(57)【要約】【課題】好適な構造の光学機器を提供すること。【解決手段】円筒形状の外周面に螺旋状の第１溝を有する第１部材と、前記外周面に対向する円筒形状の内周面に、前記第１溝に対向する螺旋状の第２溝を有する第２部材と、前記第１溝と前記第２溝との間に備えられた線状の線状部材とを有することを特徴とする光学機器。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の外周面に螺旋状の第１溝を有する第１部材と、
前記外周面に対向する円筒形状の内周面に、前記第１溝に対向する螺旋状の第２溝を有する第２部材と、
前記第１溝と前記第２溝との間に備えられた線状の線状部材とを有することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
請求項１に記載された光学機器であって、
前記第１溝および前記第２溝の少なくとも一方と前記線状部材とが摺動するとき、前記第１部材および前記第２部材は、前記第１溝および前記第２溝の少なくとも一方と前記線状部材とに案内され、螺旋状に相対移動することを特徴とする光学機器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された光学機器であって、
前記線状部材は、弾性体であることを特徴とする光学機器。
【請求項４】
請求項３に記載された光学機器であって、
前記線状部材は、前記第１溝に接触する第１部分と、前記第２溝に接触する第２部分とを有し、前記第１部分および前記第２部分は、前記第１溝および前記第２溝に前記第１部材と前記第２部材とを引き離す方向の力を与えることを特徴とする光学機器。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載された光学機器であって、
前記線状部材は、ヘリコイド形状であることを特徴とする光学機器。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか一項に記載された光学機器であって、
前記線状部材は、前記第１溝および前記第２溝の一方に対して固定され、前記第１溝および前記第２溝の他方に対して相対移動可能であることを特徴とする光学機器。
【請求項７】
請求項６に記載された光学機器であって、
前記第１溝および前記第２溝の一方は、前記第１溝および前記第２溝の他方よりも短いことを特徴とする光学機器。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか一項に記載された光学機器であって、
前記線状部材は、表面が樹脂で覆われていることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は筒が複数重なる構造を有する光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ズームレンズ等のような、筒が複数重なる構造を有する光学機器では、凸ヘリコイドとこれに対応する凹溝とが形成されたヘリコイド機構を用いて筒同士を相対的に駆動している（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４１０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のヘリコイド機構にあっては、筒同士は互いに硬い材料であるので、精度の誤差を許容するためにもある程度のガタを必要としている。ガタがない状態とすると、僅かのズレで筒同士が噛み込んでしまうので高い精度の加工が必要となる。このため、それぞれの筒はガタを持たせて作成するので、マニュアルフォーカス等のような適度な回転抵抗を必要とする場合にはグリスなどの潤滑剤を使用する。しかし、グリスなどの潤滑剤は汚れやゴミ付着の原因となる。
【０００５】
また、ヘリコイド部分は比較的大きな凹凸を有するため凹凸部分の断面変化が大きく、均一な板厚とすることは難しい。特にメス（凹）側は板厚が減る傾向にあるので構造的に強度が低くなり好ましくない。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、好適な構造の光学機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施の形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項１の発明は、円筒形状の外周面（４ａ）に螺旋状の第１溝（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）を有する第１部材（４）と、前記外周面に対向する円筒形状の内周面（７ａ）に、前記第１溝に対向する螺旋状の第２溝（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）を有する第２部材（７）と、前記第１溝と前記第２溝との間に備えられた線状の線状部材（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）とを有することを特徴とする光学機器である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載された光学機器であって、前記第１溝（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）および前記第２溝（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）の少なくとも一方と前記線状部材（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）とが摺動するとき、前記第１部材（４）および前記第２部材（７）は、前記第１溝および前記第２溝の少なくとも一方と前記線状部材とに案内され、螺旋状に相対移動することを特徴とする光学機器である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載された光学機器であって、前記線状部材（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）は、弾性体であることを特徴とする光学機器である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３に記載された光学機器であって、前記線状部材（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）は、前記第１溝（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）に接触する第１部分（３１）と、前記第２溝（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）に接触する第２部分（２８）とを有し、前記第１部分および前記第２部分は、前記第１溝および前記第２溝に前記第１部材（４）と前記第２部材（７）とを引き離す方向の力を与えることを特徴とする光学機器である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項３または請求項４に記載された光学機器であって、前記線状部材（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）は、ヘリコイド形状であることを特徴とする光学機器である。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までの何れか一項に記載された光学機器であって、前記線状部材（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）は、前記第１溝（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）および前記第２溝（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）の一方に対して固定され、前記第１溝および前記第２溝の他方に対して相対移動可能であることを特徴とする光学機器である。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６に記載された光学機器であって、前記第１溝および前記第２溝の一方は、前記第１溝および前記第２溝の他方よりも短いことを特徴とする光学機器である。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までの何れか一項に記載された光学機器であって、前記線状部材（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）は、表面が樹脂で覆われていることを特徴とする光学機器。である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、好適な構造の光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は、本実施形態に係るズームレンズ鏡筒を径方向から見た模式図であり、（ｂ）は、軸方向（図１（ａ）の左方）から見た模式図である。
【図２】内筒を径方向から見た側面図である。
【図３】外筒の内周面を展開して示す図である。
【図４】（ａ）は、図１（ｂ）のＹ−Ｙ線での断面を径方向から見た断面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ線での断面を軸方向（図１（ａ）の左方）から見た断面図である。
【図５】（ａ）は、組付け前の連結部材の全体形状を示す図であり、紙面上下方向が組付け時における光軸方向であり、（ｂ）は組付け前の連結部材の全体形状を示す図であり、紙面表裏方向が組付け時における光軸方向である。
【図６】連結部材のフック部とは反対側の端部の拡大図である。
【図７】螺旋状の空間の近傍を径方向から見た部分断面図であり、（ａ）は連結部材が配置された状態を示し、（ｂ）は連結部材が配置されていない状態を示している。
【図８】図７（ａ）における連結部材の近傍を拡大して示す断面図である。
【図９】連結部材が内筒の溝および外筒の溝の双方に接触している状態を軸方向から見た状態を模式的に示す図である。
【図１０】開口部の断面図である。
【図１１】連結部材を組付ける前のズームレンズ鏡筒を示す透過図である。
【図１２】連結部材の組付けが完了した状態のズームレンズ鏡筒を示す透過図である。
【図１３】溝の数またはピッチを変更した例における内筒の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一つの実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、本発明を複数の筒が重なり、内筒が外筒に対して繰り出しおよび繰り入れする構造のズームレンズ鏡筒に適用したものである。
【００１８】
図１（ａ）は、本実施形態に係るズームレンズ鏡筒１を径方向から見た状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、軸方向（図１（ａ）の左方）から見た状態を模式的に示す図である。図２は、内筒４を径方向から見た側面図であり、図３は外筒７の内周面７ａを展開して示す図である。図４（ａ）は、図１（ｂ）のＹ−Ｙ線での断面を径方向から見た断面図であり、図４（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ線での断面を軸方向（図１（ａ）の左方）から見た断面図である。なお、図１、図４とも内筒が外筒に繰り入れられた状態を示している。
【００１９】
図１の各図に示すように、本実施形態に係るズームレンズ鏡筒１は内筒４と外筒７とを備えている。内筒４と外筒７とは同軸であり、内筒４の外周面４ａと外筒７の内周面７ａとは径方向に対向している。内筒４は、図１（ａ）において、外筒７の左側の端部から左方に繰り出され、繰り出された内筒４は外筒７の左側端部から右方に向かって外筒７の内側に繰り入れられる。被写体（図示省略）からの光はこれら内筒４および外筒７の内側を一方の端部側から他方の端部側へ通過して、例えばＣＣＤ等の撮像素子（図示省略）に導かれる。つまり、内筒４の内周側および外筒７の内周側は被写体からの光が軸方向に通過する領域を形成している。言い換えると、被写体（図示省略）からの光が通過する領域の外周側に内筒４と外筒７とが配置されている。内筒４および外筒７の中心軸は、通過する光の光軸と一致している。なお、内筒４の外周面４ａと外筒７の内周面７ａとは全てが対向する位置にある必要はなく、一部が対向していれば良い。
【００２０】
内筒４の内側には、ズーム用レンズ群からなるズーム光学系（図示省略）が配置される。ズーム光学系は内筒４に直接保持されても良いし、図示しない他の枠部材や筒部材を介して内筒４に保持されても良い。
【００２１】
本実施形態においては、内筒４の外周面４ａには、図２に実線、破線および一点鎖線で示すように、３条の螺旋状の溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃが設けられている。螺旋状の溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃは等間隔に設けられている。なお、３条の溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃは同様の形態であるが、それぞれの溝の配置状態をわかり易くするために図２においてはそれぞれ実線、破線、一点鎖線で表している（以下、図３も同様）。各溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃは内筒４の一方側（本実施形態においては、外筒７において内筒４の繰り出しおよび繰り入れが行われる側と同じ側）の端部近傍から他方の端部の近傍に亘って設けられている。溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃの断面形状は半円の円弧状に形成されている。
【００２２】
また、図３に示すように、外筒７の内周面７ａにも３条の螺旋状の溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃが等間隔に設けられている。各溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃは外筒７の一方側（本実施形態においては内筒４の繰り出しおよび繰り入れが行われる側）の端部近傍から他方の端部の近傍に亘って設けられている。外筒７の内周面７ａの溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃも断面形状は半円の円弧状である。内筒４の外周面４ａの溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃと外筒７の内周面７ａの溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃとは幅および深さがそれぞれ同じ大きさに形成されている。これらの溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃと溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃとは同位相に設けられている。溝１０ａと溝１３ａとは内筒４および外筒７の径方向に対向し、互いに平行に形成されている。溝１０ｂと溝１３ｂ、および溝１０ｃと溝１３ｃも同様である。つまり、溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃと溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃとは径方向に１対１に対向して設けられている。このような構成なので、内筒４および外筒７の間には、溝１０ａと溝１３ａ、溝１０ｂと溝１３ｂ、および溝１０ｃと溝１３ｃによって、図４に示すように、３条の螺旋状の空間１６ａ、１６ｂ、１６ｃが形成されている。これら３条の螺旋状の空間１６ａ、１６ｂ、１６ｃは同様の形態である。
【００２３】
それぞれの螺旋状の空間１６ａ、１６ｂ、１６ｃには、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、連結部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃが配置されている。連結部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃは同様の形態である。連結部材１９ａは内筒４の外周面４ａの溝１０ａおよび外筒７の内周面７ａの溝１３ａに接触している。同様に、連結部材１９ｂは溝１０ｂおよび溝１３ｂに接触し、連結部材１９ｃは溝１０ｃおよび溝１３ｃに接触している。連結部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃがこのように内筒４の溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび外筒７の溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃに接触することで内筒４と外筒７とを連結している。そして、連結部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃは内筒４の外筒７に対する軸方向、すなわち光軸方向への相対移動を案内し、且つ移動後の所望の位置で内筒４を外筒７に係止することができる。以下、連結部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃのうち連結部材１９ａの構成と内筒４および外筒７への組付け状態について詳細に説明するが、他の連結部材１９ｂおよび１９ｃについても同様である。
【００２４】
図５（ａ）は、組付け前の連結部材１９ａの全体形状を示す図であり、紙面上下方向が組付け時における光軸方向である。図５（ｂ）は、組付け前の連結部材１９ａの全体形状を示す図であり、紙面表裏方向が組付け時における光軸方向である。
【００２５】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、連結部材１９ａは線状部材で形成されている。連結部材１９ａはヘリコイド形状に形成されており、全体がバネを構成している。連結部材１９ａは螺旋状に形成された螺旋状部２２と一方の端部に形成されたフック部２５とから構成されている。螺旋状部２２は、螺旋形状の外径側に凸の部分２８と内径側に凸の部分３１とが交互に形成された波型形状となっている。図５（ｂ）に示すように、連結部材１９ａを組付け時における軸方向から見ると、螺旋状部２２が波型形状によって略星形を形成している。
【００２６】
連結部材１９ａを構成する線状部材はある程度の硬さを持った材料、例えば針金のような金属、あるいは樹脂、ゴム等で形成されている。また、金属材料で図５（ａ）、（ｂ）に示すような形状を形成し、表面を樹脂でコーティングしても良い（図６（ｂ）参照）。なお、連結部材１９ａを金属で構成した場合、内筒４は金属以外の材料で構成することが好ましい。また、連結部材１９ａを樹脂等の金属以外の材料で構成した場合、あるいは金属の表面を樹脂でコーティングした連結部材１９ａを用いる場合は、内筒４は金属で構成することが好ましい。つまり、連結部材１９ａの材料と内筒４の材料との接触部は、一方を金属とした場合、他方は非金属とすることが好ましい。これは、連結部材１９ａの材料も内筒４の材料も金属で構成した場合、接触部の金属同士が固着してしまい、外筒７に対して内筒４が動かせなくなってしまう畏れがあるからである。しかし、一方は金属とし、他方は非金属とすることで、連結部材１９ａと内筒４とが固着してしまうことを防止することができる。
【００２７】
図６（ａ）、（ｂ）は、連結部材１９ａのフック部２５とは反対側の端部の拡大図である。連結部材１９ａのフック部２５とは反対側の端部は、図６（ａ）に示すように、略半球状に丸く形成されている。金属の表面を樹脂でコーティングした連結部材１９ａの場合は、図６（ｂ）に示すように、表面の樹脂コーティング部を略半球状に形成しても良い。
【００２８】
図７は螺旋状の空間１６ａの近傍を径方向からみた部分断面図であり、（ａ）は連結部材１９ａが螺旋状の空間１６ａに配置された状態を示し、（ｂ）は連結部材１９ａが配置されていない状態の螺旋状の空間１６ａを示している。
【００２９】
図８は、図７（ａ）における連結部材１９ａの近傍を拡大して示す断面図である。図９は、連結部材１９ａが内筒４の溝１０ａおよび外筒７の溝１３ａの双方に接触している状態を軸方向から見た状態を模式的に示す図である。図９においては、理解を容易にするために１つの連結部材１９ａについての接触状態を周方向の全周に亘って示しているが、他の２つの連結部材１９ｂ、１９ｃについても同様である。
【００３０】
図８に示すように、径方向に対向している内筒４の外周面４ａと外筒７の内周面７ａとの間には、溝１０ａ、溝１３ａが形成されている部分を除いて微小な隙間Ｓが介在している。隙間Ｓの間隔、すなわち内筒４の外周面４ａと外筒７の内周面７ａとの間の距離をＬとし、連結部材１９ａの線状部材の径をｄとすると、Ｌとｄとの関係は次の条件式（１）を満たすように構成されている。
Ｌ  ＜  ｄ …（１）
【００３１】
ｄの値がＬよりも小さいと、連結部材１９ａが溝１０ａと溝１３ａとの間からずれて隙間Ｓに配置されてしまう畏れがあり、好ましくない。また、図８に示すように、連結部材１９ａの線状部材の径ｄは、内筒４の溝１０ａ（外筒７の溝１３ａ）の深さよりも大きく、溝１０ａの半円の断面形状と溝１３ａの半円の断面形状とが対向して形成している略円形の直径、すなわち径方向に対向する溝１０ａ、溝１３ａの底部間の距離とほぼ同じ大きさに形成されている。対向する溝１０ａ、溝１３ａの底部間の距離をＷとすると、Ｗと連結部材１９ａの径ｄとの関係は次の条件式（２）を満たすように構成されている。
Ｗ／２  ＜  ｄ  ＜  Ｗ  …（２）
【００３２】
隙間Ｓの距離Ｌと連結部材１９ａの径ｄとの関係、および対向する溝１０ａ、溝１３ａの底部間の距離Ｗと連結部材１９ａの径ｄとの関係を条件式（１）および条件式（２）を満たすように設定すれば、連結部材１９ａは内筒４の溝１０ａおよび外筒７の溝１３ａとガタつきなく螺旋状の空間１６ａに配置される。ｄの値がＷ／２の値以下の小さい値であると、連結部材１９ａと内筒４の溝１０ａおよび外筒７の溝１３ａとの隙間が大きくなり、その結果内筒４と外筒７とのガタつきが大きくなる畏れがあり好ましくない。また、ｄの値がＷの値以上の大きさであると、螺旋状の空間１６ａ内に連結部材１９ａを配置することができなくなってしまい好ましくない。
【００３３】
また、図５（ｂ）に示すように、組付け前の連結部材１９ａを組付け時における光軸方向から見たときに螺旋状部２２の波型形状が形成する略星形について、螺旋状部２２の外径側に凸の部分２８の頂点を結ぶ円Ｃ1の径をＲ1とし、外筒７を軸方向から見て溝１３ａの底部が周方向に亘って形成する円（図９参照）の径をＤとすると、Ｒ1とＤとの関係は次の条件式（３）を満たすように構成されている。
Ｒ1  ＞  Ｄ …（３）
【００３４】
また、図５（ｂ）に示すように、組付け前の螺旋状部２２の内径側に凸の部分３１の頂点を結ぶ円Ｃ2の径をＲ2とすると、同心である円Ｃ1の円周と円Ｃ2の円周との間隔Ｓは次の式（４）で表される。
Ｓ＝（Ｒ1−Ｒ2）／２  …（４）
【００３５】
この円Ｃ1の円周と円Ｃ2の円周との間隔Ｈと、径方向に対向する溝１０ａ、溝１３ａの底部間の距離Ｗとの関係は次の条件式（５）を満たすように構成されている。
Ｈ  ＞  Ｗ  …（５）
【００３６】
連結部材１９ａと溝１０ａ、溝１３ａとを条件式（３）および条件式（５）を満たすように構成することで、連結部材１９ａは、図５に示す組付け前の状態と比較して螺旋状部２２が縮径して螺旋状の空間１６ａに配置されることとなる。詳細には、円Ｃ1の径Ｒ1が、図９に示すように、溝１３ａの底部が周方向に亘って形成する円の径Ｄと同じ大きさＲ1´になるまで縮径して螺旋状の空間１６ａに配置される。そして、螺旋状部２２の外径側に凸の部分２８の先端が外筒７の内周面７ａの溝１３ａに接触し、内径側に凸の部分３１の先端が内筒４の外周面４ａの溝１０ａに接触することとなる。
【００３７】
連結部材１９ａが溝１０ａおよび溝１３ａにこのような状態で接触するため、外径側に凸の部分２８および内径側に凸の部分３１は、溝１０ａおよび溝１３ａに対して内筒４と外筒７とを引き離す方向の力を与えている。言い換えると、内筒４と外筒７とは、連結部材１９ａの弾性、すなわち螺旋状部２２が組付け前の状態に戻ろうとする力により互いに離れる方向に付勢される。そして、この付勢力により、内筒４には外筒７に対して常に中心に位置するように径方向で内向きに力が加わることとなる。その結果、内筒４と外筒７とは同心に保たれる。さらに外力によって内筒４が外筒７に対して傾いたとしても、内筒４の中心軸は直ちに外筒７の中心軸と同位置に復芯する。連結部材１９ａによるこの復芯機能を発揮するためには、連結部材１９ａの長さは、図９に示すように、組付け状態において少なくとも螺旋状の空間１６ａを軸方向から見てほぼ一周する長さがあれば良い。周方向にほぼ一周する長さがあれば、内筒４にはほぼ全周に亘って力が加わることとなる。
【００３８】
外筒７の周壁には、図１（ａ）、図４（ｂ）に示すように開口部３４ａが設けられている。図１０は開口部３４ａの断面図である。開口部３４ａは外筒７の一方側（本実施形態においては内筒４の繰り出しおよび繰り入れが行われる側）の端部近傍に設けられている。開口部３４ａは外筒７の外周面に形成された凹部３７ａの中央部に設けられている。開口部３４ａは、図１０に示すように、内周面７ａの溝１３ａまで貫通している。すなわち、開口部３４ａは内筒４の溝１０ａと外筒７の溝１３ａとによって形成された螺旋状の空間１６ａに連通している。外筒７の周壁には、１つの螺旋状の空間１６ａに対して開口部３４ａが１つ設けられている。したがって本実施形態においては、図４（ｂ）に示すように、各螺旋状の空間１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対してそれぞれ開口部３４ａ、３４ｂ、３４ｃが設けられている。開口部３４ａが螺旋状の空間１６ａに連通している位置は、内筒４および外筒７の溝１０ａおよび溝１３ａの上記一方側の端部である。開口部３４ａの径は、連結部材１９ａの径（線状部材の径）ｄよりも少し大きく形成されている。連結部材１９ａは、後述するように、開口部３４ａから螺旋状の空間１６ａ内に挿入されて組付けられる。
【００３９】
フック部２５の端部の径は線状部材の他の部分の径よりも大きく形成されている。図１０に示すように、連結部材１９ａが内筒４および外筒７の溝１０ａおよび溝１３ａ間に配置された状態で、フック部２５は開口部３４ａが設けられた凹部３７ａに係合し、当該連結部材１９ａを外筒７に係止している。つまり、外筒７の開口部３４ａが設けられた凹部３７ａは、連結部材１９ａを外筒７に係止するための係止部として機能している（以下、凹部３７ａを係止部３７ａともいう。）。
【００４０】
連結部材１９ａはこのように外筒７に係止されているため、外筒７に対して内筒４を繰り出しまたは繰り入れる時は、連結部材１９ａは内筒４の溝１０ａと摺動することとなる。また、連結部材１９ａと内筒４の溝１０ａとが摺動すると、連結部材１９ａは溝１０ａに引き摺られて多少動く。このため、本実施形態においては、外筒７および内筒４の溝１３ａ、溝１０ａの螺旋形状に沿った長さは次のように設定されている。すなわち、外筒７の溝１３ａは、内筒４および外筒７に組付けられた状態における連結部材１９ａの螺旋形状に沿った長さよりも少し長く形成されている。したがって、連結部材１９ａのフック部２５が係止部３７ａに係止された状態において、連結部材１９ａの他方側の端部は溝１３ａの最奥部か、あるいは最奥部の少し手前に位置することとなる。
【００４１】
一方、内筒４の溝１０ａは、外筒７に対して内筒４が光軸方向に移動する量に対応して、内筒４および外筒７に組付けられた状態における連結部材１９ａの螺旋形状に沿った長さよりも長く形成されている。内筒４の外筒７に対する繰り出しまたは繰り入れは、内筒４と外筒７とが連結部材１９ａおよび溝１０ａ、１３ａの螺旋形状に沿って軸を中心に相対回転することにより、内筒４が外筒７に対して光軸方向に移動することによりなされる。したがって、内筒４が光軸方向に最大に移動する時の連結部材１９ａと内筒４の溝１０ａとの螺旋形状に沿った摺動距離に対応する分だけ、内筒４の溝１０ａは連結部材１９ａよりも長く形成されている。
【００４２】
例えば、図１（ａ）あるいは図４（ａ）において、内筒４を外筒７から紙面左方向に繰り出す場合を考えると、内筒４の軸を中心とした連結部材１９の螺旋形状に沿った回転および紙面左方向への移動に伴い、内筒４の溝１０ａも軸を中心に連結部材１９ａの螺旋形状に沿って回転しながら紙面左方向に移動する。すると、連結部材１９ａはフック部２５によって外筒７に係止されているので、フック部２５とは反対側の端部、つまり紙面右側に位置する端部に対して内筒４の溝１０ａの紙面右側に位置する端部は螺旋形状に沿って回転しながら左方に移動して徐々に接近してくる。内筒４がさらに左方に移動し、連結部材１９ａの当該端部と内筒４の溝１０ａの当該端部とが接触すると、内筒４はそれ以上回転も左方への移動もできなくなる。この状態が、内筒４が外筒７に対して最大に繰り出された状態である。言い換えれば、連結部材１９ａの螺旋形状に沿った長さに対する内筒４の溝１０ａの螺旋形状に沿った長さは、内筒４の光軸方向への最大移動量を設定する要素となる。なお、内筒４の回転量と外筒７に対する光軸方向への移動量との関係は後述する。
【００４３】
本実施形態においては、上述したように外筒７の溝１３ａの螺旋形状に沿った長さは連結部材１９ａの螺旋形状に沿った長さよりも少し長く形成したが、連結部材１９ａの螺旋形状に沿った長さと同じ長さ以上の長さを有していればその長さは限定されない。例えば溝１０ａと同じ長さであっても良い。つまり、外筒７の溝１３ａと内筒４の溝１０ａのうち、少なくとも内筒４の溝１０ａは連結部材よりも長く形成されていれば良い。
【００４４】
連結部材１９ａは内筒４の溝１０ａおよび外筒７の溝１３ａにこのように組付けられているので、内筒４および外筒７には連結部材１９ａの弾性力が常に働いている。このため、連結部材１９ａは内筒４の繰り出しおよび繰り入れの際、光が通過する方向、すなわち軸方向（光軸方向）への内筒４の移動を適度な抵抗を持って案内し、且つ移動後の所望の位置で内筒４を外筒７に対して係止することができる。そして、本実施形態に係るズームレンズ鏡筒１は、このような構成により、次のような効果を発揮する。
【００４５】
連結部材１９ａが縮径して螺旋状の空間１６ａに配置されることにより内筒４および外筒７には連結部材１９ａの弾性力が常に働いているので、摩擦抵抗による保持トルクが得られる。したがって、回転抵抗を得るために、温度によって特性が変わり、また汚れやゴミが付着しやすいグリス等の材料を用いる必要がない。また、上述したように、内筒４と外筒７とは同心に保たれ、外力によって内筒４が外筒７に対して傾いたとしても、内筒４の中心軸は直ちに外筒７の中心軸と同位置に復芯する。また、連結部材１９ａに遊びが発生することがない。また、連結部材１９ａは外筒７の周壁に係止されるので、溝１３ａは内筒４および外筒７の端面から形成する必要がない。したがって内筒４および外筒７の端面に切欠きが存在しなくなるので、外筒７と内筒４との光軸方向の接触に対して均一な面を確保することができる。また、従来のヘリコイド機構のようにオス、メスの接触面積を径方向で得る必要がないので、内筒４および外筒７の断面形状の変化を小さくすることができる。これにより、従来と同じ板厚の部材でより高い強度を得ることができる。
【００４６】
次に、図１１および図１２を参照して、連結部材１９ａの内筒４および外筒７への組付け方法について説明する。
【００４７】
図１１は、連結部材１９ａを組付ける前のズームレンズ鏡筒１を示す透過図である。また、図１２は連結部材１９ａの組付けが完了した状態のズームレンズ鏡筒１を示す透過図である。
【００４８】
まず、内筒４を外筒７の内周側に挿入し、外筒７の溝１３ａの一方側の端部と内筒４の溝１０ａの一方側の端部とが対向するように位置させる（図４（ａ）参照）。内筒４と外筒７とをこのように位置させると、内筒４の溝１０ａと外筒７の溝１３ａとによって、図１１に示すように、螺旋状の空間１６ａが形成される。次に外筒７に設けられた開口部３４ａから連結部材１９ａを螺旋状の空間１６ａに挿入する。連結部材１９ａは、フック部２５とは反対側の端部から螺旋状の空間１６ａに挿入する。フック部２５とは反対側の端部は略半球状に形成されているので（図６参照）、連結部材１９ａの先端部が螺旋状の空間１６ａ内を図６の矢印で示す方向に進んでも内筒４の溝１０ａまたは外筒７の溝１３ａに引っ掛かることがなく、スムーズに挿入することができる。また、連結部材１３ａの先端部とこれらの溝１０ａ、１３ａとが接触することで溝１０ａ、１３ａに傷がつくこともない。連結部材１９ａは螺旋状の空間１６ａの形状に沿って進み、そしてフック部２５を残して螺旋状の空間１６ａ内に挿入されたら、フック部２５を外筒７の係止部３７ａに係止し、連結部材１９ａを外筒７に係止する（図１０参照）。これで連結部材１９ａの組付けは完了である。他の２つの連結部材１９ｂ、１９ｃも同様に他の螺旋状の空間１６ｂ、１６ｃにそれぞれ挿入し、組付ける。この状態において、各連結部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃはそれぞれ螺旋状の空間１６ａ、１６ｂ、１６ｃを各筒４、７の略周方向に少なくともほぼ一周した状態で配置され、内筒４の溝１０ａおよび外筒７の溝１３ａに接触する。
【００４９】
ここで、連結部材１９ａを全て螺旋状の空間１６ａ内に挿入してしまうと、連結部材１９ａは内筒４と外筒７との間に存在するため、ズームレンズ鏡筒１のメンテナンス時等に内筒４と外筒７とを分解することができなくなってしまう。そこで、連結部材１９ａを全て螺旋状の空間１６ａ内に挿入せずにフック部２５を外筒７の係止部３７ａに係止することにより、連結部材１９ａの組付け時およびズームレンズ鏡筒１の使用時に連結部材１９ａが螺旋状の空間１６ａ内に吸い込まれてしまうことを防止している。従って、内筒４と外筒７とは分解が可能となっている。分解は可能であるが、連結部材１９ａは螺旋状の空間１６ａにほぼ全周に亘って配置され、且つ上述したように内筒４および外筒７に対して摩擦抵抗による保持トルクが働いているので、ズームレンズ鏡筒１の使用中に連結部材１９ａが開口部から抜け出してくることもない。
【００５０】
なお、本実施形態ではフック部２５の端部の径が他の部分よりも大きく形成され、当該拡径部を係止部３７ａに嵌め込んで規制部材１９ａを外筒７に係止しているが、フック部２５に代えて連結部材１９ａの一方の端部に連結部材１９ａの径よりも大きな径の球状部を形成しても良い。この場合、外筒７の外周面に当該球状部の曲面と合致する凹部（係止部）３７ａを設ける。そして凹部（係止部）３７ａの底部に開口部３４ａを形成し、連結部材１９ａの球状部が凹部（係止部）３４ａに嵌ることで連結部材１９ａを外筒７に係止する。また、この他の形態として、フック部２５を外筒７の外周面に引っ掛けて係止しても良い。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、従来のヘリコイド機構を用いずに好適な連結構造を有する光学機器を提供することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では内筒４および外筒７に設ける溝の数をそれぞれ３条、すなわち連結部材の数を３本としたが、溝の数はこれに限定されるものではない。本発明は内筒４および外筒７に設ける溝の数とピッチを変更することでレンズ鏡筒の性能を調整することができる。
【００５３】
図１３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ上記実施形態に対して溝の数またはピッチを変更した実施例における内筒１０４、２０４の側面図である。なお、図１３（ａ）、（ｂ）の実施例に対応する外筒の図示は省略する。ここでピッチとは、外筒に対して内筒が一周回転するにつき内筒が光軸方向に移動する量をいい、径方向から見て光軸と溝のなす角θ（図１３（ａ）、（ｂ）参照）が小さければピッチは大きく、θが大きければピッチは小さい。例えば、図１３（ａ）に示す内筒１０４の溝１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの状態は、上記実施形態における図３に示す溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃの状態と比較して溝の数は３条と同じであるがピッチが大きくなっている。つまり、光軸とそれぞれの溝１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃのなす角θが図３と比較して小さくなっている。この場合、上記実施形態と同じ回転量で内筒１０４の繰り出し量を多くすることができる。また、図１３（ｂ）に示す内筒２０４の溝２１０ａの状態は、本実施形態における図３に示す溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃの状態と比較して、光軸と溝２１０ａとのなす角θは同じであるが、溝の数が１条となっている。この場合は上記実施形態と同じ回転量で内筒２０４の繰り出し量を少なくすることができる。
【００５４】
このように、条数を多く、ピッチを大きくすれば少ない回転量で内筒の繰り出し量を多くすることができる。反対に条数を少なく、ピッチを小さくすれば多い回転量で内筒の繰り出し量を少なくすることができる。前者の場合は高倍率レンズのズーム群に適しており、後者の場合はマクロレンズのフォーカス群に適している。
【００５５】
以上、一つの実施形態について、複数の筒が重なる構造のズームレンズ鏡筒の例で説明したが、本発明はスチルカメラやビデオカメラ等のカメラ装置、さらには望遠鏡、顕微鏡等の光学機器にも適用できる。本発明をレンズ鏡筒に適用すれば、連結部材はレンズ鏡筒の筒同士を連結することができる。またカメラに適用すれば、レンズ鏡筒とカメラボディとを連結することができる。このように、本実施形態の連結部材は、筒状の形状を有する部分あるいは部材同士を好適に連結することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、内筒４の外周面４ａの溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃと外筒７の内周面７ａの溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃとは互いに平行に設けられているが、一部が平行であっても良い。また、規制部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃが開口部３４ａ、３４ｂ、３４ｃから挿入可能であれば、平行に設けられていなくても良い。また、本実施形態においては、連結部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃは外筒７に係止したが、内筒４に係止しても良い。この場合、連結部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃは外筒７の溝１３ａ、１３、１３ｃと摺動する。また、内筒４と外筒７との分解を考慮しないのであれば、連結部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃを係止しなくても良い。この場合、連結部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃは内筒４の溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび外筒７の溝１３ａ、１３、１３ｃと摺動する。
【００５７】
このように、本発明の構成は本実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  ズームレンズ鏡筒
４  内筒
４ａ  外周面
７  外筒
７ａ  内周面
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  （外周面の）溝
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  （内周面の）溝
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  螺旋状の空間
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ  連結部材
２２  螺旋状部
２５  フック部
２８  外径側に凸部
３１  内径側に凸部
３４ａ  開口部
３７ａ  凹部（係止部）
【図１】
2011107526.tif 000003
【図２】
2011107526.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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