JP2837170B2 - Auto focus device - Google Patents

Auto focus device

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JP2837170B2
JP2837170B2 JP1054698A JP5469889A JP2837170B2 JP 2837170 B2 JP2837170 B2 JP 2837170B2 JP 1054698 A JP1054698 A JP 1054698A JP 5469889 A JP5469889 A JP 5469889A JP 2837170 B2 JP2837170 B2 JP 2837170B2
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focus
evaluation value
focus evaluation
absolute value
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真 三宅
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はオートフォーカス装置に関し、特に、ビデオ
カメラ等におけるオートフォーカス装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autofocus device, and more particularly, to an autofocus device in a video camera or the like.

[従来の技術] 従来よりビデオカメラ等の撮像装置は、被写体に自動
的に焦点を合わせるためのオートフォーカス装置を含
む。一般に、このようなオートフォーカス装置は以下の
ような山登り制御と呼ばれる手法で焦点合わせを行な
う。
2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging device such as a video camera includes an autofocus device for automatically focusing on a subject. Generally, such an autofocus apparatus performs focusing by a method called hill-climbing control as described below.

まず、撮像素子から得られた輝度信号から所定の高周
波数帯域の信号が取出され、その振幅が検波されて、デ
ィジタル信号に変換される。このようにして得られたデ
ィジタル信号は1フィールド分あるいは1フレーム分と
いうような一定期間分すべて積算処理される。この結果
得られた値がフォーカス評価値と呼ばれる。すなわち、
1フィールドごとや1フレームごとにフォーカス評価値
が求められる。
First, a signal in a predetermined high frequency band is extracted from a luminance signal obtained from an image sensor, and its amplitude is detected and converted into a digital signal. The digital signals thus obtained are all integrated for a certain period, such as one field or one frame. The value obtained as a result is called a focus evaluation value. That is,
A focus evaluation value is obtained for each field or each frame.

第4図はフォーカスレンズの位置とフォーカス評価値
との関係を示す図である。図において、横軸はフォーカ
スレンズの位置、縦軸はフォーカス評価値を示す。図中
Pは焦点がぴったりと合うレンズ位置を示す。図からわ
かるように、フォーカス評価値はレンズ位置Pにおいて
最大値を示し、その前後では単調増加または、単調減少
する。そこで、フォーカスレンズを図における正方向に
移動させながら1フィールドごとにフォーカス評価値を
求め、これを前フィールドのフォーカス評価値と比較す
る。その結果、現フィールドのフォーカス評価値の方が
大きければフォーカスレンズをさらにそれまでと同じ方
向に移動させる。逆に、前フィールドのフォーカス評価
値の方が大きければフォーカスレンズの位置が合焦位置
Pを越えてしまったと判断できるのでフォーカスレンズ
をそれまでと逆方向に移動させ、前フィールドのフォー
カス評価値と同じ値のフォーカス評価値が得られる所で
フォーカスレンズを停止させる。たとえば、フォーカス
レンズが初期状態において図中Qの位置にあったとする
と、上記のようなフォーカス評価値比較によってフォー
カスレンズは初め正方向に移動する。やがてフォーカス
レンズは合焦位置Pの位置を越えるとフォーカス評価値
が減少し始めるため、フォーカスレンズは負方向に移動
し合焦位置Pで停止する。以上のようにして、フォーカ
スレンズは焦点の合った位置に自動的に移動する。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the position of the focus lens and the focus evaluation value. In the figure, the horizontal axis indicates the position of the focus lens, and the vertical axis indicates the focus evaluation value. In the figure, P indicates a lens position where the focus is exactly adjusted. As can be seen from the figure, the focus evaluation value shows the maximum value at the lens position P, and monotonically increases or decreases before and after that. Therefore, the focus evaluation value is obtained for each field while moving the focus lens in the positive direction in the figure, and this is compared with the focus evaluation value of the previous field. As a result, if the focus evaluation value of the current field is larger, the focus lens is further moved in the same direction as before. Conversely, if the focus evaluation value of the previous field is larger, it can be determined that the position of the focus lens has exceeded the focus position P. Therefore, the focus lens is moved in the opposite direction, and the focus evaluation value of the previous field is The focus lens is stopped where the same focus evaluation value is obtained. For example, assuming that the focus lens is at the position Q in the figure in the initial state, the focus lens initially moves in the positive direction by comparing the focus evaluation values as described above. Eventually, when the focus lens exceeds the focus position P, the focus evaluation value starts to decrease, so that the focus lens moves in the negative direction and stops at the focus position P. As described above, the focus lens automatically moves to the in-focus position.

なお、実際には画面の中央部に映し出させる映像が焦
点の合ったものとなるようにするため、画面全体ではな
く画面中央の一部の領域が焦点合わせの対象とされる。
Note that, in order to actually focus the image projected on the center of the screen, not the entire screen but a partial area at the center of the screen is targeted for focusing.

ところで、フォーカス評価値を求めるために輝度信号
から取出す周波数帯域が単一であった場合次のような問
題が生じた。
By the way, when a single frequency band is extracted from the luminance signal to obtain the focus evaluation value, the following problem occurs.

被写体の明るさ、濃淡などによって、得られる輝度信
号の周波数帯域およびそのレベルは異なる。したがっ
て、被写体の条件によって、得られた輝度信号中に抽出
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などがある。こ
のような場合に、輝度信号から抽出する周波数帯域が単
一であると、フォーカス評価値が得られなかったり、た
とえ得られたとしても正確な値でなかったりする。ま
た、抽出される周波数帯域が高周波数側であるほど、得
られるフォーカス評価値は小さくなる。特に、フォーカ
スレンズの位置が合焦位置から大きくずれているほどこ
の傾向は著しい。したがって、初期状態においてフォー
カスレンズの位置が合焦位置から大きくずれていると、
フォーカス評価値が得られずオートフォーカス装置が機
能しないという場合も考えられる。
The frequency band of the obtained luminance signal and its level differ depending on the brightness, shading, etc. of the subject. Therefore, 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. In such a case, if only one frequency band is extracted from the luminance signal, the focus evaluation value cannot be obtained, or even if it is obtained, the value is not accurate. Further, the higher the extracted frequency band is on the higher frequency side, the smaller the obtained focus evaluation value becomes. In particular, this tendency is more remarkable as the position of the focus lens is far from the in-focus position. Therefore, if the position of the focus lens is significantly deviated from the in-focus position in the initial state,
There may be a case where the focus evaluation value is not obtained and the autofocus device does not function.

第5図は、異なる2つの周波数帯域について、フォー
カス評価値とフォーカスレンズの位置との関係を示した
図である。図において、横軸はフォーカスレンズの位
置、縦軸はフォーカス評価値を示す。図中aは或る高周
波数帯域より得られるフォーカス評価値の変化を示す曲
線であり、bはaの場合よりも低い周波数帯域から得ら
れるフォーカス評価値の変化を示す曲線である。これら
からわかるように、周波数帯域が高周波数側であるほど
フォーカス評価値変化を示す曲線はシャープな山を描く
が山の高さは低い。それに対し、周波数帯域が低いとフ
ォーカス評価値の変化を示す曲線は緩やかな山を描くが
山の高さは高い。そこで、輝度信号から異なる複数の周
波数帯域成分を取出し隠周波数帯域成分ごとにフォーカ
ス評価値を求め、被写体に応じこれらを使い分けること
が考えられた。このため、従来のオートフォーカス装置
にはフォーカス評価値を求めるのに必要となる一連の回
路部が、取り出される周波数帯域の数と同じ数だけ設け
られた。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the focus evaluation value and the position of the focus lens for two different frequency bands. In the figure, the horizontal axis indicates the position of the focus lens, and the vertical axis indicates the focus evaluation value. In the figure, a is a curve showing a change in focus evaluation value obtained from a certain high frequency band, and b is a curve showing a change in focus evaluation value obtained from a lower frequency band than in the case of a. As can be seen from these graphs, the higher the frequency band is, the sharper the curve indicating the change in the focus evaluation value is, but the lower the height of the peak is. On the other hand, when the frequency band is low, the curve indicating the change in the focus evaluation value draws a gentle mountain, but the mountain height is high. Therefore, it has been considered that a plurality of different frequency band components are extracted from the luminance signal, a focus evaluation value is obtained for each hidden frequency band component, and these are used properly depending on the subject. For this reason, the conventional autofocus device is provided with a series of circuit units necessary for obtaining the focus evaluation value by the same number as the number of frequency bands to be extracted.

第3図は従来のオートフォーカス装置の一例を示す概
略ブロック図である。図を参照して、このオートフォー
カス装置は互いに異なる周波数帯域を通過させる帯域フ
ィルタ(band pass filter:以下、BPFと略す)1および
2と、ディジタル絶対値変換回路42および43と、積算回
路30および31と、CPU(中央演算処理装置)20と、フォ
ーカスモータ制御回路21と、同期分離回路11、ゲート制
御回路12と、発振回路14と、A/D(アナログ−ディジタ
ル)変換パルス発生回路22と、ラッチパルス発生回路23
とを含む。ディジタル絶対値変換回路42は、絶対値化回
路3およびA/D変換器5を含み、同様にディジタル絶対
値変換回路43は絶対値化回路4およびA/D変換器6を含
む。また、積算回路30は加算回路7およびラッチ回路8
を含み、同様に積算回路31は加算回路9およびラッチ回
路10を含む。
FIG. 3 is a schematic block diagram showing an example of a conventional autofocus device. Referring to the figure, this autofocus device includes band filters (band pass filters; hereinafter abbreviated as BPFs) 1 and 2 for passing different frequency bands, digital absolute value conversion circuits 42 and 43, integration circuit 30 and 31, a CPU (central processing unit) 20, a focus motor control circuit 21, a synchronization separation circuit 11, a gate control circuit 12, an oscillation circuit 14, an A / D (analog-digital) conversion pulse generation circuit 22, , Latch pulse generation circuit 23
And The digital absolute value conversion circuit 42 includes the absolute value conversion circuit 3 and the A / D converter 5, and the digital absolute value conversion circuit 43 similarly includes the absolute value conversion circuit 4 and the A / D converter 6. The integrating circuit 30 includes an adding circuit 7 and a latch circuit 8
Similarly, the integrating circuit 31 includes an adding circuit 9 and a latch circuit 10.

BPF1および2は撮像素子(図示せず)から得られた輝
度信号Yから互いに異なる周波数帯域成分を抽出する。
BPF1および2によって抽出された第1および第2の周波
数帯域成分は各々、絶対値化回路3および4によって整
流されレベルに応じた直流電位(以下、これを絶対値信
号と呼ぶ。)となりA/D変換器5および6に入力され
る。一方、同期分離回路11は輝度信号Yから水平同期信
号および垂直同期信号を分離する。分離された水平同期
信号および垂直同期信号はゲート制御回路12に入力され
る。ゲート制御回路12は水平同期信号および垂直同期信
号から、焦点合わせの対象となる画面上の領域(フォー
カス制御エリア)が走査されているときのみゲート回路
13のゲートを開くような信号を作りゲート回路13に出力
する。一方、ゲート回路13には発振回路14の出力が与え
られる。したがって、ゲート回路13はフォーカス制御エ
リアが走査されているときだけ発振回路14の出力を次段
のA/D変換パルス発生回路22およびラッチパルス発生回
路23に与える。ラッチパルス発生回路23は発振回路14の
発振出力をラッチ回路8および10を動作させるためのラ
ッチパルスに変換する。同様に、A/D変換パルス発生回
路22は、発振回路14の発振出力をA/D変換器5および6
を動作させるためのA/D変換パルスに変換し、A/D変換器
5および6に与える。したがって、ラッチ回路8および
10ならびにA/D変換器5および6はフォーカス制御エリ
アが走査されているときのみ動作し次のような処理を行
なう。すなわち、A/D変換器5および6は各々、フォー
カス制御エリアが走査されているときのみ、絶対値化回
路3および4の出力信号、すなわち、絶対値信号をディ
ジタル化し、これを次段の積算回路30および31に入力す
る(以下、ディジタル化された絶対値信号を絶対値デー
タと呼ぶ。)。
The BPFs 1 and 2 extract different frequency band components from a luminance signal Y obtained from an image sensor (not shown).
The first and second frequency band components extracted by the BPFs 1 and 2 are rectified by the absolute value conversion circuits 3 and 4, respectively, and become a DC potential (hereinafter, referred to as an absolute value signal) corresponding to the level, A /. Input to D converters 5 and 6. On the other hand, the synchronization separation circuit 11 separates the horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal from the luminance signal Y. The separated horizontal synchronization signal and vertical synchronization signal are input to the gate control circuit 12. The gate control circuit 12 uses the horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal only when a region (focus control area) on the screen to be focused is scanned.
A signal that opens the gate of the circuit 13 is generated and output to the gate circuit 13. On the other hand, the output of the oscillation circuit 14 is given to the gate circuit 13. Therefore, the gate circuit 13 supplies the output of the oscillation circuit 14 to the next-stage A / D conversion pulse generation circuit 22 and latch pulse generation circuit 23 only when the focus control area is being scanned. The latch pulse generation circuit 23 converts the oscillation output of the oscillation circuit 14 into a latch pulse for operating the latch circuits 8 and 10. Similarly, the A / D conversion pulse generation circuit 22 outputs the oscillation output of the oscillation circuit 14 to the A / D converters 5 and 6.
Is converted into an A / D conversion pulse for operating the A / D converter and supplied to A / D converters 5 and 6. Therefore, latch circuit 8 and
10 and A / D converters 5 and 6 operate only when the focus control area is being scanned, and perform the following processing. That is, the A / D converters 5 and 6 digitize the output signals of the absolute value conversion circuits 3 and 4, that is, the absolute value signals, only when the focus control area is being scanned, and integrates them in the next stage. Input to the circuits 30 and 31 (hereinafter, the digitized absolute value signal is referred to as absolute value data).

積算回路30において、加算回路7は入力された絶対値
データをラッチ回路8に保持されているデータに加算す
る。同様に、積算回路31において、加算回路9は入力さ
れた絶対値データをラッチ回路10に保持されているデー
タに加算する。その結果得られたデータは各々ラッチ回
路8および10に入力される。ラッチ回路8および10はラ
ッチパルス発生回路23からのラッチパルスに同期して、
入力された新しいデータを保持する。なお、ラッチ回路
8および10は共に垂直同期信号に同期して、すなわち、
1フィールドごとにリセットされるとともに、その際保
持していたデータをCPU20に出力する。したがって、上
記のような、加算回路7およびラッチ回路8ならびに加
算回路9およびラッチ回路10の一連の動作が1フィール
ド期間繰返されることにより、積算回路30および31から
は各々異なる周波数帯域の輝度信号から得られたフォー
カス評価値が出力されCPU20に入力される。CPU20は、入
力された2つのフォーカス評価値を比較し、大きい方の
フォーカス評価値を得ることのできた周波数帯域につい
て山登り制御を行なう。たとえば、第1の周波数帯域よ
り得られたフォーカス評価値の方が大きければ、このフ
ォーカス評価値を前回のフィールドより得られた第1の
周波数帯域のフォーカス評価値と比較する。この比較の
結果、フォーカス評価値の変化が増加を示していればCP
U20はレンズの位置をそれまでと同じ方向にさらに移動
させる命令をフォーカスモータ制御回路21に与える。逆
に、フォーカス評価値の変化が減少を示していればCPU2
0はレンズの位置をそれまでと逆方向に移動させる命令
をフォーカスモータ制御回路21に与える。その後、CPU2
0は減少を示す前のフォーカス評価値の値を被比較値と
して比較を行なう。その結果、フォーカス評価値の変化
がほぼ0であれば、その位置でレンズを停止させる命令
をフォーカスモータ制御回路21に与える。フォーカスモ
ータ制御回路21はCPU20の命令に応答してレンズを移動
または停止させる。また、第5図に示したような周波数
帯域の違いによるフォーカス評価値変化の違いを利用し
て次のようなことも行なわれる。すなわち、フォーカス
レンズが合焦点位置から大きくずれた位置にある場合に
は、大きい値の得られる、低周波数側の帯域のフォーカ
ス評価値にて上記のような山登り制御を行ない、合焦点
位置に近くなると、変化率の大きい、高周波数側の帯域
のフォーカス評価値にて山登り制御を行なう。もちろ
ん、抽出される周波数帯域がさらに多くなった場合にも
CPU20で行なわれる処理は上記と同様である。
In the integrating circuit 30, the adding circuit 7 adds the input absolute value data to the data held in the latch circuit 8. Similarly, in the integrating circuit 31, the adding circuit 9 adds the input absolute value data to the data held in the latch circuit 10. The resulting data is input to latch circuits 8 and 10, respectively. The latch circuits 8 and 10 synchronize with the latch pulse from the latch pulse generation circuit 23,
Keep the new data entered. The latch circuits 8 and 10 are both synchronized with the vertical synchronizing signal, that is,
It is reset for each field and outputs the data held at that time to the CPU 20. Therefore, the above-described series of operations of the adder circuit 7 and the latch circuit 8 and the adder circuit 9 and the latch circuit 10 are repeated for one field period, so that the integrating circuits 30 and 31 output luminance signals of different frequency bands from each other. The obtained focus evaluation value is output and input to CPU 20. The CPU 20 compares the two input focus evaluation values and performs hill-climbing control on a frequency band in which a larger focus evaluation value can be obtained. For example, if the focus evaluation value obtained from the first frequency band is larger, this focus evaluation value is compared with the focus evaluation value of the first frequency band obtained from the previous field. As a result of this comparison, if the change in the focus evaluation value indicates an increase, the CP
U20 gives a command to the focus motor control circuit 21 to further move the position of the lens in the same direction as before. Conversely, if the change in the focus evaluation value indicates a decrease,
0 gives the focus motor control circuit 21 an instruction to move the lens position in the opposite direction. Then CPU2
A value of 0 performs comparison using the value of the focus evaluation value before indicating a decrease as the compared value. As a result, if the change in the focus evaluation value is substantially zero, a command to stop the lens at that position is given to the focus motor control circuit 21. The focus motor control circuit 21 moves or stops the lens in response to a command from the CPU 20. The following is also performed by utilizing the difference in focus evaluation value change due to the difference in frequency band as shown in FIG. That is, when the focus lens is located at a position greatly deviated from the in-focus position, the above-described hill-climbing control is performed using the focus evaluation value in the low-frequency band where a large value is obtained. Then, the hill-climbing control is performed using the focus evaluation value of the band on the high frequency side where the rate of change is large. Of course, if more frequency bands are extracted,
The processing performed by CPU 20 is the same as described above.

[発明が解決しようとする課題] 以上のように、従来のオートフォーカス装置では輝度
信号から抽出した異なる複数の周波数帯域成分の各々を
個別に処理するため、その一連の処理に必要な回路部が
複数部必要であった。たとえば、第3図に示したオート
フォーカス装置においては絶対値化回路およびA/D変換
器から構成されるディジタル絶対値化回路が2個設けら
れている。そのため、オートフォーカス装置としてのコ
ストが高くなるばかりでなく、内部回路も複雑になっ
た。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional autofocus device, since each of a plurality of different frequency band components extracted from the luminance signal is individually processed, a circuit unit necessary for a series of processes is provided. Multiple copies were required. For example, the autofocus device shown in FIG. 3 is provided with two digital absolute value circuits each including an absolute value circuit and an A / D converter. As a result, not only the cost of the autofocus device has been increased, but also the internal circuit has been complicated.

本発明の目的は上記のような問題点を解決し、従来よ
りも安いコストおよび簡単な回路構成で異なる複数の周
波数帯域成分の各々からフォーカス評価値を得ることが
できる、オートフォーカス装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an autofocus apparatus which solves the above-described problems and can obtain a focus evaluation value from each of a plurality of different frequency band components with a lower cost and a simple circuit configuration than in the past. That is.

[課題を解決するための手段] 上記のような目的を達成するために本発明にかかるオ
ートフォーカス装置は、被写体を撮像して輝度信号を取
出す手段と、輝度信号から複数の異なる帯域の周波数成
分を抽出する複数の周波数成分抽出手段と、複数の周波
数成分抽出手段からの抽出出力を、1または2水平走査
期間ごとに順次切換えて選択し、1つの絶対値出力を形
成する手段と、1または2水平走査期間ごとの抽出出力
の切換に同期して、絶対値出力形成手段からの1つの絶
対値出力を、複数の異なる帯域ごとに積算して複数のフ
ォーカス評価値を算出する複数のフォーカス評価値算出
手段と、複数のフォーカス評価値算出手段からの複数の
フォーカス評価値を相互に比較して最も大きいフォーカ
ス評価値に応答してフォーカスレンズを移動させる演算
および制御手段とを含む。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, an autofocus apparatus according to the present invention includes a means for imaging a subject and extracting a luminance signal, and a frequency component of a plurality of different bands from the luminance signal. A plurality of frequency component extracting means for extracting the output of each of the plurality of frequency component extracting means, and a means for sequentially switching and selecting the extracted outputs from the plurality of frequency component extracting means for every one or two horizontal scanning periods to form one absolute value output; A plurality of focus evaluations for calculating a plurality of focus evaluation values by integrating one absolute value output from the absolute value output forming means for each of a plurality of different bands in synchronization with the switching of the extraction output every two horizontal scanning periods. The value calculating means and the plurality of focus evaluation values from the plurality of focus evaluation value calculating means are compared with each other, and the focus lens is moved in response to the largest focus evaluation value. Calculation and control means.

[作用] 本発明にかかるオートフォーカス装置は以上のように
構成されており、複数の周波数抽出手段からの抽出出力
を予め定める数の水平走査期間ごとに切換えて絶対値を
形成することができる。このため、単一の絶対値形成手
段にて複数の周波数帯域の各々から評価値を得ることが
できる。
[Operation] The auto-focusing device according to the present invention is configured as described above, and can switch the output from the plurality of frequency extracting means every predetermined number of horizontal scanning periods to form an absolute value. Therefore, an evaluation value can be obtained from each of the plurality of frequency bands by a single absolute value forming unit.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示すオートフォーカス装
置概略ブロック図である。図を参照して、このオートフ
ォーカス装置は、互いに異なる周波数帯域成分を通過さ
せるBPF1および2と、ディジタル絶対値変換回路41と、
切換回路16および17と、積算回路30および31と、同期分
離回路11と、切換・ゲート制御回路15と、ゲート回路13
と、発振回路14と、CPU20と、フォーカスモータ制御回
路21と、A/D変換パルス発生回路22と、ラッチパルス発
生回路23とを含む。
[Embodiment] FIG. 1 is a schematic block diagram of an autofocus apparatus showing one embodiment of the present invention. Referring to the figure, this autofocus device includes BPFs 1 and 2 that pass different frequency band components, a digital absolute value conversion circuit 41,
Switching circuits 16 and 17, integrating circuits 30 and 31, synchronization separating circuit 11, switching / gate control circuit 15, and gate circuit 13
, An oscillation circuit 14, a CPU 20, a focus motor control circuit 21, an A / D conversion pulse generation circuit 22, and a latch pulse generation circuit 23.

積算回路30および31の内部構成は第3図に示した従来
のオートフォーカス装置におけるものと同一である。デ
ィジタル絶対値変換回路41は従来と同様に絶対値化回路
18およびA/D変換器19から構成される。
The internal configuration of the integrating circuits 30 and 31 is the same as that of the conventional autofocus device shown in FIG. The digital absolute value conversion circuit 41 is an absolute value conversion circuit as in the prior art.
18 and an A / D converter 19.

従来と同様に、BPF1および2は撮像素子(図示せず)
から得られた輝度信号Yから互いに異なる周波数帯域成
分を抽出する。BPF1および2によって抽出された各周波
数帯域成分の信号は共に切換回路16に入力される。
As before, BPFs 1 and 2 are image sensors (not shown)
From the luminance signal Y obtained from the above. The signals of the respective frequency band components extracted by the BPFs 1 and 2 are both input to the switching circuit 16.

一方、同期分離回路11は従来と同様に輝度信号Yから
垂直同期信号および水平同期信号を分離する。分離され
た水平同期信号および垂直同期信号は共に切換・ゲート
制御回路15に入力される。切換・ゲート制御回路15は入
力された水平同期信号および垂直同期信号から、従来と
同様の、フォーカス制御エリアが走査されている間だけ
ゲート回路13を開くための信号を作り、ゲート回路13に
入力する。同時に切換・ゲート制御回路15は、切換回路
16および17を1水平走査期間ごとに動作させるための信
号(切換信号)を作り切換回路16および17に入力する。
ここで、切換回路16はBPF1からの出力とBPF2からの出力
を交互に次段の絶対値化回路3に入力するように接続を
切換える。したがって、切換回路16は切換・ゲート制御
回路15からの切換信号に同期して、すなわち、1水平走
査期間ごとに、1水平走査期間分のBPF1および2の出力
を交互に絶対値化回路18に入力する。
On the other hand, the sync separation circuit 11 separates the vertical sync signal and the horizontal sync signal from the luminance signal Y as in the conventional case. The separated horizontal synchronization signal and vertical synchronization signal are both input to the switching / gate control circuit 15. The switching / gate control circuit 15 generates a signal for opening the gate circuit 13 only while the focus control area is being scanned, based on the input horizontal synchronization signal and vertical synchronization signal, and inputs the signal to the gate circuit 13. I do. At the same time, the switching / gate control circuit 15
A signal (switching signal) for operating 16 and 17 every one horizontal scanning period is created and input to switching circuits 16 and 17.
Here, the switching circuit 16 switches the connection so that the output from the BPF1 and the output from the BPF2 are alternately input to the absolute value conversion circuit 3 in the next stage. Therefore, the switching circuit 16 synchronizes with the switching signal from the switching / gate control circuit 15, that is, alternately outputs the outputs of the BPFs 1 and 2 for one horizontal scanning period to the absolute value conversion circuit 18 every one horizontal scanning period. input.

絶対値化回路18および次段のA/D変換器19は従来と同
じ動作を行なう。つまり、BPF1または2の出力は絶対値
化回路18によって整流され直流電位となり、すなわち、
絶対値信号となりA/D変換器19に入力される。A/D変換器
19には従来と同様に、A/D変換パルス発生回路22からA/D
変換パルスを与えられることによって動作する。A/D変
換パルスは、やはり従来と同様に、A/D変換パルス発生
回路22が、ゲート回路13のゲートが開いているときに限
り入力される発振回路14の発振出力から作成したもので
ある。したがって、A/D変換器19は絶対値化回路18から
入力される信号のうちフォーカス制御エリアから得られ
る輝度信号から抽出されたもののみについてディジタル
化を行なう。
Absolute value conversion circuit 18 and A / D converter 19 at the next stage perform the same operation as the conventional one. That is, the output of the BPF 1 or 2 is rectified by the absolute value conversion circuit 18 to become a DC potential,
The signal becomes an absolute value signal and is input to the A / D converter 19. A / D converter
19, the A / D conversion pulse generation circuit 22 sends the A / D
It operates by receiving a conversion pulse. The A / D conversion pulse is generated by the A / D conversion pulse generation circuit 22 from the oscillation output of the oscillation circuit 14 that is input only when the gate of the gate circuit 13 is open, as in the related art. . Therefore, the A / D converter 19 digitizes only signals extracted from the luminance signal obtained from the focus control area among the signals input from the absolute value conversion circuit 18.

次に、A/D変換器19の出力は切換回路17に入力され
る。切換回路17は、A/D変換器19の出力が積算回路30お
よび31に交互に入力されるように接続を切換える。ここ
で、切換回路17には切換回路16に与えられる切換信号と
同一の信号が与えられるため、切換回路17は切換回路16
と同じタイミングで動作する。したがって、フォーカス
制御エリアにおいて、BPF1により抽出された周波数帯域
成分から得られた絶対値データとBPF2により抽出された
周波数帯域成分から得られた絶対値データとは積算回路
30および31に別々に入力される。
Next, the output of the A / D converter 19 is input to the switching circuit 17. The switching circuit 17 switches the connection so that the output of the A / D converter 19 is alternately input to the integrating circuits 30 and 31. Here, since the same signal as the switching signal supplied to the switching circuit 16 is supplied to the switching circuit 17, the switching circuit 17
It operates at the same timing as. Therefore, in the focus control area, the absolute value data obtained from the frequency band component extracted by BPF1 and the absolute value data obtained from the frequency band component extracted by BPF2 are integrated by the integrating circuit.
Entered separately for 30 and 31.

積算回路30および31の動作は従来と同様である。すな
わち、積算回路30において、加算回路7は入力された絶
対値データをラッチ回路8に保持されているデータに加
算し、この結果得られたデータをラッチ回路8に入力す
る。ラッチ回路8は入力されたデータを新しい保持デー
タとして保持する。積算回路31の動作も積算回路30の動
作と同様である。もちろん、ラッチ回路8および10は従
来と同様に、ラッチパルス発生回路23からのラッチパル
スが与えられることによって動作する。ラッチパルス
は、従来と同様に、ラッチパルス発生回路23がフォーカ
ス制御エリアが走査されているときに限りゲート回路13
を介して入力される発振回路14の発振出力から作成した
ものである。したがって、ラッチ回路8および10はフォ
ーカス制御エリアが走査されているときだけ動作する。
なお、ラッチ回路8および10は、従来と同様に垂直同期
信号に同期して、すなわち、1フィールドごとに保持し
ているデータをCPU20に入力した後保持データをリセッ
トする。この結果、1垂直走査期間に積算回路30および
31の各々に入力された信号、すなわち、1/2フィールド
分ずつの信号はすべて加算され、その加算データ、すな
わち、各周波数帯域のフォーカス評価値がCPU20に与え
られる。
The operations of integrating circuits 30 and 31 are the same as in the prior art. That is, in the integrating circuit 30, the adding circuit 7 adds the input absolute value data to the data held in the latch circuit 8, and inputs the resulting data to the latch circuit 8. The latch circuit 8 holds the input data as new holding data. The operation of the integrating circuit 31 is the same as the operation of the integrating circuit 30. Of course, the latch circuits 8 and 10 operate by receiving the latch pulse from the latch pulse generating circuit 23 as in the conventional case. As in the conventional case, the latch pulse is output from the gate circuit 13 only when the latch pulse generation circuit 23 is scanning the focus control area.
It is created from the oscillation output of the oscillation circuit 14 input through the. Therefore, latch circuits 8 and 10 operate only when the focus control area is being scanned.
The latch circuits 8 and 10 reset the held data in synchronization with the vertical synchronization signal, that is, after inputting the data held for each field to the CPU 20 as in the conventional case. As a result, the integrating circuit 30 and the
Signals input to each of the 31, that is, signals for フ ィ ー ル ド fields are all added, and the added data, that is, the focus evaluation value of each frequency band is given to the CPU 20.

第2図は画面上の1フィールド分の走査線と各走査線
から得られる輝度信号に対する本実施例における処理と
の関係を示す図である。図を参照して、画面50上にはフ
ォーカス制御エリア51が設定される。フォーカス制御エ
リア51外にある走査線(図中破線で示す。)を走査して
得られる輝度信号から抽出される第1および第2の周波
数帯域成分はディジタル絶対値切換回路41によって絶対
値データとされず未処理とされる。しかし、フォーカス
制御エリア51内にある走査線を走査して得られる輝度信
号に関しては、各走査線ごとに交互に第1および第2の
周波数帯域成分が抽出されディジタル絶対値切換回路41
において絶対値データにされ積算回路30および31に入力
される。したがって、図中実線で示される走査線から得
られる輝度信号と、図中1点鎖線で示される走査線から
得られる輝度信号とからは互いに異なる周波数帯域のフ
ォーカス評価値が得られる。つまり、従来と同様に1フ
ィールドごとに異なる2つの周波数帯域のフォーカス評
価値を得ることができる。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the scanning lines for one field on the screen and the processing in this embodiment for the luminance signal obtained from each scanning line. Referring to the figure, focus control area 51 is set on screen 50. First and second frequency band components extracted from a luminance signal obtained by scanning a scanning line (shown by a broken line in the drawing) outside the focus control area 51 are converted into absolute value data by a digital absolute value switching circuit 41. It is not processed. However, regarding the luminance signal obtained by scanning the scanning lines in the focus control area 51, the first and second frequency band components are alternately extracted for each scanning line, and the digital absolute value switching circuit 41
Are converted to absolute value data and input to the integrating circuits 30 and 31. Therefore, a focus evaluation value of a different frequency band is obtained from a luminance signal obtained from a scanning line indicated by a solid line in the drawing and a luminance signal obtained from a scanning line indicated by a dashed line in the drawing. That is, it is possible to obtain focus evaluation values of two different frequency bands for each field as in the related art.

以後のCPU20における上記2種類のフォーカス評価値
に対する処理およびフォーカスモータ制御回路21の動作
は従来と同様である。
The subsequent processing for the two types of focus evaluation values in the CPU 20 and the operation of the focus motor control circuit 21 are the same as those in the related art.

なお、本実施例ではフォーカス評価値を得るために輝
度信号から抽出する周波数帯域を2種類としたが、BPF
および積算回路の数をさらに多くすれば単一のディジタ
ル絶対値変換回路を用いてさらに多くの周波数帯域のフ
ォーカス評価値を得ることが可能となる。この場合も、
各BPFからの出力信号が交互にディジタル絶対値変換回
路に与えられるように1水平走査期間ごとに接続を切換
えればよい。
In this embodiment, two types of frequency bands are extracted from the luminance signal to obtain the focus evaluation value.
Further, if the number of integrating circuits is further increased, it becomes possible to obtain focus evaluation values of more frequency bands using a single digital absolute value conversion circuit. Again,
The connection may be switched every horizontal scanning period so that the output signals from each BPF are alternately supplied to the digital absolute value conversion circuit.

なお、本実施例および上記変形例においては輝度信号
から抽出された複数の周波数帯域を1水平走査期間ごと
に切換えてディジタル絶対値変換回路に入力し、1フィ
ールドごとにフォーカス評価値を得た。しかし、各周波
数帯域の切換期間および1つのフォーカス評価値を得る
ための期間は前記のような期間に限定されず、各々或る
一定の期間であればよい。たとえば、2水平走査期間ご
とにディジタル絶対値変換回路に入力する周波数達域を
切換え、各周波数帯域の絶対値データを1フレームごと
に積算しフォーカス評価値を得てもよい。ただし、各周
波数帯域より得られるフォーカス評価値はすべてフォー
カス制御エリア全体から均一に同じ割合で得られたもの
であることが望ましい。
In the present embodiment and the above-described modified example, a plurality of frequency bands extracted from the luminance signal are switched every horizontal scanning period and input to the digital absolute value conversion circuit, and the focus evaluation value is obtained for each field. However, the switching period of each frequency band and the period for obtaining one focus evaluation value are not limited to the above-described periods, and may be any given periods. For example, the frequency range input to the digital absolute value conversion circuit may be switched every two horizontal scanning periods, and the focus evaluation value may be obtained by integrating the absolute value data of each frequency band for each frame. However, it is desirable that all the focus evaluation values obtained from the respective frequency bands are obtained uniformly at the same ratio from the entire focus control area.

また、上記実施例においては所定の周波数帯域を抽出
するための手段としてBPFを用いたが、他の周波数帯域
抽出手段を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, the BPF is used as a means for extracting a predetermined frequency band, but other frequency band extracting means may be used.

[発明の効果] 本発明にかかるオートフォーカス装置は以上のように
構成されており以下のような効果をもたらす。
[Effects of the Invention] The autofocus device according to the present invention is configured as described above, and provides the following effects.

単一の絶対値形成手段で、1フィールド分あるいは1
フレーム分というような一定期間分の輝度信号から複数
の異なる周波数帯域のフォーカス評価値を得ることがで
きる。このため、従来複数個必要であった絶対値化回路
等の回路部は単一でよい。そのため、内部回路が簡略化
され、これに伴ない装置としての製造コストが安くな
る。
A single absolute value forming means for one field or one
Focus evaluation values for a plurality of different frequency bands can be obtained from a luminance signal for a certain period such as a frame. For this reason, a single circuit unit such as an absolute value conversion circuit, which is conventionally required in plural, may be used. Therefore, the internal circuit is simplified, and the manufacturing cost of the device is reduced accordingly.

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

第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は第1図で
示される実施例における、画面上の走査線とそれより得
られる輝度信号に対する処理との対応関係を示す図、第
3図は従来技術の一例を示す図、第4図および第5図は
レンズ位置とフォーカス評価値との一般的な関係を示す
図である。 図において、1および2はBPF、3,4,および18は絶対値
化回路、5,6および19はA/D変換器、7および9は加算回
路、8および10はラッチ回路、11は同期分離回路、15は
切換・ゲート制御回路、16および17は切換回路、20はCP
U、21はフォーカスモータ制御回路、30および31は積算
回路、41,42,および43はディジタル絶対値変換回路、50
は画面、51はフォーカス制御エリアである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a correspondence relationship between scanning lines on a screen and processing for a luminance signal obtained from the scanning lines in the embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of the prior art, and FIGS. 4 and 5 are diagrams showing a general relationship between a lens position and a focus evaluation value. In the figure, 1 and 2 are BPFs, 3, 4, and 18 are absolute value conversion circuits, 5, 6, and 19 are A / D converters, 7 and 9 are addition circuits, 8 and 10 are latch circuits, and 11 is a synchronous circuit. Separation circuit, 15 is switching / gate control circuit, 16 and 17 are switching circuits, 20 is CP
U and 21 are focus motor control circuits, 30 and 31 are integrating circuits, 41, 42, and 43 are digital absolute value conversion circuits, 50
Is a screen, and 51 is a focus control area. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】フォーカスレンズを含むビデオカメラなど
において、前記フォーカスレンズを自動的に移動させて
フォーカシングを行なうオートフォーカス装置であっ
て、 被写体を撮像して輝度信号を取出す手段と、 前記輝度信号から複数の異なる帯域の周波数成分を抽出
する複数の周波数成分抽出手段と、 前記複数の周波数成分抽出手段からの抽出出力を、1ま
たは2水平走査期間ごとに順次切換えて選択し、1つの
絶対値出力を形成する手段と、 前記1または2水平走査期間ごとの前記抽出出力の切換
に同期して、前記絶対値出力形成手段からの1つの絶対
値出力を、前記複数の異なる帯域ごとに積算して複数の
フォーカス評価値を算出する複数のフォーカス評価値算
出手段と、 前記複数のフォーカス評価値算出手段からの複数のフォ
ーカス評価値を相互に比較して最も大きいフォーカス評
価値に応答して前記フォーカスレンズを移動させる演算
および制御手段とを備えたオートフォーカス装置。
1. An auto-focus apparatus for performing focusing by automatically moving said focus lens in a video camera or the like including a focus lens, comprising: means for taking an image of a subject and extracting a luminance signal; A plurality of frequency component extraction means for extracting frequency components of a plurality of different bands; and an extraction output from the plurality of frequency component extraction means sequentially switched and selected every one or two horizontal scanning periods, and one absolute value output. Means for synthesizing, and synchronizing with the switching of the extraction output for each of the one or two horizontal scanning periods, integrating one absolute value output from the absolute value output forming means for each of the plurality of different bands. A plurality of focus evaluation value calculation means for calculating a plurality of focus evaluation values; and a plurality of focus evaluation value calculation means from the plurality of focus evaluation value calculation means. Autofocus device comprising an arithmetic and control means responsive to move the focus lens to the largest focus evaluation value by comparing the dregs evaluation value to each other.
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