JP5306916B2 - レンズ鏡筒の繰出収納構造 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒における繰出収納構造に関し、特にカム環の回転によって進退環を光軸方向に移動させる繰出収納構造に関する。

特許文献１のレンズ鏡筒は、固定環（固定環１６）からの繰出量が異なる２段階の繰出段部を有する、いわゆる２段繰出鏡筒である。固定環からの繰出量の大きい内側（先端側）の繰出段部は、回転駆動されるカム環（カム環１５）の外周面に形成したカム溝（外カム溝６５）とカムフォロア（カムピン９８）によって光軸方向に移動制御される内側進退環（１群環１０と化粧環１１２の結合体）を有する。カム環は、それ自身が回転しながら固定環に対して光軸方向に進退可能に支持されており、固定環からの繰出量の小さい外側（基端側）の繰出段部を構成する外側進退環（直進環１４と化粧環１０２の結合体）が、カム環の外側を覆っている。この外側進退環は、固定環に対して光軸方向に直進案内されており、内側進退環を直進案内する機能を有する。外側進退環とカム環は、相対回転可能かつ光軸方向には共に移動するように結合されている。つまり、カム環のすぐ外側に内側進退環が支持され、その外側に外側進退環が支持された構造となっている。レンズ鏡筒の収納状態では、カム環、内側進退環及び外側進退環のそれぞれの筒状部が互いに重畳量を大きくすることでレンズ鏡筒の光軸方向長を短くさせる。

特開２００７-１１４５３０号公報

特許文献１のレンズ鏡筒では、カム環と外側進退環の結合部が内側進退環の光軸方向後方の延長上に位置しているため、この結合部によって内側進退環の光軸方向後方への移動が規制される。ゆえに、カム環と外側進退環に対する内側進退環の重畳量をできるだけ大きくさせて鏡筒収納長のコンパクト化を図るために、カム環と外側進退環の結合部は、カム環のできるだけ後方に設置することが好ましい。例えば、この結合部がカム環の最後端部に位置していれば、ほぼカム環全体と重なる位置まで内側進退環を深く後退させることができる。

ところが、カム環の構造上の制約によって、外側進退環との結合部をこのような理想的な位置に配置できない場合がある。例えば、特許文献１におけるカム環は、その後端部外周面に、回転駆動力を受けるためのギヤ（ギア部６０）が形成されている。また、固定環の内周面に形成したカム環繰出案内用の溝（カム溝３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ）に係合する突起部（カム突部５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ）も有している。特許文献１ではこのギヤと突起部がカム環後端（フランジ部１５ｂ）の同一の光軸方向位置に形成されているが、カム環に対してより大きな回転量を与えるべく周方向へのギヤの形成領域を広げようとすると、ギヤとの干渉を避けるために突起部をその前方にずらす必要が生じる。外側進退環との結合部は、この突起部のさらに前方に設ける必要があるため、カム環後端の望ましい位置に当該結合部を設けることができなくなる。その結果、カム環後端よりも前方にシフトさせて設けた結合部に制限されて、鏡筒収納時において内側進退環をカム環に対して充分に後退させることができなくなる。仮に、カム溝に係合するカムフォロア（カムピン９８）の位置を変えずに内側進退環の筒状部の後端の一部を切除すれば、上記結合部との干渉を避けて内側進退環を深く後退させることは可能である。しかし、内側進退環はレンズ鏡筒の繰出段部における外観部品であるため、このような筒状部後端の一部切除を行った場合、カム環に対して最大に繰り出したときに、同じく鏡筒外観部品である外側進退環との間に鏡筒半径方向の隙間ができてしまう。すると、カム環などの内部部品が外観に露出して見栄えを損なったり、鏡筒の光路内に有害光が入って光学性能に悪影響を及ぼしたりするおそれがある。

本発明は、以上の問題意識に基づき、カム環の外側に位置し該カム環の回転によって光軸方向に移動制御される内側進退環と、該内側進退環の外側に位置しカム環と結合される外側進退環とを有するレンズ鏡筒において、カム環と外側進退環の結合部の制約を受けずに、カム環に対する内側進退環の光軸方向移動量を高い自由度で設定することが可能なレンズ鏡筒の繰出収納構造を提供することを目的とする。

本発明は、外周面にカム溝を有するカム環と、このカム環の外側に位置する筒状部とカム溝に係合するカムフォロアを有してカム環の回転により光軸方向に移動される内側進退環と、この内側進退環の外側に位置し、カム環に対して相対回転可能かつ光軸方向に相対移動不能に結合された外側進退環とを備えたレンズ鏡筒に関するものである。カム環は、カム溝が形成されたカム溝形成筒部と、カム溝形成筒部の光軸方向の像面側端部である後端から外径方向へ突出する後端フランジと、後端フランジから光軸方向の被写体側である前方に延出されカム溝形成筒部の外周面に対して径方向隙間を空けて対向する環状の大径部とを有し、該大径部上に外側進退環との結合手段を有する。そして、カム環に対して内側進退環が光軸方向の最も像面側である後方移動端に位置するとき、該内側進退環の筒状部の光軸方向の像面側端部である後端がカム環の大径部とカム溝形成筒部の間の径方向隙間に進入することを特徴としている。

カム環のカム溝形成筒部の外周面には、大径部に対向して径方向隙間に臨む周面領域と、該周面領域よりも光軸方向の被写体側である前方の周面領域に亘ってカム溝を形成することが好ましい。これにより、大径部に対向する周面領域の前方の周面領域にのみカム溝を形成する場合に比して、内側進退環に大きな光軸方向移動量を与えることができる。

カム環の後端フランジに光軸方向への貫通部を形成し、該貫通部を通して、カム環の光軸方向の像面側端部である後端にカム溝の光軸方向の像面側端部である後端部を開口させる一方、内側進退環には、筒状部から光軸方向の像面側である後方へ突出してカムフォロアを支持する後方突出部を設け、カム環に対して内側進退環が前述の後方移動端に位置するとき、該内側進退環の後方突出部がカム環後端フランジの貫通部に進入するように構成することが好ましい。これにより、カム環の光軸方向長さを短くする効果が得られる。

カム溝形成筒部と後端フランジが一体に形成され、カム溝形成筒部及び後端フランジとは別体として大径部が形成され、大径部を後端フランジに取り付けてカム環が構成されることが好ましい。このように分割形成することで、カム環を構成する各部の成形が容易になり生産性が向上する。

カム環は、光軸方向に移動しない固定環に対して回転しながら光軸方向移動を行う回転進退部材とさせることができる。そして本発明は、外側進退環が、カム環と共に光軸方向に移動して固定環に対する光軸方向の繰出量を変化させる、レンズ鏡筒の第１の繰出段部の外観構成部材であり、内側進退環が、カム環の回転に応じて外側進退環及びカム環に対する光軸方向の繰出量を変化させる、レンズ鏡筒の第２の繰出段部の外観構成部材であるレンズ鏡筒に好適である。この場合、固定環に設けた直進案内部によって外側進退環を光軸方向に直進案内し、さらに外側進退環に設けた直進案内部によって内側進退環を光軸方向に直進案内するとよい。

カム環の大径部に設ける外側進退環との結合手段は、任意の構成とすることができるが、例えば、カム環の大径部の外周面と外側進退環の内周面の間に設けた、該カム環と外側進退環の特定の相対回転位置で光軸方向に結合解除可能なバヨネット結合部とすることができる。より詳しくは、カム環の大径部の外周面上には、周方向に位置を異ならせて配置した複数の爪部と、該複数の爪部の光軸方向の像面側である後方に位置し光軸方向の被写体側である前方を向く周方向壁部を設ける。これに対する外側進退環の内周面には、該複数の爪部と周方向壁部の間に嵌って光軸方向移動が規制される周方向リブと、カム環に対する特定の回転位置で複数の爪部に対する該周方向リブの光軸方向の被写体側である前方への通過を許す複数の挿脱許容部を設ける。

内側進退環はレンズ群の保持環であることが好ましい。

本発明によれば、カム環と外側進退環の結合部分を、内側進退環の進退移動を妨げることのない外側位置に配置させたため、このカム環と外側進退環の結合部分の制約を受けることなく、カム環に対する内側進退環の光軸方向移動量を高い自由度で設定することが可能となる。

本発明による繰出収納構造を備えたズームレンズ鏡筒の一実施形態を示すズーム撮影領域（上半部がワイド端で下半部がテレ端）における断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の収納状態における断面図である。 同ズームレンズ鏡筒のハウジングから可動レンズブロックを取り外した状態の分解斜視図である。 可動レンズブロックの分解斜視図である。 第２繰出筒とそれに支持される第１レンズ群の分解斜視図である。 第２繰出筒の後方斜視図である。 第１繰出筒の前方斜視図である。 ２群レンズ移動枠とそれに支持される第２レンズ群の分解斜視図である。 カム環を構成するカム環本体環の前方斜視図である。 カム環を構成するカム環結合環の前方斜視図である。 カム環結合環の後方斜視図である。 カム環結合環をカム環本体環に組み付けた完成状態のカム環の前方斜視図である。 （Ａ）はカム環本体環の展開平面図、（Ｂ）はカム環本体環の後端フランジ付近のみを示した展開平面図である。 ズームレンズ鏡筒の撮影状態（ワイド端）におけるカム環付近を拡大した断面図である。 ズームレンズ鏡筒の収納状態におけるカム環付近を拡大した断面図である。

図１及び図２は、本発明による繰出収納構造を備えたズームレンズ鏡筒ＺＬの一実施形態を示している。このズームレンズ鏡筒ＺＬの撮像光学系は、物体（被写体）側から順に第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、ローパスフィルタ２５及び撮像素子２６を備えている。以下の説明中で光軸方向とは、この撮影光学系の光軸Ｏと平行な方向を意味し、前方とは光軸方向の前方（被写体側）、後方とは光軸方向の後方（像面側）を意味する。

ローパスフィルタ２５と撮像素子２６はユニット化されて撮像素子ホルダ２３に固定され、撮像素子ホルダ２３がハウジング（固定環）２２の後部に固定される。

第３レンズ群ＬＧ３を保持する３群レンズ枠５１は、ハウジング２２に対して光軸方向に移動可能に支持されていて、ＡＦモータ１６０（図３）によって駆動される。

ハウジング２２の内側には、図３に示すように、可動レンズ（カム環）ブロック１１０が移動可能に支持されている。可動レンズ（カム環）ブロック１１０は、図４に示すように、２群用直進案内環１０、カム環本体環１１、第２繰出筒（内側進退環、第２の繰出段部の外観構成部材）１２、第１繰出筒（外側進退環、第１の繰出段部の外観構成部材）１３、カム環結合環（大径部）１４及び２群レンズブロック８０を含んでいる。カム環本体環１１とカム環結合環１４は一体化されてカム環（カム環アッセンブリ）６０を構成する。ズームレンズ鏡筒ＺＬは、図２の収納状態から図１のズーム撮影領域（使用状態）になるとき、ハウジング２２に対して異なる繰出量で繰り出される２段階の繰出段部を有している。第１繰出筒１３は、光軸方向に移動しないハウジング２２に対してカム環６０と共に繰り出される、第１の繰出段部の外観構成部材である。第２繰出筒１２は、カム環６０及び第１繰出筒１３と繰出量が異なる（ハウジング２２からの繰出量が大きい）、第２の繰出段部の外観構成部材である。第２繰出筒１２と第１繰出筒１３は、後述するように、カム環６０の回転に応じて光軸方向の重畳量を変化させる。

図９や図１３に示すように、カム環本体環１１は、光軸Ｏを略中心とする筒状部（カム溝形成筒部）１１ａと、筒状部１１ａの後端から外径方向へ突出する後端フランジ１１ｂを有している。後端フランジ１１ｂには、ハウジング２２の内周面に形成したカム環ガイド溝２２ａに対して摺動可能に嵌るガイド突起１１ｃが突設されている。図３に示すように、カム環ガイド溝２２ａは、光軸Ｏに対して傾斜するリード溝部２２ａ１と、該リード溝部２２ａ１の前端部に接続する光軸Ｏを中心とした環状溝部２２ａ２とを有している。また、カム環本体環１１の後端フランジ１１ｂにはギヤ１１ｄが形成され、このギヤ１１ｄに対してズームギヤ２８（図３に一部のみ示す）が噛合し、ズームギヤ２８はズームモータ１５０（図３）の駆動力によって回転される。カム環本体環１１は、ズームギヤ２８とギヤ１１ｄを介してズームモータ１５０の駆動力を受けて回転されると、ズームレンズ鏡筒ＺＬの収納状態（図２）からズーム撮影領域（図１）までの間は、ガイド突起１１ｃがリード溝部２２ａ１の案内を受けて回転しながら光軸方向に移動し、ズーム撮影領域（図１）では、ガイド突起１１ｃが環状溝部２２ａ２の案内を受けて光軸方向には定位置で回転される。

図１３（Ｂ）に示すように、カム環本体環１１の後端フランジ１１ｂ上で、３つのガイド突起１１ｃはギヤ１１ｄよりも前方に形成されている。３つのガイド突起１１ｃは、カム環本体環１１の周方向に略均等間隔（約１２０度間隔）で設けられており、この配置によってハウジング２２に対してカム環本体環１１を安定支持させている。一方、ズームレンズ鏡筒ＺＬでは、収納状態でのコンパクト化と撮影状態での高変倍化を達成するべく、カム環本体環１１に必要とされる回転量（回転角）は１２０度よりも大きく、３つのガイド突起１１ｃの間にギヤ１１ｄを配置することができない。そこで、ガイド突起１１ｃとギヤ１１ｄの光軸方向位置をずらし、ガイド突起１１ｃをギヤ１１ｄよりも前方に位置させることで、ガイド突起１１ｃに制約されることなく周方向に長いギヤ１１ｄの形成が可能となっている。後端フランジ１１ｂにはさらに、３つのガイド突起１１ｃのそれぞれの基部に角柱部１１ｅを有し、この３つの角柱部１１ｅのそれぞれの両側部に計６つ（３対）の取付孔１１ｆが形成されている。また、３つのガイド突起１１ｃの間の周方向位置に、後端フランジ１１ｂを光軸方向に貫通する計３つの貫通部１１ｇが形成されている。

カム環本体環１１の筒状部１１ａの外周面には、同一軌跡の３本の１群制御カム溝ＣＧ１が形成されている。図９や図１３（Ａ）に示すように、１群制御カム溝ＣＧ１の光軸方向後方の端部は、貫通部１１ｇを通して筒状部１１ａの後端面に臨む位置まで延びて開口されている。換言すれば、１群制御カム溝ＣＧ１の後端部は、後端フランジ１１ｂと重なる位置まで延びている。筒状部１１ａの内周面には、１群制御カム溝ＣＧ１と異なる軌跡の３本の２群制御カム溝ＣＧ２が形成されている。後端フランジ１１ｂの内周面にはさらに、周方向位置を異ならせて複数の回転案内爪１１ｈが形成されている。

図１０や図１１に示すように、カム環結合環１４は周方向に途切れのない完全環体形状をしており、その環体部１４ａの後端部内周面に、カム環本体環１１の６つ（３対）の取付孔１１ｆに対して係合する６つ（３対）の取付爪１４ｂを有し、対をなす２つの取付爪１４ｂの間に、カム環本体環１１の３つの角柱部１１ｅに嵌合可能な３つの回転規制凹部１４ｃが形成されている。カム環結合環１４はさらに、環体部１４ａから光軸方向前方に突出する複数の部分環状部１４ｄを有し、部分環状部１４ｄの外周面上に周方向位置を異ならせて複数の抜止爪（結合手段、爪部）１４ｅが形成されている。また、環体部１４ａには、抜止爪１４ｅの後方に、光軸方向前方を向く周方向壁部（結合手段）１４ｆが形成されている。カム環結合環１４は、３つの回転規制凹部１４ｃをそれぞれ３つの角柱部１１ｅに嵌合させ、かつ６つの取付爪１４ｂをそれぞれ６つの取付孔１１ｆに係合させることでカム環本体環１１に結合されてカム環６０が構成される（図１２）。カム環６０として組んだ状態では、カム環結合環１４はカム環本体環１１に対して光軸方向への相対移動と周方向への相対回転のいずれも規制される。図１４や図１５に示すように、カム環６０においてカム環結合環１４はカム環本体環１１の筒状部１１ａの外側に離間して対向しており、この筒状部１１ａの外周面とカム環結合環１４の間に環状空間Ｓが形成されている。換言すれば、カム環６０は、内側に筒状部１１ａ、外側にカム環結合環１４を有する二重環構造になっている。環状空間Ｓは、光軸方向前方に向けて開かれており、光軸方向後方には貫通部１１ｇの形成領域を除いて後端フランジ１１ｂによって閉じられている。カム環結合環１４の環体部１４ａには、カム環６０構成時に３つの貫通部１１ｇの前方に位置する薄肉部１４ｇが３箇所形成されている（図１０、図１１）。薄肉部１４ｇは、部分環状部１４ｄの形成領域よりもカム環本体環１１の筒状部１１ａとの隙間を大きくするように、すなわち環状空間Ｓを外径側に拡径させるように形成されている。

第１繰出筒１３と直進案内環１０は、カム環６０を挟んで位置している。第１繰出筒１３は、カム環本体環１１の筒状部１１ａの外側に位置する筒状部１３ａを有し、ハウジング２２に形成された光軸方向の直進案内溝２２ｂに対して、筒状部１３ａの後端部に設けた直進案内突起１３ｂを摺動可能に係合させることで、該ハウジング２２に対して光軸方向に相対移動可能に直進案内されている。筒状部１３ａの後端部付近の内周面には、カム環６０を構成するカム環結合環１４の抜止爪１４ｅと周方向壁部１４ｆの間に回転方向へ摺動自在に嵌る周方向リブ（結合手段）１３ｃが設けられている。周方向リブ１３ｃは、周方向壁部１４ｆによって後方への相対移動が規制され、抜止爪１４ｅによって前方への相対移動が規制される。つまり、第１繰出筒１３とカム環６０は、相対回転は可能で光軸方向の相対移動は規制されるように結合（バヨネット結合）されている。周方向リブ１３ｃには、光軸方向に貫通する複数の爪通過部（結合手段、挿脱許容部）１３ｄ（図７に一つのみ見えている）が周方向に所定の間隔で形成され、第１繰出筒１３とカム環６０には、全ての抜止爪１４ｅと爪通過部１３ｄの位相が一致して、周方向リブ１３ｃを抜止爪１４ｅの前方へ通過させることが可能な組立分解用の特定の回転位置が存在する。

直進案内環１０は、カム環本体環１１の後端フランジ１１ｂの後方に隣接するリング部１０ａから外径方向に突出する直進案内突起１０ｂを、ハウジング２２の直進案内溝２２ｂに対して摺動可能に係合させることで、ハウジング２２に対して光軸方向に相対移動可能に直進案内されている。リング部１０ａには、カム環本体環１１の回転案内爪１１ｈと係合する回転案内爪１０ｃが設けられ、この爪係合によって、直進案内環１０はカム環本体環１１に対して相対回転は可能で光軸方向の相対移動は規制されるように結合（バヨネット結合）されている。回転案内爪１０ｃと回転案内爪１１ｈの係合は、直進案内環１０に対するカム環６０の特定の回転位置でのみ解除させることができる。

つまり、直進案内環１０、第１繰出筒１３及びカム環６０は、光軸方向には共に移動するように一体化されており、かつハウジング２２に対して光軸方向に直進案内された直進案内環１０と第１繰出筒１３に対してカム環６０が相対回転可能という関係になっている。

直進案内環１０は、光軸方向前方に突出する３つの直進案内バー１０ｄを介して、２群レンズブロック８０（図４）を光軸方向へ相対移動可能に直進案内している。２群レンズブロック８０は、図８に示すように、第２レンズ群ＬＧ２を保持する２群レンズ保持枠２を内部に支持した２群レンズ移動枠８を有し、この２群レンズ移動枠８に形成した光軸方向の直進案内溝８ａに対して直進案内バー１０ｄが摺動可能に係合することで直進案内される。２群レンズ移動枠８には、２群レンズ保持枠２の前後にそれぞれ位置させて、可変開口絞機構７０とシャッタブロック１００がそれぞれ光軸方向に可動に支持されている（図１、図２）。

第１レンズ群ＬＧ１を保持する第２繰出筒１２は、ハウジング２２に対して光軸方向に直進案内された第１繰出筒１３と、直進案内環１０を介して光軸方向に直進案内された２群レンズ移動枠８の２つの部材によって、光軸方向へ移動可能に直進案内されている。第２繰出筒１２は、図５や図６に示すように、筒状部１２ａと、該筒状部１２ａの内側に位置し第１レンズ群ＬＧ１を保持する環状フランジ部１２ｂを有している。筒状部１２ａの後端部には外側直進案内キー１２ｃが周方向に略等間隔で３つ設けられ、環状フランジ部１２ｂから後方に突出する３つの後方突出片１２ｄ上にはそれぞれ内側直進案内キー１２ｅが設けられている。第１繰出筒１３の筒状部１３ａと第２繰出筒１２の筒状部１２ａはそれぞれ、周方向に途切れなく円筒状の壁部で囲まれた完全環体（筒体）形状をなしている。そして、図１４や図１５から分かるように、第２繰出筒１２の筒状部１２ａは、光軸Ｏを中心とする半径方向においてカム環本体環１１の筒状部１１ａと第１繰出筒１３の筒状部１３ａの間に位置している。より厳密には、筒状部１２ａはカム環６０の環状空間Ｓと同じ半径方向位置にあり、筒状部１２ａの一部を前方から環状空間Ｓ内に進入させることができる。第１繰出筒１３の筒状部１３の前端部付近の内周面には、第２繰出筒１２の筒状部１２ａの外周面との間を光密に塞ぐ遮光環４９が支持されている。

第１繰出筒１３の筒状部１３ａの内周面に直進案内溝１３ｅが形成されている。直進案内溝１３ｅは光軸方向の前後端部がいずれも開口された光軸方向への長溝となっており、第１繰出筒１３と第２繰出筒１２の光軸方向の相対位置変化に応じて、外側直進案内キー１２ｃが直進案内溝１３ｅに対して光軸方向に摺動可能に嵌る状態と、該直進案内溝１３ｅから外側直進案内キー１２ｃが離脱した状態とに変化する。外側直進案内キー１２ｃと直進案内溝１３ｅの嵌合状態では、第２繰出筒１２は第１繰出筒１３によって光軸方向に相対移動可能に直進案内される。

また、図８に示すように、２群レンズ移動枠８の内周面には、直進案内溝８ｂが周方向に略等間隔で３つ形成されている。直進案内溝８ｂは、光軸方向の前方端部が開口された光軸方向への長溝となっており、２群レンズ移動枠８と第２繰出筒１２の光軸方向の相対位置変化に応じて、内側直進案内キー１２ｅが直進案内溝８ｂに対して光軸方向に摺動可能に嵌る状態と、該直進案内溝８ｂから内側直進案内キー１２ｅが離脱した状態とに変化する。内側直進案内キー１２ｅと直進案内溝８ｂの嵌合状態では、第２繰出筒１２は２群レンズ移動枠８によって光軸方向に相対移動可能に直進案内される。

第２繰出筒１２には、筒状部１２ａの後端部から後方に突出させて前述の３つの外側直進案内キー１２ｃが形成されており、この３つの外側直進案内キー１２ｃよりもさらに後方の同一周方向位置に、３つのカムフォロア支持座（後方突出部）１２ｆが形成されている。それぞれのカムフォロア支持座１２ｆは内径方向に突出する１群用カムフォロアＣＦ１を支持し、１群用カムフォロアＣＦ１は、カム環本体環１１の外周面に形成した１群制御カム溝ＣＧ１に摺動可能に支持されている。第２繰出筒１２は第１繰出筒１３と２群レンズ移動枠８を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環６０が回転すると、１群制御カム溝ＣＧ１の形状に従って、第２繰出筒１２すなわち第１レンズ群ＬＧ１がカム環６０に対して光軸方向へ所定の軌跡で相対移動する。図１３（Ａ）に示すＲ、Ｗ、Ｔはそれぞれ、ズームレンズ鏡筒ＺＬの収納状態（図２）、ワイド端（図１の上半）、テレ端（図１の下半）における、１群制御カム溝ＣＧ１の軌跡上の１群用カムフォロアＣＦ１の位置を示している。また、同図のＣＧ１-Ｐは、１群制御カム溝ＣＧ１における収納用位置Ｒからワイド端位置Ｗまでの収納制御領域であり、同じくＣＧ１-Ｚは、ワイド端位置Ｗからテレ端位置Ｔまでのズーム制御領域である。前述のように、１群制御カム溝ＣＧ１の後端部が貫通部１１ｇを通して筒状部１１ａの後端面に開口されているが、この後端開口部は収納制御領域ＣＧ１-Ｐの途中に存在する。よって、１群制御カム溝ＣＧ１の収納用位置Ｒは、実体的なカム溝としては存在しない。１群制御カム溝ＣＧ１の形成領域は、カム環本体環１１の筒状部１１ａの光軸方向全域に及んでおり、その後端部は前述の通り筒状部１１ａの後端面に開口され、収納制御領域ＣＧ１-Ｐは、カム環結合環１４と重なる環状空間Ｓの内側領域を通って筒状部１１ａの前端付近まで延設されている。ズーム制御領域ＣＧ１-Ｚは光軸方向後方へ向けて凸となる山形形状をなし、テレ端位置Ｔの先は１群用カムフォロアＣＦ１挿脱用の開口部として筒状部１１ａの前端面に開口されている。

カム環本体環１１の内周面に形成した２群制御カム溝ＣＧ２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ＣＦ２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６０が回転すると、２群制御カム溝ＣＧ２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がカム環６０に対して光軸方向へ所定の軌跡で相対移動する。

２群レンズ移動枠８と第２繰出筒１２の間には、圧縮ばねからなる群間付勢ばね２７が挿入されており、２群レンズ移動枠８と第２繰出筒１２は互いに離間する方向に付勢されている。

以上の構造からなるズームレンズ鏡筒ＺＬは次のように動作する。図２に示す鏡筒収納状態では、図１に示す撮影状態よりも光軸方向の光学系の長さ（第１レンズ群ＬＧ１の物体側の面から撮像素子２６の撮像面までの距離）が短くなっている。この鏡筒収納状態では、１群用カムフォロアＣＦ１が、１群制御カム溝ＣＧ１から後方に離脱した収納用位置Ｒに位置している。１群用カムフォロアＣＦ１を当該後方離脱位置まで移動させるために、第２繰出筒１２の外側直進案内キー１２ｃとカムフォロア支持座１２ｆは、カム環本体環１１の後端フランジ１１ｂに形成した貫通部１１ｇに進入している。また、図１５に示すように、カム環本体環１１、第２繰出筒１２及び第１繰出筒１３は互いの筒状部１１ａ、１２ａ及び１３ａの重畳量が最大となっており、第２繰出筒１２の筒状部１２ａの後端部付近が、カム環６０の環状空間Ｓに進入している。この鏡筒収納状態では、内側直進案内キー１２ｅが２群レンズ移動枠８の直進案内溝８ｂに嵌ることで第２繰出筒１２が直進案内され、外側直進案内キー１２ｃは第１繰出筒１３の直進案内溝１３ｅから後方に離脱されている。

鏡筒収納状態において撮影状態への移行信号（例えば、ズームレンズ鏡筒ＺＬが搭載されるカメラに設けたメインスイッチのオン）が入力されると、ズームモータ１５０が鏡筒繰出方向に駆動され、カム環ガイド溝２２ａのリード溝部２２ａ１とガイド突起１１ｃの関係によって、ハウジング２２に対してカム環６０が回転しながら光軸方向前方へ繰り出される。直進案内環１０と第１繰出筒１３はカム環６０と共に前方へ直進移動し、第１繰出筒１３の筒状部１３ａが徐々にハウジング２２からの突出量を大きくする。

カム環６０が回転すると、その外側では、２群レンズ移動枠８を介して直進案内された第２繰出筒１２が、１群制御カム溝ＣＧ１の収納制御領域ＣＧ１-Ｐ内を１群用カムフォロアＣＦ１が移動することにより、カム環６０と第１繰出筒１３と直進案内環１０の結合体に対して光軸方向前方に繰り出され、第２繰出筒１２の筒状部１２ａが徐々に第１繰出筒１３からの突出量を大きくする。この第２繰出筒１２の前方への繰出動作により、筒状部１２ａの後端部がカム環６０の環状空間Ｓから前方へ離脱する。また、外側直進案内キー１２ｃとカムフォロア支持座１２ｆもカム環６０の貫通部１１ｇ及び環状空間Ｓから前方に離脱する。図１５に示すように、外側直進案内キー１２ｃやカムフォロア支持座１２ｆは筒状部１２ａよりも厚肉であるが、この離脱時に外側直進案内キー１２ｃとカムフォロア支持座１２ｆは、環状空間Ｓの径サイズが大きくなっている薄肉部１４ｇの内側を通って前方に抜けるため、カム環結合環１４と干渉することがない。

また、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ＣＦ２と２群制御カム溝ＣＧ２の関係によって、カム環１１に対して第２繰出筒１２とは異なる所定の軌跡で光軸方向に移動される。これにより、鏡筒繰出動作の途中で、内側直進案内キー１２ｅと直進案内溝８ｂによる直進案内が解除される。代わりに、第１繰出筒１３に対する第２繰出筒１２の相対移動によって、外側直進案内キー１２ｃが直進案内溝１３ｅに嵌って直進案内を受けるようになる。つまり、２群レンズ移動枠８が第２繰出筒１２を直進案内する状態から、第１繰出筒１３が第２繰出筒１２を直進案内する状態へと変化する。

やがて、ズームレンズ鏡筒ＺＬが所定量繰り出されると、１群制御カム溝ＣＧ１のワイド端位置Ｗに１群用カムフォロアＣＦ１が達し、図１の上半断面及び図１４に示すズーム撮影領域のワイド端に達する。ズーム撮影領域に達すると、カム環本体環１１のガイド突起１１ｃがカム環ガイド溝２２ａの環状溝部２２ａ２内に位置され、カム環６０の光軸方向移動が停止される。このワイド端において、外側直進案内キー１２ｃが直進案内溝１３ｅの前端部近くに達しており、第１繰出筒１３に対する第２繰出筒１２の前方への繰出量が大きくなっている。図１３（Ａ）に示す１群制御カム溝ＣＧ１の詳細軌跡から分かるように、収納用位置Ｒからテレ端位置Ｔまでのカム溝使用域で第１繰出筒１３に対する第２繰出筒１２の前方への繰出量が最大になるのは、１群用カムフォロアＣＦ１がワイド端位置Ｗに達する直前（収納制御領域ＣＧ１-Ｐの前端部）であるが、第２繰出筒１２における筒状部１２ａの光軸方向長さは、この最大前方繰出位置において、光軸直交方向（図１４の矢印Ｖ）から見て第１繰出筒１３の筒状部１３ｄとの間に隙間（径方向の貫通箇所）が形成されないように（筒状部１２ａの後端部付近と筒状部１３ａの前端部付近をオーバーラップさせるように）設定されている。

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、ハウジング２２に対するカム環６０の前方移動量と、該カム環６０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、ハウジング２２に対するカム環６０の前方移動量と、該カム環６０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に沿って移動することにより行われ、このとき１群用カムフォロアＣＦ１は、１群制御カム溝ＣＧ１のズーム制御領域ＣＧ１-Ｚ内で移動される。図１の上半断面に示すワイド端の繰出状態において、望遠方向（鏡筒収納状態からワイド端までの繰出時と同じ方向）にズームモータ１５０を駆動させると、やがて図１の下半断面に示すテレ端の繰出状態となり、１群用カムフォロアＣＦ１は、１群制御カム溝ＣＧ１のテレ端位置Ｔに達する。このワイド端からテレ端までのズーム撮影領域では、カム環６０はカム環ガイド溝２２ａの環状溝部２２ａ２に案内されて光軸方向の一定位置で回転を行い、光軸方向へは進退しない。１群制御カム溝ＣＧ１のズーム撮影領域ＣＧ１-Ｚでは、第２繰出筒１２が前述の最大前方繰出位置を超えて前方に移動されることがないため、第２繰出筒１２の筒状部１２ａと第１繰出筒１３の筒状部１３ａの一部が常に重なった状態が維持され、これら筒状部１２ａ、１３ａの間に隙間（径方向の貫通箇所）ができることはない。そして、筒状部１２ａ、１３ａの間は遮光環４９によって光密に塞がれる。

撮影状態（ズーム撮影領域）から収納状態への移行信号（例えば、カメラのメインスイッチのオフ）が入力されると、ズームモータ１５０が鏡筒収納方向に駆動され、ズームレンズ鏡筒ＺＬは以上の繰出動作とは逆の収納動作を行う。カム環６０は、カム環ガイド溝２２ａのリード溝部２２ａ１の案内を受けて回転しながら光軸方向後方へ移動され、第１繰出筒１３と直進案内環１０がカム環６０に伴って光軸方向後方に直進移動される。第２繰出筒１２は、１群用カムフォロアＣＦ１が１群制御カム溝ＣＧ１の収納制御領域ＣＧ１-Ｐに案内されることで、後退動作を行っているカム環６０に対してさらに光軸方向後方に相対移動される。すると、第２繰出筒１２の筒状部１２ａと、カム環本体環１１の筒状部１１ａ及び第１繰出筒１３の筒状部１３ａとの重畳量が徐々に大きくなり、図２及び図１５に示すズームレンズ鏡筒ＺＬの収納状態では、筒状部１２ａの後端部がカム環６０における環状空間Ｓに進入する。また、３つの外側直進案内キー１２ｃとカムフォロア支持座１２ｆがそれぞれ、環状空間Ｓを通過してカム環本体環１１の後端フランジ１１ｂの貫通部１１ｇに進入する。このとき、ズームレンズ鏡筒ＺＬの繰出動作時と同様に、外側直進案内キー１２ｃとカムフォロア支持座１２ｆは、環状空間Ｓのうち径サイズが大きくなっている薄肉部１４ｇの内側を通って貫通部１１ｇまで進むため、カム環結合環１４と干渉することがない。

第３レンズ群ＬＧ３を支持する３群レンズ枠５１は、以上のズームモータ１５０による第１レンズ群ＬＧ１及び第２レンズ群ＬＧ２の駆動とは独立して、ＡＦモータ１６０によって光軸方向に前後移動させることができる。そして、光学系がワイド端からテレ端までのズーム撮影領域にあるとき、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１６０を駆動することにより、第３レンズ群ＬＧ３が光軸方向に移動してフォーカシングが実行される。

収納状態でのズームレンズ鏡筒ＺＬの光軸方向長さ（収納長）を短くするには、図２や図１５のように、第２繰出筒１２と第１繰出筒１３とカム環６０の関係において筒状部１１ａ、１２ａ及び１３ａの互いの重畳量を大きくさせることがよい。そのためには、第２繰出筒１２の筒状部１２ａの後端から突出させて設けた１群用カムフォロアＣＦ１を、カム環本体環１１の１群制御カム溝ＣＧ１の後端（より厳密には、１群制御カム溝ＣＧ１から後方に離脱した収納用位置Ｒ）まで移動させる必要がある。一方、図１３（Ａ）に示すように、１群制御カム溝ＣＧ１の使用域における光軸方向の前端位置はカム環本体環１１の前端付近にあり、この前端位置まで１群用カムフォロアＣＦ１を案内した状態、すなわちカム環６０と第１繰出筒１３の結合体に対して第２繰出筒１２を最大に繰り出した状態で、鏡筒の外観環を構成する第１繰出筒１３と第２繰出筒１２の間に有害光を通す隙間が形成されないように、第２繰出筒１２の筒状部１２ａには第１繰出筒１３の筒状部１３ａと同程度の光軸方向長さが必要とされる。ここで、前述したように、カム環６０においては、３つのガイド突起１１ｃによる安定支持性と、ギヤ１１ｄの周方向長さ（カム環６０に与える回転量）の確保を両立させるために、ギヤ１１ｄに対してガイド突起１１ｃを光軸方向前方にずらして形成するという制約がある。さらに、カム環６０と第１繰出筒１３を相対回転可能に結合させるための結合手段を構成する抜止爪１４ｅや周方向壁部１４ｆは、ガイド突起１１ｃと第１繰出筒１３の干渉を回避するために、ガイド突起１１ｃよりも前方に位置させる必要がある。端的に言えば、抜止爪１４ｅや周方向壁部１４ｆをカム環本体環１１の後端部に設けることができない。

このような条件下で、本実施形態とは異なり、抜止爪１４ｅや周方向壁部１４ｆに相当する結合手段をカム環本体環１１の筒状部１１ａの外周面に直接に形成する態様を仮定すると、この結合手段（抜止爪１４ｅと周方向壁部１４ｆ）に筒状部１２ａの後端部が干渉するので、第２繰出筒１２を図２や図１５に示す後方移動端まで移動させることができず、これより前方で第２繰出筒１２を止める必要がある。カムフォロア支持座１２ｆの位置は変えずに、筒状部１２ａの後端位置を前方にずらせば（筒状部１２ａの後方一部を切除すれば）、上記干渉を回避して図２や図１５に示す後方移動端まで第２繰出筒１２を後退させることが可能になるが、筒状部１２ａの光軸方向長さが不足するため、カム環本体環１１に対して第２繰出筒１２を最大に繰り出したときに、第１繰出筒１３の筒状部１３ａと第２繰出筒１２の筒状部１２ａとの間に隙間ができてしまい、鏡筒の外観環として不適となる。したがって、カム環本体環１１の筒状部１１ａの外周面に第１繰出筒１３との結合手段（抜止爪１４ｅと周方向壁部１４ｆ）を直接に設ける構造を採用した場合、第２繰出筒１２（第１レンズ群ＬＧ１）の繰出量を大きくさせつつ、収納時に第２繰出筒１２を深く後退させて鏡筒収納長の短縮化を図るという両立が達成できず、鏡筒収納長のコンパクト化と第１レンズ群ＬＧ１の前方繰出量のいずれかが犠牲になる。

これに対して本実施形態では、カム環６０を筒状部１１ａとカム環結合環１４を有する二重環構造とし、第１繰出筒１３と結合させるための抜止爪１４ｅと周方向壁部１４ｆを二重環の外側に設け、その内側に第２繰出筒１２（筒状部１２ａ）の後端部が進入可能な環状空間Ｓを設けたため、これら抜止爪１４ｅや周方向壁部１４ｆとの干渉を生じさせずに第２繰出筒１２を後方の深い位置まで移動させることが可能となっている。また、第２繰出筒１２の筒状部１２ａから後方に突出する外側直進案内キー１２ｃとカムフォロア支持座１２ｆについてはさらに、環状空間Ｓの後方に形成した貫通部１１ｇに進入させることとしたので、カム環結合環１４上の抜止爪１４ｅや周方向壁部１４ｆのみならず、後端フランジ１１ｂ（ガイド突起１１ｃやギヤ１１ｄ）とも干渉させずに深く後退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ＺＬでは、カム環本体環１１の後端から離れた前方位置に第１繰出筒１３との結合部分（抜止爪１４ｅ、周方向壁部１４ｆ）を設けるという制約がありながら、該第１繰出筒１３とカム環本体環１１の間に位置する第２繰出筒１２に対して、カム環本体環１１の光軸方向の全域に亘って形成した１群制御カム溝ＣＧ１によって大きな移動量を付与することを可能とし、かつ鏡筒収納状態では第２繰出筒１２の後退量を制限せず収納長を短くすることも達成している。

なお、カム環６０がカム環本体環１１とカム環結合環１４の二部材で構成されているのは、主として生産性の観点からである。周面にカム溝を有するカム環を成形するに際しては、成形用の型をその半径方向に離型させるのが一般的であるが、この方向の型抜きでは、筒状部１１ａの外側にカム環結合環１４が位置するような二重環構造を形成することができない。よって、カム環６０を一部材として成形することは難しく、また成形するにしても手間やコストがかかる。これに対して、カム環本体環１１とカム環結合環１４の二つの環状体に分けて成形してから結合させる構成であれば、各々の環状体を成形しやすく、製造コストを下げて生産性を高めることができる。但し、本発明は、カム環６０に相当する部材を一部材で構成することを排除するものではない。また、カム環を複数部材に分ける場合でも、カム環本体環１１とカム環結合環１４のような分け方以外の態様にすることも可能である。

また、図示実施形態では、鏡筒収納状態から撮影状態になるときにカム環６０と第１繰出筒１３が前方に繰り出されるものとしたが、これらが移動を行わずに光軸方向の一定位置で保持されているようなタイプのレンズ鏡筒にも、本発明を適用することができる。

８ ２群レンズ移動枠
８ａ 直進案内溝
８ｂ 直進案内溝
１０ ２群用直進案内環
１１ カム環本体環
１１ａ 筒状部（カム溝形成筒部）
１１ｂ 後端フランジ
１１ｃ ガイド突起
１１ｄ ギヤ
１１ｅ 角柱部
１１ｆ 取付孔
１１ｇ 貫通部
１１ｈ 回転案内爪
１２ 第２繰出筒（内側進退環、第２の繰出段部の外観構成部材）
１２ａ 筒状部
１２ｂ 環状フランジ部
１２ｃ 外側直進案内キー
１２ｂ 内側直進案内キー
１２ｄ 後方突出片
１２ｅ 内側直進案内キー
１２ｆ カムフォロア支持座（後方突出部）
１３ 第１繰出筒（外側進退環、第１の繰出段部の外観構成部材）
１３ａ 筒状部
１３ｂ 直進案内突起
１３ｃ 周方向リブ（結合手段）
１３ｄ 爪通過部（結合手段、挿脱許容部）
１３ｅ 直進案内溝（外側進退環における直進案内部）
１４ カム環結合環（大径部）
１４ａ 環体部
１４ｂ 取付爪
１４ｃ 回転規制凹部
１４ｄ 部分環状部
１４ｅ 抜止爪（結合手段、爪部）
１４ｆ 周方向壁部（結合手段）
１４ｇ 薄肉部
２２ ハウジング（固定環）
２２ｂ 直進案内溝（固定環における直進案内部）
４９ 遮光環
６０ カム環
８０ ２群レンズブロック
１１０ 可動レンズ（カム環）ブロック
１５０ ズームモータ
１６０ ＡＦモータ
ＣＦ１ １群用カムフォロア
ＣＦ２ ２群用カムフォロア
ＣＧ１ １群制御カム溝
ＣＧ２ ２群制御カム溝
ＬＧ１ 第１レンズ群
ＬＧ２ 第２レンズ群
ＬＧ３ 第３レンズ群
Ｏ 光軸
Ｓ カム環の環状空間
ＺＬ ズームレンズ鏡筒

Claims (8)

1. 外周面にカム溝を有するカム環と、
   上記カム環の外側に位置する筒状部と上記カム溝に係合するカムフォロアを有し、カム環の回転により光軸方向に移動される内側進退環と、
   上記内側進退環の外側に位置し、上記カム環に対して相対回転可能かつ光軸方向に相対移動不能に結合された外側進退環と、
   を備えたレンズ鏡筒において、
   上記カム環は、外周面に上記カム溝を形成したカム溝形成筒部と、上記カム溝形成筒部の光軸方向の像面側端部である後端から外径方向へ突出する後端フランジと、上記後端フランジから光軸方向の被写体側である前方に延出され上記カム溝形成筒部の外周面に対して径方向隙間を空けて対向する環状の大径部とを有し、該大径部上に上記外側進退環との結合手段を有すること；及び
   上記カム環に対して上記内側進退環が光軸方向の最も像面側である後方移動端に位置するとき、該内側進退環の上記筒状部の光軸方向の像面側端部である後端が上記カム環の上記大径部と上記カム溝形成筒部の間の上記径方向隙間に進入すること；
   を特徴とするレンズ鏡筒の繰出収納構造。
2. 請求項１記載のレンズ鏡筒の繰出収納構造において、上記カム環のカム溝形成筒部の外周面には、上記大径部に対向し上記径方向隙間に臨む周面領域と、該周面領域よりも光軸方向の被写体側である前方の周面領域に亘って上記カム溝が形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒の繰出収納構造。
3. 請求項１または２記載のレンズ鏡筒の繰出収納構造において、上記後端フランジには光軸方向への貫通部が形成され、上記カム溝の光軸方向の像面側端部である後端部は該貫通部を通してカム環の光軸方向の像面側端部である後端に開口され、
   上記内側進退環は、上記筒状部から光軸方向の像面側である後方へ突出し、上記カムフォロアを支持する後方突出部を有し、
   上記カム環に対して上記内側進退環が上記光軸方向の後方移動端に位置するとき、該内側進退環の上記後方突出部が上記貫通部に進入することを特徴とするレンズ鏡筒の繰出収納構造。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の繰出収納構造において、上記カム溝形成筒部と上記後端フランジが一体に形成され、上記カム溝形成筒部及び上記後端フランジとは別体として上記大径部が形成され、上記大径部を上記後端フランジに取り付けて上記カム環が構成されることを特徴とするレンズ鏡筒の繰出収納構造。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の繰出収納構造において、光軸方向に移動しない固定環を備え、上記カム環は上記固定環に対して回転しながら光軸方向に移動可能に支持され、
   上記外側進退環は、上記カム環と共に光軸方向に移動して上記固定環に対する光軸方向の繰出量を変化させる、レンズ鏡筒の第１の繰出段部の外観構成部材であり、
   上記内側進退環は、上記カム環の回転に応じて上記外側進退環及び上記カム環に対する光軸方向の繰出量を変化させる、レンズ鏡筒の第２の繰出段部の外観構成部材であることを特徴とするレンズ鏡筒の繰出収納構造。
6. 請求項５記載のレンズ鏡筒の繰出収納構造において、上記外側進退環は上記固定環に設けた直進案内部によって光軸方向に直進移動可能に案内され、該外側進退環に設けた直進案内部によって上記内側進退環が光軸方向に直進移動可能に案内されることを特徴とするレンズ鏡筒の繰出収納構造。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の繰出収納構造において、上記カム環と外側進退環を結合させる結合手段は、
   上記カム環の大径部の外周面上に周方向に位置を異ならせて配置した複数の爪部と、該複数の爪部の光軸方向の像面側である後方に位置し光軸方向の被写体側である前方を向く周方向壁部；及び
   上記外側進退環の内周面に設けた、上記複数の爪部と周方向壁部の間に嵌って光軸方向移動が規制される周方向リブと、上記カム環に対する特定の回転位置で上記複数の爪部に対する該周方向リブの光軸方向の被写体側である前方への通過を許す複数の挿脱許容部；
   を備えていることを特徴とするレンズ鏡筒の繰出収納構造。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の繰出収納構造において、上記内側進退環は内部にレンズ群を保持していることを特徴とするレンズ鏡筒の繰出収納構造。

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