JP2756042B2 - Auto focus device - Google Patents

Auto focus device

Info

Publication number
JP2756042B2
JP2756042B2 JP3030433A JP3043391A JP2756042B2 JP 2756042 B2 JP2756042 B2 JP 2756042B2 JP 3030433 A JP3030433 A JP 3030433A JP 3043391 A JP3043391 A JP 3043391A JP 2756042 B2 JP2756042 B2 JP 2756042B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus
contrast
value
evaluation value
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3030433A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0667081A (en
Inventor
信夫 植田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3030433A priority Critical patent/JP2756042B2/en
Publication of JPH0667081A publication Critical patent/JPH0667081A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2756042B2 publication Critical patent/JP2756042B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はオートフォーカス装置
に係り、特にビデオカメラに適用して合焦点精度を向上
するに好適なオートフォーカス装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic focusing apparatus, and more particularly to an automatic focusing apparatus which is applied to a video camera and is suitable for improving the focusing accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ビデオカメラなどの撮像装置
は、被写体に自動的に焦点を合わせる、いわゆるフォー
カシングを行うオートフォーカス装置を備えている。こ
のようなオートフォーカス装置には各種の方式が知られ
ており、撮像部から得られる映像信号を用いてフォーカ
シングする方式もその中の一つである。この撮像映像信
号を用いて合焦点制御するオートフォーカス方式は、他
の方式に比べてオートフォーカス用の特別な光学系やセ
ンサを必要とせず機構が極めて簡単になると共に撮像レ
ンズの被写体深度にかかわらず正確に焦点合せを行うこ
とができるという多くの利点を有する。このようなオー
トフォーカス方式の一例である山登りサーボ方式が文献
『NHK技術報告書(昭和40年第17巻、第1号通巻
86号26頁)「山登りサーボ方式によるテレビカメラ
の自動焦点調節」』に開示されている。 次に山登りサ
ーボ方式を用いた従来のオートフォーカス装置のブロッ
ク図を図10に示す。
2. Description of the Related Art In general, an image pickup apparatus such as a video camera is provided with an auto-focus apparatus for automatically focusing on a subject, that is, for performing so-called focusing. Various methods are known for such an autofocus device, and a method of performing focusing using a video signal obtained from an imaging unit is one of them. The autofocus method that uses this imaged video signal to control the in-focus state does not require a special optical system or sensor for autofocusing compared to other methods, the mechanism is extremely simple, and regardless of the depth of field of the imaging lens. It has many advantages that focusing can be performed accurately. A hill-climbing servo system, which is an example of such an auto-focus system, is described in the document "NHK Technical Report (Vol. 17 of 1965, Vol. 86, No. 1, p. 26)," Automatic focus adjustment of television camera by hill-climbing servo system "". Is disclosed. Next, FIG. 10 shows a block diagram of a conventional autofocus device using a hill-climbing servo system.

【0003】図において、(1)はオートフォーカスに
よる合焦点動作に伴って駆動されるフォーカスレンズや
撮像画角を変化させるためのズームレンズを他の一連の
レンズ系と共に内蔵するカメラ部、(2)はその回転で
前記カメラ部(1)に内蔵されるフォーカスレンズを図
面の左右方向に移動するべくフォーカスレンズに連動す
るように外縁に設けられるフォーカスリング、(3)は
前記フォーカスリング(2)を回転駆動するフォーカス
モータ、(4)は前記カメラ部(1)の結像部に配置さ
れる図示しない撮像素子から撮像信号をテレビジョン系
の映像信号として出力する撮像回路、(5)は前記撮像
回路(4)から出力された映像信号の輝度信号から垂直
及び水平の同期信号を分離する同期分離回路、(6)は
前記分離された水平及び垂直同期信号から焦点合せのた
めの輝度信号抽出領域、つまりサンプリングエリアとし
て撮像画面内の比較的狭い特定の領域を設定するための
ゲート開閉信号GC1を発生するゲート制御回路、
(7)は前記ゲート制御回路(6)からのゲート開閉信
号GC1により撮像回路(4)から出力された映像信号
の中のオートフォーカス動作のためのサンプリングエリ
アの輝度信号のみを通過させるゲート回路、(30)は
ハイパスフィルタ(HPF)(8)、検波回路(9)、
積分回路(10)、A/D変換器(11)から構成され
るフォーカス評価値作成部、(31)は最大値メモリ
(12)と比較器(13)で構成され前記フォーカス評
価値作成部(30)からのフォーカス評価値の変化を示
す比較信号S1と比較信号S2を出力するフォーカス評
価値変化検出部、(32)はメモリ(14)と比較器
(15)で構成され前記フォーカス評価値作成部(3
0)からのフォーカス評価値から被写体の変化を検出し
て制御信号S3と被写体変化信号S4を出力する被写体
変化検出部、(33)はモータ位置メモリ(17)と比
較器(18)から構成されフォーカスリング位置検出セ
ンサ回路(19)からのフォーカスリング位置信号と前
記被写体変化検出部(32)からの制御信号S3と前記
フォーカス評価値変化検出部(31)からの比較信号S
1を受けて制御信号CLを出力する合焦点位置検出部、
(16)はフォーカス評価値変化検出部(31)からの
比較信号S2、被写体変化検出部(32)からの被写体
変化信号S4、制御信号S3並びに合焦点位置検出部
(33)からの制御信号CLを受けてフォーカスモータ
(3)に対する駆動信号を出力すると共に被写体変化検
出部(32)に対してレンズ停止信号LSを出力するフ
ォーカスモータ制御回路、(20)は前記カメラ部
(1)内に内蔵されるズームレンズを駆動するためのズ
ームモータ、(21)は前記ズームモータ(20)をマ
ニュアルで操作するためのズームスイッチを示すもので
ある。
[0003] In the figure, (1) is a camera unit which incorporates a focus lens driven in conjunction with a focusing operation by autofocus and a zoom lens for changing an imaging angle of view together with a series of other lens systems, and (2). ) Is a focus ring provided on the outer edge so as to move the focus lens incorporated in the camera unit (1) in the horizontal direction of the drawing by the rotation thereof, and (3) is the focus ring (2). A focus motor for rotating the camera, (4) an image pickup circuit for outputting an image pickup signal from a not-shown image pickup element (not shown) provided in the image forming section of the camera section (1) as a television system video signal, and (5) A synchronization separation circuit for separating vertical and horizontal synchronization signals from the luminance signal of the video signal output from the imaging circuit (4); And a gate control circuit for generating a gating signal GC1 to set a relatively narrow specific area in the imaging screen brightness signal extraction area, i.e. the sampling area for focusing from the vertical synchronization signal,
(7) a gate circuit for passing only a luminance signal of a sampling area for an autofocus operation in a video signal output from the imaging circuit (4) by a gate opening / closing signal GC1 from the gate control circuit (6); (30) is a high-pass filter (HPF) (8), a detection circuit (9),
A focus evaluation value creation unit composed of an integration circuit (10) and an A / D converter (11); and (31) a focus evaluation value creation unit (31) composed of a maximum value memory (12) and a comparator (13). 30) A focus evaluation value change detection unit that outputs a comparison signal S1 and a comparison signal S2 indicating a change in the focus evaluation value from (30), and (32) is composed of a memory (14) and a comparator (15) and generates the focus evaluation value. Department (3
A subject change detection unit that detects a change in the subject from the focus evaluation value from 0) and outputs a control signal S3 and a subject change signal S4, and (33) includes a motor position memory (17) and a comparator (18). The focus ring position signal from the focus ring position detection sensor circuit (19), the control signal S3 from the subject change detection section (32), and the comparison signal S from the focus evaluation value change detection section (31).
1 to output a control signal CL in response to 1
(16) is a comparison signal S2 from the focus evaluation value change detection section (31), a subject change signal S4 from the subject change detection section (32), a control signal S3, and a control signal CL from the in-focus position detection section (33). The focus motor control circuit outputs a drive signal to the focus motor (3) in response to the signal and outputs a lens stop signal LS to the subject change detection unit (32). (20) is built in the camera unit (1). Reference numeral 21 denotes a zoom motor for driving the zoom lens, and a zoom switch for manually operating the zoom motor 20.

【0004】次に、フォーカス評価値作成部(30)、
フォーカス評価値変化検出部(31)、被写体変化検出
部(32)の構成について詳述する。
Next, a focus evaluation value creating section (30),
The configurations of the focus evaluation value change detection unit (31) and the subject change detection unit (32) will be described in detail.

【0005】フォーカス評価値作成部(30)において
HPF(8)はカットオフ周波数として200kHz〜
800kHzの間で選択される値を有し、撮像回路
(4)からの輝度信号の中でゲート回路(7)を通過し
たサンプリングエリアに対応する信号から高域成分のみ
を抽出する。そして、得られた高域成分は次の検波回路
(9)で振幅検波される。積分回路(10)は振幅検波
された輝度信号を1フィールド毎に積分し、輝度信号の
当該フィールドにおける高域成分のレベルを表す信号を
送出する。積分回路(10)の出力はA/D変換器(1
1)でディジタル信号に変換され、光学系の被写体に対
する合焦点状態を示す値、つまりフォーカス評価値とし
て導出されフォーカス評価値変化検出部(31)と被写
体変化検出部(12)に出力される。
In the focus evaluation value creating section (30), the HPF (8) has a cutoff frequency of 200 kHz to
Only a high-frequency component is extracted from a signal having a value selected between 800 kHz and corresponding to a sampling area that has passed through the gate circuit (7) among luminance signals from the imaging circuit (4). Then, the obtained high frequency component is subjected to amplitude detection in the next detection circuit (9). An integration circuit (10) integrates the amplitude-detected luminance signal for each field, and sends out a signal representing the level of a high-frequency component in the field of the luminance signal. The output of the integration circuit (10) is supplied to the A / D converter (1
The signal is converted into a digital signal in 1), and is derived as a value indicating a focus state of the optical system with respect to the subject, that is, a focus evaluation value, and output to the focus evaluation value change detection unit (31) and the subject change detection unit (12).

【0006】フォーカス評価値作成部(30)からのフ
ォーカス評価値を受けたフォーカス評価値変化検出部
(31)はこれを最大値メモリ(12)に受けると共に
最大値メモリ(12)の値と比較するための比較器(1
5)に受けるが、その結果与えられたフォーカス評価値
が最大値メモリ(12)に格納されている過去の最大値
よりも大きいか小さいかを比較器(13)で比較検出し
て比較信号S1、S2を出力させ最大値の入力に対して
はこれをその時点の最大フォーカス評価値として最大値
メモリ(12)に格納するように比較信号S1で制御す
る。
The focus evaluation value change detecting section (31) receiving the focus evaluation value from the focus evaluation value creating section (30) receives the focus evaluation value in the maximum value memory (12) and compares it with the value in the maximum value memory (12). Comparator (1
5), the comparator (13) compares and detects whether the given focus evaluation value is larger or smaller than the past maximum value stored in the maximum value memory (12). , S2, and the input of the maximum value is controlled by the comparison signal S1 so as to be stored in the maximum value memory (12) as the maximum focus evaluation value at that time.

【0007】そして、フォーカス評価値作成部(30)
からのフォーカス評価値が最大値メモリ(12)に格納
されている評価値よりも小さい場合はこれを示す信号と
して比較器(13)から比較信号S2が出力される。被
写体変化検出部(32)のメモリ(14)はフォーカス
モータ制御回路(16)からのレンズ停止信号LSに基
づいてフォーカス評価値作成部(30)からのフォーカ
ス評価値を記憶するもので、これは合焦点時のフォーカ
ス評価値となる。
Then, a focus evaluation value creating section (30)
Is smaller than the evaluation value stored in the maximum value memory (12), the comparator (13) outputs a comparison signal S2 as a signal indicating this. The memory (14) of the subject change detection unit (32) stores the focus evaluation value from the focus evaluation value creation unit (30) based on the lens stop signal LS from the focus motor control circuit (16). It becomes the focus evaluation value at the time of focusing.

【0008】一方、比較器(15)はオートフォーカス
動作終了後に合焦点時のフォーカス評価値を現在のフォ
ーカス評価値と比較しこれがある閾値よりも小さくなっ
た場合に被写体が変化したものとして検出し被写体変化
信号S4をフォーカスモータ制御回路(16)に出力す
る。一方、比較器(15)はメモリ(14)に記憶され
ているフォーカス評価値がオートフォーカス動作開始時
点のフォーカス評価値よりも小さい場合に制御信号S3
をフォーカスモータ制御回路(16)に出力する。
On the other hand, the comparator (15) compares the focus evaluation value at the time of focusing with the current focus evaluation value after the end of the autofocus operation, and detects that the subject has changed when the focus evaluation value becomes smaller than a certain threshold value. The subject change signal S4 is output to the focus motor control circuit (16). On the other hand, when the focus evaluation value stored in the memory (14) is smaller than the focus evaluation value at the start of the autofocus operation, the comparator (15) controls the control signal S3.
Is output to the focus motor control circuit (16).

【0009】次に、フォーカス評価値変化検出部(3
1)においてフォーカス評価値作成部(30)からのフ
ォーカス評価値の最大値が検出された時点で合焦点位置
検出部(33)においてモータ位置メモリ(17)には
比較信号S1に基づいてフォーカスリング位置検出セン
サ回路(19)からのフォーカスリング位置信号を格納
する。一方、フォーカスリング位置信号とモータ位置メ
モリ(17)からの記憶値を入力されている比較器(1
8)は被写体変化検出部(32)からの制御信号S3に
基づいてフォーカスモータ(3)を停止させるための制
御信号CLをフォーカスモータ制御回路(16)に出力
する。
Next, a focus evaluation value change detecting section (3)
When the maximum value of the focus evaluation value from the focus evaluation value creation unit (30) is detected in (1), the focus ring detection unit (33) stores the focus ring in the motor position memory (17) based on the comparison signal S1. The focus ring position signal from the position detection sensor circuit (19) is stored. On the other hand, the comparator (1) to which the focus ring position signal and the stored value from the motor position memory (17) are input.
8) outputs a control signal CL for stopping the focus motor (3) to the focus motor control circuit (16) based on the control signal S3 from the subject change detection unit (32).

【0010】次にその動作について説明する。Next, the operation will be described.

【0011】被写体の撮像時にはカメラ部(1)内部の
フォーカスレンズを含む一連のレンズ系によって被写体
像が図示しない撮像素子上に結像するが、この被写体像
は撮像回路(4)によって水平同期信号と垂直同期信号
を有する輝度信号を含む映像信号に変換される。この映
像信号の中の輝度信号はゲート回路(7)及び同期分離
回路(5)に入力されるが、同期分離回路(5)では与
えられた輝度信号から垂直と水平の各同期信号を分離し
ゲート制御回路(6)に与える。ゲート制御回路(6)
は一定の周波数で発振する固定発振器を有しており垂直
同期信号、水平同期信号並びに固定発振器出力に基づい
て輝度信号の所定の領域を時間的に規定して輝度信号の
必要部分のみを通過させるべくゲート開閉信号GC1を
発生しこれを前記ゲート回路(7)に出力する。
When a subject is imaged, a subject image is formed on an image sensor (not shown) by a series of lens systems including a focus lens inside the camera unit (1). And a video signal including a luminance signal having a vertical synchronization signal. The luminance signal in the video signal is input to a gate circuit (7) and a synchronization separation circuit (5). The synchronization separation circuit (5) separates the vertical and horizontal synchronization signals from the given luminance signal. It is given to the gate control circuit (6). Gate control circuit (6)
Has a fixed oscillator that oscillates at a constant frequency, and based on the vertical synchronizing signal, the horizontal synchronizing signal, and the output of the fixed oscillator, temporally defines a predetermined area of the luminance signal and passes only a necessary part of the luminance signal. For this purpose, a gate opening / closing signal GC1 is generated and output to the gate circuit (7).

【0012】その結果、ゲート回路(7)からHPF
(8)に対してはゲート制御回路(6)により設定され
たサンプリングエリアに対応する輝度信号成分のみが与
えられ、当該エリアの高域成分だけが抽出される。HP
F(8)で抽出された高域成分は次段の検波回路(9)
により振幅検波される。検波回路(9)の検波出力、す
なわち高域成分のレベルは積分回路(10)に与えら
れ、ここで1フィールド毎に積分され、フォーカス評価
値としてA/D変換器(11)に与えられる。このA/
D変換器(11)はフォーカス評価値をディジタル信号
で出力する。このフォーカス評価値はフォーカス評価値
変化検出部(31)の最大値メモリ(12)と比較器
(13)並びに被写体変化検出部(32)のメモリ(1
4)と比較器(15)に入力される。
As a result, the gate circuit (7)
For (8), only the luminance signal component corresponding to the sampling area set by the gate control circuit (6) is given, and only the high frequency component of the area is extracted. HP
The high-frequency component extracted in F (8) is detected by the next-stage detection circuit (9).
The amplitude is detected by The detection output of the detection circuit (9), that is, the level of the high frequency component is given to the integration circuit (10), where it is integrated for each field, and given to the A / D converter (11) as a focus evaluation value. This A /
The D converter (11) outputs the focus evaluation value as a digital signal. The focus evaluation value is stored in the maximum value memory (12) of the focus evaluation value change detection unit (31), the comparator (13), and the memory (1) of the subject change detection unit (32).
4) and input to the comparator (15).

【0013】次に、以上のようにして得られたフォーカ
ス評価値とフォーカスレンズの位置の関係を図11に基
づいて説明する。図において、横軸はフォーカスレンズ
の位置を間接的に示すフォーカスリング(2)の位置、
縦軸はフォーカス評価値をそれぞれ示す。同図に示すよ
うに、被写体がカメラ部(1)から2mの距離にあった
場合、フォーカスリング(2)を回動させてフォーカス
レンズを移動させてゆくと、フォーカス評価値はフォー
カスリング(2)がフォーカスレンズをカメラ部(1)
から2mの距離にある任意の被写体に焦点が合う位置ま
で移動させたときに最大値を示す。すなわち、フォーカ
ス評価値は合焦点時のフォーカスレンズの位置を中心と
する山形を描いて変化する。
Next, the relationship between the focus evaluation value obtained as described above and the position of the focus lens will be described with reference to FIG. In the figure, the horizontal axis represents the position of the focus ring (2) which indirectly indicates the position of the focus lens,
The vertical axis indicates the focus evaluation value. As shown in the figure, when the subject is at a distance of 2 m from the camera unit (1), the focus evaluation value is changed to the focus ring (2) by rotating the focus ring (2) and moving the focus lens. ) Focus lens to camera part (1)
The maximum value is shown when the camera is moved to a position where an arbitrary subject located at a distance of 2 m from the object is in focus. That is, the focus evaluation value changes while drawing a mountain shape centered on the position of the focus lens at the time of focusing.

【0014】ここで、最大値メモリ(12)は比較器
(13)からの比較信号S1に基づいてフォーカス評価
値作成部(30)から与えられたフォーカス評価値の最
大値を記憶すると共にその時点までの最大のフォーカス
評価値を比較器(13)に与える。比較器(13)は最
大値メモリ(12)から与えられる値、すなわち前フィ
ールドまでの最大フォーカス評価値とフォーカス評価値
作成部(30)から与えられている現在のフォーカス評
価値とを比較する。そして、比較器(13)は現在のフ
ォーカス評価値が最大値メモリ(12)に記憶されてい
る値に比べて大きい場合の第1モードと現在のフォーカ
ス評価値が最大値メモリ(12)に記憶されている値よ
りもあらかじめ設定された閾値以上に小さい場合の第2
モードのそれぞれに対応して異なる比較信号S1と比較
信号S2を出力する。そして、比較信号S1は最大値メ
モリ(12)及びモータ位置メモリ(17)に与えら
れ、比較信号S2はフォーカスモータ制御回路(16)
に与えられる。なお、フォーカス評価値はフォーカスレ
ンズが合焦点位置に達した場合に最大値を示すため、フ
ォーカスレンズが非合焦点位置から合焦点位置に近付く
ほどにフォーカス評価値は大きくなる。それゆえに第1
モードはフォーカスレンズが合焦点位置に近付く方向に
移動しつつある状態を示し、第2モードはフォーカスレ
ンズが合焦点位置から遠ざかる方向に移動しつつある状
態を示すものである。
Here, the maximum value memory (12) stores the maximum value of the focus evaluation value given from the focus evaluation value creating section (30) based on the comparison signal S1 from the comparator (13), and stores the maximum value at that time. Is given to the comparator (13). The comparator (13) compares the value provided from the maximum value memory (12), that is, the maximum focus evaluation value up to the previous field with the current focus evaluation value provided from the focus evaluation value creation unit (30). The first mode when the current focus evaluation value is larger than the value stored in the maximum value memory (12) and the current focus evaluation value are stored in the maximum value memory (12). The second value when the value is smaller than a preset threshold value by a predetermined threshold value or more.
Different comparison signals S1 and S2 are output corresponding to each of the modes. The comparison signal S1 is provided to the maximum value memory (12) and the motor position memory (17), and the comparison signal S2 is provided to the focus motor control circuit (16).
Given to. Since the focus evaluation value indicates the maximum value when the focus lens reaches the in-focus position, the focus evaluation value increases as the focus lens approaches the in-focus position from the non-focus position. Hence the first
The mode indicates a state in which the focus lens is moving in a direction approaching the in-focus position, and the second mode indicates a state in which the focus lens is moving in a direction away from the in-focus position.

【0015】最大値メモリ(12)は比較器(13)の
比較信号S1出力に応答してフォーカスレンズが合焦点
位置に達していない第1モードの場合にフォーカス評価
値作成部(30)から与えられた最新のフォーカス評価
値に更新しながら記憶してゆく。これによって、最大値
メモリ(12)には常に現在までのフォーカス評価値の
うちの最大値が最大フォーカス評価値として保持される
ことになる。
The maximum value memory (12) is supplied from the focus evaluation value generating section (30) in the first mode in which the focus lens has not reached the focal point in response to the output of the comparison signal S1 from the comparator (13). It is stored while updating to the latest focus evaluation value. Thus, the maximum value of the focus evaluation values up to the present is always held as the maximum focus evaluation value in the maximum value memory (12).

【0016】一方、フォーカスモータ制御回路(16)
は撮像開始と同時にフォーカスレンズが前後いずれかの
方向に移動されるようにフォーカスモータ(3)を回転
させる。そして、フォーカスモータ制御回路(16)は
フォーカスレンズが合焦点位置を越える第2モード及び
初期状態においてフォーカスレンズの移動方向が適正で
ない、つまり合焦点位置から遠ざかる方向に移動する第
2モードにおいて、それぞれ比較器(13)から出力さ
れる比較信号S2及び比較器(15)からの制御信号S
3に応答してフォーカスモータ(3)の回転方向を逆転
させる。このフォーカスモータ(3)の逆転によってフ
ォーカスレンズの移動方向は、例えば撮像素子に接近す
る方向から離れる方向に変わり、再びフォーカスレンズ
は合焦点位置に向って移動を始める。
On the other hand, a focus motor control circuit (16)
Rotates the focus motor (3) so that the focus lens is moved in any of the front and rear directions simultaneously with the start of imaging. Then, the focus motor control circuit (16) controls the focus lens in the second mode in which the focus lens exceeds the focal point position and in the initial state, the moving direction of the focus lens is not appropriate, that is, in the second mode in which the focus lens moves in the direction away from the focal point position. The comparison signal S2 output from the comparator (13) and the control signal S from the comparator (15)
In response to 3, the rotation direction of the focus motor (3) is reversed. Due to the reverse rotation of the focus motor (3), the direction of movement of the focus lens changes, for example, from the direction approaching the image sensor to the direction away from it, and the focus lens starts moving toward the focal point again.

【0017】例えば、図10及び図11において、カメ
ラ部(1)から2mの距離にある被写体を撮像する際に
初期状態においてフォーカスレンズがカメラ部(1)か
ら10mの距離にある被写体に焦点が合う位置Pにあ
り、フォーカスレンズが合焦点位置に向う方向aに向っ
て移動し始めた場合はフォーカス評価値はフォーカスレ
ンズが合焦点位置Qに達するまでは単調に増加する。
For example, in FIGS. 10 and 11, when an object at a distance of 2 m from the camera unit (1) is imaged, the focus lens initially focuses on the object at a distance of 10 m from the camera unit (1). When the focus lens is located at the matching position P and starts moving in the direction a toward the in-focus position, the focus evaluation value monotonously increases until the focus lens reaches the in-focus position Q.

【0018】従って、フォーカスレンズが合焦点位置に
達するまでは比較器(13)から比較信号S1が出力さ
れて最大値メモリ(12)及びモータ位置メモリ(1
7)の記憶内容が次々に更新される。
Therefore, the comparator (13) outputs the comparison signal S1 until the focus lens reaches the in-focus position, and the maximum value memory (12) and the motor position memory (1) are output.
The stored contents of 7) are updated one after another.

【0019】そして、フォーカスモータ(3)がフォー
カスモータ制御回路(16)によって制御されてフォー
カスリング(2)をフォーカスレンズが合焦点位置に近
付く方向に連続的に移動させる。その結果、フォーカス
レンズはやがて合焦点位置Qに達し、ここを通過する。
Then, the focus motor (3) is controlled by the focus motor control circuit (16) to move the focus ring (2) continuously in the direction in which the focus lens approaches the focal point. As a result, the focus lens eventually reaches the in-focus position Q and passes there.

【0020】ここで比較器(13)の閾値が幅Aの逆転
基準値であればフォーカスレンズが合焦点位置を越えた
後でフォーカスリング(2)がR1の位置まで移動した
ときに比較器(13)から第2モードを示す比較信号S
2が出力される。これに応答してフォーカスモータ
(3)はフォーカスモータ制御回路(16)によって制
御され、フォーカスリング(3)をそれまでとは逆の方
向に移動させる。これによって、フォーカスレンズは再
び合焦点位置に向う方向に移動し始める。
Here, if the threshold value of the comparator (13) is the reverse reference value of the width A, when the focus ring (2) moves to the position R1 after the focus lens has moved beyond the in-focus position, the comparator ( 13) the comparison signal S indicating the second mode
2 is output. In response, the focus motor (3) is controlled by the focus motor control circuit (16) to move the focus ring (3) in the opposite direction. As a result, the focus lens starts moving in the direction toward the focal point again.

【0021】さて、モータ位置メモリ(17)は現在ま
での合焦点位置に最も近いフォーカスレンズ位置Xを記
憶するために設けられており、フォーカスリング(2)
に結合されるフォーカスリング位置検出センサ回路(1
9)の出力であるフォーカスリング位置信号を受けてお
り、比較器(13)から出力される比較信号S1に応答
してフォーカスリング位置信号を記憶する。つまり、第
1モードにおいてはモータ位置メモリ(17)の記憶内
容は常に現在のフォーカスレンズ位置に対応するものと
なる。
The motor position memory (17) is provided for storing the focus lens position X closest to the current focal point position. The focus ring (2)
Ring position detection sensor circuit (1
It receives the focus ring position signal output from 9) and stores the focus ring position signal in response to the comparison signal S1 output from the comparator (13). That is, in the first mode, the contents stored in the motor position memory (17) always correspond to the current focus lens position.

【0022】しかし、第2モードにおいてはモータ位置
メモリ(17)には比較信号S1が与えられないためモ
ータ位置メモリ(17)は第1モードから第2モードへ
の切り替わり点での記憶内容、つまりフォーカス評価値
が最大となるフォーカスレンズ位置、つまり合焦点位置
を示すフォーカスリング(2)の位置信号を保持し続け
る。その結果、モータ位置メモリ(17)には常に最大
値メモリ(12)に最大フォーカス評価値として記憶さ
れているフォーカス評価値に対応するフォーカスレンズ
位置が記憶されていることになる。
However, in the second mode, since the comparison signal S1 is not supplied to the motor position memory (17), the motor position memory (17) has the storage contents at the switching point from the first mode to the second mode, that is, The position signal of the focus ring (2) indicating the focus lens position at which the focus evaluation value is the maximum, that is, the focus ring position, is maintained. As a result, the motor position memory (17) always stores the focus lens position corresponding to the focus evaluation value stored as the maximum focus evaluation value in the maximum value memory (12).

【0023】さて、比較器(18)はモータ位置メモリ
(17)の記憶内容とフォーカスリング位置検出センサ
回路(19)からのフォーカスリング位置信号とを比較
し、これらが一致したことに応答してフォーカスモータ
制御回路(16)に所定の制御信号CLを出力する。フ
ォーカスモータ制御回路(16)はこの制御信号CLに
応答してフォーカスモータ(3)を停止させる。これに
伴い、フォーカスリング(2)の動き、すなわちフォー
カスレンズの動きが停止する。ちなみに、第2モードに
おけるモータ位置メモリ(17)の記憶内容はフォーカ
ス評価値が最大となるフォーカスリング(2)の位置を
示す信号である。
The comparator (18) compares the contents stored in the motor position memory (17) with the focus ring position signal from the focus ring position detection sensor circuit (19), and responds to the coincidence. A predetermined control signal CL is output to the focus motor control circuit (16). The focus motor control circuit (16) stops the focus motor (3) in response to the control signal CL. Accordingly, the movement of the focus ring (2), that is, the movement of the focus lens is stopped. Incidentally, the content stored in the motor position memory (17) in the second mode is a signal indicating the position of the focus ring (2) at which the focus evaluation value becomes maximum.

【0024】従って、第2モードにおいて比較器(1
3)の比較信号S2によってフォーカスモータ(3)が
それまでとは逆方向に回転し、フォーカスレンズが再び
合焦点位置に達すると比較器(18)が動作して制御信
号CLが出力されフォーカスモータ制御回路(16)を
通じてフォーカスモータ(3)を停止させ、フォーカス
レンズを合焦点位置に停止させる。
Therefore, in the second mode, the comparator (1)
By the comparison signal S2 of 3), the focus motor (3) rotates in the opposite direction to the previous one, and when the focus lens reaches the focal point again, the comparator (18) operates and the control signal CL is output to output the focus motor. The focus motor (3) is stopped through the control circuit (16), and the focus lens is stopped at the in-focus position.

【0025】以上のようにして、撮像画面内の所定の領
域を合焦点検出領域とするこの装置の基本的なオートフ
ォーカス動作が終了する。
As described above, the basic autofocusing operation of this apparatus in which a predetermined area in the imaging screen is set as the focus detection area is completed.

【0026】さて、フォーカスモータ制御回路(16)
は比較器(18)からの制御信号CLに応答してフォー
カスモータ(3)を停止させると同時にメモリ(14)
にレンズ停止信号LSを出力する。メモリ(14)はオ
ートフォーカス動作終了時に与えられるレンズ停止信号
LSに応答して、その時点でA/D変換器(11)から
入力された焦点評価値、すなわち合焦点時のフォーカス
評価値を次にレンズ停止信号LSが与えられるまで保持
し、後段の比較器(15)に出力する。
Now, the focus motor control circuit (16)
Stops the focus motor (3) in response to the control signal CL from the comparator (18) and simultaneously stores the memory (14)
Output the lens stop signal LS. The memory (14) responds to the lens stop signal LS given at the end of the autofocus operation, and stores the focus evaluation value input from the A / D converter (11) at that time, that is, the focus evaluation value at the time of in-focus, next. Is held until a lens stop signal LS is supplied to the comparator (15).

【0027】ここで、比較器(15)にはA/D変換器
(11)から現在のフォーカス評価値が与えられる。オ
ートフォーカス動作終了後、比較器(15)はメモリ
(14)の出力、すなわち合焦点時のフォーカス評価値
を現在のフォーカス評価値と比較する。そして、現在の
フォーカス評価値がメモリ(14)の記憶内容に較べて
予め設定された閾値以下に小さくなったことに応答して
比較器(15)は被写体が変化したことを示す被写体変
化信号S4をフォーカスモータ制御回路(16)に出力
する。フォーカスモータ制御回路(16)はこの被写体
変化信号S4に応答して再びフォーカスモータ(3)を
いずれかの方向に駆動し、上述の一連のオートフォーカ
ス動作を再開する。
Here, the comparator (15) is given the current focus evaluation value from the A / D converter (11). After the end of the autofocus operation, the comparator (15) compares the output of the memory (14), that is, the focus evaluation value at the time of focusing with the current focus evaluation value. The comparator (15) responds to the fact that the current focus evaluation value has become smaller than a preset threshold value as compared with the content stored in the memory (14), and the comparator (15) outputs a subject change signal S4 indicating that the subject has changed. Is output to the focus motor control circuit (16). The focus motor control circuit (16) drives the focus motor (3) again in any direction in response to the subject change signal S4, and restarts the above-described series of autofocus operations.

【0028】その結果、オートフォーカス動作は被写体
の変化に追随して行われることになる。つまり、被写体
の状態の変化はメモリ(14)と比較器(15)から成
る被写体変化検出部(32)によって実施される。被写
体変化検出部(32)は同時にオートフォーカス動作開
始直後においてフォーカスモータ(3)の回転方向が適
正であるか否かを判別して、これを適正な方向に補正す
る機能を有する。すなわち、メモリ(14)はオートフ
ォーカス動作終了時点のフォーカス評価値だけでなくオ
ートフォーカス動作開始時にA/D変換器(11)から
最初に与えられるフォーカス評価値も記憶する。そし
て、比較器(15)はオートフォーカス動作開始直後に
A/D変換器(11)から与えられているフォーカス評
価値がメモリ(14)に記憶されているオートフォーカ
ス動作開始時のフォーカス評価値の初期値よりも小さい
場合、つまり現在のレンズの移動方向が合焦点位置に向
わない方向である場合、制御信号S3をフォーカスモー
タ制御回路(16)に出力する。フォーカスモータ制御
回路(16)は比較器(15)からの制御信号S3に応
答してフォーカスモータ(3)を逆転駆動する。同時
に、制御信号S3は比較器(18)にも入力されその比
較動作を停止させる。つまり、比較器(18)は現在の
フォーカス評価値がメモリ(14)に記憶されている初
期値よりも大きくなるまで制御信号S3を出力し続け
る。その結果、現在のフォーカス評価値がオートフォー
カス動作開始時のフォーカス評価値より大きくなるまで
比較器(18)から制御信号CLは出力されず、フォー
カスモータ(3)は最初の駆動方向とは反対方向に動き
続ける。このため、オートフォーカス動作開始時点のフ
ォーカスレンズの移動方向が適正でなくともフォーカス
レンズはフォーカス評価値が最大になる方向に必ず駆動
されることになる。
As a result, the autofocus operation is performed following the change of the subject. That is, the change in the state of the subject is performed by the subject change detection unit (32) including the memory (14) and the comparator (15). At the same time, the subject change detection unit (32) has a function of determining whether or not the rotation direction of the focus motor (3) is appropriate immediately after the start of the autofocus operation and correcting the rotation direction to the appropriate direction. That is, the memory (14) stores not only the focus evaluation value at the end of the autofocus operation but also the focus evaluation value first given from the A / D converter (11) at the start of the autofocus operation. The comparator (15) stores the focus evaluation value given from the A / D converter (11) immediately after the start of the autofocus operation and stores the focus evaluation value at the start of the autofocus operation, which is stored in the memory (14). If it is smaller than the initial value, that is, if the current moving direction of the lens is a direction that is not directed to the focal point, the control signal S3 is output to the focus motor control circuit (16). The focus motor control circuit (16) reversely drives the focus motor (3) in response to the control signal S3 from the comparator (15). At the same time, the control signal S3 is also input to the comparator (18) to stop the comparison operation. That is, the comparator (18) keeps outputting the control signal S3 until the current focus evaluation value becomes larger than the initial value stored in the memory (14). As a result, the control signal CL is not output from the comparator (18) until the current focus evaluation value becomes larger than the focus evaluation value at the start of the autofocus operation, and the focus motor (3) is driven in the direction opposite to the first driving direction. Keep moving. For this reason, even if the moving direction of the focus lens at the time of starting the autofocus operation is not appropriate, the focus lens is always driven in the direction in which the focus evaluation value becomes maximum.

【0029】次に、図11に示すように、例えばカメラ
部(1)から2mの距離にある被写体を撮像する際に、
フォーカスレンズがカメラ部(1)から10mの距離に
ある被写体に焦点が合うような位置Pから合焦点位置か
ら離れるb方向に移動し始めた場合、フォーカス評価値
はフォーカスリング(2)の移動に伴い減少する。ここ
で、比較器(15)の閾値が図において幅Bで示される
逆転基準値であれば、オートフォーカス動作開始後、フ
ォーカスリング(2)が位置R2まで移動した時に、比
較器(15)から制御信号S3が出力される。これに応
答してフォーカスモータ(3)はそれまでと逆方向にフ
ォーカスリング(2)を移動し始める。そして、比較器
(15)の比較動作はフォーカスリング(2)が図にお
ける位置Pを越えるまでは無効とされるのでフォーカス
リング(2)はフォーカスレンズをオートフォーカス動
作開始時における位置まで戻した後にさらに合焦点位置
に向う方向に動かし続ける。その後、フォーカスリング
(2)はモータ位置メモリ(17)及び比較器(18)
等の動作を通じて合焦点位置Qを若干越えた位置まで移
動した後で再び合焦点位置に戻り停止する。
Next, as shown in FIG. 11, for example, when imaging a subject at a distance of 2 m from the camera unit (1),
When the focus lens starts to move from the position P at which the object at a distance of 10 m from the camera unit (1) is in focus to the direction b away from the focus position, the focus evaluation value is the movement of the focus ring (2). It decreases with it. Here, if the threshold value of the comparator (15) is the reverse rotation reference value indicated by the width B in the figure, after the start of the autofocus operation, when the focus ring (2) moves to the position R2, the comparator (15) The control signal S3 is output. In response, the focus motor (3) starts to move the focus ring (2) in the opposite direction. Then, since the comparison operation of the comparator (15) is invalidated until the focus ring (2) exceeds the position P in the figure, the focus ring (2) is returned after returning the focus lens to the position at the start of the autofocus operation. Further, it keeps moving in the direction toward the focal point. Thereafter, the focus ring (2) is moved to the motor position memory (17) and the comparator (18).
After moving to a position slightly beyond the in-focus position Q through such operations, the operation returns to the in-focus position again and stops.

【0030】なお、画面の中央部に映し出される映像が
焦点の合ったものになるようにするため、一般には画面
全体ではなく予め定められた画面中央部の一部の領域が
焦点合せの対象とされる。この領域を合焦点検出領域と
いうが、この領域はゲート制御回路(6)により任意に
設定することができる。
In order to make the image projected on the center of the screen in-focus, in general, not a whole area of the screen but a part of a predetermined area in the center of the screen is set as an object to be focused. Is done. This area is referred to as a focus detection area, and this area can be arbitrarily set by the gate control circuit (6).

【0031】また、カメラ部(1)のズームレンズ系は
ズームモータ(20)によって駆動されて光軸に対して
平行に移動する。これによって、カメラ部(1)内のレ
ンズ系の焦点距離が変化して撮像画角が変化する。ズー
ムモータ(20)はユーザが必要に応じて画角を変化さ
せることができるように設けられるズームスイッチ(2
1)からのキー入力に応答してズームレンズを移動させ
る。すなわち、ズームスイッチ(21)が押されるとズ
ームモータ(20)が動作してズームレンズを撮像画角
が大きくなる広角側または画角が小さくなる望遠側に移
動させる。従って、ズームスイッチ(21)が押されて
いる時は撮像回路(4)によって撮像された画像は拡大
される方向または縮小される方向に変化する。
The zoom lens system of the camera unit (1) is driven by a zoom motor (20) and moves parallel to the optical axis. As a result, the focal length of the lens system in the camera unit (1) changes, and the angle of view of the image changes. The zoom motor (20) is provided with a zoom switch (2) provided so that the user can change the angle of view as needed.
The zoom lens is moved in response to the key input from 1). That is, when the zoom switch (21) is pressed, the zoom motor (20) operates to move the zoom lens to the wide-angle side where the imaging angle of view increases or to the telephoto side where the angle of view decreases. Therefore, when the zoom switch (21) is pressed, the image picked up by the image pickup circuit (4) changes in the direction of enlargement or the direction of reduction.

【0032】[0032]

【発明が解決しようとする課題】従来のオートフォーカ
ス装置は以上のように、被写体を撮像して得られる1フ
ィールド分の輝度信号に含まれている所定の高周波成分
の振幅の積分値に基づいて非合焦点位置から合焦点位置
に向う方向を判断して山登りサーボ方式によりオートフ
ォーカス動作を行うように構成されているが、被写体の
明るさやコントラスト等によって得られる輝度信号の周
波数帯域やそのレベルは異なり、またコントラストの高
い被写体でもオートフォーカス動作以前の状態が大きく
ぼけている場合は高周波成分の積分値は非常に小さくな
り、誤動作になることが少なくないという課題がある。
つまり、被写体の条件によっては得られる輝度信号中に
抽出すべき周波数帯域が存在しない場合、あるいは存在
したとしてもそのレベルが極めて低い場合等がある。こ
のため、被写体によっては所定の高周波成分が得られな
かったり、得られたとしても極めてレベルが低い場合が
ある。このような場合には、フォーカス評価値が得られ
なかったり、得られたとしても正確な値を得ることがで
きない。
As described above, the conventional auto-focus device is based on the integrated value of the amplitude of the predetermined high-frequency component contained in the luminance signal for one field obtained by imaging the subject. The autofocus operation is performed by the hill-climbing servo system by judging the direction from the out-of-focus position to the in-focus position, but the frequency band and level of the luminance signal obtained by the brightness and contrast of the subject are On the other hand, if the state before the autofocus operation is greatly blurred even for a high-contrast subject, the integrated value of the high-frequency component becomes very small, and there is a problem that malfunction often occurs.
That is, depending on the condition of the subject, there may be a case where the frequency band to be extracted does not exist in the obtained luminance signal, or a case where the frequency band is present has an extremely low level. For this reason, depending on the subject, a predetermined high-frequency component may not be obtained, or even if it is obtained, the level may be extremely low. In such a case, a focus evaluation value cannot be obtained, or even if it is obtained, an accurate value cannot be obtained.

【0033】従って、原理的に高周波成分に基づくオー
トフォーカスはこのような被写体に対しては非常に困難
であるという課題を有する。
Accordingly, there is a problem that autofocusing based on a high-frequency component is very difficult in principle for such a subject.

【0034】また、従来の山登りサーボ方式のオートフ
ォーカスでは被写体による映像信号のスペクトラムの違
いにかかわらずオートフォーカスのための一連の動作を
行う。つまり、所定の高周波成分を含まない輝度信号し
か得られる被写体に対しても所定の高周波成分が十分に
得られる被写体に対しても一律にオートフォーカス動作
を行う。
In a conventional hill-climbing servo-type autofocus, a series of operations for the autofocus is performed regardless of the difference in the spectrum of the video signal depending on the subject. In other words, the autofocus operation is performed uniformly for a subject that can only obtain a luminance signal that does not include a predetermined high-frequency component and for a subject that can sufficiently obtain a predetermined high-frequency component.

【0035】従って、従来の山登りサーボ方式のオート
フォーカス装置によれば所定の高周波成分を含まない輝
度信号しか得られないような被写体を撮像した場合はフ
ォーカス評価値が最大となるフォーカスレンズ位置が見
出されないまま、すなわち撮像された画像がぼけた状態
のままフォーカスレンズが無駄に動き続けることにな
る。なお、フォーカス評価値を導出するための所定の高
周波成分はコントラストの明確な被写体から得られる輝
度信号には含まれるが、遠方の山や空のようなコントラ
ストが極めて小さい被写体や、壁や天井のようにもとも
とコントラストのない被写体から得られる輝度信号には
ほとんど含まれない。従って、上述のような問題はコン
トラストの小さな被写体を撮像する場合に発生すること
が多い。
Therefore, according to the conventional hill-climbing servo type auto-focusing apparatus, when an image of a subject that can only obtain a luminance signal not containing a predetermined high-frequency component is taken, the focus lens position at which the focus evaluation value becomes the maximum is determined. The focus lens continues to move unnecessarily without being output, that is, with the captured image blurred. Although a predetermined high-frequency component for deriving a focus evaluation value is included in a luminance signal obtained from a subject having a clear contrast, a subject having an extremely small contrast such as a distant mountain or sky, or a wall or ceiling. Thus, it is hardly included in a luminance signal originally obtained from a subject having no contrast. Therefore, the above-described problem often occurs when capturing an image of a subject having a low contrast.

【0036】以上説明したように、従来のオートフォー
カス装置では、撮影中の被写体が原理的にオートフォー
カスに適さないいわゆるコントラストのない被写体で、
結果として合焦点位置が見付からずにフォーカスレンズ
が無駄に動くような現象が発生した場合に、撮像者がそ
の原因を知ってこれを止めるための適切な対処を迅速に
講じることができないという問題があり、撮影した画像
が長時間焦点ぼけ状態になってしまうという解決すべき
大きな課題がある。
As described above, in the conventional auto-focusing apparatus, the subject being photographed is a subject having no contrast, which is not suitable for auto-focusing in principle.
As a result, when the focus lens cannot be found and the focus lens moves wastefully, the photographer cannot know the cause and take appropriate measures to stop it quickly. There is a big problem to be solved, that is, a captured image is out of focus for a long time.

【0037】発明の目的 この発明は上述した従来技術の課題を解決するためにな
されたものであり、被写体の映像信号のスペクトラムを
判別する機能を持たせることによりコントラストの有無
を判別し、合焦点を得られないような場合のフォーカス
レンズの無駄な動きを抑制すると共に撮像者にそのこと
を報知して合焦点し易い被写体での撮影を促すことを可
能としたオートフォーカス装置を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and has a function of determining the spectrum of a video signal of a subject to determine the presence or absence of a contrast and to provide a focal point. It is an object of the present invention to provide an auto-focusing device that can suppress useless movement of a focus lens in a case where it is not possible to obtain an image and notify the photographer of the fact to encourage photographing of a subject that is easily focused. Aim.

【0038】[0038]

【課題を解決するための手段】この発明に係るオートフ
ォーカス装置は、撮像レンズを通じて撮像した被写体の
映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から得ら
れた映像信号の高周波成分に基づいて前記フォーカス評
価値を作成するフォーカス評価値作成手段と、前記撮像
レンズの焦点位置をフォーカスリングの正逆転駆動によ
り制御するフォーカス制御手段と、前記フォーカス評価
値作成手段からのフォーカス評価値に基づき前記フォー
カス制御手段を駆動しながら山登りサーボ方式によりフ
ォーカス評価値が最大となる位置に撮像レンズを位置さ
せるオートフォーカス制御手段と、前記撮像手段から得
られた映像信号の輝度レベルの最大値と最小値の差を演
算することにより被写体のコントラストを検出するコン
トラスト検出手段と、前記コントラスト検出手段出力の
前記撮像レンズの移動による変化を検出するコントラス
ト差分検出手段出力と、前記コントラスト検出手段出力
と前記コントラスト差分検出手段出力からフォーカス動
作が不能であることを示す信号を出力する検知手段を備
えることを特徴とする。また、前記オートフォーカス制
御手段は、前記フォーカス評価値作成手段からのフォー
カス評価値及び前記コントラスト検出手段からの出力に
基づき前記フォーカス制御手段を駆動することにより合
焦点に撮像レンズを位置させることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an autofocus apparatus comprising: an image pickup device for outputting a video signal of a subject imaged through an image pickup lens; Focus evaluation value creating means for creating a focus evaluation value; focus control means for controlling the focus position of the imaging lens by forward / reverse drive of a focus ring; and the focus control based on the focus evaluation value from the focus evaluation value creating means. Auto-focus control means for positioning the imaging lens at a position where the focus evaluation value is maximized by the hill-climbing servo system while driving the means, and calculating the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance level of the video signal obtained from the imaging means. Contrast detection means for detecting the contrast of the subject by calculating And outputting a signal indicating that a focus operation is impossible from the output of the contrast difference detecting means and the output of the contrast difference detecting means for detecting a change in the output of the contrast detecting means due to the movement of the imaging lens. It is characterized by comprising detecting means. In addition, the auto focus system
The control means is configured to receive the format from the focus evaluation value creating means.
To the scrap evaluation value and the output from the contrast detection means.
By driving the focus control means based on the
The imaging lens is positioned at the focal point.

【0039】[0039]

【作用】この発明のオートフォーカス装置は、撮像手段
により撮像レンズを通じて撮像した被写体の映像信号を
得て、次にフォーカス評価値作成手段により得られた映
像信号の高周波成分を抽出しこれに基づいてフォーカス
状態の評価に必要なフォーカス評価値を作成し、次にオ
ートフォーカス制御手段により撮像レンズの焦点位置を
フォーカスリングの正逆転駆動により制御するフォーカ
ス制御手段を制御して撮像レンズの焦点位置を変化させ
ながら前記フォーカス評価値作成手段からのフォーカス
評価値を用いた山登りサーボ方式による撮像レンズの制
御を行い、フォーカス評価値が最大となる位置に撮像レ
ンズを位置させるという一連の動作を行わせる。このと
き、コントラスト検出手段により映像信号の輝度レベル
の最大値と最小値の差を演算すると共に、前記コントラ
スト差分検出手段によりレンズ駆動によるコントラスト
の変化量を演算することにより、被写体のコントラスト
を検出し、コントラストが予め定められた値よりも小さ
い場合に検知手段を通じてこれを検出し、コントラスト
不足でオートフォーカス動作が不能であることを示す信
号を出力する。
According to the auto-focusing device of the present invention, a video signal of a subject imaged by an imaging lens through an imaging lens is obtained, and then a high-frequency component of the video signal obtained by a focus evaluation value generating device is extracted, and based on the extracted signal, The focus evaluation value required for the evaluation of the focus state is created, and then the focus position of the imaging lens is changed by controlling the focus position of the imaging lens by the forward / reverse driving of the focus ring by the auto focus control means. A series of operations of controlling the imaging lens by the hill-climbing servo method using the focus evaluation value from the focus evaluation value creating means and positioning the imaging lens at the position where the focus evaluation value is maximum are performed. At this time, the contrast of the subject is detected by calculating the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance level of the video signal by the contrast detection means, and calculating the amount of change in contrast by driving the lens by the contrast difference detection means. When the contrast is smaller than a predetermined value, this is detected through the detection means, and a signal indicating that the autofocus operation is impossible due to insufficient contrast is output.

【0040】[0040]

【実施例】実施例1 以下、図1乃至図9に基づいて、この発明の一実施例を
説明する。
Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0041】図1はこの発明の一実施例に係るオートフ
ォーカス装置のブロック図である。なお、図中、図10
に示された部材と同一または相当部材は同一符号を付
し、その説明を省略する。図において、(22)は撮像
回路(4)で得られた映像信号の輝度信号をディジタル
変換するA/D変換器、(23)は前記A/D変換器
(22)の出力の1フィールド分の中からその最大値を
検出して保持する最大値検出回路、(24)は前記A/
D変換器(22)の出力の1フィールド分の中からその
最小値を検出して保持する最小値検出回路、(25)は
最大値検出回路(23)の出力から最小値検出回路(2
4)の出力を減算して撮像回路(4)で得られた映像信
号のコントラストつまり被写体のコントラスト値を算出
する減算回路、(26)は前記コントラスト値を設定器
(27)に予め設定された閾値と突き合わせ、コントラ
スト値が前記閾値よりも小さい場合に信号QCを出力す
るコンパレータ回路であり、前記のA/D変換器(2
2)、最大値検出回路(23)、最小値検出回路(2
4)、減算回路(25)、コンパレータ回路(26)、
設定器(27)によりコントラスト検出回路(28)が
構成される。なお、最大値検出回路(23)と最小値検
出回路(24)はディジタルメモリとディジタル比較器
による一般によく知られた構成からなる。
FIG. 1 is a block diagram of an autofocus apparatus according to one embodiment of the present invention. Note that in FIG.
The same or corresponding members as those shown in FIG. In the figure, (22) is an A / D converter for digitally converting a luminance signal of a video signal obtained by the imaging circuit (4), and (23) is for one field of the output of the A / D converter (22). A maximum value detection circuit for detecting and holding the maximum value from
A minimum value detection circuit for detecting and holding the minimum value from one field of the output of the D converter (22), and (25) a minimum value detection circuit (2) from the output of the maximum value detection circuit (23).
4) A subtraction circuit for calculating the contrast of the video signal obtained by the imaging circuit (4) by subtracting the output of the imaging circuit (4), that is, the contrast value of the subject. (26) sets the contrast value in a setting device (27) in advance. A comparator circuit that outputs a signal QC when the contrast value is smaller than the threshold value by comparing with the threshold value, and the A / D converter (2
2), maximum value detection circuit (23), minimum value detection circuit (2
4), a subtraction circuit (25), a comparator circuit (26),
The setting device (27) forms a contrast detection circuit (28). The maximum value detection circuit (23) and the minimum value detection circuit (24) have a generally well-known configuration using a digital memory and a digital comparator.

【0042】また、(29)は前記減算回路(25)の
出力を一時保持するラッチ回路、(34)は前記減算回
路(25)の出力から前記ラッチ回路(29)の出力を
減算し、被写体のコントラスト値の変化を算出する減算
回路、(35)は前記コントラスト値の変化量を設定器
(36)に予め設定された閾値と突き合わせ、コントラ
スト値の変化量が前記閾値よりも小さい場合に信号PC
を出力するコンパレータ回路であり、前記ラッチ回路
(29)、減算回路(34)、コンパレータ回路(3
5)、設定器(36)により、コントラスト差分検出回
路(37)から構成される。
A latch circuit (29) temporarily holds the output of the subtraction circuit (25), and (34) subtracts the output of the latch circuit (29) from the output of the subtraction circuit (25). (35) compares the contrast value change amount with a threshold value preset in the setting unit (36), and outputs a signal when the contrast value change amount is smaller than the threshold value. PC
The latch circuit (29), the subtraction circuit (34), and the comparator circuit (3
5) A setter (36) is provided with a contrast difference detection circuit (37).

【0043】次に、動作について説明する。カメラ部
(1)において得られた被写体像は撮像回路(4)によ
り映像信号に変換されるが、その中の輝度信号がA/D
変換器(22)に入力されるとnビットのディジタル信
号に変換される。なお、従来の場合と同様、撮像回路
(4)からの輝度信号は同時にゲート回路(7)を通じ
てフォーカス評価値作成部(30)にも入力され、フォ
ーカス評価値変化検出部(31)、合焦点位置検出部
(33)、被写体変化検出部(32)とフォーカスモー
タ制御回路(16)を通じて、フォーカスモータ(3)
を制御することによりフォーカスリング(2)が駆動さ
れ、オートフォーカス動作が行われる。
Next, the operation will be described. The subject image obtained in the camera section (1) is converted into a video signal by the imaging circuit (4), and the luminance signal in the image signal is converted into an A / D signal.
When input to the converter (22), it is converted into an n-bit digital signal. As in the conventional case, the luminance signal from the imaging circuit (4) is also input to the focus evaluation value creating unit (30) through the gate circuit (7) at the same time, and the focus evaluation value change detection unit (31) A focus motor (3) through a position detector (33), a subject change detector (32) and a focus motor control circuit (16);
, The focus ring (2) is driven, and the auto focus operation is performed.

【0044】さて、A/D変換器(22)で得られたデ
ィジタル信号は最大値検出回路(23)と最小値検出回
路(24)に入力され、当該フィールドにおける輝度信
号の最大値と最小値が検出保持される。最大値検出回路
(23)の出力と最小値検出回路(24)の出力は減算
回路(25)に入力され、両者の差分、すなわちコント
ラスト値が演算される。
The digital signal obtained by the A / D converter (22) is input to a maximum value detection circuit (23) and a minimum value detection circuit (24), and the maximum value and the minimum value of the luminance signal in the corresponding field are provided. Is detected and held. The output of the maximum value detection circuit (23) and the output of the minimum value detection circuit (24) are input to a subtraction circuit (25), and the difference between them, that is, the contrast value is calculated.

【0045】ところで、一般にに画像は求められた振幅
つまり濃度(言い換えれば輝度)の範囲内で様々なレベ
ルをとり、被写体の輝度分布の時間変化により時々刻々
と変化している。ビデオカメラ等のようにNTSCやP
AL等の標準テレビジョン信号を出力する装置の場合、
一画面内の画像データを1つ1つの画素単位で見たとす
ると、画面の(x,y)座標に対して、各々輝度または
濃度のレベルf(x,y)をもつことになる。このよう
な画像データで特定の輝度または濃度をもつ画素の数を
一図面内で数え上げてグラフに示したのが図2(a)、
(b)に示すヒストグラム図である。図2(a)はコン
トラストの低い場合、図2(b)はコントラストの高い
場合の濃度ヒストグラムを示す図であって、図において
横軸は濃度で右側になるほど輝度レベルが高い、つまり
濃度値が大きくなっている。一方縦軸は各輝度または濃
度値における画素の数である。つまり、ヒストグラム図
は画面の輝度または濃度の分布を示すもので、画面全体
が均一の輝度または濃度であればヒストグラムにはその
輝度または濃度に対応する1本の棒しか表現されない。
Generally, an image takes various levels within the range of the obtained amplitude, that is, the density (in other words, luminance), and changes every moment due to the temporal change of the luminance distribution of the subject. NTSC or P like video camera
In the case of a device that outputs a standard television signal such as AL,
Assuming that image data within one screen is viewed one pixel at a time, each has a luminance or density level f (x, y) with respect to the (x, y) coordinates of the screen. FIG. 2A is a graph showing the number of pixels having a specific luminance or density in such image data in one drawing.
It is a histogram figure shown to (b). 2A is a diagram showing a density histogram when the contrast is low, and FIG. 2B is a diagram showing a density histogram when the contrast is high. In FIG. It is getting bigger. On the other hand, the vertical axis represents the number of pixels at each luminance or density value. That is, the histogram diagram shows the distribution of brightness or density on the screen. If the entire screen has uniform brightness or density, only one bar corresponding to the brightness or density is expressed in the histogram.

【0046】従って、図2(a)においては、全ての画
素の分布が輝度または濃度値の狭い範囲に集中している
ので、コントラスト値の低い濃淡の少ない被写体のもの
であることが分る。従って、壁や空のように濃淡の変化
の少ない被写体では、ノイズ成分を含めても更に狭い範
囲に集中する。
Accordingly, in FIG. 2A, since the distribution of all the pixels is concentrated in a narrow range of the luminance or the density value, it can be seen that the object is a low-contrast object with a low contrast value. Therefore, in a subject such as a wall or the sky, which has a small change in shading, it is concentrated in a narrower range even if it includes a noise component.

【0047】一方、同図(b)では、全ての画素の分布
が輝度または濃度値の広い範囲に広がっており、輝度差
つまり濃淡の大きなコントラストの高い被写体のもので
あることが分る。
On the other hand, in FIG. 5B, it can be seen that the distribution of all the pixels is spread over a wide range of luminance or density value, and that the object is a high-contrast subject having a large difference in luminance, that is, a large density.

【0048】ここで、図2(a)における濃度値の最大
値をflmax 、最小値をflmin 、図2(b)における
濃度値の最大値をfhmax 、最小値をfhmin とする
と、定性的に fh max −fh min >>fl max −fl min …(1) が成立する。一般的に濃淡の度合いを見る場合は、ヒス
トグラムから分散を計算し、濃度分布のばらつきを判断
するが、(1)式からでも十分に濃淡の度合いを判断す
ることができる。これを、映像信号の波形でみると図3
(a)、(b)、(c)のようになる。つまり、コント
ラストの低い被写体では同図(a)に示すように最大値
と最小値の開きの小さな映像信号しか得られず、コント
ラストの高い被写体では同図(b)に示すように最大値
と最小値の開きの大きな映像信号が得られる。各図は映
像信号の1ライン分に相当するものであるが1画面につ
いても同様のことが成立する。
Here, if the maximum value of the density value in FIG. 2A is fl max , the minimum value is fl min , the maximum value of the density value in FIG. 2B is fh max , and the minimum value is fh min , qualitatively fh max -fh min >> fl max -fl min ... (1) is satisfied. Generally, when looking at the degree of shading, the variance is calculated from the histogram to determine the variation in the density distribution. However, the degree of shading can be sufficiently determined from equation (1). This can be seen from the waveform of the video signal.
(A), (b) and (c). That is, for a subject having a low contrast, only a video signal having a small difference between the maximum value and the minimum value can be obtained as shown in FIG. 10A, and for a subject having a high contrast, the maximum value and the minimum value can be obtained as shown in FIG. A video signal having a large value difference can be obtained. Each drawing corresponds to one line of a video signal, but the same holds for one screen.

【0049】一方、図2(b)の映像信号を得ている被
写体をデフォーカス状態で撮像した場合、図3(c)に
示すような波形の映像信号となる。この場合、映像信号
の高周波成分はなくなるが、信号の最大値と最小値の差
はそれほど小さくならない。従って、1フィールド画面
内での輝度レベルの最大値と最小値の差を検出すること
によりコントラスト値の大小を判定することができる。
On the other hand, when an image of the subject obtaining the video signal shown in FIG. 2B is picked up in a defocused state, the video signal has a waveform as shown in FIG. 3C. In this case, the high frequency component of the video signal disappears, but the difference between the maximum value and the minimum value of the signal does not become so small. Therefore, the magnitude of the contrast value can be determined by detecting the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance level within one field screen.

【0050】以上のような理由から、カメラ部(1)に
対して被写体が合焦点位置にあっても非合焦点位置にあ
っても、減算回路(25)らはコントラスト値に対応す
る出力が得られ、(1)式におけるfhmax −fhmin
やflmax −flmin に相当する値を得ることができ
る。減算回路(25)の出力が入力されるコンパレータ
回路(26)は例えば図4(a)の論理表に示すような
動作を行う市販のIC(例えば商標名:TD3502P
がある)を組み合わせることにより構成することができ
る。図4(b)に示されたブロック図は前記ICを組み
合わせて16ビットコンパレータ回路を構成した場合を
示している。以上のような構成を有するコンパレータ回
路(26)の一方、つまり図4の構成のA側に減算回路
(25)の出力、すなわち演算で得られたコントラスト
値を入力し、他方、つまり図4の構成のB側に設定器
(27)に設定された閾値を入力することにより、閾値
を境にコントラストのある被写体かコントラストの無い
被写体かを判別することができる。そして、図4の構成
ではコントラストのある被写体の場合は、その出力Xに
“1”、出力Yに“0”が送出され、コントラストの無
い被写体の場合は、その出力Xに“0”、出力Yに
“1”が送出される。
For the reasons described above, the subtraction circuit (25) outputs an output corresponding to the contrast value regardless of whether the subject is at the in-focus position or the out-of-focus position with respect to the camera unit (1). Fh max −fh min in equation (1)
And a value corresponding to fl max- fl min can be obtained. The comparator circuit (26) to which the output of the subtraction circuit (25) is input is, for example, a commercially available IC (for example, trade name: TD3502P) that performs an operation as shown in the logic table of FIG.
Are combined). The block diagram shown in FIG. 4B shows a case where the IC is combined to form a 16-bit comparator circuit. The output of the subtraction circuit (25), that is, the contrast value obtained by the operation is input to one of the comparator circuits (26) having the above configuration, that is, the A side of the configuration of FIG. By inputting the threshold value set in the setting device (27) on the B side of the configuration, it is possible to determine whether the subject is a subject having a contrast or a subject having no contrast at the threshold. In the configuration shown in FIG. 4, "1" is output to the output X and "0" is output to the output Y in the case of a subject having contrast, and "0" is output to the output X in the case of a subject having no contrast. "1" is sent to Y.

【0051】ちなみに、設定値(27)からコンパレー
タ回路(26)に与える閾値レベルは固定でもよい。と
ころが、撮像回路(4)から得られる映像信号のレベル
は同一被写体であっても照度が変化すると大きく変動
し、通常はこの変動を抑制するためにカメラ部(1)に
オートアイリスと呼ばれる絞り制御機構を設けたり、撮
像回路(4)に自動利得制御回路を設けたりしている。
しかしながら、両者とも信号レベルを完全に一定レベル
に保つことができるわけではなく、また時定数が大きい
ため必ずしも照度変化に対応できているわけでもない。
このために設定器(27)からコンパレータ回路(2
6)に与える閾値は照度の変化に十分対応できるような
値が選択される方が好ましい。
Incidentally, the threshold level given from the set value (27) to the comparator circuit (26) may be fixed. However, the level of the video signal obtained from the imaging circuit (4) varies greatly when the illuminance changes, even for the same subject. Usually, in order to suppress this variation, the camera unit (1) includes an aperture control mechanism called an auto iris. Or an automatic gain control circuit is provided in the imaging circuit (4).
However, neither of them can completely maintain the signal level at a constant level, and cannot always cope with a change in illuminance due to a large time constant.
For this purpose, the setting circuit (27) sends the comparator circuit (2
It is preferable that the threshold value given in 6) be selected so as to sufficiently cope with a change in illuminance.

【0052】次に図5に、設定器(27)の設定閾値を
照度変化に応じて変化させるための構成を示す。図にお
いて、(38)はA/D変換器(22)の出力にゲート
開閉信号GC1を加算して特定のサンプリングエリアの
輝度レベルを累積加算する加算回路、(39)は加算回
路(38)による加算結果を予め設定された設定値と比
較するコンパレータ回路である。そして、設定器(2
7)はコンパレータ回路(39)の出力に基づいて通常
照度時の閾値として用いるべき大きな値の入力データA
または低照度時の閾値として用いるべき小さな値の入力
データBを選択してコンパレータ回路(26)に出力す
る。
Next, FIG. 5 shows a configuration for changing the set threshold value of the setting device (27) according to the change in illuminance. In the figure, (38) is an addition circuit for adding the gate opening / closing signal GC1 to the output of the A / D converter (22) to accumulatively add the luminance level of a specific sampling area, and (39) is an addition circuit (38). This is a comparator circuit that compares the addition result with a preset value. And setting device (2
7) is a large value input data A to be used as a threshold at the time of normal illuminance based on the output of the comparator circuit (39).
Alternatively, the input data B having a small value to be used as a threshold at the time of low illuminance is selected and output to the comparator circuit (26).

【0053】この構成において、低照度時にA/D変換
器(22)の入力レベルが下がると加算回路(38)の
出力も低下するが、この時コンパレータ回路(39)の
設定値をそれが低照度と判定できるレベルに決めてお
く。その結果、コンパレータ回路(39)の設定値より
加算回路(38)の出力が大きい場合は設定器(27)
に与えられるセレクト入力により入力データAをコンパ
レータ回路(26)に与えることになり、逆にコンパレ
ータ回路(39)の設定値より加算回路(38)の出力
が小さい場合には設定器(27)に与えられるセレクト
入力が反転して入力データBをコンパレータ回路(2
6)に与えることになる。その結果、被写体の照度変化
に応じてコンパレータ回路(26)には異なるコントラ
スト値の判定用の閾値が与えられることになり、コント
ラスト値判定の確実性を大きくすることができる。な
お、設定器(27)における設定値は2つに限らず照度
レベルに応じて更にたくさんの値から選択するようにし
てもよく判定の信頼性を高められる効果がある。
In this configuration, when the input level of the A / D converter (22) drops at low illuminance, the output of the adder circuit (38) also drops, but at this time, the setting value of the comparator circuit (39) becomes lower. Determine a level that can be determined as illuminance. As a result, when the output of the adding circuit (38) is larger than the set value of the comparator circuit (39), the setting unit (27)
The input data A is supplied to the comparator circuit (26) by the select input given to the comparator circuit (26). Conversely, when the output of the adder circuit (38) is smaller than the set value of the comparator circuit (39), the input to the setter (27) is made. The applied select input is inverted and the input data B is converted to a comparator circuit (2
6). As a result, different threshold values for determining the contrast value are given to the comparator circuit (26) in accordance with the change in the illuminance of the subject, and the reliability of the contrast value determination can be increased. The setting value in the setting device (27) is not limited to two, and may be selected from more values according to the illuminance level. This has the effect of increasing the reliability of the determination.

【0054】このように照度変化に対しては閾値を適応
的に変えることにより対応が可能である。しかし、上述
の構成のみではコントラストの有無の判別を誤る場合が
ある。例えば、白い壁(全くコントラストが無いとす
る)に上方あるいは側方から照明光が投射されている場
合、その光源と壁の角度により壁の表面上の照度(輝
度)は連続的に変化する。すなわち光源に近い方は輝度
が高く、遠い方は低くなる。これを濃度ヒストグラムに
表すと図6(a)のようになり、実際にはコントラスト
がない被写体を撮像した場合でも、濃度ヒストグラムは
コントラストのある被写体の場合と差がないほどその分
布は広くなる。上記のような場合、前述の構成だけで
は、「コントラスト有り」と判断され、従来の場合と同
様フォーカスモータ(3)が無駄に動き続けるのを防止
することはできない。このような誤りを回避するために
コントラスト差分検出回路(37)が設けられている。
As described above, it is possible to cope with a change in illuminance by adaptively changing the threshold value. However, with the above-described configuration alone, there is a case where the determination of the presence or absence of the contrast is erroneous. For example, when illumination light is projected onto a white wall (assuming no contrast) from above or from the side, the illuminance (luminance) on the surface of the wall changes continuously depending on the angle between the light source and the wall. That is, the brightness is higher near the light source, and lower near the light source. This is represented by a density histogram as shown in FIG. 6A. Even when a subject having no contrast is actually picked up, the distribution of the density histogram is so wide that there is no difference from the case of the subject having contrast. In such a case, it is determined that "there is a contrast" only with the above-described configuration, and it is impossible to prevent the focus motor (3) from continuing to move wastefully as in the conventional case. In order to avoid such an error, a contrast difference detection circuit (37) is provided.

【0055】さて、前述したようなコントラストの無い
被写体において照明の当り方により濃度値の分散が実際
より広くなるような状況におけるヒストグラムは、図6
(a)の合焦点においても、図6(b)の非合焦点にお
いても、その最大値と最小値の幅(コントラスト値)は
ほとんど変化しない。非合焦時は合焦時に比べて、画像
の平均濃度値付近の画素数が増加し、平均より離れた濃
度値の画素数が減少するだけで、図6(b)のように最
大値あるいは最小値が大きく変化することはない。 一
方、コントラストが有る被写体において、合焦点におけ
るヒストグラムは図7(a)に示すように幅広く分散す
る。しかし、フォーカスレンズの位置が変わり非合焦状
態になった場合は図7(b)に示すようにヒストグラム
の幅は狭くなる。
FIG. 6 shows a histogram in a situation where the variance of the density values becomes wider than it actually is due to the way of illumination in an object having no contrast as described above.
The width (contrast value) between the maximum value and the minimum value hardly changes at the in-focus point in FIG. 6A and at the out-of-focus point in FIG. 6B. When the image is out of focus, the number of pixels near the average density value of the image increases and the number of pixels whose density value is farther than the average decreases, as compared with the time of focusing. The minimum does not change significantly. On the other hand, in a subject having contrast, the histogram at the focal point is widely dispersed as shown in FIG. However, when the position of the focus lens changes and the image is out of focus, the width of the histogram becomes narrow as shown in FIG. 7B.

【0056】従って、レンズ駆動を行う前のコントラス
ト検出出力と、レンズ駆動した後の出力の差を演算し、
その値が一定値より大きいかあるいは小さいかを判別す
ることにより被写体のコントラストの有無を判別でき
る。
Accordingly, the difference between the contrast detection output before driving the lens and the output after driving the lens is calculated,
By determining whether the value is larger or smaller than a certain value, it is possible to determine the presence or absence of the contrast of the subject.

【0057】以上の動作を図1に基づいて説明する。コ
ントラスト検出回路(28)内の減算回路(25)の出
力(コントラスト値に対応)が一度コントラスト差分検
出回路(37)内のラッチ回路(29)で保持され、レ
ンズ駆動の後の減算回路(25)からの出力と保持され
た出力との差が減算回路(34)により演算する。減算
回路(34)の出力はコンパレータ回路(35)の一方
の入力端に接続され、他方の入力端には設定器(36)
で設定された閾値が与えられ両入力の値が比較される。
このコンパレータ(35)で閾値より大きい場合は
“1”、小さい場合は“0”を出力信号PCとして出力
する。信号PCはコントラスト値のレンズ駆動による変
化が大の場合“1”で、小の場合“0”と出力するよう
に、図4で示されたものと同様の構成をとる。この出力
信号PCと前述したコントラスト検出回路(26)の出
力信号QCの論理積をANDゲート(40)でとること
により、フォーカスモータ制御信号NCを作る。
The above operation will be described with reference to FIG. The output (corresponding to the contrast value) of the subtraction circuit (25) in the contrast detection circuit (28) is once held by the latch circuit (29) in the contrast difference detection circuit (37), and the subtraction circuit (25) after driving the lens. ) Is calculated by the subtraction circuit (34). An output of the subtraction circuit (34) is connected to one input terminal of the comparator circuit (35), and a setting device (36) is connected to the other input terminal.
Is given, and the values of both inputs are compared.
The comparator (35) outputs "1" as an output signal PC when it is larger than the threshold value and outputs "0" when it is smaller than the threshold value. The signal PC has the same configuration as that shown in FIG. 4 so that the signal PC outputs "1" when the change due to the lens drive is large and outputs "0" when the change is small. By taking the logical product of this output signal PC and the output signal QC of the above-mentioned contrast detection circuit (26) by an AND gate (40), a focus motor control signal NC is created.

【0058】このNCの論理とそれに対応する判断及び
制御内容を図8に示す。すなわち、出力信号QCが
“0”であればコントラスト無しと判断しフォーカスモ
ータの駆動を行わないようにする(同図a)。出力信号
QCが“1”であっても出力信号PCが“0”ならば、
やはりコントラスト無しと判断しフォーカスモータ駆動
を停止する(同図b)。出力信号QCとPCが共に
“1”の時だけコントラスト有りと判断し、レンズ駆動
により山登りを実行するようにしている(同図d)。な
お、出力信号QCが“0”で出力信号PCが“1”とい
う場合はあり得ないので図8のcの欄は空白なってい
る。
FIG. 8 shows the logic of the NC and the corresponding judgment and control contents. That is, if the output signal QC is "0", it is determined that there is no contrast, and the focus motor is not driven (a in the figure). If the output signal PC is "0" even if the output signal QC is "1",
Also, it is determined that there is no contrast, and the drive of the focus motor is stopped (FIG. 2B). Only when both the output signals QC and PC are "1", it is determined that there is a contrast, and the hill-climbing is performed by driving the lens (FIG. 4D). Since the case where the output signal QC is “0” and the output signal PC is “1” is impossible, the column “c” in FIG. 8 is blank.

【0059】以上のようにコントラスト検出回路(2
8)、コントラスト差分検出回路(37)の一連の動作
をフローチャートに示すと図9に示すごとくになる。
As described above, the contrast detection circuit (2
8), FIG. 9 is a flowchart showing a series of operations of the contrast difference detection circuit (37).

【0060】なお、上述の構成において、信号PCだけ
でコントラストの有無は正確に判別できるのであるが、
信号PCを得るにはフォーカスレンズを駆動しなければ
ならないので、信号QCを活用する意義がある。つま
り、信号ACを得るコントラスト検出回路(28)を併
用することにより、レンズ駆動なしでコントラストの無
い被写体を判別できるという利点がある。
In the above configuration, the presence or absence of contrast can be accurately determined only by the signal PC.
Since the focus lens must be driven to obtain the signal PC, it is meaningful to use the signal QC. That is, by using the contrast detection circuit (28) for obtaining the signal AC together, there is an advantage that a subject having no contrast can be determined without driving the lens.

【0061】実施例2 また、上記実施例においては、撮像回路(4)からの映
像信号を直接A/D変換器(22)に入力する構成を示
したが、フォーカシング用のサンプリングエリア内の輝
度信号を抽出しているゲート回路(7)の出力をA/D
変換器(22)に入力し、サンプリングエリア内のコン
トラスト値に基づくオートフォーカス動作の可否の判定
を行うようにしても良い。
Embodiment 2 In the above-described embodiment, the configuration in which the video signal from the image pickup circuit (4) is directly input to the A / D converter (22) has been described, but the brightness in the sampling area for focusing is shown. The output of the gate circuit (7) extracting the signal is A / D
The signal may be input to the converter (22) to determine whether or not the autofocus operation is possible based on the contrast value in the sampling area.

【0062】更に、上記実施例ではコントラスト検出回
路(28)あるいはコントラスト差分検出回路(37)
をディジタル的に動作する回路として示したが、アナロ
グ的な回路で構成しても同様の作用効果を得ることがで
きる。
Further, in the above embodiment, the contrast detection circuit (28) or the contrast difference detection circuit (37)
Has been described as a circuit that operates digitally, but the same operation and effect can be obtained by using an analog circuit.

【0063】加えて、上記実施例においてはコンパレー
タ回路(26)及び(35)の出力である信号QC、P
Cの論理積出力NCをフォーカスモータ制御回路(1
6)に与えることによりフォーカスモータ(3)の動き
を規制する構成を示したが、至近の物体を望遠側で撮っ
ていた場合に合焦させるために自動的にズームを広角側
に制御するオートマクロ機能やフルレンジオートフォー
カス機能を禁止するような構成としてもよい。要する
に、検知手段による検知結果でオートフォーカス動作を
禁止するような構成にすれば良い。
In addition, in the above embodiment, the signals QC and P, which are the outputs of the comparator circuits (26) and (35),
The logical product output NC of C is connected to the focus motor control circuit (1
Although the configuration in which the movement of the focus motor (3) is restricted by applying to (6) has been described, the automatic zoom control to the wide angle side is performed in order to focus when a close object is photographed on the telephoto side. The configuration may be such that the macro function and the full-range autofocus function are prohibited. In short, the configuration may be such that the autofocus operation is prohibited based on the detection result of the detection unit.

【0064】また、ANDゲート(40)の出力をフォ
ーカス制御系に与える代りに撮像者写に対するオートフ
ォーカス不能の警告信号として用い、撮像者にコントラ
ストのある被写体への変更を促すようにしてもよい。
Further, instead of giving the output of the AND gate (40) to the focus control system, the output may be used as a warning signal indicating that the auto-focus cannot be performed for the image of the photographer, thereby urging the photographer to change to a subject having contrast. .

【0065】更に、前述の説明で、コントラスト検出部
(28)の出力QCは合焦時には大きく、デフォーカス
時には小さくなることから、この信号QCを山登り動作
の補助的な(評価値作成部(30)に対して)情報とし
て使用することも考えられる。この場合の回路構成はフ
ォーカス評価値変化検出部(31)と同様に最大値メモ
リと比較器から構成され、出力は同様にフォーカスモー
タ制御回路(16)に入力される。このようにすること
で、フォーカス評価値作成部(30)だけの出力では合
焦しにくかった、低照度時や被写体の動きなどに対して
も、オートフォーカス動作が確実に行えるようになる。
Further, in the above description, since the output QC of the contrast detecting section (28) is large at the time of focusing and becomes small at the time of defocusing, the signal QC is used as an auxiliary (evaluation value creating section (30) It can also be used as information for ()). The circuit configuration in this case is composed of a maximum value memory and a comparator similarly to the focus evaluation value change detection section (31), and the output is similarly input to the focus motor control circuit (16). By doing so, the autofocus operation can be reliably performed even at low illuminance or subject movement, which is difficult to focus with the output of only the focus evaluation value creation unit (30).

【0066】[0066]

【発明の効果】この発明によれば、被写体のコントラス
トを映像信号の最大値と最小値の差からとその差の変動
量から検出し、これらを予め定められた閾値と比較する
ことによりコントラスト値がオートフォーカス動作に十
分か否かを判定し、レンズの無駄な動作を抑制して良好
な撮影画像が得られるという効果を奏するものである。
According to the present invention, the contrast of an object is detected from the difference between the maximum value and the minimum value of the video signal and the amount of change in the difference, and these are compared with a predetermined threshold value to thereby obtain the contrast value. Is determined whether or not it is sufficient for the autofocus operation, and there is an effect that a good captured image can be obtained by suppressing useless operation of the lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例を示すオートフォーカス装
置のブロック図。
FIG. 1 is a block diagram of an autofocus apparatus showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1のコントラスト検出回路の構成の動作原理
を説明するためのヒストグラム図。
FIG. 2 is a histogram diagram for explaining the operation principle of the configuration of the contrast detection circuit in FIG. 1;

【図3】被写体のコントラストと映像信号の関係を示す
波形図。
FIG. 3 is a waveform chart showing a relationship between a contrast of a subject and a video signal.

【図4】ディジタル式のコンパレータの構成を示す説明
図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a digital comparator.

【図5】コントラスト値判定用の設定閾値を照度変化に
応じて変化させるための構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration for changing a set threshold value for contrast value determination according to a change in illuminance.

【図6】コントラストの無い被写体に片側から照明があ
たった場合のヒストグラム図。
FIG. 6 is a histogram diagram when an object having no contrast is illuminated from one side;

【図7】コントラストの高い被写体におけるヒストグラ
ム図。
FIG. 7 is a histogram diagram of an object having high contrast.

【図8】コントラスト検出回路出力とコントラスト差分
検出回路出力の論理積とそれによる判断及び制御内容を
示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a logical product of the output of the contrast detection circuit and the output of the contrast difference detection circuit, and the judgment and control based on the logical product.

【図9】コントラスト検出回路とコントラスト差分検出
回路をソフトウェア化した場合のアルゴリズムを示すフ
ローチャートを示す図。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an algorithm when the contrast detection circuit and the contrast difference detection circuit are implemented as software.

【図10】従来のオートフォーカス装置を示すブロック
図。
FIG. 10 is a block diagram showing a conventional autofocus device.

【図11】フォーカス評価値とフォーカスレンズの位置
の関係を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship between a focus evaluation value and a position of a focus lens.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) カメラ部 (2) フォーカスリング (3) フォーカスモータ (4) 撮像回路 (5) 同期分離回路 (6) ゲート制御回路 (7) ゲート回路 (8) HPF (9) 検波回路 (10) 積分回路 (11) A/D変換器 (12) 最大値メモリ (13) 比較器 (14) メモリ (15) 比較器 (16) フォーカスモータ制御回路 (17) モータ位置メモリ (18) 比較器 (19) フォーカスリング位置検出センサ回路 (22) A/D変換器 (23) 最大値検出回路 (24) 最小値検出回路 (25) 減算回路 (26) コンパレータ回路 (27) 設定器 (28) コントラスト検出回路 (29) ラッチ回路 (30) フォーカス評価値作成部 (31) フォーカス評価値変化検出部 (32) 被写体変化検出部 (33) 合焦点位置検出部 (34) 減算回路 (35) コンパレータ回路 (36) 設定器 (37) コントラスト差分検出回路 (40) AND(論理積)ゲート回路 (1) Camera section (2) Focus ring (3) Focus motor (4) Imaging circuit (5) Synchronous separation circuit (6) Gate control circuit (7) Gate circuit (8) HPF (9) Detection circuit (10) Integration Circuit (11) A / D converter (12) Maximum value memory (13) Comparator (14) Memory (15) Comparator (16) Focus motor control circuit (17) Motor position memory (18) Comparator (19) Focus ring position detection sensor circuit (22) A / D converter (23) Maximum value detection circuit (24) Minimum value detection circuit (25) Subtraction circuit (26) Comparator circuit (27) Setting device (28) Contrast detection circuit ( 29) Latch circuit (30) Focus evaluation value creation unit (31) Focus evaluation value change detection unit (32) Subject change detection unit (33) Focus Point position detector (34) Subtraction circuit (35) Comparator circuit (36) Setting device (37) Contrast difference detection circuit (40) AND (logical product) gate circuit

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 撮像レンズを通じて撮像した被写体の映
像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から得られ
た映像信号の高周波成分に基づいてフォーカス評価値を
作成するフォーカス評価値作成手段と、前記撮像レンズ
の焦点位置をフォーカスリングの正逆転駆動により制御
するフォーカス制御手段と、前記フォーカス評価値作成
手段からのフォーカス評価値に基づき前記フォーカス制
御手段を駆動しながら山登りサーボ方式によりフォーカ
ス評価値が最大となる位置に撮像レンズを位置させるオ
ートフォーカス制御手段と、前記撮像手段から得られた
映像信号の輝度レベルの最大値と最小値の差を演算する
ことにより被写体のコントラストを検出するコントラス
ト検出手段と、前記コントラスト検出手段の前記撮像レ
ンズ移動による変化を検出するコントラスト差分検出手
段と、前記コントラスト検出手段出力と前記コントラス
ト差分検出手段出力からオートフォーカス動作が不能で
あることを示す信号を出力する検知手段を備えることを
特徴とするオートフォーカス装置。
An imaging unit that outputs a video signal of a subject imaged through an imaging lens; a focus evaluation value generation unit that generates a focus evaluation value based on a high-frequency component of a video signal obtained from the imaging unit; Focus control means for controlling the focus position of the imaging lens by forward / reverse rotation of a focus ring; and a focus evaluation value which is maximum by a hill-climbing servo system while driving the focus control means based on a focus evaluation value from the focus evaluation value creation means. Auto-focus control means for positioning an imaging lens at a position, and contrast detection means for detecting a contrast of a subject by calculating a difference between a maximum value and a minimum value of a luminance level of a video signal obtained from the imaging means. Changes in the contrast detection means due to movement of the imaging lens An auto-focusing device comprising: a contrast difference detecting means for detecting the difference; and a detecting means for outputting a signal indicating that an auto-focus operation is impossible from the output of the contrast detecting means and the output of the contrast difference detecting means.
【請求項2】 請求項1記載のオートフォーカス装置に
おいて、 前記オートフォーカス制御手段は、前記フォーカス評価
値作成手段からのフォーカス評価値及び前記コントラス
ト検出手段からの出力に基づき前記フォーカス制御手段
を駆動することにより合焦点に撮像レンズを位置させる
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
2. The auto-focusing device according to claim 1,
Oite, the autofocus control unit, the focus evaluation
Focus evaluation value from the value creation means and the contrast
The focus control means based on an output from the
The imaging lens at the focal point by driving
An autofocus device characterized by the above.
JP3030433A 1991-02-25 1991-02-25 Auto focus device Expired - Lifetime JP2756042B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3030433A JP2756042B2 (en) 1991-02-25 1991-02-25 Auto focus device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3030433A JP2756042B2 (en) 1991-02-25 1991-02-25 Auto focus device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0667081A JPH0667081A (en) 1994-03-11
JP2756042B2 true JP2756042B2 (en) 1998-05-25

Family

ID=12303814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3030433A Expired - Lifetime JP2756042B2 (en) 1991-02-25 1991-02-25 Auto focus device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2756042B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016170182A (en) * 2013-07-22 2016-09-23 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Observation apparatus for medical use

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750238B2 (en) * 1987-03-03 1995-05-31 三洋電機株式会社 Autofocus video camera
JP3251006B2 (en) * 1990-09-18 2002-01-28 ソニー株式会社 Auto focus device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0667081A (en) 1994-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR940011885B1 (en) Automatic focusing circuit for automatically matching focus in response to video signal
JP3679693B2 (en) Auto focus camera
JP2007086596A (en) Camera
JP4944393B2 (en) Imaging device
JP2003051980A (en) Automatic focus device, imaging device and camera system
JP4573032B2 (en) Auto focus system
JP3673528B2 (en) Still image / video camera
US5798793A (en) Automatic focusing device capable of detecting panning
JPH0447773A (en) Image pickup device
JP2756042B2 (en) Auto focus device
JP2004086160A (en) Optical apparatus
JPH07118785B2 (en) Contrast detection device and autofocus device using the same
JP3014745B2 (en) Auto focus device
JP4239954B2 (en) Camera device and focusing area control program
JP2006157604A (en) Camera apparatus and automatic photographing control program
JP2002287012A (en) Image pickup device with automatic focusing function
JP3513180B2 (en) Imaging device
JP2913530B2 (en) Automatic focus control device
JP2708924B2 (en) Auto focus video camera
JP2517435B2 (en) Autofocus device
JPH0614245A (en) Video camera
JP2006243609A (en) Autofocus device
JP2810403B2 (en) Automatic focusing device
JP2005227447A (en) Autofocus camera
JP2834784B2 (en) Auto focus camera