JPH05232369A - ズームレンズ鏡胴 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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。 【構成】 鏡胴基体内に、光軸方向へ移動可能な可動レ
ンズ群を備えた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
より該函体内に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、部品点数の削減と組み立て工程の簡素化を実現
できるようにした。

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Ｌ
₄ 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１１
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１
３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２４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４
１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７３a
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７１
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
移動可能な可動レンズ群を備えた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、該開口より該函体内に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、部品点数の削減と組み立て工
程の簡素化を実現できるようにしたものである。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】

【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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】

【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。

【００２８】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、Ｌ₁₂、Ｌ
₁₃、Ｌ₁₄、Ｌ₁₅と１個のＣＣＤ光学部材の取り付け部10
2 、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。

【００２９】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Ｌ
₁₃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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】さて、これらのレンズ群Ｌ₁₁〜Ｌ₁₅及びＣ
ＣＤ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10
3 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。

【００３３】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10
9 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。

【００３４】111 〜114 は各々の端部に軸支凹部111a〜
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111 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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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10
7 の内側面に突設されたリブ状部材であって、各凹部11
1a〜114aの近傍で所定の肉厚を備えたものであればよ
い。

【００３８】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・11
3a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。

【００３９】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。

【００４０】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12
4 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。

【００４１】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12
4 と同様に、その下側の部位には、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。

【００４２】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125d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20
1 に固定される。

【００４３】図示の実施例では、このズーム用モータ14
1 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。

【００４４】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。

【００４５】161 は第２可動保持枠（マスターレンズＬ
₁₄）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。

【００４６】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163a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161 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。

【００４７】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Ａ
Ｆ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。

【００４８】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。

【００４９】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172 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。

【００５０】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176 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。

【００５１】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17
1 、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。

【００５２】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Ｌ₁₄（第２可動
保持枠125 ）の移動とが、ズーム用モータ141 およびＡ
Ｆ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。

【００５３】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ＣＰＵ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。

【００５４】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。20
1 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。

【００５５】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。

【００５６】そして、上側に位置する２本の軸抑え202
・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 ・205 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。

【００５７】そのため、蓋部材201 が函体103 の開口10
4 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・204a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 ・11
4 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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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10
3 の開口104 から挿入してそれぞれの所定個所に取付け
る。

【００６４】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12
2 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。

【００６５】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。

【００６６】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10
3 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123d、125dを上部より
セットする。

【００６７】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17
4 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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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

Claims (4)

【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可
   動レンズ群を備えた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３に記載のズームレンズ鏡胴。