JP3412990B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラ，銀
塩カメラ，電子スチルカメラ等の光学機器に関し、特に
フォーカスや変倍の際に光軸上移動する移動レンズ群を
有する光学系（撮影光学系）、例えば単一焦点距離の撮
影レンズやズームレンズ等の光学系において環境変化が
あった時のピントズレを該移動レンズによって補正する
ようにした光学機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カメラ等の光学機器においては、
撮影光学系の小型化及び固体撮像素子のイメ−ジサイズ
の小径化が急速に進んでいる。又撮影光学系を構成する
光学材料としてプラスチック材料が多く用いられてい
る。プラスチック材料を用いるとレンズが金型により容
易に成形でき、又その形状の任意性も大きく、又ガラス
材料に対してコストメリットが大きいなどの特長があ
る。この為プラスチック材料より成るレンズがファイン
ダ系や、赤外線アクティブオートフォーカスユニットそ
して撮影光学系の一部等に多く使用されている。

【０００３】プラスチック材料は、無機ガラス材料に比
べて環境変化に対する物理的性質の変化が大きい。例え
ば、線膨張係数が大きくプラスチック材料のＰＭＭＡで
は代表値で６７．９×１０^-6／℃なのに対して、無機ガ
ラスのＬａＫ １４（ＯＨＡＲＡ製）では、５７×１０
^-7／℃と１桁小さい。又温度変化に対する屈折率の変化
についてもＰＭＭＡでは、代表値で１．０〜１．２×１
０^-4／℃なのに対して、上記ＬａＫ １４では、Ｄ線で
３．９〜４．４×１０^-6／℃と２桁小さい。

【０００４】このようにプラスチック材料は、無機ガラ
ス材料に比べて、温度変化に対して光学的諸定数（屈折
率や形状等）の変化が大きい。例えばプラスチック材料
より成るレンズ、所謂プラスチックレンズは、温度変化
に対して焦点距離が無機ガラス材料より成るレンズに比
べて大きく変化する。

【０００５】又、プラスチック材料は無機ガラス材料に
比べて吸水率が大きい。この為プラスチックレンズの光
学的諸定数は温度変化に同様に湿度変化に対しても無機
ガラス材料より成るレンズに比べて大きく変化する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】光学系の一部にプラス
チックレンズを用いると前述のような効果が得られる。
しかしながらその反面、環境変化、特に温度変化や湿度
変化があると無機ガラス材料より成るレンズを用いた場
合に比べて焦点距離等の光学的性質が大きく変化してく
るという問題点が生じてくる。

【０００７】最近の光学機器は、撮影光学系の小型化や
固体撮像素子の小型化そして各要素の高密度化を図って
小型化されている。この為光学機器に用いている光学系
の結像面の予定結像面に対する温度変化や湿度変化等に
よるズレの影響が大きくなるという問題がある。従って
このような環境変化による結像位置のズレをいかに効果
的に補正するかが大きな問題点となっている。

【０００８】又環境変化に伴って撮影光学系に温度変化
や湿度変化が生じた時の時定数とセンサの時定数がずれ
ている場合には、センサの出力と実際の温度や湿度が所
定の時間ずれてしまうという問題点が生じてくる。

【０００９】本発明は、フォーカスや変倍の為に光軸上
移動する移動レンズ群を有する光学系（撮影レンズ）を
用いたとき環境変化があった時、例えば温度変化や湿度
変化があっても環境変化に応じて該移動レンズ群の移動
軌跡をその都度適切に設定することにより結像面のズレ
を補正し、高い光学性能を維持することのできるビデオ
カメラや銀塩カメラそして電子スチルカメラ等に好適な
光学機器の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光学機
器は，変倍のために光軸を移動するバリエータレンズ
と、変倍に伴う像面変動の補正およびフォーカスを行う
フォーカスレンズとを備えた光学系と、前記バリエータ
レンズを移動するための第１の駆動手段と、前記フォー
カスレンズを移動するための第２の駆動手段と、前記バ
リエータレンズの位置を検出するための第１の検出手段
と、前記フォーカスレンズの位置を検出するための第２
の検出手段と、前記光学系の温度を検出する温度検出手
段と、変倍動作時に結像面を一定に保つよう、基準温度
での前記バリエータレンズの位置に対する前記フォーカ
スレンズの位置に関する情報を記憶した記憶手段と、変
倍動作時に、前記第１および第２の検出手段による位置
検出結果と、前記記憶手段に記憶された位置に関する情
報および前記温度検出手段からの出力とに基づいて、結
像面を一定に保つよう前記第１および第２の駆動手段を
制御する制御手段とを備えた光学機器において、前記制
御手段は、前記変倍動作時に、予め設定した所定の時間
までは、前記基準温度と前記温度検出手段により検出し
た検出温度との差分値と、前記記憶手段に記憶している
温度補正係数と、温度変化時間補正係数とから温度補正
値を求め、 予め設定した所定の時間を越えるときは、該
差分値と該温度補正係数とから温度補正値を求め、該温
度補正値と該基準温度の位置データより温度補正位置デ
ータを求め、該温度補正位置データに基づいて結像面を
一定に保つよう前記第１および第２の駆動手段を制御す
ることを特徴としている。

【００１１】請求項２の発明の光学機器は，変倍のため
に光軸を移動するバリエータレンズと、変倍に伴う像面
変動の補正およびフォーカスを行うフォーカスレンズと
を備えた光学系と、前記バリエータレンズを移動するた
めの第１の駆動手段と、前記フォーカスレンズを移動す
るための第２の駆動手段と、前記バリエータレンズの位
置を検出するための第１の検出手段と、前記フォーカス
レンズの位置を検出するための第２の検出手段と、前記
光学系の湿度を検出する湿度検出手段と、変倍動作時に
結像面を一定に保つよう、基準湿度での前記バリエータ
レンズの位置に対する前記フォーカスレンズの位置に関
する情報を記憶した記憶手段と、変倍動作時に、前記第
１および第２の検出手段による位置検出結果と、前記記
憶手段に記憶された位置に関する情報および前記湿度検
出手段からの出力とに基づいて、結像面を一定に保つよ
う前記第１および第２の駆動手段を制御する制御手段と
を備えた光学機器において、前記制御手段は、前記変倍
動作時に、予め設定した所定の時間までは、前記基準湿
度と前記湿度検出手段により検出した検出湿度との差分
値と、前記記憶手段に記憶している湿度補正係数と、湿
度変化時間補正係数とから湿度補正値を求め、 予め設定
した所定の時間を越えるときは、該差分値と該湿度補正
係数とから湿度補正値を求め、該湿度補正値と該基準湿
度の位置データより湿度補正位置データを求め、該湿度
補正位置データに基づいて結像面を一定に保つよう前記
第１および第２の駆動手段を制御することを特徴として
いる。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
ブロック図である。図中１は光学系であり、４つのレン
ズ群より成る、所謂４群構成のリアフォ−カスズ−ムレ
ンズ（以下「ＲＦＺ」レンズと称する）より成ってい
る。

【００４６】ＲＦＺレンズ１は固定レンズ群である第１
のレンズ群（以下「前玉」と称する）１０１、移動レン
ズ群である変倍機能を有する第２のレンズ群（以下「バ
リエータ」と称する）１０２、固定レンズ群である第３
のレンズ群（以下「アフォーカル」と称する）１０３、
そして移動レンズ群であるフォ−カスと変倍に伴う像面
変動を補正するコンペンセータとしての機能を有する第
４のレンズ群（以下「ＲＲ」と称する）１０４より成っ
ている。

【００４７】実際には上記レンズ群は複数枚のレンズで
構成されていて、例えば本実施形態においては、前玉１
０１は３枚，バリエータ１０２は３枚，アフォーカル１
０３は１枚，ＲＲ１０４は２枚の、４群９枚のレンズ構
成より成っている。

【００４８】本実施形態においては、各レンズ群の少な
くとも１つのレンズ群に少なくとも１枚のプラスチック
材より成るプラスチックレンズを使用している。該プラ
スチックレンズの材料としては、アクリル系，ポリオレ
フィン系，ポリカーボネート等が適用可能である。

【００４９】本実施形態ではプラスチックレンズを複数
のレンズ群中のどのレンズ群に用いるかは特に限定され
るものではなく、又ガラスレンズも温度変化に伴い無視
できない屈折率変化を示す場合もあるから、各レンズ群
中に全く使用しない場合もある。又、レンズ群中のどの
レンズに用いるかも特に限定されない。

【００５０】１０２ａは、バリエータ１０２を保持する
ための部材（以下「Ｖ移動環」と称する）、１０４ａは
ＲＲ１０４を保持するための部材（以下「ＲＲ移動環」
と称する）であり、ＰＣ（ポリカーボネート）を使用し
て金型による成形、又は切削加工により製作している。

【００５１】尚本発明においては、特に上記材料、及び
製作方法を限定するものではなく、上記以外でも例え
ば、アルミニウムやチタン等の金属材料をダイカストに
より成形したものや、ダイカスト成形した後に２次加工
によって製作したもの、又はブロックから直接切削加工
したものでも良い。

【００５２】２は上記レンズ群を保持するための部材
（以下「鏡筒」と称する）であり、ＰＣ（ポリカーボネ
ート）を使用して金型による成形、又は切削加工により
製作している。

【００５３】本発明においては特に上記材料及び製作方
法を限定するものではなく、上記以外には、例えばアル
ミニウムやチタン等の金属材料をダイカストにより成形
したものや、ダイカスト成形した後に２次加工によって
製作したもの、又はブロックから直接切削加工したもの
でも良い。又、鏡筒２はいくつかの部材に分けて形成し
ても良く、本発明においては特に限定するものでない。
例えば、ＲＦＺレンズ１の光軸１０５に対して、筒状も
しくは箱形の鏡筒２を光軸１０５に対して平行に分けた
２部材から形成しても良く、又光軸１０５に対して垂直
に２部材に分けた２部材から形成しても良く、又各々２
部材だけでなく数部材から形成しても良い。

【００５４】又本実施形態においては、前玉１０１及び
アフォーカル１０３は、保持部材１０１ａ，１０３ａに
各々固定した後、鏡筒２に固定する構成としているが、
鏡筒２に直接固定しても良く、特に限定するものではな
い。

【００５５】３はＣＣＤ等の光電変換素子１８に入射す
る光量を調節するための絞り部材であり、ｉＧメータ又
はＳＴＥＰモータ等の駆動手段７により絞り部材３内の
絞り羽３ａを光軸１０５に略垂直に駆動することによっ
て絞り部材３の開口部３ｂの面積を可変としている。９
は絞りエンコーダであり、ｉＧメータの回転角度を検出
している。

【００５６】光量調節は絞り制御回路２０と駆動回路１
６によって光電変換素子１８に入射する光量が一定にな
るように絞り部材３の絞り羽３ａを駆動手段７によって
駆動することで開口部３ｂの面積を制御して行ってい
る。２２は絞りエンコーダ９からの信号を検出する検出
回路である。

【００５７】本実施形態では機械式の絞り部材３と駆動
手段７及びエンコーダ９より絞りユニットとを構成して
いるが、これに限定するものではなく電気化学作用によ
り光の吸収を制御するエレクトロクロミー機能等を有す
る物性絞りであっても良い。

【００５８】４は光電変換素子１８の前に置かれたフィ
ルタユニットであり、水晶等の光学的ローパスフィルタ
４ａ、赤外線遮断フィルタ４ｂ等を有している。

【００５９】本実施形態において各フィルター４ａ，４
ｂは光電変換素子１８の直前に一体的に配置されている
が、各々別体で配置しても良く、又ＲＦＺレンズ１の各
フィルタの機能を発揮できる任意の位置に配置しても良
い。

【００６０】５，６は各々移動レンズ群１０２，１０４
を駆動するためのステップモータ等の第１、第２の駆動
手段（レンズ駆動手段）である。５ａ，６ａは表面に所
定のピッチでネジが切られているリードスクリューネジ
である。１０２ｂ，１０４ｂは各々Ｖ移動環１０２ａ，
ＲＲ移動環１０４ａと同一部材として形成するか、又は
別部材としてＶ移動環１０２ａ及びＲＲ移動環１０４ａ
へ接着等で一体に形成したラックである。該ラック１０
２ｂ，１０４ｂはリードスクリューネジ５ａ，５ｂとか
み合っておりステップモータ５，６が正逆転することに
よって、Ｖ移動環１０２ａ，ＲＲ移動環１０４ａが光軸
１０５に平行に移動する。

【００６１】８ａ，１０ａは各々フォトインタラプタで
あり、８ｂ，１０ｂは各々遮光板であり、それぞれＶ移
動環１０２ａ，ＲＲ移動環１０４ａと同一部材として形
成するか、又は別部材としてＶ移動環１０２ａ，ＲＲ移
動環１０４ａに接着等で一体に形成している。該遮光板
８ｂ，１０ｂが、Ｖ移動環１０２ａ，ＲＲ移動環１０４
ａの移動によってフォトインタラプタ８ａ，１０ａの位
置に来ることで、フォトインタラプタ８ａ，１０ａから
の信号が変化し、この変化を検出することでバリエータ
１０２及びＲＲ１０４の基準位置（以下「レンズ初期リ
セット位置」と称する。）を決定している。

【００６２】本実施形態においては、該レンズ初期リセ
ット位置に対して前記ステップモータを駆動する為の駆
動パルス数をカウントすることで各レンズの初期リセッ
ト位置からの相対位置情報を検出している。

【００６３】尚フォトインタラプタ８ａ（１０ａ）と遮
光板８ｂ（１０ｂ）はレンズ初期位置検出手段の一要素
を構成している。２１，２３は、フォトインタラプタ８
ａ，１０ａからの信号を検出する検出回路である。

【００６４】本実施形態においてはレンズ初期位置検出
手段としてフォトインタラプタ８ａ，１０ａと遮光板８
ｂ，１０ｂの組み合わせを採用しているが、例えばホー
ル素子とマグネットの組み合わせや、ＰＳＤとｉＲＥＤ
の組み合わせ等を用いても良い。

【００６５】又本実施形態においてはステップモータと
レンズ初期リセット位置検出手段の組み合わせを採用
し、即ちバリエータ用の第１の検出手段と、コンペンセ
ーター用の第２の検出手段を構成したが、ボイスコイル
モータ，ＤＣモータ等と磁気抵抗効果素子，又はホール
素子とマグネット等の組み合わせによるレンズ位置検出
手段との組み合わせでも良く、特に限定するものではな
い。

【００６６】１５，１７はレンズ駆動手段としてのＳＴ
ＥＰモータ５，６を駆動するための駆動回路である。１
２はサーミスタ等の感温抵抗の温度検出手段であり、検
出回路２４によって温度に対応した出力信号をマイコン
等の制御回路１３へ出力している。

【００６７】本実施形態においては温度検出手段１２は
前玉１０１近傍に配置してある。これは前玉１０１が計
算上、温度変化に対する焦点距離の変化量が他のレンズ
群に比べて大きいためである。温度検出手段１２の置く
位置は特に限定しない。

【００６８】又温度検出手段１２は、ＣＣＤや他の基板
上のＩＣ等の発熱体によるＲＦＺレンズ１に温度分布が
ある場合等には、その置く位置を上記の位置に限定する
ものではなく、又、温度検出手段の数もシステムに要求
される温度補正精度によって複数設けても良い。

【００６９】１９は光電変換素子１８からの出力信号を
処理して画像信号として出力するカメラプロセス回路で
ある。１４はバリエータ１０２及びＲＲ１０４の駆動情
報が格納されるＲＯＭ等の記憶手段である。

【００７０】図１においては制御回路１３とＲＯＭ１４
は別のブロックとして表現されているが、マイクロプロ
セッサ内に制御回路１３とＲＯＭ１４が組み込まれてい
ても良い。

【００７１】１１はズームスイッチであり、広角側（以
下「ＷＩＤＥ」と称する）へズーミングする時にはズー
ムスイッチ１１ａを、望遠側（以下「ＴＥＬＥ」と称す
る）へズーミングする時にはズームスイッチ１１ｂを、
押すことによってズーミング動作を行っている。すなわ
ちバリエータ１０２とＲＲ１０４を制御回路１３からの
駆動信号によって駆動してズーミングを行っている。２
５は電源である。

【００７２】ＲＦＺレンズ１においては被写体距離毎に
バリエータ１０２の光軸上のレンズ停止位置、即ちズー
ム位置に対してＲＲ１０４の光軸上の停止位置（即ち位
置に関する情報）が決まっている。

【００７３】図２に被写体距離ごとにバリエータ１０２
とＲＲ１０４の光軸上の停止位置をプロットしたもの
（以下「カム軌跡」と称する）を示す。

【００７４】図２において、例えば被写体距離が無限遠
のとき、バリエータ１０２がＷＩＤＥからＴＥＬＥへ光
軸上、移動するとＲＲレンズ１０４は曲線Ｙ∞（Ｙ２）
の如く、光軸上物体側へ凸状の軌跡を有しつつ移動す
る。

【００７５】このように本実施形態では、ＷＩＤＥから
ＴＥＬＥ、又はＴＥＬＥからＷＩＤＥへズーミングする
ときには、被写体距離に応じて上記カム軌跡をトレース
するように、メモリに記憶しているカム軌跡に基づいて
バリエータ１０２の移動に応じてＲＲ１０４を駆動制御
して、これによりピントズレのない良好な画像を得てい
る。

【００７６】本実施形態においては少なくとも１つのレ
ンズ群にプラスチックレンズを使用している。この為環
境変化によりプラスチックレンズの周囲に温度変化や湿
度変化が生じると前述したようにプラスチックレンズの
形状が変化したり、材質の屈折率の温度係数が大きい為
に、屈折率が変化したりして焦点距離が大きく変化して
くる。尚以下の説明では環境変化として温度変化を中心
に述べる。

【００７７】温度変化が生じるとプラスチックレンズを
使用した少なくとも１つのレンズ群の焦点距離が変化し
てＲＦＺレンズ１のトータルの焦点距離も変化してく
る。その結果、基準温度Ｔｒｅｆ （本実施形態では２
０℃に設定してある）の結像面に対して結像面がズレて
くる。即ちピントズレが発生してくる。従ってズーミン
グする場合に温度変化が生じたときは、温度変化によっ
て発生した結像面のズレを補正するように、移動レンズ
群をトレースする上記カム軌跡を補正する必要がある。

【００７８】図３に、基準温度Ｔｒｅｆ＝２０℃に対し
て温度が（Ｔｒｅｆ＋３０）℃のときと、（Ｔｒｅｆ−
３０）℃のときの、被写体距離が無限の場合のカム軌跡
を示す。

【００７９】本実施形態においては基準温度Ｔｒｅｆ
に対して高温になるとＲＲレンズ１０４の物体側への繰
り出し量が大きくなり、逆に基準温度Ｔｒｅｆに対して
低温側になると繰り出し量が小さくなる。

【００８０】本実施形態においては温度変化に対するピ
ントずれが最も大きいのは、ＴＥＬＥ端である。

【００８１】本実施形態ではバリエータ１０２とＲＲ１
０４の光軸上の可動範囲においてバリエータ１０２の位
置ＰＶに対する被写体距離毎のＲＲ１０４の物体側への
繰り出し量である基準温度Ｔｒｅｆにおける代表位置デ
ータＰＲＲ（代表位置データ）を予めＲＯＭ１４に格納
してある。

【００８２】例えば制御情報として前記所定の基準温度
又は／及び基準湿度における前記移動レンズ群の焦点距
離データ及び横倍率データをＲＯＭ１４に格納してい
る。

【００８３】又上記バリエータ１０２の位置ＰＶに対す
るＲＲ１０４の位置データＰＲＲのための温度補正係数
（温度補正係数データ）ＣＰＲＲと温度変化時間補正係
数ＴＴＣも被写体距離毎に予めＲＯＭ１４に格納してあ
る。

【００８４】尚、温度変化時間補正係数ＴＴＣは時間の
関数（の係数）であり、指数関数、双曲線関数、１次関
数、三角関数等が考えられるが、特に限定しない。

【００８５】本実施形態においてはバリエータ１０２の
可動範囲を所定幅で分割し、バリエータ１０２の該分割
領域毎に被写体距離毎のＲＲ１０４の基準温度Ｔｒｅｆ
における代表位置データＰＲＲと被写体距離毎のＲＲ１
０４の位置データＰＲＲの温度補正係数ＣＰＲＲを各々
数値データとして予めＲＯＭ１４に格納してある。

【００８６】但し、本実施形態においてはこれに限定す
るものでない。例えば、バリエータ１０２の位置データ
ＰＶについても所定幅で分割しなくても良く、その場合
は上記被写体距離毎のＲＲ１０４の位置データＰＲＲと
温度補正係数ＣＰＲＲはバリエータ１０２の位置データ
ＰＶの関数として定義しても良い。又温度補正係数ＣＰ
ＲＲは基準温度Ｔｒｅｆに対して温度変化が生じた際の
プラスチックレンズの焦点距離の変化及び光学系１の各
レンズ群を保持する前記保持部材の伸縮によるレンズ間
隔の変化によるピントずれの影響を考慮して算出された
ものである。

【００８７】本実施形態においては、感温抵抗１２及び
検出回路２４にて得られた温度情報データＴが前記基準
温度Ｔｒｅｆに対して所定の温度変化Ｔ１（本実施形態
においては１℃以上の温度変化としているが特に限定し
ない）が生じた時刻ｔを０とすると所定時間ｔ０までは
（式１）にしたがって温度Ｔの時のＲＲ１０４の位置を
示すＲＲ１０４の温度補正位置データＰＲＲＴを算出
し、ｔ０をこえた場合は（式２）にしたがってＲＲ１０
４の温度補正位置データＰＲＲＴを算出する。

【００８８】 ＰＲＲＴ＝ＣＰＲＲ×ＴＴＣ×（Ｔ−Ｔｒｅｆ）＋ＰＲＲ （但し、０≦ｔ≦ｔ０）‥‥（式１） ＰＲＲＴ＝ＣＰＲＲ×（Ｔ−Ｔｒｅｆ）＋ＰＲＲ （但し、ｔ０＜ｔ） ‥‥（式２） 本実施形態において温度補正位置データＰＲＲＴは前記
検出手段から検出された温度Ｔと前記基準温度Ｔｒｅｆ
との差分値ΔＴに、前記温度補正係数データＣＰＲＲと
前記温度変化時間補正係数ＴＴＣを掛け合わせた結果に
又は、該差分値ΔＴに温度補正係数データＣＰＲＲを掛
け合わせた結果に、該基準温度における該移動レンズ群
の位置データＰＲＲを足し合わせたもので定義してい
る。

【００８９】但し、所定の時刻ｔ０は特に限定しない
が、一定時間（例えば１０分）でもよいし、一定時間内
にＴ１を越える温度変化が生じるまででもよい。一定時
間の場合は、一定時間内にＴ１を越える温度変化が生じ
た場合は、再び前述したと同様にして、その時刻を０と
して（式１）にしたがってＲＲ１０４の温度補正位置デ
ータＰＲＲＴを算出する。ｔ０以降は同様である。

【００９０】本実施形態においては、温度情報としては
１つのデータのみ扱っているが、前述したような複数の
温度検出手段を設ける場合、例えばＲＦＺレンズの各レ
ンズ群の個々の温度を検出して精度良く温度補正を行う
時は、各レンズ群毎に温度補正係数をバリーエータ１０
２の位置の関数としてあらかじめＲＯＭ１４にデータと
して格納し、各レンズ群毎に該温度補正係数にレンズ群
の基準温度Ｔｒｅｆからの現在温度の差分値を乗じた結
果の和に温度変化時間補正係数を乗じた結果にＲＲ１０
４の位置データを加えた結果を温度補正位置データとし
てもよいし、各レンズ群毎に温度変化時間補正係数を有
して前述したのと同様に補正してもよい。

【００９１】以下、本実施形態の動作について図４，図
５に示すフローチャートによって説明する。

【００９２】初めに電源２５が投入される。次にフォト
インタラプタ８ａ，１０ａからの信号を各検出回路２
１，２３を通して読み込む。次に制御回路１３にて、各
々読み込んだ信号に応じた方向、即ち本実施形態におい
ては検出回路２１，２３からの信号が、ｈｉｇｈのとき
はｌｏｗとなる方向へ、ｌｏｗのときはｈｉｇｈとなる
方向へバリエータ１０２とＲＲ１０４を各々駆動し、各
フォトインタラプタ８ａ，１０ａからの信号が変化する
までバリエータ１０２とＲＲ１０４を駆動する。

【００９３】各フォトインタラプタ８ａ，１０ａの信号
の変化した位置を各レンズバリエータ１０２，ＲＲ１０
４のそれぞれ初期リセット位置とする。即ち、上記信号
の変化した位置でバリエータ１０２とＲＲ１０４を停止
させて、制御回路内１３のバリエータ１０２、ＲＲ１０
４の各カウンタをクリアする。該カウンタは、バリエー
タ１０２，ＲＲ１０４の駆動パルスをカウントするもの
であり、これによってバリエータ１０２及びＲＲ１０４
の初期リセット位置からの相対的な現在位置を検出して
いる。

【００９４】ズームスイッチ１１が押されているかチェ
ックする。ズームスイッチ１１ａが押されている時はＷ
ＩＤＥ方向へズーミング行われ、ズームスイッチ１１ｂ
が押されている時は、ＴＥＬＥ方向へズーミングが行わ
れる。押されていない場合については、ズーミング動作
しない。

【００９５】以下、ＴＥＬＥ方向にズーミングされる場
合についてのみ説明するが、ＷＩＤＥ方向でも全く同様
のルーチンなので省略する。

【００９６】カウンタよりバリエータ１０２の位置ＰＶ
を読み出して前記バリエータ１０２のどの分割領域にい
るかサーチして現在のバリエータ１０２のいる領域ＰＶ
Ｖを決める。同様にしてカウンタよりＲＲ１０４の位置
ＰＲＲを読み出す。

【００９７】次に、感温抵抗１２からの出力信号を検出
回路２４を通して制御回路１３に入力することで温度Ｔ
を検出している。以下、電源が投入されてからｔ秒後の
検出温度をＴ（ｔ）とする。実際には、本実施形態にお
いては、制御回路１３はマイクロプロセッサ（以下”マ
イコン”と称する）であり、マイコンのサンプリング周
波数に応じてマイコン内に検出温度をデータとして取り
込むので前記Ｔ（ｔ）を、電源投入時からの所定時間ｔ
_s 毎の検出温度データからの取り込み回数をｋ回として
Ｔ（ｋ）と表わすことにする。したがって電源投入時か
らｋ回目の時間は（ｔ_s ×ｋ）となる。本実施形態にお
いては、検出温度データ列が時間の関数となっているの
が本質であり、表現の仕方を得に限定するものでない。

【００９８】次に、検出した環境温度Ｔ（ｋ）と基準温
度Ｔｒｅｆとを比較してその差分ΔＴ（＝Ｔ（ｋ）−Ｔ
ｒｅｆ）をとる。このとき該差分値の絶対値が所定の値
Ｔ１を越えているか調べる。Ｔ１を越えていたときは、
１回前の検出温度Ｔ（ｋ−１）と同じかどうか比較す
る。もし同じでなければ、すなわち（ｋ−１）回目の検
出温度に対して温度変化が生じた時は、ｋ回目からの時
間をカウントする。すなわちその時刻をｎに格納（ｎ＝
ｋ）し、現在の時刻（ｋ−ｎ）（＝（ｋ−ｎ）×ｔ_s ）
が所定の時間ｔ０（＝ｎ０×ｔ_s ）をこえているかを比
較する。もしも越えていなければ温度補正係数ＣＰＲＲ
と温度変化時間補正係数ＴＴＣを読み込んでΔＴへ掛け
合わせ、温度補正値ＴＣ（＝ΔＴ×ＣＰＲＲ×ＴＴＣ）
を算出する。この結果を基準温度の位置データＰＲＲに
足し合わせ、温度補正位置データＰＲＲＴ（＝ＴＣ＋Ｐ
ＲＲ）を算出し、ＲＲ１０４の繰り出し量を決定する。
この算出データをもとに、ＲＲ１０４を駆動する。

【００９９】このように、本実施形態においては、ＲＲ
１０４の繰り出し量を基準温度に対して補正することで
温度変化時のピント移動を補正する。バリエータ１０２
は、ズーミングスイッチ１１が押されている間は所定の
速度で駆動されるものとする。

【０１００】温度差分値の絶対値｜ΔＴ｜が所定の値Ｔ
１よりも大きくて且つ（ｋ−１）回目の検出温度に対し
て温度変化が生じていない時は、前述したと同様に、現
在の時刻（ｋ−ｎ）（＝（ｋ−ｎ）×ｔ_s ）が所定の時
間ｔ０（＝ｎ０×ｔ_s ）をこえているかを比較する。も
しも越えていなければ温度補正係数ＣＰＲＲと温度変化
時間補正係数ＴＴＣを読み込んでΔＴへ掛け合わせ、温
度補正値ＴＣ（＝ΔＴ×ＣＰＲＲ×ＴＴＣ）を算出す
る。この結果を基準温度の位置データＰＲＲに足し合わ
せ、温度補正位置データＰＲＲＴ（＝ＴＣ＋ＰＲＲ）を
算出し、ＲＲ１０４の繰り出し量を決定する。この算出
データをもとに、ＲＲ１０４を駆動し、バリエータ１０
２を所定の速度で駆動する。

【０１０１】以上のルーチン以外を説明すると、温度差
分値の絶対値｜ΔＴ｜が所定の値Ｔ１よりも小さい場
合、または温度変化が生じてから所定の時間ｔ０（＝ｎ
０×ｔ_s ）を越えた場合には、温度補正係数ＣＰＲＲを
読み込み、温度補正値ＴＣ（＝ΔＴ×ＣＰＲＲ）を算出
して、ＲＲ１０４の基準温度における位置データＰＲＲ
を読み込んで、温度補正値ＴＣへ足しあわせることでＲ
Ｒ１０４の温度補正位置データＰＲＲＴを算出する。こ
のデータにしたがってＲＲ１０４を駆動し、バリエータ
１０２は所定の速度で駆動される。

【０１０２】本実施形態においては、所定の値Ｔ１以上
の温度変化があった場合のみ温度変化時間補正係数ＴＴ
Ｃにて、温度センサからの検出値と実際のレンズの温度
の時間的ズレを補正しているが、これに限定するもので
なく、温度変化が生じたときはいつも温度変化時間補正
係数ＴＴＣにて補正を行ってもよい。

【０１０３】以上、ズーミング中の動作について説明し
た。ズーミング中にＲＲ１０４を用いたオートフォーカ
スを作動させないことを前提として説明したが、作動さ
せても支障のないことは明らかである。

【０１０４】以上説明したように、温度補正係数ＣＰＲ
Ｒと温度変化時間補正係数ＴＴＣを有し、基準温度にお
けるＲＲ１０４の位置データを補正することでセンサ出
力と実際のレンズの温度に時間的なズレがあっても良好
な結像性能を得ることを可能としている。

【０１０５】図６は本発明の実施形態２の要部ブロック
図である。図中、図１で示した要素と同一要素には同符
番を付している。

【０１０６】本実施形態は環境変化として湿度が変化し
た場合を示している。図６において２６は静電容量式又
はサーミスタを使用した湿度検出センサである。２７は
湿度検出センサ２６からの出力によって湿度を検出する
検出回路であり検出した湿度情報に相当する出力信号を
制御回路１３へ出力する。

【０１０７】本実施形態は環境変化として湿度が変化し
たときのプラスチックレンズの形状変化や材質の屈折率
変化により焦点距離が変化したときのピントズレを実施
形態１で温度変化があったときと同様にして補正してい
る点が異なっており、その他の基本構成は同じである。

【０１０８】構成については湿度センサ，湿度検出回
路，湿度補正係数データそして湿度変化時間補正係数が
異なるだけである。実施形態１でこれに対応する要素は
夫々温度センサ，温度検出回路，温度補正係数データ、
そして温度変化時間補正係数である。

【０１０９】尚本実施形態において前記湿度補正位置デ
ータは前記検出手段から検出された湿度と前記基準湿度
との差分値に、前記湿度補正係数データと前記湿度変化
時間補正係数を掛け合わせた結果に該基準湿度における
前記移動レンズ群の位置データを足し合わせたもので定
義している。

【０１１０】次に本実施形態の動作について説明する。
本実施形態においては、各レンズ群にプラスチックレン
ズを使用している。この為、環境変化によりプラスチッ
クレンズに湿度変化が生じるとプラスチックレンズの吸
湿の変化による形状が変化してきて各レンズ群の焦点距
離が変化してＲＦＺレンズ１の全系の焦点距離も変化し
てくる。その結果、マニュアルフォーカスでズーミング
をする場合、バリエータ１０２の位置に対する基準湿度
Ｈｒｅｆ（本実施形態では５０％に設定してある）のＲ
Ｒ１０４の繰り出し量のデータに従ったのでは、ぼけの
ない良好な画像を得ることは困難である。

【０１１１】そこで本実施形態では実施形態１と同様に
して湿度補正係数データと湿度変化時間補正係数を有す
ることで基準湿度におけるＲＲ１０４の代表位置データ
を補正することで湿度センサ出力と実際のレンズの湿度
に時間的なズレがあっても良好なズーミング性能を得て
いる。

【０１１２】本実施形態においては湿度検出センサ２６
を１個使用しているが、複数個使用しても良く、これに
よればより良好なる効果が得られる。

【０１１３】尚以上の各実施形態においては温度検出手
段と湿度検出手段を各々設けた場合について説明した
が、双方の検出手段を光学機器内に設けて、温度変化及
び湿度変化によるピントズレについて各実施形態で示し
た方法を用いて同様に補正するようにしても良い。

【０１１４】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、フォーカ
スや変倍の為に光軸上移動する移動レンズ群を有する光
学系（撮影レンズ）を用いたときに環境変化があったと
き、例えば温度変化や湿度変化があっても環境変化に応
じて該移動レンズ群の移動軌跡をその都度適切に設定す
ることにより結像面のズレを補正し、高い光学性能を維
持することのできるビデオカメラや銀塩カメラそして電
子スチルカメラ等に好適な光学機器を達成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の要部概略図

【図２】図１の移動レンズ群のカム軌跡の説明図

【図３】温度変化に対するカム軌跡の変化を示す説明図

【図４】本発明の実施形態１の動作を示すフローチャー
ト

【図５】本発明の実施形態１の動作を示すフローチャー
ト

【図６】本発明の実施形態２の要部概略図

【符号の説明】

１ 光学系 １０２，１０４ 移動レンズ群 ２ 鏡筒 ５，６ レンズ駆動手段 １２ 温度検出手段 ２６ 湿度検出手段 １３ 制御手段 １４ 記憶手段 １５〜１７ 駆動回路 ２１〜２４ 検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−110423（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−235510（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−93832（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−289275（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−73627（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−117679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−189722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−123807（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−39029（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−65548（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/02 - 7/105

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変倍のために光軸を移動するバリエータレ
   ンズと、変倍に伴う像面変動の補正およびフォーカスを
   行うフォーカスレンズとを備えた光学系と、 前記バリエータレンズを移動するための第１の駆動手段
   と、 前記フォーカスレンズを移動するための第２の駆動手段
   と、 前記バリエータレンズの位置を検出するための第１の検
   出手段と、 前記フォーカスレンズの位置を検出するための第２の検
   出手段と、 前記光学系の温度を検出する温度検出手段と、 変倍動作時に結像面を一定に保つよう、基準温度での前
   記バリエータレンズの位置に対する前記フォーカスレン
   ズの位置に関する情報を記憶した記憶手段と、 変倍動作時に、前記第１および第２の検出手段による位
   置検出結果と、前記記憶手段に記憶された位置に関する
   情報および前記温度検出手段からの出力とに基づいて、
   結像面を一定に保つよう前記第１および第２の駆動手段
   を制御する制御手段とを備えた光学機器において、 前記制御手段は、前記変倍動作時に、 予め設定した所定の時間までは、前記基準温度と前記温
   度検出手段により検出した検出温度との差分値と、前記
   記憶手段に記憶している温度補正係数と、温度変化時間
   補正係数とから温度補正値を求め、 予め 設定した所定の時間を越えるときは、該差分値と該
   温度補正係数とから温度補正値を求め、 該温度補正値と該基準温度の位置データより温度補正位
   置データを求め、該温度補正位置データに基づいて結像
   面を一定に保つよう前記第１および第２の駆動手段を制
   御することを特徴とする光学機器。
2. 【請求項２】変倍のために光軸を移動するバリエータレ
   ンズと、変倍に伴う像面変動の補正およびフォーカスを
   行うフォーカスレンズとを備えた光学系と、 前記バリエータレンズを移動するための第１の駆動手段
   と、 前記フォーカスレンズを移動するための第２の駆動手段
   と、 前記バリエータレンズの位置を検出するための第１の検
   出手段と、 前記フォーカスレンズの位置を検出するための第２の検
   出手段と、 前記光学系の湿度を検出する湿度検出手段と、 変倍動作時に結像面を一定に保つよう、基準湿度での前
   記バリエータレンズの位置に対する前記フォーカスレン
   ズの位置に関する情報を記憶した記憶手段と、 変倍動作時に、前記第１および第２の検出手段による位
   置検出結果と、前記記憶手段に記憶された位置に関する
   情報および前記湿度検出手段からの出力とに基づいて、
   結像面を一定に保つよう前記第１および第２の駆動手段
   を制御する制御手段とを備えた光学機器において、 前記制御手段は、前記変倍動作時に、 予め設定した所定の時間までは、前記基準湿度と前記湿
   度検出手段により検出した検出湿度との差分値と、前記
   記憶手段に記憶している湿度補正係数と、湿度変化時間
   補正係数とから湿度補正値を求め、 予め 設定した所定の時間を越えるときは、該差分値と該
   湿度補正係数とから湿度補正値を求め、 該湿度補正値と該基準湿度の位置データより湿度補正位
   置データを求め、該湿度補正位置データに基づいて結像
   面を一定に保つよう前記第１および第２の駆動手段を制
   御することを特徴とする光学機器。