JP3289856B2 - 温度補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、温度補正装置に関する
ものであり、更に詳しくはプラスチックを多用した撮影
レンズの温度補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックを多用した撮影レンズの像
点位置は、温度変化によって大きく変動する。そのた
め、温度に応じて像点位置を正確に所定位置に補正する
必要がある。温度変化による像点位置の変動は、レンズ
バックの変動(いわゆるバック変動)となって表れるの
で、バック変動を補正するために、温度を測定する手段
及びレンズ位置を補正する手段が必要となる。これらの
手段を備えたものとして、ＩＣ(integrated circuit)内
に設けた温度測定装置で、カメラの制御データを補正す
る温度補正装置が提案されている(特開平４−４３３１
０号)。

【０００３】また、プラスチックを多用した撮影レンズ
がズームレンズの場合、焦点距離によって温度変化に起
因するバック変動量が異なるため、特に温度に対して補
正をどのように行うかが課題となる。ズームレンズに用
いる温度補正装置としては、バック変動の補正(以下
「バック補正」ともいう。)をレンズ繰り出し量の補正
で行う構成(特開昭５９−１６０１０７号)やプリセット
したフォーカス状態からの温度変化量に基づいてフォー
カス時にバック補正を行う構成(特開平３−１８１９２
４号)が提案されている。また、温度測定データに基づ
き測距データを補正する構成(特開平４−３２０２０６
号)も提案されている。

【０００４】また、ズームレンズではないが、温度変化
による焦点距離の変動量から倍率の変動量を演算し、演
算結果に基づいてフォーカスの調整を行う構成が提案さ
れている(特開平３−８７８０１号，米国特許第５１２
４７３８号)。この場合のバック補正は、有限距離撮影
用として結像倍率が高い場合(製版用カメラに用いる場
合等)に必要となるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平４−
７３６２７号では、温度検知用センサーの出力に基づい
て撮影レンズの温度変化傾向を予測することにより、応
答遅れを補正する構成が提案されているが、急激な温度
変化に対しては、温度予測を正確に行うことは困難であ
る。

【０００６】一方、特開昭５９−１６０１０７号，特開
平３−１８１９２４号，特開平４−３２０２０６号、特
開平３−８７８０１号，米国特許第５１２４７３８号で
は、温度補正がズームとの関係，調整について考慮され
ておらず、焦点距離による像点位置の補正を直接行って
いないため、バック補正を正確に行うことができない。

【０００７】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであって、撮影レンズの温度変化によって変動す
る像点位置を、所定位置に正確に補正することができる
撮影レンズの温度補正装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００８】上記目的を達成するため第１の発明の温度
補正装置は、焦点距離を変化させることにより結像倍率
が可変である撮影レンズの温度変化によって変動する像
点位置を所定位置に補正する撮影レンズの温度補正装置
において、前記撮影レンズの焦点距離を検出する焦点距
離検出手段と、温度測定手段と、前記焦点距離検出手段
で検出された焦点距離及び前記温度測定手段で測定され
た温度に基づいて、予め定められた複数の焦点距離ゾー
ンのいずれに該当するかを特定し、特定された焦点距離
ゾーンごとに予め設定された補正値を用いて前記撮影レ
ンズの繰り出し量の補正演算を行い、演算結果に基づい
て、前記像点位置の補正を行う演算制御手段と、を備え
たことを特徴としている。

【０００９】測定する温度としては、例えば鏡胴内温度
であって、温度変化によるバック変動に最も影響を与え
るレンズ近傍の温度，鏡胴内の天空を望む９０°の範囲
以外の範囲での温度，撮影レンズの外周での温度を採用
するのが好ましい。

【００１０】また、第２の発明の温度補正装置は、上記
第１の発明の温度補正装置に加えて、被写体までの距離
を検出する被写体距離測定手段を備え、前記温度測定手
段で測定された温度及び前記被写体距離検出手段で検出
された被写体距離に基づいて、予め定められた複数の被
写体距離ゾーンのいずれに該当するかを特定し、特定さ
れた被写体距離ゾーンごとに予め設定された補正値を用
いて前記撮影レンズの繰り出し量の補正演算を行い、演
算結果に基づいて、前記像点位置の補正を行う演算制御
手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】上記第２の発明のように、更に被写体距離
を補正演算用のパラメータに加えることにより、焦点距
離、被写体距離及び温度によって前記繰り出し量の補正
演算を行うのが好ましい。被写体距離を撮影レンズの繰
り出し量の補正演算に用いる場合、被写体距離を測定す
る装置における温度補正のための演算を別途行うのが好
ましい。また、前記温度測定手段を撮影レンズ又は撮影
レンズが搭載される装置に設け、最終組立工程での撮影
レンズのピント位置調整を行うときに、温度測定手段で
測定された温度に基づいて、前記焦点距離ゾーンに対応
するように撮影レンズの基準繰り出し量を決定するのが
好ましい。

【００１２】

【作用】第１の発明によれば、演算制御手段によって行
われる撮影レンズの繰出し量の補正演算は、焦点距離検
出手段で検出された焦点距離及び前記温度測定手段で測
定された温度に基づいて、予め定められた複数の焦点距
離ゾーンのいずれに該当するかを特定し、特定された焦
点距離ゾーンごとに予め設定された補正値を用いて行わ
れるので、撮影レンズの焦点距離が変化した場合でも、
温度変化による像点位置の補正は当該焦点距離に対応し
て行われる。

【００１３】第２の発明によれば、温度測定手段で測定
された温度及び被写体距離検出手段で検出された被写体
距離に基づいて、予め定められた複数の被写体距離ゾー
ンのいずれに該当するかを特定し、特定された被写体距
離ゾーンごとに予め設定された補正値を用いて行われる
ので、撮影レンズの焦点距離や被写体距離が変化した場
合でも、温度変化による像点位置の補正は当該焦点距離
及び被写体距離に対応して行われる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。まず、本発明の第１実施例について説明する。
先に述べたように、プラスチックを多用したズームレン
ズは、温度変化によって像点位置が変動しやすいため、
像点位置を所定位置に正確に補正する必要がある。第１
実施例の特徴は、プラスチックを多用したズームレンズ
において、撮影レンズの鏡胴内の温度を測定する温度検
知用のセンサーを設け、測定された温度に基づいて像点
位置を補正することにある。

【００１５】図１は、第１実施例が用いられた撮影レン
ズを含むレンズシャッターカメラの構成を断面的に示し
ている。この撮影レンズは、２群ズーム構成となってい
る。１群は１群玉枠３に固定されており、２群は２群玉
枠４に固定されている。固定鏡胴５に１群用繰り出しの
カムと２群用繰り出しのカムが構成されており、１群が
保持される第１移動鏡胴１と，２群が保持される第２移
動鏡胴２が回転することにより、各群が繰り出される。
シャッター７は、２群の前に取り付けられている。同図
中、６は外装、ＦＬはフィルム面，ＴＢは鏡胴，ＢＤは
カメラボディーを表している。

【００１６】第１実施例では、温度センサーＳＥは鏡胴
ＴＢの中に配置され、鏡胴内温度を測定することで、間
接的に撮影レンズの温度を測定する構成となっている。
バック補正は、温度センサーＳＥで測定された温度に基
づいて行われる。また、温度センサーＳＥは、温度変化
による像点移動(バック変動)に最も大きな影響を与える
レンズの近傍に配置するのが好ましい。第１実施例で
は、当該レンズは第２レンズＧ２に相当する。第２レン
ズＧ２近傍に温度センサーＳＥを配置することによっ
て、カメラの環境温度が急激に変化したとしても、像点
移動を生じさせる撮影レンズの温度がバック補正に正確
に反映され、その結果、温度変化によるバック変動の補
正を正確に行うことが可能となる。

【００１７】次に、第１実施例に使用することができる
他のズームレンズのレンズデータを示す。但し、レンズ
データにおいて、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi
番目の面の曲率半径、di(i=1,2,3,...)は物体側から数
えてi番目の軸上面間隔を示し、Ni(i=1,2,3,...),νi(i
=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目のレンズのｄ線に
対する屈折率,アッベ数を示す。また、ｆは全系の焦点
距離、ＦNOは開放Ｆナンバーを示す。

【００１８】尚、レンズデータ中、曲率半径に*印を付
した面は非球面で構成された面であることを示し、非球
面の面形状を表わす次の数１の式で定義するものとす
る。

【００１９】

【数１】

【００２０】但し、数１の式中、 X ：光軸方向の基準面からの偏移量 r ：近軸曲率半径 h ：光軸と垂直な方向の高さ Ai：ｉ次の非球面係数 ε：２次曲面パラメータ である。

【００２１】 ｆ＝38.0〜47.8〜60.0 ＦNO＝4.4〜5.6〜7.0 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1* 32.156 d1 3.400 N1 1.58340 ν1 30.23(ホ゜リカーホ゛ネート系) r2* 11.345 d2 1.420 r3 22.877 d3 5.550 N2 1.52510 ν2 56.38(ホ゜リオレフィン系) r4 -12.028 d4 1.000 r5 ∞(絞り) d5 11.392〜7.102〜3.688 r6* ∞ d6 2.750 N3 1.52510 ν3 56.38(ホ゜リオレフィン系) r7 145.850 d7 7.250 r8 -9.727 d8 2.500 N4 1.52510 ν4 56.38(ホ゜リオレフィン系) r9 -23.453

【００２２】[非球面係数] r1 :ε=0.10000×10 A4=-0.38294×10^-3 A6=-0.51809×10^-7 A8=0.23184×10^-8 A10=0.25235×10^-10 r2 :ε=0.10000×10 A4=-0.37362×10^-3 A6=0.12697×10^-5 A8=0.98113×10^-8 A10=0.41149×10^-11 r6 :ε=0.10000×10 A4=0.60112×10^-4 A6=-0.20624×10^-6 A8=0.90545×10^-8 A10=-0.44973×10^-10

【００２３】図２は、上記ズームレンズを断面的に示す
レンズ構成図であり、ワイド端でのレンズ配置を示して
いる。このズームレンズは、全てプラスチックで構成さ
れており、第１レンズＧ１はポリカーボネート(ＰＣ)か
ら成っており、第２レンズＧ２，第３レンズＧ３，第４
レンズＧ４は、ポリオレフィン系樹脂から成っている。

【００２４】また、このズームレンズは、物体側より順
に、像側に凹の負メニスカスレンズＧ１，両凸の正レン
ズＧ２及び絞りＳから成る１群Ｇｒ１，像側に凹の平凹
レンズＧ３及び物体側に凹の負メニスカスレンズＧ４か
ら成る２群Ｇｒ２より構成されている。負レンズＧ１の
両面と，平凹レンズＧ３の物体側の面は非球面である。
尚、絞りＳは、シャッターと兼用になっている。

【００２５】屈折率の温度変化量は、ＰＣ，ポリオレフ
ィン系樹脂ともΔｎ／ΔＴ＝-10×10^-5であると仮定し
た場合、各レンズの温度に対するバック変動量ΔＬＢに
与える影響度は、影響度が最大(これについては表１に
基づいて後述する)の第２レンズＧ２を１とすると、Δ
ＬＢ_(G1)：ΔＬＢ_(G2)：ΔＬＢ_(G3)：ΔＬＢ_(G4)＝-0.3
5：1：-0.13：-0.04で示す関係にある。

【００２６】図３は、温度センサーＳＥの他の配置例を
示している。同図に示すように、レンズコバ面に凹部Ｖ
を設け、温度センサーＳＥを押入する。そして、温度セ
ンサーＳＥを第２レンズＧ２に接触させた状態で、レン
ズＧ２の温度を直接測定する。このように温度センサー
ＳＥを設けることによって、測定精度を更に高めること
ができる。ここでは、温度変化に最も影響を受ける第２
レンズＧ２に温度センサーＳＥを取り付けたが、測温す
るレンズは必要に応じて選択すればよい。尚、押入後、
接着剤で温度センサーＳＥをレンズに固定してもよい。

【００２７】温度センサーＳＥとしては、サーミスタ
(熱に敏感な抵抗体)を用いることができる。温度によっ
てサーミスタの抵抗値が変化するので、測定した抵抗値
から温度を換算して求めることができる。また、図３で
は温度センサーＳＥを２箇所に設けているが、１箇所又
は２箇所に限らず、温度センサーＳＥを１枚のレンズの
外周に複数個取り付けたり、複数のレンズに取り付けた
りすることによって、全体の温度分布も含めて精度よく
温度測定を行うことが可能である。

【００２８】次に、温度が急変したときに、鏡胴ＴＢや
カメラボディＢＤ内の温度分布がどのようになるか、温
度センサーＳＥ位置によって補正精度がどの程度違う
か、を以下のようにして調べた。治具として図４に示す
カメラボディーＢＤを用い、常温(２６℃)から−１０℃
の環境に急冷した(即ち、鏡胴ＴＢ外部の温度を２６℃
から−１０℃に急激に変化させた)。カメラボディーＢ
Ｄ内部の温度変化及び鏡胴ＴＢ内部での所定位置での温
度変化を測定して、その結果をそれぞれ図５及び図６に
示す。尚、鏡胴ＴＢ内部の主レンズ系としては、図２に
示すズームレンズを用いた。また、鏡胴ＴＢの被写体側
にガラスバリアＢＲを設けた。

【００２９】温度測定位置は、鏡胴ＴＢ内(ズームレン
ズ光軸ＡＸ上位置)では、第１レンズＧ１の物体側の位
置Ｇ１ＮＯ１，第１レンズＧ２の像側の位置Ｇ１ＮＯ
２，第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との空気層での位
置Ｇ１Ａｉｒ，第４レンズＧ４の像側面上の位置Ｇ４Ｎ
Ｏ２及び第４レンズＧ４の像側の空気層での位置Ｇ４Ａ
ｉｒである。カメラボディーＢＤ内{鏡胴ＴＢからＰＯ
(＝１０ｍｍ)離れた位置}では、外装６の内壁から光軸
ＡＸに沿ってカメラボディーＢＤ内部に向けて、それぞ
れ深さｄＡ(＝２ｍｍ)，ｄＢ(＝１０ｍｍ)，ｄＣ(＝１
７ｍｍ)の位置である。

【００３０】測定結果(図５及び図６)から、レンズ先端
Ｇ１とレンズ後ろＧ４とでは、最大１０℃の温度隔差が
生じること、カメラボディーＢＤ内の空気層の違いで温
度差が大きく、１５ｍｍの空気厚さで最大１５℃の隔差
が生じること、レンズ内の温度が一様になるのに約４０
分必要であることが判明した。

【００３１】また、図５及び図６の温度測定データに基
づいて、所定の温度測定位置での最大補正残り量を計算
し、その結果を表１にまとめて示す。この最大補正残り
量とは、ある一定の温度から急激に温度を変化させたと
きに、ある基準位置での温度と個々のレンズの温度との
差、及び個々のレンズの温度変化によるバック変動量の
シミュレーション値に基づいて算出された撮影レンズ系
全体のバック変動量のうちの最大のものをいう。

【００３２】上記個々のレンズの温度変化によるバック
変動量とは、１℃当りのバック変動に与える個々のレン
ズの影響度を表すものであり、シミュレーションによっ
て予め算出することが可能である。以下、第ｉレンズＧ
ｉの温度変化によるバック変動量をΔＧ_iで表すことに
する。

【００３３】図２の撮影レンズの各バック変動量ΔＧ_i
のシミュレーション値を以下に示す。これらのシミュレ
ーション値から、第２レンズＧ２の温度変化によるバッ
ク変動量ΔＧ₂が最も大きいことは明らかである。 ΔＧ₁＝ ０．０２ ｍｍ／℃ ΔＧ₂＝−０．０６ ｍｍ／℃ ΔＧ₃＝ ０．００３ｍｍ／℃ ΔＧ₄＝ ０．０１ ｍｍ／℃

【００３４】上記最大補正残り量を次のようにして算出
した。まず、図５及び図６に示す実測温度に基づく温度
変化傾向(例えば、温度測定位置Ｇ１ＮＯ１とＧ４Ａｉ
ｒでの温度変化の傾向)にリニアリティがあるものと仮
定する。そして、これらのグラフから第１レンズＧ１の
温度(Ｔ₁)，第２レンズＧ２の温度(Ｔ₂)，第３レンズＧ
３の温度(Ｔ₃)，第４レンズＧ４の温度(Ｔ₄)を予測して
求めた。これらの予測温度に対応する温度測定位置，第
１レンズＧ１と第２レンズＧ２との空気間隔位置(Ｇ１
Ａｉｒ)並びにボディ内部深さｄＢ(＝１０ｍｍ)及びｄ
Ｃ(＝１７ｍｍ)での温度測定位置をそれぞれ基準位置と
した。

【００３５】次に、レンズ単体についての予測温度
(Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₄)に対応する温度測定位置，第１レ
ンズＧ１と第２レンズＧ２との空気間隔位置(Ｇ１Ａｉ
ｒ)及びボディ内の温度測定位置(ｄＢ，ｄＣ)のうちの
一つを基準位置として、その基準位置での温度と他のレ
ンズＧｉについての予測温度との差Δｔ_iを求めた。こ
の温度隔差Δｔ_iとは、例えば第３レンズＧ３について
の温度測定位置を基準位置とすると、Δｔ₁＝Ｔ₁−
Ｔ₃，Δｔ₂＝Ｔ₂−Ｔ₃，Δｔ₄＝Ｔ₄−Ｔ₃である。

【００３６】前記個々のレンズの温度変化によるバック
変動量ΔＧ_iと温度隔差Δｔ_iを掛けたものの和が補正残
り量である。例えば、第３レンズＧ３の温度測定位置を
基準位置とすると、その補正残り量は、ΔＧ₁×Δｔ₁＋
ΔＧ₂×Δｔ₂＋ΔＧ₄×Δｔ_４である。

【００３７】表１は、温度測定位置に対する各測定時間
での補正残り量のうちの最大のもの（最大補正残り量)
を示している。この結果から、温度測定位置によって補
正精度が異なることが分かる。さらには、鏡胴ＴＢ内の
温度を測定しないと温度補正の目標値は達成しえないこ
と、第２レンズＧ２の温度が像点移動に最も大きな影響
を与えるので、第２レンズＧ２の温度を測定すれば急激
な温度変化に対してもバック補正を高い精度で行い得る
ことが分かる。

【００３８】

【表１】

【００３９】次に、太陽光による鏡胴ＴＢ(図４)内の温
度変化を図７に基づいて説明する。鏡胴ＴＢ内の第２レ
ンズＧ２(図４)の周辺(上，下，左，右の４方向)に温度
センサーＳＥを配置する。テレ端の状態で鏡胴ＴＢの左
上方向から太陽光を照射させたときの温度変化を測定
し、図７にその測定結果を示す。

【００４０】図７の測定結果から、太陽光の当たってい
る側(鏡胴ＴＢの左上側)とその反対側(鏡胴ＴＢの右下
側)とで、最大で約１０℃の温度隔差があり、どのポイ
ントを測定するかによって、レンズバックの補正値が大
きく変わることが判明した。

【００４１】この温度隔差に対応するための構成として
は、例えば、次のようなものが挙げられる。第１の構成
は、鏡胴ＴＢ内に温度センサーＳＥを配置し、上，下，
左，右方向の４ポイントで温度を測定し、４つの温度セ
ンサーＳＥの測定値の平均値を用いて、レンズバックの
補正を行うものである。

【００４２】第２の構成は、急激な温度変化のある場所
での温度測定を行わない構成である。図８は鏡胴ＴＢ内
断面を示しており、θ１は太陽光により温度変化が激し
い領域であり、θ２は太陽光による温度変化が激しくな
い領域である。領域θ２では、温度センサーＳＥを配置
することが可能である。

【００４３】直射日光によって鏡胴の温度が変化する場
合、鏡胴に対して光が当たっている面付近(領域θ１)の
温度は急激に変化する。そのため、この温度と撮影レン
ズ自身の温度との差が大きくなってしまう。従って、領
域θ１で測定した温度を採用すると、像点移動を生じさ
せる撮影レンズ自身の温度が、バック補正に正確に反映
されないことになる。レンズバックを正確に補正するた
めには、上記第１の構成のように平均的な温度を採用す
るのが好ましいが、直射日光によって急激に温度が変化
する領域での温度測定を避けるようにすれば、より撮影
レンズの真の値に近い測定値を得ることができる。

【００４４】例えば、日中の太陽光が強い環境下におい
ては、図８においてθ１＝９０°，θ２＝２７０°であ
る。このように鏡胴ＴＢ内の天空を望む９０°(＝θ１)
の範囲以外の範囲(＝θ２)での温度をバック補正用の温
度として採用すれば、太陽光の影響による温度測定誤差
を少なくすることができる。

【００４５】次に、温度変化による像点位置のズレ(バ
ック変動量)の補正を行う第２実施例について説明す
る。第２実施例の特徴は、ズームレンズにおいて、温度
補正を焦点距離と被写体距離のパラメータを用いて補正
することにある。つまり、補正の仕方に特徴があり、温
度と焦点距離，温度と被写体距離とに基づいてレンズ繰
り出し量の補正演算を行い、その結果に基づいて像点位
置の補正を行う点にある。

【００４６】上記のように、被写体距離及び焦点距離で
温度補正を行う構成となっているので、焦点距離が変わ
った場合でも、高精度のピント調整を行うことができ
る。また、温度と焦点距離のパラメータに、更に被写体
距離を補正演算用のパラメータに加えてレンズ繰り出し
量の補正演算を行うので、より高精度の補正を行うこと
できる。

【００４７】図９は、本実施例が用いられたカメラの概
略構成を示している。ズームエンコーダＺＥは、撮影レ
ンズ(図２に示すズームレンズ)の焦点距離を検出する。
温度センサーＳＥは、撮影レンズの温度を測定する。マ
イコン１０は、焦点距離ｆ及び温度Ｔに基づいて１群Ｇ
ｒ１の繰り出し量の補正演算を行い、その演算結果に基
づいて撮影レンズの像点位置の補正を制御する。尚、１
２はＦＡモジュール、ＦＬはフィルム面を表している。

【００４８】本システムでは、第１群の移動(フォーカ
シング及びバック補正のための移動)は、フォーカシン
グモータＦＭで行われる。その繰り出し制御はパルスエ
ンコーダＰＥで第１レンズＧｒ１の移動量をカウントす
ることによって行われる。つまり、マイコン１０は、パ
ルスエンコーダＰＥからのＰＩ情報(図９中の「ＰＩモ
ニター」)で第１群Ｇｒ１の移動量をモニターし、それ
に基づいて第１群の移動量(同図中の「ＰＩ」)を制御す
る。

【００４９】焦点距離ｆの検出は、２群Ｇｒ２の移動量
をズームエンコーダＺＥでマイコン１０に取り込むこと
によって行う。温度センサーＳＥは鏡胴内に設けられて
いるが、先に述べたように温度センサーＳＥを第２レン
ズＧｒ２近傍に配置するのが、測温精度の点で好まし
い。

【００５０】図１０に示すフローチャートに従って、繰
り出し量Ｌの演算を行う際の動作を説明する。例えばレ
リーズスイッチのＯＮによって、マイコン１０にトリガ
ー信号が与えられると、マイコン１０は温度センサーＳ
Ｅから温度情報Ｔを得る(＃１０)。次に、ＡＦモジュー
ル１２から得た被写体距離情報Ｄ’に温度補正値α(Ｔ)
を加えて補正を行うことにより、真の被写体距離Ｄを算
出する(＃２０)。

【００５１】ここで、温度補正値α(Ｔ)による補正つい
て説明する。アクティブＡＦでは、投光用のＬＥＤ(lig
ht emitting diode)で被写体に向けて投射を行い、受光
センサーに返ってくる反射光の位置に基づいて、被写体
距離情報を得る。温度によって被写体距離情報に狂いが
生じてしまう原因は、投光用ＬＥＤと受光センサーとの
間隔や投光用ＬＥＤのレンズと受光センサー用のレンズ
との間隔が、温度によって変化することにある。

【００５２】従って、真の被写体距離は次の式(F1)で表
すことができる。 Ｄ＝α(ＡＨ＋ΔＡＨｔ) ＝α・ＡＨ＋α・ΔＡＨｔ ＝Ｄ’＋α(Ｔ) …(F1) 但し、 ＡＨ：受光センサー上での位置(基準とする所定の位置
からの距離) ΔＡＨｔ：温度によるズレ量(実測，シミュレーション
により既知の値) α：センサー位置から被写体距離に変換する係数 である。このように、ＡＦモジュール１２についての被
写体距離の補正演算を別途行うことによって、より精度
よくバック補正を行うことができる。

【００５３】また、被写体距離Ｄ算出用の温度補正値α
(Ｔ)の補正演算を、温度センサーＳＥとは別にＡＦモジ
ュール１２に近い位置に配置した温度センサーで測定し
た温度に基づいて、独立して行う構成としてもよい。こ
れによると、カメラの品質(被写体距離情報の確認等)を
レンズブロックとＡＦブロックと分けて検証することが
でき、個々の問題解決を容易に行うことができる。つま
り、ＡＦブロックでの温度補正を正確にしておけば、レ
ンズブロックでの距離が正確か否かの検証を容易に行う
ことができるのである。

【００５４】次に、ズームエンコーダＺＥから得た焦点
距離情報ｆと、前記温度情報Ｔ及び被写体距離情報Ｄか
らバック補正値ΔＬを算出する(＃３０)。そして、常温
(２０℃)でのレンズ繰り出し量Ｌ(２０)にバック補正値
ΔＬを加えて、繰り出し量Ｌを算出する(＃４０)。

【００５５】上記のように、マイコン１０がズームエン
コーダＺＥで検出された焦点距離ｆ、更にはＡＦモジュ
ール１２で検出された被写体距離Ｄ’に基づいて第１レ
ンズＧｒ１の繰り出し量の補正演算を行うので、撮影レ
ンズの焦点距離ｆが変化した場合でも、温度変化による
像点位置の補正を当該焦点距離ｆに対応してきめ細かく
行うことが可能である。これによって、ピント精度を向
上させることができる。

【００５６】次に、前記繰り出し量Ｌの演算方法につい
て説明する。図１１，図１２は、温度，焦点距離，被写
体距離の関係を、バック補正量(図２のズームレンズを
用いた場合のシミュレーション値)で示している。つま
り、図１１では、各焦点距離ｆ(TELE,MIDDLE,WIDE)状態
で、被写体が無限遠位置(Ｄ＝∞)にあるとき、ズームレ
ンズの温度変化によって変動する像点位置を所定位置に
補正する際に要する１群Ｇｒ１のレンズ繰り出し量Ｌを
示している。図１２では、各焦点距離ｆ(T,M,W)状態、
各温度(-10,0,10,30,40,50℃)で、被写体距離Ｄ(同図中
では、横軸を１／Ｄとしている)の変化に伴って変動す
る像点位置を所定位置に補正する際に要する１群Ｇｒ１
のレンズ繰り出し量Ｌを示している。

【００５７】これらの図中、TELE(T)はテレ端(ｆ＝38.
0)，MIDDLE(M)は中間焦点距離状態(ｆ＝47.8)，WIDE(W)
はワイド端(ｆ＝60.0)である。また、縦軸のＰＩ数は、
像側への送り方向(最近接から無限方向へのレンズの移
動方向)を正としている。このＰＩ数は、１群Ｇｒのレ
ンズ繰り出し量を表しており、レンズ繰り出し量のＰＩ
モニターは、パルスエンコーダＰＥ(図９)からステップ
状に送られるパルスの１カウントを１ＰＩ(１ＰＩは約
４．４μｍに相当する。)として行われる。

【００５８】図１１及び図１２から、バック変動量は、
温度変化量Ｔ０−Ｔ(Ｔ０：基準温度，Ｔ：測定温度)，
焦点距離ｆ，被写体距離Ｄに応じてそれぞれ変化するこ
とが分かる。そこで、繰り出し量Ｌの演算において、第
１に、焦点距離ｆを３つの領域に分割して、各領域毎に
バック補正を行うものとする。第２に、温度変化(Ｔ０
−Ｔ)によるバック変動は直線的に変化するので、直線
補間によりバック補正を行うものとする。第３に、被写
体距離Ｄによりバック変動は直線的に変化するが、その
変化量は少ないので、ゾーン分割し、定数でバック補正
を行うものとする。

【００５９】２０℃での繰り出し量Ｌ(２０)は、基準位
置(即ち、最近接位置)から無限遠方向に繰り込むＰＩ数
で表される。ここで、無限遠方向とは、無限遠被写体に
ピントを合わせるようにフォーカシングレンズ(１群Ｇ
ｒ１)を移動する方向である。無限遠位置はレンズの繰
り出し量が最も少ない位置をいい、近接になるほど被写
体側に繰り出すことになる。このシステムでは最も繰り
出した位置(無限遠位置)をスタート位置としているた
め、被写体距離が大きくなるほど１群Ｇｒ１が像側に移
動する(移動量が大きくなる)ことになる。

【００６０】繰り出し量Ｌ(２０)は、焦点距離ｆ及び被
写体距離Ｄについてゾーン分割し、次の演算式(1)で直
線補間を行うことによって求められる。 Ｌ(２０)＝Ｐｉｊ×ＳＰ／１６＋Ｑｉｊ＋Ｋｆ …(1) ここで、 ｉ：被写体距離ゾーン(遠距離，中距離，近距離の３つ
の領域に分ける) ｊ：焦点距離ゾーン{テレ(tele)，ミドル(middle)，ワ
イド(wide)の３つの領域に分ける} Ｐｉｊ：被写体距離，焦点距離についての各ゾーンの傾
き係数(＝定数；整数値にするために１６倍してある) ＳＰ：被写体距離のステップＮｏ(被写体距離を０．５
９８ｍ〜無限遠まで、０〜１２９ステップに分割する) Ｑｉｊ：被写体距離，焦点距離についての各ゾーンの定
数 Ｋｆ：基準繰り出し量(レンズスタート位置から最近接
位置までのＰＩ数) である。

【００６１】２０℃から測定温度Ｔに温度が変化したと
きのレンズ繰り出し量ΔＬは、温度Ｔ及び焦点距離ｆに
ついてゾーン分割し、温度Ｔ及び被写体距離Ｄについて
ゾーン分割して定数を与え、次の演算式(2)で直線補間
を行うことによって求められる。 ΔＬ＝Ｌ(Ｔ)＝Ｘｅｊ×(Ｔ０−Ｔ)／１６＋Ｙｅｊ＋Ｚｉｅ …(2) ここで、 ｅ：温度ゾーン(低温，常温，高温の３つの領域に分け
る) ｊ：焦点距離ゾーン{テレ(tele)，ミドル(middle)，ワ
イド(wide)の３つの領域に分ける，３分割} Ｘｅｊ：温度，焦点距離についての各ゾーンの傾き係数
(＝定数；整数値にするために１６倍してある) Ｔ：測定温度 Ｔ０：基準温度(＝１０℃) Ｙｅｊ：温度，焦点距離についての各ゾーンの定数 Ｚｉｅ：被写体距離，温度についての各ゾーンでの補正
値 である。

【００６２】上記基準温度Ｔ０は、補正値演算が簡単に
なるように定めた値である。これを１０℃としているの
は、同一ゾーンで温度変化量(Ｔ０−Ｔ)の正，負の変化
がないようにするためである。また、上記Ｚｉｅは、後
述する表４のマップで、温度と被写体距離とによって補
正する項目である。これは、被写体距離Ｄと測定温度Ｔ
との関係を示す図１２のグラフから、許容レベルを想定
して得られたものである。

【００６３】トータル繰り出し量Ｌは、上記Ｌ(２０)と
Ｌ(Ｔ)とを加算したものであり、次の式(3)で求められ
る。 Ｌ＝[Ｐｉｊ×ＳＰ＋Ｘｅｊ×(Ｔ０−Ｔ)]／１６＋Ｑｉｊ＋Ｙｅｊ＋Ｚｉｅ＋ Ｋｆ …(3)

【００６４】上記各定数は、カメラのＥＥＰＲＯＭ(不
図示)に格納する。以下の表２〜表４に、演算用のマッ
プを示す。被写体距離による補正は、マップの定数Ｚｉ
ｅにより行うが、焦点距離による補正と同様に直線補間
によって補正を行ってもよい。尚、被写体距離，温度
(１℃のピッチの測定結果)は、ディジタル的にデータが
構成されているので、ゾーンの境界が離れている(ディ
ジタル分解能)。また、焦点距離は、ズームエンコーダ
ＺＥのＯＮ，ＯＦＦスイッチ情報により、３つのゾーン
に分けられるので、ゾーンの境界が重なっている。

【００６５】上記のように直線補間をバック補正に採用
しているので、ＥＥＰＲＯＭには係数データのみ蓄えて
おけばよい。これにより、ＲＯＭ容量を小さくすること
ができる。

【００６６】

【表２】

【００６７】

【表３】

【００６８】

【表４】

【００６９】次に、基準繰り出し量Ｋｆの算出について
説明する。通常、レンズ，鏡胴の製作，組立てにおける
バラツキによって、像点位置にはズレが生じている。こ
のため、一般にカメラの最終組立工程でこのズレを補正
する調整作業が必要となる。このズレの補正方法として
は、鏡胴の位置をずらして補正するメカ的方法と、レン
ズの繰り出し量をＥＥＰＲＯＭに補正量として入力する
ことにより補正する電気的方法とがある。本発明が対象
としている撮影レンズのように、温度変化によってレン
ズバックが変動するものについては、この調整工程にお
いて、温度によってもレンズバックの補正量を変化させ
る必要がある。

【００７０】ここでは、図１３に示すように、治具を用
いてレンズバックを電気的に補正する方法について説明
する。同図は、図９に示すカメラ側のマイコン１０，温
度センサーＳＥ又はズームエンコーダＺＥと、治具側の
マイコン(不図示)との信号のやり取りのフローを表して
いる。まず、治具側のマイコン１０からカメラ側のマイ
コンに、レンズバック(ＬＢ)調整コマンド送信を行うこ
とによって、レンズバックの調整を行うことを指示す
る。次に、治具側のマイコンからカメラ側のマイコン１
０に、設定焦点距離送信を行うことによって、テレ(tel
e)，ミドル(middle)，ワイド(wide)のいずれかの領域で
調整することを指示する。

【００７１】カメラ側のマイコン１０は、指示された焦
点距離ｆに応じたレンズ移動を行う。そして、カメラに
設けられている温度センサーＳＥ(図９)によって、撮影
レンズの温度を測定し、測定データを治具側マイコンに
送信する。治具側マイコンは、カメラ側の温度センサー
ＳＥから出力された温度データＴＳをメモリする。

【００７２】カメラ側マイコン１０が、最近接位置をス
タート位置としてフォーカシングレンズ(第１レンズＧ
ｒ１)を無限遠方向に移動させると、カメラのズームエ
ンコーダＺＥは、フォーカシングレンズの移動量１ＰＩ
毎に治具側マイコンへＰＩ信号を送信する。治具側マイ
コンは、ＰＩ信号をカウントしながらＭＴＦ(modulatio
n transfer function)のピーク位置を探す。ＭＴＦ(空
間周波数：２０本程度)のピーク位置が最もコントラス
トの高い像点位置であり、このピーク位置に通常フィル
ムが配置される。カメラ側で初期リセットを行う一方、
治具側マイコンはＭＴＦピークでのＰＩ数をメモリした
後、後述するようにしてＫｆ値の計算を行う。得られた
計算値Ｋｆをカメラ側のＥＥＰＲＯＭにメモリすれば、
Ｋｆの設定作業は終了する。

【００７３】次に、温度変化による像点位置の補正のた
めの基準繰り出し量Ｋｆの演算について説明する。焦点
距離をゾーン分割し、以下の式(4)〜(8)に従ってＫｆ値
を算出する。ここでは、焦点距離を５つのゾーン(テ
レ，テレ〜ミドル，ミドル，ミドル〜テレ，テレ)に分
割した場合の演算式を示す。ここで、ゾーンの分割数を
３から５に増やしているのは、繰り出しが基準位置から
の変化量であるのに対し、Ｋｆ値は高い精度を必要とす
る基準位置の絶対量を決めるものだからである。

【００７４】テレのＫｆ値{Ｋｆ(ｔ)}は、式(4)で算出
する。 Ｋｆ(ｔ)＝ＰＩ(ｔ)−Ｑ１ｊ−Ｙ２ｊ−{Ｐ１ｊ×ＳＰ＋Ｘ２ｊ×(１０−Ｔ Ｓ(ｔ))}／１６ …(4)

【００７５】ミドルのＫｆ値{Ｋｆ(ｍ)}は、式(5)で算
出する。 Ｋｆ(ｍ)＝ＰＩ(ｍ)−Ｑ１ｊ−Ｙ２ｊ−{Ｐ１ｊ×ＳＰ＋Ｘ２ｊ×(１０−Ｔ Ｓ(ｍ))}／１６ …(5)

【００７６】ワイドのＫｆ値{Ｋｆ(ｗ)}は、式(6)で算
出する。 Ｋｆ(ｗ)＝ＰＩ(ｗ)−Ｑ１ｊ−Ｙ２ｊ−{Ｐ１ｊ×ＳＰ＋Ｘ２ｊ×(１０−Ｔ Ｓ(Ｗ))}／１６ …(6)

【００７７】補間演算によるテレ〜ミドル間のＫｆ値
{Ｋｆ(ｔｍ)}は、式(7)で算出する。 Ｋｆ(ｔｍ)＝{Ｋｆ(ｔ)＋Ｋｆ(ｍ)}／２ …(7)

【００７８】補間演算によるミドル〜ワイド間のＫｆ値
{Ｋｆ(ｍｗ)}は、式(8)で算出する。 Ｋｆ(ｍｗ)＝{Ｋｆ(ｍ)＋Ｋｆ(ｗ)}／２ …(8)

【００７９】但し、式(4)〜(8)中、 ＰＩ(ｔ)：テレ(ｆ＝５８．２ｍｍ)での繰り出しＰＩ数 ＰＩ(ｍ)：ミドル(ｆ＝４８．３ｍｍ)での繰り出しＰＩ
数 ＰＩ(ｗ)：ワイド(ｆ＝３９．１ｍｍ)での繰り出しＰＩ
数 ＴＳ(ｔ)：テレでの測定温度 ＴＳ(ｍ)：ミドルでの測定温度 ＴＳ(ｗ)：ワイドでの測定温度 である。

【００８０】通常、カメラの最終組立工程での調整・測
定は、温度管理された部屋の中で行われるが、温度変化
によるレンズバック変動が大きいと、更に厳しい温度条
件が保たれた恒温室(決められた室温が維持された環境)
内で行われることになる。しかし、上記のようにカメラ
側の温度センサーＳＥ(鏡胴ＴＢ内に限らずカメラボデ
ィーＢＤ内に設けられたものでもよい)で測定された撮
影レンズの温度(センサーからの測温データ)を用いて、
入力する補正値Ｋｆを演算すれば、恒温室が不要とな
り、どんな環境でも高精度のピント位置調整(即ち、基
準繰り出し量を決定するレンズバック調整)が可能とな
る。

【００８１】以上説明したように第１の発明の温度補正
装置によれば、演算制御手段が、焦点距離検出手段で検
出された焦点距離及び前記温度測定手段で測定された温
度に基づいて、予め定められた複数の焦点距離ゾーンの
いずれに該当するかを特定し、特定された焦点距離ゾー
ンごとに予め設定された補正値を用いて補正演算を行
い、演算結果に基づいて、撮影レンズのフォーカシング
を制御するので、撮影レンズの温度変化によって変動す
る像点位置を、所定位置に正確に補正することができ
る。従って、焦点距離が変化しても温度変化による像点
位置の変動がその焦点位置に応じてきめ細かく補正さ
れ、ピント精度が向上する。

【００８２】

【００８３】

【００８４】第２の発明の温度補正装置によれば、更に
被写体距離も加えて、焦点距離と被写体距離情報とによ
って前記繰り出し量の補正演算が行われるため、より高
精度の補正が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例が用いられたカメラの概略
構造を示す断面図。

【図２】本発明の第１実施例に用いることができるズー
ムレンズのレンズ構成図。

【図３】本発明の第１実施例に採用することができる温
度センサーの他の取付構造を示す断面図。

【図４】本発明の第１実施例が用いられるカメラの温度
分布を検証するための温度測定位置を示す図。

【図５】図４に示すカメラを急冷したときのカメラボデ
ィー内部温度変化を示すグラフ。

【図６】図４に示すカメラを急冷したときの主レンズ系
温度変化を示すグラフ。

【図７】本発明の第１実施例に用いることができる鏡胴
が太陽光の照射を受けたときの鏡胴各部の温度変化を示
すグラフ。

【図８】本発明の第１実施例に用いることができる鏡胴
のうち、太陽光の照射を受けたときに温度変化の影響を
受けやすい領域を、鏡胴の断面構造で示す図。

【図９】本発明の第２実施例が用いられたカメラの概略
構成を示すブロック図。

【図１０】本発明の第２実施例における繰り出し量の算
出動作を示すフローチャート。

【図１１】本発明の第２実施例において温度及び焦点距
離とバック補正量との関係を示すグラフ。

【図１２】本発明の第２実施例において被写体距離，焦
点距離及び温度とバック補正量との関係を示すグラフ。

【図１３】本発明の第２実施例において基準繰り出し量
Ｋｆの算出動作のフローを示す図。

【符号の説明】

Ｇｒ１ …１群 Ｇｒ２ …２群 Ｇ１ …第１レンズ Ｇ２ …第２レンズ Ｇ３ …第３レンズ Ｇ４ …第４レンズ Ｓ …絞り(シャッター) １ …第１移動鏡胴 ２ …第２移動鏡胴 ３ …１群玉枠 ４ …２群玉枠 ５ …固定鏡胴 １０ …マイコン １２ …ＡＦモジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 末政 清滋 審判官 北川 清伸 審判官 柏崎 正男 (56)参考文献 特開 平４−235510（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−320206（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦点距離を変化させることにより結像倍
   率が可変である撮影レンズの温度変化によって変動する
   像点位置を所定位置に補正する撮影レンズの温度補正装
   置において、 前記撮影レンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段
   と、 温度測定手段と、 前記焦点距離検出手段で検出された焦点距離及び前記温
   度測定手段で測定された温度に基づいて、予め定められ
   た複数の焦点距離ゾーンのいずれに該当するかを特定
   し、特定された焦点距離ゾーンごとに予め設定された補
   正値を用いて前記撮影レンズの繰り出し量の補正演算を
   行い、演算結果に基づいて、前記像点位置の補正を行う
   演算制御手段と、 を備えたことを特徴とする温度補正装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記温度補正装置は、被写体ま
   での距離を検出する被写体距離測定手段を備え、 前記温度測定手段で測定された温度及び前記被写体距離
   検出手段で検出された被写体距離に基づいて、予め定め
   られた複数の被写体距離ゾーンのいずれに該当するかを
   特定し、特定された被写体距離ゾーンごとに予め設定さ
   れた補正値を用いて前記撮影レンズの繰り出し量の補正
   演算を行い、演算結果に基づいて、前記像点位置の補正
   を行う演算制御手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１記載の温度補正装
   置。
3. 【請求項３】 前記演算制御手段において、特定された
   焦点距離ゾーンでの演算を行う場合、さらに予め製造時
   に焦点距離ゾーンに対応して定められた基準繰り出し量
   の値にしたがって前記撮影レンズの繰り出し量の補正演
   算が行われることを特徴とする請求項１から２のいずれ
   かに記載の温度補正装置。