JPH05107450A - Video-camera device - Google Patents

Video-camera device

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Publication number
JPH05107450A
JPH05107450A JP3267641A JP26764191A JPH05107450A JP H05107450 A JPH05107450 A JP H05107450A JP 3267641 A JP3267641 A JP 3267641A JP 26764191 A JP26764191 A JP 26764191A JP H05107450 A JPH05107450 A JP H05107450A
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JP
Japan
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focus
signal
focusing
control
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP3267641A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kitahiro Kaneda
北洋 金田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP3267641A priority Critical patent/JPH05107450A/en
Publication of JPH05107450A publication Critical patent/JPH05107450A/en
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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable natural and smooth focusing control without malfunction independently of the condition of a subject. CONSTITUTION:A video-camera device equipped with an autofocusing device by which a focusing system is operated on the basis of the signal that has been output from an imaging means 3 comprises extracting means 6 to 9 for extracting focusing signals corresponding to the degrees of focusing out of imaging signals; a calculating means 10 for obtaining an evaluated value, making an input signal of a focus signal, that indicates the degree of conformity in which the input signal conforms to a predetermined condition, on the basis of a prescribed input membership function, and also for outputting a control signal by substituting this evaluated value into a prescribed output membership function; and a control means 10 for performing at least one of focusing judging operation, restart judging operation, and focusing incapability judging operation of the autofocusing device on the basis of the control signal that has been output from the calculating means 10, and also for changing over the operating condition of the autofocusing device.

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、ビデオカメラ、電子ス
チルカメラ等の映像機器に用いて好適なレンズ制御装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens control device suitable for use in video equipment such as video cameras and electronic still cameras.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ビデオカメラ、電子カメラ等の映
像機器の発展は目覚ましく、特にその機能及び操作性の
向上のため、自動焦点調節装置(AF)等の機能が標準
的に装備されるに至っている。
2. Description of the Related Art In recent years, video equipment such as video cameras and electronic cameras has been remarkably developed, and in order to improve the functions and operability thereof, functions such as an automatic focusing device (AF) have been standardly equipped. It has arrived.

【0003】自動焦点調節装置は、撮像素子等により被
写体像を光電変換して得られた映像信号中より画面の鮮
鋭度を検出し、それが最大となるようにフオーカシング
レンズ位置を制御して焦点調節を行うようにした方式が
主流となりつつある。
The automatic focus adjustment device detects the sharpness of the screen from the video signal obtained by photoelectrically converting the subject image by an image pickup device or the like, and controls the focusing lens position so as to maximize it. The method of adjusting the focus by using the focus is becoming mainstream.

【0004】前記鮮鋭度の評価としては、一般に、バン
ドパスフイルタ(BPF)により抽出された映像信号の
高周波成分の強度、あるいは微分回路などにより抽出さ
れた映像信号のボケ幅(被写体像のエツジ部分の幅)検
出強度等を用いる。
As the evaluation of the sharpness, in general, the strength of the high frequency component of the video signal extracted by the band pass filter (BPF) or the blur width of the video signal extracted by the differentiating circuit (the edge portion of the subject image) Width) detection strength is used.

【0005】これは、通常の被写体像を撮影した場合、
焦点がぼけている状態では高周波成分のレベルは小さく
ボケ幅はぼけて広くなり、焦点が合ってくるにしたがっ
て高周波成分のレベルは大きくボケ幅は小さくなり、完
全に合焦点に達した状態でそれぞれ最大値、最小値をと
る。したがつて、フオーカシングレンズの制御は、前記
鮮鋭度が低い場合は、これが高くなる方向に可能な限り
高速で駆動し、鮮鋭度が高くなるにつれて減速し、精度
良く鮮鋭度の山の頂上で停止させるように制御される。
This is because when a normal subject image is taken,
When the focus is out of focus, the level of the high frequency component is small and the blur width is wide, and as the focus comes in, the level of the high frequency component is large and the blur width is smaller, and when the focus is completely reached, respectively. Takes maximum and minimum values. Therefore, when the sharpness is low, the control of the focusing lens is driven in the direction in which the sharpness becomes higher as fast as possible, and the deceleration is slowed as the sharpness increases, and the peak of the sharpness peak is accurately measured. It is controlled to stop at.

【0006】ところで、近年、各種制御の分野において
は、より自然で状況に適応した制御を行ない得るように
するために、判断の曖昧な部分を制御に取り入れること
により、自然で状況に適応した制御を行ない得るように
した所謂フアジ−推論が用いられている。
By the way, in recent years, in various control fields, in order to be able to perform a more natural and situationally adapted control, a natural and situationally controlled control is introduced by incorporating an ambiguous judgment part into the control. The so-called fuzzy reasoning is used.

【0007】このような制御システムにおいては、制御
に関する複数の情報を予め定義されたメンバシツプ関数
を用いて、予め設定された条件に適合する度合いを判定
し、その結果と予め定義された出力関数とから制御量を
演算するものである。
In such a control system, the degree of conformity with a preset condition is determined by using a predefined membership function for a plurality of pieces of information regarding control, and the result and the predefined output function are compared. The control amount is calculated from

【0008】すなわち、複数の制御情報を検出し、その
各検出情報をもとに予め用意されたメンバシツプ関数に
あてはめ、且つ予め設定されたル−ルに照合する。そし
てそのル−ルに適合する度合いを定量的に求め、その結
果を出力メンバシツプ関数に代入し、各状況を考慮した
出力メンバシツプ関数を発生させ、制御量を演算するも
のである。
That is, a plurality of pieces of control information are detected, a membership function prepared in advance is applied based on each of the detected information, and the information is collated with a preset rule. Then, the degree of conformity to the rule is quantitatively obtained, the result is substituted into the output membership function, an output membership function considering each situation is generated, and the control amount is calculated.

【0009】具体的例をあげると、たとえば最終的に出
力メンバシツプ関数の外形の重心を求める演算により、
種々の曖昧さを反映させた制御出力を得るものである。
To give a concrete example, for example, by finally calculating the center of gravity of the outer shape of the output membership function,
A control output reflecting various ambiguities is obtained.

【0010】このように、フアジ−推論を利用した制御
対象としては、種々考えられるが、たとえばビデオカメ
ラ等の撮像装置の分野を見ると、その焦点調節装置のよ
うに撮影状況が極めて多様で、適確な制御をなうために
は操作者の感覚的な判断を要するようなシステムにおい
ては、上述の曖昧な部分を取り入れた人間的な制御を行
なうことが極めて有効である。
As described above, various control objects using fuzzy inference are conceivable. In the field of image pickup devices such as video cameras, however, there are various photographic situations such as the focus adjustment device. In a system that requires an operator's sensory judgment in order to perform appropriate control, it is extremely effective to perform human control that incorporates the ambiguous part.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在提
供されているフアジー推論を利用したAFシステムにお
いては、フオーカスレンズ駆動速度の制御にフアジー推
論が用いられており、焦点調節動作については適切に行
なうことができるが、通常のしきい値制御で行なわれて
いる合焦,非合焦の判定、合焦後の再起動判定、合焦の
可否判定などにおいては精度を向上することはできず、
撮影条件によつては、焦点が合わずに途中でぼけてしま
つたり、合焦後の焦点状態が不安定になつたり、合焦不
能のままフオーカスレンズが動き続ける等の不都合を生
じる危険が残されていた。
However, in the AF system which currently uses the fuzzy inference, the fuzzy inference is used to control the focus lens driving speed, and the focus adjustment operation is appropriately performed. However, it is not possible to improve accuracy in focusing, non-focusing determination, restart determination after focusing, determination of focusability, etc., which is performed by normal threshold control.
Depending on the shooting conditions, the focus may be out of focus and blur in the middle, the focus state may become unstable after focusing, or the focus lens may continue to move without being in focus. Was left.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決するためになされたもので、撮像手段より出力され
た信号に基づいて焦点調節系を行なう自動合焦装置を備
えたビデオカメラ装置において、前記撮像信号中より合
焦の度合いに応じた焦点信号を抽出する抽出手段と、前
記焦点信号を入力信号とし、該入力信号に対して予め設
定された条件に適合する度合いを示す評価値を所定の入
力メンバシツプ関数に基づいて求めるとともに、該評価
値を所定の出力メンバシツプ関数に代入することによつ
て制御信号を出力する演算手段と、前記演算手段より出
力された前記制御信号に基づいて前記自動合焦装置の合
焦判定動作、再起動判定動作、合焦不能判定動作の少な
くとも1つを行ない、自動合焦装置の動作状態を切り換
える制御手段とを備えた構成とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a video camera having an automatic focusing device for performing a focus adjusting system based on a signal output from an image pickup means. In the apparatus, an extraction means for extracting a focus signal according to the degree of focusing from the image pickup signal, and an evaluation indicating the degree to which the focus signal is used as an input signal and which meets a preset condition for the input signal. A value is obtained on the basis of a predetermined input member function, and an arithmetic means for outputting a control signal by substituting the evaluation value into a predetermined output member function, and on the basis of the control signal outputted by the arithmetic means. Control means for performing at least one of a focus determination operation, a restart determination operation, and an unfocusable determination operation of the automatic focusing device, and switching the operating state of the automatic focusing device. The example was constructed.

【0013】[0013]

【作用】これにより、焦点調節を行なつているときのみ
でなく、合焦,非合焦の判定動作、再起動動作、合焦不
能判定動作等、各動作状態の切り換えについても、被写
体の状況にかかわらず、誤動作がなく、自然かつ円滑な
制御を行なうことができる。
As a result, not only when the focus is adjusted, but also when switching the respective operation states such as the focus / non-focus determination operation, the restart operation, the in-focus determination operation, etc. However, there is no malfunction and natural and smooth control can be performed.

【0014】[0014]

【実施例】以下本発明における制御装置を、ビデオカメ
ラの自動焦点調節装置に適用した場合を例にし、各図を
参照しながらその一実施例について詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example in which the control device of the present invention is applied to an automatic focus adjusting device for a video camera will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】まず、本実施例において対象とする自動焦
点調節装置についてその概略を説明する。
First, an outline of an automatic focus adjusting device which is a target in this embodiment will be described.

【0016】カメラの自動焦点調節装置としては、種々
の方式があるが、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等の
ように被写体像を光電変換して映像信号を得る撮像手段
を有する装置では、映像信号中から被写体像の鮮鋭度、
精細度を検出し、それが最大となるようにフオ−カシン
グレンズの位置を制御することにより焦点を合わせる方
式が知られている。
There are various types of automatic focus adjusting devices for cameras, but in a device having an image pickup means for photoelectrically converting a subject image to obtain a video signal, such as a video camera, an electronic still camera, etc. From the sharpness of the subject image,
A method is known in which fineness is detected and the focus is controlled by controlling the position of the focusing lens so as to maximize the fineness.

【0017】そしてこのような焦点調節装置におけるフ
オーカシングレンズ駆動速度の制御を、被写体像のエッ
ジ部分のボケ幅を検出し、この検出値に応じてレンズ駆
動速度を変化させるようにした方式が提案されている
(たとえば本出願人による特願平1−77063号)。
A method of controlling the focusing lens drive speed in such a focus adjusting device is such that the blur width of the edge portion of the subject image is detected and the lens drive speed is changed according to the detected value. It has been proposed (for example, Japanese Patent Application No. 1-77063 by the applicant).

【0018】ところでこのような映像信号中より焦点状
態に応じた信号成分を抽出して焦点検出を行なうような
方式では、被写体及びその環境等によつてその信号成分
が変動し、正確で自然な焦点調節を行ないにくい傾向が
ある。
By the way, in such a system in which a signal component corresponding to the focus state is extracted from the video signal to perform focus detection, the signal component varies depending on the subject, its environment, etc., and is accurate and natural. Focus adjustment tends to be difficult.

【0019】このような制御自体に曖昧さを含む制御に
ついては、最近各種制御の分野で用いられているフアジ
ー推論を効果的に適用することができ、そのような場
合、たとえばビデオ信号中の高周波信号成分及び被写体
のボケ幅検出値をフアジー推論によつて処理し、フオー
カシングレンズ駆動用のフオーカスモータの速度、方向
を決定し、自動焦点調節動作を行なう方法が考えられる
が、自動焦点調節には、これらの速度、方向の制御の他
に、合焦,非合焦の判定、再起動判定、合焦不可能の判
定等の各種判定が必要である。
Fuzzy reasoning, which has recently been used in various control fields, can be effectively applied to such control including ambiguity. In such a case, for example, high frequency in a video signal is used. A method of processing the signal component and the detected blur width of the subject by fuzzy reasoning to determine the speed and direction of the focusing motor for driving the focusing lens and performing automatic focus adjustment operation is possible. In addition to these speed and direction controls, various adjustments such as in-focus / non-in-focus determination, restart determination, in-focus determination, and the like are necessary for adjustment.

【0020】本発明は、これらの各種判定にフアジー推
論を用いることにより、被写体状況にかかわらず正確な
判定を行ない、モード移行を誤動作なく適切に行ない得
るようにしたものである。
According to the present invention, fuzzy inference is used for these various judgments, so that accurate judgments can be made regardless of the subject condition, and mode transition can be appropriately performed without malfunction.

【0021】図1は本発明におけるビデオカメラ装置に
おけるの自動焦点調節装置の一実施例を示すブロツク
図、図2は図1のブロツク図においてそのシステム全体
を制御するシステムコントロール回路10の制御動作を
説明するためのフローチャートである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an automatic focus adjusting device in a video camera device according to the present invention, and FIG. 2 shows a control operation of a system control circuit 10 for controlling the entire system in the block diagram of FIG. It is a flow chart for explaining.

【0022】図1において、1はフオーカス用のレンズ
群(以下フオーカスレンズと称す)で、後述のシステム
コントロール回路10の指令により、フオーカス駆動回
路15を介してフオーカスモータ16によつて光軸方向
に駆動される。2は入射光量を制御する絞り(アイリ
ス)で、映像信号レベルが常に一定となるように、アイ
リス制御回路12を介してアイリス駆動回路13を駆動
し、igメータ14を動作することにより作動される。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lens group for focus (hereinafter referred to as a focus lens), which is controlled by a system control circuit 10 (to be described later) to transmit an optical axis by a focus motor 16 through a focus drive circuit 15. Driven in the direction. Reference numeral 2 denotes an aperture (iris) for controlling the amount of incident light, which is operated by driving the iris drive circuit 13 via the iris control circuit 12 and operating the ig meter 14 so that the video signal level is always constant. ..

【0023】入射光はフオーカスレンズ1、絞り2を介
して入射され、CCD等の固体撮像素子3の撮像面に結
像されて電気信号に変換され、プリアンプ4で所定のレ
ベルに増幅された後、プロセス回路5へと供給される。
プロセス回路5では、入力された撮像信号に所定の信号
処理が施され、規格化されたテレビジヨン信号に変換
し、不図示の、ビデオ出力端子、電子ビユーフアインダ
(EVF)、あるいはVTR一体型カメラの場合にはV
TRの記録信号処理回路等に出力する。
The incident light enters through the focus lens 1 and the diaphragm 2, is imaged on the image pickup surface of the solid-state image pickup device 3 such as CCD, is converted into an electric signal, and is amplified to a predetermined level by the preamplifier 4. After that, it is supplied to the process circuit 5.
In the process circuit 5, the input image pickup signal is subjected to predetermined signal processing and converted into a standardized television signal, and a video output terminal, an electronic viewfinder (EVF), or a VTR integrated camera (not shown) is provided. In some cases V
It is output to the recording signal processing circuit of TR and the like.

【0024】11はフオーカスのマニユアル/オート切
換、高速度シヤツタ操作、マクロAF操作等のレンズに
関する各種制御操作を読取つてシステムコントロール回
路10へと供給するレンズ操作読取回路である。
Reference numeral 11 denotes a lens operation reading circuit for reading various control operations related to the lens such as manual / auto switching of focus, high speed shutter operation, and macro AF operation and supplying them to the system control circuit 10.

【0025】プリアンプ4の出力は、バンドパスフイル
タ6へと供給され、ビデオ信号中より焦点状態に応じて
変化する高周波成分が合焦検出のパラメータとして抽出
されるとともに、ボケ幅検出回路7へ導かれ、撮像面上
の被写体像のボケ幅が計算される。このボケ幅検出回路
7の出力は、被写体像のエツジ部分の幅に相当する情報
であり、合焦状態に近付くほど、被写体のエツジ部分の
幅が小さくなるため、このエツジ幅が最小となるように
フオーカスレンズ1を駆動することによつて焦点調節を
行なうことができる。
The output of the preamplifier 4 is supplied to the bandpass filter 6, and a high frequency component that changes according to the focus state is extracted from the video signal as a parameter for focus detection and is guided to the blur width detection circuit 7. Then, the blur width of the subject image on the imaging surface is calculated. The output of the blur width detection circuit 7 is information corresponding to the width of the edge portion of the subject image. The closer the focus state is, the smaller the width of the edge portion of the subject becomes, so that the edge width is minimized. The focus can be adjusted by driving the focus lens 1.

【0026】なおこのボケ幅情報による焦点検出方式自
体は本出願人による、たとえば特開昭62−10361
6号、特開昭63−128878号等において詳細に述
べられている。
The focus detection method itself based on the blur width information is disclosed by the applicant of the present invention, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-10361.
No. 6, JP-A No. 63-128878 and the like.

【0027】以上述べた、高周波成分信号、ボケ幅信号
は、撮像画面内において合焦検出領域(測距枠)を設定
するゲート回路8、ピーク検出回路9を通り、画面内に
おいて測距するために限定された測距枠内におけるピー
ク値あるいは積分値が得られ、装置全体の動作を総合的
に制御するたとえばマイクロコンピユータによつて構成
されるシステムコントロール回路10へ供給される。シ
ステムコントロール回路10には、この他にフオーカス
エンコーダ17、絞りエンコーダ18の検出値も供給さ
れ、種々の制御に用いられる。
Since the high-frequency component signal and the blur width signal described above pass through the gate circuit 8 and the peak detection circuit 9 for setting the focus detection area (distance measuring frame) in the image pickup screen, the distance is measured in the screen. The peak value or the integral value within the range-finding frame limited to is obtained, and is supplied to the system control circuit 10 configured by, for example, a microcomputer that comprehensively controls the operation of the entire apparatus. In addition to this, the system control circuit 10 is also supplied with the detection values of the focus encoder 17 and aperture encoder 18, and is used for various controls.

【0028】また、被写界深度と合焦度に応じた測距領
域(フオーカスエリア)の設定を行うのが望ましい。そ
こでシステムコントロール回路10が前述の光学系に配
設した各種エンコーダ情報より被写界深度を検出し、該
被写界深度に適したフオーカスエリアの設定をすべくゲ
ート回路8へ該エリア切換信号を供給する。例えば、該
深度が深い場合もしくは合焦度が低い場合には該エリア
を広く設定し、逆に該深度が浅い場合もしくは合焦度が
高い場合には該エリアを狭く設定する。
Further, it is desirable to set a distance measuring area (focus area) according to the depth of field and the degree of focus. Therefore, the system control circuit 10 detects the depth of field from the various encoder information provided in the above-mentioned optical system, and sends the area switching signal to the gate circuit 8 to set the focus area suitable for the depth of field. To supply. For example, when the depth is deep or the focus degree is low, the area is set wide, and conversely, when the depth is shallow or the focus degree is high, the area is set narrow.

【0029】これらの情報の時系列的な変化によりシス
テムコントロール回路10ではフオーカスレンズ1の駆
動速度、方向、停止、再起動等の判定を行ない、フオー
カス駆動回路15にその判定結果に応じた制御信号を出
力し、フオーカスモータ16を駆動してフオーカスレン
ズ1を移動する。
The system control circuit 10 determines the driving speed, direction, stop, restart, etc. of the focus lens 1 based on the time-series change of these information, and the focus drive circuit 15 performs control according to the determination result. A signal is output and the focus motor 16 is driven to move the focus lens 1.

【0030】図2はシステムコントロール回路10で行
なわれる制御動作の全体の流れを示すフローチヤートで
ある。
FIG. 2 is a flow chart showing the overall flow of control operations performed by the system control circuit 10.

【0031】同図において、step1は、図1のバン
ドパスフイルタ6,ボケ幅検出回路7より出力されたア
ナログ出力を各フイールドごとにA/D変換し、合焦動
作のための所望のデータを取り込むとともに演算し、所
定の変数に格納する処理を行なうステツプで、高周波成
分(Cu)、ボケ幅検出回路7より出力されたボケ幅検
出信号(Es)、これらの過去の平均値(それぞれAC
u,AEs)、高周波成分(Cu)及びボケ幅検出信号
(Es)それぞれの差分値(dCu,dEs)さらにそ
れの差分値すなわち2次差分値(d2Cu,d2E
s)、過去の差分値の平均値(PdCu、PdEs)、
被写界深度(以下IW)、最も近い過去の合焦時のEs
値と、現在のEs値との差分値(以下dPP)が演算さ
れ格納される。
In the figure, step 1 A / D-converts the analog output output from the band pass filter 6 and the blur width detection circuit 7 of FIG. 1 for each field, and outputs desired data for the focusing operation. In the step of fetching and calculating and storing in a predetermined variable, the high frequency component (Cu), the blur width detection signal (Es) output from the blur width detection circuit 7, and the past average values (each AC
u, AEs), the high frequency component (Cu) and the blur width detection signal (Es) respectively, the difference value (dCu, dEs) and the difference value thereof, that is, the second-order difference value (d2Cu, d2E).
s), the average value of the past difference values (PdCu, PdEs),
Depth of field (IW), Es at the closest past focus
A difference value (hereinafter referred to as dPP) between the value and the current Es value is calculated and stored.

【0032】step2は上述の各データに基づいて、
フアジー推論を用いて合焦の可否を判定する合焦可否判
定ステツプであり、step1で入力されたACu信
号、d2Cu信号、d2Es信号、IW信号を使用して
フアジー推論を行ない、現在の状態が合焦不能であると
判定された場合には、step4の合焦不能処理ステツ
プへ、合焦可能と判定された場合にはstep3の山登
り制御ステツプへと移行する。
Step 2 is based on the above data,
This is a focus availability determination step for determining the availability of focusing using fuzzy reasoning. Fuzzy reasoning is performed using the ACu signal, d2Cu signal, d2Es signal, and IW signal input in step 1, and the current state is determined. If it is determined that focusing is not possible, the process proceeds to step 4 where focusing is impossible, and if it is determined that focusing is possible, step 3 proceeds to the hill climbing control step.

【0033】この山登り制御ステツプはフオーカスレン
ズを移動しながらバンドパスフイルタ6、ボケ幅検出回
路7の出力の変化を検出し、各出力がそれぞれ極値すな
わち焦点信号レベルが山の頂点となるような位置へとフ
オーカスレンズを移動させるもので、合焦点をサーチす
るモードである。具体的には、画面上の鮮鋭度情報すな
わちCu信号,Es信号、及びそれらの差分値、dCu
信号,dEs信号を取り込み、鮮鋭度情報が最大に、且
つ差分値が最小になるようにフオーカスレンズの駆動制
御が行なわれる。
This hill-climbing control step detects changes in the outputs of the bandpass filter 6 and the blur width detection circuit 7 while moving the focus lens so that each output becomes an extreme value, that is, the focus signal level becomes the peak of the mountain. This is a mode for moving the focus lens to a desired position and searching for the focal point. Specifically, the sharpness information on the screen, that is, Cu signal, Es signal, and their difference value, dCu
The focus lens driving control is performed so that the sharpness information is maximized and the difference value is minimized by taking in the signal and the dEs signal.

【0034】またstep4の合焦不能処理ステツプ
は、フオーカスレンズを移動しても合焦点の検出が行な
えないことを意味するので、フオーカスレンズを所定の
位置で停止させ、合焦可能になるまで待機させる制御を
行なうものである。
The unfocusable processing step of step 4 means that the focus cannot be detected even if the focus lens is moved. Therefore, the focus lens can be stopped at a predetermined position to enable the focus. It controls to wait until.

【0035】step5はフアジー推論を用いた合焦判
定処理を行なうステツプである。ここでは、step1
で入力されたデータのうち、Cu信号、dCu信号、d
2Cu信号、Es信号、dEs信号、d2Es信号、d
PP信号、PdCu信号、PdEs信号を使用して、フ
アジー推論を行ない、合焦か非合焦かを判定するステツ
プである。合焦と判定された場合にはフオーカスレンズ
駆動用のフオーカスモータに停止命令を出し、非合焦で
あつた場合にはstep1へと復帰して新たなデータを
取り込む。
Step 5 is a step for performing a focus determination process using fuzzy inference. Here, step1
Of the data input in, Cu signal, dCu signal, d
2Cu signal, Es signal, dEs signal, d2Es signal, d
This is a step in which fuzzy inference is performed using the PP signal, the PdCu signal, and the PdEs signal to determine whether the object is in focus or out of focus. If it is determined to be in focus, a stop command is issued to the focus motor for driving the focus lens, and if out of focus, the process returns to step 1 to capture new data.

【0036】step6はstep5で合焦と判定され
た場合にフオーカスモータを停止させる処理を行なうス
テツプである。
Step 6 is a step for performing processing for stopping the focus motor when it is determined in step 5 that the focus is achieved.

【0037】step7からstep10までは、非合
焦判定ブロツクと称することができ、フオーカスレンズ
を停止させた後、非合焦を検出して再び動き始めるまで
の処理を行なうルーチンであり、step1からste
p6までのフオーカスモータ制御ルーチンとは独立して
動作する。
Steps 7 to 10 can be referred to as non-focus determination blocks, and are routines for performing processing from detecting the non-focus to starting the movement again after stopping the focus lens. ste
It operates independently of the focus motor control routine up to p6.

【0038】step7は以後の各判定に使用するデー
タを入力するステツプであり、step1と同様のデー
タを入力あるいは計算するほか、フオーカスモータ停止
時におけるCu信号,Es信号と現在のCu信号,Es
信号との差分を計算し(以後、それぞれdCup信号、
dEsp信号と称す)、所定の変数に格納する。
Step 7 is a step for inputting data to be used for each subsequent determination. In addition to inputting or calculating the same data as step 1, Cu signal, Es signal when the focus motor is stopped and current Cu signal, Es.
The difference with the signal is calculated (hereinafter, dCup signal,
(dEsp signal), and stored in a predetermined variable.

【0039】step8は、フアジー推論を用いた再起
動判定ルーチンで、フオーカスレンズが停止していると
き、被写体の変化などで、再びピントを合わせる必要が
生じた際に、それを検知して制御を次の再起動速度決定
処理ステツプに移行させる処理を行なうステツプであ
る。
Step 8 is a restart determination routine using fuzzy inference. When the focus lens is stopped and the subject needs to be focused again due to a change in the subject, it is detected and controlled. Is a step for performing processing for shifting to the next restart speed determination processing step.

【0040】step8で再起動すると判定した場合に
は、step9の再起動速度決定処理ステツプへと移行
する。この処理は、フオーカスレンズを光軸上、無限側
と至近側に微動させ、現在位置に対して前ピン側に移動
したときと、現在位置から後ピン側へと移動したときの
焦点信号レベルの差分値を算出し、その符合及び大小関
係により、フオーカスレンズをどちらの方向に、どれだ
けの速度で駆動すればよいのかを決定する。
If it is determined in step 8 to restart, the process proceeds to the restart speed determination processing step in step 9. This process is performed by finely moving the focus lens to the infinity side and the close side on the optical axis and moving to the front pin side with respect to the current position and the focus signal level when moving from the current position to the rear pin side. Is calculated, and in which direction and at what speed the focus lens should be driven is determined based on the sign and the magnitude relationship.

【0041】そしてこの決定に基づいて、フオーカスモ
ータが駆動され、フオーカスレンズが制御される。
Then, based on this determination, the focus motor is driven and the focus lens is controlled.

【0042】一方、図4は、上述の各種入力パラメータ
の基になる代表的なEs,Cu,dEs,dCu信号の
フオーカスレンズ移動位置に対する変化の様子を示すも
のである。
On the other hand, FIG. 4 shows changes in typical Es, Cu, dEs, and dCu signals, which are the basis of the above-mentioned various input parameters, with respect to the focus lens moving position.

【0043】Es,Cuとも合焦点においてピーク値を
とり、合焦点から離れるに従ってレベルが低下する山型
の形状を呈しているが、Cuは合焦点を離間してもある
程度のレベルを有するが合焦点近傍における傾斜は緩や
かであるのに対して、Esは合焦点を離れるとレベルの
低下が著しいが合焦点近傍においては極めて急峻な傾斜
を有する。
Both Es and Cu have a peak value at the in-focus point and have a mountain-like shape in which the level decreases as the distance from the in-focus point increases, but Cu has a certain level even if the in-focus point is separated. While the slope in the vicinity of the focal point is gentle, the level of Es drops remarkably when leaving the in-focus point, but has a very steep slope in the vicinity of the in-focus point.

【0044】すなわちEsは合焦点近傍における合焦検
出精度は高いが、合焦点から離間した山の裾野のほうで
は、正確な合焦検出は困難であり、Cuは合焦点を大き
く外れた所謂大ボケ状態であつても山登り動作によつて
フオーカスレンズを合焦点へと駆動可能であるが、合焦
点近傍において傾斜が緩やかとなるため、合焦点に正確
にフオーカスレンズを停止させることは困難であるとい
う相反する性質をもっているため、本発明によればこれ
らの性質の特長を生かすべく、これらのパラメータを適
宜用いて焦点検出を行なっているわけである。
That is, although Es has high focus detection accuracy in the vicinity of the focus, accurate focus detection is difficult at the foot of the mountain far from the focus, and Cu is a so-called large deviation from the focus. Even in the out-of-focus state, the focus lens can be driven to the focal point by climbing the mountain, but it is difficult to stop the focus lens accurately at the focal point because the inclination becomes gentle near the focal point. Therefore, according to the present invention, focus detection is performed by appropriately using these parameters in order to take advantage of the characteristics of these properties.

【0045】なおdEs,dCuはそれぞれEs,Cu
の差分値を表わす曲線で、合焦点に近付く方向にしたが
つて正負の極大値をとり、合焦点では0になる特性であ
ることは、同図からも明らかであろう。
DEs and dCu are Es and Cu, respectively.
It is also apparent from the same drawing that the curve showing the difference value of has a characteristic in which the positive and negative maximum values are taken in the direction of approaching the in-focus point and become 0 at the in-focus point.

【0046】以上が本発明のビデオカメラ装置における
自動焦点制御動作の処理を示すものであり、以下システ
ムコントロール回路10内にて行なわれる制御の主要部
となるフアジー推論による合焦可否判定、合焦非合焦判
定、再起動判定の具体的な演算処理について説明する。
The above has described the processing of the automatic focus control operation in the video camera device of the present invention. The following is the main part of the control carried out in the system control circuit 10, and the determination of whether or not focusing is possible by the fuzzy reasoning and the focusing. Specific calculation processing of out-of-focus determination and restart determination will be described.

【0047】図3はフアジー推論による判定の制御フロ
ーであり、これ自体は上記3つの判定に共通する制御で
ある。
FIG. 3 is a control flow of determination by fuzzy reasoning, which is a control common to the above three determinations.

【0048】すなわち同図において、step11はフ
アジー推論におけるルール判定に使用されるメンバシツ
プ関数のデータ入力ステツプであり、合焦可否判定で
は、ACu信号、d2Cu信号、d2Es信号、IW信
号を、合焦判定ではCu信号、Es信号、dCu信号、
dEs信号、d2Es信号、dPP信号、PdCu信
号、PdEs信号を、再起動判定ではCu信号、dCu
信号、Es信号、dEs信号、dCup信号、dEsp
信号、dPP信号を、入力させるものである。
That is, in the figure, step 11 is a data input step of a member function used for rule determination in fuzzy reasoning. In the focusability determination, the ACu signal, d2Cu signal, d2Es signal, and IW signal are used to determine the focus determination. Then Cu signal, Es signal, dCu signal,
dEs signal, d2Es signal, dPP signal, PdCu signal, PdEs signal, Cu signal, dCu in the restart determination
Signal, Es signal, dEs signal, dCup signal, dEsp
The signal and the dPP signal are input.

【0049】step12,step13は、これらの
入力データを用い、フアジー推論を行ない、最終的な判
定を下している。
Step 12 and step 13 use these input data to perform fuzzy inference and make a final decision.

【0050】ここで用いられるフアジー推論を簡単に説
明すると、具体的には図5のように行なわれている。
The fuzzy inference used here will be briefly described. Specifically, it is performed as shown in FIG.

【0051】すなわち、ある要素A、Bに対し、データ
x,yが入力され、(a)のようなルールが設定されて
いるとき、要素Aに定義されたメンバーシツプ関数よ
り、入力データxに対し、Bigという評価の度合い
(確率)Fxが求められる。同様にして要素Bのメンバ
ーシツプ関数と入力デ−タyより、要素BがSmall
という度合い(確率)Fyが求められる。
That is, when the data x and y are input to certain elements A and B and the rule as shown in (a) is set, the input data x is input to the input data x from the member function defined in the element A. , Big, the degree of evaluation (probability) Fx. Similarly, from the member type function of the element B and the input data y, the element B is Small.
The degree (probability) Fy is calculated.

【0052】次に今求められたルール前件部の出力F
x、Fyの小さな方を、ルール後件部であるCのメンバ
ーシツプ関数に当てはめて、最終的にYESらしさを表
わす価を求めることがきる。
Next, the output F of the antecedent part of the rule obtained now
The smaller one of x and Fy can be applied to the member shipping function of C, which is the consequent part of the rule, to finally obtain the value representing the likelihood of YES.

【0053】これらの判定を通して、最終的に図5の太
線部で示すように、出力メンバシツプ関数Cが求められ
る。
Through these judgments, the output membership function C is finally obtained as shown by the thick line portion in FIG.

【0054】説明を簡略化するため、ここでは2個の入
力メンバシツプ関数、1個の出力メンバシツプ関数を含
む1個のルールでの判定法を示したが、実際のフアジー
推論は、さらに多くのメンバシツプ関数とルールとで成
り立つている。
For simplification of the explanation, here, the judgment method by one rule including two input member functions and one output member function is shown, but the actual fuzzy inference uses more member members. It consists of functions and rules.

【0055】本実施例では、合焦可否判定においては、
図6に示すように、5個の入力メンバーシツプ関数と1
個の出力メンバシツプ関数及び4個のルール、合焦判定
においては、図7に示すように、7個の入力メンバーシ
ツプ関数と1個の出力メンバシツプ関数及び4個のルー
ル、再起動判定においては、図8に示すように、6個の
入力メンバシツプ関数と1個の出力メンバシツプ関数及
び3個のルールによりフアジー推論を行なっている。
In the present embodiment, when determining whether or not focusing is possible,
As shown in FIG. 6, 5 input member ship functions and 1
7 output member ship functions and 4 rules, in focus determination, as shown in FIG. 7, 7 input member ship functions and 1 output member ship function and 4 rules, in restart determination As shown in FIG. 8, fuzzy inference is performed by 6 input member functions, 1 output member function, and 3 rules.

【0056】このように複数のル−ルがある場合、出力
メンバシップ関数は、すべての条件を判定し終った時点
の外形をすべて重ね合わせた外形よりなり、その重心か
ら出力となる制御値を求めている。
When there are a plurality of rules in this way, the output membership function is made up of contours obtained by superimposing all contours at the time when all the conditions have been judged, and the control value output from the center of gravity is obtained. Seeking

【0057】以下各判定について、そレぞれのフアジー
推論のルール構成、メンバシツプ関数構成についてその
根拠について説明する。
With respect to each determination, the basis of each rule configuration of fuzzy reasoning and membership function configuration will be described below.

【0058】図6は合焦可否判定におけるフアジー推論
のルールであり、6−1は高周波成分Cu信号の平均値
ACu信号、ボケ幅信号Esの平均値AEs信号のレベ
ルが非常に小さいときは極端に暗い状態かあるいは全く
コントラストがない状態(平均値で判断するのは、ノイ
ズや瞬時の画面変化等による誤動作を防止するためであ
る)であり、正常な合焦制御が不可能な場合が多いこと
を考慮して設定されたルール、6−2はEs,Cuの2
次差分値d2Es信号、d2Cu信号が極端に高いとき
は、これらの信号の変化が極めて急峻であり、急激なパ
ンニング動作中であり正常な合焦動作を行なうことが困
難であることが予想されることに基づいて設定されたル
ール、6−3は被写界深度IWが深いときは合焦動作を
行なう必要がないことに基づいて設定されたルールであ
る。
FIG. 6 shows a fuzzy reasoning rule for determining whether or not focusing is possible. 6-1 is an extreme value when the average value ACu signal of the high frequency component Cu signal and the average value AEs signal of the blur width signal Es are extremely small. It is in a dark state or there is no contrast (the average value is used to prevent malfunction due to noise or instantaneous screen changes), and normal focus control is often impossible. The rule set in consideration of this, 6-2 is 2 of Es and Cu.
When the next difference value d2Es signal and d2Cu signal are extremely high, the change of these signals is extremely sharp, and it is expected that it is difficult to perform the normal focusing operation because of the rapid panning operation. The rule 6-3 is set based on the above, and the rule 6-3 is set based on the fact that it is not necessary to perform the focusing operation when the depth of field IW is deep.

【0059】そしてこれらのルールに各入力データを代
入してそのルールに適合する度合いを入力メンバシツプ
関数に基づいて演算し、それらの結果を出力メンバシツ
プ関数に適合する度合いすなわち最終的な制御値を重心
演算することによつて求めることができる。この演算に
ついては前述の図5と全く同様に行なわれる。
Then, each input data is substituted into these rules, the degree of conformity with the rule is calculated based on the input member function, and the result is the degree of conformity with the output member function, that is, the final control value is the center of gravity. It can be obtained by calculation. This calculation is performed exactly as in FIG.

【0060】具体的には、各ルールを構成する要素、た
とえば6−1のルールでは、『ACuが非常に低い』と
いう条件を表わすメンバシツプ関数に実際のACuの値
を代入(横軸上の位置)し、その入力値の『ACuが非
常に低い』という曲線に適合する度合い(縦軸上の位
置)を求め、『ACuが非常に低い』の曲線をその縦軸
上の位置で制限した図形を形成する。同様にして『AE
sが非常に低い』という条件をAEsのメンバシツプ関
数に代入してその条件に適合する度合いを該曲線と縦軸
上における位置に基づいて図形で求める。
More specifically, in the element forming each rule, for example, in the rule 6-1, the actual value of ACu is substituted into the membership function representing the condition "ACu is very low" (position on the horizontal axis). ), The degree to which the curve of "ACu is very low" of the input value is calculated (position on the vertical axis), and the curve of "ACu is very low" is restricted by the position of the vertical axis. To form. Similarly, "AE
Substituting the condition "s is very low" into the membership function of AEs, the degree of conformity to the condition is graphically obtained based on the curve and the position on the vertical axis.

【0061】続いてこれらの入力条件を満たす度合い
(ルールでは各入力条件のANDを規定しているので両
図形のAND図形)を合焦可能性のメンバシツプ関数の
『非常に困難』の曲線に代入し、その曲線上にて合成す
る。
Subsequently, the degree of satisfying these input conditions (the AND rule of each input condition is defined in the rule, AND pattern of both figures) is assigned to the "very difficult" curve of the focusing possibility membership function. And synthesize on that curve.

【0062】同様にして、他のルールについても各入力
条件についてそれぞれメンバシツプ関数に代入してその
適合する度合いを出力メンバシツプ関数上において合成
し、最終的に出力メンバシツプ関数上に描かれた各入力
条件の合成図形の重心を演算する。この重心は入力され
た種々条件をすべて考慮した結果得られた総合的な値で
あり、いずれの条件にも最も適合する制御値(重心座標
の出力メンバシツプ関数の横軸上に位置)である。
Similarly, with respect to the other rules, the input conditions are substituted into the member function, the matching degrees are combined on the output member function, and finally the input conditions drawn on the output member function are combined. The center of gravity of the composite figure of is calculated. This center of gravity is a comprehensive value obtained as a result of considering all the inputted various conditions, and is a control value (position on the horizontal axis of the output member-type function of the center of gravity coordinates) that best fits all the conditions.

【0063】このようにして求められた制御値に基づい
て合焦動作が可能か否か、また単に可能,不可能という
のではなく、どの程度困難であるかを判定することがで
きるため、たとえば完全に低コントラストであればフオ
ーカスレンズを停止し、合焦可能になる可能性がある程
度あるような場合にはフオーカスモータ、フオーカス駆
動回路の通電を完全に遮断させずに所定の状態に保持し
状況の変化に迅速に対応できるようにしておき、合焦可
能領域と合焦不能領域の境界部分にあり合焦がやや困難
な程度ならフオーカスレンズを完全には停止せずごく微
速で移動させておく等、撮影状況に応じたきめ細かな制
御を行なうことができ、より操作する人間の思考、感覚
に近い制御を行なうことができる。
Based on the control value thus obtained, it is possible to determine whether or not the focusing operation is possible, and how difficult the focusing operation is, not just the possible or impossible operation. If the contrast is completely low, the focus lens will be stopped, and if there is a possibility that focusing will be possible, the focus motor and focus drive circuit will be kept in a predetermined state without being completely cut off. The focus lens is located at the boundary between the focusable area and the non-focusable area, and if the focus is a little difficult, the focus lens does not stop completely but moves at a very slow speed. For example, it is possible to perform detailed control according to the shooting situation, and to perform control closer to the thinking and feeling of the operating person.

【0064】また図7は合焦判定におけるフアジー推論
のルールであり、7−1,7−2はそれぞれ合焦状態で
はEs信号、Cu信号がともに高く(Es,Cuとも合
焦点でピークとなる)、過去の差分値PdEs,PdC
uがある程度連続して負になり(これは合焦点でCu,
Esとも合焦点でピーク値をとるような山型の特性曲線
となり、その差分値は合焦点近傍まで上昇を続け、合焦
点で0となるから、その差分値が負となるときは、ピー
ク点すなわち合焦点に極めて近付いているか、あるいは
合焦点を遠く離れつつある可能性があるが、Cu,Es
のレベルが高ければ合焦点至近である可能性が極めて高
いことを意味している)、且つ2次差分値d2Es,d
2Cu信号レベルが高くなく(すなわち差分値は合焦点
で0になりそのごく近傍の前後で正負の値をとるため、
差分値の変化を意味する2次差分値が一定であるという
ことは、合焦至近である可能性が高い)、さらに現在の
Esがもっとも近い過去の合焦時のEs値と大きく離れ
ていないこと(合焦点ではEs値は一定となる)に基づ
いて設定されたルールであり、EsはCuに比較して合
焦点近傍でのみ急峻な特性が得られるから、ルール7−
1は合焦度がきわめて高いことを判定し、ルール7−2
は少なくとも合焦点に極めて近いことを判定することが
できる。
FIG. 7 shows a fuzzy inference rule in the focus determination. In 7-1 and 7-2, both the Es signal and the Cu signal are high in the focused state (both Es and Cu peak at the focused point). ), Past difference values PdEs, PdC
u becomes negative to some extent continuously (this is Cu,
Es is a mountain-shaped characteristic curve that takes a peak value at the in-focus point, and the difference value continues to rise near the in-focus point and becomes 0 at the in-focus point. Therefore, when the difference value becomes negative, the peak point That is, it may be very close to the focal point or it may be getting far away from the focal point.
Is high, it means that there is a very high possibility that the focal point is very close), and the second-order difference values d2Es, d
2Cu signal level is not high (that is, the difference value becomes 0 at the in-focus point and takes positive and negative values before and after its immediate vicinity,
The fact that the secondary difference value, which means a change in the difference value, is constant is likely to be close to the focus), and the current Es is not far from the closest Es value at the time of focus. (Es value is constant at in-focus point). Since Es has steep characteristics only in the vicinity of in-focus point as compared with Cu, Rule 7-
1 determines that the degree of focus is extremely high, and rule 7-2
Can be determined to be at least very close to the focal point.

【0065】また7−3は合焦点近傍ではEsが高く、
2次差分値d2Esが低く、かつ合焦点に向かって山登
りを行なっている状態にあるから、Esの過去の差分d
Esが正で且つ合焦近傍の急峻な特性を反映して高いこ
とに基づいて設定された合焦に近いことを判定するルー
ル、7−4は合焦していない状態では、Esのレベルが
低く、その過去の差分値PdEsも低く(合焦近傍にな
らないとEs特性曲線は急峻にならず、非合焦となるほ
ど平坦になるため、非合焦状態では差分値は小さくな
る)、且つ現在のEs値と過去の合焦時のEsとの差分
dPPは大きくなることに基づいて設定された非合焦判
定ルールである。
For 7-3, Es is high near the focal point,
Since the second-order difference value d2Es is low and the mountain is being climbed toward the focal point, the past difference d of Es is d.
A rule for determining that Es is close to the focus set based on the fact that Es is positive and is high reflecting the steep characteristic near the focus, 7-4 is the level of Es in the non-focus state. Low, and the past difference value PdEs is also low (the Es characteristic curve does not become steep until it is close to the in-focus state and becomes flat as it becomes out of focus, so the difference value becomes small in the out-of-focus state), and now This is a non-focus determination rule that is set based on the fact that the difference dPP between the Es value of E and the Es at the time of previous focusing becomes large.

【0066】したがつて、入力データがこれらのルール
に対して適合する度合いを入力メンバシツプ関数によつ
て演算するとともに、その各演算結果を上述のように出
力メンバシツプ関数に代入して演算することにより、非
合焦、やや合焦、ほぼ合焦、きわめて合焦等、合焦の度
合いを正確に且つきめ細かに判定することができ、従来
のようにあるしきい値に対して2値的制御を行なうもの
に比較して、きわめてきめ細かな制御を行なうことがで
きる。
Therefore, the degree of conformity of the input data with respect to these rules is calculated by the input member function, and the respective calculation results are substituted into the output member function as described above to calculate. , Out-of-focus, slightly in-focus, almost in-focus, extremely in-focus, etc., the degree of focusing can be accurately and finely determined, and binary control is applied to a certain threshold as in the past. It is possible to perform extremely fine control as compared with what is performed.

【0067】すなわち非常に合焦であればフオーカスレ
ンズを完全に停止し、ほぼ合焦であればフオーカスレン
ズをきわめて微速で駆動し、やや合焦であればフオーカ
スレンズの速度を減速し、非合焦であれば高速で駆動す
ることができるが、ここで重要なのは、これら4種類の
条件で4通りの状態が得られるということではなく、上
記の各ルールに適合する度合いをさらに出力メンバシツ
プ関数に代入してそれぞれのルールに対する適合度を適
切に反映させた制御値を演算しているので、フオーカス
レンズ駆動速度(停止を含む)を極めて多段にアナログ
的に制御し得ることであり、これによつて操作者の思
考、感覚、判断により適合した制御を行なうことが可能
となることである。
That is, if the focus is very in focus, the focus lens is completely stopped, if the focus is almost in focus, the focus lens is driven at an extremely fine speed, and if the focus is slightly in focus, the speed of the focus lens is reduced. , If it is out of focus, it can be driven at high speed, but what is important here is not that four states can be obtained under these four conditions, but the degree of conformity with the above rules is output. It is possible to control the focus lens drive speed (including stop) in an extremely multi-stage analog manner because the control value that appropriately reflects the goodness of fit to each rule is calculated by substituting it in the membership function. This makes it possible to perform control that is more suited to the operator's thoughts, feelings, and judgments.

【0068】図8は被写体の移動、パンニング等によつ
て合焦状態から非合焦状態となり、合焦して停止したフ
オーカスレンズを再び起動する際のルール及びメンバシ
ツプ関数を示すものである。
FIG. 8 shows the rules and the member function when the focus lens is brought from the in-focus state to the out-of-focus state due to movement or panning of the subject and the focus lens stopped and brought into focus is restarted.

【0069】ルール8−1は、フオーカスレンズ停止時
におけるEs値と現在のEs値との差分値の平均値dE
spが大きく、且つ最も近い過去における合焦時のEs
値と現在のEs値の差分値dPPが大きいなら、再起動
するという条件を設定したものである。
Rule 8-1 is the average value dE of the difference values between the Es value when the focus lens is stopped and the current Es value.
Es when sp is large and the focus is closest in the past
The condition is set to restart if the difference value dPP between the current value and the current Es value is large.

【0070】すなわち、再起動は合焦状態から非合焦状
態へと移行した場合に行なわれるため、合焦状態を外れ
て再起動が必要な場合には、Es値は合焦点でフオーカ
スレンズが停止した際の値より大きく低下するが、この
ルールにおいてフオーカスレンズが停止したときのEs
値との差と、最も近い過去の合焦時におけるEs値との
差を条件に加えているのは、最も近い過去の合焦時にお
けるEs値と現在のEs値の差だけでは、合焦後に被写
体のコントラストに変化が生じるなどによつてEs値が
変化したような場合に誤動作する危険があるため、フオ
ーカスレンズが停止したときのEs値との比較を同時に
行ない、両レベルよりもEs値が低下した場合にのみ再
起動と判定するという条件を規定したものである。
That is, since the restart is performed when the focus state is changed to the out-of-focus state, when the focus state is deviated and the restart is required, the Es value is the focus and the focus lens. Is much smaller than the value when the lens stopped, but Es when the focus lens stopped in this rule.
The difference between the difference between the Es value at the closest past focus and the Es value at the closest past focus is added to the condition as the difference between the Es value at the closest past focus and the current Es value. Since there is a risk of malfunction when the Es value changes due to a change in the contrast of the subject later, etc., the Es value when the focus lens is stopped is compared at the same time, and Es value is higher than both levels. It specifies the condition that a restart is determined only when the value drops.

【0071】またルール8−2も8−1と同様に、Cu
の差分値だけでなく合焦時のEs値との差分値を同時に
参照して再起動の判定を行なう条件を設定したものであ
る。またここでは、パンニング中、低コントラストの被
写体が到来し、Es値が急激に低下しても、誤って再起
動しないようにするためのルール8−3が設けられてお
り、Esが低く、Es値の差分dEsが負の方向に大き
い場合、すなわちEsが急激に低下した場合に再起動を
行なわない条件が容易されている。
Rule 8-2 is the same as in 8-1, and Cu
The condition for performing the restart determination is set by simultaneously referring to not only the difference value of No. 2 but also the difference value with the Es value at the time of focusing. In addition, here, a rule 8-3 is provided to prevent an accidental restart even if a low-contrast subject arrives during panning and the Es value sharply decreases. When the value difference dEs is large in the negative direction, that is, when Es sharply decreases, the condition that restart is not performed is facilitated.

【0072】そして、これらのルールに対して各入力デ
ータを当てはめた場合にそれぞれのルールの条件にどれ
だけ適合するかを表わす度合いを入力メンバシツプ関数
によつて求め、これらを出力メンバシツプ関数上で合成
する。
Then, the degree indicating how well the conditions of each rule are met when each input data is applied to these rules is obtained by the input member function, and these are combined on the output member function. To do.

【0073】具体的には、各ルールの記述にしたがつて
各入力データを各入力メンバシツプ関数に代入し、その
適合する度合いを表わす各関数の縦軸上の値(確率)を
もとめ、これらの値を出力メンバシツプ関数上で合成
し、その重心演算を行ない、最終的な再起動可能性をも
とめることができる。そして従来のようにある条件を満
たしたときと満たしていないときとで再起動の要否を2
値化的に選択するのではなく、各ルールに適合する度合
いによつて再起動の可能性をもとめ、再起動を行なう場
合にも、フオーカスレンズの速度、モード等を適切に制
御することができるとともに、誤って再起動するような
誤動作をも防止することができる。
Specifically, each input data is substituted into each input membership function according to the description of each rule, the value (probability) on the vertical axis of each function representing the matching degree is obtained, and these values are calculated. The value can be synthesized on the output member function and its center of gravity can be calculated to determine the final restartability. Then, as in the conventional case, the necessity of restarting depends on whether a certain condition is satisfied or not.
Rather than selecting by value, the possibility of restarting is determined according to the degree of conformity with each rule, and when restarting, the focus lens speed, mode, etc. can be controlled appropriately. In addition, it is possible to prevent a malfunction such as an accidental restart.

【0074】以上説明した内容を、再び図3に戻って説
明すると、メンバシツプ演算ルーチンstep12は、
あらかじめシステムコントロール回路内に設定してある
メンバシツプ関数及び入力データより、各要素の評価の
度合い(たとえば、大きい,小さい等)を求めるルーチ
ン、ルール判定ルーチンstep13は、あらかじめ設
定しているルールと、step12で求めた各要素の評
価の度合いより、最終的な出力メンバシツプ関数を求め
るルーチン、出力演算ルーチンstep14はstep
13で求められた各メンバシップ関数の論理和あるいは
論理積より出力メンバシツプ関数の確率を求め、外形の
重心演算を行ない、フアジー推論による各種判定を行な
うルーチンであると考えることができる。
The contents explained above will be explained by returning to FIG. 3 again. The member operation routine step 12 is as follows.
A routine for determining the degree of evaluation of each element (eg, large, small, etc.) from the membership function and input data set in advance in the system control circuit, the rule determination routine step13 is a routine for setting preset rules and step12. A routine for obtaining a final output membership function from the evaluation degree of each element obtained in
It can be considered as a routine for obtaining the probability of the output membership function from the logical sum or logical product of the membership functions obtained in step 13, calculating the center of gravity of the outer shape, and performing various determinations by fuzzy inference.

【0075】以上説明したように、本発明によれば、C
u信号、Es信号、dCu信号、dEs信号、PdCu
信号、PdEs信号、dCup信号、dEsp信号、d
PP信号、IW信号を入力情報とし、最適化された複数
のルールグループを基に、フアジー推論を行ない、結果
として、合焦可否判定、合焦判定、再起動判定などの合
焦制御判定がより精度よくなされるようになり、ボケを
生じたままフオーカスレンズが停止した状態、誤って再
起動してふらついてしまう状態、合焦不能なのに、フオ
ーカスレンズが動きっぱなしの状態等、AFに対する有
害な動作が減少し、迷いの少ない、滑らかなAFを実現
することができる。
As described above, according to the present invention, C
u signal, Es signal, dCu signal, dEs signal, PdCu
Signal, PdEs signal, dCup signal, dEsp signal, d
Using the PP signal and the IW signal as input information, fuzzy reasoning is performed based on a plurality of optimized rule groups, and as a result, focus control determination such as focus enable / disable determination, focus determination, restart determination, and the like is performed. It becomes possible to perform AF accurately, such as the state where the focus lens stopped with blurring, the state where it was erroneously restarted and wobbled, the state where the focus lens was still in motion even though it could not be focused, etc. It is possible to realize smooth AF in which harmful operations are reduced and there is little hesitation.

【0076】以上の実施例によれば、各種合焦制御判定
として、合焦判定、再起動判定、合焦不能判定について
説明したが、これに限定されるものではなく、たとえば
今述べた判定に加え、再起動方向の判定などにフアジー
推論を適用することもできる。
According to the above-described embodiment, the focus determination, the restart determination, and the focus non-determination are described as various focus control determinations, but the present invention is not limited to this, and for example, the determinations just described may be performed. In addition, fuzzy reasoning can be applied to the determination of the restart direction.

【0077】またAF制御のすべてのモード移行判定に
フアジー推論を適用してもよい。
Further, fuzzy inference may be applied to all mode transition judgments of AF control.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上述べたように、本発明におけるビデ
オカメラ装置によれば、フアジー演算によつて求められ
た前記制御信号に基づいて、自動合焦装置の合焦判定動
作、再起動判定動作、合焦不能判定動作等を行なうこと
により、これらの判定動作及び各動作状態の切り換え動
作を、被写体の状況にかかわらず、自然かつ円滑に行な
うことができる。
As described above, according to the video camera device of the present invention, the focusing determination operation and the restart determination operation of the automatic focusing device are performed based on the control signal obtained by the fuzzy operation. By performing the in-focus determination operation or the like, the determination operation and the operation state switching operation can be performed naturally and smoothly regardless of the condition of the subject.

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

【図1】本発明におけるビデオカメラ装置の構成を示す
ブロツク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a video camera device according to the present invention.

【図2】本発明におけるビデオカメラ装置の制御動作を
説明するためのフローチヤートである。
FIG. 2 is a flow chart for explaining a control operation of the video camera device according to the present invention.

【図3】本発明におけるビデオカメラ装置で用いられる
フアジー推論の判定動作を説明するためのフローチヤー
トである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a fuzzy inference determination operation used in the video camera device according to the present invention.

【図4】本発明におけるビデオカメラ装置で用いられる
焦点状態を判定するための各種パラメータの特性を示す
特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing characteristics of various parameters for determining a focus state used in the video camera device according to the present invention.

【図5】本発明におけるフアジー推論の演算動作を説明
するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a calculation operation of fuzzy inference according to the present invention.

【図6】本発明におけるフアジー推論を用いた合焦可否
判定動作を説明するためのンメンバシツプ関数及びルー
ルを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a membership function and a rule for explaining a focus availability determination operation using fuzzy inference according to the present invention.

【図7】本発明におけるフアジー推論を用いた合焦判定
動作を説明するためのメンバシツプ関数及びルールを示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing membership functions and rules for explaining a focus determination operation using fuzzy inference according to the present invention.

【図8】本発明におけるフアジー推論を用いた再起動判
定動作を説明するためのメンバシツプ関数及びルールを
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing membership functions and rules for explaining a restart determination operation using fuzzy inference according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像手段より出力された信号に基づいて
焦点調節を行なう自動合焦装置を備えたビデオカメラ装
置において、 前記撮像信号中より合焦の度合いに応じた焦点信号を抽
出する抽出手段と、 前記焦点信号を入力信号とし、該入力信号に対して予め
設定された条件に適合する度合いを示す評価値を所定の
入力メンバシツプ関数に基づいて求めるとともに、該評
価値を所定の出力メンバシツプ関数に代入することによ
つて制御信号を出力する演算手段と、 前記演算手段より出力された前記制御信号に基づいて前
記自動合焦装置の合焦判定動作、再起動判定動作、合焦
不能判定動作の少なくとも1つを行ない、自動合焦装置
の動作状態を切り換える制御手段と、を備えたことを特
徴とするビデオカメラ装置。
1. A video camera device equipped with an automatic focusing device for performing focus adjustment based on a signal output from an image pickup device, wherein the extracting device extracts a focus signal corresponding to the degree of focusing from the image pickup signal. And using the focus signal as an input signal, an evaluation value indicating the degree of conformity with a preset condition for the input signal is obtained based on a predetermined input membership function, and the evaluation value is determined as a predetermined output membership function. Computing means for outputting a control signal by substituting into the following, and a focusing determination operation, a restart determination operation, an unfocusable determination operation of the automatic focusing device based on the control signal output from the computing means. And a control unit for switching the operating state of the automatic focusing device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008287050A (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Nikon Corp Automatic focusing device and imaging apparatus
JP2013088536A (en) * 2011-10-16 2013-05-13 Canon Inc Focus adjustment device

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