JP4937883B2 - 光学要素位置制御機構 - Google Patents

Description

本発明は光学機器における光学要素の位置制御機構に関し、特に、光軸方向に進退する進退部材に対してその移動方向の付勢力を付与する構造に関する。

カメラなどの光学機器において、光学要素を保持し光軸方向に移動可能な進退部材に対して、その駆動機構の一部の機能を担わせたり、駆動機構におけるバックラッシュを取ったり、あるいは位置を安定させたりする目的で、光軸方向への付勢力が与えられることが多い。この進退部材に対する付勢手段は、光軸方向に軸線を向けた引張ばねや圧縮ばねで構成されるのが一般的であった。
特開２０００−２０６３９１号公報

進退部材の付勢手段として従来多用されてきた引張ばねや圧縮ばねの配設構造では、ばねの一端部が進退部材に係合され、他端部が固定部材などの、進退部材とは一体に移動されない別の支持部材に係合され、進退部材の移動量がそのままばねの伸縮量に反映されるようになっていた。ばねの伸縮量が大きくなると、それに応じて荷重の変動幅も大きくなる。

ところで、進退部材の駆動機構を構成するモータやアクチュエータの出力は、該進退部材に対する付勢手段の最大荷重に対応できるように設定される。すなわち、付勢手段の最大荷重が大きくなれば、それだけ強力な駆動源が必要となり、消費電力、製造コスト、小型化などの面で不利になる。しかしながら、従来の進退部材に対する引張ばねや圧縮ばねの配設構造では、進退部材の移動量あたりのばね伸縮量、すなわち荷重の変動幅が大きくなりがちで、最大荷重を小さく抑えることが難しかった。

引張ばねや圧縮ばねにおいて、進退部材の一定の移動量に対する荷重の変動幅は、ばね長を伸ばすことによって相対的に小さくすることは可能である。しかし、小型化の要求が強い昨今の光学機器において、ばね長を伸ばすことは省スペース性に反するため採用しづらい。特に、ズームレンズ鏡筒では、撮影を行わない収納状態でのコンパクト化の要求が強く、収納時には光学系を構成する複数の光学要素の光軸方向間隔を可能な限り詰めて鏡筒を短縮化させる構造が多い。そのため、進退部材の移動方向におけるばね長は、この短縮状態での鏡筒の厚みの制約を受け、長いばねを採用することが難しかった。その結果、ばねの荷重変動が大きくなるという前述の問題が生じやすくなっていた。

また、進退部材の移動量自体を小さくしても、付勢手段による荷重の変動幅を抑えることができるが、進退部材すなわち光学要素の移動量は、元々、要求される光学性能を満たすために定められているものであり、その移動量が制限されると、所要の光学性能が得られなくなるおそれがある。例えば、前述のように収納状態では光学系の光軸方向サイズを可能な限り小さくし、かつ高変倍化を狙ったズームレンズ鏡筒では、光学要素を保持する進退部材の移動量は大きくなる傾向にある。

そこで本発明は、省スペースに構成可能でありながら、進退部材の移動に伴う荷重の変動が小さく、小型化と省電力性を高いレベルで両立させた光学要素位置制御機構を提供することを目的とする。

本発明の光学要素位置制御機構は、光学要素を保持し、該光学要素を通る光軸と平行な方向へ延設されたガイド軸によって光軸方向へ可動に支持された進退部材と、該光軸方向へ進退部材を進退移動させる駆動機構と、該光軸方向に揺動可能で、該揺動の中心から離れた位置で進退部材に係合する揺動着力部を有し、該揺動着力部を介して進退部材を光軸方向に付勢する付勢手段と、進退部材に保持される光学要素の光軸を囲み、回転によって該光学要素とは別の光学要素を光軸方向に移動させる回転枠を備え、進退部材の駆動機構、ガイド軸及び付勢手段がそれぞれ、該回転枠より径方向外側に配置されていること；及び、回転枠の外側において付勢手段の揺動着力部の揺動中心軸と略平行で光軸を含む平面で分割される２つの領域の一方に、進退部材に対する揺動着力部の係合箇所とガイド軸と駆動機構を配置し、この２つの領域の他方に揺動着力部の揺動中心軸を配置したこと；を特徴としている。この構成によると、進退部材の駆動に関連する要素である付勢手段、ガイド軸及び駆動機構を、回転枠などの可動部材の制約を受けることなくスペース効率良く構成することができる。また、回転枠に制約されることなく揺動着力部を長くして、付勢手段の荷重変動幅の抑制を図ることができる。

付勢手段の一態様として、光軸方向と直交する方向に軸線を向けて進退部材とは別の支持部材に支持されるコイル部と、該コイル部から外径方向に向けて延設され進退部材に係合する第１の腕部と、該コイル部から外径方向に向けて延設され支持部材に係合される第２の腕部を有し、進退部材の移動に応じてコイル部を中心とする回転方向の撓み量を変化させるばね部材によって付勢手段を構成することができる、

この場合、付勢手段を構成するばね部材は、進退部材に係合しない自由状態から該進退部材に係合する着力状態になるまでの第１の腕部の回転方向の変位量を、進退部材への着力状態での該進退部材の進退移動による第１の腕部の回転方向の変位量よりも大きくさせるとよい。

付勢手段の別な態様として、進退部材とは別の支持部材に一端部が軸支され他端部が進退部材に係合するレバー部材を揺動着力部として備え、さらに該レバー部材を揺動中心軸に対して正逆いずれかの回転方向に付勢するレバー付勢部材を備えているという構成も可能である。

この態様におけるレバー付勢部材は、光軸方向と直交する方向に軸線を向けて支持部材に支持されるコイル部と、該コイル部から延出されレバー部材に係合される第１の腕部と、該コイル部から延出され支持部材のばね掛け部に係合される第２の腕部とを有し、レバー部材の揺動に応じてコイル部を中心とする回転方向の撓み量を変化させるばね部材で構成することが可能である。

あるいは、一端部がレバー部材に係合され、他端部が支持部材に係合され、レバー部材の揺動に応じて長さを変化させる伸縮ばねによってレバー付勢部材を構成してもよい。この場合、レバー部材における揺動中心軸から伸縮ばねのばね掛け部までの長さを、該揺動中心軸から進退部材との係合位置までの長さよりも短くするとよい。

本発明では、進退部材の駆動機構は、様々なタイプを用いることができる。例えば、光軸方向と平行な軸を中心に回動する送りねじと、該送りねじに螺合し該送りねじの正逆回転によって光軸方向に進退されるナットを有し、該ナットとの当接によって進退部材の光軸方向の移動位置が定められるタイプの駆動機構では、進退部材に対する付勢手段は、ナットとの当接状態を維持させて該ナットに進退部材を追随させるように機能する。

また、光軸方向に対する傾斜成分を有するガイド面を備えたガイド部材と、進退部材に突設され該ガイド部材のガイド面に摺接するフォロアとを有するタイプの駆動機構では、進退部材に対する付勢手段は、ガイド面に対してフォロアを押し付けてバックラッシュを取りの機能を果たすことができる。

以上の本発明によれば、省スペースに構成可能でありつつ進退部材の移動に伴う付勢手段の荷重の変動が小さく、小型化と省電力性を高いレベルで両立させた光学要素位置制御機構を得ることができる。

まず、主に図１から図７を参照して、本発明の光学要素位置制御機構を適用したズームレンズ鏡筒１の全体構造を説明する。図１及び図２はズームレンズ鏡筒１の断面を示しており、図１は撮影を行わない収納状態、図２の上半断面はズーム撮影領域のワイド端、図２の下半断面はテレ端をそれぞれ示している。図３と図４は図１の収納状態に対応する斜視図で、図５と図６は図２の撮影状態に対応する斜視図である。

ズームレンズ鏡筒１は、物体（被写体）側から順に第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、絞り兼用のシャッタＳ、第３レンズ群ＬＧ３、ローパスフィルタＬＰＦ及びＣＣＤ（撮像素子）２４を備えた３群タイプの撮像光学系を備えている。この光学系は焦点距離可変のズーム光学系であり、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２を光学系の撮影光軸Ｏに沿って所定の軌跡で進退させることによって変倍を行う。また、撮影光軸Ｏに沿って第３レンズ群ＬＧ３を移動させることでフォーカシングを行う。

ズームレンズ鏡筒１は、第１レンズ群ＬＧ１から第３レンズ群ＬＧ３までの光学系を内部に可動に支持する固定鏡筒（支持部材）２２と、その後部に固定される鏡筒後面板２３を備えている。鏡筒後面板２３の中央部に形成された開口内には、ＣＣＤ保持枠６２を介してＣＣＤ２４が保持され、ＣＣＤ保持枠６２の前部に設けたフィルタ保持枠２１にローパスフィルタＬＰＦが保持されている。ローパスフィルタＬＰＦとＣＣＤ２４の間には密封（防塵）用のパッキン６１が挟着されている。ＣＣＤ保持枠６２は、鏡筒後面板２３に対して傾き調整などが可能に支持されている。

固定鏡筒２２は、撮影光軸Ｏを囲む円筒状の筒状ハウジング部２２ａと、ズームモータ３２を支持するズームモータ支持部２２ｂと、ＡＦモータ（駆動機構）３０を支持するＡＦモータ支持部２２ｃと、該ＡＦモータ支持部２２ｃの前方に位置する前方壁部２２ｄとを有している。筒状ハウジング部２２ａは、前述した各レンズ群などの光学要素を内部に保持し、ズームレンズ鏡筒１の実質的な外形部を構成している。ズームモータ支持部２２ｂ、ＡＦモータ支持部２２ｃ及び前方壁部２２ｄは、撮影光軸Ｏを中心とする半径方向において筒状ハウジング部２２ａの外側に位置されている。図３ないし図７に示すように、ＡＦモータ支持部２２ｃは、筒状ハウジング部２２ａの後端部と略同じ光軸方向位置に設けられており、その後面部が鏡筒後面板２３によって塞がれる。前方壁部２２ｄは、ＡＦモータ支持部２２ｃに対して光軸方向前方に離間した対向位置に形成されている。

第３レンズ群ＬＧ３を保持する３群レンズ枠（進退部材）５１は、中央のレンズ保持部５１ａから、撮影光軸Ｏを挟んで略対称の方向に一対のガイド腕部５１ｂ、５１ｃを延設させている。このうち一方のガイド腕部５１ｂの先端部には前後一対のガイド穴５１ｄが形成され、このガイド穴５１ｄに対して、固定鏡筒２２と鏡筒後面板２３の間に固定された３群ガイド軸５２が摺動自在に挿通されている。図６や図１０に示すように、３群ガイド軸５２は固定鏡筒２２の筒状ハウジング部２２ａの外側に配置されており、その前端部が前方壁部２２ｄに支持されている。３群ガイド軸５２の後端部は、ＡＦモータ支持部２２ｃの下方を通って、鏡筒後面板２３に形成した不図示の支持穴に嵌合している。この３群ガイド軸５２の案内を受けるために、３群レンズ枠５１のガイド腕部５１ｂは、その先端部付近が固定鏡筒２２の筒状ハウジング部２２ａの外方に突出されており、筒状ハウジング部２２ａにはガイド腕部５１ｂの突出を許す開口部２２ｅ（図７）が形成されている。また、３群レンズ枠５１の他方のガイド腕部５１ｃの先端部に設けた回転規制突起５１ｅが、固定鏡筒２２の内周面に形成した直進ガイド溝２２ｆに対して摺動自在に係合している。３群ガイド軸５２の軸線と直進ガイド溝２２ｆの長手方向はそれぞれ撮影光軸Ｏと平行な方向に向いており、この３群ガイド軸５２と直進ガイド溝２２ｆによってガイド穴５１ｄと回転規制突起５１ｅが案内されることによって、３群レンズ枠５１は撮影光軸Ｏと平行な方向に移動可能に直進案内されている。そして、３群レンズ枠５１はＡＦモータ３０によって撮影光軸Ｏに沿って前後に進退移動させることができる。この３群レンズ枠５１の駆動機構については後述する。

固定鏡筒２２のズームモータ支持部２２ｂの内部には、ズームモータ３２の駆動力をズームギヤ３１（図６、図７）に伝達する減速ギヤ列が設けられている。固定鏡筒２２の筒状ハウジング部２２ａの内側に支持されたカム環（回転枠）１１の後端部には、ズームギヤ３１に噛合する環状ギヤ１１ａが設けられ、カム環１１はズームギヤ３１を介してズームモータ３２によって回転駆動される。カム環１１の環状ギヤ１１ａから外径方向に突出するガイド突起１１ｂが設けられ、ガイド突起１１ｂは、固定鏡筒２２の筒状ハウジング部２２ａの内周面に形成したカム環制御溝２２ｇに対して摺動可能に係合している。カム環制御溝２２ｇは、撮影光軸Ｏに対して所定の傾斜を有するリード溝部と、撮影光軸Ｏを中心とする周方向成分のみからなる周方向溝部とからなる。図１の収納（沈胴）状態と図２の上半断面のワイド端の間は、ズームモータ３２によって回転力を付与すると、カム環１１は、カム環制御溝２２ｇのリード溝部によってガイド突起１１ｂが案内されて回転しながら光軸方向に移動する。一方、ワイド端とテレ端の間の撮影状態にあるときには、ガイド突起１１ｂがカム環制御溝２２ｇの周方向溝部に位置し、ズームモータ３０の駆動に応じてカム環１１は光軸方向に移動せずに定位置で回転される。

固定鏡筒２２の筒状ハウジング部２２ａの内側には、カム環１１を挟む態様で第１繰出筒１３と直進案内環１０が支持されている。第１繰出筒１３は、筒状ハウジング部２２ａの内周面に形成した直進案内溝２２ｈに対する直進案内突起１３ａの係合関係により光軸方向に直進案内されており、直進案内環１０は、筒状ハウジング部２２ａの内周面に形成した直進案内溝２２ｉに対する直進案内突起１０ａの係合関係により光軸方向に直進案内されている。第１繰出筒１３と直進案内環１０はそれぞれ、カム環１１に対しては、相対回転は可能で光軸方向に共に移動するように結合されている。

直進案内環１０は、カム環１１の内側に位置する直進案内キー１０ｂ（図２）によって、２群レンズ移動枠８を光軸方向に直進案内している。２群レンズ移動枠８の内部には、２群レンズ保持枠部６を介して第２レンズ群ＬＧ２が支持されている。また、第１繰出筒１３の内周面には撮影光軸Ｏと平行な直進案内溝１３ｂが形成され、該直進案内溝１３ｂに対して第２繰出筒１２の直進案内突起１２ａが摺動自在に係合しており、第２繰出筒１２も光軸方向へ直進案内されている。第２繰出筒１２の内部には、１群レンズ保持枠部４を介して第１レンズ群ＬＧ１が支持されている。

カム環１１の内周面に形成した２群制御カム溝１１ｃに対し、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８ａが係合している。２群レンズ移動枠８は直進案内環１０を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環１７が回転すると、２群制御カム溝１１ｃの形状に従って、２群レンズ移動枠８すなわち第２レンズ群ＬＧ２が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。

第２繰出筒１２は内径方向に突出する１群用カムフォロア１２ｂを有し、この１群用カムフォロア１２ｂが、カム環１１の外周面に形成した１群制御カム溝１１ｄに摺動可能に嵌合している。第２繰出筒１２は第１繰出筒１３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、１群制御カム溝１１ｄの形状に従って、第２繰出筒１２すなわち第１レンズ群ＬＧ１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と第２繰出筒１２は、群間付勢ばね２７によって、互いに離間する方向に付勢されており、２群制御カム溝１１ｃと２群用カムフォロア８ａの間と、１群用カムフォロア１２ｂと１群制御カム溝１１ｄの間での嵌合精度を高めている。

２群レンズ移動枠８の内側には、シャッタＳを有するシャッタブロック１５が支持されている。２群レンズ移動枠８と、該２群レンズ移動枠８の後部に設けた後方規制部材５には、撮影光軸Ｏと平行な方向へ向けて対をなすガイド突起８ｂ、５ａが互いに接近するように突設されており、このガイド突起８ｂ、５ａに対してシャッタブロック１５は光軸方向に摺動可能に支持されている。

第２繰出筒１２の前端部には化粧板１６が固定され、該化粧板１６における第１レンズ群ＬＧ１前方の撮影開口１６ａを開閉するバリヤ部材１７が設けられている。

以上の構造からなるズームレンズ鏡筒１は次のように動作する。図１に示す鏡筒収納状態では、図２の撮影状態よりも撮影光軸方向の光学系の長さ（第１レンズ群ＬＧ１の物体側の面からＣＣＤ２４の撮像面までの距離）が短くなっている。この鏡筒収納状態においてカメラに設けたメインスイッチがオンされると、ズームモータ３２が鏡筒繰出方向に駆動される。ズームモータ３２によりズームギヤ３１が回転駆動され、固定鏡筒２２のカム環制御溝２２ｇのリード溝部にガイド突起１１ｂが案内されて、カム環１１が光軸方向前方へ回転繰出される。直進案内環１０と第１繰出筒１３は、カム環１１と共に前方に直進移動する。カム環１１が回転すると、その内側では、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８ａと２群制御カム溝１１ｃの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。また、カム環１１が回転すると、該カム環１１の外側では、第１繰出筒１３を介して直進案内された第２繰出筒１２が、１群用カムフォロア１２ｂと１群制御カム溝１１ｄ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、鏡筒収納状態からの第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２の繰出量はそれぞれ、前者が、固定鏡筒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２繰出筒１２のカム繰出量との合算値として決まり、後者が、固定鏡筒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Ｏ上を移動することにより行われる。図１の収納状態から鏡筒繰出を行うと、まず図２の上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３２を鏡筒繰出方向に駆動させると、図２の下半断面に示すテレ端の繰出状態となる。テレ端とワイド端の間のズーム領域では、カム環１１は、ガイド突起１１ｂがカム環制御溝２２ｇの周方向溝部内に位置することにより前述の定位置回転のみを行い、光軸方向へは進退しない。メインスイッチをオフすると、ズームモータ３２が鏡筒収納方向に駆動され、ズームレンズ鏡筒１は以上の繰出動作とは逆の収納動作を行い、図１の収納状態になる。

なお、ズームレンズ鏡筒１における図２の撮影状態では、シャッタＳが第２レンズ群ＬＧ２の後方に位置される一方、図１の収納状態では、シャッタブロック１５が、２群レンズ移動枠８内での相対的な光軸方向位置を前方に移動させ、第２レンズ群ＬＧ２とシャッタＳが一部重なる状態になる。

第３レンズ群ＬＧ３は、以上のズームモータ３２による第１及び第２のレンズ群ＬＧ１、ＬＧ２の駆動とは独立して、ＡＦモータ３０によって撮影光軸Ｏに沿って前後移動させることができる。そして、ワイド端からテレ端までの撮影可能状態にあるとき、測距手段によって得られた被写体距離情報に応じてＡＦモータ３０を駆動することにより、第３レンズ群ＬＧ３を支持する３群レンズ枠５１が撮影光軸Ｏに沿って移動してフォーカシングが実行される。

続いて、３群レンズ枠５１の位置制御機構の細部を説明する。前述のように、固定鏡筒２２には、筒状ハウジング部２２ａの外側にＡＦモータ支持部２２ｃが形成され、このＡＦモータ支持部２２ｃの前方に対向させて前方壁部２２ｄが形成されている。ＡＦモータ３０は、固定ねじ３３によってＡＦモータ支持部２２ｃの前面側に固定され、該ＡＦモータ３０の回転軸に設けたピニオン３０ａがＡＦモータ支持部２２ｃの後面側に突出する。ＡＦモータ支持部２２ｃの後面側には、ピニオン３０ａに噛合する減速ギヤ３４と、該減速ギヤ３４に噛合する送りねじギヤ３５が軸支されていて、ＡＦモータ３０の回転軸の回転は、この減速ギヤ列を介して、送りねじギヤ３５と一体に回転する送りねじ（駆動機構）３６に伝達される。送りねじ３６は、その前端部が固定鏡筒２２の前方壁部２２ｄに形成した軸穴により軸支され、後端部が鏡筒後面板２３に形成した軸穴により軸支され、この軸支状態において送りねじ３６は、撮影光軸Ｏと略平行な回転中心によって回転自在となる。

３群レンズ枠５１のガイド腕部５１ｂの先端部には、送りねじ３６を挿通させる貫通穴が形成されたナット当付部５１ｆが形成されており、このナット当付部５１ｆの前方に位置させて、送りねじ３６に螺合するねじ穴を有するＡＦナット（駆動機構）３７が設けられている。ＡＦナット３７は、回り止め用の凹部３７ａ（図７）を３群レンズ枠５１の回り止め突起５１ｇ（図８）に係合させ、また回り止め用の凸部３７ｂを固定鏡筒２２の回り止め用の凹部（不図示）に係合させることにより回転規制されており、送りねじ３６を正逆に回転させることにより、送りねじ３６と連れ回りすることなく撮影光軸Ｏと平行に進退移動される。３群レンズ枠５１のガイド腕部５１ｂの先端部にはさらに、前後一対のガイド穴５１ｄの間に位置させて、撮影光軸Ｏと略平行な平面状をなす立壁部５１ｋが形成され、この立壁部５１ｋから側方に向けてばね掛け突起５１ｈが突設されている。ばね掛け突起５１ｈは、その先端部が光軸方向後方に向けて曲折されたＬ字状の突起である。立壁部５１ｋには、ばね掛け突起５１ｈの後方に位置させて半円状断面部５１ｍが形成されている。

３群レンズ枠５１に対して撮影光軸Ｏに沿う移動方向の付勢力を与える付勢手段として、３群レンズ付勢ばね（ばね部材）３８が設けられている。３群レンズ付勢ばね３８はトーションばねであり、そのコイル部３８ａが、固定鏡筒２２に設けたばね支持突起２２ｊに支持される。ばね支持突起２２ｊは、筒状ハウジング部２２ａの外側に、撮影光軸Ｏと略直交する側方へ軸線を向けて形成された円筒状の突起であり、該ばね支持突起２２ｊの中心に形成されたねじ穴に対してばね留めねじ３９を固定することによって、ばね支持突起２２ｊの円筒状外面に対して３群レンズ付勢ばね３８のコイル部３８ａが抜け止めされた状態で保持される。この保持状態のコイル部３８ａの軸線は、ばね支持突起２２ｊの軸線と概ね一致する。

３群レンズ付勢ばね３８は、コイル部３８ａから外径方向に向けて、短い支持腕部（第２の腕部）３８ｂと、長い付勢腕部（第１の腕部）３８ｃを延設させている。このうち支持腕部３８ｂは、ばね支持突起２２ｊの近傍に位置させて固定鏡筒２２に形成されたばね掛け突起２２ｋ（図１２）に掛けられている。一方、付勢腕部３８ｃは、３群レンズ枠５１のばね掛け突起５１ｈに掛けられている。３群レンズ枠５１の立壁部５１ｋや半円状断面部５１ｍは、ばね掛け突起５１ｈに対して付勢腕部３８ｃを係合させたときに、他の部位に付勢腕部３８ｃが接触するのを防ぐ。付勢腕部３８ｃは、コイル部３８ａの軸線に略一致する揺動中心軸３８ｘを中心（支点）として揺動することが可能な（すなわち撮影光軸Ｏと概ね平行な揺動平面内で揺動可能な）揺動着力部であって、ばね掛け突起５１ｈに掛けられていない自由状態では図１２に「３８ｃ（Ｆ）」で示す方向を向いている。そして、この自由状態から付勢腕部３８ｃを図１２中の反時計方向に約半回転させて、該付勢腕部３８ｃの先端部付近をばね掛け突起５１ｈの光軸方向後方の面に当て付けることにより、３群レンズ付勢ばね３８の撓み（ねじれ）量が大きくなり、その撓み解消方向の力は、付勢腕部３８ｃがばね掛け突起５１ｈを光軸方向前方へ押圧する荷重として作用する。すなわち、付勢腕部３８ｃを介して３群レンズ枠５１に対して光軸方向前方への付勢力が与えられる着力状態となる。

このようにして３群レンズ付勢ばね３８から光軸方向前方への付勢力を与えられた３群レンズ枠５１は、ナット当付部５１ｆがＡＦナット３７に当て付くことによって、その前方への移動が規制される。すなわち、図８、図９及び図１２に示すように、３群レンズ枠５１は、３群レンズ付勢ばね３８の付勢力によってナット当付部５１ｆをＡＦナット３７に当接させた状態で保持され、３群レンズ枠５１の光軸方向への前後位置はＡＦナット３７に依存して決まる。前述の通り、ＡＦナット３７は、ＡＦモータ３０のピニオン３０ａを正逆に回転駆動することにより、送りねじ３６によって撮影光軸Ｏと平行な方向へ進退移動されるため、結果として、３群レンズ枠５１の光軸方向位置は、ＡＦモータ３０の駆動方向と駆動量に応じて制御される。例えば、ＡＦモータ３０によって前方にＡＦナット３７を移動させると、ＡＦナット３７の移動分だけ、３群レンズ付勢ばね３８の付勢力によって３群レンズ枠５１が追随して前方に移動する。逆に、前方の移動位置からＡＦナット３７を後方に移動させると、該ＡＦナット３７がナット当付部５１ｆを押し込み、３群レンズ枠５１は３群レンズ付勢ばね３８の付勢力に抗して後方へ移動される。

固定鏡筒２２には、ＡＦモータ３０による３群レンズ枠５１の光軸方向の後方移動端を検出する原点位置検出センサ４０が設けられている。原点位置検出センサ４０は、透過型フォトインタラプタからなり、二股状の投光部と受光部の間に３群レンズ枠５１のセンサ通過板５１ｉが位置した状態が、該３群レンズ枠５１の後方移動端であると検知される。ＡＦモータ３０はステッピングモータからなり、フォーカシングに際しての第３レンズ群ＬＧ３の移動量は、この後方移動端を原点位置としたＡＦモータ３０の駆動ステップ数として演算される。

図１２に実線で示しているのが、ＡＦモータ３０に制御される可動範囲における３群レンズ枠５１の後方移動端であり、同図に二点鎖線で示しているのが、同可動範囲における３群レンズ枠５１の前方移動端である。この３群レンズ枠５１の光軸方向の位置変化に応じた、３群レンズ付勢ばね３８の荷重の変動を図１４（ａ）に示した。３群レンズ枠５１が後方移動端に位置するときと、前方移動端に位置するときの、自由状態からの付勢腕部３８ｃの揺動角（３群レンズ付勢ばね３８の撓み量）の大きさはそれぞれθｍｉｎ、θｍａｘで表される。そして、この付勢腕部３８ｃの揺動角θｍｉｎ、θｍａｘに対応する３群レンズ付勢ばねの荷重がＦｍｉｎ、Ｆｍａｘとなる。図１２から分かるように、３群レンズ付勢ばね３８における着力状態での最小揺動角θｍｉｎと最大揺動角θｍａｘの間の変位量θｖは、自由状態から着力状態になるまでの最小揺動角θｍｉｎに比べて遙かに小さい。そのため、３群レンズ枠５１の可動範囲における３群レンズ付勢ばね３８の最小荷重Ｆｍｉｎから最大荷重Ｆｍａｘまでの変動は小さく抑えられる。

３群レンズ付勢ばね３８に代えて、撮影光軸Ｏと平行な方向に伸縮する引張ばね３８′を配した比較例を図１３に示す。この引張ばね３８′は、一端部が３群レンズ枠５１′のばね掛け突起５１ｈ′に掛けられ、他端部が固定鏡筒２２′のばね掛け突起２２ｊ′に掛けられている。３群レンズ枠５１′は、３群ガイド軸５２′に沿って撮影光軸Ｏと平行に進退移動可能であり、ＡＦモータ３０′に制御される可動範囲内における３群レンズ枠５１′の後方移動端を実線、前方移動端を二点鎖線で示している。また、３群レンズ枠５１′の前後それぞれの移動端における、固定鏡筒２２′側のばね掛け突起２２ｊ′との係合位置を基準にした引張ばね３８′の長さをＬｍｉｎ、Ｌｍａｘで示している。固定位置のばね掛け突起２２ｊ′は前方に位置しているので、３群レンズ枠５１′の後方移動端で引張ばね３８′が最も長く（Ｌｍａｘ）なる。Ｌｆは、自由状態での引張ばね３８′の長さである。

図１３の比較例における引張ばね３８′による荷重の変動を、図１４（ｂ）に示した。同図のＦｍｉｎ′、Ｆｍａｘ′はそれぞれ、引張ばね３８′の長さがＬｍｉｎ、Ｌｍａｘであるときのばね荷重である。図１３から分かるように、引張ばね３８′は、自由状態での長さＬＦから３群レンズ枠５１′への着力状態での最小長さＬｍｉｎになるまでの変位量Ｌｖ１よりも、該着力状態での最小長さＬｍｉｎと最大長さＬｍａｘの間の変位量Ｌｖ２の方が大幅に大きくなっている。引張ばね３８′の荷重の大きさはその長さ変化に比例して変動するため、引張ばね３８′では、最小長さＬｍｉｎ時の荷重Ｆｍｉｎ′と最大長さＬｍａｘ時の荷重Ｆｍａｘ′の差が非常に大きくなってしまう。そして、最大荷重Ｆｍａｘ′に対応した強力なＡＦモータ３０′が必要になる。

荷重変動を抑制するため、すなわち最長時と最短時の長さ変化を相対的に小さくするために、引張ばね３８′の自由状態での長さを伸ばすことが考えられる。しかし、引張ばね３８′を長くすればそれだけ広い配設スペースが必要となり、鏡筒小型化の要求に反してしまう。図１３の比較例は、引張ばね３８′を除いては図１２の実施形態と共通の構造を有しており、仮に引張ばね３８′の全長を長くさせようとすると、収納状態の鏡筒前端部位置（固定鏡筒２２′の前端位置にほぼ等しい）よりも前方（図１３中の右側）にばね掛け突起２２ｊ′を位置させなければならない。つまり、長くした引張ばね３８′を配置しようとすると、鏡筒収納長が大きくなってしまう。その意味において、図１３の比較例における引張ばね３８′は、鏡筒の構造上可能な最大の長さを既に与えられているのであり、現状の鏡筒収納サイズを維持しつつ、図１４（ｂ）に示される以上に荷重変動を小さく抑えることは困難であり、鏡筒の小型化と荷重変動の抑制の要求を同時に満たすことができない。

また、３群レンズ枠５１′の可動範囲を小さくすれば（後方移動端を図１３の実線位置よりも前寄りに設定すれば）、引張ばね３８′の自由長を伸ばさずに最大荷重を小さくすることはできるが、レンズ移動量が制限されて所要の光学性能が得られなくなるおそれがあるため、実際的ではない。

なお、図１３の比較例では引張ばね３８′を用いているが、これを圧縮ばねに置き換えても同様の問題がある。すなわち、引張ばねと圧縮ばねのいずれであっても、３群レンズ枠５１′と固定部材（固定鏡筒２２′）との間を、該３群レンズ枠５１′の進退方向に伸縮するばね部材で直接に接続した付勢構造では、コンパクト化と荷重変動の抑制とを両立させることが難しかった。

これに対して、３群レンズ枠５１の付勢手段に３群レンズ付勢ばね３８を用いた本実施形態の構成では、図１４（ａ）と図１４（ｂ）の比較から分かるように、同等の配置スペースに設けられる付勢手段でありながら、その荷重変動は比較例に対して遙かに小さく、ばねの最大荷重も比較例に比べて小さい。その結果、３群レンズ枠５１の駆動に必要とされるエネルギーが低いレベルで平均化され、ＡＦモータ３０における消費電力を抑えることが可能となった。別言すれば、省電力タイプのＡＦモータ３０の採用が可能となった。また、３群レンズ枠５１の移動に応じた荷重変動が小さいので、移動範囲の全域に亘ってスムーズに駆動させることができ、ＡＦモータ３０からの駆動力を伝達する駆動機構からの異音も発生しにくい。

前述のように、３群レンズ付勢ばね３８においては、着力状態の作用区間（３群レンズ枠５１の前後移動端の間）での付勢腕部３８ｃの揺動変位量（θｖ）が、自由状態から３群レンズ枠５１への着力（係合）状態になるまでの付勢腕部３８ｃの揺動変位量（θｍｉｎ）よりも小さく、θｖ／θｍｉｎ＜１という関係になっており、これによって着力状態における荷重変動が小さく抑えられている。図１２に示す態様では、θｍｉｎの大きさが約半回転に設定されているが、分母にあたるθｍｉｎの値を大きくすることで（θｍｉｎの増加に応じてθｍａｘも大きくなるためθｖは一定）、着力状態の作用区間での付勢腕部３８ｃの揺動変位量θｖを相対的に小さくさせ、３群レンズ付勢ばね３８の最大荷重と最小荷重の差をより一層小さくさせることができる。θｖ／θｍｉｎ＜１を満たすことで荷重変動の抑制には有効であるが、より好ましくは、θｖ／θｍｉｎ＜０．５を満たすようにすると、顕著な効果が得られる。θｍｉｎの値を大きくする具体的な手法として、付勢腕部３８ｃを自由状態から１回転以上ねじってばね掛け突起５１ｈに係合させてもよい。トーションばねからなる３群レンズ付勢ばね３８は、コイル部３８ａを中心とした回転方向の撓み量を増大させてもその大きさは実質的に変わらないので、比較例として挙げた引張ばねや圧縮ばねの自由状態長を伸ばす場合とは異なり、その配設スペースを増大させる必要はない。なお、ばねを構成する鋼線の太さなどの条件が同一であれば、自由状態から着力状態になるまでの３群レンズ付勢ばね３８の撓み量を大きくすれば、荷重も平均的に増大するため、最大荷重が過大にならない範囲内で撓み量が設定される。

３群レンズ付勢ばね３８において荷重変動が小さく抑えられている要因として、揺動の支点であるコイル部３８ａから、３群レンズ枠５１への着力点（作用点）までの付勢腕部３８ｃの長さも関係している。付勢腕部３８の揺動中心から着力点までの距離、すなわち３群レンズ付勢ばね３８の先端付近の揺動の回転半径が大きくなるほど、３群レンズ枠５１の単位移動量あたりの付勢腕部３８ｃの変位角（θｖ）は小さくなり、ばね荷重の変動を抑制できる。図１０に示すように、３群レンズ付勢ばね３８の揺動中心軸３８ｘと平行で撮影光軸Ｏを含む平面Ｐ（本実施形態では平面Ｐは水平方向平面である）を仮想した場合、３群レンズ枠５１に対する付勢腕部３８ｃの係合位置であるばね掛け突起５１ｈは、平面Ｐよりも上側の領域に位置している。一方、３群レンズ付勢ばね３８の揺動中心となるコイル部３８ａを支持するばね支持突起２２ｊは、平面Ｐよりも下側の領域に設けられている。そのため、３群レンズ付勢ばね３８の付勢腕部３８ｃは、平面Ｐをまたいでズームレンズ鏡筒１の上下（天地）方向に長く延設されている。鏡筒内部の回転部材であるカム環１１よりも径方向外側位置に３群レンズ付勢ばね３８が設けられているため、該カム環１１によって駆動される第１レンズ群ＬＧ１や第２レンズ群ＬＧ２に関する可動部材と干渉することなく、付勢腕部３８ｃにこのような長さを持たせることが可能となっている。

また、ズームレンズ鏡筒１の正面投影形状においても、３群レンズ付勢ばね３８を含めた３群レンズ枠５１の位置制御機構が、スペース効率良く配置されている。図１０に示すように、３群レンズ枠５１のガイド機構を構成する３群ガイド軸５２や、該３群レンズ枠５１の駆動機構を構成するＡＦナット３７、ＡＦモータ３０及び送りねじ３６といった要素は、平面Ｐよりも上側の、固定鏡筒２２の筒状ハウジング部２２ａの外周面に沿う三角状のスペースに配設されている。３群レンズ付勢ばね３８のコイル部３８ａは、該上方の三角状スペースと平面Ｐに関して略面対称の位置関係にある下方の三角状のスペースに支持されている。ズームレンズ鏡筒１が搭載されるカメラなどの光学機器の正面投影形状は方形を基準とするものが多いが、この配置関係によれば、３群レンズ枠５１の位置制御機構を、方形をなす光学機器の筐体部と、円筒状をなす筒状ハウジング部２２ａの外周面と間のデッドスペースに効率的に収容することができる。また、図１０から分かるように、３群レンズ付勢ばね３８の付勢腕部３８ｃは、上記の下方の三角状スペースから上方の三角状スペースに向けて、ほぼ筒状ハウジング部２２ａの外周面に対する接線となるような態様で、該筒状ハウジング部２２ａに近接させて延設されている。そのため、筒状ハウジング部２２ａの外側に３群レンズ付勢ばね３８を設けても、ズームレンズ鏡筒１の左右方向幅にはほとんど影響していない。

以上のように、本実施形態の３群レンズ付勢ばね３８による３群レンズ枠５１の付勢構造では、ズームレンズ鏡筒１の小型化、特に収納長の薄型化に寄与しつつ、ＡＦモータ３０の負荷を軽減させて消費電力を抑えることができる。

図１５と図１６を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。図１ないし図１２及び図１４に示した第１の実施形態では、送りねじ３６とＡＦナット３７によって３群レンズ枠５１の移動を制御しているが、第２の実施形態では、レンズ群ＬＧを保持するレンズ枠（進退部材）１５１の駆動機構として、送りねじに代えて、リードカム軸（駆動機構、ガイド部材）１３６を用いている。レンズ枠１５１は、円筒状部１５１ａに形成したガイド穴に対してガイド軸１５２を摺動可能に挿通させ、該円筒状部１５１ａと撮影光軸Ｏを挟んで略対称の位置に形成した回り止め溝１５１ｄに対してと回り止め軸１５３を摺動可能に係合させることで、撮影光軸Ｏと平行な方向へ直進案内されていて、ガイド軸１５２の案内を受ける円筒状部１５１ａからガイドピン（駆動機構、フォロア）１５１ｂを突出させている。ガイドピン１５１ｂは、リードカム軸１３６の周面に形成したリード溝１３６ａに係合している。リード溝１３６ａは、撮影光軸Ｏに対して傾斜する一対の対向ガイド面を有していて、この一対の対向ガイド面とガイドピン１５１ｂの間には、ガイドピン１５１ｂの摺動を可能にさせる所定のクリアランスが設けられている。リードカム軸１３６の一端部にはギヤ１３５が設けられていて、該ギヤ１３５を介してモータ（駆動機構）１３０によって回転力を与えると、リードカム軸１３６は撮影光軸Ｏと平行な回転中心によって回転駆動される。すると、リード溝１３６ａのガイド面によってガイドピン１５１ｂが摺動案内されて、レンズ枠１５１は光軸方向に移動される。

トーションばねからなるレンズ枠付勢ばね（付勢手段）１３８は、撮影光軸Ｏと直交する方向にコイル部１３８ａの軸線を向け、該コイル部１３８ａが円筒状のばね支持突起１２２ｊの外周面に支持されている。ばね支持突起１２２ｊの位置は固定である。そして、一方の支持腕部（第２の腕部）１３８ｂを固定突起１２２ｋに係合させ、他方の付勢腕部（第１の腕部）１３８ｃをレンズ枠１５１のばね掛け突起１５１ｃに係合させている。この係合状態で、レンズ枠付勢ばね１３８の付勢腕部１３８ｃは、ばね支持突起１２２ｊに支持されるコイル部１３８ａの軸線と略一致する揺動中心軸１３８ｘを中心（支点）として揺動することが可能であり、レンズ枠１５１を光軸方向前方（図１５の左方）に付勢する。この付勢力によって、リード溝１３６ａの対向する一対のガイド面のうち、光軸方向前方の一方のガイド面に対してガイドピン１５１ｂが押し付けられて、リード溝１３６ａとガイドピン１５１ｂの間のバックラッシュが除去される。なお、ばね掛け突起１５１ｃは、円筒状部１５１ａの長手方向の略中央に設けられているため、レンズ枠付勢ばね１３８の荷重を受けたとき、ガイド軸１５２に対して円筒状部１５１ａを傾かせるようなモーメントが発生しにくくなっており、光軸方向へのレンズ枠１５１の円滑移動が保証される。

レンズ枠付勢ばね１３８によると、モータ１３０とリードカム軸１３６を介してレンズ枠１５１が光軸方向に進退移動されたときに、先の実施形態の３群レンズ付勢ばね３８と同様に、着力状態でのばね荷重の変動を小さくすることができ、モータ１３０の負担を軽減させることができる。また、自由状態から着力状態にするとき、付勢腕部１３８ｃの回転量を変化させても、レンズ枠付勢ばね１３８自体の設置スペースが増大せずスペース効率にも優れている点も、３群レンズ付勢ばね３８と同様である。そして、この第２の実施形態から分かるように、本発明における進退部材への付勢手段の用途は、第１の実施形態のように進退部材の駆動に直接携わるものに限定されず、レンズ枠付勢ばね１３８のようなバックラッシュ取りのためのものであってもよい。なお、レンズ枠１５１のような進退部材に対する駆動機構としては、本実施形態におけるリード溝１３６とガイドピン１５１ｂのような溝と突起に限らず、例えばフェイスカム（端面カム）のような構造であってもよい。要は、ガイド面とそれに摺接するフォロアとの間でのバックラッシュ取りが要求されるタイプの駆動機構であれば、本発明は広く適用が可能である。また、図１５及び図１６ではレンズ枠１５１の駆動機構以外の要素の図示を省略しているが、レンズ鏡筒の概略構造や、レンズ鏡筒内でのレンズ枠付勢ばね１３８を含む駆動機構の配置などについては、第１の実施形態と同様に構成することができる。

第１と第２の実施形態では、３群レンズ枠５１とレンズ枠１５１に対する付勢手段はそれぞれ、単体のトーションばねからなる３群レンズ付勢ばね３８とレンズ枠付勢ばね１３８となっている。しかし、付勢手段は、進退部材が保持する光学要素を通る光軸の方向に揺動する揺動着力部を介して該進退部材に付勢力を付与するという要件を満たしていれば、こうした単体のトーションばねに限定されるものではない。続いて、図１７以下を参照して、付勢手段の態様を異ならせた第３ないし第５の実施形態を説明する。なお以下の各実施形態は、付勢手段とそれに関する構成以外は第１の実施形態と共通しており、第１の実施形態と共通する要素については同符号、同部材名で表す。

図１７ないし図１９に示す第３の実施形態では、３群レンズ枠５１に対する付勢手段を、揺動レバー（揺動着力部、レバー部材）７０とトーションばね（レバー付勢部材）２３８で構成している。揺動レバー７０は、その一端部が、固定鏡筒２２に設けた揺動支持突起２２ｍに対して回動自在に支持されていて、該揺動支持突起２２ｍの軸線に略一致する揺動中心軸７０ｘを中心（支点）として撮影光軸Ｏと平行な平面内で揺動することができる。揺動レバー７０の他端部は、３群レンズ枠５１に設けたレバー係合突起５１ｊに係合している。揺動支持突起２２ｍの外周面にはさらに、トーションばね２３８のコイル部２３８ａが嵌合支持されている。トーションばね２３８は、コイル部２３８ａから外径方向に延出された支持腕部（第２の腕部）２３８ｂを固定鏡筒２２の固定突起２２ｎに係合させ、付勢腕部（第１の腕部）２３８ｃを揺動レバー７０の軸支部近傍に係合させていて、該揺動レバー７０を図１９の時計方向に回動付勢している。この揺動レバー７０に対する付勢力は、レバー係合突起５１ｊを介して３群レンズ枠５１を光軸方向前方に押圧するように作用する。

揺動レバー７０は、それ自体は揺動方向への弾性を有するものではないが、トーションばね２３８によって付勢力を与えられることにより、該トーションばね２３８の付勢腕部２３８ｃと揺動レバー７０とが、事実上、第１及び第２の実施形態における付勢ばね３８、１３８の付勢腕部３８ｃ、１３８ｃと同様の揺動着力部として機能される。そのため、先の実施形態における付勢手段と同じく、省スペースに配置可能でありながら、３群レンズ枠５１に対しての着力状態での荷重変動を抑えてＡＦモータ３０の負荷を軽減できる。なお、この実施形態と異なり、トーションばね２３８のコイル部２３８ａを、揺動レバー７０の揺動支持突起２２ｍとは別の支持部によって支持させる態様にすることも可能である。

図２０に示す第４の実施形態は、第３の実施形態で採用した揺動レバー７０に対する付勢部材として、トーションばね２３８を引張ばね（レバー付勢部材、伸縮ばね）３３８に置き換えたものである。揺動レバー７０は、揺動支持突起２２ｍによる軸支部分から３群レンズ枠５１のレバー係合突起５１ｊとの係合方向に延設されたメインアーム７０ａに加えて、該メインアーム７０ａと略反対方向に延出されたばね掛けアーム７０ｂを有している。引張ばね３３８は、このばね掛けアーム７０ｂに一端部を係合させ、他端部を固定鏡筒２２に形成したばね掛け突起２２ｐに係合させ、その軸線方向が概ね撮影光軸Ｏと平行になるように配置されている。揺動レバー７０において、揺動支持突起２２ｍの中心からレバー係合突起５１ｊとの係合部Ｅ１までのメインアーム７０ａの長さＤ１と、揺動支持突起２２ｍの中心から引張ばね３３８との係合部Ｅ２までのばね掛けアーム７０ｂの長さＤ２は、Ｄ１＞Ｄ２の関係にある。このメインアーム７０ａとばね掛けアーム７０ｂの長さの比率（レバー比）によって、３群レンズ枠５１の光軸方向の単位移動量あたりの、メインアーム７０ａ側の係合部Ｅ１の移動量（揺動支持突起２２ｍを中心とする回転方向移動量）と、ばね掛けアーム７０ｂ側の係合部Ｅ２の移動量（同）は、後者の方が小さくなる。その結果、図１３と図２０の比較から分かるように、３群レンズ枠５１に対する着力状態での引張ばね３３８の最小長さＬｍｉｎと最大長さＬｍａｘの間の変位量Ｌｖ３が小さくなり、付勢手段として単独の引張ばねを用いた場合よりも荷重の変動を抑えることができ、最大荷重を小さくしてＡＦモータ３０の負担を軽減することが可能となっている。

図２１の第５の実施形態は、第４の実施形態の引張ばね３３８を、引張方向が異なる引張ばね（レバー付勢部材、伸縮ばね）４３８に置き換えたものである。揺動レバー７０は、揺動支持突起２２ｍによる軸支部分から、メインアーム７０ａとは略直交する回転方向位相でばね掛けアーム７０ｃを突出させている。引張ばね４３８は、このばね掛けアーム７０ｃに一端部を係合させ、他端部を固定鏡筒２２に形成したばね掛け突起２２ｑに係合させ、その軸線方向が概ね撮影光軸Ｏと直交する鏡筒上下方向を向くように配置されている。揺動レバー７０において、揺動支持突起２２ｍの中心からレバー係合突起５１ｊとの係合部Ｅ１までのメインアーム７０ａの長さＤ１と、揺動支持突起２２ｍの中心から引張ばね４３８との係合部Ｅ３までのばね掛けアーム７０ｃの長さＤ３は、Ｄ１＞Ｄ３の関係にある。よって、３群レンズ枠５１が光軸方向に進退したときには、メインアーム７０ａ側の係合部Ｅ１の移動量（揺動支持突起２２ｍを中心とする回転方向移動量）よりも、ばね掛けアーム７０ｃ側の係合部Ｅ３の移動量（同）の方が小さくなる。その結果、３群レンズ枠５１に対する着力状態での引張ばね４３８の最小長さＬｍｉｎと最大長さＬｍａｘの間の変位量Ｌｖ４が小さくなり、付勢手段として単独の引張ばねを用いた場合よりも荷重の変動を抑えることができ、最大荷重を小さくしてＡＦモータ３０の負担を軽減できる。

第４、第５の実施形態では、揺動レバー７０におけるメインアーム７０ａの長さ（Ｄ１）と、ばね掛けアーム７０ｂ、７０ｃの長さ（Ｄ２、Ｄ３）の比は、Ｄ２＜Ｄ１／２、もしくはＤ３＜Ｄ１／２を満たすことが好ましい。

第４、第５の実施形態から分かるように、３群レンズ枠５１の付勢手段として揺動レバー７０を介在させることにより、トーションばねのみならず、軸線方向に伸縮するタイプのばねにおいても荷重の変動を抑えることができる。この観点から、第４、第５の実施形態のような引張ばね３３８、４３８に変えて、圧縮ばねと揺動レバーの組み合わせで付勢手段を構成しても同様の効果が得られる。

以上、図示実施形態を参照して本発明の実施形態を説明したが、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、光軸方向に進退移動される光学要素をフォーカシング用のレンズ群としたが、本発明は、フォーカシング用レンズ群以外の光学要素の位置制御機構としても適用が可能である。

また、第１の実施形態における３群レンズ付勢ばね３８の支持腕部３８ｂ、第３の実施形態におけるトーションばね２３８の支持腕部２３８ｂ、第４及び第５の実施形態における引張ばね３３８、４３８の一端部はそれぞれ、固定鏡筒２２に設けた突起部に係合されているが、付勢手段を構成するばねの一端部が係合する対象は、少なくとも３群レンズ枠５１に相当する進退部材との間で相対移動を生じるものであれば、固定部材に限らず可動の部材であってもよい。同様に、第３から第５の実施形態におけるレバー部材７０を軸支する支持部材も、固定鏡筒２２のような固定部材に限定されず、少なくとも３群レンズ枠５１に相当する進退部材との間で相対移動を生じるものであればよい。

本発明の光学要素位置制御機構を適用したズームレンズ鏡筒の収納状態を示す断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の撮影状態の断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の収納状態の前方斜視図である。 同ズームレンズ鏡筒の収納状態の後方斜視図である。 同ズームレンズ鏡筒の撮影状態の前方斜視図である。 同ズームレンズ鏡筒の撮影状態で、鏡筒後面板を外した後方斜視図である。 ズームレンズ鏡筒から第３レンズ群の位置制御に関わる部材を取り外した状態の後方斜視図である。 ３群レンズ枠とその位置制御機構の要部を示す前方斜視図である。 ３群レンズ枠とその位置制御機構の要部を示す後方斜視図である。 ３群レンズ枠とその位置制御機構を主として示した、ズームレンズ鏡筒の正面図である。 図１０から３群レンズ枠とその位置制御機構のみを取り出して示した正面図である。 ３群レンズ付勢ばねの作用を示す、３群レンズ枠とその位置制御機構の側面図である。 ３群レンズ付勢ばねに引張ばねを用いた比較例における、３群レンズ枠とその位置制御機構の側面図である。 図１２の実施形態と図１３の比較例によるばね荷重の変動を比較するためのグラフ図であり、（ａ）は実施形態、（ｂ）は比較例を示す。 第１の実施形態の送りねじ機構に代えて、リードカム軸を用いた第２の実施形態を示すレンズ群の位置制御機構の側面図である。 図１５の第２の実施形態におけるレンズ群の位置制御機構の正面図である。 ３群レンズ枠の付勢手段としてレバー部材とトーションばねを用いた第３の実施形態を示す、３群レンズ枠とその位置制御機構を主としたズームレンズ鏡筒の正面図である。 図１７から３群レンズ枠とその位置制御機構のみを取り出して示した正面図である。 第３の実施形態におけるレバー部材とトーションばねの作用を示す、３群レンズ枠とその位置制御機構の側面図である。 ３群レンズ枠の付勢手段としてレバー部材と引張ばねを用いた第４の実施形態を示す、３群レンズ枠とその位置制御機構の側面図である。 ３群レンズ枠の付勢手段としてレバー部材と引張ばねを用いた第５の実施形態を示す、３群レンズ枠とその位置制御機構の側面図である。

符号の説明

１ ズームレンズ鏡筒
１１ カム環（回転枠）
１２ 第２繰出筒
１３ 第１繰出筒
２２ 固定鏡筒（支持部材）
２２ａ 筒状ハウジング部
２２ｂ ズームモータ支持部
２２ｃ ＡＦモータ支持部
２２ｄ 前方壁部
２２ｅ 開口部
２２ｆ 直進ガイド溝
２２ｇ カム環制御溝
２２ｈ ２２ｉ 直進案内溝
２２ｊ ばね支持突起
２２ｋ ２２ｎ 固定突起
２２ｍ 揺動支持突起
２２ｐ ２２ｑ ばね掛け突起
２３ 鏡筒後面板
２４ ＣＣＤ
３０ ＡＦモータ（駆動機構）
３２ ズームモータ
３６ 送りねじ（駆動機構）
３７ ＡＦナット（駆動機構）
３８ ３群レンズ付勢ばね（付勢手段、ばね部材）
３８ａ コイル部
３８ｂ 支持腕部（第２の腕部）
３８ｃ 付勢腕部（揺動着力部、第１の腕部）
３８ｘ 揺動中心軸
３９ ばね留めねじ
４０ 原点位置検出センサ
５１ ３群レンズ枠（進退部材）
５１ａ レンズ保持部
５１ｂ ５１ｃ ガイド腕部
５１ｄ ガイド穴
５１ｅ 回転規制突起
５１ｆ ナット当付部
５１ｇ 回り止め突起
５１ｈ ばね掛け突起
５１ｉ センサ通過板
５１ｊ レバー係合突起
５２ ３群ガイド軸
７０ 揺動レバー（揺動着力部、レバー部材）
７０ａ メインアーム
７０ｂ ７０ｃ ばね掛けアーム
７０ｘ 揺動中心軸
１２２ｊ ばね支持突起
１２２ｋ 固定突起
１３０ モータ（駆動機構）
１３６ リードカム軸（駆動機構、ガイド部材）
１３６ａ リード溝（ガイド面）
１３８ レンズ枠付勢ばね（付勢手段、ばね部材）
１３８ａ コイル部
１３８ｂ 支持腕部（第２の腕部）
１３８ｃ 付勢腕部（揺動着力部、第１の腕部）
１３８ｘ 揺動中心軸
１５１ レンズ枠（進退部材）
１５１ａ 円筒状部
１５１ｂ ガイドピン（駆動機構、フォロア）
１５１ｃ ばね掛け突起
１５２ ガイド軸
１５３ 回り止め軸
２３８ トーションばね（レバー付勢部材）
２３８ａ コイル部
２３８ｂ 支持腕部（第２の腕部）
２３８ｃ 付勢腕部（第１の腕部）
３３８ 引張ばね（レバー付勢部材、伸縮ばね）
４３８ 引張ばね（レバー付勢部材、伸縮ばね）
ＬＧ レンズ群
ＬＧ１ 第１レンズ群
ＬＧ２ 第２レンズ群
ＬＧ３ 第３レンズ群
ＬＰＦ ローパスフィルタ
Ｏ 撮影光軸
Ｓ シャッタ

Claims (9)

1. 光学要素を保持し、該光学要素を通る光軸と平行な方向へ延設されたガイド軸によって上記光軸方向へ可動に支持された進退部材と；
   該進退部材を上記光軸方向に進退移動させる駆動機構と；
   上記光軸方向に揺動可能で、該揺動の中心から離れた位置で上記進退部材に係合する揺動着力部を有し、該揺動着力部を介して上記進退部材を上記光軸方向に付勢する付勢手段と；
   光軸を囲み、回転によって上記光学要素とは別の光学要素を光軸方向に移動させる回転枠と；
   を備え、
   上記進退部材の駆動機構、上記ガイド軸及び上記付勢手段は、上記回転枠より径方向外側に設けられていること；及び
   上記回転枠の外側において上記付勢手段の揺動着力部の揺動中心軸と略平行で上記光軸を含む平面で分割される２つの領域の一方に、上記進退部材に対する上記揺動着力部の係合箇所と、上記ガイド軸と、上記駆動機構を配置し、上記２つの領域の他方に上記揺動着力部の揺動中心軸を配置したこと；
   を特徴とする光学要素位置制御機構。
2. 請求項１記載の光学要素位置制御機構において、上記付勢手段は、上記光軸方向と直交する方向に軸線を向けて上記進退部材とは別の支持部材に支持されるコイル部と、該コイル部から外径方向に向けて延設され上記進退部材に係合する第１の腕部と、該コイル部から外径方向に向けて延設され上記支持部材に係合される第２の腕部を有し、進退部材の移動に応じてコイル部を中心とする回転方向の撓み量を変化させるばね部材からなる光学要素位置制御機構。
3. 請求項２記載の光学要素位置制御機構において、上記ばね部材は、上記進退部材に係合しない自由状態から該進退部材に係合する着力状態になるまでの上記第１の腕部の回転方向の変位量が、進退部材への着力状態での該進退部材の進退移動による第１の腕部の回転方向の変位量よりも大きい光学要素位置制御機構。
4. 請求項１記載の光学要素位置制御機構において、上記付勢手段の揺動着力部は、上記進退部材とは別の支持部材に一端部が軸支され他端部が上記進退部材に係合するレバー部材からなり、付勢手段はさらに、該レバー部材を上記揺動中心軸に対して正逆いずれかの回転方向に付勢するレバー付勢部材を備えている光学要素位置制御機構。
5. 請求項４記載の光学要素位置制御機構において、上記レバー付勢部材は、上記光軸方向と直交する方向に軸線を向けて上記支持部材に支持されるコイル部と、該コイル部から延出され上記レバー部材に係合される第１の腕部と、該コイル部から延出され上記支持部材のばね掛け部に係合される第２の腕部とを有し、レバー部材の揺動に応じてコイル部を中心とする回転方向の撓み量を変化させるばね部材からなる光学要素位置制御機構。
6. 請求項４記載の光学要素位置制御機構において、上記レバー付勢部材は、一端部が上記レバー部材に係合され、他端部が上記支持部材に係合され、レバー部材の揺動に応じて長さを変化させる伸縮ばねからなる光学要素位置制御機構。
7. 請求項６記載の光学要素位置制御機構において、上記レバー部材における揺動中心軸から上記伸縮ばねのばね掛け部までの長さが、該揺動中心軸から進退部材との係合位置までの長さよりも短い光学要素位置制御機構。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項記載の光学要素位置制御機構において、上記進退部材の駆動機構は、上記光軸方向と平行な軸を中心に回動する送りねじと、該送りねじに螺合し該送りねじの正逆回転によって上記光軸方向に進退されるナットを有し、
   上記進退部材は上記ナットとの当接によって光軸方向の移動位置が定められ、上記付勢手段は該ナットとの当接方向に進退部材を付勢する光学要素位置制御機構。
9. 請求項１ないし７のいずれか１項記載の光学要素位置制御機構において、上記進退部材の駆動機構は、上記光軸方向に対する傾斜成分を有するガイド面を備えたガイド部材と、進退部材に突設され該ガイド部材のガイド面に摺接するフォロアとを有し、上記付勢手段の付勢力によって、上記ガイド面に対してフォロアが押し付けられる光学要素位置制御機構。

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