(57)【要約】  【課題】  熱加締めを行なうことなくしかも複数枚のレンズを互いに位置決めされた状態で保持枠内に組込んで固定するようにしたレンズ装置を提供する。  【解決手段】  前方のレンズ４１のテーパ状凹部５１を中間のレンズ４２のテーパ状凸部５７と嵌合させて位置決めし、中間のレンズ４２の背面側のテーパ状凹部６１を後側のレンズ４３のテーパ状凸部６７と嵌合させて位置決めし、この状態で保持枠４５の保持筒７１内に収納し、背面側から押え枠４６を保持筒７１に嵌合させるように保持枠４５内に収納し、押え枠４６の爪８３を保持枠４５の係合用リブ７５の傾斜面７６を乗越えて凹所７７に係合させる。【選択図】  図６
2005062432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向に互いに隣接する一方のレンズにテーパ状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズにテーパ状凸部を形成し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行なうことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
互いに隣接し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とによって半径方向の位置決めを行なうレンズが何れもプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記テーパ状凹部のテーパ角度と前記テーパ状凸部のテーパ角度とが互いにほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
互いに隣接するレンズ間に固定絞りが挟着して取付けられることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項５】
複数のレンズを重合わせるようにして組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向の互いに隣接する一方のレンズに段状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズに段状凸部を形成し、前記段状凹部と前記段状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行なうことを特徴とするレンズ装置。
【請求項６】
互いに隣接し、前記段状凹部と前記段状凸部とによって半径方向の位置決めを行なうレンズが何れもプラスチックレンズであることを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記段状凹部の直径と前記段状凸部の直径とが互いにほぼ等しいことを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
【請求項８】
互いに隣接するレンズ間に固定絞りが挟着して取付けられることを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
【請求項９】
複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向に互いに隣接する一方のレンズにテーパ状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズにテーパ状凸部を形成し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行ない、
前記複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によって前記複数のレンズを押えることを特徴とするレンズ装置。
【請求項１０】
前記押え枠と前記保持枠の一方に設けられた爪を他方に設けられた係合孔に係合させて押えることを特徴とする請求項９に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
前記爪と前記係合孔による係合がバヨネット方式の係合であることを特徴とする請求項１０に記載のレンズ装置。
【請求項１２】
複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向の互いに隣接する一方のレンズに段状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズに段状凸部を形成し、前記段状凹部と前記段状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行ない、
前記複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によって前記複数のレンズを押えることを特徴とするレンズ装置。
【請求項１３】
前記押え枠と前記保持枠の一方に設けられた爪を他方に設けられた係合孔に係合させて押えることを特徴とする請求項１２に記載のレンズ装置。
【請求項１４】
前記爪と前記係合孔による係合がバヨネット方式の係合であることを特徴とする請求項１３に記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ装置に係り、とくに複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ等に用いられるレンズ鏡筒は、その前方から後方に向って対物レンズを構成するレンズ群、画枠設定用レンズ群、補正用レンズ群、およびフォーカス用レンズ群の４つのレンズ群から配され、後方のフォーカス用レンズ群の背後にＣＣＤから成る撮像素子が配される。ここで前方から２番目の画枠設定用レンズ群と４番目のフォーカス用レンズ群とは、それぞれズーム動作およびフォーカス動作のために光軸方向に移動させなければならない。そこでこれらのレンズ群については、移動枠上に取付けるとともに、案内軸に沿って移動可能に取付け、移動用モータによって光軸方向に移動させている（特許第３１２０４５４号公報参照）。
【０００３】
上述のような移動枠に取付けて移動させるレンズとしてガラスレンズを用いるとともに、これらのガラスレンズを合成樹脂成形体から成る保持枠の保持部内に収納し、上記保持枠の筒状部の端部を熱変形させて加締めることによって、ガラスレンズを保持枠に固定するようにしていた。
【０００４】
ところがこのような構造によると、ガラスレンズそれ自身の部品コストが高くなるためにレンズ装置のコストが増大する。またガラスレンズは重量が重いために、レンズ装置の重量も増大する。さらにガラスレンズは形状の自由度がなく、ボスや穴等の加締め形状を形成することが不可能である。従って保持枠側のプラスチック部材の所要の部位を熱加締め等の方法によって変形させて固定するしかレンズの固定方法がない。
【０００５】
またガラスレンズを保持枠に固定する場合には、光学的に必要な口径寸法よりも外周側の部分を熱加締め等によって加締めなければならず、加締めのためのスペースがレンズの外周部分に必要になり、その分レンズの直径が増大するとともにレンズが大きくなる分重量が増大する。また上述のような保持枠に熱加締めしてガラスレンズを固定する方法は、熱加締めの設備が必要になるとともに、熱加締めの条件出しをそれぞれのレンズについて行なう必要があり、組立てが面倒になる欠点がある。
【０００６】
そこで特開２００２−１８２０８９号公報に開示されているように、プラスチックレンズ側にボスを立て、このボスを熱加締めする方法が提案されている。すなわち複数の固定突起が一体に設けられたプラスチック製のレンズと、開口形状および役割が異なる複数の支持孔が設けられたレンズ保持部を有し、レンズを、支持孔に固定突起を挿入するとともに固定突起の先端を熱処理等によって傘状に潰すことによってレンズ鏡筒に所定の位置関係で固定し、コストダウンおよび軽量化を図るためにプラスチック製のレンズを使用するとともに、プラスチック製レンズを使用した場合における歪み等の悪影響を防止している。
【０００７】
しかるにこのようなレンズ鏡筒は、プラスチックレンズの突起等を熱加締めするための熱加締めが必要になる。また熱加締めのための条件出しをそれぞれのレンズについて行なう必要があり、組立て作業が面倒になる欠点がある。
【０００８】
【特許文献１】特許第３１２０４５４号公報（ビデオカメラのレンズ鏡筒のレンズの配列構造について、３欄２９〜４８行目および図１）
【特許文献２】特開２００２−１８２０８９号公報（プラスチックレンズの保持枠に対する固定構造）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明の課題は、複数のレンズを容易にかつ安定的に相互の位置決めを行なうようにしたレンズ装置を提供することである。
【００１０】
本願発明の別の課題は、複数のレンズを互いに位置決めした状態で保持枠内に保持するようにしたレンズ装置を提供することである。
【００１１】
本願発明のさらに別の課題は、熱加締めを行なうことなくしかも複数のレンズを互いに位置決めした状態で保持枠に収納して押えるようにしたレンズ装置を提供することである。
【００１２】
本願発明のさらに別の課題は、それぞれのレンズについて条件出しを行なう必要がなく、組立てが容易な複数のレンズから成るレンズ装置を提供することである。
【００１３】
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる発明の要旨および実施の形態によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願の主要な発明は、複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向に互いに隣接する一方のレンズにテーパ状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズにテーパ状凸部を形成し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行なうことを特徴とするレンズ装置に関するものである。
【００１５】
ここで互いに隣接し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とによって半径方向の位置決めを行なうレンズが何れもプラスチックレンズであることが好ましい。また前記テーパ状凹部のテーパ角度と前記テーパ状凸部のテーパ角度とが互いにほぼ等しいことが好ましい。また互いに隣接するレンズ間に固定絞りが挟着して取付けられることが好ましい。
【００１６】
本願の別の主要な発明は、複数のレンズを重合わせるようにして組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向の互いに隣接する一方のレンズに段状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズに段状凸部を形成し、前記段状凹部と前記段状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行なうことを特徴とするレンズ装置に関するものである。
【００１７】
ここで互いに隣接し、前記段状凹部と前記段状凸部とによって半径方向の位置決めを行なうレンズが何れもプラスチックレンズであることが好ましい。また前記段状凹部の直径と前記段状凸部の直径とが互いにほぼ等しいことが好ましい。また互いに隣接するレンズ間に固定絞りが挟着して取付けられることが好ましい。
【００１８】
本願のさらに別の主要な発明は、複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向に互いに隣接する一方のレンズにテーパ状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズにテーパ状凸部を形成し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行ない、
前記複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によって前記複数のレンズを押えることを特徴とするレンズ装置に関するものである。
【００１９】
ここで前記押え枠と前記保持枠の一方に設けられた爪を他方に設けられた係合孔に係合させて押えることが好ましい。また前記爪と前記係合孔による係合がバヨネット方式の係合であることが好ましい。
【００２０】
本願のさらに別の主要な発明は、複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向の互いに隣接する一方のレンズに段状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズに段状凸部を形成し、前記段状凹部と前記段状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行ない、
前記複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によって前記複数のレンズを押えることを特徴とするレンズ装置に関するものである。
【００２１】
ここで前記押え枠と前記保持枠の一方に設けられた爪を他方に設けられた係合孔に係合させて押えることが好ましい。また前記爪と前記係合孔による係合がバヨネット方式の係合であることが好ましい。
【００２２】
一般にレンズ材料をガラスからプラスチックに変更することによって、レンズ装置のコストダウンと軽量化とが図られる。ここでレンズを鏡筒に保持する方法として、従来ガラスレンズを用いた場合のように、鏡筒側のリブを加締める方法がある。またプラスチックレンズ側にボスをたて、このボスを熱加締めして固定する方法がある。これに対して本願の好ましい態様は、プラスチックレンズの形状の自由度の広さを利用したものであって、上記のようなリブやボスを熱加締めすることなく固定を行なうようにしたものである。
【００２３】
すなわち本願発明の好ましい態様は、複数のプラスチックレンズの相互の位置決め精度を出すために、プラスチックレンズにテーパ部を設け、このテーパ部同士を面受けすることによって位置決めして調芯構造とするものである。また複数のプラスチックレンズを保持枠に保持して位置決めするために、押え枠を用い、この押え枠の爪を保持枠の被係合部に係合させて複数のプラスチックレンズを固定するようにしたものである。このような構造とすることによって、複数のプラスチックレンズを組合わせたレンズ装置を安価にし、しかも容易に精度よく保持部材に位置決めすることを可能にするものである。
【００２４】
上記のような態様において、とくにテーパ部による位置決めを行なうと、複数枚のプラスチックレンズ間の位置決め精度が、保持枠を介することなくそれぞれのテーパ部で位置決めすることができ、精度が容易に出せるようになる。また複数枚のプラスチックレンズを用いるために、温度特性による膨張が互いに隣接するレンズ間で同様になり、レンズ間の熱膨張によるずれを生じなくなる。またプラスチックレンズを用いることによってガラスレンズを用いた場合よりもコストダウンが図れるとともに、軽量化が達成される。
【００２５】
また複数枚のプラスチックレンズをテーパ部で互いに位置決めした状態で保持枠内に取付け、固定用の押え枠によって保持枠に固定するようにした構造によると、レンズを固定するための熱加締めが不要になり、そのための設備も必要でなくなる。また組立てのタクトが短くなるとともに、組立てが容易になり、人手のみによる組立てが可能になる。また熱加締めを行なわないために、プラスチックレンズに熱ストレスをかけないで済むようになる。また押え枠を取外すことによって、レンズ装置を容易に分解できるようになり、修理が可能になる。あるいはまた分解してプラスチックレンズを回収して再利用することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本願の上述の主要な発明によれば、軸線方向に互いに隣接するレンズをそれらのテーパ状凹部とテーパ状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行なうことが可能になり、特別な位置決め手段を必要とせず、レンズそれ自身が持っている形状を利用した位置決めを行なうことが可能になる。
【００２７】
本願の別の主要な発明は、互いに隣接するレンズをそれらに形成された段状凸部と段状凹部とを係合させて凹凸嵌合させることにより、これらのレンズを半径方向に位置決めしてレンズ装置を組立てることが可能になる。ここで段状凸部と段状凹部の嵌合精度によって半径方向の位置決め精度が決定されるために、位置決め精度を容易にコントロールできるようになる。
【００２８】
本願のさらに別の発明は、テーパ状凹部とテーパ状凸部とによって半径方向の位置決めを行なった複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によってこれらのレンズを押えるようにしているために、互いに半径方向に位置決めされたレンズを熱加締めすることなく保持枠に対して押え枠を係合させるだけでレンズの押えが達成され、組立てが容易になる。
【００２９】
本願のさらに別の主要な発明は、段状凸部と段状凹部とによって互いに半径方向に位置決めされた複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によって複数のレンズを押えるようにしているために、段状凸部と段状凹部とによって位置決めされたレンズを固定して組立てるための作業が容易になるとともに、複数のレンズを精度よく保持枠に位置決めすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明する。この実施の形態はビデオカメラに用いられる光学系に関するものであって、図１〜図３に示すようにほぼ円筒状をなす鏡筒５を備え、この鏡筒５内にとくに図３に示すように対物レンズを構成するレンズ群１、画枠設定用レンズ群２、補正用レンズ群３、フォーカス用レンズ群４をその内部に光軸方向に沿って配置した構造になっている。とくに本実施の形態は、移動可能な画枠設定用レンズ群２およびフォーカス用レンズ群４の組立て構造の改善に関するものである。
【００３１】
図３は本実施の形態の撮像装置の光学系を原理的に示したものである。なおこの実施の形態はビデオカメラを備えるレンズ装置に関するものであって、ズームレンズと称される画枠調整が可能なレンズが用いられ、複数配置されたレンズ群１、２、３、４の内の１つのレンズ群２が画枠設定用レンズとして用いられる。この画枠設定用レンズ群２は、鏡筒５内において光軸方向に移動可能なレンズ群であり、サーボモータ１３ａにより駆動される。またレンズ群４は、フォーカス調整用のレンズ群であり、このフォーカス調整用レンズ群４についても、鏡筒５内で光軸方向に移動可能なレンズ群であって、サーボモータ１３ｂまたはステッピングモータにより駆動される。ここで各サーボモータ１３ａ、１３ｂはリニアモータから構成され、図２に示すサーボ回路３７から駆動信号が供給される。
【００３２】
各サーボモータ１３ａ、１３ｂにより駆動されるレンズ群２、４の位置は、ＭＲ素子を使用したＭＲセンサ２３、２５で磁気的に検出しており、この検出情報をサーボ回路３７に図２に示すようにフィードバックしている。
【００３３】
レンズ装置１０によって光学系が結像する面には撮像素子３１が配されている。この撮像素子３１で光学像を電気的な撮像信号に変換する。撮像素子３１として、ＣＣＤイメージャが使用される。撮像素子３１から読出された撮像信号は、図２のＡ／Ｄ変換器３２でデジタル信号に変換された後、撮像信号処理回路３３に供給され、適正な映像信号とする処理が行なわれ、この処理が行なわれた映像信号が撮像装置から出力される。またはこの撮像装置が映像信号記録部を備えたビデオカメラである場合には、得られた映像信号がその記録部で記録される。
【００３４】
ここで撮像信号処理回路３３内には、撮像信号の所定の成分、例えば輝度の高域成分を検波する検波回路３４を備え、この検波回路３４の検出信号を、この撮像装置の撮像動作を制御する中央制御ユニット（ＣＰＵ）３５に供給する。中央制御ユニット３５では、この検出信号のレベルに基いて、フォーカスの状態、すなわち合焦状態を判定し、その判定した合焦状態がジャストフォーカス状態となるように自動フォーカス制御を行なう。
【００３５】
このフォーカス制御は、中央制御ユニット３５からサーボ回路３７にフォーカス制御用レンズ群４の目標位置情報を供給し、サーボ回路３７でその目標位置にフォーカス調整用レンズ群４を駆動するためのサーボ制御処理を行なってモータ１３ｂの駆動信号を生成させ、この駆動信号をサーボモータ１３ｂに供給し、フォーカス調整用レンズ群４の可動位置を調整することにより行なう。
【００３６】
また中央制御ユニット３５には、図示しないズーム操作キーの操作情報が供給されるようになっており、このズーム操作キーの操作情報に基いて、画枠設定用レンズ２の目標位置情報をサーボ回路３７に供給し、サーボ回路３７でその目標位置に画枠設定用レンズ群２を駆動するためのサーボ制御処理を行なってモータ１３ａの駆動信号を生成させ、その駆動信号をサーボモータ１３ａに供給し、画枠設定用レンズ群２の可動位置を調整するようにしている。
【００３７】
この場合にズーム操作キーの操作状態により、サーボモータ１３ａによる画枠設定用レンズ群２の駆動速度を可変できる構成にしており、最も高速で駆動した際には、ワイド端（すなわち最も焦点距離が短い状態）からテレ端（すなわち最も焦点距離が長い状態）に画枠設定用レンズ群２が移動する時間が、１秒未満の非常に高速駆動できるようにしている。
【００３８】
なおズームレンズ２はフォーカスを合わせる位置が同じであっても、画枠（焦点距離）が変化するときに、フォーカス調整用レンズ群４の可動位置についても変化させないと、ジャストフォーカス状態を維持できない。この焦点距離とジャストフォーカス状態のフォーカス調整用レンズ群４の位置との対応関係については、中央制御ユニット３５に接続されたメモリ３６に予め設定しておく。そして焦点距離が変化したときに、中央制御ユニット３５はメモリ３６の記憶情報を読出して、サーボ回路３７にフォーカス制御用のサーボ制御信号を供給し、フォーカス調整用レンズ群４の可動位置を調整する。
【００３９】
この場合にサーボモータ１３ｂによるフォーカス調整用レンズ群４の駆動についても、非常に高速駆動できるようにしてあり、例えば上述したように画枠設定用レンズ群２を高速で可動させたときに、その移動に追随したフォーカス調整用レンズ群４の可動位置を補正してジャストフォーカス状態を維持する処理についても、高速で行なえるようにしている。
【００４０】
次にレンズ群２、４を光軸方向に可動させる機構の例を図３および図４によって説明する。図３はレンズ装置１０の内部の構造を示しており、複数のレンズ群１、２、３、４と撮像素子３１が光軸に沿って配列されており、レンズ群１、３については固定されており、レンズ群２、４については光軸方向に可動できる構造としている。なお図３において、レンズ群１〜４による光学系は簡略化されて示してあり、実際にはそれぞれの群は複数枚のレンズで構成される場合が多い。また可動レンズ群の位置についても、図５の例に限定されない。
【００４１】
レンズ群２、４を可動させるための構成としては図４に示すように、光軸にほぼ平行に２本の軸１１、１２が上下に配置されており、これら２本の軸１１、１２に各レンズ群２、４の保持枠４５、１９が支持されるようにしている。すなわち画枠設定用レンズ群２については、保持枠４５に設けられた軸支持部１５ａ、１５ｂで２本の軸１１、１２に支持させる構成としている。そして光軸方向に延びたマグネットとヨークとで構成される磁気回路１３が軸１１に沿って配置してある。このマグネットに対向して図４に示すように、可動側にコイル１４が配置されており、コイル１４にサーボ回路３７から駆動信号を印加したときに、その電圧によって光軸方向の推進力（ローレンツ力）が得られる。ここで電圧値およびその極性をサーボ回路３７がコントロールすることで、適正な向きと大きさの推進力が得られ、所望の方向および速度でレンズ群２が移動する。このレンズ群２の可動範囲は、図３におけるＬ１  として示されている。
【００４２】
レンズ群２の保持枠１６には所定のパターンで着磁された棒状のマグネット２２が取付けられており、このマグネット２２と所定のギャップを介して固定側には、２相のＭＲ素子２３を使用したＭＲセンサ２３が配置されており、ＭＲセンサ２３の出力からサーボ回路３７がレンズ群２の可動位置を判定する。
【００４３】
フォーカス調整用レンズ群４を可動させるための構成についても同様の構成であって、図３に示すように保持枠１９に取付けられた軸支持部１８ａ、１８ｂで２本の支軸１１、１２に支持され、磁気回路１３のマグネットに対向したコイル１７にサーボ回路３７から駆動信号を印加したときに、レンズ群４が移動する構成にしている。このレンズ群４の可動範囲は、図３においてＬ２  として示されている。
【００４４】
レンズ群４の保持枠１９にも、所定のパターンで着磁させた棒状マグネット２４が取付けられており、このマグネットと所定のギャップを介した固定側には、２相のＭＲ素子を使用したＭＲセンサ２５が配置してある。そしてＭＲセンサ２５の出力からサーボ回路３７がレンズ群４の可動位置を判定する。
【００４５】
次に撮像装置で画枠設定用レンズ群２およびフォーカス調整用レンズ群４の可動位置を変化させる場合の処理について説明する。この可動範囲を変化させる際には、図２に示す中央制御ユニット３５からサーボ回路３７にそれぞれのレンズ群２、４の目標位置情報が与えられ、基本的にはこの撮像装置で撮像を行なう周期である１フィールド（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の周期で、その目標位置に移動させるようにすればよい。ここで本実施の形態の撮像装置の場合には、中央制御ユニット３５から得られる目標位置を、サーボ回路３７内で演算で内挿して、２０〜３０ＫＨｚ程度の周期でそれぞれのレンズ群２、４の目標位置情報が得られるようにし、その内挿された周期の目標値と現在位置との差がなくなるように電圧を各モータ１３ａ、１３ｂに印加してサーボ制御を行なうようにしている。
【００４６】
次にこのようなレンズ装置１０の保持枠４５、１９によって移動されるレンズ群２、４の組立て構造について説明する。なおここでは画枠設定用レンズ群２に用いた場合の構成を説明する。
【００４７】
画枠設定用レンズ群２は図５および図６に示すように前方から後方にかけて、レンズ４１、４２、４３の３枚のレンズから構成される。なおこれらのレンズはともにエポキシ系のプラスチックレンズから構成される。なおレンズ４１、４２間にはリング状をなす不透明な固定絞り４４が配される。そしてこれらのレンズ４１〜４３と固定絞り４４とが保持枠４５内に収納され、後側から押え枠４６によって押えて固定される。
【００４８】
図７および図８は対物レンズ１側に配される前方のレンズ４１の構造を示しており、このレンズ４１はその上部に位置決め用突部４９が、側部には別の小さな位置決め用突部５０が形成される。またこのレンズ４１にはその背面側にテーパ状凹部５１が形成されるとともに、このテーパ状凹部５１と同心円状に円周方向に延びるリング状突部５２が形成される。
【００４９】
図９および図１０は中間位置に配されるレンズ４２を示している。このレンズ４２はその上部に位置決め用突部５５が形成されるとともに、側部には位置決め用突部５６が形成される。またその前面側にはテーパ状凸部５７が形成される。テーパ状凸部５７は上記レンズ４１のテーパ状凹部５１と整合される。またテーパ状凸部５７と同心円状に内側にリング状溝５８が形成される。リング状溝５８はレンズ４１のリング状突部５２と係合される。またこのレンズ４２の背面側の表面にはテーパ状凹部６１、６２が同心円状に形成される。
【００５０】
次に後側であって撮像素子３１側に配されるレンズ４３について説明すると、レンズ４３は図１１および図１２に示すようにその上部に位置決め用突部６５を備える。またレンズ４１の側部には位置決め用突部６６が形成される。そしてこのレンズ４３の前面側にはテーパ状凸部６７、６８が形成される。これらのテーパ状凸部６７、６８は中間のレンズ４２のテーパ状凹部６１、６２に整合される。
【００５１】
次に上述の３枚のレンズ４１、４２、４３を図６に示すように重合わせた状態で保持する保持枠４５について図１３〜図１８により説明する。保持枠４５はその主体部が円筒状をなすとともに、その内側にはとくに図１５に示すように同心円状に一回り小さな保持筒７１を一体に備えている。そして保持筒７１にはその円周方向の互いにぼぼ１８０度離れた位置に切欠き７２、７３が形成される。また上記切欠き７２、７３に対してほぼ９０度をなす位置には凹部７４が形成される。
【００５２】
また保持枠４５はその底部に係合用リブ７５を備えている。この係合用リブ７５は図１６および図１７に示すようにその先端側の前面が傾斜面７６に形成される。そしてこの傾斜面７６の終端側には低くなった凹所７７が形成される。また保持枠４５は被ガイド筒７８を備えている。この被ガイド筒７８はレンズ装置１０の支軸１１（図３、図４参照）を受入れるためのものである。また保持枠４５には上記被ガイド筒７８とは円周方向にほぼ１８０度ずれた位置にアーム７９が連設され、このアーム７９に挿通孔８０が形成される。挿通孔８０は図３および図４に示す支軸１２を挿通させるためのものである。
【００５３】
次に上記保持枠４５内に収納されるレンズ４１、４２、４３を押えるための押え枠４６について図１９および図２０によって説明する。この押え枠４６はほぼカップ状をなすとともに、その先端側であって外周部には半径方向外周側に突出する３つの爪８３が円周方向に１２０度ずつ離れた位置に形成される。またこの押え枠４６の底部にはその円周方向の３箇所であって上記爪８３とは互いに円周方向に６０度ずれた位置に押圧用突部８４が形成される。これらの押圧用突部８４が弾性を持つように押え枠４６の背面側の壁部には円周方向に沿って３本ずつのスリット８５、８６がそれぞれ形成される。
【００５４】
次に以上のような構成に係るレンズ装置の組立ての動作を説明する。まず３枚のレンズ４１、４２、４３を互いに半径方向に位置決めする。この半径方向の位置決め動作は、レンズ４１のテーパ状凹部５１およびリング状突部５２を第２のレンズ４２のテーパ状凸部５７およびリング状溝５８に係合させて位置決めを行なう。次に中間のレンズ４２の背面側のテーパ状凹部６１、６２を後側のレンズ４３のテーパ状凸部６７、６８と係合させて半径方向の位置決めを行なう。
【００５５】
次にこれらのレンズ４１、４２、４３の円周方向の位置決めは、これらのレンズ４１、４２、４３の位置決め用突部４９、５５、６５を保持枠４５の切欠き７２内に挿入し、しかも別の小さな位置決め用突部５０、５６、６６を保持枠４５の凹部７４内に係合させて位置決めを行なう。これによって３枚のレンズ４１、４２、４３は半径方向および円周方向にそれぞれ位置決めされた状態で保持枠４５の保持筒７１内に図５および図６に示すように収納される。
【００５６】
このような状態において、背面側から図１９および図２０に示す押え枠４６を保持枠４５の保持筒７１の外周面に嵌合させる（図６参照）。そして押え枠４６の外周側であって先端部に設けられている爪８３を保持枠４５の保持筒７１の外周側であって最奥部に形成される係合用リブ７５の傾斜面７６に引掛け、この状態で上記押え枠４６を保持枠４５に対して図１５において時計方向に回転させる。すると押え枠４６の爪８３が保持枠４５の係合用リブ７５の傾斜面７６内を上昇し、やがて凹所７７に落込んで爪８３と係合用リブ７５とが係合され、図６に示す状態になる。この状態は３枚のレンズ４１、４２、４３が正しく位置決めされた状態で保持枠４５に収納され、しかも押え枠４６によって押えられた状態である。
【００５７】
このように本実施の形態においては、３枚のプラスチックレンズ４１、４２、４３から成るレンズ装置であって、これらのプラスチックレンズ４１、４２、４３の材質は、エポキシ・ベースの熱可塑性樹脂から構成される。そしてレンズ４１のテーパ状凹部５１とレンズ４２のテーパ状凸部５７とによってレンズ４１、４２の両者を相対的に位置決めし、さらにレンズ４２のテーパ状凹部６１とレンズ４３のテーパ状凸部６７とを互いに位置決めしている。
【００５８】
なおこれらの位置決めのためのテーパ状凹部５１、６１、テーパ状凸部５７、６７は何れも表面を鏡面加工することが好ましく、さらにそれらのテーパの角度はここでは例えば４５度にしている。そしてそれぞれのレンズ４１、４２、４３はレンズが厚み方向にガタを有するとともに、テーパ状凹部５１、テーパ状凸部５７、テーパ状凹部６１、テーパ状凸部６７以外では位置決めがなされないようにしている。
【００５９】
さらに３枚のレンズ４１、４２、４３はその順番に保持枠４５の保持筒７１内に組付け、最後に押え枠４６を保持枠４５内に組込むようにしている。ここで保持枠４５の前面側の穴の部分に押え枠４６の爪８３を入れて押え枠４６を保持枠４５に対して回転させることによって、爪８３が保持枠４５の係合用リブ７５の傾斜面７６を乗越え、凹所７７に係合させてバヨネット方式の係合による結合を図るようにしている。このときに押え枠４６のスリット８５、８６によって生ずるばね性を利用し、押圧用突部８４によって後側のレンズ４３の背面側を押圧し、これによって保持枠４５に対して３枚のレンズ４１、４２、４３を弾性的に保持させている。
【００６０】
従ってこのようなレンズ装置によれば、３枚のプラスチックレンズ４１、４２、４３間の位置精度が、保持枠４５を介することなくこれらのレンズ４１、４２、４３にそれぞれ設けられているテーパ状凹部５１、テーパ状凸部５７、テーパ状凹部６１、テーパ状凸部６７によって決定することができ、位置決め精度が容易に出る。また複数枚の同一材料から成るプラスチックレンズ４１、４２、４３を組合わせているために、温度特性による膨張が同じようになり、レンズ４１、４２、４３間のずれが生じなくない。またこれらのレンズ４１、４２、４３の材料としてプラスチックを用いることによってコストダウンが図られるとともに、軽量化を同時に達成できる。
【００６１】
またこのようなレンズ装置は、とくに図５および図６に示すように、保持枠４５内に３枚のレンズ４１〜４３を収納し、押え枠４６を背面側から嵌合させて回転させるだけでよく、組立てが非常に容易になるとともに、人手によって容易に組立てができるようになり、自動的な組立て設備を必要としないばかりか、熱加締めの設備も不要になる。また熱加締めを必要としないために、プラスチックレンズ４１、４２、４３に熱ストレスをかけなくて済むようになる。また押え枠４６を組立て方向とは逆方向に回転させて背面側へ引抜くことによって、このレンズ装置が容易に分解できる。従って簡単に修理ができるようになるとともに、場合によってはプラスチックレンズ４１、４２、４３を取外して再利用することもできる。
【００６２】
次に別の実施の形態を図２１によって説明する。この実施の形態は３枚のレンズ４１、４２、４３の半径方向の位置決めを、テーパ状凹部５１、テーパ状凸部５７、テーパ状凹部６１、テーパ状凸部６７によって行なう構成に代えて、レンズ４１、４２、４３の円周方向に延びる位置決め用段部を利用して半径方向の位置決めを行なうものである。
【００６３】
レンズ４１の背面側の部分には凹状の位置決め用段部９１が形成され、レンズ４２の前面側には上記位置決め用段部９１と係合される凸状の位置決め用段部９２が形成される。またレンズ４２の背面側には凹状の位置決め用段部９３が形成される。これに対してレンズ４３の前面側には凸状の位置決め用段部９４が形成される。
【００６４】
従ってレンズ４１の背面側の凹状の位置決め用段部９１とレンズ４２の前面側の凸状の位置決め用段部９２とを互いに係合させてレンズ４１、４２間の位置決めを行なう。またレンズ４２の背面側の凹状の位置決め用段部９３をレンズ４３の前面側の凸状の位置決め用段部９４と係合させる。これによって３枚のレンズ４１、４２、４３の半径方向の位置決めを行なう。なおこれらのレンズ４１〜４３の円周方向の位置決めおよび保持枠４５に対する押え枠４６による固定構造は上記実施の形態と同様である。
【００６５】
従ってこのような構成によれば、４つの位置決め用段部９１〜９４を利用して３枚のレンズ４１〜４３の半径方向の位置決めを行なうことが可能になる。ここでこれらの位置決め用段部９１〜９４はともにレンズ４１〜４３の円周方向に形成される段部である。そしてそれらの嵌合精度によって半径方向の位置決め精度が決定される。このことは逆に言えば、嵌合精度を利用して位置決めの精度を任意に調整することができるようになる。
【００６６】
以上本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願に含まれる発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態はビデオカメラのレンズ装置の内のとくに画枠設定用レンズに適用したものであるが、本願発明はその他各種のレンズ装置、例えばデジタルスチルカメラ等の他の光学機器のレンズ装置にも広く適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本願発明はビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のように複数枚のレンズを組合わせて保持枠に保持するようにしたレンズ装置に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】ビデオカメラのレンズ鏡筒の外観斜視図である。
【００６９】
【図２】可動レンズの移動制御の制御系のブロック図である。
【００７０】
【図３】可動レンズの移動機構を示す原理図である。
【００７１】
【図４】レンズの可動機構の側面図である。
【００７２】
【図５】レンズ装置の分解斜視図である。
【００７３】
【図６】レンズ装置の組立て縦断面図である。
【００７４】
【図７】前方のレンズの正面図である。
【００７５】
【図８】同レンズの縦断面図である。
【００７６】
【図９】中間のレンズの正面図である。
【００７７】
【図１０】同レンズの縦断面図である。
【００７８】
【図１１】後方のレンズの正面図である。
【００７９】
【図１２】同レンズの縦断面図である。
【００８０】
【図１３】保持枠の正面図である。
【００８１】
【図１４】保持枠の底面図である。
【００８２】
【図１５】保持枠の背面図である。
【００８３】
【図１６】図１３におけるＡ−Ａ断面図である。
【００８４】
【図１７】図１３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００８５】
【図１８】図１３におけるＣ−Ｃ断面図である。
【００８６】
【図１９】押え枠の正面図である。
【００８７】
【図２０】同押え枠の縦断面図（図１９におけるＤ−Ｄ断面図）および側面図である。
【００８８】
【図２１】変形例のレンズ装置の組立て断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１‥‥レンズ群（対物レンズ）、２‥‥レンズ群（画枠設定用）、３‥‥レンズ群（補正用）、４‥‥レンズ群（フォーカス用）、５‥‥鏡筒、１０‥‥レンズ装置、１１、１２‥‥支軸、１３‥‥磁気回路、１３ａ、１３ｂ‥‥サーボモータ、１４‥‥可動コイル、１５ａ、１５ｂ‥‥軸支持部、１６‥‥保持枠、１７‥‥可動コイル、１８ａ、１８ｂ‥‥軸支持部、１９‥‥保持枠、２２‥‥マグネット、２３‥‥ＭＲセンサ（画枠設定）、２４‥‥マグネット、２５‥‥ＭＲセンサ（フォーカス用）、３１‥‥撮像素子、３２‥‥Ａ／Ｄ変換器、３３‥‥撮像信号処理回路、３４‥‥検波回路、３５‥‥中央制御ユニット（ＣＰＵ）、３６‥‥メモリ、３７‥‥サーボ回路、４１〜４３‥‥レンズ、４４‥‥固定絞り、４５‥‥保持枠、４６‥‥押え枠、４９、５０‥‥位置決め用突部、５１‥‥テーパ状凹部、５２‥‥リング状突部、５５、５６‥‥位置決め用突部、５７‥‥テーパ状凸部、５８‥‥リング状溝、６１、６２‥‥テーパ状凹部、６５、６６‥‥位置決め用突部、６７、６８‥‥テーパ状凸部、７１‥‥保持筒、７２、７３‥‥切欠き、７４‥‥凹部、７５‥‥係合用リブ、７６‥‥傾斜面、７７‥‥凹所、７８‥‥被ガイド筒、７９‥‥アーム、８０‥‥挿通孔、８３‥‥爪、８４‥‥押圧用突部、８５、８６‥‥スリット、９１‥‥位置決め用段部（凹）、９２‥‥位置決め用段部（凸）、９３‥‥位置決め用段部（凹）、９４‥‥位置決め用段部（凸）
【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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