JPH02210977A - Automatic focusing device - Google Patents

Automatic focusing device

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JPH02210977A
JPH02210977A JP1310621A JP31062189A JPH02210977A JP H02210977 A JPH02210977 A JP H02210977A JP 1310621 A JP1310621 A JP 1310621A JP 31062189 A JP31062189 A JP 31062189A JP H02210977 A JPH02210977 A JP H02210977A
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Japan
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helicoid
lens system
point
motor
circuit
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Kentaro Hanma
謙太郎 半間
Kaoru Yanagawa
柳川 薫
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Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To eliminate vibration of a picture angle by obtaining a harken point position where a helicoid of a lens system is to be stopped and controlling the helicoid to the obtained harken point position. CONSTITUTION:A herken point calculation circuit 15 calculates a harken point number and a harken point location from the information of an aperture and focus of a lens system 1. A comparator circuit 19 controls a helicoid location of the system 1 via a B position of an electronic switch 31, a motor drive circuit 30 and a motor 8 to make the content of an inputted stop harken point memory 18 with the information of a helicoid position of the system 1. Moreover, when a distance between an object and a camera is changed, the switch 31 is thrown to the position A via sum circuits 24, 25 to allow focusing of the comparator circuit 23, a discrimination circuit 32 sets a counter 26 to start the focusing.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はビデオカメラの自動焦点合わせ装置に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic focusing device for a video camera.

従来、ビデオカメラの自動焦点合わせ装置として、映像
信号中の高周波成分によって画面の精細度を検出し、精
細度が最大となるようにレンズの焦点合わせリング(以
後へリコイドと表わす)を回転制御するいわゆる山登り
制御が知られている。
Traditionally, automatic focusing devices for video cameras detect the definition of the screen based on high-frequency components in the video signal, and then control the rotation of the lens focusing ring (hereinafter referred to as helicoid) to maximize the definition. So-called mountain climbing control is known.

この方式はNHK技術研究報告昭40.第17巻。This method was introduced in the NHK technical research report in 1974. Volume 17.

第1号通巻第86号21ページに石田他著「山登りサー
ボ方式によるテレビカメラの自動焦点調整」として詳細
に述べられているが、以下この方式を第1図、第2図を
用いて簡単に説明する。
No. 1, Volume 86, page 21, it is described in detail by Ishida et al. as ``Automatic focus adjustment of television camera using mountain-climbing servo method'', but this method will be briefly explained below using Figures 1 and 2. explain.

第1図は山登り方式による自動焦点合わせ装置(以後A
F装置と表わす)の構成を示すブロック図である。1は
レンズシステム、2はカメラ回路、3は映像信号の出力
端子、4はバイパスフィルタ、5は検波器、6は差分ホ
ールド回路、7はモータ那動回路、8はレンズシステム
1のへリコイドを回転するためのモータである。
Figure 1 shows a hill-climbing automatic focusing device (hereinafter referred to as A).
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an F device. 1 is a lens system, 2 is a camera circuit, 3 is a video signal output terminal, 4 is a bypass filter, 5 is a detector, 6 is a differential hold circuit, 7 is a motor movement circuit, 8 is a helicoid of lens system 1 This is a motor for rotation.

以下第1図の構成の動作を第2図の特性図を用いて説明
する。
The operation of the configuration shown in FIG. 1 will be explained below using the characteristic diagram shown in FIG. 2.

被写体(図示せず)からレンズシステム1に入射された
光情報は、カメラ回路2で電気信号に変換され、端子3
に映像信号として出力される。映像信号の高周波成分だ
けがバイパスフィルタ4で抽出され、検波器5で検波さ
れた後、端子51にあられれる。映像信号の高域成分に
対応する電圧(以後焦点電圧と表わす)は、撮映像の精
細度に対応しているので、第2図に示すように端子51
にあられれる焦点電圧は、レンズシステム1のへリコイ
ド位MCAとする)が被写体までの距離に合致していれ
ば最大となり、レンズシステム1のへリコイド位置が上
記位置Aからずれるに従がって低下する。何らかの手段
によりヘリコイド位置が制御され、端子51に供給され
る焦点電圧が最大となるようにヘリコイド位置が制御さ
れれば、自動的に焦点合わせが行なわれることになる。
Optical information incident on the lens system 1 from a subject (not shown) is converted into an electrical signal by the camera circuit 2 and sent to the terminal 3.
is output as a video signal. Only high frequency components of the video signal are extracted by a bypass filter 4, detected by a detector 5, and then applied to a terminal 51. The voltage corresponding to the high-frequency component of the video signal (hereinafter referred to as focal voltage) corresponds to the definition of the captured image, so as shown in FIG.
The focal voltage that appears at the helicoid position of lens system 1 (assumed MCA) is maximum if it matches the distance to the subject, and as the helicoid position of lens system 1 deviates from the above position A, descend. If the helicoid position is controlled by some means such that the focusing voltage supplied to the terminal 51 is maximized, focusing will be performed automatically.

差分ホールド回路6は第2図に示すように端子51にあ
られれる焦点電圧を一定時間毎にサンプルホールドし、
焦点電圧が時間経過に対して増加方向であれば正の電圧
を、焦点電圧が時間経過に対して減少方向であれば負の
電圧を発生する回路であり、モータ關動回路7は端子6
1にあられれる差分ホールド回N6の出力電圧が正であ
れば、モータ8を例えば正転してヘリコイド位置を順方
向へと移動し、同出力電圧が負であればモータ8を逆転
してヘリコ、イド位置を逆方向へと移動する。
As shown in FIG. 2, the differential hold circuit 6 samples and holds the focal voltage applied to the terminal 51 at fixed time intervals.
The motor drive circuit 7 is a circuit that generates a positive voltage when the focal voltage increases over time, and a negative voltage when the focal voltage decreases over time.
1, if the output voltage of the differential hold circuit N6 is positive, the motor 8 is rotated in the forward direction to move the helicoid position in the forward direction, and if the same output voltage is negative, the motor 8 is rotated in the reverse direction to move the helicoid position. , move the id position in the opposite direction.

第2図に示される差分ホールド回路6の出力電圧はへリ
コイドを至近から無限大方向に回転した場合を示したが
、へり戸、イドを無限大から至近方向へと回転した場合
も同様であることは容易に理解される。
The output voltage of the differential hold circuit 6 shown in FIG. 2 is shown when the helicoid is rotated from close to infinity, but the same applies when the helicoid is rotated from infinity to close. This is easily understood.

このようにすれば、モータ8のへリコイド位置を制御す
る制御システムは、山のぼり回路9の焦点電圧により作
られる山を差分ホールド回路6の出力電圧により登って
ゆき、ついにはこの山の頂上で小きざみに振動しながら
定常状態に達することにより自動的に焦点合わせをする
ことになる。
In this way, the control system that controls the helicoid position of the motor 8 climbs the mountain created by the focal voltage of the mountain climbing circuit 9 using the output voltage of the differential hold circuit 6, and finally reaches the top of this mountain. By vibrating in small increments and reaching a steady state, the focus is automatically adjusted.

以上が山登り方式によるビデオカメラの自動焦点合わせ
装置である。
The above is an automatic focusing device for a video camera using the mountain climbing method.

さて、上記した装置は自動焦点合わせ装置としての性能
は充分であるが、以下に述べる欠点を有する。
Although the above-mentioned device has sufficient performance as an automatic focusing device, it has the following drawbacks.

第1の欠点は、レンズシステムlの有する特性上のもの
であり、現在主に用いられている前玉回転式の焦点合わ
せ機構を有するレンズシステム。
The first drawback lies in the characteristics of the lens system 1, which is currently mainly used in lens systems having a front lens rotation type focusing mechanism.

すなわち、被写体に近い位置に配置された対物レンズの
位置を移動して焦点合わせをするシステムでは、焦点合
わせのためにヘリコイド位置を移動すると、レンズシス
テム1の合焦距離と共に、レンズシステム1の焦点距離
そのものが若干変化してしまう。すなわち、山登り方式
は焦点信号の増加、減少をフィードバックすることによ
り山の頂上に振動しながら留まる方式であるから1合焦
中にもヘリコイド位置は山の頂上を重心として振動して
おり、レンズシステムlの焦点距離も前述の理由により
若干ではあるが振動している。レンズシステム1の焦点
距離の変化は、そのままレンズシステム1の撮映の画角
、すなわち撮映像の倍率の変化を意味するから、山登り
方式の自動焦点合わせ装置で撮映された画像は、常にそ
の画像の大きさが振動していることになる。この画像の
大きさの振動は、たとえば絞り値が小さく、かつズーム
倍率が高いなどのようにレンズシステム1の被写界深度
が浅い場合の撮映では、焦点信号による山の傾斜が急し
ゅんなので振動の振幅も小さく、はとんど気にならない
が、レンズシステム1の絞り値が大きくかつズーム倍率
が低い場合などのように被写界深度が深い場合には焦点
信号による山の傾斜が非常にブロードとなるため、ヘリ
コイドの振動の振幅は大きくなり、撮映像の大きさがヘ
リコイド位置の振動に合わせて数パーセント以上も変化
することになる。
In other words, in a system that focuses by moving the position of an objective lens placed close to the subject, when the helicoid position is moved for focusing, the focal length of the lens system 1 changes as well as the focusing distance of the lens system 1. The distance itself will change slightly. In other words, in the mountain climbing method, the helicoid position vibrates and stays at the top of the mountain by feeding back the increase and decrease of the focus signal, so even during one focusing, the helicoid position oscillates with the center of gravity at the top of the mountain, and the lens system The focal length of 1 also oscillates, albeit slightly, for the reasons mentioned above. A change in the focal length of the lens system 1 directly means a change in the angle of view of the lens system 1, that is, a change in the magnification of the captured image. This means that the size of the image is oscillating. This fluctuation in image size is caused by the steep slope of the mountain caused by the focus signal when shooting when the depth of field of the lens system 1 is shallow, such as when the aperture value is small and the zoom magnification is high. The amplitude of the vibration is also small and hardly noticeable, but when the depth of field is deep, such as when the aperture value of lens system 1 is large and the zoom magnification is low, the slope of the mountain caused by the focus signal becomes very noticeable. As a result, the amplitude of the helicoid's vibration increases, and the size of the captured image changes by several percent or more in accordance with the vibration of the helicoid's position.

第2の欠点は、上記した第1の欠点はど致命的ではない
が、消費電力が大であることである。すなわち、この方
式は、常にヘリコイドが回転している必要があるので、
ヘリコイドを駆動するためのモータ8が常に電力を消費
しており、ポータプル形のビデオカメラなど電力供給が
問題となるカメラの場合では大きな欠点となる。
The second drawback is that the power consumption is large, although the first drawback described above is not fatal. In other words, this method requires the helicoid to be constantly rotating, so
The motor 8 for driving the helicoid constantly consumes power, which is a major drawback in cameras where power supply is a problem, such as a portable video camera.

本発明の目的は上記した従来の欠点をなくし、合焦時に
目立った撮映画像の大きさの振動を生じることのない自
動焦点合わせ装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks and to provide an automatic focusing device that does not cause noticeable vibration in the size of a photographed image during focusing.

従来の山のぼり方式による自動焦点合わせ装置の欠点は
、常にヘリコイドを制御していることにある。従って被
写界深度が大きく、ヘリコイドがどの位置にあっても事
実上被写体に合焦してしまうような場合は山の形が非常
にブロードとなり大きなヘリコイドの振動をまねている
The drawback of conventional autofocusing devices using the mountain climbing method is that they always control the helicoid. Therefore, when the depth of field is large and the subject is virtually in focus no matter where the helicoid is located, the shape of the mountain becomes very broad, imitating the vibrations of a large helicoid.

本発明ではレンズの絞り値、焦点距離(ズーム倍率)を
用いてレンズのその時点における被写界深度を計算し、
その被写界深度を考慮して至近距離から無限遠までをカ
バーしつるヘリコイドの停止位置(以後これをバーケン
ポイントと呼ぶ)を計算し、これらの停止位置のうちど
の停止位置が合焦位置であるかを探すためにだけ山のぼ
り方式を使用し、−たん合焦をしてしまえば山のぼりの
閉ループを開放すると同時にヘリコイドを山の頂上に最
も近いあらかじめ定められた位fi!(バーケンポイン
ト)で停止させる。そして、何等かの原因により合焦状
態から外れた状態になった際には再び山のぼりの閉ルー
プを閉じ、山のぼり方式の合焦機能を再開させる。
In the present invention, the depth of field of the lens at that point is calculated using the aperture value and focal length (zoom magnification) of the lens,
Considering the depth of field, calculate the stopping positions of the helicoid that covers from close range to infinity (hereinafter referred to as Birken points), and determine which of these stopping positions is the in-focus position. Use the mountain climbing method only to find the mountain peak, and once you have focused, you can open the mountain climbing closed loop and at the same time move the helicoid to a predetermined position closest to the mountain top! (Birken point). When the camera goes out of focus for some reason, the mountain climbing closed loop is closed again, and the mountain climbing method focusing function is restarted.

以下第3図、第4図を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

第3図は本発明による自動焦点合わせ装置の一実施例の
構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an automatic focusing device according to the present invention.

1.2,8,9,51,61はそれぞれ第1図を用いて
説明した従来の自動焦点合わせ回路に用いたと同じレン
ズシステム、カメラ回路、モータ。
1. 2, 8, 9, 51, and 61 are the same lens system, camera circuit, and motor as used in the conventional automatic focusing circuit explained using FIG. 1, respectively.

山のぼり回路、焦点電圧が出力される端子、差分ホール
ド回路の出力電圧が出力される端子である。
These are the terminal to which the mountain climbing circuit, the focal voltage is output, and the terminal to which the output voltage of the differential hold circuit is output.

11〜14は、それぞれ焦点電圧、レンズシステム1の
焦点距離の情報、レンズシステム1の絞り値の情報、レ
ンズシステム1のへリコイド位置の情報をディジタル値
に変換するためのA/D変換器である。15はバーケン
ポイント計算回路、16はバーケンポイントメモリ、1
7,19゜21.23は比較回路、18は停止バーケン
ポイントメモリ、20はバーケンポイント数メモリ、2
2は焦点電圧メモリ、24.25は和回路、26はカウ
ンタ、27は第1へリコイド位置メモリ。
11 to 14 are A/D converters for converting the focal voltage, information on the focal length of the lens system 1, information on the aperture value of the lens system 1, and information on the helicoid position of the lens system 1 into digital values, respectively. be. 15 is a Birken point calculation circuit, 16 is a Birken point memory, 1
7,19゜21.23 is a comparison circuit, 18 is a stop Birken point memory, 20 is a Birken point number memory, 2
2 is a focal voltage memory, 24.25 is a summation circuit, 26 is a counter, and 27 is a first helicoid position memory.

28は第2へリコイド位置メモリ、29は平均値回路、
30はモータ駆動回路、31は電子スイッチである。な
おモータ制動回路30はC側の入力線に信号が加われば
第1図中の従来のモータ駆動回路7と同一の動作をする
が、D側の入力線に信号が加わればモータ8を停止する
機能を有する。
28 is a second helicoid position memory, 29 is an average value circuit,
30 is a motor drive circuit, and 31 is an electronic switch. The motor braking circuit 30 operates in the same way as the conventional motor drive circuit 7 shown in FIG. 1 when a signal is applied to the input line on the C side, but stops the motor 8 when a signal is applied to the input line on the D side. Has a function.

本発明における自動焦点合わせ動作を説明する前にバー
ケンポイントにつき説明する。
Before explaining the automatic focusing operation in the present invention, the Birken point will be explained.

バーケンポイントはレンズシステム1のその時点の被写
界深度を考慮して至近距離から無限遠(以後Qと表わす
)までをカバーしつるあらかじめ定められたヘリコイド
の停止位置であり、下記(1)式により計算できる。
The Birken point is a predetermined stopping position of the helicoid that covers the distance from close range to infinity (hereinafter referred to as Q) considering the depth of field of the lens system 1 at that point, and is described in (1) below. It can be calculated using the formula.

R1=1ミー1− pF  (2i−1)  但し、iは正の整数・・・(
1)式ここにRiは無限遠ψ側から数えてi番目のバー
ケンポイント、ρは撮映像の許容錯乱円直径、fはレン
ズ1の焦点距離、Fはレンズ1の絞り値である。
R1=1my1-pF (2i-1) However, i is a positive integer...(
1) where Ri is the i-th Birken point counted from the infinity ψ side, ρ is the diameter of the permissible circle of confusion of the photographed image, f is the focal length of the lens 1, and F is the aperture value of the lens 1.

また、必要とされるバーケンポイントの数Nはレンズ1
の撮映可能至近距離をRa1nとすると、N番目のバー
ケンポイントがRlinと等しいか又は小さくなるべき
だから下記(2)式により計算できる。
Also, the number N of Birken points required is 1 for each lens.
If the closest distance that can be photographed is Ra1n, the Nth Birken point should be equal to or smaller than Rlin, so it can be calculated using the following equation (2).

lf”I N≧−・−・−1−・・・・・・・・・(2)式2式% たとえば、レンズ1として焦点距11f=50■、絞り
値F=1.8、至近距111Rmin=1mを用い、許
容錯乱円の直径をρ=40μmとしたとき、(2)式よ
りバーケンポイント数Nは18で、かつ(1)式より各
バーケンポイントの位置RiはR□=34.72m、 
R,:=11.57m、 R,=6.94m、・・−・
−R,、=0゜99mである。すなわち、この場合被写
体がいかなる距離にあってもヘリコイドの位置をバーケ
ンポイント位置〜R0のうちの最適な1つに選べば所定
のピントの合った撮映が可能である。以上がバーケンポ
イントの説明である。
lf”I N≧−・−・−1−・・・・・・・・・(2) Formula 2% For example, as lens 1, focal length 11f=50■, aperture value F=1.8, close distance When using 111Rmin=1m and the diameter of the permissible circle of confusion as ρ=40μm, the number of Birken points N is 18 from equation (2), and the position Ri of each Birken point from equation (1) is R□= 34.72m,
R,:=11.57m, R,=6.94m,...
-R,,=0°99m. That is, in this case, no matter what distance the subject is, if the helicoid position is selected at the optimal one from the Birken Point position to R0, it is possible to take a picture in a predetermined focus. This is the explanation of Birken Point.

本発明では、従来の山のぼり方式が最適なバーケンポイ
ントを発見するために用いられる。以下その動作を説明
する。
In the present invention, a conventional mountain climbing method is used to find the optimal Birken point. The operation will be explained below.

レンズシステムlの絞り値Fの情報と焦点距離fの情報
はそれぞれA/D変換器11,12でA/D変換されて
ディジタル符号となり、共にバーケンポイント計算回路
15に入力される。バーケンポイント計算回路15は前
述の(1)式、(2)式にもとすいてバーケンポイント
数Nとバーケンポイント位置R1〜RNを計算し、バー
ケンポイント数をバーケンポイント数メモリ2oに格納
し、各バーケンポイント位置をバーケンポイントメモリ
16に格納する。
Information on the aperture value F and information on the focal length f of the lens system I are A/D converted by A/D converters 11 and 12, respectively, into digital codes, and both are input to the Birken point calculation circuit 15. The Birken point calculation circuit 15 calculates the Birken point number N and Birken point positions R1 to RN based on the above-mentioned formulas (1) and (2), and stores the Birken point number in the Birken point number memory. 2o, and each Birken point position is stored in the Birken point memory 16.

以下第3図の構成の動作を次の3段階に分けて説明する
The operation of the configuration shown in FIG. 3 will be explained in the following three steps.

(第1段階)レンズシステム1のへリコイドが停止すべ
きバーケンポイント位置を求める。
(First step) Find the Birken point position where the helicoid of the lens system 1 should stop.

(第2段階)第1段階で求めたバーケンポイント位置へ
とへリコイドを制御し、停止する。
(Second stage) Control the helicoid to the Birken point position determined in the first stage and stop.

(第3段階)改めて合焦動作をする必要の有無を検出し
、再び合焦動作を開始する。
(Third stage) It is detected whether or not there is a need to perform a focusing operation again, and the focusing operation is started again.

まず第1段階につき説明する。第1段階は以下2小段階
に分けられる。
First, the first stage will be explained. The first stage is divided into the following two substages.

(第1.1段階) レンズシステム1の焦点距離f、絞
り値Fから前記(1)式、(2)式によりバーケンポイ
ント数と各バーケンポイント位置を計算し、記憶する。
(Step 1.1) The number of Birken points and the position of each Birken point are calculated from the focal length f and the aperture value F of the lens system 1 using equations (1) and (2), and are stored.

(第1.2段階) 従来とほぼ同様の山のぼり方式によ
り合焦ヘリコイド位置を求め、次いで最適なバーケンポ
イント位置を求める。
(Step 1.2) The focusing helicoid position is determined using a mountain climbing method similar to the conventional method, and then the optimal Birken point position is determined.

第1.1段階において、レンズ1の焦点距@fの情報と
絞り値Fの情報はそれぞれA/D変換器11.12でデ
ィジタル値に変換され、バーケンポイント計算回路15
に入力される。バーケンポイント計算回路15は前記(
1)式、(2)式によりバーケンポイント数Nと各バー
ケンポイント位置R1〜Rnを計算し、それぞれバーケ
ンポイント数メモリ2o、及びバーケンポイントメモリ
16に記憶する。
In step 1.1, the information on the focal length @f and the aperture value F of the lens 1 are each converted into digital values by the A/D converter 11.12, and the information is converted into a digital value by the Birken point calculation circuit 15.
is input. The Birken point calculation circuit 15 is configured as described above (
The number N of Birken points and each Birken point position R1 to Rn are calculated using equations 1) and (2), and are stored in the Birken point number memory 2o and the Birken point memory 16, respectively.

第1.2段階では電子スイッチ31がA側となっている
ので、第1図を用いて説明した従来の山のぼり方式とほ
ぼ同一の動作で合焦動作が行なわれるが、モータ8の逆
転後(最大3回)は電子スイッチ31がB側となり山の
ぼりループが開放される点が異なる。
In the 1st and 2nd stages, the electronic switch 31 is on the A side, so the focusing operation is performed in almost the same way as the conventional mountain climbing method explained using FIG. 1, but after the motor 8 is reversed, (maximum 3 times) is different in that the electronic switch 31 is set to the B side and the mountain climbing loop is opened.

この動作を第4図を参照して説明する。同図(a)は焦
点電圧の山を示し、ヘリコイドの動作開始点がhい新し
いヘリコイドの位置がり、である。
This operation will be explained with reference to FIG. The figure (a) shows the peak of the focal voltage, and the starting point of the helicoid operation is the new position of the helicoid.

この状態はたとえば位置h工にあったヘリコイドが位置
h2まで動いた場合に生じる。さて、山のぼり動作の開
始時、モータ8が第4図(b)に示すように山を登る方
向にヘリコイドを動かしはじめた場合、ヘリコイド位置
のたどる軌跡はそのまま山を登って、−見合焦点位置h
2に達し、位Mh2を通り過ぎ端子61の出力信号の反
転により合焦点位置h2を少し行きすぎた位置り、から
逆方向へ移動し、再び合焦点位置h2を通りすぎてもう
一度位置り、で逆方向へ移動する。山登りループをこの
まま閉じておけば、従来例のごとくヘリコイドは位置り
、とり、の間を振動しつづけるわけである。しかし、ヘ
リコイド位置が合焦点位置h2付近に達したことは前記
2回の逆転を検出することにより知られる。従って、第
3図の構成では端子61の出力信号である逆転信号をカ
ウンタ26が計算し、それぞれ第1回目の逆転時のへリ
コイド位置h3の情報を第1へリコイド位置メモリ27
に、第2回目の逆転時のへリコイド位置h4の情報を第
2へリコイド位置メモリ28に格納し、第2回目の逆転
と同時に和回路25を介して電子スイッチ31をB側と
し山登りループを開放する。
This situation occurs, for example, when the helicoid at position h moves to position h2. Now, at the start of the mountain climbing operation, if the motor 8 starts moving the helicoid in the direction of climbing the mountain as shown in FIG. h
2, passes through position Mh2, reaches a position a little too far past the in-focus position h2 due to the inversion of the output signal of the terminal 61, moves in the opposite direction, passes the in-focus position h2 again, returns to the position, and then moves in the opposite direction. move in the direction. If the mountain-climbing loop is closed as is, the helicoid will continue to oscillate between position and position, as in the conventional case. However, it is known that the helicoid position has reached the vicinity of the focal point position h2 by detecting the two reversals. Therefore, in the configuration shown in FIG. 3, the counter 26 calculates the reversal signal which is the output signal of the terminal 61, and the information of the helicoid position h3 at the time of the first reversal is stored in the first helicoid position memory 27.
Then, information on the helicoid position h4 at the time of the second reversal is stored in the second helicoid position memory 28, and at the same time as the second reversal, the electronic switch 31 is set to the B side via the sum circuit 25 to complete the mountain climbing loop. Open.

また、山のぼり動作の開始時にモータ8が第4図(C)
に示すように山を下りる方向にヘリコイドを動かしはじ
めた場合は、合焦点位置h2に至るまでにヘリコイド軌
跡は同図(b)の軌跡と重なるまでに位置h1から位置
り6位置h2方向へとモータ8が一度逆転をする必要が
ある。この場合は判定回路32が、山のぼり動作の開始
時に端子61の出力電圧が低下し、山を下りていること
を知って、第1回目の反転後にカウンタ26の内容をリ
セットして、第2.第3回目の逆転にそなえるため、第
4図(c)の場合も、第4図(b)の場合と同様に第2
回、第3回の逆転によりヘリコイド位置が合焦位置h2
の付近に達したことが検出され、山登りループが開放さ
れる。
Also, at the start of the mountain climbing operation, the motor 8 is activated as shown in Fig. 4 (C).
If you start moving the helicoid in the direction of going down the mountain as shown in (b), by the time you reach the in-focus position h2, the helicoid trajectory will have moved from position h1 to position 6 in the direction of h2 until it overlaps with the trajectory shown in Figure (b). The motor 8 needs to reverse once. In this case, the determination circuit 32, knowing that the output voltage of the terminal 61 has decreased at the start of the mountain climbing operation and is descending the mountain, resets the contents of the counter 26 after the first reversal, and performs the second reversal. .. In order to prepare for the third reversal, in the case of Fig. 4(c), the second
3rd reversal, the helicoid position is in focus position h2
It is detected that the mountain has reached the vicinity of , and the mountain climbing loop is opened.

さて、カウンタ26の内容が値2となって山登りループ
が開放されると同時に、バーケンポイントメモリ16の
内容は、順次比較回I417に入力されて、第1へリコ
イド位置メモリ27.および第2へリコイド位置メモリ
28の内容を平均値回路29で平均した値と比較され、
この平均値に最も近いバーケンポイントメモリ16の内
容が停止バーケンポイントメモリ18に記憶される。
Now, at the same time that the content of the counter 26 becomes value 2 and the mountain climbing loop is opened, the content of the Birken point memory 16 is sequentially input to the comparison circuit I417, and the content of the first helicoid position memory 27. and a value obtained by averaging the contents of the second helicoid position memory 28 in an average value circuit 29,
The contents of the Birken Point memory 16 that are closest to this average value are stored in the Stop Birken Point memory 18.

次に比較回路19は、電子スイッチ31のB側、モータ
駆動回路30、モータ8を介してレンズシステム1のへ
リコイド位置を制御し、入力する停止バーケンポイント
メモリ18の内容とA/D変換器14の出力であるレン
ズシステム1のへリコイド位置の情報を一致させ1両者
が一致すると、D側の入力線によりモータ駆動回路30
に信号を供給し、第2段階を終了する。この時、バーケ
ンポイント数メモリ20、焦点電圧メモリ22に格納さ
れた情報は比較回路19の出力信号により消去される。
Next, the comparison circuit 19 controls the helicoid position of the lens system 1 via the B side of the electronic switch 31, the motor drive circuit 30, and the motor 8, and converts the input contents of the stop Birken point memory 18 and A/D conversion. When the information on the helicoid position of the lens system 1, which is the output of the device 14, matches, the input line on the D side causes the motor drive circuit 30 to match.
and the second stage is completed. At this time, the information stored in the Birken point number memory 20 and the focal voltage memory 22 is erased by the output signal of the comparison circuit 19.

次に、第3段階である被写体とカメラ間の距離が変わっ
たり、レンズシステム1の絞り値F焦点距離fが変化す
ることにより再び合焦をし直す必要が生じた場合につき
述べる。
Next, the third stage, a case where refocusing becomes necessary due to a change in the distance between the subject and the camera or a change in the aperture value F and focal length f of the lens system 1, will be described.

レンズシステム1の絞り値Fや焦点距離fが変化した場
合には、比較回路21に入力されるバーケンポイント数
メモリ20の内容と、バーケンポイント計算回路15か
ら入力する新しいバーケンポイント数が同一であれば合
焦動作をし直す必要がない。しかし、これらが異なると
きには比較回路21は再び合焦動作をするため和回路2
4,25を介して電子スイッチ31をA側に接続すると
ともに判定回路32によりカウンタ26をリセットし、
第1段階から合焦動作を開始する。
When the aperture value F or focal length f of the lens system 1 changes, the contents of the Birken point number memory 20 input to the comparison circuit 21 and the new Birken point number input from the Birken point calculation circuit 15 are changed. If they are the same, there is no need to perform the focusing operation again. However, when these differ, the comparator circuit 21 performs the focusing operation again, so the sum circuit 21
4, 25 to connect the electronic switch 31 to the A side, and reset the counter 26 by the determination circuit 32.
Focusing operation starts from the first stage.

また、被写体とカメラの距離が変わった場合は、比較回
路23に入力するA/D変換器13の出力である焦点電
圧と焦点電圧メモリ22の出力電圧が異なるので、両者
の差が予め定められた値を越えると、比較回路23は再
び合焦動作をするために和回路24.25を介して電子
スイッチ31をA側に接続するとともに判定回路32に
よりカウンタ26をリセットし、第1段階から合焦動作
を開始する。
Furthermore, if the distance between the subject and the camera changes, the focal voltage that is the output of the A/D converter 13 input to the comparison circuit 23 and the output voltage of the focal voltage memory 22 will differ, so the difference between the two will be determined in advance. When the value exceeds the value, the comparator circuit 23 connects the electronic switch 31 to the A side via the summation circuits 24 and 25 in order to perform the focusing operation again, and the determination circuit 32 resets the counter 26, starting from the first stage. Start focusing operation.

上記いずれの場合も、モータ8が回転した後はへリコイ
ド位置の初期値が第4図を用いて説明したように位置h
工ではなく、別の値であることを除けば第4図を用いて
説明したと同様の過程を経て新しい合焦点に達し得る。
In any of the above cases, after the motor 8 rotates, the initial value of the helicoid position is set to the position h as explained using FIG.
A new focal point can be reached through a process similar to that described with reference to FIG. 4, except that the value is different from the current value.

なお、以上の説明では合焦動作について動作中にヘリコ
イドが至近又は無限遠ωとなった場合の説明をしなかっ
たが、この場合には−たん無条件にモータ8を逆転させ
てから動作を継続する。
In addition, in the above explanation, we did not explain the case where the helicoid becomes close or at infinity ω during focusing operation, but in this case, the motor 8 is immediately reversed and then the operation is started. continue.

以上第3図および第4図を用いて詳細に説明したように
1本発明による自動焦点合わせ装置を用いれば、合焦後
はレンズの絞り値、焦点距離の変化や被写体の移動、カ
メラの移動など再び合焦動作を行なう必要が生じるまで
はへリコイドを完全に停止させることができるので、従
来の山登り方式に存在したベリコイドの振動による撮映
画角の振動のない良好な画像が撮映できる。
As explained above in detail using FIGS. 3 and 4, if the automatic focusing device according to the present invention is used, after focusing, changes in the aperture value of the lens, changes in focal length, movement of the subject, movement of the camera, etc. Since the helicoid can be completely stopped until it is necessary to perform a focusing operation again, good images can be taken without the vibration of the shooting angle caused by the vibration of the vericoid that existed in the conventional mountain climbing method.

なお、合焦後、被写体とレンズ間の距離が変化した場合
の再合焦動作の開始を焦点電圧メモリとその時点の焦点
電圧が異なれば即座に行なうと説明したが、実験によれ
ば、両者の差が約10%〜20%生じてからはじめて再
合焦動作を行なうのが好ましいことが判明した。
It was explained that if the distance between the subject and the lens changes after focusing, the refocusing operation will start immediately if the focal voltage memory and the focal voltage at that point are different, but according to experiments, both It has been found that it is preferable to perform the refocusing operation only after a difference of about 10% to 20% has occurred.

なお、本発明の詳細な説明では、バーケンポイントの数
を被写界深度をすきまなくカバーするための最小の数と
し、各バーケンポイントの位置もそのバーケンポイント
数と対応するよう選定したが、本発明に用いるバーケン
ポイント数は上記最小の数似上であればいかなる数でも
良く、この場合のバーケンポイント位置は各隣接するバ
ーケンポイントのカバーする被写界深度が互いに重なり
合っていさえすれば良いのは言うまでもない。
In the detailed description of the present invention, the number of Birken points is set to be the minimum number to cover the depth of field without any gap, and the position of each Birken point is also selected to correspond to the number of Birken points. However, the number of Birken points used in the present invention may be any number as long as it is similar to the above minimum number, and in this case, the Birken point positions are such that the depth of field covered by each adjacent Birken point overlaps with each other. Needless to say, all you have to do is do it.

また、第3図のバーケンポイント計算回路15により計
算されるバーケンポイントの数が1である特別の場合は
山登り動作をしないで無条件にヘリコイドをそのバーケ
ンポイントへと移動して良い。
Furthermore, in a special case where the number of Birken Points calculated by the Birken Point calculation circuit 15 in FIG. 3 is 1, the helicoid may be unconditionally moved to that Birken Point without performing any mountain climbing motion.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の山のぼり方式の自動焦点合わせ装置のブ
ロック図、第2図は第1図の構成の動作を説明するため
の波形図、第3図は本発明による自動焦点合わせ装置の
一実施例を示すブロック図、第4図は第3図の構成の動
作を説明するための波形図である。 1:レンズシステム、2:カメラ回路(光電変換手段)
、7:モータ駆動回路、8:モータ、9:山のぼり回路
(焦点電圧検出手段)、11〜14:】A/D変換器、
15:バーケンポイント計算回路、16:ハーケンポイ
ントメモリ、17:比較回路。 18:停止バーケンポイントメモリ、19:比較回路、
20:ハーケンポイント数メモリ、21:比較回路、2
2:焦点電圧メモリ(記憶手段)、23:比較回路、2
4,25:和回路、26:カウンタ(合焦状態検出手段
)、27:第1へリコイド位置メモリ、28:第2へリ
コイド位置メモリ、29:平均回路、30:モータ駆動
回路、31:電子スイッチ(スイッチ手段)。 32:判定回路、8:モータ 第 1 図 第2図
FIG. 1 is a block diagram of a conventional mountain climbing type automatic focusing device, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the configuration shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an example of an automatic focusing device according to the present invention. A block diagram showing the embodiment, FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the configuration of FIG. 3. 1: Lens system, 2: Camera circuit (photoelectric conversion means)
, 7: motor drive circuit, 8: motor, 9: mountain climbing circuit (focal voltage detection means), 11 to 14: ] A/D converter,
15: Birken point calculation circuit, 16: Harken point memory, 17: comparison circuit. 18: Stop Birken point memory, 19: Comparison circuit,
20: Harken point number memory, 21: Comparison circuit, 2
2: Focal voltage memory (storage means), 23: Comparison circuit, 2
4, 25: Sum circuit, 26: Counter (focus state detection means), 27: First helicoid position memory, 28: Second helicoid position memory, 29: Average circuit, 30: Motor drive circuit, 31: Electronics switch (switch means). 32: Judgment circuit, 8: Motor Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光情報を電気信号に変換する光電変換手段(2)と
、被写体から供給された上記光情報を上記光電変換手段
上に結像するレンズシステム(1)と、上記光電変換手
段によって得られた電気信号に含まれる高域周波数成分
を抽出し、上記レンズシステムの焦点度合に対応した焦
点電圧を発生する焦点電圧検出手段(9)とからなる制
御信号発生手段と、 上記レンズシステムの位置を光軸方向に移動するモータ
(8)と、 上記焦点電圧検出手段の焦点電圧により、上記モータの
回転を制御する駆動信号を発生し、焦点電圧が最大とな
る方向へ上記レンズシステムを移動させるモータ駆動回
路(7)と、 からなる自動焦点装置において、 焦点電圧が最大値付近に達したことを検出する合焦状態
検出手段(26)と、 焦点電圧が最大値付近に達した際に、上記合焦状態検出
手段の出力信号によって開き、上記制御信号信号発生手
段から上記モータ駆動回路(7)へ供給される駆動信号
を遮断して、上記モータの回転を停止して上記レンズシ
ステムの移動を停止するスイッチ手段(31)と、 上記モータの回転が停止される際に、上記制御信号発生
手段が発生する電気信号を記憶する記憶回路(20、2
2)と、 上記モータの回転が停止された後において上記制御信号
発生手段が発生する電気信号と、上記記憶回路に記憶さ
れた電気信号とを比較し、両差の差が予め定められた値
を越えた際に、上記スイッチ手段を閉じる出力信号を発
生して上記スイッチ手段に供給する比較回路(21、2
3)とを備えていることを特徴とするビデオカメラ等の
自動焦点合わせ装置。
[Claims] 1. A photoelectric conversion means (2) for converting optical information into an electrical signal, a lens system (1) for forming an image of the optical information supplied from a subject onto the photoelectric conversion means, and the above-mentioned control signal generation means comprising a focus voltage detection means (9) for extracting high frequency components included in the electrical signal obtained by the photoelectric conversion means and generating a focus voltage corresponding to the focus degree of the lens system; A motor (8) that moves the position of the lens system in the optical axis direction, and a drive signal that controls the rotation of the motor by the focal voltage of the focal voltage detection means, and moves the lens system in the direction where the focal voltage is maximum. An automatic focusing device comprising: a motor drive circuit (7) for moving the lens system; a focusing state detection means (26) for detecting when the focal voltage has reached near the maximum value; When the in-focus state detection means reaches the focus state, it is opened by the output signal of the focus state detection means, cuts off the drive signal supplied from the control signal signal generation means to the motor drive circuit (7), and stops the rotation of the motor. switch means (31) for stopping the movement of the lens system; and storage circuits (20, 2) for storing electrical signals generated by the control signal generating means when rotation of the motor is stopped.
2) After the rotation of the motor is stopped, the electric signal generated by the control signal generating means and the electric signal stored in the storage circuit are compared, and the difference between the two is determined to be a predetermined value. comparator circuits (21, 2
3) An automatic focusing device for a video camera, etc., comprising:
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