JP3581513B2 - 光学機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学機器に関し、特にフォーカスや変倍の際に光軸上を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を備えたビデオカメラ、銀塩カメラ、或は電子スチルカメラ等の光学機器に関する。
【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ージサイズの小径化が急速に進んでいる。また、撮影光学系及び光学系の保持部材の材料としてプラスティック材料が多く使用されている。
【０００３】
光学系及び光学系の保持部材の材料としてプラスティック材料を使用すると、これらの部材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い上、他の材料に比しコストメリットが大きい等多くの利点がある。この為、プラスティック材料より成るレンズ及び光学系の保持部材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、撮影光学系等に多く採用されているのが実情である。
【０００４】
ところが、プラスティック材料は、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、プラスティック材料のＰＭＭＡでは代表値で６７．９×１０−６／ ℃であるのに対して、無機ガラスのＬａＫ １４（ＯＨＡＲＡ 製）では５７×１０−７／ ℃と一桁小さい。また、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 ×１０−４／ ℃であるのに対して、上記Ｌａｋ
１４では、Ｄ 線で３．９〜４．４ ×１０−６／ ℃と二桁小さい。
【０００５】
このようにプラスティック材料は、無機ガラス材料に比べ温度変化に対して物理的諸定数（屈折率や形状等）の変化が大きい。例えば、プラスティック材料より成るレンズ、所謂、プラスティックレンズは、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。
【０００６】
また、プラスティック材料は、無機ガラス材料に比べて吸水率が大きい。この為、プラスティックレンズの光学的諸定数は温度変化と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。
【０００７】
かくして、光学系の一部及び光学系の保持部材にプラスティック材料を使用した場合、前述したような多くの利点がある反面、環境変化、特に、温度変化や湿度変化に対し物理的性質や寸法の変化が大きい問題がある。例えばプラスティックレンズを使用すれば無機ガラス材料より成るレンズを使用した場合に比べ、焦点距離等の光学的性質が大きく変化してしまうという光学性能上の弊害が生じてくる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来から環境の変化に伴い、光学系の結像位置 （ピント） がずれる、適切なレンズ制御が行われないといった問題があった。特にデジタル技術による高画質化が進むなかで、光学系の環境変化によるピントずれの影響が顕著に現れるようになり、極めて大きな問題となっている。
【０００９】
更に、最近の光学系はズームの高倍率化、小型化が先を競って行われている。それに伴い温度変化や湿度変化等による光学系の予定結像面に対するピントずれ量が増加し、製品として致命的な欠点となりかねない極めて重要な問題となっている。
【００１０】
従ってこのような環境変化に伴う結像面のずれをいかに効果的に補正するかが極めて重要な課題となっている。
【００１１】
これは、更なる高画質化、高倍率化、小型化を進める上で更に重要な課題となってくる。
【００１２】
そして、以上の環境変化に対して補正する際、個体差、生産ロット、などにより補正の程度に違いが有る場合、環境補正係数が個々に異なる場合が生じる。その際その度ごとにメインプログラム変更をおこなうのは開発日程、製造の工数、製造コストの点からしても極めて不具合が生じる。
【００１３】
又、光学機器の初期調整時の環境と実際に使用する環境が異なったり、また、ある条件の環境で調整する事によって正確な調整が行えない場合に、実際に使用する環境でボケが生じるといった光学機器として極めて好ましくない問題が発生する。
【００１４】
本発明の目的は、移動レンズ群を備えた光学系（撮影レンズ）を有する光学機器の環境に温度変化や湿度変化等の環境変化があったとき、この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ずれを補正し、高い光学性能を維持することのできる光学機器の提供である。
【００１５】
又、調整を要する光学機器で環境が変化した場合、あるいは環境に大きく影響される構成の光学機器であっても、ピントが合焦位置に達しないといった問題や、ボケるといった問題が解決され、常に良好な合焦状態が得られる光学機器の提供である。
【００１６】
【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、移動レンズ群RR及びバリエータレンズ群を含む複数のレンズ群を有する光学系により結像面上に物体像を形成する光学機器において、
該移動レンズ群RR及びバリエータレンズ群を駆動するレンズ駆動手段と、
該光学系の構造部材に関する温度情報を検出する温度検出手段と、
所定の基準温度における前記移動レンズ群RRとバリエータレンズ群の代表位置データと、
前記構造部材の温度変化による結像面の変動を補正すべく、前記バリエータの移動範囲を所定幅で分割した分割領域毎のバリエータレンズ位置に対応する移動レンズ群RRの位置データの補正をするための基準温度補正係数データ群を記憶した第一の記憶手段と、
該基準の温度補正係数データ群を補正する係数補正データを記憶した書き換え可能な第二の記憶手段と、を有し、
構造部材に関する基準の温度補正係数データ群と該係数補正データと該温度情報に基づいて結像面位置の変動を補正するための該移動レンズ群RRの補正位置データを算出し、前記算出結果に基づいて前記レンズ駆動手段を制御して結像面位置の変動を補正する制御手段を有することを特徴としている。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記構造部材に関する温度情報はレンズの保持部材に関する温度情報であることを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記光学系はリアフォーカスタイプのズームレンズであることを特徴としている。
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記構造部材に関する温度補正係数データは変倍機能を有する移動レンズ群V の位置の関数として定義されることを特徴としている。
請求項５の発明は、請求項３又は４の発明において、前記補正位置データは前記温度検出手段から検出された温度と前記基準温度との差分値に、前記構造部材に関する温度補正係数データを掛け合せた結果に前記代表位置データを足し合わせたもので定義されることを特徴としている。
請求項６の発明は、請求項３から５のいずれか１項の発明において、前記光学系は少なくとも一部にプラスティックレンズを有することを特徴としている。
【００１８】
請求項７の発明の光学機器は、移動レンズ群RR及びバリエータレンズ群を含む複数のレンズ群を有する光学系により結像面上に物体像を形成する光学機器において、
該移動レンズ群RR及びバリエータレンズ群を駆動するレンズ駆動手段と、
該光学系の構造部材に関する湿度情報を検出する湿度検出手段と、
所定の基準温度における前記移動レンズ群RRとバリエータレンズ群の代表位置データと、前記構造部材の湿度変化による結像面の変動を補正すべく、前記バリエータの移動範囲を所定幅で分割した分割領域毎のバリエータレンズ位置に対応する移動レンズ群RRの位置データの補正をするための基準湿度補正係数データ群を記憶した第一の記憶手段と、
該基準の湿度補正係数データを補正する係数補正データを記憶した書き換え可能な第二の記憶手段と、を有し、
構造部材に関する基準の湿度補正係数データ群と該係数補正データと該湿度情報に基づいて結像面位置の変動を補正するための該移動レンズ群RRの補正位置データを算出し、前記算出結果に基づいて前記レンズ駆動手段を制御して結像面位置の変動を補正する制御手段を有することを特徴としている。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記湿度検出手段は静電容量式のセンサを少なくとも１個有することを特徴としている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１ は本発明の光学機器の実施形態１ の要部概略図である。
【００３４】
図中１ は光学系であり、４ つのレンズ群より成る４ 群構成のリアフォーカスズームレンズ（以下” ＲＦＺレンズ”と称する）より成っている。 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 、変倍機能を有する移動レンズ群Ｖ である第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）１０３ 、そして移動レンズ群ＲＲであり且つフォーカス機能と第２ 群による変倍に伴う結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。
【００３５】
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１０１ は３ 枚、バリエータ１０２ は３ 枚、アフォーカル１０３ は１ 枚、ＲＲ１０４ は２ 枚、合計９ 枚のレンズ構成より成っているが、各レンズ群の構成枚数については、特に限定するものでない。
【００３６】
１０２ａは、バリエータ１０２ を保持するための保持部材（以下“Ｖ 移動環”と称する）、１０４ａはＲＲ１０４ を保持するための保持部材（以下“ＲＲ移動環”と称する）であり、ガラス繊維の混合されたポリカーボネート等のプラスティック材料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。
【００３７】
２ は上記レンズ群の保持部材 （以下”鏡筒”と称する）であり、ポリカーボネート等のプラスティック材料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。
【００３８】
なお、本発明においては、鏡筒や移動環について特に上記材料及び製作方法に限定するものではなく、上記以外のもの、例えばアルミニウム、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。
【００３９】
又、鏡筒２ は、いくつかの部材に分けて形成したものでもよく、部材の数は特に限定するものでない。例えば、ＲＦＺ レンズ１ の光軸１０５ に対して平行に分割した２ 部材から形成してもよく、また上記光軸１０５ に垂直に分割した２ 部材でもよく、又、各々２ 部材だけでなく数部材から形成してもよい。
【００４０】
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 に接着等で直接固定してもよく、特に保持部材を介することに限定しない。
【００４１】
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メータ又はステップモータ等の駆動手段７ により絞り部材３ 内の絞り羽根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。光量制御は、絞り制御回路２０と駆動回路１６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 の絞り羽根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。
【００４２】
本実施形態においては、機械式の絞り部材３ と駆動手段７ 及び絞りエンコーダ９ により絞りユニットを構成しているが、絞りユニットはこれに限定するものでなく電気化学作用により光の透過率を制御するエレクトロクロミー機能等を有する所謂物性絞りであってもよい。
【００４３】
４ は、光電変換素子１８の前に設置し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、赤外遮断フィルタ４ｂから構成している。
【００４４】
本実施形態において、上記フィルタ４ａ、４ｂは光電変換素子１８の直前に一体的に配置しているが、これらは各々別体で配置してもよく、又、各フィルタの機能を発揮できるＲＦＺ レンズ１ の任意の位置に配置してもよい。
【００４５】
５ 、６ は夫々移動レンズ群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を切っているリードスクリューネジである。１０２ｂ、１０４ｂは夫々ラックであり、Ｖ 移動環１０２ａ、ＲＲ移動環１０４ａと同一部材として形成している。該ラック１０２ｂ、１０４ｂはリードスクリューネジ５ａ、６ａ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 に平行に移動し、バリエータ１０２ とＲＲ１０４ とが光軸に沿って平行に移動する。
【００４６】
８ａ、１０ａ は各々フォトインターラプタである。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と同一部材として金型等で成形するか、切削加工により形成するか、又は、別部材としてＶ 移動環１０２ａ、ＲＲ移動環１０４ａに一体的に配設している。該遮光板８ｂ、１０ｂ が、Ｖ 移動環１０２ａ、ＲＲ移動環１０４ａの移動によってフォトインターラプタ８ａ、１０ａ の位置へくるとフォトインターラプタ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）を決定する。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ため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する。２１、２３は、フォトインターラプタ８ａ、１０ａ からの信号を検出する検出回路である。
【００４７】
本実施形態においては、レンズ初期リセット位置検出手段として上記フォトインターラプタと遮光板の組み合わせを採用しているが、これに代わって例えば、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よい。
【００４８】
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よく、本実施形態の構成に特に限定するもでない。
【００４９】
１５、１７ はレンズ駆動手段５ 、６ を駆動するための駆動回路である。
【００５０】
１２は、サーミスタ、感温抵抗等の温度検出手段（温度センサ、環境検出手段）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へ出力する。
【００５１】
本実施形態においては温度検出手段１２を前玉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く支配的であるためである。
【００５２】
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 の制御情報が格納されるＲＯＭ 等の記憶手段 （第一記憶手段） である。１１はズームスイッチであり、広角側（以下“ＷＩＤＥ”と称する）へズーミングしたいときにはズームスイッチ１１ａ を、望遠側（以下“ＴＥＬＥ”と称する）へズーミングしたいときには１１ｂ を押すことによってズーム動作を行っている。すなわち、ズームスイッチ１１ａ 若しくは１１ｂ を押せばバリエータ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うのである。２５は電源である。
【００５３】
ＲＦＺ レンズ１ はフォーカス状態を維持しつつ変倍を行う為に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、すなわちズーム位置に対してＲＲ１０４ の光軸上の停止位置が決まっている。
【００５４】
図２ に被写体距離毎にバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の光軸上の停止位置をプロットした図を示す（以下これらの曲線を“カム軌跡”と称する）を示す。
【００５５】
図２ において、例えば被写体距離が無限遠 （又は２ｍ） のとき、バリエータ１０２ がＷＩＤＥからＴＥＬＥへ光軸上で移動するとＲＲレンズ１０４ は、光軸上で物体側へ凸状の軌跡である曲線 Ｙ∞ （又はＹ２） に沿って移動する。
【００５６】
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、バリエータ１０２ とＲＲ１０４ を駆動制御して、これによりピントずれのない良好な画像を得ている。
【００５７】
しかしながら、光学系は一般に温度変化等の環境変化によりレンズの保持部材に形状変化が生じてレンズ間隔が伸縮し、結像面のずれが生じる。
【００５８】
このため各レンズ群の焦点距離が変化してＲＦＺ レンズ１ のトータル焦点距離も変化してくる。その結果、基準温度Ｔ０（本実施形態では２０℃に設定してあるが特にこの温度に限定するものでない）の際の結像面に対して結像面位置がずれる。すなわちピントずれが発生する。したがってズーミングに際しては、基準温度Ｔ０に対し温度変化ΔＴ が生じている時には、温度変化ΔＴ によって発生した結像面位置のずれを補正するように、移動レンズ群がトレースする上記カム形状を補正する必要がある。
【００５９】
図３ に基準温度Ｔ０に対して温度が（Ｔ０＋３０） ℃のときと、（Ｔ０−３０） ℃のときのカム軌跡 （但し、被写体距離は無限遠） の一例を示す。
【００６０】
本実施形態においては基準温度Ｔ０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、逆に低温側になると繰り出し量が小さくなる。
【００６１】
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。
【００６２】
そこで本実施形態では、基準温度Ｔ０を前提としてバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の光軸上の可動範囲において、バリエータ１０２ の位置ＰＶをパラメータとして （これはＲＦＺ レンズ１ の焦点距離をパラメータとすることと同じである） 被写体距離毎のＲＲ１０４ の物体側への繰り出し量をＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ として予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【００６３】
又、上記代表位置データＰＲＲ の温度変化１ 度あたりのピントずれ補正量、即ち温度補正係数ＣＭＲＲも同様に予めＲＯＭ１４ に格納してある。この温度補正係数ＣＭＲＲは１ °の温度変化がおきた時、レンズの保持部材の形状変化に起因するレンズ間隔の変化により発生するピントずれをＲＲ１０４ で補正する場合の移動量である。
【００６４】
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、各分割領域毎に、各被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ とその温度補正係数ＣＭＲＲを各々数値データとして予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【００６５】
但し、本発明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ともよく、その場合は、上記被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ と温度補正係数ＣＭＲＲ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よい。
【００６６】
又、上記温度補正係数ＣＭＲＲはＲＦＺ レンズ１ の各レンズ群を保持する前記保持部材の伸縮に起因するレンズ間隔の変化によるピントずれより算出したものである。そして、この温度補正係数ＣＭＲＲは構成部材の線膨張係数及びレンズの敏感度から求めることができる。また固定方法などにより計算通りのずれ量になるとは限らないため、実際に温度変化による結像面のずれを測定した結果から求めても良い。
【００６７】
図４ に基準温度に対して温度変化が生じた時の結像面のずれ量を示す。この図からわかるようにピントのずれ量は焦点距離によって異なる。そして図５ はテレ（Ｔ） 、ミドル（Ｍ） 、ワイド（Ｗ） の各焦点距離における温度変化とずれ量の関係を示したものである。この図から各焦点距離におけるずれ量は温度変化に対して１ 次的なずれであることがわかる。従ってこの傾きの係数すなわち温度補正係数ＣＭＲＲを各焦点距離ごとに持つことによりより精度の高い補正が容易に実現できるのである。
【００６８】
本実施形態においては、温度検出手段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Ｔ０に対して異なり、温度差ΔＴ＝（Ｔ−Ｔ０）が生じたとき、以下の式によりＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を温度補正係数ＣＭＲＲと該温度差ΔＴ を用いて補正し、ＲＲ１０４ の補正後の補正位置データＰＲＲＴを算出する。
【００６９】
ＰＲＲＴ＝ＣＭＲＲ ×ΔＴ＋ＰＲＲ （１）
これは結像面位置の変動を補正する為のＲＲ１０４ の駆動量である。
【００７０】
但し、本発明はこれに限定されるものでなく、温度変化によるＲＲ１０４ の繰り出し量の変化を任意の関数（例えば、２ 次式、３ 次式、４ 次式、指数関数、対数関数等）で近似してもよい。
【００７１】
以下、本実施形態の動作について、図６ に示すフローチャートによって説明する。
【００７２】
初めに電源２５が投入される（ステップ１０）。次にフォトインターラプタ８ａ、１０ａ からの信号を検出回路２１、２３を通して読み込む（ステップ１１）。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 を各々駆動する（ステップ１２）。各インターラプタ８ａ、１０ａ からの信号が変化したか否かを判定し（ステップ１３）、信号が変わらなければそのまま駆動を続け、信号が変われば（ステップ１４）へ進む。
【００７３】
各インターラプタ８ａ、１０ａ からの信号が変化した時のバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の位置をそれぞれ初期リセット位置とする（ステップ１４）。そして、この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１３内のバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の各カウンタをクリアする（ステップ１５）。該カウンタは、バリエータ１０２と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
とＲＲ１０４ の初期リセット位置からの相対的な現在位置を検出する。
【００７４】
次に、ズームスイッチ１１が押されているか否かをチェックする（ステップ１６）。ズームスイッチ１１ａ が押されているときはＷＩＤＥ方向へズーミングされ、ズームスイッチ１１ｂ が押されているときは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、ズーミングしない。
【００７５】
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説明は省略する。
【００７６】
カウンタよりバリエータ１０２ の位置ＰＶを読み出して、該バリエータ１０２ が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ＰＶＶ を決める（ステップ１８）。
【００７７】
同様にして、カウンタよりバリエータ１０２ のいる領域ＰＶＶ に対応するＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を読み出す（ステップ１９）。
【００７８】
又、前玉１０１ の周囲に配置した温度センサ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センサ１２が置かれている場所の温度Ｔ を検出する（ステップ２０）。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。本実施形態の制御回路１３は実際に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上記Ｔ（ｔ）を、電源投入時からの所定時間毎の検出温度データの取り込み回数をｋ 回としてＴ（ｋ）と表わすことにする。本発明においては、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、表現の仕方をとくに限定するものでない。
【００７９】
次に、検出した環境温度Ｔ（ｋ）と基準温度Ｔ０とを比較してその差分ΔＴ＝Ｔ（ｋ）−Ｔ０ を算出する（ステップ２１）。その上で、温度補正係数ＣＭＲＲとＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を読み込む（ステップ２２）。ついで式（１） の演算
ＰＲＲＴ＝ ＣＭＲＲ×ΔＴ ＋ＰＲＲ （１）
を行って、ＲＲ１０４ の補正後の補正位置データ、即ち繰り出し量ＰＲＲＴを算出する（ステップ２３）。
【００８０】
上記算出データをもとに、バリエータ１０２ とＲＲ１０４ を各々駆動する（ステップ２４）。
【００８１】
以上、ズーミング中の動作について説明した。以上の説明はズーミング中に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。
【００８２】
図７ は本発明の光学機器の実施形態２ の要部概略図である。図中、図１ で示した要素と同一要素には、同符番を付けている。
【００８３】
本実施形態は、環境変化として湿度が変化した場合のピントずれに対応するものである。図７ において２６は静電容量式、又はサーミスタ等の湿度検出手段 （湿度センサ、環境検出手段） である。２７は湿度検出手段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電気信号として制御回路１３へ出力する。
【００８４】
本実施形態は環境変化として湿度が変化したときのＲＦＺ レンズ１ のピントずれを補正することが目的であり、補正の仕方は実施形態１ と同様である。又、構成については、実施形態１ の温度検出手段１２が湿度センサ２６に、温度の検出回路２４が湿度の検出回路２７に、温度補正係数ＣＭＲＲが湿度補正係数ＨＭＲＲに変わっただけである。
【００８５】
本実施形態のズーミング動作について簡単に説明する。
【００８６】
本実施形態では、湿度変化が生じると吸湿によってレンズの保持部材の形状が変化してレンズ間隔が変わり焦点距離が変化する。この結果、ＲＦＺ レンズ１ の結像位置のずれ （ピントずれ） が発生する。したがって、湿度が基準湿度Ｈ０（ここでは、５０％に設定してある）から異なった環境でマニュアルフォーカスでズーミングする場合に、基準湿度を前提とするＲＲ１０４ の繰り出し量のデータ、即ち代表位置データＰＲＲ に従ったのでは、ぼけのない良好な画像が得られなくなる。
【００８７】
本実施形態は実施形態１ と同様に、湿度補正係数ＨＭＲＲのデータを用いて、基準湿度におけるＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を補正することで良好なズーミング性能が得られるようにしたものである。
【００８８】
本実施形態では、基準湿度Ｈ０を前提としてバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の光軸上の可動範囲において、バリエータ１０２ の位置ＰＶをパラメータとして （これはＲＦＺ レンズ１ の焦点距離をパラメータとすることと同じである） 被写体距離毎のＲＲ１０４ の物体側への繰り出し量をＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ として予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【００８９】
又、上記代表位置データＰＲＲ の湿度変化１％あたりのピントずれ補正量、即ち湿度補正係数ＨＭＲＲも同様に予めＲＯＭ１４ に格納してある。この湿度補正係数ＨＭＲＲは１％の湿度変化がおきた時、レンズの保持部材の形状変化に起因するレンズ間隔の変化により発生するピントずれをＲＲ１０４ で補正する場合の移動量である。
【００９０】
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、各分割領域毎に、各被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ とその湿度補正係数ＨＭＲＲを各々数値データとして予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【００９１】
但し、本発明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ともよく、その場合は、上記被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ と湿度補正係数ＨＭＲＲ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よい。
【００９２】
又、上記湿度補正係数ＨＭＲＲはＲＦＺ レンズ１ の各レンズ群を保持する前記保持部材の吸湿に起因するレンズ間隔の変化によるピントずれより算出したものであり、構成部材の物理的特性等から求めることができる。また固定方法などにより計算通りのずれ量になるとは限らないため、実際に湿度変化による結像面のずれを測定した結果から求めても良い。
【００９３】
本実施形態においては、湿度センサ２６、及び検出回路２７にて得られた湿度情報データＨ が前記基準湿度Ｈ０に対して異なり、湿度差ΔＨ＝（Ｈ−Ｈ０）が生じたとき、以下の式によりＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を湿度補正係数ＨＭＲＲと該湿度差ΔＨ を用いて補正し、ＲＲ１０４ の補正後の補正位置データＰＲＲＴを算出する。
【００９４】
ＰＲＲＴ＝ＨＭＲＲ ×ΔＨ＋ＰＲＲ （２）
但し、本発明はこれに限定されるものでなく、湿度変化によるＲＲ１０４ の繰り出し量の変化を任意の関数（例えば、２ 次式、３ 次式、４ 次式、指数関数、対数関数等）で近似してもよい。
【００９５】
動作のフローチャートは基本的に実施形態１ と同じであり、温度が湿度に替るだけである。
【００９６】
図８ は本発明の光学機器の実施形態３ の要部概略図である。本実施形態は温度検出手段と湿度検出手段を設けて、温度変化及び湿度変化によるピントずれを補正するものである。図中、２６は湿度検出手段、２７は検出手段である。その他の構成は実施形態１ と同じである。
【００９７】
温度変化及び湿度変化によるピントずれの補正方法は実施形態１ 及び実施形態２ の方法と同じである。本実施形態においては、温度差ΔＴ＝（Ｔ−Ｔ０）及び湿度差ΔＨ＝（Ｈ−Ｈ０）が生じたとき、以下の式によりＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を補正し、ＲＲ１０４ の温度及び湿度補正後の補正位置データＰＲＲＴを算出する。
【００９８】
ＰＲＲＴ＝（ＣＭＲＲ×ΔＴ）＋（ＨＭＲＲ×ΔＨ）＋ＰＲＲ （３）
次に本発明の光学機器の実施形態４ を説明する。実施形態４ は実施形態１ のレンズ群のいずれかに少なくとも１ 枚のプラスティックレンズを使用したものである。該プラスティ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、ポリカーボネート系等のプラスティック材料が適用可能であるが、本発明においては特にこれらを限定するものではない。
【００９９】
プラスティックレンズを使用した光学系において、環境変化によりプラスティックレンズの周囲に温度変化が生じるとプラスティックレンズの形状の変化や屈折率の温度係数が無機ガラスに比べて大きいためにその焦点距離が大きく変化する。前記のレンズの保持部材の間隔変化による結像面のずれと同様に、プラスティックレンズも温度変化に伴い焦点距離が変化し結像面のずれが生じ、実施形態１ の場合よりも更に補正を行わなければならなくなる。本実施形態は実施形態１ に対してプラスティックレンズの温度変化によるピントずれの補正制御を付加したものであり、要部概略図は図１ である。
【０１００】
プラスティックレンズの形状、または枚数によって環境温度の変化による結像面の変化は様々である。そこで、基準温度Ｔ０に対して温度変化が生じた際のプラスティックレンズの焦点距離の変化によるピントずれ量からプラスティックレンズの単位温度当たりのピントずれ量を算出し、これをプラスティックレンズの温度補正係数ＣＰＲＲとする。
【０１０１】
そして、前記の保持部材の温度補正係数ＣＭＲＲとプラスティックレンズの温度補正係数ＣＰＲＲを夫々ＲＯＭ１４ に記憶して持つことにより、温度変化が生じた時のカム軌跡やレンズ停止時の結像面のずれの補正が容易に行える。
【０１０２】
このプラスティックレンズの温度補正係数ＣＰＲＲに前述したレンズの保持部材の温度補正係数ＣＭＲＲを足し合わせれば、光学系全体の結像面の単位温度当たりの変化量、即ち総合温度補正係数ＣＲＲ が算出でき、より高精度な温度補償制御が実現できる。図９ にそれぞれのずれ量及び足し合わせたずれ量を示す。
【０１０３】
そして、それぞれのずれを同一の温度検出手段の出力を基に補正するならば、ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ は、
と表せ、更に（ＣＭＲＲ＋ＣＰＲＲ） は総合温度補正係数ＣＲＲ であるので、
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ＣＲＲ×ΔＴ
と表される。
【０１０４】
もし、温度検出手段をプラスティックレンズとレンズの保持部材それぞれに対して持つ場合は、夫々の温度検出手段の検出温度をＴ１、Ｔ２として、ＲＲ位置補正量は
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ＣＭＲＲ ×（Ｔ１−Ｔ０）＋ＣＰＲＲ×（Ｔ２−Ｔ０）
として求められる。
【０１０５】
以上のＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ をＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ に加えることによりＲ Ｒ１０４の補正後の補正位置データＰＲＲＴが決定される。
【０１０６】
以下、本実施形態の動作について、図１０に示すフローチャートによって説明する。
【０１０７】
初めに電源２５が投入される（ステップ１０）。次にフォトインターラプタ８ａ、１０ａ からの信号を検出回路２１、２３を通して読み込む（ステップ１１）。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 を各々駆動する（ステップ１２）。各インターラプタ８ａ、１０ａ からの信号が変化したか否かを判定し（ステップ１３）、信号が変わらなければそのまま駆動を続け、信号が変われば（ステップ１４）へ進む。
【０１０８】
各インターラプタ８ａ、１０ａ からの信号が変化した時のバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の位置をそれぞれ初期リセット位置とする（ステップ１４）。そして、この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１３内のバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の各カウンタをクリアする（ステップ１５）。該カウンタは、バリエータ１０２と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とＲＲ１０４ の初期リセット位置からの相対的な現在位置を検出する。
【０１０９】
次に、ズームスイッチ１１が押されているか否かをチェックする（ステップ１６）。ズームスイッチ１１ａ が押されているときはＷＩＤＥ方向へズーミングされ、ズームスイッチ１１ｂ が押されているときは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、ズーミングしない。
【０１１０】
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説明は省略する。
【０１１１】
カウンタよりバリエータ１０２ の位置ＰＶを読み出して、該バリエータ１０２ が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ＰＶＶ を決める（ステップ１８）。
【０１１２】
同様にして、カウンタよりＲＲ１０４ の位置ＰＲＲ を読み出す（ステップ１９）。
【０１１３】
又、前玉１０１ の周囲に配置した温度センサ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センサ１２が置かれている場所の温度Ｔ を検出する（ステップ２０）。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。本実施形態の制御回路１３は実際に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上記Ｔ（ｔ）を、電源投入時からの所定時間毎の検出温度データの取り込み回数をｋ 回としてＴ（ｋ）と表わすことにする。本発明においては、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、表現の仕方をとくに限定するものでない。
【０１１４】
次に、検出した環境温度Ｔ（ｋ）と基準温度Ｔ０とを比較してその差分ΔＴ＝Ｔ（ｋ）−Ｔ０ を算出する（ステップ２１）。その上で、温度補正係数ＣＰＲＲ，ＣＭＲＲ とＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を読み込む（ステップ２２）。ついで下記の演算
ＰＲＲＴ＝（ＣＰＲＲ＋ＣＭＲＲ）×ΔＴ＋ＰＲＲ
を行って、ＲＲ１０４ の補正後の補正位置データ、即ち繰り出し量ＰＲＲＴを算出する（ステップ２３）。
【０１１５】
上記算出データをもとに、バリエータ１０２ とＲＲ１０４ を各々駆動する（ステップ２４）。
【０１１６】
以上、ズーミング中の動作について説明した。ズーミング中にオートフォーカス作動を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。
【０１１７】
温度補正係数の種類、温度検出手段の数、配置等はこれらに限らず、光学機器の構成、温度分布状態、プラスティックレンズの数、コスト等を考慮して任意に決めれば良い。
【０１１８】
次に本発明の光学機器の実施形態５ を説明する。実施形態５ は実施形態２ のレンズ群のいずれかに少なくとも１ 枚のプラスティックレンズを使用したものである。プラスティックレンズを使用することにより、湿度変化があった場合、前記のレンズの保持部材の間隔変化による結像面のずれと同様に、プラスティックレンズにも形状変化が生じて焦点距離が変化し結像面のずれが生じ、実施形態２ の場合よりも更に補正を行わなければならなくなる。本実施形態は実施形態２ に対してプラスティックレンズの湿度変化によるピントずれの補正制御を付加したもので、要部概略図は図７ である。
【０１１９】
プラスティックレンズの形状、または枚数によって環境湿度の変化による結像面のずれは様々である。そこで、基準湿度Ｈ０に対して湿度変化が生じた際のプラスティックレンズの焦点距離の変化によるピントずれ量からプラスティックレンズの単位湿度当たりのピントずれ量を決定し、これをプラスティックレンズの湿度補正係数ＨＰＲＲとする。
【０１２０】
そして、前記の保持部材の湿度補正係数ＨＭＲＲとプラスティックレンズの湿度補正係数ＨＰＲＲを夫々ＲＯＭ１４ に記憶して持つことにより、湿度変化が生じた時のカム軌跡やレンズ停止時の結像面のずれの補正が容易に行える。
【０１２１】
このプラスティックレンズの湿度補正係数ＨＰＲＲに前述したレンズの保持部材の湿度補正係数ＨＭＲＲを足し合わせれば、光学系全体の結像面の単位湿度当たりの変化量、即ち総合湿度補正係数ＤＲＲ が算出でき、より高精度な温度補償制御が実現できる。
【０１２２】
そして、湿度検出手段の出力Ｈ が基準湿度Ｈ０に対して湿度差ΔＨ＝（Ｈ−Ｈ０）があるときには、湿度補正係数ＨＭＲＲ，ＨＰＲＲ と該湿度差ΔＨ を用いて以下の式で湿度補正を行うＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を求める。
【０１２３】
更に、式（５） において（ＨＭＲＲ＋ＨＰＲＲ） は総合湿度補正係数ＤＲＲ であるので、
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ＤＲＲ×ΔＨ
と表される。このＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ をＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ に加えることによりＲＲ１０４ の補正後の補正位置データＰＲＲＴが決定される。
【０１２４】
図１１は本発明の光学機器の実施形態６ の要部概略図である。本実施形態は実施形態４ に対して制御回路１３に繋がる書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８を設けた点が異なっており、その他の構成は同じである。この書き換え可能な記憶手段２８は後述の温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲを記憶する。
【０１２５】
なお、本実施形態においては、各レンズ群の少なくとも１ 枚のレンズをプラスティック材料よりなるプラスティックレンズとしている。
【０１２６】
本実施形態では、基準温度を前提としてバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の光軸上の可動範囲において、バリエータ１０２ の位置ＰＶをパラメータとして被写体距離毎のＲＲ１０４ の物体側への繰り出し量を代表位置データＰＲＲ として予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【０１２７】
又、上記バリエータ１０２ の位置ＰＶに対する被写体距離毎の前記プラスティックレンズの温度補正係数ＣＰＲＲ及び前記保持部材の温度補正係数ＣＭＲＲも同様に予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【０１２８】
即ち、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、各分割領域毎に、各被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を数値データとして予めＲＯＭ１４（第一記憶手段） に格納してある。
【０１２９】
そして、温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲは書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８に記憶している。
【０１３０】
但し、本発明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ともよく、その場合は、上記被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ 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よい。
【０１３１】
又、上記温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲは、基準温度Ｔ０に対して温度変化が生じた際のプラスティックレンズの焦点距離の変化、及び ＲＦＺ１ 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を考慮して算出する。
【０１３２】
この温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲは構成部材の線膨張係数及びレンズの敏感度から求めることができる。しかしながら、レンズによる個体差、製造誤差、材料材質の変更等により、適正な補正が行えないことが生じる。すなわち、補正量がレンズによって過小および過多となり、ピントずれが生じてしまうのである。
【０１３３】
そこで本実施形態の大きい特徴である書き換え可能な記憶手段２８を用いてこの温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲを容易に書き換えるのである。
【０１３４】
つまり、レンズによって或は製造ロットごと、材料材質ごとに記憶手段２８中の温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲを書き換えられるようにするのである。こうすることで制御プログラム自体の変更なしに容易に適正な補正を行うことができ、量産性、コストメリットが著しく大きくなる。
【０１３５】
本実施形態においては、温度センサ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Ｔ０に対して温度差ΔＴ＝（Ｔ−Ｔ０）を検出したとき、前記ＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を前記温度補正係数ＣＰＲＲ、ＣＭＲＲと該温度差ΔＴ によって補正を行い、ＲＲ１０４ の温度補正後の補正位置データＰＲＲＴを以下の式で算出する。
ＰＲＲＴ＝（ＣＰＲＲ＋ＣＭＲＲ）×ΔＴ＋ＰＲＲ
但し、本発明における温度補正後の補正位置データＰＲＲＴの算出はこれに限定されるものでなく、温度変化によるＲＲ１０４ の繰り出し量の変化を任意の関数（例えば、２ 次式、３ 次式、４ 次式、指数関数、対数関数等）で近似してもよい。
【０１３６】
本実施形態の動作のフローチャートは実施形態４ と同じである。
【０１３７】
図１２は本発明の光学機器の実施形態７ の要部概略図である。本実施形態は実施形態５ に対して制御回路１３に繋がる書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８を設けた点が異なっており、その他の構成は同じである。この書き換え可能な記憶手段２８は後述の湿度補正係数ＨＰＲＲ及びＨＭＲＲを記憶する。そして実施形態６ が温度変化によるピントずれを補正したのに対して本実施形態は湿度変化によるピントずれを補正するものである。
【０１３８】
なお、本実施形態においては、各レンズ群の少なくとも１ 枚のレンズをプラスティック材料よりなるプラスティックレンズを採用している。
【０１３９】
本実施形態において湿度が変化したときのＲＦＺ レンズ１ のピントずれの補正の仕方は実施形態５ と同様である。又、構成については、実施形態５ に対して書き換え可能な記憶手段２８を付加した点のみ異なっている。
【０１４０】
本実施形態における湿度の作用について簡単に説明する。本実施形態では、各レンズ群にプラスティックレンズを使用しており、このため湿度変化が生じるとプラスティックレンズの吸湿によってレンズ形状が変化して焦点距離が変化する。又、各レンズの保持部材も材質によっては湿度変化で寸法が変化し、これによってレンズ間隔が変化する。これらの結果、ＲＦＺ レンズ１ の結像位置のずれが発生する。
【０１４１】
したがって、湿度が基準湿度（本実施形態においては、５０％に設定してある）より大きくずれている環境でマニュアルフォーカスでズーミングする場合に、バリエータ１０２ 位置に対するＲＲ１０４ の繰り出し量のデータとして基準湿度のデータに従っては、ぼけのない良好な画像が得られない。
【０１４２】
従って、実施形態６ と同様にして湿度補正係数データＨＰＲＲ及びＨＭＲＲを書き換え可能な記憶手段２８に記憶させることによってレンズによって或は製造ロットごと、材料材質ごと等で湿度補正係数を書き換えられるようにすることで制御プログラム自体の変更なしに容易に適正な補正を行うことができ、量産性、コストメリットが著しく大きくなる。
【０１４３】
尚、以上の実施形態６ 、７ は温度検出手段又は湿度検出手段を設けたものであったが、実施形態３ に書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８を設けることにより、温度変化と湿度変化によるピントズレについて各実施形態で説明した方法を用いて同時に補正することができる。
【０１４４】
次に本発明の光学機器の実施形態８ を説明する。本実施形態の構成は実施形態６ と同一である。従って要部概略図は図１１である。本実施形態の最大の特徴は温度補正係数データを補正するためのデータを書き換え可能な記憶手段２８に持つことにある。
【０１４５】
本実施形態では、代表位置データＰＲＲ と構造部材に関する基準の温度補正係数データＣＭＲＲ０ とプラスティックレンズに関する基準の温度補正係数データＣＰＲＲ０ とをＲＯＭ１４（第一記憶手段） に記憶し、係数補正データＣＣを書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） に記憶する。
【０１４６】
つまり、レンズの個体差、製造誤差、材料材質等によって温度補正係数自体を書き換えるのでなく、温度補正係数を更に補正する係数を書き換え可能な記憶手段２８に記憶させることで、適正な温度補正を実現するのである。
【０１４７】
このように構成することで温度補正係数データを書き換え可能な記憶手段２８に持つ必要はなくなる。
【０１４８】
これは温度補正係数データの量が多い場合に極めて有効である。例えば、温度補正係数を焦点距離ごとに ２００持つとすると、それを全て記憶させ、書き換えるのは容量、手間、時間コスト的に効率が悪く、光学機器として好ましくない。
【０１４９】
そこで基準の温度補正係数ＣＰＲＲ０ 及びＣＭＲＲ０ はＲＯＭ１４（第一記憶手段） 内に記憶させておき、基準の温度補正係数をさらに補正するための係数補正データＣＣを書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８に記憶させる。例えば、前記 ２００のデータに対して基準の温度補正係数を７５％にする、あるいは １２５％にするといった係数補正データを記憶させば、容量、手間、時間コスト的に著しく軽減でき、光学機器として好ましい。
【０１５０】
あらかじめ制御回路１３にプログラミングしておけば、この基準の温度補正係数の係数補正データは１次式の係数であったり、ある関数であったり、または焦点距離ごとの補正データとして用いることも可能である。
【０１５１】
つまり基準の温度補正係数をＣＰＲＲ０，ＣＭＲＲ０ 、係数補正データをＣＣとして、ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を
ΔＰＲＲ ＝（ＣＰＲＲ０＋ＣＭＲＲ０）×ＣＣ×ΔＴ （６）
で求めるのである。
【０１５２】
図１３は温度補正係数データＣＰＲＲを示したもので単位温度当たりのピントずれ量 （これは単位温度当たりのピントずれ量補正量、即ち補正の為のＲＲ移動量となる） を示したものである。図中の最も下の曲線と最も上の曲線は基準の温度補正係数ＣＰＲＲ０ の係数補正データＣＣをＣＣ＝０．７５ 及び１．２５としたときに得られた補正済みの温度補正係数ＣＰＲＲである。
【０１５３】
次に本発明の光学機器の実施形態９ を説明する。本実施形態の構成は実施形態７ と同一である。従って要部概略図は図１２である。そして、本実施形態の最大の特徴は基準の湿度補正係数データを補正するための係数補正データＣＣを書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８に記憶させることにある。
【０１５４】
つまり、レンズの個体差、製造誤差、材料材質等によって湿度補正係数自体を書き換えるのでなく、基準の湿度補正係数を更に補正する係数補正データを書き換え可能な記憶手段２８にもたせることで、適正な湿度補正を実現させるのである。
【０１５５】
そうすることで湿度補正係数データ自身を書き換え可能な記憶手段２８に持つ必要はなくなる。
【０１５６】
本実施形態の構成は実施形態８ と同様であり、異なるのは実施形態８ の温度検出手段が湿度検出手段、温度検出回路が湿度検出回路、基準の温度補正係数例えばＣＰＲＲ０ が基準の湿度補正係数例えばＨＰＲＲ０ に変わった点である。
【０１５７】
これは湿度補正係数データの量が多い場合に極めて有効であり、基準の湿度補正係数はＲＯＭ１４ 内に記憶させておき、基準の湿度補正係数をさらに補正するための係数補正データＣＣを書き換え可能な記憶手段２８に持つことで、例えば、 ２００のデータに対して基準の湿度補正係数を７５％にする、あるいは １２５％にするといった係数補正データを持てば、容量、手間、時間コスト的に著しく軽減でき、光学機器として好ましい。
【０１５８】
次ぎに、本発明の光学機器の実施形態１０について説明する。本実施形態の構成は実施形態４ と同じであり、要部概略図は図１ である。従って、各レンズ群の少なくとも１ 枚のレンズはプラスティックレンズである。但し、本実施形態は光学機器の調整を該光学機器内の温度が一様な状態で行い、使用時の温度を検出して自動的にピントズレを補正する。
【０１５９】
まず、本実施形態における温度補償方法を述べる。
【０１６０】
本実施形態では温度変化によるズレ量を算出するために、総合温度補正係数ＣＲＲ として単位温度当たりの結像面のズレ量をあらかじめ記憶している。このズレ量は温度変化に起因するプラスティックレンズの変形による焦点距離変化による結像面の移動量と、レンズを保持する保持部材の温度変化に起因するレンズ間隔変化による結像面の移動量をあらかじめ計算あるいは実測したデータに基づいて決定して記憶させているものである。
【０１６１】
従って所定の基準温度Ｔ０と温度検出出力Ｔ との温度差を△Ｔ とするとＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ は容易に下記の式から算出できる。
【０１６２】
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ ΔＴ ×ＣＲＲ （７）
このＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を基準温度時の焦点距離をパラメータとして各被写体距離に対するＲＲレンズの代表位置データＰＲＲ （但し、バリエータの位置又は焦点距離をパラメータとする） に加減することにより、環境変化 （温度変化） に適応する温度補償制御が良好に行える。
【０１６３】
図１７は実施形態１０の動作のフローチャートである。これを説明する。ステップ５０１において調整モードか制御モードかを判定し、調整モードであればステップ５０２ において所定のレンズの調整を行い、ステップ５０３ においてそのときの温度計の出力値Ｔ０を読み込み、ステップ５０４ においてその値を記憶し、ステップ５０５ において調整を終了する。
【０１６４】
ステップ５０１ において制御モードであればステップ５０６ において調整時の温度出力値Ｔ０を読み込み、ステップ５０７ において調整時の温度を温度補償の基準温度とし、ステップ５０８ において現在の温度出力値Ｔ を読み込み、ステップ５０９ において現在の温度出力値と基準温度との温度差ΔＴ＝Ｔ−Ｔ０を算出し、ステップ５１０ において前記式（７） よりＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を算出し、ステップ５１１ においてＲＲ１０４ を移動して温度補償制御を行う。その後制御モード時はステップ５０８ に戻り常に温度を観察し、温度が変わればその都度温度補償制御を行う。
【０１６５】
本実施形態において、調整の温度がある所定の基準温度であれば更に望ましい。
【０１６６】
また、光学機器が使用される頻度の高い環境条件に近い条件で調整が行われることが望ましいのはいうまでもない。
【０１６７】
光学機器に電源を投入してから或る時間が経過すると、レンズの中で温度分布が生じ、温度分布が発生する。
【０１６８】
しかしながら温度分布があると記憶しているデータの軌跡が変化し、記憶データ通りの調整が行えず、調整後、正確なカムトレースが行えなくなる。
【０１６９】
そこで、本実施形態ではレンズの調整、カム軌跡の調整をレンズ内の温度が一様な状態、温度分布がない状態で行うことによって、正確なカムトレースを行う光学機器を提供することを目的としている。
【０１７０】
特にプラスティックレンズのように温度による結像面の変動が大きい部材を使用した場合に、前記の問題が深刻になる。また、温度によってレンズを保持する保持部材も変化し、レンズ間隔が変わり、これによっても結像面が移動する。
【０１７１】
図１４は電源投入時からの時間の経過に対する各群の温度変化の説明図である。電源投入時は各群とも一様に同じ温度であっても、ある時間経過すると各群ごとで温度に差がでてくる。例えば、１ 時間経過後に、１ 群と４ 群の温度差が２０゜Ｃ になったりする。もちろん、この温度分布は光学機器の構成、光学機器内のレンズのレイアウト、アクチュエータの有無などによって異なる。
【０１７２】
図１５は電源投入してから或る時間経過後の各群によるピントの移動量を示したものである。図は各群毎のピント移動量をＲＦＺ レンズ１ の焦点距離を横軸にして、縦軸にピント移動量 （これはピント補正量と同じである） をとって表している。そしてこれらのピント移動量を加算したものがレンズ全体のピント移動量になる。
【０１７３】
図１６は電源投入直後の温度分布がない状態でのカム軌跡と上記のレンズ全体のピント移動量が発生した時、これを補正するカム軌跡を示したものである。これからわかるように温度分布によってカム軌跡の形が著しく変わることがわかる。
【０１７４】
プラスティックレンズのようにピント移動が大きいものを使用している時には特に顕著に変化する。
【０１７５】
また、一般に調整時には記憶しているカム軌跡に合うように調整するため、温度分布が或る状態で調整を行うと、調整後の使用時には温度分布が無くなったり、温度分布条件が調整時と異なることになり、いずれにしても正確なカムトレースが行えなくなる。
【０１７６】
また、温度補償を行うときでも基準となるカム軌跡に対しての調整が行われないことで、正確なピントの温度補正が行えなくなってしまう。
【０１７７】
そこで、本実施形態ではレンズ内の温度が一様な条件のときに調整を行うことで、正確なカムトレース、及び温度補償が行えるように提唱するものである。
【０１７８】
光学機器の構成として調整を要するものであれば、本提案をあてはめることができ、光学機器の構成として、温度検出手段及び温度情報手段を持たなくても良い。
【０１７９】
調整としてはカム軌跡に限らず光学機器のものであればなんでも良く、また、温度によって影響される構成部材を用いる場合に特に有効である。
【０１８０】
次ぎに、本発明の光学機器の実施形態１１について説明する。本実施形態の構成は実施形態５ と同じであり、要部概略図は図７ である。従って、各レンズ群の少なくとも１ 枚のレンズはプラスティックレンズである。但し、本実施形態は光学機器の調整を該光学機器内の湿度が一様な状態で行い、使用時の湿度を検出して自動的にピントズレを補正する。 本実施形態の目的は、レンズの調整、カム軌跡の調整をレンズ内の湿度が一様な状態、即ち湿度分布がない状態で行うことによって、正確なカムトレースを行うことにある。
【０１８１】
つまり、本実施形態は環境変化 （湿度変化） に対する調整不良の対策が目的であり、意図するところは実施形態１０と同様である。
【０１８２】
本実施形態が実施形態１０と異なる部分は温度センサ１２に対し湿度センサ２６、温度検出回路２４に対し湿度検出回路２７、総合温度補正係数ＣＲＲ に対し総合湿度補正係数ＤＲＲ の部分である。
【０１８３】
湿度変化による結像面のズレ量を算出するために、総合湿度補正係数ＤＲＲ として単位湿度当たりの結像面のズレ量をあらかじめ記憶している。このズレ量は湿度に起因するプラスティックレンズの変形による焦点距離変化によるものと、レンズを保持する保持部材の湿度変化に起因するレンズ間隔の変化によるものをあらかじめ計算あるいは実測により求めて決定して記憶手段１４に記憶させているものである。
【０１８４】
従って所定の基準湿度Ｈ０と湿度検出出力Ｈ との湿度差を△Ｈ＝Ｈ−Ｈ０とするとＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ は容易に下記の式から算出できる。
【０１８５】
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ ΔＨ ×ＤＲＲ （８）
この補正量を基準湿度時の各被写体距離に対するＲＲレンズの代表位置データＰＲＲ （但し、バリエータの位置又は焦点距離をパラメータとする） に加減することにより、湿度変化の環境変化に適応する湿度補償制御が良好に行える。
【０１８６】
図１８は本実施形態の動作のフローチャートである。これを説明する。ステップ７０１において調整モードか制御モードかを判定し、調整モードであればステップ７０２ において所定のレンズの調整を行い、ステップ７０３ においてそのときの湿度計の出力値Ｈ０を読み込み、ステップ７０４ においてその値を記憶し、ステップ７０５ において調整を終了する。
【０１８７】
ステップ７０１ において制御モードであればステップ７０６ において調整時の湿度出力値Ｈ０を読み込み、ステップ７０７ において調整時の湿度を湿度補償の基準湿度とし、ステップ７０８ において現在の湿度出力値Ｈ を読み込み、ステップ７０９ において現在の湿度出力値と基準湿度との湿度差△Ｈ＝Ｈ−Ｈ０を算出し、ステップ７１０ において前記式（８） よりＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を算出し、ステップ７１１ においてＲＲ１０４ を移動して湿度補償制御を行う。制御モード時はステップ７０８ に戻り常に湿度を観察し、湿度補償制御を行う。
【０１８８】
本実施形態において、調整の湿度がある所定の基準湿度であれば更に望ましい。
【０１８９】
また、光学機器が使用される頻度の高い環境条件に近い条件で調整が行われることが望ましいのはいうまでもない。
【０１９０】
光学機器の構成として調整を要するものであれば、本提案をあてはめることができ、湿度検出手段及び湿度情報手段を持たなくても良い。
【０１９１】
次ぎに、本発明の光学機器の実施形態１２について説明する。本実施形態の構成は実施形態３ と同じであり、要部概略図は図８ である。但し、本実施形態は光学機器の調整を該光学機器内の温度及び湿度が一様な状態で行い、使用時の温度及び湿度を検出して自動的にピントズレを補正する。
【０１９２】
本実施形態の狙いはレンズの調整、カム軌跡の調整をレンズ内の温度及び湿度が一様な状態、即ち温度及び湿度分布がない状態で行うことによって、正確なカムトレースを行うことにある。
【０１９３】
本実施形態の目的は環境変化 （温度及び湿度の変化） に対する調整不良の対策が目的であり、発明の意図するところは実施形態１０及び実施形態１１と同様である。
【０１９４】
従ってＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ は容易に下記の式から算出できる。
【０１９５】
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ ΔＴ ×ＣＲＲ ＋ ΔＨ ×ＤＲＲ （９）
この補正量を基準温度及び基準湿度時の各被写体距離に対するＲＲレンズの代表位置データＰＲＲ （但し、バリエータの位置又は焦点距離をパラメータとする） に加減することにより、温度及び湿度変化の環境変化に適応する補償制御が良好に行える。
【０１９６】
図１９は本実施形態の動作のフローチャートである。これを説明する。ステップ９０１において調整モードか制御モードかを判定し、調整モードであればステップ９０２ において所定のレンズの調整を行い、ステップ９０３ においてそのときの温度計の出力値Ｔ０及び湿度計の出力値Ｈ０を読み込み、ステップ９０４ においてその値を記憶し、ステップ９０５ において調整を終了する。
【０１９７】
ステップ９０１ において制御モードであればステップ９０６ において調整時の温度出力値Ｔ 及び湿度出力値Ｈ を読み込み、ステップ９０７ において調整時の温度Ｔ０及び湿度Ｈ０を温度補償及び湿度補償の基準温度及び基準湿度とし、ステップ９０８ において現在の温度出力値Ｔ 及び湿度出力値Ｈ を読み込み、ステップ９０９ において現在の温度出力値と基準温度との温度差ΔＴ＝Ｔ−Ｔ０及び湿度出力値と基準湿度との湿度差ΔＨ＝Ｈ−Ｈ０を算出し、ステップ９１０ において前記式（９） よりＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を算出し、ステップ９１１ においてＲＲ１０４ を移動して環境補償制御を行う。制御モード時はステップ９０８ に戻り常に温度及び湿度を観察し、環境補償制御を行う。
【０１９８】
また、光学機器が使用される頻度の高い環境条件に近い条件で調整が行われることが望ましいのはいうまでもない。
【０１９９】
光学機器の構成として調整を要するものであれば、本実施形態を応用することができ、温度及び湿度検出手段、温度及び湿度情報手段を持たなくても良い。
【０２００】
図２０は実施形態１３の要部概略図である。実施形態１０及び実施形態１１と同一部分は説明を省略する。図中４０は環境状態を検出する環境検出手段 （環境センサ） であり、例えば温度センサまたは湿度センサである。４１は環境センサ４０の検出回路である。
【０２０１】
実施形態１３として調整する際の温度及び湿度といった環境状態は実際に光学機器を使用する環境に最も近い状態である。
【０２０２】
本実施形態の目的は環境変化に対する調整不良の対策が目的であり、発明の意図するところは実施形態１０及び実施形態１１と同様である。
【０２０３】
実施形態１０及び実施形態１１における調整を行う時の温度及び湿度は、ある絶対値を基準とした値であっても良く特に限定するものではない。しかしながら実際に光学機器が使用される頻度が高い温度及び湿度に近いほど、計算による誤差が少なく済むのは明白だからである。
【０２０４】
また、光学機器の構成として調整を要するものであれば、本実施形態を応用することができ、環境検出手段及び環境情報手段を持たなくても良い。
【０２０５】
【発明の効果】
本発明は以上の構成により、移動レンズ群を備えた光学系（撮影レンズ）を有する光学機器の環境に温度変化や湿度変化等の環境変化があったとき、この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ずれを補正し、高い光学性能を維持することのできる光学機器を達成する。
【０２０６】
又、調整を要する光学機器で環境が変化した場合、あるいは環境に大きく影響される構成の光学機器であっても、ピントが合焦位置に達しないといった問題や、ボケるといった問題が解決され、常に良好な合焦状態が得られる光学機器を達成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学機器の実施形態１ 、実施形態４ 及び実施形態１０の要部概略図
【図２】実施形態１ において、バリエータ１０２ の位置に対応するＲＲ１０４ の位置を被写体距離をパラメータとして表した図
【図３】基準温度に対して温度が変化したときのカム軌跡の説明図
【図４】基準温度に対して温度が変化したときの結像面のズレ量
【図５】ＴＥＬＥ，ＭＩＤＤＬＥ，ＷＩＤＥの各焦点距離における結像面のズレ量
【図６】実施形態１ のフローチャート
【図７】本発明の光学機器の実施形態２ 、実施形態５ 及び実施形態１１の要部概略図
【図８】本発明の光学機器の実施形態３ の要部概略図
【図９】実施形態３ の各焦点距離における温度補正係数ＣＰＲＲ、ＣＭＲＲ及び総合変化量 （総合温度補正係数） ＣＲＲ によるズレ量を示す図
【図１０】本発明の光学機器の実施形態６ 及び実施形態８ の要部概略図
【図１１】実施形態６ の動作のフローチャート
【図１２】本発明の光学機器の実施形態７ 及び実施形態９ の要部概略図
【図１３】実施形態９ の温度補正係数データの説明図
【図１４】ＲＦＺ １ において電源投入後の各群の温度変化の説明図
【図１５】ＲＦＺ １ の各群によるピント移動量の説明図
【図１６】実施形態１０のカム軌跡と温度変化により変化したカム軌跡の説明図
【図１７】実施形態１０の動作のフローチャート
【図１８】実施形態１１の動作のフローチャート
【図１９】実施形態１２の動作のフローチャート
【図２０】本発明の光学機器の実施形態１３の要部概略図
【符号の説明】
１ リアフォーカスタイプのズームレンズ（ 光学系、ＲＦＺ レンズ）
２ 鏡筒
３ 絞り部材
４ フィルタユニット
５ レンズ駆動手段
６ レンズ駆動手段
７ 駆動手段
８ａ，１０ａ フォトインタラプター
８ｂ，１０ｂ 遮光板
９ 絞りエンコーダ
１１ ズームスイッチ
１２ 温度検出手段
１３ 制御回路 （制御手段）
１４ 記憶手段 （第一記憶手段）
１５，１６，１７ 駆動回路
１８ 光電変換素子
２１，２２，２３ 検出回路
２４ 検出回路
２５ 電源
２６ 湿度検出手段
２７ 検出回路
２８ 書き換え可能の記憶手段 （第二記憶手段）
１０１ 第１ のレンズ群 （前玉）
１０１ａ 保持部材
１０２ 第２ のレンズ群 （バリエータ、移動レンズ群Ｖ ）
１０２ａ Ｖ移動環
１０３ 第３ のレンズ群 （アフォーカル）
１０４ 第４ のレンズ群 （ＲＲレンズ、移動レンズ群ＲＲ）
１０４ａ ＲＲ移動環
ＣＭＲＲ 保持部材の温度補正係数
ＣＰＲＲ プラスティックレンズの温度補正係数
ＣＲＲ 総合温度補正係数
ΔＰＲＲ ＲＲ位置補正量
ＰＲＲ ＲＲの代表位置データ
ＰＲＲＴ 補正位置データ
Ｔ０ 基準温度
Ｔ 検出温度
ＨＭＲＲ 保持部材の湿度補正係数
ＨＰＲＲ プラスティックレンズの湿度補正係数
Ｈ０ 基準湿度
Ｈ 検出湿度
ＣＣ 係数補正データ
ＤＲＲ 総合湿度補正係数
【発明の属する技術分野】
本発明は光学機器に関し、特にフォーカスや変倍の際に光軸上を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を備えたビデオカメラ、銀塩カメラ、或は電子スチルカメラ等の光学機器に関する。
【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ージサイズの小径化が急速に進んでいる。また、撮影光学系及び光学系の保持部材の材料としてプラスティック材料が多く使用されている。
【０００３】
光学系及び光学系の保持部材の材料としてプラスティック材料を使用すると、これらの部材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い上、他の材料に比しコストメリットが大きい等多くの利点がある。この為、プラスティック材料より成るレンズ及び光学系の保持部材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、撮影光学系等に多く採用されているのが実情である。
【０００４】
ところが、プラスティック材料は、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、プラスティック材料のＰＭＭＡでは代表値で６７．９×１０−６／ ℃であるのに対して、無機ガラスのＬａＫ １４（ＯＨＡＲＡ 製）では５７×１０−７／ ℃と一桁小さい。また、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 ×１０−４／ ℃であるのに対して、上記Ｌａｋ
１４では、Ｄ 線で３．９〜４．４ ×１０−６／ ℃と二桁小さい。
【０００５】
このようにプラスティック材料は、無機ガラス材料に比べ温度変化に対して物理的諸定数（屈折率や形状等）の変化が大きい。例えば、プラスティック材料より成るレンズ、所謂、プラスティックレンズは、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。
【０００６】
また、プラスティック材料は、無機ガラス材料に比べて吸水率が大きい。この為、プラスティックレンズの光学的諸定数は温度変化と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。
【０００７】
かくして、光学系の一部及び光学系の保持部材にプラスティック材料を使用した場合、前述したような多くの利点がある反面、環境変化、特に、温度変化や湿度変化に対し物理的性質や寸法の変化が大きい問題がある。例えばプラスティックレンズを使用すれば無機ガラス材料より成るレンズを使用した場合に比べ、焦点距離等の光学的性質が大きく変化してしまうという光学性能上の弊害が生じてくる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来から環境の変化に伴い、光学系の結像位置 （ピント） がずれる、適切なレンズ制御が行われないといった問題があった。特にデジタル技術による高画質化が進むなかで、光学系の環境変化によるピントずれの影響が顕著に現れるようになり、極めて大きな問題となっている。
【０００９】
更に、最近の光学系はズームの高倍率化、小型化が先を競って行われている。それに伴い温度変化や湿度変化等による光学系の予定結像面に対するピントずれ量が増加し、製品として致命的な欠点となりかねない極めて重要な問題となっている。
【００１０】
従ってこのような環境変化に伴う結像面のずれをいかに効果的に補正するかが極めて重要な課題となっている。
【００１１】
これは、更なる高画質化、高倍率化、小型化を進める上で更に重要な課題となってくる。
【００１２】
そして、以上の環境変化に対して補正する際、個体差、生産ロット、などにより補正の程度に違いが有る場合、環境補正係数が個々に異なる場合が生じる。その際その度ごとにメインプログラム変更をおこなうのは開発日程、製造の工数、製造コストの点からしても極めて不具合が生じる。
【００１３】
又、光学機器の初期調整時の環境と実際に使用する環境が異なったり、また、ある条件の環境で調整する事によって正確な調整が行えない場合に、実際に使用する環境でボケが生じるといった光学機器として極めて好ましくない問題が発生する。
【００１４】
本発明の目的は、移動レンズ群を備えた光学系（撮影レンズ）を有する光学機器の環境に温度変化や湿度変化等の環境変化があったとき、この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ずれを補正し、高い光学性能を維持することのできる光学機器の提供である。
【００１５】
又、調整を要する光学機器で環境が変化した場合、あるいは環境に大きく影響される構成の光学機器であっても、ピントが合焦位置に達しないといった問題や、ボケるといった問題が解決され、常に良好な合焦状態が得られる光学機器の提供である。
【００１６】
【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、移動レンズ群RR及びバリエータレンズ群を含む複数のレンズ群を有する光学系により結像面上に物体像を形成する光学機器において、
該移動レンズ群RR及びバリエータレンズ群を駆動するレンズ駆動手段と、
該光学系の構造部材に関する温度情報を検出する温度検出手段と、
所定の基準温度における前記移動レンズ群RRとバリエータレンズ群の代表位置データと、
前記構造部材の温度変化による結像面の変動を補正すべく、前記バリエータの移動範囲を所定幅で分割した分割領域毎のバリエータレンズ位置に対応する移動レンズ群RRの位置データの補正をするための基準温度補正係数データ群を記憶した第一の記憶手段と、
該基準の温度補正係数データ群を補正する係数補正データを記憶した書き換え可能な第二の記憶手段と、を有し、
構造部材に関する基準の温度補正係数データ群と該係数補正データと該温度情報に基づいて結像面位置の変動を補正するための該移動レンズ群RRの補正位置データを算出し、前記算出結果に基づいて前記レンズ駆動手段を制御して結像面位置の変動を補正する制御手段を有することを特徴としている。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記構造部材に関する温度情報はレンズの保持部材に関する温度情報であることを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記光学系はリアフォーカスタイプのズームレンズであることを特徴としている。
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記構造部材に関する温度補正係数データは変倍機能を有する移動レンズ群V の位置の関数として定義されることを特徴としている。
請求項５の発明は、請求項３又は４の発明において、前記補正位置データは前記温度検出手段から検出された温度と前記基準温度との差分値に、前記構造部材に関する温度補正係数データを掛け合せた結果に前記代表位置データを足し合わせたもので定義されることを特徴としている。
請求項６の発明は、請求項３から５のいずれか１項の発明において、前記光学系は少なくとも一部にプラスティックレンズを有することを特徴としている。
【００１８】
請求項７の発明の光学機器は、移動レンズ群RR及びバリエータレンズ群を含む複数のレンズ群を有する光学系により結像面上に物体像を形成する光学機器において、
該移動レンズ群RR及びバリエータレンズ群を駆動するレンズ駆動手段と、
該光学系の構造部材に関する湿度情報を検出する湿度検出手段と、
所定の基準温度における前記移動レンズ群RRとバリエータレンズ群の代表位置データと、前記構造部材の湿度変化による結像面の変動を補正すべく、前記バリエータの移動範囲を所定幅で分割した分割領域毎のバリエータレンズ位置に対応する移動レンズ群RRの位置データの補正をするための基準湿度補正係数データ群を記憶した第一の記憶手段と、
該基準の湿度補正係数データを補正する係数補正データを記憶した書き換え可能な第二の記憶手段と、を有し、
構造部材に関する基準の湿度補正係数データ群と該係数補正データと該湿度情報に基づいて結像面位置の変動を補正するための該移動レンズ群RRの補正位置データを算出し、前記算出結果に基づいて前記レンズ駆動手段を制御して結像面位置の変動を補正する制御手段を有することを特徴としている。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記湿度検出手段は静電容量式のセンサを少なくとも１個有することを特徴としている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１ は本発明の光学機器の実施形態１ の要部概略図である。
【００３４】
図中１ は光学系であり、４ つのレンズ群より成る４ 群構成のリアフォーカスズームレンズ（以下” ＲＦＺレンズ”と称する）より成っている。 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 、変倍機能を有する移動レンズ群Ｖ である第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）１０３ 、そして移動レンズ群ＲＲであり且つフォーカス機能と第２ 群による変倍に伴う結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。
【００３５】
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１０１ は３ 枚、バリエータ１０２ は３ 枚、アフォーカル１０３ は１ 枚、ＲＲ１０４ は２ 枚、合計９ 枚のレンズ構成より成っているが、各レンズ群の構成枚数については、特に限定するものでない。
【００３６】
１０２ａは、バリエータ１０２ を保持するための保持部材（以下“Ｖ 移動環”と称する）、１０４ａはＲＲ１０４ を保持するための保持部材（以下“ＲＲ移動環”と称する）であり、ガラス繊維の混合されたポリカーボネート等のプラスティック材料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。
【００３７】
２ は上記レンズ群の保持部材 （以下”鏡筒”と称する）であり、ポリカーボネート等のプラスティック材料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。
【００３８】
なお、本発明においては、鏡筒や移動環について特に上記材料及び製作方法に限定するものではなく、上記以外のもの、例えばアルミニウム、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。
【００３９】
又、鏡筒２ は、いくつかの部材に分けて形成したものでもよく、部材の数は特に限定するものでない。例えば、ＲＦＺ レンズ１ の光軸１０５ に対して平行に分割した２ 部材から形成してもよく、また上記光軸１０５ に垂直に分割した２ 部材でもよく、又、各々２ 部材だけでなく数部材から形成してもよい。
【００４０】
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 に接着等で直接固定してもよく、特に保持部材を介することに限定しない。
【００４１】
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メータ又はステップモータ等の駆動手段７ により絞り部材３ 内の絞り羽根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。光量制御は、絞り制御回路２０と駆動回路１６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 の絞り羽根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。
【００４２】
本実施形態においては、機械式の絞り部材３ と駆動手段７ 及び絞りエンコーダ９ により絞りユニットを構成しているが、絞りユニットはこれに限定するものでなく電気化学作用により光の透過率を制御するエレクトロクロミー機能等を有する所謂物性絞りであってもよい。
【００４３】
４ は、光電変換素子１８の前に設置し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、赤外遮断フィルタ４ｂから構成している。
【００４４】
本実施形態において、上記フィルタ４ａ、４ｂは光電変換素子１８の直前に一体的に配置しているが、これらは各々別体で配置してもよく、又、各フィルタの機能を発揮できるＲＦＺ レンズ１ の任意の位置に配置してもよい。
【００４５】
５ 、６ は夫々移動レンズ群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を切っているリードスクリューネジである。１０２ｂ、１０４ｂは夫々ラックであり、Ｖ 移動環１０２ａ、ＲＲ移動環１０４ａと同一部材として形成している。該ラック１０２ｂ、１０４ｂはリードスクリューネジ５ａ、６ａ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 に平行に移動し、バリエータ１０２ とＲＲ１０４ とが光軸に沿って平行に移動する。
【００４６】
８ａ、１０ａ は各々フォトインターラプタである。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と同一部材として金型等で成形するか、切削加工により形成するか、又は、別部材としてＶ 移動環１０２ａ、ＲＲ移動環１０４ａに一体的に配設している。該遮光板８ｂ、１０ｂ が、Ｖ 移動環１０２ａ、ＲＲ移動環１０４ａの移動によってフォトインターラプタ８ａ、１０ａ の位置へくるとフォトインターラプタ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）を決定する。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ため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する。２１、２３は、フォトインターラプタ８ａ、１０ａ からの信号を検出する検出回路である。
【００４７】
本実施形態においては、レンズ初期リセット位置検出手段として上記フォトインターラプタと遮光板の組み合わせを採用しているが、これに代わって例えば、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よい。
【００４８】
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よく、本実施形態の構成に特に限定するもでない。
【００４９】
１５、１７ はレンズ駆動手段５ 、６ を駆動するための駆動回路である。
【００５０】
１２は、サーミスタ、感温抵抗等の温度検出手段（温度センサ、環境検出手段）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へ出力する。
【００５１】
本実施形態においては温度検出手段１２を前玉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く支配的であるためである。
【００５２】
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 の制御情報が格納されるＲＯＭ 等の記憶手段 （第一記憶手段） である。１１はズームスイッチであり、広角側（以下“ＷＩＤＥ”と称する）へズーミングしたいときにはズームスイッチ１１ａ を、望遠側（以下“ＴＥＬＥ”と称する）へズーミングしたいときには１１ｂ を押すことによってズーム動作を行っている。すなわち、ズームスイッチ１１ａ 若しくは１１ｂ を押せばバリエータ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うのである。２５は電源である。
【００５３】
ＲＦＺ レンズ１ はフォーカス状態を維持しつつ変倍を行う為に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、すなわちズーム位置に対してＲＲ１０４ の光軸上の停止位置が決まっている。
【００５４】
図２ に被写体距離毎にバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の光軸上の停止位置をプロットした図を示す（以下これらの曲線を“カム軌跡”と称する）を示す。
【００５５】
図２ において、例えば被写体距離が無限遠 （又は２ｍ） のとき、バリエータ１０２ がＷＩＤＥからＴＥＬＥへ光軸上で移動するとＲＲレンズ１０４ は、光軸上で物体側へ凸状の軌跡である曲線 Ｙ∞ （又はＹ２） に沿って移動する。
【００５６】
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、バリエータ１０２ とＲＲ１０４ を駆動制御して、これによりピントずれのない良好な画像を得ている。
【００５７】
しかしながら、光学系は一般に温度変化等の環境変化によりレンズの保持部材に形状変化が生じてレンズ間隔が伸縮し、結像面のずれが生じる。
【００５８】
このため各レンズ群の焦点距離が変化してＲＦＺ レンズ１ のトータル焦点距離も変化してくる。その結果、基準温度Ｔ０（本実施形態では２０℃に設定してあるが特にこの温度に限定するものでない）の際の結像面に対して結像面位置がずれる。すなわちピントずれが発生する。したがってズーミングに際しては、基準温度Ｔ０に対し温度変化ΔＴ が生じている時には、温度変化ΔＴ によって発生した結像面位置のずれを補正するように、移動レンズ群がトレースする上記カム形状を補正する必要がある。
【００５９】
図３ に基準温度Ｔ０に対して温度が（Ｔ０＋３０） ℃のときと、（Ｔ０−３０） ℃のときのカム軌跡 （但し、被写体距離は無限遠） の一例を示す。
【００６０】
本実施形態においては基準温度Ｔ０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、逆に低温側になると繰り出し量が小さくなる。
【００６１】
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。
【００６２】
そこで本実施形態では、基準温度Ｔ０を前提としてバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の光軸上の可動範囲において、バリエータ１０２ の位置ＰＶをパラメータとして （これはＲＦＺ レンズ１ の焦点距離をパラメータとすることと同じである） 被写体距離毎のＲＲ１０４ の物体側への繰り出し量をＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ として予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【００６３】
又、上記代表位置データＰＲＲ の温度変化１ 度あたりのピントずれ補正量、即ち温度補正係数ＣＭＲＲも同様に予めＲＯＭ１４ に格納してある。この温度補正係数ＣＭＲＲは１ °の温度変化がおきた時、レンズの保持部材の形状変化に起因するレンズ間隔の変化により発生するピントずれをＲＲ１０４ で補正する場合の移動量である。
【００６４】
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、各分割領域毎に、各被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ とその温度補正係数ＣＭＲＲを各々数値データとして予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【００６５】
但し、本発明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ともよく、その場合は、上記被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ と温度補正係数ＣＭＲＲ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よい。
【００６６】
又、上記温度補正係数ＣＭＲＲはＲＦＺ レンズ１ の各レンズ群を保持する前記保持部材の伸縮に起因するレンズ間隔の変化によるピントずれより算出したものである。そして、この温度補正係数ＣＭＲＲは構成部材の線膨張係数及びレンズの敏感度から求めることができる。また固定方法などにより計算通りのずれ量になるとは限らないため、実際に温度変化による結像面のずれを測定した結果から求めても良い。
【００６７】
図４ に基準温度に対して温度変化が生じた時の結像面のずれ量を示す。この図からわかるようにピントのずれ量は焦点距離によって異なる。そして図５ はテレ（Ｔ） 、ミドル（Ｍ） 、ワイド（Ｗ） の各焦点距離における温度変化とずれ量の関係を示したものである。この図から各焦点距離におけるずれ量は温度変化に対して１ 次的なずれであることがわかる。従ってこの傾きの係数すなわち温度補正係数ＣＭＲＲを各焦点距離ごとに持つことによりより精度の高い補正が容易に実現できるのである。
【００６８】
本実施形態においては、温度検出手段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Ｔ０に対して異なり、温度差ΔＴ＝（Ｔ−Ｔ０）が生じたとき、以下の式によりＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を温度補正係数ＣＭＲＲと該温度差ΔＴ を用いて補正し、ＲＲ１０４ の補正後の補正位置データＰＲＲＴを算出する。
【００６９】
ＰＲＲＴ＝ＣＭＲＲ ×ΔＴ＋ＰＲＲ （１）
これは結像面位置の変動を補正する為のＲＲ１０４ の駆動量である。
【００７０】
但し、本発明はこれに限定されるものでなく、温度変化によるＲＲ１０４ の繰り出し量の変化を任意の関数（例えば、２ 次式、３ 次式、４ 次式、指数関数、対数関数等）で近似してもよい。
【００７１】
以下、本実施形態の動作について、図６ に示すフローチャートによって説明する。
【００７２】
初めに電源２５が投入される（ステップ１０）。次にフォトインターラプタ８ａ、１０ａ からの信号を検出回路２１、２３を通して読み込む（ステップ１１）。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 を各々駆動する（ステップ１２）。各インターラプタ８ａ、１０ａ からの信号が変化したか否かを判定し（ステップ１３）、信号が変わらなければそのまま駆動を続け、信号が変われば（ステップ１４）へ進む。
【００７３】
各インターラプタ８ａ、１０ａ からの信号が変化した時のバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の位置をそれぞれ初期リセット位置とする（ステップ１４）。そして、この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１３内のバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の各カウンタをクリアする（ステップ１５）。該カウンタは、バリエータ１０２と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
とＲＲ１０４ の初期リセット位置からの相対的な現在位置を検出する。
【００７４】
次に、ズームスイッチ１１が押されているか否かをチェックする（ステップ１６）。ズームスイッチ１１ａ が押されているときはＷＩＤＥ方向へズーミングされ、ズームスイッチ１１ｂ が押されているときは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、ズーミングしない。
【００７５】
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説明は省略する。
【００７６】
カウンタよりバリエータ１０２ の位置ＰＶを読み出して、該バリエータ１０２ が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ＰＶＶ を決める（ステップ１８）。
【００７７】
同様にして、カウンタよりバリエータ１０２ のいる領域ＰＶＶ に対応するＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を読み出す（ステップ１９）。
【００７８】
又、前玉１０１ の周囲に配置した温度センサ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センサ１２が置かれている場所の温度Ｔ を検出する（ステップ２０）。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。本実施形態の制御回路１３は実際に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上記Ｔ（ｔ）を、電源投入時からの所定時間毎の検出温度データの取り込み回数をｋ 回としてＴ（ｋ）と表わすことにする。本発明においては、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、表現の仕方をとくに限定するものでない。
【００７９】
次に、検出した環境温度Ｔ（ｋ）と基準温度Ｔ０とを比較してその差分ΔＴ＝Ｔ（ｋ）−Ｔ０ を算出する（ステップ２１）。その上で、温度補正係数ＣＭＲＲとＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を読み込む（ステップ２２）。ついで式（１） の演算
ＰＲＲＴ＝ ＣＭＲＲ×ΔＴ ＋ＰＲＲ （１）
を行って、ＲＲ１０４ の補正後の補正位置データ、即ち繰り出し量ＰＲＲＴを算出する（ステップ２３）。
【００８０】
上記算出データをもとに、バリエータ１０２ とＲＲ１０４ を各々駆動する（ステップ２４）。
【００８１】
以上、ズーミング中の動作について説明した。以上の説明はズーミング中に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。
【００８２】
図７ は本発明の光学機器の実施形態２ の要部概略図である。図中、図１ で示した要素と同一要素には、同符番を付けている。
【００８３】
本実施形態は、環境変化として湿度が変化した場合のピントずれに対応するものである。図７ において２６は静電容量式、又はサーミスタ等の湿度検出手段 （湿度センサ、環境検出手段） である。２７は湿度検出手段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電気信号として制御回路１３へ出力する。
【００８４】
本実施形態は環境変化として湿度が変化したときのＲＦＺ レンズ１ のピントずれを補正することが目的であり、補正の仕方は実施形態１ と同様である。又、構成については、実施形態１ の温度検出手段１２が湿度センサ２６に、温度の検出回路２４が湿度の検出回路２７に、温度補正係数ＣＭＲＲが湿度補正係数ＨＭＲＲに変わっただけである。
【００８５】
本実施形態のズーミング動作について簡単に説明する。
【００８６】
本実施形態では、湿度変化が生じると吸湿によってレンズの保持部材の形状が変化してレンズ間隔が変わり焦点距離が変化する。この結果、ＲＦＺ レンズ１ の結像位置のずれ （ピントずれ） が発生する。したがって、湿度が基準湿度Ｈ０（ここでは、５０％に設定してある）から異なった環境でマニュアルフォーカスでズーミングする場合に、基準湿度を前提とするＲＲ１０４ の繰り出し量のデータ、即ち代表位置データＰＲＲ に従ったのでは、ぼけのない良好な画像が得られなくなる。
【００８７】
本実施形態は実施形態１ と同様に、湿度補正係数ＨＭＲＲのデータを用いて、基準湿度におけるＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を補正することで良好なズーミング性能が得られるようにしたものである。
【００８８】
本実施形態では、基準湿度Ｈ０を前提としてバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の光軸上の可動範囲において、バリエータ１０２ の位置ＰＶをパラメータとして （これはＲＦＺ レンズ１ の焦点距離をパラメータとすることと同じである） 被写体距離毎のＲＲ１０４ の物体側への繰り出し量をＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ として予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【００８９】
又、上記代表位置データＰＲＲ の湿度変化１％あたりのピントずれ補正量、即ち湿度補正係数ＨＭＲＲも同様に予めＲＯＭ１４ に格納してある。この湿度補正係数ＨＭＲＲは１％の湿度変化がおきた時、レンズの保持部材の形状変化に起因するレンズ間隔の変化により発生するピントずれをＲＲ１０４ で補正する場合の移動量である。
【００９０】
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、各分割領域毎に、各被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ とその湿度補正係数ＨＭＲＲを各々数値データとして予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【００９１】
但し、本発明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ともよく、その場合は、上記被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ と湿度補正係数ＨＭＲＲ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よい。
【００９２】
又、上記湿度補正係数ＨＭＲＲはＲＦＺ レンズ１ の各レンズ群を保持する前記保持部材の吸湿に起因するレンズ間隔の変化によるピントずれより算出したものであり、構成部材の物理的特性等から求めることができる。また固定方法などにより計算通りのずれ量になるとは限らないため、実際に湿度変化による結像面のずれを測定した結果から求めても良い。
【００９３】
本実施形態においては、湿度センサ２６、及び検出回路２７にて得られた湿度情報データＨ が前記基準湿度Ｈ０に対して異なり、湿度差ΔＨ＝（Ｈ−Ｈ０）が生じたとき、以下の式によりＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を湿度補正係数ＨＭＲＲと該湿度差ΔＨ を用いて補正し、ＲＲ１０４ の補正後の補正位置データＰＲＲＴを算出する。
【００９４】
ＰＲＲＴ＝ＨＭＲＲ ×ΔＨ＋ＰＲＲ （２）
但し、本発明はこれに限定されるものでなく、湿度変化によるＲＲ１０４ の繰り出し量の変化を任意の関数（例えば、２ 次式、３ 次式、４ 次式、指数関数、対数関数等）で近似してもよい。
【００９５】
動作のフローチャートは基本的に実施形態１ と同じであり、温度が湿度に替るだけである。
【００９６】
図８ は本発明の光学機器の実施形態３ の要部概略図である。本実施形態は温度検出手段と湿度検出手段を設けて、温度変化及び湿度変化によるピントずれを補正するものである。図中、２６は湿度検出手段、２７は検出手段である。その他の構成は実施形態１ と同じである。
【００９７】
温度変化及び湿度変化によるピントずれの補正方法は実施形態１ 及び実施形態２ の方法と同じである。本実施形態においては、温度差ΔＴ＝（Ｔ−Ｔ０）及び湿度差ΔＨ＝（Ｈ−Ｈ０）が生じたとき、以下の式によりＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を補正し、ＲＲ１０４ の温度及び湿度補正後の補正位置データＰＲＲＴを算出する。
【００９８】
ＰＲＲＴ＝（ＣＭＲＲ×ΔＴ）＋（ＨＭＲＲ×ΔＨ）＋ＰＲＲ （３）
次に本発明の光学機器の実施形態４ を説明する。実施形態４ は実施形態１ のレンズ群のいずれかに少なくとも１ 枚のプラスティックレンズを使用したものである。該プラスティ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、ポリカーボネート系等のプラスティック材料が適用可能であるが、本発明においては特にこれらを限定するものではない。
【００９９】
プラスティックレンズを使用した光学系において、環境変化によりプラスティックレンズの周囲に温度変化が生じるとプラスティックレンズの形状の変化や屈折率の温度係数が無機ガラスに比べて大きいためにその焦点距離が大きく変化する。前記のレンズの保持部材の間隔変化による結像面のずれと同様に、プラスティックレンズも温度変化に伴い焦点距離が変化し結像面のずれが生じ、実施形態１ の場合よりも更に補正を行わなければならなくなる。本実施形態は実施形態１ に対してプラスティックレンズの温度変化によるピントずれの補正制御を付加したものであり、要部概略図は図１ である。
【０１００】
プラスティックレンズの形状、または枚数によって環境温度の変化による結像面の変化は様々である。そこで、基準温度Ｔ０に対して温度変化が生じた際のプラスティックレンズの焦点距離の変化によるピントずれ量からプラスティックレンズの単位温度当たりのピントずれ量を算出し、これをプラスティックレンズの温度補正係数ＣＰＲＲとする。
【０１０１】
そして、前記の保持部材の温度補正係数ＣＭＲＲとプラスティックレンズの温度補正係数ＣＰＲＲを夫々ＲＯＭ１４ に記憶して持つことにより、温度変化が生じた時のカム軌跡やレンズ停止時の結像面のずれの補正が容易に行える。
【０１０２】
このプラスティックレンズの温度補正係数ＣＰＲＲに前述したレンズの保持部材の温度補正係数ＣＭＲＲを足し合わせれば、光学系全体の結像面の単位温度当たりの変化量、即ち総合温度補正係数ＣＲＲ が算出でき、より高精度な温度補償制御が実現できる。図９ にそれぞれのずれ量及び足し合わせたずれ量を示す。
【０１０３】
そして、それぞれのずれを同一の温度検出手段の出力を基に補正するならば、ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ は、
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ＣＲＲ×ΔＴ
と表される。
【０１０４】
もし、温度検出手段をプラスティックレンズとレンズの保持部材それぞれに対して持つ場合は、夫々の温度検出手段の検出温度をＴ１、Ｔ２として、ＲＲ位置補正量は
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ＣＭＲＲ ×（Ｔ１−Ｔ０）＋ＣＰＲＲ×（Ｔ２−Ｔ０）
として求められる。
【０１０５】
以上のＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ をＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ に加えることによりＲ Ｒ１０４の補正後の補正位置データＰＲＲＴが決定される。
【０１０６】
以下、本実施形態の動作について、図１０に示すフローチャートによって説明する。
【０１０７】
初めに電源２５が投入される（ステップ１０）。次にフォトインターラプタ８ａ、１０ａ からの信号を検出回路２１、２３を通して読み込む（ステップ１１）。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 を各々駆動する（ステップ１２）。各インターラプタ８ａ、１０ａ からの信号が変化したか否かを判定し（ステップ１３）、信号が変わらなければそのまま駆動を続け、信号が変われば（ステップ１４）へ進む。
【０１０８】
各インターラプタ８ａ、１０ａ からの信号が変化した時のバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の位置をそれぞれ初期リセット位置とする（ステップ１４）。そして、この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１３内のバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の各カウンタをクリアする（ステップ１５）。該カウンタは、バリエータ１０２と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とＲＲ１０４ の初期リセット位置からの相対的な現在位置を検出する。
【０１０９】
次に、ズームスイッチ１１が押されているか否かをチェックする（ステップ１６）。ズームスイッチ１１ａ が押されているときはＷＩＤＥ方向へズーミングされ、ズームスイッチ１１ｂ が押されているときは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、ズーミングしない。
【０１１０】
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説明は省略する。
【０１１１】
カウンタよりバリエータ１０２ の位置ＰＶを読み出して、該バリエータ１０２ が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ＰＶＶ を決める（ステップ１８）。
【０１１２】
同様にして、カウンタよりＲＲ１０４ の位置ＰＲＲ を読み出す（ステップ１９）。
【０１１３】
又、前玉１０１ の周囲に配置した温度センサ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センサ１２が置かれている場所の温度Ｔ を検出する（ステップ２０）。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。本実施形態の制御回路１３は実際に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上記Ｔ（ｔ）を、電源投入時からの所定時間毎の検出温度データの取り込み回数をｋ 回としてＴ（ｋ）と表わすことにする。本発明においては、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、表現の仕方をとくに限定するものでない。
【０１１４】
次に、検出した環境温度Ｔ（ｋ）と基準温度Ｔ０とを比較してその差分ΔＴ＝Ｔ（ｋ）−Ｔ０ を算出する（ステップ２１）。その上で、温度補正係数ＣＰＲＲ，ＣＭＲＲ とＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を読み込む（ステップ２２）。ついで下記の演算
ＰＲＲＴ＝（ＣＰＲＲ＋ＣＭＲＲ）×ΔＴ＋ＰＲＲ
を行って、ＲＲ１０４ の補正後の補正位置データ、即ち繰り出し量ＰＲＲＴを算出する（ステップ２３）。
【０１１５】
上記算出データをもとに、バリエータ１０２ とＲＲ１０４ を各々駆動する（ステップ２４）。
【０１１６】
以上、ズーミング中の動作について説明した。ズーミング中にオートフォーカス作動を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。
【０１１７】
温度補正係数の種類、温度検出手段の数、配置等はこれらに限らず、光学機器の構成、温度分布状態、プラスティックレンズの数、コスト等を考慮して任意に決めれば良い。
【０１１８】
次に本発明の光学機器の実施形態５ を説明する。実施形態５ は実施形態２ のレンズ群のいずれかに少なくとも１ 枚のプラスティックレンズを使用したものである。プラスティックレンズを使用することにより、湿度変化があった場合、前記のレンズの保持部材の間隔変化による結像面のずれと同様に、プラスティックレンズにも形状変化が生じて焦点距離が変化し結像面のずれが生じ、実施形態２ の場合よりも更に補正を行わなければならなくなる。本実施形態は実施形態２ に対してプラスティックレンズの湿度変化によるピントずれの補正制御を付加したもので、要部概略図は図７ である。
【０１１９】
プラスティックレンズの形状、または枚数によって環境湿度の変化による結像面のずれは様々である。そこで、基準湿度Ｈ０に対して湿度変化が生じた際のプラスティックレンズの焦点距離の変化によるピントずれ量からプラスティックレンズの単位湿度当たりのピントずれ量を決定し、これをプラスティックレンズの湿度補正係数ＨＰＲＲとする。
【０１２０】
そして、前記の保持部材の湿度補正係数ＨＭＲＲとプラスティックレンズの湿度補正係数ＨＰＲＲを夫々ＲＯＭ１４ に記憶して持つことにより、湿度変化が生じた時のカム軌跡やレンズ停止時の結像面のずれの補正が容易に行える。
【０１２１】
このプラスティックレンズの湿度補正係数ＨＰＲＲに前述したレンズの保持部材の湿度補正係数ＨＭＲＲを足し合わせれば、光学系全体の結像面の単位湿度当たりの変化量、即ち総合湿度補正係数ＤＲＲ が算出でき、より高精度な温度補償制御が実現できる。
【０１２２】
そして、湿度検出手段の出力Ｈ が基準湿度Ｈ０に対して湿度差ΔＨ＝（Ｈ−Ｈ０）があるときには、湿度補正係数ＨＭＲＲ，ＨＰＲＲ と該湿度差ΔＨ を用いて以下の式で湿度補正を行うＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を求める。
【０１２３】
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ＤＲＲ×ΔＨ
と表される。このＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ をＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ に加えることによりＲＲ１０４ の補正後の補正位置データＰＲＲＴが決定される。
【０１２４】
図１１は本発明の光学機器の実施形態６ の要部概略図である。本実施形態は実施形態４ に対して制御回路１３に繋がる書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８を設けた点が異なっており、その他の構成は同じである。この書き換え可能な記憶手段２８は後述の温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲを記憶する。
【０１２５】
なお、本実施形態においては、各レンズ群の少なくとも１ 枚のレンズをプラスティック材料よりなるプラスティックレンズとしている。
【０１２６】
本実施形態では、基準温度を前提としてバリエータ１０２ とＲＲ１０４ の光軸上の可動範囲において、バリエータ１０２ の位置ＰＶをパラメータとして被写体距離毎のＲＲ１０４ の物体側への繰り出し量を代表位置データＰＲＲ として予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【０１２７】
又、上記バリエータ１０２ の位置ＰＶに対する被写体距離毎の前記プラスティックレンズの温度補正係数ＣＰＲＲ及び前記保持部材の温度補正係数ＣＭＲＲも同様に予めＲＯＭ１４ に格納してある。
【０１２８】
即ち、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、各分割領域毎に、各被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を数値データとして予めＲＯＭ１４（第一記憶手段） に格納してある。
【０１２９】
そして、温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲは書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８に記憶している。
【０１３０】
但し、本発明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ともよく、その場合は、上記被写体距離毎のＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ 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よい。
【０１３１】
又、上記温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲは、基準温度Ｔ０に対して温度変化が生じた際のプラスティックレンズの焦点距離の変化、及び ＲＦＺ１ 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を考慮して算出する。
【０１３２】
この温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲは構成部材の線膨張係数及びレンズの敏感度から求めることができる。しかしながら、レンズによる個体差、製造誤差、材料材質の変更等により、適正な補正が行えないことが生じる。すなわち、補正量がレンズによって過小および過多となり、ピントずれが生じてしまうのである。
【０１３３】
そこで本実施形態の大きい特徴である書き換え可能な記憶手段２８を用いてこの温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲを容易に書き換えるのである。
【０１３４】
つまり、レンズによって或は製造ロットごと、材料材質ごとに記憶手段２８中の温度補正係数ＣＰＲＲ及びＣＭＲＲを書き換えられるようにするのである。こうすることで制御プログラム自体の変更なしに容易に適正な補正を行うことができ、量産性、コストメリットが著しく大きくなる。
【０１３５】
本実施形態においては、温度センサ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Ｔ０に対して温度差ΔＴ＝（Ｔ−Ｔ０）を検出したとき、前記ＲＲ１０４ の代表位置データＰＲＲ を前記温度補正係数ＣＰＲＲ、ＣＭＲＲと該温度差ΔＴ によって補正を行い、ＲＲ１０４ の温度補正後の補正位置データＰＲＲＴを以下の式で算出する。
ＰＲＲＴ＝（ＣＰＲＲ＋ＣＭＲＲ）×ΔＴ＋ＰＲＲ
但し、本発明における温度補正後の補正位置データＰＲＲＴの算出はこれに限定されるものでなく、温度変化によるＲＲ１０４ の繰り出し量の変化を任意の関数（例えば、２ 次式、３ 次式、４ 次式、指数関数、対数関数等）で近似してもよい。
【０１３６】
本実施形態の動作のフローチャートは実施形態４ と同じである。
【０１３７】
図１２は本発明の光学機器の実施形態７ の要部概略図である。本実施形態は実施形態５ に対して制御回路１３に繋がる書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８を設けた点が異なっており、その他の構成は同じである。この書き換え可能な記憶手段２８は後述の湿度補正係数ＨＰＲＲ及びＨＭＲＲを記憶する。そして実施形態６ が温度変化によるピントずれを補正したのに対して本実施形態は湿度変化によるピントずれを補正するものである。
【０１３８】
なお、本実施形態においては、各レンズ群の少なくとも１ 枚のレンズをプラスティック材料よりなるプラスティックレンズを採用している。
【０１３９】
本実施形態において湿度が変化したときのＲＦＺ レンズ１ のピントずれの補正の仕方は実施形態５ と同様である。又、構成については、実施形態５ に対して書き換え可能な記憶手段２８を付加した点のみ異なっている。
【０１４０】
本実施形態における湿度の作用について簡単に説明する。本実施形態では、各レンズ群にプラスティックレンズを使用しており、このため湿度変化が生じるとプラスティックレンズの吸湿によってレンズ形状が変化して焦点距離が変化する。又、各レンズの保持部材も材質によっては湿度変化で寸法が変化し、これによってレンズ間隔が変化する。これらの結果、ＲＦＺ レンズ１ の結像位置のずれが発生する。
【０１４１】
したがって、湿度が基準湿度（本実施形態においては、５０％に設定してある）より大きくずれている環境でマニュアルフォーカスでズーミングする場合に、バリエータ１０２ 位置に対するＲＲ１０４ の繰り出し量のデータとして基準湿度のデータに従っては、ぼけのない良好な画像が得られない。
【０１４２】
従って、実施形態６ と同様にして湿度補正係数データＨＰＲＲ及びＨＭＲＲを書き換え可能な記憶手段２８に記憶させることによってレンズによって或は製造ロットごと、材料材質ごと等で湿度補正係数を書き換えられるようにすることで制御プログラム自体の変更なしに容易に適正な補正を行うことができ、量産性、コストメリットが著しく大きくなる。
【０１４３】
尚、以上の実施形態６ 、７ は温度検出手段又は湿度検出手段を設けたものであったが、実施形態３ に書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８を設けることにより、温度変化と湿度変化によるピントズレについて各実施形態で説明した方法を用いて同時に補正することができる。
【０１４４】
次に本発明の光学機器の実施形態８ を説明する。本実施形態の構成は実施形態６ と同一である。従って要部概略図は図１１である。本実施形態の最大の特徴は温度補正係数データを補正するためのデータを書き換え可能な記憶手段２８に持つことにある。
【０１４５】
本実施形態では、代表位置データＰＲＲ と構造部材に関する基準の温度補正係数データＣＭＲＲ０ とプラスティックレンズに関する基準の温度補正係数データＣＰＲＲ０ とをＲＯＭ１４（第一記憶手段） に記憶し、係数補正データＣＣを書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） に記憶する。
【０１４６】
つまり、レンズの個体差、製造誤差、材料材質等によって温度補正係数自体を書き換えるのでなく、温度補正係数を更に補正する係数を書き換え可能な記憶手段２８に記憶させることで、適正な温度補正を実現するのである。
【０１４７】
このように構成することで温度補正係数データを書き換え可能な記憶手段２８に持つ必要はなくなる。
【０１４８】
これは温度補正係数データの量が多い場合に極めて有効である。例えば、温度補正係数を焦点距離ごとに ２００持つとすると、それを全て記憶させ、書き換えるのは容量、手間、時間コスト的に効率が悪く、光学機器として好ましくない。
【０１４９】
そこで基準の温度補正係数ＣＰＲＲ０ 及びＣＭＲＲ０ はＲＯＭ１４（第一記憶手段） 内に記憶させておき、基準の温度補正係数をさらに補正するための係数補正データＣＣを書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８に記憶させる。例えば、前記 ２００のデータに対して基準の温度補正係数を７５％にする、あるいは １２５％にするといった係数補正データを記憶させば、容量、手間、時間コスト的に著しく軽減でき、光学機器として好ましい。
【０１５０】
あらかじめ制御回路１３にプログラミングしておけば、この基準の温度補正係数の係数補正データは１次式の係数であったり、ある関数であったり、または焦点距離ごとの補正データとして用いることも可能である。
【０１５１】
つまり基準の温度補正係数をＣＰＲＲ０，ＣＭＲＲ０ 、係数補正データをＣＣとして、ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を
ΔＰＲＲ ＝（ＣＰＲＲ０＋ＣＭＲＲ０）×ＣＣ×ΔＴ （６）
で求めるのである。
【０１５２】
図１３は温度補正係数データＣＰＲＲを示したもので単位温度当たりのピントずれ量 （これは単位温度当たりのピントずれ量補正量、即ち補正の為のＲＲ移動量となる） を示したものである。図中の最も下の曲線と最も上の曲線は基準の温度補正係数ＣＰＲＲ０ の係数補正データＣＣをＣＣ＝０．７５ 及び１．２５としたときに得られた補正済みの温度補正係数ＣＰＲＲである。
【０１５３】
次に本発明の光学機器の実施形態９ を説明する。本実施形態の構成は実施形態７ と同一である。従って要部概略図は図１２である。そして、本実施形態の最大の特徴は基準の湿度補正係数データを補正するための係数補正データＣＣを書き換え可能な記憶手段 （第二記憶手段） ２８に記憶させることにある。
【０１５４】
つまり、レンズの個体差、製造誤差、材料材質等によって湿度補正係数自体を書き換えるのでなく、基準の湿度補正係数を更に補正する係数補正データを書き換え可能な記憶手段２８にもたせることで、適正な湿度補正を実現させるのである。
【０１５５】
そうすることで湿度補正係数データ自身を書き換え可能な記憶手段２８に持つ必要はなくなる。
【０１５６】
本実施形態の構成は実施形態８ と同様であり、異なるのは実施形態８ の温度検出手段が湿度検出手段、温度検出回路が湿度検出回路、基準の温度補正係数例えばＣＰＲＲ０ が基準の湿度補正係数例えばＨＰＲＲ０ に変わった点である。
【０１５７】
これは湿度補正係数データの量が多い場合に極めて有効であり、基準の湿度補正係数はＲＯＭ１４ 内に記憶させておき、基準の湿度補正係数をさらに補正するための係数補正データＣＣを書き換え可能な記憶手段２８に持つことで、例えば、 ２００のデータに対して基準の湿度補正係数を７５％にする、あるいは １２５％にするといった係数補正データを持てば、容量、手間、時間コスト的に著しく軽減でき、光学機器として好ましい。
【０１５８】
次ぎに、本発明の光学機器の実施形態１０について説明する。本実施形態の構成は実施形態４ と同じであり、要部概略図は図１ である。従って、各レンズ群の少なくとも１ 枚のレンズはプラスティックレンズである。但し、本実施形態は光学機器の調整を該光学機器内の温度が一様な状態で行い、使用時の温度を検出して自動的にピントズレを補正する。
【０１５９】
まず、本実施形態における温度補償方法を述べる。
【０１６０】
本実施形態では温度変化によるズレ量を算出するために、総合温度補正係数ＣＲＲ として単位温度当たりの結像面のズレ量をあらかじめ記憶している。このズレ量は温度変化に起因するプラスティックレンズの変形による焦点距離変化による結像面の移動量と、レンズを保持する保持部材の温度変化に起因するレンズ間隔変化による結像面の移動量をあらかじめ計算あるいは実測したデータに基づいて決定して記憶させているものである。
【０１６１】
従って所定の基準温度Ｔ０と温度検出出力Ｔ との温度差を△Ｔ とするとＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ は容易に下記の式から算出できる。
【０１６２】
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ ΔＴ ×ＣＲＲ （７）
このＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を基準温度時の焦点距離をパラメータとして各被写体距離に対するＲＲレンズの代表位置データＰＲＲ （但し、バリエータの位置又は焦点距離をパラメータとする） に加減することにより、環境変化 （温度変化） に適応する温度補償制御が良好に行える。
【０１６３】
図１７は実施形態１０の動作のフローチャートである。これを説明する。ステップ５０１において調整モードか制御モードかを判定し、調整モードであればステップ５０２ において所定のレンズの調整を行い、ステップ５０３ においてそのときの温度計の出力値Ｔ０を読み込み、ステップ５０４ においてその値を記憶し、ステップ５０５ において調整を終了する。
【０１６４】
ステップ５０１ において制御モードであればステップ５０６ において調整時の温度出力値Ｔ０を読み込み、ステップ５０７ において調整時の温度を温度補償の基準温度とし、ステップ５０８ において現在の温度出力値Ｔ を読み込み、ステップ５０９ において現在の温度出力値と基準温度との温度差ΔＴ＝Ｔ−Ｔ０を算出し、ステップ５１０ において前記式（７） よりＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を算出し、ステップ５１１ においてＲＲ１０４ を移動して温度補償制御を行う。その後制御モード時はステップ５０８ に戻り常に温度を観察し、温度が変わればその都度温度補償制御を行う。
【０１６５】
本実施形態において、調整の温度がある所定の基準温度であれば更に望ましい。
【０１６６】
また、光学機器が使用される頻度の高い環境条件に近い条件で調整が行われることが望ましいのはいうまでもない。
【０１６７】
光学機器に電源を投入してから或る時間が経過すると、レンズの中で温度分布が生じ、温度分布が発生する。
【０１６８】
しかしながら温度分布があると記憶しているデータの軌跡が変化し、記憶データ通りの調整が行えず、調整後、正確なカムトレースが行えなくなる。
【０１６９】
そこで、本実施形態ではレンズの調整、カム軌跡の調整をレンズ内の温度が一様な状態、温度分布がない状態で行うことによって、正確なカムトレースを行う光学機器を提供することを目的としている。
【０１７０】
特にプラスティックレンズのように温度による結像面の変動が大きい部材を使用した場合に、前記の問題が深刻になる。また、温度によってレンズを保持する保持部材も変化し、レンズ間隔が変わり、これによっても結像面が移動する。
【０１７１】
図１４は電源投入時からの時間の経過に対する各群の温度変化の説明図である。電源投入時は各群とも一様に同じ温度であっても、ある時間経過すると各群ごとで温度に差がでてくる。例えば、１ 時間経過後に、１ 群と４ 群の温度差が２０゜Ｃ になったりする。もちろん、この温度分布は光学機器の構成、光学機器内のレンズのレイアウト、アクチュエータの有無などによって異なる。
【０１７２】
図１５は電源投入してから或る時間経過後の各群によるピントの移動量を示したものである。図は各群毎のピント移動量をＲＦＺ レンズ１ の焦点距離を横軸にして、縦軸にピント移動量 （これはピント補正量と同じである） をとって表している。そしてこれらのピント移動量を加算したものがレンズ全体のピント移動量になる。
【０１７３】
図１６は電源投入直後の温度分布がない状態でのカム軌跡と上記のレンズ全体のピント移動量が発生した時、これを補正するカム軌跡を示したものである。これからわかるように温度分布によってカム軌跡の形が著しく変わることがわかる。
【０１７４】
プラスティックレンズのようにピント移動が大きいものを使用している時には特に顕著に変化する。
【０１７５】
また、一般に調整時には記憶しているカム軌跡に合うように調整するため、温度分布が或る状態で調整を行うと、調整後の使用時には温度分布が無くなったり、温度分布条件が調整時と異なることになり、いずれにしても正確なカムトレースが行えなくなる。
【０１７６】
また、温度補償を行うときでも基準となるカム軌跡に対しての調整が行われないことで、正確なピントの温度補正が行えなくなってしまう。
【０１７７】
そこで、本実施形態ではレンズ内の温度が一様な条件のときに調整を行うことで、正確なカムトレース、及び温度補償が行えるように提唱するものである。
【０１７８】
光学機器の構成として調整を要するものであれば、本提案をあてはめることができ、光学機器の構成として、温度検出手段及び温度情報手段を持たなくても良い。
【０１７９】
調整としてはカム軌跡に限らず光学機器のものであればなんでも良く、また、温度によって影響される構成部材を用いる場合に特に有効である。
【０１８０】
次ぎに、本発明の光学機器の実施形態１１について説明する。本実施形態の構成は実施形態５ と同じであり、要部概略図は図７ である。従って、各レンズ群の少なくとも１ 枚のレンズはプラスティックレンズである。但し、本実施形態は光学機器の調整を該光学機器内の湿度が一様な状態で行い、使用時の湿度を検出して自動的にピントズレを補正する。 本実施形態の目的は、レンズの調整、カム軌跡の調整をレンズ内の湿度が一様な状態、即ち湿度分布がない状態で行うことによって、正確なカムトレースを行うことにある。
【０１８１】
つまり、本実施形態は環境変化 （湿度変化） に対する調整不良の対策が目的であり、意図するところは実施形態１０と同様である。
【０１８２】
本実施形態が実施形態１０と異なる部分は温度センサ１２に対し湿度センサ２６、温度検出回路２４に対し湿度検出回路２７、総合温度補正係数ＣＲＲ に対し総合湿度補正係数ＤＲＲ の部分である。
【０１８３】
湿度変化による結像面のズレ量を算出するために、総合湿度補正係数ＤＲＲ として単位湿度当たりの結像面のズレ量をあらかじめ記憶している。このズレ量は湿度に起因するプラスティックレンズの変形による焦点距離変化によるものと、レンズを保持する保持部材の湿度変化に起因するレンズ間隔の変化によるものをあらかじめ計算あるいは実測により求めて決定して記憶手段１４に記憶させているものである。
【０１８４】
従って所定の基準湿度Ｈ０と湿度検出出力Ｈ との湿度差を△Ｈ＝Ｈ−Ｈ０とするとＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ は容易に下記の式から算出できる。
【０１８５】
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ ΔＨ ×ＤＲＲ （８）
この補正量を基準湿度時の各被写体距離に対するＲＲレンズの代表位置データＰＲＲ （但し、バリエータの位置又は焦点距離をパラメータとする） に加減することにより、湿度変化の環境変化に適応する湿度補償制御が良好に行える。
【０１８６】
図１８は本実施形態の動作のフローチャートである。これを説明する。ステップ７０１において調整モードか制御モードかを判定し、調整モードであればステップ７０２ において所定のレンズの調整を行い、ステップ７０３ においてそのときの湿度計の出力値Ｈ０を読み込み、ステップ７０４ においてその値を記憶し、ステップ７０５ において調整を終了する。
【０１８７】
ステップ７０１ において制御モードであればステップ７０６ において調整時の湿度出力値Ｈ０を読み込み、ステップ７０７ において調整時の湿度を湿度補償の基準湿度とし、ステップ７０８ において現在の湿度出力値Ｈ を読み込み、ステップ７０９ において現在の湿度出力値と基準湿度との湿度差△Ｈ＝Ｈ−Ｈ０を算出し、ステップ７１０ において前記式（８） よりＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を算出し、ステップ７１１ においてＲＲ１０４ を移動して湿度補償制御を行う。制御モード時はステップ７０８ に戻り常に湿度を観察し、湿度補償制御を行う。
【０１８８】
本実施形態において、調整の湿度がある所定の基準湿度であれば更に望ましい。
【０１８９】
また、光学機器が使用される頻度の高い環境条件に近い条件で調整が行われることが望ましいのはいうまでもない。
【０１９０】
光学機器の構成として調整を要するものであれば、本提案をあてはめることができ、湿度検出手段及び湿度情報手段を持たなくても良い。
【０１９１】
次ぎに、本発明の光学機器の実施形態１２について説明する。本実施形態の構成は実施形態３ と同じであり、要部概略図は図８ である。但し、本実施形態は光学機器の調整を該光学機器内の温度及び湿度が一様な状態で行い、使用時の温度及び湿度を検出して自動的にピントズレを補正する。
【０１９２】
本実施形態の狙いはレンズの調整、カム軌跡の調整をレンズ内の温度及び湿度が一様な状態、即ち温度及び湿度分布がない状態で行うことによって、正確なカムトレースを行うことにある。
【０１９３】
本実施形態の目的は環境変化 （温度及び湿度の変化） に対する調整不良の対策が目的であり、発明の意図するところは実施形態１０及び実施形態１１と同様である。
【０１９４】
従ってＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ は容易に下記の式から算出できる。
【０１９５】
ＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ ＝ ΔＴ ×ＣＲＲ ＋ ΔＨ ×ＤＲＲ （９）
この補正量を基準温度及び基準湿度時の各被写体距離に対するＲＲレンズの代表位置データＰＲＲ （但し、バリエータの位置又は焦点距離をパラメータとする） に加減することにより、温度及び湿度変化の環境変化に適応する補償制御が良好に行える。
【０１９６】
図１９は本実施形態の動作のフローチャートである。これを説明する。ステップ９０１において調整モードか制御モードかを判定し、調整モードであればステップ９０２ において所定のレンズの調整を行い、ステップ９０３ においてそのときの温度計の出力値Ｔ０及び湿度計の出力値Ｈ０を読み込み、ステップ９０４ においてその値を記憶し、ステップ９０５ において調整を終了する。
【０１９７】
ステップ９０１ において制御モードであればステップ９０６ において調整時の温度出力値Ｔ 及び湿度出力値Ｈ を読み込み、ステップ９０７ において調整時の温度Ｔ０及び湿度Ｈ０を温度補償及び湿度補償の基準温度及び基準湿度とし、ステップ９０８ において現在の温度出力値Ｔ 及び湿度出力値Ｈ を読み込み、ステップ９０９ において現在の温度出力値と基準温度との温度差ΔＴ＝Ｔ−Ｔ０及び湿度出力値と基準湿度との湿度差ΔＨ＝Ｈ−Ｈ０を算出し、ステップ９１０ において前記式（９） よりＲＲ位置補正量ΔＰＲＲ を算出し、ステップ９１１ においてＲＲ１０４ を移動して環境補償制御を行う。制御モード時はステップ９０８ に戻り常に温度及び湿度を観察し、環境補償制御を行う。
【０１９８】
また、光学機器が使用される頻度の高い環境条件に近い条件で調整が行われることが望ましいのはいうまでもない。
【０１９９】
光学機器の構成として調整を要するものであれば、本実施形態を応用することができ、温度及び湿度検出手段、温度及び湿度情報手段を持たなくても良い。
【０２００】
図２０は実施形態１３の要部概略図である。実施形態１０及び実施形態１１と同一部分は説明を省略する。図中４０は環境状態を検出する環境検出手段 （環境センサ） であり、例えば温度センサまたは湿度センサである。４１は環境センサ４０の検出回路である。
【０２０１】
実施形態１３として調整する際の温度及び湿度といった環境状態は実際に光学機器を使用する環境に最も近い状態である。
【０２０２】
本実施形態の目的は環境変化に対する調整不良の対策が目的であり、発明の意図するところは実施形態１０及び実施形態１１と同様である。
【０２０３】
実施形態１０及び実施形態１１における調整を行う時の温度及び湿度は、ある絶対値を基準とした値であっても良く特に限定するものではない。しかしながら実際に光学機器が使用される頻度が高い温度及び湿度に近いほど、計算による誤差が少なく済むのは明白だからである。
【０２０４】
また、光学機器の構成として調整を要するものであれば、本実施形態を応用することができ、環境検出手段及び環境情報手段を持たなくても良い。
【０２０５】
【発明の効果】
本発明は以上の構成により、移動レンズ群を備えた光学系（撮影レンズ）を有する光学機器の環境に温度変化や湿度変化等の環境変化があったとき、この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ずれを補正し、高い光学性能を維持することのできる光学機器を達成する。
【０２０６】
又、調整を要する光学機器で環境が変化した場合、あるいは環境に大きく影響される構成の光学機器であっても、ピントが合焦位置に達しないといった問題や、ボケるといった問題が解決され、常に良好な合焦状態が得られる光学機器を達成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学機器の実施形態１ 、実施形態４ 及び実施形態１０の要部概略図
【図２】実施形態１ において、バリエータ１０２ の位置に対応するＲＲ１０４ の位置を被写体距離をパラメータとして表した図
【図３】基準温度に対して温度が変化したときのカム軌跡の説明図
【図４】基準温度に対して温度が変化したときの結像面のズレ量
【図５】ＴＥＬＥ，ＭＩＤＤＬＥ，ＷＩＤＥの各焦点距離における結像面のズレ量
【図６】実施形態１ のフローチャート
【図７】本発明の光学機器の実施形態２ 、実施形態５ 及び実施形態１１の要部概略図
【図８】本発明の光学機器の実施形態３ の要部概略図
【図９】実施形態３ の各焦点距離における温度補正係数ＣＰＲＲ、ＣＭＲＲ及び総合変化量 （総合温度補正係数） ＣＲＲ によるズレ量を示す図
【図１０】本発明の光学機器の実施形態６ 及び実施形態８ の要部概略図
【図１１】実施形態６ の動作のフローチャート
【図１２】本発明の光学機器の実施形態７ 及び実施形態９ の要部概略図
【図１３】実施形態９ の温度補正係数データの説明図
【図１４】ＲＦＺ １ において電源投入後の各群の温度変化の説明図
【図１５】ＲＦＺ １ の各群によるピント移動量の説明図
【図１６】実施形態１０のカム軌跡と温度変化により変化したカム軌跡の説明図
【図１７】実施形態１０の動作のフローチャート
【図１８】実施形態１１の動作のフローチャート
【図１９】実施形態１２の動作のフローチャート
【図２０】本発明の光学機器の実施形態１３の要部概略図
【符号の説明】
１ リアフォーカスタイプのズームレンズ（ 光学系、ＲＦＺ レンズ）
２ 鏡筒
３ 絞り部材
４ フィルタユニット
５ レンズ駆動手段
６ レンズ駆動手段
７ 駆動手段
８ａ，１０ａ フォトインタラプター
８ｂ，１０ｂ 遮光板
９ 絞りエンコーダ
１１ ズームスイッチ
１２ 温度検出手段
１３ 制御回路 （制御手段）
１４ 記憶手段 （第一記憶手段）
１５，１６，１７ 駆動回路
１８ 光電変換素子
２１，２２，２３ 検出回路
２４ 検出回路
２５ 電源
２６ 湿度検出手段
２７ 検出回路
２８ 書き換え可能の記憶手段 （第二記憶手段）
１０１ 第１ のレンズ群 （前玉）
１０１ａ 保持部材
１０２ 第２ のレンズ群 （バリエータ、移動レンズ群Ｖ ）
１０２ａ Ｖ移動環
１０３ 第３ のレンズ群 （アフォーカル）
１０４ 第４ のレンズ群 （ＲＲレンズ、移動レンズ群ＲＲ）
１０４ａ ＲＲ移動環
ＣＭＲＲ 保持部材の温度補正係数
ＣＰＲＲ プラスティックレンズの温度補正係数
ＣＲＲ 総合温度補正係数
ΔＰＲＲ ＲＲ位置補正量
ＰＲＲ ＲＲの代表位置データ
ＰＲＲＴ 補正位置データ
Ｔ０ 基準温度
Ｔ 検出温度
ＨＭＲＲ 保持部材の湿度補正係数
ＨＰＲＲ プラスティックレンズの湿度補正係数
Ｈ０ 基準湿度
Ｈ 検出湿度
ＣＣ 係数補正データ
ＤＲＲ 総合湿度補正係数
Claims (8)
- 移動レンズ群RR及びバリエータレンズ群を含む複数のレンズ群を有する光学系により結像面上に物体像を形成する光学機器において、
該移動レンズ群 RR 及びバリエータレンズ群を駆動するレンズ駆動手段と、
該光学系の構造部材に関する温度情報を検出する温度検出手段と、
所定の基準温度における前記移動レンズ群RRとバリエータレンズ群の代表位置データと、前記構造部材の温度変化による結像面の変動を補正すべく、前記バリエータの移動範囲を所定幅で分割した分割領域毎のバリエータレンズ位置に対応する移動レンズ群 RR の位置データの補正をするための基準温度補正係数データ群を記憶した第一の記憶手段と、
該基準の温度補正係数データ群を補正する係数補正データを記憶した書き換え可能な第二の記憶手段と、を有し、
構造部材に関する基準の温度補正係数データ群と該係数補正データと該温度情報に基づいて結像面位置の変動を補正するための該移動レンズ群RRの補正位置データを算出し、前記算出結果に基づいて前記レンズ駆動手段を制御して結像面位置の変動を補正する制御手段を有することを特徴とする光学機器。 - 前記構造部材に関する温度情報はレンズの保持部材に関する温度情報であることを特徴とする請求項１の光学機器。
- 前記光学系はリアフォーカスタイプのズームレンズであることを特徴とする請求項１又は２の光学機器。
- 前記構造部材に関する温度補正係数データは変倍機能を有する移動レンズ群V の位置の関数として定義されることを特徴とする請求項３の光学機器。
- 前記補正位置データは前記温度検出手段から検出された温度と前記基準温度との差分値に、前記構造部材に関する温度補正係数データを掛け合せた結果に前記代表位置データを足し合わせたもので定義されることを特徴とする請求項３又は４の光学機器。
- 前記光学系は少なくとも一部にプラスティックレンズを有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の光学機器。
- 移動レンズ群RR及びバリエータレンズ群を含む複数のレンズ群を有する光学系により結像面上に物体像を形成する光学機器において、
該移動レンズ群 RR 及びバリエータレンズ群を駆動するレンズ駆動手段と、
該光学系の構造部材に関する湿度情報を検出する湿度検出手段と、
所定の基準温度における前記移動レンズ群RRとバリエータレンズ群の代表位置データと、前記構造部材の湿度変化による結像面の変動を補正すべく、前記バリエータの移動範囲を所定幅で分割した分割領域毎のバリエータレンズ位置に対応する移動レンズ群 RR の位置データの補正をするための基準湿度補正係数データ群を記憶した第一の記憶手段と、
該基準の湿度補正係数データを補正する係数補正データを記憶した書き換え可能な第二の記憶手段と、を有し、
構造部材に関する基準の湿度補正係数データ群と該係数補正データと該湿度情報に基づいて結像面位置の変動を補正するための該移動レンズ群RRの補正位置データを算出し、前記算出結果に基づいて前記レンズ駆動手段を制御して結像面位置の変動を補正する制御手段を有することを特徴とする光学機器。 - 前記湿度検出手段は静電容量式のセンサを少なくとも１個有することを特徴とする請求項７の光学機器。
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