(57)【要約】【課題】  プラスチックレンズ等、温度変化による焦点距離の変化が大きいレンズを用いたカメラでの、レンズの焦点距離の調整の精度を向上する。【解決手段】  カメラ１０では、交換レンズ１に備えられた第１乃至第４のレンズ１９、２０、２１、２２がプラスチックで形成されている。この第１乃至第４のレンズ１９、２０、２１、２２の周囲には、燃料電池５が巻装されており、レンズ鏡筒２９の中の温度が燃料電池５の発電に伴う発熱により所定の範囲に維持される。これによって、第１乃至第４のレンズ１９、２０、２１、２２の焦点距離が所定の範囲に維持される。【選択図】  図３
2005338433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部に電源を供給する燃料電池を備えるカメラであって、
前記燃料電池をレンズの周囲に配置して、前記燃料電池の発電に伴う発熱で前記レンズの温度を所定の範囲に維持することを特徴とするカメラ。
【請求項２】
前記レンズの周囲の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出された温度が所定の範囲に入ると撮影動作を可能とする第１制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記レンズの周囲の温度を検出する温度検出手段と、
前記レンズをフォーカス駆動するフォーカス駆動手段と、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記フォーカス駆動手段による前記レンズの駆動範囲を切換える第２制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項４】
前記レンズと前記燃料電池を内蔵するレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒の中の温度を検出する内部温度検出手段と、
前記レンズ鏡筒の外の温度を検出する外部温度検出手段と、
前記駆動部に電源を供給する第２の電源と、
前記駆動部の電源の供給元を前記燃料電池と前記第２の電源との間で切替えることで、前記内部温度検出手段によって検出された温度と前記外部温度検出手段によって検出された温度との差を、前記レンズ鏡筒の中での結露を防止可能な所定値以下に維持する第３制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池で発電された電力によって駆動されるカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カメラの製造コストを低減するために、ガラスレンズに換えてプラスチックレンズが用いられている。このプラスチックレンズは、ガラスレンズと比して温度変化による焦点距離の変化が大きいので、プラスチックレンズを用いたカメラでは、レンズの温度変化に応じてピントのずれを補正する制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、レンズ鏡筒の中の温度を温度センサによって検出しているが、カメラボディの発熱や外気温度等の影響でレンズ鏡筒の中の温度は一定にはならないので、ズームレンズのようにレンズ系が複数のレンズで構成された場合、複数のレンズの温度を正確に検出することができない。このため、レンズの焦点距離を正確に調整できないという問題があった。
【特許文献１】特開平５−９３８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、プラスチックレンズ等、温度変化による焦点距離の変化が大きいレンズを用いたカメラでの、焦点距離の調整の精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載のカメラは、駆動部に電源を供給する燃料電池を備えるカメラであって、前記燃料電池をレンズの周囲に配置して、前記燃料電池の発電に伴う発熱で前記レンズの温度を所定の範囲に維持することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載のカメラでは、駆動部が、燃料電池から供給された電源で駆動される。ここで、燃料電池がレンズの周囲に配置されており、レンズの温度が燃料電池の発電に伴う発熱により所定の範囲に維持される。これによって、レンズの焦点距離を常に所定の範囲に維持することができる。また、燃料電池の排熱を利用することで、ヒータが不要となり、コストを低減できる。
【０００７】
請求項２に記載のカメラは、請求項１に記載のカメラであって、前記レンズの周囲の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出された温度が所定の範囲に入ると撮影動作を可能とする第１制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載のカメラでは、レンズの周囲の温度が所定の範囲に入ったことが温度検出手段によって検出されると、第１制御手段が、撮影動作を可能とする。これによって、撮影時には、レンズの焦点距離が必ず所定の範囲に入るので、ピンぼけのない画像を撮影することができる。
【０００９】
請求項３に記載のカメラは、請求項１に記載のカメラであって、前記レンズの周囲の温度を検出する温度検出手段と、前記レンズをフォーカス駆動するフォーカス駆動手段と、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて前記フォーカス駆動手段による前記レンズの駆動範囲を切替える第２制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
カメラの動作状況に応じて燃料電池の発電量が変化することに伴って燃料電池の発熱量が変化し、以ってレンズの周囲の温度が変化する。
【００１１】
このため、請求項３に記載のカメラでは、第２制御手段が、温度検出手段によって検出された温度に応じてフォーカス駆動手段によるレンズの駆動範囲を切替える。これによって、フォーカス駆動手段によるレンズのフォーカス駆動範囲を広げることなく、レンズの合焦点をサーチできるので、ピント合わせに要する時間を短縮できる。
【００１２】
請求項４に記載のカメラは、請求項１に記載のカメラであって、前記レンズと前記燃料電池を内蔵するレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の中の温度を検出する内部温度検出手段と、前記レンズ鏡筒の外の温度を検出する外部温度検出手段と、前記駆動部に電源を供給する第２の電源と、前記駆動部への電源の供給元を前記燃料電池と前記第２の電源との間で切替えることで、前記内部温度検出手段によって検出された温度と前記外部温度検出手段によって検出された温度との差を、前記レンズ鏡筒の中での結露を防止可能な所定値以下に維持する第３制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載のカメラでは、レンズと燃料電池が内蔵されたレンズ鏡筒の中の温度が内部温度検出手段によって検出され、レンズ鏡筒の外の温度が外部温度検出手段によって検出される。ここで、燃料電池の発熱によって高温となるレンズ鏡筒の中とレンズ鏡筒の外との温度差が大きくなると、レンズ鏡筒の中で結露が発生する。
【００１４】
このため、第３制御手段は、駆動部への電源の供給元を、燃料電池と第２の電源との間で切替えることで、レンズ鏡筒の中と外との温度差を、レンズ鏡筒の中での結露を防止可能な所定値以下に維持する。即ち、カメラが寒冷地で使用される際には、燃料電池の発熱によるレンズ鏡筒の中の温度上昇を抑制することで、レンズ鏡筒の中の暖気が外気により冷却されて起こる結露を防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は上記構成にしたので、プラスチックレンズ等、温度変化による焦点距離の変化が大きいレンズを用いたカメラでの、焦点距離の調整の精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
図１、図２に示すように、カメラ１０は、カメラボディ２と、このカメラボディ２に着脱自在とされた交換レンズ１とからなる。
【００１８】
交換レンズ１は、第１のレンズ群２１と、第２のレンズ群２２と、主光学系の光軸（以下、光軸という）Ｉと直交又は略直交する方向に駆動することによってブレを補正する第３のレンズ群（以下、ブレ補正レンズという）１９と、光軸Ｉと同一方向に移動することによって、図示しない結像面に被写体像を結ぶための焦点調整をする第４のレンズ群２０とからなる撮影レンズ系を備えている。
【００１９】
ブレ検出センサ１２は、水平方向及び垂直方向の振動を検出し、振動検出信号を出力するセンサである。ブレ検出センサ１２は、検出した振動検出信号をブレ検出処理系１３に出力する。
【００２０】
ブレ検出処理系１３は、ブレ検出センサ１２からの振動検出信号について所定の処理をするものである。ブレ検出処理系１３は、処理した振動検出信号をレンズ側ＣＰＵ３に出力する。
【００２１】
ブレ補正レンズ位置検出系１４は、ブレ補正レンズ１９の位置を検出し、検出した位置検出信号について所定の処理をするものである。
【００２２】
レンズ側ＣＰＵ３は、ブレ検出処理系１３及びブレ補正レンズ位置検出系１４の出力信号に基づいてブレ補正量を演算し、このブレ補正量に応じたブレ補正信号を出力したり、ブレ補正レンズ駆動系１５をフィードバック制御したり、このブレ補正レンズ駆動系１５の動作開始や停止を制御したり、レンズ側の温度センサ３４、ボディ側の温度センサ１８から出力された温度検出信号に基づいて、バッテリ切替えスイッチ８の切替を制御したり、センタロック駆動系１６、フォーカス駆動系１７等を制御したりする中央処理部である。
【００２３】
ブレ補正レンズ駆動系１５は、ブレ補正レンズ１９を駆動するためのものである。ブレ補正レンズ駆動系１５は、レンズ側ＣＰＵ３が出力するブレ補正信号に基づいて、ブレ補正レンズ１９を駆動する。
【００２４】
センタロック駆動系１６は、ブレ補正レンズ１９を固定するためのものである。センタロック駆動系１６は、例えば、撮影光学系全体の光軸Ｉとブレ補正レンズ１９の中心とが一致するように、このブレ補正レンズ１６をロックする。センタロック駆動系１６は、図示しないアクチュエータを備えている。
【００２５】
フォーカス駆動系１７は、第４のレンズ群２０を光軸Ｉ方向に駆動させて、フォーカシング動作をさせるものである。フォーカス駆動系１７は、図示しないフォーカスアクチュエータを備えている。
【００２６】
レンズ側に設けられた燃料電池５は、ブレ補正レンズ駆動系１５、センタロック駆動系１６、及びフォーカス駆動系１７やカメラボディ２側の各駆動部を駆動するための電源を供給するものである。図３に示すように、燃料電池５は、シート状で、第１乃至第４のレンズ１９、２０、２１、２２の周囲に巻装されている。なお、詳細は後述する。
【００２７】
バッテリ切替スイッチ８は、交換レンズ１及びカメラボディ２の各駆動部への電源の供給元を、レンズ側ＣＰＵ３が出力する切替え信号に基づいて、ボディ側バッテリ６とレンズ側の燃料電池５との間で切替えるスイッチである。
【００２８】
カメラボディ２は、ボディ側ＣＰＵ４と、交換レンズ１側に設けられた測光部２３、測距２４、シャッタ部２５、給送部２６及びチャージ部２７等に電源を供給するボディ側バッテリ６と、電源安定化手段７と、温度センサ１８、メモリ４０等を内蔵している。
【００２９】
電源安定化手段７は、シャッタ部２５及び給送部２６等の図示しないアクチュエータにボディ側バッテリ６が電源を供給した際に生じる変動に対して、安定した電源を供給するための手段である。電源安定化手段７は、測光部２３、測距部２４、シャッタ部２５、給送部２６及びチャージ部２７等の電気回路と接続されており、これらに安定した電源を供給している。また、電源安定化手段７は、ブレ検出センサ１２、ブレ検出処理系１３、ブレ補正レンズ位置検出系１４及びレンズ側ＣＰＵ等の電気回路に、信号系電源接点９を介して電源（信号系電源）を供給している。
【００３０】
なお、ボディ側バッテリー６を、燃料電池とし、カメラ１０の電源を全て燃料電池で構成しても良い。
【００３１】
温度センサ１８は、カメラボディ２内の温度を検出し、温度検出信号を出力するセンサである。温度検出センサ１８は、検出した温度検出信号をボディ側ＣＰＵ４に出力する。
【００３２】
ボディ側ＣＰＵ４は、測光部２３、測距部２４、シャッタ部２５、給送部２６と、チャージ部２７と、温度センサ１８と、通信用接点１０を介してレンズ側ＣＰＵ３とが接続されている。
【００３３】
メモリ４０には、種々のデータが記憶されている。メモリ４０に記憶されたデータの一例として、レンズの焦点距離の温度特性のパラメータテーブルが挙げられる。
【００３４】
交換レンズ１及びカメラボディ２には、信号系電源接点９と、通信用接点１１と、パワー系電源接点２８とが設けられている。
【００３５】
信号系電源接点９は、カメラボディ２側の電源安定化手段７と、交換レンズ１側のブレ検出センサ１２、ブレ検出処理系１３、ブレ補正レンズ位置検出系１４及びレンズ側ＣＰＵ３等の電気回路とを接続するための接点である。
【００３６】
通信用接点１１は、図１において簡略化して示しているが、ボディ側ＣＰＵ４からのフォーカス位置等の指令値や、カメラボディ２に関する種々の情報をレンズ側ＣＰＵ３に送信するための接点である。また、通信用接点１１は、交換レンズ側の種々の情報をボディ側ＣＰＵ４に送信するための接点である。
【００３７】
パワー系電源接点２８は、ボディ側バッテリ６から供給された電源を交換レンズ１側に伝達するための接点である。パワー系電源接点２８は、バッテリ切替スイッチ８とボディ側バッテリ６とを接続すると共に、フォーカス駆動系１７とボディ側バッテリ６とを接続している。
【００３８】
次に、交換レンズ１の構造について説明する。
【００３９】
図３、図４に示すように、交換レンズ１は、レンズ鏡筒２９と、レンズ鏡筒２９の内壁の全域に張巡らされたシート状の燃料電池５と、燃料電池５の内側に設けられた熱伝導性が高い円筒体３０と、円筒体３０の内壁に支持部材３１を介して取付けられた第１乃至第４のレンズ１９、２０、２１、２２と、レンズ鏡筒２９の上側に設けられた燃料タンク３２と、レンズ鏡筒２９の下側に設けられた排水回収タンク３３と、を備える。
【００４０】
レンズ鏡筒２９には複数の空気孔２９Ａと、燃料タンク３２と燃料電池５を繋ぐ給液口２９Ｂと、排水回収タンク３３と燃料電池５を繋ぐ排水口２９Ｃが穿設されている。
【００４１】
図５に模式的に示すように、燃料電池５は、燃料極（酸化極）５Ａ、プロトン伝導膜５Ｂ、及び空気極（還元極）５Ｃが積層された構成となっており、燃料であるメタノール（ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ）と酸素（Ｏ2）との化学反応により電気を生成する。
【００４２】
図６に示すように、燃料極５Ａ、空気極５Ｃには触媒として白金（Ｐｔ）が含まれており、燃料極５Ａではアノード反応（ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋６Ｈ+＋６ｅ）により、メタノールが二酸化炭素（ＣＯ2）と電子（ｅ）と水素イオン（Ｈ+）に分解される。このとき、発生する電子により発電する。また、二酸化炭素は、燃料極５Ａから放出される。そして、水素イオンはプロトン伝導膜５Ｂ中を移動し、空気極でカソード反応（６Ｈ+＋６ｅ＋（３／２）Ｏ2→３Ｈ2Ｏ）により空気極５Ｃに供給された酸素と結び付いて水になり、空気極５Ｃから排出される。
【００４３】
このため、空気孔２９Ａは、燃料極５Ａ、空気極５Ｃからレンズ鏡筒２９の外壁まで延出し、給液口２９Ｂは、燃料タンク３２から燃料極５Ａまで延出し、また、排水口２９Ｃは、空気極５Ｃから排水回収タンク３３まで延出している。
【００４４】
ここで、本実施形態では、第１乃至第４のレンズ１９、２０、２１、２２はプラスチックで形成されているので、温度変化による焦点距離の変化が大きい。しかし、第１乃至第４のレンズ１９、２０、２１、２２（以下、レンズ１９〜２２という）は円筒形状になった燃料電池５の内側に納まっているので、レンズ１９〜２２の温度は、燃料電池５が発電している間は燃料電池５の発電に伴う発熱により所定の温度に維持される。これは、燃料電池５の発熱量が、単位面積当りの発電量に比例するためである。
【００４５】
以下、燃料電池５の動作方法について図７のフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
まず、カメラ１０の電源スイッチがオンになると本フローが開始され、ステップ１に進む。ステップ１では、燃料電池５の発電が開始される。そして、ステップ２に進む。
【００４７】
ステップ２では、交換レンズ１側に設けられた温度センサ３４によって検出されたレンズ鏡筒２９内の温度が所定の範囲Ａ（例えば２５〜４０°Ｃ）に入るまで否定判定が繰り返され、肯定されるとステップ３に進む。ステップ３では、レンズ側ＣＰＵ３が、ブレ補正レンズ駆動系１５、センタロック駆動系１６、及びフォーカス駆動系１７が動作可能とする。また、レンズ側ＣＰＵ３からボディ側ＣＰＵ４へ信号が送信され、ボディ側ＣＰＵ４が、測光部２３、測距部２４、シャッタ部２５、給送部２６、チャージ部２７が動作可能とする。そして、ステップ４に進む。
【００４８】
ステップ４では、温度センサ３４によって検出された温度が所定の温度範囲Ｂ（例えば、３５〜４０℃）に入っているか否かが判定され、肯定されるとステップ５へ、否定されるとステップ５´へ進む。ここで、レンズ１９〜２２のフォーカス制御は、所定の温度範囲Ｂでのレンズの焦点距離に合わせて行われるが、カメラ１０の動作状況によっては燃料電池５の発電量が少なくなり、これに伴う発熱量の減少によってレンズ鏡筒２９内の温度が所定の温度範囲Ｂまで上昇しないことがある。このため、ステップ５´では、温度センサ３４によって検出された温度でのレンズ１９〜２２の焦点距離を、メモリ４０に記憶されたレンズ１９〜２２の焦点距離の温度特性のパラメータテーブルから読み出し、そして、レンズのフォーカス駆動範囲を温度センサ３４によって検出された温度に応じて切替える。これにより、レンズのフォーカス駆動範囲を広げることなく、レンズのピントの合焦点をサーチできるので、ピント合わせに要する時間を短縮できる。
【００４９】
そして、ステップ５では、ボディ側の温度センサ１８とレンズ側の温度センサ３４によって検出された温度の差が所定値（例えば２０℃）以上あるか否かが判定され、肯定されるとステップ６へ進み、否定されると本フローを終了する。
【００５０】
ステップ６では、バッテリ切替スイッチ８を作動して燃料電池５の発電を停止し、各駆動部の電源供給元を、ボディ側バッテリ６に切替える。即ち、燃料電池５の発熱により高温となったレンズ鏡筒２９の中と外との温度差が大きくなると、レンズ鏡筒２９の中の空気が外気によって冷却されて結露してしまうので、これを防止するために、外気温度が低い時には、レンズ鏡筒２９の中の温度上昇を抑制する。
【００５１】
以上、説明したように、本発明によると、レンズ鏡筒２９内の温度を、外気の温度に関わらず所定の温度範囲に維持することができ、レンズ１９、２０、２１、２２の焦点距離の変化を抑制できる。
【００５２】
なお、本実施形態では、本発明を、交換レンズ１がカメラボディ２に着脱自在とされたカメラ１０を例に取って説明したが、これに限らず、図８、図９に示すような鎮胴式のレンズ１０２を備えるカメラ１００についても適用可能である。この場合、図９（Ａ）に示すように、レンズ１０２がボディ１０４から前進した時だけではなく、図９（Ｂ）に示すように、レンズ１０２がボディ１０４に鎮胴した状態でも、燃料電池５への酸素、二酸化炭素の出入を可能とするために、レンズ鏡筒１０６の前面１０６Ａにも空気孔１０６Ｂを形成する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態のカメラを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態のカメラの概略を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態のカメラの交換レンズを示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態のカメラの交換レンズを示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態のカメラの燃料電池を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態のカメラの燃料電池の発電原理を示す図である。
【図７】本発明の実施形態のカメラの燃料電池の動作方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態のカメラの変形例を示す斜視図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施形態のカメラの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
３    レンズ側ＣＰＵ（第１制御手段、第２制御手段、第３制御手段）
４    ボディ側ＣＰＵ（第１制御手段、第２制御手段、第３制御手段）
５    燃料電池
６    ボディ側バッテリ（第２の電源）
１０    カメラ
１８    温度センサ（温度検出手段、内部温度検出手段）
１９    第１のレンズ（レンズ）
２０    第２のレンズ（レンズ）
２１    第３のレンズ（レンズ）
２２    第４のレンズ（レンズ）
２９    レンズ鏡筒
３４    温度センサ（外部温度検出手段）
【図１】
2005338433.tif 000003
【図２】
2005338433.tif 000004
【図３】
2005338433.tif 000005
【図４】
2005338433.tif 000006
【図５】
2005338433.tif 000007
【図６】
2005338433.tif 000008
【図７】
2005338433.tif 000009
【図８】
2005338433.tif 000010
【図９】
2005338433.tif 000011