JPH09211285A

JPH09211285A - 光学機器

Info

Publication number: JPH09211285A
Application number: JP8020103A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Goto; 尚志後藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1997-08-15
Also published as: US5845159A

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易に温度と湿度による合成樹脂レンズの形
状や屈折率の変化に追随して結像位置の変動を補正でき
る光学機器を提供する。【解決手段】温度又は湿度により形状や屈折率が変化
する光学素子２を含む結像光学系を有する光学機器にお
いて、少なくとも一組の発光素子４と受光素子５を有
し、該発光素子４を発した光束を該受光素子５で受光
し、該受光素子５からの出力から結像光学系の変化によ
る最良結像位置の変化を推定する機能を有することを特
徴とする光学機器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂を材料と
する光学素子を含むカメラ用光学系やフィルムスキャナ
ー用光学系等の光学機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、合成樹脂を材料とする光学素子を
含む結像光学系を有するカメラ等の光学機器が求められ
ている。合成樹脂は、ガラスに比べ、安価で軽量であり
成形しやすい。成形しやすい特徴は、非球面レンズを形
成するのを容易にし、光学系の結像性能の向上も行い易
くする。合成樹脂は、単独でレンズ素子として用いられ
るものと、ガラスレンズと密着して用いられる複合型レ
ンズ素子として用いられるものとがある。

【０００３】一方、合成樹脂は、温度や湿度により形状
や屈折率が変化し、特に結像位置が変動するという欠点
を持っている。これに対して、電気抵抗等の変化から温
度の変化を判断し、結像位置の変動を補正する方法や、
合成樹脂レンズの屈折力を弱くしたり、２枚以上の合成
樹脂レンズを用い、夫々の屈折力を全系での温度や湿度
による結像位置の変動を小さくするように設定して、レ
ンズ設計的に、温度や湿度による結像位置の変動を小さ
くする方法が提案されている。また、被写体からの光束
を結像光学系を通過させ受光素子に入射させ、温度や湿
度による結像位置の変動を含めた結像位置を検出するい
わゆるＴＴＬ型焦点検出方式がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電気抵抗などの変化か
ら温度の変化を判断し、結像位置の変動を補正する方法
には、次のような問題点がある。即ち、合成樹脂の温度
や湿度による形状や屈折率の変化には、温度や湿度の変
化に対して、合成樹脂レンズの形状や屈折率の変化の速
度が遅いので、環境の温度や湿度を測定しても結像位置
の変動を精度よく予測できない。また、カメラ等に組み
込めて、簡易に且つ安価に湿度の変化を測定できる手段
がない。

【０００５】また、レンズ設計的に温度や湿度による結
像位置の変動を小さくする方法には、次のような問題点
がある。即ち、温度や湿度による結像位置の変動を小さ
くする為に合成樹脂レンズの屈折率の設定の自由度が奪
われ、効果的な設計が出来ない。また、２枚以上の合成
樹脂レンズを用いる場合、一般に色収差の補正上２種類
以上の合成樹脂が用いられる。この時、合成樹脂の種類
により温度や湿度の変化に対する追随性が異なり、常に
温度や湿度による結像位置の変動を小さくすることを保
証できない。又、合成樹脂の一般的特性として、温度の
変化、例えば、温度の上昇により、曲率半径、肉厚等の
レンズの形状は大きくなり、屈折率は小さくなる。一
方、湿度の変化、例えば、湿度の上昇により、曲率半
径、肉厚等のレンズの形状は大きくなり、屈折率は大き
くなる。即ち、温度変化に対する結像位置の変動と湿度
変化に対する結像位置の変動を、共に小さくするのは極
めて困難である。

【０００６】また、被写体からの光束を結像光学系を通
過させ受光素子に入射させて、温度や湿度による結像位
置の変動を含めた結像位置を検出する方式は、前述の問
題点は解決されているが、被写体からの光束を用いるの
で、被写体により光量および光量分布が変化し、高価な
受光素子列、撮影光学系との光束分割および切替え手
段、撮影光学系から分割された後の精度が高く複雑な焦
点検出用再結像光学系、及び高度な信号処理を行う回
路、が必要となり、コストやボディの大きさの点で不利
である。又、フィルム上に結像する像と等価な像を必要
とする為、開口絞りとシャッタが一体になっている（以
下、セクターと呼ぶ）所謂レンズシャッター式のカメラ
への適用が困難である。この方式は、一眼レフレックス
カメラには適用可能であるが、レンズシャッター式のカ
メラでは、比較的安価でコンパクトな特徴をもっている
ので適用が困難である。本発明の課題は、簡易に温度と
湿度による合成樹脂レンズの形状や屈折率の変化に追随
して結像位置の変動を補正できる光学機器を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明に係る光学機器は、温度又は
湿度により形状や屈折率が変化する光学素子を含む結像
光学系を有する光学機器において、少なくとも一組の発
光素子と受光素子を有し、発光素子を発した光束を受光
素子で受光し、受光素子からの出力から結像光学系の変
化による最良結像位置の変化を推定する機能を有するこ
とを特徴としている。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、温度又は
湿度により形状や屈折率が変化する光学素子を含む撮影
光学系を有して、少なくとも一組の発光素子と受光素子
を有し、発光素子は、発光した光束が温度又は湿度によ
り形状や屈折率が変化する光学素子を含む撮影光学系の
少なくとも一部を透過し、受光素子で受光する様に配置
され、更に受光素子からの出力を処理する手段と処理す
る手段の出力により像光学系の変化による結像位置の変
化を補償する機構を有するカメラであることを特徴とし
ている。

【０００９】また、請求項３に記載の発明は、撮影光学
系中に撮影露光時撮影光路上の可視光を必要な量だけ通
過させる手段をもつ可視光を遮光し赤外光を透過させる
手段をもつことを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明による光学機器は、温度又
は湿度により形状や屈折率が変化する光学素子を含む結
像光学系を有し、少なくとも一組の発光素子と受光素子
を有していて、該発光素子は、発光した光束が温度又は
湿度により形状や屈折率が変化する光学素子を含む該結
像光学系の少なくとも一部を透過し、該受光素子で受光
するように配置され、更に、該受光素子からの出力の変
化から結像光学系の変化による結像位置の変化を推定す
る機能を有している。

【００１１】ここで、温度や湿度により光学素子の形状
や屈折率が変化し、光学素子の焦点距離が変化すると、
該発光素子から射出された光束は、温度又は湿度により
形状や屈折率が変化した光学素子によって屈折作用が変
化し、結果として光束受光素子への入射状態に変化が生
じる。この変化を受光素子の出力を処理することによ
り、結像光学系の物点に対する結像位置を推定すること
ができる。本発明によれば、光学素子そのものの変化か
ら結像位置の変化を推定することができるので、温度
計を用いた方法に加えて、更に湿度による変化を考慮で
き、更に、温度や湿度など環境の変化に対する光学素子
の変化の追随性の影響を受けることなく結像位置の変化
を推定することができる。光学設計的な対処方法に対
し、光学設計の自由度が大きく、高性能、高仕様、低コ
スト等により光学設計が行い易くなり、又、温度、湿度
夫々の影響を合わせて評価するので、温度と湿度の光学
素子に与える影響の差について特に考慮しなくても設計
が行える。

【００１２】また、温度又は湿度により形状や屈折率が
変化する光学素子として合成樹脂を用いても良い。ま
た、温度又は湿度により形状や屈折率が変化した光学素
子から射出された光束が、屈折作用の変化の影響を受け
るために生じる受光素子への入射状態の変化は、受光素
子への入射位置の変化として捉えてもよい、或いは受光
素子上の光束の大きさの変化として捉えてもよい、或い
は受光素子上の光束の強さの変化として捉えてもよい、
或いは前記の変化の組み合わせで捉えてもよい。詳細に
ついては、実施例で述べる。

【００１３】本発明によるカメラは、温度又は湿度によ
り形状や屈折率が変化する光学素子を含む結像光学系を
有し、少なくとも一組の発光素子と受光素子を有してい
て、該発光素子は、発光した光束が、温度又は湿度によ
り形状や屈折率が変化する光学素子を含む該結像光学系
の少なくとも一部を透過して該受光素子で受光するよう
に配置され、更に、該受光素子からの出力の変化から、
結像光学系の形状や屈折率の変化が原因で生じる結像位
置の変化を推定し、補償する機構を有する。結像位置の
変化を推定する手段と結像位置を補償する手段は前述と
同じである。また、従来のような被写体からの光束を結
像光学系に通過させるとともに受光素子に入射させて、
温度や湿度による結像位置の変動によって結像位置を検
出する方式に対して、本発明によるカメラの場合は、カ
メラシステム内で温度又は湿度で結像位置の変化を推定
する手段を用いたので、特に２次結像させることなく、
調整を含めた組み立ての簡易性、低コスト性、及びコン
パクト性を達成している。

【００１４】本発明をカメラに適用した場合、該発光素
子から発した光束がフィルムに感光しないようにする要
求と、撮影露光時以外はフィルムに光が感光しないよう
にする要求（以下、遮光要求と称する）を満たすことが
必要になる。従って、いわゆるフォーカルプレンシャッ
ター等のシャッター機能を撮影レンズ系とフィルムの間
に配置するカメラの場合では、該発光素子から発した光
束を撮影レンズ系を透過し該受光素子で受光する測定用
光路を、該シャッター機能よりも撮影レンズ側に配置す
れば良い。

【００１５】また、開口絞り機能をもつ所謂セクター等
のシャッター機能を撮影レンズ系に配置する所謂レンズ
シャッターカメラ等の場合では、該発光素子を発した光
束を、撮影レンズ系のセクター等の被写体側を透過さ
せ、該受光素子で受光する測定用光路を該シャッター機
能より撮影レンズ側に配置すれば、遮光要求を満たすこ
とができる。本発明の更なる目的である容易に温度又は
湿度による合成樹脂レンズの形状や屈折率の変化に追随
して結像位置の変動を補正する機能と、該機能に適した
開口絞り手段を有するカメラは、温度又は湿度により形
状や屈折率が変化する光学素子を含む結像光学系を有
し、少なくとも一組の可視光を含まない赤外光を発する
発光素子と受光素子を有していて、該発光素子から発光
した光束が、温度又は湿度により形状や屈折率が変化す
る光学素子を含む該結像光学系の少なくとも一部と該赤
外線透過手段を透過し、該受光素子で受光するように配
置されていて、更に該受光素子からの出力の変化から、
結像光学系の形状や屈折率の変化による結像位置の変化
を推定し補償する機構を有する。

【００１６】このとき、一般的なカラーフィルムでは赤
外線には感光しないので、該発光素子から発光した光束
がフィルムに到達しても感光は起こらない。このような
構成を採ることにより、セクター等のシャッター機構よ
りもフィルム側に該発光素子を配置し、該発光素子から
発光した光束が撮影レンズ系を透過して該受光素子で受
光するようにした測定用光路を配置しても前記遮光要求
を満たすことができる。更に該測定用光路を、セクター
等のシャッター機構の被写体側と、フィルム側、夫々に
配置することにより、撮影光学系全系の情報から温度又
は湿度による結像位置の変化を推定することができる。

【００１７】更に〔撮影露光時の撮影光路上の可視光を
必要な量だけ通過させる手段を持つと共に、可視光を遮
光し赤外光を透過させる手段〕（以下、赤外線透過手
段）をもち、該発光素子から発光した光束が、温度又は
湿度により形状や屈折率が変化する光学素子を含む該結
像光学系の少なくとも一部と該赤外線透過手段を透過し
て該受光素子で受光するように配置することによって、
カメラボディーの外から撮影レンズに入射した可視光は
該赤外線透過手段で遮光され、フィルムには到達しな
い。撮影露光時、カメラボディーの外から撮影レンズに
入射した可視光は、該赤外線透過手段で遮光されること
なく、フィルムに到達し、フィルムを感光させる。ま
た、赤外線透過手段のもつ、撮影時に撮影光路上の可視
光を必要な量だけ通過させる手段は、セクターの部材を
赤外線透過手段で構成し、セクターが閉じている時は可
視光を遮光し、赤外光を透過させ、撮影露光時にセクタ
ーが必要量だけ開くことにより可視光を必要な量だけ通
過させるようにしてもよい。また、電圧を印加させてい
ないとき可視光を遮光し赤外光を透過させ、電圧を印加
させると可視光を透過させる特性をもつ部材等でセクタ
ーを構成し、電気的制御で撮影露光時に撮影光学系に可
視光を必要な量だけ通過させてもよい。また、赤外線透
過手段とセクターを別に構成し、該測定時には、赤外線
透過手段を、可視光を遮光し赤外光を透過させる状態に
し、一方、セクターを開口させた撮影露光時には、該赤
外線透過手段を撮影光路上から退避させ、あるいは電気
的作用等により可視光を透過させるようにしてセクター
を制御し、露光量を調整してもよい。以下、図を用いて
本発明の実施例を説明する。

【００１８】第１実施例図１は、本発明に係る光学機器の概念図であって、図１
ａは本発明に係る光学機器が基準の温度又は湿度下にあ
る状態を示す図、図１ｂは本発明に係る光学機器が温度
又は湿度が変化した為、投影面３上の像がピントズレを
起こしている状態を示す図、図１ｃはレンズ駆動により
ピントズレが修正された状態を示す図である。図１
（ａ）において、物体面１から発した光束は、基準の温
度および湿度の環境下で、温度又は湿度により形状や屈
折率が変化する光学素子２に入射し、投影面３に像を形
成する。このとき測定用発光素子４から発した光束は、
上記光学素子２を透過し、測定用受光素子５に入射され
る。この時の入射光束の重心位置を基準位置５ｃとす
る。次に、温度又は湿度が変化した図１（ｂ）におい
て、測定用発光素子４から発した光束は、温度又は湿度
により、パワーの変化した物体面１を透過し、測定用受
光素子５の位置５ａに入射する。測定用受光素子５から
の出力は、処理手段６に入力され、更に処理手段６は、
レンズ駆動手段７に対し、測定用受光素子５からの出力
から算出された所定量だけレンズを駆動させ、図１
（ｃ）に示すように物体面１から発した光束は、設計基
準ではない温度又は湿度の環境下で、温度又は湿度によ
りパワーの変化した上記光学素子２に入射し、像面３に
像を形成する。尚、図１（ｂ）においては物点位置、投
影面の位置に変化はないが、投影面上の像はピントズレ
の状態となっている。これは、温度や湿度の変化により
結像光学系の焦点距離が変化し、最良像面の位置が移動
した為である。処理手段６は、基準位置５ｃと測定位置
５ａの位置関係より結像光学系の焦点距離の変化等を推
定し、更に結像位置の移動量を算出し、最良像面が投影
面と一致するのに必要な結像光学系の位置を算出し、レ
ンズ駆動手段にレンズの移動を指示する信号を発する機
能を持つ。

【００１９】図２は、合成樹脂で構成されたレンズが、
基準の温度又は湿度の環境下に十分放置された後、別の
温度又は湿度の環境下に置かれたときの焦点距離 f_cと
時間t との関係を示したグラフであって、一点鎖線Ｐは
温度による変化、鎖線ＰＳは温度・湿度による変化、二
点鎖線Ｓは湿度による変化を示している。図２から分か
るように、温度による影響は急激ではないが湿度による
影響より早く出る。以下、温度・湿度の上昇・下降によ
って、屈折率が上昇・下降するメカニズムについて説明
する。温度が上昇すると、合成樹脂の形状は膨張し屈折
率は下がり、温度が下降すると、合成樹脂の形状は収縮
し屈折率は上がる。つぎに湿度による影響は、合成樹脂
が水分を吸収または放出することにより受けるので、か
なりの時間で焦点距離 f_cは変動し続ける。よって、湿
度が上昇すると、合成樹脂の形状は膨張し屈折率は上が
り、湿度が下降すると、合成樹脂の形状は収縮し屈折率
は下がる。以上説明したようなメカニズムで焦点距離 f
_cは変化するのではあるが、図２から分かるように、別
の温度と湿度の環境下に移し、その温度と湿度の環境下
に放置していても焦点距離 f_cの変化は一様ではない。
この複雑な経時変化に対し、温度計や材質の伸縮を利用
した補正は対応できないが、本方式は、直接光学系の焦
点距離の変化を推定するので、十分対応できる。

【００２０】図３は、本実施例をスライドプロジェクタ
ーに適用した場合を示す概略図である。図３において、
スライドプロジェクター８は、光源９で光を照射された
スライド１０を物体面とし、合成樹脂の光学素子を含む
投影レンズ系（結像レンズ系）１１でスクリーン１２に
像として照射するものである。スライド１０とスクリー
ン１２の位置関係は投影中変化しない。投影開始時、投
影レンズ系１１の位置を調整し、スクリーン１２にピン
トの合った像を投影する。この時、測定用発光素子４か
ら光束を発し、投影レンズ系１１を通過し、受光素子５
に入射させ基準位置５ｃの設定を行う。次に必要に応じ
て測定を行い、受光素子５の入射位置の情報を処理手段
６に送り、レンズ駆動手段７を経て、常にスクリーン１
２にピントの合った像を投影するように作用させる。特
にスライドプロジェクター８は光源９からの熱で合成樹
脂の焦点距離が変化し易く、又、２枚以上の合成樹脂を
用いた図３の場合、光源に近いレンズ１１ａが光源から
遠いレンズ１１ｂ，１１ｃより光源からの熱の影響を早
く受け易く、夫々のレンズの経時変化は異なるが、本方
式はレンズ系全体で評価しているので問題がない。更
に、発光素子４をスクリーン側、受光素子５をスライド
側に配置したことにより、受光素子５に光源９からの光
束が入射しないようにした構成なので、実質的なＳ／Ｎ
を上げることができて好ましい。また、投影レンズ系中
の測定用光路を投影レンズ系１１の光軸の片側にするこ
とにより精度のよい測定を行うことができるので好まし
い。特に入射光束を投影レンズ系の光軸に平行にする、
又は概略の射出光束が投影レンズ系１１の光軸に平行に
なるように配置することにより精度の良い測定が可能と
なる。また、測定用光束を赤外線にすることにより可視
光で構成させるスクリーン上の像に影響が出ないので好
ましい。

【００２１】第２実施例図４は、本発明をカメラに適用した第２実施例を示す概
略構成図である。本実施例に係るカメラは、図４に示す
ように、合成樹脂の光学素子を含む撮影光学系１３と、
絞り機能とシャッター機能をもつセクター１４と、フィ
ルム面１５と被写体の距離を測定し撮影光学系の繰り出
し量を算出する自動焦点検出手段１６と、撮影光学系の
繰り出しを行うレンズ駆動手段１７と、撮影光学系測定
用発光素子１８と、撮影光学系測定用受光素子１９と、
処理手段６と、図示しないレリーズスイッチと、これら
のシステムを統合する図示しない中央処理手段から構成
される。

【００２２】図５は、本実施例に係るカメラにおいて、
被写体をフィルムに露光するまでのフローを示すフロー
チャートである。以下に被写体をフィルムに露光するま
でのフローについて、図５を参照に以下に説明する。な
お、文中括弧内の記号は、図５におけるブロック内の記
号に対応している。レリーズスイッチがＯＮされると
（Ａ）、自動焦点検出手段１６が作用し、被写体距離が
測距され（Ｂ）、その被写体距離から標準状態における
レンズの繰り出し量Ｈが算出される（Ｃ）。さらに撮影
光学系測定用発光素子１８が発光し、撮影光学系を通過
し（Ｄ）、撮影光学系測定用受光素子１９で受光し、受
光位置を処理手段６に送る。処理手段６は、既に記録さ
れている基準状態における受光位置と測定された受光位
置を比較し、撮影レンズの焦点距離の変動量が推定さ
れ、ついで必要なレンズの繰り出し量の補正量ΔＨが算
出され（Ｅ）、レンズ駆動手段１７と処理手段６からの
レンズ繰り出し量の補正量ΔＨを合わせてレンズを繰り
出し（Ｆ）、セクター１４が開き、被写体からの光束を
撮影レンズによりフィルム面上に投影し、必要量感光さ
せ、セクター１４は閉じる（Ｇ）ことにより撮影は終了
する。

【００２３】第３実施例図６は、本発明をカメラに適用した第３実施例を示す概
略構成図である。本実施例に係るカメラは、図６に示す
ように、合成樹脂の光学素子を含む撮影光学系１３と、
絞り機能とシャッター機能をもつセクター１４と、フィ
ルム面１５と被写体の距離を測定し撮影光学系の繰り出
し量を算出する自動焦点検出手段１６と、撮影光学系の
繰り出しを行うレンズ駆動手段１７と、撮影光学系測定
用発光素子１８ａ，１８ｂと、撮影光学系測定用受光素
子１９ａ，１９ｂと、処理手段６と、レリーズスイッチ
２０と、これらのシステムを統合する中央処理手段２１
と、から構成される。セクター１４は、撮影光学系１３
の中に配置され、セクター１４の物体側と像側に合成樹
脂の光学素子が配置されて、撮影光学系測定用発光素子
１８ａと、撮影光学系測定用受光素子１９ａは、セクタ
ー１４の物体側に配置され、撮影光学系測定用発光素子
１８ｂと、撮影光学系測定用受光素子１９ｂは、セクタ
ー１４の像側に配置されている。撮影光学系測定用発光
素子１８ｂは、可視光を含まず赤外線を含む光を発する
ように構成されている。フィルム面１５にあるフィルム
は可視光に感光する一般用のカラーフィルムを配置す
る。

【００２４】また、被写体をフィルムに露光するまでの
フローは、第２実施例と同じで、図５を参照に以下に説
明する。なお、文中括弧内の記号は、図５におけるブロ
ック内の記号に対応している。レリーズスイッチがＯＮ
されると（Ａ）、自動焦点検出手段１６が作用し、被写
体距離が測距され（Ｂ）、被写体距離から基準状態にお
けるレンズの繰り出し量Ｈを算出する（Ｃ）。さらに撮
影光学系測定用発光素子１８ａが発光し、撮影光学系の
セクター１４の物体側を通過し、撮影光学系測定用受光
素子１９ａで受光し、受光位置を処理手段６に送る。ま
た、撮影光学系測定用発光素子１８ｂが発光し、撮影光
学系のセクター１４の像側を通過し、撮影光学系測定用
受光素子１９ｂで受光し、受光位置を処理手段６に送る
（Ｄ）。処理手段６は、既に記録されている基準状態に
おける受光位置と測定された受光位置を比較し、撮影レ
ンズの焦点距離の変動量を推定し、必要なレンズの繰り
出し量の補正量ΔＨを算出し（Ｅ）、レンズ駆動手段１
７に送る。レンズ駆動手段１７は、自動焦点検出手段１
６からのレンズ繰り出し量と処理手段６からのレンズ繰
り出し量の補正量ΔＨを合わせてレンズを繰り出し
（Ｆ）、セクター１４が開き、被写体からの光束を撮影
レンズによりフィルム面上に投影し、必要量感光させ、
セクター１４は閉じる（Ｇ）ことにより撮影は終了す
る。

【００２５】第４実施例図７は、本発明をカメラに適用した第４実施例を示す概
略構成図である。本実施例に係るカメラは、図７に示す
ように、合成樹脂の光学素子を含む撮影光学系１３と、
絞り機能とシャッター機能をもつセクター１４と、フィ
ルム面１５と、被写体の距離を測定し撮影光学系の繰り
出し量を算出する自動焦点検出手段１６と、撮影光学系
の繰り出しを行うレンズ駆動手段１７と、撮影光学系測
定用発光素子１８と、撮影光学系測定用受光素子１９
と、処理手段６と、図示しないレリーズスイッチ２０
と、これらのシステムを統合する図示しない中央処理手
段と、から構成される。セクター１４は、撮影光学系１
３の中に配置され、セクター１４の物体側と像側に合成
樹脂の光学素子が配置されている。セクター１４は、可
視光を遮光し、且つ、赤外線を透過する赤外線透過部材
で構成されている。撮影光学系測定用発光素子１８は、
ＬＥＤ等赤外線を含む光を発するように構成されてい
る。フィルム面１５にあるフィルムは可視光に感光する
一般用のカラーフィルムを配置する。

【００２６】被写体をフィルムに露光するまでのフロー
は、第２実施例と同じであり、図５を参照に以下に説明
する。なお、文中括弧内の記号は、図５におけるブロッ
ク内の記号に対応している。レリーズスイッチがＯＮさ
れると（Ａ）、自動焦点検出手段１６が作用し、被写体
距離が測距され（Ｂ）、その被写体距離から基準状態に
おけるレンズの繰り出し量を算出する（Ｃ）。さらに撮
影光学系測定用発光素子１８が発光し、撮影光学系とセ
クター１４を通過し、撮影光学系測定用受光素子１９で
受光し、受光位置を処理手段６に送る。このとき被写体
からの可視光は、セクター１４で遮光されフィルムは感
光しない。処理手段６は、既に記録されている基準状態
における受光位置と測定された受光位置を比較し
（Ｄ）、撮影レンズの焦点距離の変動量を推定し、必要
なレンズの送り出し量の補正量ΔＨを算出し（Ｅ）、レ
ンズ駆動手段１７に送る。レンズ駆動手段１７は、自動
焦点検出手段１６からのレンズ繰り出し量と処理手段６
からのレンズ繰り出し量補正量ΔＨを合わせてレンズを
繰り出し（Ｆ）、セクターが開き、被写体からの光束を
撮影レンズによりフィルム面上に投影し、必要量感光さ
せ、セクターは閉じる（Ｇ）ことにより撮影は終了す
る。

【００２７】以上説明したように、本発明に係る光学機
器は、特許請求の範囲に記載された特徴の他に、下記の
特徴を有する。（１）温度又は湿度により形状や屈折率が変化する光
学素子を含む結像光学系を有する光学機器において、少
なくとも一組の発光素子と受光素子を有し、該発光素子
を発した光束を該受光素子で受光し、該受光素子からの
出力から結像光学系の最良結像位置と像面の位置関係の
補正を行う機構を有する光学機器。

【００２８】（２）前記温度又は湿度により形状や屈
折率が変化する光学素子は、１部又は全部が樹脂から構
成される光学素子であることを特徴とする請求項１又は
上記（１）に記載の光学機器。

【００２９】（３）温度又は湿度により形状や屈折率
が変化する光学素子を含む撮影光学系を有し、少なくと
も一組の発光素子と受光素子を有していて、該発光素子
は、発光した光束が温度又は湿度により形状や屈折率が
変化する光学素子を含む該撮影光学系の少なくとも一部
を透過し、該受光素子で受光する様に配置され、更に、
該受光素子からの出力を処理する手段の出力により像光
学系の変化による結像位置の変化を補償する機構を有す
るカメラにおいて、温度又は湿度により形状や屈折率が
変化する光学素子は、シャッター機構より物体側にある
ことを特徴とする請求項２に記載のカメラ。

【００３０】（４）温度又は湿度により形状や屈折率
が変化する光学素子を含む結像光学系を有し、少なくと
も一組の可視光を含まない赤外線を発する発光素子と受
光素子を有していて、該発光素子から発光した光束が温
度又は湿度により形状や屈折率が変化する光学素子を含
む該結像光学系の少なくとも一部を透過し、該受光素子
で受光するように配置され、更に、該受光素子からの出
力から結像光学系の変化による結像位置の変化を推定
し、補償する機構を有することを特徴とする請求項２に
記載のカメラ。

【００３１】（５）撮影光学系のシャッター部材が、
撮影露光時撮影光路上の可視光を必要な量だけ通過させ
る手段をもつ可視光を遮光し赤外光を透過させる手段
（以下、可視光遮光赤外線透過手段）であることを特徴
とする請求項３に記載のカメラ。

【００３２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、また実施
形態から明らかなように、本発明を用いれば、簡易に温
度と湿度による合成樹脂レンズの形状や屈折率の変化に
的確に追随して結像位置の変動を補正できる光学機器を
提供することができる。また、本発明の更なる効果とし
て、簡易に温度と湿度による合成樹脂レンズの形状や屈
折率の変化に追随して結像位置の変動を補正する機能と
該機能に適した撮影光学系と測定光路の配置を有するカ
メラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学機器の第１実施例を示す概念
図であって、（ａ）は、基準の温度や湿度下にある状態
を示す図、（ｂ）は、温度や湿度が変化した為、投影面
３上の像がピントズレを起こしている状態を示す図、
（ｃ）は、レンズ駆動によりピントズレが修正された状
態を示す図である。

【図２】合成樹脂レンズが基準の温度および湿度の環境
下に十分放置された後、別の温度および湿度の環境下に
置かれた場合の時間と焦点距離 f_cの関係を示すグラフ
である。

【図３】本発明に係る光学機器の第１実施例をスライド
プロジェクターに適用した場合を示す概略構成図であ
る。

【図４】本発明に係る光学機器の第２実施例をカメラに
適用した場合を示す概略構成図である。

【図５】本発明に係る光学機器の第２実施例をカメラに
適用した場合において、被写体をフィルムに露光するま
でのフローを示すフローチャートである。

【図６】本発明に係る光学機器の第３実施例をカメラに
適用した場合を示す概略構成図である。

【図７】本発明に係る光学機器の第４実施例をカメラに
適用した場合を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１物体面２温度又は湿度により形状や屈
折率が変化する光学素子３投影面４測定用発光素子５測定用受光素子５ａ測定位置５ｃ基準位置６処理手段７レンズ駆動手段８スライドプロジェクター９光源１０スライド１１投影レンズ系（結像レンズ
系）１１ａ光源に近いレンズ１１ｂ，１１ｃ光源から遠いレンズ１２スクリーン１３撮影光学系１４セクター１５フィルム面１６自動焦点検出手段１７レンズ駆動手段１８，１８ａ，１８ｂ撮影光学系測定用発光素子１９，１９ａ，１９ｂ撮影光学系測定用受光素子２０レリーズスイッチ２１中央処理手段ＡレリーズスイッチＯＮＢ被写体の測距Ｃ繰り出し量Ｈの算出Ｄ撮影レンズの測定Ｅ繰り出し補正量ΔＨの算出Ｆ撮影レンズの繰り出しＨ＋ΔＨＧセクター開閉Ｈレンズ繰り出し量 ΔＨレンズ繰り出し補正量Ｋカメラ f_c 焦点距離 t 時間Ｐ温度による変化ＰＳ温度・湿度による変化Ｓ湿度による変化

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【手続補正書】

【提出日】平成８年４月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】また、レンズ設計的に温度や湿度による結
像位置の変動を小さくする方法には、次のような問題点
がある。即ち、温度や湿度による結像位置の変動を小さ
くする為に合成樹脂レンズの屈折力の設定の自由度が奪
われ、効果的な設計が出来ない。また、２枚以上の合成
樹脂レンズを用いる場合、一般に色収差の補正上２種類
以上の合成樹脂が用いられる。この時、合成樹脂の種類
により温度や湿度の変化に対する追随性が異なり、常に
温度や湿度による結像位置の変動を小さくすることを保
証できない。又、合成樹脂の一般的特性として、温度の
変化、例えば、温度の上昇により、曲率半径、肉厚等の
レンズの形状は大きくなり、屈折率は小さくなる。一
方、湿度の変化、例えば、湿度の上昇により、曲率半
径、肉厚等のレンズの形状は大きくなり、屈折率は大き
くなる。即ち、温度変化に対する結像位置の変動と湿度
変化に対する結像位置の変動を、共に小さくするのは極
めて困難である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度又は湿度により形状や屈折率が変化
する光学素子を含む結像光学系を有する光学機器におい
て、少なくとも一組の発光素子と受光素子を有し、該発
光素子を発した光束を該受光素子で受光し、該受光素子
からの出力から結像光学系の変化による最良結像位置の
変化を推定する機能を有することを特徴とする光学機
器。
【請求項２】温度又は湿度により形状や屈折率が変化
する光学素子を含む撮影光学系を有し、少なくとも一組
の発光素子と受光素子を有していて、該発光素子は、発
光した光束が温度又は湿度により形状や屈折率が変化す
る光学素子を含む該撮影光学系の少なくとも一部を透過
し、該受光素子で受光する様に配置され、更に該受光素
子からの出力を処理する手段と、該処理する手段の出力
により像光学系の変化による結像位置の変化を補償する
機構と、を有するカメラ。
【請求項３】撮影光学系中に撮影露光時撮影光路上の
可視光を必要な量だけ通過させる手段を有する共に、可
視光を遮光し赤外光を透過させる手段を有することを特
徴とする請求項２に記載のカメラ。