JP4969917B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明はレンズ鏡筒に関し、特にヘリコイドによって回転しながら光軸方向に移動される回転進退環のバックラッシュ取り構造に関する。

レンズ鏡筒の可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、出願人は特許文献１において、光軸を中心として回転駆動される回転環について簡単かつコンパクトなバックラッシュ除去構造を提案した。
特開２００４-１７０９６１号公報

特許文献１は、光軸方向位置を変化させずに定位置で回転する回転環におけるバックラッシュ除去構造を提案したものである。レンズ鏡筒の可動部材としては、このような定位置で回転する部材以外にも、ヘリコイドによって回転しながら光軸方向に移動される回転進退環も多用される。そこで本発明は、レンズ鏡筒における回転進退環に関して、簡単かつコンパクトなバックラッシュ除去構造を提供することを目的とする。

また、回転進退環をギヤ機構によって駆動する際に、ギヤ機構による駆動精度を確保しつつ、このギヤ機構と回転進退環のバックラッシュ除去構造が互いに干渉しないレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明は、周面にヘリコイドを有するヘリコイド環と、該ヘリコイド環のヘリコイドに案内され回転しながら光軸方向に進退する回転進退環とを有するレンズ鏡筒において、光軸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一対の分割回転進退環によって回転進退環を構成し、この一対の分割回転進退環の一方と他方に、ヘリコイド環のヘリコイドに対して摺接可能な第一と第二の摺接係合部を設け、一対の分割回転進退環を光軸方向における反対方向に付勢し、ヘリコイド環のヘリコイドの対向する一対のガイド面へ第一と第二の摺接係合部をそれぞれ当接させる付勢手段を設けた上で、以下の構成を備えることを特徴としている。第一と第二の摺接係合部の一方は、ヘリコイド環のヘリコイドに螺合するヘリコイド突起で、第一と第二の摺接係合部の他方は、このヘリコイド突起よりも小さいサブヘリコイド突起として形成される。ヘリコイド突起には、回転進退環に回転を与えるための駆動ギヤに噛合する環状ギヤが形成され、サブヘリコイド突起には、駆動ギヤとの干渉を回避するギヤ状部が形成される。そして、サブヘリコイド突起のギヤ状部の歯は、ヘリコイド突起の環状ギヤの歯よりも小さく形成される。

ヘリコイド突起の一部を切り欠いて、サブヘリコイド突起を収納する凹部が形成されていることが好ましい。

回転進退環はヘリコイド環の内側と外側のいずれに支持させることもできる。例えば回転進退環をヘリコイド環の内側に支持させる場合、ヘリコイド環の内周面にヘリコイドが形成され、この内面ヘリコイドに対して摺接するヘリコイド突起とサブヘリコイド突起が一対の分割回転進退環の外周面に形成される。また、回転進退環をヘリコイド環の外側に支持させる場合、ヘリコイド環の外周面にヘリコイドが形成され、この外面ヘリコイドに対して摺接するヘリコイド突起とサブヘリコイド突起が一対の分割回転進退環の内周面に形成される。

ヘリコイド突起とサブヘリコイド突起はそれぞれ複数設けることができる。

一対の分割回転進退環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によって付勢手段を構成すると、コンパクトな構造を得ることができる。

一対の分割回転進退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設け、一対の分割回転進退環がそれぞれ、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光軸方向に共に移動するように結合されていることが好ましい。

本発明は、一対の分割回転進退環の回転により光軸方向に相対移動する少なくとも２つの可動レンズ群を備えているレンズ鏡筒に好適である。

以上の本発明によれば、簡単かつコンパクトな構造で、レンズ鏡筒における回転進退環のバックラッシュ取りを行うことができる。

また本発明によれば、回転進退環をギヤ機構によって駆動する際に、ギヤ機構による駆動精度を確保しつつ、このギヤ機構と回転進退環のバックラッシュ除去構造が互いに干渉しないレンズ鏡筒が得られる。

図１ないし図４に側断面を示すデジタルカメラのズームレンズ鏡筒１１は、撮影時には図１ないし図３のように被写体側へ繰り出されて光軸方向に長くなり、撮影を行わないときは図４のように光軸方向長さが短縮される。図１はズームレンズ鏡筒１１のワイド端撮影状態を示し、図２はテレ端撮影状態を示している。図３は、撮影光軸ＺＰを挟んで上半にワイド端撮影状態、下半にテレ端撮影状態を同時に示した図である。図４の収納状態では、ズームレンズ鏡筒１１は図示を省略したカメラボディ内に沈胴される。

ズームレンズ鏡筒１１は、カメラボディ内に固定されたハウジング（ヘリコイド環）１２の内部に、ギヤ進退環（回転進退環、分割回転進退環）１３、第１繰出筒（回転進退環、分割回転進退環）１４、直進案内環（直進環）１５、第２繰出筒１６、カム環１７、第２直進案内環１８、３群支持環１９、２群支持環２０、１群支持筒２１といった複数の環状部材が略同心状に配置された構成となっている。

ズームレンズ鏡筒１１の撮像光学系は、物体側から順に第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４、ローパスフィルタＬＧＦ及びＣＣＤ２２を備えている。第３レンズ群ＬＧ３と第４レンズ群ＬＧ４の間には、シャッタと絞りを有するシャッタユニット３４が設けられている。この撮像光学系の構成レンズ群では第１レンズ群ＬＧ１の外径が最も大きく、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の外径の和が第１レンズ群ＬＧ１の外径サイズと概ね等しくなっている。また、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３は光軸方向の厚みが略等しい。第１レンズ群ＬＧ１からＣＣＤ２２までの各光学要素は、図１ないし図３に示す撮影状態においてそれぞれの中心が共通の撮影光軸（共通光軸）ＺＰ上に位置するように、光軸方向へ直列状に配置される。ズーミングは、第１レンズ群ＬＧ１から第３レンズ群ＬＧ３をそれぞれ撮影光軸ＺＰに沿って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４レンズ群ＬＧ４の移動で行う。なお、以下の説明中で「光軸方向」とは撮影光軸ＺＰと平行な方向を意味し、被写体側を前方、像面側を後方とする。

ハウジング１２の後部に固定ホルダ２３が固定されている。固定ホルダ２３にはＣＣＤ２２とローパスフィルタＬＧＦが支持されている。図６に示すように、ハウジング１２の内周面には内面ヘリコイド２７が形成されている。図１０に示すように、内面ヘリコイド２７は、平行な６条のリード凸部（ヘリコイド山）２７ａと、その間の谷部２７ｂによって形成されている。図１７に示すように、それぞれのリード凸部２７ａは台形状の一様断面形状を有しており、その側部に前方リード面（ガイド面）２７ａ-Ｆと後方リード面（ガイド面）２７ａ-Ｒを有している。なお、本実施形態においては、リード凸部２７ａが途中で途切れていても、そのリード面２７ａ-Ｆ、２７ａ-Ｒが一直線上に位置しているものを一つ（一条）のリード凸部２７ａと見なしている。

第４レンズ群ＬＧ４を保持する４群レンズ枠３０は、ガイド軸２４を介して撮影光軸ＺＰと平行な方向に直進案内されており、不図示のフォーカスモータによって光軸方向に進退移動させることができる。

ズームレンズ鏡筒１１は不図示のズームモータを備え、このズームモータの駆動力は、減速ギヤ機構を介してズームギヤ（駆動ギヤ）３１（図１３ないし図１５、図１８ないし図２１）に伝達される。ズームギヤ３１は、撮影光軸ＺＰと平行なギヤ軸によってハウジング１２に軸支されている。

ハウジング１２の内側にはギヤ進退環１３が支持されており、ハウジング１２の内周面に形成した内面ヘリコイド２７に対して、ギヤ進退環１３の外周面に形成した外面ヘリコイド２８が嵌っている。図７及び図１１に示すように、外面ヘリコイド２８は、６つのヘリコイド突起（摺接係合部）２８ａとその間の谷部２８ｂから構成されている。内面ヘリコイド２７と外面ヘリコイド２８が嵌合するとき、外面ヘリコイド２８のヘリコイド突起２８ａが内面ヘリコイド２７の谷部２７ｂに嵌り、内面ヘリコイド２７のリード部２７ａが外面ヘリコイド２８の谷部２８ｂに嵌る。それぞれのヘリコイド突起２８ａは台形状の断面をなし、リード凸部２７ａの後方リード面２７ａ-Ｒに対向する前方リード面２８ａ-Ｆと、リード凸部２７ａの前方リード面２７ａ-Ｆに対向する後方リード面２８ａ-Ｒを有する。

図７及び図１１に示すように、外面ヘリコイド２８を構成する６つのヘリコイド突起２８ａのうち３つのヘリコイド突起２８ａの表面に環状ギヤ１３ａが形成されている。この環状ギヤ１３ａに対してズームギヤ３１が噛合している。ズームギヤ３１が回転駆動されるとギヤ進退環１３に回転力が伝達される。

図７に示すように、ギヤ進退環１３の内周面には、周方向に略等間隔で３つの回転伝達凹部１３ｂが形成されており、図８及び図１２に示すように、回転伝達凹部１３ｂに係合する３つの回転伝達突起１４ａが第１繰出筒１４の後端部に設けられている。この３箇所の回転伝達凹部１３ｂと各回転伝達突起１４ａの係合によって第１繰出筒１４はギヤ進退環１３と一体に回転される。

図８及び図１２に示すように、第１繰出筒１４の後端部には周方向に位置を異ならせて６つの後方突出部１４ｂが形成され、それぞれの後方突出部１４ｂの外周面上に突っ張り突起（摺接係合部、サブヘリコイド突起）２９が設けられている。ギヤ進退環１３の前端部には、ヘリコイド突起２８ａの形成領域の一部を切り欠くようにして６つの前端凹部１３ｃが形成されており、それぞれの前端凹部１３ｃに対して後方突出部１４ｂが嵌っている。突っ張り突起２９はヘリコイド突起２８ａよりも小型の突起であり、後方突出部１４ｂと前端凹部１３ｃの嵌合状態では、突っ張り突起２９がヘリコイド突起２８ａの一部を補完して一続きのヘリコイド突起のような形態になる（図１６参照）。それぞれの突っ張り突起２９は、ヘリコイド突起２８ａの前方リード面２８ａ-Ｆと略平行なサブリード面２９ａを有しており、後方突出部１４ｂと前端凹部１３ｃの嵌合状態では、前方リード面２８ａ-Ｆの延長上にサブリード面２９ａが位置される。

図７に示すように、ギヤ進退環１３の前端面には周方向に略等間隔で３つのばね収納孔１３ｄが形成されている。それぞれのばね収納孔１３ｄ内に離間付勢ばね（付勢手段）２５が収納されている。離間付勢ばね２５は圧縮コイルばねからなり、その先端部がばね収納孔１３ｄから突出して第１繰出筒１４の後端面に当接する（図１６ないし図１９）。離間付勢ばね２５は、圧縮された状態でギヤ進退環１３と第１繰出筒１４の間に保持される。圧縮された離間付勢ばね２５は、復元しようとする力によってギヤ進退環１３を光軸方向後方に付勢し、第１繰出筒１４を光軸方向前方に付勢する。この付勢力によって、内面ヘリコイド２７を構成する６条のリード凸部２７ａの前方リード面２７ａ-Ｆに対して、ギヤ進退環１３に設けた６つのヘリコイド突起２８ａの後方リード面２８ａ-Ｒが押し付けられ、６条のリード凸部２７ａの後方リード面２７ａ-Ｒに対して、第１繰出筒１４に設けた６つの突っ張り突起２９のサブリード面２９ａが押し付けられる（図１７）。

ギヤ進退環１３は、ズームギヤ３１によって回転力が付与されると、内面ヘリコイド２７と外面ヘリコイド２８の摺接関係によって回転しながら光軸方向に移動する。具体的には、ヘリコイド突起２８ａの前後のリード面２８ａ-Ｆ、２８ａ-Ｒが、リード凸部２７ａの対向するリード面２７ａ-Ｒ、２７ａ-Ｆの案内を受けてギヤ進退環１３が移動される。このとき、離間付勢ばね２５の付勢力によって後方リード面２８ａ-Ｒが前方リード面２７ａ-Ｆに押しつけられているので、ギヤ進退環１３はハウジング１２に対してガタなく移動することができる。また第１繰出筒１４は、突っ張り突起２９のサブリード面２９ａが離間付勢ばね２５の付勢力によって押しつけられた内面ヘリコイド２７の後方リード面２７ａ-Ｒの案内を受けることにより、ギヤ進退環１３と共に回転しながら光軸方向へ移動される。

ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４の内側には直進案内環１５が支持されている。直進案内環１５は、ハウジング１２の内周面に形成した直線溝１２ａを介して光軸方向に直進案内されており、その外周面には光軸方向に位置を異ならせて複数の外面突起１５ａ、１５ｂと周方向溝１５ｅが形成されている（図９）。外面突起１５ａは、ギヤ進退環１３の内周面に形成した周方向溝１３ｅ（図７）に嵌り、外面突起１５ｂは、第１繰出筒１４の内周面に形成した周方向溝１４ｃ（図８）に嵌り、周方向溝１５ｅに対しては、第１繰出筒１４の内周面に形成した内面突起１４ｅ（図８）が嵌っている。この外面突起１５ａ、１５ｂと周方向溝１３ｅ、１４ｃ、周方向溝１５ｅと内面突起１４ｅの係合関係によって、直進案内環１５はギヤ進退環１３及び第１繰出筒１４と共に光軸方向に移動する。

直進案内環１５には内周面と外周面を貫通する貫通ガイド溝１５ｃが形成され、貫通ガイド溝１５ｃに対してカム環１７の外周面に設けた外径突起１７ａが摺動可能に嵌っている。貫通ガイド溝１５ｃは、撮影光軸ＺＰに対して斜行するリード溝部分１５ｃ-Ｌと、撮影光軸ＺＰを中心とする環状をなす周方向溝部分１５ｃ-Ｓとを有している。外径突起１７ａはさらに、第１繰出筒１４の内周面に形成した撮影光軸ＺＰと平行な回転伝達溝１４ｄ（図８、図１２）に係合しており、カム環１７は第１繰出筒１４と共に回転される。カム環１７は、外径突起１７ａが貫通ガイド溝１５ｃのリード溝部分１５ｃ-Ｌ内に位置するとき、該リード溝部分１５ｃ-Ｌの案内を受けることによって、直進案内環１５に対して回転しながら光軸方向に進退される。

直進案内環１５は、その内周面に形成した撮影光軸ＺＰと平行な直線溝１５ｄによって、第２直進案内環１８と第２繰出筒１６を光軸方向に直進案内している。第２直進案内環１８と第２繰出筒１６はそれぞれ、カム環１７に対して相対回転可能かつ光軸方向に一体に移動するように支持されている。

第２直進案内環１８は前方に向けて直進案内キー１８ａを突出させている。直進案内キー１８ａは、その両側に撮影光軸ＺＰと平行なガイド面を有し、このガイド面によって３群支持環１９を光軸方向に直進案内する。３群支持環１９は周方向に位置を異ならせた３つの部分円筒部１９ａを有しており、それぞれの部分円筒部１９ａに、直進案内キー１８ａが摺動可能に嵌る直進案内溝１９ｂが形成されている（図２４、図２５参照）。また、２群支持環２０は、３群支持環１９の部分円筒部１９ａに対して光軸方向に摺動可能に嵌る３つの部分円筒部２０ａ（図２２、図２３）を有しており、この部分円筒部１９ａ、２０ａの摺接関係によって、２群支持環２０は光軸方向に直進案内される。

カム環１７の内周面に形成した２群案内カム溝１７ｂと３群案内カム溝１７ｃに対し、２群支持環２０の外周面に設けた２群用カムフォロア２０ｂと３群支持環１９の外周面に設けた３群用カムフォロア１９ｃがそれぞれ係合している。３群支持環１９と２群支持環２０はそれぞれ第２直進案内環１８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群案内カム溝１７ｂと３群案内カム溝１７ｃの形状に従って、３群支持環１９と２群支持環２０がそれぞれ光軸方向へ所定の軌跡で移動する。

直進案内環１５によって光軸方向へ直進案内された第２繰出筒１６は、その内周面に形成された直線溝１６ａを介して１群支持筒２１を光軸方向へ直進案内している。１群支持筒２１は内径方向に突出する１群用カムフォロア２１ａを有し、この１群用カムフォロア２１ａが、カム環１７の外周面に形成した１群案内カム溝１７ｄに摺動可能に嵌合している。１群支持筒２１内には１群レンズ枠３３が支持されており、１群レンズ枠３３は第１レンズ群ＬＧ１を保持している。

第２レンズ群ＬＧ２は２群保持枠３９に保持され（図１ないし図４、図２２、図２３及び図２６参照）、この２群保持枠３９が２群退避枠４０に支持されている。２群退避枠４０は、２群支持環２０の内側に、撮影光軸ＺＰと平行な退避回動軸４１（図２３）によって回動可能に支持されている。２群退避枠４０は、退避回動軸４１を中心として、第２レンズ群ＬＧ２の光軸を撮影光軸ＺＰと一致させる撮影位置（図１ないし図３、図２２及び図２３）と、第２レンズ群ＬＧ２を撮影光軸ＺＰから上方に退避させる退避位置（図４）の間を揺動することができる。２群退避枠４０は、図示を省略する２群枠付勢ばねによって撮影位置へ向けて回動付勢されている。

また、３群支持環１９の内側には、第３レンズ群ＬＧ３を保持する３群レンズ枠５０が、撮影光軸ＺＰと平行な退避回動軸５１（図２４及び図２５）によって軸支されている。３群レンズ枠５０は、退避回動軸５１を中心として、第３レンズ群ＬＧ３の光軸を撮影光軸ＺＰと一致させる撮影位置（図１ないし図３、図２４及び図２５）と、第３レンズ群ＬＧ３を撮影光軸ＺＰから下方に退避させる退避位置（図４）の間を揺動することができる。３群レンズ枠５０は、図示を省略する３群枠付勢ばねによって撮影位置へ向けて回動付勢されている。

図２６に示すように、３群支持環１９は前方に向けて突設された２群退避カム突起５４を有し、図２７に示すように、固定ホルダ２３は前方に向けて突設された３群退避カム突起５５を有している。２群支持環２０と３群支持環１９が所定の間隔以上に接近したときに、３群支持環１９に設けた２群退避カム突起５４が２群退避枠４０に当接し、そのカム面の作用によって２群退避枠４０が撮影位置から退避位置へ回動される。同様に、固定ホルダ２３と３群支持環１９が所定の間隔以上に接近したときに、固定ホルダ２３に設けた３群退避カム突起５５が３群レンズ枠５０に当接し、そのカム面の作用によって３群レンズ枠５０が撮影位置から退避位置へ回動される。

以上の構造からなるズームレンズ鏡筒１１は次のように動作する。図４の鏡筒収納状態において不図示のメインスイッチをオンすると、ズームモータが鏡筒繰出方向に駆動されてズームギヤ３１が回転する。ズームギヤ３１の回転によりギヤ進退環１３が、内面ヘリコイド２７と外面ヘリコイド２８の摺接関係によって回転しながら前方へ移動される。回転伝達凹部１３ｂと回転伝達突起１４ａの係合によってギヤ進退環１３と結合された第１繰出筒１４は、突っ張り突起２９が内面ヘリコイド２７に案内されて、ギヤ進退環１３と共に回転しながら前方へ移動される。直進案内環１５は、ギヤ進退環１３及び第１繰出筒１４と共に前方に直進移動する。また、第１繰出筒１４から回転力が付与されるカム環１７も前方に移動される。このカム環１７の前方移動量は、直進案内環１５の直進移動分と、貫通ガイド溝１５ｃのリード溝部分１５ｃ-Ｌによる繰出分との合算値である。

図４の鏡筒収納状態では、２群支持環２０内の２群退避枠４０は、３群支持環１９に設けた２群退避カム突起５４の作用によって撮影光軸ＺＰから上方に外れた退避位置に保持され、３群支持環１９内の３群レンズ枠５０は、固定ホルダ２３に設けた３群退避カム突起５５の作用によって撮影光軸ＺＰから下方に外れた退避位置に保持されている。このとき、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３は、撮影光軸ＺＰと直交する平面内で互いに隣接して位置されている。ここで鏡筒繰出動作によってカム環１７が回転すると、その内側では、第２直進案内環１８を介して直進案内された２群支持環２０と３群支持環１９が、２群案内カム溝１７ｂと２群用カムフォロア２０ｂ、３群案内カム溝１７ｃと３群用カムフォロア１９ｃの関係によって、それぞれ光軸方向に所定の軌跡で移動される。収納状態からの鏡筒繰出時には、２群支持環２０と３群支持環１９が互いに離間する方向に移動される。その結果、３群レンズ枠５０は、３群支持環１９がズーム領域まで繰り出される途中で固定ホルダ２３の３群退避カム突起５５から離れて、３群枠付勢ばね（不図示）の付勢力によって第３レンズ群ＬＧ３の光軸を撮影光軸ＺＰと一致させる撮影位置に回動する。また、２群退避枠４０は、２群支持環２０がズーム領域まで繰り出される途中で３群支持環１９の２群退避カム突起５４から離れて、２群枠付勢ばね（不図示）の付勢力によって第２レンズ群ＬＧ２の光軸を撮影光軸ＺＰと一致させる撮影位置に回動する。以後、ズームレンズ鏡筒１１を再び収納位置に移動させるまでは、３群レンズ枠５０と２群退避枠４０はそれぞれ撮影位置に保持される。

また、カム環１７が回転すると、該カム環１７の外側では、第２繰出筒１６を介して直進案内された１群支持筒２１が、１群案内カム溝１７ｄと１群用カムフォロア２１ａ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の繰出位置は、ハウジング１２に対するカム環１７の前方移動量と、該カム環１７に対する１群支持筒２１のカム繰出量との合算値として決まる。また、第２レンズ群ＬＧ２の繰出位置は、ハウジング１２に対するカム環１７の前方移動量と、該カム環１７に対する２群支持環２０のカム繰出量との合算値として決まる。同様に、第３レンズ群ＬＧ３の繰出位置は、ハウジング１２に対するカム環１７の前方移動量と、該カム環１７に対する３群支持環１９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、第２レンズ群ＬＧ２及び第３レンズ群ＬＧ３が互いの空気間隔を変化させながら撮影光軸ＺＰに沿って移動することにより行われる。

図４の収納位置から鏡筒繰出を行うと、まず図３の上半断面や図１に示すワイド端の繰出状態になり、さらにズームモータを鏡筒繰出方向に駆動させると、撮影光学系の焦点距離が徐々に長焦点側に変化し、最終的に図３の下半断面や図２に示すテレ端の繰出状態となる。ワイド端からテレ端までの撮影領域では、ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４は、収納状態から撮影可能状態（ワイド端）までの繰出時と同様に、ズームモータの駆動に応じて、ハウジング１２の内面ヘリコイド２７に案内されて回転しながら光軸方向へ移動する。このときカム環１７の外径突起１７ａが貫通ガイド溝１５ｃのリード溝部分１５ｃ-Ｌから周方向溝部分１５ｃ-Ｓに移動し、カム環１７は直進案内環１５に対しては光軸方向に相対移動しなくなるが、直進案内環１５がギヤ進退環１３及び第１繰出筒１４と共に光軸方向に移動されるので、カム環１７もハウジング１２に対して光軸方向に相対移動しながら回転する。

ズームレンズ鏡筒１１が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モータを駆動することにより、４群レンズ枠３０が撮影光軸ＺＰに沿って移動してフォーカシングが実行される。

メインスイッチをオフすると、ズームモータが鏡筒収納方向に駆動され、ズームレンズ鏡筒１１は上記の繰出動作とは逆の収納動作を行い、図４の収納状態になる。この収納位置への移動の途中で、３群レンズ枠５０が、固定ホルダ２３に設けた３群退避カム突起５５の作用によって撮影位置から退避位置に回動されつつ３群支持環１９と共に後退し、２群退避枠４０も、３群支持環１９に設けた２群退避カム突起５４の作用によって撮影位置から退避位置に回動されつつ２群支持環２０と共に後退する。

以上のズームレンズ鏡筒１１では、ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４は、周方向溝１３ｅと外面突起１５ａ、周方向溝１４ｃと外面突起１５ｂ、周方向溝１５ｅと内面突起１４ｅの嵌合関係によって、それぞれが直進案内環１５に対して相対回転可能に結合されている。ここで、周方向溝１３ｅと外面突起１５ａ、周方向溝１４ｃと外面突起１５ｂ、周方向溝１５ｅと内面突起１４ｅは光軸方向には遊嵌しており、ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４はそれぞれ、直進案内環１５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、ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４は、直進案内環１５を介することで光軸方向への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。

ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４が直進案内環１５に対して相対回転可能に結合するとき、離間付勢ばね２５は、圧縮された状態でギヤ進退環１３と第１繰出筒１４の対向端面間に保持される。前述の通り、圧縮された離間付勢ばね２５は、第１繰出筒１４を光軸方向前方、ギヤ進退環１３を光軸方向後方に付勢する。

図１３ないし図１５はハウジング１２に対するギヤ進退環１３と第１繰出筒１４の動作状態を示しており、図１３は鏡筒収納状態、図１４はワイド端撮影状態、図１５はテレ端撮影状態である。これらの図から分かる通り、収納状態からワイド端撮影状態を経てテレ端撮影状態に至るまでの動作範囲全域において、ギヤ進退環１３は、外面ヘリコイド２８と内面ヘリコイド２７の摺接関係によって、回転されながら光軸方向に進退移動される。また、図１６及び図１７に示すように、ギヤ進退環１３の外面ヘリコイド２８が内面ヘリコイド２７に係合しているときは、第１繰出筒１４に設けた突っ張り突起２９も内面ヘリコイド２７のリード凸部２７ａに当接しており、第１繰出筒１４はギヤ進退環１３と共に回転しながら光軸方向に進退移動される。そして、ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４のいずれの停止位置においても、離間付勢ばね２５の付勢力によって、内面ヘリコイド２７を構成するそれぞれのリード凸部２７ａのうち前方リード面２７ａ-Ｆに対して、ギヤ進退環１３の外面ヘリコイド２８を構成するヘリコイド突起２８ａの後方リード面２８ａ-Ｒが押し付けられ、リード凸部２７ａの後方リード面２７ａ-Ｒに対して、第１繰出筒１４の突っ張り突起２９のサブリード面２９ａが押し付けられる（図１６、図１７参照）。これにより、対向する一対のリード凸部２７ａの間でヘリコイド突起２８ａと突っ張り突起２９が互いに突っ張り合う状態となり、鏡筒収納状態から撮影状態までの作動範囲全域で、ハウジング１２に対するギヤ進退環１３と第１鏡筒１４の光軸方向位置を安定させることができる。

以上のように、本実施形態のズームレンズ鏡筒１１では、回転しながら進退移動する繰出部材を光軸方向に若干量相対移動可能なギヤ進退環１３と第１繰出筒１４に分けた上で、このギヤ進退環１３と第１繰出筒１４を離間付勢ばね２５によって離間方向に付勢して、ギヤ進退環１３の外面ヘリコイド２８（ヘリコイド突起２８ａ）と第１繰出筒１４の突っ張り突起２９をそれぞれ内面ヘリコイド２７（リード凸部２７ａ）の前方リード面２７ａ-Ｆと後方リード面２７ａ-Ｒに押し付けることでハウジング１２に対する光軸方向のバックラッシュ取りを行っている。リード凸部２７ａ、ヘリコイド突起２８ａ、突っ張り突起２９は、ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４に回転進退動作を与えるためのヘリコイド機構を構成しており、このヘリコイド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構造がシンプルになり部品点数を少なく抑えることができる。特に、第１繰出筒１４側の突っ張り突起２９を小型のサブヘリコイド突起として構成し、ギヤ進退環１３側のヘリコイド突起２８ａの一部として組み込んだため、スペース効率に優れている。

また、離間方向付勢ばね２５は、常に一体に回動するギヤ進退環１３と第１繰出筒１４との間に保持されているので、ハウジング１２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。

前述のように、外面ヘリコイド２８を構成する６つのヘリコイド突起２８ａのうち３つのヘリコイド突起２８ａの表面には、ズームギヤ３１と噛合する環状ギヤ１３ａが形成されている。さらに、第１繰出筒１４の６つの突っ張り突起２９のうち３つの突っ張り突起２９の表面にはギヤ状部２９ｂが形成されている。図１３ないし図１５に示すように、ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４を結合させた状態では、ギヤ状部２９ｂを有する３つの突っ張り突起２９が環状ギヤ１３ａを有する３つのヘリコイド突起２８ａと組み合わせられて、ギヤ状部２９ｂが環状ギヤ１３ａの前部に連続して位置される。一方、ギヤ状部２９ｂを有さない３つの突っ張り突起２９が環状ギヤ１３ａを有さない３つのヘリコイド突起２８と組み合わせられる。そして、図１３、図１４、図１８及び図２０に示すように、ズームギヤ３１がヘリコイド突起２８ａ上の環状ギヤ１３ａに噛合しているとき、突っ張り突起２９上のギヤ状部２９ｂは該環状ギヤ１３ａと同様にズームギヤ３１に噛み合うような状態になる、このように突っ張り突起２９上に環状ギヤ１３ａと連続するギヤ状部２９ｂを形成したことにより、ズームギヤ３１と突っ張り突起２９が干渉するのを防ぐことができる。

例えば、本実施形態とは異なり、仮に全ての突っ張り突起２９にギヤ状部２９ｂが形成されていないものとした場合、突っ張り突起２９とズームギヤ３１が重なる位置関係にあると互いに干渉してしまう。これを避けるためには、ズームギヤ３１の軸長を短くしたり、突っ張り突起２９と重ならない周方向位置や光軸方向位置にずらしてズームギヤ３１を配置したり、あるいは複数の突っ張り突起２９のうちズームギヤ３１と重なる位置関係にある突っ張り突起２９を除去してしまうといった対応が考えられる。しかし、ズームギヤ３１の軸長を短くすると、本来の噛合対象であるズームギヤ３１と環状ギヤ１３ａの間での噛合量が制限され、噛合の強度や精度が低下して歯飛びなどの機械的不具合が生じるおそれがある。また、予め突っ張り突起２９と重ならない位置にズームギヤ３１を配置する場合、設計の自由度が制約されたり、機構が大型化してしまったりするおそれがある。また、ズームギヤ３１と重なる位置にある一部の突っ張り突起２９を除去してしまうと、ハウジング１２に対する第１繰出筒１４の結合強度や支持バランスが悪くなるおそれがある。これに対し、突っ張り突起２９上にギヤ状部２９ｂを形成した本実施形態の構成によれば、ズームギヤ３１側に特別な加工を施すことなく、また突っ張り突起２９の数を減らしたりすることなく、ズームギヤ３１と突っ張り突起２９の干渉を防ぐことができる。

なお、図２１に示すように、第１繰出筒１４側の突っ張り突起２９に形成したギヤ状部２９ｂを構成する複数のギヤ歯と、ギヤ進退環１３側の環状ギヤ１３ａを構成する複数のギヤ歯は、ギヤ歯中心の周方向間隔（ギヤピッチ）は互いに略同じであるが、ギヤ状部２９ｂを構成する台形状の各ギヤ歯の径方向高さと周方向幅はそれぞれ、環状ギヤ１３ａを構成する台形状の各ギヤ歯の径方向高さと周方向幅よりも小さく形成されている。そのため、ズームギヤ３１が環状ギヤ１３ａに噛合している状態では、ギヤ状部２９ｂはズームギヤ３１に対して実質的には係合していない。この構成には次のような利点がある。

ズームレンズ鏡筒１１のような精密機器を構成するギヤには高い噛合精度が要求される。特に本実施形態では、ズームギヤ３１と重なる位置に環状ギヤ１３ａとギヤ状部２９ｂという２つのギヤ部があり、仮に環状ギヤ１３ａとギヤ状部２９ｂの両方をズームギヤ３１に噛合させようとすると、ギヤ自体はもちろん、ギヤを有するギヤ進退環１３と第１繰出筒１４の相対位置関係などにも非常に高い精度が要求され、製造や調整が難しくなる。これに対し、ギヤ状部２９ｂのギヤ歯を環状ギヤ１３ａのギヤ歯より小さく（低く）形成してズームギヤ３１とギヤ状部２９ｂの間では実質的に噛合が生じないようにしたため、ギヤ噛合の相互干渉が起こらず、ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４の位置セッティングが容易になる。その結果、生産性が向上し、また機構面でのトラブルが発生するおそれを軽減することができる。

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、ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４のバックラッシュの除去に関わる係合部分であるリード凸部２７ａ、ヘリコイド突起２８、突っ張り突起２９をそれぞれ６つ（６条）設けられているものとしたが、その数は６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。

また図示実施形態では、内面ヘリコイド２７を有するハウジング１２は固定部材であるが、実施形態のハウジング１２に相当するヘリコイド環自体が光軸方向に可動の部材であっても本発明は適用可能である。

また、図示実施形態では、ハウジング１２の内周面に内面ヘリコイド２７を形成し、ギヤ進退環１３と第１繰出筒１４の外周面にヘリコイド突起２８ａと突っ張り突起２９を設けているが、この内外の配置関係を逆にすることもできる。すなわち、本発明のレンズ鏡筒では、図示実施形態のハウジング１２に相当するヘリコイド環の外周面にヘリコイド（外面ヘリコイド）を形成し、図示実施形態のギヤ進退環１３と第１繰出筒１４に相当する一対の分割回転進退環のそれぞれの内周面に、この外面ヘリコイドの案内を受ける第一と第二の摺接係合部を形成してもよい。

本発明を適用したズームレンズ鏡筒のワイド端撮影状態を示す側断面図である。 同ズームレンズ鏡筒のテレ端撮影状態を示す側断面図である。 同ズームレンズ鏡筒のワイド端撮影状態とテレ端撮影状態を同時に示した側断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の収納状態を示す側断面図である。 同ズームレンズ鏡筒を構成するハウジング、ギヤ進退環、第１繰出筒、直進案内環の分解斜視図である。 ハウジングの拡大斜視図である。 ギヤ進退環の拡大斜視図である。 第１繰出筒の拡大斜視図である。 直進案内環の拡大斜視図である。 ハウジングの平面図である。 ギヤ進退環の平面図である。 第１繰出筒の平面図である。 ズームレンズ鏡筒の収納状態におけるハウジング、ギヤ進退環、第１繰出筒の関係を一部透視して示す平面図である。 ズームレンズ鏡筒のワイド端撮影状態におけるハウジング、ギヤ進退環、第１繰出筒の関係を一部透視して示す平面図である。 ズームレンズ鏡筒のテレ端撮影状態におけるハウジング、ギヤ進退環、第１繰出筒の関係を一部透視して示す平面図である。 図１４における内面ヘリコイドと外面ヘリコイドの係合部分付近を拡大して示した平面図である。 図１６のＡ-Ａ断面線に沿って示すヘリコイド機構付近の断面図である。 図１４におけるズームギヤとギヤ進退環の環状ギヤの噛合部分付近を拡大して示した平面図である。 図１５におけるズームギヤとギヤ進退環の環状ギヤの噛合部分付近を拡大して示した平面図である。 図１８及び図１９の矢印Ｂ方向から見たズームギヤ、ギヤ進退環及び第１繰出筒の正面図である。 図２０におけるズームギヤ付近を拡大して示した正面図である。 ２群支持環による２群退避枠の保持状態を示す斜視図である。 同正面図である。 ３群支持環による３群レンズ枠の保持状態を示す斜視図である。 同正面図である。 ３群支持環における２群退避カム突起を示す、２群保持枠、２群退避枠及び３群支持環の分解斜視図である。 固定ホルダにおける３群退避カム突起を示す、３群レンズ枠と固定ホルダの分解斜視図である。

符号の説明

１１ ズームレンズ鏡筒
１２ ハウジング（ヘリコイド環）
１３ ギヤ進退環（回転進退環、分割回転進退環）
１３ａ 環状ギヤ
１４ 第１繰出筒（回転進退環、分割回転進退環）
１５ 直進案内環（直進環）
１６ 第２繰出筒
１７ カム環１７
１８ 第２直進案内環
１９ ３群支持環
２０ ２群支持環
２１ １群支持筒
２５ 離間付勢ばね（付勢手段）
２７ 内面ヘリコイド
２７ａ リード凸部
２７ａ-Ｆ 前方リード面（ガイド面）
２７ａ-Ｒ 後方リード面（ガイド面）
２７ｂ 谷部
２８ 外面ヘリコイド
２８ａ ヘリコイド突起（摺接係合部）
２８ａ-Ｆ 前方リード面
２８ａ-Ｒ 後方リード面
２８ｂ 谷部
２９ 突っ張り突起（摺接係合部、サブヘリコイド突起）
２９ａ サブリード面
２９ｂ ギヤ状部
３１ ズームギヤ（駆動ギヤ）

Claims (8)

1. 周面にヘリコイドを有するヘリコイド環と、該ヘリコイド環のヘリコイドに案内され回転しながら光軸方向に進退する回転進退環とを有するレンズ鏡筒において、
   光軸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、前記回転進退環を構成する一対の分割回転進退環；
   一対の分割回転進退環の一方と他方に設けた、前記ヘリコイド環のヘリコイドに対して摺接可能な第一と第二の摺接係合部；及び
   一対の分割回転進退環を光軸方向における反対方向に付勢して、前記第一と第二の摺接係合部をそれぞれ前記ヘリコイド環のヘリコイドの対向する一対のガイド面に当接させる付勢手段；
   を備え、
   前記第一と第二の摺接係合部の一方は、前記ヘリコイド環のヘリコイドに螺合するヘリコイド突起で、他方は、このヘリコイド突起よりも小さいサブヘリコイド突起であること；
   前記回転進退環に回転を与える駆動ギヤを備え、前記ヘリコイド突起には該駆動ギヤに噛合する環状ギヤが形成され、前記サブヘリコイド突起には該駆動ギヤとの干渉を回避するギヤ状部が形成されていること；及び
   前記サブヘリコイド突起のギヤ状部の歯は、前記ヘリコイド突起の環状ギヤの歯よりも小さく形成されていること；
   を特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１記載のレンズ鏡筒において、前記ヘリコイド突起の一部を切り欠いて前記サブヘリコイド突起を収納する凹部が形成されているレンズ鏡筒。
3. 請求項１または２記載のレンズ鏡筒において、前記ヘリコイド環の内周面にヘリコイドが形成され、前記一対の分割回転進退環の外周面に前記ヘリコイド突起と前記サブヘリコイド突起が形成されているレンズ鏡筒。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、前記ヘリコイド環の外周面にヘリコイドが形成され、前記一対の分割回転進退環の内周面に前記ヘリコイド突起と前記サブヘリコイド突起が形成されているレンズ鏡筒。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、前記ヘリコイド突起と前記サブヘリコイド突起はそれぞれ複数設けられているレンズ鏡筒。
6. 請求項１ないし７のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、前記付勢手段は、一対の分割回転進退環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。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、前記一対の分割回転進退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、一対の分割回転進退環はそれぞれ、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光軸方向に共に移動するように結合されているレンズ鏡筒。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、一対の分割回転進退環の回転により光軸方向に相対移動する少なくとも２つの可動レンズ群を備えているレンズ鏡筒。

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