JP3157356B2 - Auto focus video camera - Google Patents

Auto focus video camera

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JP3157356B2
JP3157356B2 JP16545993A JP16545993A JP3157356B2 JP 3157356 B2 JP3157356 B2 JP 3157356B2 JP 16545993 A JP16545993 A JP 16545993A JP 16545993 A JP16545993 A JP 16545993A JP 3157356 B2 JP3157356 B2 JP 3157356B2
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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、撮像素子から得られる
撮像映像信号を用いて焦点の自動整合を行うビデオカメ
ラの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 for a video camera which performs automatic focus adjustment using an image signal obtained from an image sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビテオカメラのオートフォーカス装置に
於て、撮像素子からの得られる撮像映像信号自体を焦点
制御状態の評価に用いる方法は、本質的にパララックス
が存在せず、また被写界深度が浅い場合や遠方の被写体
に対しても、精度よく焦点を合わせられるなど優れた点
が多い。しかも、オートフォーカス用の特別なセンサも
不必要で機構的にも極めて簡単である。
2. Description of the Related Art In an autofocus apparatus for a video camera, a method of using an image pickup video signal itself obtained from an image pickup element to evaluate a focus control state is essentially free from parallax, and has a large depth of field. There are many excellent points, such as the ability to focus accurately with respect to shallow and distant subjects. In addition, no special sensor for autofocus is required, and the mechanism is extremely simple.

【0003】特開昭63−215268号公報(H04
N5/232)には、上述のごときオートフォーカス装
置の一例が開示されている。以下に、この従来技術の骨
子を図2及び図3を参照に説明する。
[0003] JP-A-63-215268 (H04)
N5 / 232) discloses an example of the autofocus device as described above. Hereinafter, the gist of the prior art will be described with reference to FIGS.

【0004】図2は前記オートフォーカス装置の全体の
回路ブロック図である。レンズ1によって撮像素子上に
結像された入射光による画像は、撮像素子を含む撮像回
路4によって撮像映像信号となり、この撮像映像信号中
の輝度信号が焦点評価値発生回路5に入力される。
FIG. 2 is an overall circuit block diagram of the autofocus device. An image formed by the incident light formed on the image sensor by the lens 1 is converted into an image signal by the image sensor 4 including the image sensor, and the luminance signal in the image signal is input to the focus evaluation value generator 5.

【0005】この焦点評価値発生回路5は、例えば図3
に示すように構成される。撮像映像信号中の輝度信号
は、高域通過フィルタ(HPF)5cを通過して高域成
分のみが分離され、次段の検波回路5dにて振幅検波さ
れる。この検波出力はA/D変換回路5eにてサンプリ
ングしつつ順次デジタル値に変換され、ゲート回路5f
で画面中央部のフォーカスエリア内の情報だけが抜き取
られて、積算回路5gでフィールド毎に積算され、即ち
1フィールド期間に得られるフォーカスエリア内のA/
D変換回路5e出力を全て加算するディジタル積分が実
行され、この積分値が該当フィールドの焦点評価値とし
て出力される。
[0005] The focus evaluation value generating circuit 5 is, for example, shown in FIG.
It is configured as shown in FIG. The luminance signal in the captured video signal passes through a high-pass filter (HPF) 5c to separate only high-frequency components, and is subjected to amplitude detection by a detection circuit 5d at the next stage. The detection output is sequentially converted into a digital value while being sampled by an A / D conversion circuit 5e, and is converted into a gate circuit 5f.
, Only the information in the focus area at the center of the screen is extracted and integrated by the integration circuit 5g for each field, that is, A / A in the focus area obtained in one field period.
Digital integration for adding all the outputs of the D conversion circuit 5e is performed, and this integrated value is output as the focus evaluation value of the corresponding field.

【0006】このとき、撮像映像信号より同期分離回路
5aによって分離された垂直同期信号及び水平同期信号
は、フォーカスエリアを設定するためにゲート制御回路
5bに入力される。ゲート制御回路5bでは、垂直同期
信号、水平同期信号及び固定の発振器出力に基いて、画
面中央部分に長方形のフォーカスエリアを設定し、この
エリア内のみの輝度信号の高域成分のディジタル値の通
過を許容するゲート開閉信号をゲート回路5fに供給し
ている。
At this time, the vertical synchronizing signal and the horizontal synchronizing signal separated from the picked-up video signal by the sync separation circuit 5a are input to the gate control circuit 5b for setting a focus area. The gate control circuit 5b sets a rectangular focus area in the center of the screen based on the vertical synchronizing signal, the horizontal synchronizing signal, and the fixed oscillator output, and passes the digital value of the high frequency component of the luminance signal only in this area. Is supplied to the gate circuit 5f.

【0007】前述のように構成された焦点評価値発生回
路5は、常時1フィールド分の焦点評価値を出力し、後
段の各回路はこの焦点評価値を用いて合焦動作を開始す
る。ここで、合焦動作の開始に先だってレンズ1を停止
状態にしたままで、焦点評価値発生回路5から焦点評価
値は基準値メモリ15に記憶され、次フィールドの焦点
評価値が発生すると、この新しい焦点評価値と基準値メ
モリ15に記憶されている1フィールド前の焦点評価値
が後段の第5比較器16にてレベル比較され、上述の連
続する2フィールドの焦点評価値の変動、即ち両評価値
の差の絶対値が予め設定されている第3閾値Jより小さ
いか否かを検出する。ここで、第3閾値はカメラ自体の
パンニングあるいは被写体の変化が激しいために、合焦
動作を実行しても誤動作が生じる可能性が高い場合に生
じる評価値変動量であり、予め実験に基づいて設定され
ている。
The focus evaluation value generating circuit 5 configured as described above always outputs a focus evaluation value for one field, and each subsequent circuit starts a focusing operation using this focus evaluation value. Here, the focus evaluation value is stored in the reference value memory 15 from the focus evaluation value generation circuit 5 while the lens 1 is kept stopped prior to the start of the focusing operation. The new focus evaluation value and the focus evaluation value one field before stored in the reference value memory 15 are level-compared by the fifth comparator 16 at the subsequent stage, and the above-described fluctuation of the focus evaluation values of two consecutive fields, ie, both It is detected whether the absolute value of the difference between the evaluation values is smaller than a third threshold value J set in advance. Here, the third threshold value is an evaluation value variation amount that is generated when the possibility of malfunction is high even when the focusing operation is performed because the panning of the camera itself or the change of the subject is severe, and based on an experiment in advance. Is set.

【0008】前記比較動作が完了すると、基準値メモリ
15の内容は新しい方の焦点評価値により更新される。
これにより、第5比較器16での比較動作は常に直近の
2フィールドの焦点評価値が差の絶対値が第3閾値Jと
比較されることになる。この第5比較器16の比較結果
は、最新の焦点評価値と共に後段の開始制御回路17に
供給される。
When the comparison operation is completed, the contents of the reference value memory 15 are updated with the new focus evaluation value.
Thus, in the comparison operation in the fifth comparator 16, the absolute value of the difference between the focus evaluation values of the two most recent fields and the third threshold value J is always compared. The comparison result of the fifth comparator 16 is supplied to the subsequent start control circuit 17 together with the latest focus evaluation value.

【0009】開始制御回路17は、焦点評価値の変動が
第3閾値Jを上回るという比較出力が第5比較器16か
ら入力される時に、前述のように合焦動作を実行すると
焦点評価値の変動が大きすぎて誤動作を生じやすいと判
断して、後述の合焦動作の開始時点を遅らせる遅延信号
DSを後段のフォーカスモータ制御回路10に出力す
る。
The start control circuit 17 executes the focusing operation as described above when the comparison output indicating that the change of the focus evaluation value exceeds the third threshold value J is input from the fifth comparator 16, and the start control circuit 17 calculates the focus evaluation value. When it is determined that the fluctuation is too large and a malfunction is likely to occur, a delay signal DS for delaying the start time of a focusing operation described later is output to the focus motor control circuit 10 at the subsequent stage.

【0010】また、開始制御回路17は、最新の焦点評
価値の絶対値が0であるか否かを監視する評価値監視動
作も同時に行っており、焦点評価値が0である場合に
は、被写体が白一色の壁のように著しく低コントラスト
である、合焦動作を行うための基礎となる焦点評価値が
得られ難く、合焦動作を実行すると誤動作が生じやすい
として、前述の場合と同様に遅延信号DSを出力する。
The start control circuit 17 also performs an evaluation value monitoring operation for monitoring whether or not the absolute value of the latest focus evaluation value is 0, and when the focus evaluation value is 0, As in the case described above, it is assumed that the subject has a remarkably low contrast like a solid white wall, it is difficult to obtain a focus evaluation value serving as a basis for performing a focusing operation, and a malfunction is likely to occur when the focusing operation is performed. To output the delay signal DS.

【0011】更に、開始制御回路17は、遅延信号DS
を出力した後も、評価値変動及び評価値の絶対値の監視
動作を継続し、第3閾値Jを越える評価値変動を、また
は焦点評価値の絶対値が0を続ける間は、この遅延信号
DSを出力し続ける。但し、開始待ち時間にも上限が設
けられており、遅延信号が発生後、予め設定されている
上限時間Tの間、遅延信号が出力され続けると、この上
限時間到達後は、遅延信号の出力は阻止され、誤動作の
可能性は残るが、状況に変化がみられないと見做しこれ
以上の待機は好ましくないとして合焦動作が強行され
る。
Further, the start control circuit 17 controls the delay signal DS
Is output, the monitoring operation of the evaluation value fluctuation and the absolute value of the evaluation value is continued, and while the fluctuation of the evaluation value exceeding the third threshold value J or the absolute value of the focus evaluation value continues to be 0, this delay signal Continue to output DS. However, the start waiting time also has an upper limit, and if the delay signal continues to be output for a preset upper limit time T after the delay signal is generated, the output of the delay signal is performed after the upper limit time is reached. Is prevented, and the possibility of a malfunction remains, but the focusing operation is forcibly performed because it is considered that no change is found in the situation and further waiting is not preferable.

【0012】フォーカスモータ制御回路10は、通常
は、ビデオカメラのカメラ部への電源投入後直ちにレン
ズ1を変位させて後述の合焦動作を開始するようにフォ
ーカスモータ駆動回路31の駆動制御を開始するが、遅
延信号DSが入力されている間は、合焦動作を禁止し、
フォーカスモータ駆動回路31に対する駆動制御を実行
せず、この間、フォーカスモータ3は停止状態を継続す
る。但し、遅延信号DSが継続的に出力されて上限時間
Tが経過すると、遅延信号DSは発せられなくなるた
め、開始待ちの限度を越えたとして合蕉動作を開始す
る。
Normally, the focus motor control circuit 10 starts the drive control of the focus motor drive circuit 31 so that the lens 1 is displaced immediately after the power supply to the camera section of the video camera is turned on and the focusing operation described later is started. However, while the delay signal DS is being input, the focusing operation is prohibited,
The drive control for the focus motor drive circuit 31 is not performed, and during this time, the focus motor 3 remains stopped. However, when the delay signal DS is continuously output and the upper limit time T elapses, the delay signal DS is no longer emitted, and thus the synchronizing operation is started assuming that the start waiting limit has been exceeded.

【0013】次に、この合焦動作について説明する。合
焦動作開始直後に、最初の焦点評価値は最大値メモリ6
と初期値メモリ7に保持される。その後、フォーカスモ
ータ制御回路10は、フォーカスモータ3を予め決めら
れた方向に回転させて、レンズ1を支持するフォーカス
リング2を回動させ、レンズ1を光軸方向に変位させ第
2比較器9出力を監視する。
Next, the focusing operation will be described. Immediately after the start of the focusing operation, the first focus evaluation value is stored in the maximum value memory 6.
Is stored in the initial value memory 7. Thereafter, the focus motor control circuit 10 rotates the focus motor 3 in a predetermined direction, rotates the focus ring 2 supporting the lens 1, displaces the lens 1 in the optical axis direction, and causes the second comparator 9 to rotate. Monitor the output.

【0014】第2比較器9は、フォーカスモータ駆動後
に得られる焦点評価値と初期値メモリ7に保持されてい
る初期評価値を比較し、その大小を出力する。
The second comparator 9 compares the focus evaluation value obtained after driving the focus motor with the initial evaluation value stored in the initial value memory 7, and outputs the magnitude of the comparison.

【0015】フォーカスモータ制御回路10は、第2比
較器9が大または小という出力を発するまで、最初の方
向にフォーカスモータ3を回転せしめ、現在の焦点評価
値が初期評価値に比べ大であるという出力がなされた場
合には、そのままの回転方向を保持し、現在の評価値が
初期評価値よりも小さいと判断された場合には、フォー
カスモータの回転方向を逆にして、レンズの移動方向を
逆にし第1比較器8出力を監視する。
The focus motor control circuit 10 rotates the focus motor 3 in the first direction until the second comparator 9 outputs a large or small output, and the current focus evaluation value is larger than the initial evaluation value. Is output, the rotation direction is kept as it is, and if it is determined that the current evaluation value is smaller than the initial evaluation value, the rotation direction of the focus motor is reversed and the movement direction of the lens is changed. And the output of the first comparator 8 is monitored.

【0016】第1比較器8は、最大値メモリ6に保持さ
れている今までの最大の焦点評価値と現在、即ち最新の
評価値を比較し、現在の焦点評価値が最大値メモリ6の
内容に比べて大きい(第1モード)、予め設定した第1
の閾値M以上に減少した(第2モード)の2通りの比較
信号S1、S2を出力する。ここで最大値メモリ6は第
1比較器8の出力に基づいて、現在の評価値が最大値メ
モリ6の内容よりも大きい場合には、その値が更新さ
れ、常に現在までの焦点評価値の最大値が保持される。
The first comparator 8 compares the current maximum focus evaluation value held in the maximum value memory 6 with the current, that is, the latest evaluation value, and the current focus evaluation value is stored in the maximum value memory 6. Larger than the content (first mode), the preset first
(The second mode), the two comparison signals S1 and S2, which are reduced to the threshold M or more. Here, the maximum value memory 6 updates the value based on the output of the first comparator 8 when the current evaluation value is larger than the content of the maximum value memory 6, and always updates the focus evaluation value up to the present. The maximum value is kept.

【0017】13はモ−タ位置検出回路30から出力さ
れるレンズ1の光軸方向の位置(レンズ位置)を示すレ
ンズ位置信号を記憶するレンズ位置メモリである。ここ
で、レンズ位置信号はモータ位置検出回路30にて、フ
ォーカスモ−タ3の回転量を検出することにより算出さ
れる。このレンズ位置メモリ13は、最大値メモリ6と
同様に第1比較器8出力S1に基づいて最大評価値とな
った場合のレンズ位置を常時保持するように更新され
る。
Reference numeral 13 denotes a lens position memory for storing a lens position signal output from the motor position detection circuit 30 and indicating the position of the lens 1 in the optical axis direction (lens position). Here, the lens position signal is calculated by detecting the amount of rotation of the focus motor 3 by the motor position detection circuit 30. Like the maximum value memory 6, the lens position memory 13 is updated based on the output S1 of the first comparator 8 so as to always hold the lens position when the maximum evaluation value is reached.

【0018】フォーカスモータ制御回路10は、第2比
較器9出力に基づいて決定された方向にフォーカスモー
タ3を回転させながら、第1比較器8出力を監視し、図
4に示すように焦点評価値が最大評価値に比べて予め設
定された第1の閾値Mより小さいという第2モードが指
示されると同時にフォーカスモータ3は逆転される。
The focus motor control circuit 10 monitors the output of the first comparator 8 while rotating the focus motor 3 in the direction determined based on the output of the second comparator 9, and focus evaluation as shown in FIG. At the same time that the second mode in which the value is smaller than the preset first threshold value M as compared with the maximum evaluation value is instructed, the focus motor 3 is rotated in the reverse direction.

【0019】このフォーカスモータ3の逆転により、レ
ンズ1の移動方向は、例えば撮像素子に接近する方向か
ら離れる方向へ、あるいはその逆に離れる方向から接近
する方向に変わる。
Due to the reverse rotation of the focus motor 3, the moving direction of the lens 1 changes, for example, from the direction approaching the image sensor to the direction away from the image sensor, or vice versa.

【0020】この逆転後、レンズ位置メモリ13の内容
と、現在のレンズ位置信号とが第3比較器14にて比較
され、一致したとき、即ちレンズ1が焦点評価値が最大
となる位置に戻ったときに、フォーカスモータ3を停止
させるようにフォーカスモータ制御回路10は機能す
る。同時にフォーカスモータ制御回路10はレンズ停止
信号LSを出力する。
After this reversal, the contents of the lens position memory 13 and the current lens position signal are compared by the third comparator 14, and when they match, that is, the lens 1 returns to the position where the focus evaluation value becomes the maximum. Then, the focus motor control circuit 10 functions so as to stop the focus motor 3. At the same time, the focus motor control circuit 10 outputs a lens stop signal LS.

【0021】11はフォーカスモータ制御回路10によ
る合焦動作が終了して、レンズ停止信号LSが発せられ
ると同時に、その時点での焦点評価値が保持される第4
メモリであり、後段の第4比較器12でこの第4メモリ
11の保持内容は合焦動作終了後の最新の焦点評価値と
比較され、最新の焦点評価値が第4メモリ11の内容に
比べ、予め設定された第2の閾値以上に小さくなったと
きに、被写体が変化したと判断され、被写体変化信号が
出力される。フォーカスモータ制御回路10はこの信号
を受け取ると、再び合焦動作をやり直して被写体の変化
に追随する。
Reference numeral 11 denotes a fourth point in which the focusing operation by the focus motor control circuit 10 is completed, the lens stop signal LS is issued, and the focus evaluation value at that time is held.
The content stored in the fourth memory 11 is compared with the latest focus evaluation value after the focusing operation is completed by the fourth comparator 12 at the subsequent stage, and the latest focus evaluation value is compared with the content of the fourth memory 11. When it becomes smaller than or equal to the second threshold value set in advance, it is determined that the subject has changed, and a subject change signal is output. Upon receiving this signal, the focus motor control circuit 10 performs the focusing operation again and follows the change of the subject.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】前記オートフォーカス
システムは、合焦精度、広範囲な被写体への対応性に優
れているが、以下に示す欠点を有している。即ち、開始
制御回路にて設定されている開始待ち時間の上限時間T
を、短く設定すると無地の壁のようにコントラストが著
しく低く、撮像映像信号の輝度信号からの高域成分が取
り出せない被写体がパンニング中に撮像画面いっぱいに
入ってきた場合に、画面がこの被写体に占有されている
うちに上限時間に達して合焦動作が開始されてしまい、
誤動作となることが多くなる。
The autofocus system is excellent in focusing accuracy and adaptability to a wide range of subjects, but has the following drawbacks. That is, the upper limit time T of the start waiting time set by the start control circuit.
If is set to be short, the contrast will be extremely low like a solid wall, and if a subject that cannot extract the high frequency component from the luminance signal of the captured video signal fills the entire imaging screen during panning, the screen will While the camera is occupied, it reaches the upper limit time and the focusing operation starts,
Malfunctions often occur.

【0023】一方、上限時間Tを長くすると、上記のよ
うな誤動作の可能性は小さくなるが、大きく距離の異な
る被写体にカメラを向け直した時に、ボケ量が大きく焦
点評価値が0になると開始待ち時間が長くなって応答性
が悪くなる。
On the other hand, if the upper limit time T is increased, the possibility of the above-described malfunction is reduced. However, when the camera is redirected to a subject at a great distance, the blur amount becomes large and the focus evaluation value becomes 0, and the operation starts. Waiting time becomes longer and response becomes worse.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明は、撮像系の焦点
距離を検出する焦点距離検出部より焦点距離に関する情
報を得て、合焦動作開始の待ち時間の上限時間をこの焦
点距離に基づいて可変とし、焦点距離が長いときに上限
時間を長くし、焦点距離が短い時に上限時間を短くする
ことを特徴とする。
According to the present invention, information on the focal length is obtained from a focal length detecting section for detecting the focal length of the image pickup system, and the upper limit time of the waiting time for starting the focusing operation is determined based on this focal length. The upper limit time is lengthened when the focal length is long, and the upper limit time is shortened when the focal length is short.

【0025】[0025]

【作用】本発明は、上述のように構成することにより、
焦点距離が長い時には画角が狭く、結果として無地の壁
のような高域成分のない被写体に画面が覆われやすくな
り、覆われている時間も長くなる。この時に上限時間を
長くすることで、誤った合焦動作が実行されることを防
止できる。
The present invention has the above-described structure,
When the focal length is long, the angle of view is narrow, and as a result, the screen is more likely to be covered by a subject having no high-frequency component such as a plain wall, and the covering time is longer. At this time, by increasing the upper limit time, it is possible to prevent an erroneous focusing operation from being performed.

【0026】また、焦点距離が短い時には、高域成分の
ない被写体に画面が覆われることは稀で、パンニング中
にこのような状況が発生しても時間は短い。そこで、こ
の時に上限時間を短くするとボケによって焦点評価値が
0になった時の応答性を向上させることができる。
When the focal length is short, the screen is rarely covered by a subject having no high-frequency component. Even if such a situation occurs during panning, the time is short. Therefore, if the upper limit time is shortened at this time, the responsiveness when the focus evaluation value becomes 0 due to blurring can be improved.

【0027】[0027]

【実施例】以下、図面に従い本発明の一実施例について
説明する。図1は本実施例装置の全体の回路ブロックを
示し、図2と同一部分には同一符号を付して説明を省略
する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the entire circuit block of the apparatus of this embodiment, and the same parts as those of FIG.

【0028】レンズ1によって結像された画像は、撮像
素子を含む撮像回路4によって撮像映像信号となり、こ
の内の輝度信号が焦点評価値発生回路5に供給されて、
図2と同様にフォーカスエリア内の輝度信号の高域成分
の1フィールド分が焦点評価値として順次出力される。
The image formed by the lens 1 is converted into an image signal by an image pickup circuit 4 including an image pickup element, and a luminance signal is supplied to a focus evaluation value generation circuit 5.
As in FIG. 2, one field of the high frequency component of the luminance signal in the focus area is sequentially output as a focus evaluation value.

【0029】焦点距離検出器40は、本ビデオカメラに
装着されている周知のズーム用レンズを有するズーム機
構(図示省略)に連結されて、ズーム機構の広角〜望遠
のズーム領域に応じて、現在のズーム用レンズの焦点距
離Zを示す焦点距離データを出力する。
The focal length detector 40 is connected to a zoom mechanism (not shown) having a well-known zoom lens mounted on the present video camera, and a focal length detector 40 is provided according to the zoom range from the wide angle to the telephoto of the zoom mechanism. The focal length data indicating the focal length Z of the zoom lens is output.

【0030】この焦点距離データは、上限時間設定回路
41に供給されて、上限時間Tの設定に用いられる。即
ち、開始制御回路47で遅延信号DSの出力の継続時間
の最大値である上限時間Tは、図2の従来例のように固
定値ではなく、焦点距離Zに応じて可変となる。この上
限時間Tの決定方法としては、焦点距離Zに比例定数a
を乗じ、これにオフセット値bを加算することで、T=
a×Z+bとして算出される。ここで、比例定数a及び
オフセット値bは実験により最適値になるように予め設
定されている。
The focal length data is supplied to an upper limit time setting circuit 41, and is used for setting the upper limit time T. That is, the upper limit time T, which is the maximum value of the duration of the output of the delay signal DS in the start control circuit 47, is not a fixed value as in the conventional example of FIG. 2, but is variable according to the focal length Z. As a method for determining the upper limit time T, a proportional constant a
, And adding the offset value b to this, T =
It is calculated as a × Z + b. Here, the proportional constant a and the offset value b are set in advance so as to be optimum values through experiments.

【0031】上述の算出式により、焦点距離Zが長いと
きに上限時間Tが大きくなって合焦動作の最大待ち時間
が長くなり、逆に焦点距離Zが短いときに上限時間Tが
小さくなって最大待ち時間が短くなるように設定される
ことになる。
According to the above formula, when the focal length Z is long, the upper limit time T becomes longer and the maximum waiting time of the focusing operation becomes longer. Conversely, when the focal length Z is shorter, the upper limit time T becomes shorter. The maximum waiting time will be set to be short.

【0032】以上のようにして上述の算出式により決定
された上限時間Tは開始制御回路47に入力される。こ
の開始制御回路47は、従来例と同様に第5比較器16
での比較結果により、レンズ停止状態での焦点評価値の
変動が第3閾値Jを越えると判断される場合、あるいは
焦点評価値の絶対値が0の場合に遅延信号DSを出力す
る点で図2の開始制御回路17と同一の機能を有してい
るが、上限時間Tが上限時間設定回路41にて可変とさ
れる点で異なる。
The upper limit time T determined by the above formula is input to the start control circuit 47. The start control circuit 47 includes the fifth comparator 16 as in the conventional example.
According to the comparison result in the above, when it is determined that the change of the focus evaluation value in the lens stopped state exceeds the third threshold value J, or when the absolute value of the focus evaluation value is 0, the delay signal DS is output. 2 has the same function as the start control circuit 17, but differs in that the upper limit time T is made variable by the upper limit time setting circuit 41.

【0033】この遅延信号DSは焦点評価値変動が第3
閾値Jを上回る状態あるいは焦点評価値の絶対値が0の
状態の内の少なくともいずれか一方の状態が継続される
間は、出力開始後に上限時間Tが経過するまで継続的に
出力され続け、上限時間T経過後は、前記いずれかの状
態が継続していても、強制的に出力を阻止される。
The delay signal DS has a focus evaluation value variation of the third
As long as at least one of the state exceeding the threshold value J and the state where the absolute value of the focus evaluation value is 0 is continued, the output is continuously performed until the upper limit time T elapses after the start of the output. After the elapse of the time T, the output is forcibly blocked even if any of the above states is continued.

【0034】フォーカスモータ制御回路10は、図2と
同様に第1、第2及び第3比較器8、9、14の出力に
基づきフォーカスモータ駆動回路31に駆動、停止、逆
転の各種指令を発して、焦点評価値が最大値となる合焦
位置に徐々にレンズ1を変位させる合焦動作を実行する
が、この合焦動作は遅延信号DSが入力されている間は
待機状態になって実行されず、遅延信号DSが発生する
ような撮影状態下では合焦動作はカメラ部への電源投入
時、あるいは第4比較器12からの被写体変化による合
焦動作の再開指令の入力時点より最大として上限時間T
だけは合焦動作は開始待ち状態となる。
The focus motor control circuit 10 issues various commands for driving, stopping and reversing to the focus motor drive circuit 31 based on the outputs of the first, second and third comparators 8, 9 and 14, as in FIG. Then, a focusing operation for gradually displacing the lens 1 to a focusing position at which the focus evaluation value becomes the maximum value is performed, and this focusing operation is performed in a standby state while the delay signal DS is input. However, in a shooting state in which the delay signal DS is generated, the focusing operation is set to be the maximum when the power to the camera unit is turned on or when a command to restart the focusing operation due to the subject change from the fourth comparator 12 is input. Upper limit time T
Only the focusing operation is in a state of waiting for start.

【0035】次に図5を参照にして実際の撮影時での前
記合焦動作の開始待ちの説明をする。図5はカメラの前
方に人物Q及び樹木Rが位置し、更に両者の背景に無地
の白い壁Pが配された状態を示している。
Next, with reference to FIG. 5, the start of the focusing operation at the time of actual photographing will be described. FIG. 5 shows a state in which a person Q and a tree R are located in front of the camera, and a plain white wall P is arranged in the background of both.

【0036】一旦、合焦状態にある右側の人物Qから左
側の樹木Rにパンニングする場合、焦点距離の長いA1
の画角で人物Qを撮影していてA2の位置までパンニン
グすれば、このパンニング中に輝度信号に高域成分のな
い背景の壁を覆う時間が生じる。このパンニングに伴
い、第4比較器12は被写体が変化したことを検知して
合焦動作の再開指令をフォーカスモータ制御回路10に
発するが、前述のように背景の壁が画面を覆い、合焦動
作の基礎となる焦点評価値が0となることにより開始制
御回路47より遅延信号DSが比較的長い間出力されて
合焦動作は比較的長く待機状態となり、被写体が壁とな
ることにより焦点評価値が0であるために合焦動作の山
登りの方向決定等が不可能な状況下で自動的に合焦動作
を長く待機させて焦点評価値の発生を待つことになる。
When panning from the right-side person Q in focus to the left-side tree R once, a long focal length A1
If the person Q is photographed at the angle of view and panning is performed to the position A2, there is time to cover a background wall having no high-frequency component in the luminance signal during the panning. Along with this panning, the fourth comparator 12 detects that the subject has changed, and issues a command to restart the focusing operation to the focus motor control circuit 10, but the background wall covers the screen and the focusing When the focus evaluation value as the basis of the operation becomes 0, the delay signal DS is output from the start control circuit 47 for a relatively long time, and the focusing operation is in a standby state for a relatively long time. In a situation where it is impossible to determine the direction of the hill-climbing of the focusing operation because the value is 0, the focusing operation is automatically made to wait for a long time to wait for the generation of the focus evaluation value.

【0037】また、焦点距離の短いB1の画角で人物Q
を撮影していてB2の位置までパンニングすれば、この
パンニング中には人物Qか樹木Rのいずれか一方が画面
内に含まれることになるので焦点評価値が0になる期間
は存在しないか、あるいは極めて短い。このため、この
パンニングにより被写体変化が確認され合焦動作の再開
指令が第4比較器12より発せられると、直ちに合焦動
作を開始してもよい。そこで、このような状況下では上
限時間Tが短く設定されているので、画角A1の場合に
比べ合焦動作の開始が早くなり、ピンボケによって焦点
評価値が0になった時に高い応答性を発揮することがで
きる。
Also, at the angle of view B1 having a short focal length, the person Q
And if panning is performed to the position of B2, either one of the person Q and the tree R is included in the screen during the panning, so there is no period during which the focus evaluation value becomes 0, Or very short. Therefore, the focusing operation may be started immediately when the subject change is confirmed by the panning and the fourth comparator 12 issues a command to restart the focusing operation. Under such circumstances, since the upper limit time T is set shorter, the start of the focusing operation is earlier than in the case of the angle of view A1, and high responsiveness is obtained when the focus evaluation value becomes 0 due to out-of-focus. Can be demonstrated.

【0038】尚、前記実施例の各回路ブロック図の回路
動作をマイクロプロセッサによりソフトウェア的に処理
可能であることはいうまでもない。また、前記実施例で
は、レンズ1を光軸方向に進退させて合焦動作を実行し
たが、レンズ1を固定して撮像素子自体を光軸方向に進
退させても、同様の効果が得られることは言うまでもな
い。この場合、撮像素子の進退はモータに代えて圧電素
子を用いてもよく、このモータあるいは圧電素子にフォ
ーカスモータ制御回路10からの制御信号を供給するよ
うに構成すればよい。
It is needless to say that the circuit operation of each circuit block diagram of the above embodiment can be processed by software by a microprocessor. In the above-described embodiment, the focusing operation is performed by moving the lens 1 in the optical axis direction. However, the same effect can be obtained by fixing the lens 1 and moving the image sensor itself in the optical axis direction. Needless to say. In this case, a piezoelectric element may be used instead of the motor to move the image pickup element, and a control signal from the focus motor control circuit 10 may be supplied to the motor or the piezoelectric element.

【0039】[0039]

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、焦点距離に
よって合焦動作開始待ちの最大時間を可変として、焦点
評価値自体が著しく小さい状態での合焦動作の誤動作の
防止と合焦動作の応答性の向上を両立させることが可能
になる。
As described above, according to the present invention, the maximum time for waiting for the focusing operation to be varied depending on the focal length, thereby preventing the malfunction of the focusing operation and the focusing operation when the focus evaluation value itself is extremely small. Responsiveness can be improved at the same time.

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

【図1】本発明の一実施例の回路ブロック図である。FIG. 1 is a circuit block diagram of one embodiment of the present invention.

【図2】従来例の回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram of a conventional example.

【図3】従来例の要部回路ブロック図である。FIG. 3 is a main part circuit block diagram of a conventional example.

【図4】低レベル除去動作を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a low-level removal operation.

【図5】合焦動作に伴うレンズ位置と焦点評価値の関係
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a lens position and a focus evaluation value associated with a focusing operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レンズ 4 撮像回路 5 焦点評価値発生回路 3 フォーカスモータ 40 焦点距離検出器 47 開始制御回路 41 上限時間設定回路 Reference Signs List 1 lens 4 imaging circuit 5 focus evaluation value generation circuit 3 focus motor 40 focal length detector 47 start control circuit 41 upper limit time setting circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/222 - 5/257 G02B 7/36 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/222-5/257 G02B 7/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】撮像系内のレンズを経て撮像素子上に結像
される入射光より撮像映像信号を作成する撮像手段と、 該撮像映像信号の高域成分量を焦点評価値として出力す
る焦点評価値発生手段と、 前記レンズ及び前記撮像素子のいずれか一方の他方に対
する相対的な位置を、焦点評価値が極大値となる様に変
更させる合焦動作を実行する位置変更手段と、 電源投入に伴い最初の合焦動作を指示する第1合焦指示
を発する第1指示手段と、 合焦動作が一旦完了して前記相対的な位置が固定された
後に、焦点評価値にしきい値幅以上の変化が生じるか否
かを監視して、該変化が生じた場合に、合焦動作の再開
を指示する第2合焦指示を発する第2指示手段と、 前記撮像系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、 合焦動作開始直前に焦点評価値が所定レベルに達するか
否かを検出するレベル比較手段と、 前記第1合焦指示または第2合焦指示を受けた時点か
ら、該比較手段により焦点評価値が前記所定レベルに達
するまで合焦動作の開始を遅延させる開始制御手段と、 該遅延に伴う遅延時間が所定時間に達するか否かを判定
する時間判定手段と、 前記焦点距離に応じて前記所定時間を変更する時間変更
手段とを備え、 前記遅延時間が前記所定時間に達すると、直ちに遅延を
解除して合焦動作を開始させることを特徴とするオート
フォーカスビデオカメラ。
An imaging means for creating an image signal from incident light formed on an image sensor through a lens in an image pickup system, and a focus for outputting a high-frequency component amount of the image signal as a focus evaluation value. Evaluation value generating means; position changing means for executing a focusing operation for changing a relative position of one of the lens and the image sensor with respect to the other so that a focus evaluation value becomes a maximum value; A first instructing means for issuing a first focusing instruction for instructing a first focusing operation with the first focusing operation, and after the focusing operation is completed once and the relative position is fixed, the focus evaluation value is not less than a threshold width. A second instructing unit that monitors whether a change occurs and issues a second focusing instruction for instructing a restart of the focusing operation when the change occurs, and a focus that detects a focal length of the imaging system. Distance detection means and focus evaluation just before the start of focusing operation Level comparing means for detecting whether or not the focus reaches a predetermined level; and focusing from the time when the first focusing instruction or the second focusing instruction is received until the focus evaluation value reaches the predetermined level by the comparing means. Start control means for delaying the start of the operation, time determination means for determining whether a delay time associated with the delay reaches a predetermined time, and time change means for changing the predetermined time according to the focal length. An auto-focus video camera, wherein when the delay time reaches the predetermined time, the delay is immediately released to start a focusing operation.
【請求項2】前記焦点距離が長いときに、短い場合に比
べて前記所定時間を長くすることを特徴とする請求項1
記載のオートフォーカスビデオカメラ。
2. The system according to claim 1, wherein the predetermined time is longer when the focal length is long than when the focal length is short.
Autofocus video camera as described.
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