(57)【要約】【課題】  本発明は、例えば、レンズの温度の推定に有利なレンズ装置を提供することを目的とする。【解決手段】  レンズ装置は、前記レンズ装置の互いに異なる複数の位置での温度を検出する検出部と、前記検出部による検出結果と、該検出結果を得た時刻とに基づいて、単位時間あたりの温度の変化量を得、該変化量に基づいて、前記レンズ装置内のレンズの温度を推定する処理部と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2020086229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ装置であって、
前記レンズ装置の互いに異なる複数の位置での温度を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果と、該検出結果を得た時刻とに基づいて、単位時間あたりの温度の変化量を得、該変化量に基づいて、前記レンズ装置内のレンズの温度を推定する処理部と、
を有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記レンズ装置の外部または外周面の温度としての第１温度を検出する第１検出部と、前記レンズ装置の内部の温度としての第２温度を検出する第２検出部とを含み、
前記処理部は、単位時間あたりの前記第１温度の変化量としての第１温度変化率と、単位時間あたりの前記第２温度の変化量としての第２温度変化率とを得、前記第１温度変化率と前記第２温度変化率とに基づいて、前記レンズの温度を推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
単位時間あたりの前記レンズの温度の変化量としてのレンズ温度変化率と前記第２温度変化率との差を、前記第１温度変化率で規格化して得られた補正係数を時間の関数として記憶する記憶部を有し、
前記処理部は、前記第１温度変化率と前記第２温度変化率と前記補正係数とに基づいて、前記レンズの温度を推定する、
ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記第１温度変化率の大きさごとに、前記補正係数を記憶し、
前記処理部は、前記第１温度変化率の大きさに対応する前記補正係数に基づいて、前記レンズの温度を推定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記第２検出部は、前記レンズ装置内の複数の箇所での温度をそれぞれ検出する複数の温度検出部を含み、
前記記憶部は、前記補正係数を、前記複数の箇所での温度に基づく補正係数として、記憶し、
前記処理部は、前記第１温度変化率と、前記複数の温度検出部それぞれに関する前記第２温度変化率と、前記複数の箇所での温度に基づく補正係数とに基づいて、前記レンズの温度を推定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記レンズ装置のピントのずれを補正するためのレンズ群を有し、
前記処理部は、前記レンズの温度の推定結果に基づいて、前記レンズ群の駆動量を得る、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項７】
レンズ装置内のレンズの温度を推定する方法であって、
前記レンズ装置の互いに異なる複数の位置での温度を検出し、
前記温度の検出結果と、該検出結果を得た時刻とに基づいて、単位時間あたりの温度変化量を得、該変化量に基づいて、前記レンズ装置内のレンズの温度を推定する、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記温度の検出は、前記レンズ装置の外部または外周面の温度としての第１温度の検出と、前記レンズ装置の内部の温度としての第２温度の検出とを含み、
単位時間あたりの前記第１温度の変化量としての第１温度変化率と、単位時間あたりの前記第２温度の変化量としての第２温度変化率とを得、前記第１温度変化率と前記第２温度変化率とに基づいて、前記レンズの温度を推定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
単位時間あたりの前記レンズの温度の変化量としてのレンズ温度変化率と前記第２温度変化率との差を、前記第１温度変化率で規格化して得られた温度補正係数を時間の関数として記憶し、
前記第１温度変化率と前記第２温度変化率と前記温度補正係数とに基づいて、前記レンズの温度を推定する、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１温度変化率の大きさごとに前記補正係数を記憶し、
前記第１温度変化率の大きさに対応する前記補正係数に基づいて、前記レンズの温度を推定する、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２温度の検出は、前記レンズ装置内の複数の箇所での温度をそれぞれ検出する検出を含み、
前記補正係数は、前記複数の箇所での温度に基づく補正係数を含み、
前記第１温度変化率と、前記複数の箇所それぞれに関する前記第２温度変化率と、前記複数の箇所での温度に基づく補正係数とに基づいて、前記レンズの温度を推定する、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
請求項９ないし請求項１１のうちいずれか１項に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置、およびレンズ装置内のレンズの温度を推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温度変化によるレンズの膨張または収縮が、レンズ装置にピントずれを生じさせる一因であることが知られている。放送用ズームレンズは、ピントずれを補正するためのいわゆるフランジバック調整機構を有しており、使用するカメラに応じて前記フランジバック調整機構を微調整することにより、適切なピントを保持することができる。また、温度変化に対するピントずれの比（敏感度）の大きいレンズの温度を把握し、当該温度報に基づいてピントずれ量を算出し、当該ピントずれ量に基づいてフランジバック調整機構を制御すれば、ピントずれを補正することができる。
【０００３】
特許文献１は、温度を推定する対象のレンズとは同じ比熱および質量を有する部材を鏡筒の外部に設置し、当該部材の温度と、鏡筒の別の箇所での温度との差に基づいてレンズの温度を推定することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１８／０４２７５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１における推定は、外気温が上下変動を繰り返すような場合に、部材間の温度伝達に時間的な遅れが生じうるところ、推定のために部材間の温度の差のみを用いているため、不正確となりうる。よって、当該推定に基づくピントずれの補正も不正確となりうる。
【０００６】
本発明は、例えば、レンズの温度の推定に有利なレンズ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のレンズ装置は、前記レンズ装置の互いに異なる複数の位置での温度を検出する検出部と、前記検出部による検出結果と、該検出結果を得た時刻とに基づいて、単位時間あたりの温度の変化量を得、該変化量に基づいて、前記レンズ装置内のレンズの温度を推定する処理部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、レンズの温度の推定に有利なレンズ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１におけるレンズ装置の構成例
【図２】実施例１におけるピントずれ補正までのデータ授受のフロー
【図３】実施例１におけるピントずれ補正処理フロー
【図４】実施例２におけるレンズ装置の構成例
【図５】実施例２におけるピントずれ補正処理フロー
【図６】実施例３におけるレンズ装置の構成例
【図７】実施例３における近似係数Ｃｉのエリア分け例
【図８】実施例３におけるピントずれ補正処理フロー
【図９】実施例５におけるレンズ装置の構成例
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】
以下に、本発明のレンズ装置およびレンズ装置内のレンズの温度を推定する方法の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に関わる基本的なレンズ装置１０１の構成例を示したものである。なお、実施例１ではレンズが撮像装置に対して着脱可能な構成を例示して説明するが、レンズが撮像装置と一体となった構成であっても良い。
【００１２】
レンズ装置１０１は複数のレンズ群１０２と、レンズ群１０２を収容する鏡筒１０３と、温度検出部１０４と、制御部１０５と、記憶部１０６と、モータ１０７と、を有している。レンズ群１０２は、フォーカスレンズ１０２ａと、バリエータレンズ１０２ｂと、コンペンセータレンズ１０２ｃと、リレーレンズ１０２ｄと、を備える。フォーカスレンズ１０２ａは被写体にピント合わせを行うレンズである。バリエータレンズ１０２ｂは焦点距離を変えるレンズである。また、コンペンセータレンズ１０２ｃは、バリエータレンズ１０２ｂと連動して焦点距離の変更によるピントずれを補正するレンズである。リレーレンズ１０２ｄはレンズ群１０２の最後部にあり、撮像面に結像させるためのレンズである。レンズ装置１０１が多様な撮像装置に接続する場合、撮像装置によってバックフォーカスが変わってしまうため、リレーレンズ１０２ｄを光軸方向に移動して撮像面までの距離を調整し、撮影前に、適切にピントが合う位置にフランジバックの初期調整を行う。調整時、モータ１０７の回転力を不図示のカム機構によってリレーレンズ１０２ｄの直進移動へ変換しても良く、外部操作によって手動で移動できる機構としても良い。
【００１３】
本実施例において、温度変化によるピントずれを補正する方法を説明する。レンズ装置１０１周囲の環境温度が変化した場合、レンズ装置１０１を構成する各部材間の熱伝導、熱輻射、あるいは熱対流などによってレンズ群１０２や支持部材に熱が伝達され、レンズ群１０２や支持部材の温度が変化する。温度変化に要する時間は部材の材質や、熱源からの距離などによって異なり、部材間で温度差が生じることが一般的に知られている。本実施例においては、周囲の環境温度変化に対して、レンズ装置１０１の内側に位置するレンズは、一定時間遅れて影響を受けることになる。ピントずれ量を把握するためには、レンズに直接温度センサを取りつけて随時温度測定することが望ましい。しかし、通常レンズは光路上に設置されるため、温度センサを光路上の影とならない箇所に設置する必要があり、直接レンズに温度センサを取りつけて測定することは困難である。更に、直接レンズ温度を測定しても、レンズ装置１０１の複雑化や大型化につながり、必ずしも容易ではない。そこで、レンズと離れた位置に温度検出部１０４を設置し、取得した温度情報を基にレンズの温度を推定し、推定した温度に基づいてピントずれを補正する。ここで、レンズ群１０２中の複数のレンズにおいて、温度を推定する対象とするレンズを、対象レンズ１１０とする。本実施例では、対象レンズ１１０は一つとして説明するが、この限りではなく、複数の対象レンズ１１０を温度の推定対象としてもよい。対象レンズ１１０が複数ある場合、それぞれのレンズでピントずれ補正量を算出し、ピントずれ敏感度の大きさ等によって加重平均して、合計のピントずれ補正量を算出することが可能となるため、ピントずれ補正精度は高くなる。更に、対象レンズ１１０は、レンズ群１０２において、温度変化に対するピントずれ敏感度の大きいレンズを選ぶと、ピントずれ補正時の対象レンズ１１０の移動量を少なくできる。
【００１４】
レンズ装置１０１に電源が供給されると、温度検出部１０４は、設置箇所の温度と時刻のデータを一定時間毎に取得し、データを制御部１０５に伝える。温度データの取得間隔Δｔが短いほど、レンズ装置１０１周囲の微小な温度変化を捉えることができるため、正確な温度推定が可能となる。更に、温度検出部１０４はレンズ装置１０１に電源が供給されていない間も常にデータを取得することで、撮影時以外も対象レンズ１１０の温度推定を行い、撮影時に的確なピントずれ補正が可能となる。
【００１５】
本実施例では、外気あるいは外気に近い１箇所以上の箇所の温度（第１温度）を検出する温度検出部（第１検出部）１０４ａと、対象レンズ１１０に対して、位置や温度変化率（温度の時間微分値）が近い箇所を検出する温度検出部（第２検出部）１０４ｂを１箇所以上に設置する。温度検出部１０４ａは、レンズ装置の外気温またはレンズ装置の外周面あるいはその近傍の温度を測定できる場所に設置される。なお、温度検出部１０４は２箇所以上あれば良く、温度検出部１０４ｂの数を増やすと、複数の対象レンズ１１０の温度推定の精度を向上させることが可能となる。
【００１６】
図２は、温度検出部１０４と制御部１０５と記憶部１０６に着目した、ピントずれ補正までのデータ授受のフローを示す。記憶部１０６は、測定値記憶部１０６ａと係数記憶部１０６ｂと関係記憶部１０６ｄと初期値記憶部１０６ｃと微分値記憶部１０６ｅとを含む。測定値記憶部１０６ａは制御部１０５から時刻ｔにおける温度Ｔ（ｔ）と時刻ｔを受け取り、記憶する。係数記憶部１０６ｂは予め、温度検出部１０４と対象レンズ１１０の温度特性を把握しておき、記憶する。この温度特性を温度補正係数ｋ（ｔ）として表す。関係記憶部１０６ｄは、対象レンズ１１０の温度とピントずれ量の関係を記憶する。
【００１７】
ここで、温度特性である温度補正係数ｋ（ｔ）について説明する。温度補正係数ｋ（ｔ）は事前に実験や数値解析等によって取得し、係数記憶部１０６ｂに記憶する。レンズ装置１０１を十分に長時間に渡って停止させ、レンズ装置１０１を構成する部材の温度を定常状態にする。レンズ装置１０１と外気の温度が同じ状態（時刻ｔ＝０）から外気温を一定の温度変化率（単位時間あたりの温度変化量、第１温度変化率）αで温度変化させた時、経過時間ｔにおける温度検出部１０４ｂ設置箇所で検出された温度（第２温度）の温度変化率（第２温度変化率）β（ｔ）と、対象レンズ１１０の温度変化率（レンズ温度変化率）γ（ｔ）を時間の関数として表す。温度検出部１０４ｂ設置箇所の温度変化率β（ｔ）と対象レンズ１１０の温度変化率γ（ｔ）の時間推移を外気温の温度変化率αで規格化した係数を温度補正係数ｋ（ｔ）と定義し、式（１）のように表す。また、多様な外気温の温度変化率αに対して温度補正係数ｋ（ｔ）の精度を高めるため、温度補正係数ｋ（ｔ）を、外気温の温度変化率αの条件を変えて、複数通り作成しても良い。また、計算負荷削減のため、温度補正係数ｋ（ｔ）を、テーブルとして保持して読み出すように構成しても良い。
【数１】
2020086229.tif 000003
【００１８】
次に、実環境で対象レンズ１１０の温度を算出する手順を説明する。適切にピントが合う位置にリレーレンズ１０２ｄを移動し、フランジバックの初期調整を行う。この時の温度を初期値とし、初期値記憶部１０６ｃに記憶する。制御部１０５は温度検出部１０４ａと温度検出部１０４ｂで取得した（検出した）、現在の温度と時刻の情報（検出結果）を測定値記憶部１０６ａに記憶する。測定値記憶部１０６ａに記憶された、過去から現在に至るまでの温度と時刻データを呼び出し、制御部１０５において随時温度の時間微分値を算出し、微分値記憶部１０６ｅに記憶していく。ここで算出した温度の時間微分値は、実環境では時間推移とともに随時変動する。温度データの取得間隔Δｔが小さい場合、温度の時間微分値の算出時に、現在の温度と直前の温度を用いて勾配を算出すると、誤差が大きくなる可能性がある。この誤差を小さくするために、温度データがある一定数蓄積されてから温度の時間微分値を近似して算出しても良い。温度検出部１０４ａの設置箇所における、時刻ｔにおける温度変化率をαｍ（ｔ）とし、温度検出部１０４ｂ設置箇所における、時刻ｔにおける温度変化率をβｍ（ｔ）とする。この温度の時間微分値と、係数記憶部１０６ｂに記憶されている温度補正係数ｋ（ｔ）と、初期値記憶部１０６ｃに記憶されている温度の初期値と、を用いて、制御部１０５において積分演算を実施する。任意の時刻ｔにおける対象レンズ１１０の温度Ｔ（ｔ）を温度の初期値をＴ０として、式（２）によって算出することができる。
【数２】
2020086229.tif 000004
【００１９】
温度検出部１０４ｂ設置箇所の温度変化率βｍ（ｔ）に対して、外気温の温度変化率αｍ（ｔ）に応じた温度補正係数ｋ（ｔ）を用いることで、精度の高い温度推定が可能となる。また、算出した任意の時刻ｔにおける対象レンズ１１０の温度を初期値記憶部１０６ｃに記憶する。外気温の温度変化率αｍ（ｔ）が途中で大きく変わった場合は、誤差を小さくするために、変化する前後の温度変化率αｍ（ｔ）の差分値を、式（２）におけるαｍ（ｔ）の箇所に使用しても良い。
【００２０】
以上の構成において、制御部１０５は、温度検出部１０４から現在の温度と時刻を受け取る。更に、制御部１０５（処理部）は、測定値記憶部１０６ａから過去から現在に至るまでの温度と時刻を、記憶部１０６ｂから上記温度補正係数ｋ（ｔ）を、微分値記憶部１０６ｅから温度の時間微分値を、初期値記憶部１０６ｃから積分結果を受け取り、対象レンズ１１０の温度を算出する。算出した対象レンズ１１０の温度と、記憶部１０６ｄに記憶された対象レンズ１１０の温度とピントずれ量の関係に基づいて、温度変化に起因するピントズレ補正量（駆動量）を制御部１０５で算出する。モータ１０７は制御部１０５の指示に基づいて、ピントずれ補正量分リレーレンズ１０２ｄを駆動して、ピントずれを補正する。また、算出したピントずれの総移動量が小さく、実写時に画像上でピントずれが確認できない間は、フランジバック調整を行わなくても良い。例えば、最後にフランジバック調整を行った状態から、レンズ装置１０１の焦点深度よりも大きなピントずれが生じた場合のみフランジバック調整を行っても良い。
【００２１】
また、温度変化によるピントずれを意図的に補正せずにレンズ装置１０１を使用する可能性も考えられるため、ピントずれ補正の有無をユーザーが任意に選択できる入力部１０８を備えても良い。入力部１０８の入力に応じて制御部１０５がピントずれ補正の有無を切り替える。レンズ装置１０１の使用環境をユーザーが認知しやすくするために、温度検出部１０４設置箇所の現在温度や、温度の時間微分値、推定した対象レンズ１１０の温度、ピントずれ補正量を記憶部１０６から読み出し、表示するディスプレイ１０９を備えても良い。
【００２２】
以下、図３を参照しながら、温度補正係数ｋ（ｔ）と、温度検出部１０４によって計測された温度に基づいて、任意の時刻ｔにおける対象レンズ１１０の温度を推定し、フランジバック調整する機能を説明する。ステップＳ０１において、適切にピントが合う位置にリレーレンズ１０２ｄを移動し、フランジバックの初期調整を行う。測定開始前、レンズ装置１０１は十分に長い時間に渡って停止状態であり、レンズ装置１０１内部の部材温度は一定で安定している状態とする。ステップＳ０２において、レンズ装置１０１を十分に長い時間に渡って停止させた後に、温度検出部１０４によって温度を一定間隔で取得する。ステップＳ０３で同一箇所の温度が一定（所定の範囲内）であることを確認する。この時の温度を初期値とし、ステップＳ０４で初期値記憶部１０６ｃに記憶する。
【００２３】
温度検出部１０４ａと温度検出部１０４ｂによって計測される温度をそれぞれＴ１０４ａ、Ｔ１０４ｂとし、ステップＳ０５において、計測された温度と時刻を随時記憶部１０６ａに記憶していく。ステップＳ０６において、取得した温度と時刻が制御部１０５に受け渡され、温度の時間微分値を算出する。この温度の時間微分値と、記憶部１０６ｂに記憶されている温度補正係数ｋ（ｔ）と、初期値記憶部１０６ｃに記憶されている前回までの算出結果と、を用いて、ステップＳ０７において積分演算を実施する。任意の時刻ｔにおける対象レンズ１１０の温度Ｔ（ｔ）を式（２）によって算出することができる。以上のように、温度検出部１０４ｂ設置箇所の温度変化率βｍ（ｔ）に対して、外気温の温度変化率αｍ（ｔ）に応じた温度補正係数ｋ（ｔ）を用いることで、精度の高い温度推定が可能となる。また、算出した任意の時刻ｔにおける対象レンズ１１０の温度Ｔ（ｔ）を初期値記憶部１０６ｃに記憶する。
【００２４】
ステップＳ０８において、初期値記憶部１０６ｃに記憶されている対象レンズ１１０の温度情報と、記憶部１０６ｄに記憶されているピントずれ量の関係を読み出し、ピントずれ補正量を算出する。対象レンズ１１０が複数ある場合は、それぞれのレンズでピントずれ補正量を算出し、ピントずれ敏感度の大きさを加味して、合計のピントずれ補正量を算出する。ステップＳ０９において、制御部１０５の指示によりモータ１０７を駆動して、リレーレンズ１０２ｄをピントずれ補正量分だけ移動させることで、ピントずれ補正を行う。温度データの取得間隔Δｔ毎にステップＳ０５からＳ０９の処理が実行される。
【００２５】
以上の処理により、本実施例では、温度変化に対するピントずれ敏感度の高いレンズ温度を随時的確に把握し、ピントずれ量を算出することで、適切なピントずれ補正が可能となる。
【実施例２】
【００２６】
以下に、図４を参照して、本発明の第２の実施例による、レンズ装置２０１について説明する。ここで言及しない事項は、第１の実施例と同様であり、説明を割愛する。
【００２７】
第２の実施例によるレンズ装置２０１では、レンズ装置１０１に加えて、外気温の温度変化率が途中で変わったことを検知する変動検知手段２０２を備える。多様な外気温の温度変化率αに対して温度補正係数ｋ（ｔ）の精度を高めるため、外気温の温度変化率αの条件を変えて、温度補正係数ｋ（ｔ）を複数通り作成する。レンズ装置２０１の使用環境における外気温の温度変化率の大きさに応じてエリア分けを行い、実写時の外気温の温度変化率が含まれるエリアに応じて温度補正係数ｋ（ｔ）を変更する。
【００２８】
微分値記憶部１０６ｅには、レンズ装置２０１の電源を入れたとき（ｔ＝０）から経過時間ｔに至るまでの温度の時間微分値のデータが記憶されている。変動検知手段２０２は、直前の温度変化率と現在の温度変化率との差を算出し、この差がある特定の値を超えたタイミングで外気温の温度変化率が変わったことを検知する。変動検知手段２０２によって温度変化率の変動を検知すると、温度補正係数ｋ（ｔ）を現在の外気温の温度変化率αｍ（ｔ）に適した係数に変更し、積分区間を更新して積分演算を行う。この時、対象レンズ１１０の直前の温度推定結果を積分演算の初期値（Ｔ０）として用いる。また、現在の積分区間の初期値をτｉとし、更新する前の積分区間の初期値をτｉ−１とする。温度補正係数ｋ（ｔ−τ）とすることで、外気温の温度変化率αｍ（ｔ）が変わった時刻ｔ＝τｉに温度補正係数ｋ（０）となり、外気温の温度変化率αｍ（ｔ）が変化し始めてからの変動を精度よく追跡することができる。任意の時刻ｔにおける対象レンズ１１０の温度Ｔ（ｔ）を式（３）によって算出することができる。
【数３】
2020086229.tif 000005
【００２９】
以下、図５を参照しながら、上記変動検知手段２０２と、上記温度補正係数ｋ（ｔ）と、温度検出部１０４によって計測された温度に基づいて、任意の時刻ｔにおける対象レンズ１１０の温度を推定し、フランジバック調整する機能を説明する。
【００３０】
ステップＳ２０１からＳ２０６までは図３で説明した第１の実施例と同様なので、説明を割愛する。
ステップＳ２０７において、変動検知手段２０２は微分値記憶部１０６ｅから温度の時間微分値を受け取り、過去の温度変化率と現在の温度変化率との差を算出し、この差がある特定の値を超えたタイミングで外気温の温度変化率が変わったことを検知する。変動検知手段２０２によって温度変化率の変動を検知すると、ステップＳ２０８において現在の外気温の温度変化率αｍ（ｔ）に適した温度補正係数ｋ（ｔ）に変更する。更に、式（３）においてｉ＝ｉ＋１とし、積分区間を更新する。ステップＳ２０９において、変更した温度補正係数ｋ（ｔ）を用いて積分演算を行い、対象レンズ１１０の温度を算出する。ステップＳ２１０とＳ２１１の処理は第１の実施例と同様であり、説明を割愛する。
【００３１】
本実施例では、外気温の温度変化率の変動を随時的確に反映することにより、外気温の温度変化率が大きく変動する場合に、精度の良い温度推定を可能にする。
【実施例３】
【００３２】
以下に、図６を参照し、本発明の第３の実施例による、レンズ装置３０１について説明する。ここで言及しない事項は、第１、２の実施例と同様であり、説明を割愛する。
【００３３】
本実施例では、複数の温度検出部１０４ｃがある場合について説明する。更に、制御部１０５の機能に加えて、複数の温度検出部１０４ｃからの測定結果を基に、近似温度変化率を算出して対象レンズ１１０の温度を補間して算出する制御部３０２を有する。
【００３４】
外気あるいは外気に近い温度を測定できる温度検出部１０４ａと、対象レンズ１１０と近い箇所を検出する温度検出部１０４ｂと、レンズ装置３０１内部の熱が伝わるまでに時間がかかる箇所の温度を測定できる温度検出部１０４ｃと、に設置する。ここで、温度検出部１０４ｃは複数構成され、レンズ装置３０１内部の温度伝達を把握する。その際、それぞれの温度検出部１０４ｃは、他の温度検出部１０４ｃと、温度変化率の時間推移の相関性が低い箇所に設置することが望ましい。温度検出部１０４ｃの数を増やし、多様な温度変化率の時間推移のデータを取得することで、レンズ装置３０１内部の温度伝達を的確に把握することができ、複数の対象レンズ１１０の温度を推定することができる。温度変化によるピントずれ敏感度の高いレンズが複数ある場合、複数の対象レンズ１１０の温度を把握することで、ピントずれ補正の精度を高めることができる。
【００３５】
本実施例では、予め温度検出部１０４ｂと温度検出部１０４ｃ設置箇所毎（ｉ＝１，２，…）に温度変化率βｉ（ｔ）を算出する。複数箇所の温度変化率βｉ（ｔ）を用いて、時刻ｔにおける対象レンズ１１０の温度変化率γ（ｔ）を近似するための近似温度変化率ε（ｔ）を作成する。近似温度変化率ε（ｔ）は式（４）で示される関数であり、最小二乗法等を用いて、近似温度変化率ε（ｔ）が温度変化率γ（ｔ）の近似曲線となるように、温度変化率βｉ（ｔ）に対応する近似係数Ｃｉを算出する。以上の構成により、式（５）で示される温度補正係数ｋｃ（ｔ）を算出する。
【００３６】
【数４】
2020086229.tif 000006
【数５】
2020086229.tif 000007
【００３７】
次に、上記温度補正係数ｋｃ（ｔ）を使って、実際にレンズ装置３０１を使用する環境において、対象レンズ１１０の温度を推定する方法を説明する。
温度検出部１０４ａ設置箇所の時刻ｔにおける温度変化率をαｍ（ｔ）、温度検出部１０４ｂと温度検出部１０４ｃ設置箇所の時刻ｔにおける温度変化率をβｍｉ（ｔ）とする。近似係数Ｃｉと温度変化率βｍｉ（ｔ）に基づいて算出する温度変化率の補正値を、近似温度変化率εｍ（ｔ）と定義し、式（６）のように表す。
【数６】
2020086229.tif 000008
【００３８】
温度補正係数ｋｃ（ｔ）と、近似温度変化率εｍ（ｔ）と、温度変化率αｍ（ｔ）を基に、時刻ｔにおける対象レンズ１１０の温度Ｔ（ｔ）を式（７）によって算出する。
【数７】
2020086229.tif 000009
【００３９】
近似温度変化率ε（ｔ）と対象レンズ１１０の温度変化率γ（ｔ）が良い一致を示す場合、式（７）において、
【数８】
2020086229.tif 000010
となり、計算負荷を減らすために、温度補正係数ｋｃ（ｔ）は無視しても良い。
【００４０】
以上の構成により、対象レンズ１１０の温度を算出する方法を説明する。制御部３０２は温度変化率αｍ（ｔ）に対応した近似係数Ｃｉを選択し、温度変化率βｍｉ（ｔ）と合わせて、式（６）より近似温度変化率εｍ（ｔ）を算出する。更に、制御部３０２は、式（５）で表す温度補正係数ｋｃ（ｔ）と、式（６）で表す近似温度変化率εｍ（ｔ）と、温度変化率αｍ（ｔ）を用いて、式（７）より対象レンズ１１０の温度を算出する。
【００４１】
実際には外気温の温度変化率αｍ（ｔ）は変動するため、多様な外気温の温度変化率αに対する近似温度変化率ε（ｔ）の近似精度を高めるために、外気温の温度変化率αの範囲をエリア化し、各エリアに相当する近似係数Ｃｉを用いる。この時、外気温の温度変化率αを変えて複数の条件下で近似係数Ｃｉを算出する。近似係数Ｃｉに関して例示して説明する。図７のように、温度変化率αが４５℃／ｈ、３５℃／ｈ、２５℃／ｈのように、予め温度変化率αを変えて、各近似係数Ｃｉを求めておく。例えば、現在の外気温の温度変化率αｍ（ｔ）が２２℃／ｈの時、エリアＣに該当し、αが２５℃／ｈの時に求めた近似係数Ｃ１，Ｃ、Ｃ２，Ｃを使用する。
【００４２】
以下、図８を参照しながら、上記温度補正係数ｋｃ（ｔ）と、温度検出部１０４によって計測された温度に基づいて、任意の時刻ｔにおける対象レンズ１１０の温度を推定し、フランジバック調整する機能を説明する。ステップＳ３０１からＳ３０６までは第１の実施例と同様であり、説明を割愛する。ステップＳ３０７で制御部１０５は温度変化率αｍ（ｔ）に対応した近似係数Ｃｉを選択し、温度変化率βｍｉ（ｔ）と合わせて、式（６）より近似温度変化率εｍ（ｔ）を算出する。ステップＳ３０８において、制御部１０５は、式（５）で表す温度補正係数ｋｃ（ｔ）と、式（６）で表す近似温度変化率εｍ（ｔ）と、温度変化率αｍ（ｔ）を用いて、式（７）より対象レンズ１１０の温度を算出する。ステップＳ３０９とＳ３１０の処理は第１の実施例と同様であり、説明を割愛する。
【００４３】
本実施例では、複数の温度検出部１０４から取得するデータを基に、使用する温度変化率を補間することにより、複数の対象レンズ１１０の温度推定を可能にする。
【実施例４】
【００４４】
以下に、本発明の第４の実施例による、レンズ装置４０１について説明する。ここで言及しない事項は、第１から３の実施例と同様であり、説明を割愛する。レンズ装置４０１では、レンズ装置３０１に加えて、変動検知手段２０２を有する。実施例２の式（３）における温度変化率βｍ（ｔ）を近似温度変化率εｍ（ｔ）とし、温度補正係数ｋ（ｔ）を温度補正係数ｋｃ（ｔ）へと置き換えた、式（８）を用いて対象レンズ１１０の温度を算出する。
【数９】
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【００４５】
温度変化率の変動を検知すると、前記温度補正係数ｋｃ（ｔ）を現在の外気温の温度変化率に適した温度補正係数ｋｃ（ｔ）に変更する。更にまた、外気温の温度変化率αｍ（ｔ）に対応する前記近似係数Ｃｉの値に切り替える。式（８）においてｉ＝ｉ＋１とし、積分区間を更新する。変更した温度補正係数ｋｃ（ｔ）を用いて積分演算を行い、対象レンズ１１０の温度を算出する。
【００４６】
本実施例では、外気温の温度変化率の変動を随時的確に反映することにより、外気温の温度変化率が大きく変動する場合に、精度の良い温度推定を可能にする。
【実施例５】
【００４７】
以下に、図９を用い、本発明の第５の実施例による、レンズ装置５０１について説明する。ここで言及しない事項は、第１から４の実施例と同様であり、説明を割愛する。
【００４８】
外気あるいは外気に近い箇所の温度を検出する温度検出部１０４ａを複数箇所に設置し、レンズ装置５０１表面近傍の温度を計測する。外気温を複数箇所で分散して計測することで、レンズ装置５０１内部への熱の伝わり方の変化に対応可能となる。なお、レンズ装置５０１における広範囲の状況を計測するため、温度検出部１０４ａ同士は離れた位置に設置することが望ましい。更に、複数の温度検出部１０４ａからの測定結果を基に、温度変化の偏りがある箇所に関して、対象レンズ１１０との距離や温度変化による影響のしやすさに応じた補正項によって、対象レンズ１１０の温度を算出する制御部５０２を有する。また、制御部５０２は、制御部１０５、制御部２０３、制御部３０２、制御部４０２のいずれかの機能に加えて、上記の温度変化の偏りを考慮した対象レンズ１１０温度の算出を行う。
【００４９】
以上の構成によって、温度を推定する方法について説明する。レンズ装置５０１表面近傍の複数箇所において計測した温度あるいは温度変化率を比較し、温度変化の部分的な偏りを検出する。レンズ装置５０１の表面近傍温度が一様でない場合、複数箇所に設置した温度検出部１０４ａから取得する温度データは異なる箇所がある。そこで、複数箇所に設置した温度検出部１０４ａから算出する外気温の温度変化率αｍ（ｔ）を基に、実施例１から実施例４のいずれかの方法を用いて、同一の対象レンズ１１０に対して複数通りの温度結果を算出する。温度変化の偏りがある箇所に関して、温度検出部１０４ａ設置箇所の対象レンズ１１０との距離や温度変化による影響のしやすさに応じた補正項によって、複数通りの温度結果から、精度の良い対象レンズ１１０の温度を算出する。
【００５０】
本実施例では、温度変化の偏りを温度推定の方法に反映することにより、太陽光やスポットライト等の熱源によりレンズ装置５０１の温度が一様に変化しない場合においても、対象レンズ１１０の精度の良い温度推定を可能にする。
【００５１】
上記では温度変化によるピントずれ補正に関して記載したが、単に一例として与えられたものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、上記構成を適宜変更することもできる。温度変化によりレンズの結像特性（倍率、歪曲、球面収差、非点収差、像面湾曲、またはその他の波面収差の少なくとも一つを含む）が変動した時、推定した温度を用いて補正してもよい。あるいはそれ以外の用途にも使用可能である。例えば、温度変化によるズーム位置の変動や絞り装置の開放径の変動を補正する際に、推定した温度を用いてもよい。また、推定した温度を結露の有無を判定する際に用いてもよい。
【００５２】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークまたは記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更、組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１  レンズ装置
１０２  レンズ群
１０２ａ  フォーカスレンズ
１０２ｂ  バリエータレンズ
１０２ｃ  コンペンセータレンズ
１０２ｄ  リレーレンズ
１０４、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ  温度検出部（検出部）
１０５、２０３、３０２、４０２、５０２  制御部（処理部）
１１０  対象レンズ
２０２  変動検知手段
【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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