(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される回転環；
光軸方向に直進案内された、第１と第２の移動部材；
上記回転環の同一周面上に形成された、上記第１移動部材に設けたフォロアと係合し該第１移動部材を光軸方向に移動制御する第１の移動ガイド溝と、上記第２移動部材に設けたフォロアと係合し該第２移動部材を光軸方向に移動制御する第２の移動ガイド溝；
を備えたレンズ鏡筒において、
上記第１移動部材の移動軌跡は、上記回転環の回転角と光軸方向移動量の関係が非線形となる非線形移動領域を含むこと；
上記第１移動ガイド溝は、周方向に対して一定の角度で傾斜する線形のリード溝からなること；
上記第１移動部材の移動軌跡を、上記リード溝の移動軌跡との合成軌跡で上記非線形移動軌跡とさせるように、上記回転環の光軸方向位置制御を行う補完カム機構を備えること；
上記第２移動ガイド溝は、第１移動ガイド溝を構成するリード溝とそれぞれ平行をなし光軸方向位置の異なる第１のリード溝部と第２のリード溝部、及び該第１、第２のリード溝部を接続する周方向の差動溝部からなること；
上記第１移動部材は、ズームレンズ系の最も前方のレンズ群を支持するレンズ群保持環であり、上記第２移動部材は、上記ズームレンズ系が収納位置にあるとき該前方レンズ群の前方の撮影開口を閉じるバリヤ部材を前端部に支持した外筒部材であり、上記外筒部材のフォロアが上記第２移動ガイド溝の差動溝部内を移動するとき、上記前方レンズ群とバリヤ部材の間隔が変化すること；
上記第１移動ガイド溝は、上記ズームレンズ系のズーム撮影領域において上記レンズ群保持環のフォロアと精密に係合するズーム域用リード溝と、該ズーム域用リード溝とは光軸方向位置を異ならせて形成され、上記レンズ群保持環のフォロアを上記ズーム撮影領域と異なる収納位置に保持させるレンズ群収納用リード溝とを有すること；及び
上記第２移動ガイド溝は、上記第１、第２のリード溝部の一方が、上記ズームレンズ系のズーム撮影領域において上記外筒部材のフォロアと精密に係合するズーム域用リード溝部であり、他方が、上記外筒部材のフォロアを上記ズーム撮影領域と異なる収納位置に保持させる外筒収納用リード溝部であること；
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１記載のレンズ鏡筒において、上記補完カム機構は、
上記回転環の周面に設けたフォロアが嵌入する軸方向溝が設けられ、該フォロアを介して回転環に回転を与える回転伝達環と；
この回転伝達環と相対回転可能で光軸方向の相対移動が規制された直進案内環と；
この直進案内環の周面に形成した、上記回転環のフォロアを嵌入させ、非線形軌跡を含む補完カム溝と；
を有しているレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１または２記載のレンズ鏡筒において、上記第２移動ガイド溝は、上記第１移動ガイド溝のズーム域用リード溝とレンズ群収納用リード溝の間の光軸方向位置に設けられているレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載のレンズ鏡筒において、上記第２移動部材に設けるフォロアは、上記第２移動ガイド溝における第１と第２のリード溝部の形成方向と平行な一対のリード面と、上記差動溝部の形成方向と平行な一対の周方向平面を有する多角柱状断面の突起であり、
上記第２移動部材のフォロアは、上記第２移動ガイド溝の上記第１のリード溝部及び上記第２のリード溝部に位置するときに該第１と第２のリード溝部に対して上記一対のリード面を摺接させ、上記第２移動ガイド溝の上記差動溝部に位置するときに該差動溝部に対して上記一対の周方向平面を摺接させるレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒に関し、特に共通の回転環（カム環）によって複数の移動部材を移動させるレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１のズームレンズ鏡筒では、最も前方に位置するレンズ群を保持するレンズ群枠と、このレンズ群枠の外周に位置する遮光飾り筒とを、カム環の外周面上に形成した別々のカム溝によって移動制御している。これらのカム溝は、ズームレンズの撮影領域では、レンズ群枠と遮光飾り筒を同一の軌跡で移動させるが、撮影状態と収納状態の切替動作時には、レンズ群枠と遮光飾り筒に光軸方向の相対移動（差動）を与えるように形状を異ならせている。遮光飾り筒の前端部には開閉可能なレンズバリヤが設けられており、この差動によって、バリヤが閉じる収納状態では、前方レンズ群を相対的に後退させてバリヤとの干渉を防ぎ、バリヤが開かれる撮影状態では、前方レンズ群を相対的に前方に繰り出して、バリヤの開口部による光線のけられを防ぐようにしている。
【特許文献１】特開２００４−２５８６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１においてカム環に形成する前方レンズ群用のカム溝は、基本的に、該前方レンズ群の移動軌跡をトレースしたものである。すなわち、ズーム撮影領域での光軸方向の移動軌跡が非線形である前方レンズ群に対応させて、カム溝の形状も、周方向に対する傾斜角が一定はでない非線形の軌跡になっている。カム環の同一周面上に別形状のカム溝を形成する場合、互いのカム溝を可能な限り接近させることで、スペース効率が向上し（カム溝形成用の占有面積が小さくなり）、カム環の小型化に寄与する。しかし、非線形のカム溝であると、カム溝相互の干渉が生じやすく、同一周面に形成される複数のカム溝を極限まで接近させることは難しかった。
【０００４】
そこで本発明は、光軸方向の差動区間を有する２つの移動部材の位置制御を行う回転環を備えたレンズ鏡筒において、移動部材に非線形の移動軌跡を与えつつ、回転環の小型化を図ることが可能なレンズ鏡筒及びズームレンズ鏡筒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】
【０００５】
本発明は、回転駆動される回転環と、光軸方向に直進案内された第１、第２の移動部材と、回転環の同一周面上に形成され、この第１移動部材と第２移動部材にそれぞれ設けたフォロアと係合し該第１移動部材と第２移動部材を個別に光軸方向に移動制御する第１、第２の移動ガイド溝とを備えたレンズ鏡筒において、次の構成を有することを特徴としている。まず、第１移動部材の移動軌跡は、回転環の回転角と光軸方向移動量の関係が非線形となる非線形移動領域を含んでいる。これに対し、回転環に形成される第１移動ガイド溝は、周方向に対して一定の角度で傾斜する線形のリード溝からなっている。そして、第１移動部材の移動軌跡を、このリード溝の移動軌跡との合成軌跡で上記の非線形移動軌跡とさせるように、回転環の光軸方向位置制御を行う補完カム機構を備えている。さらに、回転環上の第２移動ガイド溝は、第１の移動ガイド溝を構成するリード溝とそれぞれ平行をなし光軸方向位置の異なる第１、第２のリード溝部と、該第１、第２のリード溝部を接続する周方向の差動溝部からなっている。第１移動部材は、ズームレンズ系の最も前方のレンズ群を支持するレンズ群保持環であり、第２移動部材は、該レンズ群保持環の外周に位置し、ズームレンズ系が収納位置にあるとき前方レンズ群の前方の撮影開口を閉じるバリヤ部材を前端部に支持した外筒部材であり、第２移動ガイド溝内の差動溝部によって生じるレンズ群保持環と外筒部材の光軸方向の相対位置変化により、前方レンズ群とバリヤ部材の間隔が変化する。第１移動ガイド溝は、ズームレンズ系のズーム撮影領域においてレンズ群保持環のフォロアと精密に係合するズーム域用リード溝と、該ズーム域用リード溝とは光軸方向位置を異ならせて形成され、レンズ群保持環のフォロアをズーム撮影領域と異なる収納位置に保持させるレンズ群収納用リード溝を有する。第２移動ガイド溝は、これを構成する第１、第２のリード溝部の一方が、ズームレンズ系のズーム撮影領域において外筒部材のフォロアと精密に係合するズーム域用リード溝部であり、他方が、外筒部材のフォロアをズーム撮影領域と異なる収納位置に保持させる外筒収納用リード溝部である。第２移動ガイド溝の差動溝部は、ズーム域用リード溝部と外筒収納用リード溝部の移行用の制御領域として用いられる。
【０００６】
補完カム機構は、次のように構成できる。回転環の周面にはフォロアが設けられ、該フォロアが回転伝達環に形成した軸方向溝に嵌入することによって、回転伝達環の回転が回転環へと伝達される。この回転伝達環と相対回転可能で光軸方向の相対移動が規制された直進案内環を備え、この直進案内環の周面に、回転環のフォロアが嵌入される補完カム溝が形成される。補完カム溝は非線形軌跡を含んでおり、回転環の第１移動ガイド溝を構成するリード溝との合成軌跡によって、第１移動部材に所定の非線形移動軌跡を与える。
【０００９】
第２移動ガイド溝を、第１移動ガイド溝を構成するズーム域用リード溝とレンズ群収納用リード溝の間の光軸方向位置に設けると、ガイド溝の配置に関するスペース効率が良くなり、回転環の小型化に有利である。
【００１０】
また、第２移動部材に設けるフォロアを、第２移動ガイド溝における第１と第２のリード溝部の形成方向と平行な一対のリード面と、差動溝部の形成方向と平行な一対の周方向平面とを有する多角柱状断面の突起とし、第２移動部材のフォロアが、第２移動ガイド溝の第１のリード溝部及び第２のリード溝部に位置するときに、該第１と第２のリード溝部に対して一対のリード面を摺接させ、第２移動ガイド溝の差動溝部に位置するときに、該差動溝部に対して一対の周方向平面を摺接させることで、フォロアとガイド溝の嵌合強度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上の本発明によれば、光軸方向の差動区間を有する２つの移動部材の位置制御を行う回転環を備えたレンズ鏡筒において、回転環上に形成される移動部材のガイド溝を、近接して配置しやすい線形のリード溝を基本とした形状にしながら、移動部材には非線形の移動軌跡を与えることができる。これにより、回転環の小型化を図ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図示実施形態に基づき本発明を説明する。本実施形態のズームレンズ鏡筒５はデジタルカメラに搭載されるもので、その撮影光学系は、図２および図３に示す撮影状態において、物体側から順に、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４、ローパスフィルタ（フィルタ類）ＬＦおよび固体撮像素子センサ（以下、撮像センサ）６０を有している。撮影光学系の光軸はＺ１である。ズーミングは、第１レンズ群ＬＧ１と、第２レンズ群ＬＧ２と、第３レンズ群ＬＧ３を撮影光軸Ｚ１に沿って所定の軌跡で進退させることによって行い、フォーカシングは同方向への第４レンズ群ＬＧ４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。また、「周方向」や「回転方向」は、ズームレンズ鏡筒５を構成する環状部材の軸線（撮影光軸Ｚ１と実質的に一致する）を中心とした方向を意味する。
【００１４】
ズームレンズ鏡筒５の最も外径側には、該ズームレンズ鏡筒５を搭載するカメラのカメラボディに対して固定される固定環２２が設けられ、この固定環２２の後部に撮像センサ保持ユニット２１が固定されている。撮像センサ保持ユニット２１には、撮影光軸Ｚ１上に位置させて撮像センサ６０が保持されている。撮像センサ保持ユニット２１は、撮像センサ６０を撮影光軸Ｚ１と直交する平面に沿って移動させることで像振れ補正を行う機能を有するが、像振れ補正機能については本発明と関係がないため、説明を省略する。
【００１５】
固定環２２内には、第４レンズ群ＬＧ４を保持するＡＦレンズ枠５１が、ＡＦガイド軸５２を介して光軸方向に直進移動可能に支持されている。図１３に示すように、ＡＦレンズ枠５１は、撮像センサ保持ユニット２１との間に圧縮状態で挿入された圧縮コイルばねからなる４群付勢ばね３３によって光軸方向前方に付勢され、ＡＦナット３２に当て付いている。ＡＦナット３２は回転規制された状態でリードスクリュー３１に螺合しており、リードスクリュー３１は、固定環２２に支持されたＡＦモータ１６０によって回転駆動される。したがって、ＡＦモータ１６０によりリードスクリュー３１が正逆に回転されると、ＡＦナット３２がリードスクリュー３１に沿って前後に移動され、これに応じてＡＦレンズ枠５１の光軸方向位置が変化する。
【００１６】
固定環２２には、ズームギヤ２８を回転させるズームモータ１５０が支持されている。ズームギヤ２８は、ヘリコイド環（補完カム機構、回転伝達環）１８の外周面に形成された外面ギヤ部１８ｃに噛合している。図７に示すように、固定環２２の内周面には、撮影光軸Ｚ１に対して所定の傾斜角を有する内面ヘリコイド２２ａと、撮影光軸Ｚ１と直交する環状をなし軸方向成分を含まない周方向溝２２ｂが形成されている。内面ヘリコイド２２ａに対して、ヘリコイド環１８の外面ヘリコイド１８ａが螺合しており、このヘリコイドによる案内を受けて、ヘリコイド環１８は回転しながら光軸方向に移動することができる。ヘリコイド環１８が所定の前方位置まで繰り出されると、ヘリコイド環１８の外周面に設けたガイド突起１８ｂが周方向溝２２ｂに対して係合し、ヘリコイド環１８が固定環２２に対して光軸方向には移動せず、回転のみ行うようになる。固定環２２の内周面にはさらに、周方向溝２２ｂに連通させて、内面ヘリコイド２２ａと平行なリード溝２２ｃが形成されている。内面ヘリコイド２２ａと外面ヘリコイド１８ａが螺合している間は、このリード溝２２ｃ内にヘリコイド環１８のガイド突起１８ｂが位置する。ガイド突起１８ｂの周方向端部は、リード溝２２ｃと平行な傾斜面になっており、この傾斜面を、リード溝２２ｃを構成する一対の対向壁面に摺接させることで、ガイド突起１８ｂはリード溝２２ｃに沿って移動することが可能である。一方、ガイド突起１８ｂにおける光軸方向の前面部と後面部はそれぞれ、撮影光軸Ｚ１と直交する周方向平面となっており、ガイド突起１８ｂが周方向溝２２ｂ内に位置するときには、この前後の周方向平面部が、周方向溝２２ｂを構成する前後の対向壁面に対向して、光軸方向の移動が規制される。
【００１７】
ヘリコイド環１８の内側には、図９に展開形状を示す第１直進案内環（補完カム機構）１４が支持される。第１直進案内環１４は、後端部に外径方向に突出する環状フランジ１４ａを有し、該環状フランジ１４ａから突出する直進案内突起１４ｂを、固定環２２の内周面に形成した直進案内溝２２ｄに係合させることによって光軸方向へ直進案内されている。図７に示すように、直進案内溝２２ｄの前端部は、後方に向けて開放された規制壁部（後方規制面）２２ｅとなっている。また、第１直進案内環１４の外周面に設けられた回動許容突起１４ｃが、ヘリコイド環１８の内周面に形成した周方向溝１８ｄ（図８参照）に係合し、かつ環状フランジ１４ａがヘリコイド環１８の後端面に摺接可能に接しており、第１直進案内環１４とヘリコイド環１８は、相対回転可能で光軸方向には一体に移動するように結合されている。
【００１８】
第１直進案内環１４は、撮影光軸Ｚ１と平行な直進案内スリット１４ｄを有し、この直進案内スリット１４ｄに対して環状フランジ部１５ａの外縁部に設けた直進案内キー１５ｂを係合させることによって、３群移動環１５が光軸方向へ直進案内されている。直進案内スリット１４ｄは第１直進案内環１４を径方向に貫通しており、直進案内キー１５ｂ上には、直進案内スリット１４ｄから外径方向へ突出する３群用カムフォロア１５ｃが設けられている。３群用カムフォロア１５ｃは、ヘリコイド環１８の内周面に形成した３群案内カム溝１８ｅに係合している。図８に展開形状を示すように、３群案内カム溝１８ｅは、撮影光軸Ｚと直交する平面に対して所定の傾斜を有して、ヘリコイド環１８の軸線方向への成分（軸方向成分）を含む移動制御溝部１８ｅ１と、この移動制御溝部１８ｅ１の後端に連通する、撮影光軸Ｚと直交する平面内に形成され軸方向成分を含まない周方向溝部１８ｅ２とを有する。移動制御溝部１８ｅ１内に３群用カムフォロア１５ｃが位置しているときには、ヘリコイド環１８が回転すると、直進案内された３群移動環１５は、該移動制御溝部１８ｅ１の軌跡に従って、ヘリコイド環１８および第１直進案内環１４に対して光軸方向に相対移動する。一方、周方向溝部１８ｅ２内に３群用カムフォロア１５ｃが位置しているときは、ヘリコイド環１８が回転しても３群移動環１５の光軸方向移動は生じない。３群案内カム溝１８ｅは、周方向位置を異ならせて３箇所設けられており、各箇所の３群案内カム溝１８ｅは、光軸方向位置を異ならせた前後一対のペアから構成されている。この前後ペアのうち、後方の３群案内カム溝１８ｅは、周方向溝部１８ｅ２がヘリコイド環１８の後端部に開放されている。３群案内カム溝１８ｅに対応して、３群用カムフォロア１５ｃも、周方向に位置を異ならせて３箇所設けられ、各箇所では光軸方向に位置を異ならせた前後一対のペアとして構成されている。
【００１９】
３群移動環１５内には、撮影光軸Ｚ１と平行な揺動中心軸１７を介して、３群レンズ枠１６が軸支されている。３群レンズ枠１６は、揺動中心軸１７と偏心した位置に、該揺動中心軸１７と光軸を平行とさせて第３レンズ群ＬＧ３を保持しており、第３レンズ群ＬＧ３の光軸を撮影光軸Ｚ１と一致させる軸上位置（図２、図３、図１７、図１９、図２０）と、該撮影光軸Ｚ１上から偏心された軸外位置（図１、図１５、図１８、図２２）とに揺動することができる。３群レンズ枠１６は、トーションばね３９によって軸上位置側に回動付勢されており、後述するストッパ構造によって軸上位置に保持される。一方、３群移動環１５が光軸方向後方に後退移動されると、撮像センサ保持ユニット２１に突設したカム突起２１ａに３群レンズ枠１６が当接して、該３群レンズ枠１６はトーションばね３９に抗して軸外位置へと回動される。具体的には、図１４に示すように、カム突起２１ａの先端には撮影光軸Ｚ１に対して所定の傾斜を持つカム面２１ｂが形成されており、３群レンズ枠１６には、軸上位置にあるときに該カム面２１ｂに対向するカム面１６ａが形成されている。そして、３群移動環１５が後退して撮像センサ保持ユニット２１に接近すると、カム面２１ｂ、１６ａが当接して、光軸方向の後退移動力から３群レンズ枠１６を回動させる分力が生じ、３群レンズ枠１６が軸外位置へ退避される。図１５に示すように、軸外位置まで回動された３群レンズ枠１６（第３レンズ群ＬＧ３）は、第４レンズ群ＬＧ４や撮像センサ６０と干渉しない下方位置に収納される。また、３群移動環１５内には、３群レンズ枠１６の前方に位置させてシャッタユニット２０が固定されている。図１ないし図３の断面図には現れていないが、シャッタユニット２０はシャッタと絞を内蔵している。
【００２０】
図９に示すように、第１直進案内環１４には、内周面と外周面を貫通するローラ案内カム溝（補完カム機構、補完カム溝）１４ｅが形成されている。ローラ案内カム溝１４ｅに対して、図１０に展開形状を示すカム環（回転環）１１に設けたガイドローラ（補完カム機構、回転環のフォロア）２６が摺動可能に係合している。ガイドローラ２６はさらに、ローラ案内カム溝１４ｅを貫通して、ヘリコイド環１８の内周面に形成したローラ係合溝１８ｆに係合している。なお、ヘリコイド環１８を外周面側から平面視している図８では、内周面側のローラ係合溝１８ｆは見えない位置にあるが、識別しやすくするためにローラ係合溝１８ｆを実線で表している。同図から分かるように、ローラ係合溝１８ｆは、撮影光軸Ｚ１と平行な（軸方向成分を含む）回転伝達溝部（軸方向溝）１８ｆ１と、この回転伝達溝部１８ｆ１の後端に連通する、撮影光軸Ｚ１と直交する平面内に形成され軸方向成分を含まない周方向溝部１８ｆ２とを有している。ガイドローラ２６が回転伝達溝部１８ｆ１内に位置しているときには、回転伝達溝部１８ｆ１の壁面からガイドローラ２６に回転方向の力が伝達され、カム環１１はヘリコイド環１８と一体的に回転される。そして、カム環１１が回転すると、ガイドローラ２６が係合するローラ案内カム溝１４ｅの軌跡に従って、ヘリコイド環１８および第１直進案内環１４に対してカム環１１が回転しながら光軸方向へ移動する。一方、ガイドローラ２６が周方向溝部１８ｆ２内に位置しているときには、ヘリコイド環１８が回転しても、ガイドローラ２６が周方向溝部１８ｆ２内を周方向に移動するため、カム環１１には回転力が伝達されない。
【００２１】
以上の構造から、固定環２２からカム環１１までの動作態様が理解される。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、内面ヘリコイド２２ａと外面ヘリコイド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が回転繰出されると、第１直進案内環１４がヘリコイド環１８と共に前方へ直進移動する。ヘリコイド環１８と第１直進案内環１４が所定量前方に繰り出されると、外面ヘリコイド１８ａと内面ヘリコイド２２ａの螺合が解除され、固定環２２の周方向溝２２ｂに対してヘリコイド環１８のガイド突起１８ｂが係合し、ヘリコイド環１８が、固定環２２に対して光軸方向には移動せず、光軸方向の一定位置で回転のみ行うようになる。これに伴い、第１直進案内環１４も光軸方向前方に繰り出された定位置で停止される。
【００２２】
第１直進案内環１４によって直進案内された３群移動環１５は、ヘリコイド環１８の３群案内カム溝１８ｅによって、光軸方向の位置が制御される。つまり、３群用カムフォロア１５ｃが３群案内カム溝１８ｅの周方向溝部１８ｅ２内に位置しているときには、ヘリコイド環１８と３群移動環１５の光軸方向の相対位置は変化しないが、撮像センサ保持ユニット２１に対する３群移動環１５の光軸方向の絶対位置は、ヘリコイド１８ａ、２２ａの関係によって繰り出されるヘリコイド環１８と共に変化する。また、３群用カムフォロア１５ｃが３群案内カム溝１８ｅの移動制御溝部１８ｅ１に入ると、ヘリコイド環１８の回転に応じて、該移動制御溝部１８ｅ１の形状に従って、３群移動環１５がヘリコイド環１８に対して光軸方向に相対移動する。
【００２３】
また、カム環１１は、第１直進案内環１４のローラ案内カム溝１４ｅと、ヘリコイド環１８の内周面に形成したローラ係合溝１８ｆの関係によって、光軸方向の位置が制御される。つまり、ガイドローラ２６がローラ係合溝１８ｆの周方向溝部１８ｆ２に位置しているときには、ガイドローラ２６が該周方向溝部１８ｆ２内を移動するため、カム環１１はヘリコイド環１８と連れ回りせず、ヘリコイド環１８との光軸方向の相対位置は変わらない。但し、撮像センサ保持ユニット２１に対するカム環１１の光軸方向の絶対位置は、ヘリコイド１８ａ、２２ａによって繰り出されるヘリコイド環１８と共に変化する。また、ガイドローラ２６が回転伝達溝部１８ｆ１に入ると、カム環１１がヘリコイド環１８と共に回転し、第１直進案内環１４に対してカム環１１は、ローラ案内カム溝１４ｅの形状に従って回転しながら光軸方向に移動される。
【００２４】
ズームレンズ鏡筒５の残る部分を説明する。図４に示すように、第１直進案内環１４の内周面には、３群移動環１５を直進案内する直進案内スリット１４ｄとは別に、撮影光軸Ｚ１と平行な有底の直進案内溝１４ｆが形成されている。第１直進案内環１４の内側には、この直進案内溝１４ｆによって光軸方向に直進案内される、第２直進案内環１０と中間外筒１３が設けられている。
【００２５】
第２直進案内環１０は、撮影光軸Ｚ１と略直交する平面内に形成された後端フランジ部１０ａと、該後端フランジ部１０ａの前部に離間して位置する小径フランジ部１０ｂと、小径フランジ部１０ｂよりも前方に突出する撮影光軸Ｚ１と平行なキー突起１０ｃとを有し、後端フランジ部１０ａから外径方向に突出された複数の直進案内突起１０ｄを、第１直進案内環１４の直進案内溝１４ｆに対して光軸方向に摺動可能に係合させることによって、光軸方向に直進案内されている。後端フランジ部１０ａと小径フランジ部１０ｂの間に、カム環１１の後端部付近に形成した回転ガイド突起１１ａ（図１７、図１８など参照）が、光軸方向移動を規制されかつ回転方向移動を許容された状態で係合しており、これによりカム環１１と第２直進案内環１０は、相対回転可能で光軸方向には一体に移動するように結合されている。第２直進案内環１０のキー突起１０ｃは、第２レンズ群ＬＧ２を保持する２群レンズ保持環８に形成した、撮影光軸Ｚ１と平行な直線溝８ａに係合し、このキー突起１０ｃと直線溝８ａの関係によって２群レンズ保持環８が光軸方向に直進案内されている。２群レンズ保持環８の外周面には、カム環１１の内周面に形成した２群案内カム溝１１ｂに係合する２群用カムフォロア８ｂが設けられ、カム環１１が回転すると、該２群案内カム溝１１ｂと２群用カムフォロア８ｂの関係によって、２群レンズ保持環８が光軸方向に進退移動される。
【００２６】
中間外筒１３は、後端部の外周面上に設けた環状フランジ部１３ａと、該環状フランジ１３ａ上に突設された直進案内突起１３ｂを有し、この直進案内突起１３ｂを、第１直進案内環１４の直進案内溝１４ｆに対して摺動可能に係合させることによって、光軸方向に直進案内されている。中間外筒１３の内周面には、撮影光軸Ｚ１と平行な直進案内溝１３ｃと、内径方向へ突出する回転ガイド突起１３ｄが形成されている。カム環１１の外周面上には、ガイドローラ２６の基端部が埋設固定される後端フランジ部１１ｃと、該後端フランジ部１１ｃの前部に位置する小径フランジ部１１ｄが設けられ、この後端フランジ部１１ｃと小径フランジ部１１ｄの間に、回転ガイド突起１３ｄが、光軸方向移動を規制されかつ回転方向移動を許容された状態で係合している。これによりカム環１１と中間外筒１３は、相対回転可能で光軸方向には一体に移動するように結合されている。また、中間外筒１３の直進案内溝１３ｃに対して、図１１に展開形状を示す先端外筒（第２の移動部材、外筒部材）１２の外周面上に設けた直進案内突起１２ａが係合しており、この直進案内溝１３ｃと直進案内突起１２ａの関係によって先端外筒１２が光軸方向に直進案内されている。
【００２７】
先端外筒１２の内周面には、撮影光軸Ｚ１と平行な直線ガイド溝１２ｂが形成され、この直線ガイド溝１２ｂに対し、図１２に展開形状を示す１群レンズ保持環（第１の移動部材、レンズ群保持環）１９の外周面に形成したガイド突起１９ａが、光軸方向に移動可能に係合している。この直線溝１２ｂとガイド突起１９ａの係合関係により、先端外筒１２と１群レンズ保持環１９は、相対回転が規制され、かつ光軸方向の相対移動は許容された状態で結合される。すなわち、先端外筒１２を経由して、１群レンズ保持環１９も光軸方向に直進案内されている。１群レンズ保持環１９の外周面には、ガイド突起１９ａから後方に向けて直線溝１９ｂが形成され、この直線溝１９ｂと直線ガイド溝１２ｂによって、ばね収納空間２７が形成されている。ばね収納空間２７には、１群付勢ばね２３が挿入されている。１群ばね２３は圧縮コイルばねからなり、その前端部がガイド突起１９ａに当接し、後端部が直線ガイド溝１２ｂの後端面に当接する。
【００２８】
先端外筒１２の後端付近の内周面にはリード突起１２ｃが設けられ、１群レンズ保持環１９の内周面には、１群用カムフォロア１９ｃが設けられている。リード突起１２ｃは、カム環１１の外周面に形成された第１リードカム溝（第２の移動ガイド溝、外筒用ガイド溝）１１ｅに対して摺動可能に係合し、１群用カムフォロア１９ｃは、同じくカム環１１の外周面に形成された第２リードカム溝（第１の移動ガイド溝、レンズ群用ガイド溝）１１ｆに対して摺動可能に係合している。カム環１１が回転すると、先端外筒１２は、リード突起１２ｃが第１リードカム溝１１ｅに案内されて、該カム環１１に対して光軸方向に移動される。また、カム環１１が回転すると、１群レンズ保持環１９は、１群用カムフォロア１９ｃが第２リードカム溝１１ｆに案内されて、該カム環１１に対して光軸方向に移動される。
【００２９】
以上の構造のズームレンズ鏡筒５の全体的な繰出および収納動作は次のように行われる。図１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が固定環２２に対してヘリコイド１８ａ、２２ａにより回転繰出される。第１直進案内環１４は、ヘリコイド環１８と共に前方に直進移動する。ヘリコイド環１８と第１直進案内環１４は、所定の前方位置まで繰り出されると、光軸方向への移動を停止して、ガイド突起１８ｂと周方向溝２２ｂの係合関係によってヘリコイド環１８は定位置で回転するようになる。
【００３０】
鏡筒収納状態では、３群移動環１５の３群用カムフォロア１５ｃは、３群案内カム溝１８ｅの周方向溝部１８ｅ２内に位置しており、ヘリコイド環１８が収納位置から回転繰出を開始してからしばらくの間は、３群用カムフォロア１５ｃが周方向溝部１８ｅ２内を移動する。そのため、ヘリコイド環１８と３群移動環１５の光軸方向の相対位置は変わらず、ヘリコイド１８ａ、２２ａによるヘリコイド環１８の繰出分だけ、３群移動環１５が光軸方向前方に移動される。やがて、ヘリコイド環１８が繰出方向へ所定角度回転されると、３群用カムフォロア１５ｃが３群案内カム溝１８ｅの周方向溝部１８ｅ２から移動制御溝部１８ｅ１に入る。すると、ヘリコイド環１８の回転に応じて、移動制御溝部１８ｅ１の案内を受けて、３群移動環１５がヘリコイド環１８に対して所定の軌跡で光軸方向に移動されるようになる。図２のワイド端から図３のテレ端に至るズーム域では、３群用カムフォロア１５ｃは移動制御溝部１８ｅ１の案内を受ける。
【００３１】
図１の鏡筒収納状態では、３群移動環１５内の３群レンズ枠１６は、撮像センサ保持ユニット２１に突設したカム突起２１ａの作用によって撮影光軸Ｚ１から下方へ偏心した軸外位置に保持されている（図１５参照）。そして、３群移動環１５がヘリコイド環１８と共に収納位置からズーム域（ワイド端）まで前方に繰り出される途中で、３群レンズ枠１６が撮像センサ保持ユニット２１のカム突起２１ａから離れて、トーションばね３９の付勢力によって、第３レンズ群ＬＧ３の光軸を撮影光軸Ｚ１と一致させる軸上位置に回動する。以後、ズームレンズ鏡筒５を再び収納位置に移動させるまでは、３群レンズ枠１６は軸上位置に保持される。
【００３２】
また、鏡筒収納状態では、カム環１１に設けたガイドローラ２６は、ローラ係合溝１８ｆの周方向溝部１８ｆ２内に位置しており、ヘリコイド環１８が収納位置から回転繰出を開始してからしばらくの間は、ガイドローラ２６が周方向溝部１８ｆ２内を移動する。そのため、ヘリコイド環１８とカム環１１の光軸方向の相対位置は変わらず、ヘリコイド１８ａ、２２ａによるヘリコイド環１８の繰出分だけ、カム環１１が光軸方向前方に移動される。このとき、カム環１１は、ガイドローラ２６がローラ案内カム溝１４ｅの端部に係合して回転方向の位置規制を受けているため、角度位置を変化させずに直線的に移動される。やがて、ヘリコイド環１８が繰出方向へ所定角度回転されると、ガイドローラ２６がローラ係合溝１８ｆの周方向溝部１８ｆ２から回転伝達溝部１８ｆ１に入る。すると、カム環１１がヘリコイド間１８と共に回転するようになり、回転するカム環１１は、第１直進案内環１４のローラ案内カム溝１４ｅの案内を受けて、ヘリコイド環１８および第１直進案内環１４に対して光軸方向に所定の軌跡で移動されるようになる。図２のワイド端から図３のテレ端に至るズーム域では、ガイドローラ２６が回転伝達溝部１８ｆ１内に位置しており、カム環１１は常にヘリコイド環１８と連動して回転される。
【００３３】
すなわち、鏡筒収納状態からの繰出動作においては、ヘリコイド環１８は、光軸方向前方への移動を伴う回転繰出状態から始まり、やがて光軸方向位置を変化させない定位置回転状態に切り替わる。また、３群移動環１５は、ヘリコイド環１８との一体的な光軸方向前方への直進移動状態（第１の直進移動状態）から始まり、やがて、ヘリコイド環１８との相対位置を変化させる（３群案内カム溝１８ｅの移動制御溝部１８ｅ１に制御される）光軸方向への直進移動状態（第２の直進移動状態）に切り替わる。また、カム環１１は、ヘリコイド環１８との一体的な光軸方向前方への直進移動状態から始まり、やがて、ヘリコイド環１８と共に回転しながら該ヘリコイド環１８に対して光軸方向に相対移動する（第１直進案内環１４のローラ案内カム溝１４ｅに制御される）回転進退状態に切り替わる。ズームレンズ鏡筒５における撮影状態（図２のワイド端から図３のテレ端までのズーム域）では、ヘリコイド環１８は上記の定位置回転状態になっており、３群移動環１５は上記の第２の直進移動状態になっており、カム環１１は上記の回転進退状態になっている。
【００３４】
カム環１１が回転すると、その内側では、第２直進案内環１０を介して直進案内された２群レンズ保持環８が、２群用カムフォロア８ｂと２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。また、カム環１１が回転すると、中間外筒１３を介して直進案内された先端外筒１２が、リード突起１２ｃと第１リードカム溝１１ｅの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動され、先端外筒１２を介して直進案内された１群レンズ保持環１９が、１群用カムフォロア１９ｃと第２リードカム溝１１ｆの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。
【００３５】
以上から、撮像センサ６０の撮像面（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の繰出量と、該カム環１１に対する１群レンズ保持環１９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の繰出量と、該カム環１１に対する２群レンズ保持環８のカム繰出量との合算値として決まる。また、撮像センサ６０の撮像面（受光面）に対する第３レンズ群ＬＧ３の繰出位置は、固定環２２に対するヘリコイド環１８の繰出量と、該ヘリコイド環１８に対するカム繰出量との合算値として決まる。ズーミングは、これら３つのレンズ群ＬＧ１、ＬＧ２およびＬＧ３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１の収納位置から鏡筒繰出を行うと、まず図２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、図３に示すテレ端の繰出状態となる。
【００３６】
ズーム域（撮影状態）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４レンズ群ＬＧ４を保持した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。
【００３７】
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５は、繰り出し時とは逆の収納動作を行い、鏡筒を構成する各環状部材が光軸方向後方に移動される。この鏡筒収納動作の途中で、３群レンズ枠１６が、３群移動環１５と共に後退しながら、カム突起２１ａによって軸外位置に回動される。３群移動環１５が図１の収納位置まで移動されると、第３レンズ群ＬＧ３は、光軸方向において第４レンズ群ＬＧ４やローパスフィルタＬＦ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３レンズ群ＬＧ３の軸外退避構造によって、ズームレンズ鏡筒５の収納長短縮が達成されている。
【００３８】
ズームレンズ鏡筒５の先端部には、撮影を行わない鏡筒収納状態で第１レンズ群ＬＧ１の前方を閉じるレンズバリヤ機構を備えている。このレンズバリヤ機構は、先端外筒１２の前端に設けられ撮影開口４１ａを有するバリヤ台枠４１と、撮影開口４１ａを開閉するようにバリヤ台枠４１上に支持した一対の内側バリヤ羽根（バリヤ部材）４５および一対の外側バリヤ羽根（バリヤ部材）４６と、これらバリヤ羽根４５、４６を撮影開口４１ａを閉じる方向に付勢する一対のトーションばね４７と、バリヤ台枠４１との間にこれら要素を保持するバリヤ押え板４２と、バリヤ押え板４２の後部に撮影光軸Ｚ１を中心として回動可能に支持されたバリヤ駆動環４３とを有している。内側バリヤ羽根４５と外側バリヤ羽根４６は、バリヤ台枠４１に設けた一対の共通軸４１ｂ（図２９、図３０）により同軸に回動自在に支持され、内側バリヤ羽根４５がトーションばね４７により閉方向に回動付勢されている。また、内側バリヤ羽根４５と外側バリヤ羽根４６は、連動突起４９によって開閉いずれの方向にも連動するようになっている。
【００３９】
バリヤ駆動環４３には、一対の共通軸４１ｂの近傍に位置させて一対のバリヤ駆動ピン４４が突設されている。図２９の矢印方向にバリヤ駆動環４３が回転されると、一対のバリヤ駆動ピン４４がそれぞれ内側バリヤ羽根４５に当接し、図３０のようにバリヤ開き方向への力を与えることができる。図２９に矢印Ｆ１で示すように、バリヤ駆動環４３は、そのばね掛け部４３ａと１群レンズ保持環１９のばね掛け部１９ｅの間に張設した、トーションばね４７より強い引張ばね４８によって、バリヤ開き方向に回動付勢されている。バリヤ駆動環４３が引張ばね４８の付勢力による回動端に位置するときには、バリヤ駆動ピン４４が内側バリヤ羽根４５を押圧して、トーションばね４７の力に抗して該内側バリヤ羽根４５を開き、連動突起４９を介して外側バリヤ羽根４６も開く（図３０）。
【００４０】
一方、バリヤ駆動環４３は、図２８に示すように、後方に突出する回転伝達突起４３ｂを有しており、この回転伝達突起４３ｂは、カム環１１の先端部に形成した回転付与段部５０と係脱する。バリヤ駆動環４３は、先端外筒１２に対して光軸方向の定位置で回転可能に支持されているから、先端外筒１２がカム環１１の回転に応じて第１リードカム溝１１ｅに従って光軸方向に直進進退すると、回転伝達突起４３ｂと回転付与段部５０の光軸方向の位置関係が変化する。回転伝達突起４３ｂと回転付与段部５０は、ワイド端からテレ端までのズーム域では互いに係合することがなく、ワイド端位置から収納位置に移動する間に係合して、回転付与段部５０から回転伝達突起４３ｂに対して、引張ばね４８の付勢力と反対方向への強制回転力が与えられる。バリヤ駆動環４３が引張ばね４８に抗する移動端に回動されると、バリヤ駆動ピン４４が内側バリヤ羽根４５から離れ、トーションばね４７の力により内側バリヤ羽根４５が閉じ、連動突起４９を介して外側バリヤ羽根４６も閉じ、その結果、撮影開口４１ａが閉じられる（図１、図２９、図３２）。逆に、収納位置からズーム域に移行するときには、回転伝達突起４３ｂが回転付与段部５０から離れ、引張ばね４８によりバリヤ駆動環４３がバリヤ開き方向に回動する結果、バリヤ駆動ピン４４が内側バリヤ羽根４５を押して開かせ、連動突起４９を介して外側バリヤ羽根４６も開かれる。つまり、バリヤ羽根４５、４６の開閉は、バリヤ駆動環４３の回転によって行われ、バリヤ駆動環４３のバリヤ閉じ方向の回転は、カム環１１によって与えられる。なお、図１０に示すように、カム環１１の回転付与段部５０は、回転方向に約１２０度等配で３箇所設けられており、実際にバリヤ駆動環４３の回転制御に用いる回転付与段部５０は、組み付け時に３箇所のうちから任意に選択することができる。
【００４１】
以上のズームレンズ鏡筒５では、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の間に群間付勢ばね３４が設けられている。２群レンズ保持環８は、その前端部付近に環状の内径フランジ部８ｃを有し、３群移動環１５には、この内径フランジ部８ｃに対向するばね受け環３５が固定されている。ばね受け環３５は、３群移動環１５の前端部付近に取り付けられ、該３群移動環１５に対してシャッタユニット２０を保持させる。群間付勢ばね３４は、光軸方向前方から後方に進むにつれて徐々に径を小さくする円錐状の圧縮コイルばねからなり、その前端部が２群レンズ保持環８の内径フランジ部８ｃに当接し、後端部がばね受け環３５に当接し、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の間隔を広げるように挿入されている。
【００４２】
群間付勢ばね３４による付勢力の伝達構造を図１３に示す。図１３は、ワイド端撮影状態での群間付勢ばね３４の作用状態を示している。群間付勢ばね３４によって２群レンズ保持環８は前方に押圧されていて、２群用カムフォロア８ｂが、カム環１１の２群案内カム溝１１ｂの前側の壁面に押し付けられている。これによりカム環１１も前方に押圧され、カム環１１から突出するガイドローラ２６が、第１直進案内環１４に形成されたローラ案内カム溝１４ｅの前側の壁面に押し付けられている。そして、ガイドローラ２６を介して第１直進案内環１４が前方に押圧され、この第１直進案内環１４の後端部付近に設けられた直進案内突起１４ｂが、固定環２２における直進案内溝２２ｄの前端部の規制壁部２２ｅに押し付けられている。すなわち、群間付勢ばね３４の付勢力が、第２レンズ群ＬＧ２の光軸方向位置を制御するカム構造（位置制御機構）を構成する部材である２群レンズ保持環８、カム環１１、第１直進案内環１４の順で伝達され、これらの各環状部材間に設けたカム構造におけるバックラッシュが除去されると共に、最終的に固定部材である固定環２２の規制壁部２２ｅによって付勢力を受ける構造となっている。
【００４３】
また、群間付勢ばね３４によって３群移動環１５は後方に押圧されており、３群用カムフォロア１５ｃが、ヘリコイド環１８の３群案内カム溝１８ｅの後側の壁面に押し付けられている。これによりヘリコイド環１８も後方に押圧され、ヘリコイド環１８から突出するガイド突起１８ｂが、固定環２２の周方向溝２２ｂの後側壁面である規制壁部２２ｆに押し付けられている。すなわち、群間付勢ばね３４の付勢力が、第３レンズ群ＬＧ３の光軸方向位置を制御するカム構造を構成する部材である３群移動環１５、ヘリコイド環１８の順で伝達され、これらの環状部材間に設けたカム構造（位置制御機構）におけるバックラッシュが除去されると共に、最終的に固定部材である固定環２２の規制壁部２２ｆによって付勢力を受ける構造となっている。
【００４４】
図７に、鏡筒収納状態、ワイド端およびテレ端における、ヘリコイド環１８のガイド突起１８ｂの位置を「Ｒ１」、「Ｗ１」および「Ｔ１」として示す。また、鏡筒収納状態とズーム域（撮影状態）における、第１直進案内環１４の直進案内突起１４ｂの位置を１４ｂ-Ｒ、１４ｂ-Ｚとして示す。同図から分かるように、収納状態では、直進案内突起１４ｂは直進案内溝２２ｄの後端部付近に位置し、ガイド突起１８ｂがリード溝２２ｃ内に位置しており、それぞれ固定環２２上の規制壁部２２ｅ、２２ｆには接触していない。そして、収納状態からズーム域に移行すると、直進案内突起１４ｂが直進案内溝２２ｄの前端部まで移動され、ガイド突起１８ｂは周方向溝２２ｂ内に進入し、群間付勢ばね３４の付勢力によって、直進案内突起１４ｂが規制壁部２２ｅに押し付けられ、ガイド突起１８ｂが規制壁部２２ｆに押し付けられる。つまり、鏡筒収納状態から撮影状態になると、規制壁部２２ｅ、２２ｆを付勢力の受け部としたバックラッシュ除去構造が機能するようになる。なお、撮影を行わない鏡筒収納状態では、撮影状態ほどの厳密な光軸方向の精度管理が要求されないため、規制壁部２２ｅ、２２ｆによって群間付勢ばね３４の付勢力を受けない構造になっていても問題はない。
【００４５】
このように、第２レンズ群ＬＧ２の光軸方向の位置制御を行うカム構造と、第３レンズ群ＬＧ３の光軸方向の位置制御を行うカム構造のそれぞれに関して、ひとつの群間付勢ばね３４で、全ての部材間のバックラッシュを除去する構成としたので、多数のばね部材を必要とせず、部品点数が少なく構成の簡略化を達成することができる。
【００４６】
なお、固定環２２上では、前方の第２レンズ群ＬＧ２に作用する前方への押圧力を最終的に受ける規制壁部２２ｅよりも、後方の第３レンズ群ＬＧ３に作用する後方への押圧力を最終的に受ける規制壁部２２ｆの方が、光軸方向における前方位置に形成されている。言い換えれば、群間付勢ばね３４の前方押圧力を受ける規制壁部２２ｅと、後方押圧力を受ける規制壁部２２ｆが、固定環２２上では互いの前後位置関係を逆にして配置されている。その結果、２群レンズ保持環８と３群移動環１５に対して離間方向へ作用する群間付勢ばね３４の付勢力が、固定環２２上では、直進案内突起１４ｂとガイド突起１８ｂを接近させる方向に作用しており、群間付勢ばね３４の付勢力の作用方向が、最終的に逆転して固定環２２に入力される態様となっている。このような構造にすることで、固定環２２の規制壁部２２ｅ、２２ｆの間には圧縮方向の荷重が作用する。レンズ鏡筒の構成部材の材料として多用される合成樹脂は、圧縮方向荷重には比較的高い強度を有するため、このように圧縮方向の荷重が作用する構成にすることで、規制壁部２２ｅ、２２ｆを接近させて小型化を図りやすくなる。
【００４７】
続いて、第３レンズ群ＬＧ３の収納構造の詳細を説明する。図１６に示すように、３群移動環１５は、環状フランジ部１５ａの前部に筒状部１５ｄを有し、筒状部１５ｄの内側には環状フランジ部１５ａと略平行をなす中間フランジ部１５ｅが設けられており、該中間フランジ部１５ｅに前後方向への貫通開口１５ｆが形成されている。中間フランジ部１５ｅの前面側にシャッタユニット２０が固定されている。中間フランジ部１５ｅの後面側には、回動規制ピン１５ｇが突設されており、３群移動環１５の軸線を挟んで該回動規制ピン１５ｇと反対側の径方向位置には、収納空間１５ｈが形成されている。収納空間１５ｈは、中間フランジ部１５ｅの貫通開口１５ｆに連通して筒状部１５ｄを径方向に貫通する貫通穴部１５ｈ１と、貫通穴部１５ｈ１に連通し、環状フランジ１５ａの内径側の一部を切り欠いて形成された半円状凹部１５ｈ２とからなっている。３群レンズ枠１６を軸支する揺動中心軸１７は、その一端部（前端部）が３群移動環１５に形成した軸孔１５ｉ（図１６）に支持され、他端部（後端部）が軸支持部材２４（図５）に支持されている。軸支持部材２４は、固定ビス２５によって３群移動環１５に固定されている。
【００４８】
図１４に示すように、３群レンズ枠１６は、第３レンズ群ＬＧ３を保持するレンズ保持筒１６ｂ、該レンズ保持筒１６ｂの径方向に延びる揺動アーム１６ｃ、揺動アーム１６ｃの先端に設けた筒状の揺動軸受部１６ｄ、レンズ保持筒１６ｂから揺動アーム１６ｃとは異なる径方向へ延出されたストッパ係合突起１６ｅを有している。揺動軸受部１６ｄには、第３レンズ群ＬＧ３の光軸と平行な方向に貫通する軸孔が形成されていて、この軸孔に対して揺動中心軸１７が挿入されている。また、揺動軸受部１６ｄの近傍に、揺動中心軸１７の軸中心から偏心させてカム係合突部１６ｆが設けられ、このカム係合突部１６ｆの後端に前述のカム面１６ａが形成されている。３群レンズ枠１６は、レンズ保持筒１６ｂの大部分が中間フランジ１５ｅの後方空間に位置するような態様で３群移動環１５内に支持されており、レンズ保持筒１６ｂの前端部のみが貫通開口１５ｆに進入している（図２、図３）。
【００４９】
以上の支持構造により、３群レンズ枠１６は、揺動中心軸１７を中心として、３群移動環１５に対して所定の範囲で回動することができる。具体的には、ストッパ係合突起１６ｅが回動規制ピン１５ｇに当接する上方への回動端（図１７、図１９、図２０）と、これと反対の下方への回動端（図１８、図２１、図２２）の間が３群レンズ枠１６の可動範囲となる。揺動中心軸１７は撮影光軸Ｚ１と平行な軸であるから、３群レンズ枠１６の回動に伴って第３レンズ群ＬＧ３は、その光軸を撮影光軸Ｚ１と平行とした状態を維持しつつ、中間フランジ１５ｅの後方空間内を移動される。
【００５０】
図１５に示すように、カム突起２１ａは、ＡＦレンズ枠５１と重ならない位置に突設されており、ＡＦレンズ枠５１が後方移動端まで移動すると、カム突起２１ａの先端部がＡＦレンズ枠５１よりも前方に突出する。前述の通り、カム突起２１ａの先端部には撮影光軸Ｚ１に対して傾斜するカム面２１ｂが形成され、該カム面２１ｂに連続するカム突起２１ａ一方の側面には、撮影光軸Ｚ１と平行な軸外位置保持面２１ｃが形成されている。
【００５１】
以上の構造により、第３レンズ群ＬＧ３は次のような態様で動作する。前述の通り、撮像センサ保持ユニット２１に対する３群移動環１５の光軸方向位置は、ヘリコイド環１８の３群案内カム溝１８ｅの軌跡による前後移動と、該ヘリコイド環１８自身の前後移動とによって制御される。但し、鏡筒収納状態では、３群用カムフォロア１５ｃは、３群案内カム溝１８ｅのうち周方向溝部１８ｅ２に位置しており、ヘリコイド環１８が繰出方向に回転しても該ヘリコイド環１８に対して光軸方向へ相対移動はせず、ヘリコイド環１８と一体的に前方へ移動される。そして、ヘリコイド環１８が定位置回転する状態になると、３群案内カム溝１８ｅの移動制御溝部１８ｅに案内されて、さらに前方へ移動される。端的に言えば、３群移動環１５は、図３に示すテレ端付近では撮像センサ保持ユニット２１から離間した前方位置にあり、図２のワイド端では、テレ端よりも後退するがまだ撮像センサ保持ユニット２１から離間しており、図１の鏡筒収納状態で撮像センサ保持ユニット２１に最も接近する。そして、以下に述べるように、このズーム域（ワイド端）から収納位置までの３群移動環１５の後退動作を利用して、第３レンズ群ＬＧ３を撮影光軸Ｚ１上から退避させる。
【００５２】
ワイド端からテレ端までのズーム領域では、トーションばね３９の付勢力でストッパ係合突起１６ｅを回動規制ピン１５ｇに当接させることによって３群レンズ枠１６の位置が一定に保たれており（図１９、図２０）、このとき第３レンズ群ＬＧ３の光軸は、図２および図３のように撮影光軸Ｚ１と一致している。
【００５３】
撮影状態からカメラのメインスイッチをオフすると、ＡＦモータ１６０が駆動され、ＡＦレンズ枠５１が後退されて撮像センサ保持ユニット２１に接近し、図１５に示す後方移動端に収納される。このとき、撮像センサ保持ユニット２１に支持されたローパスフィルタＬＦおよび撮像センサ６０と、ＡＦレンズ枠５１に支持された第４レンズ群ＬＧ４との間隔が狭まる。また、ＡＦレンズ枠５１が後方移動端に達すると、カム突起２１ａの先端部がＡＦレンズ枠５１よりも前方に突出した状態となる。
【００５４】
続いて、ズームモータ１５０が鏡筒収納方向に駆動され、前述した鏡筒収納動作が行われる。図２に示すワイド端では、３群用カムフォロア１５ｃは、３群案内カム溝１８ｅの移動制御溝部１８ｅから出て周方向溝部１８ｅ２内に入っており、ズームレンズ鏡筒５がワイド端を超えて収納方向に駆動されると、３群移動環１５は、ヘリコイド環１８と共に光軸方向後方へ移動し、撮像センサ保持ユニット２１に接近する。３群レンズ枠１６は３群移動環１５と共に後退し、やがてカム面１６ａがカム突起２１ａのカム面２１ｂに当接する。カム面１６ａ、２１ｂは、光軸方向に接近するにつれて、揺動中心軸１７を中心として３群レンズ枠１６を図１９および図２０中の反時計方向へ回動させる分力を生じさせる形状のリード面である。したがって、カム面１６ａ、２１ｂが互いに当接した状態で３群レンズ枠１６（３群移動環１５）が後退すると、図２１のように、３群レンズ枠１６が、トーションばね３９の付勢力に抗して、ストッパ係合突起１６ｅを回動規制ピン１５ｇから離間させる方向（レンズ保持筒１６ｂが下降する方向）へ回動する。
【００５５】
そして、図２２のように、第３レンズ群ＬＧ３の軸外位置に対応する位置まで３群レンズ枠１６が回動すると、カム係合突部１６ｆが、カム突起２１ａのカム面２１ｂを乗り越えて軸外位置保持面２１ｃに係合する。軸外位置保持面２１ｃは撮影光軸Ｚ１と平行な面であるから、カム係合突部１６ｆが軸外位置保持面２１ｃに係合する状態では、３群レンズ枠１６に対して、さらなる軸外位置方向（退避方向）への移動分力が作用しなくなる。軸外位置保持面２１ｃは同時に、トーションばね３９の付勢力によって３群レンズ枠１６が軸上位置へ向けて復帰回動するのを阻止し、３群レンズ枠１６を軸外位置に保持させる。
【００５６】
図１に示すように、軸外位置に移動された３群レンズ枠１６は、そのレンズ保持筒１６ｂが、３群移動環１５の収納空間１５ｈに進入し（貫通穴部１５ｈ１を貫通し、かつ半円状凹部１５ｈ２内に入り込み）、３群移動環１５の筒状部１５ｄよりも外径方向に突出する。３群移動環１５の外側には、撮影光軸Ｚ１に近い側から順に、２群レンズ保持環８と第２直進案内環１０、カム環１１、１群レンズ保持環１９、先端外筒１２などが設けられている。軸外位置における３群レンズ枠１６のレンズ保持筒１６ｂの外縁部は、先端外筒１２と重なる位置まで達しており、これらの各鏡筒部材と３群レンズ枠１６の干渉が生じないように、以下のような構造がとられている。
【００５７】
まず、２群レンズ保持環８には、その後端部側の一部に、径方向に貫通する切欠部８ｄ（図５に一部を示す）が形成されていて、第２直進案内環１０の後端フランジ部１０ａの内周部には半円状凹部１０ｅ（図５）が形成されている。また、１群レンズ保持環１９の後端部には、１群用カムフォロア１５ｃの形成領域を避ける態様で、切欠部１９ｄ（図６、図１２）が形成されている。さらに、先端外筒１２の後端部付近の内周部には、半円状凹部１２ｄ（図６）が形成されている。切欠部８ｄ、１９ｄは、鏡筒収納状態で３群移動環１５の貫通穴部１５ｈ１と重なる（径方向に連通する）位置関係にあり、３群レンズ枠１６のレンズ保持筒１６ｂの貫通（外径方向への突出）を許す大きさおよび形状とされている。半円状凹部１０ｅ、１２ｄは、正面視した状態で３群移動環１５の半円状凹部１５ｈ２と重なる位置関係にあり、半円状凹部１５ｈ２と同様に、３群レンズ枠１６のレンズ保持筒１６ｂの進入を許す大きさおよび形状とされている。
【００５８】
図１７や図１８に示すように、カム環１１は、後端フランジ部１１ｃと小径フランジ部１１ｄの前部に筒状部１１ｇを有し、この筒状部１１ｇの内周面に２群案内カム溝１１ｂが形成され、外周面に第１リードカム溝１１ｅと第２リードカム溝１１ｆが形成されている。そしてカム環１１には、これらカム溝と重ならない領域で筒状部１１ｇを径方向に貫通する貫通穴部１１ｈ１と、該貫通穴部１１ｈ１に連通し、各フランジ部１１ｃ、１１ｄの内径側の一部を切り欠いて形成された半円状凹部１１ｈ２とからなる収納空間１１ｈが形成されている。貫通穴部１１ｈ１は、鏡筒収納状態で３群移動環１５の貫通穴部１５ｈ１と重なる（径方向に連通する）位置関係にあり、かつ半円状凹部１１ｈ２は、正面視した状態で３群移動環１５の半円状凹部１５ｈ２と重なる位置関係にある。貫通穴部１１ｈ１と半円状凹部１１ｈ２は、３群レンズ枠１６のレンズ保持筒１６ｂの進入を許す大きさおよび形状とされている。
【００５９】
これにより、鏡筒収納状態では、カム環１１と３群移動環１５においては、収納空間１１ｈ、１５ｈに対して３群レンズ枠１６のレンズ保持筒１６ｂが進入し（カム環１１の収納空間１１ｈへの進入については図１８、図２２を参照）、２群レンズ保持環８、第２直進案内環１０、１群レンズ保持環１９、カム環１１および先端外筒１２においては、それぞれの切欠部（８ｄ、１９ｄ）や半円状凹部（１０ｅ、１２ｄ）に対して３群レンズ枠１６のレンズ保持筒１６ｂが進入し（図１参照）、これらの干渉防止用の逃げ構造を備えない場合に比して、鏡筒の径サイズを小さくすることが可能となっている。図１から分かる通り、鏡筒収納状態では、レンズ保持筒１６ｂが、第４レンズ群ＬＧ４や撮像センサ６０の保持枠のすぐ外側に位置しており、レンズ保持筒１６ｂの位置をこれ以上撮影光軸Ｚ１に近づけることができない。そのため、３群移動環１５やその外側の各鏡筒部材に、上記のような収納空間や切欠や半円状凹部を備えないものと仮定すると、軸外位置に退避された状態のレンズ保持筒１６ｂとの干渉を回避するべく、それぞれの鏡筒部材の内径サイズを大きくする必要がある。これに対し、本実施形態では、鏡筒部材の大径化を伴わずに、先端外筒１２と重なる径方向位置までレンズ鏡筒１６ｂを退避させることができる。よって、スペース効率に優れた収納状態が得られ、鏡筒全体の小径化を図ることができる。
【００６０】
２群レンズ保持環８、第２直進案内環１０、１群レンズ保持環１９、先端外筒１２はそれぞれ、３群移動環１５と同じく、光軸方向に直進案内された直進部材である。よって、鏡筒収納状態で３群移動環１５の収納空間１５ｈと重なるように、切欠部８ｄ、１９ｄや半円状凹部１０ｅ、１２ｄの形成位置を設定しておけばよい。一方、これら直進部材とは違い、カム環１１は回転部材であるので、３群レンズ枠１６との干渉を避けるために、レンズ保持筒１６ｂが収納空間１１ｈに進入していくとき、およびレンズ保持筒１６ｂが収納空間１１ｈから出ていくときには、カム環１１側の収納空間１１ｈと、３群移動環１５側の収納空間１５ｈとの回転方向位置が確実に対応していることが必要となる。本実施形態のズームレンズ鏡筒５では、収納状態から鏡筒繰出動作を行う際、その最初の一定期間は、ヘリコイド環１８が回転してもカム環１１を回転させない空転機構を設けてある。この空転機構の概略は前述したが、繰り返すと、鏡筒収納状態では、カム環１１に設けたガイドローラ２６が、ローラ係合溝１８ｆの周方向溝部１８ｆ２内に位置していて、ヘリコイド環１８の回転がガイドローラ２６を経由してカム環１１に伝わらないようになっている。
【００６１】
図２３から図２７は、カム環１１に対する空転機構の動作態様を示している。これらの図におけるローラ案内カム溝１４ｅ内の「Ｒ２」、「Ｗ２」、「Ｔ２」は、鏡筒収納時、ワイド端、テレ端におけるガイドローラ２６の位置を表している。図２３は鏡筒収納状態を表しており、ガイドローラ２６は、ヘリコイド環１８に形成したローラ係合溝１８ｆの周方向溝部１８ｆ２のうち、回転伝達溝部１８ｆ１との接続箇所から遠い側の周方向端部付近に位置している。また、ガイドローラ２６は、第１直進案内環１４のローラ案内カム溝１４ｅのうち、光軸方向後方の端部付近の収納用位置Ｒ２に位置している。この収納用位置Ｒ２を含むローラ案内カム溝１４ｅの収納用領域は全て、第１直進案内環１４の軸線方向と周方向のいずれに対しても傾斜する、軸方向成分を有する傾斜溝であって、ガイドローラ２６の光軸方向の前後位置は、ローラ係合溝１８ｆの周方向溝部１８ｆ２における光軸方向前後の対向壁面によって規定される。より詳細には、前述した群間付勢ばね３４による付勢構造によって、ガイドローラ２６は周方向溝部１８ｆ２の前側の壁面に押し付けられていて、この前側壁面を基準面として、カム環１１の光軸方向位置が定まっている。そして、周方向溝部１８ｆ２には、前側壁面に対向する後側壁面も全域に亘って形成されているから、ガイドローラ２６は前方のみならず後方にも移動規制される。この鏡筒収納状態では、図１８および図２２に示すように、第３レンズ群ＬＧ３が軸外位置に保持されており、カム環１１の収納空間１１ｈ内に３群レンズ枠１６のレンズ保持筒１６ｂが進入している。
【００６２】
図２３の収納状態から繰出方向にヘリコイド環１８が回転すると、周方向溝部１８ｆ２内におけるガイドローラ２６の位置が変化し、やがて図２４のように、回転伝達溝部１８ｆ１との接続箇所近傍に達する。一方、ローラ案内カム溝１４ｅに対するガイドローラ２６の位置は変化しておらず、該ローラ案内カム溝１４ｅの収納用位置Ｒ２にガイドローラ２６が保持され続ける。この図２３から図２４に示す区間では、ガイドローラ２６に対してヘリコイド環１８の回転力が伝達されず、カム環１１は、ヘリコイド１８ａ、２２ａによって回転繰出されるヘリコイド環１８と共に、回転せずに光軸方向前方へ移動される。また、図２３から図２４に示す区間では、３群移動環１５の３群用カムフォロア１５ｃは、ヘリコイド環１８に形成した３群案内カム溝１８ｅのうち周方向溝部１８ｅ２に係合しており、３群移動環１５は、ヘリコイド環１８およびカム環１１と共に光軸方向前方へ移動される。そして、３群移動環１５がある程度前方へ移動されると、３群レンズ枠１６のカム係合突部１６ｆが撮像センサ保持ユニット２１のカム突起２１ａから離れ、図２１に示すように、トーションばね３９の付勢力によって、第３レンズ群ＬＧ３の軸上位置へ向けて３群レンズ枠１６が回動を開始する。図２１と図２２の比較から分かる通り、３群レンズ枠１６のレンズ保持筒１６ｂが収納空間１１ｈから離脱するまで、カム環１１は回転されておらず、よってレンズ保持筒１６ｂとの干渉が起こらない。
【００６３】
ヘリコイド環１８がさらに繰出方向に回転され、図２５のように、ローラ係合溝１８ｆの回転伝達溝部１８ｆ１と周方向溝部１８ｆ２の境界部までガイドローラ２６が達すると、回転伝達溝部１８ｆ１の壁面（図２５中の右側の壁面）によって、ヘリコイド環１８の繰出方向回転がガイドローラ２６に伝えられるようになる。すると、カム環１１が回転を開始し、図２６に示すように、ガイドローラ２６がローラ案内カム溝１４ｅの収納用位置Ｒ２から離れて前方へ移動される。このローラ案内カム溝１４ｅの傾斜軌跡によって、ガイドローラ２６がローラ係合溝１８ｆの回転伝達溝部１８ｆ１に引き込まれる（前方に移動される）。これ以降は、ガイドローラ２６が回転伝達溝部１８ｆ１に係合した状態が維持され、再び鏡筒収納動作を行うまで、カム環１１は常にヘリコイド環１８と共に回転される。図２０に示すように、カム環１１が回転を開始したときには、３群レンズ枠１６は既に収納空間１１ｈから離れて軸上位置側へ移動されているので、カム環１１と３群レンズ枠１６が干渉することはない。
【００６４】
図２７はワイド端まで繰り出された状態を示している。このときカム環１１は、図１９に示すように、収納用の回転制限された角度位置（図２１、図２２）から所定角度回転されていて、また図２に示すように、ローラ案内カム溝１４ｅに案内されることによって、ヘリコイド環１８に対して前方へ繰り出されてもいる。ヘリコイド環１８をさらに繰出方向に回転させることにより、ローラ案内カム溝１４ｅのワイド端位置Ｗ２からテレ端位置Ｔ２までのズーム域でガイドローラ２６が案内され、カム環１１は回転しながら光軸方向にも前後移動される。
【００６５】
鏡筒収納動作時には、カム環１１は以上と逆に動作される。ヘリコイド環１８と共にカム環１１が収納方向（図１９の矢印方向）に回転され、ガイドローラ２６がローラ案内カム溝１４ｅ内を収納用位置Ｒ２付近まで案内されると、該ガイドローラ２６が、ローラ係合溝１８ｆにおける回転伝達溝部１８ｆ１の後端に達する（図２５）。すると、ヘリコイド環１８のさらなる収納方向回転に応じて、ガイドローラ２６がローラ係合溝１８ｆの周方向溝部１８ｆ２に入り（図２４）、これ以降は、カム環１１は回転されずに、周方向溝部１８ｆ２による光軸方向位置制御を受けつつ、ヘリコイド環１８と共に後退する（図２３）。３群レンズ枠１６は、カム環１１が回転を停止する直前のタイミング（図２０）で、カム突起２１ａによって軸上位置から軸外位置への回動を開始され、カム環１１が回転を停止したとき（図２１）には、まだ軸外位置に達していない。このカム環１１の回転停止状態で、カム環側の収納空間１１ｈと、３群移動環１５の収納空間１５ｈの周方向位置が一致するように、カム環１１の取付角度が設定されている。したがって、図２２のようにレンズ保持筒１６ｂが収納空間１１ｈに進入していくときには、該収納空間１１ｈと３群移動環１５の収納空間１５ｈが連通した状態が維持され、レンズ保持筒１６ｂとカム環１１との間で干渉が生じるおそれがない。
【００６６】
なお、少なくともレンズ保持筒１６ｂが収納空間１１ｈ内に進入していくときにカム環１１の回転が停止しているという条件を満たしていれば、鏡筒収納状態においてカム環１１が回転を停止するタイミングと、３群レンズ枠１６の軸外位置への退避動作開始のタイミングは、任意に設定することができる。
【００６７】
このように、鏡筒収納動作の最終段階（３群レンズ枠１６が軸外位置への退避動作を行う段階）でカム環１１を回転させないようにする空転機構を設けたため、退避動作する３群レンズ枠１６の一部がカム環１１の収納空間１１ｈ内に進入するときに、３群レンズ枠１６とカム環１１の間で干渉が起こらず、故障のおそれがない。特に、本実施形態では、カム環１１が回転停止状態になるタイミングや位置のばらつきが生じにくくなっており、高精度な動作が達成されている。
【００６８】
本実施形態との比較として、特開２００６-５３４４４号公報で採用されているカム環の空転構造の概略を、図３５と図３６を参照して説明する。この比較例では、直進案内環１４′に形成したローラ案内カム溝１４ｅ′のうち、収納用位置付近が、直進案内環１４′の軸線と直交する周方向溝部Ｒ２′となっている点と、ヘリコイド環１８′に形成したローラ係合溝１８ｆ′のうち、回転伝達溝部１８ｆ１′に続く周方向溝部１８ｆ２′の後部が開放されている点が異なっている。撮影状態から鏡筒収納動作を行っていくと、ヘリコイド環１８′の回転に伴い、ローラ案内カム溝１４ｅ′に案内されて、ガイドローラ２６′が回転伝達溝部１８ｆ１′内を後方に移動していく。図３５のようにガイドローラ２６′が回転伝達溝部１８ｆ１′の後端部から出た時点で、ヘリコイド環１８′の収納方向回転がガイドローラ２６′に伝達されなくなり、ガイドローラ２６′を備えたカム環（不図示）は回転を停止する。そして、ヘリコイド環１８′の収納方向回転に伴い、周方向溝部１８ｆ２′内でのガイドローラ２６′の位置が相対的に変化し、図３６のようにガイドローラ２６′が周方向溝部１８ｆ２′の周方向端部に当て付いた状態となる。鏡筒収納動作が完了するときには、この周方向溝部１８ｆ２′の周方向端部がガイドローラ２６′を図３６の左方向に若干押し込むことで、ガイドローラ２６′、すなわちカム環の最終的な収納用の角度位置が定まる。
【００６９】
この比較例の構造では、ヘリコイド環１８′からガイドローラ２６′に対して収納方向の回転力伝達が解除された図３５の状態から、収納動作が完了する図３６の状態に至るまでの間、ヘリコイド環１８′（ローラ係合溝１８ｆ′の周方向溝部１８ｆ２′）と直進案内環１４′（ローラ案内カム溝１４ｅ′の周方向溝部Ｒ２′）のいずれによっても、ガイドローラ２６′を備えたカム環の回転方向の積極的な位置制御が行われていない。ヘリコイド環１８′による回転力伝達は解除されているから、カム環は回転されないが、回転方向の位置が変位する余地は残されており、最終的に周方向溝部１８ｆ２′の周方向端部がガイドローラ２６′に当て付くまでは、カム環の回転方向の厳密な位置決めがなされていない。そのため、このカム環に、先の実施形態と同様の退避光学要素の収納空間を設けようとした場合、カム環の停止位置のばらつきを見込んで、大きめの収納空間を形成する必要がある。レンズ鏡筒の小型化のためには、このような収納空間をできるだけ小さくすることが望まれる。また、先の実施形態のように、カム環の回転動作によってレンズバリヤ機構の開閉を制御しようとした場合、カム環の停止位置のばらつきによってバリヤの動作不良が起きないように、ある程度のマージンをとった構成としなけばならなかった。レンズ鏡筒の小型化や、動作の精度やレスポンスを追求した場合、このような安全マージンも、できるだけ小さい方が好ましい。すなわち、鏡筒収納位置付近でカム環に対して回転伝達をさせない空転機構を構成するにあたり、比較例のように単に回転伝達を遮断するのみならず、回転伝達が遮断されたときのカム環の回転方向位置も厳密に定める構成が望まれていた。
【００７０】
先に説明したように、本実施形態では、ガイドローラ２６がローラ係合溝１８ｆの周方向溝部１８ｆ２内に位置してカム環１１への回転伝達が遮断されている間（図２３、図２４）は、ガイドローラ２６は、第１直進案内環１４のローラ案内カム溝１４ｅの収納用位置Ｒ２に係合している。このローラ案内カム溝１４ｅの収納用位置Ｒ２は、比較例のローラ案内カム溝１４ｅ′の周方向溝部Ｒ２′と異なり、第１直進案内環１４の軸線方向と周方向のいずれに対しても傾斜した傾斜溝であるため、該ローラ案内カム溝１４ｅの側面（対向壁面）によって、ガイドローラ２６の回転方向位置を厳密に定めることができる。そして、ガイドローラ２６は同時に周方向溝部１８ｆ２に係合して光軸方向移動が規制されているから、ローラ案内カム溝１４ｅ内でのガイドローラ２６の位置が変化することもない。よって、回転伝達溝部１８ｆ１からガイドローラ２６への回転伝達が解除されたときには、カム環１１の回転方向位置および光軸方向位置が必ず厳密に制御され、収納位置付近でカム環１１が不安定な状態になることがない。その結果、収納空間１１ｈを最小限の大きさとすることができ、また、カム環１１とレンズバリヤ機構の間に確保する安全マージンを最小にするこができ、レンズ鏡筒の小型化や、動作精度の向上を図ることが可能となった。
【００７１】
また、ズームレンズ鏡筒５は、第１レンズ群ＬＧ１とレンズバリヤ機構の関係において、次のような特徴を備えている。この種のレンズバリヤ機構の前提として、バリヤ羽根が閉じるときには、最も前方のレンズ群（本実施形態では第１レンズ群ＬＧ１）と干渉しない光軸方向位置に位置されていなければならない。実際に、本実施形態のズームレンズ鏡筒５では、図１や図３２に示すように、鏡筒収納状態において、内側バリヤ羽根４５と外側バリヤ羽根４６のいずれも第１レンズ群ＬＧ１の前方空間に進出しており、第１レンズ群ＬＧ１との干渉は生じていない。一方、特に広角寄りの焦点距離をもつズームレンズにおいては、バリヤの開口部によって光線がけられないように、撮影状態において最も前方のレンズ群をバリヤ側に繰り出すようにしたものがある。本実施形態のズームレンズ鏡筒５がこのタイプであり、図２、図３および図３３に示すように、第１レンズ群ＬＧ１が、その一部をバリヤ台枠４１の撮影開口４１ａと重なる位置まで進入させるように、レンズバリヤ機構に対して相対的に前方へ繰り出されている。このような第１レンズ群ＬＧ１とレンズバリヤの相対移動は、レンズバリヤ機構を保持する先端外筒１２と、第１レンズ群ＬＧ１を保持する１群レンズ保持環１９との位置制御によって行われている。
【００７２】
図３１は、先端外筒１２と１群レンズ保持環１９の相対位置を制御する、カム環１１の外周面上に形成される第１リードカム溝１１ｅと第２リードカム溝１１ｆを拡大して示したものである。同図における「Ｒ３」と「Ｒ４」はそれぞれ、鏡筒収納時における第１リードカム溝１１ｅ内でのリード突起１２ｃの位置と、第２リードカム溝１１ｆ内での１群用カムフォロア１９ｃの位置を示している。同様に、「Ｗ３」、「Ｗ４」はズーム域のうちのワイド端でのリード突起１２ｃと１群用カムフォロア１９ｃの位置、「Ｔ３」、「Ｔ４」はテレ端でのリード突起１２ｃと１群用カムフォロア１９ｃの位置を示している。
【００７３】
図３１から分かるように、第２リードカム溝１１ｆは、光軸方向位置の異なる一対がペアをなしており、該ペアのうち、後方の第２リードカム溝（ズーム域用リード溝）１１ｆ-Ｂには、収納用位置Ｒ４を含む後方一部領域が存在せず、前方の第２リードカム溝（レンズ群収納用リード溝）１１ｆ-Ａには、テレ端位置Ｔ４を含む前方一部領域が存在していない。しかし、一方の第２リードカム溝１１ｆについて存在していないカム溝領域については、ペアをなす他方の第２リードカム溝１１ｆが補完していて、常にいずれかの第２リードカム溝１１ｆに１群用カムフォロア１９ｃが係合しているので、第２リードカム溝１１ｆによる位置制御はいずれの状態でも維持される。また、ワイド端位置Ｗ４付近では、一対の第２リードカム溝１１ｆ-Ａ、１１ｆ-Ｂの両方に１群用カムフォロア１９ｃが係合しているが、当該領域では前側の第２リードカム溝１１ｆ-Ａの溝幅が広くなっており、１群用カムフォロア１９ｃに対する位置制御は、通常の溝幅である後方の第２リードカム溝１１ｆ-Ｂによって行われる。すなわち、ワイド端からテレ端までのズーム域では、後方の第２リードカム溝１１ｆ-Ｂが、１群用カムフォロア１９ｃに精密に係合して位置制御を行い、収納位置では逆に、前方の第２リードカム溝１１ｆ-Ａが１群用カムフォロア１９ｃの位置を制御する。換言すれば、後方の第２リードカム溝１１ｆ-Ｂが、ズーム域用のリードカム溝を構成し、前方の第２リードカム溝１１ｆ-Ａが、収納位置用のリードカム溝を構成している。
【００７４】
以上のように前後一対でペアをなす第２リードカム溝１１ｆは、図１０や図３１のようにカム環１１を展開した状態で直線状となる、いわゆるリード溝として形成されている。この前後ペアの第２リードカム溝１１ｆの間の光軸方向位置に位置する第１リードカム溝１１ｅは、第２リードカム溝１１ｆと平行をなす直線状の前後のリード溝部（第１のリード溝部、ズーム域用リード溝部）Ｋ１とリード溝部（第２のリード溝部、外筒収納用リード溝部）Ｋ２を差動区間（差動溝部）Ｋ３で接続した、クランク状の軌跡となっている。差動区間Ｋ３は、カム環１１の回転方向（軸線と直交する周方向）へ延び、軸方向成分を含まない溝部である。第１リードカム溝１１ｅに係合するリード突起１２ｃは、リード溝部Ｋ１、Ｋ２の形成方向と平行な一対のリード面１２ｃ１と、差動区間Ｋ３の形成方向と平行な一対の周方向平面１２ｃ２とを有する多角柱状の突起である。第１リードカム溝１１ｅのうち前方のリード溝部Ｋ１は、リード突起１２ｃの一対のリード面１２ｃ１に対応する通常の溝幅であり、後方のリード溝部Ｋ２は、これより広い溝幅である。後方のリード溝部Ｋ２の後端部は、カム環１１の後端面に開放されており、この後端開放部の溝幅はさらに広くなっている。後述するように、前方のリード溝部Ｋ１は、ワイド端からテレ端までのズーム域において、リード突起１２ｃに精密に係合して位置制御するズーム域用リード溝部として機能し、後方のリード溝部Ｋ２は、リード突起１２ｃの収納用位置を管理する収納用リード溝部として機能する。
【００７５】
鏡筒収納状態では、リード突起１２ｃは、第１リードカム溝１１ｅの後方のリード溝部Ｋ２の後端開口部付近に位置している。この収納用位置Ｒ３にあるリード突起１２ｃと、収納用位置Ｒ４にある１群用カムフォロア１９ｃ（後側の第２リードカム溝１１ｆ-Ｂに係合する後側の１群用カムフォロア１９ｃ）との光軸方向間隔を図３１においてＤ１で表す。このとき、１群レンズ保持環１９に保持された第１レンズ群ＬＧ１と、先端外筒１２に保持されたレンズバリヤ機構のバリヤ羽根４５、４６は、図３２のように、光軸方向にオーバーラップしない位置関係にある。
【００７６】
鏡筒の繰り出しに伴ってカム環１１が前述の無回転（空転）状態からヘリコイド環１８との連動回転状態に切り替わると、リード突起１２ｃと１群用カムフォロア１９ｃは、それぞれのリードカム溝１１ｅ、１１ｆ内を前方に移動される。リード突起１２ｃについては、両側のリード面１２ｃ１が後方のリード溝部Ｋ２の案内を受けてしばらく進むと、差動区間Ｋ３に入り、前後の周方向平面１２ｃ２が該差動区間Ｋ３の壁面に当接するようになる。すると、カム環１１の繰出方向回転に応じて、リード突起１２ｃが差動区間Ｋ３内を周方向に移動され、該カム環１１に対する先端外筒１２の光軸方向移動が生じない状態になる。一方、１群用カムフォロア１９ｃは、第２リードカム溝１１ｆに沿う線形の軌跡で移動され続けるため、先端外筒１２に対して１群レンズ保持環１９が光軸方向前方へ相対的に繰り出される差動が生じる。カム環１１の繰出方向回転が続くと、リード突起１２ｃが差動区間Ｋ３から出て前方のリード溝部Ｋ１に入り、再び両側のリード面１２ｃ１によって案内を受ける状態となる。リード溝部Ｋ１の溝幅は、後方のリード溝部Ｋ２の溝幅よりも狭く、収納状態のときよりもリード突起１２ｃを精密に案内する。そして、リード突起１２ｃと１群用カムフォロア１９ｃがそれぞれのワイド端位置Ｗ３、Ｗ４に達したときには、互いの光軸方向間隔Ｄ２が、鏡筒収納状態での間隔Ｄ１から変化している。つまり、このＤ１とＤ２の差分だけ、１群レンズ保持環１９が先端外筒１２に対して前方に相対移動されており、その結果、図３３に示すように、第１レンズ群ＬＧ１がバリヤ羽根４５、４６やバリヤ台枠４１と重なる位置まで進出し、レンズバリヤによって光線がけられるおそれがなくなる。なお、第１リードカム溝１１ｅの差動区間Ｋ３によって先端外筒１２と１群レンズ保持環１９の相対移動が生じる段階では、レンズバリヤ機構におけるバリヤ羽根４５、４６の開き動作は既に完了しているため、第１レンズ群ＬＧ１が前方に繰り出されても、バリヤ羽根４５、４６と干渉することはない。そして、ワイド端位置Ｗ３、Ｗ４からテレ端位置Ｔ３、Ｔ４の間のズーム域では、カム環１１の回転に応じて先端外筒１２と１群レンズ保持環１９がリニアに移動され、第１レンズ群ＬＧ１とレンズバリヤ機構の位置関係は変化しない。このズーム域では、１群付勢ばね２３の付勢力によって、リード突起１２ｃと第１リードカム溝１１ｅ（前方リード溝部Ｋ１）の間と、１群用カムフォロア１９ｃと第２リードカム溝１１ｆの間のバックラッシュがそれぞれ除去される。
【００７７】
鏡筒収納動作時には、以上の繰出時と逆に、リード突起１２ｃが差動区間Ｋ３を通る間に、レンズバリヤ機構に対して第１レンズ群ＬＧ１を光軸方向後方に引き込ませる方向の相対移動が、先端外筒１２と１群レンズ保持環１９の間に生じる。よって、鏡筒収納状態では、図３２のように、レンズ羽根４５、４６が第１レンズ群ＬＧ１の前方を閉じて保護することが可能となる。
【００７８】
以上のように、カム環１１の外周面上に形成した第１リードカム溝１１ｅと第２リードカム溝１１ｆの軌跡を異ならせることによって、レンズバリヤ機構と第１レンズ群ＬＧ１の相対移動を実現している。但し、光学設計上は、第１レンズ群ＬＧ１の移動軌跡は、第２リードカム溝１１ｆのような線形軌跡とはなっておらず、図３４にＭ１で示す非線形の軌跡となっている。なお、図３４では、横軸がズーム域におけるカム環１１の回転角、縦軸が、ワイド端時の位置を基準とした第１レンズ群ＬＧ１の光軸方向の移動距離を示している。前述の通り、第２リードカム溝１１ｆの軌跡Ｍ２は、回転角あたりの移動量が一定の線形の軌跡である。そして、この線形の第２リードカム溝１１ｆを用いつつ、第１レンズ群ＬＧ１に非線形の移動軌跡Ｍ１を与えるべく、カム環１１自体が光軸方向に非線形の軌跡で移動されるように制御されている。具体的には、カム環１１のガイドローラ２６が係合する第１直進案内環１４のローラ案内カム溝１４ｅの軌跡Ｍ３と、第２リードカム溝１１ｆの線形軌跡Ｍ２との合成軌跡によって、第１レンズ群ＬＧ１の移動軌跡Ｍ１を実現するように構成されている。図９に示すように、ローラ案内カム溝１４ｅは、収納用位置Ｒ２からワイド端位置Ｗ２に至るまでの領域では、直線状のリード形状を含んでいるが、ワイド端位置Ｗ２からからテレ端位置Ｔ２までのズーム域は、図３４のＭ３に対応する非線形軌跡となっている。
【００７９】
このように、第１レンズ群ＬＧ１を非線形の移動軌跡Ｍ１で移動制御するに際して、カム環１１上には線形軌跡の第２リードカム溝１１ｆを形成し、非線形成分を、カム環１１とは別部材である第１直進案内環１４のローラ案内カム溝１４ｅに担当（補完）させることによって、スペース効率や動作精度において優れた効果が得られる。例えば、カム環１１の外周面上に形成されるカム溝を、第２リードカム溝１１ｆに代えて、実際の移動軌跡Ｍ１をそのままトレースした形状に構成したとする。この仮想のカム溝（Ｍ１）は、ワイド端から一旦光軸方向後方に変位して光軸方向前方に戻るＪ字状をなしており、かつ単独で全ズーム域用の移動量を与えなくてはならないので、仮想のカム溝を形成するのに必要な光軸方向スペースが大きくなり、カム環の光軸方向長さが長くなってしまう。また、この仮想のカム溝（Ｍ１）は、カム環の回転方向に対する倒れ角が大きいため、カムフォロアをガイドするときのカム環の回転抵抗が大きくなってしまう。加えて、本実施形態のカム環１１のように、ひとつの周面上に異なる機能を有する複数のカム溝を形成しようとした場合には、仮想のカム溝（Ｍ１）のような非線形カム溝であると、同一周面上の他のカム溝と干渉しやすく、カム環の小型化を図りつつ効率的に複数種のカム溝を配置することが難しい。                                                                     
【００８０】
これに対し、実施形態のカム構造によれば、以上のような問題を解決することができる。すなわち、第１レンズ群ＬＧ１に所定の移動量を与えるカム溝が、カム環１１と第１直進案内環１４に分けて配置されているので、個々の部材が請け負う移動量を小さくすることができる。カム環１１について言えば、第１レンズ群ＬＧ１の必要な移動軌跡を単独で実現するカム溝（Ｍ１）を形成するよりも、光軸方向のサイズを小さくすることが可能になる。また、第１レンズ群ＬＧ１の制御用としてカム環１１に形成される第２リードカム溝１１ｆと第１直進案内環１４に形成されるローラ案内カム溝１４ｅはそれぞれ、単独で実現したカム溝（Ｍ１）に比べてカム環回転方向における傾斜が小さく、摺動抵抗を軽減することができると共に、精度の高い位置制御が可能となる。さらに、カム環１１の外周面上に形成する２種類のカム溝を、線形を基本形状とする第１リードカム溝１１ｅと第２リードカム溝１１ｆとしたため、互いのリードカム溝１１ｅ、１１ｆを極限まで接近させることが可能となっており、カム環１１上でのスペース効率の向上（カム溝占有面積の低減）も達成されている。より詳細には、第１リードカム溝１１ｅと第２リードカム溝１１ｆにおいては、先に述べたように、前方のリード溝部Ｋ１と後側の第２リードカム溝１１ｆ-Ｂがそれぞれ、ワイド端からテレ端のズーム域でリード突起１２ｃ、１群用カムフォロア１９ｃを精密に位置制御するズーム域用のリード溝を構成している。そして、第１リードカム溝１１ｅにおいては、このズーム域用のリード溝部である前方のリード溝部Ｋ１が、収納位置用の後方リード溝部Ｋ２よりも長く、同じく第２リードカム溝１１ｆにおいては、ズーム域用のリード溝部である後側の第２リードカム溝１１ｆ-Ｂが、収納位置用の前側の第２リードカム溝１１ｆ-Ａよりも長くなっている。カム環１１の外周面上では、これらの長いリード溝部であるリード溝部Ｋ１と第２リードカム溝１１ｆ-Ｂとが、互いに近接して配置されている。換言すれば、第１リードカム溝１１ｅのリード溝部Ｋ１が、第２リードカム溝１１ｆ-Ａよりも第２リードカム溝１１ｆ-Ｂに接近させて配置されている。これにより、各リードカム溝１１ｅ、１１ｆを、互いに干渉させずに、限られたカム環１１の周面スペースに効率よく配置することができた。
【００８１】
加えて、リード突起１２ｃにおいては、一対の平行平面であるリード面１２ｃ１や周方向平面１２ｃ２を第１リードカム溝１１ｅに対する当接面としたため、接触面積が大きく外力に対する強度を増すことができる。特に、リード突起１２ｃを有する先端外筒１２は、レンズ鏡筒の外観を構成する部材であるので、このように強度的に優れた構成であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明を適用したズームレンズ鏡筒の収納状態を示す断面図である。
【図２】同ズームレンズ鏡筒のワイド端撮影状態を示す断面図である。
【図３】同ズームレンズ鏡筒のテレ端端撮影状態を示す断面図である。
【図４】同ズームレンズ鏡筒の一部構成部品の分解斜視図である。
【図５】同ズームレンズ鏡筒の一部構成部品の分解斜視図である。
【図６】同ズームレンズ鏡筒の一部構成部品の分解斜視図である。
【図７】内周面側を透視して示した固定環の展開平面図である。
【図８】内周面側を透視して示したヘリコイド環の展開平面図である。
【図９】第１直進案内環の展開平面図である。
【図１０】カム環の展開平面図である。
【図１１】先端外筒の展開平面図である。
【図１２】１群レンズ保持環の展開平面図である。
【図１３】第２レンズ群と第３レンズ群の間に設けた群間付勢ばねの作用を示す、撮影状態でのズームレンズ鏡筒の要部の断面図である。
【図１４】撮像センサ保持ユニットに設けたカム突起と、該カム突起によって軸外位置へ回動される３群レンズ枠の関係を示す斜視図である。
【図１５】撮像センサ保持ユニットに対して軸外位置にある３群レンズ枠を収納位置に後退させた状態を示す前方斜視図である。
【図１６】３群移動環の後方斜視図である。
【図１７】軸上位置にあるときの３群レンズ枠とカム環の関係を示す後方斜視図である。
【図１８】軸外位置にあるときの３群レンズ枠とカム環の関係を示す後方斜視図である。
【図１９】ワイド端撮影状態での３群レンズ枠とカム環の関係を光軸方向後方から見た図である。
【図２０】ワイド端撮影状態からカム環が収納方向に回転されたときの、３群レンズ枠とカム環の関係を光軸方向後方から見た図である。
【図２１】３群レンズ枠が軸上位置と軸外位置の移行途中にあるときの、３群レンズ枠とカム環の関係を光軸方向後方から見た図である。
【図２２】鏡筒収納状態での３群レンズ枠とカム環の関係を光軸方向後方から見た図である。
【図２３】鏡筒収納状態での、ヘリコイド環のローラ係合溝と、第１直進案内環のローラ案内カム溝と、カム環のガイドローラの関係を示す展開平面図である。
【図２４】鏡筒収納状態からのヘリコイド環の繰出方向に回転に応じて、カム環のガイドローラがローラ係合溝の周方向溝部内を移動している状態を示す展開平面図である。
【図２５】図２４からさらにヘリコイド環が繰出方向に回転され、カム環のガイドローラが、ローラ係合溝の周方向溝部と回転伝達溝部の境界に達した状態を示す展開平面図である。
【図２６】図２５からさらにヘリコイド環が繰出方向に回転され、カム環のガイドローラが、ローラ係合溝の回転伝達溝部に進入した状態を示す展開平面図である。
【図２７】ワイド端撮影状態での、ヘリコイド環のローラ係合溝と、第１直進案内環のローラ案内カム溝と、カム環のガイドローラの関係を示す展開平面図である。
【図２８】レンズバリヤ機構の要部と、該レンズバリヤ機構の開閉制御を行うカム環の関係を示す後方斜視図である。
【図２９】レンズバリヤ機構のバリヤ羽根が閉じた状態の正面図である。
【図３０】レンズバリヤ機構のバリヤ羽根が開いた状態の正面図である。
【図３１】カム環に形成した第１と第２のリードカム溝による、先端外筒のリード突起と１群レンズ保持環の１群用カムフォロアの案内の態様を示す、展開平面図である。
【図３２】鏡筒収納状態での第１レンズ群とレンズバリヤ機構の関係を示す側断面図である。
【図３３】撮影状態での第１レンズ群とレンズバリヤ機構の関係を示す側断面図である。
【図３４】ズーム域における第１レンズ群の移動軌跡と、該移動軌跡を実現する第２リードカム溝およびローラ案内カム溝の軌跡を示すグラフ図である。
【図３５】カム環の空転機構の比較例を示す展開平面図である。
【図３６】図３５の比較例において、鏡筒収納状態に達した状態を示す展開平面図である。
【符号の説明】
【００８３】
５  ズームレンズ鏡筒
８  ２群レンズ保持環
１０  第２直進案内環
１１  カム環（回転環）
１１ａ  回転ガイド突起
１１ｂ  ２群案内カム溝
１１ｃ  後端フランジ部
１１ｄ  小径フランジ部
１１ｅ  第１リードカム溝（第２の移動ガイド溝、外筒用ガイド溝）
１１ｆ  第２リードカム溝（第１の移動ガイド溝、レンズ群用ガイド溝）
１１ｆ-Ａ  前方の第２リードカム溝（レンズ群収納用リード溝）
１１ｆ-Ｂ  後方の第２リードカム溝（ズーム域用リード溝）
１１ｇ  筒状部
１１ｈ  収納空間
１１ｈ１  貫通穴部
１１ｈ２  半円状凹部
１２  先端外筒（第２の移動部材、外筒部材）
１２ａ  直進案内突起
１２ｂ  直線ガイド溝
１２ｃ  リード突起
１２ｃ１  リード面
１２ｃ２  周方向平面
１２ｄ  半円状凹部
１３  中間外筒
１４  第１直進案内環（補完カム機構）
１４ａ  環状フランジ
１４ｂ  直進案内突起
１４ｃ  回動許容突起
１４ｄ  直進案内スリット
１４ｅ  ローラ案内カム溝（補完カム機構、補完カム溝）
１４ｆ  直進案内溝
１５  ３群移動環
１６  ３群レンズ枠
１７揺動中心軸
１８  ヘリコイド環（補完カム機構、回転伝達環）
１８ａ  外面ヘリコイド
１８ｂ  ガイド突起
１８ｃ  外面ギヤ部
１８ｄ  周方向溝
１８ｅ  ３群案内カム溝
１８ｅ１  移動制御溝部
１８ｅ２  周方向溝部
１８ｆ１  回転伝達溝部（軸方向溝）
１８ｆ２  周方向溝部
１９  １群レンズ保持環（第１の移動部材、レンズ群保持環）
１９ａ  ガイド突起
１９ｂ  直線溝
１９ｃ  １群用カムフォロア
１９ｄ  切欠部
１９ｅ  ばね掛け部
２０  シャッタユニット
２１  撮像センサ保持ユニット
２１ａ  カム突起
２２  固定環
２２ａ  内面ヘリコイド
２２ｂ  周方向溝
２２ｃ  リード溝
２２ｄ  直進案内溝
２２ｅ  規制壁部
２２ｆ  規制壁部
２３  １群付勢ばね
２６  ガイドローラ（補完カム機構、回転環のフォロア）
２７  ばね収納空間
２８  ズームギヤ
３３  ４群ばね
３４  群間付勢ばね
３５  ばね受け環
３９  トーションばね
４１  バリヤ台枠
４１ａ  撮影開口
４２  バリヤ押え板
４３  バリヤ駆動環
４３ａ  ばね掛け部
４３ｂ  回転伝達突起
４４  バリヤ駆動ピン
４５  内側バリヤ羽根（バリヤ部材）
４６  外側バリヤ羽根（バリヤ部材）
４７  トーションばね
４８  引張ばね
４９  連動突起
５０  回転付与段部
５１  ＡＦレンズ枠
６０  撮像センサ
１５０  ズームモータ
１６０  ＡＦモータ
Ｋ１  前方リード溝部（第１のリード溝部、ズーム域用リード溝部）
Ｋ２  後方リード溝部（第２のリード溝部、外筒収納用リード溝部）
Ｋ３  差動区間（差動溝部）
ＬＦ  ローパスフィルタ
ＬＧ１  第１レンズ群
ＬＧ２  第２レンズ群
ＬＧ３  第３レンズ群
ＬＧ４  第４レンズ群
Ｚ１  撮影光学系の光軸（撮影光軸）
【図１】
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【図２】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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