JP2001183561A - 光学素子駆動装置およびこれを備えた光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子保持部材のラックにスラストバネを配置
すると、ラックを絞りユニットとの干渉を避けるために
絞りの光軸直交方向外側にレイアウトしなければなら
ず、レンズ鏡筒等の大型化を招く。 【解決手段】 光学素子２を保持して光軸方向に移動可
能な素子保持部材８に取り付けられ、光軸方向に延びる
よう配置されたスクリュウ軸１０ａに噛み合うラック部
材８１を有する光学素子駆動装置において、ラック部材
における素子保持部材への取付部８１ａが、弾性変形し
た状態で素子保持部材を光軸方向から挟み込む形状に形
成されており、この取付部に生じた弾性力により、ラッ
ク部材を素子保持部材に対して光軸方向に付勢圧接させ
るようする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラ等の
撮影装置、レンズ鏡筒その他の光学機器に用いられるレ
ンズ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラ用のズームレンズとして
は、例えば被写体側から順に固定の凸、可動の凹、固定
の凸、可動の凸の４つのレンズ群から構成されるものが
ある。

【０００３】図１１（Ａ），（Ｂ）には、一般的な４群
レンズ構成のズームレンズの鏡筒構造を示している。な
お、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面を示してい
る。

【０００４】このズームレンズを構成する４つのレンズ
群２０１ａ〜２０１ｄは、固定された前玉レンズ２０１
ａ、光軸に沿って移動することで変倍動作を行うバリエ
ーターレンズ群２０１ｂ、固定されたアフォーカルレン
ズ２０１ｃ、および光軸に沿って移動することで変倍時
の焦点面維持と焦点合わせを行うフォーシングレンズ群
２０１ｄからなる。

【０００５】ガイドバー２０３，２０４ａ，２０４ｂは
光軸２０５と平行に配置され、移動するレンズ群の案内
および回り止めを行う。ＤＣモーター２０６はバリエー
ターレンズ群２０１ｂを移動させる駆動源となる。

【０００６】前玉レンズ２０１ａは前玉鏡筒２０２に保
持され、バリエーターレンズ群２０１ｂはＶ移動環２１
１に保持されている。また、アフォーカルレンズ２０１
ｃは中間枠２１５に、フォーカシングレンズ群２０１ｄ
はＲＲ移動環２１４に保持されている。

【０００７】前玉鏡筒２０２は、後部鏡筒２１６に位置
決め固定されており、両鏡筒２０２，２１６によってガ
イドバー２０３が位置決め支持されているとともに、ガ
イドスクリュウ軸２０８が回転可能に支持されている。
このガイドスクリュウ軸２０８は、ＤＣモータ２０６の
出力軸２０６ａの回転がギア列２０７を介して伝達され
ることにより回転駆動される。

【０００８】バリエーターレンズ群２０１ｂを保持する
Ｖ移動環２１１は、押圧ばね２０９とこの押圧ばね２０
９の力でガイドスクリュウ軸２０８に形成されたスクリ
ュー溝２０８ａに係合するボール２１０とを有してお
り、ＤＣモータ２０６によってガイドスクリュウ軸２０
８が回転駆動されることにより、ガイドバー２０３にガ
イドおよび回転規制されながら光軸方向に進退移動す
る。

【０００９】後部鏡筒２１６とこの後部鏡筒２１６に位
置決めされた中間枠２１５にはガイドバー２０４ａ，２
０４ｂが嵌合支持されている。ＲＲ移動環２１４は、こ
れらガイドバー２０４ａ，２０４ｂによってガイドおよ
び回転規制されながら光軸方向に進退可能である。

【００１０】フォーカシングレンズ群２０１ｄを保持す
るＲＲ移動環２１４には、ガイドバー２０４ａ，２０４
ｂにスライド可能に嵌合するスリーブ部が形成されてお
り、またラック２１３が光軸方向についてＲＲ移動環２
１４と一体的となるように組み付けられている。

【００１１】ステッピングモーター２１２は、その出力
軸に一体形成されたリードスクリュー２１２ａを回転駆
動する。リードスクリュー２１２ａにはＲＲ移動環２１
４に組み付けられたラック２１３が係合しており、リー
ドスクリュー２１２ａが回転することによって、ＲＲ移
動環２１４がガイドバー２０４ａ，２０４ｂによりガイ
ドされながら光軸方向に移動する。

【００１２】なお、バリエーターレンズ群の駆動源とし
ては、フォーカシングレンズ群の駆動源と同様にステッ
ピングモータを用いてもよい。

【００１３】そして、前玉鏡筒２０２、中間枠２１５お
よび後部鏡筒２１６により、レンズ等を略密閉収容する
レンズ鏡筒本体が形成される。

【００１４】また、このようなステッピングモータを用
いてレンズ群保持枠を移動させる場合には、フォトイン
タラプタ等を用いて保持枠が光軸方向の１つの基準位置
に位置することを検出した後に、ステッピングモータに
与える駆動パルスの数を連続的にカウントすることによ
り、保持枠の絶対位置を検出する。

【００１５】図１２には、従来の撮像装置におけるカメ
ラ本体の電気的構成を示している。この図において、図
１１にて説明したレンズ鏡筒の構成要素については、図
１１と同符号を付す。

【００１６】２２１はＣＣＤ等の固体撮像素子、２２２
はバリエーターレンズ群２０１ｂの駆動機構であり、モ
ータ２０６（又はステッピングモータ）、ギア列２０７
およびガイドスクリュウ軸２０８等を含む。

【００１７】２２３はフォーカシングレンズ群２０１ｄ
の駆動機構であり、ステッピングモータ２１２、リード
スクリュウ軸２１２ａおよびラック２１３等を含む。

【００１８】２２４はバリエーターレンズ群２０１ｂと
アフォーカルレンズ２０１ｃとの間に配置された絞り装
置２３５の駆動機構である。

【００１９】２２５はズームエンコーダー、２２７はフ
ォーカスエンコーダーである。これらのエンコーダーは
それぞれ、バリエーターレンズ群２０１ｂおよびフォー
カシングレンズ群２０１ｄの光軸方向の絶対位置を検出
する。なお、図１１に示すようにバリエーター駆動源と
してＤＣモータを用いる場合には、ボリューム等の絶対
位置エンコーダーを用いたり、磁気式のものを用いたり
する。

【００２０】また、駆動源としてステッピングモーター
を用いる場合には、前述したような基準位置に保持枠を
配置してから、ステッピングモータに入力する動作パル
ス数を連続してカウントする方法を用いるのが一般的で
ある。

【００２１】２２６は絞りエンコーダーであり、モータ
等の絞り駆動源２２４の内部にホール素子を配置し、ロ
ーターとステーターの回転位置関係を検出する方式のも
のなどが用いられる。

【００２２】２３２は本カメラの制御を司るＣＰＵであ
る。２２８はカメラ信号処理回路であり、固体撮像素子
２２１の出力に対して所定の増幅やガンマ補正などを施
す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラス
ト信号は、ＡＥゲート２２９およびＡＦゲート２３０を
通過する。即ち、露出決定およびピント合わせのために
最適な信号の取り出し範囲が全画面内のうちこのゲート
で設定される。このゲートの大きさは可変であったり、
複数設けられたりする場合がある。

【００２３】２３１はＡＦ（オートフォーカス）のため
のＡＦ信号を処理するＡＦ信号処理回路であり、映像信
号の高周波成分に関する１つもしくは複数の出力を生成
する。２３３はズームスイッチ、２３４はズームトラッ
キングメモリである。ズームトラッキングメモリ２３４
は、変倍に際して被写体距離とバリエーターレンズ位置
に応じてセットすべきフォーカシングレンズ位置の情報
を記憶する。なお、ズームトラッキングメモリとしてＣ
ＰＵ２３２内のメモリを使用してもよい。

【００２４】例えば、撮影者によりズームスイッチ２３
３が操作されると、ＣＰＵ２３２は、ズームトラッキン
グメモリ２３４の情報をもとに算出したバリエーターレ
ンズとフォーカシングレンズの所定の位置関係が保たれ
るように、ズームエンコーダー２２５の検出結果となる
現在のバリエーターレンズの光軸方向の絶対位置と算出
されたバリエーターレンズのセットすべき位置、および
フォーカスエンコーダー２２７の検出結果となる現在の
フォーカスレンズの光軸方向の絶対位置と算出されたフ
ォーカスレンズのセットすべき位置がそれぞれ一致する
ように、ズーム駆動機構２２２とフォーカスシング駆動
機構２２３を駆動制御する。

【００２５】また、オートフォーカス動作ではＡＦ信号
処理回路２３１の出力がピークを示すように、ＣＰＵ２
３２は、フォーカシング駆動機構２２３を駆動制御す
る。

【００２６】さらに、適正露出を得るために、ＣＰＵ２
３２は、ＡＥゲート２２９を通過したＹ信号の出力の平
均値を所定値として、絞りエンコーダー２２６の出力が
この所定値となるように絞り駆動機構２２４を駆動制御
して、開口径をコントロールする。

【００２７】ここで、従来のビデオカメラ用ズームレン
ズの移動レンズを保持する移動環の移動方式について説
明する。

【００２８】従来の移動環の移動方式として、ネジ送り
方式が提案されている。このネジ送り方式は、図１３に
示すように、光軸方向に沿って延びるガイドバー２３０
１，２３０２にバリエータレンズ等を保持する移動環２
３０３が移動自在に保持され、また移動環２３０３の近
傍に送りネジ７が光軸に沿って設けられている。

【００２９】この移動環２３０７の外周部における光軸
方向前後に形成されたスリーブ部の孔２３１０，２３１
１には、ラック２３０９の両端軸部が係合保持されてい
る。ラック２３０９の後部におけるスリーブ部との間に
は、ガタ取り用のスラストバネ２３０８が弾性変形した
状態で配置されており、ラック２３０９を常に光軸方向
前方に付勢している。

【００３０】そして、ラック２３０９は送りネジ７のネ
ジ山を挟み込むようにして送りネジ７に噛み合う。これ
により、送りネジ２３０７を不図示のモータにより回転
させることによって、ラック２３０９および移動環２３
０３を光軸方向に移動させることができる。この際、ス
ラストバネ２３０８の弾性力により、送りネジ２３０７
と移動環２３０３との光軸方向ガタが除去される。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年撮影レ
ンズには、コストの削減と同時に、小型化、小径化が求
められているが、上記従来のレンズ鏡筒では、ラックに
ガタ取り用のスラストバネを配置するスペースを設けな
ければならない。しかも、スラストバネそのものがある
程度の長さを有するため、その分ラックは光軸方向に長
くなる。

【００３２】しかしながら、ラックが光軸方向に長い
と、レンズ鏡筒内でラックをレイアウトする際に、バリ
エータやＲＲ移動環等の所望の移動ストロークを確保す
るために、どうしても絞りユニットの外側にレイアウト
しなければ、絞りユニットと干渉してしまうという問題
がある。

【００３３】そして、絞りユニットは常に光軸中心付近
に配置されているので、ラックは光軸中心から遠い位置
に配置されることとなり、レンズ鏡筒の大型化、大径化
につながる。

【００３４】さらに、ラックとバネとを別部品にするこ
とによって、部品点数が増え、部品コストの増加、組み
込み工程時間の増大に伴うコストの増加につながる。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願第１の発明では、光学素子を保持して光軸方向
に移動可能な素子保持部材に取り付けられ、光軸方向に
延びるよう配置されたスクリュウ軸に噛み合うラック部
材を有する光学素子駆動装置において、ラック部材にお
ける素子保持部材への取付部が、弾性変形した状態で素
子保持部材を光軸方向から挟み込む形状に形成されてお
り、この取付部に生じた弾性力により、ラック部材が素
子保持部材に対して光軸方向に付勢圧接するようしてい
る。

【００３６】これにより、スラストバネによりラック部
材を素子保持部材に対して光軸方向に付勢圧接させる従
来のものに比べて、ラック部材周辺部の光軸方向の長さ
を短くすることが可能となり、装置内にラック部材をレ
イアウトする際に、このラック部材を絞りユニットの光
軸直交方向外側に配置することなく、バリエータ保持部
材等、他の素子保持部材の所望の移動ストロークを確保
することが可能となり、装置の小型化に有効である。し
かも、ラック部材に一体形成された取付部に弾性力を発
生させるようにしているので、上記従来のものに比べて
部品点数が少なくなり、コスト削減にも有効である。

【００３７】具体的には、ラック部材の取付部および素
子保持部材のうち一方に光軸方向を軸方向とする円形形
状若しくは一部円形形状の凹部を形成するとともに、他
方に光軸方向を軸方向とする円錐台形状若しくは一部円
錐台形状の突起部を形成し、これら凹部と突起部とをこ
れらの軸回りにて相対回転可能に嵌合させてラック部材
を素子保持部材に取り付けるようにする。

【００３８】そして、この場合に、突起部を円錐台形状
における互いに軸直交方向にて対向する一対の側面部分
をストレートにカットした形状に形成するとともに、凹
部に軸直交方向にストレートに延びる導入溝をつなげた
上で、ラック部材の素子保持部材への取り付けに際し
て、突起部を、上記一対の側面部分を導入溝に平行にし
た状態で、導入溝を通じて軸直交方向から、この突起部
の軸位置が凹部の軸位置に略一致するまで凹部内に挿入
し、この後これらの軸回りでラック部材を素子保持部材
に対して回転させることにより、ラック部材の取付部を
弾性変形させるようにするのが好ましい。

【００３９】これにより、ラック部材を素子保持部材に
簡単に取り付けることが可能になるとともに、ラック部
材の取付部を過度に変形させて必要な弾性力が得られな
くなることを防止することも可能になる。

【００４０】また、本願第２の発明では、光学素子を保
持して光軸方向に移動可能な素子保持部材に光軸に平行
な軸回りで回転可能に取り付けられ、光軸方向に延びる
よう配置されたスクリュウ軸に噛み合うラック部材を有
する光学素子駆動装置において、ラック部材に、素子保
持部材に取り付けられた状態で素子保持部材に光軸直交
方向から当接するとともに光軸直交方向にて弾性変形が
可能な弾性当接部を形成し、この弾性当接部に生じた弾
性力により、ラック部材がスクリュウ軸に付勢圧接する
ようにしている。

【００４１】これにより、バネ等のラック部材とは別の
弾性部材を用いなくても、スクリュウ軸に軸直交方向の
振れをラック部材自体（弾性当接部）によって吸収する
ことが可能となる。このため、ラック部材を常に確実に
スクリュウ軸に噛み合わせることができ、光学素子を通
じて形成される像の振れ等を防止することが可能とな
る。

【００４２】また、弾性当接部に生じた弾性力により、
素子保持部材も、この素子保持部材を光軸方向にガイド
するガイド部材に対して付勢されるため、ガイド部材と
の係合ガタが抑えられ、像の振れ等を防止できるが、こ
の付勢される方向が、少なくともこの装置が正姿勢にあ
るときに素子保持部材がその自重によりガイド部材に押
圧される方向と略一致する方向であれば、弾性当接部の
設定自由度が大きくなるとともに、確実に像の振れ等を
防止することが可能となる。

【００４３】

【発明の実施の形態】図１および図２には、本発明の実
施形態であるズームレンズ鏡筒の全体構成を示してい
る。なお、図１は、光軸直交方向のうちＸ方向から見た
ときの断面図、図２はＹ方向から見たときの断面図であ
る。また、本実施形態のレンズ鏡筒は、ビデオカメラ、
スチルカメラのような撮像装置やレンズ鏡筒その他の光
学機器に用いられる。

【００４４】これらの図において、１は前玉レンズ群、
２はバリエーターレンズ群、３は固定のアフォーカルレ
ンズ群、４はフォーカシングレンズ群を示す。

【００４５】５は第１レンズ群１を保持する前玉鏡筒で
ある。この前玉鏡筒５は、図３に示すように、上方向お
よび結像面方向に開口しているとともに、左右側面およ
び下面として結像面方向に延長された面を有している。

【００４６】前玉鏡筒５の内壁下面には、梨地加工によ
り遮光線５ａが形成されており、内面反射による有害な
反射ゴーストを防止している。この遮光線５ａは、金型
の成形上、図３における上方向の型スライドにて成形さ
れる。このため、前玉鏡筒５の内壁形状は、寸法精度を
必要とされる部分の全てが上方向への型スライドで形成
できる形状とする必要がある。つまり、精度をあまり必
要としない固定ビスの下穴５ｂ等は、スライド内スライ
ド等の成形方法で形成してよいが、結像面方向を向い
た、後述するガイドバー６ａ，６ｂの基準穴はこの方法
では形成できない。

【００４７】仮にスライド内スライドの成形方法を用い
て基準穴を形成した場合には、成型バラツキが大きすぎ
て所望の光学性能が保証できない。

【００４８】このため、本実施形態においては、図４に
示すように、前玉鏡筒５に左右方向への型スライドによ
って上・下方向および左右内側方向の３方向を規制した
基準溝５ｃ，５ｄを形成し、さらに上方向の型スライド
によって左右外側方向を規制する基準リブ５ｅ，５ｆを
形成することによって、ガイドバー６ａ，６ｂの外径の
４点に精度良く嵌合する基準穴５ｇ，５ｈを形成してい
る。

【００４９】７は後部鏡筒であり、ローパスフィルター
保持部７ｂとＣＣＤ保持部７ｃとを有する。この後部鏡
筒７は、図５に示すように、左右方向および光軸被写体
方向に開口しているとともに、前玉鏡筒５との当接基準
面７ａを支持する、光軸被写体方向に延長された上側曲
面を有している。

【００５０】本実施形態では、後部鏡筒７の内壁には遮
光手段を施していないため、金型のスライドの構成は、
図５に矢印にて示すように、前・後方向と左・右方向の
４方向スライドにて構成される。このため、ガイドバー
６ａ，６ｂを位置決め保持する基準穴７ｄ，７ｅは、前
方向スライド型により容易に精度良く形成でき、その形
状も、図６に示すように真円形に形成できる。

【００５１】なお、後部鏡筒の内壁に遮光手段を施す場
合には、前玉鏡筒５のように、左右方向スライド型によ
って精度良く基準穴を形成することが可能である。

【００５２】ガイドバー６ａ，６ｂは、上記のように形
成された前玉鏡筒５の基準穴５ｇ，５ｈおよび後部鏡筒
７の基準穴７ｄ，７ｅに嵌合して、光路を挟んだ互いに
略反対側の位置に位置決め保持される。

【００５３】バリエーターレンズ群２を保持するＶ移動
環８は、後述する中間枠１２の側に延出形成されたスリ
ーブ部８ａにてガイドバー６ａに嵌合している。スリー
ブ部８ａの長さを十分長く設定することにより、Ｖ移動
環８（バリエーターレンズ群２）の光軸方向に対する傾
き（倒れ）を阻止することができる。また、Ｖ移動環８
におけるスリーブ部８ａに対して光路を挟んだ略反対側
の位置に形成されたＵ溝部８ｂは、ガイドバー６ｂに係
合し、Ｖ移動環８のガイドバー６ａを中心とする回転を
阻止している。これらスリーブ部８ａおよびＵ溝部８ｂ
のガイドバー６ａ，６ｂとの嵌合又は係合により、Ｖ移
動環８（バリエーターレンズ群２）の光軸の位置出しを
行うことができる。

【００５４】また、Ｖ移動環（請求の範囲にいう素子保
持部材）８には、図８に示すように、ラック８１が光軸
方向にガタなく、光軸直交方向に回動可能に取り付けら
れており、図７にも示すように、ＰＺモータ１０のスク
リュウ軸１０ａに噛み合っている。このため、ＰＺモー
タ１０が作動してスクリュウ軸１０ａが回転すると、ス
クリュウ軸１０ａとラックとの噛み合い作用によってＶ
移動環８は光軸方向に進退移動する。なお、ラック８１
のＶ移動環８に対する取付方法については後述する。

【００５５】フォーカシングレンズ群４を保持するＲＲ
移動環９は、後述する中間枠１２の側に延出形成された
スリーブ部９ａにてガイドバー６ｂに嵌合している。ス
リーブ部８ａの長さを十分長く設定することにより、Ｒ
Ｒ移動環９（フォーカシングレンズ群４）の光軸方向に
対する傾き（倒れ）を阻止することができる。また、Ｒ
Ｒ移動環９におけるスリーブ部９ａに対して光路を挟ん
だ略反対側の位置に形成されたＵ溝部９ｂは、ガイドバ
ー６ａに係合し、ＲＲ移動環９のガイドバー６ｂを中心
とする回転を阻止している。これらスリーブ部９ａおよ
びＵ溝部９ｂのガイドバー６ｂ，６ａとの嵌合又は係合
により、ＲＲ移動環９（フォーカシングレンズ群４）の
光軸の位置出しを行うことができる。

【００５６】また、ＲＲ移動環９には、不図示のラック
が光軸方向にガタなく、光軸直交方向に回動可能に取り
付けられており、図７に示すように、ＡＦモータ１１の
スクリュウ軸１１ａに噛み合っている。このため、ＡＦ
モータ１１が作動してスクリュウ軸１１ａが回転する
と、スクリュウ軸１１ａとラックとの噛み合い作用によ
ってＲＲ移動環９は光軸方向に進退移動する。

【００５７】固定のアフォーカルレンズ群３を保持し、
Ｖ移動環８およびＲＲ移動環９の間に配置された中間枠
１２には、図２および図９に示すように、基準位置決め
穴１２ａおよび振れ止め長穴１２ｂが互いに光路を挟ん
だ略反対側にそれぞれ形成されている。基準位置決め穴
１２ａはガイドバー６ａに嵌合し、振れ止め長穴１２ｂ
はガイドバー６ｂに係合している。これにより、中間枠
１２（アフォーカルレンズ群３）の光軸直交方向の位置
決め、すなわち光軸出しを行うことができる。

【００５８】ここで、Ｖ移動環８およびＲＲ移動環９
は、スリーブ部８ａ，９ａの光軸方向長さ（スリーブ
長）を長く設定することで倒れが阻止されているが、こ
のために中間枠１２のガイドバー６ａに対する嵌合長さ
を長く設定することは困難である。このため、本実施形
態では、中間枠１２に、前玉鏡筒５との係止部を周方向
３箇所に設けることにより、中間枠１２（アフォーカル
レンズ群３）の倒れを阻止している。

【００５９】１２ｃ，１２ｄ，１２ｅは中間枠１２に設
けられた係合部である。係合部１２ｃは、基準位置決め
穴１２ａの近傍（基準位置決め穴１２ａよりも光軸直交
方向外方）に延出形成され、前玉鏡筒５に形成された係
止溝部５ｉに光軸方向において係合し、係合部１２ｃに
対して光路を挟んだ略反対側の位置であって、振れ止め
長穴１２ｂの近傍（振れ止め長穴１２ｂよりも光軸直交
方向外方）に延出形成された係合部１２ｄは、前玉鏡筒
５に形成された係止溝部５ｊに光軸方向において係合す
る。さらに、係合部１２ｃと係合部１２ｄを結ぶ光軸直
交方向線に略直交する線上に延出形成された係合部１２
ｅは、前玉鏡筒５に形成された係止長穴部５ｋに光軸方
向において係合する。

【００６０】このような構成において、係合部１２ｃも
しくは係合部１２ｄが係止溝部５ｉもしくは係合溝部５
ｊに係合することにより、中間枠１２の前玉鏡筒５に対
する光軸方向位置決めを行う。そして、反対側の係合部
１２ｄもしくは係合部１２ｃが係止溝部５ｊもしくは係
止溝部５ｉに係合することで、上記位置決め係合部を中
心とする中間枠１２の倒れ（図９に示すＸ軸方向の倒
れ）を阻止する。さらに、係止部１２ｅが係止長穴部５
ｋに係合することで、係合部１２ｃおよび係合部１２ｄ
を中心とする中間枠１２の倒れ（図９に示すＹ軸方向の
倒れ）を阻止する。なお、これら係合部１２ｃ，１２
ｄ，１２ｅと係止溝部５ｉ，５ｊ又は係止長穴部５ｋと
の係合は、組立性を悪化させない範囲で軽い圧入設定と
してもよい。

【００６１】次に、以上のように構成されるレンズ鏡筒
の組み立て手順例について説明する。まず、２本のガイ
ドバー６ａ，６ｂにＶ移動環８、中間枠１２およびＲＲ
移動環９を貫通保持させる。そして、このユニットを、
中間枠１２の係合部１２ｃ，１２ｄ，１２ｅをそれぞれ
前玉鏡筒５の係止溝部５ｉ，５ｊや係止長穴部５ｋに光
軸直交方向から係合させながら前玉鏡筒５内に挿入し、
その後ガイドバー６ａ，６ｂを、前玉鏡筒５の基準穴５
ｇ，５ｈに光軸方向から所要の嵌合長分スライドさせて
嵌合させ、さらに後部鏡筒７を光軸方向より組み込んで
前玉鏡筒５に固定する。これにより、略密閉された内部
空間を有するレンズ鏡筒本体が完成する、その後、ＰＺ
モータ１０、ＡＦモータ１１およびＩＧメータ（アイリ
ス）１３を光軸直交方向から組み込んで、レンズ鏡筒と
して完成される。

【００６２】なお、他の組立方法として、後部鏡筒７に
ガイドバー６ａ，６ｂを光軸方向から組み込んでおき、
その後ガイドバー６ａ，６ｂにＲＲ移動環９、中間枠１
２およびＶ移動環８を順次嵌合又は係合させ、このユニ
ットを前玉鏡筒５に対して光軸直交方向から中間枠１２
が正規位置になるまで落とし込むとともにガイドバー６
ａ，６ｂを前玉鏡筒５の基準穴５ｇ，５ｈに嵌合させ、
その後、ＰＺモータ１０、ＡＦモータ１１およびＩＧメ
ータ１３を組み込むようにしてもよい。

【００６３】ここで、Ｖ移動環８へのラック８１の組み
込み方法について説明する。この組み込み方法はＲＲ移
動環９においても同様の性能を得ることができる。

【００６４】図８（ａ）に示すように、ラック８１のう
ちＶ移動環８への取付部８１ａは略Ｕ字形状に形成され
ており、このＵ字形状の開口が開閉する方向、すなわち
図８（ｃ）に示すように光軸方向に面して配置されたＶ
移動環８に取り付けられる際に光軸方向に弾性変形が可
能となっている（以下、ラック８１およびＶ移動環８が
図８（ｃ）の状態に配置されているものとしてラック８
１およびＶ移動環８の形状を説明する）。また、この取
付部８１ａにおいて互いに対向する２つの内面には、突
起部８１ｄが形成されている。

【００６５】ここで、突起部８１ｄは、光軸方向を軸方
向とする円錐台の光軸直交方向にて対向する一対の側面
部分をストレートにカットした形状を有する。以下、こ
のカットされた面をカット面８１ｅと称する。

【００６６】また、ラック８１のうちスクリュウ軸１０
ａへの噛み合い部分の上方には、上記取付部８１ａの近
傍から延出し、光軸直交方向（スクリュウ軸１０ａに噛
み合う方向）に弾性変形可能な弾性当接部８１ｂが形成
されている。

【００６７】なお、ラック８１は、摺動性、耐クリープ
性の良いポリアリレートにより形成されている。

【００６８】一方、Ｖ移動環８には、光軸方向を軸方向
とする円形穴部（凹部）８ｄが形成されており、さらに
この円形穴部８ｄの外周の一部から光軸直交方向外方に
ストレートに延びる導入溝８ｃも形成されている。

【００６９】このように形成されたラック８１をＶ移動
環８に取り付ける際には、図８（ｃ）に示すように両者
を配置した後、ラック８１の取付部８１ａによってＶ移
動環８を光軸方向両側から挟むようにしながらＶ移動環
８の導入溝８ｃにラック８１の突起部８１ｄを光軸直交
方向から挿入する。このとき突起部８１ｄのカット面８
１ｅを導入溝８ｃと平行にしながら挿入する。このた
め、ラック８１の取付部８１ａはほとんど弾性変形しな
い。

【００７０】そして、突起部８１ｄの中心軸８１ｃが円
形穴部８ｄの中心軸位置に達した後、ラック８１をこれ
ら中心軸回りにＶ移動環８に対して所定量回転させる。
この回転により、突起部８１ｄにおける斜面部分が円形
穴部８ｄの外周縁に乗り上げるかたちとなり、ラック８
１の取付部８１ａに所要の弾性変形が生ずる。

【００７１】このように導入溝８ｃを通じて突起部８１
ｄを円形穴部８ｄに嵌合させ組み込むことにより、組み
込み過程の中ではラック８１の取付部８１ａが弾性域を
超えて変形することはないので、塑性変形による付勢力
の低下を回避することができる。

【００７２】そして、ラック８１は、Ｖ移動環８に対し
て、取付部８１ａに生じた適度な弾性力により光軸方向
に付勢圧接した状態で取り付けられ、これらラック８１
のＶ移動環８に対する光軸方向のガタつきが防止され
る。したがって、Ｖ移動環８の高精度での光軸方向位置
制御が可能となる。

【００７３】また、ラック８１をＶ移動環８に対して回
転させることにより、ラック８１の弾性当接部８１ｂが
Ｖ移動環８に形成された突起８ｆに光軸直交方向から当
接する。

【００７４】この状態でラック８１に、スクリュウ軸１
０ａを噛み合わせ、ＰＺモータ１０をレンズ鏡筒本体に
取り付けることにより、弾性当接部８１ｂが弾性変形
し、適度な弾性力でラック８１をスクリュウ軸１０ａに
対して噛み合い方向に付勢する。そして、ラック８１
は、Ｖ移動環８に対し、突起部８１ｄと円形穴部８ｄと
の嵌合部分を中心として回転可能である。このため、ラ
ック８１をスクリュウ軸１０ａに対して常に確実に噛み
合わせることができる一方、スクリュウ軸１０ａが光軸
直交方向に振れても、弾性当接部８１ｂの弾性変形によ
りこれを吸収することができ、Ｖ移動環８が振れること
はなく、ＣＣＤに結像される像に振れが生じない。

【００７５】また、ラック８１の弾性当接部８１ｂが弾
性変形した状態では、Ｖ移動環８も図中８ｇの方向に付
勢反力を受ける。

【００７６】ここで、Ｖ移動環８はスリーブ８ａが嵌合
しているガイドバー６ａを中心に回転でき、Ｕ溝部８ｂ
はガイドバー６ｂに対してある程度がたを持って係合し
ている。

【００７７】しかし、本実施形態では、図８（ｃ）に示
すように、レンズ鏡筒が正姿勢である限り、Ｕ溝部８ｂ
がＶ移動環８の自重によってガイドバー６ａに押圧され
る方向８ｉと、Ｖ移動環８の回転中心に対して上記付勢
反力によりＵ溝部８ｂがガイドバー６ｂに付勢される方
向８ｇとが同じになる。このため、弾性当接部８１ｂの
弾性力を自由に設定できるとともに、これによりＵ溝部
８ｂにガイドバー６ｂに対する係合ガタを無くすること
ができる。したがって、ＣＣＤに結像される像に振れが
生じない。

【００７８】なお、本実施形態では、ラック８１をポリ
アリレートにより形成した場合について説明したが、弾
性を有する取付部８１ａと弾性当接部８１ｂのみ、ポリ
アリレートよりも耐クリープ性の良い金属で形成しても
よい。

【００７９】（第２実施形態）図１０には、本発明の第
２実施形態であるレンズ鏡筒内のＶ移動環の構成を示し
ている。なお、本実施形態のレンズ鏡筒の基本構成は、
第１実施形態のレンズ鏡筒と同じであるので、共通する
構成要素には第１実施形態と同符号を付して説明に代え
る。

【００８０】上記第１実施形態では。ラック８１に突起
部８１ｄを設け、Ｖ移動環８に円形穴部８ｄおよび導入
溝８ｃを形成した場合について説明したが、本実施形態
では、ラック８１′に円形穴部８１ｇおよび導入溝８１
ｆを形成し、Ｖ移動環８に突起部８ｊを設けている。

【００８１】図１０（ａ）に示すように、ラック８１′
のうちＶ移動環８′への取付部８１ａ′は略Ｕ字形状に
形成されており、このＵ字形状の開口が開閉する方向、
すなわち図１０（ｃ）に示すように光軸方向に面して配
置されたＶ移動環８′に取り付けられる際に光軸方向に
弾性変形が可能となっている（以下、ラック８１′およ
びＶ移動環８′が図１０（ｃ）の状態に配置されている
ものとしてラック８１′およびＶ移動環８′の形状を説
明する）。

【００８２】また、この取付部８１ａ′において互いに
対向する２つの面には、光軸方向を軸方向とする円形穴
部（凹部）８１ｇが形成されており、さらにこの円形穴
部８１ｇの外周の一部から光軸直交方向外方にストレー
トに延びる導入溝８１ｆも形成されている。

【００８３】また、ラック８１′のうちスクリュウ軸１
０ａへの噛み合い部分の上方には、上記取付部８１ａ′
の近傍から延出し、光軸直交方向（スクリュウ軸１０ａ
に噛み合う方向）に弾性変形可能な弾性当接部８１ｂが
形成されている。

【００８４】なお、ラック８１′は、摺動性、耐クリー
プ性の良いポリアリレートにより形成されている。

【００８５】一方、Ｖ移動環８′には、光軸方向を軸方
向とする円錐台を、その光軸直交方向にて対向する一対
の側面部分をストレートにカットした形状を有する突起
部８ｍが形成されている。なお、以下、上記カットされ
た面をカット面８ｋと称する。

【００８６】このように形成されたラック８１′をＶ移
動環８′に取り付ける際には、図１０（ｃ）に示すよう
に両者を配置した後、ラック８１′の取付部８１ａ′に
よってＶ移動環８′を光軸方向両側から挟むようにしな
がらラック８１′の導入溝８１ｆにＶ移動環８′の突起
部８ｍを光軸直交方向から挿入させる。このとき突起部
８ｍのカット面８ｋを導入溝８１ｆと平行にしながら挿
入させる。このため、ラック８１′の取付部８１ａ′は
ほとんど弾性変形しない。

【００８７】そして、突起部８ｍの中心軸８ｊが円形穴
部８１ｇの中心軸位置に達した後、ラック８１′をこれ
ら中心軸回りにＶ移動環８′に対して所定量回転させ
る。この回転により、突起部８ｍにおける斜面部分が円
形穴部８１ｇの外周縁に乗り上げるかたちとなり、ラッ
ク８１′の取付部８１ａ′に所要の弾性変形が生ずる。

【００８８】このように導入溝８１ｆを通じて突起部８
ｍを円形穴部８１ｇに嵌合させ組み込むことにより、組
み込み過程の中ではラック８１′の取付部８１ａ′が弾
性域を超えて変形することはないので、塑性変形による
付勢力の低下を回避することができる。

【００８９】そして、ラック８１′は、Ｖ移動環８′に
対して、取付部８１ａ′に生じた適度な弾性力により光
軸方向に付勢圧接した状態で取り付けられ、これらラッ
ク８１′のＶ移動環８′に対する光軸方向のガタつきが
防止される。したがって、Ｖ移動環８′の高精度での光
軸方向位置制御が可能となる。

【００９０】また、ラック８１′をＶ移動環８′に対し
て回転させることにより、ラック８１′の弾性当接部８
１ｂがＶ移動環８′に形成された突起８ｆに光軸直交方
向から当接する。

【００９１】この状態でラック８１′に、スクリュウ軸
１０ａを噛み合わせ、ＰＺモータ１０をレンズ鏡筒本体
に取り付けることにより、弾性当接部８１ｂが弾性変形
し、適度な弾性力でラック８１′をスクリュウ軸１０ａ
に対して噛み合い方向に付勢する。そして、ラック８
１′は、Ｖ移動環８′に対し、突起部８ｍと円形穴部８
１ｇとの嵌合部分を中心として回転可能である。このた
め、ラック８１′をスクリュウ軸１０ａに対して常に確
実に噛み合わせることができる一方、スクリュウ軸１０
ａが光軸直交方向に振れても、弾性当接部８１ｂの弾性
変形によりこれを吸収することができ、Ｖ移動環８′が
振れることはなく、ＣＣＤに結像される像に振れが生じ
ない。

【００９２】また、ラック８１′の弾性当接部８１ｂが
弾性変形した状態では、Ｖ移動環８′も図中８ｇの方向
に付勢反力を受ける。

【００９３】ここで、Ｖ移動環８′はスリーブ８ａが嵌
合しているガイドバー６ａを中心に回転でき、Ｕ溝部８
ｂはガイドバー６ｂに対してある程度がたを持って係合
している。

【００９４】しかし、本実施形態では、図１０（ｃ）に
示すように、レンズ鏡筒が正姿勢である限り、Ｕ溝部８
ｂがＶ移動環８′の自重によってガイドバー６ａに押圧
される方向８ｉと、Ｖ移動環８の回転中心に対して上記
付勢反力によりＵ溝部８ｂがガイドバー６ｂに付勢され
る方向８ｇとが同じになる。このため、弾性当接部８１
ｂの弾性力を自由に設定できるとともに、これによりＵ
溝部８ｂにガイドバー６ｂに対する係合ガタを無くする
ことができる。したがって、ＣＣＤに結像される像に振
れが生じない。

【００９５】なお、本実施形態では、ラック８１をポリ
アリレートにより形成した場合について説明したが、弾
性を有する取付部８１ａと弾性当接部８１ｂのみ、ポリ
アリレートよりも耐クリープ性の良い金属で形成しても
よい。

【００９６】また、上記各実施形態では、４群レンズ構
成のレンズ鏡筒について説明したが、本発明は、これ以
外の構成を有するレンズ鏡筒にも適用することができ
る。

【００９７】さらに、上記各実施形態では、ビデオカメ
ラ用のレンズ鏡筒について説明したが、本発明は、静止
画カメラその他の光学機器に装着される、レンズその他
の光学素子を駆動する装置にも適用可能である。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１の発明に
よれば、ラック部材における素子保持部材への取付部
を、弾性変形した状態で素子保持部材を光軸方向から挟
み込む形状に形成し、この取付部に生じた弾性力によ
り、ラック部材を素子保持部材に対して光軸方向に付勢
圧接させるようにしているので、スラストバネによりラ
ック部材を素子保持部材に対して光軸方向に付勢圧接さ
せる従来のものに比べて、ラック部材周辺部の光軸方向
の長さを短くすることができ、装置内にラック部材をレ
イアウトする際に、このラック部材を絞りユニットの光
軸直交方向外側に配置することなく、バリエータ保持部
材等、他の素子保持部材の所望の移動ストロークを確保
することができる。したがって、装置の小型化（レンズ
鏡筒の小径化）に有効である。しかも、ラック部材に一
体形成された取付部に弾性力を発生させるようにしてい
るので、上記従来のものに比べて部品点数が少なくな
り、コスト削減にも有効である。

【００９９】なお、ラック部材の取付部および素子保持
部材のうち一方に設けた突起部を円錐台形状における互
いに軸直交方向にて対向する一対の側面部分をストレー
トにカットした形状に形成するとともに、他方に設けた
凹部に軸直交方向にストレートに延びる導入溝をつな
げ、ラック部材の素子保持部材への取り付けに際して、
突起部を、上記一対の側面部分を導入溝に平行にした状
態で、導入溝を通じて軸直交方向から、この突起部の軸
位置が凹部の軸位置に略一致するまで凹部内に挿入し、
この後これらの軸回りでラック部材を素子保持部材に対
して回転させることにより、ラック部材の取付部を弾性
変形させるようにすれば、ラック部材を素子保持部材に
簡単に取り付けることが可能になるとともに、ラック部
材の取付部を過度に変形させて必要な弾性力が得られな
くなることを防止することができる。

【０１００】また、本願第２の発明によれば、ラック部
材に、素子保持部材に取り付けられた状態で素子保持部
材に光軸直交方向から当接するとともに光軸直交方向に
て弾性変形が可能な弾性当接部を形成し、この弾性当接
部に生じた弾性力により、ラック部材をスクリュウ軸に
付勢圧接させるようにしているので、バネ等のラック部
材とは別の弾性部材を用いなくても、スクリュウ軸に軸
直交方向の振れをラック部材自体（弾性当接部）によっ
て吸収することが可能となる。このため、ラック部材を
常に確実にスクリュウ軸に噛み合わせることができ、光
学素子を通じて形成される像の振れ等を防止することが
できる。

【０１０１】また、弾性当接部に生じた弾性力により、
素子保持部材も、この素子保持部材を光軸方向にガイド
するガイド部材に対して付勢されるため、ガイド部材と
の係合ガタが抑えられ、像の振れ等を防止できる。しか
も、この付勢される方向が、少なくともこの装置が正姿
勢にあるときに素子保持部材がその自重によりガイド部
材に押圧される方向と略一致する方向であれば、弾性当
接部の設定自由度を大きくすることができるとともに、
確実に像の振れ等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるズームレンズの縦
断面図。

【図２】上記ズームレンズの横断面図。

【図３】上記ズームレンズを構成する前玉鏡筒の金型ス
ライド構成図。

【図４】上記前玉鏡筒の後視図。

【図５】上記ズームレンズを構成する後部鏡筒の金型ス
ライド構成図。

【図６】上記後部鏡筒の正面図。

【図７】上記ズームレンズの分解斜視図。

【図８】上記ズームレンズを構成するＶ移動環とラック
との組立説明図。

【図９】上記ズームレンズを構成する中間枠と前玉鏡筒
との係合状態を表わす図。

【図１０】本発明の第２実施形態であるＶ移動環とラッ
クとの組立説明図。

【図１１】従来の一般的な４群構成ズームレンズの鏡筒
構造を示す図。

【図１２】従来の撮像装置におけるカメラ本体の電気的
構成を示すブロック図。

【図１３】従来のズームレンズ駆動機構の斜視図。

【符号の説明】

１・・前玉レンズ群 ２・・バリエーターレンズ群 ３・・アフォーカルレンズ群 ４・・フォーカシングレンズ群 ５・・前玉鏡筒 ５ａ・・遮光線 ５ｇ，５ｈ・・基準穴 ５ｉ，５ｊ・・係止溝部 ５ｋ・・係止長穴部 ６ａ，６ｂ・・ガイドバー ７・・後部鏡筒 ７ｂ・・ローパスフィルター保持部 ７ｃ・・ＣＣＤ保持部 ７ｄ，７ｅ・・基準穴 ８，８′・・Ｖ移動環 ８ａ・・スリーブ部 ８ｂ・・Ｕ溝部 ８ｃ・・導入溝部 ８ｄ・・円形穴部 ８ｆ・・突起 ８ｋ・・カット面 ８ｍ・・突起部 ９・・ＲＲ移動環 ９ａ・・スリーブ部 ９ｂ・・Ｕ溝部 １０・・ＰＺモータ １０ａ・・スクリュウ軸 １１・・ＡＦモータ １１ａ・・スクリュウ軸 １２・・中間枠 １２ａ・・基準位置決め穴 １２ｂ・・振れ止め長穴 １２ｃ，１２ｄ，１２ｅ・・係合部 １３・・アイリス ８１，８１′・・ラック ８１ａ，８１ａ′・・取付部 ８１ｂ・・弾性当接部 ８１ｄ・・突起部 ８１ｅ・・カット面 ８１ｆ・・導入溝部 ８１ｇ・・円形穴部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学素子を保持して光軸方向に移動可能
   な素子保持部材に取り付けられ、光軸方向に延びるよう
   配置されたスクリュウ軸に噛み合うラック部材を有する
   光学素子駆動装置において、 前記ラック部材における前記素子保持部材への取付部
   が、弾性変形した状態で前記素子保持部材を光軸方向か
   ら挟み込む形状に形成されており、 前記取付部に生じた弾性力により、前記ラック部材が前
   記素子保持部材に対して光軸方向に付勢圧接することを
   特徴とする光学素子駆動装置。
2. 【請求項２】 前記ラック部材の取付部および前記素子
   保持部材のうち一方に光軸方向を軸方向とする円形形状
   若しくは一部円形形状の凹部を形成するとともに、他方
   に光軸方向を軸方向とする円錐台形状若しくは一部円錐
   台形状の突起部を形成し、 これら凹部と突起部とをこれらの軸回りにて相対回転可
   能に嵌合させて前記ラック部材を前記素子保持部材に取
   り付けたことを特徴とする請求項１に記載の光学素子駆
   動装置。
3. 【請求項３】 前記突起部を円錐台形状における互いに
   軸直交方向にて対向する一対の側面部分をストレートに
   カットした形状に形成するとともに、前記凹部に軸直交
   方向にストレートに延びる導入溝をつなげ、 前記ラック部材の前記素子保持部材への取り付けに際し
   て、 前記突起部を、前記一対の側面部分を前記導入溝に平行
   にした状態でこの導入溝を通じて軸直交方向から、この
   突起部の軸位置が前記凹部の軸位置に略一致するまで前
   記凹部内に挿入し、 この後これらの軸回りで前記ラック部材を前記素子保持
   部材に対して回転させることにより、前記ラック部材の
   取付部を弾性変形させることを特徴とする請求項２に記
   載の光学素子駆動装置。
4. 【請求項４】 光学素子を保持して光軸方向に移動可能
   な素子保持部材に光軸に平行な軸回りで回転可能に取り
   付けられ、光軸方向に延びるよう配置されたスクリュウ
   軸に噛み合うラック部材を有する光学素子駆動装置にお
   いて、 前記ラック部材に、前記素子保持部材に取り付けられた
   状態で前記素子保持部材に光軸直交方向から当接すると
   ともに光軸直交方向にて弾性変形が可能な弾性当接部を
   形成し、 前記弾性当接部に生じた弾性力により、前記ラック部材
   が前記スクリュウ軸に対し噛み合い方向に付勢されるこ
   とを特徴とする光学素子駆動装置。
5. 【請求項５】 光軸方向に延びるよう配置され、前記素
   子保持部材を光軸方向にガイドするガイド部材を有して
   おり、 前記弾性当接部に生じた弾性力により、前記素子保持部
   材が前記ガイド部材に対して光軸直交方向に付勢圧接す
   ることを特徴とする請求項４に記載の光学素子駆動装
   置。
6. 【請求項６】 前記弾性当接部に生じた弾性力により前
   記素子保持部材が前記ガイド部材に対して付勢される方
   向が、少なくともこの装置が正姿勢にあるときに前記素
   子保持部材がその自重により前記ガイド部材に押圧され
   る方向と略一致することを特徴とする請求項５に記載の
   光学素子駆動装置。
7. 【請求項７】 装置内に絞りユニットを有しており、 前記ラック部材は、前記素子保持部材の光軸方向全可動
   範囲において前記絞りユニットと光軸方向にて重ならな
   い領域に配置されていることを特徴とする請求項１から
   ６のいずれかに記載の光学素子駆動装置。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれかに記載の光学
   素子駆動装置を備えたことを特徴とする光学機器。