JP2517432C

JP2517432C -

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Publication number: JP2517432C
Authority: JP
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Publication date: 1998-04-15

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、ビデオカメラに用いられるオートフォーカス装置に関する。（ロ）従来の技術ビデオカメラのオートフォーカス装置に於て、撮像素子からの映像信号自体を
焦点制御状態の評価に用いる方法は、本質的にパララックスが存在せず、また被
写界深度が浅い場合や遠方の被写体に対しても、精度よく焦点を合わせられるな
ど優れた点が多い。しかも、オートフォーカス用の特別なセンサも不必要で機構
的にも極めて簡単である。特開昭63-215268号公報（H04N 5/232）には、前述のごときオートフォーカス
装置の一例が開示されている。以下に、この従来技術の骨子を第２図、第３図を
参照に説明する。第２図は前記従来技術に関わるオートフォーカス回路の全体の
回路ブロック図である。レンズ（１）によって結像された画像は、撮像素子を含
む撮像回路（４）によって映像信号となり、この中の輝度信号が焦点評価値発生
回路（５）に入力される。この焦点評価値発生回路（５）は、例えば第３図に示すように構成される。輝度信号は、高域通過フィルタ（HPF）（5c）を通過して高域成分のみが分離され、次段の検波回路（5d）にて振幅検波される。この検波出力は、A/D変換回
路（5e）にてデジタル値に変換され、ゲート回路（5f）で画面中央部に設定され
たフォーカスエリアの信号だけが抜き取られて、積算回路（5g）でフィールド毎
に積分され、現フィールドの焦点評価値がえられる。このとき、輝度信号より同
期分離回路（5a）によって分離された垂直及び水平同期信号は、フォーカスエリ
アを設定するためにゲート制御回路（5b）に入力される。ゲート制御回路（5b）
では、垂直、水平同期信号及び固定の発振器出力に基いて、画面中央部分に長方
形のフォーカスエリアを設定し、このエリアの範囲のみの輝度信号の通過を許容
するゲート開閉信号をゲート回路（5c）に供給している。前述のように構成された焦点評価値発生回路（５）は常時１フィールド分の焦
点評価値を出力する。合焦動作開始直後に、最初の焦点評価値は最大値メモリ（６）と初期値メモリ
（７）に保持される。その後、フォーカスモータ制御回路（10）は、ステッピン
グモータであるフォーカスモータ（３）を予め決められた方向に回転させて、受
光レンズ（１）を支持するフォーカスリング（２）を回動させて、受光レンズ（
１）を光軸方向に変位させ、第２比較器（９）出力を監視する。第２比較器（９
）は、フォーカスモータ駆動後の焦点評価値と初期値メモリ（７）に保持されて
いる初期評価値を比較し、その大小を出力する。フォーカスモータ制御回路（10）は、第２比較器（９）が大または小という出
力を発するまで、最初の方向にフォーカスモータ（３）を回転せしめるべくフォ
ーカスモータ駆動回路（31）を制御して、現在の焦点評価値が初期評価値に比べ
大であるという出力がなされた場合にはそのままの回転方向を保持し、現在の評
価値が初期評価値よりも小さいと判断された場合には、フォーカスモータの回転
方向を逆にして、以後、第１比較器（８）出力を監視する。第１比較器（８）は、最大値メモリ（６）に保持されている今までの最大の焦
点評価値と現在の評価値を比較し、現在の焦点評価値が最大値メモリ（６）の内
容に比べて大きい（第１モード）、予め設定した第一の闘値以上に減少した（第
２モード）の２通りの比較信号（S1）（S2）を出力する。ここで最大値メモリ（
６）は第１比較器（８）の出力に基づいて、現在の評価値が最大値メモリ（６）の内容よりも大きい場合には、その値が更新され、常に現在までの焦点評価
値の最大値が保持される。（13）はレンズ（１）を支持するフォーカスリング（２）の位置を指示し、モ
ータ位置検出回路（30）にて検出されるフォーカスリング位置信号を受けて、フ
ォーカスリング位置をレンズ位置として記憶する位置メモリであり、最大値メモ
リ（６）と同様に、第１比較器（８）出力に基づいて最大評価値となった場合の
フォーカスリング位置を常時保持するように更新される。尚、前記モータ位置検出回路（30）は、具体的には、合焦動作の開始時点でリ
セットされ、ステッピングモータであるフォーカスモータ（３）のステップ量を
、近点方向に正、遠点方向に負としてカウントアップあるいはダウンするアップ
ダウンカウンタで構成され、フォーカスリング位置信号はこのカウント値となる
。フォーカスモータ制御回路（10）は、第２比較器（９）出力に基づいて決定さ
れた方向にフォーカスモータ（３）を回転させながら、第１比較器（８）出力を
監視し、焦点評価値が最大評価値に比べて予め設定された第１の闘値（Ｍ）より
小さいという第２モードが指示されると同時にフォーカスモータ（３）は逆転さ
れる。このフォーカスモータ（３）の逆転により、受光レンズ（１）の移動方向は、
例えば撮像素子に接近する方向から離れる方向へ、あるいはその逆に離れる方向
から接近する方向に変わる。この逆転後、位置メモリ（13）の内容と、現在のリング位置とが第３比較器（
14）にて比較され、一致したとき、即ちフォーカスリング（２）つまりレンズ（
１）が焦点評価値が最大となる位置に戻ったときに、フォーカスモータ（３）を
停止させるようにフォーカスモータ制御回路（10）は機能する。同時にフォーカ
スモータ制御回路（10）はレンズ停止信号（LS）を出力する。上述の所謂山登り合焦動作のレンズ位置の変化は、第４図に示す。（11）はフォーカスモータ制御回路（10）による合焦動作が終了して、レンズ
停止信号（LS）が発せられると同時に、その時点での焦点評価値が保持される第
４メモリであり、後段の第４比較器（12）でこの第４メモリ（11）の保持内容は現在の焦点評価値と比較され、現在の焦点評価値が第４メモリ（11）の内
容に比べ、予め設定された第２の闘値以上に小さくなったときに、被写体が変化
したと判断され、被写体変化信号が出力される。フォーカスモータ制御回路（10
）はこの信号を受け取ると、再び山登り合焦動作をやり直して被写体の変化に追
随する。このオートフォーカスシステムは、合焦精度、広範囲な被写体への対応性に優
れているが、合焦時においても輝度信号に高域成分が生じにくい被写体、例えば
模様のない壁等の撮影には弱い。即ち、このような被写体の合焦動作中には、得られた評価値の最大値から第１
の闘値以上に評価値が落ち込む状況が生じず、いつまでもこの最大値をとるレン
ズ位置が合焦位置であるとの判定ができず、レンズは無限遠点〜近点間の全領域
を変位続けて、モータは停止できなくなる。このような状況が生じることを防止するために最大値から第１の闘値以上に評
価値が落ち込む事が無くとも、レンズが無限遠点〜近点間の全領域を１回走査す
れば、無条件にレンズを最大値を取る位置にもどすか、あるいは合焦動作を開始
した初期位置に戻すことによりモータを停止させることが可能となる。この場合
、合焦動作自体の信頼性よりも、モータの停止を重視したことになり、最終的な
レンズ位置が合焦点である確率は、コントラストが十分に高い通常の被写体に比
べ著しく低いが、これはやむを得ないことである。（ハ）発明が解決しようとする課題前述のように、合焦時においても輝度信号に高域成分が生じにくい被写体の撮
影時に、合焦動作完了後のレンズ停止位置とは大きく離れた距離に十分に大きな
コントラストを有する被写体が、フォーカスエリア内に進入しても、ボケが大き
すぎて評価値に第２の闘値を越える程の変化が得られず、新しい被写体に対する
合焦動作が再開されないという問題が生じる。（ニ）課題を解決するための手段本発明は、画面内に設定された領域内の輝度信号の高域成分の量を焦点評価値
として取り出し、該焦点評価値が極大となる様に、撮像系を駆動することで合焦
動作を行うオートフォーカス装置であって、前記領域内の輝度差を検出し、合焦動作終了後に輝度差に所定の変化が生じた場合に合焦動作を再開することを特徴
とする。更に、この輝度差の変化の判定にファジィ推論を用いることを特徴とす
る。（ホ）作用本発明は、上述の様に構成したので、合焦動作の再開の判断を、焦点評価値だ
けでなく、輝度差も用いることになり、模様のない壁等の撮影時にも被写体の変
化を迅速に見つけて、合焦動作の再開が可能となる。（ヘ）実施例以下、図面に従い本発明の実施例について説明する。第１図は本実施例の回路ブロック図である。尚、第１図において、従来技術の
第２図、第３図と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。撮像回路（４）から出力された映像信号中の輝度信号は、焦点評価値発生回路
（50）に入力される。焦点評価値発生回路（50）は、第５図に示す様にカットオフ周波数が、200KHz
と600KHzと異なる２種類のHPF（5c）（50c）、これらのHPF（50c）出力をフィー
ルド毎に選択して出力する切換回路（5h）、切換回路（5h）出力を振幅検波する
検波回路（5d）、この検波出力をディジタル値に変換するA/D変換器（5e）、輝
度信号より同期信号を分離する同期分離回路（5a）、分離された同期信号及び固
定の発振器出力に基づいて、第６図に示す様に画面中央部に設定された比較的面
積の小さな第１エリア（Ａ）内に対応する輝度信号部分のA/D変換値の通過のみ
を許容する第１ゲート開閉信号をゲート回路（5f）に、また第１エリア（Ａ）を
含み、このエリアより面積の大きな第２エリア（Ｂ）内に対応する輝度信号部分
のA/D変換値の通過のみを許容する第２ゲート開閉信号をゲート回路（50f）に供
給するゲート制御回路（50b）、ゲート回路（5f）（50f）から出力される各エリ
ア内の輝度信号の高域成分のディジタル値を１フィールドにわたって加算して結
果的にディジタル積分を為し、この積分値を１フィールド毎に夫々第１及び第２
焦点評価値（Va）（Vb）として出力し、且つ１フィールド毎にリセットされる積
算回路（5g）（50g）により構成される。ここで、切換回路（5h）は、同期分離回路（5a）出力にて１フィールド毎にH PF（5c）（50c）出力の一方を交互に選択するため、HPF（5c）が選択されている
フィールドでは、積算回路（5g）より第１エリア（Ａ）内の輝度信号のHPF（5c
）のカットオフ周波数である200KHz以上の高域成分の１フィールド分のディジタ
ル積分値（V1）が第１焦点評価値（Va）として出力され、同時に積算回路（50g
）より第２エリア（Ｂ）内の輝度信号の同じく200KHz以上の高域成分の１フィー
ルド分のディジタル積分値（V1′）が第２焦点評価値（Vb）とし出力される。ま
た、次のフィールドでは、第１焦点評価値（Va）は第１エリア（Ａ）内の輝度信
号のHPF（50c）のカットオフ周波数である600KHz以上の高域成分の１フィールド
分のディジタル積分値（V2）、第２焦点評価値（Vb）は、同じく600KHz以上の高
域成分のディジタル積分値（V2′）となり、以後、同様の繰り返しとなる。この様にして得られた第１及び第２焦点評価値（Va）（Vb）は夫々分離回路（
51）（52）に入力される。分離回路（51）（52）は、共に切換回路（5h）での切
換動作を１フィールド毎に切換えるために、同期分離回路（5a）から発せられ、
垂直同期信号を基に作成される切換制御信号（SC）により分離タイミングが制御
され、分離回路（51）は、第１焦点評価値（Va）を各HPFを用いた積分値（V1）
（V1′）に分離し、夫々を評価値（V1）（V1′）として出力する。同様に、分離
回路（52）は第２焦点評価値（Vb）を各HPFを用いた積分値（V2）（V2′）に分
離し、夫々を評価値（V2）（V2′）として出力する。従って、評価値（V1）（V1
′）（V2）（V2′）はいずれも２フィールド毎に更新されることになる。次に評価値（V1）（V2）は、夫々初期値メモリ（７）（57）、減算回路（70）
（80）、メモリ（24）（58）、相対比算出回路（25）（59）及び切換回路（20）
に入力される。一方、評価値（V1′）（V2′）は、夫々相対比算出回路（25）（
59）に入力される。初期値メモリ（７）（57）は、合焦動作を開始させるために、先ずフォーカス
モータ（３）の予め決められた初期方向への回転を開始させる時点での評価値（
V1）（V2）を保持する働きを為し、モータ（３）が前記初期方向に回転してレン
ズ（１）が変位している間に、モータ起動後に２フィールドが経過した時点で評価値（V1）（V2）が更新されるので、後段の減算回路（70）（80）で、この
新しい評価値から初期値メモリ（７）（57）の内容を減算して得られる値を、評
価値（VI）（V2）の変化量（ΔV1）（ΔV2）として、フォーカスモータ制御回路
（100）に出力する。メモリ（24）（58）はモータ（３）起動後に得られる評価値（V1）（V2）を２
フィールド間保持して、後段の相対比算出回路（25）（59）に入力するものであ
る。相対比算出回路（25）（59）は、第10図に示す様に割算器（61）、メモリ（62
）、減算器（63）にて構成され、割算器（61）では評価値（V1′）（V2′）が更
新される毎に、メモリ（24）（58）に保持されている最新の評価値（V1）（V2）
との比、V1′/V1、V2′/V2を相対比（r1）（r2）として算出する。ここで、相対比（r1）は、HPF（5c）を用いた時の１フィールド分の積分値（V
1）と、HPF（50c）を用いた時の積分値（V1′）との比であり、被写体を同一と
した時の両積分値とフォーカスリング位置（レンズ位置）との関係は第７図の様
になる。即ちカットオフ周波数の高いHPF（50c）での積分値は急峻な山となり、
カットオフ周波数の低いHPF（5c）での積分値は緩やかな山となる。そこでこの
相対比と被写体のボケ度合（合焦時のレンズ位置よりの移動量あるいはズレ量）
との関係をグラフに示すと、第８図に示す様な単調減少特性曲線となる。これは、前記相対比なる状態量は、焦点評価値と同じ様に被写体の合焦状態（
ボケ度合）を表現できる関数値であり、比率で表現されているため一種の正規化
された状態量であり、被写体のおかれている環境の影響をあまり受けにくい性質
を有している。例えば、被写体の照度が変化した場合に、焦点評価値の絶対値は
変化するが、相対比としては大きな変化はない。通常、上記の性質は被写体の種
類を問わぬものである故に、この相対比をボケ度合のパラメータとして使用する
ことが可能となる。この第８図の単調減少特性曲線をレンズ位置、即にフォーカ
スリング位置に対応させると、第９図の一点鎖線の様に合焦位置を頂点として近
点及び∞点側に略直線状に変化する特性図が得られる。割算器（61）にて得られた相対比（r1）（r2）は、メモリ（62）及び減算器（
63）に入力される。メモリ（62）は入力された相対比を２フィールド間保持して遅延させて減算器（63）に供給する働きを為し、減算器（63）では、割算器
（61）より得られる最新の相対比からメモリ（62）に保持されている前回、即ち
２フィールド前の相対比を減算し、この減算値を相対比（r2）（r2）の変化分（
Δr1）（Δr2）としてフォーカスモータ制御回路（100）に出力する。尚、この
変化分（Δr1）（Δr2）は、モータの初期回転方向が合焦方向とは反対である場
合には、負の値となり得ることは言うまでもない。切換回路（20）は、フォーカスモータ制御回路（100）から出力されるエリア
切換信号（Sa）によって、合焦動作で使用するエリアを選択して両焦点評価値（
V1）（V2）の一方を選択する。切換回路（20）にて選択された焦点評価値は、最大値メモリ（６）及び第１比
較器（８）に供給され、従来例と同様に、山登り制御を実行するための信号をフ
ォーカスレンズ制御回路（100）に供給する尚、位置メモリ（13）及び第３比較
器（14）は従来例の第２図と全く同一の動作を為す。但し、切換回路（20）から得られる焦点評価値はいずれも２フィールド毎に更
新されるものであり山登り動作のための第１比較器（８）の比較動作等は全て２
フィールド毎に為される。ズーム位置検出部（64）は、本ビデオカメラに装着されている周知のズーム用
レンズを有するズーム機構の広角乃至望遠のズーム領域に応じて、現在のレンズ
の焦点距離（Ｚ）を示す信号を制御回路（100）に出力する。変化量検出回路（81）は、評価値（V1）（V2）に関して、合焦動作終了後の変
化量を検出する働きをなし、具体的には第22図に示すように、第４及び第５メモ
リ（82）（83）、減算器（84）（85）、及び選択回路（86）を備えている。第４
メモリ（82）は、フォーカスモータ制御回路（100）からレンズ停止信号（LS）
が発せられた時、即ち合焦動作終了直後の評価値（V1）を（W1）として記憶する
。同様に第５メモリ（82）は、レンズ停止信号（LS）が発せれらた時の評価値（
V2）を（W2）として記億する。減算器（84）は、評価値（V1）と第４メモリ（82
）の保持データ（W1）を入力とし、V1−W1の減算値を合焦動作終了直後からの評
価値（V1）の変化量（ΔW1）として、後段の選択回路（86）に出力する。同様に
、減算器（85）は、評価値（V2）と第４メモリ（83）の保持データ（W2）を入力とし、V2−W2の減算値を合焦動作終了直後からの評価値（V2）
の変化量（ΔW2）として、後段の選択回路（86）に出力する。尚、評価値（V1）
（V2）はいずれもモータ停止後も２フィールド毎に更新されるので、変化量（Δ
W1）（ΔW2）も２フィールド毎に変化する。選択回路（86）は、フォーカスモー
タ制御回路（100）から切換回路（20）に発せられたエリア切換信号（Sa）に応
じ、変化量（ΔWk）（ｋ＝1or2）のいずれか一方を選択してフォーカスモータ制
御回路（100）に出力するものである。従って、合焦動作中にフォーカスエリア
として第１エリア（Ａ）が選択されていたならば、変化量（ΔW1）が、第２エリ
ア（Ｂ）が選択されていたならば、変化量（ΔW2）が選択される。平均輝度検出回路（65）は、第11図に示す様に、検波回路（65a）、A/D変換回
路（65b）及び積算回路（65c）にて構成され、画面全体に対応する輝度信号を検
波回路（65a）にて振幅検波し、この検波出力をA/D変換回路（65b）にて逐一A/D
変換した後に、積算回路（65c）にて１フィールド分のA/D変換データを全て積算
して、ディジタル積分し、この積分値を画面全体の平均輝度（IRS）として制御
回路（100）に出力する。コントラスト検出回路（66）は、第13図の如く構成されて、第１エリア（Ａ）
内の水平方向のコントラスト、即ち輝度差を検出するものである。ここで、この
コントラスト検出回路（66）の動作について説明する。先ず、コントラストを検
出するために、第12図に示す様に第１エリア（Ａ）を垂直及び水平方向に４×４
で配列された同一面積の16個の小領域（Nij）（i,j＝１〜４）に細分化し、分離
回路（67）にて輝度信号を各小領域毎に分離し、小領域毎に用意された16個のデ
ィジタル積分器（Kij）（i,j＝１〜４）に出力する。ディジタル積分器は、いずれも第11図に示した平均輝度検出回路（65）と全く
同一の構成を有しており、各小領域に該当する輝度信号がディジタル積分されて
、積分値（Fij）とて導出される。これらの積分値（Fij）は、水平方向に並ぶ小
領域の４個を１組として、Max-Min算出回路（Li）（ｉ＝１〜４）に入力される
。即ち、積分値（Fij）（ｊ＝１〜４）は、Max-Min算出回路（L1）に以下、同様
に積分値（F2j）（F3j）（F4j）は夫々Max-Min算出回路（L2）（L3）（L4）に入
力される。 Max-Min算出回路（Li）は、水平方向に並ぶ小領域の４個の積分値の中の最大
値と最小値を選択し、（最大値−最小値）の減算を為して、この減算値（Gi）を
後段の最大値検出回路（68）に出力する。最大値検出回路（68）は４行分の減算値（Gi）の中の最大のものを取り出す働
きを為し、この最大値をコントラスト（ΔE1）として出力する。従って、結局、
コントラスト（ΔE1）は、１フィールド分についての第１エリア（Ａ）の水平方
向の輝度差が最も大きい行の輝度差自体のディジタル値に相当することになる。こうして得られたコントラスト（ΔE1）は、変化量検出回路（87）に供給され
て、合焦動作終了直後のコントラストからのコントラストの変化量を算出する。
即ち、第23図に示す様にメモリ（88）にてレンズ停止信号（LS）が発せられた時
のコントラスト（ΔE1）の値を（EE）として記憶し、これ以後に１フィールド毎
に得られるコントラスト（ΔE1）との間でΔ（ΔE1）＝ΔE1−EEの算出が為され
、このΔ（ΔE1）が第１エリア（Ａ）内の輝度のコントラストの合焦動作終了時
からの変化量として制御回路（100）に出力される。フォーカスモータ制御回路（100）は、第１比較器（８）及び第３比較器（14
）出力に基づいて、従来例と同様に山登りの合焦動作を実行する。また、減算回
路（70）（80）からの出力、即ち、評価値（V1）（V2）の初期値からの変化量（
ΔV1）（ΔV2）、相対比算出回路（25）（59）からの出力、即ち第１エリア（Ａ
）についての評価値（V1）、各エリアの相対比（r1）（r2）の初期値からの変化
分（Δr1）（Δr2）、コントラスト検出回路（66）からの出力、即ち第１エリア
（Ａ）内の輝度のコントラスト（ΔE1）の５種類のデータに基づいて合焦点の方
向をファジィ推論にて決定すると共に、分離回路（51）から出力される評価値（
V1）、平均輝度検出回路（65）からの出力、即ち画面全体の平均輝度（IRS）、
ズーム位置検出回路（64）からの出力、即ち現在の焦点距離（Ｚ）及びコントラ
スト（ΔE1）の４種類のデータに基づいてエリアの選択をファジィ推論にて実行
している。更に、コントラストの変化量（Δ（ΔE1））、焦点距離（Ｚ）及びフ
ォーカスエリアの合焦後の焦点評価値の変化量（Wk）（但し、ｋ＝１あるいは２
）の３種類のデータに基づいて被写体変化の確認及びこれに伴うフォーカスモータの再起動決定をファジィ推論にて実行している。次に上述のファジィ推論による方向制御、エリア選択及び再起動決定のための
処理について詳述する。先ず方向判別処理は、第20図の如きフローチャートにより実行され、この時に
使用されるファジィ推論は、評価値（V1）、変化量（ΔV1）（ΔV2）変化分（Δ
r1）及びコントラスト（ΔE1）を入力変数とし、結論部として０乃至１の値をと
り、大なる時に合焦点の方向を現在のレンズの進行方向とし、小なる時に逆方向
とするパラメータ（di）としている。ここでルールは、［ルール（１）］「ifΔV1が大きいandΔr1が大きいthen d1＝1.0」［ルール（２）］「ifΔV1が大きいandΔr1が大きくないthen d2＝0.7」［ルール（３）］「if V1が小さいandΔV2が小さいandΔE1が小さいthen d3＝0.2」と設定されている。次に前記各ルールについて説明する。［ルール（１）］は、第14図（ａ）（ｂ）の如きメンバーシップ関数で定義さ
れている。第14図（ａ）は「ΔV1が大きい」というルール（１）の条件（１）の
メンバーシップ値を示し、入力変数である変化量（ΔV1）に対するメンバーシッ
プ関数であり、変化量（ΔV1）が大きくなるにつれてメンバーシップ値（u11）
が大きくなる単調増加直線を含む関数であり、この関数より変化量（ΔV1）に応
じたメンバーシップ値（u11）が求まる。第14図（ｂ）は「Δr1が大きい」というルール（１の条件（２）のメンバーシ
ップ値を示し、入力変数である変化分（Δr1）に対するメンバーシップ関数であ
り、変化分（Δr1）が大きくなるにつれてメンバーシップ値（u12）が大きくな
る単調増加直線を含む関数であり、この関数より変化分（Δr1）に応じたメンバ
ーシップ値（u12）が求まる。ルール（１）は、第１エリア（Ａ）内の焦点評価値及び相対比が共に増加した場合を考慮したもので、この場合には、現在のレンズ（１）の移動方向に合焦
点がある可能性が高いので、第１エリア（Ａ）を選択する様に、結論部（d1）は
d1＝１と設定されている。［ルール（２）］は、第15図（ａ）（ｂ）の如きメンバーシップ関数で定義さ
れている。第15図（ａ）は「ΔV1は大きい」というルール（２）の条件（１）の
メバーシップ値を示し、入力変数である変化量（ΔV1）に対するメンバーシップ
関数であり、これよりメンバーシップ値（u21）が求まる。第15図（ｂ）は「Δr1が大きくない」というルール（２）の条件（２）のメン
バーシップ値を示し、変化分（Δr1）が大きくなるにつれてメンバーシップ値（
u22）が小さくなる単調減少直線を含む関数であり、この関数より変化分（Δr1
）に応じたメンバーシップ値（u22）が求まる。ルール（２）は焦点評価値と相対比の変動傾向が異なる場合で、合焦点が現在
のレンズ移動方向とは反対方向にある可能性もあるとして、結論部（d2）はd1よ
りも若干小さいd2＝0.7に設定されている。［ルール（３）］は、第16図（ａ）（ｂ）（ｃ）の如きメンバーシップ関数で
定義されている。第16図（ａ）は「VIが小さい」というルール（３）の条件（１
）のメンバーシップ値を示し、評価値（V1）が大きくなるにつれてメンバーシッ
プ値（u31）が小さくなる単調減少直線を含む関数であり、この関数より評価値
（V1）に応じたメンバーシップ値（u31）が求まる。第16図（ｂ）は「Δr2が小さい」というルール（３）の条件（２）のメンバー
シップ値を示し、変化量（ΔV2）が大きくなるにつれてメンバーシップ値（u32
）が小さくなる単調減少直線を含む関数であり、この関数より変化量（ΔV2）に
応じたメンバーシップ値（u32）が求まる。第16図（ｃ）は「ΔE1が小さい」というルール（３）の条件（３）のメンバー
シップ値を示し、コントラスト（ΔE1）が大きくなるにつれてメンバーシップ値
（u33）ガ小さくなる単調減少直線を含む関数であり、この関数よりコントラス
ト（ΔE1）に応じたメンバーシップ値（u33）が求まる。ルール（３）は、第１エリア（Ａ）で焦点評価値が低くて変化を取り出せない
場合を考慮し、この時、第１エリア（Ａ）のコントラストが小さければ第１エリア（Ａ）に合焦の対象となる被写体が存在しないものとして、第２エリア（Ｂ
）の焦点評価値の変化で方向を決めることとし、この第２エリア（Ｂ）での焦点
評価値の変化量が負の場合に、合焦点が現在のレンズの移動方向とは反対方向に
ある可能性が高いとして、レンズ移動方向を反転させ易くするために、結論部（
d3）はd3＝0.2と低く設定されている。上述の各ルールより方向判別のパラメータ（Ｄ）を算出して、最終的にこのパ
ラメータより方向を決定する方向判別処理について第20図のフローチャートを用
いて説明する。 STEP（100）にて各メンバーシップ値（Uij）（i,j:整数）が各入力変数に応じ
て求まると、次にSTEP（101）にて各ルールについての各メンバーシップ値の最
小のものが、各ルールの成立度（Ui）として算出される。例えば、ルール（１）
については、第14図によりu11＞u12であるため成立度（U1）はU1＝u12となり、
ルール（２）については第15図より、u21＞u22となるので、成立度（U2）はU2＝
u22となり、更にルール（３）については、第15よりu3I＜u33＜u32となるので成
立度（U3）はU3＝u31となる。こうして得られた各ルールの成立度（Ui）を基に、STEP（102）にて方向判別
用のパラメータ（Ｄ）が次式により算出される。この式（１）は各ルールの成立度で各結論部を加重平均する
こを意味している。 STEP（103）では得られたパラメータ（Ｄ）により方向を決定し、具体的には
Ｄ≧0.5ならば現在のレンズ移動方向に合焦位置があるので現行の方向を維持さ
せる様にモータ（３）の駆動を制御する制御指令を発し、Ｄ＜0.5ならば現在の
方向とは逆方向に合焦位置があるので、直ちにモータ（３）を反転させる制御指
令をフォーカスモータ駆動回路（31）に発する。この様にして、５つの要因を考
慮した上で、高精度な合焦点の方向判別が為され、この判別方向にモータ（３）
を回転させてレンズを移動させつつ前述の山登り合焦動作が実行される。次にエリア選択処理は、第21図の如きフローチャートにより実行され、この時
に使用されるファジィ推論は、焦点評価値（V1）、コントラスト（ΔE1）、焦点
距離（Ｚ）及び平均輝度（IRS）を入力変数とし、結論部として０乃至１の値を
とり、小なる時に第１エリア（Ａ）、大なる時に第２エリア（Ｂ）を使用するこ
とを意味するメンバーシップ値（ai）を設定している。ここでルールは、［ルール（４）］「if（V1）が大きいthen a4＝0.0」［ルール（５）］「if（V1）が中くらいand（IRS）が小さいthen a5＝0.8」［ルール（６）］「if（V1）が小さいand（ΔE1）が大きいand（Ｚ）が小さくないthen a6＝0.3」次に前記各ルールについて説明する。［ルール（４）］は第17図の如きメンバーシップ関数で定義され、この第17図
は、「V1が大きい」というルール（４）の条件（１）のメンバーシップ値を示し
、焦点評価値（V1）に対するメンバーシップ関数であり、評価値（V1）が大きく
なるにつれてメンバーシップ値（u41）が大きくなる単調増加直線を含む関数で
あり、この関数より評価値（V1）に応じたメンバーシップ値（u41）が求まる。ルール（４）は、焦点評価値（V1）が大きい場合には、第１エリア（Ａ）に被
写体が存在するものとしてエリア（Ａ）を優先させるために、結論部（a4）はa4
＝0.0に設定される。［ルール（５）］は、第18図（ａ）（ｂ）の如きメンバーシップ関数で定義さ
れている。第18図（ａ）は「（V1）が中くらい」というルール（５）の条件（１
）のメンバーシップ値を示し、評価値（V1）が所定値でメンバーシップ値が最大
となる山型の関数であり、この関数より評価値（V1）に応じたメンバーシップ値
（u51）が求まる。第18図（ｂ）は「（IRS）が小さい」というルール（５）の条件（２）のメンバーシップ値を示し、平均輝度（IRS）が大きくなるにつれてメンバーシップ値
（u52）が小さくなる単調減少直線を含む関数であり、この関数より平均輝度（I
RS）に応じたメンバーシップ値（u52）が求まる。ルール（５）は、第１エリア（Ａ）での焦点評価値（V1）が余り大きくなく、
且つ画面の平均輝度が暗い場合を考慮し、この時映像信号のS/N比が悪く焦点評
価値の信頼性が低いので、より多くの情報を取り込むために、フォーカスエリア
として第２エリア（Ｂ）が優先され易い様に、結論部（a5）はa5＝0.8に設定さ
れている。［ルール（６）］は、第19図（ａ）（ｂ）（ｃ）の如きメンバーシップ関数で
定義され、第19図（ａ）は「（V1）が小さい」というルール（６）の条件（１）
のメンバーシップ値を示し、評価値（V1）が大きくなるにつれてメンバーシップ
値が減少する単調減少直線を含む関数であり、この関数より評価値（V1）に応じ
たメンバーシップ値（u61）が求まる。第19図（ｂ）は「（ΔE1）が大きい」というルール（６）の条件（２）のメン
バーシップ値を示し、コントラスト（ΔE1）が大きくなるにつれてメンバーシッ
プ値（u62）が大きくなる単調増加直線を含む関数であり、この関数よりコント
ラスト（ΔE1）に応じたメンバーシップ値（u62）が求まる。第19図（ｃ）は、「（Ｚ）が小さくない」というルール（６）の条件（３）の
メンバーシップ値を示し、焦点距離（Ｚ）が大きくなるにつれてメンバーシップ
値（u63）が大きくなる単調増加直線を含む関数であり、この関数より焦点距離
（Ｚ）に応じたメンバーシップ値（u63）が求まる。ルール（６）は、第１エリア（Ａ）の焦点評価値が小さいが、第１エリア（Ａ
）内のコントラストが高い場合を考慮しており、焦点距離が短く被写界深度が深
い場合を除いて、ぼけているかあるいは何らかの被写体が存在するものとして第
１エリア（Ａ）が比較的優先され易い様に、結論部（a6）はa6＝0.3に設定され
ている。上述の各ルールよりエリア選択のパラメータ（Ｙ）を算出して、最終的にこの
パラメータよりエリア選択するエリア選択処理について第21図のフローチャート
を用いて説明する。 STEP（200）にて入力変数の値とメンバーシップ関数からルール（ｉ）の条件
（ｊ）（ｉ＝４〜6,j＝1or2or3）のメンバーシップ値（Uij）が求められると、
次にSTEP（201）にて各ルールについての各メンバーシップ値の最小のものが各
ルールの成立度（Ui）として算出される。例えば、ルール（４）については成立
度（U4）はU4＝u41となり、ルール（５）については第18図より、u51＜u52とな
るので、成立度（U5）はU5＝u51となり、更にルール（６）については第19図よ
りu61＜u62＜u63となるので成立度（U6）はU6＝u61となる。こうして得られた各ルールの成立度（Ui）を基に、STEP（202）にてエリア選
択用のパラメータ（Ｙ）が次式により算出される。この式は各ルールの成立度で各結論部を加重平均することを
意味している。STEP（203）では得られたパラメータ（Ｙ）によりエリアを選択
し、具体的にはＹ≧0.5ならばフォーカスエリアとして第２エリア（Ｂ）を選択
し、Ｙ＜0.5ならば第１エリア（Ａ）が選択される。この様にして、４つの要因を考慮した上で、高精度なエリア選択が為され、こ
れに対応した焦点評価値にて山登り合焦動作を実行するために、切換回路（20）
による焦点評価値の選択が為される。尚、このエリア切換処理は、合焦動作及び合焦点到達後の被写体変化の監視動
作中も実行される。また、実際にエリアの切換えが為された直後には、切換回路
（20）から得られる焦点評価値に一時的に大きな変動が生じるので、この変動に
よる誤動作を抑えるために、山登り合焦動作に際して第１比較器（８）での比較
動作は同一比較結果が連続して３回得られた時にのみ、この比較結果を有効とし
て出力する様に構成されている。また再起動決定処理は、第24図の如きフローチャートにより実行され、この時
に使用されるファジィ推論は、変化量（Δ（ΔE1））、変化量（ΔWk）及び焦点
距離（Ｚ）を入力変数とし、結論部として０乃至１の値をとり、大なる時に画面
に変化があったとして再起動をかけ、小なる時に停止状態を維持するパラメータ（hi）としている。ここでルールは、［ルール（７）］「ifΔ（ΔE1）が正方向に大きいand Zが小さくないthen h7＝0.8」［ルール（８）］「ifΔ（ΔE1）が正方向に大きくないandフォーカスエリアのΔWkが小さくないt
hen h8＝0.8」［ルール（９）］「ifΔ（ΔE1）の絶対値が大きくないandフォーカスエリアのΔWkが小さいthen
h9＝0.0」［ルール（10）］「ifΔ（ΔE1）が正方向に大きいandフォーカスエリアのΔWkが小さくないthen
h10＝1.0」と設定されている。次に前記各ルールについて説明する。［ルール（７）］は、第25図（ａ）（ｂ）の如きメンバーシップ関数で定義さ
れている。第25図（ａ）は「Δ（ΔE1）は正方向に大きい」というルール（７）
の条件（１）のメンバーシップ値を示し、入力変数である変化量（Δ（ΔE1））
対するメンバーシップ関数であり、変化量（Δ（ΔE1））が正方向に大きくなる
につれてメンバーシップ値（u71）が大きくなる単調増加直線を含む関数であり
、この関数より変化量（Δ（ΔE1））に応じたメンバーシップ値（u71）が求ま
る。第25図（ｂ）は「Ｚは小さくない」というルール（７）の条件（２）のメンバ
ーシップ値を示し、入力変数である焦点距離（Ｚ）に対するメンバーシップ関数
であり、焦点距離（Ｚ）が大きくなる（TELE方向になる）につれてメンバーシッ
プ値（u72）が大きくなる単調増加直線を含む関数であり、この関数より焦点距
離（Ｚ）に応じたメンバーシップ値（u72）が求まる。ルール（７）は、第１エリア（Ａ）の輝度のコントラストが合焦時より大きく
なり、なおかつ焦点距離が長く焦点深度が浅い時には、第１エリア（Ａ）に被写体が進入してきた可能性が極めて高いので再起動がかかり易いように、結論部
（h7）はh7＝0.8に設定されている。〔ルール（８）〕は、第26図（ａ）（ｂ）の如きメンバーシップ関数で定義さ
れている。第26図（ａ）は「Δ（ΔE1）が正方向に大きくない」というルール（
８）の条件（１）のメンバーシップ値を示し、入力変数である変化量（Δ（ΔE1
））に対するメンバーシップ関数であり、これよりメンバーシップ値（u81）が
求まる。第26図（ｂ）は「フォーカスエリアのΔWkが小さくない」というルール（８）
の条件（２）のメンバーシップ値を示し、入力変数である第１あるいは第２エリ
アのうちのフォーカスエリアとして選択されている方の変化量（ΔWk）（ｋ＝1o
r2）の絶対値が大きくなるにつれてメンバーシップ値（u82）が大きくなる谷型
の関数であり、この関数より変化量（ΔWk）に応じたメンバーシップ値（u82）
が求まる。ルール（８）は、第１エリアの輝度のコントラストは増加していないが、フォ
ーカスエリアの焦点評価値に変化があった場合を考慮しており、この場合には評
価値の変化に着目して、被写体の変化が生じた確率が高いとして、再起動がかか
りやすいように、結論部（h8）は若干高めのh8＝0.8に設定されている。［ルール（９）］は、第27図（ａ）（ｂ）の如きメンバーシップ関数で定義さ
れている。第27図（ａ）は「Δ（ΔE1）の絶対値が大きくない」というルール（
９）の条件（１）のメンバーシップ値を示し、変化量（Δ（ΔE1））の零に近付
くにつれてメンバーシップ値（u91）が大きくなる山型の関数であり、この関数
より変化量（Δ（ΔE1））に応じたメンバーシップ値（u91）が求まる。第27図（ｂ）は「フォーカスエリアのΔWkが小さい」というルール（９）の条
件（２）のメンバーシップ値を示し、入力変数である第１あるいは第２エリアの
うちのフォーカスエリアとして選択されている方の変化量（ΔWk）（ｋ＝1or2）
の絶対値が小さくなるにつれてメンバーシップ値（u92）が大きくなる山型の関
数であり、この関数より変化量（ΔWk）に応じたメンバーシップ値（u92）が求
まる。この関数より変化量（ΔWk）に応じたメンバーシップ値（u92）が求まる
。ルール（９）は、第１エリア（Ａ）の輝度のコントラストとフォーカスエリア
の焦点評価値が、共に合焦時から余り変化していない場合を考慮したもので、こ
の場合には、被写体に変化が生じた可能性が少ないので、停止動作を保持し易い
ように、結論部（h9）はh9＝0.0設定されている。〔ルール（10）〕は、第28図（ａ）（ｂ）の如きメンバーシップ関数で定義さ
れている。第28図（ａ）は「Δ（ΔE1）が正方向に大きい」というルール（10）
の条件（１）のメンバーシップ値を示し、入力変数である変化量（Δ（ΔE1））
対するメンバーシップ関数であり、これよりメンバーシップ値（u101）が求まる
。第28図（ｂ）は「フォーカスエリアのΔWkが小さくない」というルール（10）
の条件（２）のメンバーシップ値を示し、入力変数である第１あるいは第２エリ
アのうちのフォーカスエリアとして選択されている方の変化量（ΔWk）（ｋ＝1o
r2）の絶対値が大きくなるにつれて、メンバーシップ値（u102）が大きくなる谷
型の関数であり、この関数より変化量（ΔWk）に応じたメンバーシップ値（u102
）が求まる。ルール（10）は、第１エリアの輝度のコントラストが増加し、しかも、フォー
カスエリアの焦点評価値に変化があった場合を考慮しており、この場合にはルー
ル（８）の場合よりもコントラストが大きくなった分だけ被写体の変化が生じた
確率が高く、略確実に被写体の変化が生じたとして、再起動がかかりやすいよう
に、結論部（h10）は若干高めのh10＝1.0に設定されている。上述の各ルールより再起動決定のパラメータ（Ｈ）を算出して、最終的にこの
パラメータより再起動をするか否かの決定を為す処理について第24図のフローチ
ャートを用いて説明する。 STEP（300）にて各メンバーシップ値（Uij）（i,j:整数）が各入力変数に応じ
て求まると、次にSTEP（301）にて各ルールについての各メンバーシップ値の最
小のものが、各ルールの成立度（Ui）として算出される。例えば、ルール（７）
については、第25図によりu71＜u72であるため成立度（U7）はU7＝u72となり、
ルール（８）については第26図より、u81＞u82となるので、成立度（U8）はU8＝
u82となり、ルール（９）については第27図よりu91＜u92となるので成立度（U9）はU9＝u91となり、更に、ルール（10）については第28図より、u101＞u
102となるので、成立度（U10）はU10＝u102となる。こうして得られた各ルールの成立度（Ui）を基に、STEP（302）にて再起動決
定用のパラメータ（Ｈ）が次式により算出される。この式（３）は各ルールの成立度で各結論部を加重平均する
こを意味している。 STEP（303）では得られたパラメータ（Ｈ）により再起動するか否かを決定し
、具体的にはＨ≧0.5ならば画面に変化があったとして、初期値メモリ（７）（5
7）、最大値メモリ（６）、位置メモリ（13）等をリセットして、最初から一連
の山登り合焦動作をやり直す為に制御回路（100）が各種制御指令を発し、Ｈ＜0
.5ならば被写体の変化はないものとしてモータ（３）の停止状態を維持する。こ
の様にして、３つの要因を考慮した上で、高精度な再起動の決定が為されて、被
写体の変化に迅速に追従する合焦動作が可能となる。また、領域の分割、ルールなどは、本実施例に限るものではない。又、本実施
例の動作が、マイクロコンピュータを用いて、ソフトウェア的に実行できること
は言うまでもない。（ト）発明の効果上述の如く本発明によれば、合焦動作終了後の被写体変化を、その合焦状態に
関係なく検出することができ、高精度で適切な合焦動作の再起動が可能となる。
更に、この判断にファジィ推論を用いることで、輝度のコントラストと、他の要
素を含めて総合的に合焦動作の再起動を決定することができる。The present invention relates to an autofocus device used for a video camera. (B) Conventional technology In an autofocus device of a video camera, a video signal itself from an image pickup device is
The method used to evaluate focus control conditions is essentially free of parallax and
Do not focus on objects with a shallow depth of field or distant subjects.
There are many excellent points. In addition, a special sensor for autofocus is not required and the mechanism
It is extremely simple. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-215268 (H04N 5/232) discloses an autofocus as described above.
An example of an apparatus is disclosed. FIGS. 2 and 3 show the outline of this prior art.
It will be described in reference. FIG. 2 shows the entire autofocus circuit according to the prior art.
It is a circuit block diagram. The image formed by the lens (1) includes the image sensor.
A video signal is generated by the imaging circuit (4), and a luminance signal in the video signal is used to generate a focus evaluation value.
Input to the circuit (5). The focus evaluation value generating circuit (5) is configured, for example, as shown in FIG. The luminance signal passes through a high-pass filter (HPF) (5c) to separate only high-frequency components, and is amplitude-detected by a next-stage detection circuit (5d). This detection output is used for A / D conversion
Is converted to a digital value in the path (5e) and set in the center of the screen by the gate circuit (5f).
Only the signal in the focus area is extracted, and integrated by the integrating circuit (5g) for each field.
And the focus evaluation value of the current field is obtained. At this time, the same
The vertical and horizontal synchronization signals separated by the phase separation circuit (5a)
Is input to the gate control circuit (5b) to set the data. Gate control circuit (5b)
In the center of the screen, based on the vertical and horizontal sync signals and the fixed oscillator output,
Set the focus area of the shape and allow the passage of the luminance signal only in this area
To the gate circuit (5c). The focus evaluation value generating circuit (5) configured as described above always has a focus for one field.
Output the point evaluation value. Immediately after the start of the focusing operation, the first focus evaluation value is stored in the maximum value memory (6) and the initial value memory.
(7) is held. Then, the focus motor control circuit (10)
The focus motor (3) is rotated in a predetermined direction to
By rotating the focus ring (2) supporting the optical lens (1), the light receiving lens (
1) is displaced in the optical axis direction, and the output of the second comparator (9) is monitored. The second comparator (9
) Are stored in the focus evaluation value after driving the focus motor and the initial value memory (7).
Compare the initial evaluation values and output the magnitude. The focus motor control circuit (10) detects that the second comparator (9) is large or small.
Until the force is generated, the focus motor (3) is rotated to rotate in the first direction.
Control the focus motor drive circuit (31) so that the current focus evaluation value is
If the output is large, the direction of rotation is maintained and the current
If the value is determined to be smaller than the initial evaluation value, the rotation of the focus motor
The direction is reversed, and thereafter, the output of the first comparator (8) is monitored. The first comparator (8) has the largest focus value stored so far in the maximum value memory (6).
The point evaluation value is compared with the current evaluation value, and the current focus evaluation value is stored in the maximum value memory (6).
(First mode), which is greater than or equal to a preset first threshold (second mode).
2) output two types of comparison signals (S1) and (S2). Where the maximum value memory (
6), based on the output of the first comparator (8), if the current evaluation value is larger than the content of the maximum value memory (6), the value is updated, and the focus evaluation up to the present is always performed.
The maximum value is kept. (13) indicates the position of the focus ring (2) supporting the lens (1), and
Receiving the focus ring position signal detected by the data position detection circuit (30),
This is a position memory that stores the focus ring position as the lens position.
Similarly to the case of (6), when the maximum evaluation value is obtained based on the output of the first comparator (8),
It is updated so that the focus ring position is always maintained. Note that the motor position detection circuit (30) is specifically reset at the start of the focusing operation.
Set the step amount of the focus motor (3)
Up, counting up or down as positive in the near point direction and negative in the far point direction
It is composed of a down counter, and the focus ring position signal becomes this count value
. The focus motor control circuit (10) is determined based on the output of the second comparator (9).
While rotating the focus motor (3) in the direction, the output of the first comparator (8) is
The focus evaluation value is monitored and compared with the maximum evaluation value from a preset first threshold value (M).
The focus motor (3) is rotated at the same time
It is. Due to the reverse rotation of the focus motor (3), the moving direction of the light receiving lens (1) is
For example, from the direction approaching the image sensor to the direction away from it, or vice versa
Changes from the approaching direction. After this reversal, the contents of the position memory (13) and the current ring position are stored in the third comparator (
14), and when they match, that is, the focus ring (2), that is, the lens (
When 1) returns to the position where the focus evaluation value becomes the maximum, the focus motor (3) is turned off.
The focus motor control circuit (10) functions to stop. Focus at the same time
The motor control circuit (10) outputs a lens stop signal (LS). FIG. 4 shows the change of the lens position in the above-mentioned so-called hill-climbing focusing operation. (11) is the lens after the focusing operation by the focus motor control circuit (10) is completed.
At the same time when the stop signal (LS) is issued, the focus evaluation value at that time is held.
In the fourth memory (11), the contents held in the fourth memory (11) are compared with the current focus evaluation value in the subsequent fourth comparator (12), and the current focus evaluation value is stored in the fourth memory (11).
When the subject becomes smaller than the preset second threshold, the subject changes.
And a subject change signal is output. Focus motor control circuit (10
) Receives this signal and repeats the hill-climbing focusing operation again to track changes in the subject.
Accompany. This autofocus system has excellent focusing accuracy and compatibility with a wide range of subjects.
However, even at the time of focusing, a subject in which a high frequency component is unlikely to occur in the luminance signal, for example,
It is weak for taking pictures of walls without patterns. That is, during the focusing operation of such a subject, the first value is obtained from the maximum value of the obtained evaluation values.
There is no situation where the evaluation value falls below the threshold value of
The lens position cannot be determined to be the in-focus position, and the lens is in the entire area between the infinity point and the near point.
And the motor cannot be stopped. In order to prevent such a situation from occurring, the rating from the maximum value to the first threshold value or more is evaluated.
The lens scans the entire area between infinity and near point once, even if the value does not drop
Then, unconditionally return the lens to the position where it takes the maximum value, or start the focusing operation
By returning the motor to the initial position, the motor can be stopped. in this case
The emphasis was on stopping the motor over the reliability of the focusing operation itself.
The probability that the lens position is in focus is higher than that of a normal subject with sufficiently high contrast.
All this is very low, but this is unavoidable. (C) Problems to be Solved by the Invention As described above, even when the subject is in focus, shooting of a subject in which high-frequency components are unlikely to occur in the luminance signal is performed.
At the time of shadow, it is large enough to be far away from the lens stop position after the focusing operation is completed.
Even if a subject with contrast enters the focus area, the blur is large.
And the evaluation value does not change beyond the second threshold value.
There is a problem that the focusing operation is not restarted. (D) Means for Solving the Problems The present invention relates to a method of determining the amount of a high frequency component of a luminance signal in a region set in a screen by a focus evaluation value.
The focus is obtained by driving the imaging system so that the focus evaluation value is maximized.
An autofocus apparatus for performing an operation, wherein a luminance difference in the region is detected, and when a predetermined change occurs in the luminance difference after the focusing operation is completed, the focusing operation is restarted.
And Further, the method is characterized in that fuzzy inference is used to determine the change in the luminance difference.
You. (E) Operation Since the present invention is configured as described above, the determination of the resumption of the focusing operation is determined by the focus evaluation value.
In addition to this, the brightness difference is also used, so that even when shooting
The focus operation can be resumed by quickly finding the focus. (F) Example Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block diagram of the present embodiment. It should be noted that in FIG.
2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The luminance signal in the video signal output from the imaging circuit (4) is used as a focus evaluation value generation circuit.
Entered in (50). The focus evaluation value generation circuit (50) has a cutoff frequency of 200 KHz as shown in FIG.
And HPK (5c) (50c) different from 600KHz, these HPF (50c) output
Switching circuit (5h) to select and output for each field, amplitude detection of switching circuit (5h) output
A detection circuit (5d), an A / D converter (5e) for converting the detection output into a digital value,
Synchronization signal (5a) for separating the synchronization signal from the
Based on the constant oscillator output, a comparative surface set at the center of the screen as shown in FIG.
Only passing the A / D converted value of the luminance signal portion corresponding to the first area (A) with a small product
To the gate circuit (5f) and the first area (A)
And a luminance signal portion corresponding to a second area (B) having a larger area than this area.
A second gate opening / closing signal that allows only the A / D conversion value of the gate to pass through is supplied to the gate circuit (50f).
The gate control circuit (50b) that supplies power and the areas output from the gate circuits (5f) and (50f)
The digital value of the high frequency component of the luminance signal in
Digital integration is performed as a result, and this integrated value is stored in the first and second fields for each field.
Product output as focus evaluation value (Va) (Vb) and reset every field
It is composed of arithmetic circuits (5g) and (50g). Here, since the switching circuit (5h) alternately selects one of the HPF (5c) (50c) outputs for each field by the sync separation circuit (5a) output, the HPF (5c) is selected.
In the field, the HPF (5c) of the luminance signal in the first area (A) is output from the integrating circuit (5g).
) The digital data for one field of the high frequency component above 200KHz which is the cutoff frequency of
The integrated value (V1) is output as the first focus evaluation value (Va), and the integration circuit (50g
), A high-frequency component of the luminance signal in the second area (B) having a frequency of 200 KHz or more.
The digital integrated value (V1 ') for the second field is output as the second focus evaluation value (Vb). Ma
In the next field, the first focus evaluation value (Va) is the luminance signal in the first area (A).
One field of high frequency components above 600KHz, which is the cutoff frequency of the HPF (50c) of the signal
The digital integration value (V2) and the second focus evaluation value (Vb) of the
It becomes the digital integrated value (V2 ') of the band component, and thereafter, the same repetition is performed. The first and second focus evaluation values (Va) and (Vb) obtained in this manner are respectively separated from the separation circuit (
51) Entered in (52). The separation circuits (51) and (52) are both switched by the switching circuit (5h).
Is issued from the sync separation circuit (5a) to switch the switching operation for each field,
The separation timing is controlled by the switching control signal (SC) created based on the vertical synchronization signal
The separation circuit (51) converts the first focus evaluation value (Va) into an integral value (V1) using each HPF.
(V1 ') and output them as evaluation values (V1) (V1'). Similarly, separation
The circuit (52) divides the second focus evaluation value (Vb) into an integral value (V2) (V2 ') using each HPF.
And output them as evaluation values (V2) (V2 '). Therefore, the evaluation value (V1) (V1
') (V2) and (V2') are updated every two fields. Next, the evaluation values (V1) and (V2) are stored in the initial value memories (7) and (57) and the subtraction circuit (70), respectively.
(80), memory (24) (58), relative ratio calculation circuit (25) (59), and switching circuit (20)
Is input to On the other hand, the evaluation values (V1 ′) and (V2 ′) are respectively calculated by the relative ratio calculation circuit (25) (
59) is entered. Initial value memories (7) and (57) are used to start focusing operation.
Evaluation value at the time of starting rotation of the motor (3) in a predetermined initial direction (
V1) and (V2) are held, and the motor (3) rotates in the initial
Since the evaluation values (V1) and (V2) are updated when two fields have elapsed after the motor is started while the position (1) is displaced, the subtraction circuits (70) and (80) at the subsequent stage
The value obtained by subtracting the contents of the initial value memories (7) and (57) from the new evaluation value is evaluated.
Focus motor control circuit as the amount of change in value (VI) (V2) (ΔV1) (ΔV2)
Output to (100). The memories (24) and (58) store the evaluation values (V1) and (V2) obtained after starting the motor (3) by two.
The data is held between fields and input to the relative ratio calculation circuits (25) and (59) at the subsequent stage.
You. As shown in FIG. 10, the relative ratio calculating circuits (25) and (59) include a divider (61) and a memory (62).
) And a subtractor (63), and the divider (61) updates the evaluation values (V1 ') and (V2').
The latest evaluation value (V1) (V2) stored in the memory (24) (58) for each new
, V1 '/ V1 and V2' / V2 are calculated as relative ratios (r1) (r2). Here, the relative ratio (r1) is the integral value for one field (V
This is the ratio between 1) and the integrated value (V1 ') when using the HPF (50c).
The relationship between the two integrated values and the focus ring position (lens position) at this time is as shown in FIG.
become. In other words, the integration value at HPF (50c) with a high cutoff frequency becomes a steep peak,
The integral value of the HPF (5c) with a low cutoff frequency has a gentle peak. So this
Relative ratio and degree of blur of the subject (movement or deviation from lens position during focusing)
Is a monotonically decreasing characteristic curve as shown in FIG. This is because the state amount of the relative ratio is the same as the focus evaluation value, and
A function value that can express the degree of blurring, and is expressed as a ratio, a type of normalization
Is a state quantity that is hardly affected by the environment where the subject is placed.
have. For example, when the illuminance of the subject changes, the absolute value of the focus evaluation value is
The relative ratio does not change much. Usually, the above properties are
This relative ratio is used as a parameter for the degree of blurring, since it is of any kind.
It becomes possible. The monotonically decreasing characteristic curve in FIG.
When corresponding to the sling position, the focus position is set to the vertex as shown by the dashed line in FIG.
A characteristic diagram that changes substantially linearly on the point and point 側 side is obtained. The relative ratio (r1) (r2) obtained by the divider (61) is stored in the memory (62) and the subtractor (
63) is entered. The memory (62) serves to hold the input relative ratio for two fields and delay it and supply it to the subtractor (63).
From the latest relative ratio obtained from (61), the last time held in the memory (62), that is,
The relative ratio of two fields before is subtracted, and the subtracted value is calculated by the change of the relative ratio (r2) (r2) (
It is output to the focus motor control circuit (100) as (Δr1) (Δr2). In addition, this
The change (Δr1) (Δr2) is calculated when the initial rotation direction of the motor is opposite to the focusing direction.
In this case, it goes without saying that the value can be negative. The switching circuit (20) is an area output from the focus motor control circuit (100).
The area used in the focusing operation is selected by the switching signal (Sa), and the bifocal evaluation value (
Select one of V1) and V2. The focus evaluation value selected by the switching circuit (20) is stored in the maximum value memory (6) and the first ratio.
And a signal for executing the hill-climbing control as in the conventional example.
The position memory (13) and the third comparison are supplied to the focus lens control circuit (100).
The device (14) performs exactly the same operation as in FIG. 2 of the conventional example. However, the focus evaluation value obtained from the switching circuit (20) is updated every two fields.
The comparison operation of the first comparator (8) for the hill-climbing operation is 2
Made for each field. The zoom position detector (64) is for a well-known zoom mounted on the video camera.
Depending on the wide-angle to telephoto zoom range of the zoom mechanism having a lens, the current lens
To the control circuit (100). The change amount detection circuit (81) performs a change on the evaluation values (V1) and (V2) after the end of the focusing operation.
22 and specifically, as shown in FIG. 22, the fourth and fifth memos.
(82) and (83), subtractors (84) and (85), and a selection circuit (86). 4th
The memory (82) receives a lens stop signal (LS) from the focus motor control circuit (100).
Is stored, that is, the evaluation value (V1) immediately after the end of the focusing operation is stored as (W1).
. Similarly, the fifth memory (82) stores the evaluation value (L) when the lens stop signal (LS) is issued.
V2) is recorded as (W2). The subtracter (84) stores the evaluation value (V1) and the fourth memory (82)
) Is input and the subtracted value of V1-W1 is evaluated immediately after the focusing operation is completed.
The change amount (ΔW1) of the value (V1) is output to the subsequent selection circuit (86). Likewise
The subtractor (85) receives the evaluation value (V2) and the data (W2) held in the fourth memory (83) as inputs, and calculates the subtraction value of V2-W2 as the evaluation value (V2) immediately after the end of the focusing operation.
Is output to the selection circuit (86) at the subsequent stage as the change amount (ΔW2). In addition, evaluation value (V1)
Since (V2) is updated every two fields even after the motor stops, the change amount (Δ
W1) (ΔW2) also changes every two fields. The selection circuit (86)
In response to the area switching signal (Sa) issued from the data control circuit (100) to the switching circuit (20).
And change amount (ΔWk) (k = 1 or 2) to select focus motor control.
This is output to the control circuit (100). Therefore, during the focusing operation, the focus area
If the first area (A) has been selected, the change amount (ΔW1)
If a (B) has been selected, the change amount (ΔW2) is selected. As shown in FIG. 11, the average luminance detection circuit (65) includes a detection circuit (65a) and an A / D conversion circuit.
Path (65b) and an integrating circuit (65c) to detect the luminance signal corresponding to the entire screen.
The amplitude detection is performed by the wave circuit (65a), and the detected output is A / D converted by the A / D conversion circuit (65b).
After conversion, the A / D conversion data for one field is integrated by the integration circuit (65c).
Digital integration, and control this integrated value as the average luminance (IRS) of the entire screen
Output to the circuit (100). The contrast detection circuit (66) is configured as shown in FIG.
In the horizontal direction, that is, a luminance difference. Where this
The operation of the contrast detection circuit (66) will be described. First, check the contrast.
In order to get out, the first area (A) is vertically and horizontally 4 × 4 as shown in FIG.
Subdivide into 16 small areas (Nij) (i, j = 1 to 4) of the same area arranged in
The luminance signal is separated into small areas by a circuit (67), and 16 signals prepared for each small area are separated.
Output to a digital integrator (Kij) (i, j = 1 to 4). Each of the digital integrators is completely different from the average luminance detection circuit (65) shown in FIG.
It has the same configuration, and the luminance signal corresponding to each small area is digitally integrated.
, And an integrated value (Fij). These integrals (Fij) are small
A set of four regions is input to the Max-Min calculation circuit (Li) (i = 1 to 4).
. That is, the integrated value (Fij) (j = 1 to 4) is similarly applied to the Max-Min calculation circuit (L1).
The integrated values (F2j), (F3j), and (F4j) are input to the Max-Min calculation circuits (L2), (L3), and (L4), respectively.
Is forced. The Max-Min calculation circuit (Li) calculates the maximum value among the four integrated values of the small area arranged in the horizontal direction.
Select the value and the minimum value, subtract (maximum value-minimum value), and calculate this subtraction value (Gi).
Output to the maximum value detection circuit (68) at the subsequent stage. The maximum value detection circuit (68) retrieves the maximum value among the subtraction values (Gi) for four rows.
The maximum value is output as the contrast (ΔE1). So, after all,
The contrast (ΔE1) is the horizontal direction of the first area (A) for one field.
This corresponds to the digital value of the luminance difference itself of the row having the largest luminance difference in the direction. The contrast (ΔE1) thus obtained is supplied to the change amount detection circuit (87).
Then, the amount of change in contrast from the contrast immediately after the end of the focusing operation is calculated.
That is, when a lens stop signal (LS) is issued in the memory (88) as shown in FIG.
The value of the contrast (ΔE1) is stored as (EE).
Δ (ΔE1) = ΔE1−EE is calculated between the obtained contrast (ΔE1).
.DELTA. (. DELTA.E1) is the time when the focusing operation of the luminance contrast in the first area (A) is completed.
Is output to the control circuit (100) as the amount of change from. The focus motor control circuit (100) includes a first comparator (8) and a third comparator (14).
) A hill-climbing focusing operation is executed based on the output, similarly to the conventional example. Also, subtraction times
The output from the roads (70) and (80), that is, the amount of change in the evaluation values (V1) and (V2) from the initial values (
ΔV1) (ΔV2), the output from the relative ratio calculation circuits (25) and (59), that is, the first area (A
) Evaluation value (V1) and the relative ratio (r1) (r2) of each area from the initial value
(Δr1) (Δr2), the output from the contrast detection circuit (66), ie, the first area
(A) Focusing point based on 5 types of data of luminance contrast (ΔE1)
The direction is determined by fuzzy inference, and the evaluation value (
V1), the output from the average luminance detection circuit (65), that is, the average luminance (IRS) of the entire screen,
The output from the zoom position detection circuit (64), that is, the current focal length (Z) and the contrast
Performs area selection by fuzzy inference based on four types of strike (ΔE1) data
doing. Further, the contrast change amount (Δ (ΔE1)), the focal length (Z), and the
A change amount (Wk) of the focus evaluation value after focusing of the focus area (where k = 1 or 2)
Based on the three types of data, confirmation of a subject change and determination of restart of the focus motor accompanying the change are executed by fuzzy inference. Next, the direction control, area selection and restart decision based on the fuzzy inference described above are performed.
The processing will be described in detail. First, the direction determination process is performed according to a flowchart as shown in FIG.
The fuzzy inference used is: evaluation value (V1), change amount (ΔV1) (ΔV2), change amount (Δ
r1) and contrast (ΔE1) as input variables.
When it is large, the direction of the focal point is the current direction of the lens, and when it is small, it is the opposite direction.
(Di). Here, the rule is as follows: [Rule (1)] "if dV1 is large and andr1 is large then d1 = 1.0" [Rule (2)] "If dV1 is large and andr1 is not large then d2 = 0.7" [Rule (3)] "if V1 is small and ΔV2 is small and and E1 is small thend3 = 0.2 ”. Next, each of the rules will be described. [Rule (1)] is defined by a membership function as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b).
Have been. FIG. 14 (a) shows the condition (1) of the rule (1) that “ΔV1 is large”.
Indicates the membership value, and the membership value for the input variable (ΔV1)
And the membership value (u11) as the amount of change (ΔV1) increases
Is a function that includes a monotonically increasing straight line where
The calculated membership value (u11) is obtained. FIG. 14 (b) shows a rule that “Δr1 is large” (membership of condition (2) of 1).
And the membership function for the change (Δr1) that is the input variable.
The membership value (u12) increases as the change (Δr1) increases.
Is a function that includes a monotonically increasing straight line, and the member corresponding to the change (Δr1)
Shipping value (u12) is obtained. Rule (1) considers the case where both the focus evaluation value and the relative ratio in the first area (A) increase, and in this case, focuses on the current moving direction of the lens (1).
Since there is a high possibility that there is a point, the conclusion (d1) is made to select the first area (A).
d1 = 1 is set. [Rule (2)] is defined by a membership function as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b).
Have been. FIG. 15 (a) shows the condition (1) of the rule (2) that “ΔV1 is large”.
Indicates membership value and membership in input variable (ΔV1)
It is a function, from which the membership value (u21) is obtained. FIG. 15 (b) shows the condition (2) of the rule (2) that “Δr1 is not large”.
Indicates the membership value (Δr1) and the membership value (
u22) is a function including a monotonically decreasing straight line in which the value decreases (Δr1).
) Is obtained as a membership value (u22). Rule (2) is for the case where the focus evaluation value and the relative ratio change tendency are different,
Conclusion (d2) is better than d1 as it may be in the opposite direction of lens movement
D2 is set to 0.7, which is slightly smaller. [Rule (3)] is a membership function as shown in FIGS. 16 (a), (b) and (c).
Is defined. FIG. 16 (a) shows the condition (1) of rule (3) “VI is small”.
), And the membership value increases as the evaluation value (V1) increases.
Is a function that includes a monotonically decreasing straight line where the loop value (u31) decreases.
The membership value (u31) according to (V1) is obtained. FIG. 16 (b) is a member of condition (2) of rule (3) that “Δr2 is small”.
The membership value (u32) as the change (ΔV2) increases.
) Is a function that includes a monotonically decreasing straight line where the amount of change (ΔV2)
The corresponding membership value (u32) is obtained. FIG. 16 (c) is a member of the condition (3) of the rule (3) that “ΔE1 is small”.
Indicates the membership value, and the membership value increases as the contrast (ΔE1) increases
(U33) This is a function containing a monotonically decreasing straight line that becomes smaller.
A membership value (u33) corresponding to the value (ΔE1) is obtained. Rule (3) is that the focus evaluation value is low in the first area (A) and no change can be extracted.
Considering the case, at this time, if the contrast of the first area (A) is small, it is determined that there is no subject to be focused in the first area (A) and the second area (B)
The direction is determined by the change of the focus evaluation value of (2), and the focus in the second area (B) is determined.
When the amount of change in the evaluation value is negative, the focal point moves in the opposite direction to the current lens movement direction.
It is highly probable that the conclusion (
d3) is set as low as d3 = 0.2. The direction determination parameter (D) is calculated from each rule described above, and finally this parameter is determined.
Use the flowchart in Fig. 20 for the direction determination process to determine the direction from the parameters.
Will be described. In STEP (100), each membership value (Uij) (i, j: integer) depends on each input variable
Then, in STEP (101), the maximum value of each membership value for each rule
The smaller one is calculated as the fulfillment degree (Ui) of each rule. For example, rule (1)
In FIG. 14, since u11> u12 according to FIG. 14, the degree of establishment (U1) is U1 = u12,
As shown in FIG. 15, the rule (2) satisfies u21> u22, and the degree of fulfillment (U2) is U2 =
u22, and rule (3) is satisfied since u3I <u33 <u32 from the fifteenth rule.
The standing (U3) is U3 = u31. Based on the degree of success (Ui) of each rule obtained in this way, determine the direction in STEP (102)
Parameter (D) is Is calculated by Equation (1) calculates the weighted average of each conclusion part according to the degree of establishment of each rule.
This means this. In STEP (103), the direction is determined by the obtained parameter (D).
If D ≧ 0.5, keep the current direction because there is a focus position in the current lens movement direction.
A control command to control the drive of the motor (3) is issued so that if D <0.5, the current
Since the focus position is in the opposite direction to the direction, the control finger for immediately reversing the motor (3)
An instruction is issued to the focus motor drive circuit (31). In this way, five factors are considered.
In consideration of this, the direction of the focal point is determined with high precision, and the motor (3)
The above-mentioned hill-climbing focusing operation is executed while rotating the lens by moving the lens. Next, the area selection processing is executed according to the flowchart shown in FIG.
Fuzzy inference used for focus evaluation value (V1), contrast (ΔE1), focus
The distance (Z) and the average luminance (IRS) are input variables, and the result is a value between 0 and 1 as the conclusion.
Use the first area (A) when it is small and use the second area (B) when it is large.
And a membership value (ai) that means Here, the rule is as follows: [Rule (4)] "then a4 = 0.0 with large if (V1)" [Rule (5)] "then a5 = 0.8 with medium if (V1) and small (IRS)" [Rule (6)] "if a (V1) is small and (ΔE1) is large and (Z) is not small thena6 = 0.3" Next, each of the rules will be described. [Rule (4)] is defined by a membership function as shown in FIG.
Indicates the membership value of condition (1) of rule (4) "V1 is large"
Is a membership function for the focus evaluation value (V1), and the evaluation value (V1) is large.
A function containing a monotonically increasing straight line where the membership value (u41) increases as
The membership value (u41) corresponding to the evaluation value (V1) is obtained from this function. Rule (4) states that if the focus evaluation value (V1) is large, the first area (A) is covered.
In order to give priority to area (A) assuming that there is a mapping, the conclusion (a4) is a4
= 0.0 is set. [Rule (5)] is defined by a membership function as shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b).
Have been. FIG. 18 (a) shows the condition (1) of rule (5) “(V1) is medium”.
) Indicates the membership value, the evaluation value (V1) is the specified value, and the membership value is the maximum
Is a chevron-shaped function, and the membership value according to the evaluation value (V1) is obtained from this function.
(U51) is obtained. FIG. 18 (b) shows the membership value of the condition (2) of the rule (5) that "(IRS) is small", and the membership value increases as the average luminance (IRS) increases.
(U52) is a function including a monotonically decreasing straight line where the average luminance (I
RS), and a membership value (u52) corresponding to RS) is obtained. Rule (5) is that the focus evaluation value (V1) in the first area (A) is not so large,
In consideration of the case where the average luminance of the screen is dark, the S / N ratio of the video
Focus area to capture more information as the value is less reliable
As a result, the conclusion part (a5) is set to a5 = 0.8 so that the second area (B) is easily given priority.
Have been. [Rule (6)] is a membership function as shown in FIGS. 19 (a), (b) and (c).
FIG. 19A shows the condition (1) of the rule (6) that “(V1) is small”.
Indicates the membership value of, and membership increases as the evaluation value (V1) increases
It is a function that includes a monotonically decreasing straight line whose value decreases. According to the evaluation value (V1),
Membership value (u61) is obtained. FIG. 19 (b) shows the condition (2) of the rule (6) that “(ΔE1) is large”.
Indicates the membership value as the contrast (ΔE1) increases.
Is a function that includes a monotonically increasing straight line where the loop value (u62) increases.
The membership value (u62) according to the last (ΔE1) is obtained. FIG. 19 (c) shows the condition (3) of rule (6) that "(Z) is not small".
Shows membership value, membership increases as focal length (Z) increases
A function that includes a monotonically increasing straight line where the value (u63) increases.
A membership value (u63) corresponding to (Z) is obtained. Rule (6) states that the focus evaluation value of the first area (A) is small, but the first area (A)
Considering the case where the contrast in the parentheses is high, the focal length is short and the depth of field is deep.
Unless otherwise specified as blurry or the presence of some subject
The conclusion part (a6) is set to a6 = 0.3 so that one area (A) is relatively easily prioritized.
ing. The area selection parameter (Y) is calculated from each rule described above, and finally this
Area selection processing for selecting an area from parameters Flowchart in FIG. 21
This will be described with reference to FIG. At STEP (200), the condition of rule (i) is determined from the value of the input variable and the membership function.
(J) When the membership value (Uij) of (i = 4 to 6, j = 1 or 2 or 3) is obtained,
Next, in STEP (201), the minimum membership value for each rule is
It is calculated as the rule fulfillment degree (Ui). For example, rule (4) holds
The degree (U4) is U4 = u41, and the rule (5) is u51 <u52 based on FIG.
Therefore, the fulfillment degree (U5) is U5 = u51, and the rule (6) is shown in FIG.
Since u61 <u62 <u63, the satisfaction degree (U6) is U6 = u61. Based on the degree of success (Ui) of each rule obtained in this way, an area is selected in STEP (202).
The parameter (Y) for selection is Is calculated by This formula calculates the weighted average of each conclusion part based on the success of each rule.
Means. In STEP (203), select an area based on the obtained parameter (Y)
Specifically, if Y ≧ 0.5, the second area (B) is selected as the focus area
If Y <0.5, the first area (A) is selected. In this way, highly accurate area selection is performed taking into account the four factors.
A switching circuit (20) for executing a hill-climbing focusing operation with a focus evaluation value corresponding to the
Of the focus evaluation value is selected. The area switching process includes a focusing operation and a monitoring operation of a subject change after reaching the focused point.
It is executed during the operation. Also, immediately after the area is actually switched, the switching circuit
Since the focus evaluation value obtained from (20) temporarily fluctuates greatly,
In the hill-climbing focusing operation, the first comparator (8) performs a comparison in order to suppress an erroneous operation due to
The operation is valid only when the same comparison result is obtained three times in a row.
Output. The restart determination process is executed according to the flowchart shown in FIG. 24.
The fuzzy inference used for is the change (Δ (ΔE1)), the change (ΔWk) and the focus
Take distance (Z) as an input variable, take a value between 0 and 1 as the conclusion,
Is restarted assuming that there has been a change in the parameter, and a parameter (hi) for maintaining the stopped state when the value becomes small. Here, the rule is as follows: [Rule (7)] “if if Δ (ΔE1) is large in the positive direction and Z is not small then h7 = 0.8” [Rule (8)] “Rule if if (ΔE1) is not large in the positive direction and focus The area ΔWk is not small t
hen h8 = 0.8 "[Rule (9)]" Then where the absolute value of ifΔ (ΔE1) is not large and ΔWk of the focus area is small then
h9 = 0.0 ”[Rule (10)]“ If Δ (ΔE1) is large in the positive direction and ΔWk of the focus area is not small then
h10 = 1.0 ”is set. Next, each of the rules will be described. [Rule (7)] is defined by a membership function as shown in FIGS. 25 (a) and 25 (b).
Have been. FIG. 25 (a) shows a rule (7) that “Δ (ΔE1) is large in the positive direction”.
Indicates the membership value of the condition (1), and the change amount (Δ (ΔE1)) which is an input variable
Is a membership function, and the amount of change (Δ (ΔE1)) increases in the positive direction
Is a function that includes a monotonically increasing straight line where the membership value (u71) increases
From this function, the membership value (u71) corresponding to the variation (Δ (ΔE1)) is obtained.
You. FIG. 25 (b) is a member of condition (2) of rule (7) that "Z is not small"
Membership function for the focal length (Z) as an input variable
The membership increases as the focal length (Z) increases (towards the TELE direction).
This function is a function that includes a monotonically increasing straight line where the loop value (u72) increases.
A membership value (u72) corresponding to the separation (Z) is obtained. Rule (7) is that the brightness contrast of the first area (A) is larger than that at the time of focusing.
When the focal length is long and the depth of focus is shallow, the possibility that the subject has entered the first area (A) is extremely high, so that restart is likely to occur.
(H7) is set to h7 = 0.8. [Rule (8)] is defined by a membership function as shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b).
Have been. FIG. 26 (a) shows a rule that “Δ (ΔE1) is not large in the positive direction” (
8) indicates the membership value of the condition (1), and indicates the change amount (Δ (ΔE1
)) Is a membership function from which the membership value (u81)
I get it. FIG. 26 (b) shows a rule (8) that “ΔWk of the focus area is not small”.
Indicates the membership value of condition (2), and indicates the first or second area
A change amount (ΔWk) of the one selected as the focus area (k = 1o
The valley shape whose membership value (u82) increases as the absolute value of r2) increases
The membership value (u82) according to the amount of change (ΔWk)
Is found. Rule (8) states that the brightness contrast of the first area has not increased,
Consideration is given to the case where the focus evaluation value of the focus area has changed.
Focusing on the change in value, it is determined that there is a high probability that the subject has changed.
To make it easier, the conclusion (h8) is set to h8 = 0.8, which is slightly higher. [Rule (9)] is defined by a membership function as shown in FIGS. 27 (a) and 27 (b).
Have been. FIG. 27 (a) shows a rule that “the absolute value of Δ (ΔE1) is not large” (
Indicates the membership value of condition (1) in 9), approaching zero in the amount of change (Δ (ΔE1))
Is a chevron-shaped function whose membership value (u91) increases as
A membership value (u91) according to the change amount (Δ (ΔE1)) is obtained. FIG. 27 (b) shows the condition of rule (9) that “ΔWk of focus area is small”.
Indicates the membership value of the case (2), and indicates the input variable of the first or second area.
Change amount (ΔWk) of the one selected as the focus area (k = 1 or 2)
The membership value (u92) increases as the absolute value of
From this function, the membership value (u92) corresponding to the variation (ΔWk) is calculated.
Round. From this function, the membership value (u92) corresponding to the variation (ΔWk) is obtained.
. Rule (9) is based on the contrast of the brightness of the first area (A) and the focus area.
Considering the case where the focus evaluation values of
In the case of, since there is little possibility that the subject has changed, it is easy to hold the stop operation.
As described above, the conclusion part (h9) is set to h9 = 0.0. [Rule (10)] is defined by membership functions as shown in FIGS. 28 (a) and (b).
Have been. FIG. 28 (a) shows the rule (10) that “Δ (ΔE1) is large in the positive direction”.
Indicates the membership value of the condition (1), and the change amount (Δ (ΔE1)) which is an input variable
Membership function, from which the membership value (u101) is determined
. FIG. 28 (b) is a rule (10) that “ΔWk of focus area is not small”
Indicates the membership value of condition (2), and indicates the first or second area
A change amount (ΔWk) of the one selected as the focus area (k = 1o
The valley where the membership value (u102) increases as the absolute value of r2) increases
Is a function of the type, and the membership value (u102) corresponding to the variation (ΔWk) is calculated from this function.
) Is obtained. Rule (10) is that the contrast of the brightness of the first area is increased and
Consideration is given to the case where the focus evaluation value of the cas area has changed.
The subject changes by the amount that the contrast is higher than in case (8).
Probability is high, and it is easy to restart as subject change almost certainly occurs
In addition, the conclusion (h10) is set to h10 = 1.0, which is slightly higher. The restart determination parameter (H) is calculated from each of the above rules, and finally this
Processing to determine whether to restart based on parameters
This will be described using a chart. In STEP (300), each membership value (Uij) (i, j: integer) depends on each input variable
Then, in STEP (301), the maximum of each membership value for each rule
The smaller one is calculated as the fulfillment degree (Ui) of each rule. For example, rule (7)
In FIG. 25, since u71 <u72 according to FIG. 25, the degree of establishment (U7) is U7 = u72,
As for rule (8), since u81> u82 from FIG. 26, the fulfillment degree (U8) is U8 =
27, the rule (9) is u91 <u92 from FIG. 27, so the fulfillment degree (U9) is U9 = u91, and the rule (10) is u101> u from FIG.
Since it is 102, the degree of establishment (U10) is U10 = u102. Based on the degree of success (Ui) of each rule obtained in this way, a restart decision is made in STEP (302).
The constant parameter (H) is Is calculated by Equation (3) calculates the weighted average of each conclusion part according to the degree of establishment of each rule.
This means this. In STEP (303), it is determined whether to restart based on the obtained parameter (H).
Specifically, if H ≧ 0.5, it is determined that the screen has changed, and the initial value memory (7) (5
7) Reset the maximum value memory (6), position memory (13), etc.
The control circuit (100) issues various control commands to re-execute the hill-climbing focusing operation, and H <0
In the case of .5, it is assumed that there is no change in the subject, and the motor (3) is stopped. This
In consideration of the three factors, a highly accurate restart decision is made
A focusing operation that quickly follows a change in the object can be performed. Further, the division of the area, the rules, and the like are not limited to the present embodiment. Also, this implementation
The operation of the example can be executed by software using a microcomputer.
Needless to say. (G) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a subject change after the end of the focusing operation is changed to the in-focus state.
Irrespective of this, detection can be performed, and a precise and appropriate restart of the focusing operation can be performed.
In addition, the use of fuzzy inference for this determination allows the contrast of brightness and other factors to be considered.
The restart of the focusing operation can be determined comprehensively including the element.

【図面の簡単な説明】第１図、第４図乃至第27図は本発明の一実施例に係り、第１図は全体の回路ブ
ロック図、第４図は山登り合焦動作の説明図、第５図、第10図、第11図、第13図
、第22図、第23図は要部回路ブロック図、第６図はエリア設定の説明図、第７図
はレンズ位置と焦点評価値との関係図、第８図は相対比とボケ度合の関係図、第９図はレンズ位置と焦点評価値及び相対比との関係図、第12図はエリア分割の
説明図、第14図、第15図、第16図、第17図第18図、第19図、第25図、第26図、第
27図、第28図はメンバーシップ関数を示す図、第20図、第21図、第24図はフロー
チャートを示す図である。また、第２図、第３図は従来例の回路ブロック図であ
る。（１）……レンズ、（50）……焦点評価値発生回路、（81）（87）……変化量検
出回路、（100）……フォーカスモータ制御回路、（４）……撮像回路。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1, FIG. 4 to FIG. 27 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall circuit block diagram, FIG. 5, 10, 11, 13, 22, and 23 are main circuit block diagrams, FIG. 6 is an explanatory diagram of area setting, and FIG. 7 is a lens position and focus evaluation value. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the relative ratio and the degree of blur, FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the lens position and the focus evaluation value and the relative ratio, FIG. 12 is an explanatory diagram of the area division, FIG. FIG. 15, FIG. 16, FIG. 17, FIG. 18, FIG. 19, FIG. 25, FIG. 26, FIG.
27 and 28 are diagrams showing membership functions, and FIGS. 20, 21, and 24 are flowcharts. FIGS. 2 and 3 are circuit block diagrams of a conventional example. (1) Lens, (50) Focus evaluation value generation circuit, (81) (87) Change amount detection circuit, (100) Focus motor control circuit, (4) Imaging circuit.

Claims

(1) Extracting an amount of a high-frequency component of a luminance signal in an area set in a screen as a focus evaluation value, and driving an imaging system such that the focus evaluation value is maximized. An autofocus apparatus that performs a focusing operation at, detecting a luminance difference between a high luminance part and a low luminance part in the area for each screen, and for a luminance difference on the screen immediately after the end of the focusing operation, An auto-focusing device that restarts a focusing operation when a luminance difference on a screen after a focusing operation has changed by a predetermined amount. (2) The autofocus apparatus according to (1), wherein fuzzy inference is used to determine a change in luminance difference.