JP2015175863A - 位置制御方法および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度なトラッキング制御を行うこと【解決手段】第２レンズユニットＬ２の第２移動枠２を第１移動枠１に接触する位置から設計上のワイド端にカム環を回転することによって移動し、撮像素子９と第５移動枠５もそれに対応する設計上のワイド端に移動する。この設計上のワイド端で画角と焦点距離の一方が許容範囲外であれば第２移動枠または撮像素子をずれ分だけ移動させ、第５移動枠も合焦状態を維持するように移動させる。また、補正されたワイド端に基づいて補正されたテレ端に、第２移動枠、撮像素子および第５移動枠を移動させる。補正されたワイド端とテレ端の位置に基づいてトラッキングデータを補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、変倍光学系におけるレンズの位置制御に関する。

インナーフォーカス式において、変倍レンズを移動させて変倍を行う際に生じる像面変動を、フォーカスレンズを移動させることによって補正し、合焦状態を維持する制御を行うトラッキング制御は知られている。トラッキング制御では、被写体距離ごとに、変倍レンズの位置（焦点距離）に対するフォーカスレンズの合焦位置を示す電子カム軌跡（トラッキング曲線）の情報が予めマッピングデータとして記憶されている。このデータは（ズーム）トラッキングデータとも呼ばれる。変倍レンズが移動されると、メモリに蓄えられているズームトラッキングデータに従ってフォーカスレンズの位置が制御される。

特許文献１は、物体側より順に固定の前玉レンズ群、可動のバリエータレンズ群、固定のレンズ群、可動のフォーカスレンズ群からなる４群光学系において、バリエータレンズ群の位置に対するフォーカスレンズ群の最適位置を求める方法を提案している。

特許文献２は、物体側より順に固定の前玉レンズ群、バリエータレンズ群、コンペセータレンズ群、固定のレンズ群、フォーカスレンズ群からなる５群光学系において、２群と３群はカム筒のカム溝で光軸に沿って移動させられるズームレンズを提案している。トラッキング制御では、カム筒のカム溝端を基準に出力される位置検出素子の電気信号によりバリエータレンズ群の位置の位置を検出している。

特許第３３９７４９７号公報 特開平５−２３２３６６号公報

撮像素子の移動を含む多群移動の光学系では、サイズ、コスト、制御の容易性などからカム環の駆動が現実的である。しかしながら、カム溝を形成するＮＣカム溝加工機の両端加工精度には１０〜２０μｍ程度の製造ばらつきがある。このため、カム環駆動のトラッキング制御において、特許文献２に開示されているようにカム溝端からのバリエータレンズ群の位置を基準にすると、トラッキング精度が低下し、トラッキング調整時間が長くなる（画角を合わせ込むのに時間がかかる）おそれがある。特に、特許文献２のように、バリエータレンズ群とコンペセータレンズ群がカム溝端に同時に接触する構成では、カム溝端でのレンズ群位置がばらつきやすい。

本発明は、高精度なトラッキング制御を行うことが可能な位置制御方法、および光学機器を提供することを例示的な目的とする。

本発明の位置制御方法は、光軸方向に移動可能な複数のレンズユニットを含む撮影光学系と、前記光軸方向に移動すると共に前記撮影光学系が撮影した被写体の光学像を光電変換する撮像素子と、カム環と、を有する光学機器において、被写体距離と前記撮影光学系の焦点距離に応じた前記複数のレンズユニットと前記撮像素子の位置関係を示すデータを用いて前記撮影光学系の変倍に際して合焦状態を維持するように前記複数のレンズユニットの位置を制御する位置制御方法であって、前記複数のレンズユニットのうち、前記カム環の第１のカム溝に係合し、変倍を行う変倍レンズユニットと、前記複数のレンズユニットのうち前記変倍レンズユニットに隣接する固定のレンズユニットと、の間隔が設計値になる、テレ端およびワイド端のうちの一方である第１のズーム端に、前記カム環を回転させることによって前記変倍レンズユニットを移動させる第１ステップと、前記撮像素子を、前記第１のズーム端に対応する設計上の位置に移動させる第２ステップと、前記複数のレンズユニットのうち前記変倍レンズユニットの移動に伴う像面変動を補正する像面変動補正レンズユニットを、前記第１のズーム端に対応する設計上の位置に移動させる第３ステップと、前記第１のズーム端で画角と焦点距離の一方が許容範囲外であれば、前記変倍レンズユニットまたは前記撮像素子を、前記画角と前記焦点距離の前記一方の許容範囲からのずれ分だけ移動させ、前記合焦状態を維持するように前記像面変動補正レンズユニットを移動させる第４ステップと、前記第４ステップによって補正された第１のズーム端に基づいて補正された、前記テレ端および前記ワイド端のうちの他端である第２のズーム端に、前記変倍レンズユニット、前記撮像素子および前記像面変動補正レンズユニットを移動させる第５ステップと、補正された前記第１のズーム端の位置と補正された前記第２のズーム端の位置に基づいて前記データを補正する第６ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、高精度なトラッキング制御を行うことが可能な位置制御方法、および光学機器を提供することができる。

本実施形態のレンズ鏡筒のワイド状態の断面図である。 図１に示すレンズ鏡筒のカム溝と直進案内溝を示すワイド状態の展開図である。 図１に示すレンズ鏡筒の要部ブロック図である。 本実施形態のズーム位置とフォーカスレンズの位置の関係を示すグラフである。 図１に示すレンズ鏡筒のカム溝と直進案内溝を示すメカ端状態の展開図である。 本実施形態のトラッキング制御方法を示すフローチャートである。

図１は、本実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。レンズ鏡筒（光学機器）は、被写体の光学像を形成する撮影光学系を保持している。レンズ鏡筒は、コンパクトデジタルカメラなどの撮像装置（光学機器）に適用することができる。

撮影光学系は、変倍（ズーム）を行うことが可能なズームレンズ（変倍光学系）として機能する。図１は、ワイド（広角）状態を示す断面図である。

撮影光学系は、被写体側から順に、凸凹凸凹凸の５つのレンズ群により構成されている。より詳細には、撮影光学系は、被写体側（図の左側）から順に、第１レンズユニットＬ１、第２レンズユニットＬ２、第３レンズユニットＬ３、第４レンズユニットＬ４および第５レンズユニットＬ５を有する。

第１レンズユニットＬ１は、固定の前玉レンズ（１群）である（固定のレンズユニット）。第２レンズユニットＬ２は、光軸方向に移動して変倍を行う変倍レンズユニット（バリエータ群）である。第３レンズユニットＬ３は、第２レンズユニットＬ２と連動して光軸方向に移動して変倍に伴う像面変動を補正するコンペンセータレンズユニットである。但し、第３レンズユニットＬ３を光軸方向に移動して変倍を行う変倍レンズユニットとして機能させてもよい。第４レンズユニットＬ４は変倍のためには動かず、光軸直交方向に移動して像触れ補正を行う。なお、「光軸直交方向」は光軸に直交する成分があれば足り、第４レンズユニットＬ４は光軸に対して斜めに移動されてもよい。第５レンズユニットＬ５は、変倍に伴う像面変動を補正する像面変動補正レンズユニットであると共にフォーカシング（焦点調節）のために光軸方向に移動するフォーカスレンズである。

９は、第２レンズユニットＬ２と第３レンズユニットＬ３と共に光軸方向に移動して変倍を行うＣＣＤ、またはＣＭＯＳ等の撮像素子である。撮像素子９、撮影光学系が形成した被写体の光学像を光電変換する。

１は、第１レンズユニットＬ１を保持する前側固定鏡筒（直進案内部材）であり、後述する直進案内溝１ａ、１ｂが形成されている。２は、第２レンズユニットＬ２を保持する第２移動枠、３は第３レンズユニットＬ３を保持する第３移動枠、４は第４レンズユニットＬ４を光軸直交方向に移動可能に保持するシフトユニットである。５は、第５レンズユニットＬ５を保持する第５移動枠、６は、変倍に伴って光軸方向に移動し、撮像素子９に入射する光量を調節する光量調節ユニット（絞り）である。

７は、フォーカスモータ（第１のアクチュエータ）であり、例えば、ステッピングモータから構成される駆動手段である。７ａは、フォーカスモータ７の出力軸であり、第５移動枠５を移動させるための雄ネジが外面に形成されている。

５ａは、第５移動枠５に一体形成され、内面に雄ネジ７ａと噛み合う雌ネジが形成された係合部である。５ｂは、第５移動枠５に一体形成されたスリーブ部である。スリーブ部５ｂには、両端を固定されて撮影光学系の光軸方向に延びるガイドバー８が挿入され、光軸方向の移動が案内される。

フォーカスモータ７が回転すると、係合部５ａが光軸方向に進退し、第５移動枠５が光軸方向に移動する。フォーカスモータ７の出力軸７ａが回転する際に第５移動枠５がガイドバー８回りに回転しないように、第５移動枠５に一体形成された不図示の回り止め部と不図示のガイドバーが設けられている。

１１は、撮像素子９を保持する撮像素子移動枠である。１０は、撮像素子移動モータ（第２のアクチュエータ）であり、例えば、ステッピングモータから構成されている駆動手段である。１０ａは、撮像素子移動モータ１０の出力軸であり、撮像素子移動枠１１を移動させるための雄ネジが形成されている。１１ａは、撮像素子移動枠１１に一体形成され、内面に雄ネジ１０ａと噛み合う雌ネジが形成された係合部である。１１ｂは、撮像素子移動枠１１に一体形成されたスリーブ部である。スリーブ部１１ｂには、両端を固定されて光軸方向に延びるガイドバー１２が挿入され、光軸方向の移動を案内される。

撮像素子移動モータ１０が回転すると、係合部１１ａが光軸方向に進退し、撮像素子移動枠１１が光軸方向に移動する。撮像素子移動モータ１０の出力軸１０ａが回転する際に撮像素子移動枠１１がガイドバー１２回りに回転しないように、撮像素子移動枠１１に一体形成された回り止め部１１ｃが設けられ、ガイドバー８により回転が規制される。

１３は、ガイドバー８・１２とモータ７・１０を固定する後部鏡筒であり、シフトユニット４を前側固定鏡筒１と挟みこみ、不図示のビスで前側固定鏡筒１と結合される。１４は、カム環であり、前側固定鏡筒１の内側に回転可能に保持されている。１５は、ズームモータ（第３のアクチュエータ）であり、カム環１４の後端に施されたギヤ部（不図示）とギヤ連結されている駆動手段である。

図２は、カム環１４と前側固定鏡筒１の一部を示すワイド（広角）端の展開図である。以下、図２を参照して、第２移動枠２と第３移動枠３、及び光量調節ユニット６の関係について説明する。

カム環１４はカム溝１４ａ〜１４ｃを有し、前側固定鏡筒１は直進案内溝１ａ、１ｂを有する。直進案内溝１ａ、１ｂは、破線で示されている。カム溝１４ａと直進案内溝１ａには、第２移動枠２に設けたコロ２ａが挿入される。カム溝１４ｂと直進案内溝１ｂには、第３移動枠３に設けたコロ３ａが挿入される。カム溝１４ｃと直進案内溝１ｂには、光量調節ユニット６に設けたコロ６ａが挿入される。各カム溝と各直進案内溝は略１２０°等分に設けられている。

ズームモータ１５が駆動するとカム環１４が回転（カム環１４が図２紙面左側に移動）し、前側固定鏡筒１の直進案内溝１ａ・１ｂの規制により、第２移動枠２と第３移動枠３と光量調節ユニット６が光軸方向に移動する。この結果、第５移動枠５と撮像素子移動枠１１と共にワイド端からテレ（望遠）端へ変倍が行われる。

図３は、レンズ鏡筒の要部ブロック図である。同図は、図１に示すレンズ鏡筒を模式的に示している。

第２レンズユニットＬ２、第３レンズユニットＬ３、及び光量調節ユニット６の位置はズームエンコーダ（第１位置検出手段）５０によって位置検出される。ズームエンコ−ダ５０には、例えば、摺動抵抗素子を使用することができる。５１は、絞り値を検出する絞りエンコーダで、例えば、光量調節ユニット６の中に設けられたホール素子からの出力を用いている。

５２は、カメラ処理回路であり、撮像素子９から得られる信号を処理してＡＦ回路５３に出力する。ＡＦ回路５３は、位相差検出方式やコントラスト検出方式に基づいて合焦・非合焦の判別、非合焦の場合はそれが前ピンか後ピンか、又、非合焦の程度はどれくらいかなどを判定する。これらの結果はＣＰＵ５４に出力される。ＣＰＵ５４は、マイクロコンピュータなどのプロセッサから構成される制御手段であり、トラッキング制御方法を実行する。

５５は、パワーオンリセット回路で、電源ＯＮ時の各種リセット動作を行う。５６は、ズーム操作回路で、撮影者によってズームスイッチ５７が操作された際、その内容を駆動制御手段５８の一要素のＣＰＵ５４に伝える。

５９は、位置設定部であり、後述する方法により第２レンズユニットＬ２・第３レンズユニットＬ３・光量調節ユニット６の位置（以下、「カム環ユニットの位置」と述べる）と、第５レンズユニットＬ５と撮像素子９の移動範囲を設定する。

６０は記憶部（記憶手段）であり、トラッキングデータ（被写体距離と撮影光学系の焦点距離に応じた複数のレンズユニットと撮像素子９の位置関係を示すデータ）を記憶している。６２はフォーカスモータドライバである。

６３は、撮像素子移動モータドライバであり、本実施形態ではステッピングモータとして構成されているため、モータへの入力パルス数は連続してＣＰＵ５４内にカウントし、第５レンズユニットＬ５と撮像素子９の絶対位置エンコーダとして用いている。ステッピングモータではない場合、位置検出手段としてのエンコーダを設ければよい。６１はズームモータドライバで、ズームエンコーダ５０で制御される。

図４は、レンズ鏡筒におけるズーム位置（横軸）と第５レンズユニットＬ５（フォーカスレンズ）の光軸上の位置（縦軸）および被写体距離の関係を示すグラフである。被写体距離が無限（∞）、５ｍ、２ｍ、１ｍの各被写体に対しての合焦位置を示している。インンナーフォーカス式の場合、このように被写体距離とズーム位置によってフォーカスレンズの位置が異なるため、一般的な前玉フォーカスレンズの様な一律な繰り出し・繰り込みとはならない。

以下、カム環１４と撮像素子９と第５レンズユニットＬ５を使用する本実施形態のトラッキング制御方法について説明する。ワイド端〜テレ端のバリエータレンズ群のストロークを設計値通りに保ち、ある被写体距離でのワイド端とテレ端のフォーカスレンズの合焦位置の差も設計値となるような位置を求め、ワイド端、テレ端を設定する（ストローク一定調整方法）。

図１において、第２移動枠２にはメカストッパー２ｂが設けられ、前側固定鏡筒１に設けたメカストッパー１ｃとカム環１４を回転させて当接させる。この状態を図５に示す。（第１レンズユニットＬ１に対する）第２レンズユニットＬ２のワイド側の移動限界位置（メカニカル端）を基準とするのは、ワイド側の移動限界位置から実際に使用するワイド端の間で第２レンズユニットＬ２の位置敏感度が撮影光学系の中で高いからである。

位置敏感度は、レンズユニットが光軸方向に移動する量に対して像面がどれだけ移動するかを示す数値である。移動敏感度はレンズユニットの位置に依存し、位置敏感度の数値が大きいほど、レンズユニットの移動量が少なくても像面が大きく移動する。図５に示すように、第２移動枠２のコロ２ａはカム溝１４ａ端面には当接せず、第３移動枠３のコロ３ａと光量調節ユニット６のコロ６ａも同様にカム溝端面には当接しない。

なお、例えば、第３移動枠がテレ側の移動限界位置からテレ側に移動する場合の位置敏感度が最も高ければこれを基準にしてもよい。結局、変倍を行うレンズ群をカム溝の一端の側で当該一端とは非接触の移動限界位置に配置すればよい。この場合、撮影光学系において、このレンズ群の位置敏感度がその一端に対応するワイド端およびテレ端の一方のズーム端で高いことが好ましい。

移動限界位置は、レンズ群が、それ以上はカム溝端に近づくように移動できない位置をいうが、特許文献２にあるような当該カム溝端ではない。移動限界位置は、カム溝端の製造ばらつきから、カム溝端とは非接触の位置である。移動限界位置は、例えば、カム溝の外部にある部材とレンズ群の移動枠のメカストッパーが接触することによってレンズ群のカム溝における移動が規制される位置である。外部部材とメカストッパーによる機械的接触によって基準位置を設定することは、計測誤差を持つフォトインタラプタなどによってレンズ群の位置を設定するよりも正確である。

図５の状態で、第３移動枠３と光量調節ユニット６はメカストッパー２ｂと１ｃのように外部部材とは当接せず、メカストッパー２ｂと１ｃの当接のみでカム環１４の回転は規制されている。

次に、ＣＰＵ５４は、ズームエンコーダ５０を利用して図５に示す状態からカム環１４を駆動して、第２移動枠２を設計上のワイド端へ移動させる。なお、第３移動枠３の光軸位置はカム環１４のカム溝精度で決定される。設計上のワイド端は、移動限界位置から、第２レンズユニットＬ２とこれに隣接する第１レンズユニットＬ１と、の間隔が設計値になるように、カム環１４が移動されたときの位置である。

一方、撮像素子移動枠１１の設計上のワイド端は、撮像素子移動枠１１に設けたメカストッパー１１ｄと後部鏡筒１３に設けたメカストッパー１３ａを当接させ、この当接位置から設計値だけ撮像素子移動モータ１０を駆動させることによって設定される。同様に、第５移動枠５の設計上のワイド端は、第５移動枠５に設けたメカストッパー５ｃとシフトユニット４に設けたメカストッパー４ａを当接させ、この当接位置から設計値だけフォーカスモータ７を駆動させることによって設定される。

上記の設計上のワイド端の位置（ワイド位置）と設計上のテレ端はズームトラッキングデータとして記憶されている。しかしながら、各レンズの焦点距離の製造誤差、及びカム溝精度や各メカストッパーの製造誤差によってレンズ全系の焦点距離に誤差が生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、例えば、設計上のワイド端における画角を測定し、誤差がある場合は撮像素子９をずれ換算分だけ移動して補正することによって画角を合わせ込む。撮像素子９の代わりにカム環１４をずれ換算分だけ駆動させ、画角を合わせ込んでもよい。更には画角を測定する代わりに、簡易的な焦点距離を測定してもよい。また、ワイド側の確認に限定されるものではなく、例えば、テレ側の画角や焦点距離を確認してもよい。

撮像素子９やカム環１４を移動（回転）して画角や焦点距離を合わせ込む際に、第５レンズユニットＬ５も移動して合焦状態を維持する。そして、第２レンズユニットＬ２、撮像素子９および第５レンズユニットＬ５の少なくとも一つの設計上のワイド端の位置を補正し、補正されたワイド位置の情報によってズームトラッキングデータを補正する。また、補正されたワイド位置の情報に基づいて設計上のテレ端の位置（テレ位置）を補正し、補正されたテレ位置の情報によってズームトラッキングデータを補正する。また、ワイド位置とテレ位置を補正したことによってフォーカスレンズの軌跡は設計値からずれているおそれがあるため、ストローク一定調整方法で記憶部６０に記憶されたズームトラッキングデータを補正する。

図６は、本実施形態の位置制御方法としてのトラッキング制御方法（設計上のワイド端とテレ端を補正してズームトラッキングデータを補正する方法）を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップを表す。図６に示すトラッキング制御方法は、コンピュータに各ステップを実行させるためのプログラムとして具現化が可能である。

Ｓ１（第１ステップ）で、ＣＰＵ５４は、ズームモータドライバ６１を介して、ズームモータ１５を駆動することによってカム環１４を回転させ、第２移動枠２を設計上のワイド端に移動する。なお、第３移動枠３（コンペセータの第３レンズユニットＬ３）は、カム環のカム溝精度により第２移動枠２との間隔が決定される。一般には、第１ステップは、カム環１４を回転させることによって変倍レンズユニットを、変倍レンズユニットとそれに隣接する固定のレンズユニットとの間隔が設計値になる、テレ端およびワイド端のうちの一方である第１のズーム端に、移動させる。

次に、Ｓ２（第２ステップ）で、ＣＰＵ５４は、撮像素子移動モータドライバ６３を介して、撮像素子移動モータ１０を駆動して、撮像素子９（撮像素子移動枠１１）を設計上のワイド端（前記第１の設計上のズーム位置に対応する位置）に配置する。

次に、Ｓ３（第３ステップ）で、ＣＰＵ５４は、フォーカスドライバ６２を介して、フォーカスモータ７を駆動して、フォーカスレンズ（第５移動枠５）を設計上のワイド端（前記第１の設計上のズーム位置に対応する位置）に移動する。

Ｓ２とＳ３は、メカ端を基準として配置するが、基準位置出しとして、例えば、フォトインタラプタなどの基準位置出しセンサを別途設けてもよい。但し、メカ端の方がフォトインタラプタよりも位置精度が高い。

次に、Ｓ４では、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３の後で、ＣＰＵ５４は、被写体距離を換算することによって設計上のワイド端における画角（または焦点距離）が許容範囲内か許容範囲外かを判断する。ＣＰＵ５４は、画角が許容範囲外であると判断すると（Ｓ４のＮ）、換算分だけ撮像素子９を駆動させる（第４ステップ、Ｓ５）。また、この時、第５レンズユニットＬ５を移動して合焦状態を維持する。なお、撮像素子９の駆動量（補正量）は位置設定部５９に格納される。

ＣＰＵ５４は、画角が許容範囲外であると判断すると（Ｓ４のＹ）またはＳ５の後で、カム環１４と撮像素子９を移動することによってテレ位置に移動する（第５ステップ、Ｓ６）。Ｓ６のテレ位置は、Ｓ５を経た場合には補正されたテレ位置（補正されたワイド端に基づいて補正された、テレ端およびワイド端のうちの他端である第２のズーム端）である。Ｓ５を経ていない場合にはトラッキングデータに記憶されたテレ位置である。テレ位置は記憶部６０に書き込まれたズームトラッキングデータにより設定される。

次に、Ｓ７で、ＣＰＵ５４は、ワイド端とテレ端での調整距離でのフォーカスレンズの合焦位置の差に相当するバランス分だけフォーカスレンズを光軸方向に移動する。なお、ピントが合わない場合は、補正量を位置設定部５９に格納する。

次に、Ｓ８（第６ステップ）で、ＣＰＵ５４の位置設定部５９は、図４に示すＷａ、Ｔａを決定し、ズームエンコーダ５０からの出力をズームトラッキングデータにおけるワイド端、テレ端として記憶部６０へ格納する。Ｓ５が行われた場合には、補正されたワイド端とテレ端の位置でトラッキングデータは補正される。

このようにして、ワイド端とテレ端のカム環位置・撮像素子位置、及びズーム位置に対するフォーカスレンズの光軸上の位置を決めている。次に、記憶部６０に書き込まれたズームトラッキングデータのワイド端〜テレ端の分割数だけズームを移動させ、フォーカスレンズの移動量設計値と実際にピントが合う移動量の差分を位置設定部５９に格納する。一般には、フォーカスレンズの移動軌跡が急峻なテレ位置を細かく設定し、移動軌跡がなだらかであれば間引いて設定する。

本実施形態によれば、ワイド端とテレ端を変倍敏感度の高いレンズ群を基準としてズーム位置を設定し、更にはズーム位置によるフォーカスレンズ位置を補正するため、ズーム中間域でのボケない、焦点距離も満足できるズームレンズを提供することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は本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。

本発明は、レンズ鏡筒に適用することができる。

Ｌ２…第２レンズユニット（変倍レンズユニット）、Ｌ５…第５レンズユニット（像面変動補正レンズユニット）、９…撮像素子、１４…カム環、５４…ＣＰＵ（制御手段）

Claims (6)

1. 光軸方向に移動可能な複数のレンズユニットを含む撮影光学系と、前記光軸方向に移動すると共に前記撮影光学系により形成された被写体の光学像を光電変換する撮像素子と、カム環と、を有する光学機器において、
   被写体距離と前記撮影光学系の焦点距離に応じた前記複数のレンズユニットと前記撮像素子の位置関係を示すデータを用いて、前記撮影光学系の変倍に際して合焦状態を維持するように前記複数のレンズユニットの位置を制御する位置制御方法であって、
   前記複数のレンズユニットのうち、前記カム環の第１のカム溝に係合し、変倍を行う変倍レンズユニットと、前記複数のレンズユニットのうち、前記変倍レンズユニットに隣接する固定のレンズユニットと、の間隔が設計値になる、テレ端およびワイド端のうちの一方である第１のズーム端に、前記カム環を回転させることによって前記変倍レンズユニットを移動させる第１ステップと、
   前記撮像素子を、前記第１のズーム端に対応する設計上の位置に移動させる第２ステップと、
   前記複数のレンズユニットのうち前記変倍レンズユニットの移動に伴う像面変動を補正する像面変動補正レンズユニットを、前記第１のズーム端に対応する設計上の位置に移動させる第３ステップと、
   前記第１のズーム端で画角と焦点距離の一方が許容範囲外であれば、前記変倍レンズユニットまたは前記撮像素子を、前記画角と前記焦点距離の前記一方の許容範囲からのずれ分だけ移動させ、前記合焦状態を維持するように前記像面変動補正レンズユニットを移動させる第４ステップと、
   前記第４ステップによって補正された第１のズーム端に基づいて補正された、前記テレ端および前記ワイド端のうちの他端である第２のズーム端に、前記変倍レンズユニット、前記撮像素子および前記像面変動補正レンズユニットを移動させる第５ステップと、
   補正された前記第１のズーム端の位置と補正された前記第２のズーム端の位置に基づいて前記データを補正する第６ステップと、
   を有することを特徴とする位置制御方法。
2. 前記変倍レンズユニットを、前記変倍レンズユニットに係合する第１の直進案内溝を有する直進案内部材に案内された状態で前記光軸方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の位置制御方法。
3. 前記第１ステップは、前記変倍レンズユニットが前記カム環の前記第１のカム溝の外部にある、前記固定のレンズユニットを保持する部材に接触する位置から前記変倍レンズユニットを前記第１のズーム位置まで移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の位置制御方法。
4. 前記複数のレンズユニットは、前記カム環の第２のカム溝と前記直進案内部材の第２の直進案内溝に係合し、前記撮像素子に入射する光量を調節する絞りと、前記カム環の第３のカム溝と前記直進案内部材の前記第２の直進案内溝に係合し、前記変倍レンズユニットの変倍に伴う像面変動を補正するコンペンセータレンズユニットと、を更に有し、
   前記カム環を回転させることによって前記絞りと前記コンペンセータレンズユニットを前記直進案内部材に案内された状態で前記光軸方向に移動させることを特徴とする請求項２に記載の位置制御方法。
5. 前記像面変動補正レンズユニットは、焦点調節を行うフォーカスレンズであることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の位置制御方法。
6. 複数のレンズユニットを含む撮影光学系と、
   前記撮影光学系により形成された被写体の光学像を光電変換する撮像素子と、
   カム環と、
   前記複数のレンズユニットの一つを駆動する第１のアクチュエータと、
   前記撮像素子を前記撮影光学系の光軸方向に移動する第２のアクチュエータと、
   前記カム環を回転する第３のアクチュエータと、
   被写体距離と前記撮影光学系の焦点距離に応じた前記複数のレンズユニットと前記撮像素子の位置関係を示すデータを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記データを用いて前記撮影光学系の変倍に際して合焦状態を維持するように前記第１のアクチュエータ、前記第２のアクチュエータ、前記第３のアクチュエータを制御する制御手段と、
   を有し、
   前記複数のレンズユニットは、
   前記カム環の第１のカム溝に係合し、変倍を行う変倍レンズユニットと、
   前記複数のレンズユニットのうち前記変倍レンズユニットに隣接する固定のレンズユニットと、
   前記変倍レンズユニットの移動に伴う像面変動を補正する像面変動補正レンズユニットと、
   を含み、
   前記制御手段は、
   前記複数のレンズユニットのうち、前記変倍レンズユニットと前記固定のレンズユニットとの間隔が設計値になる、テレ端およびワイド端のうちの一方である第１のズーム端に、前記第３のアクチュエータを介して、前記変倍レンズユニットを移動させ、
   前記撮像素子と前記像面変動補正レンズユニットを、前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータを介して、前記第１のズーム端に対応する設計上の位置に移動させ、
   前記第１のズーム端における画角と焦点距離の一方が許容範囲外であれば、前記第２のアクチュエータまたは前記第３のアクチュエータを介して、前記変倍レンズユニットまたは前記撮像素子を、前記画角と前記焦点距離の前記一方の許容範囲からのずれ分だけ移動させ、前記第１のアクチュエータを介して前記合焦状態を維持するように前記像面変動補正レンズユニットを移動させ、
   補正された第１のズーム端に基づいて補正された、前記テレ端および前記ワイド端のうちの他端である第２のズーム端に、前記第１のアクチュエータ、前記第２のアクチュエータおよび前記第３のアクチュエータを介して、前記変倍レンズユニット、前記撮像素子および前記像面変動補正レンズユニットを移動させ、
   補正された前記第１のズーム端の位置と補正された前記第２のズーム端の位置に基づいて前記記憶手段に記憶された前記データを補正する、
   ことを特徴とする光学機器。