JP3098144B2 - Auto focus device - Google Patents

Auto focus device

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JP3098144B2 JP05258417A JP25841793A JP3098144B2 JP 3098144 B2 JP3098144 B2 JP 3098144B2 JP 05258417 A JP05258417 A JP 05258417A JP 25841793 A JP25841793 A JP 25841793A JP 3098144 B2 JP3098144 B2 JP 3098144B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カメラのオートフォー
カス装置に係わり、より詳細には信号処理方式のオート
フォーカス装置関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camera autofocus apparatus, and more particularly, to a signal processing type autofocus apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】信号処理方式のオートフォーカス装置で
は、フォーカスレンズを前後させた場合の映像の輝度信
号の高周波成分が、合焦位置をピークとする山の形状を
描くことから、まず映像の輝度信号の高周波成分を積分
した後、マイクロコンピュータに入力し、マイクロコン
ピュータにてこの高周波成分を用いて山登り制御を行っ
ている。
2. Description of the Related Art In a signal processing type autofocus apparatus, the high frequency component of an image luminance signal when a focus lens is moved forward and backward draws a mountain shape having a peak at a focus position. After integrating the high frequency component of the signal, the signal is input to a microcomputer, and the microcomputer performs hill climbing control using the high frequency component.

【0003】従来のオートフォーカス装置の回路ブロッ
ク図の一例を図3に示す。
FIG. 3 shows an example of a circuit block diagram of a conventional autofocus device.

【0004】オートフォーカス装置は、レンズ8を通っ
た光S7を光電変換し、電気信号S8とするためのCC
D9と、電気信号S8を映像信号として処理するための
信号処理部10と、バンドパスフィルタ(以下BPF)
11−1及び積分器11−2を備える高周波成分検出器
11と、山登り制御を行うためのマイクロコンピュータ
12と、マイクロコンピュータ12からの制御信号に基
づきレンズ位置を制御するレンズコントロール13とか
らなる。
[0004] The autofocus device photoelectrically converts the light S7 passing through the lens 8 into an electric signal S8.
D9, a signal processing unit 10 for processing the electric signal S8 as a video signal, and a band-pass filter (BPF)
It comprises a high frequency component detector 11 having an integrator 11-1 and an integrator 11-2, a microcomputer 12 for performing hill-climbing control, and a lens control 13 for controlling a lens position based on a control signal from the microcomputer 12.

【0005】レンズ8を通った光S7はCCD9で光電
変換されて電気信号S8となり、信号処理部10で映像
信号として処理される。処理された映像信号S9は次の
処理部へ出力される。また、信号処理部からの輝度信号
S10は、高周波成分検出器11に入力される。
The light S7 passing through the lens 8 is photoelectrically converted by the CCD 9 into an electric signal S8, which is processed as a video signal by the signal processing unit 10. The processed video signal S9 is output to the next processing unit. The luminance signal S10 from the signal processing unit is input to the high-frequency component detector 11.

【0006】高周波成分検出器11では、BPF11−
1で輝度信号S10から必要な帯域のみ取り出し、積分
器11−2で積分を行う。この積分結果は高周波成分デ
ータSllとしてマイクロコンピュータ12に入力さ
れ、オートフォーカス用データとして用いられる。
In the high frequency component detector 11, a BPF 11-
In step 1, only the necessary band is extracted from the luminance signal S10, and the integrator 11-2 performs integration. The result of this integration is input to the microcomputer 12 as high frequency component data Sll, and is used as autofocus data.

【0007】マイクロコンピュータ12は、得られたデ
ータを用い、山登り制御を行うことで、レンズコントロ
ール13を通してフォーカスを制御する。
The microcomputer 12 controls the focus through the lens control 13 by performing hill-climbing control using the obtained data.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、フォ
ーカスを固定した状態で、制止被写体を撮影して手ブレ
が発生した場合や、カメラを固定させても被写体が動く
場合、図4のような高周波成分の時間的変化になる。ま
た、山登り制御中に手ブレや被写体が動いた場合は、図
5のような高周波成分の変化になる。これらの場合、合
焦位置に達する前に偽のピークが存在することになる。
実際の映像信号中の高周波成分は手ブレや被写体の動き
に応じて偽のピークを作るように変化しているのだが、
このような変化はオートフォーカス用の高周波成分とし
ては望ましくない。
According to the conventional method, when a subject is photographed in a state where the focus is fixed and camera shake occurs, or when the subject moves even when the camera is fixed, as shown in FIG. Time change of the high frequency component. Also, when the camera shake or the subject moves during the hill-climbing control, the change of the high-frequency component is as shown in FIG. In these cases, a false peak will be present before reaching the focus position.
The high-frequency component in the actual video signal changes to create a fake peak in response to camera shake and the movement of the subject,
Such a change is not desirable as a high-frequency component for autofocus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記従来の問題点を解決
するために、本発明は、オートフォーカス装置であっ
て、映像の輝度信号の高周波成分を検出する手段と、映
像の各点における動き量を検出する手段と、高周波成分
を動き量で正規化する手段と、正規化された高周波成分
によりフォーカスの山登り制御を行う手段とを具備して
なることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention relates to an autofocus apparatus, comprising: means for detecting a high-frequency component of an image luminance signal; It is characterized by comprising means for detecting the amount, means for normalizing the high-frequency component by the amount of motion, and means for controlling the hill-climbing of the focus by the normalized high-frequency component.

【0010】前記高周波成分を検出する手段が、バンド
パスフィルタと積分器とからなることが望ましく、また
同様に前記動き量を検出する手段が、複数の代表点につ
いて前フィールドと現フィールドの絶対値差分を求める
手段と、複数の代表点についての絶対値差分結果を積分
するための積分手段とを備えることが望ましい。
Preferably, the means for detecting the high-frequency component comprises a band-pass filter and an integrator. Similarly, the means for detecting the amount of motion comprises an absolute value of a previous field and a current field for a plurality of representative points. It is desirable to have a means for calculating the difference and an integrating means for integrating the absolute value difference results for the plurality of representative points.

【0011】[0011]

【作用】輝度信号の高周波成分を検出する手段は、信号
処理部からの輝度信号から、BPFで高周波成分のみ抜
き出し、積分した結果を正規化手段に出力する。映像の
動き量を検出する手段は映像の各点における動き量を検
出し動き量データを正規化手段に出力する。動き量デー
タは数10箇所の代表点の前フィールドの輝度データと
現フィールドの輝度データの絶対値差分を積分したもの
で、静止被写体は理想的には0、動きの激しい被写体ほ
ど大きなデータである。正規化手段では、動き量データ
にある係数を掛け高周波成分データと演算を行うこと
で、高周波成分が正規化される。高周波成分を各点の動
き量で正規化することにより、高周波成分のオートフォ
ーカス用データとしての信頼性を向上させることができ
る。
The means for detecting the high frequency component of the luminance signal extracts only the high frequency component by the BPF from the luminance signal from the signal processing section and outputs the result of integration to the normalizing means. The means for detecting the motion amount of the video detects the motion amount at each point of the video, and outputs the motion amount data to the normalizing means. The motion amount data is obtained by integrating the absolute value difference between the luminance data of the previous field and the luminance data of the current field of several tens of representative points. Ideally, a stationary subject is 0, and a subject with more movement has larger data. . The normalizing means normalizes the high frequency component by multiplying the motion amount data by a certain coefficient and performing an operation on the high frequency component data. By normalizing the high-frequency component by the amount of movement at each point, the reliability of the high-frequency component as data for autofocus can be improved.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明にてなるオートフォーカス装置
の一実施例を図面に基づき詳述する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an automatic focusing apparatus according to the present invention.

【0013】図1はオートフォーカス装置の回路ブロッ
ク図である。オートフォーカス装置は、従来技術と同様
に、レンズ1を通った光S1を光電変換し、電気信号S
2とするためのCCD2と、電気信号S2を映像信号と
して処理するための信号処理部3と、BPF4−1及び
積分器4−2を備える高周波成分検出器4と、山登り制
御を行うためのマイクロコンピュータ6と、マイクロコ
ンピュータ6からの制御信号に基づきレンズ位置を制御
するレンズコントロール7とを備えている。
FIG. 1 is a circuit block diagram of the autofocus device. The autofocus device photoelectrically converts the light S1 passing through the lens 1 and outputs an electric signal S
2, a signal processing unit 3 for processing the electric signal S2 as a video signal, a high frequency component detector 4 including a BPF 4-1 and an integrator 4-2, and a microcontroller for performing hill-climbing control. The computer includes a computer 6 and a lens control 7 for controlling a lens position based on a control signal from the microcomputer 6.

【0014】本実施例のオートフォーカス装置は上記の
構成に加え、更に信号処理部3からの輝度信号S4が入
力される動き量検出器5を備える。動き量検出器5は、
数10箇所の代表点の前フィールドの輝度データと現フ
ィールドの輝度データの絶対値差分を積分した信号S6
を出力するもので、輝度信号S4が入力されるDフリッ
プフロップ5−1、輝度信号S4及びDフリップフロッ
プ5−1からの出力が入力される絶対値差分器5−2及
び絶対値差分器5−2からの出力が入力される積分器5
−3からなる。
The autofocus device of the present embodiment further includes a motion detector 5 to which a luminance signal S4 from the signal processor 3 is input, in addition to the above configuration. The motion amount detector 5
A signal S6 obtained by integrating the absolute value difference between the luminance data of the previous field and the luminance data of the current field at several tens of representative points.
, A D flip-flop 5-1 to which the luminance signal S4 is input, an absolute value differentiator 5-2, and an absolute value differentiator 5 to which the luminance signal S4 and the output from the D flip-flop 5-1 are input. -2 to which the output from -2 is input
-3.

【0015】レンズ1を通った光S1はCCD2で光電
変換されて電気信号S2となり、信号処理部3で映像信
号として処理される。処理された映像信号S3は次の処
理部へ出力される。また、信号処理部からの輝度信号S
4は、高周波成分検出器4と、動き量検出器5に入力さ
れる。
The light S1 having passed through the lens 1 is photoelectrically converted by the CCD 2 into an electric signal S2, which is processed as a video signal by the signal processing section 3. The processed video signal S3 is output to the next processing unit. Also, the luminance signal S from the signal processing unit
4 is input to the high frequency component detector 4 and the motion amount detector 5.

【0016】高周波成分検出器4では、バンドパスフィ
ルタ(以下BPF)4−1で必要な帯域のみ取り出し、
積分器4−2で積分を行う。この積分結果は高周波成分
データS5としてマイクロコンピュータ6に入力され、
オートフォーカス用データとして用いる。
In the high-frequency component detector 4, only a necessary band is extracted by a band-pass filter (hereinafter, BPF) 4-1.
The integration is performed by the integrator 4-2. This integration result is input to the microcomputer 6 as high frequency component data S5,
Used as autofocus data.

【0017】一方、動き量検出器5は、輝度信号S4の
ある代表点数10箇所について、前フィールドと現フィ
ールドの絶対値差分を求める。輝度信号は、時間的に連
続した映像の場合、連続するフィールドの間には何らか
の相関がある。よって、連続するフィールドの同じ点の
輝度信号を比較して、差がなければその点は静止してお
り、差が大きいほど動きが大きいと考えることができ
る。これをフィールド中の代表点数10箇所について求
め、それを全て積分することで、映像の動き量を検出す
ることができる。Dフリップフロップ5−1は、前フィ
ールドの代表点をメモリするものである、絶対値差分器
5−2は、2つのフィールドの絶対値差分を求めるもの
である。積分器5−3は、数10箇所の絶対値差分結果
を積分するものである。積分結果は動き量データS6と
してマイクロコンピュータ6に入力される。
On the other hand, the motion amount detector 5 calculates the absolute value difference between the previous field and the current field for a certain number of 10 representative points of the luminance signal S4. In the case of a temporally continuous image, the luminance signal has some correlation between consecutive fields. Therefore, comparing the luminance signals at the same point in consecutive fields, if there is no difference, the point is stationary, and it can be considered that the larger the difference, the greater the movement. This is obtained for 10 representative points in the field, and by integrating them all, the motion amount of the video can be detected. The D flip-flop 5-1 stores the representative point of the previous field. The absolute value differentiator 5-2 obtains the absolute value difference between the two fields. The integrator 5-3 integrates the results of the absolute value difference at several tens of points. The integration result is input to the microcomputer 6 as motion amount data S6.

【0018】マイクロコンピュータ6は、高周波成分デ
ータと動き量データから、式1の計算を行い、正規化デ
ータとする。
The microcomputer 6 calculates Equation 1 from the high-frequency component data and the motion amount data to obtain normalized data.

【0019】 正規化データ=F(高周波成分データ、動き量データ) 式1 ここで関数Fは、例えば式2、式3のようなものであ
る。
Normalized data = F (high-frequency component data, motion amount data) Equation 1 Here, the function F is, for example, as shown in Equations 2 and 3.

【0020】 F(A,B)=A+α・B(αは係数) 式2 F(A,B)=A・(β・B)(βは係数) 式3 式2、3は即ち、動きがある場合に減少する高周波成分
データを、動き量で補正することである。どちらが適切
な補正かは、係数α、βも含めて、実験的に決定され
る。
F (A, B) = A + α · B (α is a coefficient) Equation 2 F (A, B) = A · (β · B) (β is a coefficient) Equation 3 Equations 2 and 3 are as follows. The purpose is to correct high-frequency component data that decreases in a certain case with the amount of motion. Which correction is appropriate is determined experimentally, including the coefficients α and β.

【0021】マイクロコンピュータ6は、得られた正規
化データを用い、山登り制御を行うことで、レンズコン
トロール7を通してフォーカスを制御する。
The microcomputer 6 controls the focus through the lens control 7 by performing hill-climbing control using the obtained normalized data.

【0022】図2は、本発明の実施結果の一例である。
手ブレのない場合の高周波成分は一定であるが、手ブレ
がある場合は、手ブレにより高周波成分は上下する。ま
た、手ブレによって動き量は高周波成分と逆の変化を示
し、式2によると図の正規化後データが得られることに
なる。
FIG. 2 shows an example of the results of the implementation of the present invention.
The high frequency component when there is no camera shake is constant, but when there is camera shake, the high frequency component rises and falls due to camera shake. In addition, the amount of motion shows a change opposite to that of the high-frequency component due to camera shake. According to Equation 2, the normalized data shown in the figure is obtained.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明は、以上詳述したように、映像の
各点における動き量を検出する手段と、高周波成分を動
き量で正規化する手段とを備えており、従って手ブレや
動きのある被写体に対して、偽のピークの発生を押える
ことができるので、オートフォーカス用のデータとして
信頼性の向上が得られ、それによって、手ブレや動く被
写体に対してのフォーカス性能の向上が図れる。
As described in detail above, the present invention comprises means for detecting the amount of motion at each point of an image, and means for normalizing high-frequency components with the amount of motion. It can suppress the occurrence of spurious peaks for subjects with noisy spots, improving reliability as data for autofocus, thereby improving focus performance for camera shake and moving subjects. I can do it.

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

【図1】本発明のオートフォーカス装置の一実施例のブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an autofocus device according to the present invention.

【図2】実施例のオートフォーカス装置にて、フォーカ
スを固定した状態で、制止被写体を撮影して手ブレが発
生した場合や、カメラを固定させても被写体が動く場合
の高周波成分の時間的変化を示す図である。
FIG. 2 shows a temporal view of a high-frequency component in a case where a camera shake is caused by photographing a stopped subject in a state where the focus is fixed and a case where the subject moves even when the camera is fixed in the auto focus apparatus according to the embodiment. It is a figure showing a change.

【図3】従来のオートフォーカス装置のブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional autofocus device.

【図4】従来のオートフォーカス装置にてフォーカスを
固定した状態で、制止被写体を撮影して手ブレが発生し
た場合や、カメラを固定させても被写体が動く場合の高
周波成分の時間的変化を示す図である。
FIG. 4 shows a temporal change of a high-frequency component in a case where camera shake occurs when a subject to be stopped is photographed in a state where the focus is fixed by a conventional autofocus device or when the subject moves even when the camera is fixed. FIG.

【図5】従来のオートフォーカス装置にて山登り制御中
に手ブレや被写体が動いた場合の高周波成分の変化を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a change in a high-frequency component when a camera shake or a subject moves during hill-climbing control by a conventional autofocus device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、8 レンズ 2、9 CCD 3、10 信号処理部 4、11 高周波成分検出器 4−1、11−1 BPF 4−2、11−2 積分器 5 動き量検出器 5−1 Dフリップフロップ 5−2 絶対値差分器 5−3 積分器 6、12 マイクロコンピュータ 7、13 レンズコントロール部 S1、S7 光信号 S2、S8 CCD出力信号 S3、S9 信号処理部出力信号 S4、S10 輝度信号 S5、S11 高周波成分データ S6 動き量データ 1, 8 lens 2, 9 CCD 3, 10 signal processing unit 4, 11 high-frequency component detector 4-1, 11-1 BPF 4-2, 11-2 integrator 5 motion detector 5-1 D flip-flop 5 -2 Absolute value difference unit 5-3 Integrator 6,12 Microcomputer 7,13 Lens control unit S1, S7 Optical signal S2, S8 CCD output signal S3, S9 Signal processing unit output signal S4, S10 Luminance signal S5, S11 High frequency Component data S6 Motion data

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 映像の輝度信号の高周波成分を検出する
手段と、映像の各点における動き量を検出する手段と、
高周波成分を動き量で正規化する手段と、正規化された
高周波成分によりフォーカスの山登り制御を行う手段と
を具備してなることを特徴とするオートフォーカス装
置。
A means for detecting a high-frequency component of a luminance signal of an image; a means for detecting an amount of motion at each point of the image;
An autofocus apparatus comprising: means for normalizing a high-frequency component by a motion amount; and means for performing focus hill-climbing control using the normalized high-frequency component.
【請求項2】 前記高周波成分を検出する手段が、バン
ドパスフィルタと積分器とからなることを請求項1に記
載のオートフォーカス装置。
2. The auto-focusing device according to claim 1, wherein the means for detecting the high-frequency component comprises a band-pass filter and an integrator.
【請求項3】 前記動き量を検出する手段が、複数の代
表点について前フィールドと現フィールドの輝度信号の
絶対値差分を求める手段と、複数の代表点についての絶
対値差分結果を積分するための積分手段とを備えること
を特徴とする請求項1に記載のオートフォーカス装置。
3. The method according to claim 2, wherein the means for detecting the amount of motion includes means for calculating an absolute value difference between luminance signals of a previous field and a current field for a plurality of representative points, and integrating the absolute value difference results for the plurality of representative points. The autofocus device according to claim 1, further comprising an integrating means.
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