JP2008145627A - Optical device - Google Patents

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Daisuke Fujiwara
大輔 藤原
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Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the power consumption and the brightness variation of a screen when moving a light shielding member other than diaphragm blades to perform pupil time-division AF. <P>SOLUTION: An optical device includes: diaphragm blades 62 and 63 which form a diaphragm aperture allowing a luminous flux to pass therethrough and are moved to change the size of the diaphragm aperture; a light shielding member 31a wherein a fixed aperture 31b allowing the luminous flux to pass therethrough is formed; and actuators 46, 47, 34, and 35 which move the light shielding member to a light shielding position for screening a part of the diaphragm aperture and a non light shielding position for not screening the diaphragm aperture. A control means controls the actuators so that an extent of movement between the non light shielding position and the light shielding position of the light shielding member is varied in accordance with the size of the diaphragm aperture. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、絞り開口を形成する絞り羽根とは別に設けられた遮光部材を移動させて、時系列的に焦点検出等に用いられる複数の像を形成する撮像装置等の光学機器に関する。   The present invention relates to an optical apparatus such as an image pickup apparatus that forms a plurality of images used for focus detection and the like in time series by moving a light shielding member provided separately from a diaphragm blade that forms a diaphragm aperture.

特許文献1には、撮像光学系の瞳位置又はその近くにて、絞り羽根とは別の遮光部材を移動させて時系列的に光束通過領域を移動させ、各領域からの光束により形成された複数の被写体像の位相差に基づいて、撮像光学系の焦点検出を行う技術が開示されている。このような焦点検出方法は、瞳時分割方式とも称され、該方式によるオートフォーカス(AF)は、瞳時分割方式AFと称される。   In Patent Document 1, the light beam passing area is moved in time series by moving a light shielding member different from the diaphragm blade at or near the pupil position of the imaging optical system, and formed by the light flux from each area. A technique for performing focus detection of an imaging optical system based on a phase difference between a plurality of subject images is disclosed. Such a focus detection method is also called a pupil time division method, and autofocus (AF) by this method is called a pupil time division method AF.

特許文献1の光学機器では、絞り羽根の近傍において、それぞれ固定開口を有する2枚の遮光板を交互に光路に対して出し入れすることで、時系列的に光束通過領域を移動させる。
特開平8−94923号公報(段落0021〜0029、図1等)
In the optical apparatus of Patent Document 1, in the vicinity of the diaphragm blades, two light shielding plates each having a fixed opening are alternately inserted into and removed from the optical path, thereby moving the light flux passage region in time series.
JP-A-8-94923 (paragraphs 0021 to 0029, FIG. 1, etc.)

しかしながら、上記特許文献1にて開示された光学機器では、絞りの開口径にかかわらず、遮光板を常に、絞りの開口径が小さい状態でも遮光できる位置まで移動させる。このため、遮光板を駆動するための電力消費上不利となる。   However, in the optical apparatus disclosed in Patent Document 1, the light shielding plate is always moved to a position where light can be shielded even when the aperture diameter of the aperture is small, regardless of the aperture diameter of the aperture. This is disadvantageous in terms of power consumption for driving the light shielding plate.

この問題に対して、時系列瞳分割方式AFを行う場合に常に絞りを開放状態とし、遮光板の移動量を小さくすることも可能である。しかし、この場合、特に動画撮像においては画面の明るさが不連続的に変化するという問題が生じる。   With respect to this problem, it is possible to always open the aperture when performing the time-series pupil division AF, and to reduce the amount of movement of the light shielding plate. However, in this case, particularly in moving image capturing, there arises a problem that the brightness of the screen changes discontinuously.

本発明は、絞り羽根とは別の遮光部材を移動させて瞳時分割AFを行う場合に、電力消費及び画面の明るさ変動を抑えることができるようにした光学機器を提供することを目的の1つとしている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical apparatus capable of suppressing power consumption and screen brightness fluctuation when performing a pupil time-division AF by moving a light shielding member different from a diaphragm blade. One.

本発明の一側面としての光学機器は、光束が通過する絞り開口を形成し、該絞り開口の大きさを変化させるように移動する絞り羽根と、該光束が通過する固定開口が形成された遮光部材と、該遮光部材を、絞り開口の一部を覆う遮光位置と絞り開口を覆わない非遮光位置とに移動させるアクチュエータとを有する。そして、絞り開口の大きさに応じて、遮光部材の非遮光位置と遮光位置との間での移動量が異なるようにアクチュエータを制御する制御手段を有することを特徴とする。   An optical apparatus according to an aspect of the present invention includes a diaphragm aperture that forms a diaphragm aperture through which a light beam passes, and a light shield that has a diaphragm blade that moves to change the size of the diaphragm aperture and a fixed aperture through which the light beam passes. A member, and an actuator that moves the light shielding member to a light shielding position that covers a part of the aperture opening and a non-light shielding position that does not cover the aperture opening. And it has the control means which controls an actuator so that the amount of movements between the non-light-shielding position and the light-shielding position of the light shielding member differs according to the size of the aperture opening.

なお、上記遮光部材を移動させて時系列的に形成された複数の像を光電変換することで、焦点検出を行う光学機器も本発明の他の側面を構成する。   Note that an optical device that performs focus detection by moving the light shielding member and photoelectrically converting a plurality of images formed in time series also constitutes another aspect of the present invention.

本発明では、絞り開口の大きさが大きい場合には、小さい場合に比べて遮光部材の移動量を小さくする。このため、常に遮光部材を小さい絞り開口に対応するよう大きく移動させる場合に比べて、電力消費量を少なくすることができる。しかも、焦点検出(AF)を行う際に、絞り開口の大きさを被写体輝度に応じて変化させることができるので、遮光部材の移動に伴う画面の明るさ変動を抑えることができる。   In the present invention, when the size of the aperture opening is large, the amount of movement of the light shielding member is made smaller than when the aperture is small. For this reason, it is possible to reduce the power consumption as compared with the case where the light shielding member is always largely moved so as to correspond to the small aperture opening. In addition, when performing focus detection (AF), the size of the aperture opening can be changed in accordance with the subject brightness, so that variations in screen brightness due to movement of the light shielding member can be suppressed.

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例であるビデオカメラ(光学機器)のレンズ鏡筒部における瞳分割ユニット及び光量調節ユニットの構造を示す断面図である。図1において、後述する撮像光学系の光軸Oよりも上側が垂直断面図を、光軸Oよりも下側が水平断面図を示している。図2は、上記レンズ鏡筒部の全体構造を示す断面図である。図3は、上記レンズ鏡筒の分解斜視図である。さらに、図4〜図6は、前側(被写体側又は物体側)から見た上記時系列瞳分割ユニットの正面図であり、図4は非遮光状態を、図5は下部遮光状態を、図6は上部遮光状態をそれぞれ示す。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a pupil division unit and a light amount adjustment unit in a lens barrel of a video camera (optical apparatus) that is an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an upper side of an optical axis O of an imaging optical system, which will be described later, is a vertical sectional view, and a lower side of the optical axis O is a horizontal sectional view. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the overall structure of the lens barrel. FIG. 3 is an exploded perspective view of the lens barrel. 4 to 6 are front views of the time-series pupil division unit as viewed from the front side (subject side or object side). FIG. 4 shows a non-light-shielded state, FIG. 5 shows a lower light-shielded state, and FIG. Indicates the upper shading state.

これらの図において、1は最も物体側に配置された第1レンズユニットである。2は光軸方向に移動して変倍を行う第2レンズユニットである。3は固定された第3レンズユニットである。4は光軸方向に移動して変倍時の像面変動の補正とフォーカシングを行う第4レンズユニットである。   In these drawings, reference numeral 1 denotes a first lens unit arranged on the most object side. Reference numeral 2 denotes a second lens unit that moves in the optical axis direction and performs zooming. Reference numeral 3 denotes a fixed third lens unit. Reference numeral 4 denotes a fourth lens unit that moves in the direction of the optical axis and corrects and focuses the image plane variation during zooming.

5は不図示のビデオカメラ本体に固定される後部枠である。6は第1レンズユニット1を保持する第1レンズ鏡筒である。7は第1レンズ鏡筒6をネジ8,9,10で固定する前部枠である。11は前部枠7と後部枠5との間に挟まれて保持されるシフトベースである。   Reference numeral 5 denotes a rear frame fixed to a video camera body (not shown). Reference numeral 6 denotes a first lens barrel that holds the first lens unit 1. Reference numeral 7 denotes a front frame for fixing the first lens barrel 6 with screws 8, 9 and 10. A shift base 11 is sandwiched and held between the front frame 7 and the rear frame 5.

12は第1の結合板金である。該第1の結合板金12は、その斜面部12aが前部枠7の突起7aに係合し、端面部12bが後部枠5の突起5aに係合することで、前部枠7をシフトベース11及び後部枠5に対して光軸方向に引き込むようにして結合させる。13は結合板金12を後部枠5に取り付けるためのネジである。   Reference numeral 12 denotes a first coupling sheet metal. The first coupling sheet metal 12 has a slope portion 12a engaged with the projection 7a of the front frame 7 and an end surface portion 12b engaged with the projection 5a of the rear frame 5, thereby shifting the front frame 7 to the shift base. 11 and the rear frame 5 so as to be drawn in the optical axis direction. Reference numeral 13 denotes a screw for attaching the coupling sheet metal 12 to the rear frame 5.

14は第2の結合板金である。該第2の結合板金14は、第1の結合板金12と同様にして前部枠7の不図示の突起と後部枠5の不図示の突起とに係合し、前部枠7をシフトベース11及び後部枠5に対して光軸方向に引き込むようにして結合させる。15は第2の結合板金14を後部枠5に取り付けるためのネジである。   Reference numeral 14 denotes a second coupling sheet metal. The second coupling sheet metal 14 is engaged with a projection (not shown) of the front frame 7 and a projection (not shown) of the rear frame 5 in the same manner as the first coupling sheet metal 12, and the front frame 7 is shifted to the shift base. 11 and the rear frame 5 so as to be drawn in the optical axis direction. Reference numeral 15 denotes a screw for attaching the second coupling sheet metal 14 to the rear frame 5.

16,17はガイドバーであり、その両端が後部枠5と第1レンズ鏡筒6とにより保持されて、光軸に平行に延びるよう固定される。   Reference numerals 16 and 17 denote guide bars, both ends of which are held by the rear frame 5 and the first lens barrel 6 and fixed so as to extend in parallel to the optical axis.

18は第2レンズユニット2を保持する第2レンズ鏡筒である。第2レンズ鏡筒18のスリーブ部18aは、ガイドバー16に光軸方向に移動可能に係合する。また、第2レンズ鏡筒18のU溝部18bは、ガイドバー17に係合する。これにより、第2レンズ鏡筒18は、ガイドバー16回りでの回転が阻止された状態で光軸方向に移動可能に保持される。   Reference numeral 18 denotes a second lens barrel that holds the second lens unit 2. The sleeve portion 18a of the second lens barrel 18 is engaged with the guide bar 16 so as to be movable in the optical axis direction. Further, the U groove portion 18 b of the second lens barrel 18 engages with the guide bar 17. As a result, the second lens barrel 18 is held movably in the optical axis direction while being prevented from rotating around the guide bar 16.

19はズームモータであり、ステッピングモータからなる駆動部19aと、該駆動部19aの出力軸である送りネジ部19bと、該駆動部19a及び送りネジ部19bを保持する保持板金19cとにより構成されている。20,21はズームモータ19の保持板金19cを前部枠7に固定するためのネジである。22は第2レンズ鏡筒18に取り付けられたラックであり、ラックバネ23によって第2レンズ鏡筒18に対して光軸方向に片寄せされている。ラック22は、光軸に平行な軸回りで回動可能である。   Reference numeral 19 denotes a zoom motor, which includes a drive unit 19a formed of a stepping motor, a feed screw unit 19b that is an output shaft of the drive unit 19a, and a holding metal plate 19c that holds the drive unit 19a and the feed screw unit 19b. ing. Reference numerals 20 and 21 denote screws for fixing the holding metal plate 19 c of the zoom motor 19 to the front frame 7. A rack 22 is attached to the second lens barrel 18 and is biased in the optical axis direction with respect to the second lens barrel 18 by a rack spring 23. The rack 22 is rotatable around an axis parallel to the optical axis.

ラック22のラック歯部22aは、ズームモータ19の送りネジ部19bに噛み合う。ラック22は、ズームモータ19(送りネジ部19b)の回転を光軸方向の駆動力に変換して第2レンズ鏡筒18に伝達する。   The rack tooth portion 22 a of the rack 22 meshes with the feed screw portion 19 b of the zoom motor 19. The rack 22 converts the rotation of the zoom motor 19 (feed screw portion 19b) into a driving force in the optical axis direction and transmits it to the second lens barrel 18.

24はフォトインタラプタであり、第2レンズ鏡筒18に形成された不図示の遮光部が投光素子と受光素子との間のスリット部24aに入っている状態と入っていない状態との切り換わりを検出する。フォトインタラプタ24から検出信号により、第2レンズ鏡筒18が基準位置に位置していることを検出できる。第2レンズ鏡筒18の位置検出は、フォトインタラプタ24からの出力をモニタして第2レンズ鏡筒18を基準位置にリセット動作させた後、ステッピングモータにより構成されるズームモータ19に入力される駆動パルス数をカウントすることで行える。   Reference numeral 24 denotes a photo interrupter, which switches between a state in which a light shielding portion (not shown) formed in the second lens barrel 18 is in the slit portion 24a between the light projecting element and the light receiving element and a state in which it is not. Is detected. Based on the detection signal from the photo interrupter 24, it can be detected that the second lens barrel 18 is located at the reference position. The position of the second lens barrel 18 is detected by monitoring the output from the photo interrupter 24 and resetting the second lens barrel 18 to the reference position, and then inputting the second lens barrel 18 to a zoom motor 19 constituted by a stepping motor. This can be done by counting the number of drive pulses.

25はフォトインタラプタ24が取り付けられた基板である。26は基板25を前部枠7に固定するためのネジである。   Reference numeral 25 denotes a substrate on which the photo interrupter 24 is attached. Reference numeral 26 denotes a screw for fixing the substrate 25 to the front frame 7.

次に、焦点検出(AF)を行うための瞳時分割ユニット30の構成について説明する。瞳時分割ユニット30は、撮像光学系の瞳位置又はその近くに配置されている。瞳時分割ユニット30は、シフトベース11と、シフト枠31と、被写体からの光の一部を遮る遮光部材31aとを有する。遮光部材31aの中央には、後述する光量調節ユニットの開放開口径以上の内径を有する固定開口31bが形成されている。   Next, the configuration of the pupil time division unit 30 for performing focus detection (AF) will be described. The pupil time division unit 30 is arranged at or near the pupil position of the imaging optical system. The pupil time division unit 30 includes a shift base 11, a shift frame 31, and a light blocking member 31 a that blocks a part of light from the subject. In the center of the light shielding member 31a, a fixed opening 31b having an inner diameter equal to or larger than an open opening diameter of a light amount adjusting unit described later is formed.

32はシフトベース11に対して光軸回りでの回転が阻止され、光軸に対して直交する面(以下、光軸直交面という)内で水平方向に移動可能に取り付けられたロール防止バーである。ロール防止バー32は、シフト枠31に対しては、光軸回りで回転が阻止され、光軸直交面内で垂直方向に移動可能に取り付けられている。これにより、シフト枠31は、シフトベース11に対して、光軸直交面内で回転することなく水平及び垂直方向にシフトできる。そして、該シフト枠31のシフトにより、いわゆる瞳時分割を行う。   Reference numeral 32 denotes a roll prevention bar that is prevented from rotating around the optical axis with respect to the shift base 11 and is movably mounted in a horizontal direction within a plane orthogonal to the optical axis (hereinafter referred to as an optical axis orthogonal plane). is there. The roll prevention bar 32 is attached to the shift frame 31 so as to be prevented from rotating around the optical axis and movable in the vertical direction within the plane orthogonal to the optical axis. Thereby, the shift frame 31 can be shifted with respect to the shift base 11 in the horizontal and vertical directions without rotating in the plane orthogonal to the optical axis. Then, so-called pupil time division is performed by shifting the shift frame 31.

33はマグネットベースである。マグネットベース33には、シフト枠31の水平及び垂直方向への駆動と位置検出とを行うためのマグネット34,35が圧入により固定されている。マグネット34,35をマグネットベース33に固定することにより、マグネットベース33とマグネット34,35との相対的な位置関係が一定に維持される。マグネットベース33は、シフト枠31に対してビス36で固定される。このため、マグネット34,35の位置はシフト枠31に対して固定され、マグネット34,35を後述するようにシフト枠31の位置検出にも用いることができる。   33 is a magnet base. Magnets 34 and 35 for driving the shift frame 31 in the horizontal and vertical directions and detecting the position are fixed to the magnet base 33 by press fitting. By fixing the magnets 34 and 35 to the magnet base 33, the relative positional relationship between the magnet base 33 and the magnets 34 and 35 is maintained constant. The magnet base 33 is fixed to the shift frame 31 with screws 36. Therefore, the positions of the magnets 34 and 35 are fixed with respect to the shift frame 31, and the magnets 34 and 35 can be used for detecting the position of the shift frame 31 as will be described later.

シフト枠31とマグネットベース33は、これらの間に金属プレート37が挟み込まれた状態にてビス36で結合される。金属プレート37の材質としては、例えば、ステンレス鋼が適する。   The shift frame 31 and the magnet base 33 are coupled by screws 36 with a metal plate 37 sandwiched between them. As the material of the metal plate 37, for example, stainless steel is suitable.

38,39,40はシフトベース11とマグネットベース33との間に配置されたボールであり、光軸回りの3箇所に配置されている。ボール38,39,40とマグネットベース33との間に金属プレート37が配置されることで、カメラが衝撃を受けた際にボールがモールド部品であるマグネットベース33に押し付けられて該マグネットベース33に凹みが形成されることを防止できる。つまり、マグネットベース33の駆動特性が劣化するのを防止できる。   Reference numerals 38, 39, and 40 denote balls disposed between the shift base 11 and the magnet base 33, and are disposed at three positions around the optical axis. By arranging the metal plate 37 between the balls 38, 39, 40 and the magnet base 33, the ball is pressed against the magnet base 33, which is a molded component, when the camera is impacted. Formation of a dent can be prevented. That is, it is possible to prevent the drive characteristics of the magnet base 33 from deteriorating.

一方、ボール38,39,40とシフトベース11との間には、ステンレス鋼等によりU字形状に形成されたボールホルダ41,42,43が配置されている。このボールホルダ41,42,43は、シフトベース11に形成された不図示の穴部に圧入され、その内側にてボール38,39,40を回転可能に保持する。   On the other hand, between the balls 38, 39, 40 and the shift base 11, ball holders 41, 42, 43 formed in a U shape with stainless steel or the like are arranged. The ball holders 41, 42, and 43 are press-fitted into a hole (not shown) formed in the shift base 11, and hold the balls 38, 39, and 40 in a rotatable manner.

なお、ボール38,39,40の材質としては、その近くに配置されたマグネット34,35に吸引されないように、ステンレス鋼等が好適である。   The material of the balls 38, 39, 40 is preferably stainless steel so that it is not attracted to the magnets 34, 35 disposed in the vicinity thereof.

次に、マグネットベース33及びシフト枠31を駆動するアクチュエータについて説明する。マグネット34,35は、図1に示すように、内径側と外径側とで反対方向に着磁されたマグネットである。44,45はマグネット34,35の光軸方向前側の磁束を閉じるための前ヨークである。前ヨーク44,45は、マグネット34,35に吸着固定されている。   Next, the actuator that drives the magnet base 33 and the shift frame 31 will be described. As shown in FIG. 1, the magnets 34 and 35 are magnets magnetized in opposite directions on the inner diameter side and the outer diameter side. 44 and 45 are front yokes for closing the magnetic flux in the optical axis direction front side of the magnets 34 and 35. The front yokes 44 and 45 are attracted and fixed to the magnets 34 and 35.

46,47はシフトベース11に接着により固定されたコイルである。48,49はマグネット34,35の光軸方向後側の磁束を閉じるための後ヨークである。後ヨーク48,49は、コイル46,47を挟んでマグネット34,35とは反対側に配置され、シフトベース11により保持されている。これらマグネット34,35、前ヨーク44,45,後ヨーク48,49及びコイル46,47により、磁気回路が形成されている。   Reference numerals 46 and 47 denote coils fixed to the shift base 11 by adhesion. Reference numerals 48 and 49 denote rear yokes for closing the magnetic flux on the rear side in the optical axis direction of the magnets 34 and 35. The rear yokes 48 and 49 are disposed on the opposite side of the magnets 34 and 35 with the coils 46 and 47 interposed therebetween, and are held by the shift base 11. These magnets 34 and 35, front yokes 44 and 45, rear yokes 48 and 49, and coils 46 and 47 form a magnetic circuit.

シフトベース11(ボールホルダ41,42,43の光軸方向端面)とマグネットベース33(金属プレート37)にボール38,39,40を確実に当接させておくための力は、マグネット34,35と後ヨーク48,49との間に作用する吸引力である。この吸引力によってマグネットベース33がシフトベース11に近づく方向に付勢されることにより、3つのボール38,39,40は、3つのボールホルダ41,42,43の光軸方向端面と金属プレート37の3箇所に対して押圧状態で当接する。   The force for securely bringing the balls 38, 39, 40 into contact with the shift base 11 (the end surfaces in the optical axis direction of the ball holders 41, 42, 43) and the magnet base 33 (metal plate 37) is the magnets 34, 35. And the rear yokes 48 and 49. When the magnet base 33 is biased in the direction approaching the shift base 11 by this attractive force, the three balls 38, 39, 40 are aligned with the optical axis end surfaces of the three ball holders 41, 42, 43 and the metal plate 37. In the pressed state.

3つのボール38,39,40が当接する各面は、光軸に対して直交する方向に広がっている。また、3つのボール38,39,40の呼び径は同じである。このため、シフト枠31を光軸に対する倒れを生じさせることなく光軸直交面内で移動させることができる。   Each surface with which the three balls 38, 39, 40 abut is spread in a direction perpendicular to the optical axis. The nominal diameters of the three balls 38, 39, and 40 are the same. For this reason, the shift frame 31 can be moved within the optical axis orthogonal plane without causing a tilt with respect to the optical axis.

以上のように、瞳時分割ユニット30では、マグネット34,35と後ヨーク48,49との間の吸引力を利用してマグネットベース33をシフトベース11に対して付勢している。このため、付勢のためのバネ部材等の部品が不要となり、瞳時分割ユニット30の小型化を図ることができる。   As described above, in the pupil time division unit 30, the magnet base 33 is urged against the shift base 11 by using the attractive force between the magnets 34 and 35 and the rear yokes 48 and 49. For this reason, parts, such as a spring member for biasing, become unnecessary, and the pupil time division unit 30 can be downsized.

コイル46,47に電流を流すと、マグネット34,35の着磁境界に対して直交する方向に、マグネット34,35とコイル46,47に発生する磁力線の相互作用によるローレンツ力が発生する。これにより、マグネットベース33は光軸に直交する方向(光軸直交方向)に移動する。   When a current is passed through the coils 46 and 47, a Lorentz force is generated by the interaction of the magnetic lines generated in the magnets 34 and 35 and the coils 46 and 47 in a direction orthogonal to the magnetization boundary of the magnets 34 and 35. Thereby, the magnet base 33 moves in a direction orthogonal to the optical axis (optical axis orthogonal direction).

コイル46,47に中心位置決め用の電流を流した状態では、図4に示すように、マグネットベース33は、シフト枠31(遮光部材31a)の固定開口31bの中心O1が、撮像光学系の光軸O上に位置するようにシフトベース11に対して位置決めされる。この状態では、遮光部材31aは、光量調節ユニット61により形成された絞り開口を覆わない。   In a state in which a current for center positioning is passed through the coils 46 and 47, as shown in FIG. 4, the magnet base 33 has the center O1 of the fixed opening 31b of the shift frame 31 (the light shielding member 31a) as the light of the imaging optical system. It is positioned with respect to the shift base 11 so as to be positioned on the axis O. In this state, the light shielding member 31 a does not cover the aperture opening formed by the light amount adjustment unit 61.

コイル46に特定方向に電流を流すと、図5に示すようにマグネットベース33は上方に移動する。また、コイル46に特定方向とは反対方向に電流を流すと、図6に示すようにマグネットベース33は下方向に移動する。また、コイル47に特定方向及びこれとは反対方向に電流を流すと、マグネットベース33はそれぞれ左方向及び右方向に移動する。これらのシフト状態では、遮光部材31aは、光量調節ユニット61により形成された絞り開口の一部(上側又は下側の領域)を覆う。   When a current is passed through the coil 46 in a specific direction, the magnet base 33 moves upward as shown in FIG. When a current is passed through the coil 46 in a direction opposite to the specific direction, the magnet base 33 moves downward as shown in FIG. When a current is passed through the coil 47 in a specific direction and in the opposite direction, the magnet base 33 moves in the left direction and the right direction, respectively. In these shift states, the light shielding member 31 a covers a part of the aperture opening (the upper or lower region) formed by the light amount adjustment unit 61.

このように、本実施例の瞳時分割ユニット30は、いわゆるムービングマグネット型のアクチュエータを有する。   Thus, the pupil time division unit 30 of the present embodiment has a so-called moving magnet type actuator.

このようにして、マグネットベース33及びシフト枠31を互いに直交する2つの光軸直交方向に駆動することができる。そして、これらの垂直方向と水平方向の駆動の合成により、マグネットベース33及びシフト枠31を光軸直交面内の特定範囲内で自由に移動させることができる。   In this way, the magnet base 33 and the shift frame 31 can be driven in two directions orthogonal to the optical axis that are orthogonal to each other. The magnet base 33 and the shift frame 31 can be freely moved within a specific range in the plane orthogonal to the optical axis by combining these vertical and horizontal driving.

なお、マグネットベース33が光軸直交方向に移動するときの摩擦は、ボール38,39,40と金属プレート37との間及びボール38,39,40とボールホルダ41,42,43との間のそれぞれに発生する転がり摩擦のみである。このため、上記吸引力が作用するにもかかわらず、マグネットベース33(つまりはシフト枠31)はきわめてスムーズに光軸直交面内で移動することができ、かつ微小な移動量制御も可能となる。なお、ボール38,39,40に潤滑油を塗布することで、更に摩擦力を低減させることができる。   The friction when the magnet base 33 moves in the direction perpendicular to the optical axis is between the balls 38, 39, 40 and the metal plate 37 and between the balls 38, 39, 40 and the ball holders 41, 42, 43. It is only rolling friction that occurs in each. For this reason, the magnet base 33 (that is, the shift frame 31) can move very smoothly in the plane orthogonal to the optical axis, and a small amount of movement can be controlled, even though the attraction force is applied. . The frictional force can be further reduced by applying lubricating oil to the balls 38, 39, and 40.

次に、マグネットベース33及びシフト枠31の位置検出のための構成について説明する。図1〜図3において、51,52は磁束密度を電気信号に変換するホール素子(hall element)であり、フレキシブルプリントケーブル(以下、FPCという)53に半田付けされている。FPC53は、シフトベース11に位置決め固定されている。また、FPC押え金具54をビスでシフトベース11に固定することによって、FPC53の浮きが防止され、かつホール素子51,52の位置がずれるのが防止される。以上の構成により、マグネットベース33及びシフト枠31の位置を検出する位置センサが形成されている。   Next, a configuration for detecting the positions of the magnet base 33 and the shift frame 31 will be described. 1 to 3, reference numerals 51 and 52 denote hall elements that convert magnetic flux density into electric signals, which are soldered to a flexible printed cable (hereinafter referred to as FPC) 53. The FPC 53 is positioned and fixed to the shift base 11. Further, by fixing the FPC pressing metal fitting 54 to the shift base 11 with screws, the FPC 53 is prevented from floating and the positions of the Hall elements 51 and 52 are prevented from being shifted. With the above configuration, a position sensor that detects the positions of the magnet base 33 and the shift frame 31 is formed.

マグネットベース33及びシフト枠31が垂直方向及び水平方向に駆動されたとき、それぞれホール素子51,52によって磁束密度の変化が検出され、この磁束密度の変化を示す電気信号がホール素子51,52から出力される。このホール素子51,52からの電気信号に基づいて、マグネットベース33及びシフト枠31の位置を検出することができる。なお、マグネット34,35は、駆動用マグネットであるとともに、位置検出用マグネットとしても用いられている。   When the magnet base 33 and the shift frame 31 are driven in the vertical direction and the horizontal direction, changes in the magnetic flux density are detected by the Hall elements 51 and 52, respectively, and an electrical signal indicating the change in the magnetic flux density is transmitted from the Hall elements 51 and 52. Is output. Based on the electrical signals from the hall elements 51 and 52, the positions of the magnet base 33 and the shift frame 31 can be detected. The magnets 34 and 35 are driving magnets and are also used as position detection magnets.

次に、シフト枠31の中心位置出し(光軸合わせ)方法について説明する。該光軸合わせは、図1の光軸Oよりも上側に示すように、シフトベース11内に形成された開口の内周上下に設けられた壁部11bが基準となる。設計値としては、撮像光学系の光軸Oから壁部11bまでの距離は同じに設定されている。また、図1の光軸Oよりも下側に示すように、シフトベース11内の開口の内周左右にも2つの壁部11bが設けられている。すなわち、シフトベース11内に形成された開口の上下左右の4箇所に壁部11bが設けられている。   Next, a method for determining the center position (optical axis alignment) of the shift frame 31 will be described. As shown in the upper side of the optical axis O in FIG. 1, the optical axis alignment is based on the wall portions 11 b provided on the upper and lower inner circumferences of the opening formed in the shift base 11. As a design value, the distance from the optical axis O of the imaging optical system to the wall portion 11b is set to be the same. Further, as shown below the optical axis O in FIG. 1, two wall portions 11 b are also provided on the inner peripheral left and right sides of the opening in the shift base 11. That is, wall portions 11b are provided at four locations on the top, bottom, left, and right of the opening formed in the shift base 11.

まず、シフト枠31とマグネットベース33を含む可動ユニットを光軸直交方向である垂直方向及び水平方向に移動させて壁部11bに突き当て、それぞれの突き当て位置でのホール素子51,52の出力を読み取る。   First, the movable unit including the shift frame 31 and the magnet base 33 is moved in the vertical direction and the horizontal direction, which are orthogonal to the optical axis, and abutted against the wall portion 11b, and the outputs of the Hall elements 51 and 52 at the respective abutting positions. Read.

そして、読み取ったホール素子51,52の出力の中心値に相当するシフト枠31の位置(以下、中心位置という)が、シフト枠31の中心(固定開口31bの中心)が撮像光学系の光軸Oに一致する位置となる。この中心値の情報は、カメラ本体に搭載された不図示のメモリに記憶される。前述したようにシフト枠31を中心位置に位置決め制御する場合は、ホール素子51,52の出力がメモリに記憶された中心値に一致するようにコイル46,47への通電を制御する。   The position of the shift frame 31 (hereinafter referred to as the center position) corresponding to the read center value of the Hall elements 51 and 52 is the center of the shift frame 31 (the center of the fixed opening 31b) is the optical axis of the imaging optical system. The position coincides with O. This center value information is stored in a memory (not shown) mounted on the camera body. As described above, when the positioning control of the shift frame 31 is performed at the center position, energization of the coils 46 and 47 is controlled so that the outputs of the Hall elements 51 and 52 coincide with the center value stored in the memory.

このように、シフトベース11は、可動ユニットの中心位置出しのための壁部11bを有する部材であり、かつコイル46,47や後ヨーク48,49を保持する部材としても用いられている。これにより、部品点数の削減に寄与している。   Thus, the shift base 11 is a member having the wall portion 11b for positioning the center of the movable unit, and is also used as a member for holding the coils 46, 47 and the rear yokes 48, 49. This contributes to a reduction in the number of parts.

61は撮像光学系に入射した光量を変化させる光量調節ユニットであり、2枚の絞り羽根62,63を絞りモータ61aによって光軸直交方向に移動させて絞り開口径を変化させる。また、この光量調節ユニット61は、シフトベース11にビス64で固定されている。   A light amount adjusting unit 61 changes the amount of light incident on the imaging optical system, and moves the two diaphragm blades 62 and 63 in the direction orthogonal to the optical axis by the diaphragm motor 61a to change the aperture diameter of the diaphragm. The light quantity adjustment unit 61 is fixed to the shift base 11 with screws 64.

65は第3レンズユニット3を保持する第3レンズ鏡筒である。66は第3レンズ鏡筒65を保持し、シフトベース11にビス67,68で固定されている第3レンズ枠である。   Reference numeral 65 denotes a third lens barrel that holds the third lens unit 3. Reference numeral 66 denotes a third lens frame that holds the third lens barrel 65 and is fixed to the shift base 11 with screws 67 and 68.

71,72は後部枠5とシフトベース11に両端を保持されて光軸方向に平行に延びるガイドバーである。73は第4レンズユニット4を保持する第4レンズ鏡筒である。第4レンズ鏡筒73のスリーブ部73aは、ガイドバー71に光軸方向に移動可能に係合している。また、第4レンズ鏡筒73の不図示のU溝部がガイドバー72に係合することで、第4レンズ鏡筒73の光軸回りでの回転が阻止されている。これにより、第4レンズ鏡筒73は、光軸方向に移動可能に保持されている。   Reference numerals 71 and 72 denote guide bars which are held at both ends by the rear frame 5 and the shift base 11 and extend in parallel to the optical axis direction. Reference numeral 73 denotes a fourth lens barrel that holds the fourth lens unit 4. The sleeve portion 73a of the fourth lens barrel 73 is engaged with the guide bar 71 so as to be movable in the optical axis direction. Further, the U-groove (not shown) of the fourth lens barrel 73 is engaged with the guide bar 72, so that the rotation of the fourth lens barrel 73 around the optical axis is prevented. Thereby, the fourth lens barrel 73 is held so as to be movable in the optical axis direction.

74はコイルであり、第4レンズ鏡筒73に固定されて、該第4レンズ鏡筒73を光軸方向に駆動するフォーカスモータ(ボイスコイルモータ)を構成する。75は該フォーカスモータを構成するドライブマグネットである。76,77はフォーカスモータにおける磁束を閉じるためのヨーク部材である。コイル74に電流を流すと、マグネット75とコイル74との間に発生する磁力線の相互作用によるローレンツ力が発生し、第4レンズ鏡筒73とともに第4レンズユニット4が光軸方向に駆動される。   Reference numeral 74 denotes a coil, which is fixed to the fourth lens barrel 73 and constitutes a focus motor (voice coil motor) that drives the fourth lens barrel 73 in the optical axis direction. Reference numeral 75 denotes a drive magnet constituting the focus motor. 76 and 77 are yoke members for closing the magnetic flux in the focus motor. When a current is passed through the coil 74, a Lorentz force is generated by the interaction of magnetic lines of force generated between the magnet 75 and the coil 74, and the fourth lens unit 73 and the fourth lens unit 4 are driven in the optical axis direction. .

また、第4レンズ鏡筒73は、光軸方向に多極着磁された不図示のセンサマグネットを保持している。後部枠5におけるセンサマグネットに対向した位置には、該センサマグネットの移動に伴う磁力の変化を読み取るMRセンサ(フォーカスエンコーダ)78がビスにより固定されている。MRセンサ78からの信号を用いることで、第4レンズ鏡筒73、つまりは第4レンズユニット4の基準位置からの移動量を検出することができる。   The fourth lens barrel 73 holds a sensor magnet (not shown) that is multipolarly magnetized in the optical axis direction. An MR sensor (focus encoder) 78 that reads a change in magnetic force accompanying the movement of the sensor magnet is fixed by a screw at a position facing the sensor magnet in the rear frame 5. By using the signal from the MR sensor 78, the amount of movement of the fourth lens barrel 73, that is, the fourth lens unit 4 from the reference position can be detected.

81は赤外カットフィルタとローパスフィルタが接着された光学フィルタである。82は高速読み出しが可能な撮像素子(CMOSセンサ)である。   Reference numeral 81 denotes an optical filter in which an infrared cut filter and a low-pass filter are bonded. An image sensor (CMOS sensor) 82 is capable of high-speed reading.

図7には、本実施例のビデオカメラにおける電気的構成を示している。この図において、図1〜図6にて説明したレンズ鏡筒の構成要素については、図1〜図6と同符号を付して説明に代える。   FIG. 7 shows an electrical configuration of the video camera of this embodiment. In this figure, the components of the lens barrel described in FIGS. 1 to 6 are assigned the same reference numerals as in FIGS.

107は位置検出手段としての絞りエンコーダであり、光量調節ユニット61を駆動する絞りモータ61a内に配置されたホール素子を有し、該ホール素子を用いてロータとステータの回転位置関係、つまりは絞り羽根62,63の位置を検出する。   Reference numeral 107 denotes an aperture encoder as position detecting means, which has a Hall element disposed in an aperture motor 61a that drives the light quantity adjusting unit 61, and uses this Hall element to determine the rotational positional relationship between the rotor and the stator, that is, the aperture. The positions of the blades 62 and 63 are detected.

108はビデオカメラの全体の制御を司るCPU等からなるコントロール回路である。コントロール回路108は、瞳時分割ユニット30のシフト枠31を垂直方向又は水平方向にシフトさせるため、コイル46,47に対する通電制御を行う。   Reference numeral 108 denotes a control circuit composed of a CPU or the like that controls the entire video camera. The control circuit 108 performs energization control on the coils 46 and 47 in order to shift the shift frame 31 of the pupil time division unit 30 in the vertical direction or the horizontal direction.

110はカメラ信号処理回路であり、撮像素子82からの出力に対して増幅処理やガンマ補正処理などの信号処理を施す。これらの処理を経て生成された映像信号は、不図示のディスプレイに表示されたり、不図示の記録媒体(半導体メモリ、光ディスク、ハードディスク、磁気テープ等)に記録されたりする。   A camera signal processing circuit 110 performs signal processing such as amplification processing and gamma correction processing on the output from the image sensor 82. The video signal generated through these processes is displayed on a display (not shown) or recorded on a recording medium (not shown) (semiconductor memory, optical disk, hard disk, magnetic tape, etc.).

また、映像信号のうち輝度信号は、AE(自動露出)ゲート111及びAF(オートフォーカス)ゲート112に入力される。AEゲート111及びAFゲート112は、全画面のうち露出決定及びピント合わせのために最適な信号取り出し範囲を設定する。これらのゲート111,112による信号取り出し範囲の大きさは可変であってもよいし、ゲートが複数設けられていてもよい。   Also, the luminance signal among the video signals is input to an AE (automatic exposure) gate 111 and an AF (autofocus) gate 112. The AE gate 111 and the AF gate 112 set an optimum signal extraction range for exposure determination and focusing in the entire screen. The size of the signal extraction range by these gates 111 and 112 may be variable, or a plurality of gates may be provided.

113はAF信号処理回路であり、AFゲート112の数に応じてAFに用いられる信号を生成する。具体的には、AF信号処理回路113は、瞳時分割ユニット30におけるシフト枠31(遮光部材31a)の固定開口31bの中心位置がシフトしたそれぞれの状態で取得した画像(輝度信号)のずれ量、すなわち位相差を算出する。算出した位相差の情報は、コントロール回路108に出力される。   Reference numeral 113 denotes an AF signal processing circuit, which generates a signal used for AF according to the number of AF gates 112. Specifically, the AF signal processing circuit 113 shifts an image (luminance signal) acquired in each state where the center position of the fixed opening 31b of the shift frame 31 (the light shielding member 31a) in the pupil time division unit 30 is shifted. That is, the phase difference is calculated. Information on the calculated phase difference is output to the control circuit 108.

なお、一般的な動画撮影時のAF方式としてTV−AF(コントラストAF)方式もある。本実施例では、動画撮像において瞳時分割AFを行う場合について説明するが、TV−AFと瞳時分割AFとを併用してもよい。例えば、瞳時分割AFを用いて素早く合焦範囲にフォーカシングを行い、その後、より精度の高い合焦位置にフォーカシングするためにTV−AFを用いてもよい。また、ビデオカメラが静止画撮像も可能である場合に、瞳時分割AFを用いてもよい。   Note that there is a TV-AF (contrast AF) method as an AF method for general moving image shooting. In this embodiment, a case where pupil time division AF is performed in moving image capturing will be described, but TV-AF and pupil time division AF may be used in combination. For example, it is also possible to use the TV-AF in order to quickly focus on the in-focus range using pupil time-division AF, and then focus on a more accurate in-focus position. Further, when the video camera can capture still images, pupil time division AF may be used.

114はズームスイッチである。115はズームトラッキングメモリである。ズームトラッキングメモリ115は、変倍に際して被写体距離と第2レンズユニット2の位置に応じた第4レンズユニット4の位置情報を記憶している。なお、ズームトラッキングメモリ115として、コントロール回路108内のメモリを使用してもよい。   Reference numeral 114 denotes a zoom switch. Reference numeral 115 denotes a zoom tracking memory. The zoom tracking memory 115 stores position information of the fourth lens unit 4 corresponding to the subject distance and the position of the second lens unit 2 at the time of zooming. Note that the memory in the control circuit 108 may be used as the zoom tracking memory 115.

例えば、ズームスイッチ114が操作されると、コントロール回路108は、ズームトラッキングメモリ115の情報を基に算出した第2及び第4レンズユニット2,4間の特定の位置関係が保たれるように、ズームモータ19とフォーカスモータを制御する。これにより、変倍に伴う像面変動が補正され、ピントが合った状態でのズーミングを行うことができる。   For example, when the zoom switch 114 is operated, the control circuit 108 maintains a specific positional relationship between the second and fourth lens units 2 and 4 calculated based on information in the zoom tracking memory 115. The zoom motor 19 and the focus motor are controlled. As a result, image plane fluctuations associated with zooming are corrected, and zooming in a focused state can be performed.

また、コントロール回路108は、適正露出を得るために、AEゲート111を通過した輝度信号の出力の平均値を基準値として算出する。そして、絞りエンコーダ107の出力がこの基準値に一致するように、絞りモータ61aを制御して絞り開口径、つまりは光量をコントロールする。   Further, the control circuit 108 calculates an average value of the luminance signal output that has passed through the AE gate 111 as a reference value in order to obtain appropriate exposure. Then, the aperture motor 61a is controlled to control the aperture diameter, that is, the amount of light so that the output of the aperture encoder 107 matches the reference value.

次に、本実施例における瞳時分割AFについてより詳しく説明する。   Next, the pupil time division AF in the present embodiment will be described in more detail.

通常のビデオ撮像での1フレーム画像は、60分の1秒ごとに出力される。本実施例において撮像素子82として用いられるCMOSセンサは、高速読み出しが可能であり、60分の1秒間に複数回、例えば6つの画像が取り込める。   One frame image in normal video imaging is output every 1/60 second. In the present embodiment, the CMOS sensor used as the image sensor 82 can perform high-speed reading, and can capture, for example, six images, for example, multiple times in 1/60 second.

本実施例では、瞳時分割AFに際して、上記6つの画像のうち1つの画像(60分の1秒の6分の1の間に取り込まれる画像:以下、AF画像という)を、シフト枠31を中心位置から第1の方向にシフトさせた状態で取り込む。ここにいう第1の方向は、上下左右のうちいずれでもよい。また、他の1つのAF画像を、第1の方向とは逆の第2の方向にシフト枠31をシフトさせた状態で取り込む。残りの4つの画像は、シフト枠31を中心位置に配置して取り込み、これらのうち2つ以上を合成して1フレーム画像出力とする。   In the present embodiment, during pupil time-division AF, one of the six images (an image captured during 1 / 6th of a 1/60 second: hereinafter referred to as an AF image) is transferred to the shift frame 31. Capture in a state shifted from the center position in the first direction. The first direction here may be any one of up, down, left and right. Further, another one of the AF images is captured in a state where the shift frame 31 is shifted in the second direction opposite to the first direction. The remaining four images are captured with the shift frame 31 placed at the center position, and two or more of these are combined to produce a one-frame image output.

なお、シフト枠31を中心位置からシフトさせた状態で取り込むAF画像の取り込み範囲は、画像全体でもよいし、そのうちの一部でもよい。   Note that the capture range of the AF image captured in a state where the shift frame 31 is shifted from the center position may be the entire image or a part thereof.

このように、高速で画像を取り込むことができるCMOSセンサに対応するために、シフト枠31も60分の1秒の6分の1という短時間で中心位置からシフトできる必要がある。   As described above, in order to support a CMOS sensor that can capture an image at high speed, the shift frame 31 needs to be able to shift from the center position in a short time of 1/6 of 1/60 second.

シフト枠31が中心位置からシフトした状態では、撮像光学系の瞳位置(又はその近く)での被写体からの光束の中心が撮像光学系の光軸に対してずれている。このため、撮像光学系の被写体に対するピントがずれていると、上記第1及び第2の方向にシフトした状態で取り込んだ2つの画像間にずれ(位相差)が生じる。この位相差の量及び方向は、AF信号処理回路113により算出される。そして、コントロール回路108は、算出された位相差に基づいて第4レンズユニット4の合焦位置を求め、その位置に第4レンズユニット4が移動するようにフォーカスモータを制御する。これにより、瞳時分割AFが完了する。   In a state where the shift frame 31 is shifted from the center position, the center of the light beam from the subject at (or near) the pupil position of the imaging optical system is shifted from the optical axis of the imaging optical system. For this reason, when the focus of the imaging optical system with respect to the subject is shifted, a shift (phase difference) occurs between the two images captured while being shifted in the first and second directions. The amount and direction of this phase difference are calculated by the AF signal processing circuit 113. Then, the control circuit 108 obtains the in-focus position of the fourth lens unit 4 based on the calculated phase difference, and controls the focus motor so that the fourth lens unit 4 moves to that position. Thereby, pupil time division AF is completed.

図8には、本実施例における主としてコントロール回路108の動作を示すフローチャートである。この動作は、コントロール回路108内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。   FIG. 8 is a flowchart mainly showing the operation of the control circuit 108 in this embodiment. This operation is executed according to a computer program stored in the control circuit 108.

また、ここでは、瞳時分割ユニット30のシフト枠31を水平方向にシフトさせて瞳時分割AFを行う場合について説明する。なお、シフト枠31を垂直方向にシフトさせて瞳時分割AFを行ってもよく、この場合の動作は、シフト方向が異なるだけで他は同じである。   Here, a case where pupil time division AF is performed by shifting the shift frame 31 of the pupil time division unit 30 in the horizontal direction will be described. Note that the pupil time division AF may be performed by shifting the shift frame 31 in the vertical direction, and the operation in this case is the same except that the shift direction is different.

ステップS301では、コントロール回路108は、取得画像が適正露光となる光量に調節されている光量調節ユニット61の絞り開口径、つまりは絞り羽根62,63の位置を、絞りエンコーダ107の出力から読み取る(検出する)。   In step S301, the control circuit 108 reads the aperture diameter of the light amount adjustment unit 61, that is, the positions of the aperture blades 62 and 63, where the acquired image is adjusted to the appropriate amount of light from the output of the aperture encoder 107 (see FIG. To detect).

ステップS302では、コントロール回路108は、光量調節ユニット61の絞り開口径に応じたシフト枠31の中心位置からのシフト量を演算する。   In step S <b> 302, the control circuit 108 calculates a shift amount from the center position of the shift frame 31 corresponding to the aperture opening diameter of the light amount adjustment unit 61.

ここで、図9A〜図9Cには、絞り開口径とシフト枠31のシフト量との関係を光軸方向から見て示す。図9Aは、光量調節ユニット61の絞り開口径が開放径であり、シフト枠31が中心位置にある状態を示す。このとき、遮光部材31aの固定開口31bの中心O1は、光量調節ユニット61を含む撮像光学系の光軸(絞り開口の中心)Oに一致しており、シフト枠31は遮光部材31aにより絞り開口を遮らない。つまり、遮光部材31aは、非遮光位置にある。   9A to 9C show the relationship between the aperture diameter of the aperture and the shift amount of the shift frame 31 as viewed from the optical axis direction. FIG. 9A shows a state where the aperture opening diameter of the light quantity adjustment unit 61 is an open diameter and the shift frame 31 is at the center position. At this time, the center O1 of the fixed opening 31b of the light shielding member 31a coincides with the optical axis (center of the aperture opening) O of the imaging optical system including the light amount adjustment unit 61, and the shift frame 31 is stopped by the light shielding member 31a. Do not block. That is, the light shielding member 31a is in the non-light shielding position.

また、図9Bは、光量調節ユニット61の絞り開口径が小絞り径であり、シフト枠31が、中心位置からシフト量SA1だけ左方向にシフトした状態を示している。このとき、遮光部材31aは、その一部によって絞り開口の右端領域を遮る第1の遮光位置にある。   FIG. 9B shows a state where the aperture diameter of the light amount adjustment unit 61 is a small aperture diameter, and the shift frame 31 is shifted leftward from the center position by the shift amount SA1. At this time, the light shielding member 31a is in a first light shielding position where a part thereof blocks the right end region of the aperture opening.

なお、図9B中のO2は、シフト枠31が中心位置からシフト量SA1だけ右方向にシフトした状態での固定開口31bの中心を示している。このとき、遮光部材31aは、その周辺部のうち他の一部によって絞り開口の左端領域を遮る第2の遮光位置にある。   9B indicates the center of the fixed opening 31b in a state where the shift frame 31 is shifted rightward from the center position by the shift amount SA1. At this time, the light shielding member 31a is in a second light shielding position that blocks the left end region of the aperture opening by another part of the peripheral portion.

さらに、図9Cは、光量調節ユニット61の絞り開口径が開放径であり、シフト枠31が、中心位置からシフト量SA2だけ左方向にシフトした状態を示している。このとき、遮光部材31aは、その一部によって、絞り開口の右端側のやや大きな領域を遮る第1の遮光位置にある。シフト量SA2は、シフト量SA1より小さい。   Further, FIG. 9C shows a state in which the aperture diameter of the light amount adjustment unit 61 is an open diameter, and the shift frame 31 is shifted leftward from the center position by the shift amount SA2. At this time, the light shielding member 31a is at a first light shielding position that partially shields a slightly larger area on the right end side of the aperture opening. The shift amount SA2 is smaller than the shift amount SA1.

なお、図9C中のO2は、シフト枠31が中心位置からシフト量SA2だけ右方向にシフトした状態での固定開口31bの中心を示している。このとき、遮光部材31aは、その固定開口31bの周辺部のうち、他の一部によって絞り開口の左端側のやや大きな領域を遮る第2の遮光位置にある。   Note that O2 in FIG. 9C indicates the center of the fixed opening 31b in a state where the shift frame 31 is shifted rightward from the center position by the shift amount SA2. At this time, the light shielding member 31a is at a second light shielding position where a part of the periphery of the fixed opening 31b blocks a slightly large area on the left end side of the aperture opening.

このように、コントロール回路108は、絞り開口の大きさに応じて、遮光部材31aの非遮光位置と遮光位置(第1の遮光位置及び第2の遮光位置)との間での移動量SA1,SA2が異なるように瞳時分割ユニット30のアクチュエータを制御する。より詳しくは、絞り開口の大きさが小さいほど遮光部材31aのシフト量が大きく、逆に絞り開口の大きさが大きいほど遮光部材31aのシフト量が小さくなるようにアクチュエータを制御する。   As described above, the control circuit 108 moves the movement amount SA1 between the non-light-shielding position and the light-shielding position (the first light-shielding position and the second light-shielding position) of the light shielding member 31a according to the size of the aperture opening. The actuator of the pupil time division unit 30 is controlled so that SA2 is different. More specifically, the actuator is controlled so that the shift amount of the light shielding member 31a increases as the size of the aperture opening decreases, and conversely, the shift amount of the light shielding member 31a decreases as the size of the aperture opening increases.

ステップS303では、コントロール回路108は、ホール素子52からの信号を用いて、瞳時分割ユニット30のアクチュエータ(コイル47への通電)を制御し、シフト枠31をステップS302で演算されたシフト量だけ左方向にシフトさせる。そして、このシフトした状態で、ステップS304にて、撮像素子82によりAF画像を取り込む。   In step S303, the control circuit 108 uses the signal from the hall element 52 to control the actuator of the pupil time division unit 30 (energization to the coil 47), and shifts the shift frame 31 by the shift amount calculated in step S302. Shift left. Then, in this shifted state, an AF image is captured by the image sensor 82 in step S304.

次に、ステップS305では、コントロール回路108は、ホール素子52からの信号を用いて、コイル47への通電を制御し、シフト枠31をステップS302で演算されたシフト量だけ右方向にシフトさせる。そして、このシフトした状態で、ステップS306にて、撮像素子82によりもう1つのAF画像を取り込む。   Next, in step S305, the control circuit 108 controls energization to the coil 47 using a signal from the hall element 52, and shifts the shift frame 31 to the right by the shift amount calculated in step S302. Then, in this shifted state, another AF image is captured by the image sensor 82 in step S306.

次に、ステップS307では、コントロール回路108は、ホール素子52からの信号と前述したメモリに記憶されたシフト枠31の中心位置に対応する中心値とを用いて、コイル47への通電を制御し、シフト枠31を中心位置に戻す。   Next, in step S307, the control circuit 108 controls energization to the coil 47 using the signal from the hall element 52 and the center value corresponding to the center position of the shift frame 31 stored in the memory. The shift frame 31 is returned to the center position.

次に、ステップS308では、コントロール回路108は、AF信号処理回路113に、ステップS304とステップS306にて取り込んだAF画像の位相差情報を演算させる。さらに、コントロール回路108は、算出された位相差に基づいて、第4レンズユニット4の合焦位置を求める。   Next, in step S308, the control circuit 108 causes the AF signal processing circuit 113 to calculate phase difference information of the AF image captured in steps S304 and S306. Further, the control circuit 108 obtains the in-focus position of the fourth lens unit 4 based on the calculated phase difference.

次に、ステップS309では、コントロール回路108は、算出された第4レンズユニット4の合焦位置と現在の第4レンズユニット4の位置との差が合焦範囲内にあるか否かを判別する。合焦範囲外であれば、ステップS310にて、フォーカスモータを制御し、第4レンズユニット4を算出された合焦位置に移動させる。そして、再びステップS309に進む。   Next, in step S309, the control circuit 108 determines whether or not the difference between the calculated focus position of the fourth lens unit 4 and the current position of the fourth lens unit 4 is within the focus range. . If it is out of focus range, in step S310, the focus motor is controlled to move the fourth lens unit 4 to the calculated focus position. Then, the process proceeds again to step S309.

一方、合焦範囲内にあれば、本フローを終了する。   On the other hand, if it is within the focusing range, this flow is terminated.

以上説明したように、本実施例によれば、瞳時分割AFを行う際に、遮光部材31aのシフト量を絞り開口径に応じて変化させる。これにより、絞り開口が大きい場合の遮光部材31aのシフト量を抑えることができるため、絞り開口の大きさにかかわらず遮光部材を大きくシフトさせる場合に比べて、消費電力を低減させることができる。   As described above, according to the present embodiment, when pupil time-division AF is performed, the shift amount of the light shielding member 31a is changed in accordance with the aperture diameter. Thereby, since the shift amount of the light shielding member 31a when the aperture opening is large can be suppressed, the power consumption can be reduced compared to the case where the light shielding member is largely shifted regardless of the size of the aperture opening.

また、被写体の明るさに応じて設定された絞り開口の大きさを変えることなく瞳時分割AFを行うことができるため、AF中の画像の明るさ変動を小さくすることができる。   Further, since pupil time-division AF can be performed without changing the size of the aperture opening set according to the brightness of the subject, it is possible to reduce the brightness fluctuation of the image during AF.

なお、上記実施例では、光量調節ユニットの絞り羽根62,63の位置(絞り開口の大きさ)を検出した結果を用いて遮光部材31aのシフト量を変化させる場合について説明した。しかし、撮像素子82からの輝度情報に応じて遮光部材のシフト量を変化させてもよい。この場合、光量調節ユニットの絞り開口の大きさを直接検出するのではないが、光量調節ユニットを駆動する前の輝度情報から次の絞り開口の大きさが設定されるので、結果的に絞り開口の大きさに応じて遮光部材31aのシフト量を変化させることに相当する。   In the above embodiment, the case where the shift amount of the light shielding member 31a is changed using the result of detecting the positions of the diaphragm blades 62 and 63 (the size of the aperture opening) of the light quantity adjustment unit has been described. However, the shift amount of the light shielding member may be changed according to the luminance information from the image sensor 82. In this case, the size of the aperture opening of the light quantity adjustment unit is not directly detected, but the size of the next aperture opening is set based on the luminance information before driving the light quantity adjustment unit. This corresponds to changing the shift amount of the light shielding member 31a in accordance with the size of the light shielding member.

また、上記実施例では、ビデオカメラについて説明したが、本発明は、デジタルスチルカメラや交換レンズ等の他の光学機器にも適用することができる。   In the above embodiment, the video camera has been described. However, the present invention can also be applied to other optical devices such as a digital still camera and an interchangeable lens.

本発明の実施例であるビデオカメラに搭載された瞳時分割ユニットと光量調節ユニットの断面図。Sectional drawing of the pupil time division unit and light quantity adjustment unit which were mounted in the video camera which is an Example of this invention. 実施例のビデオカメラのレンズ鏡筒部の断面図。Sectional drawing of the lens-barrel part of the video camera of an Example. 実施例のレンズ鏡筒部の分解斜視図。The disassembled perspective view of the lens-barrel part of an Example. 実施例の瞳時分割ユニット(非遮光状態)の正面図。The front view of the pupil time division unit (non-light-shielding state) of an Example. 実施例の瞳時分割ユニット(第1の遮光状態)の正面図。The front view of the pupil time division unit (1st light-shielding state) of an Example. 実施例の瞳時分割ユニット(第2の遮光状態)の正面図。The front view of the pupil time division unit (2nd light-shielding state) of an Example. 実施例のビデオカメラの電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of the video camera of an Example. 実施例のビデオカメラの動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of the video camera of an Example. 実施例1において、瞳時分割ユニットの遮光部材が非遮光位置にあるときの絞り開口との関係を示す模式図。In Example 1, it is a schematic diagram which shows the relationship with an aperture stop when the light shielding member of the pupil time division unit exists in a non-light-shielding position. 実施例1において、絞り開口径(小)と遮光部材のシフト量との関係を示す模式図。In Example 1, it is a schematic diagram which shows the relationship between an aperture diameter (small) and the shift amount of the light shielding member. 実施例1において、絞り開口径(大)と遮光部材のシフト量との関係を示す模式図。In Example 1, it is a schematic diagram which shows the relationship between an aperture diameter (large) and the shift amount of the light shielding member.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1レンズユニット
2 第2レンズユニット
3 第3レンズユニット
4 第4レンズユニット
5 後部枠
6 第1レンズ鏡筒
7 前部枠
11 シフトベース
18 第2レンズ鏡筒
19 ズームモータ
31 シフト枠
31a 遮光部材
33 マグネットベース
34,35 マグネット
37 金属プレート
38,39,40:ボール
46,47 コイル
51,52 ホール素子
61 光量調節ユニット
62,63 絞り羽根
82 撮像素子
108 コントロール回路
113 AF信号処理回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st lens unit 2 2nd lens unit 3 3rd lens unit 4 4th lens unit 5 Rear part frame 6 1st lens barrel 7 Front part frame 11 Shift base 18 2nd lens barrel 19 Zoom motor 31 Shift frame 31a Light shielding Member 33 Magnet base 34, 35 Magnet 37 Metal plate 38, 39, 40: Ball 46, 47 Coil 51, 52 Hall element 61 Light quantity adjustment unit 62, 63 Aperture blade 82 Imaging element 108 Control circuit 113 AF signal processing circuit

Claims (4)

光束が通過する絞り開口を形成し、該絞り開口の大きさを変化させるように移動する絞り羽根と、
前記光束が通過する固定開口が形成された遮光部材と、
前記遮光部材を、前記絞り開口の一部を覆う遮光位置と前記絞り開口を覆わない非遮光位置とに移動させるアクチュエータと、
前記絞り開口の大きさに応じて、前記遮光部材の前記非遮光位置と前記遮光位置との間での移動量が異なるように前記アクチュエータを制御する制御手段とを有することを特徴とする光学機器。
A diaphragm blade that forms a diaphragm aperture through which a light beam passes and moves so as to change the size of the diaphragm aperture;
A light shielding member having a fixed opening through which the light beam passes;
An actuator for moving the light shielding member to a light shielding position covering a part of the aperture opening and a non-light shielding position not covering the aperture opening;
An optical apparatus comprising: control means for controlling the actuator so that the amount of movement of the light shielding member between the non-light shielding position and the light shielding position differs according to the size of the aperture opening. .
前記アクチュエータは、前記遮光部材を、前記絞り開口の一部を覆う第1の遮光位置と、前記絞り開口の他の一部を覆う第2の遮光位置とに移動させ、
前記制御手段は、前記遮光部材の前記非遮光位置と前記各遮光位置との間での移動量が前記絞り開口の大きさに応じて異なるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
The actuator moves the light shielding member to a first light shielding position covering a part of the aperture opening and a second light shielding position covering another part of the aperture opening,
The said control means controls the said actuator so that the movement amount between the said non-light-shielding position of each said light-shielding member and each said light-shielding position may differ according to the magnitude | size of the said aperture opening. The optical apparatus according to 1.
前記絞り羽根の位置を検出する位置検出手段を有し、
前記制御手段は、前記位置検出手段の出力に応じて、前記遮光部材の移動量を変化させるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学機器。
A position detecting means for detecting the position of the diaphragm blade;
The optical apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the actuator so as to change a moving amount of the light shielding member in accordance with an output of the position detection unit.
前記遮光部材の位置が異なる状態で得られた撮像素子からの出力を用いて焦点検出を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の光学機器。
The optical apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein focus detection is performed using an output from an image pickup element obtained in a state where the positions of the light shielding members are different.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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