JPH05191708A - Automatic focus device - Google Patents

Automatic focus device

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JPH05191708A
JPH05191708A JP4006413A JP641392A JPH05191708A JP H05191708 A JPH05191708 A JP H05191708A JP 4006413 A JP4006413 A JP 4006413A JP 641392 A JP641392 A JP 641392A JP H05191708 A JPH05191708 A JP H05191708A
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lens system
point
field
depth
contrast
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Toshiaki Arai
俊明 荒井
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To quicken the focus speed in the automatic focusing by using a depth of field of a lens system so as to move a lens system of focal point set ting. CONSTITUTION:A process circuit 24 extracts a luminance signal and a chrominance signal from a picture signal picked up by a CCD 23 via a lens system 21, and a contrast detection section 55 detects a contrast of each pint from the luminance signal YH. Then a focus drive circuit 57 forwards a position of a lens system 21 in a close end direction by a movement in response to a depth of field and when the contrast is larger than a value at a point before the movement, the circuit 57 retracts the lens system position in the infinite end direction and uses a point at which a focus point is placed within a range of a depth of field as a focal position by the lens system 21. Thus, the movement of the lens system per once is set large and the focus speed in the automatic focusing is quickened.

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、電子カメラなどに利用
されるオートフォーカス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 an autofocus device used in electronic cameras and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子カメラの発達は目覚ましいものがあ
り、最近のカメラに見られるようなオートフォーカス装
置を採用したものも実用化されつつある。しかして、従
来、このような電子カメラに適用されるオートフォーカ
ス装置として、図5に示すように構成したものがある。
2. Description of the Related Art The development of electronic cameras has been remarkable, and those adopting an autofocus device as seen in recent cameras are being put to practical use. Therefore, conventionally, there is an autofocus device configured as shown in FIG. 5 as an autofocus device applied to such an electronic camera.

【0003】図において、1はレンズ系で、このレンズ
系1の光軸上には絞り2を介してCCD3を配置し、こ
れらレンズ系1および絞り2を介して被写体の撮影像を
CCD3の撮像面に結像するようにしている。この場
合、レンズ系1には、該レンズ系1をその光軸方向に移
動するフォーカスモータ4を設け、結像のピント調整を
可能にし、また、絞り2には、該絞り2の開度を制御す
る絞りモータ5を設けている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a lens system, a CCD 3 is arranged on an optical axis of the lens system 1 through a diaphragm 2, and a photographed image of a subject is taken by the CCD 3 through the lens system 1 and the diaphragm 2. The image is formed on the surface. In this case, the lens system 1 is provided with a focus motor 4 for moving the lens system 1 in the optical axis direction thereof to enable focus adjustment of image formation, and for the diaphragm 2, the opening of the diaphragm 2 is adjusted. A diaphragm motor 5 for controlling is provided.

【0004】そして、CCD3より撮像された画像信号
を撮像回路6に与え、この撮像回路6より輝度信号を抽
出し、この輝度信号をハイパスフィルタ7に与えて輝度
信号中に含まれる高域成分を検出する。さらに、この輝
度信号中の高域成分を整流回路8に与え、ここで整流す
ることにより撮影された画像のコントラストに比例した
直流電圧をコントラスト電圧として求め、このコントラ
スト電圧をオートフォーカス駆動回路9に与える。これ
によりオートフォーカス駆動回路9では、この時のコン
トラスト電圧によりフォーカスモータ4を駆動してレン
ズ系1によるピント調整を行うようになるが、この場
合、レンズ系1を移動してピント位置を動かしていく
と、撮影された画像のコントラストが変化していき、合
焦位置で最大となることから、オートフォーカス駆動回
路9では、コントラスト電圧が最大になるようにフォー
カスモータ4を駆動することにより、いわゆるコントラ
ストオートフォーカスを実現するようにしている。
Then, the image signal picked up by the CCD 3 is given to the image pickup circuit 6, a luminance signal is extracted from the image pickup circuit 6, and this luminance signal is given to a high-pass filter 7 so that a high frequency component contained in the luminance signal is obtained. To detect. Further, the high frequency component in the luminance signal is given to the rectifier circuit 8, and the direct current voltage proportional to the contrast of the photographed image is obtained as the contrast voltage by rectifying it here, and this contrast voltage is supplied to the autofocus drive circuit 9. give. As a result, the autofocus drive circuit 9 drives the focus motor 4 by the contrast voltage at this time to adjust the focus by the lens system 1. In this case, the lens system 1 is moved to move the focus position. Then, the contrast of the captured image changes and reaches the maximum at the in-focus position. Therefore, the autofocus drive circuit 9 drives the focus motor 4 so that the contrast voltage becomes maximum, so that the so-called It is designed to achieve contrast autofocus.

【0005】ここで、同じ画像を撮影している際に、周
囲の明るさが変化したような場合、ピント位置が変化し
ないのに画像のコントラストに変化を生じ、コントラス
ト電圧が変動してオートフォーカスに誤動作が生じるこ
とがある。そこで、このような誤動作を防止するため、
撮像回路6で抽出される輝度信号を積分回路10で積分
して明るさの値を検出し、これを絞り駆動回路11に与
え、この絞り駆動回路11により積分回路10より求め
られる明るさの値が一定になるように絞り2の開度を調
整することにより、コントラストオートフォーカスの明
るさ変化に伴う誤動作を防止するようにしている。
Here, when the brightness of the surroundings changes while shooting the same image, the contrast of the image changes even though the focus position does not change, and the contrast voltage fluctuates to cause autofocus. May malfunction. Therefore, in order to prevent such malfunctions,
The brightness signal extracted by the image pickup circuit 6 is integrated by the integrating circuit 10 to detect the brightness value, which is given to the diaphragm driving circuit 11, and the brightness value obtained by the integrating circuit 10 by the diaphragm driving circuit 11. The aperture of the diaphragm 2 is adjusted so that the aperture ratio becomes constant, thereby preventing a malfunction due to a change in brightness of contrast autofocus.

【0006】ところで、このようなオートフォーカス装
置によりコントラスト値が最大、つまり合焦点位置Mに
なるようにフォーカスモータ4を駆動するには、例え
ば、図6(a)に示すようにコントラスト値の曲線に対
して合焦点位置MがB点に近い場合は、同図(b)に示
すように、まず、フォーカスモータ4によりレンズ系1
を無限大∞側のA点からからB点まで移動し、A点とB
点のコントラスト値を比較する。ここではA<Bになる
ので、B点から近距離MOD側にC点まで移動してコン
トラスト値を比較する。すると、ここではB>Cになる
ので、今度はレンズ系1の移動量を1/2にするととも
に移動方向を反転してC点からD点まで移動し、これら
のコントラスト値を比較する。ここではC<Dになるの
で、さらにD点からE点まで移動し、これらのコントラ
スト値を比較する。すると、ここではD>Eになるの
で、移動量を1/2にするとともに、再びレンズ系1の
移動方向を反転してE点からF点まで移動するようにな
る。以下、同様にして移動前の点のコントラスト値が移
動後の点のコントラスト値より小さければ、さらに同じ
方向に移動し、移動前の点のコントラスト値が移動後の
点のコントラスト値より大きければ移動量を1/2にす
るとともに、移動方向を反転するような動作を繰り返
し、最終的にレンズ系1の移動量が、焦点距離が最大、
レンズの絞りが開放、レンズの焦点位置が近距離端の時
のレンズ手前の被写界深度の1/2になって、この移動
量の範囲に合焦点位置Mが入った所で、合焦点位置Mを
決定するようにしている。
By the way, in order to drive the focus motor 4 with such an autofocus device so that the contrast value becomes the maximum, that is, the in-focus position M, for example, as shown in FIG. On the other hand, when the in-focus position M is close to the point B, first, as shown in FIG.
Is moved from point A on the infinity ∞ side to point B, and points A and B
Compare the contrast values of the points. Here, since A <B, the contrast values are compared by moving from the point B to the point C on the short distance MOD side. Then, since B> C here, the moving amount of the lens system 1 is halved and the moving direction is reversed to move from the point C to the point D, and the contrast values are compared. In this case, C <D, so that the contrast value is further moved from the D point to the E point and compared. Then, since D> E here, the moving amount is halved, and the moving direction of the lens system 1 is reversed again to move from point E to point F. Similarly, if the contrast value of the point before moving is smaller than the contrast value of the point after moving, move in the same direction, and move if the contrast value of the point before moving is higher than the contrast value of point after moving. The movement amount of the lens system 1 is increased to 1/2 and the focal length is maximized.
When the aperture of the lens is open and the focal position of the lens is half the depth of field in front of the lens at the short distance end, and the in-focus position M is within this range of movement, The position M is determined.

【0007】また、図7(a)に示すようにコントラス
ト値の曲線に対して合焦点位置MがC点に近い場合は、
同図(b)に示すように、まず、フォーカスモータ4に
よりレンズ系1を無限大∞側のA点からから近距離MO
D側にB点まで移動し、A点とB点のコントラスト値を
比較する。ここではA<Bになるので、B点から近距離
MOD側にC点まで移動してコントラスト値を比較す
る。ここでもB<Cになるので、C点からD点まで移動
してコントラスト値を比較する。すると、ここではC>
Dになるので、今度はレンズ系1の移動量を1/2にす
るとともに移動方向を反転してD点からE点まで移動
し、これらのコントラスト値を比較するようになる。そ
して、この場合も上述したと同様にして移動前の点のコ
ントラスト値が移動後の点のコントラスト値より小さけ
れば、さらに同じ方向に移動し、移動前の点のコントラ
スト値が移動後の点のコントラスト値より大きければ移
動量を1/2にするとともに、移動方向を反転するよう
な動作を繰り返し、最終的にレンズ系1の移動量が、焦
点距離が最大、レンズの絞りが開放、レンズの焦点位置
が近距離端の時のレンズ手前の被写界深度の1/2にな
って、この移動量の範囲に合焦点位置Mが入った所で、
合焦点位置Mを決定するようにしている。
Further, as shown in FIG. 7A, when the in-focus position M is close to the point C with respect to the contrast value curve,
As shown in FIG. 6B, first, the focus motor 4 moves the lens system 1 from the point A on the infinity ∞ side to the short distance MO.
Move to point D to point B, and compare the contrast values at points A and B. Here, since A <B, the contrast values are compared by moving from the point B to the point C on the short distance MOD side. Since B <C also here, the contrast values are compared by moving from point C to point D. Then, here C>
Since it becomes D, the moving amount of the lens system 1 is halved, the moving direction is reversed and the lens system 1 is moved from the point D to the point E, and the contrast values are compared. Then, in this case as well, if the contrast value of the point before the movement is smaller than the contrast value of the point after the movement in the same manner as described above, the point is moved in the same direction, and the contrast value of the point before the movement is equal to that of the point after the movement. If it is larger than the contrast value, the movement amount is halved, and the operation of reversing the movement direction is repeated. Finally, the movement amount of the lens system 1 has the maximum focal length, the lens diaphragm is opened, and the lens When the focal position is half the depth of field in front of the lens at the short distance end, and the in-focus position M is within the range of this movement amount,
The focus position M is determined.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにレンズ系1の移動量が焦点距離が最大、レンズの絞
りが開放、レンズの焦点位置が近距離端の時のレンズ手
前の被写界深度の1/2になって、この移動量の範囲に
合焦点位置Mが入るまで、フォーカスモータの正転、逆
転を繰り返し、レンズ系1の移動方向を切り替えながら
合焦点を求めるのでは、合焦までに時間がかかる問題点
があった。
However, when the amount of movement of the lens system 1 has the maximum focal length, the aperture of the lens is open, and the focal position of the lens is at the close-range end, the depth of field in front of the lens is as described above. The focus motor is repeatedly rotated in the normal direction and the reverse direction until the in-focus position M falls within the range of this movement amount, and the in-focus point is obtained by switching the moving direction of the lens system 1. There was a problem that it took time until.

【0009】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、オートフォーカス動作の際の合焦速度を高めること
ができ、合焦までの時間の短縮を可能にしたオートフォ
ーカス装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an autofocus device capable of increasing the focusing speed during the autofocus operation and shortening the time until focusing. To aim.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のオートフォーカ
ス装置は、被写体を撮像する撮像手段、撮像手段より撮
像される画像信号の輝度信号から撮像画像のコントラス
トに応じた出力を検出するコントラスト検出手段、撮像
手段に対するレンズ系の位置を調整するフォーカス駆動
手段を有し、フォーカス駆動手段により、最初レンズ系
位置を該レンズ系の被写界深度に応じた移動量で至近端
方向または無限方向に前進させ、コントラスト検出手段
より検出される各点でのコントラスト値が移動前の点の
コントラスト値より大きくなった時点で、今度はフォー
カス駆動手段によりレンズ系位置を被写界深度に応じた
移動量で無限端方向または至近方向に後退させて被写界
深度の範囲に合焦点位置が位置する点をレンズ系による
合焦点位置と決定するようにフォーカス駆動手段を制御
するように構成している。
An autofocus device according to the present invention comprises an image pickup means for picking up an image of a subject, and a contrast detecting means for detecting an output corresponding to the contrast of a picked-up image from a luminance signal of an image signal picked up by the image pickup means. A focus drive means for adjusting the position of the lens system with respect to the image pickup means, and the focus drive means moves the position of the first lens system in the near end direction or the infinite direction by a movement amount according to the depth of field of the lens system. When the contrast value at each point detected by the contrast detection means is moved forward and becomes larger than the contrast value at the point before the movement, this time, the focus drive means moves the lens system position according to the depth of field. The point at which the in-focus position is located within the depth of field by retracting to the infinity direction or the close-up direction is determined as the in-focus position by the lens system. It is configured to control the focus driving means so that.

【0011】[0011]

【作用】この結果、本発明によればレンズ系の1回当た
りの移動量を、レンズ系の被写界深度に応じて設定で
き、しかもレンズ系を無限端方向に後退させた時、被写
界深度の範囲に合焦点位置が位置する点をレンズ系によ
る合焦点位置として決定するようにしているので、レン
ズ系の移動方向を頻繁に切り替えるような動作が無くな
り、
As a result, according to the present invention, the amount of movement of the lens system per movement can be set according to the depth of field of the lens system, and when the lens system is retracted toward the infinite end, Since the point where the in-focus position is located within the depth of field is determined as the in-focus position by the lens system, there is no operation that frequently switches the moving direction of the lens system,

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従い説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は同実施例のオートフォーカス装置が
適用される電子カメラの概略的構成を示すものである。
図において、21はレンズ系で、このレンズ系21は、
フォーカスモータ22によりその光軸上に沿って移動可
能にしている。そして、レンズ系21の光軸上にCCD
23を配置し、レンズ系21を介して被写体の撮影像を
CCD23の撮像面に結像するようにしている。ここ
で、CCD23は、タイミング発生器231により動作
タイミングが計られるCCDドライバ232によりその
撮像動作を制御されるようになっている。
FIG. 1 shows a schematic structure of an electronic camera to which the autofocus device of the embodiment is applied.
In the figure, 21 is a lens system, and this lens system 21 is
The focus motor 22 allows movement along the optical axis. The CCD is placed on the optical axis of the lens system 21.
23 is arranged so that a photographed image of the subject is formed on the image pickup surface of the CCD 23 via the lens system 21. Here, the CCD 23 has its image pickup operation controlled by a CCD driver 232 whose operation timing is measured by a timing generator 231.

【0014】CCD23より撮像された画像信号はプロ
セス回路24に与えられる。プロセス回路24では、画
像信号より輝度信号YH と色信号Cを抽出するようにし
ている。
The image signal picked up by the CCD 23 is given to the process circuit 24. The process circuit 24 extracts the luminance signal YH and the color signal C from the image signal.

【0015】プロセス回路24からの輝度信号YH と色
信号Cは、A/D変換器25に与えられ、ここでデジタ
ル化される。そして、デジタル化された輝度信号YH
は、加算器26、27の一方の入力端子にそれぞれ与え
られる。加算器26は、その加算出力をスイッチ28を
介してフィールドメモリ29に与え、このフィールドメ
モリ29の出力が他方の入力端子に与えられる。また、
加算器27は、その加算出力をスイッチ30を介してフ
ィールドメモリ31に与え、このフィールドメモリ31
の出力が他方の入力端子に与えられる。この場合、各ラ
イン毎の輝度信号YH のデータとしてA、B、C、D、
E、F、…が与えられるとすると、フィールドメモリ2
9では、A+B、C+D、E+F、…の内容のフィール
ドデータが記憶され、また、フィールドメモリ31で
は、B+C、D+E、F+G、…の内容のフィールドデ
ータを記憶するようにしている。
The luminance signal YH and the chrominance signal C from the process circuit 24 are given to the A / D converter 25, where they are digitized. Then, the digitized luminance signal YH
Are applied to one input terminals of the adders 26 and 27, respectively. The adder 26 gives the addition output to the field memory 29 via the switch 28, and the output of the field memory 29 is given to the other input terminal. Also,
The adder 27 gives the addition output to the field memory 31 via the switch 30, and the field memory 31
Output is applied to the other input terminal. In this case, as the data of the luminance signal YH for each line, A, B, C, D,
Given E, F, ..., Field memory 2
9 stores the field data having the contents of A + B, C + D, E + F, ... And the field memory 31 stores the field data having the contents of B + C, D + E, F + G ,.

【0016】ここで、ビデオスルーの場合(ビューファ
インダでCCDからの画像を見る場合)は、フィールド
メモリ31の出力がスイッチ32を介して取出され、ガ
ンマ補正部33にてガンマ補正された後、エンハンサ部
34にて輪郭強調され、スイッチ35を通して出力され
る。一方、これと同時にA/D変換器25でデジタル化
された色信号Cは、スイッチ36、輝度信号YH とのタ
イミングを合わせるための同時化部37を介して色差生
成部38に与えられ、R−Y、B−Yの色差信号として
生成され、スイッチ39、40を介してフィールドメモ
リ41、42にそれぞれ記憶される。そして、これらフ
ィールドメモリ41、42より取出されるR−Y、B−
Yの色差信号は、スイッチ35を通して出力される輝度
信号YHとともにカラービューファインダROMテーブ
ル43に与えられる。これにより、ドライバ44の制御
によりROMテーブル43より対応表示データが出力さ
れ、カラービューファインダ45にビデオスルー画像と
して表示される。このROMテーブル43は輝度信号Y
H 、色差信号R−Y、B−YからRGB信号を作るもの
である。
Here, in the case of video through (when viewing an image from the CCD in the viewfinder), the output of the field memory 31 is taken out through the switch 32, and after being gamma-corrected by the gamma correction unit 33, The outline is emphasized by the enhancer unit 34 and output through the switch 35. On the other hand, at the same time, the color signal C digitized by the A / D converter 25 is given to the color difference generation unit 38 via the switch 36 and the synchronization unit 37 for adjusting the timing with the luminance signal YH, and R The color difference signals of -Y and BY are generated and stored in the field memories 41 and 42 via the switches 39 and 40, respectively. Then, RY and B- fetched from these field memories 41 and 42.
The Y color difference signal is applied to the color viewfinder ROM table 43 together with the luminance signal YH output through the switch 35. As a result, the corresponding display data is output from the ROM table 43 under the control of the driver 44 and displayed as a video through image on the color viewfinder 45. This ROM table 43 has a luminance signal Y
RGB signals are created from H, color difference signals RY and BY.

【0017】また、スチル画撮像の場合は、フィールド
メモリ29の出力が1Hメモリ46に与えられ、この1
Hメモリ46の出力を加算器47の一方の入力端子に与
える。この加算器47は、他方の入力端子にフィールド
メモリ29からの出力が与えられ、これらの加算結果を
出力する。そして、加算器47の出力はスイッチ32を
介して取出され、ガンマ補正部33にてガンマ補正さ
れ、エンハンサ部34にて輪郭強調され、再びフィール
ドメモリ29に戻される。また、これと同時にA/D変
換器25でデジタル化された色信号Cは、フィールドメ
モリ48に与えられるとともに、加算器49の一方の入
力端子に与えられる。この加算器49は他方の入力端子
にフィールドメモリ48からの出力が与えられ、これら
の加算結果を出力する。そして、加算器49の出力は、
スイッチ36、同時化部37を介して色差生成部38に
与えられ、R−Y、B−Yの色差信号として生成され、
スイッチ39、40を介してフィールドメモリ41、4
2にそれぞれ記憶される。そして、これらのフィールド
メモリ29の輝度信号YH とフィールドメモリ41、4
2の色差信号R−Y、B−Yは、フレームスチル画像と
して外部メモリ50に記憶されるようになる。
Further, in the case of still image pickup, the output of the field memory 29 is given to the 1H memory 46.
The output of the H memory 46 is given to one input terminal of the adder 47. The adder 47 receives the output from the field memory 29 at the other input terminal and outputs the addition result. Then, the output of the adder 47 is taken out via the switch 32, gamma-corrected by the gamma-correction unit 33, contour-emphasized by the enhancer unit 34, and returned to the field memory 29 again. At the same time, the color signal C digitized by the A / D converter 25 is supplied to the field memory 48 and also to one input terminal of the adder 49. The adder 49 receives the output from the field memory 48 at the other input terminal and outputs the addition result. Then, the output of the adder 49 is
It is given to the color difference generation unit 38 via the switch 36 and the synchronization unit 37, and is generated as color difference signals of RY and BY,
Field memories 41, 4 via switches 39, 40
2 are stored respectively. Then, the luminance signal YH of these field memories 29 and the field memories 41, 4 and
The two color difference signals RY and BY are stored in the external memory 50 as a frame still image.

【0018】なお、画像再生の場合は、外部メモリ50
より輝度信号YH がスイッチ30を介してフィールドメ
モリ31に書き込まれ、色差信号R−Y、B−Yがスイ
ッチ39、40を介してフィールドメモリ41、42に
書き込まれる。そして、フィールドメモリ31の出力は
スイッチ32、35を介して取出され、フィールドメモ
リ41、42からの出力とともにROMテーブル51に
与えられる。これにより、エンコーダ/タイミング発生
器52の制御によりROMテーブル51より対応表示デ
ータが出力され、D/A変換器53でアナログ信号に変
換され、アンプ/バッファ54を介してビデオ再生信号
として出力されるようになる。
In the case of image reproduction, the external memory 50
The luminance signal YH is written to the field memory 31 via the switch 30, and the color difference signals RY and BY are written to the field memories 41 and 42 via the switches 39 and 40. Then, the output of the field memory 31 is taken out through the switches 32 and 35 and is given to the ROM table 51 together with the outputs from the field memories 41 and 42. As a result, the corresponding display data is output from the ROM table 51 under the control of the encoder / timing generator 52, converted into an analog signal by the D / A converter 53, and output as a video reproduction signal via the amplifier / buffer 54. Like

【0019】一方、上述のプロセス回路24には、コン
トラスト検出部55を接続している。このコントラスト
検出部55は、プロセス回路24より出力される輝度信
号YH が与えられ、この輝度信号YH より撮像コントラ
ストを検出するようにしている。
On the other hand, a contrast detector 55 is connected to the process circuit 24 described above. The contrast detection section 55 is supplied with the luminance signal YH output from the process circuit 24, and detects the imaging contrast from the luminance signal YH.

【0020】図2は、このようなコントラスト検出部5
5の構成を示している。図において、551はバンドパ
スフィルタで、プロセス回路24より与えられる輝度信
号YH より所定帯域の信号を抽出するようにしている。
そして、このバンドパスフィルタ551より抽出された
所定帯域の信号は、スイッチ552を介して整流回路5
53に与えられる。ここで、スイッチ552は後述する
メインコントローラ56から与えられるタイミング信号
により切り替え動作されるもので、バンドパスフィルタ
551より出力される所定帯域の信号のうち撮影画像の
所定範囲に相当するもののみを整流回路553に与える
ようにしている。そして、整流回路553で整流した信
号を積分回路554で積分し、これをA/D変換器55
5を介してコントラスト値を示す信号として出力するよ
うにしている。そして、このようなコントラスト検出部
55のコントラスト信号は、メインコントローラ56に
与えられる。メインコントローラ56は、コントラスト
検出部55からの出力に応じてフォーカス駆動回路57
を、後述するように制御するようにしている。
FIG. 2 shows such a contrast detector 5
5 shows the configuration of No. 5. In the figure, reference numeral 551 is a bandpass filter, which extracts a signal in a predetermined band from the luminance signal YH given by the process circuit 24.
Then, the signal in the predetermined band extracted by the bandpass filter 551 is rectified by the rectifier circuit 5 via the switch 552.
Given to 53. Here, the switch 552 is switched by a timing signal given from the main controller 56, which will be described later, and rectifies only the signal in the predetermined band output from the bandpass filter 551 that corresponds to the predetermined range of the captured image. It is applied to the circuit 553. Then, the signal rectified by the rectifying circuit 553 is integrated by the integrating circuit 554, and this is integrated into the A / D converter 55.
The signal is output via 5 as a signal indicating the contrast value. Then, such a contrast signal of the contrast detection unit 55 is given to the main controller 56. The main controller 56 responds to the output from the contrast detection unit 55 by the focus drive circuit 57.
Are controlled as described later.

【0021】フォーカス駆動回路57は、メインコント
ローラ56の制御に従ってフォーカスモータ22を駆動
し、レンズ系21を∞端から至近端まで移動することで
CCD23に対する合焦位置を調整するようにしてい
る。この場合、メインコントローラ56によるフォーカ
ス駆動回路57の制御は、次の考えに基づいて行われる
ようになっている。一般にレンズの被写界深度は下式で
表される。 t1 =δFa2 /(f2 +δFa) t2 =δFa2 /(f2 −δFa)
The focus drive circuit 57 drives the focus motor 22 under the control of the main controller 56 and moves the lens system 21 from the ∞ end to the closest end to adjust the focus position with respect to the CCD 23. In this case, the control of the focus drive circuit 57 by the main controller 56 is performed based on the following idea. Generally, the depth of field of a lens is expressed by the following equation. t1 = δFa 2 / (F 2 + ΔFa) t2 = δFa 2 / (F 2 −δFa)

【0022】ここで、t1 はレンズ手前の被写界深度、
t2 はレンズ後方の被写界深度、aはレンズの焦点位
置、fはレンズの焦点距離、Fはレンズの明るさ(絞り
値)、δは最小散乱円である。本発明では、レンズ系2
1の位置に対し上式から被写界深度求め、この求められ
た被写界深度を利用して合焦点位置Mを決定するように
している。
Where t1 is the depth of field in front of the lens,
t2 is the depth of field behind the lens, a is the focal position of the lens, f is the focal length of the lens, F is the brightness (aperture value) of the lens, and δ is the minimum scattering circle. In the present invention, the lens system 2
The depth of field is calculated for the position of 1 from the above equation, and the in-focus position M is determined using the calculated depth of field.

【0023】いま、図3(a)に示すようにコントラス
ト値の曲線に対して合焦点位置MがB点に近い場合は、
同図(b)に示すように最初にレンズ系21の無限端A
点での被写界深度を上式から求め、この時のレンズ手前
の被写界深度fAの2倍の移動量で至近端方向にB点ま
でレンズ系21を移動する。そして、A点とB点のコン
トラスト値を比較する。ここではA<Bになるので、B
点での被写界深度を上式から求め、この時のレンズ手前
の被写界深度fBの2倍の移動量でC点までさらにレン
ズ系21を移動し、コントラスト値を比較する。する
と、ここではB>Cになるので、コントラスト値のピー
ク値は、C点の手前にあるものと判断され、C点での被
写界深度を上式から求める。そして、今度は、レンズ後
方の被写界深度fCの2倍の移動量でB点までレンズ系
1を無限端方向に後退させる。この場合、C点でのレン
ズ後方の被写界深度fC´とB点でのレンズ手前の被写
界深度fBは等しいものとなる。
Now, as shown in FIG. 3A, when the in-focus position M is close to the point B with respect to the contrast value curve,
As shown in FIG. 7B, first, the infinite end A of the lens system 21
The depth of field at the point is obtained from the above formula, and the lens system 21 is moved to the point B toward the closest end with a movement amount that is twice the depth of field fA in front of the lens at this time. Then, the contrast values at points A and B are compared. Here, A <B, so B
The depth of field at the point is obtained from the above equation, and the lens system 21 is further moved to the point C with a movement amount twice the depth of field fB in front of the lens at this time, and the contrast values are compared. Then, since B> C here, it is determined that the peak value of the contrast value is before the point C, and the depth of field at the point C is obtained from the above formula. Then, this time, the lens system 1 is retracted in the infinite end direction to the point B with a movement amount that is twice the depth of field fC behind the lens. In this case, the depth of field fC ′ behind the lens at point C and the depth of field fB before the lens at point B are equal.

【0024】そして、B点での被写界深度を改めて上式
から求める。この場合のB点での被写界深度は、レンズ
手前の被写界深度fBとレンズ後方の被写界深度fB´
(=A点でのレンズ手前の被写界深度fA)となるが、
このうちのレンズ手前の被写界深度fBの範囲に合焦点
位置Mが位置するので、このB点をレンズ系21による
合焦点位置として決定するようになる。
Then, the depth of field at the point B is obtained again from the above equation. In this case, the depth of field at the point B is the depth of field fB before the lens and the depth of field fB ′ behind the lens.
(= Depth of field fA in front of the lens at point A),
Since the in-focus position M is located in the range of the depth of field fB in front of the lens, the point B is determined as the in-focus position by the lens system 21.

【0025】次に、図4(a)に示すようにコントラス
ト値の曲線に対して合焦点位置MがC点に近い場合は、
同図(b)に示すように、まず、レンズ系21のA点で
の被写界深度を上式から求め、この時のレンズ手前の被
写界深度fAの2倍の移動量で至近端方向にB点までレ
ンズ系1を移動する。そして、A点とB点のコントラス
ト値を比較する。ここではA<Bになるので、B点での
被写界深度を上式から求め、この時のレンズ手前の被写
界深度fBの2倍の移動量でC点までさらにレンズ系2
1を移動し、コントラスト値を比較する。すると、ここ
でもB<Cになるので、C点での被写界深度を上式から
求め、この時のレンズ手前の被写界深度fCの2倍の移
動量でD点までさらにレンズ系21を移動する。そし
て、D点とC点のコントラスト値を比較する。ここで
は、C>Dになるので、コントラスト値のピーク値は、
D点の手前にあるものと判断され、D点での被写界深度
を上式から求める。そして、今度は、レンズ後方の被写
界深度fDの2倍の移動量でC点までレンズ系21を無
限端方向にに後退させる。この場合、D点でのレンズ後
方の被写界深度fD´とC点でのレンズ手前の被写界深
度fCは等しいものとなる。
Next, as shown in FIG. 4A, when the in-focus position M is close to the point C with respect to the contrast value curve,
As shown in (b) of the figure, first, the depth of field at the point A of the lens system 21 is obtained from the above formula, and the depth of field fA in front of the lens at this time is moved by a distance twice as close as possible. The lens system 1 is moved to the point B in the end direction. Then, the contrast values at points A and B are compared. Here, since A <B, the depth of field at the point B is obtained from the above equation, and the lens system 2 is further moved to the point C by a moving amount that is twice the depth of field fB before the lens at this time.
Move 1 to compare the contrast values. Then, since B <C also here, the depth of field at the point C is obtained from the above equation, and the lens system 21 is further moved to the point D with a movement amount twice the depth of field fC in front of the lens at this time. To move. Then, the contrast values at points D and C are compared. Here, since C> D, the peak value of the contrast value is
It is determined that it is before the point D, and the depth of field at the point D is calculated from the above formula. Then, this time, the lens system 21 is retracted in the infinite end direction to the point C with a movement amount that is twice the depth of field fD behind the lens. In this case, the depth of field fD 'behind the lens at point D and the depth of field fC in front of the lens at point C are equal.

【0026】そして、C点での被写界深度を改めて上式
から求める。この場合のC点での被写界深度は、レンズ
手前の被写界深度fCとレンズ後方の被写界深度fC´
(=B点でのレンズ手前の被写界深度fB)となるが、
このうちのレンズ後方の被写界深度fC´の範囲に合焦
点位置Mが位置するので、このC点をレンズ系21によ
る合焦点位置として決定するようになる。
Then, the depth of field at the point C is obtained again from the above equation. The depth of field at the point C in this case is the depth of field fC in front of the lens and the depth of field fC ′ in the rear of the lens.
(= Depth of field fB in front of the lens at point B),
Since the in-focus position M is located in the range of the depth of field fC ′ behind the lens, the point C is determined as the in-focus position by the lens system 21.

【0027】従って、このようにすれば、最初、レンズ
系21をレンズ手前の被写界深度の2倍の移動量で至近
端方向に前進させながら移動前と後の各点でのコントラ
スト値を比較し、移動前の点のコントラスト値が移動後
の点のコントラスト値より小さければ同様な動作を繰り
返し、移動前の点のコントラスト値が移動後の点のコン
トラスト値より大きくなった時点で、今度はレンズ系2
1をレンズ後方の被写界深度の2倍の移動量で無限端方
向に後退させ被写界深度の範囲に合焦点位置Mが位置す
る点を探し、この点をレンズ系21による合焦点位置と
して決定するようしたので、レンズ系21の1回当たり
の移動量を被写界深度に応じて設定することができる。
これにより従来のレンズ系を所定の移動量から順に1/
2ずつ小さくして、しかもレンズ系の移動方向を頻繁に
切り替えながら、最終的にレンズ系の移動量が、焦点距
離が最大、レンズの絞りが開放、レンズの焦点位置が近
距離端の時のレンズ手前の被写界深度の1/2になっ
て、この移動量の範囲に合焦点位置Mが入った所で合焦
点位置Mを決定するようにしたものとと比べ、合焦速度
を飛躍的に高めることができ、合焦までの時間の短縮を
大幅に短縮することができるようになる。
Therefore, in this way, first, the contrast value at each point before and after the movement is advanced while the lens system 21 is moved forward in the direction of the close end by a movement amount twice the depth of field in front of the lens. If the contrast value of the point before the movement is smaller than the contrast value of the point after the movement, the same operation is repeated, and when the contrast value of the point before the movement becomes larger than the contrast value of the point after the movement, This time lens system 2
1 is moved backward toward the infinite end by a movement amount that is twice the depth of field behind the lens, and a point at which the in-focus position M is located within the depth of field is searched for. Therefore, the movement amount of the lens system 21 per movement can be set according to the depth of field.
As a result, the conventional lens system is sequentially moved from the predetermined movement amount to 1 /
When the lens system movement amount is reduced by 2 and the lens system movement direction is frequently changed, the final lens system movement amount is the maximum focal length, the lens diaphragm is open, and the lens focal position is at the near end. The depth of field in front of the lens is halved, and the focus speed M jumps compared to the one in which the focus position M is determined when the focus position M enters the range of this movement amount. Therefore, it is possible to significantly shorten the time until focusing.

【0028】なお、本発明では、フォーカス動作を無限
端から至近端方向に行ったが、逆に至近端から無限端方
向に行うこともできる。また、本発明は上記実施例にの
み限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実
施できる。例えば、上述した実施例では、電子カメラに
本発明を適用した例を述べたが、ビデオカメラなどにも
適用することができる。
In the present invention, the focusing operation is performed from the infinity end to the infinity end, but it can be performed conversely from the infinity end to the infinity end. Further, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be carried out by appropriately modifying it without changing the gist. For example, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the electronic camera is described, but the present invention can also be applied to a video camera or the like.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、レンズ系の被写界深度
情報を利用して合焦点位置を設定するためのレンズ系の
移動を行うことで、レンズ系の1回当たりの移動量を大
きく設定でき、しかも、レンズ系の被写界深度の範囲に
合焦点位置が位置する点を合焦点位置として決定するよ
うにしたので、オートフォーカス動作の際の合焦速度を
速めることができ、合焦までの時間の短縮を図ることが
できる。
According to the present invention, by moving the lens system for setting the in-focus position using the depth of field information of the lens system, the movement amount of the lens system per movement can be reduced. Since it can be set large, and the point where the in-focus position is located in the range of the depth of field of the lens system is determined as the in-focus position, it is possible to speed up the in-focus speed during the auto-focus operation. It is possible to shorten the time until focusing.

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

【図1】本発明の一実施例の概略構成を示すブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す実施例に用いられるコントラスト検
出部の概略構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a contrast detection section used in the embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示す実施例の動作を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.

【図4】図1に示す実施例の動作を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.

【図5】従来のコントラスト検出を利用したオートフォ
ーカス装置の一例を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional autofocus device using contrast detection.

【図6】従来のオートフォーカス装置による動作を説明
するための図。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of a conventional autofocus device.

【図7】従来のオートフォーカス装置による動作を説明
するための図。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of a conventional autofocus device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…レンズ系、22…フォーカスモータ、23…CC
D、231…タイミング発生器、232…CCDドライ
バ、24…プロセス回路、25…A/D変換器26、2
7、47、49…加算器、29、31、41、42、4
8…フィールドメモリ、33ガンマ補正部、34…エン
ハンサ部、37…同時化部、38…色差生成部、43…
カラービューファインダROMテーブル、44…ドライ
バ、45…カラービューファインダ、46…1Hメモ
リ、50…外部メモリ、51…ROMテーブル、52…
エンコーダ/タイミング発生器、53…D/A変換器、
54…アンプ/バッファ、55…コントラスト検出部、
551…バンドパスフィルタ、552…スイッチ、55
3…整流回路、554…積分回路、555…A/D変換
器、56…メインコントローラ、57…フォーカス駆動
回路。
21 ... Lens system, 22 ... Focus motor, 23 ... CC
D, 231 ... Timing generator, 232 ... CCD driver, 24 ... Process circuit, 25 ... A / D converter 26, 2
7, 47, 49 ... Adder, 29, 31, 41, 42, 4
8 ... Field memory, 33 gamma correction section, 34 ... Enhancer section, 37 ... Synchronization section, 38 ... Color difference generation section, 43 ...
Color viewfinder ROM table, 44 ... Driver, 45 ... Color viewfinder, 46 ... 1H memory, 50 ... External memory, 51 ... ROM table, 52 ...
Encoder / timing generator, 53 ... D / A converter,
54 ... Amplifier / buffer, 55 ... Contrast detection unit,
551 ... Bandpass filter, 552 ... Switch, 55
3 ... Rectifier circuit, 554 ... Integrator circuit, 555 ... A / D converter, 56 ... Main controller, 57 ... Focus drive circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体を撮像する撮像手段と、 この撮像手段より撮像される画像信号の輝度信号から撮
像画像のコントラストに応じた出力を検出するコントラ
スト検出手段と、 前記撮像手段に対するレンズ系の位置を調整するフォー
カス駆動手段と、 このフォーカス駆動手段により前記レンズ系位置を該レ
ンズ系の被写界深度に応じた移動量で至近端方向または
無限方向に前進させ前記コントラスト検出手段より検出
される各点でのコントラスト値が移動前の点のコントラ
スト値より大きくなった時点で前記フォーカス駆動手段
により前記レンズ系位置を前記被写界深度に応じた移動
量で無限端方向または至近方向に後退させ前記被写界深
度の範囲に合焦点位置が位置する点を前記レンズ系によ
る合焦点位置と決定するように前記フォーカス駆動手段
を制御する制御手段とを具備したことをオートフォーカ
ス装置。
1. An image pickup means for picking up a subject, a contrast detection means for detecting an output corresponding to a contrast of a picked-up image from a luminance signal of an image signal picked up by the image pickup means, and a position of a lens system with respect to the image pickup means. And a focus drive means for adjusting the lens system position, and the focus drive means advances the lens system position in the near end direction or infinite direction by a movement amount according to the depth of field of the lens system, and is detected by the contrast detection means. When the contrast value at each point becomes larger than the contrast value at the point before the movement, the focus driving means retracts the lens system position toward the infinite end or the close-up direction by the movement amount according to the depth of field. The focus is set so that the point where the in-focus position is located in the range of the depth of field is determined as the in-focus position by the lens system. An autofocus device comprising: a control unit that controls a drive unit.
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