JPH05145826A - Automatic focusing device - Google Patents

Automatic focusing device

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JPH05145826A
JPH05145826A JP3302833A JP30283391A JPH05145826A JP H05145826 A JPH05145826 A JP H05145826A JP 3302833 A JP3302833 A JP 3302833A JP 30283391 A JP30283391 A JP 30283391A JP H05145826 A JPH05145826 A JP H05145826A
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sampling
noise
signal
average
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Haruhiko Miyao
晴彦 宮尾
Takashi Azumi
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Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable stable focusing with high accuracy by using a mean level of a signal obtained through M-times sampling of noise for an N period width, thereby performing focusing control. CONSTITUTION:When N-periods of noise X1 is set within M periods of a sampling pulse, that is, within MTs, the relation represented by equation I is obtained, where Ts is a period of the sampling pulse and Tn is a period of the noise X1. In this case, the equation I represents M times sampling of the noise X1 by N periods. Thus, letting the sampling pulse width ts, then when the ts is set according to equation II or set twice the value of the equation II, one period of the noise X1 by M sets of sampling is just sampled without missing. Thus, the periodic component of the periodic noise X1 is completely eliminated by averaging the M sets of sampling values obtained by performing sampling to satisfy the equations I, II.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カメラのオ−トフォ−
カシング装置に係り、とくに映像信号の高域周波数成分
が最大になるようにフォ−カシング機構を制御するビデ
オカメラのオ−トフォ−カシング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camera auto-forward.
More particularly, the present invention relates to an autofocusing device for a video camera that controls a focusing mechanism so that a high frequency component of a video signal is maximized.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のビデオカメラのオ−トフォ−カシ
ング方法は特開昭58−188966号公報に開示のよ
うに、撮像素子よりバンドパスフィルタ(BPF)を介
して取り出される映像信号内の高域周波数成分が最大と
なるようにフォ−カシングレンズの位置を制御するよう
にしていた。上記映像信号の強度は蛍光灯照明の場合に
は蛍光灯の輝度に比例する。商用周波数点灯の場合、蛍
光灯は商用周波数の2倍の周波数で放電するので映像信
号には商用周波数の2倍の雑音が重畳していた。従来技
術においてはフリッカの除去についてはとくに論じられ
ていない。
2. Description of the Related Art A conventional autofocusing method for a video camera is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-188966, and a high level in a video signal taken out from an image pickup device through a bandpass filter (BPF). The position of the focusing lens is controlled so that the frequency component is maximized. In the case of fluorescent lighting, the intensity of the video signal is proportional to the brightness of the fluorescent lighting. In the case of lighting at the commercial frequency, the fluorescent lamp discharges at a frequency twice as high as the commercial frequency, so that noise that is twice as high as the commercial frequency is superimposed on the video signal. No flicker removal is discussed in the prior art.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記蛍光灯は放電発光
を行なっているので、発光の繰返し周波数は商用周波数
であるものの、その強度は不規則波形となっている。こ
の結果、従来装置には蛍光灯発光強度の揺らぎの影響を
受けるためオ−トフォ−カシングの精度が甘くなり、ま
た、動作が安定になるという問題があった。本発明の目
的は、上記の問題を改善して安定で高精度のオ−トフォ
−カシング装置を提供することにある。
Since the fluorescent lamp emits light by discharge, the intensity of light emitted from the fluorescent lamp has an irregular waveform even though the light emission repetition frequency is the commercial frequency. As a result, the conventional apparatus suffers from the problem that the accuracy of autofocusing becomes unsatisfactory and the operation becomes stable because it is affected by the fluctuation of the emission intensity of the fluorescent lamp. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a stable and highly accurate autofocusing device by solving the above problems.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、イメ−ジセンサが出力する映像信号の高周波成分を
抽出し、その強度信号を周期毎にサンプリングして得ら
れる出力により合焦レンズ位置を制御するようにしたカ
メラのオ−トフォ−カシング装置において、上記サンプ
リング出力の連続する所定数のサンプルの平均値を比較
し、比較結果によりカメラの合焦機構を駆動するように
する。
In order to solve the above-mentioned problems, the focusing lens position is obtained by the output obtained by extracting the high frequency component of the video signal output from the image sensor and sampling the intensity signal for each cycle. In an autofocusing apparatus for a camera, the average value of a predetermined number of consecutive samples of the sampling output is compared, and the focusing mechanism of the camera is driven according to the comparison result.

【0005】さらに、上記映像信号に重畳する周期的雑
音の周期をTn、上記サンプリングパルスの周期をTs
として、 MTs=NTn なる関係を満たす整数MとNを用いて、N周期幅の上記
雑音をM回サンプリングするようにする。さらに、上記
サンプリングパルスのパルス幅tsを上記雑音周期Tn
のM分の1、またはその整数倍に設定するようにする。
さらに、上記サンプリングパルスを上記イメ−ジセンサ
の垂直同期周波数に同期させるようにする。
Further, the period of periodic noise superimposed on the video signal is Tn, and the period of the sampling pulse is Ts.
As an example, the noise with N period width is sampled M times by using integers M and N that satisfy the relation MTs = NTn. Further, the pulse width ts of the sampling pulse is set to the noise period Tn.
1 / M, or an integral multiple thereof.
Further, the sampling pulse is synchronized with the vertical synchronizing frequency of the image sensor.

【0006】さらに、上記サンプリング出力の連続する
所定数を記憶して加算することにより上記サンプルの平
均値を演算し、上記平均値の所定数を記憶して得られる
平均値間の差分信号が所定値以下であるときに差分ゼロ
信号を発生し、また、上記差分信号の極性反転時に上記
平均値の最大値を検出して記憶し、上記記憶された平均
値間の差分または上記最大値と平均値間の差分信号によ
り合焦レンズ位置を制御するようにする。さらに、上記
最大値と上記平均値間の差分信号により合焦レンズ位置
を制御する場合には差分信号により制御速度を制御する
ようにする。
Further, the average value of the samples is calculated by storing and adding a predetermined number of consecutive sampling outputs, and the difference signal between the average values obtained by storing the predetermined number of the average values is predetermined. A zero difference signal is generated when the difference is less than a value, and the maximum value of the average value is detected and stored when the polarity of the difference signal is inverted, and the difference between the stored average values or the maximum value and the average value is stored. The focus lens position is controlled by the difference signal between the values. Further, when the focusing lens position is controlled by the difference signal between the maximum value and the average value, the control speed is controlled by the difference signal.

【0007】[0007]

【作用】本発明では、映像信号の高周波成分の平均値に
よりカメラの合焦状態を制御する。また、MとNを整数
として、N周期幅の雑音をM回サンプリングし、このM
個のサンプリング値の平均値を上記映像信号の高周波成
分平均値として用いる。また、上記サンプリングにおけ
るサンプリングパルス幅を上記雑音周期のM分の1、ま
たはその整数倍に設定することにより、上記N周期幅の
雑音を洩れなくサンプリングする。また、上記サンプリ
ング周波数源としてカメラ内の映像信号の垂直同期周波
数を利用する。
In the present invention, the focus state of the camera is controlled by the average value of the high frequency components of the video signal. In addition, with M and N as integers, noise of N cycle width is sampled M times, and M
The average value of the sampling values is used as the high frequency component average value of the video signal. Further, by setting the sampling pulse width in the sampling to 1 / M of the noise cycle or an integral multiple thereof, noise of the N cycle width is sampled without omission. Further, the vertical synchronizing frequency of the video signal in the camera is used as the sampling frequency source.

【0008】さらに、上記M個のサンプリング値を記憶
し、加算平均して上記高周波成分の平均値を算出する。
また、上記平均値間の差分信号を用いてフォ−カシング
を制御し、上記差分信号が所定値以下に収まったときに
フォ−カシング制御を停止する。また、フォ−カシング
制御が行き過ぎた場合には上記差分信号の極性が反転す
るので、この時の上記平均値の最大値を記憶し、以後は
上記平均値が上記最大値から所定の幅内に収まるように
フォ−カシング制御を行なう。また、上記平均値を上記
最大値に近づけるフォ−カシング制御では制御速度を低
める。
Further, the M number of sampling values are stored and added and averaged to calculate the average value of the high frequency components.
Focusing is controlled by using the difference signal between the average values, and the focusing control is stopped when the difference signal falls below a predetermined value. Further, since the polarity of the difference signal is inverted when the focusing control is over-executed, the maximum value of the average value at this time is stored, and thereafter, the average value is within a predetermined range from the maximum value. Focusing control is performed so as to fit. Further, in the focusing control for bringing the average value close to the maximum value, the control speed is lowered.

【0009】[0009]

【実施例】図1は本発明によるオ−トフォーカシング回
路実施例のブロック図である。図1において、光はズー
ムレンズの前玉レンズ1と変倍レンズ群2、およびフォ
ーカシングレンズ3を介してセンサ6に入射され映像信
号に変換される。フォーカシングレンズ3はステップモ
ータ等のAFモータ5によりギヤ4を介して光軸方向に
移動されピントが調節される。センサ6の映像信号出力
はプリアンプ7により増幅されてカメラ回路8によりN
TSC規格のビデオ信号に変換されると同時に、帯域通
過フィルタ(BPF)9により高域周波数成分が抽出さ
れ、アッテネータ10によりレベルを適正化されて検波
回路11によりレベル検出され、積分回路12により平
均値である焦点電圧に変換される。
1 is a block diagram of an embodiment of an autofocusing circuit according to the present invention. In FIG. 1, light is incident on a sensor 6 via a front lens 1 of a zoom lens, a variable power lens group 2, and a focusing lens 3 and converted into a video signal. The focusing lens 3 is moved in the optical axis direction by the AF motor 5 such as a step motor via the gear 4 to adjust the focus. The video signal output of the sensor 6 is amplified by the preamplifier 7 and then N is output by the camera circuit 8.
Simultaneously with conversion to a TSC standard video signal, a high-frequency component is extracted by a band pass filter (BPF) 9, the level is optimized by an attenuator 10, the level is detected by a detection circuit 11, and averaged by an integration circuit 12. It is converted into a focus voltage which is a value.

【0010】検波回路11は1フィ−ルド画面の中央部
の映像信号のみを検波する。このため、同期信号発生回
路13はアッテネータ10の出力から上記1フィ−ルド
画面の中央部のみを切り出すために必要な水平および垂
直同期信号に同期したゲ−トパルスを生成して検波回路
11に送り、その入力を制御する。積分回路12は上記
1フィ−ルド画面の中央部の映像信号を積分し、画面ご
とにリセットされる。ゲートパルス発生回路14は上記
リセットパルスを積分回路12に供給する。
The detection circuit 11 detects only the video signal in the central portion of the one-field screen. Therefore, the synchronizing signal generating circuit 13 generates a gate pulse synchronized with the horizontal and vertical synchronizing signals necessary for cutting out only the central portion of the one field screen from the output of the attenuator 10 and sends it to the detecting circuit 11. , Control its input. The integrating circuit 12 integrates the video signal at the center of the one-field screen and is reset for each screen. The gate pulse generation circuit 14 supplies the reset pulse to the integration circuit 12.

【0011】次いで、積分回路12の出力はAD変換回
路15によりデジタル信号VFに変換されて信号処理回
路17内に印加される。信号処理回路17は上記VFに
応じてAFモータ5の駆動用信号を生成し、駆動回路1
9を介してAFモータ5の回転を制御する。なお、AF
モータ5が停止してときは上記VFが変化しないので信
号処理回路17は出力を出さない。したがって、起動時
とか再起同時には所定時間だけ再起動回路18より起動
用電圧を印加するようにする。ゲイン検出回路16は上
記VFを監視してアッテネータ10の減衰値を制御する
自動利得調整を行なう。また、この利得調整に応じてV
Fがレベル変化するのでゲイン検出回路16はこのこと
を信号処理回路17に伝える。
Next, the output of the integration circuit 12 is converted into a digital signal VF by the AD conversion circuit 15 and applied to the signal processing circuit 17. The signal processing circuit 17 generates a driving signal for the AF motor 5 according to the VF, and the driving circuit 1
The rotation of the AF motor 5 is controlled via 9. AF
When the motor 5 is stopped, the signal processing circuit 17 does not output because the VF does not change. Therefore, the starting voltage is applied from the restarting circuit 18 only for a predetermined time at the time of starting or simultaneously with restarting. The gain detection circuit 16 monitors the above VF and performs automatic gain adjustment for controlling the attenuation value of the attenuator 10. Also, according to this gain adjustment, V
Since F changes in level, the gain detection circuit 16 informs the signal processing circuit 17 of this fact.

【0012】上記AFの値は図2に示すように、フォ−
カシングレンズ3が合焦方向に移動するときには増加
し、合焦点から遠ざかるときには減少する。また、上記
AF信号には蛍光灯その他の電源周波数雑音が重畳し、
AF信号の変化が緩やかになる合焦点近傍でその影響が
最大となる。本発明の第1の目的は上記電源周波数雑音
を消去してフォ−カシング精度を向上することにある。
第2の目的は上記電源周波数雑音を消去したフォ−カシ
ング信号により合焦点を精度良く検出してフォ−カシン
グレンズを停止させることにある。また、上記合焦点の
フォ−カシング信号(最大値)を記憶し、合焦点を行き
過ぎた場合には上記最大値に向かってフォ−カシングレ
ンズを戻すことにある。
As shown in FIG. 2, the AF value is a forward value.
It increases when the focusing lens 3 moves in the focusing direction, and decreases when it moves away from the focusing point. In addition, a fluorescent lamp or other power frequency noise is superimposed on the AF signal,
The effect is greatest near the in-focus point where the AF signal changes slowly. A first object of the present invention is to eliminate the power supply frequency noise and improve focusing accuracy.
The second object is to stop the focusing lens by accurately detecting the in-focus point by the focusing signal in which the power supply frequency noise is eliminated. Further, the focusing signal (maximum value) of the in-focus point is stored, and when the in-focus point is exceeded, the focusing lens is returned toward the maximum value.

【0013】図3は上記電源周波数雑音を消去する本発
明の方法を説明する波形図である。積分回路12の出力
には雑音X1が重畳している。雑音X1が蛍光灯の放電
等によって発生している場合はその繰返し周波数は10
0Hzであり、映像信号は上記の強度は上記100Hz
の蛍光灯のちらつきによって振幅変調され、これが検波
回路11により検波され、図3に示すような波形となっ
ている。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the method of the present invention for canceling the power supply frequency noise. Noise X1 is superimposed on the output of the integrating circuit 12. When the noise X1 is generated by the discharge of the fluorescent lamp, the repetition frequency is 10
0 Hz, the video signal has the above intensity of 100 Hz
Amplitude-modulated by the flicker of the fluorescent lamp, and this is detected by the detection circuit 11, and has a waveform as shown in FIG.

【0014】前述のように上記検波波形の中の画面の中
央部が切り取られて積分回路12により積分される。図
3のは積分回路出力の斜線を施した部分が上記画面の中
央部に対応してサンプリングされた部分である。一般
に、上記雑音X1の周期Tnとサンプリング周期Tsは
異なるので、図示のよう積分される部分の面積がサンプ
リングの位置によって変化し、これによって映像信号強
度が見かけ上揺らぐのでフォ−カシングの位置が定まら
ないことになる。
As described above, the central portion of the screen in the detected waveform is cut out and integrated by the integrating circuit 12. In FIG. 3, the shaded portion of the output of the integrating circuit is the portion sampled corresponding to the central portion of the screen. Generally, since the period Tn of the noise X1 and the sampling period Ts are different, the area of the integrated portion as shown in the figure changes depending on the sampling position, and the video signal strength fluctuates apparently, so that the focusing position is not fixed. There will be no.

【0015】本発明では上記サンプリングされた映像信
号の平均値を求めて上記揺らぎを低減して安定なフォ−
カシング動作が得られるようにする。このため、まず上
記平均値が雑音X1によって揺らがない条件を求める。
いま、サンプリングパルスの周期をTs、雑音X1の周
期をTnとし、サンプリングパルスのM周期間、すなわ
ちMTs内に雑音X1のN周期分が丁度納まるとする
と、 MTs=NTn (1) なる関係が得られる。
According to the present invention, an average value of the sampled video signals is obtained to reduce the fluctuation and stabilize the stable signal.
Make it possible to obtain the custody movement. For this reason, first, the condition that the average value does not fluctuate due to the noise X1 is obtained.
Now, assuming that the period of the sampling pulse is Ts and the period of the noise X1 is Tn, and N periods of the noise X1 are exactly accommodated during the M periods of the sampling pulse, that is, MTs, the relation MTs = NTn (1) is obtained. Be done.

【0016】式(1)はN周期分の雑音X1をM回サン
プリングすることを意味する。したがって、サンプリン
グパルス幅をtsとすると、 ts=Tn/M (2) または、この値の整数倍に設定すると、M個のサンプリ
ングにより雑音X1の1周期分を洩れなく丁度サンプリ
ングすることができる。以上より、式(1)と同(2)
を満足するようにサンプリングを行なって得られるM個
のサンプリン値を平均化すれば周期的雑音X1の周期的
成分を完全に除去することができるのである。
Expression (1) means that the noise X1 for N cycles is sampled M times. Therefore, if the sampling pulse width is ts, then ts = Tn / M (2) or if it is set to an integer multiple of this value, it is possible to sample exactly one cycle of the noise X1 without omission by M sampling. From the above, the same as the formula (1) (2)
By averaging the M sample values obtained by sampling so as to satisfy the above condition, the periodic component of the periodic noise X1 can be completely removed.

【0017】例えば、商用周波数50Hzの蛍光灯照明
下では雑音X1の繰返し周波数は100Hz、したがっ
て、Tn=1/100secである。また、サンプリン
グ周波数としてカメラが内蔵するNTSC規格の垂直同
期周波数(フィ−ルド周波数、60Hz)を利用するよ
うにするとTs=1/60secであるから、式(2)
は Ts/Tn=5/3 M=3、N=5 (3) となり、式(1)より、5周期分の雑音X1を3回サン
プリングすればよいことになる。また,式(2)より ts=1/60sec (4) またはこの値の整数倍となる。
For example, under fluorescent lamp illumination with a commercial frequency of 50 Hz, the repetition frequency of the noise X1 is 100 Hz, and therefore Tn = 1/100 sec. Further, when the vertical synchronizing frequency (field frequency, 60 Hz) of the NTSC standard built into the camera is used as the sampling frequency, Ts = 1/60 sec.
Becomes Ts / Tn = 5/3 M = 3, N = 5 (3), and it is sufficient to sample the noise X1 for 5 cycles three times from the equation (1). Further, according to the equation (2), ts = 1/60 sec (4) or an integral multiple of this value.

【0018】上記式(3)、(4)を満たすことによ
り、どのような波形であろうとも雑音X1の中の周期性
成分を完全に除去することができる。また、サンプリン
グパルス幅tsが上記の条件からずれた場合には上記雑
音の除去が若干不完全になるものの、依然として十分実
用的な効果を得ることができる。
By satisfying the above equations (3) and (4), the periodic component in the noise X1 can be completely removed regardless of the waveform. Further, when the sampling pulse width ts deviates from the above condition, although the noise removal is slightly incomplete, a sufficiently practical effect can still be obtained.

【0019】図2を用いて上記平均化の過程を説明する
と、a1〜a7、b12等を上記サンプリング時点とする
と、本発明では式(3)にしたがって、例えばa7
6、a5の平均値を求め、次いでa6、a5、a4の平均
値を求め、以下同様にして平均値を求めて行くようにす
る。この結果、サンプリング周期Ts毎に雑音X1によ
る揺らぎの影響を受けない映像信号サンプルが得られる
のである。
The process of averaging will be described with reference to FIG. 2. When a 1 to a 7 , b 1 b 2 etc. are the sampling points, the present invention uses, for example, a 7 ,
The average value of a 6 , a 5 is calculated, then the average value of a 6 , a 5 , a 4 is calculated, and the average value is calculated in the same manner. As a result, it is possible to obtain a video signal sample that is not affected by the fluctuation due to the noise X1 every sampling period Ts.

【0020】図1の信号処理回路17は上記映像信号サ
ンプルを生成してフォ−カシング信号を出力する。図4
はこの信号処理回路17の主要部分のブロック図であ
る。なお、上記信号処理回路17やA/D変換器15、
ゲイン検出回路16等の機能をマイクロコンピュ−タに
行なわせるようにしてもよいことは勿論である。図4に
おいて、A/D変換器15の出力はメモリ20内のVF
メモリM1〜M3に逐次格納され、順に押し出されてい
く。各VFメモリに格納されるデ−タは図2に示したa
1〜a7、b12等に対応する画面毎の中央部分の映像信
号の高周波成分強度の積分信号である。
The signal processing circuit 17 of FIG. 1 generates the above-mentioned video signal sample and outputs a focusing signal. Figure 4
Is a block diagram of a main part of the signal processing circuit 17. The signal processing circuit 17 and the A / D converter 15,
Of course, the function of the gain detection circuit 16 or the like may be performed by the microcomputer. In FIG. 4, the output of the A / D converter 15 is the VF in the memory 20.
The data are sequentially stored in the memories M1 to M3 and are sequentially pushed out. The data stored in each VF memory is a shown in FIG.
It is an integrated signal of the high frequency component intensity of the video signal of the central portion of each screen corresponding to 1 to a 7 , b 1 b 2, etc.

【0021】VFメモリM1〜M3のデ−タはA/D変
換器15よりデ−タが一つ押し込まれる毎に加算器21
により加算され、割算器22により平均化される。した
がって割算器22は3画面(3フィールド)分の映像信
号デ−タの平均値を順次出力することになる。なお、割
算器22は省略してもよい。割算器22の出力は平均値
メモリ23内のメモリMO1、MO2に順次格納され、
増分検出回路24にて大小関係が判定される。上記増分
検出結果により、合焦方向、非合焦方向を判断すれば、
フリッカの影響を受けずに合焦手段の移動方向を決める
ことができる。例えばメモリMO2のデ−タ値がMO1
のデ−タ値より大きければ、フォ−カシングレンズ3は
合焦点に向かって移動中であり、逆の場合はフォ−カシ
ングレンズ3が合焦点から遠ざかっていることになる。
従って上記大小関係が反転する位置が合焦点であるか
ら、増分検出回路24はこの大小関係の反転をも検出し
て最大値メモリ25に制御信号を送り、合焦点における
平均値デ−タを最大値として記憶させる。
The data of the VF memories M1 to M3 is added by the adder 21 every time one data is pushed from the A / D converter 15.
Is added and averaged by the divider 22. Therefore, the divider 22 sequentially outputs the average value of the video signal data for 3 screens (3 fields). The divider 22 may be omitted. The output of the divider 22 is sequentially stored in the memories MO1 and MO2 in the average value memory 23,
The increment detection circuit 24 determines the magnitude relationship. If the in-focus direction and the out-of-focus direction are judged by the above-mentioned increment detection result,
The moving direction of the focusing means can be determined without being affected by flicker. For example, the data value of the memory MO2 is MO1.
If the value is larger than the data value of, the focusing lens 3 is moving toward the focal point, and in the opposite case, the focusing lens 3 is away from the focal point.
Therefore, since the position at which the magnitude relation is reversed is the in-focus point, the increment detection circuit 24 also detects the inversion of the magnitude relation and sends a control signal to the maximum value memory 25 to maximize the average value data at the in-focus point. Store as a value.

【0022】フォ−カシングレンズ3を駆動するAFモ
−タ5は上記メモリMO1とMO2のデ−タの差分に比
例する電圧により駆動される。通常、合焦点付近ではこ
の差分値が小さくなるのでフォ−カシングレンズ3は比
較的ゆっくりと移動し行き過ぎ少なく合焦点に停止す
る。合焦点を行き過ぎた場合にはAFモ−タ5の移動方
向を反転し、平均値メモリ23のデ−タが最大値メモリ
25が記憶しているデ−タに所定の幅の範囲内に入った
ところで停止させる。上記行き過ぎは平均値メモリ23
のデ−タと最大値メモリ25のデ−タの不一致より検出
することができ、増分検出回路24はこの不一致を修正
するAFモ−タ5の駆動信号も出力する。
The AF motor 5 for driving the focusing lens 3 is driven by a voltage proportional to the difference between the data of the memories MO1 and MO2. Usually, this difference value becomes small near the in-focus point, so that the focusing lens 3 moves relatively slowly and stops at the in-focus point because it goes too far. When the focus point is exceeded too much, the moving direction of the AF motor 5 is reversed so that the data of the average value memory 23 is within the range of a predetermined width in the data stored in the maximum value memory 25. Stop where you stand. Mean value memory 23
Can be detected by the discrepancy between the data in the maximum value memory 25 and the data in the maximum value memory 25, and the increment detection circuit 24 also outputs a drive signal of the AF motor 5 for correcting this discrepancy.

【0023】上記の動作においては、最大値メモリ25
が記憶する平均値デ−タをできるだけ正確に合焦点に対
応付けることが重要である。しかし、平均値デ−タは過
去の二つのVFデ−タと現在のVFデ−タを平均したも
のなので、二つの平均値デ−タの大小関係が反転したと
きにはAFモ−タは既に合焦点を行き過ぎている可能性
があり、また、AFモ−タ系の慣性によっても行き過ぎ
が発生する。したがって、上記反転を検出した時点より
若干過去側のデ−タの中に真の合焦点デ−タが存在する
場合が多い。図4では平均値メモリ23内のMO1より
MO2の方が過去側なので上記反転時においてはMO2
のデ−タを最大値メモリ25に記憶するようにしてい
る。どの程度過去側のデ−タを最大値とするかはシステ
ムの特性により異なるので、必要に応じて上記MO2の
次ぎにMO3,MO4等のメモリを追加してこれらの中
の一つを最大値メモリ25に記憶するようにする。ま
た、図4においては3個のVFメモリのデ−タを平均化
するようにしていたが、式(3)にしたがって、上記V
Fメモリの数を増やすこともできる。
In the above operation, the maximum value memory 25
It is important to associate the average value data stored by the focus point with the focus data as accurately as possible. However, since the average value data is the average of the two past VF data and the current VF data, when the magnitude relationship between the two average value data is reversed, the AF motor has already been combined. The focus may have been overshot, and the inertia of the AF motor system also causes overshoot. Therefore, there are many cases where the true focusing data exists in the data slightly past the time when the inversion is detected. In FIG. 4, MO2 in the average value memory 23 is past MO1 rather than MO1.
Is stored in the maximum value memory 25. To what extent the past data is the maximum value depends on the characteristics of the system. Therefore, if necessary, a memory such as MO3 or MO4 is added next to the above MO2, and one of these is set to the maximum value. It is stored in the memory 25. Further, in FIG. 4, the data of the three VF memories are averaged, but according to the equation (3), the above V
The number of F memories can be increased.

【0024】図5は上記図1および図4における信号処
理の手順をさらに詳しく説明するフロ−チャ−トであ
る。ステップ31にて起動時とか再起同時のAFモ−タ
起動用電圧を所定時間だけ発生して印加すし、その後、
ステップ32にて各フィ−ルド画面中央部の映像信号の
みを検波、積分してA/D変換し、ステップ33にてA
/D変換出力をモニタしてVF信号レベルを適正化する
ようにアッテネ−タの利得を制御する。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the signal processing procedure in FIGS. 1 and 4 in more detail. At step 31, an AF motor starting voltage at the time of starting or at the time of restart is generated and applied for a predetermined time, and then,
At step 32, only the video signal at the center of each field screen is detected, integrated and A / D converted, and at step 33 A
The a / D conversion output is monitored and the attenuator gain is controlled so as to optimize the VF signal level.

【0025】次いでステップ34にて、VF信号を調べ
て異常がなければステップ35にて連続する3つのVF
信号の平均値を求める。次いでステップ36にて上記平
均値間の差分ΔVFを求め、ΔVFが所定の微小幅の中
に納まっていればΔVF≒0と判断してステップ37に
てAFモ−タを停止し、ステップ32に復帰する。ΔV
Fが上記微小幅より大きければ、ステップ38に移って
AFモ−タを駆動し、ΔVF>0ならば。まだ合焦点に
到達していないと判断し、ステップ38に移ってAFモ
−タの駆動を継続し、ΔVFの極性が反転した場合には
合焦点を通り過ぎたと判断してステップ39にて上記V
F信号平均値の最大値を記憶し、ステップ40にてAF
モ−タの移動方向を反転した後、ステップ38に移って
AFモ−タを駆動してステップ32に復帰する。
Next, at step 34, the VF signal is checked and if there is no abnormality, at step 35 three consecutive VFs are detected.
Find the average value of the signal. Next, in step 36, the difference ΔVF between the average values is calculated. If ΔVF is within a predetermined minute width, it is determined that ΔVF≈0, the AF motor is stopped in step 37, and step 32 is executed. Return. ΔV
If F is larger than the above-mentioned minute width, the process proceeds to step 38 to drive the AF motor, and if ΔVF> 0. If it is determined that the focal point has not been reached yet, the operation proceeds to step 38 and the driving of the AF motor is continued. If the polarity of ΔVF is reversed, it is determined that the focal point has passed and V
The maximum value of the F signal average value is stored, and AF is performed in step 40.
After reversing the moving direction of the motor, the process proceeds to step 38, the AF motor is driven, and the process returns to step 32.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明により、蛍光灯照明下における商
用周波数の輝度のちらつきの影響を除去して安定、かつ
精度良くフォ−カシングを行なうことのできる映像信号
モニタ方式のビデオカメラ、および電子式スチルカメラ
用等のオ−トフォ−カシング装置を提供することができ
る。また、上記本発明では上記雑音を含む映像信号を垂
直同期周波数でサンプリングするので、回路を経済的に
構成することができる。また、オ−トフォ−カシングの
行き過ぎ検出して修正することができるので、フォ−カ
シング精度を高め、同時にハンチングを防止し、フォ−
カシング速度を速めることができる。
According to the present invention, a video signal monitor type video camera capable of performing stable and accurate focusing by removing the influence of the flicker of the brightness of the commercial frequency under the fluorescent lamp illumination, and an electronic type. It is possible to provide an autofocusing device for a still camera or the like. Further, according to the present invention, since the video signal including the noise is sampled at the vertical synchronizing frequency, the circuit can be economically constructed. Further, since it is possible to detect and correct the overshooting of the autofocusing, it is possible to improve the focusing accuracy, prevent hunting at the same time, and perform focusing.
You can increase the casting speed.

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

【図1】本発明によるオ−トフォーカシングシステム実
施例のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an autofocusing system according to the present invention.

【図2】フォーカシングレンズの位置と映像信号レベル
の関係を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a position of a focusing lens and a video signal level.

【図3】本発明における映像信号平均化の効果を説明す
る波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the effect of video signal averaging in the present invention.

【図4】本発明によるフォーカシング信号生成回路のブ
ロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a focusing signal generation circuit according to the present invention.

【図5】本発明におけるフォーカシング制御のフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 5 is a flowchart of focusing control according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 フォーカシングレンズ 5 オ−トフォーカシング用モ−タ(AFモ−タ) 6 センサ(撮像素子) 9 バンドパスフィルタ(BPF) 10 アッテネータ回路 11 検波回路 12 積分回路 13 同期信号発生回路 15 AD変換器 16 ゲイン検出回路 17 信号処理回路 18 再起動回路 19 AFモ−タ駆動回路 20 メモリ 21 加算器 22 割算器 23 平均値メモリ 24 増分検出回路 25 最大値メモリ 3 Focusing Lens 5 Motor for Auto Focusing (AF Motor) 6 Sensor (Imaging Element) 9 Band Pass Filter (BPF) 10 Attenuator Circuit 11 Detection Circuit 12 Integration Circuit 13 Sync Signal Generation Circuit 15 AD Converter 16 Gain detection circuit 17 Signal processing circuit 18 Restart circuit 19 AF motor drive circuit 20 Memory 21 Adder 22 Divider 23 Average value memory 24 Increment detection circuit 25 Maximum value memory

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03B 13/32 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location G03B 13/32

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イメ−ジセンサが出力する映像信号の高
周波成分を抽出し、その強度信号を周期毎にサンプリン
グして得られる出力により合焦レンズ位置を制御するよ
うにしたカメラのオ−トフォ−カシング装置において、
上記サンプリング出力の連続する所定数のサンプルの平
均値を演算する平均値演算手段と、上記平均値の増減を
比較して合焦状態を判定する合焦状態判定手段とを備
え、該合焦状態判定手段の出力により上記カメラの合焦
機構を駆動するようにしたことを特徴とするオ−トフォ
−カシング装置。
1. An autofocus for a camera in which a focusing lens position is controlled by an output obtained by extracting a high frequency component of a video signal output from an image sensor and sampling the intensity signal at each cycle. In the Casing device,
The in-focus state is provided with an average value calculating means for calculating an average value of a predetermined number of consecutive samples of the sampling output, and an in-focus state determining means for comparing the increase and decrease of the average value to determine an in-focus state. An autofocusing device characterized in that the focusing mechanism of the camera is driven by the output of the judging means.
【請求項2】 請求項1において、上記映像信号に重畳
する周期的雑音の周期をTn、上記サンプリングパルス
の周期をTsとして、 MTs=NTn なる関係を満たす整数MとNを用いて、N周期幅の上記
雑音をM回サンプリングするようにしたことを特徴とす
るオ−トフォ−カシング装置。
2. The N cycles according to claim 1, wherein the cycle of the periodic noise superimposed on the video signal is Tn, the cycle of the sampling pulse is Ts, and integers M and N satisfying the relationship MTs = NTn are used. An autofocusing device characterized in that the noise of the width is sampled M times.
【請求項3】 請求項2において、上記サンプリングパ
ルスのパルス幅tsを上記雑音周期TnのM分の1、ま
たはその整数倍に設定するようにしたことを特徴とする
オ−トフォ−カシング装置。
3. The autofocusing device according to claim 2, wherein the pulse width ts of the sampling pulse is set to 1 / M of the noise period Tn or an integral multiple thereof.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
上記サンプリングパルスのパルスレ−トを上記イメ−ジ
センサの垂直同期周波数としたことを特徴とするオ−ト
フォ−カシング装置。
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
An autofocusing device, wherein the pulse rate of the sampling pulse is the vertical synchronizing frequency of the image sensor.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
上記平均値演算手段は、上記サンプリング出力の連続す
る所定数のそれぞれを記憶するメモリと、上記各メモリ
の記憶値を加算する手段を備えるようにしたことを特徴
とするオ−トフォ−カシング装置。
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The autofocusing device according to claim 1, wherein the average value calculating means includes a memory for storing a predetermined number of consecutive sampling outputs and a means for adding the stored values of the memories.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
上記合焦状態判定手段は、上記平均値演算手段の連続す
る出力の所定数をそれぞれ記憶する平均値メモリと、上
記平均値メモリが記憶する平均値間の差分を検出して差
分信号を出力する手段と、上記平均値間の差分が所定値
以下であるときに差分ゼロ信号を発生する手段と、上記
差分信号の極性反転時に上記平均値の最大値を検出して
記憶する手段と、上記平均値の最大値と上記平均値メモ
リが記憶する平均値間の差分を検出する手段とを備える
ようにし、上記平均値間の差分信号または上記平均値の
最大値と上記平均値間の差分信号により上記合焦レンズ
位置を制御するようにしたことを特徴とするオ−トフォ
−カシング装置。
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The in-focus state determining means detects a difference between an average value memory storing a predetermined number of continuous outputs of the average value calculating means and an average value stored in the average value memory and outputs a difference signal. Means, means for generating a zero difference signal when the difference between the average values is less than or equal to a predetermined value, means for detecting and storing the maximum value of the average value when the polarity of the difference signal is inverted, and the average A means for detecting a difference between the maximum value of the average value and the average value stored in the average value memory is provided, and by a difference signal between the average values or a difference signal between the maximum value of the average value and the average value. An autofocusing device characterized in that the position of the focusing lens is controlled.
【請求項7】 請求項6において、上記平均値の最大値
と上記平均値間の差分信号により上記合焦レンズ位置を
制御する場合には上記合焦レンズの制御速度を可変化す
る手段を備えたことを特徴とするオ−トフォ−カシング
装置。
7. A means for varying the control speed of the focusing lens according to claim 6, when the focusing lens position is controlled by a difference signal between the maximum value of the average value and the average value. An autofocusing device characterized in that
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