JP2006301031A - Autofocus device and method, and program - Google Patents

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秀和 須藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve ability of discriminating the direction of a focusing position. <P>SOLUTION: An evaluated value is calculated by using the frequency component of a video signal in a specified area provided in an imaging frame. When discriminating that the evaluated value obtained when wobbling is started is small in ST11, the amplitude of the wobbling is enlarged in ST12. A change in a relative angle is detected in ST13. When the detected change in the relative angle is small, operation progresses from ST15 to ST16, and the amplitude of the wobbling is enlarged. By performing the wobbling in ST17, the direction of the focusing position is discriminated, based on the change in the evaluated value. When the detected change in the relative angle is large, the operation progresses from ST15 to ST17, and the direction of the focusing position is determined without performing the wobbling. The movement of a focus lens in the direction of the focusing position is started, and such a focusing operation that a focal position is moved to the focusing position is performed, based on the evaluated value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、オートフォーカス装置とオートフォーカス方法およびプログラムに関する。詳しくは、撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値の算出を行い、レンズをウォブリングさせたときの評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別する際に、ウォブリング開始時の評価値の大きさや被写体方向と撮像方向との相対角度変化の大きさに応じて、ウォブリングの振幅を変化させるものである。   The present invention relates to an autofocus device, an autofocus method, and a program. Specifically, the evaluation value is calculated using the frequency component of the video signal in the specific area provided in the imaging image frame, and the direction of the in-focus position is determined based on the change in the evaluation value when the lens is wobbled. In this case, the wobbling amplitude is changed according to the magnitude of the evaluation value at the start of wobbling and the magnitude of the relative angle change between the subject direction and the imaging direction.

従来、ビデオカメラやディジタルカメラ等の撮像装置では、被写体に対して自動的にフォーカスを合わせるオートフォーカス機構が設けられている。このオートフォーカス機構では、例えば特許文献1に示すように、撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の高周波成分を加算して評価値を算出し、この評価値が極大となるようにフォーカスレンズが移動される。このため、特定領域を撮像画枠内の中央に設定しておき、被写体が撮像画枠内の中央に位置するように構図を決めて撮像を行うものとすれば、フォーカス位置が合焦位置に移動されて、自動的にフォーカスを被写体に合わせることができる。また、フォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を開始したとき、フォーカス位置が合焦位置とは逆方向に移動されないようにするため、ウォブリングレンズをウォブリングさせて、このときの評価値の変化からレンズの移動方向の判別が行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging apparatus such as a video camera or a digital camera is provided with an autofocus mechanism that automatically focuses on a subject. In this autofocus mechanism, for example, as shown in Patent Document 1, an evaluation value is calculated by adding high-frequency components of a video signal in a specific area provided in a captured image frame, and the focus is set so that the evaluation value becomes maximum. The lens is moved. For this reason, if the specific area is set at the center of the imaging frame and the composition is determined so that the subject is positioned at the center of the imaging frame, the focus position is set to the in-focus position. It can be moved automatically to focus on the subject. Also, when starting the focusing operation to move the focus position to the in-focus position, the wobbling lens is wobbled to prevent the focus position from moving in the direction opposite to the in-focus position. The lens movement direction is determined from the change.

特開平10−213736号公報JP-A-10-213736

ところで、映像信号の高周波成分を加算して得られる評価値は、被写体のコントラストが高いときには大きな値となり、コントラストが低いときには小さな値となる。このため、コントラストの低い被写体を撮像するときにウォブリングを行っても、評価値の変化が少ないことから、合焦位置の方向を判別することが困難となってしまう。   By the way, the evaluation value obtained by adding the high frequency components of the video signal is a large value when the contrast of the subject is high, and a small value when the contrast is low. For this reason, even if wobbling is performed when an object with low contrast is imaged, the change in the evaluation value is small, so that it is difficult to determine the direction of the in-focus position.

例えば、図13Aに示すように、コントラストの高い被写体を撮像している場合、フォーカス位置を移動したときの評価値の変化は図13Bに示すものとなる。また、図14Aに示すように、コントラストの低い被写体を撮像している場合、フォーカス位置を移動したときの評価値の変化は図14Bに示すものとなり、コントラストの高い被写体を撮像している場合よりも評価値の変化が小さい。従って、コントラストの高い被写体を撮像している場合にウォブリングを行ったときには、評価値の変化から合焦位置の方向を判別できるが、コントラストの低い被写体を撮像している場合には、ウォブリングを行っても評価値の変化が少ないことから合焦位置の方向を判別するは困難となる。   For example, as shown in FIG. 13A, when an object with high contrast is being imaged, the change in the evaluation value when the focus position is moved is as shown in FIG. 13B. Further, as shown in FIG. 14A, when an object with low contrast is imaged, the change in the evaluation value when the focus position is moved is as shown in FIG. 14B, compared with when an object with high contrast is imaged. The change in evaluation value is small. Therefore, when wobbling is performed when an object with high contrast is being imaged, the direction of the in-focus position can be determined from the change in the evaluation value. However, when an object with low contrast is being imaged, wobbling is performed. However, since the change of the evaluation value is small, it is difficult to determine the direction of the in-focus position.

また、被写体が動いている場合や、撮像装置が揺れている場合、撮像方向を水平方向に振るパンニングが行われている場合等では、特定領域内の画像が変化して評価値の変動を生じてしまうことがある。このような場合、ウォブリングを行っても、評価値の変化がフォーカス位置の変動によるものであるか特定領域内の画像の変化によるものであるか、判別が困難であり、評価値の変化から合焦位置の方向を正しく判別することができない。   Also, when the subject is moving, when the imaging device is shaking, or when panning is performed in which the imaging direction is swung horizontally, the image in the specific area changes and the evaluation value fluctuates. May end up. In such a case, even if wobbling is performed, it is difficult to determine whether the change in the evaluation value is due to the change in the focus position or the image in the specific area. The direction of the focal position cannot be correctly determined.

そこで、この発明では、合焦位置の方向の判別能力を向上させることができるオートフォーカス装置とオートフォーカス方法およびプログラムを提供するものである。   Therefore, the present invention provides an autofocus device, an autofocus method, and a program that can improve the ability to determine the direction of the in-focus position.

この発明に係るオートフォーカス装置は、レンズを駆動するレンズ駆動部と、撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値を算出する評価値算出部と、評価値に基づいてフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行う制御部とを有し、制御部は、レンズをウォブリングさせたときの評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別し、該ウォブリングの振幅を評価値の大きさに応じて変化させるものである。   An autofocus device according to the present invention includes a lens driving unit that drives a lens, an evaluation value calculation unit that calculates an evaluation value using a frequency component of a video signal in a specific area provided in a captured image frame, and an evaluation value And a control unit that performs a focusing operation to move the focus position to the focusing position based on, and the control unit determines the direction of the focusing position based on a change in the evaluation value when the lens is wobbled, The amplitude of the wobbling is changed according to the evaluation value.

また、本発明に係る他のオートフォーカス装置は、レンズを駆動するレンズ駆動部と、撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値を算出する評価値算出部と、被写体方向と撮像方向との相対角度変化を検出する相対角度変化検出部と、評価値に基づいてフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行う制御部とを有し、制御部は、レンズをウォブリングさせたときの評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別し、該ウォブリングの振幅を相対角度変化検出部で検出された相対角度変化の大きさに応じて変化させるものである。   In addition, another autofocus device according to the present invention includes a lens driving unit that drives a lens, an evaluation value calculation unit that calculates an evaluation value using a frequency component of a video signal in a specific area provided in a captured image frame, and A relative angle change detection unit that detects a relative angle change between the subject direction and the imaging direction, and a control unit that performs a focusing operation to move the focus position to the in-focus position based on the evaluation value. The direction of the in-focus position is determined based on the change in the evaluation value when the lens is wobbled, and the amplitude of the wobbling is changed according to the magnitude of the relative angle change detected by the relative angle change detection unit. It is.

この発明に係るオートフォーカス方法やプログラムでは、撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値の算出を行う評価値算出工程と、レンズをウォブリングさせたときの評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別し、ウォブリングの振幅は被写体方向と撮像方向との相対角度変化に応じて変化させる合焦位置方向判別工程と、判別された合焦位置の方向にフォーカス位置の移動を開始して、評価値に基づきフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行うレンズ駆動処理工程とを有する、あるいはコンピュータで実行するものである。   In the autofocus method and program according to the present invention, an evaluation value calculation step for calculating an evaluation value using a frequency component of a video signal in a specific area provided in a captured image frame, and an evaluation value when the lens is wobbled The direction of the in-focus position is discriminated based on the change of the in-focus position, the wobbling amplitude is changed in accordance with the relative angle change between the subject direction and the imaging direction, and the in-focus position direction is discriminated. A lens driving processing step for starting a movement of the focus position and performing a focusing operation for moving the focus position to the in-focus position based on the evaluation value, or is executed by a computer.

また、この発明に係る他のオートフォーカス方法やプログラムでは、撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値の算出を行う評価値算出工程と、レンズをウォブリングさせたときの評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別し、ウォブリングの振幅は被写体方向と撮像方向との相対角度変化に応じて変化させる合焦位置方向判別工程と、判別された合焦位置の方向にフォーカス位置の移動を開始して、評価値に基づきフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行うレンズ駆動処理工程とを有する、あるいはコンピュータで実行するものである。   In another autofocus method or program according to the present invention, an evaluation value calculation step for calculating an evaluation value using a frequency component of a video signal in a specific area provided in a captured image frame, and a lens wobbling A focus position direction determining step for determining the direction of the focus position based on a change in the evaluation value, and changing the wobbling amplitude according to a relative angle change between the subject direction and the imaging direction, and the determined focus A lens drive processing step of starting a movement of the focus position in the direction of the position and performing a focusing operation for moving the focus position to the in-focus position based on the evaluation value, or is executed by a computer.

この発明においては、撮像画枠内に設けた例えば評価枠内の映像信号の高周波成分を加算することで画像のボケに対応した値を示す評価値の算出が行われる。ここで、ウォブリングレンズをウォブリングさせたときの評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別する際に、ウォブリング開始時の評価値や被写体方向と撮像方向との相対角度変化が小さいときには、ウォブリングの振幅を大きくしてウォブリングが行われる。この相対角度変化は、撮像画枠内に設けた評価枠における輝度成分を用いて算出した評価値を用いて検出される。   In the present invention, for example, an evaluation value indicating a value corresponding to blurring of an image is calculated by adding high-frequency components of a video signal in the evaluation frame provided in the captured image frame. Here, when determining the direction of the in-focus position based on the change in the evaluation value when wobbling the wobbling lens, when the evaluation value at the start of wobbling and the relative angle change between the subject direction and the imaging direction are small, Wobbling is performed by increasing the amplitude of wobbling. This relative angle change is detected using an evaluation value calculated using a luminance component in an evaluation frame provided in the captured image frame.

この発明によれば、レンズをウォブリングさせたときの評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別する際に、ウォブリング開始時の評価値の大きさや被写体方向と撮像方向との相対角度変化の大きさに応じて、ウォブリングの振幅が変化される。このため、被写体のコントラストが低い場合や撮像時に揺れを生じたとき、評価値の変化が顕著となるようにウォブリングの振幅を変化させることで、合焦位置の方向の判別能力を向上させることができる。   According to this invention, when determining the direction of the in-focus position based on the change in the evaluation value when the lens is wobbled, the magnitude of the evaluation value at the start of wobbling and the relative angle change between the subject direction and the imaging direction The amplitude of wobbling is changed in accordance with the size of. For this reason, when the contrast of the subject is low or when shaking occurs during imaging, the ability to determine the in-focus position direction can be improved by changing the wobbling amplitude so that the evaluation value changes significantly. it can.

以下、図を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図1はオートフォーカス機構を有する撮像装置例えばビデオカメラ10の全体構成を示している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of an image pickup apparatus having an autofocus mechanism, for example, a video camera 10.

ビデオカメラ10のレンズブロック20は、撮像レンズや撮像レンズの位置を検出するレンズ位置検出部および撮像レンズを駆動するレンズ駆動部等を用いて構成されている。なお、図1に示すレンズブロック20では、撮像レンズとして、被写体画像を撮像素子の撮像面上に合焦させるためのフォーカスレンズ21と、合焦位置の方向を判別するために使用されるウォブリングレンズ22を有する場合を示している。このようにフォーカスレンズ21とウォブリングレンズ22を設けるものとすれば、例えば業務用やプロ用のビデオカメラのようにフォーカスレンズが大きく、フォーカスレンズを光軸方向にウォブリングさせることが困難であるような場合でも、ウォブリングレンズを光軸方向にウォブリングさせることで、合焦位置の方向を判別することが可能となる。   The lens block 20 of the video camera 10 includes an imaging lens, a lens position detection unit that detects the position of the imaging lens, a lens driving unit that drives the imaging lens, and the like. In the lens block 20 shown in FIG. 1, as an imaging lens, a focus lens 21 for focusing the subject image on the imaging surface of the imaging device, and a wobbling lens used for determining the direction of the in-focus position. 22 is shown. If the focus lens 21 and the wobbling lens 22 are provided as described above, the focus lens is large, for example, for a professional or professional video camera, and it is difficult to wobble the focus lens in the optical axis direction. Even in this case, it is possible to determine the direction of the in-focus position by wobbling the wobbling lens in the optical axis direction.

フォーカスレンズ21に対しては、フォーカスレンズ21の位置すなわちフォーカス位置を検出する位置検出部21aと、レンズ位置を光軸方向に移動させるレンズ駆動部21bが設けられている。同様に、ウォブリングレンズ22に対しても、ウォブリングを正しく行うことができるようにするため、位置検出部22aとレンズ位置を光軸方向に移動させるレンズ駆動部22bが設けられている。また、レンズブロック20は、光量を調節するためのアイリス23を有しており、アイリス23に関しても、アイリス23の開口状態を検出するアイリス位置検出部23aと、アイリス23を開閉させるためのアイリス駆動部23bが設けられている。   For the focus lens 21, a position detection unit 21a that detects the position of the focus lens 21, that is, a focus position, and a lens drive unit 21b that moves the lens position in the optical axis direction are provided. Similarly, for the wobbling lens 22, a position detection unit 22a and a lens driving unit 22b for moving the lens position in the optical axis direction are provided so that wobbling can be performed correctly. Further, the lens block 20 has an iris 23 for adjusting the amount of light. With respect to the iris 23 as well, an iris position detection unit 23a for detecting the opening state of the iris 23 and an iris drive for opening and closing the iris 23 are provided. A portion 23b is provided.

レンズブロック制御部51には、位置検出部21aからフォーカス位置を示す検出信号RSf、位置検出部22aからウォブリング量を示す検出信号RSw、アイリス位置検出部23aからアイリスの開口状態を示す検出信号RSiがそれぞれ供給される。また、レンズブロック制御部51には、オートフォーカス動作モードの設定やオートフォーカス動作を開始させるためのユーザインタフェース55が接続されており、ユーザインタフェース55の操作に応じて操作信号PSLがレンズブロック制御部51に供給される。なお、レンズブロック制御部51には、ROM(またはEEPROM)等を用いて構成された記憶部(図示せず)が設けられており、フォーカスレンズ21およびウォブリングレンズ22の焦点距離データ,口径比データ、レンズブロックの製造メーカ名および製造番号等の情報が記憶されている。   The lens block control unit 51 includes a detection signal RSf indicating the focus position from the position detection unit 21a, a detection signal RSw indicating the wobbling amount from the position detection unit 22a, and a detection signal RSi indicating the opening state of the iris from the iris position detection unit 23a. Supplied respectively. The lens block control unit 51 is connected to a user interface 55 for setting an autofocus operation mode and starting an autofocus operation, and an operation signal PSL is sent in response to an operation of the user interface 55. 51. The lens block control unit 51 is provided with a storage unit (not shown) configured using a ROM (or EEPROM) or the like, and the focal length data and aperture ratio data of the focus lens 21 and the wobbling lens 22 are provided. Information such as the manufacturer name and serial number of the lens block is stored.

レンズブロック制御部51は、記憶している情報や検出信号RSf,RSw,RSi,操作信号PSLおよび後述するカメラブロック制御部52から供給されたフォーカス制御信号CTfやウォブリング制御信号CTwに基づいて、レンズ駆動信号RDf,RDwの生成を行う。さらに、生成したレンズ駆動信号RDfをレンズ駆動部21bに供給して、所望の被写体にフォーカスが合うようにフォーカスレンズ21を移動させる。また、生成したレンズ駆動信号RDwをレンズ駆動部22bに供給して、合焦位置の方向を検出できるようにウォブリングレンズ22をウォブリングさせる。また、レンズブロック制御部51は、アイリス駆動信号RDiを生成してアイリス駆動部23bに供給することで、アイリスの開口量を制御する。   The lens block control unit 51 uses the lens based on the stored information, detection signals RSf, RSw, RSi, operation signal PSL, and a focus control signal CTf and a wobbling control signal CTw supplied from a camera block control unit 52 described later. Drive signals RDf and RDw are generated. Further, the generated lens driving signal RDf is supplied to the lens driving unit 21b, and the focus lens 21 is moved so that a desired subject is focused. Further, the generated lens driving signal RDw is supplied to the lens driving unit 22b, and the wobbling lens 22 is wobbled so that the direction of the in-focus position can be detected. Further, the lens block control unit 51 controls the iris opening amount by generating the iris drive signal RDi and supplying it to the iris drive unit 23b.

カメラブロック30の色分解プリズム31は、レンズブロック20からの入射光をR(赤),G(緑),B(青)の3原色に色分解して、R成分の光を撮像素子32R、G成分の光を撮像素子32G、B成分の光を撮像素子32Bにそれぞれ供給する。   The color separation prism 31 of the camera block 30 separates the incident light from the lens block 20 into three primary colors of R (red), G (green), and B (blue), and converts the R component light into an image sensor 32R. The G component light is supplied to the image sensor 32G, and the B component light is supplied to the image sensor 32B.

撮像素子32Rは、光電変換によってR成分の光に応じた撮像信号SRを生成してプリアンプ部33Rに供給する。撮像素子32Gは、光電変換によってG成分の光に応じた撮像信号SGを生成してプリアンプ部33Gに供給する。撮像素子32Bは、光電変換によってB成分の光に応じた撮像信号SBを生成してプリアンプ部33Bに供給する。   The imaging element 32R generates an imaging signal SR corresponding to the R component light by photoelectric conversion and supplies the imaging signal SR to the preamplifier unit 33R. The imaging element 32G generates an imaging signal SG corresponding to the G component light by photoelectric conversion and supplies the imaging signal SG to the preamplifier unit 33G. The imaging element 32B generates an imaging signal SB corresponding to the B component light by photoelectric conversion and supplies the imaging signal SB to the preamplifier unit 33B.

プリアンプ部33Rは、撮像信号SRのレベルを増幅すると共に、相関二重サンプリングを行いリセット雑音を除去してA/D変換部34Rに供給する。A/D変換部34Rは、供給された撮像信号SRをディジタルの映像信号DRaに変換して前処理部35に供給する。プリアンプ部33Gは、撮像信号SGのレベルを増幅すると共に、相関二重サンプリングを行いリセット雑音を除去してA/D変換部34Gに供給する。A/D変換部34Gは、供給された撮像信号SGをディジタルの映像信号DGaに変換して前処理部35に供給する。プリアンプ部33Bは、撮像信号SBのレベルを増幅すると共に、相関二重サンプリングを行いリセット雑音を除去してA/D変換部34Bに供給する。A/D変換部34Bは、供給された撮像信号SBをディジタルの映像信号DBaに変換して前処理部35に供給する。   The preamplifier unit 33R amplifies the level of the imaging signal SR, performs correlated double sampling, removes reset noise, and supplies it to the A / D conversion unit 34R. The A / D converter 34R converts the supplied imaging signal SR into a digital video signal DRa and supplies it to the preprocessing unit 35. The preamplifier unit 33G amplifies the level of the imaging signal SG, performs correlated double sampling, removes reset noise, and supplies the result to the A / D conversion unit 34G. The A / D converter 34G converts the supplied imaging signal SG into a digital video signal DGa and supplies it to the preprocessor 35. The preamplifier unit 33B amplifies the level of the imaging signal SB, performs correlated double sampling, removes reset noise, and supplies it to the A / D conversion unit 34B. The A / D conversion unit 34B converts the supplied imaging signal SB into a digital video signal DBa and supplies it to the preprocessing unit 35.

前処理部35は、供給された映像信号DRa,DGa,DBaのゲイン調整や黒レベルの安定化、ダイナミックレンジの調整等を行い、得られた映像信号DRb,DGb,DBbを信号処理部36と評価値算出部37に供給する。   The pre-processing unit 35 performs gain adjustment, black level stabilization, dynamic range adjustment, and the like of the supplied video signals DRa, DGa, DBa, and the obtained video signals DRb, DGb, DBb with the signal processing unit 36. The evaluation value calculation unit 37 is supplied.

信号処理部36は、前処理部35から供給された映像信号DRb,DGb,DBbに対して種々の信号処理を行い、映像出力信号DVoutを生成する。例えば、映像信号のあるレベル以上を圧縮するニー補正、映像信号のレベルを設定されたガンマカーブにしたがって補正するガンマ補正、映像信号の信号レベルが所定範囲となるように制限するホワイトクリップ処理やブラッククリップ処理等を行う。また信号処理部36では、輪郭強調処理やリニアマトリクス処理、所望のフォーマット形式の映像出力信号DVoutを生成するためのエンコード処理等を行う。   The signal processing unit 36 performs various signal processing on the video signals DRb, DGb, and DBb supplied from the preprocessing unit 35 to generate a video output signal DVout. For example, knee correction that compresses a certain level of the video signal, gamma correction that corrects the video signal level according to the set gamma curve, white clip processing that limits the signal level of the video signal to a predetermined range, and black Perform clip processing. The signal processing unit 36 performs contour enhancement processing, linear matrix processing, encoding processing for generating a video output signal DVout in a desired format, and the like.

評価値算出部37は、映像信号DRb,DGb,DBbから撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号を用いて、この映像信号の周波数成分を用いて評価値IDを算出し、カメラブロック制御部52に供給する。   The evaluation value calculation unit 37 calculates an evaluation value ID using the frequency component of the video signal, using the video signal in a specific area provided in the captured image frame from the video signals DRb, DGb, and DBb, and performs camera block control. To the unit 52.

図2は、評価値算出部の構成を示している。評価値算出部37は、映像信号DRb,DGb,DBbに基づいて輝度信号DYを生成する輝度信号生成回路371と、例えば後述するように14種類の評価値ID0〜ID13を生成するための評価値生成回路372-ID0〜372-ID13、およびカメラブロック制御部52と通信を行い、生成した評価値をカメラブロック制御部52からの要求に応じて供給するインタフェース回路373を有している。   FIG. 2 shows the configuration of the evaluation value calculation unit. The evaluation value calculation unit 37 generates a luminance signal DY based on the video signals DRb, DGb, and DBb, and evaluation values for generating, for example, 14 types of evaluation values ID0 to ID13 as described later. The interface circuit 373 communicates with the generation circuits 372 -ID 0 to 372 -ID 13 and the camera block control unit 52 and supplies the generated evaluation value in response to a request from the camera block control unit 52.

輝度信号生成回路371は、前処理部35から供給された映像信号DRb,DGb,DBbを用いて演算(DY=0.30DRb+0.59DGb+0.11DBb)を行い、輝度信号DYを生成する。このように輝度信号DYを生成するのは、フォーカスが合っているかずれているかを判断するためには、コントラストが高いか低いかを判断すればよく、コントラストの変化は輝度信号DYのレベル変化を検出すればよいからである。   The luminance signal generation circuit 371 performs an operation (DY = 0.30DRb + 0.59DGb + 0.11DBb) using the video signals DRb, DGb, DBb supplied from the preprocessing unit 35, and generates a luminance signal DY. In this way, the luminance signal DY is generated by determining whether the contrast is high or low in order to determine whether the focus is in focus or not. The change in the contrast indicates the level change of the luminance signal DY. This is because it may be detected.

評価値生成回路372-ID0は、評価値ID0の生成を行う。同様に、評価値生成回路372-ID1〜372-ID13は、評価値ID1〜ID13の生成を行う。これらの評価値は、基本的には撮像画枠内に設けた特定領域(以下「評価枠」という)における映像信号の周波数成分を合計したものであり、画像のボケに対応した値を示すものである。   The evaluation value generation circuit 372-ID0 generates an evaluation value ID0. Similarly, the evaluation value generation circuits 372-ID1 to 372-ID13 generate evaluation values ID1 to ID13. These evaluation values are basically the sum of the frequency components of the video signal in a specific area (hereinafter referred to as “evaluation frame”) provided in the captured image frame, and indicate values corresponding to image blurring. It is.

評価値ID0 :評価値名「IIR1_W1_HPeak」
評価値ID1 :評価値名「IIR1_W2_HPeak」
評価値ID2 :評価値名「IIR1_W2_HPeak」
評価値ID3 :評価値名「IIR4_W3_HPeak」
評価値ID4 :評価値名「IIR0_W1_VIntg」
評価値ID5 :評価値名「IIR3_W1_VIntg」
評価値ID6 :評価値名「IIR1_W1_HIntg」
評価値ID7 :評価値名「Y_W1_HIntg」
評価値ID8 :評価値名「Y_W1_Satul」
評価値ID9 :評価値名「IIR1_W3_HPeak」
評価値ID10:評価値名「IIR1_W4_HPeak」
評価値ID11:評価値名「IIR1_W5_HPeak」
評価値ID12:評価値名「Y_W3_HIntg」
評価値ID13:評価値名「Y_W3_HIntg」
ここで、評価値ID0〜ID13には、評価値の属性(使用データ_評価枠サイズ_評価値算出法)を示す評価値名を付与している。
Evaluation value ID0: Evaluation value name “IIR1_W1_HPeak”
Evaluation value ID1: Evaluation value name “IIR1_W2_HPeak”
Evaluation value ID2: Evaluation value name “IIR1_W2_HPeak”
Evaluation value ID3: Evaluation value name “IIR4_W3_HPeak”
Evaluation value ID4: Evaluation value name “IIR0_W1_VIntg”
Evaluation value ID5: Evaluation value name “IIR3_W1_VIntg”
Evaluation value ID6: Evaluation value name “IIR1_W1_HIntg”
Evaluation value ID 7: Evaluation value name “Y_W1_HIntg”
Evaluation value ID 8: Evaluation value name “Y_W1_Satul”
Evaluation value ID 9: Evaluation value name “IIR1_W3_HPeak”
Evaluation value ID 10: Evaluation value name “IIR1_W4_HPeak”
Evaluation value ID 11: Evaluation value name “IIR1_W5_HPeak”
Evaluation value ID 12: Evaluation value name “Y_W3_HIntg”
Evaluation value ID 13: Evaluation value name “Y_W3_HIntg”
Here, evaluation value names indicating evaluation value attributes (use data_evaluation frame size_evaluation value calculation method) are assigned to the evaluation values ID0 to ID13.

評価値名の使用データには大別して「IIR」および「Y」がある。輝度信号DYからHPF(ハイパスフィルタ)を使用して取り出した高周波成分のデータを使用するIIRと、HPFを使用しないで輝度信号DYの周波数成分をそのまま使用するYとがある。   The usage data of the evaluation value name is roughly classified into “IIR” and “Y”. There are IIR that uses high-frequency component data extracted from the luminance signal DY using an HPF (high-pass filter), and Y that uses the frequency component of the luminance signal DY as it is without using HPF.

HPFを使用する場合は、IIR型(無限長インパルス応答型)のHPFを使用している。HPFの種類によって、評価値IIR0,IIR1,IIR3およびIIR4に分けられ、これらは夫々異なったカットオフ周波数をもつHPFを表している。このように、異なるカットオフ周波数をもつHPFを設定することにより、例えば、合焦位置の近傍では、カットオフ周波数の高いHPFを用いることで、カットオフ周波数の低いHPFを用いる場合に比べて評価値の変化を大きくできる。また、フォーカスが大きくずれているところでは、カットオフ周波数の低いHPFを用いることで、カットオフ周波数の高いHPFを用いる場合に比べて評価値の変化を大きくできる。このように、オートフォーカス動作の過程で、フォーカス状態に応じて最適な評価値を選択できるようにするため、異なるカットオフ周波数をもつHPFを設定している。   When HPF is used, IIR type (infinite length impulse response type) HPF is used. Depending on the type of HPF, it is divided into evaluation values IIR0, IIR1, IIR3 and IIR4, which represent HPFs having different cutoff frequencies. In this way, by setting HPFs having different cut-off frequencies, for example, in the vicinity of the in-focus position, using an HPF having a high cut-off frequency is evaluated compared to using an HPF having a low cut-off frequency. The change in value can be increased. Further, when the focus is greatly deviated, the change in evaluation value can be increased by using an HPF having a low cutoff frequency as compared with the case of using an HPF having a high cutoff frequency. In this way, HPFs having different cut-off frequencies are set so that an optimum evaluation value can be selected in accordance with the focus state in the course of the autofocus operation.

評価枠サイズは、評価値生成に用いる画像領域の大きさである。評価枠サイズは、図3に示すように、例えば評価枠サイズW1〜W5の5種類が設けられており、各評価枠の中心は、撮像画像の中心に一致する。なお、図3では、1フィールドの画面サイズが768画素×240画素であるときの評価枠サイズW1〜W5を示している。   The evaluation frame size is the size of the image area used for generating the evaluation value. As shown in FIG. 3, for example, five types of evaluation frame sizes W1 to W5 are provided, and the center of each evaluation frame coincides with the center of the captured image. FIG. 3 shows the evaluation frame sizes W1 to W5 when the screen size of one field is 768 pixels × 240 pixels.

評価枠サイズW1:116画素× 60画素
評価枠サイズW2: 96画素× 60画素
評価枠サイズW3:232画素×120画素
評価枠サイズW4:192画素×120画素
評価枠サイズW5:576画素×180画素
Evaluation frame size W1: 116 pixels × 60 pixels Evaluation frame size W2: 96 pixels × 60 pixels Evaluation frame size W3: 232 pixels × 120 pixels Evaluation frame size W4: 192 pixels × 120 pixels Evaluation frame size W5: 576 pixels × 180 pixels

このように、複数種の枠サイズを設定することにより、各枠サイズに対応した夫々異なる評価値を生成することができる。従って、目標被写体がどのような大きさであろうとも、評価値ID0〜ID13の内のいずれかにより、適切な評価値を得ることができる。   Thus, by setting a plurality of types of frame sizes, different evaluation values corresponding to the respective frame sizes can be generated. Therefore, an appropriate evaluation value can be obtained from any of the evaluation values ID0 to ID13 regardless of the size of the target subject.

評価値算出法は、HPeak,HIntg,VIntgおよびSatulの各方式がある。HPeak方式はピーク方式の水平評価値算出法、HIntg方式は全積分方式の水平評価値算出法、VIntg方式は積分方式の垂直方向評価値算出法、そして、Satul方式は飽和輝度の個数を夫々示している。   The evaluation value calculation method includes HPeak, HIntg, VIntg, and Satul methods. The HPeak method indicates the peak method horizontal evaluation value calculation method, the HIntg method indicates the total integration method horizontal evaluation value calculation method, the VIntg method indicates the integration method vertical evaluation value calculation method, and the Satul method indicates the number of saturated luminances. ing.

HPeak方式は、水平方向の映像信号からHPFを用いて高周波成分を求める評価値算出法であり、評価値ID0,ID1,ID2,ID3,ID9,ID10およびID11の算出に使用されている。   The HPeak method is an evaluation value calculation method for obtaining a high-frequency component from a horizontal video signal using HPF, and is used to calculate evaluation values ID0, ID1, ID2, ID3, ID9, ID10, and ID11.

図4は、HPeak方式に使用される水平方向評価値算出フィルタの構成を示したものである。水平方向評価値算出フィルタは、輝度信号生成回路の輝度信号DYから高周波成分だけを抜き出すHPF381と、この高周波成分の絶対値をとる絶対値処理回路382、絶対値化高周波成分に水平方向の枠制御信号WHを乗算する乗算回路383、1ライン当たり1つのピーク値を保持するラインピークホールド回路384と、評価枠内の全てのラインについて各ピーク値を垂直方向に積分する垂直方向積分回路386を有している。   FIG. 4 shows a configuration of a horizontal direction evaluation value calculation filter used in the HPeak method. The horizontal direction evaluation value calculation filter includes an HPF 381 that extracts only a high frequency component from the luminance signal DY of the luminance signal generation circuit, an absolute value processing circuit 382 that takes an absolute value of the high frequency component, and horizontal frame control for the absolute value high frequency component. A multiplication circuit 383 that multiplies the signal WH, a line peak hold circuit 384 that holds one peak value per line, and a vertical direction integration circuit 386 that integrates each peak value in the vertical direction for all the lines in the evaluation frame. is doing.

輝度信号DYは、HPF381により高周波成分が抜き出され、絶対値処理回路382で絶対値化される。次に、水平方向の枠制御信号WHが乗算回路383で乗算され、評価枠内の絶対値化高周波成分とされる。すなわち、評価枠外で乗算値が「0」となる枠制御信号WHを乗算回路383に供給すれば、水平方向の評価枠内の絶対値化高周波成分のみを、ラインピークホールド回路384に供給できる。また、評価枠において枠周辺部で乗算値が小さくなるように枠制御信号WHを設定すれば、フォーカスが進むにつれて評価枠周辺部に位置する枠外エッジ(評価枠周囲にある高輝度なエッジ)の枠内への侵入の影響による評価値のノイズや被写体の揺れに伴う評価値の急激な変化等を排除することができる。ラインピークホールド回路384は、ライン毎にピーク値をそれぞれホールドする。   A high frequency component is extracted from the luminance signal DY by the HPF 381 and is converted into an absolute value by the absolute value processing circuit 382. Next, the horizontal frame control signal WH is multiplied by the multiplication circuit 383 to obtain an absolute value high-frequency component in the evaluation frame. That is, if the frame control signal WH having a multiplication value “0” outside the evaluation frame is supplied to the multiplication circuit 383, only the absolute value high-frequency component in the horizontal evaluation frame can be supplied to the line peak hold circuit 384. In addition, if the frame control signal WH is set so that the multiplication value becomes smaller in the peripheral portion of the evaluation frame, the edge of the outer frame located in the peripheral portion of the evaluation frame (the bright edge around the evaluation frame) as the focus advances. It is possible to eliminate a noise of the evaluation value due to the influence of intrusion into the frame, a sudden change in the evaluation value due to the shaking of the subject, and the like. The line peak hold circuit 384 holds the peak value for each line.

垂直方向積分回路386は、垂直方向の枠制御信号WVに基づき垂直方向の評価枠内の各ラインについて、ホールドされているピーク値を加算して評価値とする。この方式は、水平方向(H)のピークが一旦ホールドされるのでHPeak方式と称する。   The vertical integration circuit 386 adds the held peak value to the evaluation value for each line in the vertical evaluation frame based on the vertical frame control signal WV. This method is called the HPeak method because the peak in the horizontal direction (H) is once held.

HIntg方式は、全積分方式で求める水平方向の評価値算出法である。図5は、全積分方式水平方向評価値算出フィルタの構成を示す。このフィルタは、図4のHPeak方式の水平方向評価値算出フィルタと比較すると、乗算回路383までは同じであるが、水平方向加算回路385で、水平方向の評価枠内の絶対値化高周波成分を全て加算し、その後、垂直方向積分回路386で評価枠内における垂直方向の全ラインの加算結果を垂直方向に積分する点で異なっている。   The HIntg method is a method for calculating an evaluation value in the horizontal direction obtained by a total integration method. FIG. 5 shows the configuration of the total integration type horizontal direction evaluation value calculation filter. This filter is the same up to the multiplication circuit 383 as compared with the HPeak horizontal evaluation value calculation filter of FIG. 4, but the horizontal addition circuit 385 converts the absolute value high-frequency component in the evaluation frame in the horizontal direction. All are added, and thereafter the vertical integration circuit 386 integrates the addition results of all the vertical lines in the evaluation frame in the vertical direction.

この全積分方式水平方向評価値算出フィルタは、評価値ID6,ID7,ID12およびID13の算出に使用されている。HPeak方式と比較すると、HPeak方式が1ライン当たり1つのピーク値を求めて、それらを垂直方向に加算しているのに対して、HIntg方式では、各ラインの水平方向の評価枠内の絶対値化高周波成分を全て加算して、それらを垂直方向に加算している点で相違する。   This total integration type horizontal direction evaluation value calculation filter is used to calculate evaluation values ID6, ID7, ID12, and ID13. Compared with the HPeak method, the HPeak method obtains one peak value per line and adds them in the vertical direction, whereas the HIntg method has an absolute value within the horizontal evaluation frame of each line. The difference is that all the high frequency components are added and added in the vertical direction.

HIntg方式には、使用データが高周波成分を使用するIIR1と、輝度信号DY自体をそのまま使用するYとに分類される。なお、輝度加算値は、図5の全積分方式水平方向評価値算出フィルタからHPF381を取り外した輝度加算値算出フィルタ回路で得られる。   In the HIntg system, usage data is classified into IIR1 using high-frequency components and Y using the luminance signal DY itself as it is. The luminance addition value is obtained by a luminance addition value calculation filter circuit obtained by removing the HPF 381 from the full integration type horizontal direction evaluation value calculation filter of FIG.

VIntg方式は、全積分方式の垂直方向評価値算出法であり、評価値ID4およびID5に使用される。HPeak方式およびHIntg方式はいずれも、水平方向に加算して評価値を生成しているものであるが、VIntg方式は高周波成分を垂直方向に加算して生成された評価値である。例えば画面の上半分が白色で下半分が黒色の映像,水平線の映像等シーンによっては垂直方向の高周波成分のみとなり水平方向の高周波成分が無い場合、HPeak方式水平方向評価値は有効に機能しない。そこで、VIntg方式の評価値は、このようなシーンにもオートフォーカスが有効に機能するように定めている。   The VIntg method is a total evaluation type vertical direction evaluation value calculation method, and is used for the evaluation values ID4 and ID5. Both the HPeak method and the HIntg method generate an evaluation value by adding in the horizontal direction, while the VIntg method is an evaluation value generated by adding a high frequency component in the vertical direction. For example, if the upper half of the screen is white and the lower half is black, or a horizontal line, only the high-frequency component in the vertical direction is present and there is no high-frequency component in the horizontal direction, the HPeak method horizontal evaluation value does not function effectively. Therefore, the evaluation value of the VIntg method is determined so that autofocus functions effectively in such a scene.

図6は、垂直方向評価値を算出する垂直方向評価値算出フィルタの構成を示している。垂直方向評価値算出フィルタは、水平方向平均値算出フィルタ391と、IIR型HPF392と、絶対値処理回路393と、積分回路394を有している。   FIG. 6 shows a configuration of a vertical direction evaluation value calculation filter for calculating a vertical direction evaluation value. The vertical direction evaluation value calculation filter includes a horizontal direction average value calculation filter 391, an IIR type HPF 392, an absolute value processing circuit 393, and an integration circuit 394.

水平方向平均値算出フィルタ391は、各ラインの輝度信号DYから枠制御信号WHcに基づき水平方向の評価枠内の中心部にある画素(例えば64画素)の輝度信号を選択して平均値(合計値でも同じ。)を算出し、1水平期間に1回出力する。ここで、中心部の64画素としたのは、評価枠周辺部のノイズを除去するためである。ここでは、単に64画素分だけ逐次蓄積して最終的に1つの平均値を出力しているため、ラインメモリまたはフレームメモリ等のメモリ装置を必要としない簡易な構成となる。次に、これを、ライン周波数で同期を取ってHPF392により高周波成分を抜き出し、絶対値処理回路393で絶対値化高周波成分とする。さらに、積分回路394で垂直方向の枠制御信号WVに基づき垂直方向の評価枠内の全てのラインに関して積分している。   The horizontal direction average value calculation filter 391 selects the luminance signal of the pixels (for example, 64 pixels) in the center of the horizontal evaluation frame based on the frame control signal WHc from the luminance signal DY of each line, and calculates an average value (total) The same applies to the value) and is output once per horizontal period. Here, the reason why the 64 pixels are in the center is to remove noise around the evaluation frame. Here, since only 64 pixels are sequentially stored and one average value is finally output, the memory device such as a line memory or a frame memory is not required. Next, this is synchronized with the line frequency, the high frequency component is extracted by the HPF 392, and the absolute value processing circuit 393 converts it into the absolute value high frequency component. Further, the integration circuit 394 integrates all the lines in the vertical evaluation frame based on the vertical frame control signal WV.

Satul方式は、評価枠内の飽和した(具体的には、輝度レベルが所定量以上の)輝度信号DYの個数を求める算出法であり、評価値ID8の算出に使用される。評価値ID8のい算出では、輝度信号DYと閾値αとを比較して、輝度信号DYが閾値α以上の画素数が評価枠内で何画素あるか1フィールド毎に計数して評価値ID8とする。   The Satul method is a calculation method for obtaining the number of saturated luminance signals DY within the evaluation frame (specifically, the luminance level is a predetermined amount or more), and is used for calculating the evaluation value ID8. In the calculation of the evaluation value ID8, the luminance signal DY is compared with the threshold value α, and the number of pixels having the luminance signal DY equal to or larger than the threshold value α is counted for each field to evaluate the evaluation value ID8. To do.

基準信号生成部40では、ビデオカメラ10における各部の動作の基準となる垂直同期信号VD,水平同期信号HDおよび基準信号CLKを生成して撮像素子駆動部42に供給する。撮像素子駆動部42は、供給された垂直同期信号VD,水平同期信号HDおよび基準信号CLKに基づいて駆動信号RIRを生成して撮像素子32Rに供給して、撮像素子32Rを駆動する。同様に、駆動信号RIG,RIBを生成して撮像素子32G,32Bに供給して、撮像素子32G,32Bを駆動する。なお、プリアンプ部33R,33G,33BやA/D変換部34R,34G,34B,前処理部35,信号処理部36,評価値算出部37等は、前段から供給される映像信号に同期した垂直同期信号VD,水平同期信号HDおよび基準信号CLKを用いて処理を行う。これらの信号は、基準信号生成部40から供給してもよく、また映像信号とともに前段から供給するものとしてもよい。   In the reference signal generation unit 40, a vertical synchronization signal VD, a horizontal synchronization signal HD, and a reference signal CLK that are the reference of the operation of each unit in the video camera 10 are generated and supplied to the image sensor driving unit 42. The image sensor driving unit 42 generates a drive signal RIR based on the supplied vertical synchronization signal VD, horizontal synchronization signal HD, and reference signal CLK, supplies the drive signal RIR to the image sensor 32R, and drives the image sensor 32R. Similarly, drive signals RIG and RIB are generated and supplied to the image sensors 32G and 32B to drive the image sensors 32G and 32B. Note that the preamplifier units 33R, 33G, and 33B, the A / D conversion units 34R, 34G, and 34B, the preprocessing unit 35, the signal processing unit 36, the evaluation value calculation unit 37, and the like are vertically synchronized with the video signal supplied from the preceding stage. Processing is performed using the synchronization signal VD, the horizontal synchronization signal HD, and the reference signal CLK. These signals may be supplied from the reference signal generation unit 40 or may be supplied from the previous stage together with the video signal.

カメラブロック制御部52には、ユーザインタフェース56が接続されており、ユーザインタフェース56から供給された操作信号PSC等に基づいて制御信号を生成して、各部に供給することで、ビデオカメラ10の動作が操作信号PSC等に基づいた動作となるように制御する。   A user interface 56 is connected to the camera block control unit 52, and a control signal is generated based on the operation signal PSC and the like supplied from the user interface 56 and is supplied to each unit. Is controlled based on the operation signal PSC or the like.

また、上述のレンズブロック制御部51とカメラブロック制御部52は、予め定めたフォーマットやプロトコル等を用いて通信ができるようになされており、レンズブロック制御部51とカメラブロック制御部52によって、オートフォーカス動作の制御を行う。   Further, the lens block control unit 51 and the camera block control unit 52 described above can communicate with each other using a predetermined format, protocol, or the like. The lens block control unit 51 and the camera block control unit 52 perform auto communication. Controls the focus operation.

ここで、レンズブロック制御部51は、上述したように、例えば要求に応じて各種情報(例えばフォーカス位置やアイリス値等)QFをカメラブロック制御部52に供給する。また、カメラブロック制御部52から供給されたフォーカス制御信号CTfやウォブリング制御信号CTw等に基づいて、レンズ駆動信号RDf,RDwを生成して、フォーカスレンズ21やウォブリングレンズ22の駆動処理を行う。カメラブロック制御部52は、評価値算出部37で算出された評価値IDやレンズブロック制御部51から読み出した各種情報に基づいて、フォーカスレンズ21を駆動制御するためのフォーカス制御信号CTfや、ウォブリングレンズ22を駆動制御するためのウォブリング制御信号CTwを生成して、レンズブロック制御部51に供給する。   Here, as described above, for example, the lens block control unit 51 supplies various information (for example, a focus position and an iris value) QF to the camera block control unit 52 in response to a request. Further, the lens drive signals RDf and RDw are generated based on the focus control signal CTf and the wobbling control signal CTw supplied from the camera block control unit 52, and the focus lens 21 and the wobbling lens 22 are driven. Based on the evaluation value ID calculated by the evaluation value calculation unit 37 and various information read from the lens block control unit 51, the camera block control unit 52 performs a focus control signal CTf for driving and controlling the focus lens 21, wobbling, and the like. A wobbling control signal CTw for driving and controlling the lens 22 is generated and supplied to the lens block control unit 51.

なお、レンズブロック制御部51とカメラブロック制御部52は、一体に構成するものとしてもよく、以下の説明では、レンズブロック制御部51とカメラブロック制御部52をまとめて制御部50として呼ぶものとする。また、制御部50は、マイクロコンピュータやメモリ等を用いて構成し、メモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することによりオートフォーカス動作を行うものとしてもよい。   The lens block control unit 51 and the camera block control unit 52 may be configured integrally. In the following description, the lens block control unit 51 and the camera block control unit 52 are collectively referred to as the control unit 50. To do. The control unit 50 may be configured using a microcomputer, a memory, and the like, and may perform an autofocus operation by reading and executing a program stored in the memory.

次に、ビデオカメラ10のオートフォーカス動作について説明する。図7は、オートフォーカス動作のフローチャートを示している。   Next, the autofocus operation of the video camera 10 will be described. FIG. 7 shows a flowchart of the autofocus operation.

ステップST1で制御部50は、評価値の算出を開始する。ステップST2で制御部50は、合焦位置方向判別処理を行い、レンズの移動方向が合焦位置となるようにレンズ駆動設定を行う。この合焦位置方向判別処理では、レンズをウォブリングさせて、このときの評価値の変化に基づいて合焦位置方向を判別する。なお、図1に示すように、フォーカスレンズ21とウォブリングレンズ22が設けられているときには、ウォブリングレンズをウォブリングさせる。また、ウォブリングレンズ22が設けられていないときは、フォーカスレンズをウォブリングさせる。   In step ST1, the control unit 50 starts calculating the evaluation value. In step ST <b> 2, the control unit 50 performs a focus position direction determination process, and performs lens drive setting so that the moving direction of the lens becomes the focus position. In this focus position direction determination process, the lens is wobbled, and the focus position direction is determined based on the change in the evaluation value at this time. As shown in FIG. 1, when the focus lens 21 and the wobbling lens 22 are provided, the wobbling lens is wobbled. When the wobbling lens 22 is not provided, the focus lens is wobbled.

また、制御部50は、コントラストの低い被写体を撮像してウォブリングを行ったとき、方向の判別が容易となるように評価値の変化を大きくするため、ウォブリング開始時の評価値の大きさに応じてウォブリングの振幅を変化させる。さらに、被写体方向と撮像方向との相対角度変化(例えば撮像方向に対して被写体方向がなす角度の変化)が生じても、評価値の変化から方向の判別が容易となるように、相対角度変化に応じてウォブリングの振幅を変化させる。   In addition, when imaging a low-contrast subject and performing wobbling, the control unit 50 increases the change in the evaluation value so that the direction can be easily determined. To change the wobbling amplitude. Furthermore, even if a relative angle change between the subject direction and the imaging direction (for example, a change in the angle of the subject direction with respect to the imaging direction) occurs, the relative angle change so that the direction can be easily determined from the change in the evaluation value. The wobbling amplitude is changed according to the above.

図8は、合焦位置方向判別処理を示すフローチャートである。ステップST11で制御部50は、評価値IDが小さいか否かを判別する。ここで、被写体のコントラストが低く評価値IDが閾値以下であるときにはステップST12に進む。また、被写体のコントラストが低くないことから評価値IDが閾値以下でないときはステップST13に進む。   FIG. 8 is a flowchart showing the focus position direction determination process. In step ST11, the control unit 50 determines whether or not the evaluation value ID is small. Here, when the contrast of the subject is low and the evaluation value ID is equal to or less than the threshold value, the process proceeds to step ST12. Further, since the contrast of the subject is not low, the process proceeds to step ST13 when the evaluation value ID is not less than or equal to the threshold value.

このステップST11で用いる評価値IDは、撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて算出されて、被写体のコントラストに応じて値が変化するものである。例えば、上述の評価値ID0や評価値ID6を用いるものとする。   The evaluation value ID used in step ST11 is calculated using the frequency component of the video signal in the specific area provided in the captured image frame, and the value changes according to the contrast of the subject. For example, the above-described evaluation value ID0 and evaluation value ID6 are used.

ステップST12で制御部50は、振幅拡大設定を行い、ウォブリングの振幅が標準状態よりも拡大されるように設定を行い、ステップST17に進む。振幅の設定は、予め標準状態の設定と振幅を拡大した設定を記憶させておき、評価値IDが閾値以下であるときには、振幅を拡大した設定を読み出してウォブリング動作に反映させる。また、評価値の値が小さくなるに従い振幅が大きくなるように、評価値に応じて振幅の拡大率を変化させるものとしてもよい。このように評価値に応じて振幅の拡大率を変化させれば、コントラストがあまり低くないときには振幅もあまり大きくならないことから、ウォブリング動作に要する時間が長くなってしまうことを防止できる。   In step ST12, the control unit 50 performs amplitude enlargement setting, performs setting so that the wobbling amplitude is enlarged from the standard state, and proceeds to step ST17. As for the amplitude setting, the setting of the standard state and the setting of expanding the amplitude are stored in advance, and when the evaluation value ID is equal to or less than the threshold value, the setting of expanding the amplitude is read and reflected in the wobbling operation. The amplitude enlargement ratio may be changed according to the evaluation value so that the amplitude increases as the evaluation value decreases. Thus, if the magnification rate of the amplitude is changed according to the evaluation value, the amplitude is not so large when the contrast is not so low, so that it is possible to prevent the time required for the wobbling operation from becoming long.

ステップST11からステップST13に進むと、制御部50は、相対角度変化検出を行う。この相対角度変化検出では、被写体と撮像方向の相対角度変化、すなわち被写体の動きやビデオカメラ10の揺れによって生ずる撮像画面上での被写体揺れを検出する。   When the process proceeds from step ST11 to step ST13, the control unit 50 detects a relative angle change. In this relative angle change detection, a relative angle change between the subject and the imaging direction, that is, a subject shake on the imaging screen caused by a motion of the subject or a shake of the video camera 10 is detected.

被写体の揺れは、撮像画枠内に設けた特定領域における輝度成分を用いて算出した評価値を用いて検出することができる。ここで、輝度成分を用いて算出した評価値として例えば輝度積分値を用いるものとし、従来と同様に評価値ID7の正規化差分値から、被写体の揺れを検出できる。なお、評価値ID0が小さくないときは、評価値ID0を用いても被写体の揺れを検出できる。   The shake of the subject can be detected using an evaluation value calculated using a luminance component in a specific area provided in the captured image frame. Here, for example, a luminance integrated value is used as the evaluation value calculated using the luminance component, and the shake of the subject can be detected from the normalized difference value of the evaluation value ID7 as in the conventional case. If the evaluation value ID0 is not small, the shake of the subject can be detected using the evaluation value ID0.

評価値ID0の正規化差分値〔%〕は、現在フィールドの値e0[0]、その2フィールド前の値e2[0]を用いて、50×|e0[0]−e2[0]|/e0[0]で定義する。同様に、評価値ID7の正規化差分値〔%〕は、現在フィールドでの値e0[7]、その2フィールド前の値e2[7]を用いて、50×|e0[7]−e2[7]|/e0[7]で定義する。   The normalized difference value [%] of the evaluation value ID0 is 50 × | e0 [0] −e2 [0] | / using the current field value e0 [0] and the previous field e2 [0]. It is defined by e0 [0]. Similarly, the normalized difference value [%] of the evaluation value ID7 is 50 × | e0 [7] −e2 [using the value e0 [7] in the current field and the value e2 [7] two fields before that. 7] | / e0 [7].

正規化差分値は、1フィールド当たりの評価値の変化の割合を意味している。ここで、現在フィールドの評価値と2フィールド前の評価値とを比較することで、oddまたはevenフィールドのいずれか一方だけで比較が行われることから、oddフィールドとevenフィールドの相違による評価値変動の影響を除去できる。また、百分率であるにかかわらず、50倍しているのも同様の理由による。   The normalized difference value means the rate of change of the evaluation value per field. Here, by comparing the evaluation value of the current field with the evaluation value of the previous two fields, the comparison is performed only in either the odd or even field. Therefore, the evaluation value fluctuates due to the difference between the odd field and the even field. Can be removed. In addition, the reason why it is multiplied by 50 regardless of the percentage is due to the same reason.

また、e0[0],e2[0],e0[7],e2[7]として、3フィールドの移動平均値を用いるものとすれば、例えば室内の蛍光灯が50Hzの商用電力で駆動されており、ビデオカメラ10が60Hzで動作させたとき、蛍光灯のフリッカが20Hzで生じても、この影響を排除することができる。   If a moving average value of three fields is used as e0 [0], e2 [0], e0 [7], e2 [7], for example, an indoor fluorescent lamp is driven with a commercial power of 50 Hz. When the video camera 10 is operated at 60 Hz, this influence can be eliminated even if flickering of the fluorescent lamp occurs at 20 Hz.

ここで、揺れ判定期間の12フィールドにわたる評価値ID0を用いて正規化差分値を計算し、各正規化差分値の中で最大値を最大正規化差分値(以下、「ndiff_e[0」とする。)とし、揺れの判定を行う。   Here, the normalized difference value is calculated using the evaluation value ID0 over 12 fields in the shake determination period, and the maximum value among the normalized difference values is set as the maximum normalized difference value (hereinafter, “ndiff_e [0”). )) And shake is judged.

しかし、評価値ID0の値が低い場合には、定常的に存在するノイズ変動により被写体に揺れがなくとも「ndiff_e[0]」が大きな値となり、揺れ判定の閾値を越えてしまうことがある。   However, when the value of the evaluation value ID0 is low, “ndiff_e [0]” may be a large value even if the subject is not shaken due to noise fluctuation that exists constantly, and may exceed the shake determination threshold.

そこで、評価値ID0の値が低い場合には、評価値ID7を用いて12フィールドの各正規化差分値を計算し、それらの最大値から最大正規化差分値「ndiff_e[7]」を作成し、それを用いて揺れ判定を行う。全ての場合に評価値ID0の最大正規化差分値「ndiff_e[0]」を用いないのは、評価値ID0がある閾値以下であれば、「ndiff_e[7]」の方が被写体の揺れに対応していると考えるからである。   Therefore, when the value of the evaluation value ID0 is low, each normalized difference value of 12 fields is calculated using the evaluation value ID7, and the maximum normalized difference value “ndiff_e [7]” is created from the maximum value. , Shake is judged using it. In all cases, the maximum normalized difference value “ndiff_e [0]” of the evaluation value ID0 is not used if the evaluation value ID0 is equal to or less than a certain threshold value. It is because it thinks that it is doing.

揺れ判定では、例えば以下に示す基準を用いて行う。評価値ID0の平均値(揺れ判定期間12フィールドの平均値)が200以上なら、ndiff_e[0]<3%のとき静止モード、ndiff_e[0]≧3%のときは揺れモード1、ndiff_e[0]≧30%のときは、揺れモード1よりも揺れが大きい状態である揺れモード2とする。また、評価値ID0の平均値が200未満で、ndiff_e[7]<7%のときは静止モード、ndiff_e[7]≧7%のときは揺れモード1、ndiff_e[7]≧12.5%のときは揺れモード2とする。また、ビデオカメラ10に角速度センサを設けて、この角速度センサから制御部50にセンサ信号を供給する。このように、角速度センサを設けるものとすれば、このセンサ信号に基づいてビデオカメラ10の揺れを判別できる。   In the shake determination, for example, the following criteria are used. If the average value of the evaluation value ID0 (average value of the shake determination period 12 field) is 200 or more, the still mode when ndiff_e [0] <3%, the shake mode 1 when ndiff_e [0] ≧ 3%, and ndiff_e [0 ] ≧ 30%, the shaking mode 2 in which the shaking is larger than the shaking mode 1 is set. Further, when the average value of the evaluation value ID0 is less than 200 and ndiff_e [7] <7%, the still mode, when ndiff_e [7] ≧ 7%, the shaking mode 1, and ndiff_e [7] ≧ 12.5% In some cases, shake mode 2 is set. The video camera 10 is provided with an angular velocity sensor, and a sensor signal is supplied from the angular velocity sensor to the control unit 50. As described above, if the angular velocity sensor is provided, the shake of the video camera 10 can be determined based on the sensor signal.

ステップST14では、相対角度変化が検出されたか否かを判別する。ここで、静止モードと判別されたときには、相対角度変化がないものとしてステップST17に進む。すなわち、相対角度変化がないときには、相対角度変化による評価値の変動がないため、ウォブリングの振幅を拡大する必要がない。また、揺れモード1や揺れモード2と判別されたときは、相対角度変化が検出されたものとしてステップST15に進む。   In step ST14, it is determined whether or not a relative angle change is detected. Here, when it is determined that the mode is the still mode, it is determined that there is no relative angle change, and the process proceeds to step ST17. That is, when there is no change in the relative angle, there is no change in the evaluation value due to the change in the relative angle, so there is no need to increase the wobbling amplitude. If it is determined that the shaking mode 1 or the shaking mode 2 is detected, the process proceeds to step ST15 on the assumption that a relative angle change has been detected.

ステップST15で制御部50は、相対角度変化が大きいか否かを判別する。ここで、相対角度変化が大きくない、すなわち揺れが小さく例えば揺れモード1と判別されたときは、ステップST16に進む。また、相対角度変化が大きい、すなわち揺れが大きく例えば揺れモード2と判別されたときは、ステップST18に進む。   In step ST15, the control unit 50 determines whether or not the relative angle change is large. Here, when the relative angle change is not large, that is, when it is determined that the shaking mode is small, for example, the shaking mode 1, the process proceeds to step ST16. On the other hand, when the relative angle change is large, that is, the shake is large, for example, the shake mode 2 is determined, the process proceeds to step ST18.

ステップST16で制御部50は、ステップST12と同様に、振幅拡大設定を行いステップST17に進む。   In step ST16, similarly to step ST12, the control unit 50 performs amplitude expansion setting and proceeds to step ST17.

ステップST17で制御部50は、ウォブリング処理を行い、ウォブリングレンズ22を光軸方向にウォブリングさせて、このときの評価値の変化から合焦位置の方向を判別する。   In step ST17, the control unit 50 performs a wobbling process to wobble the wobbling lens 22 in the optical axis direction, and determines the direction of the in-focus position from the change in the evaluation value at this time.

図9〜図11は、ウォブリング処理動作を示している。なお、図9〜図11においては、ウォブリングレンズ22をNear側に移動してからFar側に移動する場合を示しているが、Far側に移動してからNear側に移動するものとしてもよい。   9 to 11 show the wobbling processing operation. 9 to 11 show a case where the wobbling lens 22 is moved to the Far side after moving to the Near side, but may be moved to the Near side after moving to the Far side.

制御部50は、時点t0で上述の14種類の評価値を評価値em0st[i](なお、i=0〜13)として記憶する。次に、ウォブリングレンズ22を例えばNear側に移動して、振幅が最大であるときの各評価値を評価値em1ne[i]として時点t1で記憶する。なお、時点t0から時点t1までの時間は、ウォブリングレンズ22の移動時間と評価値算出部37で評価値を得る際に生じた位相遅れ時間(1フィールド)を足したものである。   The control unit 50 stores the above-described 14 types of evaluation values as the evaluation value em0st [i] (where i = 0 to 13) at time t0. Next, the wobbling lens 22 is moved to the Near side, for example, and each evaluation value when the amplitude is maximum is stored as an evaluation value em1ne [i] at time t1. The time from the time point t0 to the time point t1 is obtained by adding the moving time of the wobbling lens 22 and the phase delay time (one field) generated when the evaluation value calculation unit 37 obtains the evaluation value.

次に、ウォブリングレンズ22をFar側に移動して、振幅が最大であるときの各評価値を評価値em2fa[i]として時点t2で記憶する。その後、ウォブリングレンズ22を初期位置の方向に移動して、初期の位置に戻ったときの各評価値を評価値em3nu[i]として時点t3で記憶する。なお、時点t1から時点t2までの時間、および時点t2から時点t3までの時間も、ウォブリングレンズ22の移動時間と評価値算出部37で評価値を得る際に生じた位相遅れ時間(1フィールド)を足したものである。   Next, the wobbling lens 22 is moved to the Far side, and each evaluation value when the amplitude is maximum is stored as an evaluation value em2fa [i] at time t2. Thereafter, the wobbling lens 22 is moved in the direction of the initial position, and each evaluation value when the wobbling lens 22 returns to the initial position is stored as an evaluation value em3nu [i] at time t3. Note that the time from time t1 to time t2 and the time from time t2 to time t3 are also the movement time of the wobbling lens 22 and the phase delay time (1 field) generated when the evaluation value calculation unit 37 obtains the evaluation value. Is added.

このようにして記憶した評価値em0st[i],em1ne[i]、em2fa[i],em3nu[i]を用いて、従来と同様な方向判定を行う。例えば評価値差「em0st[i]−em1ne[i]」と評価値差「em3nu[i]−em2fa[i]」を用いた演算処理を行い、演算結果に基づいて合焦位置であるか否かを判別して、合焦位置と判別されたときにはレンズを移動させないものとする。また、合焦位置と判別されないときには、評価値em2fa[i]と評価値em1ne[i]」との差を用いた演算結果に基づいてき、評価値の上昇する方向がNear方向であるかあるいはFar方向であるかを判定して、レンズの移動方向を判別する。さらに方向判別では、最初に、カットオフ周波数の比較的高い使用データ「IIR1」の評価値を用いて第1段階判定を実行して方向判定し、ここで方向が分からなかった場合に、方向判定に寄与する評価値を変更して、カットオフ周波数の比較低い使用データ「IIR4」の評価値を用いて第2段階判定を続行する。   Using the evaluation values em0st [i], em1ne [i], em2fa [i], and em3nu [i] stored in this way, the same direction determination as in the prior art is performed. For example, a calculation process using the evaluation value difference “em0st [i] −em1ne [i]” and the evaluation value difference “em3nu [i] −em2fa [i]” is performed, and whether or not the focus position is based on the calculation result It is assumed that the lens is not moved when the in-focus position is determined. When the in-focus position is not determined, it is based on the calculation result using the difference between the evaluation value em2fa [i] and the evaluation value em1ne [i], and the direction in which the evaluation value increases is the Near direction or Far. The direction of movement of the lens is determined by determining whether the direction is the direction. Further, in the direction determination, first, the first stage determination is performed using the evaluation value of the usage data “IIR1” having a relatively high cutoff frequency to determine the direction. If the direction is not known, the direction determination is performed. The evaluation value that contributes to is changed, and the second stage determination is continued using the evaluation value of the usage data “IIR4” having a comparatively low cutoff frequency.

図9は、被写体のコントラストが低くない場合を示しており、ウォブリング処理を行うと、ウォブリングレンズ22の移動に伴い、評価値が大きく変化する。図10はコントラストが低い場合を示しており、コントラストが低い場合には振幅拡大設定が行われてウォブリング振幅が大きくなる。従って、評価値の変化も大きくなる。なお、図10において、破線は振幅拡大設定が行われない場合を示している。図11は、相対角度変化が小さい場合を示しており、相対角度変化が小さい場合には振幅拡大設定が行われてウォブリング振幅が大きくなる。従って、評価値の変化も大きくなる。なお、図11において、破線は振幅拡大設定が行われない場合を示している。   FIG. 9 shows a case where the contrast of the subject is not low. When the wobbling process is performed, the evaluation value changes greatly as the wobbling lens 22 moves. FIG. 10 shows a case where the contrast is low. When the contrast is low, the amplitude expansion setting is performed and the wobbling amplitude is increased. Therefore, the change in the evaluation value also increases. In FIG. 10, a broken line indicates a case where the amplitude expansion setting is not performed. FIG. 11 shows a case where the relative angle change is small. When the relative angle change is small, the amplitude expansion setting is performed and the wobbling amplitude is increased. Therefore, the change in the evaluation value also increases. In FIG. 11, a broken line indicates a case where the amplitude expansion setting is not performed.

このように、コントラストが低いため評価値が小さくなるときや、揺れや被写体の動きが少なく相対角度変化が小さいときには、ウォブリングの振幅を大きくすることで評価値の変化が顕著となり、合焦位置の方向の判別能力を向上させることができる。   In this way, when the evaluation value is small because of low contrast, or when the relative angle change is small with little shaking or subject movement, the change in the evaluation value becomes significant by increasing the amplitude of wobbling, and the focus position is changed. The direction discrimination ability can be improved.

ところで、揺れが大きいときには、図12に示すように、ウォブリングの振幅を大きくしても評価値の変化がフォーカス位置の変動によるものであるか揺れによるものであるか判別が困難である。このため、ステップST15からステップST18に進むと、制御部50は、ウォブリングを行うことなく合焦位置の方向の決定を行う。   By the way, when the shaking is large, as shown in FIG. 12, it is difficult to determine whether the change in the evaluation value is due to the fluctuation of the focus position or the shaking even if the wobbling amplitude is increased. Therefore, when the process proceeds from step ST15 to step ST18, the control unit 50 determines the direction of the in-focus position without performing wobbling.

撮像レンズでは、被写体までの距離とフォーカス位置が比例しない。例えば、Near端側でフォーカス位置を移動したとき、フォーカスの合う被写体位置の距離差は小さい。また、Far端側でフォーカス位置を移動したとき、フォーカスの合う被写体位置の距離差は大きい。また、一般的に被写体は数m以上離れていることが多く、接近している被写体を撮像する機会は少ない。従って、合焦位置はNear端側よりもFar端側となる場合が多いことから、ウォブリングを行うことなく合焦位置の方向をFar方向とする。   In the imaging lens, the distance to the subject and the focus position are not proportional. For example, when the focus position is moved on the near end side, the distance difference between the focused subject positions is small. Further, when the focus position is moved on the far end side, the distance difference between the subject positions that are in focus is large. In general, the subject is often several meters or more away, and there are few opportunities to image the approaching subject. Accordingly, since the focus position is often on the Far end side rather than the Near end side, the direction of the focus position is set to the Far direction without performing wobbling.

また、方向の決定では、現在のフォーカス位置に基づいて合焦位置の方向を決定するものとしてもよい。例えば、現在のフォーカス位置がFar端に近い場合は、合焦位置の方向をNear方向とする。   In the direction determination, the direction of the in-focus position may be determined based on the current focus position. For example, when the current focus position is close to the Far end, the direction of the focus position is the Near direction.

このように、ステップST2の合焦位置方向判別処理により合焦位置の方向を判別したのち、ステップST3で制御部50は、レンズ駆動処理を行う。すなわち、制御部50は、フォーカスレンズ21を合焦位置の方向に移動して従来と同様な山登り制御処理を行う。   As described above, after determining the direction of the in-focus position by the in-focus position / direction determination process in step ST2, the control unit 50 performs the lens driving process in step ST3. That is, the control unit 50 moves the focus lens 21 in the direction of the in-focus position, and performs the same hill-climbing control process as the conventional one.

山登り制御処理では、評価値算出部37で算出された評価値の増減を検出して評価値が極大となるようにフォーカス位置FPsを移動して合焦位置FPjに追い込む。この評価値を用いた山登り制御処理では、例えば上述の評価値ID0,ID2等が極大となるようにフォーカスレンズ21を移動させる。また、評価値ID8を利用して、輝度の大きい画素が増えたときには、ボケが生ずる方向にフォーカスレンズ21が移動されてしまうことがないように、評価枠サイズW1から評価枠サイズW5に切り替えて評価値の算出を行う。さらに、評価値ID0や他の評価値ID1〜ID7,ID9〜ID13を利用することで、レンズ移動速度の切り替えや揺れの判定、逆送の判定、レンズのNear端やFar端到達の判定等を行い、判定結果に基づいてフォーカス合わせが精度良く行われるようにフォーカスレンズ21の駆動動作を制御する。   In the hill-climbing control process, the increase / decrease in the evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit 37 is detected, and the focus position FPs is moved so as to reach the in-focus position FPj so that the evaluation value becomes maximum. In the hill-climbing control process using this evaluation value, for example, the focus lens 21 is moved so that the above-described evaluation values ID0, ID2, etc. are maximized. Further, by using the evaluation value ID8, when the number of pixels with high luminance increases, the evaluation frame size W1 is switched to the evaluation frame size W5 so that the focus lens 21 is not moved in the direction in which blur occurs. The evaluation value is calculated. Furthermore, by using the evaluation value ID0 and other evaluation values ID1 to ID7 and ID9 to ID13, it is possible to perform switching of the lens moving speed, determination of shaking, determination of reverse feed, determination of the near end of the lens and the arrival of the Far end, and the like. And the driving operation of the focus lens 21 is controlled so that focusing is performed with high accuracy based on the determination result.

ステップST4で制御部50は、合焦位置方向判別処理を再度実施する必要があるか否かを判別する。例えば、フォーカスレンズ21を移動したとき、評価値枠に高輝度エッジが入り込んで評価値が増加してしまう(いわゆる評価値の偽山)と、この高輝度エッジの入り込みに応じたレンズ駆動制御が行われて、被写体にフォーカスを合わせることができない場合が生ずる。このため、偽山判定を行い、偽山と判定されたときにはステップST2に戻り、再度、合焦位置方向判別処理を行う。また、偽山と判定されていないときにはステップST5に進む。   In step ST4, the control unit 50 determines whether or not the focus position direction determination process needs to be performed again. For example, when the focus lens 21 is moved, a high-luminance edge enters the evaluation value frame and the evaluation value increases (so-called false mountain of the evaluation value), and lens drive control corresponding to the entry of the high-luminance edge is performed. This may occur when the subject cannot be focused. For this reason, false mountain determination is performed, and when it is determined to be false mountain, the process returns to step ST2, and the focus position direction determination process is performed again. If it is not determined to be a false mountain, the process proceeds to step ST5.

ステップST5で制御部50はレンズ駆動処理を完了するか否かを判別する。ここで、制御部50は、山登り制御処理によってフォーカス位置FPsが合焦位置FPjに移動されたか否かを評価値に基づいて判別し、フォーカス位置FPsが合焦位置FPjの位置に移動されたと判別されないときにはステップST3に戻り、フォーカス位置FPsが合焦位置FPjに移動されたと判別されたときにはレンズ駆動処理を完了してオートフォーカス動作を終了する。   In step ST5, the control unit 50 determines whether or not to complete the lens driving process. Here, the control unit 50 determines whether or not the focus position FPs has been moved to the in-focus position FPj by the hill-climbing control process, and determines that the focus position FPs has been moved to the in-focus position FPj. If not, the process returns to step ST3. If it is determined that the focus position FPs has been moved to the in-focus position FPj, the lens driving process is completed and the autofocus operation ends.

このように、ウォブリングレンズをウォブリングさせたときの評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別する際に、ウォブリングの振幅を適応型として、ウォブリング開始時の評価値の大きさや被写体方向と撮像方向との相対角度変化の大きさに応じて、ウォブリングの振幅を変化させることで、合焦位置の方向の判別能力を向上させることができる。例えば、被写体のコントラストが低いときや撮像時に揺れを生じたときのように、ウォブリングによる評価値の変化が判別できない場合であっても、ウォブリングの振幅が大きくされてウォブリングによる評価値の変化が顕著とされることから、この評価値の変化によって合焦位置の方向の判別が可能となり、合焦位置の方向の判別能力を向上させることができる。   In this way, when determining the direction of the in-focus position based on the change in the evaluation value when the wobbling lens is wobbled, the wobbling amplitude is adaptive, and the magnitude of the evaluation value at the start of wobbling and the subject direction By changing the amplitude of the wobbling according to the magnitude of the relative angle change with respect to the imaging direction, the ability to discriminate the direction of the in-focus position can be improved. For example, even when the change in evaluation value due to wobbling cannot be discriminated, such as when the contrast of the subject is low or when shaking occurs during imaging, the wobbling amplitude is increased and the change in evaluation value due to wobbling is significant. Therefore, it is possible to determine the direction of the in-focus position by changing the evaluation value, and it is possible to improve the ability to determine the direction of the in-focus position.

また、設定されている閾値よりも相対角度変化が大きいとき、すなわち被写体の動きや撮像時の揺れが大きいときには、ウォブリングを行うことなく合焦位置の方向が決定される。このため、被写体の動きや撮像時の揺れによる評価値の変動によって、合焦位置の方向が誤って判別されてしまうことを防止できる。さらに、設定されている閾値よりも相対角度変化が大きいときには、ウォブリングが行われないことから、速やかにレンズ駆動処理を開始できる。また、相対角度変化は、撮像画枠内に設けた特定領域における輝度成分を用いて算出した評価値を利用して検出することから、映像信号を用いるだけで合焦位置の方向の判別を行うことができる。   Further, when the relative angle change is larger than the set threshold value, that is, when the movement of the subject or the shake at the time of imaging is large, the direction of the in-focus position is determined without performing wobbling. For this reason, it is possible to prevent the direction of the in-focus position from being erroneously determined due to a change in the evaluation value due to the movement of the subject or the shaking during imaging. Further, when the relative angle change is larger than the set threshold, wobbling is not performed, so that the lens driving process can be started promptly. In addition, since the relative angle change is detected by using an evaluation value calculated using a luminance component in a specific area provided in the captured image frame, the direction of the in-focus position is determined only by using a video signal. be able to.

また、角速度センサを設けるものとすれば、角速度センサからのセンサ信号を利用して撮像時の揺れを精度良く検出できるので、このセンサ信号も用いることで、ウォブリングの振幅を変化させたり、ウォブリングを行わないものとする処理も精度良く行うことができる。   If an angular velocity sensor is provided, the sensor signal from the angular velocity sensor can be used to accurately detect shaking during imaging. By using this sensor signal, the wobbling amplitude can be changed or wobbling can be performed. Processing that is not performed can also be performed with high accuracy.

なお、上述の実施の形態では、撮像装置がビデオカメラである場合について説明したが、ディジタルカメラ等の撮像装置にも同様にして適用できる。   In the above-described embodiment, the case where the imaging device is a video camera has been described. However, the present invention can be similarly applied to an imaging device such as a digital camera.

ビデオカメラの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a video camera. 評価値算出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an evaluation value calculation part. 評価枠サイズを示す図である。It is a figure which shows the evaluation frame size. 水平方向評価値算出フィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a horizontal direction evaluation value calculation filter. 全積分方式水平方向評価値算出フィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a total integration system horizontal direction evaluation value calculation filter. 垂直方向評価値算出フィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a vertical direction evaluation value calculation filter. オートフォーカス動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an autofocus operation | movement. 合焦位置方向判別処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a focus position direction discrimination | determination process. コントラストが高いときのウォブリング動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the wobbling operation | movement when contrast is high. コントラストが低いときのウォブリング動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the wobbling operation | movement when contrast is low. 相対角度変化が小さいときのウォブリング動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the wobbling operation | movement when a relative angle change is small. 相対角度変化が大きいときのウォブリング動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the wobbling operation | movement when a relative angle change is large. コントラストが高いときの評価値の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the evaluation value when contrast is high. コントラストが低いときの評価値の変化を説明するための図であるIt is a figure for demonstrating the change of the evaluation value when contrast is low

符号の説明Explanation of symbols

10・・・ビデオカメラ、20・・・レンズブロック、21・・・フォーカスレンズ、21a,22a・・・位置検出部、21b,22b・・・レンズ駆動部、22・・・ウォブリングレンズ、23・・・アイリス、23a・・・アイリス位置検出部、23b・・・アイリス駆動部、30・・・カメラブロック、31・・・色分解プリズム、32R,32B,32B・・・撮像素子、33R,33G,33B・・・プリアンプ部、34R,34G,34B・・・A/D変換部、35・・・前処理部、36・・・信号処理部、37・・・評価値算出部、40・・・基準信号生成部、42・・・撮像素子駆動部、51・・・レンズブロック制御部、52・・・カメラブロック制御部、55,56・・・ユーザインタフェース、371・・・輝度信号生成回路、372-ID0〜372-ID13・・・評価値生成回路、373・・・インタフェース回路、381,392・・・高域通過フィルタ、382,393・・・絶対値処理回路、383・・・乗算回路、384・・・ラインピークホールド回路、385・・・水平方向加算回路、386・・・垂直方向積分回路、391・・・水平方向平均値算出フィルタ、394・・・積分回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Video camera, 20 ... Lens block, 21 ... Focus lens, 21a, 22a ... Position detection part, 21b, 22b ... Lens drive part, 22 ... Wobbling lens, 23. ..Iris, 23a ... Iris position detector, 23b ... Iris drive, 30 ... Camera block, 31 ... Color separation prism, 32R, 32B, 32B ... Image sensor, 33R, 33G , 33B: Preamplifier unit, 34R, 34G, 34B ... A / D conversion unit, 35 ... Pre-processing unit, 36 ... Signal processing unit, 37 ... Evaluation value calculation unit, 40 ... Reference signal generation unit, 42... Image sensor drive unit, 51... Lens block control unit, 52... Camera block control unit, 55 and 56. Generation circuit, 372-ID0 to 372-ID13 ... evaluation value generation circuit, 373 ... interface circuit, 381,392 ... high-pass filter, 382,393 ... absolute value processing circuit, 383 ... Multiplier circuit, 384 ... line peak hold circuit, 385 ... horizontal direction adder circuit, 386 ... vertical direction integrator circuit, 391 ... horizontal direction average value calculation filter, 394 ... integrator circuit

Claims (9)

レンズを駆動するレンズ駆動部と、
撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値に基づいてフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行う制御部とを有し、
前記制御部は、前記レンズをウォブリングさせたときの前記評価値の変化に基づいて前記合焦位置の方向を判別し、該ウォブリングの振幅を前記評価値の大きさに応じて変化させる
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
A lens driving unit for driving the lens;
An evaluation value calculation unit that calculates an evaluation value using the frequency component of the video signal in a specific area provided in the captured image frame;
A control unit that performs a focusing operation to move the focus position to the focusing position based on the evaluation value;
The control unit determines a direction of the in-focus position based on a change in the evaluation value when the lens is wobbled, and changes the wobbling amplitude according to the magnitude of the evaluation value. Autofocus device.
レンズを駆動するレンズ駆動部と、
撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値を算出する評価値算出部と、
被写体方向と撮像方向との相対角度変化を検出する相対角度変化検出部と、
前記評価値に基づいてフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行う制御部とを有し、
前記制御部は、前記レンズをウォブリングさせたときの前記評価値の変化に基づいて前記合焦位置の方向を判別し、該ウォブリングの振幅を前記相対角度変化検出部で検出された相対角度変化の大きさに応じて変化させる
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
A lens driving unit for driving the lens;
An evaluation value calculation unit that calculates an evaluation value using the frequency component of the video signal in a specific area provided in the captured image frame;
A relative angle change detection unit that detects a relative angle change between the subject direction and the imaging direction;
A control unit that performs a focusing operation to move the focus position to the focusing position based on the evaluation value;
The control unit determines a direction of the in-focus position based on a change in the evaluation value when the lens is wobbled, and determines the amplitude of the wobbling of the relative angle change detected by the relative angle change detection unit. An autofocus device characterized by being changed according to the size.
前記評価値算出部では、撮像画枠内に設けた特定領域における輝度成分を用いて評価値を算出し、
前記相対角度変化検出部は、前記輝度成分を用いて算出した評価値を用いて、前記相対角度変化を検出する
ことを特徴とする請求項2記載のオートフォーカス装置。
The evaluation value calculation unit calculates an evaluation value using a luminance component in a specific area provided in the captured image frame,
The autofocus device according to claim 2, wherein the relative angle change detection unit detects the relative angle change using an evaluation value calculated using the luminance component.
撮像方向の変化を検出する角速度センサを設けるものとし、
前記制御部は、前記ウォブリングの振幅を前記角速度センサの検出結果に応じて変化させる
ことを特徴とする請求項3記載のオートフォーカス装置。
Provide an angular velocity sensor to detect changes in the imaging direction,
The autofocus device according to claim 3, wherein the control unit changes the amplitude of the wobbling in accordance with a detection result of the angular velocity sensor.
前記制御部では、設定されている閾値よりも相対角度変化が大きいとき、前記ウォブリングを行うことなく前記合焦位置の方向を決定する
ことを特徴とする請求項2記載のオートフォーカス装置。
3. The autofocus device according to claim 2, wherein the control unit determines a direction of the in-focus position without performing the wobbling when a relative angle change is larger than a set threshold value. 4.
撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値の算出を行う評価値算出工程と、
レンズをウォブリングさせたときの前記評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別し、前記ウォブリングの振幅は該ウォブリング開始時の前記評価値の大きさに応じて変化させる合焦位置方向判別工程と、
前記判別された合焦位置の方向にフォーカス位置の移動を開始して、前記評価値に基づき前記フォーカス位置を前記合焦位置に移動させる合焦動作を行うレンズ駆動処理工程とを有する
ことを特徴とするオートフォーカス方法。
An evaluation value calculation step of calculating an evaluation value using a frequency component of a video signal in a specific area provided in a captured image frame;
In-focus position direction determination that determines the direction of the in-focus position based on the change in the evaluation value when the lens is wobbled, and the amplitude of the wobbling changes according to the magnitude of the evaluation value at the start of the wobbling Process,
A lens drive processing step of performing a focusing operation of starting the movement of the focus position in the direction of the determined focus position and moving the focus position to the focus position based on the evaluation value. Autofocus method.
撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値の算出を行う評価値算出工程と、
レンズをウォブリングさせたときの前記評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別し、前記ウォブリングの振幅は被写体方向と撮像方向との相対角度変化に応じて変化させる合焦位置方向判別工程と、
前記判別された合焦位置の方向にフォーカス位置の移動を開始して、前記評価値に基づき前記フォーカス位置を前記合焦位置に移動させる合焦動作を行うレンズ駆動処理工程とを有する
ことを特徴とするオートフォーカス方法。
An evaluation value calculation step of calculating an evaluation value using a frequency component of a video signal in a specific area provided in a captured image frame;
A focus position direction determination step of determining a direction of a focus position based on a change in the evaluation value when the lens is wobbled, and changing an amplitude of the wobbling in accordance with a relative angle change between the subject direction and the imaging direction. When,
A lens drive processing step of performing a focusing operation of starting the movement of the focus position in the direction of the determined focus position and moving the focus position to the focus position based on the evaluation value. Autofocus method.
コンピュータに、
撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値の算出を行う評価値算出工程と、
レンズをウォブリングさせたときの前記評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別し、前記ウォブリングの振幅は該ウォブリング開始時の前記評価値の大きさに応じて変化させる合焦位置方向判別工程と、
前記判別された合焦位置の方向にフォーカス位置の移動を開始して、前記評価値に基づき前記フォーカス位置を前記合焦位置に移動させる合焦動作を行うレンズ駆動処理工程とを実行させるプログラム。
On the computer,
An evaluation value calculation step of calculating an evaluation value using a frequency component of a video signal in a specific area provided in a captured image frame;
In-focus position direction determination that determines the direction of the in-focus position based on the change in the evaluation value when the lens is wobbled, and the amplitude of the wobbling changes according to the magnitude of the evaluation value at the start of the wobbling Process,
A program for executing a lens drive processing step of starting a movement of the focus position in the direction of the determined focus position and performing a focus operation for moving the focus position to the focus position based on the evaluation value.
コンピュータに、
撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値の算出を行う評価値算出工程と、
レンズをウォブリングさせたときの前記評価値の変化に基づいて合焦位置の方向を判別し、前記ウォブリングの振幅は被写体方向と撮像方向との相対角度変化に応じて変化させる合焦位置方向判別工程と、
前記判別された合焦位置の方向にフォーカス位置の移動を開始して、前記評価値に基づき前記フォーカス位置を前記合焦位置に移動させる合焦動作を行うレンズ駆動処理工程とを実行させるプログラム。
On the computer,
An evaluation value calculation step of calculating an evaluation value using a frequency component of a video signal in a specific area provided in a captured image frame;
A focus position direction determination step of determining a direction of a focus position based on a change in the evaluation value when the lens is wobbled, and changing an amplitude of the wobbling in accordance with a relative angle change between the subject direction and the imaging direction. When,
A program for executing a lens drive processing step of starting a movement of the focus position in the direction of the determined focus position and performing a focus operation for moving the focus position to the focus position based on the evaluation value.
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