JP2009151038A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ鏡筒の全長を大きくすることなく温度上昇によるピント変動を少なくする。
【解決手段】光学機器は、アクチュエータ１２を制御して変倍レンズＬ２を移動させる制御手段２３２と、該光学機器の温度を検出する温度検出手段１６とを有する。制御手段は、検出された温度が第１の温度である場合に変倍レンズのテレ端位置を第１の位置に設定し、検出された温度が第１の温度より高い第２の温度である場合にテレ端位置を第１の位置よりもワイド側の第２の位置に設定する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、倍率レンズを移動させて変倍を行うことが可能なデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、交換レンズ等の光学機器に関する。

上記のような光学機器では、フォーカスレンズや変倍レンズ（バリエータ）といった可動レンズをステッピングモータ等のアクチュエータによって移動させることで焦点調節や変倍を行う場合が多い。

一般に可動レンズをステッピングモータ等のパルス駆動式アクチュエータによって駆動する場合は、該可動レンズの駆動制御方式として、オープンループ制御方式が採用されることが多い。オープンループ制御方式では、可動レンズが基準位置（リセット位置）に位置した状態からアクチュエータに与えた駆動パルス信号のパルス数をカウントすることで可動レンズの移動量、つまりは位置の情報を得ることができる。オープンループ制御方式の採用により、移動する可動レンズの位置を随時検出するための検出器が不要となり、また、制御系の構成がクローズドループ制御方式の制御系に較べて簡単かつ小型で済む。

図８には、変倍を行う際に至近及び無限遠の被写体に対してピントが合った状態を維持するためのバリエータの位置（横軸）とフォーカスレンズの位置（縦軸）との関係を２本の曲線で示している。これら曲線を、以下カム軌跡と称する。

図８の横軸上の「Ｗｉｄｅ」及び「Ｔｅｌｅ」がそれぞれ、バリエータ用アクチュエータの制御によってバリエータを移動させることが可能なワイド端位置及びテレ端位置である。また、縦軸上の「至近」と「無限」がそれぞれ、フォーカスレンズ用アクチュエータの制御によってフォーカスレンズを移動させることが可能な至近端位置及び無限端位置である。これらワイド端位置、テレ端位置、至近端位置及び無限端位置は、バリエータ及びフォーカスレンズの制御上の可動範囲の端であり、各制御上の可動範囲端の外側に機械的な可動範囲の端（メカ端）がある。

被写体距離が無限遠である場合、カム軌跡（フォーカスレンズ位置）は、バリエータの位置（以下、ズーム位置という）がワイド端位置からミドル位置に移動する際にはなだらかに至近側に変化する。そして、ズーム位置がミドル位置からテレ端位置に向かって変化すると、カム軌跡は無限側に大きく変化する。被写体距離が至近（ここでは、１０００ｍｍ）である場合も、同様である。

このように、カム軌跡は、ズーム位置がミドル位置からテレ端位置までの間でかなり急峻な傾きとなることが一般的である。そして、該傾きが最も急峻となるのは、ズーム位置がテレ端位置の近傍からテレ端位置に向かって移動し、かつ被写体距離が無限の場合である。このときのカム軌跡の傾きを、［ｄｙ／ｄｘ］と表す。［ｄｙ／ｄｘ］の値が大きいということは、バリエータの移動に対してフォーカスレンズを大きく移動させなければピントがずれることを意味する。

ところで、光学機器のレンズ鏡筒では、レンズを保持するレンズ保持枠やレンズ保持枠を移動可能に又は固定的に支持する支持部材といった構造部材がプラスチック材料を用いて製作される場合が多い。

ただし、プラスチック材料は、温度変化に対する寸法の変動が大きい。このため、プラスチック材料を使用したレンズ鏡筒では、オープンループ制御方式によりカム軌跡に従う位置にバリエータ及びフォーカスレンズを移動させても、温度変化によるレンズや支持部材の伸縮によって焦点距離が変化することにより、ピントずれが発生する。

特許文献１には、光学機器の温度情報に基づいてカム軌跡を補正する、つまりはフォーカスレンズの位置を補正することで、温度変化に伴うピント変動を少なくする光学機器が開示されている。
特許第３５８１５１３号公報

ここで、光学機器の光学倍率の高倍化とレンズ鏡筒の小型化を進むにつれて、カム軌跡におけるテレ端位置近傍の傾き［ｄｙ／ｄｘ］がより急激となる。

具体的には、例えば、光学倍率が２０〜３５倍程度であると傾き［ｄｙ／ｄｘ］は−１０〜−１２程度であるが、光学倍率が４０倍程度になると傾き［ｄｙ／ｄｘ］は−１３〜−３０程度に増加する。

後者の場合、カム軌跡によってバリエータ及びフォーカスレンズの位置が制御される光学機器では、温度変化による構造部材の伸縮によってバリエータのテレ端位置が多少でもずれると、そのずれ量の約３０倍の量だけフォーカスレンズを移動させる必要がある。

図７には、従来の凸凹凸凸構成の変倍光学系を有するズームレンズ鏡筒を示す。Ｌ１は前玉レンズ、Ｌ２はバリエータ、Ｌ３は固定レンズ、Ｌ４はフォーカスレンズである。バリエータＬ２はテレ端位置に、フォーカスレンズＬ４は無限位置に制御されている。

この状態で、前玉レンズＬ１とバリエータＬ２との距離を２０ｍｍとし、温度が常温２０℃から５０℃に３０℃上昇したとする。レンズ鏡筒の構造部材（プラスチック）の線膨張係数を７×１０^−５（＝０．００００７）とすると、前玉レンズＬ１とバリエータＬ２との距離（Ｌ１−Ｌ２）は以下のように変化する。

［２０℃のとき］Ｌ１−Ｌ２＝２０ｍｍ
［５０℃のとき］Ｌ１−Ｌ２＝２０ｍｍ＋（２０×３０×０．００００７）ｍｍ
＝２０．０４２ｍｍ
つまり、上記温度上昇によって前玉レンズＬ１とバリエータＬ２との距離（Ｌ１−Ｌ２）は０．０４２ｍｍだけ延びる。

テレ端近傍でのカム軌跡の傾き［ｄｙ／ｄｘ］が−３０であると、バリエータＬ２が０．０４２ｍｍだけ超テレ方向に移動しただけでも、フォーカスレンズＬ４を、その３０倍の１．２６ｍｍも像面側に移動させなければピントが合った状態を維持できない。このことは、フォーカスレンズＬ４を保持するレンズ保持枠４とその像面側に配置された固定筒５との間に、常温でのテレ端かつ無限端でのフォーカスレンズ位置から像面側に１．２６ｍｍより大きいクリアランス４５′，４６′を設ける必要があることを意味する。したがって、レンズ鏡筒のメカ的な全長が大きくなり、光学機器の小型化を妨げる。

本発明は、レンズ鏡筒の全長を大きくすることなく温度上昇によるピント変動を少なくすることができるようにした光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光学機器は、アクチュエータを制御して変倍レンズを移動させる制御手段と、該光学機器の温度を検出する温度検出手段とを有する。そして、制御手段は、検出された温度が第１の温度である場合に変倍レンズのテレ端位置を第１の位置に設定し、検出された温度が第１の温度より高い第２の温度である場合にテレ端位置を第１の位置よりもワイド側の第２の位置に設定することを特徴とする。

本発明では、温度の上昇に応じて変倍レンズの制御上のテレ端位置をワイド側に変更することで焦点距離がテレ端での設定値よりも長くなることを回避する。これにより、フォーカスレンズを移動させることなく温度上昇によるピントずれを少なくすることができる。フォーカスレンズを移動させる必要がないので、フォーカスレンズと光学機器の構造部材との間のクリアランスを小さくすることができ、この結果、光学機器を小型化することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１Ａ〜図１Ｃには、本発明の実施例である光学機器としてのビデオカメラ（撮像装置）の構成を示している。図１Ａは、ズーム位置がテレ端位置で、フォーカス位置が無限端位置である状態を、図１Ｂは、ズーム位置がワイド端位置で、フォーカス位置が無限端位置である状態を示している。また、図１Ｃは、ズーム位置及びフォーカス位置がリセット位置である状態を示している。

これらの図において、物体側から像面側に順に、Ｌ１は固定の第１レンズユニット、Ｌ２は光軸方向に移動することにより変倍を行う第２レンズユニット（変倍レンズとしてのバリエータ）である。Ｌ３は固定の第３レンズユニット、Ｌ４は光軸方向に移動することにより焦点調節を行う第４レンズユニット（フォーカスレンズ）である。なお、第１レンズユニットＬ１は正（凸）レンズユニットであり、第２レンズユニットＬ２は負（凹）レンズユニットである。また、第３レンズユニットＬ３は正（凸）レンズユニットであり、第４レンズユニットＬ４は、正（凸）レンズユニットである。本実施例では、第４レンズユニットＬ４が第２レンズユニットＬ２よりも像面側に配置されたリアフォーカスタイプの変倍光学系が構成されている。

１は第１レンズユニットＬ１を保持する第１鏡筒、２は第２レンズユニットＬ２を保持するズーム移動枠である。３は第３レンズユニットＬ３を保持する第３鏡筒であり、４は第４レンズユニットＬ４を保持するフォーカス移動枠である。

ズーム移動枠２には、光軸方向に延びるスリーブ２１とＵ溝部２２とが形成されている。また、ズーム移動枠２には、遮光部２３が形成されている。

フォーカス移動枠４には、光軸方向に延びるスリーブ４１とＵ溝部４２とが形成されている。また、フォーカス移動枠４には、遮光部４３が形成されている。

５は撮像素子ユニット６が固定された撮像素子ホルダである。撮像素子ユニット６は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子と赤外／ローパスフィルタ等の光学フィルタとを含む。

７ａ、７ｂはガイドバーであり、これらの両端は第１鏡筒１と第３鏡筒３により保持されている。また、８ａ、８ｂはガイドバーであり、これらの両端は第３鏡筒３と撮像素子ホルダ５により保持されている。

ズーム移動枠２のスリーブ２１は、ガイドバー７ａに光軸方向に移動可能に係合し、これによりズーム移動枠２が光軸方向にガイドされる。また、ズーム移動枠２のＵ溝部２２はガイドバー７ｂに光軸方向に移動可能に係合し、これによりズーム移動枠２のガイドバー７ａ周りでの回転が阻止される。

フォーカス移動枠４のスリーブ４１は、ガイドバー８ａに光軸方向に移動可能に係合し、これによりフォーカス移動枠４は光軸方向にガイドされる。また、フォーカス移動枠４のＵ溝部４２は、ガイドバー８ｂに光軸方向に移動可能に係合し、これによりフォーカス移動枠４のガイドバー８ａ周りでの回転が阻止される。

９は２枚の絞り羽根（図示せず）を光軸と直交する面内で互いに逆方向に移動させて、光学系の開口径を変化させる絞りユニットである。２枚の絞り羽根のうち一方には、いわゆる小絞り回折による画質劣化を防止するためにＮＤフィルタ（図示せず）が貼り付けられている
１０はフォトインタラプタであり、フォーカス移動枠４の基準位置検出器として機能する。フォトインタラプタ１０は、投光素子と受光素子（いずれも図示せず）とを有する。これら投光素子と受光素子の間の空間にフォーカス移動枠４に設けられた遮光部４３が入り込み、投光素子から受光素子に向かう光が遮断されることで、後述するＣＰＵは、フォーカス移動枠４が絶対位置としての基準位置にあることを検出することができる。

１１はフォトインタラプタであり、ズーム移動枠２の基準位置検出器として機能する。フォトインタラプタ１１は、投光素子と受光素子（いずれも図示せず）とを有する。これら投光素子と受光素子の間の空間にズーム移動枠２に設けられた遮光部２３が入り込み、投光素子から受光素子に向かう光が遮断されることで、ＣＰＵは、ズーム移動枠２が絶対位置としての基準位置にあることを検出することができる。

１２はステッピングモータにより構成されるズームモータであり、第２レンズユニットＬ２を光軸方向に駆動する。また、１３はステッピングモータにより構成されるフォーカスモータであり、第４レンズユニットＬ４を光軸方向に駆動する。ズームモータ１２及びフォーカスモータ１３はそれぞれ、不図示のビスにより第１鏡筒１及び撮像素子ホルダ５に固定される。

これらモータ１２、１３は、回転力を発生するモータ本体１２ａ、１３ａと、モータ本体１２ａ、１３ａからの回転力によって回転駆動されるリードスクリュウ１２ｂ、１３ｂとを有する。

１４ａ、１５ａはラックであり、ズーム移動枠２及びフォーカス移動枠４に設けられたラック取り付け部２４、４４に取り付けられている。ラック１４ａ、１５ａはそれぞれ、リードスクリュウ１２ｂ、１３ｂに噛み合っている。

１４ｂ、１５ｂはラックばねであり、ラック１４ａ、１５ａをそれぞれラック取り付け部２４、４４に対して光軸方向物体側に付勢して、ラック１４ａ、１５ａのズーム移動枠２及びフォーカス移動枠４に対する光軸方向でのガタを除去する。また、ラックばね１４ｂ、１５ｂは、ラック１４ａ、１５ａをリードスクリュウ１２ｂ、１３ｂとの噛み合いが深くなる方向に付勢する。

このような構成において、リードスクリュウ１２ｂ、１３ｂの回転はラック１４ａ、１５ａによって光軸方向への動きに変換される。これにより、ズーム移動枠２（第２レンズユニットＬ２）及びフォーカス移動枠４（第４レンズユニットＬ４）が光軸方向に駆動される。

なお、本実施例では、ズーム移動枠２及びフォーカス移動枠４を駆動するアクチュエータとしてステッピングモータを使用するが、ＤＣモータ、振動型モータ（回転型やリニア型）及びＶＣＭ（ボイスコイルモータ）等の他のアクチュエータを用いることもできる。また、ズーム移動枠２及びフォーカス移動枠４の位置を検出するために、フォトインタラプタ以外のエンコーダを用いてもよい。

なお、Ｄ１は撮像素子ユニット６の撮像素子取付け面から第１レンズユニットＬ１までの距離である。Ｄ２は撮像素子取付け面からテレ端位置、ワイド端位置及び基準位置にある第２レンズユニットＬ２までの距離である。Ｄ３は撮像素子取付け面から第３レンズユニットＬ２までの距離である。Ｄ４は撮像素子取付け面から無限端位置、至近端位置及び基準位置にある第４レンズユニットＬ４までの距離である。Ｄ５は第１レンズユニットＬ１とテレ端位置にある第２レンズユニットＬ２までの距離である。

図２には、本実施例のビデオカメラの電気的構成を示している。２３２は制御手段としてのＣＰＵであり、ビデオカメラ全体の制御を司る。２２２はズームドライバであり、ＣＰＵ２３２からの信号に応じてズームモータ１２を回転動作させる。また、２２３はフォーカスドライバであり、ＣＰＵ２３２からの信号に応じてフォーカスモータ１３を回転動作させる。

ＣＰＵ２３２は、ビデオカメラに設けられた不図示の電源スイッチが投入（ＯＮ）されると、以下のようなレンズ初期位置セット動作を行う。まず、ＣＰＵ２３２は、ズーム及びフォーカスドライバ２２２、２２３を介してズーム及びフォーカスモータ１２、１３を回転動作させ、ズーム及びフォーカス移動枠２、４をフォトインタラプタ１１、１０の方向に移動させる。そして、遮光部２３、４３がフォトインタラプタ１１、１０の投光素子と受光素子との間の空間に入り込んで受光素子からの信号が絶たれることで、ズーム及びフォーカス移動枠２、４がそれぞれの基準位置（リセット位置）に駆動されたことを検出する。

この後、ＣＰＵ２３２は、ズーム及びフォーカスモータ１２、１３を回転動作させてズーム及びフォーカス移動枠２、４をそれぞれ像面方向及び物体方向に設定された初期ズーム位置（テレ端位置）及び初期フォーカス位置（至近端位置）まで移動させる。基準位置から初期ズーム位置及び初期フォーカス位置までの移動量は、ズーム及びフォーカスモータ１２、１３に与える駆動パルス信号のパルス数として予めＣＰＵ２３２内のメモリ２３２ａに記憶されている。以上のレンズ初期位置セット動作が開始されてから（電源スイッチがＯＮされてから）完了するまでの時間を、レンズ初期位置セット時間という。

なお、ズーム移動枠２とフォーカス移動枠４のレンズ初期位置セット動作は、並行して行ってもよいし、一方を先に他方を後に行ってもよい。

２２４は絞りドライバであり、ＣＰＵ２３２からの信号に応じて絞りユニット９に開閉動作を行わせる。

２２８はカメラ信号処理回路であり、撮像素子ユニット６からの出力に対して増幅やガンマ補正等の処理を行い、映像信号を生成する。映像信号は、図示しないディスプレイデバイスに送られて表示される。また、映像信号は、ＡＥ（自動露出）ゲート２２９及びＡＦ（オートフォーカス）ゲート２３０に送られる。

ＡＥゲート２２９では、映像全体のうち使用者又はＣＰＵ２３２が選択した測光領域の輝度成分を映像信号から抽出してＣＰＵ２３２に送る。ＣＰＵ２３２は、該輝度成分に基づいて絞りユニット９の開口径やカメラ信号処理回路２２８での処理パラメータを制御して、適切な明るさを有する映像信号を生成させる。

ＡＦゲート２３０は、映像全体のうち使用者又はＣＰＵ２３２が選択したＡＦ領域の高周波成分を映像信号から抽出してＡＦ信号処理回路２３１に送る。

ＡＦ信号処理回路２３１は、ＡＦゲート２３０からの高周波成分からＡＦ評価値信号を生成してＣＰＵ２３２に送る。ＣＰＵ２３２は、ＡＦ評価値信号がピークとなる合焦位置を探索するようにフォーカスドライバ２２３及びフォーカスモータ１３を介して第４レンズユニットＬ４を移動させる。これにより、ＡＦが行われる。

２３３はズーム操作部材としてのズームスイッチであり、使用者による操作に応じてテレ側又はワイド側へのズーム（変倍）を指示するためのズーム指令信号を出力する。

２３４はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して合焦状態を維持するためのズームトラッキングデータ（カム軌跡データ）を記憶している。ズームトラッキングデータは、被写体距離と第２レンズユニットＬ２の位置に応じた第４レンズユニットＬ４の位置を示すデータである。

例えば、ズームスイッチ２３３が操作されると、ＣＰＵ２３２は、ズームドライバ２２２及びズームモータ１２を介して第２レンズユニットＬ２を移動させる。このとき、ＣＰＵ２３２は、ズームトラッキングデータに基づいて算出した第２レンズユニットＬ２と第４レンズユニットＬ４の位置関係が保たれるように、フォーカスドライバ２２３及びフォーカスモータ１３を介して第４レンズユニットＬ４を移動させる。

ＣＰＵ２３２は、前述した基準位置に第２及び第４レンズユニットＬ２、Ｌ４が移動した時点からのズーム及びフォーカスモータ１２、１３に与えられた駆動パルス信号のパルス数をカウントする。これにより、ＣＰＵ２３２は、第２レンズユニットＬ２の位置（ズーム位置）と第４レンズユニットＬ４の位置（フォーカス位置）を検出することができる。そして、ＣＰＵ２３２は、該検出されるズーム及びフォーカス位置がズームトラッキングデータをトレースするように第２及び第４レンズユニットＬ２、Ｌ４の移動（モータ１２、１３の回転）を制御する。これにより、変倍に際して合焦状態を維持することができる。

１６はサーミスタ等の温度センサ（温度検出手段）であり、その出力は、随時、ＣＰＵ２３２に取り込まれる。これにより、ＣＰＵ２３２は、ビデオカメラ（第１鏡筒１及び撮像素子ホルダ５等により構成されるレンズ鏡筒部）の温度を検出することができる。

図３には、ズーム移動枠２の位置（Ｚレンズ位置）とフォーカス移動枠４の位置（Ｆレンズ位置）を制御するためのズームトラッキングデータ（カム軌跡）を示す。横軸は、ワイド端位置からテレ端位置までのＺレンズ位置を、縦軸は無限端位置から至近端位置までのＦレンズ位置を示す。

カーブ７０は、被写体距離が無限遠である場合のＺレンズ位置とＦレンズ位置を示す。また、カーブ７１は、被写体距離が至近（１０００ｍｍ）である場合のＺレンズ位置とＦレンズ位置を示す。

７２はズーム移動枠２に設けられた遮光部２３がフォトインタラプタ１１の投光素子と受光素子との間の空間に対して出入り（アウト、イン）することで切り換るフォトインタラプタ１１の出力を示す。７３はフォーカス移動枠４に設けられた遮光部４３がフォトインタラプタ１０の投光素子と受光素子との間の空間に対して出入り（アウト、イン）することで切り換るフォトインタラプタ１０の出力を示す。各フォトインタラプタの出力がＨｉ→Ｌｏｗに切り換る位置（ズームＲＥＳＥＴ、フォーカスＲＥＳＥＴ）がそれぞれ、Ｚレンズ位置とＦレンズ位置の位置（移動量）を検出するためのパルスカウントの基準位置となる。

また、図３において、横軸上の「ワイド端」及び「テレ端」がそれぞれ、ズームモータ１２の制御によって第２レンズユニットＬ２を移動させることが可能なワイド端位置及びテレ端位置である。また、縦軸上の「至近」と「無限」がそれぞれ、フォーカスモータ１３の制御によって第４レンズユニットＬ４を移動させることが可能な至近端位置及び無限端位置である。これらワイド端位置、テレ端位置、至近端位置及び無限端位置（点線で示す）は、第２及び第４レンズユニットＬ２、Ｌ４の制御上の可動範囲の端である。各制御上の可動範囲端の外側に、実線で示した機械的な可動範囲の端（メカ端）がある。

ＺｂはズームＲＥＳＥＴからテレ端位置までの第２レンズユニットＬ２の所定移動量である。ＦｂはフォーカスＲＥＳＥＴから至近端位置までの第４レンズユニットＬ４の所定移動量である。これらの所定移動量Ｚｂ、Ｆｂは、ズームモータ１２及びフォーカスモータ１３に与えられる駆動パルス信号のパルス数としてＣＰＵ２３２内のメモリ２３２ａに記憶されている。

図４には、メモリ２３２ａに記憶された所定移動量Ｚｂのデータテーブルである。横軸は温度センサ１６により検出されたビデオカメラ（レンズ鏡筒部）の温度Ｔである。縦軸は該検出された温度に対して変化する所定移動量Ｚｂを示す。

この図から分かるように、検出温度Ｔが第１の温度（常温：例えば２０℃）Ｔ１である場合は、所定移動量Ｚｂは第１の移動量Ｚｂ１に設定される。これにより、検出温度Ｔが第１の温度Ｔ１である場合には、第２レンズユニットＬ２の制御上のテレ端位置は第１の位置Ｐ１に設定されることになる。また、検出温度Ｔが第１の温度Ｔ１より高い第２の温度Ｔ２である場合は、所定移動量Ｚｂは第１の移動量Ｚｂ１より小さい第２の移動量Ｚｂ２に設定される。これにより、検出温度Ｔが第２の温度Ｔ２である場合には、第２レンズユニットＬ２の制御上のテレ端位置は、第１の位置Ｐ１よりもワイド側の第２の位置Ｐ２に設定されることになる。

言い換えれば、本実施例では、第２の温度Ｔ２が基準温度である第１の温度Ｔ１よりも高いほど、第２レンズユニットＬ２の制御上のテレ端位置をよりワイド側に（つまりは所定移動量Ｚｂをより小さく）設定する。したがって、第２の温度Ｔ２が第１の温度Ｔ１よりも高い状態では、第１の温度Ｔ１に対して設定されるテレ端位置よりもワイド側のズーム範囲でのみ制御上のテレ端位置が変更される。

なお、図４には、検出温度Ｔに対して所定移動量Ｚｂがリニアに変化する場合を示しているが、検出温度Ｔに対して所定移動量Ｚｂが曲線的に変化してもよい。

前述したレンズ初期位置セット動作が行われた後に、第１の温度Ｔ１よりも高い温度範囲での温度上昇（高温状態）が生じたとする。このとき、レンズ鏡筒部の構成部材（第１鏡筒１、第３鏡筒３、撮像素子ホルダ５及び移動枠２、４等）の熱膨張によって、図５に示すように、撮像面に対する第２レンズユニットＬ２（ズーム移動枠２）のテレ端及び無限端での位置がＤＸｔだけずれる。これにより、変倍光学系のテレ端での焦点距離が、第１の温度Ｔ１のときのテレ端での焦点距離（本来の焦点距離）よりも長くなる。この結果、ピント位置がＤＹｔだけずれる。

このピントずれＤＹｔを、フォーカスレンズである第４レンズユニットＬ４をＤＹｔだけより無限側（像面側）に移動させることで補正することも可能である。ただし、フォーカス移動枠４とこれよりも像面側の撮像素子ホルダ５との間にＤＹｔより大きいクリアランスを設けておく必要がある。この結果、レンズ鏡筒部の全長が長くなったり、ＤＹｔより大きいクリアランスを設けられなかったりするという不都合が生じる。

このため、本実施例では、ピントずれＤＹｔを、第４レンズユニットＬ４を移動させて補正するのではなく、第２レンズユニットＬ２をＤＸｔだけワイド側に移動させることで補正する。つまり、温度上昇によって長くなったテレ端での焦点距離を本来の焦点距離に戻す。具体的には、前述した第２レンズユニットＬ２の基準位置からの所定移動量Ｚｂを第１の移動量Ｚｂ１から第２の移動量Ｚｂ２に変更することで、第２レンズユニットＬ２のテレ端位置を第１の位置Ｐ１からよりワイド側の第２の位置Ｐ２に変更する。この結果、第２の温度Ｔ２でのワイド端位置からテレ端位置までの制御上の第２レンズユニットＬ２の可動範囲Ｒ２は、第１の温度Ｔ１でのワイド端位置からテレ端位置までの第２レンズユニットＬ２の制御上の可動範囲Ｒ１よりも狭くなる。ただし、テレ端位置での変倍光学系の焦点距離は、第１及び第２の温度Ｔ１、Ｔ２にて変わらない。

このように、第４レンズユニットＬ４を移動させずに温度上昇によるピントずれを補正することにより、フォーカス移動枠４と撮像素子ホルダ５との間のクリアランス４５、４６をＤＹｔ以下の小さなクリアランスとすることができる。したがって、レンズ鏡筒部の全長を短くすることができる。

図６には、ＣＰＵ２３２で行われる動作のフローチャートを示す。この動作は、ＣＰＵ２３２内に格納されたコンピュータプログラムに従って行われる。なお、図中のＳはステップの意味である。

電源スイッチがＯＮされると、ＣＰＵ２３２は動作を開始する（ステップ１０１）。そして、ＣＰＵ２３２は、ズーム移動枠２のレンズ初期位置セット動作を行わせる（ステップ１０１）。

続いて、ＣＰＵ２３２は、フォーカス移動枠４のレンズ初期位置セット動作を行う（ステップ１０２）。なお、フォーカス移動枠４のレンズ初期位置セット動作をズーム移動枠２のレンズ初期位置セット動作よりも先に行ってもよい。

こうして各移動枠のレンズ初期位置セット動作が終了すると、ＣＰＵ２３２は、通常のレンズ制御動作を開始する。例えば、ズームスイッチ２３３が操作されると、ＣＰＵ２３２は、ズームトラッキングデータに従ってズーム移動枠２及びフォーカス移動枠４が移動するようにズーム及びフォーカスモータ１２、１４を制御する（ステップ１０３）。

次に、ＣＰＵ２３２は、メモリ２３２ａに予め記憶された基準温度Ｔｉを読み込む（ステップ１０４）。この基準温度Ｔｉは、前述した第１の温度Ｔ１に相当する。

また、ＣＰＵ２３２は、温度センサ１６を通じて現在の温度Ｔｎｏｗを検出し、メモリ２３２ａに保持する（ステップ１０５）。温度Ｔｎｏｗは、前述した第２の温度Ｔ２に相当する。

そして、ＣＰＵ２３２は、ステップＳ１０６において、温度Ｔｉと現在の温度Ｔｎｏｗとの差ΔＴを演算する（ΔＴ＝Ｔｎｏｗ−Ｔｉ）。さらに、ＣＰＵ２３２は、温度差ΔＴが所定値Ａより大きいかを判定する（ステップ１０７）。温度差ΔＴが所定値Ａより大きい場合はステップ１０８に進み、所定値Ａより小さい（以下の）場合はステップ１０９に進む。

ステップＳ１０８において、ＣＰＵ２３２は、メモリ２３２ａに記憶された図４のテーブルデータから、現在の温度Ｔｎｏｗに対応する所定移動量Ｚｂ（第２の移動量Ｚｂ２）を読み出す。そして、制御上の基準位置からテレ端位置までの所定移動量Ｚｂを第１の移動量Ｚｂ１から第２の移動量Ｚｂ２に変更する。

ここで、ズーム移動枠２（第２レンズユニットＬ２）がテレ端位置Ｐ１に位置している場合は、ＣＰＵ２３２は、第１の移動量Ｚｂ１と第２の移動量Ｚｂ２との差（ＤＸｔ）だけズーム移動枠２をワイド側に移動させるようズームモータ１２を制御する。

一方、ステップＳ１０９では、ＣＰＵ２３２は、制御上の基準位置からテレ端位置までの所定移動量Ｚｂを第１の移動量Ｚｂ１に維持する。

ステップＳ１０８及びステップＳ１０９からは、ステップＳ１０５に戻る。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

上記実施例では、ビデオカメラについて説明したが、本発明は、デジタルスチルカメラや交換レンズ等の他の光学機器にも適用することができる。

本発明の実施例であるビデオカメラにおけるテレ端かつ無限端状態での構成を示す断面図。 実施例のビデオカメラにおけるワイド端かつ無限端状態での構成を示す断面図。 実施例のビデオカメラにおけるリセット状態での構成を示す断面図。 実施例のビデオカメラの電気的構成を示す断面図及びブロック図。 実施例のビデオカメラにおけるズーム位置とフォーカス位置の関係を示す図。 実施例のビデオカメラにおける温度と所定移動量（テレ端位置）との関係を示す図。 実施例のビデオカメラにおけるテレ端位置の変化を示す図。 実施例のビデオカメラにおける動作を示すフローチャート。 従来のビデオカメラにおけるテレ端かつ無限端状態での構成を示す断面図。 従来のビデオカメラにおけるズーム位置とフォーカス位置の関係を示す図。

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズユニット
Ｌ２ 第２レンズユニット（バリエータ）
Ｌ３ 第３レンズユニット
Ｌ４ 第４レンズユニット（フォーカスレンズ）
１ 第１鏡筒
２ ズーム移動枠
３ 第３鏡筒
４ フォーカス移動枠
５ 撮像素子ホルダ
６ 撮像素子ユニット
１０、１１ フォトインタラプタ
１２ ズームモータ
１３ フォーカスモータ
４５，４６，４５′，４６′クリアランス

Claims (5)

1. 変倍レンズを有する光学機器であって、
   アクチュエータを制御して前記変倍レンズを移動させる制御手段と、
   該光学機器の温度を検出する温度検出手段とを有し、
   前記制御手段は、前記検出された温度が第１の温度である場合に前記変倍レンズのテレ端位置を第１の位置に設定し、前記検出された温度が前記第１の温度より高い第２の温度である場合に前記テレ端位置を前記第１の位置よりもワイド側の第２の位置に設定することを特徴とする光学機器。
2. 前記制御手段は、前記第２の温度が前記第１の温度より高いほど前記第２の位置をワイド側に設定することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記制御手段は、前記変倍レンズが基準位置からテレ側に所定移動量だけ移動した位置を前記テレ端位置とするように前記変倍レンズを移動させ、
   前記制御手段は、前記検出された温度が前記第１の温度である場合に前記所定移動量を第１の移動量に設定し、前記検出された温度が前記第２の温度である場合に前記所定移動量を前記第１の移動量よりも小さい第２の移動量に設定することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
4. 前記制御手段は、前記第２の温度が前記第１の温度より高いほど前記第２の移動量を小さく設定することを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
5. 該光学機器は、前記変倍レンズよりも像面側にフォーカスレンズが配置された光学系を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光学機器。