JP2013242356A - レンズ鏡筒およびカメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ズーミング操作によるヒステリシスの影響を全ズーム域において低減し、像面変動を効果的に補正するレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、ズーミング操作により移動する移動レンズ群と、移動レンズ群の移動に伴う像面変動を補正するように移動するフォーカスレンズと、フォーカスレンズを移動させる駆動部と、駆動部を制御する制御部と、ズーム状態を検出するズーム状態検出部と、フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ検出部と、像面変動を補正するためのフォーカスレンズの位置を示すトラッキングデータを記憶する記憶部と、広角側から望遠側、および、望遠側から広角側の方向のズーミング操作のそれぞれに対して、複数のズーム状態における合焦時のフォーカスレンズの実位置を測定して補正データを生成し、補正データに基づいてトラッキングデータを補正するデータ補正部とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、像面変動を補正するためのトラッキングデータを補正可能なレンズ鏡筒に関する。

従来から、レンズ鏡筒（ズーム光学系）では、レンズ群を移動させて変倍を行う際に像面変動が生じるため、フォーカスレンズを移動させて像面変動を補正し、合焦状態を維持するように制御される。フォーカスレンズの移動軌跡は、被写体距離ごとに、移動レンズ群の位置に対するフォーカスレンズの位置を示す電子カム軌跡（トラッキングデータ）として、予め定められている。このようなズーム光学系において合焦状態を維持しつつ変倍を行うには、常に、移動レンズ群の位置とフォーカスレンズの位置とがトラッキングデータにより定められた関係が正確に保持される必要がある。

しかし、移動レンズ群の位置を直接検出しようとすると、検出部をズーム光学系の近傍に配置する必要があるため、小型化が妨げられ、また、高コスト化につながる。このため、移動レンズ群の位置を間接的に検出する構成が提案されているが、検出部と移動レンズ群との間にガタや撓みなど追従遅れの成分が存在することによりヒステリシスが発生し、移動レンズ群の位置を正確に把握することができない。

特許文献１には、移動レンズ群を備えた光学系を用いて撮影する際に、ヒステリシスが存在する場合でも結像面のズレを補正可能な光学機器が開示されている。この光学機器は、広角側から望遠側、および、望遠側から広角側へズームする際のヒステリシスを検出し、ズーム方向が反転されるとこのヒステリシス分だけ補正する。

特許第４４４１０１８号

特許文献１の構成は、ヒステリシスが全ズーム域で一様である場合（ズーム位置に依存しないで一様である場合）には効果的である。しかしながら、実際には駆動系を構成する部品の撓みやガタ、または、検出系の構成により、ヒステリシスはズーム位置に応じて異なる。このため、特許文献１の構成では、全ズーム域でヒステリシスの影響を低減することはできない。

そこで本発明は、ズーミング操作によるヒステリシスの影響を全ズーム域において低減し、像面変動を効果的に補正するレンズ鏡筒およびカメラシステムを提供する。

本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、ズーミング操作により移動する移動レンズ群と、前記移動レンズ群の移動に伴う像面変動を補正するように移動するフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを移動させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、ズーム状態を検出するズーム状態検出部と、前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ検出部と、前記像面変動を補正するための前記フォーカスレンズの位置を示すトラッキングデータを記憶する記憶部と、広角側から望遠側、および、該望遠側から該広角側の方向のズーミング操作のそれぞれに対して、複数のズーム状態における合焦時の前記フォーカスレンズの実位置を測定して補正データを生成し、該補正データに基づいて前記トラッキングデータを補正するデータ補正部とを有する。

本発明の他の側面としてのカメラシステムは、前記レンズ鏡筒を有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、ズーミング操作によるヒステリシスの影響を全ズーム域において低減し、像面変動を効果的に補正するレンズ鏡筒およびカメラシステムを提供することができる。

実施形態１におけるレンズ鏡筒（光学機器）の概略構成を示すブロック図である。 実施形態１におけるレンズ鏡筒の要部を示す断面図である。 実施形態１におけるレンズ鏡筒の要部を示す斜視図である。 実施形態１におけるレンズ鏡筒の∞カムカーブを示す図である。 実施形態３におけるレンズ鏡筒でズーミング反転時に発生する像面ズレの影響を示す説明図であり、（ａ）測定ズーム状態を所定の位置に設定した場合、（ｂ）測定ズーム状態を等間隔に設定した場合である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
（実施形態１）
まず、図１乃至図４を参照して、本発明の実施形態１における光学機器について説明する。図１は、本実施形態における光学機器（レンズ鏡筒１００）の概略構成を示すブロック図である。

図１において、Ｌ１〜Ｌ４は第１〜第４レンズ群（光学系）である。第１〜第４レンズ群Ｌ１〜Ｌ４の４つのレンズ群によりズームレンズが構成される。第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、および、第４レンズ群Ｌ４は、移動レンズ群であり、ズーム時に（ズーミング操作により）それぞれが別々の軌跡で光軸ＯＡ上を移動する。第３レンズ群Ｌ３は、フォーカス機能、および、変倍（移動レンズ群の移動）に伴う像面変動を補正するコンペンセータとしての機能を有するフォーカス群（フォーカスレンズ）である。また、レンズ鏡筒１００の光学系には、光量調整を行うための絞り１３１が設けられている。絞り１３１は絞り駆動回路１３２により駆動される。

本実施形態のレンズ鏡筒１００は、カメラ２００（カメラ本体）に着脱可能な交換レンズである。カメラ２００は、レンズ鏡筒１００を介して被写体像を撮像するＣＣＤ２０１（撮像素子）、フォーカス動作を行うＡＦ回路２０２、および、マイクロプロセッサ２０３を備えて構成される。マイクロプロセッサ２０３は、カメラ２００の動作を制御するカメラＣＰＵ２０４、および、各種のデータを保存するメモリ２０５を備えている。レンズ鏡筒１００とカメラ２００によりカメラシステムが構成される。ただし、本実施形態はこれに限定されるものではなく、レンズ鏡筒とカメラが一体的に構成されたカメラシステムにも適用可能である。

続いて図２および図３を参照して、ズーム光学系を保持するメカ構成について説明する。図２は、レンズ鏡筒１００の要部を示す断面図である。レンズ鏡筒１００は、カメラ２００との接続を行うマウント１０１、マウント１０１に固定された固定筒１１０、固定筒１１０に固定された案内筒１０２、および、案内筒１０２と径嵌合して光軸周りに相対回転可能に保持されるカム筒１０３を有する。また、固定筒１１０と径嵌合して、固定筒１１０に対して所定角度（ズーム回転角）だけ光軸周りに回転可能なズームリング１０９を有する。固定筒１１０には、ズーム状態（ズーム位置）を検出するリニアセンサ１１１（ズーム状態検出部）が固定されている。リニアセンサ１１１のツマミ１１１ａがズームリング１０９に形成されたカムに嵌まり、ズームリング１０９の回転に伴ってツマミ１１１ａが光軸方向に進退するように構成されている。

図３は、レンズ鏡筒１００の案内筒１０２およびカム筒１０３の要部を示す構成図である。図３（ａ）に示されるように、案内筒１０２には直進ガイド溝１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｄが形成され、カム筒１０３には、カム溝１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｄが形成されている。カム筒１０３の外周には、ズームリング１０９と係合し、ズームリング１０９の回転に伴ってカム筒１０３に回転力を与えるズーム伝達キー１０４が固定されている。

本実施形態において、レンズ鏡筒１００は、案内筒１０２およびカム筒１０３に支持された第１レンズ鏡筒１０５、第２レンズ鏡筒１０６、および、第４レンズ鏡筒１０８（まとめて、「レンズ鏡筒群」という。）を備える。ズーム操作時において、第１レンズ鏡筒１０５、第２レンズ鏡筒１０６、および、第４レンズ鏡筒１０８は、それぞれ、所定のカム軌跡に沿って光軸方向に移動する。

第１レンズ鏡筒１０５は、第１レンズ群Ｌ１を保持する。第１レンズ鏡筒１０５の外周部にはカムフォロワー１１２が取り付けられており、カムフォロワー１１２は直進ガイド溝１０２Ａおよびカム溝１０３Ａの双方に嵌っている。第２レンズ鏡筒１０６は、第２レンズ群Ｌ２を保持する。第２レンズ鏡筒１０６の外周部にはカムフォロワー１１３が取り付けられており、カムフォロワー１１３は直進ガイド溝１０２Ｂおよびカム溝１０３Ｂの双方に嵌っている。第４レンズ鏡筒１０８は、第４レンズ群Ｌ４を保持する。第４レンズ鏡筒１０８の外周部にはカムフォロワー１１４が取り付けられており、カムフォロワー１１４は直進ガイド溝１０２Ｄおよびカム溝１０３Ｄの双方に嵌っている。このような構成により、第１レンズ鏡筒１０５、第２レンズ鏡筒１０６、および、第４レンズ鏡筒１０８は、カム筒１０３の回転に応じて光軸方向に進退可能に構成されている。

次に、レンズ鏡筒１００におけるフォーカス群（第３レンズ群Ｌ３）の駆動構成について説明する。図１に示されるように、第３レンズ鏡筒１０７は、フォーカス群としての第３レンズ群Ｌ３を保持する。また第３レンズ鏡筒１０７は、ステッピングモータ１１５により、光軸方向に移動可能に保持されている。実際には、第３レンズ鏡筒１０７は光軸方向に延びるガイドバーに沿って光軸方向にガイドされるレンズ保持部材によって保持されている。図１では、ガイドバーおよびレンズ保持部材を省略している。

１１５は、第３レンズ鏡筒１０７の駆動源であるステッピングモータである。１１６は、ステッピングモータ１１５を駆動するためのモータ駆動回路である。ステッピングモータ１１５およびモータ駆動回路１１６により、第３レンズ鏡筒１０７（第３レンズ群Ｌ３）を移動させる駆動部が構成される。モータ駆動回路１１６は、マイクロプロセッサ１２０のレンズＣＰＵ１２１（制御部）により制御され、レンズＣＰＵ１２１からの制御信号に基づいてステッピングモータ１１５を駆動する。

ステッピングモータ１１５の出力軸は、送りねじ１１８として形成されている。送りねじ１１８には、第３レンズ鏡筒１０７に取り付けられたラック１１９が噛み合っている。送りねじ１１８とラック１１９により駆動機構が構成される。ステッピングモータ１１５が駆動されて送りねじ１１８が回転することにより、送りねじ１１８とラック１１９との噛み合い、ステッピングモータ１１５の駆動力が第３レンズ鏡筒１０７に伝達される。このような構成により、第３レンズ鏡筒１０７は、光軸方向（図１中の矢印方向）に移動可能となる。

本実施形態において、ステッピングモータ１１５はオープンループ制御方式により駆動制御される。具体的には、まずレンズＣＰＵ１２１は、カメラ２００の電源投入時等において第３レンズ鏡筒１０７を所定の基準位置に移動させるように、モータ駆動回路１１６を通じてステッピングモータ１１５を駆動する。この動作は、フォーカスリセット動作と呼ばれる。第３レンズ鏡筒１０７が基準位置に移動したことは、基準位置センサ（不図示）により検出される。基準位置センサは、例えばフォトインタラプタにより構成される。この場合、第３レンズ鏡筒１０７に設けられた遮光部が、フォトインタラプタの発光部と受光部との間に入り込み、フォトインタラプタが受光状態から遮光状態に切り替わる。これにより、第３レンズ鏡筒１０７が基準位置に移動したことが検出される。

フォーカスリセット動作の後、レンズＣＰＵ１２１は、ステッピングモータ１１５を駆動して、第３レンズ鏡筒１０７を撮影開始位置（例えば、無限位置）に移動させる。これにより、撮影の開始が可能となる。第３レンズ鏡筒１０７を基準位置から無限位置まで移動させる際にステッピングモータ１１５に印加すべき駆動パルス数は、予め、マイクロプロセッサ１２０内に設けられたメモリ１２２に記憶されている。

レンズＣＰＵ１２１は、ユーザによるフォーカス駆動指示（マニュアルフォーカス）またはＡＦ（オートフォーカス）動作の際、ステッピングモータ１１５に印加する駆動パルス信号のパルス数（以下、「駆動パルス数」という）を算出する。そして、レンズＣＰＵ１２１は、モータ駆動回路１１６を通じてステッピングモータ１１５に駆動パルス信号を印加する。このように、本実施形態では、フォーカス群としての第３レンズ鏡筒１０７はオープンループ制御方式で駆動される。

本実施形態において、ステッピングモータ１１５の駆動パルス数のカウント値を用いることにより、基準位置からの第３レンズ鏡筒１０７の位置情報を得ることができる。このようにレンズＣＰＵ１２１は、第３レンズ鏡筒１０７（第３レンズ群Ｌ３）の位置を検出するフォーカスレンズ検出部である。ただし、第３レンズ鏡筒１０７の駆動機構を構成する送りねじ１１８とラック１１９との間にはガタが存在する。また、送りねじ１１８やラック１１９に製造誤差やステッピングモータ１１５の駆動パルス数に対する駆動量に個体差がある。この場合、駆動パルス数のカウント値から得られた第３レンズ鏡筒１０７（第３レンズ群Ｌ３）の位置情報と実際の第３レンズ鏡筒１０７の位置とは厳密には一致せず、これらの間には僅かな差がある。

次に、ズーム状態（ズーム位置）を検出する機構について説明する。本実施形態では、ズームリング１０９の回転量を検出してズーム状態が検出される。実際には、図３（ｂ）に示されるように、ズームリング１０９には非線形のカム１０９ａが設けられている。カム１０９ａには、リニアセンサ１１１のツマミ１１１ａが嵌合している。リニアセンサ１１１は、ツマミ１１１ａの移動状態によりセンサ出力が変化するように構成されており、そのセンサ出力を検出して位置を把握するセンサである。レンズＣＰＵ１２１は、カム筒１０３の回転によりカム１０９ａに嵌ったリニアセンサ１１１のツマミ１１１ａが進退してリニアセンサ１１１の検出値の変化を読み取り、ズーム状態を把握する。

しかしながら、ズーム時に移動する第１レンズ鏡筒１０５、第２レンズ鏡筒１０６、第４レンズ鏡筒１０８、および、リニアセンサ１１１は、いずれもカム溝とカムフォロワーまたはツマミ１１１ａの嵌め合い関係で駆動するように構成されている。このため、僅かな嵌合ガタが存在する。従って、ズーミング方向を反転（カム筒の回転方向を一方向から反対方向に回転）させると、その一瞬、ツマミ１１１ａと第１レンズ鏡筒１０５、第２レンズ鏡筒１０６、および、第４レンズ鏡筒１０８が光軸上を移動せず、遅れて移動し始める。遅れの大小はガタ量により決定されるため、あるレンズ鏡筒が先に移動し、次にツマミ１１１ａが移動し、続いて別のレンズ鏡筒が移動するという状態になる。

このため、ズーム状態を検出するリニアセンサ１１１の出力が同一である場合でも（以下、「同一ズーム状態」という。）、カム筒１０３の回転方向に応じて各レンズ群の相対関係がヒステリシスを有するという現象が生じる。そのヒステリシス量は、特定のズーム状態における駆動カムの傾斜角の違い、カム溝幅の均一度、カムフォロワー、リニアセンサのツマミの真円度などの関係から、ズーム域に応じて異なり、一様ではない。このため、いずれのズーム状態においてもヒステリシスが一様であると仮定して電子カム軌跡（トラッキングデータ）を補正して補正後の軌跡に沿ってフォーカスレンズを駆動させると、ズーム域によっては高精度な合焦状態を維持することができない場合がある。そこで本実施形態では、リニアセンサ１１１の出力とレンズ鏡筒群の位置関係のズーミング方向によるヒステリシスを複数のズーム状態に対して記憶し、フォーカスレンズの駆動制御に使用する電子カム軌跡（トラッキングデータ）を補正する。

本実施形態において、レンズ鏡筒１００のメモリ１２２（記憶部）は、像面変動を補正するための第３レンズ群Ｌ３の位置を示すトラッキングデータを記憶している。レンズＣＰＵ１２１（データ補正部）は、広角側（ワイド側）から望遠側（テレ側）、および、望遠側から広角側の方向のズーミング操作のそれぞれに対して、複数のズーム状態における合焦時の第３レンズ群Ｌ３の実位置を測定して補正データを生成する。そしてレンズＣＰＵ１２１（データ補正部）は、生成した補正データに基づいて電子カム軌跡（トラッキングデータ）を補正する。

次に、図４を参照して、電子カム軌跡（トラッキングデータ）を補正するための補正データ算出方法の具体例について説明する。図４は、レンズ鏡筒１００の∞カムカーブ（∞ピント軌跡）を示す図である。まず、広角端（ワイド端）から望遠端（テレ端）の方向へズーム操作する場合のフォーカスレンズ位置を測定し、測定値Ａ（第１の測定値）を取得する。ズーム１の位置（ワイド端）で、所定距離（例えば∞）の被写体に合焦させる。そして、このときのフォーカスレンズ位置を、例えばメモリ１２２に記憶する。次に、ズーム２の位置で、前述と同じ被写体に合焦させる。そして、このときのフォーカスレンズ位置を記憶する。ズーム３、ズーム４、…、ズーム７（テレ端）まで、同様の動作を行う。なお、本実施形態ではズーム７の位置がテレ端であるが、これに限定されるものではなく、一般化してズームＮ（Ｎ≧３）の位置をテレ端とすることができる。

次に、ズーミング方向を反転させ、ズーム６（ズームＮ−１）、ズーム５（ズームＮ−２）、…、ズーム状態２まで、前述と同様に合焦状態でのフォーカスレンズ位置を測定し、測定値Ｂ（第２の測定値）を取得する。

各ズーミング方向で測定したフォーカスレンズ位置（図４中の黒丸で示されるプロット）の平均値（図４中の白丸で示されるプロット）および往復差分を例えばメモリ１２２に記憶する。レンズＣＰＵ１２１は、その記憶情報に基づいて電子カム軌跡（トラッキングデータ）の補正を行う。本実施形態において、図４中のＣは、測定値Ａと測定値Ｂの平均値（中間値）である。このため、レンズＣＰＵ１２１は、平均値Ｃに基づいて電子カム軌跡の補正を行う。このようにレンズＣＰＵ１２１（データ補正部）は、広角側から望遠側の方向のズーミング操作の際に測定された第１の測定値と、望遠側から広角側の方向のズーミング操作の際に測定された第２の測定値との平均値を用いて補正データを生成する。そしてレンズＣＰＵ１２１は、補正後の電子カム軌跡（トラッキングデータ）を用いて、ズーミング時の像面補正制御を行う。

本実施形態によれば、合焦精度を高め、合焦精度に対するヒステリシスの影響を低減させることができる。従って、合焦状態を高精度に維持することが可能となる。
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２における電子カム軌跡（トラッキングデータ）の補正方法について説明する。本実施形態の補正方法は、ヒステリシスの影響を更に減少させるのに効果的である。なお、本実施形態のレンズ鏡筒の基本構成は実施形態１と同様であるため、その説明は省略する。

まず、実施例１と同様に、ズーミング方向ごとに、所定のズーム状態における合焦状態のフォーカスレンズ位置を記憶する。そして、ワイド端からテレ端の方向へズーム操作する場合に適用する電子カム軌跡の補正データ、および、テレ端からワイド端の方向へズーム操作する場合に適用する電子カム軌跡の補正データを作成する。

レンズＣＰＵ１２１は、リニアセンサ１１１の出力が増加方向または減少方向のいずれであるかを検出することにより、ズーミング方向の判定が可能である。このためレンズＣＰＵ１２１は、ズーミング方向に応じて選択する電子カム軌跡の補正データを変更し、ズーム方向ごとに適した電子カム軌跡の補正を行う。

例えば、レンズＣＰＵ１２１は、ワイド端からテレ端の方向へのズーミング時には、図４中の測定値Ａ（第１の測定値）を用いて電子カム軌跡の補正データを作成する。一方、レンズＣＰＵ１２１は、テレ端からワイド端の方向へのズーミング時には、図４中の測定値Ｂ（第２の測定値）を用いて電子カム軌跡（トラッキングデータ）の補正データを生成する。すなわちレンズＣＰＵ１２１（データ補正部）は、広角側（ワイド側）から望遠側（テレ側）の方向のズーミング操作の際に測定された第１の測定値をこのズーミング操作に対する補正データとして用いる。同様に、レンズＣＰＵ１２１は、望遠側から広角側の方向のズーミング操作の際に測定された第２の測定値をこのズーミング操作に対する補正データとして用いる。

ズーム伝達キー１０４を介してカム筒１０３に回転力を与えるアクチュエータがステッピングモータである場合には、駆動パルス信号によりズーミング方向の把握が可能である。また、各レンズ鏡筒の移動量を検出するセンサなどを設けた場合には、その移動方向によりズーミング方向の検出が可能である。

本実施形態における電子カム軌跡（トラッキングデータ）の補正方法によれば、ヒステリシスの影響をより効果的に減少させることができる。
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３において、合焦状態でのフォーカスレンズ位置を測定する際に選定される複数のズーム位置（複数のズーム状態）について説明する。ズーミング方向により発生するヒステリシスの影響度は、ズーム状態ごとの各レンズ群の像面敏感度についても考慮して判定することが好ましい。像面敏感度は各レンズで互いに異なる。また、像面敏感度は、ズーム位置（ズーム状態）によっても異なる。

例えば、リニアセンサ１１１の出力とレンズ鏡筒群の各レンズ鏡筒の位置関係のズーミング方向によるヒステリシスが存在する場合でも、そのレンズ鏡筒（レンズ群）の像面変化に関する敏感度（像面敏感度）が小さい場合には、像面に与える影響は小さい。一方、レンズ鏡筒（レンズ群）の像面敏感度が高い場合には、像面に与える影響は大きい。このように、ズーミング方向で、リニアセンサ１１１の出力と各レンズ鏡筒（レンズ群）との位置関係のズレ量と、各レンズ鏡筒に保持されるレンズ群の像面敏感度が、実際に像面の変化に影響を与える要素となる。

図５を参照して、本実施形態のレンズ鏡筒１００において算出した像面ズレの変化量について説明する。図５は、レンズ鏡筒１００でズーミング反転時に発生する像面ズレの影響を示す説明図である。図５（ａ）は測定ズーム状態を所定のズーム状態（所定のズーム位置）に設定した場合、図５（ｂ）は測定ズーム状態を等間隔に設定した場合をそれぞれ示している。

図５（ａ）、（ｂ）において、横軸はズーム状態（ズームリングの回転角度、すなわちズーム位置）、縦軸は像面変動量の大きさ（ズーム反転時の像面ズレ）を示している。図５のグラフは、各レンズ鏡筒のカムフォロワーとカム溝幅との間には所定の嵌合ガタが存在し、検出系のセンサツマミとカム溝幅にも所定の嵌合ガタが存在することを前提としている。このような前提で、ズーミング方向の反転時の像面ズレのヒステリシスを計算、すなわち、あるズーム状態でズーミング方向を反転させた時にどれだけ像面ズレが生じるかを示したものである。このグラフから、本実施形態のレンズ鏡筒１００において、リニアセンサ１１１の出力とレンズ鏡筒の位置関係のズーミング方向によるヒステリシスの影響が、どれだけ像面上に発生するのかを推定することができる。

ヒステリシスの測定を行う場合、測定対象のズーム位置として、ワイド端からテレ端の間のいずれかの複数の位置が選定される。このとき、測定対象のズーム位置以外で発生するヒステリシスは、隣接する測定対象のズーム位置のヒステリシス量から推測する。この推測値の誤差をできるだけ減らすため、測定対象のズーム位置として、ズーミング操作の反転時の像面ズレの変化量がゼロになるズーム状態（すなわち、図５のグラフの変曲点の近傍のズーム位置）を選択することが好ましい。このズーム位置は、換言すると、広角端から望遠端までのズーミング操作の際の単位ズーム変化量当たりでのピント移動量の変化の傾きがゼロになるズーム位置である。

本実施形態では、ヒステリシスの測定対象の複数のズーム状態（複数のズーム位置）として、テレ端およびワイド端を含むＮ箇所（図５（ａ）では９箇所）選択する。そして、測定対象のズーム状態（ズーム位置）以外におけるヒステリシスを補完により推測する。このとき、測定対象のズーム位置を単純にＮ−１等分（図５（ｂ）では８等分）するように選択した場合、図５（ｂ）に示されるように、場所によっては誤差ΔＸ、ΔＹが生じる。実際、レンズ鏡筒の組立てを行うと、部品バラツキにより個体差が生じる。一方、上記グラフの軌跡の特徴（変曲点の位置など）は、光学系やメカ機構系により決定されるため、個体ごとに大きく変わるものではない。

従って、図５（ａ）に示されるように選択した測定対象のズーム位置においてヒステリシス測定を行い、測定対象のズーム位置以外のヒステリシスを補完により算出する。このような構成によれば、レンズ鏡筒の全ズーム域でのヒステリシス状態をより正確に把握することができる。このように把握したズーム位置ごとに発生するヒステリシスを、電子カム軌跡の補正データを算出に用い、補正後の電子カム軌跡によりフォーカスレンズを駆動させると、ズーミング時の像面状態の維持精度を効果的に向上させることが可能である。

また、テレ端やワイド端などのズーム端は、例えばテレ端であれば必ずワイド側からテレ側へのズーミング、ワイド端であれば必ずテレ側からワイド側へのズーミングでズーム位置が決定される。このため、補完精度を向上させるためにテレ端とワイド端に近接したズーム位置の測定ポイントは、グラフ軌跡によらず、Ｎ−１等分した位置よりもテレ端またはワイド端寄りに選択するのが好ましい。すなわち、広角端の隣の第１のズーム状態（例えば、図４中のズーム２）から広角端（ズーム１）までの操作環の回転角は、広角端から望遠端までの回転角を等分した場合における１つあたりの回転角よりも小さくなるように選択するのが好ましい。同様に、望遠端の隣の第２のズーム状態（例えば、図４中のズーム６）から望遠端までの操作環の回転角は、広角端から望遠端までの回転角を等分した場合における１つ回転角よりも小さくなるように選択するのが好ましい。

上記各実施形態によれば、移動レンズ群や移動レンズ群の検出系にズーム状態毎に異なるヒステリシスが含まれる場合でも、これに起因する結像面のズレが補正され、高い光学性能を維持するレンズ鏡筒およびカメラシステムを提供することができる。すなわち、ズーミング操作によるヒステリシスの影響を全ズーム域において低減し、像面変動を効果的に補正するレンズ鏡筒およびカメラシステムを提供することが可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば本実施形態では、回転するズームリングにカムを設け、リニアセンサのツマミ部を嵌合させてズーム状態を検出する機構としたが、ズーム状態を別の方式で検出する場合においても適用が可能である。また本実施形態は、手動でズームリング（操作環）を回転させて、カム筒に連結されたレンズ鏡筒を駆動させるものについて説明したが、レンズ鏡筒を駆動する方法は手動、電動に関わらず、ズーミング方向により特性にヒステリシスを持つような場合に効果的である。

１００ レンズ鏡筒
１１１ リニアセンサ
１１５ ステッピングモータ
１１６ モータ駆動回路
１２１ レンズＣＰＵ
１２２ メモリ
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群（フォーカスレンズ）
Ｌ４ 第４レンズ群

Claims (6)

1. ズーミング操作により移動する移動レンズ群と、
   前記移動レンズ群の移動に伴う像面変動を補正するように移動するフォーカスレンズと、
   前記フォーカスレンズを移動させる駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、
   ズーム状態を検出するズーム状態検出部と、
   前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ検出部と、
   前記像面変動を補正するための前記フォーカスレンズの位置を示すトラッキングデータを記憶する記憶部と、
   広角側から望遠側、および、該望遠側から該広角側の方向のズーミング操作のそれぞれに対して、複数のズーム状態における合焦時の前記フォーカスレンズの実位置を測定して補正データを生成し、該補正データに基づいて前記トラッキングデータを補正するデータ補正部と、を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記データ補正部は、前記広角側から前記望遠側の方向のズーミング操作の際に測定された第１の測定値と、該望遠側から該広角側の方向のズーミング操作の際に測定された第２の測定値との平均値を用いて前記補正データを生成することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記データ補正部は、
   前記広角側から前記望遠側の方向のズーミング操作の際に測定された第１の測定値を該ズーミング操作に対する前記補正データとして用い、
   前記望遠側から前記広角側の方向のズーミング操作の際に測定された第２の測定値を該ズーミング操作に対する前記補正データとして用いることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記複数のズーム状態は、前記ズーミング操作の反転時の像面ズレの変化量がゼロになるズーム状態を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記ズーミング操作は、操作環を回転することにより行われ、
   前記複数のズーム状態は、広角端および望遠端を含み、
   前記複数のズーム状態のうち前記広角端の隣の第１のズーム状態から該広角端までの前記操作環の回転角、および、該複数のズーム状態のうち前記望遠端の隣の第２のズーム状態から該望遠端までの該操作環の回転角は、該広角端から該望遠端までの回転角を等分した場合における１つあたりの回転角よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とするカメラシステム。