JP2005221889A - ズームレンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のレンズ群を進退駆動可能なズームレンズ鏡筒において、小型化が可能な鏡筒を提供する。
【解決手段】本ズームレンズ鏡筒１０は、固定枠１１と、固定枠１１とヘリコイド結合される回転枠１２と、回転枠１２とヘリコイド結合される連結枠１３と、連結枠１３と、第一，二群レンズ枠１４，１６と、連結枠１３と第一群枠１４とを直進案内するキーリング１７と、双方向に回動可能なモータ３０とを有してなり、本レンズ鏡筒１０でズーミングを行う場合、駆動モータ３０により回転枠１２を一方方向に回転駆動し、連結枠１３を介して第一，二群レンズ枠１４，１６をそれぞれのズーミング位置に繰り出し、また、フォーカシングを行う場合、モータ３０により回転枠１２を他方方向に回転駆動し、第一群レンズ枠１４を進退させず、第二群レンズ枠１６のみを繰り込み方向に駆動することによってフォーカシングを行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数のレンズ群を有し、それぞれのレンズ群を進退駆動可能なズームレンズ鏡筒に関する。

従来、単一の駆動源によって変倍と焦点調節を行うズームレンズ鏡筒として特許文献１に開示されたものがある。このズームレンズ鏡筒１０１は、図１２に示すように固定筒１０２と、単一の駆動モータにより回転駆動され、それぞれカム溝を有する二重の回転筒１０３，１０４と、上記回転筒１０３を介して進退駆動され、前群レンズを保持するる移動筒１０５と、上記カム溝により進退駆動される後群レンズ保持筒１０６を有してなる。回転筒１０３，１０４に設けられる二つのカム溝には、複数の変倍に対応する組（例えば、６種類の変倍）について階段状カムからなる２つのカム区間を設けている。一方のカム区間は、焦点調節カム区間であり、他方は、変倍カム区間である。上記単一の駆動モータにより回転筒１０３，１０４を同時に駆動し、上記変倍に対応する組の変倍カム区間で対応する変倍状態が得られ、かつ、焦点調節カム区間で焦点調節が行われる。
特許文献１は、特開平９−１８９８３６号公報である。

しかし、上述した特許文献１に開示のズームレンズ鏡筒１０１では、固定筒１０２を除いて回転筒１０３，移動筒１０５，回転筒１０４の３重の筒部材の構造を有し、鏡筒の小型化には不利は構造である。また、変倍ポイントがカム形状によって限定され、任意の変倍を選択することができないといった問題もある。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、複数のレンズ群をそれぞれ進退駆動可能なズームレンズ鏡筒において、小型化が可能な鏡筒を提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載のズームレンズ鏡筒は、ズーム光学系を構成する複数のレンズ群と、固定枠と、両方向に回転して上記固定枠に対し光軸方向に進退する回転枠と、上記固定枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠が一方向に回転したときは上記回転枠を光軸前方に移動させ、上記回転枠が他方向に回転したときは上記回転枠を上記光軸後方に移動させる第一の結合手段と、上記光軸方向に延びて、上記光軸周りに回転不能のキー部材と、上記キー部材に対し上記光軸周りに所定の量だけ相対回転可能であり、上記回転枠の回転を受けて上記キー部材と当接して上記光軸周りに回転不能となり、上記光軸方向に進退する連結枠と、上記回転枠と上記連結枠との間に設けられ、上記連結枠が上記キー部材と当接するまで上記回転枠と一体的に回転し、上記連結枠を上記キー部材に当接させ上記回転枠の上記回転の方向に応じて、上記連結枠を上記光軸前方若しくは上記光軸後方に進退させる第二の結合手段と、上記光学系の一つのレンズ群である第一のレンズ群を保持し、上記キー部材の回転規則を受けて上記光軸周りには回転不能にされ、光軸方向に進退する第一群レンズ枠と、上記連結枠と上記第一群レンズ枠との間に設けられ、上記回転枠が回転し、上記連結枠がともに回転して上記第一群レンズ枠と上記連結枠とが相対回転するとき、上記回転枠の進退方向とは同量だけ逆方向に進退させる第三の結合手段と、上記第一のレンズ群とは異なる上記光学系の一つのレンズ群である第二のレンズ群を保持し、上記連結枠に関し相対的に回転不能に、そして上記連結枠に対し光軸方向に相対的に移動可能であり、上記回転枠の回転により上記光軸方向に進退する第二群レンズ枠と、上記第二群レンズ枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠の回転により上記第二群レンズ枠を光軸方向に進退させるための第四の結合手段とを有しており、上記第一群レンズ枠および上記第二群レンズ枠は、上記回転枠の回転により、連結枠を介して進退駆動される。

本発明の請求項２記載のズームレンズ鏡筒は、請求項１記載のズームレンズ鏡筒において、上記第一、第二、第三の結合手段は、ヘリコイドネジによる結合である。

本発明の請求項３記載のズームレンズ鏡筒は、請求項２記載のズームレンズ鏡筒において、上記第二の結合手段における摩擦力は、上記第三の結合手段における摩擦力より大きい。

本発明の請求項４記載のズームレンズ鏡筒は、ズーム光学系を構成する複数のレンズ群と、第一の枠と、両方向に回転して上記固定枠に対し光軸方向に進退する第二の枠と、上記固定枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠が一方向に回転したときは上記回転枠を光軸前方に移動させ、上記回転枠が他方向に回転したときは上記回転枠を上記光軸後方に移動させる第一の結合手段と、上記光軸方向に延びて、上記光軸周りに回転不能のキー部材と、上記キー部材に対し上記光軸周りに所定の量だけ相対回転可能であり、上記回転枠の回転を受けて上記キー部材と当接して上記光軸周りに回転不能となり、上記光軸方向に進退する第三の枠と、上記回転枠と上記連結枠との間に設けられ、上記連結枠が上記キー部材と当接するまで上記回転枠と一体的に回転し、上記連結枠を上記キー部材に当接させ上記回転枠の上記回転の方向に応じて、上記連結枠を上記光軸前方若しくは上記光軸後方に進退させる第二の結合手段と、上記光学系の一つのレンズ群である第一のレンズ群を保持し、上記キー部材の回転規則を受けて上記光軸周りには回転不能にされ、光軸方向に進退する第四の枠と、上記連結枠と上記第四の枠との間に設けられ、上記回転枠が回転し、上記連結枠がともに回転して上記第四の枠と上記連結枠とが相対回転するとき、上記回転枠の進退方向とは同量だけ逆方向に進退させる第三の結合手段と、上記第一のレンズ群とは異なる上記光学系の一つのレンズ群である第二のレンズ群を保持し、上記連結枠に関し相対的に回転不能に、そして上記連結枠に対し光軸方向に相対的に移動可能であり、上記回転枠の回転により上記光軸方向に進退する第五の枠と、上記第五の枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠の回転により上記第五の枠を光軸方向に進退させるための第四の結合手段とを有しており、上記第四の枠および上記第五の枠は、上記第二の枠の回転により、第三の枠を介して進退駆動される。

本発明によれば、複数のレンズ群をそれぞれ進退駆動可能なズームレンズ鏡筒において、小型化が可能な鏡筒を提供することができる。

以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるズームレンズ鏡筒を内蔵するカメラの沈胴状態における光軸に沿った断面図である。図２，３は、上記ズームレンズ鏡筒のワイド状態、および、テレ状態での光軸に沿った断面図である。図４は、上記ズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。図５は、上記ズームレンズ鏡筒の回転枠と駆動ギヤとの噛合状態を光軸方向からみた図である。図６は、上記ズームレンズ鏡筒の第一群枠とキー先端部の嵌合状態を示す光軸方向からみた断面図である。図７は、上記ズームレンズ鏡筒の回転枠の内周部のカム溝の展開図である（雌ヘリコイド部は図示せず）。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、上記ズームレンズ鏡筒のズーム動作，フォーカシング動作，沈胴動作における回転枠，第二群枠，連結枠，キー先端部の回動状態を示す光軸方向前方からみた断面図である。図８（Ａ）は、沈胴状態からワイド状態，テレ状態へのズームアップ動作時を示している。図８（Ｂ）は、フォーカシング動作時を示し、図８（Ｃ）は、ズームダウン動作時、または、沈胴動作中の状態を示す。図９（Ａ）〜（Ｃ）は、図８の各状態および沈胴終了状態での連結枠とキー部の嵌合状態を示しており、図９（Ａ）は、図８（Ａ）のＡ矢視図であり、図９（Ｂ）は、図８（Ｂ）のＡ′矢視図であり、図９（Ｃ）は、図８（Ｃ）のＡ″矢視図であり、図９（Ｄ）は、図８（Ｃ）の状態から沈胴動作が完了した状態を示す。図１０（Ａ）〜（Ｄ）は、上記ズームレンズ鏡筒の回転枠，連結枠，第一群枠の繰り込み状態を示す光軸に沿った断面図であって、図１０（Ａ），（Ｂ）は、任意のズーム状態およびズームダウン開始状態を示し，図１０（Ｃ），（Ｄ）は、沈胴完了前の状態および沈胴完了状態示す。図１１は、上記ズームレンズ鏡筒の焦点距離（回転枠回動角度）に対する第一，二群レンズの進退移動量の変化を示す図である。

なお、本ズームレンズ鏡筒の撮影レンズは、光軸Ｏを有しているものとする。また、以下の説明において、上記光軸Ｏと平行な方向であって被写体側方向を＋Ｚ方向（前方）とし、被写体像結像側方向を−Ｚ方向（後方）とする。また、回転方向は、被写体側からみたときの回転方向で示すものとし、その時計回りの回転方向を＋Ｄ方向とし、反時計回りの回転方向を−Ｄ方向とする。

図１に示すように本実施形態のズームレンズ鏡筒１０を内蔵するカメラ１は、カメラ本体２に装着されるズームレンズ鏡筒１０の他に該レンズ鏡筒を覆う外装部材であるカメラ外装カバー３と、カメラ本体２のアパーチャ部２ａの後方部を開閉可能な後蓋４と、レンズ鏡筒部上方部に配されるファインダ光学系５と、測距用投光ユニット７と、ＬＣＤ表示ユニット６とを有している。

ズームレンズ鏡筒１０は、図１〜４に示すように第一の枠である固定枠１１と、第二の枠である回転枠１２と、第三の枠である連結枠１３と、シャッタユニット１５を内蔵し、第一群レンズ２１を保持する第四の枠である第一群枠（第一群レンズ枠）１４と、第二群レンズ２２を保持する第五の枠である第二群枠（第二群レンズ枠）１６と、キーリング保持環１８が固着される直進案内部材であるキーリング１７と、コイルバネ２０と、駆動ギヤ１９と、本レンズ鏡筒の沈胴，ズーム，フォーカス駆動を行うための単一の駆動源であり、ギヤ列を介して駆動ギヤ１９を回転駆動する駆動モータ３０とを有してなる。

ズームレンズ鏡筒１０においては、回転枠１２の時計回り（＋Ｄ方向）の回転駆動によって第一，二群枠１４，１６等が沈胴位置から撮影可能なワイド位置、更に、テレ位置に繰り出され、ズームアップ動作が行われる。そして、各ズーム位置にて回転枠１２の反時計回り（−Ｄ方向）の回転によって第二群枠を繰り込み、フォーカシング動作が行われる。更に、回転枠１２の上記−Ｄ方向のフォーカス駆動を越えた回転によりズームダウン動作および沈胴動作が行われる。以下、ズームレンズ鏡筒１０の詳細について説明する。

ズームレンズ鏡筒１０の構成部材である固定枠１１は、円環形状部材であって、内周部に第一の結合手段である左ネジの雌ヘリコイドネジ（以下、ヘリコイドネジは、ヘリコイドと記載する）１１ａと、ギヤ挿入開口部１１ｂと、Ｚ方向に沿った直進ガイド溝１１ｃとが設けられる。固定枠１１は、カメラ本体２の撮影用開口アパーチャ部２ａの前方位置に固定される。

駆動ギヤ１９は、ロングギヤ形状を有する平歯車であり、固定枠１１のギヤ挿入開口部１１ｂに挿入され、回転自在に支持される。

キーリング１７は、リング形状の板部材であって、外周部に外方に突出する直進ガイド
凸部１７ａと、折り曲げにより形成され、光軸Ｏ方向前方に向けて真直に延出する上下２本のキー部１７ｂとが設けられる。キーリング１７のリング部前面側にはキーリング保持環１８がビスにより固着される。

キーリング保持環１８には、外周部外方に突出する３つの周方向ガイド凸部１８ａが設けられる。

キー部１７ｂは、周方向広幅の根本部１７ｄと、上記根本部より狭い所定幅のキー先端部１７ｃと、根本部１７ｄとキー先端部１７ｃをつなぐ傾斜面からなるカム部１７ｅとを有している。カム部１７ｅは、キーリング１７を前方からみてキー部１７ｂの時計回り側の側面に設けられる。キー部１７ｂの反時計回り側の側面は、Ｚ方向（光軸Ｏ方向）と平行な平面で形成される直線部となっている。

キーリング保持環１８が固着されたキーリング１７は、互いに嵌合状態にある固定枠１１と後述する回転枠１２の後方から挿入して、周方向ガイド凸部１８ａを回転枠１２の挿入口１２ｅから挿入し、周方向ガイド溝１２ｆに摺動自在に嵌入させる。同時に直進ガイド凸部１７ａを固定枠１１の直進ガイド溝１１ｃに摺動自在に嵌入させる。

したがって、キーリング１７とキーリング保持環１８は、固定枠１１によって回転規制された状態で直進ガイドされながら回転枠１２とともに光軸Ｏ方向に進退移動するように保持される。

キーリング１７のキー部１７ｂは、後述する連結枠１３のガイド穴１３ｃに挿通され、かつ、後述する第一群枠１４のガイド溝１４ｂに摺動自在に挿入される。その挿入状態でキー部１７ｂの先端部１７ｃは、ガイド穴１３ｃに対して幅方向に所定の隙間（隙間の回動角度θｄ）をもつ（図９（Ａ））。また、ガイド穴１３ｃにキー部１７ｂの根本部１７ｄが嵌入した状態では、幅方向（周方向）のガタはない（図９（Ｄ））。

さらに、キー部１７ｂのキー先端部１７ｃは、第一群枠１４の直進ガイド溝１４ｂに周方向のガタのない状態で摺動自在に嵌入する（図６）。

回転枠１２は、段付き円環形状部材であって、後端段部外周部に第一の結合手段の左ネジ雄ヘリコイド１２ａおよび平歯車部１２ｂと、内周部に第二の結合手段の右ネジ雌ヘリコイド１２ｃおよび該ヘリコイドに重畳して配される第四の結合手段の第二群枠駆動用のカム溝１２ｄと、内周部後方に挿入口１２ｅをもつ周方向ガイド溝１２ｆとが設けられる。回転枠１２は、固定枠１１の内周部に後方側から挿入し、雌ヘリコイドネジ１１ａに雄ヘリコイド１２ａを螺合した状態で嵌入される。また、回転枠１２の平歯車部１２ｂには、駆動ギヤ１９が噛合する（図５）。従って、回転枠１２は、駆動ギヤ１９により回転駆動され、固定枠１１に対して回動しながらＺ方向（光軸Ｏ方向）に沿って進退駆動される。

連結枠１３は、段付き円環形状部材であって、後方段部外周部に第二の結合手段の右ネジ雄ヘリコイド１３ａと、前方外周部に固定枠１１の雌ヘリコイド１１ａと同一リードを有する第三の結合手段の左ネジ雄ヘリコイド１３ｂとが設けられ、周方向３ヶ所にＺ方向に沿った切り欠き部１３ｄを有し、該切り欠き部内方に直進ガイド溝１３ｅが設けられる。さらに、後方段部を貫通するＺ方向に沿った上下２ヶ所にキー挿通用のガイド穴１３ｃが設けられる。

連結枠１３は、回転枠１２の内周部に後方側から挿入し、雌ヘリコイド１２ｃに雄ヘリコイド１３ａを螺合させて嵌入され、回転枠１２に対して回動可能で、かつ、光軸Ｏ方向に進退自在に支持される。

連結枠１３は、前述したようにキーリング１７に設けられるキー部１７ｂの先端１７ｃがガイド穴１３ｃを挿通することから図９（Ａ），（Ｂ）に示すようにガイド穴１３ｃとの隙間分に相当する回動角θｄだけ回動が可能となっている。

一方、連結枠１３の雄ヘリコイド１３ａと回転枠１２の雌ヘリコイド１２ｃとの螺合部分の摩擦トルク（摩擦力、または、駆動伝達トルク）は、連結枠１３の雄ヘリコイド１３ｂと後述する第一群枠１４の雌ヘリコイド１４ａとの螺合部分の摩擦トルク（摩擦力、または、負荷トルク）よりも確実に大きいものとする。この摩擦トルクの差は、ヘリコイドねじ部に塗布するグリースの粘度によって生じさせてもよく、あるいは、連結枠１３と回転枠１２の間の螺合部分を弾性変形させて所定の付勢力で当接させたり、あるいは、別途バネ部材によって連結枠１３と回転枠１２の間に摺動抵抗を与えることで伝達トルクと第一群枠側負荷トルクに差を付けてもよい。

上述のように枠部材間のヘリコイドネジ部の摩擦トルク（伝達トルク）の差のある状態のもとで回転枠１２が＋Ｄ方向に回動駆動された場合、連結枠１３は、図９（Ａ）に示すようにキー部１７ｂが連結枠１３のガイド穴１３ｃの−Ｄ側側面１３c1に当接するまで回転枠１２と供回りする（一体回動，最大回動角度θｄ）。当接後は、連結枠１３は、回動せずに雌ヘリコイド１２ｃによって＋Ｚ方向に繰り出される。また、回転枠１２が−Ｄ方向に回動駆動された場合、連結枠１３は、図９（Ｃ）に示すようにキー部１７ｂが連結枠１３のガイド穴１３ｃの＋Ｄ側側面１３c2に当接するまで回転枠１２と供回りする（一体回動，最大回動角度θｄ）。当接後は、連結枠１３は回動せず、雌ヘリコイド１２ｃによって−Ｚ方向に繰り込まれる。

第一群枠１４は、円環形状部材であって、内周部に第三の結合手段の左ネジ雌ヘリコイド１４ａと、Ｚ方向に沿った上下２ヶ所の直進ガイド溝１４ｂとが設けられる。そして、内周部前方に第一群レンズ２１が保持され、さらに、その後方内部に開閉可能なシャッタ羽根１５ａを有するシャッタユニット１５が取り付けられる。

第一群枠１４は、連結枠１３の外周部に前方側から挿入し、雄ヘリコイド１３ｂに雌ヘリコイド１４ａを螺合した状態で嵌入される。また、直進ガイド溝１４ｂには、前述したようにキーリング１７のキー部先端１７ｃが回転方向に隙間のない状態で摺動自在に嵌入する。したがって、固定枠１１に対して常に回転規制状態で光軸Ｏ方向に進退自在に支持され、かつ、連結枠１３に対しては相対的に回動、かつ、進退自在に支持される。

回転枠１２が回動した場合、連結枠１３がキー部１７ｂで回転規制された状態（共回りしない状態）であれば、第一群枠１４は、固定枠１１の雌ヘリコイド１１ａによる回転枠１２のＺ方向の移動量と、連結枠１３の雌ヘリコイド１２ｃによるＺ方向の移動量とを加算した移動量だけ移動する。しかし、上述したように連結枠１３がガイド穴１３ｃのキー部１７ｂとの隙間の分だけ回転枠１２と供回り（一体回動）する場合、第一群枠１４は、固定枠１１の雌ヘリコイド１１ａによる回転枠１２のＺ方向の移動量に対して、相対回動する連結枠１３の雄ヘリコイド１３ｂ（雌ヘリコイド１１ａと等しいリードをもつ）による上記Ｚ方向と異なる＋、または、−方向（逆方向）の同量の移動分が加算されるので、固定枠１１に対してＺ方向には移動しない状態に保持される。

第二群枠１６は、円環形状部材であって、外周部に突出する３つの突起部を有し、該突起部の外方に突出する第四の結合手段である３本のカムフォロア１６ｂと、上記突起部の内径側に所定の周方向幅を持つ３つの直進ガイド凸部１６ａとが設けられる。そして、内周部に第二群レンズ２２が保持される。

第二群枠１６は、連結枠１３の直進ガイド溝１３ｅに直進ガイド凸部１６ａを周方向にガタのない状態で摺動自在に嵌入した状態で組み込まれる。さらに、第二群枠１６のカムフォロア１６ｂは、回転枠１２のカム溝１２ｄに後端側から挿入し、摺動自在に嵌入される。従って、回転枠１２が回転駆動された場合、第二群枠１６は、連結枠１３がキー部１７ｂで回転規制された状態（共回りしない状態）では、連結枠１３に対して相対的に直進ガイドされ、固定枠１１に対して進退する回転枠１２に対してさらにカム溝１２ｄに沿って進退駆動される。また、連結枠１３が回転枠１２と供回りする状態では、第二群枠１６は、カム溝１２ｄでは、進退駆動されず、回転枠１２とともに固定枠１１の雌ヘリコイド１１ａによって回動しながら進退駆動される。

コイルバネ２０は、第一群枠１４内のシャッタユニット１５と第二群枠１６との間に圧縮状態で挿入される。従って、第一群枠１４と第二群枠１６とは、後述する嵌合ガタが取り除かれた状態で進退自在に支持される。上記嵌合ガタは、第一群枠１４と連結枠１３とのヘリコイド螺合部の光軸Ｏ方向のガタ、および、連結枠１３と回転枠１２とのヘリコイド螺合部の光軸Ｏ方向のガタ、さらに、第二群枠１６と回転枠１２とのカムフォロアとカム溝の光軸Ｏ方向の嵌合ガタである。

次に、上述した構成を有する本実施形態のズームレンズ鏡筒１０の進退動作について説明する。
ズームレンズ鏡筒１０が図１に示す沈胴状態にあるときは、キーリング１７のキー部１７ｂは、連結枠１３のガイド穴１３ｃに幅広の根本部１７ｄが嵌入し、幅方向に隙間のない状態に保持されている（図９（Ｄ））。

そこで、沈胴状態から撮影可能なワイド、または、テレ状態にズームアップするには、駆動モータ３０を一方方向に回転駆動させ、回転枠１２をワイドに対応する角度θｗ（図７）だけ、またさらに、テレに対応する角度θｔだけ、あるいは、任意のズーム位置に対応する角度だけ時計回り（＋Ｄ方向）に回転駆動する。回転枠１２は、回動しながら固定枠１１に対して＋Ｚ方向に繰り出される。

このとき、キー部１７ｂは、連結枠１３のガイド穴１３ｃの側面１３c1に当接しており、連結枠１３の＋Ｄ方向の回動が規制されているので（図９（Ａ））、連結枠１３は、回転枠１２の繰り出し量に重畳して、回転規制状態のままで雌ヘリコイド１２ｃによって＋Ｚ方向に繰り出される。第一群枠１４は、常に回転規制状態であり、連結枠１３とともに＋Ｚ方向に移動し、ワイド位置、または、テレ位置、あるいは、任意のズーム位置に繰り出される。一方、第二群枠１６は、回転枠１２の繰り出し量に重畳して、連結枠１３に回転規制された状態で回転枠１２のカム溝１２ｄによって＋Ｚ方向のワイド位置、または、テレ位置、あるいは、任意のズーム位置繰り出され、ズーミング（ズームアップ）が行われる。

図１１には、各焦点距離（回転枠１２の回動角度と対応）に対する第一群レンズ２１，第二群レンズ２２の移動量を第二群レンズ２２のワイド端位置（焦点距離３８ｍｍ）を基準にして示されている。なお、上記ズーム駆動状態では、フォーカシングレンズである第二群レンズ２２は、無限遠（∞）合焦位置にある。それは、キー部１７ｂが図９（Ａ）に示すように連結枠１３のガイド穴１３ｃ中の−Ｄ側側面１３c1に当接しており、連結枠１３がキー部１７ｂに対して最も＋Ｄ方向に回動した位置にあって、カムフォロア１６ｂがカム溝１２ｄ上の∞対応の移動位置にあるためである。

続いて、フォーカシングを行うには、駆動モータ３０を他の方向に回転駆動させ、回転枠１２を所望のフォーカシング角度（最大θｄ（図９（Ａ）〜（Ｂ）））だけ反時計回り（−Ｄ方向）に回転駆動する。回転枠１２は、固定枠１１に対して回動しながら−Ｚ方向に繰り込まれる。回転枠１２の−Ｚ方向の回動開始時、図８（Ａ），図９（Ａ）に示すようにキー部１７ｂ（先端部１７ｃ）は、連結枠１３のガイド穴１３ｃの側面１３c1側に当接している。従って、回転枠１２が−Ｄ方向の回転を開始すると、連結枠１３は、前述したヘリコイド螺合部の摩擦トルク差によって回転枠１２と共回り（一体回動）して−Ｄ方向に回動するので回転枠１２とともに−Ｚ方向に繰り込まれる。その連結枠１３とキー部１７ｂ（先端部１７ｃ）との回動状態は、図８（Ｂ），図９（Ｂ）に示される。また、最大フォーカシング角度θｄだけ回動した状態は、図８（Ｃ），図９（Ｃ）に示される。

上述のように連結枠１３が回転枠１２と供回り（一体回動）するときは、前述したように第一群枠１４は連結枠１３に対して相対的に回動する。しかし、連結枠１３の雄ヘリコイド１３ｂを含む第三の結合手段と固定枠１１の雌ヘリコイド１１ａを含む第一の結合手段とが同一リードを有し、かつ、逆方向に進退することから、第一群枠１４は、固定枠１１に対して静止状態の進退しない状態に保持される。一方、第二群枠１６は、連結枠１３が回転枠１２と供回りする状態では、前述したように第二群枠１６は回転枠１２のカム溝１２ｄでは、進退駆動されず、回転枠１２とともに−Ｄ方向の回動により固定枠１１の雌ヘリコイド１１ａによって∞合焦位置から任意の被写体距離の合焦位置に繰り込まれる。上述の動作によって∞から至近間のフォーカシングが行われる（図１１）。

次に、ズームダウン動作について説明する。ズームダウンを行う場合、上述したズームアップ動作後、または、フォーカシング動作後、駆動モータ３０を上記他の方向に回転駆動させ、回転枠１２を反時計回り（−Ｄ方向）に回転駆動する。回転枠１２は、回動しながら固定枠１１に対して−Ｚ方向に繰り込まれる。連結枠１３は、まず、図８（Ａ）、または、図８（Ｂ）に示す状態からキー部１７ｂ（先端部１７ｃ）がガイド穴１３ｃの側面１３c2側に当接する図８（Ｃ）（図９（Ｃ））に示す状態になるまで回転枠１２と共回りして回動する。さらに、回転枠１２を反時計回り（−Ｄ方向）に回転駆動すると、連結枠１３は、キー部１７ｂによって−Ｄ方向の回転が規制されるので、それ以降、回転枠１２のみが−Ｄ方向に回動する。上述の回転枠１２のみの−Ｄ方向の回動にともなって、連結枠１３が繰り込まれ、第一群枠１４が所望のズームダウン位置まで繰り込まれる。第二群枠１６は、回転枠１２のカム溝１２ｄによって所望のズームダウン位置まで繰り込まれる。

但し、キー部１７ｂ（先端部１７ｃ）がガイド穴１３ｃの側面１３c2に当接した状態であるので上記ズームダウン状態では、第二群枠１６は至近距離合焦状態にある。従って、回転枠１２を−Ｄ方向にわずかに行き過ぎた位置まで回動後、＋Ｄ方向に戻してキー部１７ｂを連結枠１３のガイド穴１３ｃの側面１３c1に当接させて、∞合焦状態とする。その後、必要に応じて任意の距離に対するフォーカシングが行われる。

なお、図１０（Ａ），（Ｂ）は、被写体距離無限遠にある状態の任意のズーム状態と、ズームダウン開始状態とにおける回転枠，連結枠，第一群枠の繰り込み状態を示しており、任意のズーム状態にあるとき（ズームアップ後の状態）、連結枠１３がキー部１７ｂに対して図８（Ａ）に示す回動状態にあるので第一群枠１４と連結枠１３との相対位置は、狭い隙間Ｇ0 の状態に位置しているが、上記ズームダウンが開始時点では、被写体距離至近の合焦状態になって、連結枠１３がキー部１７ｂに対して図８（Ｃ），図９（Ｃ）に示す回動状態になっており、連結枠１３が回転枠１２と供回りで−Ｚ方向に繰り込まれるので第一群枠１４と連結枠１３との相対位置は、比較的広い隙間Ｇ1 の状態にある。

次に、ズームダウン後の沈胴動作について説明する。上述したズームダウン動作の後、引き続いてレンズ鏡筒の沈胴を行う場合、さらに、駆動モータ３０を上記他の方向に回転駆動させ、回転枠１２を反時計回り（−Ｄ方向）に回動させる。回転枠１２は、回動しながら固定枠１１に対して−Ｚ方向に繰り込まれる。その沈胴動作中、前記ズームダウン動作状態から沈胴完了位置近くまでは、図９（Ｃ）に示すようにキー部１７ｂは、先端部１７ｃが連結枠１３のガイド穴１３ｃの一方の側面１３c2に当接しており、図１０（Ｃ）の沈胴完了前の状態に示すように第一群枠１４と連結枠１３との相対位置は、図１０（Ｂ）に示したズームダウン開始状態と同等の比較的広い隙間Ｇ1 の状態にある。

その後、連結枠１３がさらに−Ｚ方向の沈胴方向に繰り込まれ、ガイド穴１３ｃがキー部１７ｂのカム部１７ｅに差し掛かると、図９（Ｄ）に示すように該カム部１７ｅによって連結枠１３が根本部１７ｄの広くなった幅分だけ＋Ｄ方向に回動駆動される。すなわち、見た目には、キー部１７ｂのカム部１７ｅによって連結枠１３が回動駆動されることになる。そして、沈胴完了状態では、ガイド穴１３ｃと根本部１７ｄが嵌合状態となる。この連結枠１３の＋Ｄ方向の回動駆動により連結枠１３は、雌ヘリコイド１２ｃによって回転枠１２内後方にさらに繰り込まれる。同時に第一群枠１４と連結枠１３とが相対的に回動駆動されるので雄ヘリコイド１３ｃによって第一群枠１４が連結枠１３に対してより接近し、第一群枠１４と連結枠１３との隙間が隙間Ｇ1 より狭い限度の隙間Ｇ3 の状態となる（図１０（Ｄ））。それによって第一群枠１４が連結枠１３と限度一杯まで繰り込まれ、第二群枠１６との間隔も極めて接近した沈胴状態が得られる。すなわち、沈胴状態で第一群枠１４，第二群枠１６が上述のように限度一杯まで繰り込まれることから鏡筒の沈胴時の全長が短縮されることになる。

以上、説明したように本実施形態のズームレンズ鏡筒１０によると、枠部材間に複数の結合手段を適用することによって単一の駆動モータ３０を用いた任意の変倍のズーミングと各ズーム位置でのフォーカシングを行うことを可能とし、構成する枠部材の数が少なく、鏡筒外径を小さくまとめることが可能とする。さらに、沈胴状態での鏡筒の長さを極限まで短くすることも可能である。

なお、上述した実施形態のズームレンズ鏡筒１０においては、枠部材間の結合手段としてヘリコイドネジを適用したが、上記結合手段は、これに限らず、カム溝とカムフォロアとを選択的に適用しても同様の効果が得られる。また、上述したズームレンズ鏡筒１０は、銀塩カメラに適用した例を示したが、同様の構成は、デジタルカメラのズームレンズ鏡筒にも適用可能である。

本発明によるズームレンズ鏡筒は、複数のレンズ群をそれぞれ進退駆動可能なズームレンズ鏡筒において、小型化、および、沈胴状態での鏡筒長さの短いズームレンズ鏡筒として適用可能である。

本発明の一実施形態であるズームレンズ鏡筒を内蔵するカメラの沈胴状態における光軸に沿った断面図である。 図１のズームレンズ鏡筒のワイド状態での光軸に沿った断面図である。 図１のズームレンズ鏡筒のテレ状態での光軸に沿った断面図である。 図１のズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。 図１のズームレンズ鏡筒の回転枠と駆動ギヤとの噛合状態を光軸方向からみた図である。 図１のズームレンズ鏡筒の第一群枠とキー部先端部との嵌合状態を示す光軸方向からみた断面図である。 図１のズームレンズ鏡筒の回転枠の内周部のカム溝の展開図である（雌ヘリコイド部は図示せず）。 図１のズームレンズ鏡筒のズーム動作，沈胴動作，フォーカシング動作における回転枠，第二群枠，連結枠，キー先端部の回動状態を示す光軸方向前方からみた断面図である。図８（Ａ）は、沈胴状態からワイド状態，テレ状態へのズームアップ動作時を示し、図８（Ｂ）は、フォーカシング動作時を示し、図８（Ｃ）は、ズームダウン動作時、または、沈胴動作中の状態を示す。 図８の各状態および沈胴終了状態での連結枠とキー部の嵌合状態を示しており、図９（Ａ）は、図８（Ａ）のＡ矢視図であり、図９（Ｂ）は、図８（Ｂ）のＡ′矢視図であり、図９（Ｃ）は、図８（Ｃ）のＡ″矢視図であり、図９（Ｄ）は、図８（Ｃ）の状態から沈胴動作が完了した状態を示す。 図１のズームレンズ鏡筒の回転枠，連結枠，第一群枠の繰り込み状態を示す光軸に沿った断面図であって、図１０（Ａ），（Ｂ）は、任意のズーム状態およびズームダウン開始状態を示し，図１０（Ｃ），（Ｄ）は、沈胴完了前の状態および沈胴完了状態示をす。 図１のズームレンズ鏡筒の焦点距離に対する第一，二群レンズの進退移動量の変化を示す図である。 従来のズームレンズ鏡筒の光軸に沿った断面図である。

符号の説明

１１ …固定枠（第一の枠）
１１ａ…雌ヘリコイド（第一の結合手段）
１２ …回転枠（第二の枠）
１２ａ…雄ヘリコイド（第一の結合手段）
１２ｃ…雌ヘリコイド（第二の結合手段）
１２ｄ…カム溝（第四の結合手段）
１３ …連結枠（第三の枠）
１３ａ…雄ヘリコイド（第二の結合手段）
１３ｂ…雄ヘリコイド（第三の結合手段）
１４ …第一群枠（第一群レンズ枠，第四の枠）
１４ａ…雌ヘリコイド（第三の結合手段）
１６ …第二群枠（第二群レンズ枠，第五の枠）
１６ｂ…カムフォロア（第四の結合手段）
１７ｂ…キー部（キー部材）
１７ｃ…キー先端部（キー部材）
２１ …第一群レンズ（第一のレンズ群，レンズ群）
２２ …第二群レンズ（第二のレンズ群，レンズ群）

代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (4)

1. ズーム光学系を構成する複数のレンズ群と、
   固定枠と、
   両方向に回転して上記固定枠に対し光軸方向に進退する回転枠と、
   上記固定枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠が一方向に回転したときは上記回転枠を光軸前方に移動させ、上記回転枠が他方向に回転したときは上記回転枠を上記光軸後方に移動させる第一の結合手段と、
   上記光軸方向に延びて、上記光軸周りに回転不能のキー部材と、
   上記キー部材に対し上記光軸周りに所定の量だけ相対回転可能であり、上記回転枠の回転を受けて上記キー部材と当接して上記光軸周りに回転不能となり、上記光軸方向に進退する連結枠と、
   上記回転枠と上記連結枠との間に設けられ、上記連結枠が上記キー部材と当接するまで上記回転枠と一体的に回転し、上記連結枠を上記キー部材に当接させ、上記回転枠の上記回転の方向に応じて、上記連結枠を上記光軸前方若しくは上記光軸後方に進退させる第二の結合手段と、
   上記光学系の一つのレンズ群である第一のレンズ群を保持し、上記キー部材の回転規則を受けて上記光軸周りには回転不能にされ、光軸方向に進退する第一群レンズ枠と、
   上記連結枠と上記第一群レンズ枠との間に設けられ、上記回転枠が回転し、上記連結枠がともに回転して上記第一群レンズ枠と上記連結枠とが相対回転するとき、上記回転枠の進退方向とは同量だけ逆方向に進退させる第三の結合手段と、
   上記第一のレンズ群とは異なる上記光学系の一つのレンズ群である第二のレンズ群を保持し、上記連結枠に関し相対的に回転不能に、そして上記連結枠に対し光軸方向に相対的に移動可能であり、上記回転枠の回転により上記光軸方向に進退する第二群レンズ枠と、
   上記第二群レンズ枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠の回転により上記第二群レンズ枠を光軸方向に進退させるための第四の結合手段と、
   を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒。
2. 上記第一、第二、第三の結合手段は、ヘリコイドネジによる結合であることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡筒。
3. 上記第二の結合手段における摩擦力は、上記第三の結合手段における摩擦力より大きいことを特徴とする請求項２記載のズームレンズ鏡筒。
4. ズーム光学系を構成する複数のレンズ群と、
   第一の枠と、
   両方向に回転して上記固定枠に対し光軸方向に進退する第二の枠と、
   上記固定枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠が一方向に回転したときは上記回転枠を光軸前方に移動させ、上記回転枠が他方向に回転したときは上記回転枠を上記光軸後方に移動させる第一の結合手段と、
   上記光軸方向に延びて、上記光軸周りに回転不能のキー部材と、
   上記キー部材に対し上記光軸周りに所定の量だけ相対回転可能であり、上記回転枠の回転を受けて上記キー部材と当接して上記光軸周りに回転不能となり、上記光軸方向に進退する第三の枠と、
   上記回転枠と上記連結枠との間に設けられ、上記連結枠が上記キー部材と当接するまで上記回転枠と一体的に回転し、上記連結枠を上記キー部材に当接させ上記回転枠の上記回転の方向に応じて、上記連結枠を上記光軸前方若しくは上記光軸後方に進退させる第二の結合手段と、
   上記光学系の一つのレンズ群である第一のレンズ群を保持し、上記キー部材の回転規則を受けて上記光軸周りには回転不能にされ、光軸方向に進退する第四の枠と、
   上記連結枠と上記第四の枠との間に設けられ、上記回転枠が回転し、上記連結枠がともに回転して上記第四の枠と上記連結枠とが相対回転するとき、上記回転枠の進退方向とは同量だけ逆方向に進退させる第三の結合手段と、
   上記第一のレンズ群とは異なる上記光学系の一つのレンズ群である第二のレンズ群を保持し、上記連結枠に関し相対的に回転不能に、そして上記連結枠に対し光軸方向に相対的に移動可能であり、上記回転枠の回転により上記光軸方向に進退する第五の枠と、
   上記第五の枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠の回転により上記第五の枠を光軸方向に進退させるための第四の結合手段と、
   を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒。

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