KR20060050865A - 줌 렌즈의 구동기구 - Google Patents

Abstract

줌 렌즈의 구동 기구는 광학 요소를 지지하고 전방 이동부재, 중간 이동부재, 후방 이동부재를 포함하고 있는 3개의 이동부재; 3개의 이동부재를 각각 독립하여 이동하기 위한 구동 장치를 포함하고 있는 공통 구동부재; 백래시를 제거하기 위하여 3개의 이동부재를 가압하는 제 1 및 제 2 스프링 부재를 포함하고 있는 가압부재를 구비하고 있다. 전방 이동부재와 후방 이동부재 중의 어느 하나는 각각의 제 1 및 제 2 스프링 부재의 한 단부가 공통적으로 연결되는 공통결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하고, 전방 이동부재와 후방 이동부재의 다른 하나와 중간 이동부재는 제 1 및 제 2 스프링 부재의 다른 단부가 개별적으로 연결되는 두개의 단일결합 스프링 지지부재로서의 역할을 한다.

줌 렌즈, 광학 요소, 렌즈 배럴, 광축, 스프링, 캠 홈, 캠 종동자

Description

줌 렌즈의 구동기구{DRIVE MECHANISM OF A ZOOM LENS}

도 1은 본 발명에 따른 줌 렌즈의 한 실시예의 와이드단에서의 길이방향의 단면도;

도 2는 도 1에 도시된 줌 렌즈의 텔레단에서의 길이방향의 단면도;

도 3은 도 1에 도시된 줌 렌즈의 수용 상태(완전히 수납된 상태)의 길이방향의 단면도;

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 줌 렌즈의 부품들의 분해 사시도;

도 5는 도 1 내지 도 3에 도시된 줌 렌즈의 CCD 홀더, 고정 배럴 및 다른 부품들의 분해 사시도;

도 6은 도 1 내지 도 3에 도시된 줌 렌즈의 제 1 직진 안내 링, 헬리코이드 링 및 제 3 외측 배럴의 분해 사시도;

도 7은 도 4에 도시되어 있는 캠 링, 제 2 직진 안내 링, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임의 분해 사시도;

도 8은 줌 렌즈의 와이드단에서의 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임 사이의 상대적인 위치 관계를 나타내는, 도 4 및 도 7에 도시된 줌 렌즈의 캠 링, 제 2 직진 안내 링, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임의 분해 사시도;

도 9는 줌 렌즈의 텔레단에서의 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임 사이의 상대적인 위치 관계를 나타내는, 도 4 및 도 7에 도시된 줌 렌즈의 캠 링, 제 2 직진 안내 링, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임의 분해 사시도;

도 10은 도 7에 도시된 쪽과 상이한 쪽에서 본, 캠 링, 제 2 직진 안내 링, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임의 분해 사시도;

도 11은 줌 렌즈의 제 2 렌즈 그룹 및 제 3 렌즈 그룹을 지지하는 지지 구조의 분해 사시도;

도 12는 제 1 렌즈 그룹을 지지하는 지지 구조의 분해 사시도;

도 13은 도 6에 도시된 제 1 직진 안내 링의 전개도;

도 14는 도 6에 도시되어 있는 헬리코이드 링과 제 3 외측 배럴의 전개도;

도 15는 줌 렌즈의 수납 상태에서의 캠 링에 고정된 한 세트의 롤러 종동자, 제 1 직진 안내 링, 헬리코이드 링 및 제 3 외측 배럴의 위치 관계를 나타내는 전개도;

도 16은 줌 렌즈가 줌 렌즈의 수납 상태에서 약간 전방으로 돌출된 상태에서, 한 세트의 롤러 종동자, 제 1 직진 안내 링, 헬리코이드 링 및 제 3 외측 배럴의 위치 관계를 나타내는, 도 15와 유사한 도면;

도 17은 제 1 직진 안내 링을 생략한 상태를 나타내는, 도 15와 유사한 도면;

도 18은 제 1 직진 안내 링을 생략한 상태를 나타내는, 도 16과 유사한 도 면;

도 19는 헬리코이드 링의 결합 오목부와 제 3 외측 배럴의 결합 돌기 사이의 위치 관계를 나타내는, 헬리코이드 링과 제 3 외측 배럴의 일부분의 전개도;

도 20은 헬리코이드 링의 결합 오목부와 제 3 외측 배럴의 결합 돌기의 결합 상태를 나타내는, 도 19와 유사한 도면;

도 21은 캠 링의 전개도;

도 22는 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임의 전개도;

도 23은 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임의 전개도;

도 24는 제 2 직진 안내 링의 전개도;

도 25는 줌 렌즈의 수납 상태에서의 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임, 캠 링 및 2 직진 안내 링의 위치 관계를 나타내는 전개도;

도 26은 줌 렌즈의 와이드단에서의 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임, 캠 링 및 제 2 직진 안내 링의 위치 관계를 나타내는 전개도;

도 27은 줌 렌즈의 텔레단에서의 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임, 캠 링 및 제 2 직진 안내 링의 위치 관계를 나타내는 전개도;

도 28은 조립하는 동안 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임을 캠 링내에 설치하는 도중의 상태를 나타내는, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임, 캠 링 및 제 2 직진 안내 링의 전개도;

도 29는 위치 제어 캠 바 부근에 있는 CCD 홀더의 일부분의 사시도;

도 3O은 후방으로부터 비스듬히 보았을 때, 줌 렌즈의 촬영 대기 상태에서의 캠 링, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임 및 제 3 렌즈 프레임(반경방향 퇴피 렌즈 프레임)의 사시도;

도 31은 후방으로부터 비스듬히 보았을 때, 줌 렌즈의 수납 상태에서의 캠 링, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임 및 제 3 렌즈 프레임의 사시도;

도 32는 제 3 렌즈 프레임이 촬영 위치에 유지되어 있는, 도 30에 도시된 상태에서의 캠 링, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임 및 제 3 렌즈 프레임의 배면도;

도 33은 제 3 렌즈 프레임이 반경방향 퇴피 위치에 유지되어 있는, 도 31에 도시된 상태에서의 캠 링, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임 및 제 3 렌즈 프레임의 배면도;

도 34는 도 1 내지 3에 도시된 줌 렌즈의 제 1 외부 배럴의 정면도;

도 35는 가압 스프링에 의해 렌즈 그룹 지지 이동 부재를 가압하는 도 1 내지 3에 도시된 줌 렌즈의 스프링 가압 구조의 개략적인 단면도;

도 36은 도 35에 도시된 스프링 가압구조와 비교되는 스프링 가압구조의 비교예를 나타내는 도 35와 유사한 단면도; 및

도 37은 도 35에 도시된 스프링 가압구조와 비교되는 스프링 가압구조의 다른 비교예를 나타내는 도 35와 유사한 단면도.

본 발명은 줌 렌즈에 관한 것이며, 특히 렌즈 그룹과 같은 줌 렌즈의 광학 요소를 구동하기 위한 구동기구에서의 스프링 가압 구조에 관한 것이다.

렌즈 그룹과 같은 광학 요소를 구동하기 위한 구동기구 줌 렌즈의 구동기구에서, 서로 다른 이동 방식으로 서로에 대하여 광축 방향으로 이동되는 복수의 이동 프레임은 복수의 이동 프레임의 백래시를 제거하기 위하여 가압 스프링에 의해 가압된다. 특히, 줌 렌즈의 하나 이상의 외부 배럴에는 외력이 가해질 가능성이 크며, 따라서 줌 렌즈의 외부 배럴은 외력에 의해 변위될 때 외부 렌즈 배럴의 정상 위치로 복귀할 수 있도록 강한 스프링 가압력에 의해 적절하게 가압될 필요가 있다. 동심으로 배열되어 있는 복수의 외부 배럴을 갖는 텔레스코픽 줌 렌즈에서, 최전방 외부 배럴이 촬영 광학 시스템의 모든 렌즈 그룹 중에서 최대 직경을 가지는 렌즈 그룹을 유지하는 것이 일반적이므로, 최전방 외부 배럴은 다른 이동 배럴 또는 프레임보다 중량이 무거워지는 경향이 있다. 그러므로, 종종 이러한 외부 배럴은 안정되게 유지될 수 있도록 강한 가압력에 의해서 가압되는 것을 필요로 한다.

광축 방향을 따라 정렬되는 3개의 이동부재(최전방 이동부재, 중간 이동부재 및 최후방 이동부재)가 서로 스프링 가압되는 경우에, 일반적으로 2개의 가압 스프링의 각각의 한 단부는 최전방 이동부재와 최후방 이동부재에 각각 고정되고, 2개의 가압 스프링의 다른 단부는 중간 이동부재에 고정된다.

그러나, 상술한 하나 이상의 외부 배럴을 포함하는 이동 프레임 사이에 이동량의 차이로 인해 가압 스프링의 스프링 가압력이 변화하는데, 이것은 각각의 이동 프레임에 안정된 가압력을 가하기 어렵게 한다. 예를 들면, 이동 프레임에 가해지 는 변화하는 스프링 가압력 중에서 최소 가압력을 기준 스프링 하중(최저 복귀력)으로 설정해야 하기 때문에, 스프링 가압력이 최대가 되었을 때에 스프링 하중은 지나치게 커지고, 줌 렌즈의 작동에 대하여 큰 부담이 될 수 있다. 그 결과, 모터 구동 줌 렌즈에서, 줌 모터는 강한 토크를 산출하는 대형으로 할 필요가 있는데, 이것은 줌 렌즈의 소형화 및 중량 감소를 달성하기 어렵게 한다.

중간 이동부재의 전방 및 후방에 2개의 가압 스프링이 각각 배열되어 있는 상술한 구조에서, 각각의 가압 스프링은 광축 방향으로 가압 스프링에 인접한 2개의 이동부재 사이의 거리보다 큰 길이를 가질 수 없으며, 따라서 비교적 스프링 상수가 큰 가압 스프링을 사용할 필요가 있다. 그러나, 이러한 가압 스프링의 사용은 줌 렌즈의 조립을 어렵게 한다. 또한, 이 구조에서는 2개의 가압 스프링 사이에 가압력의 밸런스를 잡는 것이 어렵다.

본 발명은 이동 프레임에 과도하게 스프링 하중을 증가시키는 일 없이 복수의 광학 요소를 각각 지지하는 복수의 이동부재에 대하여 안정된 스프링 가압력을 가할 수 있는, 줌 렌즈의 복수의 광학 요소를 구동하기 위한 구동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한 가압 스프링의 설치 및 가압력 설정(조정)이 용이한 줌 렌즈의 복수의 광학 요소를 구동하기 위한 구동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따라 촬영 광학 시스템의 적어도 3개의 광학 요소를 광축 방향으 로 구동하기 위한 줌 렌즈의 구동기구가 제공되며, 상기 구동기구는 3개의 광학 요소를 각각 지지하고 광축 방향으로 회전하지 않고 직진 안내되며 광축 방향에서 줌 렌즈의 전방으로부터 순서대로 전방 이동부재, 중간 이동부재 및 후방 이동부재; 전방 이동부재, 중간 이동부재 및 후방 이동부재를 서로 독립적으로 광축 방향으로 이동하기 위한 구동장치를 포함하는 공통 구동부재; 전방 이동부재, 중간 이동부재, 후방 이동부재 및 구동장치 사이의 백래시를 제거하기 위한 제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재;를 포함하고 있고, 전방 이동부재와 후방 이동부재 중의 하나는 공통결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하고, 전방 이동부재와 후방 이동부재 중의 다른 하나와 중간 이동부재는 2개의 단일결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하고, 제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재의 한 단부는 공통결합 스프링 지지부재에 연결되고, 제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재의 다른 단부는 2개의 단일결합 스프링 지지부재에 연결된다.

제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재가 공통결합 스프링 지지부재를 광축 방향에서 동일한 가압 방향으로 가압하는 것이 바람직하다.

촬영 광학 시스템의 줌 동작에 따라 공통 구동부재에 의해서 전방 이동부재, 중간 이동부재 및 후방 이동부재가 광축 방향으로 서로 독립적으로 이동될 때, 제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재 중의 하나의 가압력이 증가하는 경우 다른 하나의 가압력이 감소하도록 제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재가 배열되는 것이 바람직하다.

공통결합 스프링 지지부재를 줌 렌즈의 외부 부재로 하는 것이 바람직하다.

전방 이동부재, 중간 이동부재 및 후방 이동부재에 의해 각각 지지되는 3개의 광학 요소가 3개의 렌즈 그룹을 포함하도록 하고, 공통결합 스프링 지지부재에 의해 지지되는 렌즈 그룹이 3개의 렌즈 그룹중에서 최대 직경을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

공통결합 스프링 지지부재에 의해 지지되는 렌즈 그룹이 촬영 광학 시스템 에서 최전방 렌즈 그룹을 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

공통 구동부재가 광축 주위로 회전가능한 캠 링을 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 공통 구동부재의 구동장치는 상이한 캠 궤적을 갖도록 캠 링의 내주면과 외주면의 적어도 하나에 형성되는 제 1 캠 홈, 제 2 캠 홈 및 제 3 캠 홈을 포함한다. 3개의 이동부재는 제 1 캠 홈, 제 2 캠 홈 및 제 3 캠 홈에 각각 미끄럼 이동 가능하게 맞물리는 제 1 캠 종동자, 제 2 캠 종동자 및 제 3 캠 종동자를 포함한다.

각각의 제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재가 적어도 하나의 인장 코일 스프링을 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

줌 렌즈는 광축 주위에 동심으로 배열되는 복수의 외부 이동 배럴을 가진 텔레스코픽 줌 렌즈로 하고, 공통결합 스프링 지지부재는 복수의 외부 이동 배럴 중에서 반경방향으로 최내측 외부 이동 배럴로서의 역할을 하는 것이 바람직하다.

후방 이동부재는 3개의 이동부재의 독립적으로 구비된 직진 안내 부재에 의해 광축 방향으로 직진 안내되도록 하는 것이 바람직하다.

실시예에서, 광축 방향으로 회전하지 않고 직진 안내되며 줌 렌즈의 전방으 로부터 순서대로 전방 이동부재, 중간 이동부재, 후방 이동부재; 전방 이동부재, 중간 이동부재, 후반 이동부재에 형성된 캠 종동자가 미끄럼 이동 가능하게 끼워맞춤되는 캠 홈을 포함하고 있는 캠 링; 캠 종동자와 캠 홈 사이의 백래시를 제거하기 위하여 광축 방향으로 동일한 가압 방향으로 전방 이동부재, 중간 이동부재, 후방 이동부재를 가압하는 제 1 스프링 부재 및 제 2 스프링 부재;를 포함하고 있는 줌 렌즈의 구동기구가 제공되며, 상기 캠 링은 광축 방향으로 전방 이동부재, 중간 이동부재, 후방 이동부재를 서로 독립적으로 이동시키도록 광축 주위로 회전된다. 제 1 스프링 부재의 한 단부와 제 2 스프링 부재의 한 단부는 전방 이동부재와 후방 이동부재의 하나에 연결되고, 제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재의 다른 단부는 전방 이동부재와 후방 이동부재의 다른 하나 및 중간 이동부재에 각각 연결된다.

본 발명에 따라 구동기구는 간단한 구조로 이동부재에 대하여 스프링 부하를 과도하게 증가시키는 일 없이 복수의 이동 프레임 각각에 안정된 스프링 가압 력을 가할 수 있다. 게다가, 가압 스프링의 설치 작업성 및 가압 스프링의 가압력의 균형을 맞추는 작업성이 향상된다.

(실시예)

본 발명은 첨부된 도면을 참고하여 아래에서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 줌 렌즈의 한 실시예를 다른 상태에서 도시하고 있다. 도 1은 와이드단(wide-angle extremity: 광각단이라고도 함)에서의 줌 렌즈(10)의 상태를 나타내고 있고, 도 2는 텔레단(telephoto extremity: 망원단 이라고도 함)에서의 줌 렌즈(10)의 상태를 나타내고 있으며, 도 3은 수납 위치(완전히 수납된 위치)에서의 줌 렌즈의 상태를 나타내고 있다. 줌 렌즈(10)는 디지털 카메라(카메라 보디는 도면에 도시되어 있지 않음)에 내장된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 줌 렌즈(10)의 촬영대기 상태에 있어서의 줌 렌즈(10)의 촬영 광학 시스템은, 제 1 렌즈 그룹(LG1), 제 2 렌즈 그룹(LG2), 셔터(S), 제 3 렌즈 그룹(LG3), 제 4 렌즈 그룹(LG4), 로 패스 필터(광 필터)(11) 및 CCD 촬상 센서(고체 촬상 소자)(12)로 이루어져 있다. 제 1 렌즈 그룹(LG1), 제 2 렌즈 그룹(LG2), 제 3 렌즈 그룹(LG3)이 촬영 광축(Z1)을 따라 소정의 이동 방식으로 구동되어, 주밍 동작을 실행하는 한편, 제 4 렌즈 그룹(LG4)이 촬영 광축(Z1)을 따라 구동되어 포커싱 동작을 실행한다. 이하의 설명 중에서 "광축 방향"이라는 용어는, 특별히 언급이 없다면 촬영 광축(Z1)과 평행한 방향을 의미한다.

도 4는, 줌 렌즈(10)의 구성 요소의 분해도이고, 도 5 내지 도 12는, 이러한 구성 요소의 확대도이다. 줌 렌즈(10)는 카메라 보디(도시하지 않음)내에 편입되어 있고, 이 카메라 보디에 대하여 고정되는 고정 배럴(13)을 구비하고 있다. 이 고정 배럴(13)의 후방부에 CCD 홀더(14)(고정 부재)가 고정되어 있다. CCD 홀더(14)의 중앙부에는 CCD 촬상 센서(12)가 장착되어 CCD 베이스 플레이트(15)를 통해 고정되어 있다. 로 패스 필터(11)가 CCD 홀더(14)에 의해 유지되어 CCD 촬상 센서(12)의 전방부에 위치되어 있다. 로 패스 필터(11)와 CCD 촬상 센서(12)의 사이는 환형 밀봉 부재(16)가 설치되어 그 사이의 틈을 밀봉한다.

줌 렌즈(10)는 고정 배럴(13)내에 촬영 광축(Z1)을 중심으로 회전함이 없이 광축 방향으로 직진 안내되는 AF 렌즈 그룹(제 4 렌즈 그룹(LG4)을 지지하고 유지하는 제 4 렌즈 프레임; 17)을 구비하고 있다. 특히, 줌 렌즈(10)는 촬영 광축(Z1)을 중심으로 AF 렌즈 프레임(17)을 회전시킴이 없이 광축 방향으로 AF 렌즈 프레임(17)을 안내하기 위해 촬영 광축(Z1)에 평행하게 뻗어 있는 한 쌍의 AF 가이드 축(18A, 18B)을 구비하고 있다. 고정 배럴(13)과 CCD 홀더(14)에 한 쌍의 AF 가이드 축(18A, 18B)의 각 가이드 축의 전단부와 후단부가 각각 고정되어 있다. AF 렌즈 프레임(17)은 그 반경방향 양측에 한 쌍의 AF 가이드 축(18A, 18B)이 각각 끼워지는 한 쌍의 가이드 구멍(가이드 홈)을 구비하여, AF 렌즈 프레임(17)은 한 쌍의 AF 가이드 축(18A, 18B)상에서 미끄럼 이동 가능하다. 한 쌍의 AF 가이드 축(18A, 18B)을 지지하는 고정 배럴(13)과 CCD 홀더(14)의 부분은 고정 배럴(13)의 외경측으로부터 반경방향 외측으로 돌출하고 있고, 따라서 AF 가이드 축(18A, 18B)은 고정 배럴(13)의 반경방향 외측에 위치되어 있다.

줌 렌즈(10)는 내부에 고정 배럴(13)에 고정된 AF 모터(19)를 구비하고 있다. AF 렌즈 프레임(17)은 AF 모터(19)의 구동력에 의해 광축 방향으로 진퇴될 수 있다. AF 모터(19)의 회전 드라이브 샤프트는 나사가 형성되어 있어 이송 나사 샤프트(회전 유도 나사)로서 기능하고, 이 회전 드라이브 샤프트는 AF 너트(20)(도 5 참조)상에 형성된 암 나사 구멍을 통해 나사결합하고 있다. AF 렌즈 프레임(17)은 AF 너트(20)에 대해 광축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 결합되고, 인장 코일 스프링(가압 부재; 21)에 의해 광축 방향 전방으로 가압되고 있고, AF 렌즈 프레임(17)의 전방 이동단은 광축 방향으로 서로 대향하고 있는 AF 너트(20)의 표면과 AF 렌즈 프레임(17)의 표면 사이의 맞닿음에 의해 결정된다. AF 모터(19)의 회전 드라이브 샤프트의 회전에 의한 광축 방향의 AF 너트(20)의 후방 이동은 AF 렌즈 프레임(17)가 AF 너트(20)에 의해 후방으로 가압되어 인장 코일 스프링(21)의 가압력에 대항하여 후방으로 이동되도록 한다. 이런 구조에 의해, AF 모터(19)의 회전 드라이브 샤프트를 회전시키면, AF 렌즈 프레임(17)이 광축 방향으로 진퇴된다.

줌 렌즈(10)는 촬영 광축(Z1)과 평행한 줌 기어 축(22a)상에서 회전가능하도록 고정 배럴(13)에 의해 지지되어 있는 줌 기어(22)를 구비하고 있다. 줌 기어 축(22a)의 전단부 및 후단부는 각각 고정 배럴(13) 및 CCD 홀더(14)에 고정되어 있다. 줌 기어(22)는 그것의 기어 치형부가 고정 배럴(13)의 내주면으로부터 반경방향으로 부분적으로 돌출하도록 위치되어 있고, 줌 모터(23)(도 4에 직사각형 라벨로 개념적으로 나타냄)에 의해 정역으로 회전될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 고정 배럴(13)은 그 내주면에 암 헬리코이드(13a), 3개 한 세트의 직진 안내 홈(13b), 3개 한 세트의 경사 홈(13c), 및 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d)을 구비하고 있다. 암 헬리코이드(13a)의 나사산은 광축 방향 및 고정 배럴(13)의 원주 방향 모두에 대해 경사진 방향으로 뻗어 있다. 3개 한 세트의 직진 안내 홈(13b)은 광축 방향(Z1)에 평행하게 뻗어 있다. 3개 한 세트의 경사 홈(13c)은 암 헬리코이드(13a)에 평행하게 뻗어 있다. 3개 한 세트의회전 가이드 홈(13d)은 각각 3개 한 세트의 경사 홈(13c)의 전단부와 연통하도록 고정 배럴(13)의 원주를 따라 뻗어 있도록 고정 배럴(13)의 내주면의 전단부 근처에 형성되어 있다. 암 헬리코이드(13a)는 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d) 바 로 뒤에 위치하는 고정 배럴(13)의 내주면의 특정 전방 영역에는 형성되어 있지 않다. 각각의 3개 한 세트의 상기 홈(3개 한 세트의 직진 안내 홈(13b), 3개 한 세트의 경사 홈(13c) 및 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d))에 관해서는, 각각의 세트의 홈이 고정 렌즈 배럴(13)의 내주면상에 원주 방향 위치를 달리하여 배열되어 있는 3개의 홈들로 이루어져 있지만, 도 5에서는 3개 홈들 중 일부만이 보여지고 있다.

줌 렌즈(10)는 고정 배럴(13)의 내측에 헬리코이드 링(25)을 구비하고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 헬리코이드 링(25)은 그것의 외주면상에 수 헬리코이드(25a)와 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)를 구비하고 있다. 수 헬리코이드(25a)는 암 헬리코이드(13a)와 결합하고, 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)는 3개 한 세트의 경사 홈(13c) 또는 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d) 내에 각각 결합된다. 헬리코이드 링(25)은 수 헬리코이드(25a) 나사산부에 줌 기어(22)와 맞물리는 환형상 기어(25c)를 구비하고 있다. 따라서, 줌 기어(22)의 회전이 환형상 기어(25c)에 전달되었을 때, 헬리코이드 링(25)은, 수 헬리코이드(25a)가 암 헬리코이드(13a)와 나사결합된 상태로 유지되는 소정의 범위내에서는 촬영 광축(Z1)을 중심으로 회전하면서 광축 방향으로 진퇴한다. 헬리코이드 링(25)의 전방 이동이 고정 배럴(13)에 대해 소정의 지점을 넘으면, 수 헬리코이드(25a)가 암 헬리코이드(13a)로부터 이탈하게 되어, 헬리코이드 링(25)은 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)와 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d)의 결합에 의해 고정 배럴(13)에 대해 광축 방향으로 이동함이 없이 촬영 광축(Z1)을 중심으로 회전만 한다. 암 헬리코 이드(13a)가 수 헬리코이드(25a)와 결합 관계에 있는 상태에서는, 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)는 3개 한 세트의 경사 홈(13c) 내에 각각 위치되고, 따라서 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)와 암 헬리코이드(13a)는 서로 간섭하지 않는다.

도 1 내지 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 줌 렌즈(10)는 3개의 외부 텔레스코핑 배럴: 촬영 광축(Z1)을 중심으로 동심으로 배열되어 있는 제 1 외부 배럴(전방 이동부재/공통결합 스프링 지지부재/외부 부재)(37), 제 2 외부 배럴(34) 및 제 3 외부 배럴(26)을 가진 텔레스코픽 타입이다. 헬리코이드 링(25)은 제 3 외부 배럴(26)과 함께 촬영 광축(Z1)을 중심으로 회전하면서 광축 방향으로 이동한다. 헬리코이드 링(25)은 그것의 내주면상의 3개소의 다른 원주 방향 위치에 3개의 회전 전달 오목부(결합 오목부; 25d)를 구비하고 있고, 3개의 회전 전달 오목부(25d)의 전단부는 헬리코이드 링(25)의 전단부에서 개방되어 있다. 제 3 외부 배럴(26)은 대응하는 3개소의 다른 원주 방향 위치에 3개의 회전 전달 돌기(결합 돌기; 26a)를 구비하고 있고, 이 3개의 회전 전달 돌기(26a)는 전방으로부터 3개의 회전 전달 오목부(25d)내로 각각 결합될 수 있도록 제 3 외부 배럴(26)의 후단부로부터 후방으로 돌출하고 있다(도 14 참조). 3개의 회전 전달 돌기(26a)와 3개의 회전 전달 오목부(25d)는 촬영 광축(Z1)이 방향으로 서로에 대해 이동가능하고, 촬영 광축(Z1)을 중심으로 서로에 대해 회전 불가능하다. 즉, 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)은 일체로 회전한다. 헬리코이드 링(25)은, 그것의 3개소의 다른 원주 방향 위치에서 3개의 회전 가이드 돌기(25b)의 전방면에 3개 한 세트의 결 합 오목부(25e)를 구비하고 있고, 이 3개 한 세트의 결합 오목부(25e)는 헬리코이드 링(25)의 전단부에서 개방되어 있도록 헬리코이드 링(25)의 내주면상에 형성되어 있다. 제 3 외부 배럴(26)은, 대응하는 3개소의 다른 원주 방향 위치에 3개 한 세트의 결합 돌기(26b)를 구비하고 있고, 이 3개 한 세트의 결합 돌기(26b)는, 전방으로부터 3개 한 세트의 결합 오목부(25e)내로 각각 결합될 수 있도록, 제 3 외부 배럴(26)의 후단부로부터 후방으로 돌출하고, 또한 반경방향 외측으로 돌출하고 있다. 3개 한 세트의 결합 오목부(25e)내로 각각 결합되는 3개 한 세트의 결합 돌기(26b)는 또한 회전 가이드 돌기(25b)가 3개의 한 세트의 회전 가이드 홈(13d)에 결합할 때 동시에 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d)내에 결합된다.

헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)은 압축 코일 스프링(도시 안함)에 의해 광축 방향에 있어 서로로부터 이간하는 반대 방향으로 가압되어 있다. 이 압축 코일 스프링은 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)의 사이에 압축된 형태로 설치되어 있다. 따라서, 제 3 외부 배럴(26)의 3개 한 세트의 결합 돌기(26b)는 각각 압축 코일 스프링의 스프링력에 의해 회전 가이드 홈(13d)의 전방 안내 면에 대해 가압된다. 이와 동시에, 헬리코이드 링(25)의 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)가 각각 압축 코일 스프링의 스프링력에 의해 회전 가이드 홈(13d)의 후방 안내 면에 대해 가압된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제 3 외부 배럴(26)은 그것의 내주면에 촬영 광축(Z1)과 평행하게 뻗어 있는 3개 한 세트의 회전 전달 홈(26c)을 구비하고 있다. 각각의 회전 전달 홈(26c)의 전단부는 제 3 외부 배럴(26)의 전단부에서 폐쇄되어 있고, 각각의 회전 전달 홈(26c)의 후단부는 제 3 외부 배럴(26)의 후단부에서 개구되어 있다. 이 3개의 회전 전달 홈(26c)의 원주 방향 위치는 각각 3개의 회전 전달 돌기(26a)의 원주 방향 위치에 대응한다. 보다 상세하게는, 도 14, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 각각의 회전 전달 돌기(26a)는 장 돌기부(26a1)와, 광축 방향 후방으로의 돌출량이 장 돌기부(26a1)보다 작은 단 돌기부(26a2)로 이루어지고, 회전 전달 홈(26c)의 후단 개구부는 장 돌기부(26a1)와 단 돌기부(26a2) 사이에 위치하고 있고, 따라서 제 3 외부 배럴(26)의 원주 방향에서 서로 대향하는 장 돌기부(26a1)의 표면과 단 돌기부(26a2)의 표면이 회전 전달 홈(26c)의 일부(후단 개구부)를 형성하고 있다.

한편, 헬리코이드 링(25)은 그것의 내주면에, 3개의 회전 전달 오목부(25d)와 각각 연통하는 3개 한 세트의 상대 회전 허용 홈(25f)을 구비하고 있다. 이 3개의 상대 회전 허용 홈(25f)은 촬영 광축(Z1)을 중심으로 하는 원의 원주 방향을 따라 뻗어 있고, 각각의 상대 회전 허용 홈(25f)의 일단부(도 14에서 보았을 때 좌측 단부)가 회전 전달 오목부(25d)와 연통하고 있고, 각각의 상대 회전 허용 홈(25f)의 타단부(도 14에서 보았을 때 우측 단부)가 폐단부로서 형성되어 있다. 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)을 서로 조합시킨 상태에서는, 도 20에 도시된 바와 같이, 각각의 상대 회전 허용 홈(25f)이 회전 전달 홈(26c)의 후단 개구부(도 20에서 보았을 때 장 돌기부(26a1)의 우측 면)에 연통하여, 이 상대 회전 허용 홈(25f)과 회전 전달 홈(26c)이 함께 L자 모양의 홈부를 형성한다.

줌 렌즈(10)는 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)의 내측에 제 1 직진 안내 링(30)을 구비하고 있다. 헬리코이드 링(25)은 그것의 내주면에, 촬영 광축(Z1)을 중심으로 원주 방향으로 뻗어 있는 원주 방향 홈(25g)을 구비하고, 제 3 외부 배럴(26)은 그것의 후단부와 전단부 근처의 내주면에, 촬영 광축(Z1)을 중심으로 원주 방향으로 각각 뻗어 있는 후방 원주 방향 홈(26d) 및 전방 원주 방향 홈(26e)을 구비하고 있다(도 6 참조). 도 6 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 직진 안내 링(30)은 그것의 외주면에, 광축 방향의 후방으로부터 차례로 제 1 복수의 상대 회전 가이드 돌기(30a), 제 2 복수의 상대 회전 가이드 돌기(30b), 및 제 3 복수의 상대 회전 가이드 돌기(30c)를 구비하고 있다. 제 1 복수의 상대 회전 가이드 돌기(30a), 제 2 복수의 상대 회전 가이드 돌기(30b), 및 제 3 복수의 상대 회전 가이드 돌기(30c)는 각각 원주 방향 홈(25g), 후방 원주 방향 홈(6d), 및 전방 원주 방향 홈(26e)내에 결합된다. 이 결합에 의해, 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)은, 제 1 직진 안내 링(30)에 대해 상대 회전 가능한 동시에 제 1 직진 안내 링(30)에 대해 광축 방향으로의 상대 이동이 규제되도록 제 1 직진 안내 링(30)에 의해 지지된다. 또, 제 1 직진 안내 링(30)을 통해, 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)은 광축 방향으로 서로로부터 완전히 분할되는 것이 방지된다. 제 1 직진 안내 링(30)은 그것의 후단부 부근의 다른 원주 방향 위치에, 반경방향 외측으로 돌출하는 3개 한 세트의 직진 안내 돌기(30d)를 구비하고 있다. 이 3개 한 세트의 직진 안내 돌기(30d)와 고정 배럴(13)의 3개 한 세트의 직진 안내 홈(13b)의 결합에 의해, 제 1 직진 안내 링(30)은 회전하는 일 없이 광축 방향으로 직진 안내된다.

제 1 직진 안내 링(30)은 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)을 구비하고 있고, 이 관통 슬롯은 제 1 직진 안내 링(30)을 관통하여 반경방향으로 형성되어 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 각각의 관통 슬롯(30e)은, 제 1 직진 안내 링(30)의 원주 방향으로 뻗어 있는 원주 방향 슬롯부(30e-1), 이 원주 방향 슬롯부(30e-1)의 일단부(도 13에서 보았을 때 우측 단부)로부터 비스듬하게 뻗어 있는 제 1 리드 슬롯부(30e-2), 및 제 1 리드 슬롯부(30e-2)의 일단부(도 13에서 보았을 때 우측 단부)로부터 비스듬하게 뻗어 있는 제 2 리드 슬롯부(30e-3)를 포함하고 있다. 제 1 직진 안내 링(30)의 원주 방향에 대한 제 1 리드 슬롯부(30e-2)의 경사각은 제 1 직진 안내 링(30)의 원주 방향에 대한 제 2 리드 슬롯부(30e-3)의 경사각보다 크다. 줌 렌즈(10)는, 전방부가 제 1 외부 배럴(37)내에 끼워지는 캠 링(공통 구동부재)(31)을 구비하고 있다. 캠 링(31)의 외주면의 다른 원주 방향 위치에 고정된 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)가 각각 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)내에 끼워져 있다. 이 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)는 또한 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)을 관통하여 3개 한 세트의 회전 전달 홈(26c)(또는 3개 한 세트의 상대 회전 허용 홈(25f))내에 끼워져 있다.

고정 배럴(13)로부터 캠 링(31)까지의 줌 렌즈(10)의 가동 요소의 전진 동작을 이하에 설명한다. 줌 모터(23)에 의해 줌 기어(22)를 렌즈 배럴 전진 방향으로 회전시키면, 암 헬리코이드(13a)와 수 헬리코이드(25a)의 관계에 의해 헬리코이드 링(25)이 회전하면서 전방으로 전진하게 된다. 제 1 복수의 상대 회전 가이드 돌기(30a)와 원주 방향 홈(25g)의 결합, 제 2 복수의 상대 회전 가이드 돌기(30b)와 후방 원주 방향 홈(26d), 및 제 3 복수의 상대 회전 가이드 돌기(30c)와 전방 원주 방향 홈(26e)의 결합으로 인해, 제 3 외부 배럴(26)과 제 1 직진 안내 링(30) 사이 및 헬리코이드 링(25)과 제 1 직진 안내 링(30) 사이의 각각의 상대 회전을 허용하고, 공통 회전 축(즉, 촬영 광축(Z1))의 방향을 따라 함께 이동되는 것을 허용하도록, 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)은 각각 제 1 직진 안내 링(30)에 대해 결합되어 있기 때문에, 헬리코이드 링(25)의 이 회전은 제 3 외부 배럴(26)이 헬리코이드헬리코이드 링(25)과 함께 회전하면서 헬리코이드 링(25)과 함께 전진하게 하고, 또한 제 1 직진 안내 링(30)이 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)과 함께 전방으로 직진 이동하게 한다.

줌 렌즈(10)의 수납 상태에서는, 도 15 및 도 17에 도시된 바와 같이, 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)는 각각 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)의 원주 방향 슬롯부(30e-1)내에 결합되어 있고, 또한 3개의 상대 회전 허용 홈(25f)의 폐쇄 단부내에 결합되어 있다. 도 l5 및 도 17은 동일한 상태를 나타내고 있지만, 도 17에서는 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)의 동작을 도면에서 보기 쉽게 하기 위해, 관통 슬롯(30e)만을 남겨 두고 제 1 직진 안내 링(30)을 지우고 있다. 또, 도 15 및 도 17에서는, 제 1 직진 안내 링(30)(3개 한 세트의 관통 슬롯(30e))은, 본래 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)의 하측(반경방향 내측)에 숨겨져 보이지 않는 위치에 있지만, 도면 중에서는 실선으로 나타내고 있다.

그리고, 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)이 회전하면서 전방으로 전진될 때, 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)의 전진의 초기 단계에 있어서 는, 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)가 각각 상대 회전 허용 홈(25f)내에 위치하고 있기 때문에, 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)의 회전은 캠 링(31)에는 전달되지 않는다. 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)는, 그것들과 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)의 원주 방향 슬롯부(30e-1)의 개별적인 결합 관계에 의해, 광축 방향으로는 헬리코이드 링(25), 제 3 외부 배럴(26) 및 제 1 직진 안내 링(30)과 함께 이동된다. 따라서, 줌 렌즈(10)의 수납 상태로부터의 줌 렌즈(10)의 전진 동작의 초기 단계에 있어서는, 캠 링(31)은 회전하지 않고 광축 방향 전방으로 이동된다.

도 16 및 도 18은, 도 15 및 도 17에 도시된 줌 렌즈(10)의 수납 상태로부터 약 3O도 회전한 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)의 상태를 나타내고 있다. 도 16 및 도 18에 도시된 상태에서는, 각각의 롤러 종동자(32)가 상대 회전 허용 홈(25f)과 회전 전달 홈(26c)의 교차부에 결합되어 있어, 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)의 회전이 상대 회전 허용 홈(25f)의 좌측 단부에서 회전 전달 홈(26c)의 측면(도 20에서 보았을 때 좌측 면)에 의해 롤러 종동자(32)로 전달될 수 있다. 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)이 회전하면서 더 전진 이동하면, 각각의 롤러 종동자(32)가 원주 방향 슬롯부(30e-1)로부터 관통 슬롯(30e)의 제 1 리드 슬롯부(30e-2)로 도 16 및 도 18에서 보았을 때 우측으로 이동하게 된다. 각 관통 슬롯(30e)의 제 1 리드 슬롯부(30e-2)는 관통 슬롯(30e)의 원주 방향 슬롯부(30e-1)로부터 멀어지는 방향으로 제 1 직진 안내 링(30)의 전단부(도 16에서 보았을 때 상단부)에 접근하도록 제 1 직진 안내 링(30)의 원주 방향에 대해 경사져 있기 때문에, 해당 관통 슬롯(30e)의 제 1 리드 슬롯부(30e-2)내에서의 각각 의 롤러 종동자(32)의 전방 이동은, 롤러 종동자(32)가 상대 회전 허용 홈(25f)으로부터 분리되어 회전 전달 홈(26c)내에 결합되게 한다(즉, 롤러 종동자(32)가 상대 회전 허용 홈(25f)으로부터 회전 전달 홈(26c)으로 진입된다). 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)가 3개 한 세트의 회전 전달 홈(26c)내에 각각 결합되어 있는 상태에서는, 제 3 외부 배럴(26)이 회전할 때에는 항상, 3개 한 세트의 회전 전달 홈(26c)과 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)의 결합을 통해, 제 3 외부 배럴(26)의 토크(회전력)가 캠 링(31)에 전달된다. 그때, 제 1 직진 안내 링(30)에 대해 캠 링(31)은 회전하면서 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)의 제 1 리드 슬롯부(30e-2)의 형상에 따라 전방으로 전진한다. 이때, 각각의 롤러 종동자(32)는, 회전 전달 홈(26c)으로부터 토크를 전달받으면서 이 회전 전달 홈(26c)내에서 광축 방향 전방으로 이동한다. 전술한 바와 같이, 제 1 직진 안내 링(30) 자체도 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)과 함께 전방으로 직진 이동하고 있기 때문에, 캠 링(31)은, 제 1 직진 안내 링(30)(및 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26))의 전방으로의 직진 이동분과, 3개 한 세트의 롤로 종동자(32)와 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)의 제 1 리드 슬롯부(30e-2)의 결합을 통한 캠 링(31)의 전진 이동분의 합산 이동량만큼 광축 방향으로 전진 이동한다.

헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)의 상술한 회전 전진 동작은 암 헬리코이드(13a)와 수 헬리코이드(25a)가 서로 나사결합하고 있을 때에만 행해진다. 이때, 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)는 각각 3개 한 세트의 경사 홈(13c)내에서 이동하고 있다. 헬리코이드 링(25)이 소정 이동량만큼 전진되면, 암 헬리코 이드(13a)와 수 헬리코이드(25a)가 서로로부터 결합해제되어, 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)가 각각 3개 한 세트의 경사 홈(13c)으로부터 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d)로 이동한다. 암 헬리코이드(13a)와 수 헬리코이드(25a)의 결합해제시에는 회전하더라도, 헬리코이드 링(25)이 고정 배럴(13)에 대해 광축 방향으로 이동하지 않기 때문에, 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)은, 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)와 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d)의 미끄럼이동 결합관계에 의해 광축 방향으로 이동함이 없이 광축 방향 일정 위치에서 회전하게 된다.

또, 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)가 3개 한 세트의 경사 홈(13c)으로부터 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d)내로 미끄럼 이동한 시점에서 소정 시간 경과 후에, 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)는 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)의 제 1 리드 슬롯부(30e-2)로부터 제 2 리드 슬롯부(30e-3)내로 들어간다. 각각의 관통 슬롯부(30e)의 제 2 리드 슬롯부(30e-3)는, 제 1 리드 슬롯부(30e-2)로부터 멀어지고 제 1 직진 안내 링(30)의 전단부(도 16에서 보았을 때 상단부)로 접근하는 방향으로 제 1 직진 안내 링(30)에 대해 경사져 있기 때문에, 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)을 광축 방향 정위치에서 렌즈 배럴 전진 방향으로 더 회전시키면, 각각의 롤러 종동자(32)가 관통 슬롯(30e)의 제 2 리드 슬롯부(30e-3)내에서 전방으로 이동하게 된다. 즉, 캠 링(31)은 1 직진 안내 링(30)에 대해 회전하면서 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)의 제 2 리드 슬롯부(30e-3)의 형상을 따라 전방으로 이동된다. 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)은, 3개 한 세트의 롤러 종동자 (32)와 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)의 결합과 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)와 3개 한 세트의 회전 전달 홈(26c)의 결합에 의해, 토크를 캠 링(31)에 전달하는 회전 구동 부재로서 기능한다.

줌 기어(22)를 줌 모터(23)를 통해 렌즈 배럴 수납 방향으로 회전 구동시키면, 줌 렌즈(10)의 상기 가동 요소들은 고정 배럴(13)로부터 캠 링(31)으로 이상의 전진 동작과 반대로 동작하게 된다. 이 반대의 동작으로, 광축 방향 정위치에서 회전하는 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)은, 암 헬리코이드(13a)와 수 헬리코이드(25a)가 서로 결합한 후, 회전하면서 광축 방향 후방으로 이동한다. 제 1 직진 안내 링(30)은, 항상 회전하는 일 없이, 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)에 추종하면서 광축 방향으로 직진 이동한다. 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)가 각각 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)의 제 1 리드 슬롯부(30e-2) 또는 제 2 리드 슬롯부(30e-3) 내에 결합되어 있을 때에는, 캠 링(31)은 렌즈 배럴 수납 방향으로의 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)의 회전에 의해, 헬리코이드 링(25), 제 3 외부 배럴(26) 및 제 1 직진 안내 링(30)에 대해 광축 방향 후방으로 상대 이동한다. 이때, 각각의 롤러 종동자(32)는, 동일한 회전 전달 홈(26c)으로부터 토크를 전달받으면서, 이 회전 전달 홈(26c)내에서 광축 방향 후방으로 이동한다. 그런 다음, 관통 슬롯(30e)의 제 1 리드 슬롯부(30e-2)로부터 원주 방향 슬롯부(30e-1)내로 이동한 때에, 각각의 롤러 종동자(32)는 회전 전달 홈(26c)의 후단 개구부로부터 벗어나 상대 회전 허용 홈(25f)내에 결합된다. 이 시점에서, 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)의 회전이 3개 한 세트의 롤러 종동자(32) 로 전달되는 것이 중지되고, 그에 따라 캠 링(31)은, 회전하는 일 없이, 헬리코이드 링(25), 제 3 외부 배럴(26) 및 제 1 직진 안내 링(30)과 함께 광축 방향 후방으로 이동된다. 각각의 롤러 종동자(32)는 상대 회전 허용 홈(25f)내에서 이동하고, 줌 렌즈(10)는, 각각의 롤러 종동자(32)가 상대 회전 허용 홈(25f)의 폐쇄 단부(도 14에서 보았을 때 우측 단부)에 도달한 때에 수납 위치에 위치하게 된다.

캠 링(31)의 반경방향 내부의 줌 렌즈(10)의 구조를 아래에 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 직진 안내 링(30)은 그것의 내주면에, 촬영 광축(Z1)과 평행하게 뻗어 다른 원주 방향 위치에 형성된 3쌍 한 세트의 제 1 직진 안내 홈(30f) 및 촬영 광축(Z1)과 평행하게 뻗어 다른 원주 방향 위치에 형성된 6개 한 세트의 제 2 직진 안내 홈(30g)을 구비하고 있다. 각 쌍의 제 1 직진 안내 홈(30f)은 각각 제 1 직진 안내 링(30)의 원주 방향에서 제 2 직진 안내 홈(30g)의 양측에 위치되어 있다(제 2 직진 안내 홈(30g)마다). 줌 렌즈(10)는 제 1 직진 안내 링(30)의 내부에 제 2 직진 안내 링(직진 안내 부재)(33)을 구비하고 있다. 제 2 직진 안내 링(33)은 그것의 외측 가장자리에 제 2 직진 안내 링(33)의 링부(33b)로부터 반경방향 외측으로 돌출하는 3개 한 세트의 분기형 돌기(33a)(도 7 내지 도 10 및 도 24 참조)를 구비하고 있다. 각각의 분기형 돌기(33a)는 그것이 반경방향 외단부에 대응하는 쌍의 제 1 직진 안내 홈(30f)내에 각각 끼워지는 한 쌍의 반경방향 돌기를 구비하고 있다. 한편, 제 2 외부 배럴(34)의 외주면의 후단부에 형성되어 반경방향 외측으로 돌출하는 6개 한 세트의 반경방향 돌기(34a)(도 12 참조)가 6개 한 세트의 제 2 직진 안내 홈(30g)내에 그것을 따라 미끄럼 이동 가능하게 결 합되어 있다. 따라서, 제 2 직진 안내 링(33)과 제 2 외부 배럴(34)의 6개 한 세트의 반경방향 돌기(34a) 각각은 제 1 직진 안내 링(30)을 통해 광축 방향으로 안내되고 있다. 줌 렌즈(10)는 캠 링(31)의 내부에 제 2 렌즈 그룹(LG2)을 간접적으로 지지하고 유지하는 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(중간 이동부재/단일결합 스프링 지지부재)(35)을 구비하고 있다. 제 1 외부 배럴(37)은 제 1 렌즈 그룹(LG1)을 간접적으로 지지하고, 제 2 외부 배럴(34)의 내부에 위치되어 있다. 줌 렌즈(10)는 캠 링(31)의 반경방향 내부에 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(후방 이동부재/단일결합 스프링 지지부재)(36)을 구비하고 있다. 제 2 직진 안내 링(33)은, 제 2 렌즈 그룹(LG2)을 지지하는 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과, 제 3 렌즈 그룹(LG3)을 지지하는 제 3 렌즈 그룹 이동　프레임(36)을 양자 모두 회전시키는 일 없이 직진 안내하기 위한 직진 안내 부재로서 기능하는 한편, 제 2 외부 배럴(34)의 6개 한 세트의 반경방향 돌기(34a)는 제 1 외부 배럴(37)을 회전시키는 일 없이 직진 안내하기 위한 직진 안내 부재로서 기능한다.

도 7 내지 도 10 및 도 24에 도시된 바와 같이, 제 2 직진 안내 링(33)은 링부(33b)상에 링부(33b)로부터 서로 평행하게 전방으로 돌출하고 있는 3개 한 세트의 직진 안내 키(33c)를 구비하고 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 링부(33b)의 불연속한 외측 가장자리부는, 캠 링(31)의 후단부 내주면에 형성한 불연속한 원주 방향 홈(31a)내에, 캠 링(31)에 대해 촬영 광축(Z1)을 중심으로 상대 회전은 가능하고 광축 방향의 캠 링(31)에 대한 상대 이동은 불가능하게 결합하고 있다. 3개 한 세트의 직진 안내 키(33c)는 링부(33b)로부터 캠 링(31)내로 돌출하고 있다. 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)은 3개 한 세트의 직진 안내 키(33c)가 각각 내부에 결합되어 있는 대응하는 3개 한 세트의 안내 홈(35a)을 구비하고 있다(도 25 내지 도 28 참조). 도 22에 도시된 바와 같이, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)은 또한 촬영 광축(Z1)상에 중심을 가지는 링부(35b)와, 이 링부(35b)로부터 광축 방향 후방으로 돌출하는 3개 한 세트의 후방 돌출편(직진 안내부)(35c)을 구비하고 있다. 상기 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)상의 각각에 상기 3개 한 세트의 직진 안내 홈(35a)이 형성되어 있다. 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)은 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 원주 방향으로 대략 등각도 간격으로 배치되어 있다. 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)은 각각, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 외주면상에 다른 원주 방향 위치에 형성된 대응하는 3개 한 세트의 직진 안내 홈(직진 안내부)(36a)내에 3개 한 세트의 직진 안내 홈(36a)을 따라 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 있다(도 8, 도 9 및 도 25 내지 도 28 참조). 도 23에 도시된 바와 같이, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)은, 촬영 광축(Z1)상에 중심을 가지는 링부(36b)와, 이 링부(36b)로부터 반경방향 외측으로 그리고 링부(36b)로부터 서로 평행하게 광축 방향 전방으로 돌출한 6개 한 세트의 전방 돌출편(36c)을 구비하고 있다. 상기 3개 한 세트의 직진 안내 홈(36a) 각각은 링부(36b)의 외주면(직진 안내 홈(36a)의 저면)과 링부(36b)의 외주면의 원주 방향의 양 측의 인접한 2개의 전방 돌출편(36c)의 측면의 조합에 의해 형성되어 있다. 따라서, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 원주 방향으로 전방 돌출편(전방을 향한 돌출편)(36c)의 대향하는 양 측에 위치되어서 광축 방향으로 뻗어 있는 각 전방 돌출편(36c)의 측면과, 제 2 렌 즈 그룹 이동 프레임(35)의 원주 방향으로 후방 돌출편(후방을 향한 돌출편)(35c)의 대향하는 양측에 위치되어서 광축 방향으로 뻗어 있는 각 후방 돌출편(35c)의 측면은 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)을 서로에 대해 광축 방향으로 직진 안내될 수 있도록 광축 방향으로 직진 안내하는 직진 안내면으로서 기능한다. 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)은 광축 방향으로 서로 접근하도록 가압되어 있다. 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36) 사이의 이 결합 구조에 의해, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)이 제 2 직진 안내 링(33)에 의해서 광축 방향으로 직진 안내되고, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)이 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)에 의해 광축 방향으로 직진 안내된다.

도 7 내지 도 10 및 도 21에 도시된 바와 같이, 캠 링(31)은 그것의 내주면에 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)과 이 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(구동장치/제 3 캠 홈)(CG3)의 후방에 형성된 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(구동장치/제 2 캠 홈)(CG2)을 구비하고 있다. 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3) 및 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)은 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(LG2)의 이동 방식 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(LG3)의 이동 방식을 각각 결정한다. 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)은 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)의 외주면에, 캠 링(31)의 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)내에 각각 결합된 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(제 2 캠 종동자)(CF2)를 구비하고 있다. 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)은 6개 전방 돌출편(36c) 중 3개의 외주면에, 캠 링(31)의 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)내에 각각 결합되는 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(제 3 캠 종동자)(CF3)를 구비하고 있다. 다음의 4세트의 홈 또는 종동자, 즉 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3), 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2), 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3) 및 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)는 각각, 촬영 광축(Z1)을 중심으로 원주 방향으로 대략 등각도 간격으로 형성되어 있다. 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36) 각각은 제 2 직진 안내 링(33)에 의해 직접 또는 간접적으로 광축 방향으로 직진 안내되고 있기 때문에, 캠 링(31)의 회전은, 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 궤적에 따라, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)이 광축 방향으로 소정의 궤적으로 이동하게 한다. 이 캠 기구에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다.

줌 렌즈(10)는 제 2 렌즈 그룹(LG2)을 지지하는 제 2 렌즈 프레임(40)을 구비하고 있다. 제 2 렌즈 프레임(40)은 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 링부(35b)에 의해 지지되어 있다(도 11 참조). 제 2 렌즈 프레임(40)은, 그것의 외주면상에 형성된 수 나사(조정 나사)와 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 내주면상에 형성된 암 나사(조정 나사)의 결합에 의해 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 링부(35b)에 고정되어 있다. 제 2 렌즈 프레임(40)의 수 나사와 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 암 나사는 각각 촬영 광축(Z1)상에 그것들의 중심을 가지고서 형성되어 있다. 따라서, 제 2 렌즈 프레임(40)의 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)에 대한 광축 방향 상대 위치가 제 2 렌즈 프레임(40)을 제 2 렌즈 그룹 이동 프레 임(35)에 대해 상대 회전시킴으로써 조정될 수 있다.

줌 렌즈(10)는 제2 및 제 3 렌즈 그룹(LG2, LG3) 사이에 셔터(S)를 포함하는 셔터 유닛(41)을 구비하고 있다. 셔터 유닛(41)은 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 반경방향 내측에 위치되어, 그것에 의해 지지되고 있다. 셔터 유닛(41)을 구동시키기 위한 액추에이터가 셔터 유닛(41)내에 편입되어 있다.

줌 렌즈(10)는 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 내측에, 제 3 렌즈 그룹(LG3)을 셔터 유닛(41)의 후방에 위치되도록 지지하고 유지하는 제 3 렌즈 프레임(반경방향 퇴피 렌즈 프레임)(42)을 구비하고 있다. 제 3 렌즈 프레임(42)은 전방으로 돌출하도록 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에 고정되는 피벗 샤프트(44)를 중심으로 피벗된다. 피벗 샤프트(44)는 촬영 광축(Z1)으로부터 일정 거리 편심되어 위치되어 있고, 촬영 광축(Z1)과 평행하게 뻗어 있다. 제 3 렌즈 프레임(42)은, 피벗 샤프트(44)를 중심으로 하여, 제 3 렌즈 그룹(LG3)의 광축이 촬영 광축(Z1)과 일치하는 도 1, 도 2, 도 30 및 도 32에 도시된 촬영 위치와, 제 3 렌즈 그룹(LG3)의 광축이 반경방향으로 퇴피한 광축(Z2)(도 3 및 도 33)에 위치하는 도 3, 도 31 및 도 33에 도시된 반경방향 퇴피 위치 사이에서 요동 가능하다. 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에는, 제 3 렌즈 프레임(42)이 그것의 촬영 위치를 결정하는 소정 지점을 넘어 도 32에서 보았을 때 시계방향으로 회전하는 것을 방지하는 회전 규제 핀(정지 핀)(46)이 설치되어 있다. 제 3 렌즈 프레임(42)은 토션 코일 스프링(47)에 의해 회전 규제 핀(46)과 접촉하게 되는 방향(도 32에서 보았을 때 시계방향)으로 회전하도록 가압되어 있다. 압축 코일 스프링(48)은 제 3 렌즈 프레임 (42)을 광축 방향 후방으로 가압하도록 피벗 샤프트(44)상에 끼워져 있고, 제 3 렌즈 프레임(42)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36) 사이의 백래시를 제거한다.

제 3 렌즈 프레임(42)은 광축 방향으로는 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)과 함께 이동한다. 도 5 및 도 29에 도시된 바와 같이, CCD 홀더(14)는, 그것의 전방면에, 제 3 렌즈 프레임(42)에 결합 가능하도록 CCD 홀더(14)로부터 후방으로 돌출하는 위치 제어 캠 바(반경방향 퇴피 구동 부재/고정 캠 바)(49)를 구비하고 있다. 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)이 수납 방향으로 후방 이동하여 CCD 홀더(14)에 접근하면, 위치 제어 캠 바(49)의 전단면에 형성된 반경방향 퇴피 캠 면(49a)(도 29 참조)이 제 3 렌즈 프레임(42)의 특정 부분과 접촉하게 되어, 제 3 렌즈 프레임(42)을 반경방향 퇴피 위치로 회전시킨다. 위치 제어 캠 바(49)는 또한 그것의 내측 가장자리를 따라, 반경방향 퇴피 캠 면(49a)으로부터 촬영 광축(Z1)과 평행한 방향으로 후방으로 뻗어 있는 반경방향 퇴피 위치 유지 면(49b)을 구비하고 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 제 2 외부 배럴(34)은 그것의 내주면에, 촬영 광축(Z1)과 평행하게 뻗어 다른 원주 방향 위치에 형성된 3개 한 세트의 직진 안내 홈(34b)를 구비하고 있다. 제 1 외부 배럴(37)은 그것의 후단부 외주면에, 3개 한 세트의 직진 안내 홈(34b)내에 미끄럼 이동 가능하게 각각 결합하고 있는 3개 한 세트의 결합 돌기(37a)를 구비하고 있다. 따라서, 제 1 외부 배럴(37)은, 제 1 직진 안내 링(30)과 제 2 외부 배럴(34)을 통해 회전하는 일 없이 광축 방향으로 직진 안내되고 있다. 제 2 외부 배럴(34)은 그것의 후단부 부근의 내주면에, 원주를 따라 뻗어 있는 불연속한 내측 플랜지(34c)를 구비하고 있다. 캠 링(31)은 그것의 외주면에, 내측 플랜지(34c)가 미끄럼 이동 가능하게 결합되는 불연속한 원주 방향 홈(31b)을 구비하고 있어, 캠 링(30)이 제 2 외부 배럴(34)에 대해 촬영 광축(Z1)을 중심으로 상대 회전하는 것이 가능하고, 제 2 외부 배럴(34)은 캠 링(31)에 대해 광축 방향으로 상대 이동 불가능하게 되어 있다(즉, 제 2 외부 배럴(34)은 광축 방향으로 캠 링(31)과 함께 이동하게 되어 있다). 한편, 제 1 외부 배럴(37)은 그것의 내주면에 반경방향 내측으로 돌출하는 3개 한 세트의 캠 종동자(제 1 캠 종동자)를 구비하고 있고, 캠 링(31)은 그것의 외주면에, 3개 한 세트의 3개 한 세트의 캠 종동자(CF1)가 각각 미끄럼 이동 가능하게 결합하고 있는 3개 한 세트의 외측 캠 홈(구동장치/제 1 캠 홈)(CG1)을 구비하고 있다.

줌 렌즈(10)는 제 1 외부 배럴(37) 내부에, 제 1 렌즈 그룹 조정 링(50)을 통해 제 1 외부 배럴(37)에 의해 지지되어 있는 제 1 렌즈 프레임(51)을 구비하고 있다. 제 1 렌즈 그룹(LG1)은 제 1 렌즈 프레임(51)에 의해 고정되어 유지된다. 제 1 렌즈 프레임(51)은 그것의 외주면에, 부분 수 나사(51a)를 구비하고 있고, 제 1 렌즈 그룹 조정 링(50)은 그것의 내주면에, 수 나사(51a)와 결합되는 부분 암 나사(50a)를 구비하고 있다(도 12 참조). 제 1 렌즈 프레임(51)의 제 1 렌즈 그룹 조정 링(50)에 대한 광축 방향 상대 위치는 부분 수 나사(51a)와 부분 암 나사(50a)를 통해 줌 렌즈(10)의 조립시에 조정될 수 있다.

줌 렌즈(10)는 제 1 외부 배럴(37)의 전단부에, 카메라가 사용 중이지 않을 때, 얼룩지거나 흠집이 생기는 것으로부터 줌 렌즈(10)의 촬영 광학 시스템의 최전방 렌즈 요소, 즉 제 1 렌즈 그룹(LG1)을 보호하기 위해, 줌 렌즈(10)가 도 3에 도 시된 바와 같이 수납되었을 때, 줌 렌즈(10)의 전단부 개구를 자동으로 폐쇄시키는 렌즈 배리어 기구(54)(도 4)를 구비하고 있다. 렌즈 배리어 기구(54)는 복수의 배리어 블레이드(전방 한 쌍의 배리어 블레이드 및 후방 한 쌍의 배리어 블레이드)(54a)를 구비하고 있다. 렌즈 배리어 기구(54)는 복수의 배리어 블레이드(54a)가 도 3에 도시된 줌 렌즈(10)의 수납 상태에서는 제 1 렌즈 그룹(LG1)의 전방에서 완전히 닫혀지고, 도 1 및 도 2에 도시된 줌 렌즈(10)의 촬영대기 상태에서는 완전히 열리도록 동작한다.

이상의 구조를 가진 줌 렌즈(10)의 렌즈 배럴 전진 동작 및 렌즈 배럴 수납 동작을 아래에 설명한다. 줌 렌즈(10)가 수납 상태에 있는 도 3에 도시된 상태에서는, 줌 모터(23)에 의해 줌 기어(22)를 렌즈 배럴 전진 방향으로 회전시키면, 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)의 결합체가 수 헬리코이드(25a)와 암 헬리코이드(13a)의 결합에 의해 회전하면서 전방 이동하게 되고, 또한 제 1 직진 안내 링(30)이 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)과 함께 전방으로 직진 이동하게 된다. 이때, 최초에는 캠 링(31)은 회전하지 않고 헬리코이드 링(25), 제 3 외부 배럴(26) 및 제 1 직진 안내 링(30)과 함께 전방으로 이동만 하고, 약 3O도의 각도만큼 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)의 결합체의 상술한 회전에 의해 회전한 후에, 제 3 외부 배럴(26)로부터 토크가 캠 링(31)에 전달되어, 관통 슬롯(30e)의 제 1 리드 슬롯부(30e-2)와 롤러 종동자(32)의 결합에 의해, 회전하면서 제 1 직진 안내 링(30)에 대해 상대적으로 전방으로 이동한다. 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)이 소정 위치까지 전진된 직후에, 헬리코이드 링(25)의 수 헬리코이드(25a)와 고정 배럴(13)의 암 헬리코이드(13a)가 서로로부터 결합 해제되어, 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)은, 3개 한 세트의 회전 가이드 돌기(25b)와 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d)의 미끄럼 이동 가능한 결합에 의해, 광축 방향으로 이동하는 일 없이 촬영 광축(Z1)을 중심으로 회전하게 된다. 헬리코이드 링(25)과 제 3 외부 배럴(26)이 광축 방향 전진 이동을 정지한 시점(즉, 3개 한 세트의 회전가이드 돌기(25b)가 3개 한 세트의 경사 홈(13c)으로부터 각각 3개 한 세트의 회전 가이드 홈(13d)내로 미끄럼 이동하여 들어가는 시점)으로부터 소정 시간이 경과한 후에, 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)가 각각 3개 한 세트의 관통 슬롯(30e)의 제 1 리드 슬롯부(30e-2)로부터 제 2 리드 슬롯부(30e-3) 내로 들어가서, 캠 링(31)은 제 1 직진 안내 링(30)에 대해 계속해서 회전하면서 전방으로 이동된다.

캠 링(31)이 회전하면, 캠 링(31)의 내부에 위치되어 제 2 직진 안내 링(33)을 통해 직접 또는 간접적으로 회전하는 일 없이 광축 방향으로 직진 안내되는 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)이 각각, 전방 캠 종동자(CF3) 세트와 전방 내측 캠 홈(CG3) 세트의 결합과, 후방 캠 종동자(CF2) 세트와 후방 내측 캠 홈(CG2) 세트의 결합에 의하여, 소정의 궤적으로 캠 링(31)에 대해 광축 방향으로 이동된다. 줌 렌즈(10)가 수납 상태에 있는 도 3에 도시된 상태에서는, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)내에 구비된 제 3 렌즈 프레임(42)은 피벗 샤프트(44)를 중심으로 회전되어 위치 제어 캠 바(49)에 의해 촬영 광축(Z1) 위쪽의 반경방향 수납 위치에 유지되어 있어, 제 3 렌즈 그룹(LG3)의 광축은 촬영 광 축(Z1)으로부터 이 촬영 광축(Z1) 위쪽에 위치되는 반경방향 퇴피 광축(Z2)으로 이동된다. 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)이 도 1, 도 2, 도 30 및 도 32에 도시된 바와 같이 수납 위치로부터 줌 영역내의 위치까지 이동되는 도중에, 제 3 렌즈 프레임(42)은, 위치 제어 캠 바(49)로부터 분리되어 피벗 샤프트(44)를 중심으로 하여 반경방향 퇴피 위치로부터 제 3 렌즈 그룹(LG3)의 광축이 토션 코일 스프링(47)의 스프링력에 의해 촬영 광축(Z1)과 일치되는 도 1, 도 2, 도 30 및 도 32에 도시된 촬영 위치로 회전한다. 이후, 줌 렌즈(10)가 도 3에 도시된 위치로 수납될 때까지, 제 3 렌즈 프레임(42)은 촬영 위치에 유지된다.

또, 캠 링(31)이 회전하면, 이 캠 링(31)의 둘레에 위치되어 있으며 회전하는 일 없이 광축 방향으로 직진 안내되는 제 1 외부 배럴(37)이, 3개 한 세트의 외측 캠 홈(CG1)과 3개 한 세트의 캠 종동자(CF1)의 각각의 결합 관계에 의해 광축 방향으로 소정의 궤적으로 캠 링(31)에 대하여 이동된다.

따라서, 제 1 렌즈 그룹(LG1)이 수납 위치로부터 전방으로 이동할 때 촬상면(CCD 촬상 센서(12)의 수광면)에 대한 제 1 렌즈 그룹(LG1)의 축방향의 위치는 고정 배럴(13)에 대한 캠 링(31)의 전방 이동량과 이 캠 링(31)에 대한 제 1 외부 배럴(37)의 이동량의 합산치에 의해 결정되고, 제 2 렌즈 그룹(LG2)이 수납 위치로부터 전방으로 이동할 때 촬상면에 대한 제 2 렌즈 그룹(LG2)의 축방향의 위치는 고정 배럴(13)에 대한 캠 링(31)의 전방 이동량과 이 캠 링(31)에 대한 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 이동량의 합산치에 의해 결정되고, 제 3 렌즈 그룹(LG3)이 수납 위치로부터 전방으로 이동할 때 촬상면에 대한 제 3 렌즈 그룹(LG3)의 축방향 의 위치는 고정 배럴(13)에 대한 캠 링(31)의 전방 이동량과 이 캠 링(31)에 대한 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 이동량의 합산치에 의해 결정된다. 주밍(줌 동작)은 상기 제 1 렌즈 그룹(LG1), 제 2 렌즈 그룹(LG2) 및 제 3 렌즈 그룹(LG3)이 서로의 간격을 변화시키면서 촬영 광축(Z1) 상에서 이동하는 것에 의해 수행된다. 도 3에 도시된 수납 위치로부터 줌 렌즈(10)가 전진하도록 구동되면, 먼저 줌 렌즈(10)는, 줌 렌즈(10)가 와이드단에 세팅되어 있는, 도 1에 도시된 위치로 전진 이동한다. 계속하여, 줌 모터(23)를 렌즈 배럴 전진 방향으로 구동시키면, 줌 렌즈(10)가 텔레단에 세팅되어 있는, 도 2에 도시된 위치로 전진 이동한다. 도 1 및 도 2에 도시된 줌 렌즈(10)의 이러한 단면도로부터 알 수 있는 바와 같이, 줌 렌즈(10)가 와이드단에 세팅되어 있는 경우에는 제 1 렌즈 그룹(LG1)과 제 2 렌즈 그룹(LG2)의 사이의 간격이 최소로 되고, 제 2 렌즈 그룹(LG2)과 제 3 렌즈 그룹(LG3)의 사이의 간격이 크다. 줌 렌즈(10)가 텔레단에 세팅되어 있는 경우에는, 제 1 렌즈 그룹(LG1)과 제 2 렌즈 그룹(LG2)의 사이의 간격이 커지고, 제 2 렌즈 그룹(LG2)과 제 3 렌즈 그룹(LG3)의 간격이 작아진다. 줌 작동을 위한 이와 같은 제 1 렌즈 그룹(LG1), 제 2 렌즈 그룹(LG2) 및 제 3 렌즈 그룹(LG3) 사이의 간격의 변화는, 3개 한 세트의 외측 캠 홈(CG1), 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2) 및 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 궤적에 의해 이루어진다. 텔레단과 와이드단 사이의 줌 영역에서는, 헬리코이드 링(25) 및 제 3 외부 배럴(26)이 광축 방향으로는 이동하는 일 없이 회전만 한다. 한편, 동일한 줌 영역에 있어서, 캠 링(31)은, 3개 한 세트의 롤러 종동자(32)와 제 1 직진 안내 링(30)의 3개 한 세트의 관통 슬 롯(30e)의 제 2 리드 슬롯부(30e-3)의 결합 관계로 인해 회전하면서 광축 방향으로 진퇴한다.

제 1 렌즈 그룹(LG1), 제 2 렌즈 그룹(LG2) 및 제 3 렌즈 그룹(LG3)이 줌 영역에 있을 때에는, 피사체 거리에 따라 AF 모터(19)를 구동하는 것에 의해, 제 4 렌즈 그룹(LG4)을 유지하는 AF 렌즈 프레임(17)이 촬영 광축(Z1)을 따라 이동함으로써 포커싱 동작이 실행된다.

줌 모터(23)를 렌즈 배럴 수납 방향으로 구동시키면, 줌 렌즈(10)는 상기의 전진 동작과는 반대로 동작하여 도 3에 도시된 바와 같이 줌 렌즈(10)를 수납한다. 이러한 줌 렌즈(10)의 수납 동작의 도중에, 제 3 렌즈 프레임(42)이 위치 제어 캠 바(49)에 의해 반경방향 퇴피 위치로 피벗 샤프트(44) 둘레로 회전운동하면서 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)과 함께 후퇴한다. 줌 렌즈(10)가 도 2에 도시된 수납 위치까지 이동되면, 제 3 렌즈 그룹(LG3)은, 제 4 렌즈 그룹(LG4), 로 패스 필터(11) 및 CCD 촬상 센서(12)가 도 3에 도시된 바와 같이 수납되는 공간의 반경 방향 외측의 공간에 격납된다. 다시 말해, 제 3 렌즈 그룹(LG3)은 제 4 렌즈 그룹(LG4), 로 패스 필터(11) 및 CCD 촬상 센서(12)가 위치되는 광축 방향에서의 축방향의 영역과 실질적으로 동일한 축방향의 영역으로 반경방향으로 퇴피된다. 이러한 방식으로 제 3 렌즈 그룹(LG3)을 퇴피시키는 줌 렌즈(10)의 상기와 같은 구조는 줌 렌즈(10)가 완전히 수납되었을 때 줌 렌즈(10)의 길이를 단축시키므로, 도 3에서 보았을 때 수평 방향으로, 다시 말해, 광축 방향으로 카메라 보디의 두께를 축소시킬 수 있게 된다.

제 2 렌즈 그룹(LG2)과 제 3 렌즈 그룹(LG3)을 소정의 방식으로 광축 방향으로 이동시키는 줌 렌즈(10)에 내장된 캠 기구의 상세를 설명한다. 도 21 및 도 25 내지 도 28은 이 캠 기구의 구성요소인 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 형상(궤적)을 나타낸다. 도 21은 캠 링(31)의 외주면의 전개도이지만, 각 캠 홈의 형상을 보다 용이하게 볼 수 있게 하기 위해, 캠 링(31)의 내주면에 형성된 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)을 도 21에서 실선으로 나타내고 있다. 또한, 도 25 내지 도 28의 각각은 캠 링(31)의 외주면의 전개도이지만, 캠 링(31)의 반경방향으로 안쪽에 위치한 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)을 도 25 내지 도 28에서 실선으로 나타내고 있다. 도 25 내지 도 28로부터 알 수 있는 바와 같이, 캠 링(31)의 내주면에서 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)이 광축 방향으로 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)의 전방에 위치하고 있다. 따라서, 제 2 렌즈 그룹(LG2)과 제 3 렌즈 그룹(LG3) 사이의 광축 방향에서의 위치 관계는 제 2 렌즈 그룹(LG2)을 이동시키기 위해 형성되어 있는 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 제 3 렌즈 그룹(LG3)을 이동시키기 위해 형성되어 있는 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3) 사이의 광축 방향에서의 위치 관계와 반대로 되어 있다.

도 21에 도시된 바와 같이, 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)은 각각, 그 한 단부(후방 단부)에 상기 후방 내측 캠 홈(CG2)의 나머지 부분보다 더 넓고, 캠 링(31)의 후방 단부면에서 개방되어 있는 수납 영역(CG2-1)이 형성되어 있다. 또 한 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)은 각각 상기 수납 영역(CG2-1)으로부터 캠 링(31)의 전방을 향하여 비스듬히 직선상으로 뻗어 있는 경사진 리드 홈 영역(CG2-2)과, 이 경사지 리드 홈 영역(CG2-2)의 좌측 단부(도 21에서 보았을 때 좌측 단부)로부터 뻗어 있는 복귀 캠 홈 영역(CG2-3)을 구비하고 있다. 또한, 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)은 각각 광축 방향으로 수납 영역(CG2-1)의 전방 가장자리로부터 전방을 향하여 돌출되어 있는 렌즈 배럴 조립 영역(CG2-4)을 구비하고 있다. 한편, 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)은 각각 캠 링(31)의 원주 방향으로 뻗어 있는 수납 영역(CG3-1), 이 수납 영역(CG3-1)으로부터 캠 링(31)의 후방을 향하여 비스듬히 직선상으로 뻗어 있는 경사진 리드 홈 영역(CG3-2)과, 이 경사진 리드 홈 영역(CG3-2)의 좌측 단부(도 21에서 보았을 때 좌측 단부)로부터 뻗어 있는 복귀 캠 홈 영역(CG3-3)을 구비하고 있다. 3개 한 세트의 절결부(31v)가 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 각 수납 영역(CG3-1)의 한 단부(도 21에서 보았을 때 우측 단부)에 연통식으로 연결되도록 각각 형성되어 있어서, 수납 영역(CG3-1)의 상기 단부는 캠 링(31)의 전방 가장자리에서 개방되어 있다. 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)는 3개 한 세트의 절결부(31v)를 통하여 각각 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3) 속으로 삽입된다.

상기 후방 내측 캠 홈(CG2)의 각각에 있어서, 도 21의 와이드단 위치(W)와 텔레단 위치(T) 사이의 영역에 의해 형성된 특정 부분이 촬영 영역으로서 줌 작동을 실행하는 데 이용된다. 마찬가지로, 상기 전방 내측 캠 홈(CG3)의 각각에 있어서, 도 21의 와이드단 위치(W)와 텔레단 위치(T) 사이의 영역에 의해 형성된 특정 부분이 촬영 영역으로서 줌 작동을 실행하는 데 이용된다. 후방 캠 종동자(CF2) 각각과 전방 캠 종동자(CF3) 각각이 도 26에 도시된 바와 같이 대응하는 후방 내측 캠 홈(CG2) 내에서 와이드단 위치(W)와 대응하는 전방 내측 캠 홈(CG3) 내에서 와이드단 위치(W)에 각각 위치하는 때, 줌 렌즈(10)가 와이드단에 위치한다. 후방 캠 종동자(CF2) 각각과 전방 캠 종동자(CF3) 각각이 도 27에 도시된 바와 같이 대응하는 후방 내측 캠 홈(CG2) 내에서 망원단 위치(T)와 대응하는 전방 내측 캠 홈(CG3) 내에서 망원단 위치(T)에 각각 위치하는 때, 줌 렌즈(10)가 망원단에 위치한다. 줌 렌즈(10)가 와이드단에 있을 때에는 제 2 렌즈 그룹(LG2)과 제 3 렌즈 그룹(LG3) 사이의 광축 방향의 거리가 크고, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 3개 한 세트의 직진 안내 홈(36a)의 광축 방향의 결합량(중첩량)이 작다(도 8 및 도 26 참조). 한편, 줌 렌즈(10)가 텔레단에 있을 때에는 제 2 렌즈 그룹(LG2)과 제 3 렌즈 그룹(LG3) 사이의 광축 방향의 거리가 작고, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 3개 한 세트의 직진 안내 홈(36a)의 광축 방향의 결합량(중첩량)이 작다(도 9 및 도 27 참조). 또한, 줌 렌즈(10)가 도 3에 도시된 바와 같이 수납 상태에 있는 때, 후방 캠 종동자(CF2) 각각과 전방 캠 종동자(CF3) 각각은 대응하는 후방 내측 캠 홈(CG2)의 수납 영역(CG2-1)과, 대응하는 전방 내측 캠 홈(CG3)의 수납 영역(CG3-1)에 각각 위치된다(도 25 참조).

후방 내측 캠 홈(CG2) 각각의 경사진 리드 홈 영역(CG2-2)은 대응하는 수납 영역(CG2-1)으로부터 멀어지는 방향으로 캠 링(31)의 전방에 접근하도록 캠 링(31)의 원주 방향에 대해 기울어져 있고, 후방 내측 캠 홈(CG2) 각각의 복귀 캠 홈 영역(CG2-3)은 대응하는 경사진 리드 홈 영역(CG2-2)으로부터 멀어지는 방향으로 캠 링(31)의 후방에 접근하도록 캠 링(31)의 원주 방향에 대해 기울어져 있다. 이와 반대로, 전방 내측 캠 홈(CG3) 각각의 경사진 리드 홈 영역(CG3-2)은 대응하는 수납 영역(CG3-1)으로부터 멀어지는 방향으로 캠 링(31)의 후방에 접근하도록 캠 링(31)의 원주 방향에 대해 기울어져 있고, 전방 내측 캠 홈(CG3) 각각의 복귀 캠 홈 영역(CG3-3)은 대응하는 경사진 리드 홈 영역(CG3-2)으로부터 멀어지는 방향으로 캠 링(31)의 전방에 접근하도록 캠 링(31)의 원주 방향에 대해 기울어져 있다. 즉, 도 21에 도시된 캠 링(31)의 전개도에 대하여, 후방 내측 캠 홈(CG2) 각각은 후방 내측 캠 홈(CG2)의 중심부가 볼록한 대체로 뒤집혀진 V자 형상으로 형성되어 있고, 전방 내측 캠 홈(CG3) 각각은 전방 내측 캠 홈(CG3)의 중심부가 오목한 대체로 V자 형상으로 형성되어 있다. 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)의 위치와 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 위치가 캠 링(31)의 원주 방향으로 서로 비켜서 배치하는 것에 의해서(상세하게는, 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)의 위치와 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)의 위치가 캠 링(31)의 원주 방향으로 서로 비켜서 배치하는 것에 의해서), 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)이 소정의 간격으로 원주 방향으로 배치되고 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)이 광축 방향으로 서로 맞물리게 소정의 간격으로 원주 방향으로 배치된다. 캠 링(31)에 캠 홈(CG2, CG3)을 상기와 같은 패턴으로 배치하면 광축 방향으로 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3) 사이의 간격을 줄일 수 있고, 그 결과 광축 방향으로 캠 링(31)의 길이를 단축시킬 수 있게 된다. 본 실시예의 캠 기구에서는, 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)이 캠 링(31)의 원주 방향으로 등각도 간격으로 배치되고 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)는 캠 링(31)의 원주 방향으로 등각도 간격으로 배치되어 있기 때문에 후방 내측 캠 홈(CG2) 각각의 와이드단 위치(W)에 있는 부분이 캠 링(31)의 원주 방향으로 대응하는 전방 내측 캠 홈(CG3)의 수납 영역(CG3-1)에 대체로 대응한다. 이러한 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3) 사이의 위치 관계로 인해 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)이 서로 교차하지 않고서 광축 방향으로 서로 근접하게 형성될 수 있다. 그 결과, 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)의 광축 방향의 폭(W1)(도 21 참고)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 광축 방향의 폭(W2)(도 21 참고)의 합보다도 캠 링(31)의 광축 방향의 길이가 훨씬 작다.

후방 내측 캠 홈(CG2) 각각과 전방 내측 캠 홈(CG3) 각각은 상기와 같은 뒤집혀진 V자 형상과 상기와 같은 V자 형상을 각각 가지고 있지만, 뒤집혀진 V자 형상의 캠 궤적과 V자 형상의 캠 궤적은 대칭이 아니다. 그 때문에, 캠 기구의 상기 실시예와는 역으로, 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)이 광축 방향으로 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 전방에 위치되도록 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)이 캠 링(31)에 형성되어 있는 경우에는, 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈의 위치와 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈의 위 치가 캠 링(31)의 원주 방향으로 조정되더라도 3개 한 세트의 전방 캠 홈과 3개 한 세트의 후방 캠 홈은 캠 링(31)의 동일한 둘레 구역에서(광축 방향의 동일한 범위 내에서) 서로 교차하게 된다. 상기한 바와 같이, 캠 링의 내부면 또는 외주면에 2 개의 직진 안내된 광학 요소를 이동시키기 위한 2 세트의 캠 홈을 구비하고 있는 단일 캠 링은 상기 2 세트의 캠 홈에 각각 결합되는 대응하는 2 세트의 캠 종동자가 상기 2 세트의 캠 홈의 교차 지점에서 이탈되는 것을 방지할 대책이 필요하고, 이러한 대책을 취하면 캠 기구가 복잡하게 된다. 예를 들면, 상기와 같은 문제점에 대한 한 가지 알려져 있는 해결책은 2 세트의 캠 종동자가 대응하는 2 세트의 캠 홈으로부터 결합해제되는 것을 방지하기 위해 메인 캠 홈과 동일한 캠 궤적을 가지는 보조 캠 홈을 캠 링에 설치하는 것이다. 그러나, 메인 캠 홈에 부가하여 이와 같은 보조 캠 홈을 형성하기 위해서는, 캠 링에 보조 캠 홈이 형성될 부가적인 영역을 확보할 필요가 있고, 그 결과, 캠 링의 크기가 커진다. 이에 대하여, 본 발명에서는, 광축 방향에서의 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3) 사이의 위치가 광축 방향으로 직진 안내되는 광축 방향에서의 렌즈 그룹(상기 실시예에서의 줌 렌즈의 제 2 렌즈 그룹(LG2)과 제 3 렌즈 그룹(LG3)의 위치에 관계없이 변경되기 때문에, 캠 링(31)의 크기를 증가시키지 않고서도 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)이 서로 교차되는 것을 회피하면서 캠 링(31)의 내주면에 형성될 수 있다.

제 2 렌즈 그룹(LG2)을 이동시키는 후방 캠 종동자(CF2)와 제 3 렌즈 그룹(LG3)을 이동시키는 전방 캠 종동자(CF3)는 각각, 상기와 같이 전후 관계가 역으로 위치되도록 대응하는 후방 내측 캠 홈(CG2)과 대응하는 전방 내측 캠 홈(CG3)에 결합되기 때문에, 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)와 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)의 이러한 배치 및 조립 구조에 다양한 설계 아이디어가 부가되어 있다. 구체적으로는, 3 개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)는 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 링부(35b)로부터 후방으로 돌출하는 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)의 외주면상에 형성되고, 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)는 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 링부(36b)로부터 전방으로 돌출하는 6개의 전방 돌출편(36c) 중의 3개의 전방 돌출편(36c)의 외주면상에 형성되어 있다. 또한, 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)는 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)과 일체로 형성되어 있다. 또한, 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)는 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)과는 별개 부재이고, 6개의 전방 돌출편(36c) 중의 대응하는 3개의 전방 돌출편(36c)의 전방 단부 부근에는 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)가 삽입되어 고정되는 종동자 장착 구멍(36v)(도 11 참고)이 설치되어 있다.

제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에 있어서, 제 2 렌즈 그룹(LG2)을 지지하는 링부(35b)와 제 3 렌즈 그룹(LG3)을 지지하는 링부(36b) 사이의 광축 방향의 위치 관계는 변경될 수 없는 반면에, 광축 방향으로 서로에 대해 미끄럼이동가능한 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)과 6개의 전방 돌출편(36c) 중의 3개의 특정 전방 돌출편에 각각 설치된 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)와 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3) 사이의 광축 방향의 위치 관계는, 서로 간섭하는 일 없이 자유롭게 변경될 수 있다. 따라서, 3개 한 세트의 캠 종동 자(CF2)와 3개 한 세트의 캠 종동자(CF3)는 간섭하지 않고서 (광축 방향으로 위치가 변경된)3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)에 각각 결합될 수 있다. 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)와 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3) 사이의 광축 방향에서의 위치들 사이의 위치 관계는 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 캠 궤적에 의해 결정되고, 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)는 캠 링(31) 안에서 언제나 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)가 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)의 전방에 위치하는 것은 아니다. 예를 들면, 줌 렌즈(10)가 수납 상태에 있는 도 25에 도시된 상태와 줌 렌즈(10)가 텔레단에 있는 도 27에 도시된 상태에서는, 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)가 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3) 사이의 위치 관계에 대응하도록 광축 방향으로 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)의 전방에 위치되어 있는 반면에, 줌 렌즈(10)가 와이드단에 있는 도 26에 도시된 상태에서는, 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)가 광축 방향으로 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)의 전방에 위치되어 있다.

줌 렌즈(10)를 조립하는 동안 캠 링(31)에 대한 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 설치 방식은 이하에서 설명한다. 먼저, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)에는 제 2 렌즈 프레임(40)을 설치하고, 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에는 셔터 블록(41) 및 제 3 렌즈 프레임(42)을 설치한다. 그 다음에, 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)과 6개 한 세트의 전방 돌출편(36c)이 서로 결합되어서 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임 (36)을 유닛화한다(도 7 참고). 이와같이 유닛화된 상태에서, 3개 한 세트의 후방 돌출편(35c)과 6개 한 세트의 전방 돌출편(36c)의 미끄럼이동가능한 결합상태로 인해 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)이 서로에 대해 광축 방향으로 직진 안내된다. 계속하여, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 유닛을 캠 링(31)의 후방 단부측에서 캠 링(31) 속으로 삽입한다. 이 삽입 단계에서는, 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)가 아직 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에 장착되어 있지 않다. 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)는, 캠 링(31)의 후방 단부면에 형성되어 있는 각각의 개구부를 통하여 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2) 속으로 각각 삽입된다. 계속하여, 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)가 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)의 렌즈 배럴 조립 영역(CG2-4)으로 들어가도록 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)을 일체화된 유닛으로서 캠 링(31) 속으로 전방으로 눌러 넣는다. 그 결과, 도 28에 도시된 바와 같이, 6개의 전방 돌출편(36c) 중의 3개에 형성되어 있는 3개의 종동자 장착 구멍(36v)이, 캠 링(31)의 3개 한 세트의 절결부(31v)를 통하여 캠 링(31)으로부터 반경방향 바깥쪽으로 노출된다. 이 단계에서, 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)가 3개 한 세트의 절결부(31v)를 통하여 3개의 종동자 장착 구멍(36v)에 각각 설치된다. 계속하여, 캠 링(31)을 렌즈 배럴 전진 방향(도 28에서 보았을 때 오른쪽 방향)으로 약간 회전시키면, 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)와 제 2 렌즈 그룹(LG2)(렌즈 배럴 조립 영역(CG2-4)과 각 후방 내측 캠 홈(CG2) 내의 수납 영역(CG2-1)을 연결하는 경사면)의 관계로 인해, 제 2 렌 즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)이 일체로 후방으로 약간 이동하게 되고, 이와 동시에 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)가 3개 한 세트의 절결부(31v)로부터 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 개구부 속으로 각각 이동하게 된다. 그 이후에는, 도 25에 도시된 위치(수납 위치)까지 캠 링(31)을 회전시키면, 3개 한 세트의 후방 캠 종동자(CF2)는 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)의 개구부로부터 멀어지게 이동하여 수납 영역(CG2-1)에 도달하고 3개 한 세트의 전방 캠 종동자(CF3)는 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 개구부로부터 멀어지게 이동하여 수납 영역(CG3-1)에 도달하여, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)이 캠 링(31)에 의해 지지된다.

상술한 방식으로 캠 링(31)에 의해 지지되는 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)은 각각 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(제 1 스프링 부재)(38)(도 4, 12 및 35 참조)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(제 2 스프링 부재)(39)(도 4, 11 및 35 참조)에 의해 광축 방향에서 전방을 향해 가압된다. 3개의 인장 코일 스프링(38)은 광축(Z1) 주위에 둘레 방향으로 상이한 위치에 배열되고, 3개의 인장 코일 스프링(38)의 각각의 한 단부(전방 단부)는 제 1 외부 배럴(37)에 형성된 3개의 훅(37p)(도 12 및 34 참조)에 결합하고, 3개의 인장 코일 스프링(38)의 다른 단부(후방 단부)는 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)에 형성된 3개의 훅(35p)(도 7 내지 도 11, 도 22 참조)에 결합된다. 3 개의 훅(35p)은 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 링부분(35b)의 외주면에, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 3개의 후방 돌출편(35c)과 위치를 다르게 해서 둘레 방향으로 대 략 동일한 간격으로 형성된다. 광축 방향으로 훅(35p) 전방의 링부분(35b)의 외주면의 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)에는 조립 시에 3개의 인장 코일 스프링(38)이 기울어지는 것을 방지하기 위하여 3개의 인장 코일 스프링(38)을 각각 유지하기 위한 스프링 유지부(35r)가 구비되어 있다. 2개의 인장 코일 스프링(39)은 광축(Z1)의 반경방향의 대략 대향하는 위치에 배열되어 있고, 2개의 인장 코일 스프링(39)의 각각의 일단부(전방 단부)는 제 1 외부 배럴(37)에 형성된 2개의 훅(37q)(도 12 및 34 참조)에 결합하고, 2개의 인장 코일 스프링(39)의 타단부(후방 단부)는 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에 형성된 2개의 훅(36q)(도 7 내지 도 11, 도 23 참조)에 결합된다. 2개의 훅(36q)은 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 링부(36b) 위에 형성되어 있다. 광축 방향으로 훅(36q) 전방의 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에는 2개의 인장 코일 스프링(39)을 유지하기 위한 2개의 스프링 유지부(36r)가 구비되어 있다. 2개의 스프링 유지부(36r)는 6개의 전방 돌출편(36c)중의 2 부분을 절결해서 형성되어 있다(도 23 참조). 2개의 스프링 유지부(36r) 각각은 인장 코일 스프링(39)의 일부를 수용한다. 도 34에 도시된 바와 같이, 제 1 외부 배럴(37)의 내주면에는 환형상 플랜지(37s)가 구비되어 있다. 환형상 플랜지(37s)에는 제 1 외부 배럴(37)의 내주면과 환형상 플랜지(37s)의 반경방향 내측 가장자리 사이에 광축 방향으로 환형상 플랜지(37s)를 통하여 뻗어 있는 복수의 관통 구멍이 구비되어 있다. 3개의 훅(37p)과 2개의 스프링 훅(37q)은 환형상 플랜지(37s)로부터 복수의 관통 구멍으로 반경방향으로 돌출한다.

상술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 공통 구동부재 즉 캠 링(31)에 의해 구동되는 제 1 외부 배럴(37), 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 관계에 있어서, 광축 방향에서 촬영 광학 시스템의 전방 단부에 위치하는 제 1 렌즈 그룹(LG1)을 지지하는 제 1 외부 배럴(37)이 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)을 통하여 광축 방향에서 제 1 외부 배럴(37)의 뒤에 위치되어 있는 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)과 공통으로 스프링 결합되는 공통결합 스프링 지지부재(스프링 하중 수용 부재)로서의 역할을 한다. 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38) 및 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)은 각각 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)을 제 1 외부 배럴(37)에 대하여 광축 방향에서 전방으로 가압하는 동시에, 제 1 외부 배럴(37)(제 1 렌즈 그룹(LG1))에서의 백래시를 제거하기 위하여 제 1 외부 배럴(37)을 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에 대하여 광축 방향에서 후방으로 가압하고, 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)을 상술한 공통의 스프링 지지 부재로서의 역할을 하는 캠 링(31)에 대하여(즉, 캠 홈(CG1, CG2, CG3)과 캠 종동자(CF1, CF2, CF3) 사이의 백래시를 제거하기 위하여) 가압한다. 도 35는 이러한 스프링 가압 관계를 개략적으로 도시하고 있다. 줌 렌즈(10)의 예시된 실시예에서 제 1 외부 배럴(37)이 캠 링(31)의 외측에 위치하고, 3개 한 세트의 캠 종동자(CF1)와 3개의 외측 캠 홈(CG1)은 캠 링(31)의 외주면에 형성되어 있지만, 도 35 에서는 본 발명의 개념을 이해하기 쉽게 하기 위해서 제 1 외부 배럴(37)이 캠 링(31)의 안쪽에 위치되어 있고 모든 캠 홈(CG1, CG2, CG3)은 캠 링(31)의 내주면에 형성되어 있다.

줌 렌즈(10)의 본 실시형태와 같은 텔레스코픽 줌 렌즈에서는, 촬영 광학 시스템의 모든 렌즈 그룹 중 광축 방향의 전방 단부에 위치하는 최전방 렌즈 그룹이 최대 직경인 것이 많다. 본 실시형태의 줌 렌즈(10)에서 제 1 렌즈 그룹(LG1)은 제 2 , 제 3 및 제 4 렌즈 그룹(LG2, LG3, LG4)보다 직경이 크다. 그러므로, 제 1 렌즈 그룹(LG1)을 지지하는 제 1 외부 배럴(37)은 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)과 같은 프레임 또는 다른 이동 배럴보다 중량이 무겁다. 또한 제 1 외부 배럴(37)은 줌 렌즈(10)의 외부를 형성하는 이동부재이기 때문에, 외력에 의해 변위되는 경우에도 정상 위치로 복귀할 수 있도록 제 1 외부 배럴(37)의 유지성을 높일 필요가 있다. 이러한 이유로, 제 1 외부 배럴(37)의 안정성을 높이기 위해서 제 1 외부 배럴(37)은 강한 스프링 가압력에 의해서 후방으로 가압할 필요가 있다. 도 35에 도시된 바와 같은 스프링 배치의 경우에, 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)의 스프링력과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 스프링력을 합친 힘이 제 1 렌즈 그룹(LG1)을 지지하는 제 1 외부 배럴(37)에 작용하여, 제 1 외부 배럴(37)의 안정성(스프링력에 의한 제 1 외부 배럴(37)의 유지성)을 향상시킬 수 있다. 더 구체적으로는, 제 1 외부 배럴(37)을 기준으로 해서 생각했을 경우, 인장 코일 스프링(38, 39)은 모두 광축 방향 후방으로 제 1 외부 배럴(37)을 가압하기 위하여 제 1 외부 배럴(37)에 가압력을 부여하고, 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)의 스프링력과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 스프링력이 상쇄되는 일 없이 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)의 스프링력과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 스프링력을 합친 힘은 효율적으로 제 1 외부 배럴(37)에 가해진다.

예시된 줌 렌즈의 상기 실시형태의 스프링 가압구조에서, 공통 캠 링(31)에 의해 구동되는 제 1 외부 배럴(37), 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 3개의 이동부재 중 광축 방향으로 가장 떨어져 위치되어 있는 제 1 외부 배럴(37)과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 사이에 인장 코일 스프링(39)이 당겨져서 설치되어 있다. 광축 방향으로 중간 이동부재(제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35))의 양측에 전방 이동부재(제 1 외부 배럴(37))와 후방 이동부재(제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36))이 위치되어 있는 이러한 배열은 2개의 인장 코일 스프링과 같은 긴 인장 스프링을 채택할 수 있게 한다. 인장 코일 스프링(39)과 같은 긴 스프링은 짧은 인장 스프링에 비해서 자연적으로 충분한 스프링 가압력을 제공할 수 있고, 스프링 설계에 유리하다. 즉, 스프링 상수를 작게 할 수 있다. 게다가, 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 설치시에, 우선 3개의 인장 코일 스프링(38)의 각각의 한 단부(후방 단부)는 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)에 걸고 2개의 인장 코일 스프링(39)의 각각의 한 단부(후방 단부)는 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에 걸고, 다음에 인장 코일 스프링(38, 39)의 5개의 다른 단부(전방 단부)가 제 1 외부 배럴(37)에 걸리게 함으로써, 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)의 스프링력과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 설치를 완료한다. 이러한 요인에 의해 줌 렌즈의 조립을 쉽게 하는데 기여한다(3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)을 줌 렌즈(10)에 간편하게 설치).

3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)의 스프링력과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 스프링력 사이의 관계에서의 다른 특징을 설명한다. 도 1과 도 2의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 1에 도시된 줌 렌즈(10)의 와이드단에서 제 2 렌즈 그룹(LG2)은 제 1 렌즈 그룹(LG1)에 가까이 위치되는 한편 제 3 렌즈 그룹(LG3)은 제 1 렌즈 그룹(LG1)으로부터 떨어져 위치되고, 이에 반하여 도 2에 도시된 줌 렌즈(10)의 텔레단에서 제 2 렌즈 그룹(LG2)은 제 1 렌즈 그룹(LG1)으로부터 떨어져 위치되는 한편 제 3 렌즈 그룹(LG3)은 도 1에 도시된 것보다 제 1 렌즈 그룹(LG1)에 더 가까이 위치되도록 줌 렌즈(10)의 촬영 광학 시스템이 설계되어 있다. 즉, 제 1 외부 배럴(37)(인장 코일 스프링(38)의 단부와 인장 코일 스프링(39)의 단부가 연결되는 공통결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하는)을 기준으로 했을 경우, 와이드단과 텔레단 사이의 줌 영역에서 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)의 이동방향은 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 이동방향과 반대이다(도 21에 도시된 캠 홈(CG2, CG3)의 궤적 참조). 그 결과, 줌 렌즈(10)가 촬영대기 상태에 있을 때 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)의 스프링 가압력(각각의 인장 코일 스프링(38)의 길이)은 줌 렌즈(10)의 와이드단에서 최소 및 텔레단에서 최대가 되고, 이에 반하여 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 스프링 가압력(각각의 인장 코일 스프링(39)의 길이)은 줌 렌즈(10)의 와이드단에서 최대 및 텔레단에서 최소가 된다. 따라서, 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39) 사이의 스프링 가압력의 크기 관계는 줌 렌즈(10)의 와이드단과 텔레단 사이에서 반대로 되고, 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트 의 인장 코일 스프링(39)의 한쪽의 스프링 가압력이 증가할 때에 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 다른 한쪽의 스프링 가압력은 감소한다. 또한 도 21에서의 3개 한 세트의 후방 내측 캠 홈(CG2)과 3개 한 세트의 전방 내측 캠 홈(CG3)의 궤적으로부터 알 수 있는 바와 같이, 와이드단으로부터 텔레단 사이의 줌 영역의 중간영역에서도 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35)(제 2 렌즈 그룹(LG2))과 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)(제 3 렌즈 그룹(LG3))의 광축 방향에서의 이동방향은 실질적으로 서로 반대이므로, 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 한쪽의 스프링 가압력이 증가할 때에 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 다른 한쪽의 스프링 가압력은 감소한다. 스프링 가압력의 이러한 변화 방식 때문에, 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)의 스프링 가압력의 증가량(변화량)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 스프링 가압력의 증가량(변화량)은 줌 렌즈(10)의 줌 동작에 따라 포지티브 증가량과 네거티브 증가량 사이에서 그리고 네거티브 증가량과 포지티브 증가량 사이에서 변화하고, 제 1 외부 배럴(37)에 대한 스프링(38, 39)의 하중은 줌 렌즈(10)의 전체 촬영 영역(전체 줌 영역)에서 평균화된다.

예를 들면, 줌 렌즈(10)의 예시된 실시형태에서 상술한 방식과 다른 방식에서, 만약 줌 렌즈(10)의 줌 동작에 따라 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)의 스프링 가압력의 증가량과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)의 스프링 가압력의 증가량이 동일한 포지티브/네거티브 방향으로 변한다면, 제 1 외부 배럴(37)에 대 한 스프링(38, 39)의 최대 하중과 최소 하중 사이의 차이는 커지게 된다. 상술한 바와 같이 줌 렌즈(10)의 외부 부재로서의 역할을 하고 큰 직경을 갖는 제 1 렌즈 그룹(LG1)을 지지하는 제 1 외부 배럴(37)은 강한 스프링 가압력에 의해 가압하는 것이 필요하므로, 스프링(38, 39)의 최대 하중과 최소 하중의 차가 큰 경우에 제 1 외부 배럴(37)에 대한 스프링(38, 39)의 최소 하중을 제 1 외부 배럴(37)에 대한 기준 하중으로 대응시키면 제 1 외부 배럴(3)에 대한 스프링(38, 39)의 최대 하중이 과도하게 커지게 된다. 이와 같이 제 1 외부 배럴(37)에 대한 과도한 하중은, 줌 렌즈를 구동하는 모터(줌 렌즈의 본 실시형태의 줌 모터(23)에 해당)에 대하여 부담을 주어 모터를 대형화하는 것을 필요로 한다. 이것은 줌 렌즈(10)의 소형화에 불리하다. 최소 하중과 최대 하중 사이의 차이를 작게 하기 위해서는, 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)에 해당하는 두 세트의 인장 스프링의 스프링 가압력을 정밀하게 서로 조정하여야 하는데 이것은 시간과 노력이 많이 든다. 이에 반하여, 줌 렌즈의 본 실시예에서는 제 1 외부 배럴(37)에 대한 3개의 인장 코일 스프링(38)의 하중과 제 1 외부 배럴(37)에 대한 2개의 인장 코일 스프링(39)의 하중의 합산 하중의 변화가 전체 줌 영역에서 작고, 따라서 줌 모터(23)에 과도한 부담이 가해지지 않으며 용이하게 제 1 외부 배럴(37)이 안정적으로 유지될 수 있다.

줌 렌즈(10)의 본 실시예의 스프링 가압 구조와 비교되는 스프링 가압 구조의 비교예가 도 36 및 도 37에 도시되어 있다. 공통 캠 링(131 또는 231)에 의해서 3개의 렌즈 프레임을 구동하는 점에서 줌 렌즈(10)의 본 실시예의 스프링 가압 구조와 동일하지만, 서로에 대하여 3 개의 렌즈 프레임을 가압하는 도 36 및 37에 도시된 스프링 가압구조는 줌 렌즈(10)의 본 실시예의 스프링 가압 구조와 다르다.

도 36에 도시된 스프링 가압 구조의 비교예에서, 광축 방향에서 전방 렌즈 프레임(137)과 후방 렌즈 프레임(136) 사이에 위치되어 있는 중간 렌즈 프레임(135)은 전방 인장 스프링(138)의 한 단부(후방 단부)와 후방 인장 스프링(139)의 한 단부(전방 단부)를 유지하는 한편 전방 렌즈 프레임(137)과 후방 렌즈 프레임(136)은 전방 인장 스프링(138)의 다른 단부(전방 단부)와 후방 인장 스프링(139)의 다른 단부(후방 단부)를 각각 유지한다. 도 36에 도시된 스프링 가압 구조에서 비록 2개의 인장 스프링(138,139)으로부터 단일의 중간 렌즈 프레임(135)에 가압력이 가해지지만, 전방 인장 스프링(138)은 중간 렌즈 프레임(135)을 전방으로 이동하는 방향으로 중간 렌즈 프레임(135)에 가압력을 가하는 한편 후방 인장 스프링(139)은 중간 렌즈 프레임(135)을 후방으로 이동하는 방향으로 중간 렌즈 프레임(135)에 가압력을 가하여 결과적으로, 전방 인장 스프링(138)의 가압력과 후방 인장 스프링(139)의 가압력은 서로 상쇄된다. 그러므로, 제 1 외부 배럴(37)에 대한 3개의 인장 코일 스프링(38)과 2개의 인장 코일 스프링(39)의 가압 방향이 동일하므로 3개의 인장 코일 스프링(38)의 스프링력과 2개의 인장 코일 스프링(39)의 스프링력의 합산 스프링력을 제 1 외부 배럴(37)에 대하여 효율적으로 발휘하는 줌 렌즈의 본 실시예와 비교하여 도 36에 도시된 스프링 가압 구조에서의 스프링 가압력의 손실이 더 크다.

도 37에 도시된 스프링 가압 구조의 비교예에서, 전방 인장 스프링(238)의 한 단부(후방 단부)와 후방 압축 스프링(239)의 한 단부(전방 단부)는 광축 방향에서 전방 렌즈 프레임(237)과 후방 렌즈 프레임(236) 사이에 위치되어 있는 중간 렌즈 프레임(235)과 결합된다. 이 스프링 가압 구조에서는, 전방 인장 코일 스프링(238)과 후방 압축 코일 스프링(239) 쌍방이 광축 방향에서 전방으로 중간 렌즈 프레임(235)을 이동하는 동일한 방향으로 중간 렌즈 프레임(235)에 스프링 가압력을 가하기 때문에 도 36에 도시된 비교예에서 상술한 문제는 해소된다. 그러나, 만약 줌 렌즈의 상술한 실시형태의 제 1 외부 배럴(37), 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)과 동일한 이동 방식으로 전방 렌즈 프레임(237), 중간 렌즈 프레임(235) 및 후방 렌즈 프레임(236)이 이동되면 다음과 같은 문제가 발생한다. 우선, 줌 렌즈(10)가 와이드단에 있을 때 중간 렌즈 프레임(235)은 전방 렌즈 프레임(237)에 대하여 가장 가까운 위치에 위치되는 반면 후방 렌즈 프레임(236)은 전방 렌즈 프레임(237)에 대하여 떨어져서 위치되므로, 전방 인장 코일 스프링(238)의 인장력과 후방 압축 코일 스프링(239)의 압축력을 모두 감소시킨다. 반대로, 줌 렌즈(10)가 텔레단에 있을 때 중간 렌즈 프레임(235)은 전방 렌즈 프레임(237)에 대하여 가까이 위치되므로, 전방 인장 코일 스프링(238)의 인장력과 후방 압축 코일 스프링(239)의 압축력을 모두 증가시킨다. 따라서, 줌 렌즈(10)의 와이드단에서의 전방 인장 코일 스프링(238)의 스프링력과 후방 압축 코일 스프링(239)의 스프링력의 합산 하중, 줌 렌즈(10)의 텔레단에서의 전방 인장 코일 스프링(238)의 스프링력과 후방 압축 코일 스프링(239)의 스프링력의 합산 하중 사이의 차이가 과도하게 커진다. 상술한 바와 같이, 이러한 불균형한 스 프링 가압 상태는 렌즈 프레임(235, 236, 237)을 구동하기 위한 모터에 부담이 되며 따라서 바람직하지 않다.

도 36 및 도 37에 도시된 스프링 가압 구조에서, 중간 렌즈 프레임(135 또는 235)은 스프링(138 또는 238)의 한 단부와 다른 스프링(139 또는 239)의 한 단부가 연결되는 공통결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하고 있기 때문에, 줌 렌즈의 상술한 실시예의 2개의 인장 코일 스프링(39)과 같은, 다른 2개의 광학 요소 지지부재 사이에 당겨져서 설치되는 하나 이상의 긴 스프링을 사용할 수 없다. 상술한 바와 같이, 짧은 인장 스프링 대신에 인장 코일 스프링(39)과 같은 긴 스프링을 사용하는 것이 스프링 설계를 단순화하고, 스프링 가압 구조의 안정성을 향상시키며, 가압 스프링의 설치시에 작업성을 더욱 향상시킨다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 줌 렌즈의 본 실시예에 통합된 스프링 가압구조에 의하면, 공통 캠 링(31)에 의해 구동되는 각각의 3개의 광학 요소 지지 부재(제 1 외부 배럴(37), 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36))는 간단한 스프링 가압 구조로 효율적으로 가압 스프링에 의해 상호 가압되므로 3개의 광학 요소 지지 부재에서의 백래시를 제거할 수 있다. 특히, 3개의 인장 코일 스프링(38)과 2개의 인장 코일 스프링(39)이 제 1 외부 배럴(37)을 같은 방향에 가압하면서 3개의 인장 코일 스프링(38)과 2개의 인장 코일 스프링(39) 사이의 가압력의 증가량을 역전시키도록 설치되어 있기 때문에, 제 1 외부 배럴(37)에 대하여 인장 코일 스프링(38, 39)의 하중을 증가시키는 일 없이 제 1 외부 배럴(37)에 안정된 가압력을 가할 수 있다.

줌 렌즈의 상기 예시된 실시예에서는 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)이 사용되고 있지만, 동일한 효과를 얻기 위하여 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39) 대신에 각각 한 세트의 압축 코일 스프링과 다른 세트의 압축 코일 스프링이 사용될 수 있다. 만약 3개 한 세트의 인장 코일 스프링(38)과 2개 한 세트의 인장 코일 스프링(39)이 각각 한 세트의 압축 스프링으로 대체된다면, 3개의 이동 배럴 또는 프레임(제 1 외부 배럴(37), 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36))의 각각에 대한 스프링 가압방향은 반대로 된다. 즉, 제 1 외부 배럴(37)은 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에 대하여 광축 방향에서 전방으로 가압되고, 2 군 렌즈 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)은 각각 제 1 외부 배럴(37)에 대하여 광축 방향에서 후방으로 가압된다.

줌 렌즈의 상기 예시된 실시예에서 제 1 외부 배럴(37)은 2종류의 인장 스프링(38, 39)이 공통으로 결합되는 공통결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하고 있지만, 후방 이동 배럴 또는 프레임(줌 렌즈의 상기 예시된 실시예에서 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)에 해당)이 공통결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하도록 스프링 가압 구조를 변경하는 것이 가능하다. 상술한 바와 같이 줌 렌즈의 상기 예시된 실시예어서 제 1 외부 배럴(37)이 줌 렌즈(10)의 외부 부재를 형성하고 최대 직경을 갖는 제 1 렌즈 그룹(LG1)을 지지하기 때문에 제 1 외부 배럴(37)이 공통결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하는 것이 바람직하지만, 본 발명은 광학 설 계상 스프링 가압 구조로서 적합하다면 후방 이동부재 또는 프레임이 공통결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하는 변경을 배제하는 것은 아니다.

제 1 외부 배럴(37), 제 2 렌즈 그룹 이동 프레임(35) 및 제 3 렌즈 그룹 이동 프레임(36)의 3개의 이동부재의 스프링 가압관계가 설명되었지만, 본 발명은 또한 3개 이상의 이동부재가 공통 구동부재에 의해서 광축 방향으로 이동되는 다른 형태의 스프링 가압 구조에도 적용할 수 있다. 예를 들면 AF 렌즈 프레임(17)이 캠 링(31)에 형성된 관련 캠 홈에 의해 광축 방향으로 이동되는 구동부재일 경우, AF 렌즈 프레임(17)과 제 1 외부 배럴(37)에 가압 스프링의 단부를 직접 연결함으로써 AF 렌즈 프레임(17)과 제 1 외부 배럴(37)이 서로를 향하여 가압되도록 할 수 있다.

여기에 설명된 본 발명의 특정 실시예에 명백한 변경이 있을 수 있으며, 이러한 변경은 본 발명의 사상 및 범주에 속하는 것이다. 여기에 개시된 것은 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 구동기구는 간단한 구조로 이동부재에 대하여 스프링 부하를 과도하게 증가시키는 일 없이 복수의 이동 프레임 각각에 안정된 스프링 가압 력을 가할 수 있다. 게다가, 가압 스프링의 설치 작업성 및 가압 스프링의 가압력의 균형을 맞추는 작업성이 향상된다.

Claims (12)

1. 촬영 광학 시스템의 적어도 3개의 광학 요소를 광축 방향으로 구동하기 위한 줌 렌즈의 구동기구에 있어서, 상기 구동기구는,

   상기 3개의 광학 요소를 각각 지지하고 상기 광축 방향으로 회전하지 않고 직진 안내되며 상기 광축 방향에서 상기 줌 렌즈의 전방으로부터 순서대로 배열된 전방 이동부재(37), 중간 이동부재(35) 및 후방 이동부재(36);

   상기 전방 이동부재, 중간 이동부재 및 후방 이동부재를 서로 독립적으로 광축 방향으로 이동하기 위한 구동장치(CG1, CG2, CG3)를 포함하는 공통 구동부재(31); 및

   상기 전방 이동부재, 중간 이동부재, 후방 이동부재 및 상기 구동장치 사이의 백래시를 제거하기 위한 제 1 스프링 부재(38)와 제 2 스프링 부재(39);를 포함하고 있고,

   상기 전방 이동부재와 상기 후방 이동부재의 하나는 공통결합 스프링 지지부재(37)로서의 역할을 하고, 상기 전방 이동부재와 상기 후방 이동부재의 다른 하나와 상기 중간 이동부재는 2개의 단일결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하며, 상기 제 1 스프링 부재의 한 단부와 상기 제 2 스프링 부재의 한 단부는 상기 공통결합 스프링 지지부재에 연결되고, 상기 제 1 스프링 부재와 상기 제 2 스프링 부재의 다른 단부는 상기 2개의 단일결합 스프링 지지부재에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재는 상기 공통결합 스프링 지지부재를 상기 광축 방향에서 동일한 가압 방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전방 이동부재, 중간 이동부재 및 후방 이동부재가 상기 촬영 광학 시스템의 줌 동작에 따라 상기 공통 구동부재에 의해서 상기 광축 방향에서 서로 독립적으로 이동될 때, 상기 제 1 스프링 부재와 상기 제 2 스프링 부재의 하나의 가압력이 증가하는 경우 다른 하나의 가압력이 감소하도록 상기 제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 공통결합 스프링 지지부재는 상기 줌 렌즈의 외부 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 전방 이동부재, 중간 이동부재 및 후방 이동부재에 의해 각각 지지되는 상기 3개의 광학 요소는 3개의 렌즈 그룹(LG1, LG2, LG3)을 포함하고, 상기 공통결합 스프링 지지부재에 의해 지지되는 상기 렌즈 그룹(LG1)은 상기 3개의 렌즈 그룹 중에서 최대 직경인 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 공통결합 스프링 지지부재에 의해 지지되는 상기 광학 요소는 상기 촬영 광학 시스템에서 최전방 렌즈 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 공통 구동부재는 상기 광축 주위로 회전가능한 캠 링을 포함하고, 상기 공통 구동부재의 상기 구동장치는 상이한 캠 궤적을 갖도록 상기 캠 링의 내주면과 외주면의 적어도 하나에 형성되는 제 1 캠 홈(CG1), 제 2 캠 홈(CG2) 및 제 3 캠 홈(CG3)을 포함하고, 상기 3개의 이동부재는 상기 제 1 캠 홈, 제 2 캠 홈 및 제 3 캠 홈에 각각 미끄럼 이동 가능하게 결합되는 제 1 캠 종동자(CF1), 제 2 캠 종동자(CF2) 및 제 3 캠 종동자(CF3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
8. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 제 1 스프링 부재와 상기 제 2 스프링 부재는 적어도 하나의 인장 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 줌 렌즈는 상기 광축 주위에 동심으로 배열되는 복수의 외부 이동 배럴을 가진 텔레스코픽 줌 렌즈이며, 상기 공통결합 스프링 지지부재는 상기 복수의 외부 이동 배럴 중에서 반경방향으로 가장 내측의 외부 이동 배럴로서의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 후방 이동부재는 상기 3개의 이동부재의 독립적으로 구비된 직진 안내 부재(33)에 의해 광축 방향으로 직진 안내되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
11. 줌 렌즈의 구동기구에 있어서,

    광축 방향으로 회전하지 않고 직진 안내되며 상기 줌 렌즈의 전방으로부터 순서대로 전방 이동부재(37), 중간 이동부재(35), 후방 이동부재(36);

    상기 전방 이동부재, 중간 이동부재 및 후반 이동부재에 형성된 캠 종동자(CF1, CF2, CF3)가 미끄럼 이동 가능하게 끼워 맞추어지는 캠 홈(CG1, CG2, CG3)을 포함하는 캠 (31)링; 및

    상기 캠 종동자와 상기 캠 홈 사이의 백래시를 제거하기 위하여 상기 광축 방향에서 상기 전방 이동부재, 중간 이동부재, 후방 이동부재를 서로 가압하는 제 1 스프링 부재(38) 및 제 2 스프링 부재(39);를 포함하고 있고,

    상기 캠 링은 상기 광축 방향으로 상기 전방 이동부재, 중간 이동부재, 후방 이동부재를 서로 독립적으로 이동시키기 위하여 상기 광축 주위로 회전되며,

    상기 제 1 스프링 부재의 한 단부와 상기 제 2 스프링 부재의 한 단부는 상기 전방 이동부재와 상기 후방 이동부재의 하나에 연결되고,

    상기 제 1 스프링 부재와 상기 제 2 스프링 부재의 다른 단부는 상기 전방 이동부재와 상기 후방 이동부재의 다른 하나 및 상기 중간 이동부재에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.
12. 줌 렌즈의 구동기구에 있어서,

    광축 방향에서 상기 줌 렌즈의 전방으로부터 순서대로 배열된 전방 이동부재(37), 중간 이동부재(35) 및 후방 이동부재(36);

    상기 전방 이동부재, 중간 이동부재 및 후방 이동부재를 서로 독립적으로 광축 방향으로 이동하기 위한 구동장치(CG1, CG2, CG3)를 포함하는 공통 구동부재(31); 및

    상기 전방 이동부재, 중간 이동부재, 후방 이동부재 및 상기 구동장치 사이의 백래시를 제거하기 위한 제 1 스프링 부재(38)와 제 2 스프링 부재(39);를 포함하고 있고,

    상기 전방 이동부재와 상기 후방 이동부재의 하나는 공통결합 스프링 지지부재(37)로서의 역할을 하고, 상기 전방 이동부재와 상기 후방 이동부재의 다른 하나와 상기 중간 이동부재는 2개의 단일결합 스프링 지지부재로서의 역할을 하며, 상기 제 1 스프링 부재의 한 단부와 상기 제 2 스프링 부재의 한 단부는 상기 공통결합 스프링 지지부재에 연결되고, 상기 제 1 스프링 부재와 상기 제 2 스프링 부재의 다른 단부는 상기 2개의 단일결합 스프링 지지부재에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈의 구동기구.

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