JP3448745B2 - ズームレンズ鏡胴 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種のカメラと組み
合わされるズームレンズ鏡胴の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】先ず、この発明の理解を容易にするた
め、一般的な従来型ズームレンズの構造例を図９、１０
に従って説明する。この従来例に係るズームレンズ鏡胴
１０では、被写界側からみて、最先頭に位置する第１レ
ンズ群Ｌ1 と第３番目に位置する第３レンズ群Ｌ3 と
が、固定レンズ群として構成され、第２番目に位置する
第２レンズ群Ｌ2 （以下、バリエータと称する）と最
後尾の第４レンズ群Ｌ4 （以下、マスターレンズとい
う）とが、可動レンズ群として構成されている。該鏡胴
１０内に収納されたズームレンズ系Ｚ′は、これらレン
ズ群と自動絞り機構、駆動系などからなっている。

【０００３】 そして、変倍時には、バリエータＬ2
が図７に示す移動線図Ａに則って光軸上を移動し、マス
ターレンズＬ4 が、そのときの被写体距離に応じて、
図７の移動線図Ｂ1 〜Ｂ2 の間に設定された移動線図
に則って同時に光軸上を追従移動することにより、ズー
ムレンズ系Ｚ′の合焦状態を維持できるように構成され
ている。

【０００４】 この場合、バリエータＬ2 は、後述す
るズームモータ５１により駆動され、そのときの光軸上
の位置がエンコーダ６１によりデジタル的に検出される
ように、また、マスターレンズＬ4 は、ステッピング
モータ７１により駆動され、そのときの光軸上の位置が
基準位置検出装置８１で検出される基準位置からのパル
ス数として検出されるように構成されている。

【０００５】 そして、実際のズーム駆動系は、予め前
述の移動線図ＡおよびＢ1 〜Ｂ2 をエンコーダ６１の
分割数および前述の基準位置からのパルス数に換算して
マップ（ないしテーブル）化し、これを変倍制御システ
ム内に記憶させて置き、バリエータＬ2 とマスターレ
ンズＬ4 との移動を制御するように構成されている。
一方、フォーカシングの場合には、適宜の手段を利用し
てマスターレンズＬ4を光軸方向に微小振動させるとと
もに、焦点面側に置かれた撮像素子（図示せず）から高
周波成分を出力させ、図８の原理説明図に示すように、
この高周波成分のレベル変化を検出して前ピン・後ピン
を判別し、さらに、高周波成分のピークが得られる位置
までマスターレンズＬ4 を移動させるという方法によ
って、フォーカシングを行うように構成されている。

【０００６】 さて、前述した４つのレンズ群Ｌ1 〜
Ｌ4 を最終的に保持するズームレンズ鏡胴１０は、鏡
胴の前半部を構成する固定胴２と鏡胴の後半部を構成す
る取付け座部材３とから構成されている。この場合、固
定胴２の前端部には押さえリング４ａが設けられ、第１
レンズ群Ｌ1 は、この押さえリング４ａによって固定
胴２に直接固定されている。

【０００７】 また、固定胴２の中間壁２ａと後端部に
固定された抜け止めリング４ｂとの間の固定胴２の内周
面には、カム筒１１が光軸回りに回転可能、かつ光軸方
向には移動しないように収納されている。このカム筒１
１の周壁部には、バリエータＬ2 を所定の移動線図Ａ
に沿って移動させるためのカム溝１２が形成され、後端
部にはズームモータ５１の駆動ギア５２と連結するギア
部１３が形成されている。

【０００８】 また、このカム筒１１の内部空間であっ
て、固定胴２の内周中間壁２ａと抜け止めリング４ｂと
の間には、ズームガイド棒１４と旋回運動阻止棒１５と
が、共に光軸Ｏに対して平行になるように配設されてい
る。ところで、可動レンズ群の一つであるバリエータＬ
2 は、バリエータ保持枠２１によって保持されるよう
に構成されている。

【０００９】 このバリエータ保持枠２１は、自身の上
部に設けられたブッシュ２２がズームガイド棒１４に摺
動可能に嵌入し、また、下部に形成されたＵ字溝２３が
旋回運動阻止棒１５に係合し、さらに、ブッシュ２２の
上部に形成されたカムフォロアー２４が、前述のバリエ
ータ用カム溝１２内に精密係合するように構成されてい
る。

【００１０】 そのため、変倍に際してカム筒１１が回
転した時、バリエータ保持枠２１（バリエータＬ2 ）
は、このカム溝１２に沿って移動するカムフォロアー２
４により駆動されて、回転することなく光軸方向へ移動
することになる。そして、このときのバリエータ保持枠
２１の光軸上の位置情報は、カム筒１１のギア部１３に
連結されたエンコーダ６１によってデジタル的な回転数
（回転角度）情報として検出されるように構成されてい
る。なお、エンコーダ６１とカム筒１１のギア部１３と
は、適宜の中間ギア列６２・６３を介して互いに連結さ
れている。

【００１１】 一方、鏡胴の後半部を構成する取付け座
部材３は、適宜のオートアイリス絞り手段９１の絞り羽
根群９２を挟んで固定胴２に結合しており、第３レンズ
群Ｌ3がこの取付け座部材３に直接固定されている。そ
して、マスターレンズＬ4 を保持するマスター保持枠
４１は、下側部分に設けたブッシュ４２が取付け座部材
３の前方壁部３ａと後方壁部３ｂとの間に平行に設置さ
れたマスターレンズガイド棒３１に嵌合することによっ
て、光軸Ｏに沿って直進可能に案内されるように構成さ
れている。

【００１２】 また、マスター保持枠４１の上側部分に
設けた係合棒４３が、取付け座部材３の上壁部３ｃに形
成されたＶ字溝３４に精密に係合して、マスター保持枠
４１の旋回運動を阻止する。このマスター保持枠４１
は、前述したように適宜のステッピングモータ７１の回
転動作により光軸方向に移動されるように構成されてい
る。

【００１３】 即ち、ステッピグモータ７１の出力軸に
形成されたリードスクリュー７２にはナット７３が螺合
していて、このナット７３の外周に形成された突起７３
a が、マスター保持枠４１に備えられたゴム係合部材
の溝３３内に嵌入し、ナット７３の回転を阻止してい
る。さらに、マスター保持枠４１の下側部分に突設され
たアーム４４が、コイルバネ３５により矢印方向に付勢
されており、常に、ナット７３の端面に押圧されるよう
になっている。

【００１４】 そのため、ステッピングモータ７１によ
りリードスクリュー７２が回転されると、ナット７３は
光軸方向に直進的に移動し、このナット７３の移動に追
従してアーム４４（及びマスター保持枠４１）が光軸方
向に直進的に移動することになる。なお、この場合のコ
イルバネ３５は、リードスクリュー７２とナット７３と
の間のバックラッシュ、および、ステッピングモータ７
１とリードスクリュー７２との間の軸方向ガタを除く作
用をも果たしている。

【００１５】 さて、マスター保持枠４１は、数値制御
で回転するステッピングモータ７１によりオープンルー
プで移動させられるため、基準とすべき位置を設定する
必要がある。この基準位置を検出するため、取付け座部
材３の上壁部３ｃの上には、適宜構造の基準位置検出装
置（例えば、フォトインタラプタ）８１が設けられてい
る。

【００１６】 このように構成された従来のズームレン
ズ鏡胴の構造には、次項で述べるような幾多の構造上お
よび製造上の問題点が存在する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】 すなわち、上記従来
のズームレンズ鏡胴の構造は、カム筒１１を使用する構
成になっているために、固定胴２の外径寸法がレンズ有
効径の２倍近くにまでなり、ズームレンズ鏡胴のコンパ
クト化を阻害する一大要因になっていた。また、このカ
ム筒１１は、当然、円筒形に作られることになるわけで
あるが、カム筒１１がある直径を持った円筒状である以
上、カム筒１１を内蔵する固定胴２も円筒形に構成しな
ければならない。また、カム筒を収納する部品は、固定
胴２と取り付け座部材３、の少なくとも２点構成としな
ければならず、部品点数削減の大きな妨げとなる。

【００１８】 また、従来の鏡胴では、図１０に示すよ
うに、ズームレンズ系を構成するレンズ群Ｌ4 〜Ｌ1
などの各種部材を、光軸Ｏ方向から順次組み付けていか
ねばならない。この組立て作業は、「井戸の底から部品
を順次組み付けていくような作業」であり、非常に複雑
となる。そのため、作業コストの増大という基本的な問
題を生じるが、それだけに止まらず、ズームレンズ鏡胴
の自動組立てを実現しようとするときには、極めて重大
な障害となる側面をも有している。

【００１９】 しかも、従来の鏡胴では、回転カムをは
じめとする駆動系の構成部材を高精度加工しなければな
らず、低コスト化を妨げる結果となる。こうした問題
は、単にズームレンズ鏡胴に限らず、複数の焦点距離を
選択可能な可変焦点距離レンズの鏡胴一般に共通する事
柄であるため、その改善策の出現が待たれていた。

【００２０】 この発明は、上記の背景に鑑みてなされ
たもので、ズームレンズ系を構成する部品点数が少な
く、組立が簡単で、しかも、低コストで高精度加工でき
る部材を用いて設計目的を達成できるズームレンズ鏡胴
を提供することを目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ためこの発明の第１の構成は、鏡胴基体内に、光軸方向
へ移動可能な、略円形の保持枠に保持された可動レンズ
群からなるズームレンズ系を収納してなるズームレンズ
鏡胴において、前記ズームレンズ鏡胴の基体を、光軸に
平行な４つの面のうちの１つの面が開口されてなり、前
記ズームレンズ系のうち少なくとも可動レンズ群を組み
込んだ函体と、該函体の開口を覆うとともに、前記可動
レンズ群を移動させるアクチュエータを備えた蓋部材と
で構成し、該蓋部材のうち、前記函体の内部に向き合う
面に前記略円形の保持枠に対応した凹溝が設けられると
ともに、その反対側の面であって、かつ光軸方向から見
た隅部に前記アクチュエータが配置されたことを特徴と
する。この発明の第２の構成は、第１の構成における蓋
部材は、一個物であることとし、加工・組み立て工程の
簡素化と部品点数の削減を実現できるようにしたもので
ある。この発明の第３の構成は、第２の構成におけるア
クチュエータは複数個であることとし、組み立て工程の
簡素化を実現できるようにしたものである。この発明の
第４の構成は、第３の構成におけるアクチュエータは同
一種類であることとし、組み立て工程の簡素化と部品点
数の削減を実現できるようにしたものである。この発明
の第５の構成は、前記アクチュエータの回動軸が光軸と
等しい向きであることにより、コンパクト化をはかった
ものである。この発明の第６の構成は、前記函体は１対
の軸支凹部からなる前記ズームレンズのガイド棒支持部
を備え、前記蓋部材は前記ズームレンズのガイド棒及び
／又は前記ガイド棒支持部に当接する端面を備えるとと
もに、前記軸支凹部の開き口が、前記函体の開口と同じ
向きに構成されていることであり、組立の簡素化を図っ
たものである。この発明の第７の構成は、前記アクチュ
エータの電気接続端子が前記蓋部材の外面に向かうよう
に、前記アクチュエータが配置されることであり、これ
によって電気的接続を容易としたものである。

【００２２】

【作用】 鏡胴基体を構成する一側壁が開口された函体
内に、光軸方向へ移動可能な可動レンズ群をそれぞれ適
宜順序で組み付け、ズームレンズ系を構成する。この
時、少なくとも可動レンズ群は、該函体の開口部より、
光軸に直交する方向から、一方向組み付けされる。

【００２３】 また、該開口を覆う蓋部材には、前記可
動レンズ群を移動させるアクチュエータを設ける。この
場合、ズームレンズ系を構成するほとんどの部材が、一
方向から組み付けられ、しかもその駆動手段が、蓋部材
に一体化されているので、従来鏡胴に比して、大幅な部
品点数の削減と組立作業の簡素化が実現される。

【００２４】 また、蓋部材を一個物とし、アクチュエ
ータを同一種類・複数個とすれば、組立工程の簡素化は
一層推進される。

【００２５】

【実施例】 以下、この発明のズームレンズ鏡胴を、撮
像ＡＦ方式のビデオカメラに装備するズームレンズに適
用する場合の一実施例に基いて、詳細に説明する。図１
（ａ）は本願ズームレンズ鏡胴を被写体側から見た正面
図、（ｂ）は本願ズームレンズ鏡胴を開口側から見た４
分の１断面図と正面図、（ｃ）は本願ズームレンズ鏡胴
を被写体と反対側から見た正面図、図２（ａ）は蓋部材
を被写体側から見た正面図、（ｂ）は蓋部材を外側から
見た正面図、（ｃ）は蓋部材を被写体と反対側から見た
正面図、図３（ａ）は鏡胴を構成する函体を被写体側か
ら見た正面図、（ｂ）は函体を開口側から見た正面図、
（ｃ）は函体を被写体側と反対側から見た正面図、図４
（ａ）はアクチュエータを取り付けた蓋部材を被写体側
から見た正面図、（ｂ）はアクチュエータを取り付けた
蓋部材を外側から見た正面図、（ｃ）はアクチュエータ
を取り付けた蓋部材を被写体と反対側から見た正面図、
図５（ａ）は本願ズームレンズ鏡胴を被写体と反対側か
ら見た背面透視図、（ｂ）は図３（ｂ）に示した函体の
Ａ−Ａ断面図、（ｃ）は図３（ｂ）に示した函体のＢ−
Ｂ断面図、図６は移動枠とスクリューナットの連結部の
詳細説明図、図７は従来型ズームレンズおよびこの発明
に係るズームレンズにおけるバリエータとマスターレン
ズの変倍時の移動線図、図８は従来型ズームレンズおよ
びこの発明に係るズームレンズにおけるマスターレンズ
のフォーカシング作用を説明するための説明図である。
尚、図１はレンズ構成を分かりやすくするために、蓋部
材を取り外した状態を描いている。

【００２６】 このズームレンズ鏡胴101 のズームレ
ンズ系Ｚは、５群のレンズ群からなる光学系Ｌ11、Ｌ1
2、Ｌ13、Ｌ14、Ｌ15と１個のＣＣＤ光学部材の取り付
け部102 、これらの光学部材を固定する固定部材、な
いしは駆動する駆動機構、及び絞り機構などから構成さ
れている。ここで、後述のように、該ズームレンズ系Ｚ
を構成するすべての部材は、基体となる函体103 の内
部に収納されている。

【００２７】 まず、この光学系では、図１に示すよう
に、被写界側から見て光学系の最先頭に位置する第１レ
ンズ群Ｌ11と、第３番目に位置する第３レンズ群Ｌ13
と、５番目に位置する第５レンズ群Ｌ15とが、いずれも
固定レンズ群として構成され、第２番目と第４番目に位
置する第２レンズ群（バリエータ）Ｌ12と、第４レンズ
群（マスターレンズ）Ｌ14とが、ともに可動レンズ群と
して構成されている。さらに、最後尾に位置する光学部
材の取り付け部102 は、撮像素子（ＣＣＤ）と水晶板
を備えるためにあり、全体として四角形の外周を持つ部
材からなっている。

【００２８】 この場合、前方の可動レンズ群であるバ
リエータＬ12は、変倍時に、前記図７に示す移動特性線
図Ａに則って光軸Ｏ上を移動し、ズームレンズ系Ｚの焦
点距離を連続的に変更し得るように構成されている。一
方、後方のマスターレンズＬ14は、このバリエータＬ12
の動きに同期して、前記図７の移動特性線図Ｂ1 〜Ｂ2
間の適宜特性線図に則って光軸上を移動することによ
り、変倍時における焦点面の移動を補正するとともに、
被写体距離に応じたフォーカシングを行うように構成さ
れている。

【００２９】 尚、該マスターレンズＬ14のフォーカシ
ング原理は、前述した図８に示す従来型ズームレンズで
のフォーカシング原理と同じであるから説明を省略す
る。さらに、ＣＣＤ光学部材の取り付け部102 には、
水晶板、ＣＣＤが取り付けられ、このズームレンズ鏡胴
101 内に設けられたビデオ信号回路、または、外部に
用意された制御ボックス、または、例えばビデオカメラ
（いずれも、図示せず）に接続されるように構成されて
いる。

【００３０】 さて、これらのレンズ群Ｌ11〜Ｌ15及び
ＣＣＤ光学部材の取り付け部102 は、それぞれの機能
を発揮し得る状態でズームレンズ鏡胴101 内に収納さ
れるわけであるが、この鏡胴101 は、鏡胴の基体をな
す函体103 と後述する蓋部材201 とから構成されてい
る。図１は、この蓋部材201 を取り外した状態を示し
ている。先ず、鏡胴本体を構成する函体103 である
が、該函体103 は、図３、図５に示すように１個物の
函体に形成され、光軸Ｏに平行な４つの面のうち、例え
ば、図１において、紙面に平行な手前側壁面だけが開口
104 として構成され、他の５つの面はそれぞれ所定の
肉厚を持つ平面壁として構成されている。

【００３１】 そして、光軸Ｏと垂直な前面壁105 の
外側には第１レンズ群Ｌ11を保持する円形枠部106
が、また、該前面壁105 と平行な後面壁107 の内側に
は第５レンズ群Ｌ15を保持する円形枠部108 が、さら
に、該後面壁107 の外側にはＣＣＤを収納・保持する
四角形枠部109 がそれぞれ形成されている。この場
合、函体103 の外部に位置する第１レンズ群Ｌ11と第
５レンズ群Ｌ15は、従来技術と同様に、先ず、レンズ落
し込み法でそれぞれの枠部106 ・108 内に落し込み、
その後、熱加締め法によってレンズ縁部を枠部に固定す
ることで組み付けられている。

【００３２】 111 〜114 は各々の端部に軸支凹部11
1a〜114 ａを有する函体103 の内面に設けられた４個
所のガイド棒支持部で、該ガイド棒支持部111〜114
は、図３に示すように、前方２箇所のガイド棒支持部11
1 および112が、前面壁105 の内側面で光軸Ｏを挟む
位置に設定され、また、後方２箇所の支持部113 およ
び114 は、後面壁107 の内側面でそれぞれ光軸Ｏを挟
む位置に設定され、それぞれ函体103の内壁に接するリ
ブ状構造になっている。

【００３３】 この場合、上側に位置する一対のガイド
棒支持部111 ・113 は、後述する上側ガイド棒１２１
の両端部支持用として、また、下側に位置する一対のガ
イド棒支持部112 ・114 は下側ガイド棒122 の両端
部支持用として使用されるように構成されている。その
ため、上側２個所の軸支凹部111a・113aの中心点を通る
仮想直線（イ）と、下側２個所の軸支凹部112a・114aの
中心点を通る仮想直線（ロ）とは、光軸Ｏに対して互い
に平行になるように設定されている。

【００３４】 さて、４つの軸支凹部111a・112a・113a
・114aは、図４および図５に示すように、それぞれの軸
支凹部の開き口が、いずれも函体103 の開口104に向く
ような「横向き凹字形」の凹部として形成されている。
そして、上側の２つの軸支凹部111a・113aは、上側ガイ
ド棒121 の両端部と嵌合するように構成され、その深
さは、上側ガイド棒121 の直径より小さく設定されて
いる。

【００３５】 また、下側の２つの軸支凹部112a・114a
は、下側ガイド棒122の両端部と円筒嵌合するように構
成され、それぞれの深さは、後述の下側ガイド棒122
の直径と実質的に同一の値に設定されている。なお、図
示実施例では、４本のガイド棒支持部111 〜114 が、
いずれも函体103 の背面壁110 から突出するような状
態に設けられているが、これらは、前面壁105 および
後面壁107の内側面に突設されたリブ状部材であって、
各凹部111a〜114aの近傍で所定の肉厚を備えたものであ
ればよい。

【００３６】 121 および122 は例えば円形断面を有
する上側および下側のガイド棒で、それぞれの両端部
が、一対の上側ガイド棒支持部111 ・113 の軸支凹部
111a・113aおよび一対の下側ガイド棒支持部112 ・114
の軸支凹部112a・114aに、それぞれ着脱可能な状態で
係合できるようになっている。そして、図１の状態で
は、これらのガイド棒121 ・122 がそれぞれの軸支凹
部111a〜114aに係合して、光軸Ｏに平行な２本の棒状案
内部材を構成している。

【００３７】 なお、この２本のガイド棒121 ・122
の直径は、異なる値に設定することもできるが、製造コ
ストや組み立て工程上の便宜から、同一直径に設定する
のが好ましい。123 はバリエータＬ12を光軸Ｏに沿っ
て移動可能に保持するための第１可動保持枠で、その上
側部位には、上側ガイド棒121 に摺動可能に係合する
ブッシュ123aが、下側部位には、下側ガイド棒122 と
摺動可能、かつ着脱可能に係合する下向きのＵ字溝123b
がそれぞれ設けられている。そして、この第１可動保持
枠123 には、図６に示すように、後述する一方のズー
ム用ナット143 と連結されるフォーク状の突起123cが
形成され、さらに、その近傍位置には、中央に適宜の溝
を有するゴム係合部材123dが取り付けられている。

【００３８】 124 は第３レンズ群Ｌ13を固定的に保
持する固定保持枠で、先の第１可動保持枠123 とは逆
に、その下側部位には、下側ガイド棒122 に摺動可能
に係合するブッシュ124aが、上側の部位には、上側ガイ
ド棒121 と摺動可能、かつ着脱し易いように係合する
上向きのＵ字溝124bがそれぞれ設けられている。この固
定保持枠124 は、本来、上下のガイド棒121 ・122
に案内されて光軸方向に移動可能に設けられているもの
であるが、函体103 内に組み込む際に、函体103 の適
宜個所に設けられた位置固定手段によって、光軸上の所
定位置に固定されるように構成されている。即ち、該固
定保持枠124 のブッシュ124aの左端は、鏡胴101 の一
部である124dに突き当てられ、かつ該ブッシュ124aは板
バネ124cによって左向きに付勢されて固定されている。

【００３９】 125 はマスターレンズＬ14を光軸Ｏに
沿って移動可能に保持する第２可動保持枠で、固定保持
枠124 と同様に、その下側の部位には、下側ガイド棒1
22 に摺動可能に係合するブッシュ125aが、上側の部位
には、上側ガイド棒121 と摺動可能、かつ着脱し易い
ように係合する上向きのＵ字溝125bがそれぞれ設けられ
ている。

【００４０】 そして、この第２可動保持枠125 に
は、図６に示すように、後述のＡＦ用ナット163 と接
触するフォーク状の突起125cが形成され、さらに、その
近傍位置には、中央に適宜の溝を有するゴム係合部材12
5dが取付けられている。141 は第１可動保持枠（バリ
エータＬ12）123 を光軸に沿って移動させるためのズ
ーム用モータ（アクチュエータ）で、該モータ141
は、蓋部材201 に固定される。

【００４１】 図示の実施例では、このズーム用モータ
141 としてステッピングモータ（例えば、ＰＭ型ステ
ッピングモータ）を使用し、これをオープンループ制御
によって作動させるように構成している。このステッピ
ングモータはデジタル制御が簡単で、高力率でもあるの
で、ズームレンズの可動レンズ群を定速移動させるのに
好適なモータであるといえる。

【００４２】 142 はこのモータ141 の出力軸に固定
されたズーム用リードスクリューであるが、これを、出
力軸と一体的に形成することも可能である。143は該リ
ードスクリュー142 に螺合している２つのズーム用ナ
ットで、ナット143 には、第１可動保持枠123 のゴム
係合部材123dの溝内に嵌入可能な凹部143aが設けられて
いる。これは、ズーム用リードスクリュー142 が回転
したときに、この回転につれてナット143 自信が連れ
回りしないようにするためである。

【００４３】 161 は第２可動保持枠（マスターレン
ズＬ14）125 を光軸Ｏに沿って移動させるためのＡＦ
用モータ（アクチュエータ）で、該ＡＦ用モータ161
は蓋部材201に固定される。162 はこのモータ161 の
出力軸に固定されたＡＦ用リードスクリューであるが、
これを、出力軸と一体的に形成することも可能である。

【００４４】 163 はこのリードスクリュー162 に螺
合しているＡＦ用ナットで、該ナット163 は第２可動
保持枠125 のゴム部材125dの溝内に嵌入可能な凹部163
aを有している。これは、ＡＦ用リードスクリュー162
が回転したときに、ナット163 自身が連れ回りしない
ようにするためのものである。ところで、第１可動保持
枠123 および第２可動保持枠125 の光軸方向の位置制
御は、いずれも、ズーム用モータ141 とＡＦ用モータ1
61 のオープンループ制御で行われるが、この場合、モ
ータ起動時に、まず第１可動保持枠123 と第２可動保
持枠125 とが基準位置まで移動して基準信号を検知
し、その後に、基準位置からのパルス数によりそれぞれ
の保持枠123 ・125 の位置設定を行うシステムである
ため、基準位置を知るための検知手段が必要になる。

【００４５】 そこで、本願実施例では、この基準位置
検知手段として、第１可動保持枠123のためのズーム用
光電位置検出手段170 と、第２可動保持枠125のための
ＡＦ用光電位置検出手段174 とを設けている。ズーム
用光電位置検出手段170 は、函体103 内の適宜位置に
固定的に設けられたフォトインタラプタ171 と、第１
可動保持枠123 に取付けられた遮光板部172と、図示な
き適宜の検出回路とから構成されている。このうちのフ
ォトインタラプタ171 は、以下に述べるように、それ
自体公知の構造を持つ部材として構成されている。

【００４６】 すなわち、図５（ａ）の上部に示すよう
に、その本体部は、光軸方向（紙面に垂直な方向）に適
度の長さを有する「コの字形断面」を持つ部材として構
成されている。そして、この「コの字形断面」の凹み部
分に、第１可動保持枠123 の位置を光電的に読み取る
のに必要な数の投光器−受光器群が光軸Ｏに沿って整列
的に配列されていて、これがフォトインタラプタ171
の光電検出光路部となっている。

【００４７】 また、遮光板部172 は、このフォトイ
ンタラプタ171 の光電検出光路部に突出するような状
態で第１可動保持枠123 に取付けられ、第１可動保持
枠123 が光軸に沿って移動したときに、この遮光板部1
72 が、光電検出光路部の投−受光部を遮るように構成
されている。その結果、第１可動保持枠123が光軸に沿
って移動したときには、検出回路が遮光板部172 によ
り遮られた投−受光部の位置を検出して、このときの第
１可動保持枠123 の光軸方向の位置を検出できること
になる。

【００４８】 一方、ＡＦ用光電位置検出手段174
も、このズーム用光電位置検出手段170 の場合と同様
に構成されている。即ち、図５（ａ）の下部に示すよう
に、このＡＦ用光電位置検出手段174 は、函体103 内
の適宜位置に固設されたフォトインタラプタ175 と、
第２可動保持枠125 に突出的に取付けられた遮光板部1
76 と、適宜の検出回路とから構成され、さらに、第２
可動保持枠125が光軸に沿って移動したときに、遮光板
部176 が、フォトインタラプタ175に形成された投受光
部を遮ることができるように構成されている。

【００４９】 そして、検出回路が遮光板部176 によ
り遮られた投−受光部の位置を検出して、このときの第
２可動保持枠125 の光軸方向の位置を検出できるよう
になっている。一番簡単な場合は、このフォトインタラ
プタ171 、175内の投光器−受光器群が一対の場合であ
り、１点のみを基準とする。

【００５０】 191 はこのズームレンズ101 の絞り装
置を構成するオートアイリスユニット、192 は該オー
トアイリスユニット191 を固定する爪片である。とこ
ろで、本願ズームレンズ鏡胴101 では、変倍時のバリ
エータＬ12（第１可動保持枠123 ）の移動と、変倍補
正時およびフォーカシング時におけるマスターレンズＬ
14（第２可動保持枠125 ）の移動とが、ズーム用モー
タ141 およびＡＦ用モータ161 のオープンループ制御
により行なわれ、さらに、それらの移動位置の設定が、
ズーム用光電位置検出手段170 とＡＦ用光電位置検出
手段174との検知作用で行われるように構成されてい
る。

【００５１】 この制御手段は、例えば小型ＣＰＵ（図
示せず）により、２つのモータ141 ・161 、２つの光
電位置検出手段170 ・174 、オートアイリスユニット
191 などを統御し、所望の移動特性を実現しつつ可動
レンズ群を移動できるようになっている。また、該ＣＰ
Ｕのメモリーには、図７に対応する変倍時のバリエータ
Ｌ12の移動線図Ａおよび変倍補正時およびフォーカシン
グ時の移動線図Ｂの指令データがマップ (ないしテー
ブル) として蓄えられている。

【００５２】 この制御手段は、任意の個所に設置で
き、例えば、ズームレンズ鏡胴101 の函体103 内部に
設けてもよいし、或いは、外部の制御ボックス内また
は、例えば、ビデオカメラの本体内に配設することもで
きる。201 は函体103の開口104 を塞ぐための蓋部材
で、図２に示すように、その外周縁の形状・大きさは、
函体103 の内周縁形状・大きさと同寸法に設定され、
適宜の取付け方法によって函体103 の開口104 に着脱
可能に取付けられるように構成されている。

【００５３】 なお、ズームレンズ鏡胴101 を湿気防
止構造または水密構造にするときには、この蓋部材201
と函体103 との取付け面に適宜のゴムパッキングを介
在させるようにする。202 〜205 は、この蓋部材201
の内側の面にリブ状に形成された４本の軸抑えで、そ
の位置は、前述のガイド棒支持部111 〜114 の形成位
置に対応する位置に設定されている。

【００５４】 そして、上側に位置する２本の軸抑え20
2 ・204 の高さは、蓋部材201 を函体103 に取り付
けた状態において、この軸抑えの端面202a・204aが対応
するガイド棒支持部111 ・113 の端面と一致するよう
な値に設定され、下側に位置する２本の軸抑え203 ・2
05 の高さは、この軸抑えの端面203a・205aが対応する
ガイド棒支持部112 ・114 の端面と一致するような値
に設定されている。

【００５５】 そのため、蓋部材201 が函体103 の開
口104 に取付けられたときには、上側ガイド棒121
は、上側に位置するガイド棒支持部111 ・113の軸支凹
部111a・113aとこの軸抑え202 ・204 の端面202a・20
4aとの間で挟持的に軸支されることになる。また、下側
のガイド棒122 も、同様に下側に位置するガイド棒支
持部112 ・114 の軸支凹部112a・114aと軸抑え203
・205 の端面203a・205aとの間で挟持的に軸支される
ことになる。

【００５６】 さて、このように構成された図示例のズ
ームレンズ鏡胴101 は、次のような組立て方法によっ
て組立てられる。この方法での組立て作業は、ズームレ
ンズ鏡胴101 の基体である函体103 （鏡胴本体）の内
部に組み込むべき各ユニットの事前準備作業から開始さ
れる。先ず、函体103 （鏡胴本体）の開口104 から組
み込まれる３つの保持枠ユニットの組立て作業について
説明する。

【００５７】 バリエータＬ12、第３レンズ群Ｌ13、マ
スターレンズＬ14を、それぞれ落し込み法により第１可
動保持枠123 、固定保持枠124 、第２可動保持枠125
内に挿入し、かつ固定する。さらに、このような組立
て状態にある３つの保持枠123 、124 、125 と、上
下のガイド棒121 、122 との組立て作業を行う。すな
わち、第１可動保持枠123 と一体成形されているブッ
シュ123aを、上側ガイド棒121 に嵌合させ、その下向
きＵ字溝123bを、下側ガイド棒122に係合させる。

【００５８】 同様に、固定保持枠124 と第２可動保
持枠125 にそれぞれ一体成形されているブッシュ124a
・125aを、それぞれ下側ガイド棒122 に嵌合させ、両
方の上向きＵ字溝124b・125bを、それぞれ上側ガイド棒
121 に係合させる。次に、ズーム用モータユニットと
ＡＦ用モータユニットの組立て作業について説明する。

【００５９】 まず、ズーム用モータ141 の出力軸
に、ワッシャ148 と第１のバネ146 と第１のＯリング
147 とを取付け、ズーム用リードスクリュー142の先端
領域に、ズーム用ナット143 を取り付ける。同様に、
ＡＦ用モータ161の出力軸に、ワッシャ166 と、第２バ
ネ164 と第２「Ｏ」リング165 とを取付け、ＡＦ用リ
ードスクリュー162 の中間領域に、ＡＦ用ナット163
を取付ける。

【００６０】 このような準備作業が終了したならば、
函体103 の前面壁105に形成された円形枠部106 内に
第１レンズ群Ｌ11を、また、後面壁107 に形成された
円形枠部108 内に、第５レンズ群Ｌ15を組み込む。こ
こで、従来例では被写体側の固定レンズ群は、製造段階
で生じるその光学的なばらつきを調整するために、取り
付け時に光軸方向へ微移動させることができるようにな
っていた。しかし、こうした構成は組み立て・加工精度
を高精度化しなければならない上、調整作業に時間がか
かるという問題点を有していた。そこで、本実施例で
は、先頭の固定レンズ群Ｌ11は函体103 の所定位置に
固定し、前述の光学的ばらつきは、ソフトウエアで補正
できるように構成されている。即ち、固定レンズ群Ｌ11
による変動に応じて、前記したマスターレンズＬ14
の移動特性を支配するＣＰＵのメモリー内のマップを適
宜選択し、固定レンズ群を光軸方向へ微移動させた場合
と光学的に同じ状態を実現できるようになっている。従
って、レンズ群Ｌ11の取り付け作業は簡潔である。

【００６１】 尚、応用例として、レンズ系だけでな
く、ＣＣＤ保持枠までを函体と一体化してもよい。その
後、ズーム用光電位置検出手段170 およびＡＦ用光電
位置検出手段174 のフォトインタラプタ171 ・176
を、函体103 の開口104 から挿入してそれぞれの所定
個所に取付ける。

【００６２】 次に、３つの保持枠ユニット123 〜125
が取付けられた状態の上側ガイド棒121 と下側ガイ
ド棒122 とを、開口104 から函体103 内に挿入し、
２対のガイド棒支持部111 ・113 および112 ・114
の軸支凹部111a・112a・113a・114a内にそれぞれ嵌着す
る。この場合、固定保持枠124 は、函体103側の位置固
定用部材（図示せず）によって光軸上の所定位置に固定
されるが、第１可動保持枠123 と第２可動保持枠125
とは、上側ガイド棒121 と下側ガイド棒122 とに案内
されて光軸方向に移動できるように組み込まれることに
なる。

【００６３】 この後に、ズーム用モータ141 のユニ
ットとＡＦ用モータ161のユニットとを、蓋部材201 に
取り付ける。ズーム用、ＡＦ用ともに、バネ146、164
の作用により、出力軸142 、162 の先端が蓋部材201
に取り付けられた平面受け部206 、207 に突き当た
った状態になる。この方法により、出力軸の光軸方向の
位置は固定される。また、回転時の摩擦を極力少なくす
るために、出力軸142 、162 の先端は球状に加工され
ている。この状態となった蓋部材201 は、函体103 内
に挿入されて、所定の位置に固定される。

【００６４】 この場合、蓋部材201 に形成された軸
抑え202 〜205 の各端面202a・203a・204a・205aが、
函体103 の各ガイド棒支持部111 〜114 に接して、
上側ガイド棒121 および下側ガイド棒122 の浮き上り
を防止する。この後、保持枠123 とナット143 、保持
枠124 とナット163 を連結するために、弾性部材123
d、125dを上部よりセットする。

【００６５】 さらに、第１可動保持枠123 側の遮光
板部172 と第２可動保持枠125 側の遮光板部177 と
を、それぞれの光電位置検出手段170 ・174 のフォト
インタラプタ171 ・175 の光電検出光路部内に位置さ
せ、ズーム用光電位置検出手段170 およびＡＦ用光電
位置検出手段174 による位置検出が可能な状態にセッ
トする。オートアイリスユニット191 の組み込みにつ
いては、組立て作業中の適宜の時期に行うものとする。

【００６６】 また、図１の構成から、最後尾に位置す
るＣＣＤ光学部材102を取外してズームレンズを構成
し、ズーム光学系Ｌ11〜Ｌ15からの出射光を直接フィル
ム面に結像させ得るように構成したときには、この発明
を通常型カメラにも適用することができる。この場合、
ズームレンズしての構成は、ズーム光学系Ｌ11〜Ｌ15か
らの出射光がＣＣＤ光学部材102 上に結像するのか、
または、フィルム面上に結像するのかという相違点を除
いて、全て同一構成となる。

【００６７】 また、図示実施例では、ズーム用モータ
およびＡＦ用モータにＰＭ型ステッピングモータを使用
しているが、第１可動保持枠および第２可動保持枠の一
方または双方を、光軸に沿って精密に移動させ得る性能
を有するものであれば、他形式のモータを使用してもよ
い。さらに、図示実施例では、この発明をズームレンズ
に適用した場合を例にして説明しているが、この発明
は、それだけに止まらず、全ての可変焦点距離レンズに
適用することが出来ることを付記する。

【発明の効果】上記のようにこの発明の第１の構成は、
鏡胴基体内に、光軸方向へ移動可能な可動レンズ群を有
するズームレンズ系を収納してなるズームレンズ鏡胴に
おいて、前記鏡胴基体を、一側壁が開口された函体と、
該開口を覆う蓋部材とで構成し、かつ前記ズームレンズ
系のうち少なくとも可動レンズ群を、該開口を介して該
函体内に１方向組み付け可能に構成し、しかも該蓋部材
に、該可動レンズ群を移動させるアクチュエータを設け
たことを特徴としているので、以下に列挙するような基
本的な効果を得ることができた。 （ａ）ズームレンズ鏡胴の基体をなす函体に収納される
ズームレンズ系の主構成要素である可動レンズ群を、函
体の開口から組み付けることができ、しかもこれら部材
の組み付け方向を一方向に限定できる。このため、組み
立て工程の大幅な簡素化による作業時間の短縮、低コス
ト化を達成でき、特に、自動組立て法の導入を図る上で
大きな効果を奏する。 （ｂ）アクチュエータを蓋部材にまとめて固定している
ので、レンズを保持するガイド棒を固定すると同時にア
クチュエータのセットが完了する。また、蓋部材とアク
チュエータがユニット化されているので、アクチュエー
タを作動可能な状態で、取り扱いができる。 （ｃ）回転カム筒を使用することなく可動レンズ群を高
精度に移動可能なズームレンズ系を構成でき、その構成
部品も高精度・低コストの加工部品を多用することがで
きる。このため、ズームレンズ鏡胴の基本設計における
自由度が拡大するという効果を奏する。

【００６８】 すなわち、従来の円筒型レンズ鏡胴で
は、加工が複雑で高価な回転カム筒を用いなければなら
ず、鏡胴全体の製造単価も高くなっていたが、この発明
では、リードスクリューの製造には転造ローラを利用で
き、高精度かつ品質の均一なものが低コストで得られ、
鏡胴全体の製造単価も安価になるという効果を奏する。
この発明の第２の構成は、第１の構成における函体の、
前記ズームレンズ系の主要部を固定する蓋部材を１個物
で構成しているので、加工・組み立て工程の簡素化と部
品点数の削減、組み立て工程の簡素化、低コスト化など
の諸点で優れた効果を奏する。

【００６９】 この発明の第３の構成は、第２の構成に
おいて、複数のアクチュエータをまとめて固定している
ので、組み立ての簡素化、低コスト化などの効果を奏す
る。この発明の第４の構成は、第３の構成において、一
種複数のアクチュエータを使用しているので、コストを
大幅に削減できる。以上述べた通り、この発明を用いる
ときは、構成部品の数が少なく、組立が簡単で、しか
も、低コストで高精度な部品を用いて設計目的を達成可
能なズームレンズ鏡胴を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）本願ズームレンズ鏡胴を被写体側か
ら見た正面図、（ｂ）本願ズームレンズ鏡胴を開口側か
ら見た４分の１断面図と正面図、（ｃ）本願ズームレン
ズ鏡胴を被写体と反対側から見た正面図である。

【図２】 （ａ）蓋部材を被写体側から見た正面図、
（ｂ）蓋部材を外側から見た正面図、（ｃ）蓋部材を被
写体と反対側から見た正面図である。

【図３】 （ａ）鏡胴を構成する函体を被写体側から
見た正面図、（ｂ）函体を開口側から見た正面図、
（ｃ）函体を被写体側と反対側から見た正面図である。

【図４】 （ａ）アクチュエータを取り付けた蓋部材
を被写体側から見た正面図、（ｂ）アクチュエータを取
り付けた蓋部材を外側から見た正面図、（ｃ）アクチュ
エータを取り付けた蓋部材を被写体と反対側から見た正
面図である。

【図５】 （ａ）本願ズームレンズ鏡胴を被写体と反
対側から見た背面透視図、（ｂ）図３（ｂ）に示した函
体のＡ−Ａ断面図、（ｃ）図３（ｂ）に示した函体のＢ
−Ｂ断面図である。

【図６】 移動枠とスクリューナットの連結部の詳細
説明図である。

【図７】 従来型ズームレンズおよびこの発明に係る
ズームレンズにおけるバリエータとマスターレンズの変
倍時の移動線図である。

【図８】 従来型ズームレンズおよびこの発明に係る
ズームレンズにおけるマスターレンズのフォーカシング
作用を説明するための説明図である。

【図９】 従来型ズームレンズに用いられている円筒
状レンズ鏡胴の構成を説明するための構成説明図であ
る。

【図１０】 従来型ズームレンズの円筒状レンズ鏡胴
における組立て作業の説明図である。

【符号の説明】

Ｏ 光軸 Ｌ1 第１レンズ群 Ｌ2 バリエータ Ｌ3 第３レンズ群 Ｌ4 マスターレンズ １０ ズームレンズ鏡胴 ２ 固定胴 ２ａ 内周中間壁 ３ 取付け座部材 ３ａ 前方壁部 ３ｂ 後方壁部 ３ｃ 上壁部 ３ｄ 下壁部 ４ａ 押さえリング ４ｂ 抜け止めリング １１ カム筒 １２ バリエータ用カム溝 １３ ギア部 １４ ズームガイド棒 １５ 旋回運動阻止棒 ２１ バリエータ保持枠 ２２ ブッシュ ２３ Ｕ字溝 ２４ カムフォロアー ２５ ガタ取り用バネ ３１ マスター用カム溝 ３２ マスターレンズガイド棒 ３３ 直進案内溝 ３４ Ｕ字溝 ３５ コイルバネ ４１ マスター保持枠 ４２ ブッシュ ４３ 係合棒 ４４ アーム ５１ ズームモータ ５２ 駆動ギア ６１ エンコーダ ６２、６３ 中間ギア列 ７１ ステッピングモータ ７２ リードスクリュー ７３ ナット ７３ａ 突起 ８１ 基準位置検出装置 Ｌ11 第１レンズ群 Ｌ12 バリエータ Ｌ13 第３レンズ群 Ｌ14 マスターレンズ Ｌ15 第５レンズ群 101 ズームレンズ鏡胴 102 ＣＣＤ光学部材の取り付け部 103 、201 レンズ鏡胴 103 函体（鏡胴本体） 104 開口 105 前面壁 106 円形枠部 107 後面壁 108 円形枠部 109 四角枠部 110 背面壁 111 、112 前方のガイド棒支持部 113 、114 後方のガイド棒支持部 111a、112a、113a、114a 軸支凹部 121 上側ガイド棒 122 下側ガイド棒 123 第１可動保持枠 123a ブッシュ 123b 下向きＵ字溝 123c フォーク状突起 123d ゴム係合部材 124 固定保持枠 124a ブッシュ 124b 上向きＵ字溝 125 第２可動保持枠 125a ブッシュ 125b 上向きＵ字溝 125c フォーク状突起 125d ゴム係合部材 141 ズーム用モータ（アクチュエータ） 142 ズーム用リードスクリュー 143 ズーム用ナット 143a 凹部 146 第１バネ 161 ＡＦ用モータ（アクチュエータ） 162 ＡＦ用リードスクリュー 163 ＡＦ用ナット 163a 凹部 164 第２バネ 170 ズーム用光電位置検出手段 174 ＡＦ用光電位置検出手段 171 、175 フォトインタラプタ 172 、176 遮光板部 191 オートアイリスユニット 201 蓋部材 202、203、204、205 軸抑え 202a・203a・204a・205a 軸抑え端面 Ｚ、Ｚ′ ズームレンズ系

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−134408（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−231009（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−188258（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−81839（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−56134（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−56132（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−188256（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−177206（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−177207（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−309058（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/02 - 7/16

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鏡胴基体内に、光軸方向へ移動可能な、
   略円形の保持枠に保持された可動レンズ群からなるズー
   ムレンズ系を収納してなるズームレンズ鏡胴において、 前記ズームレンズ鏡胴の基体を、光軸に平行な４つの面
   のうちの１つの面が開口されてなり、前記ズームレンズ
   系のうち少なくとも可動レンズ群を組み込んだ函体と、 該函体の開口を覆うとともに、前記可動レンズ群を移動
   させるアクチュエータを備えた蓋部材とで構成し、 該蓋部材のうち、前記函体の内部に向き合う面に前記略
   円形の保持枠に対応した凹溝が設けられるとともに、そ
   の反対側の面であって、かつ光軸方向から見た隅部に前
   記アクチュエータが配置されたことを特徴とするズーム
   レンズ鏡胴。
2. 【請求項２】 前記蓋部材は、一個物である請求項１に
   記載のズームレンズ鏡胴。
3. 【請求項３】 前記アクチュエータは複数個である請求
   項１乃至２に記載のズームレンズ鏡胴。
4. 【請求項４】 前記アクチュエータは同一種類である請
   求項１乃至３に記載のズームレンズ鏡胴。
5. 【請求項５】 前記アクチュエータの回動軸が光軸と等
   しい向きである請求項１乃至４に記載のズームレンズ鏡
   胴。
6. 【請求項６】 前記函体は１対の軸支凹部からなる前記
   ズームレンズのガイド棒支持部を備え、前記蓋部材は前
   記ズームレンズのガイド棒及び／又は前記ガイド棒支持
   部に当接する端面を備えるとともに、前記軸支凹部の開
   き口が、前記函体の開口と同じ向きに構成されている請
   求項１乃至５に記載のズームレンズ鏡胴。
7. 【請求項７】 前記アクチュエータの電気接続端子が前
   記蓋部材の外面に向かうように、前記アクチュエータが
   配置される請求項１乃至６に記載のズームレンズ鏡胴。