコイド２２ａの螺合関係により、図２０及び図２４の収納位置になるまでヘリコイド環１８の回転収納動作が行われる。第３鏡筒１５は、ヘリコイド環１８と直進案内環１４の作用によって、ヘリコイド環１８と同様の回転収納動作を行い、回転摺動突起１８ｂと共に嵌合突起１５ｂが斜行溝２２ｃ内を移動する。

回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄから斜行溝２２ｃ内に移動すると、嵌合突起１５ｂと回転摺動突起１８ｂが回転摺動溝２２ｄによる光軸方向の位置規制を受けない状態になるので、第３外筒１５とヘリコイド環１８は、光軸方向位置が厳密に定められた撮影状態での関係（図３２及び図３３）から、直進案内環１４に対する遊嵌によって光軸方向位置が定められる関係（図３４及び図３５）に戻る。この時点では、ズームレンズ鏡筒７１は既に撮影状態ではなくなっているので、第３外筒１５とヘリコイド環１８光軸方向の位置決めは厳密なものでなくてよい。

ヘリコイド環１８及び第３鏡筒１５が光軸方向後方へ移動すると、直進案内環１４も共に後方へ移動し、該直進案内環１４に支持されるカム環１１も後方へ移動される。また、ヘリコイド環１８が定位置回転から回転収納動作に切り換わるとき、カム環ローラ３２が周方向溝部１４ｅ-１からリード溝部１４ｅ-３内に移動して、カム環１１は直進案内環１４に対して回転しながら光軸方向後方へ相対移動する。

以上のように、本実施形態のズームレンズ鏡筒７１では、回転繰出（収納）動作と定位置回転動作の両方を行う回転部材を光軸方向に若干量相対移動可能な第３外筒１５とヘリコイド環１８に分けた上で、この第３外筒１５とヘリコイド環１８を離間方向付勢ばね２５によって離間方向に付勢して、撮影状態ではヘリコイド環１８の回転摺動突起１８ｂと第３外筒１５の嵌合突起１５ｂを、共通の回転摺動溝２２ｄの反対側の対向端面に押し付けることで固定環２２に対する光軸方向のバックラッシュ取りを行っている。回転摺動溝２２ｄや回転摺動突起１８ｂは、ヘリコイド環１８に回転繰出動作と定位置回転動作を択一して与えるための駆動機構（支持機構）を構成しており、この駆動機構の構成部をバックラッシュ取りにも利用することで、部品点数を少なく抑えることができる。

また、離間方向付勢ばね２５は、常に一体に回動する第３外筒１５とヘリコイド環１８の間に保持されているので、固定環２２近傍にバックラッシュ取り用の付勢部材を配設するための特別なスペースを必要としない。また、嵌合突起１５ｂが嵌合凹部１８ｅに収納されるため、第３外筒１５とヘリコイド環１８における結合部分のスペース効率にも優れている。

また、離間方向付勢ばね２５による負荷が大きくなるのは、回転摺動突起１８ｂと嵌合突起１５ｂの両方が回転摺動溝２２ｄに係合する撮影時だけであり、鏡筒収納位置などの非撮影時には離間方向付勢ばね２５の圧縮度が低いので、鏡筒繰出の初期段階での摺動抵抗が小さく抑えられ、耐久性にも優れている。

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、図２１のワイド端から図２２のテレ端まで、ヘリコイド環１８及び第３外筒１５の定位置回転によってズーミングを行わせているが、ヘリコイド環１８及び第３外筒１５の定位置回転時にズーミングではなくフォーカシングなどを行わせるなどして、単焦点のレンズ鏡筒として構成することもできる。

また、実施形態ではヘリコイド環１８と第３外筒１５のバックラッシュの除去に関わる係合部分である回転摺動突起１８ｂ、嵌合突起１５ｂ、回転摺動溝２２ｄは、周方向に位置を異ならせて３箇所設けられているものとしたが、その数は３つ以外であってもよい。また、バックラッシュ除去用の付勢手段も、実施形態における３つの離間方向付勢ばね２５という形態には限定されない。

また、実施形態では、ヘリコイド環１８と第３外筒１５側に突部として設けた回転摺動突起１８ｂと嵌合突起１５ｂに摺接面として後方摺動面１８ｂ-Ｄと摺接面１５ｂ-Ａを形成する一方、固定環２２側に凹部として形成した回転摺動溝２２ｄの一対の対向壁面を、該摺接面を受ける周方向面としている。前述の通り、該構造はバックラッシュ除去構造と駆動機構が兼用されるため、構成が簡略化されて好ましいものである。しかし、本発明における摺接面と周方向面の態様はこれに限定されるものではなく、例えば、溝の対向壁面という形態をとらない周方向面を用いることも可能である。

また本発明のレンズ鏡筒は、レンズ群の駆動の形態を実施形態と異ならせることも可能である。例えば、実施形態では、ヘリコイド環１８と固定環２２の関係に加えて、さらに直進案内環１４とカム環１１の間にも、該カム環１１に回転繰出動作と定位置回転動作を選択して与える機構（ローラ案内貫通溝１４ｅとカム環ローラ３２）が設けられている。これによりカム環１１には、ヘリコイド環１８による回転繰出量に加えて、直進案内環１４に対するカム環１１自身の回転繰出量も付与されるので、収納位置から使用状態までのカム環１１の繰出量を大きくすることができる。しかし、直進案内環１４とカム環１１の間の回転繰出機構を省略し、カム環１１に対しヘリコイド環１８による繰出量のみを与えるような態様であっても、本発明は適用可能である。

本発明の実施形態に係るズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。 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要素の分解斜視図である。 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要素の分解斜視図である。 図１のズームレンズ鏡筒における、固定環からカム環までの繰出機構に関する要素の分解斜視図である。 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。 本発明を適用したズームレンズ鏡筒を搭載したカメラの、ワイド端とテレ端の使用状態を示す縦断面図である。 同カメラの鏡筒収納状態の縦断面図である。 固定環の展開平面図である。 ヘリコイド環の展開平面図である。 ヘリコイド環の内周面側の構成要素を透視して示す展開平面図である。 第３外筒の展開平面図である。 直進案内環の展開平面図である。 カム環の展開平面図である。 ヘリコイド環の内周面側の２群案内カム溝を透視して示す展開平面図である。 直進案内環の展開平面図である。 ２群レンズ移動枠の展開平面図である。 第２外筒の展開平面図である。 第１外筒の展開平面図である。 本実施形態のズームレンズ鏡筒の主要な構成要素の動作関係を概念的に示す図である。 鏡筒収納状態におけるヘリコイド環、第３外筒及び固定環の関係を示す展開平面図である。 ワイド端におけるヘリコイド環、第３外筒及び固定環の関係を示す展開平面図である。 テレ端におけるヘリコイド環、第３外筒及び固定環の関係を示す展開平面図である。 鏡筒分解状態におけるヘリコイド環、第３外筒及び固定環の関係を示す展開平面図である。 鏡筒収納状態におけるヘリコイド環の回転摺動突起の位置を示す、固定環の展開平面図である。 ワイド端におけるヘリコイド環の回転摺動突起の位置を示す、固定環の展開平面図である。 テレ端におけるヘリコイド環の回転摺動突起の位置を示す、固定環の展開平面図である。 鏡筒分解状態におけるヘリコイド環の回転摺動突起の位置を示す、固定環の展開平面図である。 図２４のXXVIII-XXVIII断面線に沿うヘリコイド環と固定環の断面図である。 第３外筒とヘリコイド環の結合部分の一部を拡大して示す斜視図である。 図２９から鏡筒ストッパを除いた状態の斜視図である。 図３０の状態から第３外筒とヘリコイド環を光軸方向に分割した状態を示す斜視図である。 図６の撮影状態の上半断面（ワイド端）の一部を拡大して示す断面図である。 図６の撮影状態の下半断面（テレ端）の一部を拡大して示す断面図である。 図７の鏡筒収納状態の上半断面の一部を拡大して示す断面図である。 図７の鏡筒収納状態の下半断面の一部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

ＬＧ１ 第１レンズ群
ＬＧ２ 第２レンズ群（光学要素、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（軸線、回動中心軸）
Ｚ１ 撮影光軸
Ｚ２ 退避光軸
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
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（直進環）
１４ａ 直進案内突起
１４ｂ １４ｃ 相対回動案内突起（回転案内機構）
１４ｄ 周方向溝（回転案内機構）
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（第二の回転環状体）
１５ａ 回転伝達突起
１５ｂ 嵌合突起（収納突部）
１５ｂ-Ａ 摺接面（第二の摺接面）
１５ｃ ばね当付凹部
１５ｄ 相対回動案内突起（回転案内機構）
１５ｅ 周方向溝（回転案内機構）
１５ｆ ローラ嵌合溝
１７ ローラ付勢ばね
１７ａ ローラ押圧片
１８ ヘリコイド環（第一の回転環状体）
１８ａ 雄ヘリコイド（進退機構）
１８ｂ 回転摺動突起（径方向突部）
１８ｂ-Ａ １８ｂ-Ｂ 端部斜面
１８ｂ-Ｃ 前方摺動面
１８ｂ-Ｄ 後方摺動面（第一の摺接面）
１８ｂ-Ｅ ストッパ当接面
１８ｃ スパーギヤ部
１８ｄ 回転伝達凹部
１８ｅ 嵌合凹部
１８ｆ ばね挿入凹部
１８ｇ 周方向溝（回転案内機構）
２１ ＣＣＤホルダ
２１ａ カム突起
２２ 固定環（環状部材）
２２ａ 雌ヘリコイド（進退機構）
２２ｂ 直進案内溝
２２ｃ 斜行溝
２２ｃ-Ａ ２２ｃ-Ｂ 対向斜行面
２２ｄ 回転摺動溝（周方向溝）
２２ｄ-Ａ ２２ｄ-Ｂ 回転案内面（周方向面）
２２ｅ ストッパ挿脱孔
２２ｚ 前方環状領域
２４ １群付勢ばね
２５ 離間方向付勢ばね（付勢手段）
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（カムフォロア）
３２ カム環ローラ（カムフォロア）
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 ＣＣＤ（固体撮像素子）
６１ パッキン
６２ ＣＣＤベース板
６４ 抜止環固定ビス
６６ 支持板固ビス
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
８３ ８４ 保持枠
８５ ８６ ガイドシャフト
９０ カムギヤ
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
１４０ 制御回路
１５０ ズームモータ
１６０ ＡＦモータ

Claims (10)

1. 環状部材；
   該環状部材の内側に、軸線方向に相対移動可能かつ一体に回動するように支持された第一と第二の回転環状体；
   該第一または第二の回転環状体を介して支持される光学要素；
   上記環状部材に形成した軸線方向の前後を向く一対の周方向面；
   上記第一の回転環状体に周方向に位置を異ならせて設けられ、軸線方向への凹部を有する複数の径方向突部；
   上記第二の回転環状体に周方向に位置を異ならせて設けられ、上記複数の径方向突部の凹部に収納可能な複数の収納突部；
   上記第一の回転環状体の複数の径方向突部のそれぞれに形成され、上記一対の周方向面の一方に接する第一の摺接面；
   上記第二の回転環状体の複数の収納突部のそれぞれに形成され、上記一対の周方向面の他方に接する第二の摺接面；及び
   上記第一の回転環状体と第二の回転環状体を軸線方向における反対方向に付勢して、上記第一と第二の摺接面を上記一対の周方向面の一方と他方に当接させる付勢手段；
   を備え、
   上記第一と第二の回転環状体は、上記環状部材に対して回転しながら軸線方向に移動する回転進退状態と、該回転進退による前後少なくとも一方の移動端で軸線方向に移動せず回転する定位置回転状態とに切り換え可能であり、該定位置回転状態で上記第一と第二の摺接面が上記一対の周方向面の一方と他方に当接することを特徴とするレンズ鏡筒の回転環支持構造。
2. 請求項１記載のレンズ鏡筒の回転環支持構造において、上記一対の周方向面は、上記環状部材の内周面に形成した周方向溝の対向壁面として形成され、上記第一と第二の摺接面は、上記付勢手段によって該周方向溝の対向壁面の一方と他方に当接されるレンズ鏡筒の回転環支持構造。
3. 請求項１または２記載のレンズ鏡筒の回転環支持構造において、上記付勢手段は、上記第一と第二の回転環状体の間に設けた少なくとも一つのばねからなるレンズ鏡筒の回転環支持構造。
4. 請求項３記載のレンズ鏡筒の回転環支持構造において、上記付勢手段は、上記第一と第二の回転環状体の対向端面間に設けた少なくとも一つの圧縮コイルばねからなるレンズ鏡筒の回転環支持構造。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒の回転環支持構造において、上記第一の回転環状体の径方向突部と上記第二の回転環状体の収納突部はそれぞれ周方向に略等間隔で３つ設けられているレンズ鏡筒の回転環支持構造。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒の回転環支持構造において、上記第一と第二の回転環状体の少なくとも一方の外周面と上記環状部材の内周面とに形成された雄ヘリコイドと雌ヘリコイドを有し、該雄ヘリコイドと雌ヘリコイドの螺合により第一と第二の回転環状体の上記回転進退動作が与えられ、上記定位置回転状態では該雄ヘリコイドと雌ヘリコイドの螺合が解除されるレンズ鏡筒の回転環支持構造。
7. 請求項６記載のレンズ鏡筒の回転環支持構造において、上記環状部材の内周面の雌ヘリコイドの形成領域上に、該雌ヘリコイドの形成方向と平行で上記周方向面に接続する少なくとも一つの無ヘリコイド領域が形成され、ヘリコイドの螺合状態では上記第一と第二の摺接面が該無ヘリコイド領域に対応して位置されるレンズ鏡筒の回転環支持構造。
8. 請求項７記載のレンズ鏡筒の回転環支持構造において、上記第一の摺接面は上記第一の回転環状体の外周面からの突出量が上記雄ヘリコイドよりも大きく、上記無ヘリコイド領域は該雌ヘリコイドと略平行な斜行溝であり、ヘリコイドの螺合状態では上記第一の摺接面が該斜行溝内に進入するレンズ鏡筒の回転環支持構造。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒の回転環支持構造において、上記第一と第二の回転環状体の内側に上記軸線方向へ直進移動可能に支持された直進環を有し、第一と第二の回転環状体はそれぞれ、光軸方向には遊嵌する回転案内機構を介して該直進環と相対回転可能かつ軸線方向に共に移動するように結合されているレンズ鏡筒の回転環支持構造。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒の回転環支持構造において、上記光学要素は、上記第一と第二の回転環状体の回転により光軸方向に相対移動する少なくとも２つの可動レンズ群であり、上記第一と第二の摺接面が上記一対の周方向面に当接した状態で第一と第二の回転環状体が回転するときに、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って変倍動作が行われるレンズ鏡筒の回転環支持構造。

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