(57)【要約】  レンズの移動速度と温度変化によるバラつきだけでなく、レンズの焦点距離と温度変化によるバラつきを、高精度に補正することが可能な技術を提供する。  光学装置（１００）を、制御部（１）、レンズ（２）、画像センサ（３）、温度センサ（４）、レンズ（２）の駆動パルス数、およびレンズ情報と、速度情報とを記憶する記憶部（５）、制御部（１）の制御により、記憶部（５）からレンズ情報と速度情報とを取得する画像信号処理部（６）、および、レンズ（２）を移動するピエゾ素子（７）と、ピエゾ素子（７）を制御するドライバ（８）と、を有して構成する。画像信号処理部（６）が、レンズ情報と、レンズ（２）およびピエゾ素子（７）の温度とを用いて、ピエゾ素子（７）によりレンズ（２）を移動し、速度情報と、ピエゾ素子（７）の温度とを用いて、ピエゾ素子（７）を制御する。
2012147278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部と、
レンズと、
前記レンズを移動するピエゾ素子と、
前記レンズおよび前記ピエゾ素子の温度を測定する温度センサと、
前記レンズの駆動パルス数、および前記レンズの焦点距離の温度依存性を示すレンズ情報を、レンズ調整値の記録用情報として少なくとも記憶する記憶部と、
を有し、
前記制御部が、
前記記憶部から取得した前記レンズ情報と、前記温度センサで測定した前記レンズおよび前記ピエゾ素子の温度とを用いて、前記ピエゾ素子により前記レンズを移動することを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記ピエゾ素子の温度依存性を示す速度情報を、さらに記憶しており、
前記制御部が、
前記記憶部から取得した前記速度情報と、前記温度センサで測定した前記ピエゾ素子の温度とを用いて、前記ピエゾ素子を制御する請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記記憶部は、レンズ速度を、さらに記憶しており、前記レンズの焦点距離の補正のための前記ピエゾ素子のパルス数は、前記レンズの温度変化による焦点距離のズレが直線的な変化となると仮定した場合の傾きをＡとし、前記記憶部に記憶された前記レンズ調整値と等しくなる基準温度をｔ0とし、前記ピエゾ素子の計測温度をｔとし、前記記憶部に記憶されている前記レンズ速度をＥＥＰ＿ＳＰＥＥＤとし、温度補正係数をＴ1（ｔ）とし、パルスへの変換係数をＣＯＥＦとし、前記ピエゾ素子の個体において１Ｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数をＥＥＰとし、バラつき分布の中心をとる前記ピエゾ素子をＴypモジュールとしたときの当該Ｔypモジュールで５０ｃｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数をｘとし、当該Ｔypモジュールで１Ｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数をＴypとし、前記記憶部に記憶された前記レンズ速度をＥＥＰ＿ＳＰＥＥＤとし、前記Ｔypモジュールのレンズ速度をＴyp＿ＳＰＥＥＤとしたとき、次式
【数１３】
2012147278.tif 000015
の条件を満足する請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
制御部と、レンズと、前記レンズを移動するピエゾ素子と、前記レンズおよび前記ピエゾ素子の温度を計測する温度センサと、前記レンズの駆動パルス数、および前記レンズの焦点距離の温度依存性を示すレンズ情報を、レンズ調整値の記録用情報として少なくとも記憶する記憶部と、を少なくとも備え、
コンピュータが、
前記制御部により、前記ピエゾ素子を駆動して、前記レンズを所定位置に移動させるレンズ移動ステップ、を有する光学装置のレンズの移動方法であって、
前記制御部が、
前記温度センサにより前記レンズおよび前記ピエゾ素子の温度を測定する温度計測ステップと、
前記記憶部から前記レンズ情報を取得するレンズ情報取得ステップと、
前記記憶部から取得した前記レンズ情報と、前記温度センサで測定した前記レンズおよび前記ピエゾ素子の温度とを用いて、前記ピエゾ素子により前記レンズを移動するレンズ移動ステップと、
を含む光学装置のレンズの移動方法。
【請求項５】
前記記憶部は、前記ピエゾ素子の温度依存性を示す速度情報を、さらに記憶しており、
前記制御部が、
前記記憶部から前記速度情報を取得する速度情報取得ステップと、
前記記憶部から取得した前記速度情報と、前記温度計測ステップで取得した前記レンズおよび前記ピエゾ素子の温度とを用いて、前記ピエゾ素子を制御するステップと、
をさらに含む請求項４に記載の光学装置のレンズの移動方法。
【請求項６】
前記記憶部は、レンズ速度を、さらに記憶しており、前記レンズの焦点距離の補正のための前記ピエゾ素子のパルス数は、前記レンズの温度変化による焦点距離のズレが直線的な変化となると仮定した場合の傾きをＡとし、前記記憶部に記憶された前記レンズ調整値と等しくなる基準温度をｔ0とし、前記ピエゾ素子の計測温度をｔとし、前記記憶部に記憶されている前記レンズ速度をＥＥＰ＿ＳＰＥＥＤとし、温度補正係数をＴ1（ｔ）とし、パルスへの変換係数をＣＯＥＦとし、前記ピエゾ素子の個体において１Ｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数をＥＥＰとし、バラつき分布の中心をとる前記ピエゾ素子をＴypモジュールとしたときの当該Ｔypモジュールで５０ｃｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数をｘとし、当該Ｔypモジュールで１Ｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数をＴypとし、前記記憶部に記憶された前記レンズ速度をＥＥＰ＿ＳＰＥＥＤとし、前記Ｔypモジュールのレンズ速度をＴyp＿ＳＰＥＥＤとしたとき、次式
【数１４】
2012147278.tif 000016
の条件を満足する請求項５に記載の光学装置のレンズの移動方法。
【請求項７】
前記ピエゾ素子を制御するステップが、
ストローク端まで前記レンズを移動し、前記レンズ位置を特定するステップと、
前記レンズを移動するための前記ピエゾ素子のパルス数を計算するステップと、
この計算結果だけ、ストローク端と逆方向にレンズを移動するステップと、
を含んでなる請求項５に記載の光学装置のレンズの移動方法。
【請求項８】
制御部と、レンズと、前記レンズを移動するピエゾ素子と、前記レンズおよび前記ピエゾ素子の温度を計測する温度センサと、前記レンズの駆動パルス数、および前記レンズの焦点距離の温度依存性を示すレンズ情報を、レンズ調整値の記録用情報として少なくとも記憶する記憶部と、を少なくとも備え、
コンピュータが、
前記制御部により、前記ピエゾ素子を駆動して、前記レンズを所定位置に移動させるレンズ移動手段として機能させる光学装置のレンズの移動プログラムであって、
前記制御部が、
前記温度センサにより前記レンズおよび前記ピエゾ素子の温度を測定する温度計測手段と、
前記記憶部から前記レンズ情報を取得するレンズ情報取得手段と、
前記記憶部から取得した前記レンズ情報と、前記温度センサで測定した前記レンズおよび前記ピエゾ素子の温度とを用いて、前記ピエゾ素子により前記レンズを移動するレンズ移動手段と、して機能させる光学装置のレンズの移動プログラム。
【請求項９】
前記記憶部は、前記ピエゾ素子の温度依存性を示す速度情報を、さらに記憶しており、
前記制御部が、
前記記憶部から前記速度情報を取得する速度情報取得手段と、
前記記憶部から取得した前記速度情報と、前記温度計測手段で取得した前記レンズおよび前記ピエゾ素子の温度とを用いて、前記ピエゾ素子を制御する手段と、
をさらに含む請求項８に記載の光学装置のレンズの移動プログラム。
【請求項１０】
前記記憶部は、レンズ速度を、さらに記憶しており、前記レンズの焦点距離の補正のための前記ピエゾ素子のパルス数は、前記レンズの温度変化による焦点距離のズレが直線的な変化となると仮定した場合の傾きをＡとし、前記記憶部に記憶された前記レンズ調整値と等しくなる基準温度をｔ0とし、前記ピエゾ素子の計測温度をｔとし、前記記憶部に記憶されている前記レンズ速度をＥＥＰ＿ＳＰＥＥＤとし、温度補正係数をＴ1（ｔ）とし、パルスへの変換係数をＣＯＥＦとし、前記ピエゾ素子の個体において１Ｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数をＥＥＰとし、バラつき分布の中心をとる前記ピエゾ素子をＴypモジュールとしたときの当該Ｔypモジュールで５０ｃｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数をｘとし、当該Ｔypモジュールで１Ｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数をＴypとし、前記記憶部に記憶された前記レンズ速度をＥＥＰ＿ＳＰＥＥＤとし、前記Ｔypモジュールのレンズ速度をＴyp＿ＳＰＥＥＤとしたとき、次式
【数１５】
2012147278.tif 000017
の条件を満足する請求項９に記載の光学装置のレンズの移動プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置、光学装置のレンズの移動方法、および、光学装置のレンズの移動プログラムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話搭載カメラのレンズユニットには、ピエゾ素子が使われる場合がある。ピエゾ素子のレンズ移動特性は温度により大きく変動するため、パンフォーカス機能、オートフォーカスでの走査開始位置移動、および走査終了位置移動等、レンズを特定の位置へ移動する機能で、ピエゾ素子の個体バラつきや温度バラつきが発生し性能劣化の原因となっていた。しかし、温度特性はレンズの焦点距離の変動、レンズの移動速度の変動という複数の要素を持ち、ピエゾ素子は個体毎に異なるため、精度の高い補正を行うことができなかった。【０００３】
このようなピエゾ素子の個体毎にレンズの位置等が異なる問題を解決するため、オートフォーカス機能を利用して、レンズの位置を特定し、レンズ移動の際の駆動パルス数から、ピエゾ素子の個体毎にレンズの移動速度のズレに対応する補正係数を求め、当該補正係数によりレンズの移動時に補正を行う発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４０４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、温度補正を行う際に温度が高ければ駆動パルス数を減らし、低ければ増やすといった補正しかかけられず、ピエゾ素子の個体によっては、却ってズレが大きくなってしまう方向に補正されてしまう場合があった。その場合、レンズの焦点距離がずれて、画像がうまく結像しないことがあった。しかし、特許文献１には、温度変化によるレンズの焦点距離のバラつきとその補正についての対応は記載がなかった。【０００６】
本発明の目的は、レンズの移動速度と温度変化によるバラつきだけでなく、レンズの焦点距離と温度変化によるバラつきを、高精度に補正することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の各態様では、上述した課題を解決するために、それぞれ以下の構成を採用する。【０００８】
第１の態様は、光学装置に関する。第１の態様に係る、光学装置は、制御部と、レンズと、レンズを移動するピエゾ素子と、レンズおよびピエゾ素子の温度を測定する温度センサと、レンズの駆動パルス数、およびレンズの焦点距離の温度依存性を示すレンズ情報を、レンズ調整値の記録用情報として少なくとも記憶する記憶部と、を有し、制御部が、記憶部から取得したレンズ情報と、温度センサで測定したレンズおよびピエゾ素子の温度とを用いて、ピエゾ素子によりレンズを移動する。【０００９】
第２の態様は、光学装置のレンズの移動方法に関する。第２の態様に係る、光学装置のレンズの移動方法は、制御部と、レンズと、レンズを移動するピエゾ素子と、レンズおよびピエゾ素子の温度を計測する温度センサと、レンズの駆動パルス数、およびレンズの焦点距離の温度依存性を示すレンズ情報を、レンズ調整値の記録用情報として少なくとも記憶する記憶部と、を少なくとも備え、コンピュータが、制御部により、ピエゾ素子を駆動して、レンズを所定位置に移動させるレンズ移動ステップ、を有する光学装置のレンズの移動方法であって、制御部が、温度センサによりレンズおよびピエゾ素子の温度を測定する温度計測ステップと、記憶部からレンズ情報を取得するレンズ情報取得ステップと、記憶部から取得したレンズ情報と、温度センサで測定したレンズおよびピエゾ素子の温度とを用いて、ピエゾ素子によりレンズを移動するレンズ移動ステップと、を含む。【００１０】
なお、第３の態様は、光学装置のレンズのプログラムに関する。第３の態様に係る、レンズのプログラムは、制御部と、レンズと、レンズを移動するピエゾ素子と、レンズおよびピエゾ素子の温度を計測する温度センサと、レンズの駆動パルス数、およびレンズの焦点距離の温度依存性を示すレンズ情報を、レンズ調整値の記録用情報として少なくとも記憶する記憶部と、を少なくとも備えている。コンピュータが、制御部により、ピエゾ素子を駆動して、レンズを所定位置に移動させるレンズ移動手段として機能させる光学装置のレンズの移動プログラムであって、制御部が、温度センサによりレンズおよびピエゾ素子の温度を測定する温度計測手段と、記憶部からレンズ情報を取得するレンズ情報取得手段と、記憶部から取得したレンズ情報と、温度センサで測定したレンズおよびピエゾ素子の温度とを用いて、ピエゾ素子によりレンズを移動するレンズ移動手段と、して機能させる。
【発明の効果】
【００１１】
上記各態様によれば、レンズの移動速度と温度変化によるバラつきだけでなく、レンズの焦点距離と温度変化によるバラつきを、高精度に補正することが可能な光学装置、光学装置のレンズの移動方法、および、光学装置のレンズの移動プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１３】
【図１】本実施形態における光学装置のシステム構成例を示す概念図である。
【図２】本実施形態における光学装置のシステム構成例を示す概念図である。
【図３】本実施形態におけるピエゾ素子の駆動時におけるレンズ移動の動作図であり、（ａ）〜（ｄ）はレンズの静止状態からピエゾ素子の電圧を高低して、レンズを移動させるまでを示す動作図であり、（ｅ）はピエゾ素子駆動時の駆動パルス（波形）を示すグラフ図である。
【図４】図２のパルス駆動動作におけるレンズの移動方法の手順を示すフローチャート図である。
【図５】レンズを特定位置に移動する場合の手順を示すフローチャート図である。
【図６】ピエゾ素子によるレンズの移動速度と温度特性（温度依存性）とのバラつきのイメージを説明するための概念図である。
【図７】レンズの焦点距離と温度特性（温度依存性）とのバラつきのイメージを説明するための概念図である。
【図８】レンズの焦点距離およびレンズの移動速度の相関関係の説明に用いる説明図である。
【図９】レンズの温度変化による焦点距離の補正方法の説明に用いる説明図である。
【図１０】レンズを移動するピエゾ素子の駆動パルス数を示すグラフ図であり、□は理論式での駆動パルス数を示し、△は補正を行わない場合の駆動パルス数を示し、○は駆動パルス数の実測値を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に挙げる実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態の構成に限定されない。
【００１５】
［第１実施形態］
〔システム構成〕
図１に示すように、本実施形態の光学装置１００は、装置全体を制御する制御部１と、１つまたは複数のレンズ（フォーカスレンズ）２と、レンズ２を移動するためのピエゾ素子７と、レンズ２およびピエゾ素子７の温度を測定する温度センサ４と、レンズ情報と速度情報とを記憶する記憶部５と、温度センサ４からの温度を取得し、記憶部５にアクセスしてレンズ情報を読み出す画像信号処理部６と、により構成されている。また、本実施形態の光学装置１００は、レンズ２により結像した画像の画像信号を検出する画像センサ３と、ピエゾ素子７を制御するドライバ８を、さらに有している。
【００１６】
光学装置１００によれば、レンズ２の移動速度と温度変化によるバラつきだけでなく、レンズ２の焦点距離と温度変化によるバラつきを、高精度に補正することができる。
【００１７】
以下、本実施形態に係る光学装置１００について、図２を用いて詳説する。
【００１８】
本実施形態の制御部１は、光学装置１００に組み込まれたコンピュータのＣＰＵにより構成されている。次に、光学装置１００の光学系について説明すると、レンズ２は、図２では１枚のみ記載されているが、複数のレンズ２により構成されていてもよい。そして、１枚のレンズ２または複数のレンズ２がそれぞれ光軸方向に移動することにより、フォーカス（合焦）が行われる。また、手ブレを補正するために、光軸に直交する方向に移動するレンズ２を有していてもよい。画像センサ３は、撮像素子（たとえば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）により構成される。そして、不図示の被写体からの光がレンズ２により集光され、画像センサ（撮像素子）３の像面に結像される。
【００１９】
温度センサ４は、ピエゾ素子７付近に設置されており、ピエゾ素子７の温度を計測して画像信号処理部６に伝達する。この温度は、後述するように、レンズ位置の補正に使用される。記憶部５は、レンズ調整値記録用の情報として、レンズ２の駆動パルス数、およびレンズ２の焦点距離の温度依存性を示すレンズ情報と、ピエゾ素子７の温度依存性を示す速度情報とが少なくとも記憶されている。レンズ２の駆動パルス数とは、後述の基準温度における撮影時のフォーカス（合焦）のためのレンズ２の駆動パルス数を意味する。また、記憶部５として、１Ｍ（１メガ）のＥＥＰＲＯＭを用いている。このように、記憶部５は、本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭを使用しているが、ハードウエア上のデータベースであってもよいし、ＵＳＢ、マイクロＳＢ、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂ−ｒａｙ等に記憶されたものであってもよい。また、アクセス速度の向上のため、光学装置１００を起動した際に、データベース等から各情報を読み出して、コンピュータのメモリ上に展開し、メモリ上で情報にアクセスしてもよい。そして、撮像終了後に、元のデータベース等の情報機器に書き込んでもよいし、定期的に書き込んで、光学装置１００内のコンピュータシステムの不測のダウン等に備えてもよい。
【００２０】
画像信号処理部６は、ＩＳＰ（Image Signal Processor）により構成され、制御部１の制御により、画像センサ３からの画像信号と、温度センサ４からの計測温度を受信するとともに、記憶部５にアクセスして、レンズ情報および速度情報を読み出す。ここで、レンズ情報および速度情報は、温度依存性を有する。温度によるバラつきを生じない基準温度としては、２５℃が好ましい。この基準温度を保持しないと、ピエゾ素子７の移動速度のバラつきやレンズ２の焦点距離のバラつきを生じるため好ましくない。また、画像信号処理部６は、ドライバ８を介しピエゾ素子７の電圧の上昇および下降を制御し、レンズ２を移動させて、その位置を調整可能となっている。
【００２１】
なお、ピエゾ素子７によるレンズ２位置の調整のため、図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、各レンズ２は、下端に接続したリング９内に、ピエゾ素子７のレンズ駆動軸１０がスライド可能に挿通され、当該リング９とレンズ駆動軸１０とを介して各レンズ２が各ピエゾ素子７と接続されている。また、レンズ２のリング９と、当該リング９内にスライド可能に挿通されたレンズ駆動軸１０とは、互いに固定されてはおらず、ピエゾ素子７への電圧が高圧時は共に移動するが、低圧時には、リング９内を駆動軸１０のみがスライドし、リング９とレンズ２とは復元せずに移動先に残るようになっている。
【００２２】
〔動作例〕
次に、図２の光学装置１００の構成図、図３のレンズのパルス駆動時の動作図（イメージ図）、および、図４のフローチャート図を用いて、本実施形態の光学装置１００におけるレンズの移動方法について説明する。
【００２３】
まず、図３を参照しながら、図４のフローチャート図に沿って通常温度（基準温度）時のレンズ２の動作について説明する。図３（ａ）に示すように、ピエゾ素子７を作動していない場合は、レンズ２は静止状態となっている（ステップＳ１）。そして、図３（ｂ）に示すように、ピエゾ素子７に印加する電圧がＨＩＧＨ（高圧）となることで、ピエゾ素子７のレンズ駆動軸１０をゆっくり伸ばし、レンズ駆動軸１０にリング９を介して接続するレンズ２をレンズ駆動軸１０と一緒に移動させる（ステップＳ２）。次に、図３（ｃ）に示すように、ピエゾ素子７に印加する電圧をＬＯＷ（低圧）にすることで、ピエゾ素子７のレンズ駆動軸１０を急激に縮める（ステップＳ３）。この時、レンズ２は、慣性のため位置を変えずに移動位置に残り、レンズ駆動軸１０だけが縮んで元の位置に戻る（ステップＳ４）。以上の動作（ステップＳ１〜ステップＳ４）を繰り返すことで、レンズ２を動作させる事ができる。図３（ｅ）に、ステップＳ１〜ステップＳ４を繰り返した際の、ピエゾ素子７への電圧の印加時の電圧の高さと、パルスとの関係を示す、ピエゾ素子７駆動波形のグラフ図を示す。
【００２４】
以上の原理により、パンフォーカス機能、オートフォーカスでの走査開始位置移動、および走査終了位置移動等、レンズ２を特定の位置へ移動する機能では、図４のフローチャート図に示すような手順でレンズ２の動作を行う。
【００２５】
まず、図５のフローチャート図に示すように、ストローク端までレンズ２を移動し、レンズ位置を特定する（ステップＳ１０）。次に、レンズ２を移動するピエゾ素子７のパルス数を計算し（ステップＳ１１）、この計算結果だけ、ストローク端と逆方向にレンズ２を移動する（ステップＳ１２）。
【００２６】
ここで、上記ステップＳ１１において、レンズ２を移動するピエゾ素子７のパルス数を計算する際には、ピエゾ素子７の持つ次のようなバラつきを考慮する必要がある。
（ｉ）温度変化によるレンズ２の移動速度バラつき
（ii）温度変化によるレンズ２の焦点距離バラつき
（iii）レンズ駆動軸１０の摩擦係数のバラつきによるピエゾ素子７の個体毎の速度バラつき
（iv）ピエゾ素子の取り付け位置によるバラつき
【００２７】
上記各バラつきのため、次のような不具合を生じ易い。まず、（ｉ）の理由により、同じ駆動パルスを送っても実際のレンズ２の移動量がバラつき、（ii）の理由により、実際に移動させるべきレンズ２位置がバラつく。また、（iii）および（iv）の理由により、（ｉ）および（ii）のバラつき量はピエゾ素子７の個体毎にそれぞれ異なる。
【００２８】
図６にピエゾ素子によるレンズの移動速度と温度特性（温度依存性）とのバラつきのイメージ図を、図７にレンズの焦点距離と温度特性（温度依存性）とのバラつきのイメージ図を示す。まず、図６を用いてピエゾ素子の温度依存性を示す速度情報について説明をする。移動前の静止状態が図６（ａ）とした場合、ピエゾ素子７の温度が通常温度（基準温度）の場合、図６（ｃ）に示すように、ピエゾ素子７（レンズ駆動軸１０）の移動速度が標準のため、レンズ２の移動量が標準である。これに対して、ピエゾ素子７の温度が低いと、図６（ｂ）に示すように、ピエゾ素子７（レンズ駆動軸１０）の移動速度が標準に比べて遅いため、レンズ２の移動量が小さくなる。また、ピエゾ素子７の温度が高いと、図６（ｄ）に示すように、ピエゾ素子７（レンズ駆動軸１０）の移動速度が標準に比べて速いため、レンズ２の移動量が大きくなる。この際のレンズ２の速度と温度特性との相関関係を、図６（ｅ）に示す。
【００２９】
次に、図７を用いてレンズ２における焦点距離の温度依存性を示すレンズ情報について説明をする。レンズ２の温度が通常温度（基準温度）の場合、図７（ｂ）に示すように、焦点距離が画像センサ３の像面までの距離と一致し、レンズ２による画像が画像センサ３の像面上に良好に結像する。これに対して、レンズ２の温度が低い場合、図７（ａ）に示すように、レンズ２の焦点距離が短くなり、レンズ２による画像が画像センサ３の像面上に結像しない。また、レンズ２の温度が高い場合、図７（ｃ）に示すように、レンズ２の焦点距離が長くなり、レンズ２による画像が画像センサ３の像面上に結像しない。この際のレンズ２の速度と温度特性との相関関係を、図７（ｄ）に示す。
【００３０】
上記不具合を考慮し、（ｉ）および（ii）の問題を解消するための温度特性の補正式の導出を行う。まず、図８に示すように、メカ端から焦点距離までの物理的な距離とレンズ２の移動速度から、レンズ２の駆動のためのパルス数は、以下の式（１）で表される。
【００３１】
【数１】
2012147278.tif 000003
【００３２】
ここで、図８に示すように変数を置く。すなわち、被写体距離をｘとし、ピエゾ素子７の計測温度をｔとしたときのレンズ２の焦点距離、すなわちメカ端から焦点距離までの物理的な距離をＸ（ｔ、ｘ）とし、レンズ２の移動速度をＳ（ｔ）とし、パルスへの変換係数をＣＯＥＦとしたとき、上記式（１）は下記式（２）で表される。なお、パルスへの変換係数ＣＯＥＦは、レンズ２の駆動パルスのクロック周期等から決まる。
【００３３】
【数２】
2012147278.tif 000004
【００３４】
ここで、図７（ｄ）に示すように、レンズ２の温度変化による焦点距離のズレが直線的な変化になると仮定する。そして、直線の傾きをＡ、切片をＢ、ＥＥＰＲＯＭ（前述の記憶部５）に記憶された調整値と等しくなる基準温度をｔ0、ピエゾ素子７の計測温度をｔとしたとき、レンズ２の焦点距離Ｘ（ｔ，ｘ）を単純な１次関数で表わすと、下記式（３）で表される。
【００３５】
【数３】
2012147278.tif 000005
【００３６】
上記式（３）において、切片Ｂは、ＥＥＰＲＯＭ（記憶部５）の持っている個体調整値から求める事が可能であり、その式は、バラつき分布の中心を取るピエゾ素子７を「Ｔypモジュール」としたとき、下記式（４）のように導出される。ＥＥＰＲＯＭ（記憶部５）に書かれているレンズ速度とは、ＥＥＰＲＯＭ（記憶部５）に記憶されたレンズ速度を意味する。また、「Ｔyp」は、「Typical」の略称であり、バラつきを持つものに対し、その分布の中心の特性を持っているものを指す。なお、導入の説明を分かりやすくするため、図９に示すように、被写体の焦点距離が５０ｃｍであった場合について考える。なお、下記式（４）において、Ｔypモジュールのバルス数（５０ｃｍ）は、Ｔypモジュールで、焦点距離が５０ｃｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるバルス数を、Ｔypモジュールのバルス数（１Ｍ）は、Ｔypモジュールで、１Ｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数を表す。
【００３７】
【数４】
2012147278.tif 000006
【００３８】
上記式（４）において、パルス数×速度で物理的な距離に換算できるので、切片Ｂについて下記式（５）が成り立つ。前述したように、ＣＯＥＦはパルスへの変換係数である。
【００３９】
【数５】
2012147278.tif 000007
【００４０】
ここで、Ｔypモジュールのパルス数（５０ｃｍ）をｘ（Ｔypモジュールで、焦点距離５０ｃｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数）とし、Ｔypモジュールのパルス数（１Ｍ）をＴyp（Ｔypモジュールで、焦点距離１Ｍの被写体にピントが合う位置にレンズを移動できるパルス数）とし、ＥＥＰＲＯＭ（１Ｍ）すなわち記憶部５に記憶されている、そのピエゾ素子７の個体において１Ｍの被写体にピントが合う位置にレンズ移動できるパルス数をＥＥＰとし、ＥＥＰＲＯＭ（記憶部５）に記憶されているレンズ速度をＥＥＰ＿ＳＰＥＥＤとし、Ｔypモジュールのレンズ速度をＴyp＿ＳＰＥＥＤとしたとき、上記式（５）を整理すると、切片Ｂは下記式（６）で表される。
【００４１】
【数６】
2012147278.tif 000008
【００４２】
ここで、上記式（３）に上記式（６）を代入すると、レンズ２の焦点距離Ｘ（ｔ，ｘ）として、下記式（７）が導き出される。
【００４３】
【数７】
2012147278.tif 000009
【００４４】
以上の式（７）が、上記（ii）のレンズ２の焦点距離のバラつきを補正するための補正値を算出するための式である。
【００４５】
次に、上記（ｉ）の温度変化によるレンズ２の速度のバラつきについて補正値を導出するための式を考える。レンズ２の移動速度Ｓ（ｔ）を、ピエゾ素子７の計測温度ｔを用いた式で、速度−温度特性を表すことを考える。すなわち、レンズ２の移動速度をＳ（ｔ）、基準温度をｔ0としたとき、温度補正係数（速度用）Ｔ1（ｔ）は、下記式（８）で表される。
【００４６】
【数８】
2012147278.tif 000010
【００４７】
ここで、基準温度での速度Ｓ（ｔ0）は、記憶部５に記憶されたレンズ速度ＥＥＰ＿ＳＰＥＥＤを用いて、下記式（９）で表される。
【００４８】
【数９】
2012147278.tif 000011
【００４９】
したがって、レンズ２の移動速度Ｓ（ｔ）について、下記式（１０）が導き出される。
【００５０】
【数１０】
2012147278.tif 000012
【００５１】
温度補正係数Ｔ1（ｔ）は、実測値を元にテーブルとしてソフト的に持てばよい。以上から、求めたい被写体距離ｘのメカ端からのパルス数は、上記式（３）に、式（６）、式（１０）を代入して計算することができる。まず、上記式（３）に上記式（６）を代入すると、下記式（１１）が導き出される。
【００５２】
【数１１】
2012147278.tif 000013
【００５３】
上記式（１１）に、上記式（１０）を代入すると、下記式（１２）が導き出される。
【００５４】
【数１２】
2012147278.tif 000014
【００５５】
〔第１実施形態の作用及び効果〕
上記式（１２）を満足することにより、「（ｉ）温度変化によるレンズ２の速度のバラつき」、「（ii）温度変化によるレンズ２の焦点距離のバラつき」を補正することができる。これにより、必然的に「（iii）ピエゾ素子７の駆動軸の摩擦係数のバラつきによるピエゾ素子７の個体毎の速度のバラつき」、「（iv）取り付け位置のバラつき」をも解消することができる。
【００５６】
〔検証実験〕
ここで、上記の式（１２）を用いて、実測値が補正可能か検証を行った。図１０において、横軸の「ｔｅｍｐ」はレンズ２の計測温度（℃）を、縦軸「ｐｕｌｓｅ」はピエゾ素子７のパルス数を示す。また、実線で結んだ□は、上記で導出した式（１２）で補正を行った場合を示し、破線で結んだ△は、補正を行わない場合を示し、点線で結んだ○は、実測値を示す。以上のように、本実施形態の光学装置１００では、「（ｉ）温度変化によるレンズ２の速度のバラつき」だけでなく、「（ii）温度変化によるレンズ２の焦点距離のバラつき」までも考慮して補正を行っている。そのため、レンズ毎の移動速度だけでなく焦点距離の温度変化によるバラつきを、高精度に補正することが可能な光学装置、光学装置のレンズの移動方法、および、光学装置のレンズの移動プログラムを提供することができる。
【００５７】
［他の実施形態］
上記実施形態においては、レンズ２の焦点距離の温度特性を１次関数で近似し、レンズ２の速度特性をテーブルで補正する場合について記載したが、本発明がこれに限定されるものではない。たとえば、レンズ２の速度特性をテーブルではなく別の関数で近似してもよい。また、ソフトの簡略化のため、レンズ２の速度特性を補正しないで実施してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、画像信号処理部６として、ＩＳＰ（画像信号処理部６）を用いているが、本発明がこれに限定されるものではない。たとえば、ＩＳＰを使用せず、制御を全てホストＣＰＵ（制御部１）で行ってもよい。また、前述したように、画像センサ３の種類（ＣＭＯＳ，ＣＣＤ等）は問わない。本発明の光学装置等の活用例として、デジタルカメラ、携帯電話搭載カメラ等の撮像装置、ハイビジョンメモリームービーに用いる半導体装置等が挙げられる。
【００５９】
なお、上記各実施形態の説明では、複数のステップを順番に記載して説明しているが、その複数のステップの順番は内容的に支障しない範囲で変更することができる。また、上述した実施の形態に本発明が限定されるものではなく、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。
【００６０】
この出願は、２０１１年４月２７日に出願された日本出願特願２０１１−０９９５６９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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