JP2006133592A - Automatic focusing apparatus - Google Patents

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敦 狩野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic focusing apparatus capable of accurately performing an automatic refocusing processing in accordance with the change in an object of focusing target, and is, capable of attaining both superiority of user's operability and power consumption. <P>SOLUTION: Regarding the automatic focusing apparatus where the need for automatic re-focusing processing is decided in accordance with a change in a prescribed object monitoring area, then the automatic re-focusing processing is performed, the object monitoring area in the case the lens drive is stopped in a focused state is changed from that when the lens drive is stopped in non-focused state state. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ビデオカメラ等を自動的に被写体に合焦させるオートフォーカス(自動焦点調整)装置に関する。   The present invention relates to an autofocus (automatic focus adjustment) apparatus that automatically focuses a subject on a video camera or the like.

一般にビデオカメラ装置には、焦点調整レンズを駆動し自動的に被写体に合焦させる自動焦点調整装置が備わっている。撮像素子等により被写体像を光電変換し、得られた映像信号より画面の鮮鋭度を演算し、それが最大となるようにレンズ調整装置を制御し合焦状態に持っていく。
前記鮮鋭度としては、一般にバンドパスフィルタ(BPF)により抽出された映像信号の高周波成分の強度、あるいは微分回路などにより抽出された映像信号のエッジ成分等を用いる。
In general, a video camera device includes an automatic focus adjustment device that drives a focus adjustment lens to automatically focus on a subject. The subject image is photoelectrically converted by an image sensor or the like, the sharpness of the screen is calculated from the obtained video signal, and the lens adjustment device is controlled to bring it into the in-focus state so as to maximize it.
As the sharpness, in general, the intensity of a high-frequency component of a video signal extracted by a bandpass filter (BPF), an edge component of a video signal extracted by a differentiation circuit, or the like is used.

これらの信号は通常の被写体像を撮像した場合、焦点がぼやけている状態では高周波成分のレベルは小さくボケ量は大きく、焦点が合ってくるに従って高周波成分のレベルは高くなりボケ量は少なく、完全に合焦点に達した状態でそれぞれ極大値、極小値を取る。従って、焦点調整レンズの制御は、前記鮮鋭度信号レベルが低い場合は高くなる方向に移動し、鮮鋭度信号の極大で停止させるように制御する。   When a normal subject image is captured, these signals have a low high-frequency component level and a large blur amount when the focus is blurred, and the high-frequency component level increases and the blur amount decreases as the focus is adjusted. The maximum and minimum values are taken in the state where the in-focus point is reached. Therefore, the focus adjustment lens is controlled so that it moves in the direction of increasing when the level of the sharpness signal is low and stops at the maximum of the sharpness signal.

上記自動焦点調節装置による制御は、例えば特許文献1(特開平2−140074号公報)に示される手順が代表的である。図2〜5を用いて特許文献1の手順の概略を説明する。先ず、サブルーチンとなる図3と図4について説明する。図3は至近側への焦点調節用レンズの移動を示したものである。まず至近側へレンズ駆動を行なう(S301)ここで評価値が既定量以上あがったか判定し(S302)、上がっていればそのレンズ位置をメモリ等の記憶装置に記憶する(S303)。評価値が既定量上がっていなければ(S302)、既定量下がったか判定する(S304)。下がっていればレンズ位置が記憶されているか判定し(S306)、記憶されていれば合焦を検出した二次元領域(検出枠)を確定し(S307)、ピーク位置検出済みと確定する(S308)。またレンズ位置が記憶されていなければ(S306)、ピーク位置の確定無しでサブルーチンからリターンする。S304で評価値が既定量下がっていなければ至近端に焦点調整用レンズが到達してしまったか判定する(S305)。至近端に到達していなければS301へ戻り、再度至近側への移動を行なう。S305で至近端に到達した場合はサブルーチンからリターンする。   The control by the automatic focus adjustment device is typically a procedure shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-140074. The outline of the procedure of Patent Document 1 will be described with reference to FIGS. First, FIG. 3 and FIG. 4 which are subroutines will be described. FIG. 3 shows the movement of the focus adjustment lens toward the close side. First, the lens is driven to the closest side (S301). Here, it is determined whether or not the evaluation value has increased by a predetermined amount or more (S302), and if it is increased, the lens position is stored in a storage device such as a memory (S303). If the evaluation value has not increased by a predetermined amount (S302), it is determined whether the predetermined amount has decreased (S304). If it is lowered, it is determined whether the lens position is stored (S306). If it is stored, the two-dimensional area (detection frame) where the in-focus is detected is determined (S307), and it is determined that the peak position has been detected (S308). ). If the lens position is not stored (S306), the process returns from the subroutine without determining the peak position. If the evaluation value does not decrease by a predetermined amount in S304, it is determined whether the focus adjustment lens has reached the closest end (S305). If the close end has not been reached, the process returns to S301 and moves again to the close side. If the closest end is reached in S305, the process returns from the subroutine.

焦点調節用レンズの無限側への駆動を図4に示す。処理手順は図3のステップS301およびS305における「至近」を「無限」に置き換えたものと同一である。   FIG. 4 shows driving of the focusing lens toward the infinity side. The processing procedure is the same as that obtained by replacing “close” with “infinite” in steps S301 and S305 in FIG.

図2を説明する。図2では、まず、レンズ位置を記憶する記憶装置のクリアを行なう(S201)。次に端到達カウンタをクリアする(S202)。そして図3に示した至近側ピークサーチのサブルーチンを呼ぶ(S203)。ピークが検出できていれば(S204)記憶しているピーク位置へ焦点調整用レンズを移動する(S205)。ピーク検出ができなければ(S204)、至近端に到達したか判定する(S206)。至近端に到達していなければ、無限側への駆動へ切り替えるため、S208で無限側ピークサーチを行なう。S206の判定で至近端に到達していれば、端検出カウンタに1加える(S207)。S208でピークが検出できれば(S209)、ピーク位置へ焦点調整用レンズを移動する(S205)。ピークが検出できていなければ(S209)、無限端にあたったか判定する(S210)。無限端に到達していれば端検出カウンタに1加える(S211)。無限端に到達していなければ(S210)、端カウンタが既定値以上か判定し(S212)、既定値より少なければS203へ戻り、再度至近側ピークサーチを行なう。S212で既定値を越えていれば非合焦状態で停止する(S213)。
以上の処理の結果により、合焦状態(ピーク位置へ焦点調整用レンズを移動した状態)または非合焦状態(ピークを検出せずに焦点調整用レンズの駆動を停止した状態)で焦点調整用レンズを停止させることが可能となる。
FIG. 2 will be described. In FIG. 2, first, the storage device for storing the lens position is cleared (S201). Next, the end arrival counter is cleared (S202). Then, the subroutine for the near side peak search shown in FIG. 3 is called (S203). If the peak is detected (S204), the focus adjustment lens is moved to the stored peak position (S205). If the peak cannot be detected (S204), it is determined whether the closest end has been reached (S206). If the closest end has not been reached, infinite peak search is performed in S208 in order to switch to infinite driving. If the closest end has been reached in the determination of S206, 1 is added to the end detection counter (S207). If a peak can be detected in S208 (S209), the focus adjustment lens is moved to the peak position (S205). If a peak has not been detected (S209), it is determined whether or not the peak has been reached (S210). If the end point has been reached, 1 is added to the end detection counter (S211). If it has not reached the infinite end (S210), it is determined whether the end counter is equal to or greater than the predetermined value (S212). If it is less than the predetermined value, the process returns to S203, and the near side peak search is performed again. If the predetermined value is exceeded in S212, it stops in an out-of-focus state (S213).
As a result of the above processing, for focus adjustment in the focused state (the state in which the focus adjustment lens is moved to the peak position) or in the out-of-focus state (the state in which the driving of the focus adjustment lens is stopped without detecting the peak) The lens can be stopped.

また停止後は図5に示したように二次元的領域の監視を行い。再オートフォーカスの必要を判定する。ここで図5を説明する。オートフォーカス処理(S501)を行なった後、合焦を判定した領域から得られる被写体の諸元値(映像状態値)を保存する(S503)。この諸元値としては、被写体のコントラストや輝度、鮮鋭度、距離などが妥当である。また、逐次被写体の諸元値S1を採取し(S504)、S503で保存した値S0と比較し、一定の差が生じていれば(S505)、S501に戻り、再度オートフォーカス処理を行なう。差が生じていなければ、S504に戻り再度被写体の諸元値を採取する。
特開平2−140074号公報
After the stop, the two-dimensional area is monitored as shown in FIG. Determine the need for re-autofocus. Here, FIG. 5 will be described. After performing the autofocus process (S501), the specification value (video state value) of the subject obtained from the area where the in-focus is determined is stored (S503). As the specification values, the contrast, brightness, sharpness, distance, etc. of the subject are appropriate. In addition, the specification value S1 of the subject is sequentially collected (S504), and compared with the value S0 stored in S503. If a certain difference has occurred (S505), the process returns to S501 and the autofocus process is performed again. If there is no difference, the process returns to S504 and the subject specification values are collected again.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-140074

ところで、合焦停止した場合は合焦目標となった被写体の変化に敏感に反応してオートフォーカスを行うことが好ましい。一方、周囲の被写体も含めて敏感に反応するようにすると、合焦目標の被写体は変化していないのに、周囲の変化に反応して不必要な焦点調整レンズの駆動が発生し、不適正なオートフォーカス処理となり見た目にも消費電力的にも不利である。
本発明は、上述の従来例における問題点に鑑みてなされたもので、合焦目標となった被写体の変化により的確に再オートフォーカス処理が可能で、使用者への使い勝手と消費電力的な優位性を両立できるオートフォーカス装置を提供することを課題とする。
By the way, when focusing is stopped, it is preferable to perform autofocus in response to changes in the subject that is the focusing target. On the other hand, if you react sensitively to the surrounding subjects, the focus target subject has not changed, but an unnecessary focus adjustment lens drive has occurred in response to changes in the surroundings. This is a disadvantageous both in terms of appearance and power consumption.
The present invention has been made in view of the above-described problems in the conventional example. The re-autofocus processing can be accurately performed by changing the subject that is a focus target, and it is easy for the user to use and has superior power consumption. It is an object of the present invention to provide an autofocus device capable of achieving compatibility.

上記の課題を解決するために、本発明では、合焦停止した場合の被写体監視領域と、非合焦で停止した場合の被写体監視領域を異ならせることを特徴とする。
すなわち、本発明に係る第1のオートフォーカス装置は、レンズと、該レンズを介して形成される映像を電気信号に変換する撮像手段と、前記映像の一部または全部からなる複数種の二次元領域のうち1つ以上を選択する領域選択手段と、前記撮像手段からの前記領域選択手段により選択された二次元領域に対応する映像信号に基づいて前記映像の鮮鋭度値を算出する鮮鋭度演算手段と、前記撮像手段からの前記領域選択手段により選択された二次元領域に対応する映像信号に基づいて前記映像の映像状態値を算出する映像状態演算手段と、前記鮮鋭度値が極大値となるように前記レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段と、前記映像状態値が所定値以上変化したとき前記レンズの駆動を開始させる駆動制御手段とを備え、前記領域選択手段は、前記映像状態演算手段用として、前記レンズ駆動手段がレンズを駆動した際に前記鮮鋭度が極大となる前記レンズの位置を特定して駆動を終了した場合と特定できずに駆動を終了した場合とで、異なる二次元領域を選択することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the present invention is characterized in that the subject monitoring area when the focus is stopped is different from the subject monitoring area when the focus is stopped.
That is, a first autofocus device according to the present invention includes a lens, an imaging unit that converts an image formed through the lens into an electrical signal, and a plurality of types of two-dimensional types including a part or all of the image. Sharpness calculation for calculating a sharpness value of the video based on a video signal corresponding to the two-dimensional area selected by the area selection means from the imaging means and the area selection means for selecting one or more of the areas Means, a video state calculation means for calculating a video state value of the video based on a video signal corresponding to a two-dimensional area selected by the area selection means from the imaging means, and the sharpness value is a maximum value. A lens driving means for driving the lens in the direction of the optical axis, and a drive control means for starting the driving of the lens when the image state value changes by a predetermined value or more. The stage is used for the image state calculation means, and when the lens driving means drives the lens, the position of the lens where the sharpness is maximized is specified and the driving is ended and the driving is ended without being specified. In this case, different two-dimensional regions are selected.

本発明に係る第2のオートフォーカス装置は、第1のオートフォーカス装置において、上記前記領域選択手段は、前記鮮鋭度演算手段用としても、前記レンズ駆動手段がレンズを駆動した際に前記鮮鋭度が極大となる前記レンズの位置を特定して駆動を終了した場合と特定できずに駆動を終了した場合とで、異なる二次元領域を選択することを特徴とする。   According to a second autofocus device of the present invention, in the first autofocus device, the region selection unit may be used for the sharpness calculation unit, and the sharpness level when the lens driving unit drives the lens. Different two-dimensional regions are selected depending on whether the position of the lens where the maximum value of the lens is specified and the driving is ended or the driving is ended without being specified.

また、本発明に係る第3のオートフォーカス装置は、レンズと、該レンズを介して形成される映像を電気信号に変換する撮像手段と、前記映像の一部または全部からなる複数種の二次元領域のうち1つ以上を選択する領域選択手段と、前記撮像手段からの前記領域選択手段により選択された二次元領域に対応する映像信号に基づいて前記映像の鮮鋭度値を算出する鮮鋭度演算手段と、前記鮮鋭度値が極大値となるように前記レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段と、前記レンズ駆動手段によるレンズの駆動を開始させる駆動制御手段とを備え、前記領域選択手段は、前記レンズ駆動手段が前記レンズを駆動した際に前記鮮鋭度が極大となる前記レンズの位置を特定して駆動を終了した場合と特定できずに駆動を終了した場合とで、異なる二次元領域を選択することを特徴とする。   A third autofocus device according to the present invention includes a lens, an imaging unit that converts an image formed through the lens into an electric signal, and a plurality of types of two-dimensional types including a part or all of the image. Sharpness calculation for calculating a sharpness value of the video based on a video signal corresponding to the two-dimensional area selected by the area selection means from the imaging means and the area selection means for selecting one or more of the areas Means for driving the lens in the optical axis direction so that the sharpness value becomes a maximum value, and drive control means for starting driving of the lens by the lens driving means, and the region selecting means Is different between when the lens driving means specifies the position of the lens where the sharpness becomes maximum when driving the lens and when the driving ends without being specified. And selects the two-dimensional region.

ここで、駆動制御手段は、例えば前記鮮鋭度値に基づいてレンズの駆動を開始する必要があるか否かを判定する。または、オートフォーカス開始用のスイッチや、第1および第2のオートフォーカス装置と同様に映像状態演算手段を備え、それが出力する映像状態値に基づいてレンズの駆動を開始する必要があるか否かを判定するものであってもよい。
前記鮮鋭度演算手段は、例えばバンドパスフィルタにより映像信号から特定の空間周波数成分を抽出しこの空間周波数成分の強度等に基づいて鮮鋭度値を算出する。
Here, the drive control means determines whether it is necessary to start driving the lens based on the sharpness value, for example. Alternatively, whether or not it is necessary to start driving of the lens based on the image state value output from the switch, which is provided with the image state calculation means as in the case of the autofocus start switch and the first and second autofocus devices. It may be a thing to determine.
The sharpness calculation means extracts a specific spatial frequency component from the video signal using, for example, a bandpass filter, and calculates a sharpness value based on the intensity of the spatial frequency component.

前記駆動制御手段は、前記レンズ駆動手段が前記レンズを駆動した際に前記鮮鋭度が極大となる前記レンズの位置を特定して駆動を終了した場合(合焦)と前記レンズの位置を特定せずに駆動を終了した場合(非合焦)とで、前記レンズの駆動を必要と判定する基準を異ならせるようにしてもよい。例えば、非合焦の場合は、合焦の場合に比べて判定基準を低く、前記レンズの駆動の必要を敏感に検出できる側に設定する。   The drive control means specifies the position of the lens when the lens driving means specifies the position of the lens at which the sharpness reaches a maximum when driving the lens and completes driving (focusing). The criterion for determining that the lens needs to be driven may be different depending on whether the driving is completed (out of focus). For example, in the case of out-of-focus, the determination criterion is set lower than that in the case of in-focus, and is set to a side where the necessity of driving the lens can be detected sensitively.

前記前記映像状態演算手段は、例えば、前記駆動制御手段によるレンズ駆動開始のための評価値として被写体の輝度、被写体のコントラストおよび被写体距離の少なくとも1つに基づく映像状態値を算出する。
前記領域選択手段は、合焦の場合、非合焦の場合に比べて広域の二次元領域を選択するとよい。
For example, the video state calculation unit calculates a video state value based on at least one of the luminance of the subject, the contrast of the subject, and the subject distance as an evaluation value for starting lens driving by the drive control unit.
The region selection means may select a wide two-dimensional region in the case of focusing and in the case of non-focusing.

上記従来のオートフォーカス処理では、合焦停止した場合の被写体監視領域と、非合焦で停止した場合の被写体監視領域に差がなかったため、合焦停止したのに、合焦目標の被写体が変化してもオートフォーカス処理をやり直さなかったり、逆に、合焦目標の被写体が動かないのに、周囲の被写体(背景、前景など)の変化に敏感に反応して不必要な焦点調整レンズの駆動が発生し、不適正なオートフォーカス処理となり、見た目にも消費電力的にも不利であるという不都合があった。
本発明によれば、合焦に至った場合と非合焦で停止した場合に監視領域を変更することにより、被写体変化により的確に再オートフォーカス処理が可能となる。これにより使用者への使い勝手と消費電力的な優位性を両立できる。
In the conventional autofocus process described above, there was no difference between the subject monitoring area when the focus was stopped and the subject monitoring area when the focus was stopped. Even if autofocus processing is not performed again, the focus target subject does not move, but the focus adjustment lens is driven in response to sensitive changes in the surrounding subjects (background, foreground, etc.). Occurs, resulting in an inappropriate autofocus process, which is disadvantageous in terms of appearance and power consumption.
According to the present invention, the re-autofocus process can be accurately performed by changing the subject by changing the monitoring area when the focus is achieved and when the focus is stopped out of focus. As a result, it is possible to achieve both user-friendliness and superior power consumption.

以下、本発明の実施態様を列挙する。
[実施態様1]
焦点調節用レンズと、
前記焦点調節用レンズを、その光軸方向に駆動するレンズ駆動手段と、
前記焦点調整用レンズを介して形成される被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像装置の映像信号を電気処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段の映像信号から被写体像の鮮鋭度値を演算する鮮鋭度演算手段と、
前記画像処理手段の映像信号から被写体像の映像状態値を演算する映像状態演算手段と、
前記鮮鋭度演算手段および前記映像状態演算手段に入力する被写体像の二次元的領域を選択する領域選択手段と、
前記領域選択手段に入力する映像信号から特定の空間周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記鮮鋭度演算手段によって算出される被写体鮮鋭度が極大となるよう、前記レンズ駆動手段を制御し、該被写体鮮鋭度が極大となった後も前記映像状態演算手段からの信号を監視し、再度前記レンズ駆動手段を制御する必要があるか判断するシステム制御手段と
を備えたビデオカメラ装置において、
前記領域選択手段は、前記システム制御手段によって、被写体鮮鋭度が極大となる前記焦点調節用レンズ位置が特定できた(合焦)か、特定できなかった(非合焦)かに応じて、前記鮮鋭度演算手段および映像状態演算手段に入力する被写体像の二次元領域を異ならしめることを特徴としたオートフォーカス装置。
The embodiments of the present invention are listed below.
[Embodiment 1]
A focusing lens;
Lens driving means for driving the focus adjustment lens in the optical axis direction;
Imaging means for converting a subject image formed through the focus adjustment lens into an electrical signal;
Image processing means for electrically processing a video signal of the imaging device;
Sharpness calculation means for calculating the sharpness value of the subject image from the video signal of the image processing means;
Video state calculation means for calculating the video state value of the subject image from the video signal of the image processing means;
Area selection means for selecting a two-dimensional area of the subject image to be input to the sharpness calculation means and the video state calculation means;
A bandpass filter for extracting a specific spatial frequency component from the video signal input to the region selection means;
The lens driving unit is controlled so that the subject sharpness calculated by the sharpness calculating unit is maximized, and the signal from the video state calculating unit is monitored after the subject sharpness has been maximized, and again. In a video camera apparatus comprising: system control means for determining whether it is necessary to control the lens driving means;
The region selection means is configured to determine whether the focus adjustment lens position where the subject sharpness is maximized can be specified (focused) or not (not focused) by the system control means. An autofocus device characterized by differentiating two-dimensional regions of a subject image inputted to a sharpness calculation means and a video state calculation means.

[実施態様2]
実施態様1に記載のオートフォーカス装置であって、合焦・非合焦に応じて前記鮮鋭度演算装置かつ前記映像状態演算装置に入力する二次元領域を異ならしめることを特徴とするオートフォーカス装置。
[実施態様3]
実施態様2に記載のオートフォーカス装置であって、合焦・非合焦に応じて前記鮮鋭度演算装置かつ前記映像状態演算装置に入力する二次元領域を異ならしめると同時に、非合焦時の二次元領域を合焦時の二次元領域よりも広域とすることを特徴とするオートフォーカス装置。
[実施態様4]
実施態様1に記載のオートフォーカス装置であって、合焦時に比べ非合焦時の前記システム制御装置によって再度焦点調整用レンズの駆動の必要を判定する判定基準を異ならしめることを特徴とするオートフォーカス装置。
[Embodiment 2]
2. The autofocus device according to Embodiment 1, wherein a two-dimensional region input to the sharpness calculation device and the video state calculation device is made different according to whether the image is focused or not focused. .
[Embodiment 3]
In the autofocus device according to the second embodiment, two-dimensional regions input to the sharpness calculation device and the video state calculation device are made different according to in-focus / non-focus, and at the same time when in-focus An autofocus device characterized in that the two-dimensional area is wider than the two-dimensional area at the time of focusing.
[Embodiment 4]
The autofocus device according to the first embodiment, wherein the determination criterion for determining the necessity of driving the focus adjustment lens again is made different by the system control device at the time of out-of-focus as compared to at the time of focus. Focus device.

[実施態様5]
実施態様4に記載のオートフォーカス装置であって、合焦時に比べ非合焦時の前記システム制御装置によって再度焦点調整用レンズの駆動の必要を判定する判定基準を異ならしめると同時に、非合焦時の判定基準を低く設定し敏感側に設定することを特徴とするオートフォーカス装置。
[実施態様6]
実施態様1〜5に記載の映像状態演算装置は被写体輝度を対象としてその評価値を演算することを特徴とするオートフォーカス装置。
[実施態様7]
実施態様1〜5記載の映像状態演算装置は被写体コントラストを対象としてその評価値を演算することを特徴とするオートフォーカス装置を有するビデオカメラ装置。
[Embodiment 5]
In the autofocus device according to the fourth embodiment, the system control device at the time of out-of-focus is different from that at the time of in-focus, and the determination criterion for determining the necessity of driving the focus adjustment lens is made different at the same time. An auto-focus device characterized in that the time criterion is set low and set to the sensitive side.
[Embodiment 6]
The video state calculation device according to any one of Embodiments 1 to 5 calculates an evaluation value for subject luminance, as an object.
[Embodiment 7]
6. A video camera device having an autofocus device, wherein the video state calculation device according to any one of the first to fifth embodiments calculates an evaluation value for subject contrast.

[実施態様8]
実施態様1〜5に記載の映像状態演算装置は被写体距離を対象としてその評価値を演算することを特徴とするオートフォーカス装置を有するビデオカメラ装置。
上記の実施態様においては、さらに、前記監視する領域から採取する映像状態としては、被写体のコントラスト、輝度、鮮鋭度を個別または同時に用いることが可能である。
また、合焦状態時、非合焦状態時で異なる映像状態の変化量を用い、再オートフォーカス処理の判定を行なうことが可能である。
[Embodiment 8]
6. A video camera device having an autofocus device, wherein the video state calculation device according to any one of the first to fifth embodiments calculates an evaluation value for a subject distance.
In the above embodiment, the contrast, brightness, and sharpness of the subject can be used individually or simultaneously as the video state collected from the monitored area.
Further, it is possible to determine the re-autofocus process by using the amount of change in the video state that is different between the focused state and the out-of-focus state.

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
図1は本発明の一実施例を示した図である。図1において、11は焦点調整レンズを含んだレンズ装置、12は絞り装置、13は光電変換を行なう撮像装置、14はCDS、AGC、A/D機能を持った画像処理装置、15は特定の周波数成分を検出するバンドパスフィルタ(BPF)装置、16は画面二次元の領域を選択する領域選択装置、17は領域選択装置16によって選択された領域におけるBPF装置15信号から鮮鋭度演算を行なう鮮鋭度演算装置、18は領域選択装置16によって選択された領域におけるBPF装置15信号から特定の映像状態量を演算する、映像状態演算装置、19は撮像装置13および画像処理装置14のタイミング制御を行なう駆動回路装置、20は絞り装置12を制御する絞り制御装置、21は焦点調整レンズを制御するレンズ駆動装置、22は上記装置をコントロールし、演算、結果保持等を行なう、システム制御装置である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 is a lens device including a focus adjustment lens, 12 is a diaphragm device, 13 is an imaging device that performs photoelectric conversion, 14 is an image processing device having CDS, AGC, and A / D functions, and 15 is a specific device. A band-pass filter (BPF) device that detects frequency components, 16 is a region selection device that selects a two-dimensional region on the screen, and 17 is a sharpness calculator that performs a sharpness calculation from the BPF device 15 signal in the region selected by the region selection device 16. Degree arithmetic unit 18 calculates a specific video state amount from the BPF device 15 signal in the area selected by the area selection unit 16. Video state arithmetic unit 19 controls the timing of the imaging device 13 and the image processing unit 14. Drive circuit device 20, aperture control device 20 for controlling the aperture device 12, 21 lens drive device for controlling the focus adjustment lens, 22 Control the device, calculating, performing result holding such a system controller.

図1に示したオートフォーカス装置は先に示した図2、図3、図4、図5の手順でオートフォーカス処理を行なうことが可能である。但し、本実施例では図5の処理手順に代えて、図6の処理を適用する。図6について説明する。
図6は図5による領域監視の処理(S502)をS602〜S604で代替したものである。つまり、S601でオートフォーカス処理を行い、合焦停止か非合焦停止かを判定する(S602)。合焦停止の場合は以降の監視領域として合焦時に選択した領域とする(S603)。非合焦停止の場合は以降の監視領域として全監視可能領域とする(S604)。
The autofocus device shown in FIG. 1 can perform autofocus processing in accordance with the procedure shown in FIGS. 2, 3, 4, and 5. However, in this embodiment, the process of FIG. 6 is applied instead of the process procedure of FIG. FIG. 6 will be described.
FIG. 6 is obtained by replacing the area monitoring process (S502) shown in FIG. 5 with S602 to S604. That is, the autofocus process is performed in S601, and it is determined whether the focus is stopped or not focused (S602). If the focus is stopped, the area selected at the time of focusing is set as the subsequent monitoring area (S603). In the case of the out-of-focus stop, all the monitoring possible areas are set as subsequent monitoring areas (S604).

例えば図7を用いて説明すると図7のA枠にかかるように被写体が存在し、該被写体に合焦した場合は、以降の監視をA枠に設定する。また、A枠にかからないか、合焦に至らなかった場合はB枠を監視の領域として設定する。
また、別の領域の例として図8を挙げる。図8はA、B、C枠の3つの枠が存在し、そのいずれもが合焦判定可能である。例えば、A枠にかかるように被写体が存在し、A枠を用いて合焦判定が行なわれ、合焦に至った場合には以降の監視をA枠から得られる被写体情報を用いて行なう。B枠、C枠の場合でも同様である。一方、A、B、C枠いずれの枠にも合焦とならしめる被写体が存在しなく、非合焦に至った場合には、A、B、C枠全てを監視領域と設定する。
For example, referring to FIG. 7, when a subject exists as shown in the A frame of FIG. 7 and the subject is focused, the subsequent monitoring is set to the A frame. If the frame A is not reached or the focus is not reached, the frame B is set as a monitoring area.
FIG. 8 shows another example of the area. In FIG. 8, there are three frames A, B, and C, and any of them can be determined as being in focus. For example, a subject exists so as to cover the A frame, and the focus determination is performed using the A frame. When the focus is reached, the subsequent monitoring is performed using the subject information obtained from the A frame. The same applies to the B frame and the C frame. On the other hand, if there is no subject that can be brought into focus in any of the A, B, and C frames, and the subject is out of focus, all of the A, B, and C frames are set as monitoring areas.

さらに、別の領域の例として図9を挙げる。図9の例では合焦の判定が可能な領域が9つ存在し、A、B、…、I枠いずれもが合焦判定可能である。ここで例えばE枠にかかるように被写体が存在し、E枠を用いて合焦判定が行なわれ、合焦に至った場合には、以降の監視領域をE枠と設定する。A、B、…、I枠いずれの枠にも合焦とならしめる被写体が存在しなく、非合焦に至った場合には、A、B、…、I枠全てを監視領域として設定する。   Furthermore, FIG. 9 is given as an example of another region. In the example of FIG. 9, there are nine areas where focus can be determined, and all of the A, B,. Here, for example, a subject exists so as to cover the E frame, and when the focus determination is performed using the E frame and the focus is reached, the subsequent monitoring area is set as the E frame. When there is no subject to be brought into focus in any of the A, B,..., I frames, and when the subject is out of focus, all of the A, B,.

さらに、別の領域の例として図10を挙げる。図10の例では合焦の判定が可能な領域が5つ存在し、A、B、…、E枠いずれもが合焦判定可能である。ここで例えばB枠にかかるように被写体が存在し、B枠を用いて合焦判定が行なわれ、合焦に至った場合には、以降の監視領域をB枠と設定する。A、B、…、E枠いずれもの枠にも合焦とならしめる被写体が存在しなく、非合焦に至った場合には、A、B、…、E枠全てを監視領域として設定する。   Furthermore, FIG. 10 is given as an example of another region. In the example of FIG. 10, there are five areas where focus can be determined, and all of the A, B,. Here, for example, a subject exists so as to cover the B frame, and the focus determination is performed using the B frame. When the focus is reached, the subsequent monitoring area is set as the B frame. When there is no subject that can be brought into focus in any of the A, B,..., E frames, and all the A, B,.

図6を参照して、領域が決定した後、該領域の映像状態値(諸元値)である被写体情報(S0)を非図示のメモリ装置に保存する(S605)。続いて該領域の被写体情報(S1)を取得し(S606)、S0とS1に所定量以上の差が生じたかを判定する(S607)。差が発生していなければ、被写体に変化が無かったと判定し、再度被写体情報の取得を行なう(S606)。差が発生していれば(S607)S601へ戻り、再度オートフォーカス処理を行なう。   Referring to FIG. 6, after an area is determined, subject information (S0), which is a video state value (specific value) of the area, is stored in a memory device (not shown) (S605). Subsequently, subject information (S1) of the area is acquired (S606), and it is determined whether a difference of a predetermined amount or more has occurred between S0 and S1 (S607). If no difference has occurred, it is determined that the subject has not changed, and subject information is acquired again (S606). If a difference has occurred (S607), the process returns to S601, and autofocus processing is performed again.

実際のS606における被写体情報の取得タイミングはテレビ規格におけるV同期のタイミングで行なう。但し、10ms〜100ms程度のタイマ同期で行なってもよい。S607で演算する所定量はS603を処理した場合とS604を処理した場合で異なる値にすることも可能である。つまり、合焦に至った場合は、ある程度の被写体変化による再オートフォーカスまでに粘りを持たせ、非合焦の場合には、監視領域の変化に敏感に反応するようにしてもよい。
また、S605で取得した被写体情報値に応じて、その割合として差分所定値を再設定することも可能である。おおよそS0値の10%〜20%程度の変化に反応するように設定するのがよい。
本実施例のオートフォーカス装置により、合焦に至った場合と非合焦で停止した場合に監視領域を変更することにより、被写体変化により的確に再オートフォーカス処理が可能となる。これにより使用者への使い勝手と消費電力的な優位性を両立できる。
The actual acquisition timing of subject information in S606 is performed at the timing of V synchronization in the television standard. However, it may be performed with timer synchronization of about 10 ms to 100 ms. The predetermined amount calculated in S607 can be set to a different value when S603 is processed and when S604 is processed. In other words, when the focus is reached, it may be sticky to re-autofocus due to a certain subject change, and when it is out of focus, it may be sensitive to changes in the monitoring area.
In addition, according to the subject information value acquired in S605, a predetermined difference value can be reset as the ratio. It is preferable to set so as to respond to a change of about 10% to 20% of the S0 value.
With the autofocus device of this embodiment, the re-autofocus process can be accurately performed by changing the subject by changing the monitoring area when the focus is achieved and when the focus is stopped when the focus is stopped. As a result, it is possible to achieve both user-friendliness and superior power consumption.

本発明の一実施例に係るオートフォーカス装置の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the autofocus apparatus based on one Example of this invention. 図1の装置におけるオートフォーカス処理手順を示した図である。It is the figure which showed the autofocus processing procedure in the apparatus of FIG. 図2の処理手順で使用するサブルーチンの図である。FIG. 3 is a diagram of a subroutine used in the processing procedure of FIG. 2. 図2の処理手順で使用するサブルーチンの図である。FIG. 3 is a diagram of a subroutine used in the processing procedure of FIG. 2. 図2のオートフォーカス処理手順を呼び出す、従来例に係る再起動手順を示す図である。It is a figure which shows the restart procedure based on the prior art which calls the autofocus processing procedure of FIG. 図2のオートフォーカス処理手順を呼び出す、本実施例に係る再起動の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the restart which concerns on a present Example which calls the autofocus processing procedure of FIG. 図6の再起動手順で使用する監視領域の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the monitoring area | region used by the restart procedure of FIG. 図6の再起動手順で使用する監視領域の他の一例を示した図である。It is the figure which showed another example of the monitoring area | region used by the restart procedure of FIG. 図6の再起動手順で使用する監視領域の他の一例を示した図である。It is the figure which showed another example of the monitoring area | region used by the restart procedure of FIG. 図6の再起動手順で使用する監視領域の他の一例を示した図である。It is the figure which showed another example of the monitoring area | region used by the restart procedure of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11:焦点調整レンズを含んだレンズ装置、
12:絞り装置、
13:光電変換を行なう撮像装置、
14:CDS、AGC、A/D機能を持った画像処理装置、
15:特定の周波数成分を検出するバンドパスフィルタ(BPF)装置、
16:画面二次元の領域を選択する領域選択装置、
17:領域選択装置16によって選択された領域におけるBPF装置15信号から鮮鋭度演算を行なう鮮鋭度演算装置、
18:領域選択装置16によって選択された領域におけるBPF装置15信号から特定の映像状態量を演算する、映像状態演算装置、
19:撮像装置13、画像処理装置14のタイミング制御を行なう駆動回路装置、
20:絞り装置12を制御する絞り制御装置、
21:焦点調整レンズを制御するレンズ駆動装置、
22:上記装置をコントロールし、演算、結果保持等を行なう、システム制御装置
11: Lens device including a focus adjustment lens,
12: A diaphragm device,
13: an imaging device that performs photoelectric conversion,
14: Image processing apparatus having CDS, AGC, A / D function,
15: a bandpass filter (BPF) device for detecting a specific frequency component,
16: a region selection device for selecting a two-dimensional region on the screen;
17: A sharpness calculation device that performs a sharpness calculation from the BPF device 15 signal in the region selected by the region selection device 16;
18: a video state calculation device that calculates a specific video state amount from the BPF device 15 signal in the region selected by the region selection device 16;
19: a drive circuit device that performs timing control of the imaging device 13 and the image processing device 14,
20: A diaphragm control device for controlling the diaphragm device 12,
21: a lens driving device for controlling the focus adjustment lens;
22: System control device for controlling the above-mentioned device and performing calculation, result holding, etc.

Claims (12)

レンズと、
該レンズを介して形成される映像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記映像の一部または全部からなる複数種の二次元領域のうち1つ以上を選択する領域選択手段と、
前記撮像手段からの前記領域選択手段により選択された二次元領域に対応する映像信号に基づいて前記映像の鮮鋭度値を算出する鮮鋭度演算手段と、
前記撮像手段からの前記領域選択手段により選択された二次元領域に対応する映像信号に基づいて前記映像の映像状態値を算出する映像状態演算手段と、
前記鮮鋭度値が極大値となるように前記レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段と、
前記映像状態値が所定値以上変化したとき前記レンズの駆動を開始させる駆動制御手段と
を備え、
前記領域選択手段は、前記映像状態演算手段用として、前記レンズ駆動手段がレンズを駆動した際に前記鮮鋭度が極大となる前記レンズの位置を特定して駆動を終了した場合と特定できずに駆動を終了した場合とで、異なる二次元領域を選択することを特徴とするオートフォーカス装置。
A lens,
Imaging means for converting an image formed through the lens into an electrical signal;
A region selecting means for selecting one or more of a plurality of types of two-dimensional regions comprising part or all of the video;
Sharpness calculation means for calculating a sharpness value of the video based on a video signal corresponding to the two-dimensional area selected by the area selection means from the imaging means;
Video state calculation means for calculating a video state value of the video based on a video signal corresponding to the two-dimensional area selected by the area selection means from the imaging means;
Lens driving means for driving the lens in the optical axis direction so that the sharpness value becomes a maximum value;
Drive control means for starting the driving of the lens when the video state value changes by a predetermined value or more,
The area selecting means is not able to identify the case where the driving is completed by specifying the position of the lens where the sharpness becomes maximum when the lens driving means drives the lens for the image state calculating means. An autofocus device, wherein a different two-dimensional region is selected when driving is finished.
前記領域選択手段は、前記鮮鋭度演算手段用としても、前記レンズ駆動手段がレンズを駆動した際に前記鮮鋭度が極大となる前記レンズの位置を特定して駆動を終了した場合と特定できずに駆動を終了した場合とで、異なる二次元領域を選択することを特徴とする請求項1に記載のオートフォーカス装置。   The area selection means is not specified for the sharpness calculation means, when the lens driving means specifies the position of the lens where the sharpness reaches a maximum when the lens is driven and the driving is finished. The autofocus device according to claim 1, wherein a different two-dimensional region is selected when the driving is finished. レンズと、
該レンズを介して形成される映像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記映像の一部または全部からなる複数種の二次元領域のうち1つ以上を選択する領域選択手段と、
前記撮像手段からの前記領域選択手段により選択された二次元領域に対応する映像信号に基づいて前記映像の鮮鋭度値を算出する鮮鋭度演算手段と、
前記鮮鋭度値が極大値となるように前記レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段と、
前記レンズ駆動手段によるレンズの駆動を開始させる駆動制御手段と
を備え、
前記領域選択手段は、前記レンズ駆動手段が前記レンズを駆動した際に前記鮮鋭度が極大となる前記レンズの位置を特定して駆動を終了した場合と特定できずに駆動を終了した場合とで、異なる二次元領域を選択することを特徴とするオートフォーカス装置。
A lens,
Imaging means for converting an image formed through the lens into an electrical signal;
A region selecting means for selecting one or more of a plurality of types of two-dimensional regions comprising part or all of the video;
Sharpness calculation means for calculating a sharpness value of the video based on a video signal corresponding to the two-dimensional area selected by the area selection means from the imaging means;
Lens driving means for driving the lens in the optical axis direction so that the sharpness value becomes a maximum value;
Drive control means for starting the driving of the lens by the lens driving means,
The region selection means includes a case where the lens driving means specifies the position of the lens where the sharpness becomes maximum when driving the lens, and a case where the driving ends without being specified. An autofocus device characterized by selecting different two-dimensional regions.
前記映像信号から特定の空間周波数成分を抽出するバンドパスフィルタを備え、前記鮮鋭度演算手段は該空間周波数成分に基づいて前記鮮鋭度値を算出することを特徴とする請求項2または3に記載のオートフォーカス装置。   4. The image processing apparatus according to claim 2, further comprising a band pass filter that extracts a specific spatial frequency component from the video signal, wherein the sharpness calculation unit calculates the sharpness value based on the spatial frequency component. Autofocus device. 前記駆動制御手段は、前記レンズ駆動手段が前記レンズを駆動した際に前記鮮鋭度が極大となる前記レンズの位置を特定して駆動を終了した場合と特定できずに駆動を終了した場合とで、前記レンズの駆動を必要と判定する基準を異ならせることを特徴とする請求項1または2に記載のオートフォーカス装置。   The drive control means includes a case where the lens driving means specifies the position of the lens at which the sharpness reaches a maximum when driving the lens, and a case where the driving ends without being specified. The autofocus device according to claim 1, wherein a criterion for determining that driving of the lens is necessary is made different. 前記駆動制御手段は、前記レンズ駆動手段が前記レンズを駆動した際に前記鮮鋭度が極大となる前記レンズの位置を特定せずに駆動を終了した場合、前記レンズの位置を特定して駆動を終了した場合に比べて判定基準を低く、前記レンズの駆動の必要を敏感に検出できる側に設定することを特徴とする請求項5に記載のオートフォーカス装置。   The drive control means specifies the position of the lens and drives when the lens drive means finishes driving without specifying the position of the lens where the sharpness becomes maximum when driving the lens. 6. The autofocus device according to claim 5, wherein the determination criterion is set lower than that when the lens is finished, and is set to a side where the necessity of driving the lens can be sensitively detected. 前記前記映像状態演算手段は、前記駆動制御手段によるレンズ駆動開始のための評価値として被写体の輝度に基づく映像状態値を算出することを特徴とする請求項1、2、5または6に記載のオートフォーカス装置。   7. The video state calculation unit according to claim 1, 2, 5, or 6, wherein the video state calculation unit calculates a video state value based on a luminance of a subject as an evaluation value for starting lens driving by the drive control unit. Autofocus device. 前記前記映像状態演算手段は、前記駆動制御手段によるレンズ駆動開始のための評価値として被写体のコントラストに基づく映像状態値を算出することを特徴とする請求項1、2、5または6に記載のオートフォーカス装置。   7. The image state calculation unit according to claim 1, 2, 5 or 6, wherein the image state calculation unit calculates an image state value based on a subject contrast as an evaluation value for starting lens driving by the drive control unit. Autofocus device. 前記前記映像状態演算手段は、前記駆動制御手段によるレンズ駆動開始のための評価値として被写体距離に基づく映像状態値を算出することを特徴とする請求項1、2、5または6に記載のオートフォーカス装置。   7. The auto according to claim 1, 2, 5, or 6, wherein the video state calculation unit calculates a video state value based on a subject distance as an evaluation value for starting lens driving by the drive control unit. Focus device. 前記領域選択手段は、前記レンズ駆動手段が前記レンズを駆動した際に前記鮮鋭度が極大となる前記レンズの位置を特定せずに駆動を終了した場合、前記レンズの位置を特定して駆動を終了した場合に比べて広域の二次元領域を選択することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載のオートフォーカス装置。   When the lens driving unit finishes driving without specifying the position of the lens where the sharpness reaches a maximum when the lens driving unit drives the lens, the region selecting unit specifies the position of the lens and performs driving. The autofocus device according to any one of claims 1 to 9, wherein a two-dimensional area that is wider than that in the case of completion is selected. 請求項1〜10のいずれか1つに記載のオートフォーカス装置を有することを特徴とするカメラ。   A camera comprising the autofocus device according to claim 1. 請求項1〜10のいずれか1つに記載のオートフォーカス装置を有することを特徴とする光学機器。
An optical apparatus comprising the autofocus device according to any one of claims 1 to 10.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101191891A (en) * 2006-11-27 2008-06-04 三洋电机株式会社 Electronic camara
JP2008134278A (en) * 2006-11-27 2008-06-12 Sanyo Electric Co Ltd Electronic camera

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