JP2694155B2

JP2694155B2 - ズームレンズ装置

Info

Publication number: JP2694155B2
Application number: JP2305427A
Authority: JP
Inventors: 哲二江村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JPH04177206A

Description

【発明の詳細な説明】〔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
ンズ装置の改良に関するものである。

〔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第14図に従って説明する。

この従来例に係るズームレンズ10では、ズームレンズ
系Ｚ′の最先頭に位置する第１レンズ群L₁と被写界側か
ら数えて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、被写界側から数えて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、マスターレンズと称す
る）とが、可動レンズ群として構成されている。

そして、変倍時には、バリエータL₂が第15図に示す移
動線図Ａに則って光軸上を移動し、マスターレンズL
₄が、そのときの被写体距離に応じて、第15図の移動線
図B₁〜B₂の間に設定された移動線図に則って同時に光軸
上を移動することにより、ズームレンズ１の焦点距離を
変更できるように構成されている。

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によりディ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。

そして、実際のズームレンズでは、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置き換えてテーブル化し、
これを変倍制御システム内に記憶させて置いて、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を光軸方向へ微小振動させること
により、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、第16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。

さて、前述した４つのレンズ群L₁〜L₄を最終的に保持
するレンズ鏡胴は、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の前端部には押えリング4aが設け
られ、第１レンズ群L₁は、この押えリング4aによって固
定胴２に直接固定されている。

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
が回転可能に且つ光軸方向には移動しないように設けら
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の通りに移動させるためのバリエータ用カム溝
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。

また、このカム筒12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、互いに光軸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。

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に摺動可能に嵌合し、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内に精密に係合
するように構成されている。

そのため、変倍に際してカム筒11が回転したときに
は、この回転運動で生じたバリエータ用カム溝12のカム
作用によって、バリエータ保持枠21（バリエータL₂）が
回転することなく光軸方向に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）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。

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。

また、マスター保持枠41の上側部分に設けた係合ピン
43が、取付け座部材３の上壁部3cに形成されたＵ字溝34
に精密に係合することにより、マスター保持枠41の旋回
運動を阻止するように構成されている。

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。

すなわち、ステッピングモータ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、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
側部分に突出形成されたアーム44が、コイルバネ35によ
り矢印方向に付勢され、常に、ナット73の端面に押圧さ
れるように構成されている。

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が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（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、この場合のコイルばね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。

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により移動させられるため、数値制御
の際に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。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の鏡胴構造では、カム筒11を使用する構造に
なっている関係で、固定胴２の径寸法がレンズ有効径の
２倍近くにまでなり、これが、ズームレンズのコンパク
ト化を阻害する一因になっていた。

また、このカム筒により可動レンズ群を移動させる方
式であるため、固定胴２も円筒形に構成しなければなら
ないという結果を招く。しかし、固定胴２の内部に設置
される各種部材は必ずしも円筒形であるとは限らず、空
間利用効率の低下を招くこととなる。

また、円筒の鏡胴内への部材組み立ても、第17図示の
ように、「井戸の底から部材を組み付けていく」ような
煩わしさがあり、特に、組み立ての自動化は困難であ
る。

さらに、例えば、マスター保持枠41の移動に用いるス
テッピングモータが様々な問題を招来する。すなわち、
ステッピングモータは、力率や定速度性に優れ、パルス
制御によるシステムの簡素化が可能であるという利点を
持つ反面、ホールド時の消費電力が大きく、単位回転角
度程度の位置ズレを起こしやすいという問題点を有して
いる。

この発明は、こうした事情に鑑みてなされたもので、
構成部品点数が少なく、コンパクトで、作動音を抑制し
つつ正確に可動レンズ群を駆動できるズームレンズ装置
を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、特許請求の範囲第１項記載
の発明は、変倍時に光軸方向に移動される第１の可動レ
ンズ群と第２の可動レンズ群とを有するズームレンズ装
置であって、前記第１の可動レンズ群を光軸方向に移動
可能に案内する、光軸と平行な方向に延びる第１の案内
部材と、光軸と平行な出力軸に、前記第１の可動レンズ
群を光軸方向に移動させるリードスクリューが一体的に
設けられた第１のステッピングモータと、前記第２の可
動レンズ群を光軸方向に移動可能に案内する、光軸と平
行な方向に延びる第２の案内部材と、光軸と平行な出力
軸に、前記第２の可動レンズ群を光軸方向に移動させる
リードスクリューが一体的に設けられた第２のステッピ
ングモータと、変倍時において前記第１の可動レンズ群
と前記第２の可動レンズ群が所定の移動をするように前
記第１のステッピングモータと前記第２のステッピング
モータをオープンループ制御する制御手段と、を有し、
前記第１の可動レンズ群は前記第２の可動レンズ群より
も被写界側に位置するレンズ群であり、前記第１のステ
ッピングモータを、該ステッピングモータ本体の被写界
側外壁が、前記第２の案内部材の像側端に接する光軸に
垂直な面よりも被写界側に位置するように配置したこと
を特徴とするものである。

また、特許請求の範囲第２項記載の発明は、変倍時に
光軸方向に移動される第１の可動レンズ群と第２の可動
レンズ群とを有するズームレンズ装置であって、前記第
１の可動レンズ群を光軸方向に移動可能に案内する、光
軸と平行な方向に延びる第１の案内部材と、光軸と平行
な出力軸に、前記第１の可動レンズ群を光軸方向に移動
させるリードスクリューが一体的に設けられた第１のス
テッピングモータと、前記第２の可動レンズ群を光軸方
向に移動可能に案内する、光軸と平行な方向に伸びる第
２の案内部材と、光軸と平行な出力軸に、前記第２の可
動レンズ群を光軸方向に移動させるリードスクリューが
一体的に設けられた第２のステッピングモータと、前記
第１の可動レンズ群に対して一体的に設けられた遮光手
段と、固定位置に固定されたフォトインタラプタにより
構成され、前記第１の可動レンズが基準位置に移動した
ことを検出する第１の位置検出手段と、前記第２の可動
レンズ群に対して一体的に設けられた遮光手段と、固定
位置に固定されたフォトインタラプタにより構成され、
前記第２の可動レンズが基準位置に移動したことを検出
する第２の位置検出手段と、前記第１の位置検出手段か
らの情報と、前記第２の位置検出手段からの情報とに基
づいて前記第１のステッピングモータと前記第２のステ
ッピングモータとをオープンループ制御する制御手段
と、を有することを特徴とするものである。

さらに、特許請求の範囲第３項記載の発明は、前記第
１の可動レンズ群が、光軸方向に移動することにより変
倍作用を行わせるレンズ群であり、前記第２の可動レン
ズ群が、変倍時の補正及び焦点合わせの作用を有するレ
ンズ群であり、前記制御手段が、変倍時、テーブルに記
憶されている前記第１の可動レンズ群の移動線図と前記
第２の可動レンズ群の移動線図にもとづいて前記第１の
ステッピングモータと前記第２のステッピングモータを
オープンループ制御することを特徴とするものである。

さらにまた、特許請求の範囲第４項記載の発明は、前
記制御手段として、前記第１のステッピングモータおよ
び前記第２のステッピングモータの停止位置が、該第１
のステッピングモータ、第２のステッピングモータのデ
ィテント・トルクのホールド位置と常に一致するように
前記第１のステッピングモータおよび前記第２のステッ
ピングモータの駆動を制御することを特徴とするもので
ある。

〔実施例〕

以下、この発明に係るズームレンズ装置を、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
合の実施例に基いて、詳細に説明する。

第１図は本願ズームレンズ装置の主要構成を示す断面
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ′視の断面図、第３
図は内部に必要部材を組み込む前の外函の水平断面図、
第４図はその左側面図、第５図は同じく右側面図、第６
図は第３図おけるＢ−Ｂ′視の断面図、および第７図は
第３図のＣ−Ｃ′視の断面図、第８図は第３図に示す外
函に取付るための蓋部材の断面図である。

第９図は、第３図に示す外函の前面壁に装置されたAF
測距手段の窓部を示す斜視図、第10図は蓋部材をプリン
ト基板として構成した場合の斜視図、第11図はビデオカ
メラの一部を蓋部材として利用した場合の斜視図、第12
図はステッピングモータの一般的構造を説明する略式構
成図、第13図はこの発明に使用するステッピングモータ
に対する１−２相励磁法を説明するための原理図、第15
図は従来型ズームレンズ鏡胴と本願ズームレンズ装置に
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、第16図は、本願ズームレンズ装置及び従来鏡胴にお
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。

このズームレンズ101のズーム光学系Ｚは、５群のレ
ンズ群から成るズーム光学系L₁₁〜L₁₅と１個のCCD光学
部材102とから構成されている。

すなわち、この光学系では、第１図に示すように、光
学系の最先頭に位置する第１レンズ群L₁₁と、被写界側
から数えて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レンズ群とが、いずれも固定レンズ群
として構成され、被写界側から数えて２番目と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、さらに、最後尾に位置する光学部材は、
撮像素子（CCD）および水晶板からなる全体として四角
形の外周を持つCCD光学部材102として構成されている。

この場合、前方の可動レンズ群であるバリエータL₁₂
は、変倍時に例えば第15図に示す移動線図Ａに則って光
軸Ｏ上を移動することによってズームレンズ101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L
₁₂の動きに同期して、例えば第15図の移動線図B₁〜B₂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
点面の移動補正と、被写体距離に応じたフォーカシング
を行い得るように構成されている。

なお、このマスターレンズL₁₄のフォーカシング作用
については、第14図に示す従来型ズームレンズにおける
フォーカシング作用と同じであるので、その説明を省略
する。

さらに、CCD光学部材102は、このズームレンズ101の
鏡胴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。

さて、これらのレンズ群L₁₁〜L₁₅およびCCD光学部材1
02は、それぞれの機能を発揮し得るような状態でズーム
レンズ101の鏡胴内に収容されるが、この鏡胴は、鏡胴
本体である外函103と後述する蓋部材201とから構成され
ている。

先ず、鏡胴本体を構成する外函103であるが、これ
は、第３図〜第７図に示すように、光軸Ｏに平行な４つ
の面のうち、例えば第１図において紙面に垂直な方向に
位置する空中の面だけが開放面104として構成され、他
の５面はそれぞれ平面状の壁として構成されている。

そして、光軸上に位置する前面壁105には第１レンズ
群L₁₁を保持する円形枠部106が、また、光軸上に位置す
る後面壁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、後面壁107の外側にはCCD光学部材1
02を保持する四角形枠部109が形成されている。

この場合、第１レンズ群L₁₁および第５レンズ群L
₁₅は、従来技術のように、先ず、レンズ落し込み法によ
りそれぞれの枠部106・108内に落し込み、その後、熱加
締め法によりレンズ縁部を枠部に固定するような方法で
組み込まれている。

111〜114は各々の端部に軸支凹部111a〜114aを有する
４個所のガイド棒支持部で、第３図に示すように、前方
２箇所のガイド棒支持部111および112は、前面壁105の
内側面であってそれぞれ光軸Ｏを挟んで上下に設定され
た所定位置に、また、後方２箇所の支持部113および114
は、後面壁107の内側面であってそれぞれ光軸Ｏを挟ん
で上下に設定された所定位置に、それぞれ外函103の背
面壁110から突出するような状態で設けられている。

この場合、４個所のガイド棒支持部111〜114は、上側
に位置する一対のガイド棒支持部111・113が後述する上
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が下側ガイド棒12
2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が、光軸Ｏを含む定面で且
つ外函103の背面壁110と平行な面内において、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。

さて、４つの軸支凹部111a・112a・113a・114aは、第
６図および第７図に示すように、それぞれの軸支凹部の
開き口が、いずれも外函103の開放面104に向くような
「横向きＵ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の丸味部分
面は、上側ガイド棒121の両端部と円筒嵌合するように
構成され、それらの深さは、上側ガイド棒121の直径と
実質的に同一の値に設定されている。

また、下側の２つの軸支凹部112a・114aの丸味部分面
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111〜1
14が、いずれも外函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よび後
面壁107の内側面の中途部位から部分的に突出するよう
な状態に設けてもよいものである。

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し得るように構成されて
いる。

そして、第１図の状態では、これらのガイド棒121・1
22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。

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、製造コストの低減と組み
立て工程の簡素化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と摺動可能にかつ着脱可
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、第２図に示す
ように、後述の一方のズーム用ナット143とワッシャー1
45との間に挟持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が取付けられている。

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124
aが、上側の部位には、上側ガイド棒121と摺動可能にか
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、本来的には、上下のガイド棒1
21・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，外函103内に組み込む際に、外函103
の適宜個所に設けられた位置固定用の部材（図示せず）
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。

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12
1と摺動可能に且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。

そして、この第２可動保持枠125には、第２図に示す
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で、その外函10
3への取付けは、例えば開放面104から挿入されたズーム
用モータ141を、そのままの姿勢で外函103の壁面に固定
するという方法で行われるように設計されている。

そして、図示の実施例では、このズーム用モータ141
にステッピングモータとしてPM型ステッピングモータを
用い、これをオープンループ制御するように構成してい
る。

しかし、PM型ステッピングモータには、前述したホー
ルド時の位置ずれや高消費電力、あるいは振動・騒音発
生などの問題点を持っている。そこで、こうした問題点
を回避するため、本願実施例では、第12図に示すような
１−２相励磁法により該ステッピングモータを駆動する
ようになっている。

即ち、PM型ステッピングモータの駆動法は、一般に、１相励磁２相励磁１−２相励磁の３種類がある。このうち、の１相励磁法は発生トル
クが小さく、精密な位置決め制御には不向きである。ま
た、の２相励磁は、発生トルクは大であるが、振動・
騒音が大きく、電力消費量も大きいという性質を有して
いる。これに対し、の１−２相励磁法は、わずかに複
雑ではあるが、振動・騒音が２相励磁法より少なく、ま
た、１ハルス当たりの回転角が、１シーケンス・４ステ
ップからなる２相励磁法では18°であるのに対し、１シ
ーケンスを８ステップのパルス付与で励磁する１−２相
励磁法では９°であるという利点を有している。従っ
て、低騒音で、しかもきめの細かい制御が可能となるわ
けである。

さらに、本実施例では、ズーム用モータ141を停止さ
せる際の回転子のホールド位置を、第12図における第１
・第３・第５・第７の奇数ステップ位置に限定し、停止
位置精度の向上をも改善するように構成されている。即
ち、回転子は、第２・第４・第６・第８のステップでは
単に通過するだけとなり、第１・第３・第５・第７のス
テップ位置でのみホールドされることになる。

これは、第１・第３・第５・第７の各ステップ位置
が、無通電時におけるPM型ステッピングモータの持つ保
持トルク位置（ディテント・トルクの位置）である点に
着目したものである。つまり、このように構成（制御）
すれば、ズーム用モータ141が停止した時点で通電を止
めても、回転子はディテント・トルクによってその位置
を保持されることになる。このため、回転時以外はモー
タ141に通電しなくても済み、駆動系全体の消費電力は
大幅に節減される。

しかも、このようにホールド位置を限定的に設定する
ことは、モータの停止位置精度を向上させることにもな
る。この点を、ホールド位置の限定策を講じていない場
合のホールド状況と対比して説明する。

いま、回転子を偶数ステップ（例えば、第４ステッ
プ）で停止させてホールドし、ズーム用モータ141への
通電を止めたと仮定すると、回転子は、このホールド位
置から、より安定した状態で固定子と対峙できる位置、
即ち、隣の第３或いは第５ステップの位置を求めて、９
°だけ回転してしまう。

これは、回転子を第２・第４・第６・第８の各ステッ
プ位置にホールドした状態でズーム用モータ141への通
電を止めると、基準位置からのパルスカウント数が＋１
または−１だけずれてしまうことを意味している。しか
も、このずれは、＋１であるか−１であるかが全く予測
できないうえ、起動・停止を繰り返すうちに累積する虞
れもあるから、マイコンによる精密な位置制御の大きな
妨げとなる。

しかし、前述したように、回転子を第１・第３・第５
・第７の各奇数ステップでホールドするように制御すれ
ば、こうした位置ずれは発生しないから、オープンルー
プ制御であっても、モータの停止位置精度が著しく向上
することになる。

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。ここで重要なことは、前記リ
ードスクリュー142が延出している、ステッピングモー
タ本体141aの被写界側外壁141bが、前記下側ガイド棒
（第２の案内部材）122の像端側（後面壁107側端）に接
する光軸Ｏに垂直な面122aよりも被写界側（前面壁105
側）に位置していることである。即ち、リードスクリュ
ー142の軸長が短くなり、前記モータ141の回転時の振れ
を小さくして、スムーズなレンズ移動を可能にする。

143および144はこのズーム用リードスクリュー142に
螺合している２つのズーム用ナットで、それぞれのナッ
ト143・144には、前記第１可動保持枠123のゴム係合部
材123dの溝内に嵌入し得る突起143aおよび144a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・144が連れ回りしな
いようにするためである。

145は一方のズーム用ナット143と協同して第１可動保
持枠123のフォーク状突起123cを挟持するワッシャーで
ある。

146はズーム用モータ141の過渡現象を消去するための
第１フライホイールで、ズーム用モータ141の後方出力
軸上に固定され、第１の「Ｏ」リング147により後方出
力軸上の位置を規制されている。

148はワッシャー145と他方のズーム用ナット144との
間に位置するズーム用リードスクリュー142の周囲に巻
回された第１コイルばねで、両者145・144を離れさせる
方向に作用する付勢力を有する。

そのため、第１コイルばね148で発生した付勢力は、
ワッシャー145および第１可動保持枠123のフォーク状突
起123cを介して、一方のズーム用ナット143を光軸Ｏに
沿って被写界方向に押圧するように作用して、一方のズ
ーム用ナット143とズーム用リードスクリュー142との間
に存在するバックラッシュを除去する。

従って、第１可動保持枠123は、この第１コイルばね1
48の作用によりズーム用モータ141の回転動作に精確に
追従して光軸方向に移動することになる。

ところで、一方のズーム用ナット143とズーム用リー
ドスクリュー142との間に存在するバックラッシュを除
去するに当って、図示のような形式のばね掛け方式を採
用したのには、以下に述べるような理由がある。

それは、この部分に存在するバックラッシュを除去す
るに当って、若し、後述の第２可動保持枠125に用いて
いるような構造のばね掛け方式（片寄せばね方式）、す
なわち、下側ガイド棒122に第２コイルばね166を巻回し
て、第２可動保持枠125を一方の方向に押圧するような
構造のばね掛け方式を用いたとすると、ズームレンズの
コンパクト化が達せられなくなるからである。

すなわち、第１可動保持枠123の場合には、第２可動
保持枠125に比べて光軸方向の移動量が大きいために、
使用するコイルばねのコイル径に対する第１可動保持枠
123の移動時における圧縮量の変動が大きくなって、一
方の移動端（例えば、WIDE端）では、ばね荷重が著しく
軽くなり、他方の移動端（例えば、TELE端）では、ばね
荷重が著しく重くなるという現象が発生する。

従って、いずれか一方の移動端（WIDE端）においてズ
ーミング操作に必要な最小限のばね圧を設定したとする
と、他方の移動端（TELE端）では必要以上のばね圧とな
ってしまうという結果を招くことになる。

一方、ステッピングモータであるズーム用モータ141
は、前述したようにオープンループ制御で作動されるよ
うに構成されている関係で、このステッピングモータを
作動させるのに要するトルクとして、前述の必要最小限
のトルクに1.5〜２の安全率を乗じた値のトルクが必要
になる。

このことは、前述した他方の移動端（TELE端）でのば
ね荷重の増大現象が、そのままステッピングモータの大
型化・出力増大化につながることを意味し、これが、ズ
ームレンズのコンパクト化に反することになるからであ
る。

そのため、第１図の実施例では、図示のような形式の
ばね掛け方式を採用しているのである。

この場合の第１コイルばね148のばね圧は、通常の片
寄せばね方式の場合とは異って、移動物体の重量よりも
大きな値であればその目的を達し、しかも、第１可動保
持枠123が移動した場合でも全く荷重の変化が生じない
から、ばね圧の選定に当たっては、必要最小限の荷重値
に適度の安全率を乗じたトルクで充分となる。

なお、この第１コイルばね148を設けても、ズーム用
モータ141に対するズーム用リードスクリュー142の軸方
向ガタについては除去することが出来ないが、若し、こ
の軸方向ガタまでも除去したい場合には、例えば特開平
２−20814号公報に開示されているような公知技術を用
いて、適宜に除去するように構成するものとする。

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用モータで、例えばPM
型ステッピングモータから構成されている。

そして、このAF用モータ161の外函103への取付けも、
例えば開放面104から挿入されたAF用モータ161を、その
ままの姿勢で外函103の壁面に固定するという方法で行
われるように設計されている。

このAF用モータ161もオープンループ制御で作動され
るように構成され、しかも、前述のズーム用モータ141
の場合と同様に、振動および騒音の問題に対しては、第
12図に示すような１−２相励磁法を用いることによっ
て、振動および騒音を大幅に軽減し得るように構成さ
れ、また、消費電力の問題に対しては、AF用モータ161
を停止させる際の回転子（すなわち、モータの出力軸）
のホールド位置を、第12図における第１・第３・第５・
第７のステップ位置に限定するように構成されている。

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。

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、第２可動保持枠125のゴム部材125dの溝内に嵌
入し得る突起163aを有する。

これは、AF用リードスクリュー162が回転したとき
に、この回転につれて自身163が回転されないようにす
るためのものである。

164はこのAF用モータ161の過渡現象を消去するための
第１フライホイール、165はこのフライホイール164の軸
方向の位置を制限するための第１のＯリングである。

166は前述した第２可動保持枠125を矢印方向に付勢す
るための第２コイルばねで、固定保持枠124と第２可動
保持枠125との間の下側ガイド棒122の周囲に巻回されて
いる。

この第２コイルばね166は、AF用リードスクリュー162
とAF用ナット163との間に存在するバックラッシュ「ガ
タ」、および、AF用モータ161に対するAF用リードスク
リュー162の軸方向の「ガタ」を取り除く作用を果たす
ためのものである。

そのため、第２可動保持枠125は、この第２コイルば
ね166の作用によりAF用モータ161の回転動作に精確に追
従して移動することになる。

この場合、第２コイルばね166のばね圧は、使用時に
おけるズームレンズ101の姿勢差の影響が生じないよう
に、第２可動保持枠125に関係する移動部品とAF用リー
ドスクリュー162を含む部品との合計重量よりも大きな
値に設定して置くものとする。

ところで、第１可動保持枠123および第２可動保持枠1
25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、この制御では、モータ起動時に、先ず第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
準信号を発生させ、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。

そのため、図示実施例では、この検知手段として、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1
75とを設けている。

ズーム用光電位置検出手段170は、外函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が、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。

すなわち、第２図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。

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
投光器−受光器群のいずれかの投光器−受光器の光路を
遮ることが出来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
光器−受光器の位置を検出して、このときの第１可動保
持枠123の光軸方向の位置を検出し得ることになる。

一方、AF用光電位置検出手段175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。

すなわち、第２図の下部に示すように、このAF用光電
位置検出手段175は、外函103内の適宜位置に固設された
フォトインタラプタ177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、図示なき適宜の検出回
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177に形成された光電検出光路部の投光器−受
光器群のいずれかの投光器−受光器の光路を遮ることが
出来るように構成されている。

そして、検出回路が遮光板部176により遮られた投光
器−受光器の位置を検出して、このときの第２可動保持
枠125の光軸方向の位置を検出し得るように構成されて
いる。

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である。

ところで、このズームレンズ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1
41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175との検
知作用で行われるように構成されている。

このことは前述した通りであるが、このための制御
は、それ自体公知の構成から成る適宜の電気的制御手段
（図示せず）によって行われることになる。

この制御手段は、例えば小型のCPUを有するものとし
て構成され、２つのモータ141・161、２つの光電位置検
出手段170・175、オートアイリスユニット191等が接続
されている。また、そのCPUのテーブルには、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やシーケンス用の演算式な
どが記憶されている。

この制御手段は、任意の個所に設置し得るものである
から、その設置個所を例えばズームレンズ101の外函103
内部に選定し、或いは、外部の制御ボックス内または例
えばビデオカメラ内に選定することが出来る。

201は外函103の開放面104を塞ぐための蓋部材で、第
８図にしめすように、その外周縁の形状・大きさは、外
函103の外周縁形状・大きさと同寸法に設定され、適宜
の取付け方法によって外函103の開放面104に着脱可能に
取付けられる構造を有している。

なお、ズームレンズ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と外函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の内側の面に突出的に形
成された４本の軸抑え突起で、その位置は、前述のガイ
ドピン支持部111〜114の形成位置に対応する位置に設定
されている。

そして、上側に位置する２本の軸抑え突起202・204の
高さは、蓋部材201を外函103の開放面104に取付けた状
態において、この軸抑え突起の端面202a・204aが対応す
るガイドピン支持部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本の軸抑え突起203・205
の高さは、この軸抑え突起の端面203a・205aが対応する
ガイドピン支持部112・114の端面と一致するような値に
設定されている。

そのため、蓋部材201が外函103の開放面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
ガイドピン支持部111・113の軸支凹部111a・113aとこの
軸抑え突起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
ガイドピン支持部112・114の軸支凹部112a・114aと軸抑
え突起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。

なお、２本のガイド棒121・122と各ガイドピン支持部
111〜114の軸支凹部111a〜114aとの嵌合の度合いを締り
嵌めの状態に設定し、さらに、外部から衝撃が加わった
ときでも外れないような状態に、両者の結合部分を適宜
の接着剤で固定するように構成したときには、この軸抑
え突起202〜205を省略して、蓋部材201を単純な平板状
部材として製作することが可能になる。

251は例えば外函103の背面壁110の適宜個所または蓋
部材201の適宜個所に設けられた電気的通信端子手段
で、外函103内に設置されたCCD光学部材102、２つのモ
ータ141・161、２つの光電位置検出手段170・175、オー
トアイリスユニット191、AF測距手段等の電気的部材
と、外部の制御ボックス内または例えばビデオカメラと
を接続し得るように構成されている。

さて、このように構成された図示例のズームレンズ10
1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101の外函1
03（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、外函103（鏡胴本体）の開放面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。

まず、保持枠123・125のフォーク状突起123c・125cに
ゴム係合部材123d・125dを取付ける。

その後、バリエータL₁₂・第３レンズ群L₁₃・マスター
レンズL₁₄を、落し込み法を用いて第１可動保持枠123・
固定保持枠124・第２可動保持枠125内に挿入し且つ固定
する。

さらに、このような組立て状態にある３つの保持枠12
3・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と一体に形成されって
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。

同様に、固定保持枠124と第２可動保持枠125にそれぞ
れ一体に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124
b・125bを、それぞれ上側ガイド棒121に係合させる。そ
の時、ブッシュ124aと125aの間のガイドピンまわりに、
コイルバネ166をセットする。

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。

先ず、ズーム用モータ141の後方出力軸に、第１フラ
イホイール146と第１「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、２つのズーム
用ナット143および144・ワッシャー145・第１コイルば
ね148をそれぞれ取付ける。

同様に、AF用モータ161の後方出力軸に、第２フライ
ホイール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。

このような事前準備作業が終了したならば、外函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内お
よび四角枠部109内に、それぞれ第５レンズ群L₁₅および
CCD光学部材102を組み込む。

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175のフォトインタラプタ171・176を、
外函103の開放面104から挿入してそれぞれの所定個所に
取付ける。

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、開放面
104から外函103内に挿入し、２対のガイドピン支持部11
1・113および112・114の軸支凹部111a・112a・113a・11
4a内にそれぞれ嵌着する。

この場合、固定保持枠124は、外函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
向に移動し得る状態に組み込まれることになる。

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、開放面104からそれぞれ外函103
内に挿入して所定の位置に取付ける。

この場合、第１可動保持枠123のフォーク状突起123c
を、一方のズーム用ナット143とワッシャー145との間に
挟み込ませながら、また、２つのズーム用ナット143・1
44の突起143a・144aを、このフォーク状突起123cのゴム
係合部材123dの溝内に係合させながら、第１可動保持枠
123とズーム用モータ141のユニットとを結合する。

一方、第２可動保持枠125の場合には、フォーク状突
起125cをAF用ナット163に圧接させながら、しかも、AF
用ナット163の突起163aをこのフォーク状突起125cのゴ
ム係合部材125d溝内に係合させながら、第２可動保持枠
125とAF用モータ161のユニットとを結合する。

その後、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・175のフォトインタラプタ171・176の光電
検出光路部内に位置させて、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175による位置検出が可
能な状態にセットする。

なお、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。

このようにして、外函103内に組み込まれる全ての部
材の取付け作業が終了した後は、これら各部材間の電気
的結線を行い、さらに、それらの最終的なリード線端部
を、例えば外函103の背面壁110に設けられた電気的通信
端子手段251に接続する電気実装作業を行う。

最後に、蓋部材201を例えば小ねじ等の結合手段を用
いて外函103の開放面104に取付けることによって組立て
作業の全てを完了する。

この場合、蓋部材201に形成された軸抑え突起202〜20
5の各端面202a・203a・204a・205aが、外函103の各ガイ
ドピン支持部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。

また、蓋部材201を外函103に取付けるに当って、蓋部
材201と外函103の開放面104との間に適当なパッキング
を介在させたときには、レンズ鏡胴が水密構造または湿
気防止構造になることは云うまでもない。

次に、蓋部材201に関する変形実施例についてその概
要を説明する。

前述した通り、２本のガイド棒121・122と各ガイドピ
ン支持部111〜114とを締り嵌めの状態に嵌合させ、さら
に、両者の結合部分を接着剤で固定した場合には、蓋部
材201を単純な平板状部材として製作することが可能で
ある。

このように構成した場合には、蓋部材201に関して種
々の利用法が考えられるようになる。

例えば、この蓋部材201を、その外表面に第10図に示
すような端子パターン（斜線領域）を備えたプリント基
板として構成し、さらに、外函103内に内蔵した電気的
部品の全てのリード線を集中的にこの端子パターンに結
線した場合には、組立て完了後のズームレンズ101をビ
デオカメラに組み込む際に、ズームレンズ101とビデオ
カメラとの電気的結合をワンタッチで行い得るという効
果を生じる。

なお、蓋部材201を単なる平板状部材として構成し、
第10図に示すような端子パターンをフレキシブル基板と
して形成し、それを蓋部材201の外表面に張り付けるよ
うに構成した場合にも、同様な効果が得られる。

しかも、蓋部材201をプリント基板として構成したと
きには、これにAF回路やビデオ信号回路を組み込むこと
ことも出来る。

この場合、蓋部材201の外表面のみに限らず、内側面
にもスペースを選んで電気的部品を取付けることが出来
るので、従来の円筒型のレンズ鏡胴に比べて、スペース
の有効利用を図ることが出来るようになる。

さらに、第11図に示すように、この蓋部材201を、ビ
デオカメラの一部を構成する部材として構成することも
可能である。

例えば、第11図に示すように、組合わせるビデオカメ
ラ300を、光軸Ｏを含む面を分割面として２つのカメラ
部分301・302に２分割し得る構造に構成し、必要な部材
を内蔵させた外函103を、適宜の小ねじ手段303を用いて
一方のカメラ部分301の内面に取付るようにすることも
できる。

また、第11図示例では、カメラ外装体の内部に鏡胴全
体が収納されてしまう構造になっているが、蓋部材201
以外の鏡胴の壁部分を、カメラの外装体となり得るよう
に構成してもよい。さらに、この場合、カメラ外装体で
ある鏡胴壁に、撮影のための各種操作スイッチなどを取
りつけてもよい。

以上一実施例について説明したが、この発明はこれに
限定されることはなく、その要旨を変更しない範囲内に
おいて、種々に変形実施することが出来る。

例えば、図示実施例では、撮像AF方式のビデオカメラ
を例にして説明したが、他の形式のビデオカメラ、例え
ばTCL等のパッシブAF方式或いはIR等のアクティブAF方
式のビデオカメラにも適用できることはいうまでもな
い。

さらに、第９図示のように、この鏡胴101の適所にAF
光学系192を組み込み、蓋部材201にその処理回路を組み
付けてしまう構成としてもよい。

また、第１図の構成から、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、ズームレンズ鏡胴しての構成は、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。

また、図示実施例では、ズーム用モータ141とAF用モ
ータ161とにステッピングモータを用いているが、いず
れか一方のモータのみにステッピングモータを使用する
場合や、これら以外にステッピングモータを使用する場
合でも、この発明を適用することができる。

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〕

以上説明したように、特許請求の範囲第１項に記載の
発明においては、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）第１の可動レンズ群及び第２の可動レンズ群の移
動精度を高い精度で実現することができ、しかもその駆
動系を簡素かつ低コストで、しかもコンパクトに構成で
きるようになった。

すなわち、従来の円筒型レンズ鏡胴では、カム筒のカ
ム溝とレンズ保持枠の係合ピンとの間、および、カム筒
と固定胴との間のガタを除去する必要があるため、カム
筒や固定胴等の部品を高精度で製造しなければならず、
その結果、これらの製造単価が高くなっていたが、この
発明では、リードスクリュー142・162を転造ローラで製
造できるので、高精度（例えば、送り精度を数μｍの精
度で実現し得る）で且つ品質の均一なものが低コストで
得られるようになる。また、リードスクリューの組み付
けは簡単であり、オープンループ制御なので連続的な位
置検出器は不要である。

（ｂ）変倍時の作動音を低減することができる。また、
リードスクリューが短く、第１のステッピングモータの
回転時の振れが小さいために、スムーズなレンズ移動が
可能となる。

また、特許請求の範囲第２項に記載の発明において
は、（ｃ）第１の可動レンズ群、第２の可動レンズ群の基準
位置を正確に得ることができ、第１、第２の可動レンズ
群の移動の制御をより一層正確に行うことができる。

また、特許請求の範囲第３項に記載の発明において
は、前述の第１項、第２項記載の発明で得られる効果に
加えて、（ｄ）第１、第２の可動レンズ群を正確に、しかも高速
に移動させることができる。

また、特許請求の範囲第４項に記載の発明において
は、さらに、（ｅ）モータの停止位置を確定でき、高精度の位置制御
を実現できるとともに、ステッピングモータの持つ問題
点の一つであった消費電力の節減を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願ズームレンズ装置の主要構成を示す断面
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ′視の断面図、第３
図は内部に必要部材を組み込む前の外函の水平断面図、
第４図はその左側面図、第５図は同じく右側面図、第６
図は第３図おけるＢ−Ｂ′視の断面図、および第７図は
第３図のＣ−Ｃ′視の断面図、第８図は第３図に示す外
函に取付るための蓋部材の断面図である。第９図は、第３図に示す外函の前面壁に装置されたAF測
距手段の窓部を示す斜視図、第10図は蓋部材をプリント
基板として構成した場合の斜視図、第11図はビデオカメ
ラの一部を蓋部材として利用した場合の斜視図、第12図
はステッピングモータの一般的構造を説明する略式構成
図、第13図はこの発明に使用するステッピングモータに
対する１−２相励磁法を説明するための原理図、第14図
は従来型ズームレンズ鏡胴の構成を説明するための断面
図、第15図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、第16図は、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、第17図は
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…ガタ取り用ばね 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、35…コイルばね 41…マスター保持枠、42…ブッシュ 43…係合ピン、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 102…CCD光学部材、103,201…レンズ鏡胴 103…外函（鏡胴本体）、104…開放面 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…前方のガイドピン支持部 113,114…後方のガイドピン支持部 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 142…ズーム用リードスクリュー 143…一方のズーム用ナット 144…他方のズーム用ナット 143a・144a…突起、145…ワッシャー 146…第１フライホイール 147…第１「Ｏ」リング、148…第１コイルばね 161…AF用モータ 162…AF用リードスクリュー 163…AF用ナット、163a…突起 164…第２フライホイール 165…第２「Ｏ」リング、166…第２コイルばね 170…ズーム用光電位置検出手段 175…AF用光電位置検出手段 171、177…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 192…AF測距手段 201…蓋部材 202〜205…軸抑え突起 202a・203a・204a・205a…端面 300…ビデオカメラ 301,302…２つのカメラ部分 303…小ねじ手段Ｏ…撮影光軸Ｚ、Ｚ′…ズームレンズ系

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】変倍時に光軸方向に移動される第１の可動
レンズ群と第２の可動レンズ群とを有するズームレンズ
装置であって；前記第１の可動レンズ群を光軸方向に移動可能に案内す
る、光軸と平行な方向に伸びる第１の案内部材と；光軸と平行な出力軸に、前記第１の可動レンズ群を光軸
方向に移動させるリードスクリューが一体的に設けられ
た第１のステッピングモータと；前記第２の可動レンズ群を光軸方向に移動可能に案内す
る、光軸と平行な方向に伸びる第２の案内部材と；光軸と平行な出力軸に、前記第２の可動レンズ群を光軸
方向に移動させるリードスクリューが一体的に設けられ
た第２のステッピングモータと；変倍時において前記第１の可動レンズ群と前記第２の可
動レンズ群が所定の移動をするように前記第１のステッ
ピングモータと前記第２のステッピングモータを制御す
る制御手段と；を有し、前記第１の可動レンズ群は前記第２の可動レンズ群より
も被写界側に位置するレンズ群であり、前記第１のステッピングモータを、該ステッピングモー
タ本体の被写界側外壁が、前記第２の案内部材の像側端
に接する光軸に垂直な面よりも被写界側に位置するよう
に配置したことを特徴とするズームレンズ装置。
【請求項２】変倍時に光軸方向に移動される第１の可動
レンズ群と第２の可動レンズ群とを有するズームレンズ
装置であって；前記第１の可動レンズ群を光軸方向に移動可能に案内す
る、光軸と平行な方向に伸びる第１の案内部材と；光軸と平行な出力軸に、前記第１の可動レンズ群を光軸
方向に移動させるリードスクリューが一体的に設けられ
た第１のステッピングモータと；前記第２の可動レンズ群を光軸方向に移動可能に案内す
る、光軸と平行な方向に伸びる第２の案内部材と；光軸と平行な出力軸に、前記第２の可動レンズ群を光軸
方向に移動させるリードスクリューが一体的に設けられ
た第２のステッピングモータと；前記第１の可動レンズ群に対して一体的に設けられた遮
光手段と、固定位置に固定されたフォトインタラプタに
より構成され、前記第１の可動レンズが基準位置に移動
したことを検出する第１の位置検出手段と；前記第２の可動レンズ群に対して一体的に設けられた遮
光手段と、固定位置に固定されたフォトインタラプタに
より構成され、前記第２の可動レンズが基準位置に移動
したことを検出する第２の位置検出手段と；前記第１の位置検出手段からの情報と、前記第２の位置
検出手段からの情報とに基づいて、前記第１のステッピ
ングモータと前記第２のステッピングモータとをオープ
ンループ制御する制御手段と；を有することを特徴とするズームレンズ装置。
【請求項３】前記第１の移動レンズ群は、光軸方向に移
動することにより変倍作用を行なわせるレンズ群であ
り、前記第２のレンズ群は、変倍時の補正および焦点合
わせの作用を有するレンズ群であり、前記制御手段は、
変倍時、テーブルに記憶されている前記第１の移動レン
ズ群の移動線図と前記第２の移動レンズ群の移動線図に
もとづいて前記第１のステッピングモータと前記第２の
ステッピングモータをオープンループ制御することを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載のズ
ームレンズ装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記第１のステッピング
モータおよび前記第２のステッピングモータの停止位置
が、該第１のステッピングモータ、第２のステッピング
モータのディテント・トルクのホールド位置と常に一致
するように前記第１のステッピングモータおよび前記第
２のステッピングモータの駆動を制御することを特徴と
する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に
記載のズームレンズ装置。