JP2763428B2 - Auto focus device - Google Patents

Auto focus device

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JP2763428B2
JP2763428B2 JP3271053A JP27105391A JP2763428B2 JP 2763428 B2 JP2763428 B2 JP 2763428B2 JP 3271053 A JP3271053 A JP 3271053A JP 27105391 A JP27105391 A JP 27105391A JP 2763428 B2 JP2763428 B2 JP 2763428B2
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focus
lens
master
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tracking
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雄敬 大川
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

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、カメラ一体型VTR
等に使用されるフォーカス調整装置の改良に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camera-integrated VTR.
The present invention relates to an improvement of a focus adjustment device used for the above-described method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ビデオムービ等に利用されるフォ
ーカス方式として、映像信号の高域成分を用いて画面の
コントラストを検出し、このコントラストが最大となる
ようにフォーカスレンズを駆動制御して合焦点を得る、
いわゆる山登りオートフォーカスが主流である。
2. Description of the Related Art In recent years, as a focus method used for video movies and the like, a contrast of a screen is detected by using a high frequency component of a video signal, and a focus lens is drive-controlled so that the contrast is maximized. Get focus,
So-called hill-climbing autofocus is the mainstream.

【0003】一方、フォーカス装置としては従来の前玉
フォーカスに替わってインナーフォーカス方式が主流に
なりつつある。このインナーフォーカス方式は、レンズ
群の中でリレー系レンズの一部であるマスタレンズを駆
動するもので、前玉方式における合焦至近距離が短く取
れない、径の大きな重いレンズを駆動するために大きな
モータを必要とする等の不利な点が解消され、更に至近
0m〜無限遠∞までフルレンジでの合焦が可能である特
徴を持つ。
On the other hand, as a focus device, an inner focus method is becoming mainstream in place of the conventional front lens focus. This inner focus method drives the master lens that is a part of the relay system lens in the lens group, and is used to drive a large-diameter heavy lens that cannot achieve a short focusing distance in the front lens method. Disadvantages such as the necessity of a large motor are eliminated, and furthermore, it is possible to perform focusing in the full range from 0 m to infinity 至.

【0004】しかし、反面ズーム時にピント(合焦)ず
れが生じるため、補正しなければならない。このピント
(合焦)ずれの補正量は、焦点距離、また被写体までの
距離によって大きく変化するもので、今だに完全な補正
をなされたものがないのが現状である。ここで述べたイ
ンナーフォーカス方式におけるズーム時にピント(合
焦)補正をすることをズームトラッキングと言う。この
ズームトラッキングを行う一例として、上述した山登り
法をそのまま利用する方法がある。以下、これについて
述べる。
[0004] On the other hand, however, a focus (focusing) shift occurs during zooming, so that it must be corrected. The amount of correction of the focus (focus) shift varies greatly depending on the focal length and the distance to the subject, and at present, there is no one that has been completely corrected. To the focus (focus) correction when the zoom in inner looks focused method described here refers to the zoom tracking. As an example of performing this zoom tracking, there is a method of directly using the above-described hill-climbing method. Hereinafter, this will be described.

【0005】図6にインナーフォーカス方式のレンズ群
と、その出力である映像信号を利用した、従来のコント
ラスト法の処理の構成を示す。図において、1はインナ
ーフォーカス方式のレンズ鏡筒を表しており、101は
固定集光用前玉レンズ、102はズーム、即ち変倍用の
バリエータ、103はバリエータ102の移動に伴う像
面の補正を行うコンペンセータ、104はリレー系レン
ズの一部であってフォーカス用に使用するマスタレンズ
である。これらのレンズは一般に複数枚のレンズ群とな
っているが、本件では便宜上1枚のレンズとして表現す
る。
FIG. 6 shows the structure of a conventional contrast method using an inner focus type lens group and its output video signal. In the figure, reference numeral 1 denotes an inner focus type lens barrel, 101 denotes a fixed focusing front lens, 102 denotes a variator for zooming, that is, a magnification change, and 103 denotes an image plane correction accompanying movement of the variator 102. Is a master lens used for focusing, which is a part of a relay system lens. These lenses are generally a plurality of lens groups, but in the present case, they are expressed as a single lens for convenience.

【0006】2はCCDで、レンズ鏡筒1への外部から
の入射光を電気信号に変換し、その電気信号はカメラ信
号処理回路3に送られ、映像信号A,輝度信号aがそれ
ぞれ取り出される。次に401はHPF(ハイパスフィ
ルター)で、輝度信号aのある周波数以上の信号が通過
し増幅器404で増幅され、LPF(ローパスフィルタ
ー)405にて不要な高域成分がカットされる。このL
PF405の出力は検波器406に送られ波形としてな
だらかになり、A/Dコンバータ407にてデジタル信
号に変換され、加算器408でデジタル的に加算され
る。このデジタル加算出力Yは焦点評価値(合焦の状態
を表す指標)となって制御回路5に送られる。ここでH
PF401〜加算器408により焦点検出回路4が構成
される。
[0006] Reference numeral 2 denotes a CCD, which converts incident light from the outside into the lens barrel 1 into an electric signal, and the electric signal is sent to a camera signal processing circuit 3 to extract a video signal A and a luminance signal a. . Next, reference numeral 401 denotes an HPF (high-pass filter), which passes a signal of a certain frequency or higher of the luminance signal a, is amplified by the amplifier 404, and an LPF (low-pass filter) 405 cuts unnecessary high-frequency components. This L
The output of the PF 405 is sent to the detector 406 and becomes smooth as a waveform, converted into a digital signal by the A / D converter 407, and digitally added by the adder 408. The digital addition output Y is sent to the control circuit 5 as a focus evaluation value (an index indicating a focused state). Where H
The focus detection circuit 4 is constituted by the PF 401 to the adder 408.

【0007】また、6はモータドライバで、制御回路5
からのズーム指令に基づきズームモータ7を駆動し、バ
リエータ102を移動させる。同様に、9はステッピン
グモータドライバで、制御回路5よりのフォーカス指令
に基づいて駆動され、フォーカス用のマスタレンズ10
4を移動させるステッピングモータ10を駆動する。ま
た、8はバリエータ102の位置、つまり焦点距離を検
出するポテンショメータで、レンズ位置と1対1に対応
した電位で読み取られる。11はマスタレンズ104の
可動範囲の端点を検知する検知スイッチで、マスタレン
ズ104が無限遠の被写体に合焦している点でONにな
るもので、この点を基準としてマスタレンズの移動量が
表される。
Reference numeral 6 denotes a motor driver, and a control circuit 5
The variator 102 is moved by driving the zoom motor 7 on the basis of the zoom command from. Similarly, reference numeral 9 denotes a stepping motor driver, which is driven based on a focus command from the control circuit 5, and which is a master lens 10 for focusing.
4 is driven to move the stepping motor 10. Reference numeral 8 denotes a potentiometer for detecting the position of the variator 102, that is, the focal length, which is read at a potential corresponding to the lens position on a one-to-one basis. 11 is a detection knowledge switch you detect the end point of the movable range of the master lens 104, made of the ON at the point where the master lens 104 is focused on an object at infinity, the movement of the master lens of this point as a reference The quantity is expressed.

【0008】次に動作について図6ないし図11を用い
て説明する。最初に基本となる山登り法について説明す
る。レンズ鏡筒1を通して、入射された被写体光は、C
CD2によって電気信号に変換され、カメラ信号処理回
路3を経て映像信号Aとなる。そのうちの輝度信号成分
(図7(a))は焦点検出回路4に導かれ、まずHPF
401において所定高域周波数成分のみが抽出される
(図7(b))。次に増幅器404で増幅された後、L
PF405で帯域制限され(図7(c))、検波器40
6で検波される。(図7(d))。更に、A/Dコンバ
ータ407にてデジタル値に変換され、加算器408で
図10の(チ)で示される1画面中の所定領域図10
(リ)の値が加算され、焦点評価値Yとして出力され
る。つまり焦点評価値Yは高域周波数成分の積分値であ
る。また、上記高域周波数成分は画面のコントラストと
対応しているので、コントラスト最大、即ちフォーカス
レンズとしてのマスタレンズ104が合焦点にある時最
大となり、合焦点からずれるに従って低下する。故に焦
点評価値Yはマスタレンズ104の移動に伴い、図8に
示すような山の形の特性を示す。制御回路5は焦点評価
値Yが常に最大となるようにステッピングモータ10を
コントロールして、マスタレンズ104を合焦点に駆動
する。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. First, the basic hill climbing method will be described. The subject light incident through the lens barrel 1 is C
The signal is converted into an electric signal by the CD 2 and becomes a video signal A via the camera signal processing circuit 3. The luminance signal component (FIG. 7 (a)) is guided to the focus detection circuit 4, and first, the HPF
At 401, only a predetermined high frequency component is extracted (FIG. 7B). Next, after being amplified by the amplifier 404, L
The band is limited by the PF 405 (FIG. 7C), and the detector 40
6 is detected. (FIG. 7 (d)). Further, the image data is converted into a digital value by the A / D converter 407, and a predetermined area in one screen shown in FIG.
The value of (i) is added and output as the focus evaluation value Y. That is, the focus evaluation value Y is an integrated value of the high frequency component. The upper Symbol high frequency components since correspond with the contrast of the screen, the maximum when the master lens 104 as maximum contrast, i.e. the focus lens is in focus decreases as shifted from the focal point. Therefore, the focus evaluation value Y exhibits a mountain-shaped characteristic as shown in FIG. 8 as the master lens 104 moves. The control circuit 5 controls the stepping motor 10 so that the focus evaluation value Y is always maximized, and drives the master lens 104 to a focal point.

【0009】なお、図8のy1 とy2 の違いは、HPF
401のカットオフ周波数の違いで決まり、この図8で
はy1 <y2 となるようにカットオフ周波数が選ばれて
いる。このようにして山登りオートフォーカス動作が達
成される。
Note that the difference between y 1 and y 2 in FIG.
401 determined by the difference in the cutoff frequency of the cutoff frequency such that y 1 <y 2 in FIG. 8 is selected. In this way, a hill-climbing autofocus operation is achieved.

【0010】次に,ズーム時の動作について説明する。
制御回路5よりモータドライバ6にズーム信号が送られ
ズームモータ7を駆動する。このズームモータの駆動に
従いバリエータ102は光軸上を移動し、変倍作用を行
う。この時、バリエータ102の移動に伴い焦点の移動
が発生するが、カム等を介して機構的に連結されたコン
ペンセータ103が同時に光軸上を移動し、焦点移動を
補正するように移動する。
Next, the operation at the time of zooming will be described.
The zoom signal is sent from the control circuit 5 to the motor driver 6 to drive the zoom motor 7. The variator 102 moves on the optical axis in accordance with the driving of the zoom motor, and performs a zooming operation. At this time, the focal point moves as the variator 102 moves, but the compensator 103 mechanically connected via a cam or the like simultaneously moves on the optical axis and moves so as to correct the focal point movement.

【0011】しかし、このコンペンセータ103のみの
補正ではすべての補正が出来ず、結果として、図9に示
すように被写体までの距離毎にバリエータ102の移動
に応じて、つまり焦点距離に応じてマスタレンズ104
を移動させなければ合焦に至らない。従ってズーム中に
合焦させるためには、図9に示すいわゆるトラッキング
曲線に沿ってマスタレンズ104を移動すれば良い。
However, the correction using only the compensator 103 cannot perform all the corrections. As a result, as shown in FIG. 9, the master lens according to the movement of the variator 102 for each distance to the subject, that is, according to the focal length. 104
If you do not move it, you will not be in focus. Therefore, in order to focus during zooming, the master lens 104 may be moved along a so-called tracking curve shown in FIG.

【0012】これを行う方法の一例として、少々ズーム
時間を長めにとり、上述した山登り法が利用される。つ
まり、今、被写体までの距離が1mの場合を例にとる。
図11に示す被写体までの距離1mの理論トラッキング
曲線クを仮想し、実際には曲線カで示すように山登り法
を利用してトラッキングをとっていく、即ち、広角側よ
り望遠側に移動することを考えると、ズームスタート時
には被写体までの距離は解らない。従って上述の山登り
法を利用すると、合焦状態を判定する焦点評価値が大き
くなる所を追いかけて行くことになるので、結果的に被
写体までの距離が解らずとも、あたかも指標となるトラ
ッキング曲線が存在するかのようにトラッキング曲線を
仮想してトラッキングを取っていき、ズーム時の合焦状
態を維持することになる。
As an example of a method for doing this, the above-described hill-climbing method is used with a slightly longer zoom time. That is, the case where the distance to the subject is 1 m is taken as an example.
Assuming a theoretical tracking curve of 1 m to the subject shown in FIG. 11 and actually taking the tracking using the hill-climbing method as shown by the curve f, that is, moving from the wide-angle side to the telephoto side. Given the above, at the start of zooming, the distance to the subject is not known. Therefore, if the above-mentioned hill-climbing method is used, the focus evaluation value for judging the in-focus state will follow up where the focus evaluation value becomes large. A tracking curve is assumed as if it were present, and tracking is performed to maintain a focused state at the time of zooming.

【0013】このように後玉またはインナーフォーカス
方式といわれるレンズの焦点調節方法については上記従
来例を含め多数の発明が出願されている。しかしなが
ら、これらの先行発明に共通して言えることは、広角端
から望遠側にズームを行った場合、一体どのようにした
ら合焦状態を保ちながらズームが出来るのかという点が
明らかにされていない。
A number of inventions, including the above-mentioned prior art, have been filed for the method of adjusting the focus of a lens called the rear lens or inner focus method. However, what can be said in common with these prior arts is that, when zooming from the wide-angle end to the telephoto side, it is not clear how zooming can be performed while maintaining the in-focus state.

【0014】つまり、ズームの途中から再度ズームを行
う場合や望遠側から広角側にズームをする場合だけを対
象として作用の説明がなされている。これは簡単に被写
体距離が把握出来、トラッキングは極めて容易である。
このことをもう少し端的に言えば、例えば図9に示すト
ラッキング曲線の広角端付近はかなりトラッキング曲線
が接近している(例えば被写体距離1mのトラッキング
曲線と、2mのトラッキング曲線は極めて近接してい
る)ため、フォーカス用のマスタレンズの微小移動で容
易に隣の曲線に移ってしまうこと、および加えて被写界
深度が深い為に、まずは被写体距離に対応したトラッキ
ング曲線を選ぶことは不可能である。このような状態か
ら望遠側へズームを行った時、いかに最適なトラッキン
グを行うか、または、いかに被写体までの距離を把握す
るのかが先行発明では明らかにされていないのが現状で
ある。
That is, the operation is described only when zooming is performed again in the middle of zooming or when zooming from the telephoto side to the wide-angle side. In this method, the subject distance can be easily grasped, and tracking is extremely easy.
To put it a little more simply, for example, the tracking curve near the wide-angle end of the tracking curve shown in FIG. 9 is quite close (for example, the tracking curve at a subject distance of 1 m and the tracking curve at 2 m are extremely close). Therefore, it is impossible to first select a tracking curve corresponding to the subject distance because the focus master lens easily moves to the next curve due to a minute movement, and furthermore, the depth of field is deep. . At present, it has not been clarified in the prior invention how to perform optimal tracking or how to grasp the distance to the subject when zooming to the telephoto side from such a state.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来のフォーカス調整
装置は以上のように構成されているので、ズーム時の画
角の変動により被写体内容が変わった場合の合焦評価値
が常時合焦状況を反映しているとはいいがたかった。従
って、誤って合焦していると判断する時もあり、精度
く補正することは難しいといった問題点があった。
Since the conventional focus adjusting device is configured as described above, the focus evaluation value when the subject content changes due to a change in the angle of view at the time of zooming always shows the focus state. It was nice that it was reflected. Therefore, there is a problem that it is sometimes determined that focusing is erroneously performed, and it is difficult to perform correction with high accuracy .

【0016】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、広角側から望遠側へズームを行
う場合に合焦誤りの少ない極めて精度の良いズームトラ
ッキングをとることが出来るフォーカス調整装置を得る
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a focus capable of achieving extremely accurate zoom tracking with little focusing error when zooming from the wide-angle side to the telephoto side. The aim is to obtain an adjusting device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明に係るフォーカ
ス装置は、ズームレンズ及びフォーカス用のマスタレン
ズを有するインナーフォーカス方式のレンズ装置と、上
記レンズ装置に入射する被写体光を映像信号に変換する
変換手段と、上記映像信号の輝度信号成分を画面の所定
領域について積算し、焦点評価値を発生する焦点検出手
段と、上記焦点評価値を所定の基準値と比較する比較装
置と、この比較装置の比較結果にもとづいて上記マスタ
レンズを移動させる手段と、被写体までの距離に対応す
る複数のトラッキング曲線を記憶する記憶手段とを備
え、上記ズームレンズの駆動時に、焦点深度の深い範囲
では、所定の焦点距離に至るまで上記マスタレンズをウ
ォブリング動作させ、その繰り出し、戻り毎に上記焦点
評価値による合焦点検出を行いながら駆動し、上記所定
の焦点距離において上記マスタレンズと至近関係にある
トラッキング曲線を上記記憶手段から選別すると共に、
選別されたトラッキング曲線に対応して上記マスタレン
ズを駆動するようにしたものである。
A focus according to the present invention
Scan equipment is, Masutaren for the zoom lens and focus
Inner focus type lens device having
Converts subject light incident on the lens device into a video signal
Converting means for converting a luminance signal component of the video signal into a predetermined
Focus detection method that integrates the area and generates a focus evaluation value
And a comparator for comparing the focus evaluation value with a predetermined reference value.
And the master based on the comparison result of this comparison device.
Depending on the means to move the lens and the distance to the subject
Storage means for storing a plurality of tracking curves.
When driving the above zoom lens,
Now, move the master lens up to the specified focal length.
Wobbling operation and the focus
Drive while detecting the focal point based on the evaluation value
Closely related to the master lens at the focal length of
While sorting the tracking curve from the storage means,
The master lens above corresponds to the selected tracking curve.
Drive .

【0018】[0018]

【作用】この発明においては、焦点深度の深い範囲で
は、所定の焦点距離に至るまで上記マスタレンズをウォ
ブリング動作させ、その繰り出し、戻り毎に上記焦点評
価値による合焦点検出を行いながら駆動し、上記所定の
焦点距離において上記マスタレンズと至近関係にあるト
ラッキング曲線を上記記憶手段から選別すると共に、選
別されたトラッキング曲線に対応して上記マスタレンズ
を駆動するようにしているため、特別な手段を用いなく
ともあらかじめ用意された最適なトラッキング曲線が選
べるので、ズーム時の合焦精度が向上する。
According to the present invention, in a deep range of the depth of focus,
The master lens up to the specified focal length.
Bring operation is performed, and the focus
Drive while performing focus detection by value,
The focal length is close to the master lens.
The racking curve is selected from the storage means, and
The above master lens corresponding to the separated tracking curve
Is driven, so that an optimal tracking curve prepared in advance can be selected without using any special means, so that the focusing accuracy at the time of zooming is improved.

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明を図に基づいて説明する。図
1はこの発明の一実施例によるフォーカス調整装置を示
し、図において、14は焦点検出回路4から得られた焦
点評価値の比較を行う比較回路であり、また、記憶手段
としてのデータメモリであるROM(リードオンリーメ
モリ)51が制御回路5に接続されている。
Embodiment 1 FIG. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a focus adjustment apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 14 denotes a comparison circuit for comparing focus evaluation values obtained from a focus detection circuit 4, and a data memory as storage means. A certain ROM (read only memory) 51 is connected to the control circuit 5.

【0020】次に動作の説明を図1ないし図5を用いて
行う。今、図2のトラッキング曲線に沿って広角側から
望遠側にズームトラッキングを行うものとする。この時
被写体までの距離を仮に2mとすれば、2mのトラッキ
ング曲線Zに沿ってマスタレンズ104を移動すれば良
い。しかし、実際には焦点距離f0〜fn1の範囲では焦
点深度が深く被写体までの距離の判定が出来ないので、
あらかじめ距離毎にトラッキング曲線が用意されていて
も、どの曲線を使用したら良いか解らない。そこで、こ
の焦点深度の深い焦点距離f0 〜fn1の範囲では、画角
も被写体内容もあまり変わらないのでこの部分ではウォ
ブリングによる評価値判断でトラッキングを行う。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. Now, it is assumed that zoom tracking is performed from the wide-angle side to the telephoto side along the tracking curve of FIG. At this time, assuming that the distance to the subject is 2 m, the master lens 104 may be moved along the tracking curve Z of 2 m. However, actually, in the range of the focal length f 0 to f n1 , the depth of focus is so deep that it is impossible to determine the distance to the subject.
Even if a tracking curve is prepared for each distance in advance, it is not known which curve to use. Therefore, in the range of the focal length f 0 to f n1 where the depth of focus is deep, the angle of view and the content of the subject do not change so much, and tracking is performed in this part by the evaluation value judgment by wobbling.

【0021】即ち図4に示すウォブリング動作によりマ
スタレンズ104を移動させ、本来の合焦点の前後で得
られる焦点評価値Yの大小判定の結果によりマスタレン
ズ104は移動方向を修正しながら移動する。そして焦
点距離がf0 から始まりfn1になった時点で、その点に
おけるマスタレンズ104の位置よりもっとも近傍で出
発しているトラッキング曲線をROM51より選び出
し、以後はこの選ばれたトラッキング曲線に沿ってマス
タレンズ104を移動させる。この様子を図3に示す。
That is, the master lens 104 is moved by the wobbling operation shown in FIG. 4, and the master lens 104 moves while correcting the moving direction according to the result of the magnitude judgment of the focus evaluation value Y obtained before and after the original focal point. When the focal length starts from f 0 and reaches f n1 , a tracking curve starting from the position closest to the master lens 104 at that point is selected from the ROM 51, and thereafter, along the selected tracking curve. The master lens 104 is moved. This is shown in FIG.

【0022】ここでウォブリングの動作について図4で
説明する。Lは基準理想線を示しており、これは図2で
示すトラッキング曲線の望遠側でマスタレンズ104の
繰り出し量の最小(無限大。10m以上)と最大(1
m)の中間である被写体距離3mを想定している。h、
i、j、kはそれぞれ1フィールド期間の動作を示して
おりすべての動作が1フィールド基準で行われ4フィー
ルドでウォブリングの1周期を構成する。
Here, the wobbling operation will be described with reference to FIG. L indicates a reference ideal line, which is the minimum (infinity; 10 m or more) and maximum (1 m) of the extension amount of the master lens 104 on the telephoto side of the tracking curve shown in FIG.
It is assumed that the subject distance is 3 m, which is in the middle of m). h,
i, j, and k each indicate an operation during one field period, and all operations are performed on a one-field basis, and one wobbling period is constituted by four fields.

【0023】ここでhとjのフィールドはマスタレンズ
104の移動の期間でhのフィールドは基準理想線Lに
対し、前側、つまりマスタレンズ104を繰り出す方
向、反対にjのフィールドは後側、つまりマスタレンズ
104を戻す方向へ移動させる。i、kのフィールドは
測定期間で該当するフィールドの焦点評価値Yを図1の
焦点検出回路4から得る。つまり図4の基準理想線Lが
合焦点だとすればi、kのフィールドの焦点評価値Yを
比較することにより前ピン(合焦)、後ピン(合焦)が
解り、同時に焦点はずれ量も判定出来る。
Here, the h and j fields are during the movement of the master lens 104, and the h field is in front of the reference ideal line L, that is, in the direction in which the master lens 104 is extended. The master lens 104 is moved in the returning direction. In the fields i and k, the focus evaluation value Y of the corresponding field in the measurement period is obtained from the focus detection circuit 4 in FIG. That is, assuming that the reference ideal line L in FIG. 4 is the focal point, the front focus (focus) and the rear focus (focus) can be determined by comparing the focus evaluation values Y of the i and k fields, and at the same time, the defocus amount Can also be determined.

【0024】今、図1の制御回路5よりモータドライバ
6にズーム信号が送られモータドライバ6がズームモー
タ7を駆動し、バリエータ102を移動して望遠側に変
倍動作を開始すると制御回路5は図4のh、i、j、k
に示すように1フィールド毎にフォーカス指令によりス
テッピングモータドライバ9を介してステッピングモー
タ10を駆動する。これによりマスタレンズ104の移
動→焦点検出回路4からの出力の焦点評価値Yの測定を
繰り返す。この時、測定のフィールドではマスタレンズ
104は停止している。そして1フィールドおきに得ら
れた焦点評価値Yは比較回路14で大小判定される。
Now, when a zoom signal is sent from the control circuit 5 of FIG. 1 to the motor driver 6, the motor driver 6 drives the zoom motor 7, moves the variator 102, and starts a variable power operation to the telephoto side. Are h, i, j, k in FIG.
As shown in (1), a stepping motor 10 is driven via a stepping motor driver 9 by a focus command for each field. Thereby, the movement of the master lens 104 and the measurement of the focus evaluation value Y of the output from the focus detection circuit 4 are repeated. At this time, the master lens 104 is stopped in the measurement field. Then, the focus evaluation value Y obtained every other field is determined by the comparison circuit 14 to be larger or smaller.

【0025】ここでi、kの各フィールドで得られた焦
点評価値YをそれぞれI,Kとすると、上記判定結果の
焦点評価値Yが、(1) I〜Kならばほぼ現在のマスタレ
ンズ104の位置が合焦点、(2) I>Kならば合焦点は
更にマスタレンズ104を繰り出した所、(3) I<Kな
らば合焦点は現在位置より更にマスタレンズ104を
した所となり、この条件に従って動作する。
Here, assuming that the focus evaluation values Y obtained in the respective fields i and k are I and K, respectively, if the focus evaluation value Y of the above determination result is (1) I to K, the current master lens is almost present. If the position of 104 is the focal point, (2) if I> K, the focal point has further extended the master lens 104. If (3) I <K, the focal point returns the master lens 104 further than the current position.
It operates according to this condition.

【0026】これは図5の焦点評価値で示すことが出
来、本来の合焦点(山の頂上)から見た焦点ずれ量が
i″,k″で表される。なお、図5は上記(2) の場合を
表している。この図5から解るようにi,kのフィール
ドでの焦点評価値Yは均等がとれるのが良く、つまり
i″=k″でI=Kの条件、従って結果として上記(2)
のI>ならば、図5でいえばi″<k″の場合で、図
4において次なるフィールドのh′の期間でマスタレン
ズ104の移動量例えばステッピングモータのステッ
プ幅で数ステップ等)を増加させ更に繰り出しかつ、
J′のフィールドで戻り量を減らせば合焦点への補正が
出来ることになる。この様子を図4のmで示す。またこ
れにより修正された基準理論線をL’として示す。
This can be represented by the focus evaluation value in FIG. 5, and the defocus amount as viewed from the original focal point (the top of the mountain) is represented by i ″, k ″. FIG. 5 shows the case (2). As can be seen from FIG. 5, it is preferable that the focus evaluation values Y in the i and k fields be equal, that is, the condition of I = K and i = K, and as a result, the above (2)
If I> K , i ″ <k ″ in FIG. 5, the moving amount of the master lens 104 ( for example, several steps with the step width of the stepping motor, etc.) during the period h ′ of the next field in FIG. ) Is increased and further extended, and
If the amount of return is reduced in the field of J ', correction to the focal point can be performed. This situation is indicated by m in FIG. Further, the reference theoretical line thus corrected is indicated as L '.

【0027】なお、図4のフォーカスレンズ位置はステ
ッピングモータ10のステップ数で表されており、1、
2、3、…は1ステップ目、2ステップ目、3ステップ
目の意味である。
The position of the focus lens in FIG. 4 is represented by the number of steps of the stepping motor 10, and
.. Mean the first, second, third steps.

【0028】以上の様子をマスタレンズ104の移動軌
跡として図3に示す。このようにすると被写体の距離に
関係なく、また倍率の変化による焦点評価値の変化にも
影響されにくい焦点補正動作が得られるから好都合であ
る。
The above state is shown in FIG. 3 as the movement locus of the master lens 104. This is advantageous because a focus correction operation can be obtained that is not affected by the subject distance and is not easily affected by a change in focus evaluation value due to a change in magnification.

【0029】ここでROM51にあらかじめ用意記憶さ
れているトラッキング曲線のデータ形式はマスタレンズ
104の駆動用ステッピングモータ10の移動量で表さ
れる。つまり、マスタレンズ104の単位移動量をステ
ッピングモータ10の1ステップで表す。よって、ステ
ッピングモータ10で駆動されたステッピング数がマス
タレンズ104の絶対位置となる。ROM51では、以
上のデータ形式を取りながら、被写体の距離毎にトラッ
キング曲線を持ち、且つ各々のトラッキング曲線に対し
所定の距離毎に、つまり図2にfn1,fn2、…で示され
るごとく、マスタレンズ104の移動量をステッピング
モータ10のステップ数で記憶しておく。
The data format of the tracking curve prepared in advance stored here in ROM51 is represented by moving amount of the driving stepping motor 10 of the master lens 104. That is, the unit movement amount of the master lens 104 is represented by one step of the stepping motor 10. Therefore, the stepping number driven by the stepping motor 10 becomes the absolute position of the master lens 104. In the ROM 51, while taking the above data format, a tracking curve is provided for each distance to the subject, and each tracking curve is provided for each predetermined distance, that is, as shown by f n1 , f n2 ,... In FIG. The moving amount of the master lens 104 is stored as the number of steps of the stepping motor 10.

【0030】図3において、マスタレンズ104の絶対
位置はステッピングモータ10のステップ数で表され、
焦点距離はポテンションメータ8の電位より1:1に対
応し読み取られ表される。
In FIG. 3, the absolute position of the master lens 104 is represented by the number of steps of the stepping motor 10,
The focal length is read and represented corresponding to 1: 1 from the potential of the potentiometer 8.

【0031】また、図3において、破線xで示す線は、
広角側の焦点距離f0 mmでステップモータ10の絶対位
置が「2」の所から望遠側にズームを行った時、ウォブ
リングにて合焦点を検出しながら焦点距離fn1のところ
まで行き、その点で被写体距離2mのトラッキング曲線
に移り替わることを示している。
In FIG. 3, a line indicated by a broken line x is
When the absolute position of the step motor 10 by the focal length f 0 mm at the wide-angle side went a zoom to the telephoto side from the place of "2", to go as far as the focal length f n1 while detecting the focal point in the wobbling, the This indicates that the point changes to a tracking curve with a subject distance of 2 m.

【0032】ところで、図4のh,jの期間のマスタレ
ンズ104の移動量はウォブリング動作が目に関知され
ない焦点深度内で行われることは言うまでもない。つま
り、アイリス(絞り。図示しない)の情報により移動量
が規制される。また、ズームエリヤ全域をウォブリング
動作することは図2で示す望遠側でのトラッキング曲線
の傾き(単位時間当りマスタレンズ104の繰り出し
量)が急であるところに上記焦点深度の問題をも含み非
常に制御が難しい欠点を持っていた。
Incidentally, it goes without saying that the amount of movement of the master lens 104 during the periods h and j in FIG. That is, the amount of movement is regulated by the information of the iris (aperture; not shown). In addition, the wobbling operation of the entire zoom area is extremely controlled in consideration of the steepness of the tracking curve on the telephoto side shown in FIG. Had difficult drawbacks.

【0033】なお、上記実施例ではフォーカス用のマス
タレンズにステッピングモータを使用したが、DCモー
タでも同じ効果が得られる。また、相対比による合焦点
検出からあらかじめ用意されたトラッキング曲線に移り
替わる箇所はシステムに合わせて任意に選べば良い。更
に、あらかじめ用意するトラッキング曲線は、精度に合
わせて自由な本数を持てば良い。さらには、焦点評価値
Yを得る為の高域成分抽出用のHPFは複数用意したほ
うが精度が上がる。この場合状況に応じてHPFのカッ
トオフ周波数を変えるとか、一度(1フィールドで)複
数のフィルター出力を得るようにすると一層良い。
In the above embodiment, the stepping motor is used for the master lens for focusing. However, the same effect can be obtained with a DC motor. Further, the point where the focus point is detected by the relative ratio and transitions to the tracking curve prepared in advance may be arbitrarily selected according to the system. Further, the number of tracking curves prepared in advance may be any number according to the accuracy. Further, the accuracy is improved by preparing a plurality of HPFs for extracting the high frequency components for obtaining the focus evaluation value Y. In this case, it is better to change the cutoff frequency of the HPF according to the situation, or to obtain a plurality of filter outputs once (for one field).

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、この発明に係るフォーカ
ス調整装置によれば、被写体までの距離が非常に判別し
にくい所ではウォブリングによる合焦点検出によりトラ
ッキングを行い、その後は被写体距離に応じたトラッキ
ング曲線を利用するように構成したので、ズーム全域に
わたってどの点からズームが行われても、合焦精度の良
いズームトラッキングが可能になる。
As described above, according to the focus adjusting apparatus according to the present invention, in a place where the distance to the subject is very difficult to determine, tracking is performed by detecting the focal point by wobbling, and thereafter, the tracking is performed according to the subject distance. Since the configuration is such that the tracking curve is used, zoom tracking with good focusing accuracy is possible regardless of zooming from any point over the entire zoom range.

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

【図1】この発明の一実施例によるフォーカス調整装置
の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a focus adjustment device according to an embodiment of the present invention.

【図2】ズームトラッキング曲線を詳細に説明する図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a zoom tracking curve in detail.

【図3】この発明のズームトラッキングの動作を説明す
る図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of zoom tracking according to the present invention.

【図4】ウォブリングの動作を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an operation of wobbling.

【図5】ウォブリングによる合焦状態を説明する図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a focused state by wobbling.

【図6】従来例の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional example.

【図7】焦点検出回路の動作を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the focus detection circuit.

【図8】HPFの違いによる合焦状態を表す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a focused state due to a difference in HPF.

【図9】インナーフォーカス方式によるズーム時のトラ
ッキング曲線を表す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a tracking curve at the time of zooming by the inner focus method.

【図10】評価値のゾーンを表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating zones of evaluation values.

【図11】山登り法によるズームトラッキングの様子を
示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a state of zoom tracking by a hill-climbing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インナーフォーカス方式のレンズ鏡筒 2 CCD 3 カメラ信号処理回路 4 焦点検出回路 5 制御回路 6 モータドライバ 7 ズームモータ 8 ポテンショメータ 9 ステッピングモータドライバ 10 ステッピングモータ 11 検知スイッチ 14 比較回路 51 ROM 101 固定集光用前玉レンズ 102 変倍用のバリエータ 103 コンペンセータ 104 マスタレンズ 401 HPF 402 HPF 403 スイッチ 404 増幅器 405 LPF 406 検波器 407 A/Dコンバータ 408 加算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner focus lens barrel 2 CCD 3 Camera signal processing circuit 4 Focus detection circuit 5 Control circuit 6 Motor driver 7 Zoom motor 8 Potentiometer 9 Stepping motor driver 10 Stepping motor 11 Detection switch 14 Comparison circuit 51 ROM 101 Fixed light condensing Front lens 102 Variable power variator 103 Compensator 104 Master lens 401 HPF 402 HPF 403 Switch 404 Amplifier 405 LPF 406 Detector 407 A / D converter 408 Adder

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ズームレンズ及びフォーカス用のマスタ
レンズを有するインナーフォーカス方式のレンズ装置
と、上記レンズ装置に入射する被写体光を映像信号に変
換する変換手段と、上記映像信号の輝度信号成分を画面
の所定領域について積算し、焦点評価値を発生する焦点
検出手段と、上記焦点評価値を所定の基準値と比較する
比較装置と、この比較装置の比較結果にもとづいて上記
マスタレンズを移動させる手段と、被写体までの距離に
対応する複数のトラッキング曲線を記憶する記憶手段と
を備え、上記ズームレンズの駆動時に、焦点深度の深い
範囲では、所定の焦点距離に至るまで上記マスタレンズ
をウォブリング動作させ、その繰り出し、戻り毎に上記
焦点評価値による合焦点検出を行いながら駆動し、上記
所定の焦点距離において上記マスタレンズと至近関係に
あるトラッキング曲線を上記記憶手段から選別すると共
に、選別されたトラッキング曲線に対応して上記マスタ
レンズを駆動するようにしたことを特徴とするオートフ
ォーカス装置。
1. A zoom lens and a master for focusing
Inner focus type lens device having a lens
And converts the subject light incident on the lens device into a video signal.
Converting means for converting the luminance signal component of the video signal
Focus that accumulates for a predetermined area of and generates a focus evaluation value
Detecting means for comparing the focus evaluation value with a predetermined reference value
Based on the comparison result of the comparison device and the comparison device,
The means to move the master lens and the distance to the subject
Storage means for storing a plurality of corresponding tracking curves;
When driving the zoom lens, the depth of focus is
In the range, the master lens up to the predetermined focal length
Wobbling operation, and when it is extended and returned,
Drive while performing focus detection based on the focus evaluation value.
Close relationship with the master lens at a given focal length
When a certain tracking curve is selected from the storage means,
The above master corresponding to the selected tracking curve
An autofocus device characterized by driving a lens .
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