JPH05103255A - レンズ装置のピント補正機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化があっても、結像位置が変化しない
ように補正することができるようにすることにある。 【構成】 リレーレンズ２ａをピント補正用のレンズと
して用い、レンズ鏡胴１内部の温度を温度センサ５によ
って検出して、この検出温度信号を補正量演算回路１１
に入力して、温度変化に応じて、結像位置を一定に保つ
ためのリレーレンズ２ａの位置に関するデータが設定さ
れている補正データ設定手段１２から、この温度状態の
リレーレンズ２ａの位置が検出されて、レンズ位置検出
手段４からの現在のレンズ位置に関する信号と比較手段
１３で比較することによって、このリレーレンズ２ａの
移動方向及び移動量が算出され、この信号はモータ３の
動作制御を行うレンズ駆動回路１４に入力されて、モー
タ３が作動して、リレーレンズ２ａが当該の温度状態で
ピントが合う位置に移動せしめられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、屋外撮影用のテレビカ
メラ等におけるレンズ装置に関し、特にこのレンズ装置
の温度変化による結像位置のずれを補正するためのレン
ズ装置のピント補正機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、テレビカメラは、カメラ本体に
レンズ装置を接続することにより構成されるが、このレ
ンズ装置におけるレンズ系は、複数枚のレンズから構成
され、これら各レンズは、筺体としてのレンズ鏡胴内に
おいて、それぞれ所定の位置関係となるようにして組み
込まれて、レンズ鏡胴に装着したレンズ支持部材に支持
されている。ここで、このようなレンズ装置を構成する
各レンズは所定の位置関係となるように、予め正確に調
整されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たレンズ鏡胴及びレンズ支持部材は、一般に、金属等の
部材で形成されており、このために熱の影響を受けて変
形するおそれがある。従って、たとえ予めレンズの位置
調整が行われていたとしても、その調整は常温状態での
調整であり、熱の影響を受けると結像位置が変化して、
ピントずれが生じるおそれがあると共に、ガラスあるい
はプラスチック等からなるレンズもまた熱の影響を受け
て、変形して曲率が変化するおそれがある。特に、屋外
において撮影されるものにあっては、使用場所や条件に
より温度が著しく異なることがあり、レンズ，レンズ鏡
胴，レンズ支持部材等の熱変形に起因して生じるピント
ずれはかなり大きい。

【０００４】本発明はこのような従来技術の持つ欠点や
課題を解決するためになされたもので、その目的とする
ところは、温度変化があっても、結像位置が変化しない
ように補正することができるレンズ装置のピント補正機
構を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、光学系を構成する複数のレンズのうち、少なく
とも１つのレンズを温度変化によるピント補正用のレン
ズとなし、この光学系が装着されている筺体の内部に１
乃至数箇所温度センサを設けて、温度に対応して前記ピ
ント補正用レンズの位置を調整するために、温度に対す
るピント補正用レンズの位置に関するデータが設定され
た補正データ設定手段と、前記温度センサで検出した温
度信号に基づいて、前記補正データ設定手段から当該温
度における前記ピント補正用レンズの位置を割り出し、
これとピント補正用レンズの現在位置信号とから、この
補正用レンズの移動量を演算する補正量演算回路とを設
け、この補正量演算回路からの出力信号に基づいて、前
記ピント補正用レンズを、温度変化に対応して結像位置
を一定に保つ位置に変位させる構成としたことをその特
徴とするものである。

【０００６】

【作用】まず、レンズ装置を構成するいずれかのレン
ズ、例えばリレーレンズ等をピント補正用のレンズとし
て設定する。そして、レンズ装置に温度変化があったと
きに、このピント補正用として設定されたレンズを光軸
に沿ってどの方向にどの程度移動させれば、結像位置の
変化が補正されてピントが合うことになるかを予め計算
または実験値により求めておき、この値を補正データ設
定手段に記録しておく。これによって、たとえ屋外にお
いて、季節や撮影場所等に応じて、温度が著しく変化し
ても、この温度変化を温度センサにより検出して、この
検出信号における補正データを補正データ設定手段から
読み出して、ピント補正用レンズの位置が割り出され
る。これと共に、このピント補正用レンズの現在位置を
検出して、補正量演算回路によってこのレンズの移動方
向及び移動量からなる補正用レンズ移動信号を演算し
て、この信号をレンズ駆動回路に入力する。これによっ
て、当該の温度条件における最適な位置にピント補正用
レンズが移動して、結像位置が一定に保たれる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１にレンズ装置の概略構造を例示する。
図中において、１はレンズ鏡胴を示し、このレンズ鏡胴
１内には結像用の光学系２が内蔵されている。この光学
系２は、複数枚のレンズからなり、これら各レンズの一
つとしてリレーレンズ２ａが設けられている。本実施例
においては、このリレーレンズ２ａをピント補正用レン
ズとして用いるようにしているが、温度変化に基づく結
像位置のずれを防止するためのものであるから、このリ
レーレンズ２ａ以外の適宜のレンズにこの機能を持たせ
ることも可能である。ただし、制御性を考慮して、ピン
ト補正用レンズは１枚のアセンブリレンズで構成するの
が好ましい。

【０００８】リレーレンズ２ａは、モータ３により駆動
されて、他のレンズと独立して光軸方向に移動させるこ
とができるようになっている。また、このリレーレンズ
２ａにはポテンショメータ等からなるレンズ位置検出手
段４が接続されている。このリレーレンズ２ａは像を結
像すると共に、前述したように、レンズ装置の温度変化
によって変動する結像位置の補正を行うためのものであ
って、このために、レンズ装置にはレンズ鏡胴１の内部
の温度を検出するための温度センサ５が設けられてい
る。この温度センサ５は、一般に、レンズ鏡胴１内のう
ち温度変化に最も敏感な部位、例えばレンズ鏡胴１の光
軸方向の略中間部分の内面に設置されている。また、こ
のレンズ鏡胴１内の温度センサ５に加えて、レンズ鏡胴
１の外部にも外部温度センサ６が設置されている。

【０００９】温度センサ５からの検出内部温度信号は、
外部温度センサ６からの外部温度検出信号と共に、温度
補正回路１０に入力されるようになっている。そして、
この温度補正回路１０で内外温度差による補正が行われ
た検出温度に関する信号は、補正量演算回路１１に入力
されるようになっている。この補正量演算回路１１に
は、温度変化に応じて、結像位置を一定に保つためのリ
レーレンズ２ａの位置に関するデータが設定されている
補正データ設定手段１２が接続されている。従って、温
度センサ５による温度検出信号によって補正データ設定
手段１２から、リレーレンズ２ａの位置が検出される。

【００１０】以上のようにして決定されるリレーレンズ
２ａの位置は、レンズ位置検出手段４からの現在のレン
ズ位置に関する信号と比較手段１３で比較することによ
って、このリレーレンズ２ａの移動方向及び移動量が算
出される。そして、この信号はモータ３の動作制御を行
うレンズ駆動回路１４に入力されて、モータ３が作動し
て、リレーレンズ２ａが当該の温度状態でピントが合う
位置に移動せしめられるように構成されている。

【００１１】このような構成を採用することによって、
常温で調整されている光学系２の各レンズの位置が、温
度上昇でレンズ２，レンズ鏡胴１やこのレンズ鏡胴１に
レンズを支持させるための各部材が熱膨張したり、また
温度低下によってこれらの部材が熱収縮したとしても、
リレーレンズ２ａがこの熱変形に応じて位置の調整が行
われて、結像位置を常に一定の位置とすることができ、
もって確実にピント合せを行うことができるようにな
る。

【００１２】即ち、レンズ鏡胴１の内部に温度変化があ
ると、そのときの温度が温度センサ５により検出され
て、温度補正回路１０において、外部温度センサ６から
の検出外部温度信号によって補正された上で、この温度
検出信号が補正量演算回路１１に入力されて、補正デー
タ設定手段１２に記録されている補正データから当該の
温度におけるリレーレンズ２ａの位置が割り出される。
ここで、レンズ鏡胴１の内外の温度差が著しく大きい場
合には、内部温度は徐々に外部温度に近づくように変化
するが、この内部温度の上昇変化過程でリレーレンズ２
ａの位置がずれるので、内部温度と外部温度との差によ
り補正量を調整するようにしている。ただし、内外温度
差が極端に出ないものであれば、外部温度センサ６及び
温度補正回路１０を設けず、温度センサ５によって検出
された温度信号をそのまま補正量演算回路１１に入力す
るようにしてもよい。また、補正データ設定手段１２に
は、レンズ鏡胴１その他の部材の材質等に基づいて、予
め計算されるか、または実験値によって、ピント補正用
のレンズとして機能するリレーレンズ２ａの位置と温度
との関係に関する補正データが記憶されており、この補
正データを読み出すことにより当該の温度状態における
リレーレンズ２ａの位置が演算される。

【００１３】このリレーレンズ２ａの位置に関する信号
は、比較手段１３に入力されて、レンズ位置検出手段４
からのリレーレンズ２ａの現在位置の信号と比較され
る。そして、この比較の結果、レンズ駆動信号が比較手
段１３がレンズ駆動回路１４に出力されて、この信号に
基づいてモータ３が作動して、リレーレンズ２ａが当該
の温度状態で最も適切な位置に移行せしめられる。この
結果、温度状態がどのようになっていても、常に一定の
結像位置となる。

【００１４】さらに、レンズ鏡胴１内に設けられる温度
センサは１個だけでなく、複数個の温度センサ５´，５
´，・・・をそれぞれ位置を違えて配設することもでき
る。この場合には、図２に示したように、補正量演算回
路１１に温度検出信号を入力する前に、各温度センサ５
´の検出温度信号の平均値を平均値回路１５により求め
て、この平均温度に関する信号を補正量演算回路１１に
入力するように構成すればよい。なお、この補正量演算
回路１１以降の信号処理は第１の実施例と同様であるの
で、それと同一または均等なものに同一の符号を付して
その説明は省略する。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光学系
が装着されている筺体の内部に、１乃至数箇所温度セン
サを設けて、ピント補正用レンズの温度に対する位置の
データが設定された補正データ設定手段によりこの温度
センサからの検出温度信号に基づいて、前記補正データ
設定手段からピント補正用レンズの変位量を割り出し
て、これとピント補正用レンズの現在位置信号とから、
この補正用レンズの移動量を検出して、レンズ駆動回路
に補正用レンズ移動信号を出力するように構成したの
で、初期的に調整された光学系が、この調整時と異なる
温度条件下で用いたときに、結像位置が変動してピント
が合わなくなる等といった不都合を防止することがで
き、低温下で撮影する場合においても、また高温下で撮
影する場合であっても、共に良好な画質の撮影が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すレンズ装置の概略
構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示すレンズ装置の概略
構成図である。

【符号の説明】

１ レンズ鏡胴 ２ 光学系 ２ａ リレーレンズ ３ モータ ４ レンズ位置検出手段 ５，５´ 温度センサ １１ 補正量演算回路 １２ 補正データ設定手段 １３ 比較手段 １４ レンズ駆動回路 １５ 平均値回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学系を構成する複数のレンズのうち、
   少なくとも１つのレンズを温度変化によるピント補正用
   のレンズとなし、この光学系が装着されている筺体の内
   部に１乃至数箇所温度センサを設けて、温度に対応して
   前記ピント補正用レンズの位置を調整するために、温度
   に対するピント補正用レンズの位置に関するデータが設
   定された補正データ設定手段と、前記温度センサで検出
   した温度信号に基づいて、前記補正データ設定手段から
   当該温度における前記ピント補正用レンズの位置を割り
   出し、これとピント補正用レンズの現在位置信号とか
   ら、この補正用レンズの移動量を演算する補正量演算回
   路とを設け、この補正量演算回路からの出力信号に基づ
   いて、前記ピント補正用レンズを、温度変化に対応して
   結像位置を一定に保つ位置に変位させる構成としたこと
   を特徴とするレンズ装置のピント補正機構。
2. 【請求項２】 前記筺体の外に外部温度センサを設け、
   この外部温度センサで検出した筺体外の温度によって前
   記温度センサの検出温度信号を補正するようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載のレンズ装置のピント補正機
   構。
3. 【請求項３】 前記筺体内に複数の温度センサを設け
   て、これら各温度センサの平均値を演算して、検出温度
   信号とするようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   レンズ装置のピント補正機構。