JP3556727B2 - 変倍光学系のモータ取付け構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、変倍光学系に設けられた複数のモータの取付け構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２つのモータをそれぞれ駆動させることによって２つのレンズ保持枠をそれぞれ独立して光軸方向に進退させてズームを行う変倍光学系が知られている。この変倍光学系には、各レンズ保持枠を光軸方向に移動自在に支持する固定筒が設けられている。固定筒には、各モータからの駆動を各レンズ保持枠に伝達させるためのレンズ移動機構が設けられている。レンズ移動機構は、一般的にモータの駆動をギヤ列の入力側に伝達させ、ギヤ列の出力をリードスクリューに伝達させてレンズ保持枠を直進的に進退させている。
【０００３】
このような変倍光学系では、レンズ送り精度を高めるためにモータを高精度で取り付ける必要がある。そこで、予め位置決め用の取り付け板をモータの数だけ用意しておき、取り付け板をそれぞれ固定筒に取り付けることで、各モータを各レンズ移動機構に高精度に連結していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のモータを備えた変倍光学系の組立作業では、予め各モータを取り付け板に１個ずつ取り付けるサブ組立が必要となる。しかも、これらのモータは合焦用モータと変倍用モータとで働きが異なるため、サブ組立した後に取り付け間違いが生じないように組立の管理を必要としていた。
【０００５】
上記問題点を解決するために、本発明は、複数のモータを取り付ける作業を減らして生産コストの低減を図った変倍光学系のモータ取付け構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、変倍時に駆動される複数のモータを予めベース部材に取り付けておき、このベース部材を固定筒に取り付けることで、簡単に各モータと各駆動系とが連結される。各モータとしては、例えば変倍用モータと合焦用モータである。
【０００７】
また、各モータと各駆動系との連結は、ズムーズに行える方が、ベース部材と固定筒との取り付け作業の効率がアップする。そこで、駆動系の一部であるフォーク部材をベース部材に組み込み、また連結片を固定筒側のレンズ保持枠に設けておき、フォーク部材と連結片との係合によってスムーズな連結を行うようにした。
【０００８】
ところで、フォーク部材と連結片とが光軸方向に沿ってずれていると一々ずれを調節する作業が必要となる。しかも、連結片は、レンズ保持枠が光軸方向に移動自在であるため簡単にずれの調節を行えるのに対し、フォーク部材はリードスクリューのリードにかみ合っているから、簡単にずれを調節することはできない。そこで、フォーク部材に、リードスクリューと平行に配置された回転止め用ガイド棒に挿通される支持部と、リードスクリューのリードに螺子を押し付けている弾性自在なクリップ片とを設け、クリップ片を撓ませて螺子部をリードスクリューのリードから退避させることでずれの調節をスムーズに行えるようにした。そして、フォーク部材と連結片とを光軸方向に沿った所定位置、例えば簡単に位置決めし易い両端のうちの一端側に片寄せしておけばこれらの連結作業が容易となる。
【０００９】
モータとしては、小型、軽量とともに電力消費の少ないステッピングモータが好適である。しかも、ローコスト化を図るために、モータシャフトにリードスクリューを形成し、モータシャフトにそのシャフト方向に沿って自由度を持たせている。通常、このようなモータは、モータ本体に与圧用の板バネを設け、板バネをモータシャフトの端面に背後から当接させてシャフト方向に常に押圧するようにしたタイプが周知である。しかしながら、このようなモータでは、個々の板バネの与圧が異なる。このため、このようなモータを複数個用いた場合には、与圧のバラツキによってリードスクリューを駆動させるトルクにロスが生じ、レンズ送り精度に支障をきたす恐れがある。そこで、個々のモータシャフトの端面を１個のバネ板で当接させるようにした。
【００１０】
【実施例】
図１は、画像入力装置１０を示す。画像入力装置１０は、透過又は反射原稿の画像を変倍光学部を通してＣＣＤで読み取り、得られた３色の画像信号をビデオ信号、例えばＮＴＳＣ信号として映像出力端子１１から出力する。ネガフイルム１２の画像を読み取る場合には、同図に示すように、脚１３，１４を半開にして本体１５を安定させた後に、ネガフイルム１２をセットしたキャリア１６をスロット１７に差し込んで使用する。なお、反射原稿、例えばプリント写真の画像を読み取る場合には、ランプハウス１８，１９を開いた後に、脚１３，１４を全開にして倒立させて使用する。
【００１１】
本体１５には、前面にピント調節用のボタン群２０とズームボタン群２１とが配置されている。ピント調節は、通常はオートボタン２２を操作してオートフォーカス機構を作動させておけば操作する必要はないが、ビデオカメラとして立体物等を撮る場合には、前ピンボタン２３、あるいは後ピンボタン２４を操作して行う。ズームは、テレボタン２５、あるいはワイドボタン２６を操作する。
【００１２】
図２に示すように、ランプ２７，２８から放たれた光は、スロット１７に差し込まれたネガフイルムのコマを背後から照明する。照明されたコマの画像は、変倍光学部２９によってＣＣＤ３０の結像面３０ａに結像される。変倍光学部２９は、本体１５の内部にレンズの光軸２９ａをネガフイルムと直交する方向に合わせて配置されている。
【００１３】
変倍光学部２９は、図３に示すように、固定筒３３、後群レンズ保持枠３４、前群レンズ保持枠３５、レンズカバー３６、及びモータユニット３７等で構成されており、モータユニット３７に取り付けられた２つのモータ３８，３９をそれぞれ駆動させることによって後群レンズ保持枠３４と前群レンズ保持枠３５とを独立して光軸２９ａの方向に進退させてズームを行うようにしている。
【００１４】
固定筒３３には、前面、後面、及び上面にそれぞれ開口４０，４１，４２が形成されている。前面の開口４０には、レンズカバー３６がビスで固定され、また、後面の開口４１には背後からＣＣＤ３０がビスで固定される。そして、固定筒４２の後面内壁４３とレンズカバー３６の内壁との間には、３本の直線ガイド棒４４〜４６が支持される。
【００１５】
前群レンズ保持枠３５は合焦用レンズで、外周に２つの支持部４７，４８、スリット板４９、及び連結片５０が一体に形成されており、２つの支持部４７，４８に挿通されるガイド棒４５，４６により回転規制を受けながら光軸２９ａの方向に移動自在に支持される。スリット板４９は、固定筒３３の内部に突出して設けられた原点位置検出用の馬蹄形フォトセンサー５１で検出される。連結片５０は、長手方向をレンズの光軸２９ａに直交する方向に合わせた平板形状となっており、これにはモータユニット３７から直進的な駆動が伝達される。
【００１６】
後群レンズ保持枠３４は変倍用レンズで、外周に２つの支持部５２，５３、スリット板５４、及び、連結片５５が一体に形成されており、２つの支持部５２，５３に挿通されるガイド棒４４，４６により回転規制を受けながら、前群レンズ保持枠３５の背後で移動自在に支持される。スリット板５４は、固定筒３３の内部に突出して設けられた原点位置検出用の馬蹄形フォトセンサーで検出される。連結片５５は、長手方向をレンズの光軸２９ａに直交する方向に合わせた平板形状となっており、これにはモータユニット３７から直進的な駆動が伝達される。前群レンズ保持枠３５と後群レンズ保持枠３４とをそれぞれガイド棒４４〜４６の先端側（レンズカバー３６側）に片寄せすると、各連結片５０，５５が光軸２９ａの方向において同じ位置となる。
【００１７】
後群レンズ保持枠３４には、後群レンズを構成するレンズ間に絞り基板５７が取り付けられている。絞り基板５７は、長手方向を光軸２９ａに対して直交する方向に向けた平板形状となっており、光軸２９ａの上に絞り機構が、また、光軸２９ａから離れた位置に絞り機構を駆動させるアイリスモータ５８がそれぞれ組み込まれている。アイリスモータ５８には、本体１５側の露出機構等の出力に応じて、アイリスモータ５８に動作信号を与えるためのフレキシブルプリント基板５９の一端が固定されている。フレキシブルプリント基板５９は、他端が固定筒３３の後面の開口を介して本体１５の内部の露出機構等に接続される。
【００１８】
モータユニット３７は、図４に示すように、ベース６０、後群レンズ用モータ３８、前群レンズ用モータ３９、２本のガイド棒６１，６２、及び２個のリード従動部材６３，６４等で構成されており、固定筒３３の上方の開口４２にビスで取り付けられる。後群レンズ用モータ３８は、本体１５に設けられた制御部から得られるパルス信号に応じて後群レンズ保持枠３４を移動させる変倍用のステッピングモータであり、また、前群レンズ用モータ３９は、制御部から得られるパルス信号に応じて前群レンズ保持枠３５を移動させる合焦用のステッピングモータである。
【００１９】
これらのモータ３８，３９は、小型、軽量とともに、ローコスト化を図るために、モータシャフトにリードスクリュー６５，６６を形成し、これらモータシャフトにそれぞれシャフト方向に沿って自由度を持たせている。そして、各モータシャフトに与圧を与えるために、モータ３８，３９の内部には、モータシャフトの端面に背後から当接する弾性自在な板バネが設けられている。
【００２０】
ベース６０は、断面コの字形状に折り曲げ成形されており、対向する側面６７，６８が光軸２９ａに対して直交する向きで、且つ断面コの字形状の開放側を固定筒３３に向けて取り付けることで固定筒３３の内部を遮光する。
【００２１】
ベース６０の対向する側面６７，６８には、２本のリードスクリュー６５，６６の両端と２本のガイド棒６１，６２の両端とをそれぞれ支持するために、４つの開口６９〜７６が形成されている。リードスクリュー６５，６６用の開口６９，７２，７３，７６には、軸受７７〜８０がそれぞれ嵌め込まれる。各モータ３８，３９は、一方側の側面６７の軸受７７，７８にリードスクリュー６５，６６を挿通し、挿通したリードスクリュー６５，６６の先端を他方側の軸受７９，８０に支持させることで、ベース６０に対して正しく位置決めが行われ、その後、一方側の側面６７に内側からビスで固定される。
【００２２】
リード従動部材６３，６４には、ガイド棒６１，６２が挿通される支持部８１，８２が一体に形成されている。支持部８１，８２の周りには、突出してリードスクリュー用係合部８３，８４とフォーク部８５，８６とが一体に形成されている。リードスクリュー用係合部８３，８４は、リードスクリュー６５，６６を両側から挟み付ける螺子部８７，８８とクリップ片８９，９０とから構成されている。螺子部８７，８８は、半円に切り欠かれた溝にリードスクリュー６５，６６のリードに合わせて螺子が刻まれている。クリップ片８９，９０は、一部を切り欠いて弾性自在とされており、リードスクリュー６５，６６を片側から押圧してリードスクリュー６５，６６のリードを螺子部８７，８８に押し付けている。フォーク部８５，８６は、光軸２９ａの方向に所定間隔隔てて並んだ一対の爪とされている。これらの一対の爪の間には、各レンズ保持枠３４，３５の連結片５０，５５が嵌入される。
【００２３】
次に上記構成の作用を説明する。変倍光学部２９の組立は、先ずモータユニット３７の組立から行われる。モータユニット３７の組立は、ベース６０の加工から開始される。ベース６０の加工は、素材を打ち抜いてベース６０の展開形状、及び各開口６９〜７６とを形成する打ち抜き工程と、打ち抜いた素材を断面コの字形状に折り曲げて両側面６７，６８を成形する折り曲げ工程とからなる。
【００２４】
折り曲げ工程では、２本のガイド棒６１，６２を所定位置にセットしておき、折り曲げながらガイド棒６１，６２の両端を両側面６７，６８の開口７０，７１，７４，７５に圧入する。このとき、ガイド棒６１，６２には、予めリード従動部材６３，６４の支持部８１，８２が挿通されている。
【００２５】
完成したベース６０には、両側面６７，６８の開口６９，７２，７３，７６にそれぞれ軸受７７〜８０が嵌め込まれる。その後、一方側の側面６７の軸受７７，７８にリードスクリュー６５，６６を挿通し、挿通したリードスクリュー６５，６６の先端を他方側の軸受７９，８０に支持させる。このとき、互いのリードスクリュー６５，６６をリード従動部材６３，６４の螺子部８７，８８とクリップ片８９，９０との間に挿通しておく。最後に、一方側の側面６７に２つのモータ３８，３９をそれぞれビスで内側から固定することで、モータユニット３７の組立が完了する。
【００２６】
組立が完了したモータユニット３７は、その後の作業効率を考慮して、リード従動部材６３，６４をガイド棒６１，６２に沿った他方側の側面６８に当接する位置まで片寄せしておく。この操作は、フォーク８５，８６を持ってクリップ片８９，９０を撓ませるように回転させれば、螺子部８７，８８がリードスクリュー６５，６６のリードから離れるため、その後にガイド棒６１，６２に沿って移動させれば簡単に行える。
【００２７】
変倍光学部２９の組立は、先ず、固定筒３３の内部の後面内壁４３に３本のガイド棒４４〜４６の一端を嵌め込む。その後、ガイド棒４４，４６に支持部５２，５３を挿通しながら後群レンズ保持枠３４を組み込む。次に、同じようにガイド棒４５，４６に支持部４７，４８を挿通しながら前群レンズ保持枠３５を組み込んで、レンズカバー３６を取り付けることで、３本のガイド棒４４〜４６の他端が支持される。このとき、作業効率を考慮して、各レンズ保持枠３４，３５をガイド棒４４〜４６に沿ったレンズカバー３６の側に片寄せしておく。
【００２８】
その後は、フレキシブルプリント基板５９の一端を固定筒３３の後面４１の開口を通して挿通させておき、また、２個のフォトセンサー５１，５６とＣＣＤ３０とを固定筒３３に取り付ける。そして、最後にモータユニット３７を固定筒３３の上方の開口４２に被せるように取り付けてビスで固定する。この取り付けは、各モータ３８，３９を固定筒３３の後面４１に向けた姿勢で行う。このとき、モータユニット３７の側では、予めリード従動部材６３，６４を他方側の側面６８に片寄せしており、また固定筒３３の側では、各レンズ保持枠３４，３５をレンズカバー３６の方向に片寄せしているから、モータユニット３７を固定筒３３に取り付けることで、自然にフォーク８５，８６が連結片５５，５０に係合する。
【００２９】
上記実施例では、モータ３８，３９の各シャフトに与圧を与えるために、各モータ３８，３９の内部に設けた板バネによってモータシャフトの端面に背後から与圧を与えるようにしているが、個々の板バネの与圧が異なるため、与圧のバラツキによってリードスクリュー６５，６６を駆動させるトルクにロスが生じ、レンズ送り精度に支障をきたす恐れがある。そこで、個々のモータ３８，３９の内部に設けた板バネの代わりに、図５に示すように、両端に弾性自在なバネ片９３ａ，９３ｂを一体に設けた１個の板バネ９３で各モータ９４，９５のシャフト端面６５ａ，６６ａに背後から与圧を与えるようにしてもよい。
【００３０】
以上の説明は、モータ及びレンズ保持枠とを２個ずつ備えた変倍光学系についての例であるが、本発明ではモータやレンズ保持枠の数を２個に限定することなく、複数であればよい。また、本発明の変倍光学系はビデオカメラやスチルカメラ、さらには写真用カメラ等にも採用することができるのはいうまでもない。さらに、上記実施例では、前群レンズを合焦用レンズ、また後群レンズを変倍用レンズとした構成としてるが、本発明ではこれに限らず、例えば２群レンズ構成では前群レンズを変倍用レンズ、後群レンズを合焦用レンズにしていもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、変倍時に駆動される複数のモータを予め取り付けたモータユニットと、に全部取り付けたから、全部のモータをいっぺんに取り付けることができ、従来技術で説明したように、一々モータを取り付けるのと比較して取り付け作業の工数が削減でき、しかも各々の管理を必要としないから生産コストの低減や取り付け間違い等の作業ミスの低減を図ることができる。
【００３２】
また、請求項２記載の発明では、各モータにそれぞれ使用したステッピングモータの各軸の端面を軸方向にそれぞれ付勢する板バネを、モータユニットに設けたから、個々に与圧を与えるのと比較して与圧のバラツキが減少でき、リードスクリューを駆動させるトルクにロスが生じないため、レンズ送り精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の変倍光学部を用いた画像入力装置の斜視図である。
【図２】画像入力装置に組み込まれた変倍光学部の概略説明図である。
【図３】変倍光学部の分解斜視図である。
【図４】変倍光学部に用いられるモータユニットの分解斜視図である。
【図５】１個の板バネで各モータシャフトに与圧を与える実施例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ 画像入力装置
２９ 変倍光学部
３３ 固定筒
３４ 後群レンズ保持枠
３５ 前群レンズ保持枠
３７ モータユニット
３８，９４ 後群レンズ用モータ
３９，９５ 前群レンズ用モータ
６３，６４ リード従動部材
８５，８６ フォーク
９３ 板バネ

Claims (2)

1. 変倍駆動用の複数のモータの出力軸となっている、前記モータと同じ数だけ設けられたリードスクリューと、前記リードスクリューの螺子に係合する螺子部と前記螺子を螺子部に向けて付勢するクリップ片とを有し前記リードスクリューの回転により前記螺子のリードに従って移動するとともに前記クリップ片を弾性変形させることで前記リードスクリューの軸方向に移動自在となる、前記リードスクリューと同じ数だけ設けられたリード従動部材とを備え、前記各リードスクリューが平行に並ぶように前記モータをベースに取り付けたモータユニットと、
   前記モータと同じ数だけ光軸方向に沿って並べて配置される複数のレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠の各々を光軸方向に移動自在にガイドするガイド部材と、前記各レンズ保持枠に設けられ各レンズ保持枠を光軸方向のうちの一方に寄せたときに光軸方向において同じ位置に揃う連結片とを有しており、前記ガイド部材とレンズ保持枠とを一体的に取り付けた固定筒と、を備え、
   前記リード従動部材とレンズ保持枠とを前記一方に寄せた状態で前記リードスクリューが光軸に平行になるように前記モータユニットを固定筒に取り付けることで、前記各リード従動部材に設けたフォーク部に前記連結片の各々が同時に連結されることを特徴とする変倍光学系のモータ取り付け構造。
2. 前記各モータにステッピングモータを使用するとともに、前記各モータの軸の端面をその軸方向に付勢する板バネを前記モータユニットに設けたことを特徴とする請求項１記載の変倍光学系のモータ取付け構造。

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