JPH02197808A - 自動焦点調整機能付光学装置 - Google Patents
自動焦点調整機能付光学装置Info
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- JPH02197808A JPH02197808A JP1904089A JP1904089A JPH02197808A JP H02197808 A JPH02197808 A JP H02197808A JP 1904089 A JP1904089 A JP 1904089A JP 1904089 A JP1904089 A JP 1904089A JP H02197808 A JPH02197808 A JP H02197808A
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- JP
- Japan
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- lens system
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- focus
- focal length
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- Pending
Links
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- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
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- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Lens Barrels (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は人工衛星等に搭載されるＣＯＤカメラ等の光学
装置に関する。
装置に関する。
従来、この種の光学装置は、フランジに貫通固定され、
所定の焦点距離を淘するレンズ系と、フランジで囲まれ
た内部空間の一部において固定されて設けられ、レンズ
系で集光された光を受光するＣＯＤ等の固体撮像素子と
、この固体撮像素子を支持している支持体とからなって
いる。
所定の焦点距離を淘するレンズ系と、フランジで囲まれ
た内部空間の一部において固定されて設けられ、レンズ
系で集光された光を受光するＣＯＤ等の固体撮像素子と
、この固体撮像素子を支持している支持体とからなって
いる。
上述した従来の光学装置は、！ｌ環境温度変化するとレ
ンズ系を構成しているレンズ自体やレンズ鏡胴、上述し
た支持体やフランジの熱膨張／熱収縮が生じ、レンズ系
の焦点と固体撮像素子主面とが一致しなくなりピンボケ
が生じる恐れがある。
ンズ系を構成しているレンズ自体やレンズ鏡胴、上述し
た支持体やフランジの熱膨張／熱収縮が生じ、レンズ系
の焦点と固体撮像素子主面とが一致しなくなりピンボケ
が生じる恐れがある。
この焦点変動を最小限に抑えるためには、レンズ自体令
鏡胴等の材料選定に制約が生じたり、フランジの形状令
寸法等の設計値を変更したりする必要があり、このため
に多大な時間が費やされて開発スケジュールの長期化、
開発コスト高を招き、また、設計上の制約から取得でき
る画像の分解能等の性能にも限界があった。
鏡胴等の材料選定に制約が生じたり、フランジの形状令
寸法等の設計値を変更したりする必要があり、このため
に多大な時間が費やされて開発スケジュールの長期化、
開発コスト高を招き、また、設計上の制約から取得でき
る画像の分解能等の性能にも限界があった。
本発明の光学装置は、支持体とフランジとの間に設けら
れたピエゾ素子と、前記光学装置の環境温度をモニタす
る温度センサと、該温度センサにより検出された温度情
報が入力されると、この温度条件下におけるレンズ系自
体の焦点距離の変動、支持体、フランジの熱ｖａ６張等
に起因する焦点距離の変動等による総合的な焦点距離の
変動を補正するように制御電圧を前記ピエゾ素子に供給
する制御装置とを有している。
れたピエゾ素子と、前記光学装置の環境温度をモニタす
る温度センサと、該温度センサにより検出された温度情
報が入力されると、この温度条件下におけるレンズ系自
体の焦点距離の変動、支持体、フランジの熱ｖａ６張等
に起因する焦点距離の変動等による総合的な焦点距離の
変動を補正するように制御電圧を前記ピエゾ素子に供給
する制御装置とを有している。
制御装置からの制御電圧によりピエゾ素子が伸縮し、こ
れによって、固体撮像素子主面が、常に焦点位置にくる
ように自動的に制御され、ボケのない画像が得られて性
能向上を図ることができ、あわせて材料選定や設計上の
制約も大幅に緩和することができる。
れによって、固体撮像素子主面が、常に焦点位置にくる
ように自動的に制御され、ボケのない画像が得られて性
能向上を図ることができ、あわせて材料選定や設計上の
制約も大幅に緩和することができる。
次に１本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の光学装置の一実施例であるＣＯＤカメ
ラの断面図、第２図は第１図中の制御装置７の構成を示
すブロック図である。
ラの断面図、第２図は第１図中の制御装置７の構成を示
すブロック図である。
本実施例のＣＯＤカメラは、２ランジ３の一部に、レン
ズ１ａ、１ｂ、レン、ズ鏡胴２からなるレンズ系が貫通
固定され、フランジ３によって囲まれた内部の空間にお
いて、ＣＣＤ （チャージカップルドデバイス）５が取
付板６上に固定されており、取付板６はフランジ３の一
部に設けられた凸部上に固設されたピエゾ素子４ａ、４
ｂにより支持されている。ピエゾ素子４ａ、４ｂは、ケ
ーブル８により制御装置７と接続されており、制御装置
７には温度センサ９の出力がケーブル１０を介して入力
され、またケーブル１１を介して電源が供給される。い
ま、環境温度は室温であり、制御装置７からの制御電圧
はＯｖであるとし、この場合にレンズ系の取付面Ｐ１か
らＣＣＤ５の主面Ｐ２までの距離はＬとなっており、こ
の距離りはレンズ系の焦点距離と一致しており、アライ
ンメント調整がなされているものとする。また、制御装
置７は、Ａ／Ｄ変換器１２とデコーダ１３と記憶装置１
４とＤ／Ａ変換器１５とを有しており、記憶装置１４に
は、環境温度の変化によって焦点ずれが生じたとき、こ
れを補正するために必要な制御電圧の値が予め記憶され
ている。この必要な制御電圧は、あらかじめシミュレー
ション（あるいは実測定）により、環境温度に対するレ
ンズｌａ、ｌｂの焦点距離の変動やフランジ３、取付板
６等の熱膨張／熱収縮の程度を総合的に解析し、この解
析結果にもとづいて、あらかじめ決定されている。
ズ１ａ、１ｂ、レン、ズ鏡胴２からなるレンズ系が貫通
固定され、フランジ３によって囲まれた内部の空間にお
いて、ＣＣＤ （チャージカップルドデバイス）５が取
付板６上に固定されており、取付板６はフランジ３の一
部に設けられた凸部上に固設されたピエゾ素子４ａ、４
ｂにより支持されている。ピエゾ素子４ａ、４ｂは、ケ
ーブル８により制御装置７と接続されており、制御装置
７には温度センサ９の出力がケーブル１０を介して入力
され、またケーブル１１を介して電源が供給される。い
ま、環境温度は室温であり、制御装置７からの制御電圧
はＯｖであるとし、この場合にレンズ系の取付面Ｐ１か
らＣＣＤ５の主面Ｐ２までの距離はＬとなっており、こ
の距離りはレンズ系の焦点距離と一致しており、アライ
ンメント調整がなされているものとする。また、制御装
置７は、Ａ／Ｄ変換器１２とデコーダ１３と記憶装置１
４とＤ／Ａ変換器１５とを有しており、記憶装置１４に
は、環境温度の変化によって焦点ずれが生じたとき、こ
れを補正するために必要な制御電圧の値が予め記憶され
ている。この必要な制御電圧は、あらかじめシミュレー
ション（あるいは実測定）により、環境温度に対するレ
ンズｌａ、ｌｂの焦点距離の変動やフランジ３、取付板
６等の熱膨張／熱収縮の程度を総合的に解析し、この解
析結果にもとづいて、あらかじめ決定されている。
次に、本実施例における焦点ずれ防止動作について説明
する。
する。
環境温度が室温から一２０℃へと変化し、レンズ系の焦
点距離が室温のときの距離りより０．１ｍｍ長くなり、
他方、フランジ３の収縮に起因してＣＣＤ５の主面Ｐ２
がレンズ系側に０．１ｍｍ変位したとすると、結果的に
焦点は、ＣＣＤ５の主面Ｐ２の後方（レンズ系と反対側
）に０．２１層移動したことになる。制御装置７は、温
度センサ９からの温度情報をＡ／Ｄ変換器１２でデジタ
ル信号に変換し、デコーダ１３でデコードし、このデコ
ード出力で記憶装置１４の所定の番地にアクセスし、得
られたデータをＤ／Ａ変換器！５でアナログ信号に変換
して必要な制御電圧を得、ケーブル８を介してピエゾ素
子４ａ、４ｂに送出する。これによって、ピエゾ素子４
ａ、４ｂの厚みは０．２ｍｍだけ薄くなり、焦点の移動
にＣＣＤ５が自動的に追従して焦点調整がなされる。
点距離が室温のときの距離りより０．１ｍｍ長くなり、
他方、フランジ３の収縮に起因してＣＣＤ５の主面Ｐ２
がレンズ系側に０．１ｍｍ変位したとすると、結果的に
焦点は、ＣＣＤ５の主面Ｐ２の後方（レンズ系と反対側
）に０．２１層移動したことになる。制御装置７は、温
度センサ９からの温度情報をＡ／Ｄ変換器１２でデジタ
ル信号に変換し、デコーダ１３でデコードし、このデコ
ード出力で記憶装置１４の所定の番地にアクセスし、得
られたデータをＤ／Ａ変換器！５でアナログ信号に変換
して必要な制御電圧を得、ケーブル８を介してピエゾ素
子４ａ、４ｂに送出する。これによって、ピエゾ素子４
ａ、４ｂの厚みは０．２ｍｍだけ薄くなり、焦点の移動
にＣＣＤ５が自動的に追従して焦点調整がなされる。
なお、制御装置７の構成としては上述の例の他に種々の
ものが考えられる０例えばピエゾ素子４＆、４ｂの厚み
を温度に対してリニアに変化させるだけで良い場合は、
単に、オペアンプ等で構成してもよい。また、１！ｌ境
温廣に対し非直線的に変化させる必要のある場合には、
上述のようにデコーダと記憶装置を用いたもののほか、
温度センサからの情報を一度Ａ／Ｄ変換しマイクロプロ
セッサに取込み、その温度での要求出力電圧を経験式に
基づいて計算し、その計算結果をマイクロプロセッサか
らＤ／Ａ変換器へ出力し、アナログ信号に変換した後ピ
エゾ素子４ａ、４ｂへ供給する構成であってもよい。
ものが考えられる０例えばピエゾ素子４＆、４ｂの厚み
を温度に対してリニアに変化させるだけで良い場合は、
単に、オペアンプ等で構成してもよい。また、１！ｌ境
温廣に対し非直線的に変化させる必要のある場合には、
上述のようにデコーダと記憶装置を用いたもののほか、
温度センサからの情報を一度Ａ／Ｄ変換しマイクロプロ
セッサに取込み、その温度での要求出力電圧を経験式に
基づいて計算し、その計算結果をマイクロプロセッサか
らＤ／Ａ変換器へ出力し、アナログ信号に変換した後ピ
エゾ素子４ａ、４ｂへ供給する構成であってもよい。
以上説明したように本発明は、制御装置によってピエゾ
素子を制御し、固体撮像素子の位置を環境温度により変
動した焦点位置に追従させることにより、常にボケのな
い鮮明な画像が得られ、あわせて設計上の制約が大幅に
緩和され、開発コストの低減、開発スケジュールの短縮
を図ることができる効果がある。
素子を制御し、固体撮像素子の位置を環境温度により変
動した焦点位置に追従させることにより、常にボケのな
い鮮明な画像が得られ、あわせて設計上の制約が大幅に
緩和され、開発コストの低減、開発スケジュールの短縮
を図ることができる効果がある。
第１図は本発明の光学装置の一実施例であるＣＯＤカメ
ラの断面図、第２図は第１図中の制御装置７の構成を示
すブロック図である。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・レンズ、 ２・・・・・・レンズ鏡胴、 ３・・・・・・フラ
ンジ、４ａ、４ｂ・・・・・・ピエゾ素子。 ５・・・・・・ＣＣＤ、 ６・・・・・・取
付板、７・・・・・・制御装置、 ８．１０．１１・・・・・・・・・ケーブル、９・・・
・・・温度センサ、 １２・・・・・・Ａ／Ｄ変換器
。 １３・・・・・・デコーダ、 １４・・・・・・記
憶装置、１５・・・・・・Ｄ／Ａ変換器。
ラの断面図、第２図は第１図中の制御装置７の構成を示
すブロック図である。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・レンズ、 ２・・・・・・レンズ鏡胴、 ３・・・・・・フラ
ンジ、４ａ、４ｂ・・・・・・ピエゾ素子。 ５・・・・・・ＣＣＤ、 ６・・・・・・取
付板、７・・・・・・制御装置、 ８．１０．１１・・・・・・・・・ケーブル、９・・・
・・・温度センサ、 １２・・・・・・Ａ／Ｄ変換器
。 １３・・・・・・デコーダ、 １４・・・・・・記
憶装置、１５・・・・・・Ｄ／Ａ変換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 フランジと一体的に設けられ、所定の焦点距離を有する
レンズ系と、該レンズ系により集光された光を受光する
固体撮像素子と、前記固体撮像素子を支持する支持体と
を有する光学装置において、 該支持体とフランジとの間に設けられたピエゾ素子と、 前記光学装置の環境温度をモニタする温度センサと、 該温度センサにより検出された温度情報が入力されると
、この温度条件下におけるレンズ系自体の焦点距離の変
動、支持体、フランジの熱膨張等に起因する焦点距離の
変動等による総合的な焦点距離の変動を補正するように
制御電圧を前記ピエゾ素子に供給する制振装置とを有す
ることを特徴とする自動焦点調整機能付光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1904089A JPH02197808A (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 自動焦点調整機能付光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1904089A JPH02197808A (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 自動焦点調整機能付光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197808A true JPH02197808A (ja) | 1990-08-06 |
Family
ID=11988316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1904089A Pending JPH02197808A (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 自動焦点調整機能付光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02197808A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0507526A2 (en) * | 1991-03-31 | 1992-10-07 | Nec Corporation | Radiometer with correction device |
| JP2008008804A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査装置 |
| JP2013503371A (ja) * | 2009-09-10 | 2013-01-31 | レイセオン カンパニー | 調節可能なシムを有する光学システム |
| JP2019197231A (ja) * | 2015-05-15 | 2019-11-14 | マクセル株式会社 | カメラ用レンズユニットおよび車載カメラ |
-
1989
- 1989-01-26 JP JP1904089A patent/JPH02197808A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0507526A2 (en) * | 1991-03-31 | 1992-10-07 | Nec Corporation | Radiometer with correction device |
| JP2008008804A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査装置 |
| JP2013503371A (ja) * | 2009-09-10 | 2013-01-31 | レイセオン カンパニー | 調節可能なシムを有する光学システム |
| JP2019197231A (ja) * | 2015-05-15 | 2019-11-14 | マクセル株式会社 | カメラ用レンズユニットおよび車載カメラ |
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