JP2004233928A - レンズ鏡筒の進退駆動機構及び進退駆動機構 - Google Patents
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Abstract
【構成】内周面にカム溝を有するカム環と、カム溝に係合するカムフォロアを外周面に有する可動環と、該可動環を光軸方向に直進案内する直進案内部材とを有するレンズ鏡筒において、可動環の外周面に、前後端がそれぞれ開放された光軸と平行な方向の直進案内溝を設け、直進案内部材に、可動環が通過可能な内径の中央開口部を有しカム環に相対回転可能かつ光軸方向には相対移動不能に係合するリング部と、該リング部の中央開口部の内側に突出し可動環の直進案内溝に摺動可能に係合する直進案内キーとを設け、可動環の前方移動端では、可動環の少なくとも一部を直進案内部材のリング部より前方に位置させ、後方移動端では、該可動環の少なくとも一部がリング部の中央開口部を通して後方に突出するレンズ鏡筒の進退駆動機構。
【選択図】 図32
Description
【技術分野】
本発明は、レンズ鏡筒などに用いられる進退駆動機構に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
直進案内された可動環をカム環の回転により進退させる繰出構造が、レンズ鏡筒などで用いられている。レンズ鏡筒の場合、近年におけるズームレンズの高変倍比化などの影響で、可動環の光軸方向への可動量を大きくすることが求められている。可動環の可動量を大きくするには、単純には、カム環や直進案内用部材の大きさ(光軸方向の長さ)を大きくすればよいが、するとレンズ鏡筒が大型化してしまい、特にコンパクトカメラでは好ましくない。また、可動環を直進案内する部材は、カム環に対して相対回転可能かつカム環の回転軸方向には相対移動不能に結合されているのが一般的であり、その大きさはカム環によってある程度制限される。そのため、カム環の大きさに比して可動環の移動量が大きい場合に、その可動範囲の全域に亘って確実に直進案内することが難しかった。
【0003】
【発明の目的】
本発明は、コンパクトな構造で可動環に大きな移動量を与えることが可能な、レンズ鏡筒などに搭載される進退駆動機構を提供することを目的とする。
【0004】
【発明の概要】
本発明は、回転可能でカム溝を内周面に有するカム環と、カム溝に係合するカムフォロアを外周面に有する可動環と、該可動環を光軸方向に直進案内する直進案内部材とを有し、カム環の回転に従って可動環を光軸方向に前後移動させるレンズ鏡筒において、可動環の外周面に、前後端がそれぞれ開放された光軸と平行な方向の直進案内溝を設け、直進案内部材に、可動環が通過可能な内径の中央開口部を有しカム環に相対回転可能かつ光軸方向には相対移動不能に係合するリング部と、該リング部の中央開口部の内側に突出し可動環の直進案内溝に摺動可能に係合する直進案内キーとを設け、可動環の前方移動端では、可動環の少なくとも一部を直進案内部材のリング部より前方に位置させ、後方移動端では、該可動環の少なくとも一部がリング部の中央開口部を通して後方に突出することを特徴としている。
【0005】
具体的には、直進案内部材のリング部がカム環の光軸方向後端部に係合し、該リング部からカム環の内周面に沿って前方へ直進案内キーが前方が延出され、可動環は、その前方移動端ではリング部より前方に位置し、後方移動端ではその一部がリング部の中央開口部を通して後方に突出することが好ましい。
【0006】
カム環の内周面に、同一の基礎軌跡を有する複数のカム溝が少なくとも光軸方向に位置を異ならせて形成され、該複数のカム溝のうち少なくとも光軸方向最後方のカム溝は基礎軌跡の後方の一部が存在しないように短尺としてカム環の後端面に開口している一方、可動環の外周面には、複数のカム溝にそれぞれ係合する複数のカムフォロアが少なくとも光軸方向に位置を異らせて形成され、可動環の後方移動端で、光軸方向最後方のカムフォロアがカム溝の後端開口部から外れるようにすると、カム環の長さに比して可動環の光軸方向移動量を大きくさせることができる。本発明の進退駆動機構では、このようなタイプのレンズ鏡筒において、直進案内部材のリング部の内周部に、カム溝の後端開口部から外れたカムフォロアの光軸方向への通過を許すカムフォロア通過凹部を形成するとよい。
【0007】
本発明のレンズ鏡筒の進退駆動機構はまた、同一の基礎軌跡を有し少なくとも光軸方向に位置を異ならせた複数のカム溝を内周面に有し、この複数のカム溝のうち光軸方向最後方のカム溝を、基礎軌跡の後方の一部が存在しないように短尺として後端面に開口させたカム環;少なくとも光軸方向の位置が異なり複数のカム溝にそれぞれ係合する複数のカムフォロアと、前端面と後端面のそれぞれに開口する光軸方向への直進案内溝とを外周面に有する可動環;カム環の光軸方向後端部に相対回転可能かつ光軸方向に相対移動不能に係合し、その中央開口部が可動環が通過可能な内径であるリング部と、該リング部の中央開口部の内側に突出しカム環の内周面に沿って前方へ延出され、可動環の直進案内溝に摺動可能に係合する直進案内キーとを有する直進案内部材;及び、最後方のカムフォロアがカム溝の後端開口部に達するカム環と直進案内部材の回転位相において該カム溝の後端開口部と周方向位置が一致するように、直進案内部材のリング部の内周部に形成した、カムフォロアが光軸方向に通過可能なカムフォロア通過凹部;を備え、可動環の前方移動端では、可動環がリング部より前方に位置し、後方移動端では、可動環の一部がリング部の中央開口部に進入し、光軸方向最後方のカムフォロアがカム溝の後端開口部及び直進案内部材のカムフォロア通過凹部を通ってカム溝から離脱することを特徴としている。
【0008】
以上の各態様のレンズ鏡筒においては、可動環の前方移動端で直進案内キーの後端部が直進案内溝から後方に突出し、後方移動端では、直進案内キーの前端部が直進案内溝から前方に突出すると、直進案内量を大きくすることができるので好ましい。
【0009】
また、直進案内溝と直進案内キーは、それぞれ周方向に位置を異ならせて複数設けられていることが好ましい。
【0010】
さらに、直進案内部材を光軸方向に直進案内する固定環を有し、直進案内部材及びカム環は該固定環に対して光軸方向に相対移動可能であってもよい。
【0011】
本発明は、可動環が光学要素以外を支持するようにして、レンズ鏡筒以外の装置における進退駆動機構としても適用することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
[レンズ鏡筒の全体の説明]
まず、図1ないし図19について、本実施形態のズームレンズ鏡筒71の全体構造を説明する。この実施形態は、デジタルカメラ70用のズームレンズ鏡筒に本発明を適用した実施形態であり、撮影光学系は、物体側から順に、第1レンズ群LG1、シャッタS及び絞りA、第2レンズ群LG2、第3レンズ群LG3、ローパスフィルタ(フィルタ類)LG4及び固体撮像素子(以下、CCD)60からなっている。撮影光学系の光軸はZ1である。この撮影光軸Z1は、ズームレンズ鏡筒71の中心軸Z0と平行であり、かつ該鏡筒中心軸Z0に対して偏心している。ズーミングは、第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2を撮影光軸Z1方向に所定の軌跡で進退させ、フォーカシングは同方向への第3レンズ群LG3の移動で行う。なお、以下の説明中で「光軸方向」という記載は、特に断りがなければ撮影光軸Z1と平行な方向を意味している。
【0013】
図6及び図7に示すように、カメラボディ72内に固定環22が固定され、この固定環22の後部にCCDホルダ21が固定されている。CCDホルダ21上にはCCDベース板62を介してCCD60が支持され、CCD60の前部に、フィルタホルダ73とパッキン61を介してローパスフィルタLG4が支持されている。
【0014】
固定環22内には、第3レンズ群LG3を保持するAFレンズ枠(3群レンズ枠)51が光軸方向に直進移動可能に支持されている。すなわち、固定環22とCCDホルダ21には、撮影光軸Z1と平行な一対のAFガイド軸52、53の前端部と後端部がそれぞれ固定されており、このAFガイド軸52、53に対してそれぞれ、AFレンズ枠51に形成したガイド孔が摺動可能に嵌まっている。本実施形態では、AFガイド軸52がメインのガイド軸で、AFガイド軸53はAFレンズ枠51の回転規制用に設けられている。AFレンズ枠51に固定したAFナット54に対し、AFモータ160のドライブシャフトに形成した送りねじが螺合しており、該ドライブシャフトを回転させると、送りねじとAFナット54の螺合関係によってAFレンズ枠51が光軸方向に進退される。AFレンズ枠51は、AF枠付勢ばね55によって光軸方向の前方に付勢されている。
【0015】
図5に示すように、固定環22の上部には、ズームモータ150と減速ギヤボックス74が支持されている。減速ギヤボックス74は内部に減速ギヤ列を有し、ズームモータ150の駆動力をズームギヤ28に伝える。ズームギヤ28は、撮影光軸Z1と平行なズームギヤ軸29によって固定環22に枢着されている。ズームモータ150とAFモータ160は、固定環22の外周面に配設したレンズ駆動制御FPC(フレキシブルプリント回路)基板75を介して、カメラの制御回路により制御される。
【0016】
固定環22の内周面には、雌ヘリコイド22a、撮影光軸Z1と平行な3本の直進案内溝22b、雌ヘリコイド22aと平行な3本のリード溝22c、及び各リード溝22cの前端部に連通する周方向への回転摺動溝22dが形成されている。雌ヘリコイド22aは、回転摺動溝22dが形成されている固定環22前部の一部領域には形成されていない(図8参照)。
【0017】
ヘリコイド環18は、雌ヘリコイド22aに螺合する雄ヘリコイド18aと、リード溝22c及び回転摺動溝22dに係合する回転摺動突起18bとを外周面に有している(図4、図9)。雄ヘリコイド18a上には、撮影光軸Z1と平行なギヤ歯を有するスパーギヤ部18cが形成されており、スパーギヤ部18cはズームギヤ28に対して螺合する。従って、ズームギヤ28によって回転力を与えたときヘリコイド環18は、雌ヘリコイド22aと雄ヘリコイド18aが螺合関係にある状態では回転しながら光軸方向へ進退し、ある程度前方に移動すると、雄ヘリコイド18aが雌ヘリコイド22aから外れ、回転摺動溝22dと回転摺動突起18bの係合関係によって鏡筒中心軸Z0を中心とする周方向回転のみを行う。なお、雌ヘリコイド22aは、各リード溝22cを挟む一対のヘリコイド山の周方向間隔が他のヘリコイド山の周方向間隔よりも広くなっており、雄ヘリコイド18aは、この周方向間隔の広いヘリコイド山に係合するべく、回転摺動突起18bの後方に位置する3つのヘリコイド山18a−Wが他のヘリコイド山よりも周方向に幅広になっている(図8、図9)。固定環22には、回転摺動溝22dと外周面とを貫通するストッパ挿脱孔22eが形成され、このストッパ挿脱孔22eに対し、撮影領域を越えるヘリコイド環18の回動を規制するための鏡筒ストッパ26が着脱可能となっている。
【0018】
ヘリコイド環18の前端部内周面に形成した回転伝達凹部18d(図4、図10)に対し、第3外筒15の後端部から後方に突設した回転伝達突起15a(図11)が嵌入されている。回転伝達凹部18dと回転伝達突起15aはそれぞれ、周方向に位置を異ならせて3箇所設けられており、周方向位置が対応するそれぞれの回転伝達突起15aと回転伝達凹部18dは、鏡筒中心軸Z0に沿う方向への相対摺動は可能に結合し、該鏡筒中心軸Z0を中心とする周方向には相対回動不能に結合されている。すなわち、第3外筒15とヘリコイド環18は一体に回転する。また、ヘリコイド環18には、回転摺動突起18bの内径側の一部領域を切り欠いて嵌合凹部18eが形成されており、該嵌合凹部18eに嵌合する嵌合突起15bは、回転摺動突起18bが回転摺動溝22dに係合するとき、同時に回転摺動溝22dに係合する(図6のズームレンズ鏡筒上半断面参照)。
【0019】
第3外筒15とヘリコイド環18の間には、互いを光軸延長上での離間方向へ付勢する3つの離間方向付勢ばね25が設けられている。離間方向付勢ばね25は圧縮コイルばねからなり、その後端部がヘリコイド環18の前端部に開口するばね挿入凹部18fに収納され、前端部が第3外筒15のばね当付凹部15cに当接している。この離間方向付勢ばね25によって、回転摺動溝22dの前側壁面に向けて嵌合突起15bを押圧し、かつ回転摺動溝22dの後側壁面に向けて回転摺動突起18bを押圧することで、固定環22に対する第3外筒15とヘリコイド環18の光軸方向のバックラッシュが除去される。
【0020】
第3外筒15の内周面には、内径方向に突設された相対回動案内突起15dと、鏡筒中心軸Z0を中心とする周方向溝15eと、撮影光軸Z1と平行な3本のローラ嵌合溝15fとが形成されている(図4、図11)。相対回動案内突起15dは、周方向に位置を異ならせて複数設けられている。ローラ嵌合溝15fは、回転伝達突起15aに対応する周方向位置に形成されており、その後端部は、回転伝達突起15aを貫通して後方へ向け開口されている。また、ヘリコイド環18の内周面には鏡筒中心軸Z0を中心とする周方向溝18gが形成されている(図4、図10)。この第3外筒15とヘリコイド環18の結合体の内側には直進案内環14が支持される。直進案内環14の外周面には光軸方向の後方から順に、該径方向へ突出する3つの直進案内突起14aと、それぞれ周方向に位置を異ならせて複数設けた相対回動案内突起14b及び14cと、鏡筒中心軸Z0を中心とする周方向溝14dとが形成されている(図4、図12)。直進案内環14は、直進案内突起14aを直進案内溝22bに係合させることで、固定環22に対し光軸方向に直進案内される。また第3外筒15は、周方向溝15eを相対回動案内突起14cに係合させ、相対回動案内突起15dを周方向溝14dに係合させることで、直進案内環14に対して相対回動可能に結合される。周方向溝15e、14dと相対回動案内突起14c、15dはそれぞれ、光軸方向には若干相対移動可能なように遊嵌している。さらにヘリコイド環18も、周方向溝18gを相対回動案内突起14bに係合させることで、直進案内環14に対して相対回動は可能に結合される。周方向溝18gと相対回動案内突起14bは光軸方向には若干相対移動可能なように遊嵌している。
【0021】
直進案内環14には、内周面と外周面を貫通する3つのローラ案内貫通溝14eが形成されている。各ローラ案内貫通溝14eは、図12に示すように、周方向へ向け形成された平行な前後の周方向溝部14e−1、14e−2と、この両周方向溝部14e−1及び14e−2を接続する、上記雌ヘリコイド22aと平行なリード溝部14e−3とを有する。それぞれのローラ案内貫通溝14eに対し、カム環11の外周面に設けたカム環ローラ32が嵌まっている。カム環ローラ32は、ローラ固定ねじ32aを介してカム環11に固定されており、周方向へ位置を異ならせて3つ設けられている。カム環ローラ32はさらに、ローラ案内貫通溝14eを貫通して第3外筒15内周面のローラ嵌合溝15fに嵌まっている。各ローラ嵌合溝15fの前端部付近には、ローラ付勢ばね17に設けた3つのローラ押圧片17aが嵌っている(図11)。ローラ押圧片17aは、カム環ローラ32が周方向溝部14e−1に係合するときに該カム環ローラ32に当接して後方へ押圧し、カム環ローラ32とローラ案内貫通溝14e(周方向溝部14e−1)との間のバックラッシュを取る。
【0022】
以上の構造から、固定環22からカム環11までの繰り出しの態様が理解される。すなわち、ズームモータ150によってズームギヤ28を鏡筒繰出方向に回転駆動すると、雌ヘリコイド22aと雄ヘリコイド18aの関係によってヘリコイド環18が回転しながら前方に繰り出される。ヘリコイド環18と第3外筒15はそれぞれ、周方向溝14d、15e及び18gと相対回動案内突起14b、14c及び15dの係合関係によって、直進案内環14に対して相対回動可能かつ回転軸方向(鏡筒中心軸Z0に沿う方向)へは共に移動するように結合されているため、ヘリコイド環18が回転繰出されると、第3外筒15も同方向に回転しながら前方に繰り出され、直進案内環14はヘリコイド環18及び第3外筒15と共に前方へ直進移動する。また、第3外筒15の回転力はローラ嵌合溝15fとカム環ローラ32を介してカム環11に伝達される。カム環ローラ32はローラ案内貫通溝14eにも嵌まっているため、直進案内環14に対してカム環11は、リード溝部14e−3の形状に従って回転しながら前方に繰り出される。前述の通り、直進案内環14自体も第3外筒15及びヘリコイド環18と共に前方に直進移動しているため、結果としてカム環11には、リード溝部14e−3に従う回転繰出分と、直進案内環14の前方への直進移動分とを合わせた光軸方向移動量が与えられる。
【0023】
以上の繰出動作は雄ヘリコイド18aが雌ヘリコイド22aと螺合した状態で行われ、このとき回転摺動突起18bはリード溝22c内を移動している。ヘリコイドによって所定量繰り出されると、雄ヘリコイド18aと雌ヘリコイド22aの螺合が解除されて、やがて回転摺動突起18bがリード溝22cから回転摺動溝22d内へ入る。このとき同時に、カム環ローラ32はローラ案内貫通溝14eの周方向溝部14e−1に入る。すると、ヘリコイド環18及び第3外筒15は、ヘリコイドによる回転繰出力が作用しなくなるため、ズームギヤ28の駆動に応じて光軸方向の一定位置で回動のみを行うようになる。この状態では直進案内環14が停止し、かつカム環ローラ32が周方向溝部14e−1内に移行したため、カム環11にも前方への移動力が与えられなくなり、カム環11は第3外筒15の回転に応じて一定位置で回動のみ行うようになる。
【0024】
ズームギヤ28を鏡筒収納方向に回転駆動させると、以上と逆の動作が行われる。カム環ローラ32がローラ案内貫通溝14eの周方向溝部14e−2に入るまでヘリコイド環18に回転を与えると、以上の各鏡筒部材が図7に示す位置まで後退する。
【0025】
カム環11より先の構造をさらに説明する。直進案内環14の内周面には、撮影光軸Z1と平行な3つの第1直進案内溝14f及び6つの第2直進案内溝14gが、それぞれ周方向に位置を異ならせて形成されている。第1直進案内溝14fは、6つのうち3つの第2直進案内溝14gの両側に位置する一対の溝部からなっており、この3つの第1直進案内溝14fに対し、2群直進案内環10に設けた3つの股状突起10a(図3、図15)が摺動可能に係合している。一方、第2直進案内溝14gに対しては、第2外筒13の後端部外周面に突設した6つの直進案内突起13a(図2、図17)が摺動可能に係合している。したがって、第2外筒13と2群直進案内環10はいずれも、直進案内環14を介して光軸方向に直進案内されている。
【0026】
2群直進案内環10は、第2レンズ群LG2を支持する2群レンズ移動枠8を直進案内するための部材であり、第2外筒13は、第1レンズ群LG1を支持する第1外筒12を直進案内するための部材である。
【0027】
まず第2レンズ群LG2の支持構造を説明する。2群直進案内環10は、3つの股状突起10aを接続するリング部10bから前方へ向けて、3つの直進案内キー10cを突出させている(図3、図15)。図6及び図7に示すように、リング部10bの外縁部は、カム環11の後端部内周面に形成した周方向溝11eに対し相対回転は可能で光軸方向の相対移動は不能に係合しており、直進案内キー10cはカム環11の内側に延出されている。各直進案内キー10cは、撮影光軸Z1と平行な一対のガイド面を側面に有しており、このガイド面を、カム環11の内側に支持された2群レンズ移動枠8の直進案内溝8aに係合させることによって、2群レンズ移動枠8を軸方向に直進案内している。直進案内溝8aは、2群レンズ移動枠8の外周面側に形成されている。
【0028】
なお、2群直進案内環10には周方向に位置を異ならせて直進案内キー10cが3つ設けられているが、そのうちひとつの直進案内キー10c−Wは、露出制御FPC基板77の支持部材を兼ねるために、残る2つの直進案内キー10cよりも周方向に幅広になっている。幅広の直進案内キー10c−Wには、リング部10bとの接続部分近傍を一部切り欠いて径方向へ貫通するFPC通し孔10d(図15)が形成されており、図6に示すように、露出制御FPC基板77は、該FPC通し孔10dを通してリング部10bの後方から直進案内キー10c−Wの外周面側へ延出され、直進案内キー10c−Wの先端部で後方に折り曲げられている。これに対応して、3つの直進案内溝8aのうちひとつは、幅広の直進案内キー10c−Wが係合可能な幅広の直進案内溝8a−Wとなっている。該直進案内溝8a−Wの中央部は、露出制御FPC基板77を通すことが可能な貫通部になっており、この貫通部の両側に直進案内キー10c−Wを支持するための有底部が形成されている。これに対し、残る2つの直進案内溝8aはいずれも径方向への貫通部のない有底溝となっている。2群レンズ移動枠8と2群直進案内環10は、直進案内キー10c−Wが直進案内溝8a−Wに係合可能な特定の回転位相でのみ組み合わせることができる。なお、露出制御FPC基板77は、実際には図6における下半断面(ワイド端)の位置には存在しないが、他の部材との位置関係を分かりやすくするために図示している。
【0029】
図3に示すように、カム環11の内周面には2群案内カム溝11aが形成されており、2群案内カム溝11aに対して、2群レンズ移動枠8の外周面に設けた2群用カムフォロア8bが係合している。2群レンズ移動枠8は2群直進案内環10を介して直進案内されているため、カム環11が回転すると、2群案内カム溝11aに従って、2群レンズ移動枠8が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。この2群案内カム溝11aによる2群レンズ移動枠8のガイド構造については後述する。
【0030】
2群レンズ移動枠8の内側には、第2レンズ群LG2を保持する2群レンズ枠6が支持されている。2群レンズ枠6は、一対の2群レンズ枠支持板36、37に対し、2群回動軸33を介して軸支されており、2群枠支持板36、37が支持板固定ビス66によって2群レンズ移動枠8に固定されている。2群回動軸33は撮影光軸Z1と平行でかつ撮影光軸Z1に対して偏心しており、2群レンズ枠6は、2群回動軸33を回動中心として、第2レンズ群LG2の光軸Z2を撮影光軸Z1と一致させる撮影用位置(図6)と、2群光軸Z2を撮影光軸Z1から偏心させる収納用退避位置(図7)とに回動することができる。2群レンズ移動枠8には、2群レンズ枠6を上記撮影用位置で回動規制する回動規制ピン35が設けられていて、2群レンズ枠6は、2群レンズ枠戻しばね39によって該回動規制ピン35との当接方向へ回動付勢されている。軸方向押圧ばね38は、2群レンズ枠6の光軸方向のバックラッシュ取りを行う。
【0031】
2群レンズ枠6は、光軸方向には2群レンズ移動枠8と一体に移動する。CCDホルダ21には2群レンズ枠6に係合可能な位置にカム突起21a(図4)が前方に向けて突設されており、図7のように2群レンズ移動枠8が収納方向に移動してCCDホルダ21に接近すると、該カム突起21aの先端部に形成したカム面が、2群レンズ枠6に係合して上記の収納用退避位置に回動させる。
【0032】
続いて第1レンズ群LG1の支持構造を説明する。直進案内環14を介して光軸方向に直進案内された第2外筒13の内周面には、周方向に位置を異ならせて3つの直進案内溝13bが光軸方向へ形成されており、各直進案内溝13bに対し、第1外筒12の後端部付近の外周面に形成した3つの係合突起12aが摺動可能に嵌合している(図2、図17及び図18参照)。すなわち、第1外筒12は、直進案内環14と第2外筒13を介して光軸方向に直進案内されている。また、第2外筒13は後端部付近の内周面に、周方向へ向かう内径フランジ13cを有し、この内径フランジ13cがカム環11の外周面に設けた周方向溝11cに摺動可能に係合することで、第2外筒13は、カム環11に対して相対回転可能かつ光軸方向の相対移動は不能に結合されている。一方、第1外筒12は、内径方向に突出する3つの1群用ローラ(カムフォロア)31を有し、それぞれの1群用ローラ31が、カム環11の外周面に3本形成した1群案内カム溝11bに摺動可能に嵌合している。
【0033】
第1外筒12内には、1群調整環2を介して1群レンズ枠1が支持されている。1群レンズ枠1には第1レンズ群LG1が固定され、その外周面に形成した雄調整ねじ1aが、1群調整環2の内周面に形成した雌調整ねじ2aに螺合している。この調整ねじの螺合位置を調整することよって、1群レンズ枠1は1群調整環2に対して光軸方向に位置調整可能となっている。
【0034】
1群調整環2は外径方向に突出する一対の(図2には一つのみを図示)ガイド突起2bを有し、この一対のガイド突起2bが、第1外筒12の内周面側に形成した一対の1群調整環ガイド溝12bに摺動可能に係合している。1群調整環ガイド溝12bは撮影光軸Z1と平行に形成されており、該1群調整環ガイド溝12bとガイド突起2bの係合関係によって、1群調整環2と1群レンズ枠1の結合体は、第1外筒12に対して光軸方向の前後移動が可能になっている。第1外筒12にはさらに、ガイド突起2bの前方を塞ぐように、1群抜止環3が抜止環固定ビス64によって固定されている。1群抜止環3のばね受け部3aとガイド突起2bとの間には、圧縮コイルばねからなる1群付勢ばね24が設けられ、該1群付勢ばね24によって1群調整環2は光軸方向後方に付勢されている。1群調整環2は、その前端部付近の外周面に突設した係合爪2cを、1群抜止環3の前面(図2に見えている側の面)に係合させることによって、第1外筒12に対する光軸方向後方への最大移動位置が規制される(図6の上半断面参照)。一方、1群付勢ばね24を圧縮させることによって、1群調整環2は光軸方向前方に若干量移動することができる。
【0035】
第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2の間には、シャッタSと絞りAを有するシャッタユニット76が支持されている。シャッタユニット76は、2群レンズ移動枠8の内側に支持されており、シャッタSと絞りAは、第2レンズ群LG2との空気間隔が固定となっている。シャッタユニット76を挟んだ前後位置には、シャッタSと絞りAを駆動する2つのアクチュエータ(不図示)が、それぞれ一つずつ配置されており、シャッタユニット76からはこれらアクチュエータをカメラの制御回路と接続するための露出制御FPC(フレキシブルプリント回路)基板77が延出されている。
【0036】
第1外筒12の前端部には、シャッタSとは別に、非撮影時に撮影開口を閉じて撮影光学系(第1レンズ群LG1)を保護するためのレンズバリヤ機構が設けられる。レンズバリヤ機構は、鏡筒中心軸Z0に対して偏心した位置に設けた回動軸を中心として回動可能な一対のバリヤ羽根104及び105と、該バリヤ羽根104、105を閉じ方向に付勢する一対のバリヤ付勢ばね106と、鏡筒中心軸Z0を中心として回動可能で所定方向の回動によってバリヤ羽根104、105に係合して開かせるバリヤ駆動環103と、該バリヤ駆動環103をバリヤ開放方向に回動付勢するバリヤ駆動環付勢ばね107と、バリヤ羽根104、105とバリヤ駆動環103の間に位置するバリヤ押さえ板102とを備えている。バリヤ駆動環付勢ばね107の付勢力はバリヤ付勢ばね106の付勢力よりも強く設定されており、ズームレンズ鏡筒71がズーム領域(図6)に繰り出されているときには、バリヤ駆動環付勢ばね107がバリヤ駆動環103をバリヤ開放用の角度位置に保持して、バリヤ付勢ばね106に抗してバリヤ羽根104、105が開かれる。そしてズームレンズ鏡筒71がズーム領域から収納位置(図7)へ移動する途中で、カム環11のバリヤ駆動環押圧面11d(図3、図13)がバリヤ駆動環103をバリヤ開放方向と反対方向に強制回動させ、バリヤ駆動環103がバリヤ羽根104、105に対する係合を解除して、該バリヤ羽根104、105がバリヤ付勢ばね106の付勢力によって閉じられる。レンズバリヤ機構の前部は、バリヤカバー101(化粧板)によって覆われている。
【0037】
以上の構造のズームレンズ鏡筒71の全体的な繰出及び収納動作を、図6、図7及び図19を参照して説明する。図19は、ズームレンズ鏡筒71の主要な部材の関係を概念的に示したものであり、各部材の符号の後の括弧内の「S」は固定部材、「L」は光軸方向の直線移動のみ行う部材、「R」は回転のみ行う部材、「RL」は回転しながら光軸方向に移動する部材であることをそれぞれ意味している。また、括弧内に二つの記号が併記されている部材は、繰出時及び収納時にその動作態様が切り換わることを意味している。
【0038】
カム環11が収納位置から定位置回転状態に繰り出される段階までは既に説明しているので簡潔に述べる。図7の鏡筒収納状態では、ズームレンズ鏡筒71はカメラボディ72内に完全に格納されており、カメラボディ72の前面は、ズームレンズ鏡筒71が突出しないフラット形状になっている。この鏡筒収納状態からズームモータ150によりズームギヤ28を繰出方向に回転駆動させると、ヘリコイド環18と第3外筒15の結合体がヘリコイド(雄ヘリコイド18a、雌ヘリコイド22a)に従って回転繰出される。直進案内環14は、第3外筒15及びヘリコイド環18と共に前方に直進移動する。このとき、第3外筒15により回転力が付与されるカム環11は、直進案内環14の前方への直進移動分と、該直進案内環14との間に設けたリード構造(カム環ローラ32、リード溝部14e−3)による繰出分との合成移動を行う。ヘリコイド環18とカム環11が前方の所定位置まで繰り出されると、それぞれの回転繰出構造(ヘリコイド、リード)の機能が解除されて、鏡筒中心軸Z0を中心とした周方向回転のみを行うようになる。
【0039】
カム環11が回転すると、その内側では、2群直進案内環10を介して直進案内された2群レンズ移動枠8が、2群用カムフォロア8bと2群案内カム溝11aの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。図7の鏡筒収納状態では、2群レンズ移動枠8内の2群レンズ枠6は、CCDホルダ21に突設したカム突起21aの作用によって、2群光軸Z2が撮影光軸Z1から偏心する収納用退避位置に保持されており、該2群レンズ枠6は、2群レンズ移動枠8がズーム領域まで繰り出される途中でカム突起21aから離れて、2群レンズ枠戻しばね39の付勢力によって2群光軸Z2を撮影光軸Z1と一致させる撮影用位置(図6)に回動する。以後、ズームレンズ鏡筒71を再び収納位置に移動させるまでは、2群レンズ枠6は撮影用位置に保持される。
【0040】
また、カム環11が回転すると、該カム環11の外側では、第2外筒13を介して直進案内された第1外筒12が、1群用ローラ31と1群案内カム溝11bの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。
【0041】
すなわち、撮像面(CCD受光面)に対する第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2の繰出位置はそれぞれ、前者が、固定環22に対するカム環11の前方移動量と、該カム環11に対する第1外筒12のカム繰出量との合算値として決まり、後者が、固定環22に対するカム環11の前方移動量と、該カム環11に対する2群レンズ移動枠8のカム繰出量との合算値として決まる。ズーミングは、この第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2が互いの空気間隔を変化させながら撮影光軸Z1上を移動することにより行われる。図7の収納位置から鏡筒繰出を行うと、まず図6の下半断面に示すワイド端の繰出状態になり、さらにズームモータ150を鏡筒繰出方向に駆動させると、同図の上半断面に示すテレ端の繰出状態となる。図6から分かるように、本実施形態のズームレンズ鏡筒71は、ワイド端では第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2の間隔が大きく、テレ端では、第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2が互いの接近方向に移動して間隔が小さくなる。このような第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2の空気間隔の変化は、2群案内カム溝11aと1群案内カム溝11bの軌跡によって与えられるものである。このテレ端とワイド端の間のズーム領域(ズーミング使用領域)では、カム環11、第3外筒15及びヘリコイド環18は、前述の定位置回転のみを行い、光軸方向へは進退しない。
【0042】
ズーム領域では、被写体距離に応じてAFモータ160を駆動することにより、第3レンズ群LG3(AFレンズ枠51)が撮影光軸Z1に沿って移動してフォーカシングがなされる。
【0043】
ズームモータ150を鏡筒収納方向に駆動させると、ズームレンズ鏡筒71は、前述の繰り出し時とは逆の収納動作を行い、カメラボディ72の内部に完全に格納される収納位置(図7)まで移動される。この収納位置への移動の途中で、2群レンズ枠6がカム突起21aによって収納用退避位置に回動され、2群レンズ移動枠8と共に後退する。ズームレンズ鏡筒71が収納位置まで移動されると、第2レンズ群LG2は、光軸方向において第3レンズ群LG3やローパスフィルタLG4と同位置に格納される(鏡筒の径方向に重なる)。この収納時の第2レンズ群LG2の退避構造によってズームレンズ鏡筒71の収納長が短くなり、図7の左右方向におけるカメラボディ72の厚みを小さくすることが可能となっている。
【0044】
デジタルカメラ70は、ズームレンズ鏡筒71に連動するズームファインダを備えている。ズームファインダは、ファインダギヤ30をスパーギヤ部18cに噛合させてヘリコイド環18から動力を得ており、該ヘリコイド環18がズーム領域において前述の定位置回転を行うと、その回転力を受けてファインダギヤ30が回転する。ファインダ光学系は、対物窓81a、第1の可動変倍レンズ81b、第2の可動変倍レンズ81c、プリズム81d、接眼レンズ81e、接眼窓81fを有し、第1と第2の可動変倍レンズ81b、81cをファインダ対物系の光軸Z3に沿って所定の軌跡で移動させることで変倍を行う。ファインダ対物系の光軸Z3は、撮影光軸Z1と平行である。可動変倍レンズ81b及び81cの保持枠は、ガイドシャフト82によって光軸Z3方向に移動可能に直進案内され、かつガイドシャフト82と平行なシャフトねじから駆動力を受けるようになっている。このシャフトねじとファインダギヤ30の間に減速ギヤ列が設けられており、ファインダギヤ30が回転するとシャフトねじが回転し、可動変倍レンズ81b、81cが進退する。以上のズームファインダの構成要素は、図5に示すファインダユニット80としてサブアッシされ、固定環22の上部に取り付けられる。
【0045】
[本発明の特徴部分の説明]
ズームレンズ鏡筒71において、2群直進案内環(直進案内部材)10によって光軸方向に直進案内された2群レンズ移動枠(可動環)8は、カム環11の回転に応じて光軸方向に進退する。この2群レンズ移動枠8の光軸方向への移動量は、ワイド端からテレ端までのズーム領域ではカム環11の光軸方向長さと同程度であり、分解位置も含めるとカム環11の光軸方向長さよりも長くなっている。2群レンズ移動枠8のように移動量が大きい部材を、コンパクトな構造で直進案内することは従来困難であったが、本実施形態のズームレンズ鏡筒71では、2群直進案内環10を大型化することなく確実に2群レンズ移動枠8を直進案内することが可能となっている。まず、2群レンズ移動枠8に光軸方向移動を与えるカム機構について説明し、続いて2群直進案内環10による2群レンズ移動枠8の直進案内構造を説明する。
【0046】
カム環11の内周面に形成した2群案内カム溝(カム溝グループ)11aは、2群レンズ移動枠8に所要の移動を与えるために図14に示す基礎軌跡αを必要とする。基礎軌跡とは、ズーム領域及び収納用領域を含む全ての鏡筒使用領域(使用領域)と、鏡筒の組立分解用領域とを含む概念上のカム溝形状である。鏡筒使用領域とは、言い換えれば、カム機構によって移動が制御されうる領域のことであり、カム機構の分解組立領域と区別する意味で用いられている。また、ズーム領域とは、鏡筒使用領域の中でも特にワイド端とテレ端の間の移動を制御するための領域であり、収納用領域と区別する意味で用いられている。
【0047】
図24から分かるように、この基礎軌跡αの光軸方向(図24の左右方向)に占める形成領域W1は、同方向へのカム環11の長さW2を上回っている。なお、光軸方向におけるズーム領域はW3である。すなわち、基礎軌跡全体を含む1本の長尺のカム溝をカム環の周面に単純に形成するという従来の手法では、カム環11上に必要十分なカム溝を得ることはできない。本実施形態のカム機構は、カム環11の光軸方向長さを増大させることなく、2群レンズ移動枠8の必要な移動量を確保することができる。
【0048】
図14に示すように、2群案内カム溝11aは、光軸方向に位置を異ならせた前方カム溝11a−1と後方カム溝11a−2の2種類からなっている。前方カム溝11a−1と後方カム溝11a−2はいずれも、同形状の基礎軌跡αをトレースして形成されたカム溝であるが、それぞれが基礎軌跡α全域をカバーしているのではなく、前方カム溝11a−1と後方カム溝11a−2では基礎軌跡α上に占める領域の一部が異なっている。基礎軌跡αは、光軸と平行をなす光軸方向前方の第1領域α1、この第1領域α1の終端における第1変曲点αhから光軸方向後方の第2変曲点αmへ向かう第2領域α2、該第2変曲点αmから前方の第3変曲点αnへ向かう第3領域α3、及び第3領域α3の先の第4領域α4に大きく分けることができる。なお、カム溝11a−1及び11a−2の第4領域α4は、組立時のみ使用する領域である。前方カム溝11a−1は、この基礎軌跡αのうち、第1領域α1の全体と第2領域α2の一部とを欠く態様で、カム環11の前方に位置を寄せて形成されており、第2領域α2の途中位置に、カム環11の前端面への前方開口部R1を有している。一方、後方カム溝11a−2は、第2変曲点αmを挟む第2領域α2と第3領域α3の一部を欠く態様で、カム環11の後方に位置を寄せて形成されており、第2領域α2の途中位置と第3領域α3の途中位置に、それぞれカム環11の後端面への後方開口部R2、R3を有し、さらに第1領域α1の前端部に、カム環11の前端面への前方開口部R4を有している。前方カム溝11a−1において欠落している基礎軌跡α上の領域は後方カム溝11a−2に含まれており、逆に、後方カム溝11a−2において欠落している基礎軌跡α上の領域は前方カム溝11a−1に含まれている。つまり、対をなす前方カム溝11a−1と後方カム溝11a−2を合わせれば、基礎軌跡αの全域が含まれていることになる。前方カム溝11a−1と後方カム溝11a−2の幅は等しい。
【0049】
一方、図16に示すように、2群案内カム溝11aに係合する2群レンズ移動枠8側の2群用カムフォロア(カムフォロアグループ)8bも、光軸方向に位置を異ならせた一対の前方カムフォロア8b−1と後方カムフォロア8b−2を1グループとして構成されており、前方カムフォロア8b−1は前方カム溝11a−1に係合し、後方カムフォロア8b−2は後方カム溝11a−2に係合するように光軸方向の間隔が定められている。前方カムフォロア8b−1と後方カムフォロア8b−2の径は等しい。
【0050】
図20は、鏡筒収納状態(図7)での2群案内カム溝11aと2群用カムフォロア8bの関係を示している。収納位置では、2群用カムフォロア8bは基礎軌跡αのうち第3変曲点αn近傍に位置される。前方カム溝11a−1と後方カム溝11a−2はいずれも第3変曲点αnの近傍領域を含んでいるため、前方カムフォロア8b−1と後方カムフォロア8b−2の両方とも、対応する前方カム溝11a−1と後方カム溝11a−2に対して係合している。
【0051】
図20の収納状態から鏡筒繰出方向(同図上方)へカム環11を回転させると、前方カムフォロア8b−1と後方カムフォロア8b−2はそれぞれ、前方カム溝11a−1と後方カム溝11a−2にガイドされて、各カム溝の第3領域α3上を第2変曲点αmに向かって光軸方向後方へ移動する。後方カム溝11a−2は、第2変曲点αmを含む光軸方向後方の一部領域が存在しないため、この移動の途中で後方カムフォロア8b−2は、カム環11の後端面に開口する後方開口部R3を通って後方カム溝11a−2から外れる。一方、前方カム溝11a−1の光軸方向の後方領域は欠落せずに全て存在しているので、前方カムフォロア8b−1は前方カム溝11a−1との係合を保っており、後方カムフォロア8b−2が外れた後は、該前方カムフォロア8b−1と前方カム溝11a−1の係合関係のみによって2群レンズ移動枠8が移動される。
【0052】
図21は、ワイド端(図6の下半断面)における2群案内カム溝11aと2群用カムフォロア8bの関係を示している。ワイド端における基礎軌跡αでの2群用カムフォロア8bの位置は、第2変曲点αmを若干超えた第2領域α2内に定められる。前述の通り、後方カムフォロア8b−2は後方カム溝11a−2から外れているが、該後方カムフォロア8b−2と対をなす前方カムフォロア8b−1が前方カム溝11a−1との係合関係を保っているので、該後方カムフォロア8b−2も基礎軌跡α上から逸脱してはいない。
【0053】
図21のワイド端から鏡筒繰出方向(同図上方)へカム環11を回転させると、前方カムフォロア8b−1は対応する前方カム溝11a−1にガイドされて、第1領域α1側に向かって第2領域α2上を光軸方向前方へ移動する。この移動に伴って、後方カム溝11a−2には係合していない後方カムフォロア8b−2も第2領域α2上を移動し、やがて後方開口部R2に達すると再び後方カム溝11a−2に係合する。この再係合後は、前方カムフォロア8b−1と後方カムフォロア8b−2の両方が各カム溝11a−1、11a−2のガイドを受ける。しかし、前方カム溝11a−1は光軸方向前方の一部領域を欠いて形成されているため、後方カムフォロア8b−2が再係合してからしばらく後に、前方カムフォロア8b−1が、カム環11の前端面に開口する前方開口部R1を通って前方カム溝11a−1から外れる。一方、後方カム溝11a−2は光軸方向の前方領域は欠落せずに全て形成されているので、後方カムフォロア8b−2は後方カム溝11a−2との係合を維持しており、前方カムフォロア8b−1が外れた後は、該後方カムフォロア8b−2と後方カム溝11a−2の係合関係のみによって2群レンズ移動枠8が移動される。
【0054】
図22は、テレ端(図6の上半断面)における2群案内カム溝11aと2群用カムフォロア8bの関係を示している。テレ端では、2群用カムフォロア8bの位置は、第2領域α2のうち第1変曲点αhに近い位置に定められる。前述の通り、この段階で前方カムフォロア8b−1は前方カム溝11a−1から外れているが、該前方カムフォロア8b−1と対をなす後方カムフォロア8b−2が後方カム溝11a−2との係合関係を保っているので、前方カムフォロア8b−1も基礎軌跡α上から逸脱してはいない。
【0055】
テレ端からさらに繰出方向にカム環11を回転させると、図23に示すように、後方カムフォロア8b−2が第1変曲点αhに至って第1領域α1に入る。この時点で前方カムフォロア8b−1は既に前方カム溝11a−1から外れており、残る後方カムフォロア8b−2が係合するのは、光軸と平行なカム溝領域(第1領域α1)なので、2群レンズ移動枠8を光軸方向前方に引き抜いて、後方カムフォロア8b−2を後方カム溝11a−2の前方開口部R4から取り外すことができる。すなわち、図23は、カム環11と2群レンズ移動枠8の分解(組立)状態を示している。
【0056】
以上のように、カム環11には、同一の基礎軌跡を有する一対の前方カム溝11a−1と後方カム溝11a−2を光軸方向に位置を異ならせて形成し、この一対の前方カム溝11a−1と後方カム溝11a−2を、それぞれ個別には基礎軌跡αの一部を含まないようにカム環11の前端面と後端面に開口させると共に、相互には基礎軌跡α全域をカバーするように形成した。そして、カム環11に対する2群レンズ移動枠8の前方への移動端(図6の上半断面参照)では、後方に位置する後方カムフォロア8b−2と後方カム溝11a−2のみを係合させ、後方の移動端(図6の下半断面参照)では、前方に位置する前方カムフォロア8b−1と前方カム溝11a−1のみを係合させるようにした。これにより、2群レンズ移動枠8の光軸方向への移動量を、同方向へのカム環11の長さよりも大きくすることが可能となった。つまり、第2レンズ群LG2を支持する2群レンズ移動枠8の光軸方向への移動量を犠牲にすることなく、カム環11の光軸方向長さを小さくすることができる。逆に言えば、カム環11の光軸方向長さに対する2群レンズ移動枠8の光軸方向への移動量を大きくすることができる。
【0057】
続いて2群直進案内環10による2群レンズ移動枠8の直進案内構造を、図25以下を参照して説明する、図25ないし図28は、鏡筒収納、ワイド端、テレ端及び鏡筒分解の各状態において、前述のカム環11と2群レンズ移動枠8に加えて2群直進案内環10を図示した展開平面図である。図29ないし図31は、鏡筒収納、ワイド端及びテレ端の各状態における、2群直進案内環10を含む直進案内構造の断面図である。図32と図33はワイド端、図34と図35はテレ端における2群レンズ移動枠8と2群直進案内環10の関係を示す斜視図である。また、図36と図37はそれぞれ、2群直進案内環10と2群レンズ移動枠8の単体背面図(光軸方向後方から見た図)であり、図38は該2群直進案内環10と2群レンズ移動枠8を組み合わせた状態の背面図である。なお、図29ないし図31の断面図では、直進案内に関係する部材にのみハッチングを付しているが、回転部材のうちカム環11のみは、視認しやすくするために破線のハッチングを付している、また同断面図中には、実際には周方向の異なる位置にあるが、作図上、同一断面上に表している箇所もある。
【0058】
図25ないし図31から分かるように、2群直進案内環10はカム環11に対して光軸方向への相対位置を変えることがない。これは、リング部10bの外縁部が周方向溝11eに対して相対回転可能かつ光軸方向移動を規制された状態で係合しているためである(図6、図7参照)。一方、鏡筒収納状態からワイド端を通ってテレ端に達するまでの鏡筒使用領域において、2群レンズ移動枠8はカム環11に対し、ワイド端近傍で最も光軸方向後方に位置し、テレ端で最も光軸方向前方に位置する。厳密には、2群レンズ移動枠8が光軸方向の最後方に位置するのは、前方カムフォロア8b−1及び後方カムフォロア8b−2が基礎軌跡αの第2変曲点αm上に位置する時点、すなわちワイド端よりも若干収納位置側に定められている。
【0059】
2群直進案内環10において、2群レンズ移動枠8を直進案内するための直進案内キー10cはリング部10bから光軸方向前方に突出されているのに対し、2群レンズ移動枠8は、図26及び図29のワイド端ではその後端部がリング部10bよりも後方に突出する。このような2群レンズ移動枠8の移動を許容するべく、2群直進案内環10のリング部10bには、2群レンズ移動枠8を光軸方向に通過させることが可能な内径サイズを有する中央開口部10b−T(図36参照)が形成され、各直進案内キー10cは、この中央開口部10b−Tの内側に突出するように形成されている。言い換えれば、直進案内キー10cはリング部10bとは重ならない径方向位置に設けられている。また、2群レンズ移動枠8に設けた3つの直進案内溝8aはそれぞれ、その前後端が2群レンズ移動枠8の前端面と後端面に開放されており、直進案内キー10cは直進案内溝8aの前後いずれからも突出することができる。
【0060】
従って、2群レンズ移動枠8は光軸方向のいずれの移動位置にあってもリング部10bと干渉することはなく、直進案内キー10cと直進案内溝8aの全域を直進案内用の摺接部として利用することができる。例えば、ワイド端における2群レンズ移動枠8と2群直進案内環10の関係を示す図32及び図33では、光軸方向への2群レンズ移動枠8の全長のうち半分程度の領域が、リング部10bの中央開口部10b−Tを通って該リング部10bの後方へ突出しており、直進案内キー10cのうち光軸方向後端側の一部領域と、直進案内溝8aのうち光軸方向前端側の一部領域とが互いに係合している。直進案内キー10cの前端部は直進案内溝8aから前方へ突出している。本実施形態とは異なり、直進案内キー10cがリング部10bの内径側に位置するのではなく、該リング部10bの前面から直接に前方へ突設されていると仮定すると、2群レンズ移動枠8は、その後端部がリング部10bに当て付いた時点で後方への移動が規制されるので、図32及び図33の位置まで後退させることはできない。
【0061】
また、ワイド端からテレ端に移行すると、図34及び図35に示すように、ワイド端ではリング部10bよりも後方に位置していた2群レンズ移動枠8の光軸方向後方の領域が中央開口部10b−Tを通ってリング部10bの前方に移動され、2群レンズ移動枠8はその全体がリング部10bの前方に位置する。その結果、直進案内キー10cの光軸方向後端部は直進案内溝8aから後方に突出し、直進案内キー10cの光軸方向前端側の一部領域と、直進案内溝8aの光軸方向後端側の一部領域のみが係合した状態になる。このワイド端からテレ端までの2群レンズ移動枠8の光軸方向移動の間、直進案内キー10cと直進案内溝8aの係合状態が維持されるので2群レンズ移動枠8は確実に直進案内される。
【0062】
2群直進案内環10と2群レンズ移動枠8の間の直進案内機能だけを考慮した場合、理論的には、直進案内溝8aと直進案内キー10cの係合が外れる直前の前後移動端までを2群レンズ移動枠8の光軸方向の可動領域とすることが可能である。しかし、2群レンズ移動枠8の実際の可動領域は、直進案内キー10cと直進案内溝8aの係合安定性が損なわれない範囲で余裕をもって定められる。例えば、図32及び図33のワイド端において、2群レンズ移動枠8には光軸方向後方へ移動する余地が残されているが、直進案内溝8aと直進案内キー10cの間に十分な係合量を確保するべく、図示位置がワイド端に設定されている。前述の通り、2群レンズ移動枠8の後方移動端は、ワイド端よりも若干収納位置側の基礎軌跡αの第2変曲点αm上に定められているが、この後方移動端においても、直進案内キー10cと直進案内溝8aの係合量は十分に確保されるようになっている。また、2群レンズ移動枠8は図34及び図35のテレ端よりもさらに前方の分解位置に移動することが可能であるが、図28に示すように、分解位置においても直進案内キー10cと直進案内溝8aは係合関係を保っている。
【0063】
2群レンズ移動枠8にはさらに、カム環11に対する光軸方向への相対移動量を大きくするために、光軸方向に位置をずらせて前方カムフォロア8b−1と後方カムフォロア8b−2という2種類のカムフォロアが突設されており、このうち後方カムフォロア8b−2は、収納位置とワイド端の間、及びワイド端とテレ端の間でそれぞれ、光軸方向においてリング部10bを挟んだ前後位置に移動する。後方カムフォロア8b−2がリング部10bよりも後方の領域に位置するのは、該後方カムフォロア8b−2が後方カム溝11a−2の後方開口部(後端開口部)R2、R3から後方に外れているときである。リング部10bの内周部には、直進案内キー10cと位置を異ならせて、後方カムフォロア8b−2の光軸方向への通過を許すカムフォロア通過凹部10eが3箇所形成されている。
【0064】
各カムフォロア通過凹部10eは、直進案内キー10cを直進案内溝8aに係合させたときに各後方カムフォロア8b−2と周方向位置が一致する(光軸方向に一直線状に並ぶ)ように形成されている。従って、鏡筒収納状態からワイド端へ繰り出す途中で後方カムフォロア8b−2が後方カム溝11a−2の後方開口部R3に達すると、カムフォロア通過凹部10eも後方開口部R3と重なって位置し、後方カムフォロア8b−2の後方への通過を許す。以後、後方カムフォロア8b−2が基礎軌跡αの第2変曲点αmで光軸方向前方に方向転換されて後方開口部R2に達するまでの間は、図26及び図33に示すように、後方カムフォロア8b−2はリング部10bの後方に位置し続ける。後方カムフォロア8b−2がワイド端位置を超えて前方に移動され後方カム溝11a−2の後方開口部R2に達すると、カムフォロア通過凹部10eも後方開口部R2と重なり、後方カムフォロア8b−2は、カムフォロア通過凹部10eと後方開口部R2を通って後方カム溝11a−2内へ進入可能となる。このように、後方カムフォロア8b−2を光軸方向へ通過させるためのカムフォロア通過凹部10eを形成したので、リング部10bが後方カムフォロア8b−2の移動を妨げることがない。
【0065】
以上のように、本実施形態の直進案内構造によれば、光軸方向への移動量が大きい2群レンズ移動枠8を、リング部10bと干渉させることなく確実に直進案内することができる。図25ないし図28に示すように、2群直進案内環10における直進案内キー10cの光軸方向の長さはカム環11の内側に収まる程度であるから、従来の直進案内機構に比べて大型化することもない。
【0066】
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、2群直進案内環10の直進案内キー10cと2群レンズ移動枠8の直進案内溝8aはそれぞれ3つ設けられているが、直進案内キーと直進案内溝の数はこれに限定されるものではない。
【0067】
また、実施形態では、光軸方向位置の異なるカム溝(11a−1、11a−2)とカムフォロア(8b−1、8b−2)は前後2箇所に形成されているが、カム溝とカムフォロアの数を実施形態と異ならせることも可能である。
【0068】
また、実施形態はズームレンズ鏡筒に関するものであるが、本発明の進退駆動機構はズームレンズ鏡筒以外の回転進退装置にも適用が可能である。
【0069】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、コンパクトな構造で可動環に大きな移動量を与えることが可能な、レンズ鏡筒などに好適な進退駆動機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図2】図1のズームレンズ鏡筒における、第1レンズ群の支持機構に関する部分の分解斜視図である。
【図3】図1のズームレンズ鏡筒における、第2レンズ群の支持機構に関する部分の分解斜視図である。
【図4】図1のズームレンズ鏡筒における、固定環から第3外筒までの繰出機構に関する部分の分解斜視図である。
【図5】図1のズームレンズ鏡筒に、ズームモータとファインダユニットを加えた完成状態の斜視図である。
【図6】図1のズームレンズ鏡筒のワイド端とテレ端を示す、該ズームレンズ鏡筒を搭載したカメラの縦断面図である。
【図7】図6カメラの鏡筒収納状態の縦断面図である。
【図8】固定環の展開平面図である。
【図9】ヘリコイド環の展開平面図である。
【図10】ヘリコイド環の内周面側の構成要素を透視して示す展開平面図である。
【図11】第3外筒の展開平面図である。
【図12】直進案内環の展開平面図である。
【図13】カム環の展開平面図である。
【図14】カム環の内周面側の2群案内カム溝を透視して示す展開平面図である。
【図15】直進案内環の展開平面図である。
【図16】2群レンズ移動枠の展開平面図である。
【図17】第2外筒の展開平面図である。
【図18】第1外筒の展開平面図である。
【図19】本実施形態のズームレンズ鏡筒の主要な部材の関係を概念的に示す図である。
【図20】鏡筒収納状態におけるカム環と2群レンズ移動枠の関係を示す展開平面図である。
【図21】ワイド端におけるカム環と2群レンズ移動枠の関係を示す展開平面図である。
【図22】テレ端におけるカム環と2群レンズ移動枠の関係を示す展開平面図である。
【図23】鏡筒分解可能状態におけるカム環と2群レンズ移動枠の関係を示す展開平面図である。
【図24】2群案内カム溝内での、収納位置、ワイド端及びテレ端における2群用カムフォロアの位置を示す、カム環の展開平面図である。
【図25】鏡筒収納状態におけるカム環、2群レンズ移動枠及び2群直進案内環の関係を示す展開平面図である。
【図26】ワイド端におけるカム環、2群レンズ移動枠及び2群直進案内環の関係を示す展開平面図である。
【図27】テレ端におけるカム環、2群レンズ移動枠及び2群直進案内環の関係を示す展開平面図である。
【図28】鏡筒分解可能状態におけるカム環、2群レンズ移動枠及び2群直進案内環の関係を示す展開平面図である。
【図29】本実施形態のズームレンズ鏡筒のワイド端における直進案内構造を示す上半断面図である。
【図30】ズームレンズ鏡筒のテレ端における直進案内構造を示す上半断面図である。
【図31】ズームレンズ鏡筒の収納状態における直進案内構造を示す上半断面図である。
【図32】2群レンズ移動枠が2群直進案内環に対する光軸方向の後方移動端にあるときの2群レンズ移動枠と2群直進案内環の関係を示す、前方から見た斜視図である。
【図33】図32の状態を後方から見た斜視図である。
【図34】2群レンズ移動枠が2群直進案内環に対する光軸方向の前方移動端にあるときの2群レンズ移動枠と2群直進案内環の関係を示す、前方から見た斜視図である。
【図35】図34の状態を後方から見た斜視図である。
【図36】2群直進案内環の単体背面図である。
【図37】2群レンズ移動枠の単体背面図である。
【図38】2群レンズ移動枠と2群直進案内環を組み合わせた状態の背面図である。
【符号の説明】
LG1 第1レンズ群
LG2 第2レンズ群
LG3 第3レンズ群
LG4 ローパスフィルタ
S シャッタ
A 絞り
R1 R4 前方開口部
R2 R3 後方開口部(カム溝の後端開口部)
Z0 鏡筒中心軸
Z1 撮影光軸
Z2 2群光軸
Z3 ファインダ対物系の光軸
1 1群レンズ枠
1a 雄調整ねじ
2 1群調整環
2a 雌調整ねじ
2b ガイド突起
2c 係合爪
3 1群抜止環
3a ばね受け部
6 2群レンズ枠
8 2群レンズ移動枠(可動環)
8a 直進案内溝
8b 2群用カムフォロア
8b−1 前方カムフォロア
8b−2 後方カムフォロア
10 2群直進案内環(直進案内部材)
10a 股状突起
10b リング部
10b−T 中央開口部
10c 10c−W 直進案内キー
10d 中央開口部
10e カムフォロア通過凹部
11 カム環
11a 2群案内カム溝
11a−1 前方カム溝
11a−2 後方カム溝
11b 1群案内カム溝
11c 11e 周方向溝
11d バリヤ駆動環押圧面
12 第1外筒
12a 係合突起
12b 1群調整環ガイド溝
13 第2外筒
13a 直進案内突起
13b 直進案内溝
13c 内径フランジ
14 直進案内環
14a 直進案内突起
14b 相対回動案内突起
14c 相対回動案内突起
14d 周方向溝
14e ローラ案内貫通溝
14e−1 周方向溝部
14e−2 周方向溝部
14e−3 リード溝部
14f 第1直進案内溝
14g 第2直進案内溝
15 第3外筒
15a 回転伝達突起
15b 嵌合突起
15c ばね当付凹部
15d 相対回動案内突起
15e 周方向溝
15f ローラ嵌合溝
17 ローラ付勢ばね
17a ローラ押圧片
18 ヘリコイド環
18a 雄ヘリコイド
18b 回転摺動突起
18c スパーギヤ部
18d 回転伝達凹部
18e 嵌合凹部
18f ばね挿入凹部
18g 周方向溝
21 CCDホルダ
21a カム突起
22 固定環
22a 雌ヘリコイド
22b 直進案内溝
22c リード溝
22d 回転摺動溝
22e ストッパ挿脱孔
24 1群付勢ばね
25 離間方向付勢ばね
26 鏡筒ストッパ
28 ズームギヤ
29 ズームギヤ軸
30 ファインダギヤ
31 1群用ローラ
32 カム環ローラ
32a ローラ固定ねじ
33 2群回動軸
35 回動規制ピン
36 37 2群レンズ枠支持板
38 軸方向押圧ばね
39 2群レンズ枠戻しばね
51 AFレンズ枠(3群レンズ枠)
52 53 AFガイド軸
54 AFナット
55 AF枠付勢ばね
60 CCD(固体撮像素子)
61 パッキン
62 CCDベース板
64 抜止環固定ビス
66 支持板固定ビス
70 デジタルカメラ
71 ズームレンズ鏡筒
72 カメラボディ
73 フィルタホルダ
74 減速ギヤボックス
75 レンズ駆動制御FPC基板
76 シャッタユニット
77 露出制御FPC基板
80 ファインダユニット
81a 対物窓
81b 81c 可動変倍レンズ
81d プリズム
81e 接眼レンズ
81f 接眼窓
82 ガイドシャフト
101 バリヤカバー
102 バリヤ押さえ板
103 バリヤ駆動環
104 105 バリヤ羽根
106 バリヤ付勢ばね
107 バリヤ駆動環付勢ばね
150 ズームモータ
160 AFモータ
Claims (11)
- 回転可能でカム溝を内周面に有するカム環と、上記カム溝に係合するカムフォロアを外周面に有する可動環と、該可動環を光軸方向に直進案内する直進案内部材とを有し、カム環の回転に従って上記可動環を光軸方向に前後移動させるレンズ鏡筒において、
上記可動環の外周面に、前後端がそれぞれ開放された光軸と平行な方向の直進案内溝を設け、
上記直進案内部材に、上記可動環が通過可能な内径の中央開口部を有し上記カム環に相対回転可能かつ光軸方向には相対移動不能に係合するリング部と、該リング部の中央開口部の内側に突出し上記可動環の直進案内溝に摺動可能に係合する直進案内キーとを設け、
上記可動環の前方移動端では、可動環の少なくとも一部を直進案内部材のリング部より前方に位置させ、後方移動端では、該可動環の少なくとも一部が上記リング部の中央開口部を通して後方に突出することを特徴とするレンズ鏡筒の進退駆動機構。 - 請求項1記載のレンズ鏡筒の進退駆動機構において、上記直進案内部材のリング部は、上記カム環の光軸方向後端部に相対回転可能かつ光軸方向に相対移動不能に係合し、上記直進案内キーは、該リング部の中央開口部の内側に突出し上記カム環の内周面に沿って前方へ延出されており、
上記可動環の前方移動端では、可動環が直進案内部材のリング部より前方に位置し、後方移動端では、該可動環の一部が上記リング部の中央開口部を通して後方に突出するレンズ鏡筒の進退駆動機構。 - 請求項2記載のレンズ鏡筒の進退駆動機構において、上記カム環の内周面には、同一の基礎軌跡を有する複数のカム溝が少なくとも光軸方向に位置を異ならせて形成され、該複数のカム溝のうち少なくとも光軸方向最後方のカム溝は基礎軌跡の後方の一部が存在しないように短尺としてカム環の後端面に開口しており、
上記可動環の外周面には、複数の上記カム溝にそれぞれ係合する複数のカムフォロアが少なくとも光軸方向に位置を異らせて形成され、可動環の後方移動端で、光軸方向最後方のカムフォロアが上記カム溝の後端開口部から外れ、
上記直進案内部材のリング部は、カム溝の後端開口部から外れたカムフォロアの光軸方向への通過を許すカムフォロア通過凹部を内周部に有しているレンズ鏡筒の進退駆動機構。 - 請求項1ないし3のいずれか1項記載のレンズ鏡筒の進退駆動機構において、上記可動環の前方移動端では、上記直進案内キーの後端部が上記直進案内溝から後方に突出し、後方移動端では、上記直進案内キーの前端部が上記直進案内溝から前方に突出するレンズ鏡筒の進退駆動機構。
- 請求項1ないし4のいずれか1項記載のレンズ鏡筒の進退駆動機構において、上記直進案内溝と直進案内キーは、それぞれ周方向に位置を異ならせて複数設けられているレンズ鏡筒の進退駆動機構。
- 請求項1ないし5のいずれか1項記載のレンズ鏡筒の進退駆動機構において、上記直進案内部材を光軸方向に直進案内する固定環を有し、直進案内部材及びカム環は該固定環に対して光軸方向に相対移動可能であるレンズ鏡筒の進退駆動機構。
- 同一の基礎軌跡を有し少なくとも光軸方向に位置を異ならせた複数のカム溝を内周面に有し、この複数のカム溝のうち少なくとも光軸方向最後方のカム溝を、基礎軌跡の後方の一部が存在しないように短尺として後端面に開口させたカム環;
少なくとも光軸方向の位置が異なり複数の上記カム溝にそれぞれ係合する複数のカムフォロアと、前後端がそれぞれ開放された光軸と平行な方向の直進案内溝とを外周面に有する可動環;
上記カム環の光軸方向後端部に相対回転可能かつ光軸方向に相対移動不能に係合し、その中央開口部が上記可動環が通過可能な内径であるリング部と、該リング部の中央開口部の内側に突出し上記カム環の内周面に沿って前方へ延出され、上記可動環の直進案内溝に摺動可能に係合する直進案内キーとを有する直進案内部材;及び
上記直進案内部材のリング部の内周部に、上記最後方のカムフォロアが上記カム溝の後端開口部に達するカム環と直進案内部材の回転位相において該カム溝の後端開口部と周方向位置が一致するように形成した、カムフォロアが光軸方向に通過可能なカムフォロア通過凹部;
を備え、
上記可動環の前方移動端では、可動環が上記リング部より前方に位置し、後方移動端では、該可動環の一部が上記リング部の中央開口部に進入し、光軸方向最後方のカムフォロアが上記カム溝の後端開口部及び直進案内部材のカムフォロア通過凹部を通ってカム溝から離脱することを特徴とするレンズ鏡筒の進退駆動機構。 - 請求項7記載のレンズ鏡筒の進退駆動機構において、上記可動環の前方移動端では、上記直進案内キーの後端部が上記直進案内溝から後方に突出し、後方移動端では、該直進案内キーの前端部が上記直進案内溝から前方に突出するレンズ鏡筒の進退駆動機構。
- 請求項7または8記載のレンズ鏡筒の進退駆動機構において、上記直進案内溝と直進案内キーは、それぞれ周方向に位置を異ならせて複数設けられているレンズ鏡筒の進退駆動機構。
- 請求項7ないし9のいずれか1項記載のレンズ鏡筒の進退駆動機構において、上記直進案内部材を光軸方向に直進案内する固定環を有し、直進案内部材及びカム環は該固定環に対して光軸方向に相対移動可能であるレンズ鏡筒の進退駆動機構。
- 回転可能でカム溝を内周面に有するカム環と、上記カム溝に係合するカムフォロアを外周面に有する可動環と、該可動環をカム環の回転軸方向に直進案内する直進案内部材とを有し、カム環の回転に従って上記可動環を上記回転軸方向に前後移動させる進退駆動機構において、
上記可動環の外周面に、前後端がそれぞれ開放された光軸と平行な方向の直進案内溝を設け、
上記直進案内部材に、上記可動環が通過可能な内径の中央開口部を有し上記カム環に相対回転可能かつ回転軸方向には相対移動不能に係合するリング部と、該リング部の中央開口部の内側に突出し上記可動環の直進案内溝に摺動可能に係合する直進案内キーとを設け、
上記可動環の前方移動端では、可動環の少なくとも一部を直進案内部材のリング部より前方に位置させ、後方移動端では、該可動環の少なくとも一部が上記リング部の中央開口部を通して後方に突出することを特徴とする進退駆動機構。
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