JPH06165017A - Automatic focus detector - Google Patents
Automatic focus detectorInfo
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- JPH06165017A JPH06165017A JP4308804A JP30880492A JPH06165017A JP H06165017 A JPH06165017 A JP H06165017A JP 4308804 A JP4308804 A JP 4308804A JP 30880492 A JP30880492 A JP 30880492A JP H06165017 A JPH06165017 A JP H06165017A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に用い
て好適な自動焦点検出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 automatic focus detection device suitable for use in a video camera or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来よりビデオカメラ等の映像機器に用
いられる自動焦点検出装置としては、CCD等の撮像素
子から出力される映像信号中より焦点状態すなわち被写
体像の鮮鋭度を表す高周波成分を検出し、この高周波成
分が最大となるように撮影レンズを駆動して焦点合わせ
を行う所謂『山登り方式』の焦点制御方式が知られてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as an automatic focus detection device used in video equipment such as a video camera, a high-frequency component representing a focus state, that is, a sharpness of a subject image is detected from a video signal output from an image pickup device such as a CCD. However, there is known a so-called "mountain climbing" focus control method in which the photographic lens is driven so as to maximize the high-frequency component for focusing.
【0003】このような自動焦点検出方式は、赤外線を
照射してその反射光を検出するような所謂アクテイブ方
式の自動焦点検出装置に比較して、焦点検出用の特殊な
光学部材が不要であり、被写体との距離にかかわらず遠
方の被写体でも正確に焦点を合わせることができる等の
長所がある。この種の自動焦点検出方式について、図5
を用いて説明する。Such an automatic focus detection method does not require a special optical member for focus detection, as compared with a so-called active automatic focus detection apparatus which irradiates infrared rays and detects the reflected light. The advantage is that even a distant subject can be accurately focused regardless of the distance to the subject. This type of automatic focus detection method is shown in FIG.
Will be explained.
【0004】同図において、1は光軸方向に移動して焦
点調節を行うフオーカスレンズで、2はフオーカスレレ
ンズによつてその撮像面に結像された被写体像を光電変
換して撮像信号を出力するCCD等の撮像素子、3は撮
像素子2より出力された離散的な画像信号をサンプルホ
ールドして連続した撮像信号に変換する二重相関サンプ
リング回路(CDS回路)、4はCDS回路3より出力
された撮像信号を所定のレベルに保持すべくゲインを自
動的に制御するAGC回路、5はAGC回路4より出力
された撮像信号に所定の信号処理を施して規格化された
標準テレビジヨン信号に変換して出力するカメラプロセ
ス回路、6はAGC回路4より出力された撮像信号中よ
り焦点状態に応じて変化する高周波成分を抽出するバン
ドパスフイルタ(以下BPFと称す)、7はバンドパス
フイルタ5によつて抽出された高周波成分に対して、撮
像画面内において合焦検出領域と設定された範囲内に相
当する信号のみを通過させて抜き出すゲート回路、8は
ゲート回路7を通過した合焦検出領域内に相当する高周
波成分信号の垂直同期信号のすなわちフイールド周期の
整数倍に同期した間隔でピークホールドするピークホー
ルド回路である。以後このピークホールド回路より出力
された高周波成分ピーク値を焦点信号と称することにす
る。In the figure, reference numeral 1 is a focus lens that moves in the direction of the optical axis to perform focus adjustment, and reference numeral 2 is an image pickup signal obtained by photoelectrically converting a subject image formed on the image pickup surface by the focus lens. An image pickup device such as a CCD that outputs a signal, 3 is a dual correlation sampling circuit (CDS circuit) that samples and holds a discrete image signal output from the image pickup device 2 and converts it into a continuous image pickup signal, 4 is a CDS circuit 3 The AGC circuit 5 for automatically controlling the gain so as to keep the image pickup signal output from the AGC circuit at a predetermined level is a standard television standard which is standardized by subjecting the image pickup signal output from the AGC circuit 4 to predetermined signal processing. A camera process circuit for converting the signal into a signal and outputting the signal, a bandpass filter (6) for extracting a high-frequency component that changes according to the focus state from the image pickup signal output from the AGC circuit (6). A lower BPF), 7 is a gate circuit for extracting and extracting only a signal corresponding to a range set as a focus detection area within the imaging screen for the high frequency component extracted by the bandpass filter 5. , 8 are peak hold circuits for performing peak hold at intervals synchronized with the vertical synchronizing signal of the high frequency component signal passing through the gate circuit 7 and corresponding to the high frequency component signal, that is, an integral multiple of the field period. Hereinafter, the peak value of the high frequency component output from the peak hold circuit will be referred to as a focus signal.
【0005】9はピークホールド回路8より出力される
ピーク値すなわち焦点信号の電圧レベル変化から焦点信
号電圧レベルが増加するフオーカスレンズ駆動用モータ
の駆動方向を判定するとともに、その焦点信号電圧レベ
ルから合焦度に応じたフオーカスレンズ駆動用モータの
駆動速度を演算するマイクロコンピユータで構成された
制御回路、10は制御回路9の出力に基づいてフオーカ
スレンズ駆動用モータ11を制御するモータドライバで
ある。Reference numeral 9 indicates the driving direction of the focus lens driving motor in which the focus signal voltage level increases from the peak value output from the peak hold circuit 8, that is, the change in the focus signal voltage level, and from the focus signal voltage level. A control circuit 10 composed of a microcomputer for calculating the driving speed of the focus lens driving motor according to the degree of focus is a motor driver for controlling the focus lens driving motor 11 based on the output of the control circuit 9. is there.
【0006】すなわち制御回路9は、焦点電圧の変化か
ら焦点電圧の増加するフオーカスレンズ駆動用モータの
駆動方向を判定するとともに、焦点電圧のレベルから大
ぼけであると判定された場合にはフオーカスレンズ駆動
用モータを高速で駆動し、合焦点に近く小ぼけ状態と判
定された場合には低速で駆動するようにフオーカスレン
ズ駆動用モータの設定を行うものである。これらの動作
により、従来より知られている所謂『山登り』制御を行
う。That is, the control circuit 9 determines the driving direction of the focus lens drive motor in which the focus voltage increases from the change in the focus voltage, and when it is determined from the focus voltage level that the focus lens is out of focus. The focus lens driving motor is driven at a high speed, and when it is determined that the focus lens is close to the focal point and is in the small blur state, the focus lens driving motor is set at a low speed. By these operations, so-called "mountain climbing" control which has been conventionally known is performed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
自動焦点調節装置によれば、まず第1に撮像素子及びそ
の後続の回路において発生したノイズ、あるいは外部よ
り混入されたノイズ等が撮像信号に乗っていると、その
影響で焦点評価値がばらつき、焦点調節精度が劣化し、
ハンチング等の誤動作を生じて自動焦点調節動作が不安
定になるという問題があつた。However, according to the above-described automatic focus adjusting device, first, noise generated in the image pickup device and the circuit subsequent thereto or noise mixed from the outside is superimposed on the image pickup signal. , The focus evaluation value varies due to the influence, and the focus adjustment accuracy deteriorates.
There is a problem that the automatic focusing operation becomes unstable due to a malfunction such as hunting.
【0008】また第2に、従来の装置は画面内の1点を
ピークホールドしたものを焦点評価値としているので、
外来ノイズや手ぶれ等によつて一時的に焦点評価値が変
化することがあり、ハンチング等の不都合を生じやすい
という問題点があつた。Secondly, since the conventional device uses the peak evaluation of one point on the screen as the focus evaluation value,
There is a problem in that the focus evaluation value may temporarily change due to external noise or camera shake, and inconvenience such as hunting is likely to occur.
【0009】またさらに合焦近傍から大ぼけ状態まで、
広い範囲において焦点状態を検出可能とするためには、
上述のBPFに帯域の異なる複数のフイルタを用意し、
これらを焦点状態に応じて切り換えなければならず、構
成及び制御が複雑となる問題があつた。Further, from near the focus to the state of large blur,
In order to detect the focus condition in a wide range,
Prepare a plurality of filters with different bands in the above BPF,
These must be switched according to the focus state, and there is a problem that the configuration and control become complicated.
【0010】そこで本発明の目的は、上述した問題点を
解決し、撮像信号中のノイズに影響されることなく、安
定且つ迅速でハンチング等の誤動作のない動作特性を簡
単な構成で実現し得る自動焦点検出装置を提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to realize stable and quick operation characteristics with no malfunction such as hunting without being affected by noise in an image pickup signal with a simple structure. An object is to provide an automatic focus detection device.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上述した第1の課題を解
決するために、本発明における自動焦点検出装置によれ
ば、光学系によつて結像された被写体像を光電変換して
撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段より出力
された撮像信号を水平走査期間の整数倍遅延する遅延手
段と、前記撮像手段より出力された撮像信号と、前記遅
延手段より出力された遅延撮像信号を所定の比率で加算
する加算手段と、前記加算手段の出力信号中より所定の
周波数成分を抽出するフイルタ手段と、前記フイルタ手
段の出力に基づいて光学系の焦点状態を制御する制御手
段とを備える。In order to solve the above-mentioned first problem, according to the automatic focus detection device of the present invention, an object image formed by an optical system is photoelectrically converted to obtain an image pickup signal. An image pickup means for outputting the image pickup means, a delay means for delaying the image pickup signal outputted by the image pickup means by an integral multiple of a horizontal scanning period, an image pickup signal outputted by the image pickup means, and a delayed image pickup signal outputted by the delay means. Are added at a predetermined ratio, filter means for extracting a predetermined frequency component from the output signal of the adding means, and control means for controlling the focus state of the optical system based on the output of the filter means. Prepare
【0012】また上述した第1の課題を解決するため
に、本発明によれば、光学系によつて結像された被写体
像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記
撮像信号中より所定の周波数成分を抽出するフイルタ手
段と、前記フイルタ手段より出力された信号の画面内の
水平ライン上のピーク値を保持するピークホールド手段
と、前記画面内の複数の水平ライン上における前記ピー
クホールド手段の出力を、垂直走査期間内で加算する加
算手段と、前記加算手段の出力に基づいて焦点状態を制
御する制御手段とを備える。In order to solve the above-mentioned first problem, according to the present invention, an image pickup means for photoelectrically converting a subject image formed by an optical system to output an image pickup signal, and the image pickup signal. Filter means for extracting a predetermined frequency component from the inside, peak hold means for holding a peak value on a horizontal line in the screen of the signal output from the filter means, and the above-mentioned on a plurality of horizontal lines in the screen An adding unit that adds the output of the peak hold unit within the vertical scanning period and a control unit that controls the focus state based on the output of the adding unit are provided.
【0013】[0013]
【作用】これによつて、外来ノイズで焦点評価値がばら
ついたり、手ぶれ等で一時的に焦点評価値が変化して
も、これらに影響されずに、安定且つ円滑な焦点調節動
作を実現することができるとともに、構成及び制御の簡
略化が可能となる。As a result, even if the focus evaluation value fluctuates due to external noise or the focus evaluation value temporarily changes due to camera shake or the like, stable and smooth focus adjustment operation is realized without being affected by them. In addition, the configuration and control can be simplified.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明における自動焦点検出装置をビ
デオカメラに適用した場合について、各図を参照しなが
らその実施例について詳述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following is a detailed description of the preferred embodiments of the present invention applied to a video camera, with reference to the drawings.
【0015】図1は本発明における自動焦点検出装置の
第1の実施例の構成を示すブロツク図である。同図にお
いて図5に示すブロツク図と同一構成部分については同
一符号を付す。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of an automatic focus detection device according to the present invention. In the figure, the same components as those in the block diagram shown in FIG.
【0016】同図において、22は撮像素子2,CDS
回路3,A/D変換器12それぞれに駆動用のクロツク
C1を供給する基準クロツク発振器である。撮像素子2
より出力された出力画像信号は、基準クロツク発振器2
2より出力された基準クロツクC1の周期に同期して読
み出され、CDS回路3によつてサンプルホールドさ
れ、AGC回路4において最適なゲインで増幅され、A
/D変換器12で基準クロツクC1に同期したレートで
アナログ信号からデジタル信号S1に変換されて出力さ
れるとともに、そのデジタル信号S1を1水平同期期間
遅延させる1H遅延線6,7によつて信号S1を1H期
間遅延された遅延信号S2及び2H期間遅延された遅延
信号S3が発生される。In the figure, 22 is an image pickup element 2 and a CDS.
It is a reference clock oscillator that supplies a driving clock C1 to each of the circuit 3 and the A / D converter 12. Image sensor 2
The output image signal output from the reference clock oscillator 2
2 is read out in synchronism with the cycle of the reference clock C1 output from the reference clock 2, sample-held by the CDS circuit 3, and amplified by the AGC circuit 4 with an optimum gain.
The / D converter 12 converts the analog signal into a digital signal S1 at a rate synchronized with the reference clock C1 and outputs the digital signal S1. The 1H delay lines 6 and 7 delay the digital signal S1 by one horizontal synchronization period. A delayed signal S2 delayed by 1H period and a delayed signal S3 delayed by 2H period are generated from S1.
【0017】これらの遅延線は撮像素子より出力された
撮像信号を輝度信号と色信号に分離するための色分離回
路を構成する1H遅延線で、3ライン相関を用いて輝度
信号と色信号とを分離するものであり、カメラプロセス
回路15内に設けてもよい。These delay lines are 1H delay lines forming a color separation circuit for separating the image pickup signal output from the image pickup device into a luminance signal and a color signal, and the luminance signal and the color signal are obtained by using three-line correlation. Is separated and may be provided in the camera process circuit 15.
【0018】そしてこれらの信号S1,S2,S3はそ
れぞれカメラプロセス回路13へと供給され、周知のマ
トリツクス回路で輝度信号と色信号を生成されるととも
に、ガンマ補正、ブランキング処理等を施された後、輝
度信号,色信号として出力され、それぞれD/A変換器
14,15でそれぞれアナログ信号に補正されて次段へ
と供給される。この場合、次段の回路における処理がデ
ジタル信号について行われるものであれば、D/A変換
せずにデジタル信号のまま出力するようにすることは言
うまでもない。These signals S1, S2, S3 are respectively supplied to the camera process circuit 13, and a well-known matrix circuit generates a luminance signal and a chrominance signal, and is subjected to gamma correction, blanking processing and the like. After that, it is output as a luminance signal and a color signal, respectively corrected by the D / A converters 14 and 15 into analog signals, and supplied to the next stage. In this case, it goes without saying that if the processing in the circuit of the next stage is performed on the digital signal, the digital signal is output as it is without D / A conversion.
【0019】またA/D変換器12,遅延線13,遅延
線14それぞれの出力信号S1,S2,S3は係数回路
18,19,20で所定の係数を乗じられて整数倍、あ
るいは整数分の1された後、加算器21へと供給されて
加算され、自動焦点検出に用いられるもととなる撮像信
号S4が生成される。The output signals S1, S2 and S3 of the A / D converter 12, the delay line 13 and the delay line 14 are multiplied by a predetermined coefficient in coefficient circuits 18, 19 and 20, respectively, and multiplied by an integer or an integer. After being incremented by 1, it is supplied to the adder 21 to be added, and an image pickup signal S4 which is a source used for automatic focus detection is generated.
【0020】この焦点検出用の撮像信号S4はデジタル
ローパスフイルタ26及び差分フイルタ33へと供給さ
れて焦点状態に応じて変化する鮮鋭度を表す所定の高周
波成分が抽出され、高周波成分信号S5として出力され
る。The image signal S4 for focus detection is supplied to the digital low-pass filter 26 and the differential filter 33 to extract a predetermined high-frequency component representing the sharpness which changes according to the focus state, and outputs it as a high-frequency component signal S5. To be done.
【0021】デジタルローパスフイルタ26は、フリツ
プフロツプ27,28、係数器29,30,31、加算
器32から構成されたトランスバーサルフイルタで、フ
リツプフロツプ27,28は基準クロツク発振器22よ
り出力されたクロツク信号C1を互いに分周比の異なる
分周器A23または分周器B24で所定の周波数に分周
された分周クロツクC2またはC3の、スイツチ25に
よつて選択された方のクロツクC4によつて駆動される
ようになつている。The digital low-pass filter 26 is a transversal filter composed of flip-flops 27, 28, coefficient units 29, 30, 31, and an adder 32, and the flip-flops 27, 28 are clock signals C1 output from the reference clock oscillator 22. Is driven by the clock C4, which is selected by the switch 25, of the frequency dividing clock C2 or C3 whose frequency is divided by the frequency divider A23 or frequency divider B24 having different frequency division ratios. It is becoming like this.
【0022】そしてフリツプフロツプ27,28によ
り、撮像信号S4を1クロツク遅延した信号S41,2
クロツク遅延した信号S42を生成し、これらの信号S
4,S41,S42に係数器29,30,31でそれぞ
れ所定の係数を乗じて整数倍あるいは整数分の1倍した
後、加算器32にて加算して出力する。これによつて撮
像信号S4中の低域成分(ここでは撮像信号のデジタル
ローパスフイルタのカツトオフ周波数以下の周波数の信
号という意味で、低周波という意味ではない)の信号S
43のみが抽出され、次段の差分フイルタ33へと供給
される。Then, the flip-flops 27 and 28 delay the image pickup signal S4 by one clock to obtain signals S41 and S4.
Generate a clock delayed signal S42,
4, S41 and S42 are multiplied by predetermined coefficients in coefficient units 29, 30 and 31, respectively, and multiplied by an integer or an integer, and then added by an adder 32 and output. As a result, the signal S of the low frequency component in the image pickup signal S4 (here, it means a signal having a frequency equal to or lower than the cutoff frequency of the digital low-pass filter of the image pickup signal, and does not mean low frequency)
Only 43 is extracted and supplied to the differential filter 33 in the next stage.
【0023】また差分フイルタ33は、デジタルローパ
スフイルタ26と同様にクロツクC4によつて駆動され
るフリツプフロツプ34により、上述のローパスフイル
タ26内の加算器32より出力された信号S4の低域成
分信号S43を1クロツク遅延させた信号S44を発生
させ、加算器35でもとの信号S43との差分を取るこ
とによつて信号43中の高域成分を抽出して出力するも
ので、ハイパスフイルタとして動作する。The differential filter 33 is a low frequency component signal S43 of the signal S4 output from the adder 32 in the low pass filter 26 by a flip flop 34 driven by a clock C4 as in the digital low pass filter 26. To generate a signal S44 delayed by 1 clock and extract the high frequency component in the signal 43 by taking the difference from the original signal S43 in the adder 35, and operate as a high-pass filter. .
【0024】すなわちデジタルローパスフイルタ26と
差分フイルタ33を共通のクロツクC4で駆動すること
により、バンドパスフイルタ特性が実現され、その通過
特性はクロツクC4に依存し、このクロツクを可変する
ことによつて制御される(通過帯域が変化する)。That is, by driving the digital low-pass filter 26 and the differential filter 33 by the common clock C4, a band-pass filter characteristic is realized, and its pass characteristic depends on the clock C4, and by varying this clock. Controlled (passband changes).
【0025】基準クロツクC1は分周器A23及び分周
器B24に入力されて、それぞれ異なる周波数に分周さ
れ、クロツク信号C2,C3が生成される。そしてこれ
らのクロツク信号C2,C3は、後述する制御用マイク
ロコンピユータ41によつて切換制御されるスイツチ2
5によつて選択され、デジタルローパスフイルタ26と
差分フイルタ33へとそれぞれ供給され、その通過帯域
が制御される。The reference clock C1 is input to the frequency divider A23 and the frequency divider B24, and frequency-divided into different frequencies to generate clock signals C2 and C3. The clock signals C2 and C3 are switched and controlled by a control microcomputer 41 which will be described later.
5 and is supplied to the digital low pass filter 26 and the differential filter 33, respectively, and the pass band thereof is controlled.
【0026】ここで、本実施例では分周器23の分周比
が分周器24の分周比よりも小さく分周後のクロツクの
周波数はC2>C3の関係であるとする。In this embodiment, it is assumed that the frequency division ratio of the frequency divider 23 is smaller than that of the frequency divider 24 and the frequency of the clock after frequency division has a relationship of C2> C3.
【0027】差分フイルタ33を通過した高周波成分信
号S5は、絶対値回路36へと供給されてその絶対値が
取られ、ゲート回路37で図示しない撮像画面内に設定
された測距枠すなわち合焦検出領域内に相当する部分の
信号のみが通過され、Hピークホールド回路38へと供
給される。The high-frequency component signal S5 that has passed through the differential filter 33 is supplied to the absolute value circuit 36 and its absolute value is taken, and the gate circuit 37 sets the distance measuring frame, that is, the focus, set in the image pickup screen (not shown). Only the signal of the portion corresponding to the detection area is passed and supplied to the H peak hold circuit 38.
【0028】Hピークホールド回路38では1水平期間
内における高周波成分信号S5のピーク値がホールドさ
れ、1水平期間のピーク値すなわち焦点信号S6として
出力される。この焦点信号S6は加算器39にてレジス
タ40の出力と加算されて信号S7となり、システム全
体を制御する制御用マイクロコンピユータ41へと供給
されると同時に、レジスタ40へと入力される。The H peak hold circuit 38 holds the peak value of the high frequency component signal S5 in one horizontal period and outputs it as the peak value of one horizontal period, that is, the focus signal S6. The focus signal S6 is added to the output of the register 40 by the adder 39 to form a signal S7, which is supplied to the control microcomputer 41 for controlling the entire system and at the same time input to the register 40.
【0029】レジスタ40は、水平帰線期間(H−BL
NK)で新しい入力すなわち加算器39の出力信号をホ
ールドし、また垂直帰線期間(V−BLNK)でリセツ
トされる。The register 40 has a horizontal blanking period (H-BL
NK) holds the new input, that is, the output signal of the adder 39, and is reset in the vertical blanking period (V-BLNK).
【0030】これによりレジスタ40には、Hピークホ
ールド回路38でホールドされた焦点信号としてのピー
ク値S6を各水平ラインごとに加算した値が蓄積され、
この加算値を垂直期間が終了する直前に制御用マイクロ
コンピユータ41に取り込むことにより、各水平ライン
ごとのピーク値を1垂直期間中加算した総和を表す信号
S7が焦点状態の評価信号として生成され、制御用マイ
クロコンピユータ41へと取り込まれることになる。As a result, a value obtained by adding the peak value S6 as the focus signal held by the H peak hold circuit 38 for each horizontal line is accumulated in the register 40,
By taking this added value into the control microcomputer 41 immediately before the end of the vertical period, a signal S7 representing the sum of the peak values of each horizontal line added during one vertical period is generated as the focus state evaluation signal, It will be taken into the control microcomputer 41.
【0031】制御用マイクロコンピユータ41は、焦点
評価信号S7に基づいて、信号S7が大きくなるによう
に、フオーカスレンズ1を駆動する方向とその駆動速度
の情報を演算してモータドライバ10へと供給してフオ
ーカスレンズ駆動用モータ11を駆動する。これにより
フオーカスレンズ1が合焦点へと光軸方向に移動され所
謂山登り制御による自動焦点検出動作が行われる。Based on the focus evaluation signal S7, the control microcomputer 41 calculates information on the driving direction and the driving speed of the focus lens 1 so that the signal S7 becomes large, and sends it to the motor driver 10. The focus lens driving motor 11 is supplied to drive the focus lens driving motor 11. As a result, the focus lens 1 is moved to the focal point in the optical axis direction, and the automatic focus detection operation by so-called hill climbing control is performed.
【0032】次に、デジタルローパスフイルタ26及び
差分フイルタ33から構成されるバンドパスフイルタの
特性について、図2を参照しながら説明する。Next, the characteristics of the bandpass filter composed of the digital lowpass filter 26 and the differential filter 33 will be described with reference to FIG.
【0033】図2はフオーカスレンズ1を至近端から無
限端へと移動したときの評価信号S7の変化を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing changes in the evaluation signal S7 when the focus lens 1 is moved from the closest end to the infinite end.
【0034】スイツチ25により、フイルタ26,33
を駆動するクロツクC4に周波数が高い方の分周器23
すなわち分周クロツクC2が選択されている場合には、
デジタルローパスフイルタ26及び差分フイルタ33か
らなるバンドパスフイルタ通過帯域がより高域となり、
同図Aに示すような高い空間周波数となる合焦点近傍に
おいて急峻な特性を示す高域フイルタ特性となる。By the switch 25, the filters 26 and 33 are
The frequency divider 23 with the higher frequency in the clock C4 that drives the
That is, when the division clock C2 is selected,
The band pass filter including the digital low pass filter 26 and the difference filter 33 has a higher pass band,
The high-pass filter characteristics exhibiting steep characteristics in the vicinity of the in-focus point having a high spatial frequency as shown in FIG.
【0035】また分周器24すなわち分周クロツクC3
が選択され、デジタルローパスフイルタ26及び差分フ
イルタ33に供給されるクロツクC4の周波数を低く設
定したときには、そのバンドパスフイルタ通過帯域がク
ロツクC2のときと比較して低域周波数成分を抽出する
特性となり、同図にBで示すように合焦点近傍で急峻な
特性は得られないが、合焦点から離れても焦点信号を検
出可能な特性となる。Further, the frequency divider 24, that is, the frequency division clock C3.
Is selected and the frequency of the clock C4 supplied to the digital low-pass filter 26 and the differential filter 33 is set low, the low-frequency component is extracted as compared with the band-pass filter pass band of the clock C2. As shown by B in the figure, a steep characteristic is not obtained in the vicinity of the in-focus point, but the focal signal can be detected even if the in-focus point is separated.
【0036】すなわち、焦点電圧レベルが高く合焦点近
傍であると判断される場合には、図2のAの特性を選択
してフオーカスレンズを精度良く合焦点に停止させ、大
ぼけの場合には同図Bの特性を選択して合焦点から離れ
た大ぼけ状態でも特性曲線の傾きを検出可能となし、フ
オーカスレンズの駆動方向を判定できるような特性と
し、フオーカスレンズが合焦点に近づいたところで特性
Aの急峻な特性のフイルタに切り換えればよい。That is, when the focus voltage level is high and it is determined that the focus voltage is near the in-focus point, the characteristic of A in FIG. 2 is selected to stop the focus lens at the in-focus point with high accuracy. Shows the characteristic shown in FIG. 9B so that the slope of the characteristic curve can be detected even in a large blur state away from the focal point, and the driving direction of the focus lens can be determined. When approaching, it is sufficient to switch to a filter having a sharp characteristic of characteristic A.
【0037】したがつて、制御用マイクロコンピユータ
41は、スイツチ25を分周器23に切り換えて周波数
の高いクロツク信号C2を選択し、デジタルローパスフ
イルタ26及び差分フイルタ33からなるバンドパスフ
イルタの通過特性を図2のAに示す高域抽出特性に切り
換えた状態で、Hピークホールド回路38の出力レベル
が高く且つフオーカスレンズの動きに対する変化も大き
く、合焦検出が可能なときにはそのまま合焦点にフオー
カスレンズ1を駆動して停止させる。Therefore, the control micro-computer 41 switches the switch 25 to the frequency divider 23 to select the clock signal C2 having a high frequency, and the band pass filter consisting of the digital low-pass filter 26 and the differential filter 33. 2 is switched to the high-frequency extraction characteristic shown in FIG. 2A, the output level of the H peak hold circuit 38 is high and the change with respect to the movement of the focus lens is large. The waste lens 1 is driven and stopped.
【0038】またHピークホールド回路38の出力レベ
ルが低く且つフオーカスレンズ1の動きに対する変化が
小さく、このままでは合焦検出が不能なときには、スイ
ツチ25を分周器24に切り換えて周波数の低いクロツ
ク信号C3を選択し、ローパスフイルタ26及び差分フ
イルタ33からなるバンドパスフイルタの通過特性を図
2のBに示す低域抽出特性に切り換えることによつて、
特性曲線の傾きを検出可能とし、フオーカスレンズ駆動
方向を判定して山登り制御を行い、フオーカスレンズが
合焦点近傍となつてHピークホールド回路38の出力レ
ベルが上昇し、フオーカスレンズ1の動きに対する焦点
信号の変化が大きくなつてきたところで図2のAに示す
高域抽出特性に切り換え、フオーカスレンズ1を高精度
且つ確実に合焦点に停止させることができる。When the output level of the H peak hold circuit 38 is low and the change with respect to the movement of the focus lens 1 is small, and focus detection cannot be performed as it is, the switch 25 is switched to the frequency divider 24 and the low frequency clock is used. By selecting the signal C3 and switching the pass characteristic of the band pass filter composed of the low pass filter 26 and the difference filter 33 to the low frequency band extraction characteristic shown in FIG. 2B,
The slope of the characteristic curve can be detected, the focus lens drive direction is determined, and hill climbing control is performed. The focus level of the focus lens is close to the focus level, and the output level of the H peak hold circuit 38 rises. When the change of the focus signal with respect to the movement becomes large, the focus extraction can be switched to the high-frequency extraction characteristic shown in FIG. 2A, and the focus lens 1 can be stopped at the in-focus point with high accuracy and reliability.
【0039】このように焦点信号レベルに応じてフイル
タ特性を切り換えることにより、常に特性曲線の傾きを
最大に検出可能とすることができ、誤動作がなく高速且
つ高精度の焦点調節動作を行うことができる。By switching the filter characteristics in accordance with the focus signal level in this way, the slope of the characteristic curve can be always detected at the maximum, and high-speed and highly accurate focus adjustment operation can be performed without malfunction. it can.
【0040】また従来では合焦近傍、大ぼけ状態におい
ては焦点検出に必要な特性の数だけバンドパスフイルタ
を設け、これらを状況に応じて切り換える必要があつた
ため、フイルタの数が増加してハードウエアが複雑にな
る問題があつたが、本発明によれば、上述の実施例の如
く、ローパスフイルタ26及び差分フイルタ33からな
るバンドパスフイルタ特性の焦点状態に応じた切り換え
動作を、フイルタの駆動クロツク周波数を制御用マイク
ロコンピユータ41によつて切り換えるだけの簡単な構
成で実現することができるため、構成、制御とも簡略化
することができる。Further, conventionally, in the vicinity of focus and in the state of large blur, it is necessary to provide bandpass filters by the number of characteristics required for focus detection, and it is necessary to switch between them according to the situation. Therefore, the number of filters increases and hardware is increased. According to the present invention, the switching operation according to the focus state of the bandpass filter characteristic including the lowpass filter 26 and the differential filter 33 is driven by the filter according to the present invention. Since the clock frequency can be realized by a simple structure in which the control microcomputer 41 is used, the structure and control can be simplified.
【0041】また異なる特性の撮像素子を用いたときの
解像度の違い等からフイルタ特性を変更したいときに
も、従来ではフイルタの構成素子の定数等を変更しなけ
ればならず、ハードウエアを共通化できない等の問題点
があつたが、本発明によればデジタルフイルタの駆動ク
ロツクを適切に選択することによつてフイルタ特性を合
わせることができ、共通のハードウエアを用いてあらゆ
る駆動周期の撮像素子に対して最適な自動焦点検出動作
が可能となる。Further, when it is desired to change the filter characteristics due to the difference in resolution when image pickup elements having different characteristics are used, conventionally, the constants of the constituent elements of the filter must be changed, and the hardware is made common. However, according to the present invention, the filter characteristics can be matched by appropriately selecting the drive clock of the digital filter, and the image pickup device of any drive cycle can be used by using common hardware. Therefore, the optimum automatic focus detection operation can be performed.
【0042】また上述の焦点検出用のデジタルフイルタ
の駆動クロツクを、撮像素子を駆動するための駆動クロ
ツクを整数倍に分周して供給するように構成しているの
で、フイルタ駆動用のクロツク発生器を省略でき、回路
を簡素化できるとともに、焦点検出用デジタルフイルタ
からの、映像信号処理系へのノイズの混入を防止するこ
とができる。Further, since the driving clock of the digital filter for focus detection described above is configured to be supplied by dividing the driving clock for driving the image pickup element by an integral multiple, the clock for driving the filter is generated. The device can be omitted, the circuit can be simplified, and noise from the focus detection digital filter can be prevented from entering the video signal processing system.
【0043】上述の実施例によれば、垂直相関を得るた
めの複数の水平ラインの信号を抽出する遅延回路を色分
離回路の遅延線と共用した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、例えば垂直アパーチヤ補
正回路に用いられている1H遅延線と共用することもで
きる。図3はその一例を示すものである。According to the above-described embodiment, the case where the delay circuit for extracting the signals of a plurality of horizontal lines for obtaining the vertical correlation is shared with the delay line of the color separation circuit has been described, but the present invention is not limited to this. Instead, it can be shared with, for example, the 1H delay line used in the vertical aperture correction circuit. FIG. 3 shows an example thereof.
【0044】図3において、図1と同一構成部分につい
ては、同一の符号を用いてその説明を省略する。また図
の簡略化のため、色分離回路についてはカメラプロセス
回路42内に設けられているものとして図示を省略す
る。In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Further, for simplification of the drawing, the color separation circuit is provided in the camera process circuit 42 and is not shown.
【0045】同図において、43は垂直アパーチヤ補正
回路で、1H遅延線44,45、加算器46,48,4
9、係数器47によつて構成されており、輝度信号波形
の輪郭部分を強調するものであるが、その動作について
は従来より公知であるため、詳細な説明は省略し、各部
の波形のみを図4に示すことにする。図4のa〜fの各
波形は図3のa〜fの信号ラインの波形を示している。In the figure, 43 is a vertical aperture correction circuit, which is a 1H delay line 44, 45 and adders 46, 48, 4.
9. The coefficient unit 47 is used to emphasize the contour portion of the luminance signal waveform, but since its operation is well known in the art, detailed description thereof will be omitted, and only the waveform of each part will be omitted. It will be shown in FIG. The waveforms a to f in FIG. 4 are the waveforms of the signal lines a to f in FIG.
【0046】そしてカメラプロセス回路42より出力さ
れた遅延される前の信号aと、垂直アパーチヤ補正回路
を構成する1H遅延線44,45によつてそれぞれ1
H,2H遅延された信号b,cが、それぞれ係数器1
8,19,20を介して加算器21で加算され、前述の
第1の実施例で説明したように、バンドパスフイルタへ
と供給されるものである。The signal a before being delayed outputted from the camera process circuit 42 and the 1H delay lines 44 and 45 constituting the vertical aperture correction circuit are respectively set to 1
The signals b and c delayed by H and 2H are respectively calculated by the coefficient unit 1
It is added by the adder 21 via 8, 19, 20 and is supplied to the band pass filter as described in the first embodiment.
【0047】以後は前述の第1の実施例と同様の動作が
行われ、垂直相関のあるデータに基づく、安定で誤動作
のない焦点検出動作を実現することができる。After that, the same operation as that of the first embodiment described above is performed, and it is possible to realize a stable and malfunction-free focus detection operation based on the data having vertical correlation.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
映像信号出力を水平同期信号の整数倍の遅延出力とし、
ある比率で加算することによつてノイズを除去し、この
ノイズを除去した映像信号を用いて自動焦点検出を行う
ことにより、いかなる被写体でも速やか且つハンチング
等の誤動作のない安定な自動焦点検出動作を実現するこ
とができる。As described above, according to the present invention,
The video signal output is a delay output that is an integral multiple of the horizontal sync signal,
Noise is removed by adding at a certain ratio, and automatic focus detection is performed using the video signal from which this noise has been removed, so that a stable automatic focus detection operation can be performed quickly on any subject without erroneous operations such as hunting. Can be realized.
【0049】また画面内の1点のピーク値を焦点評価値
とせず、各水平ラインにおけるピーク値を垂直方向に加
算することで、外来ノイズを除去することができ、また
低照度、低コントラストでも検出感度を高めることがで
きるので、いかなる被写体に対しても速やか且つハンチ
ングのない安定した自動焦点検出動作が可能になる効果
がある。Also, external noise can be removed by adding the peak value at each horizontal line in the vertical direction without using the peak value at one point on the screen as the focus evaluation value, and also in low illuminance and low contrast. Since the detection sensitivity can be increased, there is an effect that a stable automatic focus detection operation can be performed quickly on any subject without hunting.
【0050】また焦点検出領域内の映像信号全体を積分
する方式に比較して、被写体によつて極端に評価値の絶
対値が変化することがないという効果もある。Further, as compared with the method of integrating the entire video signal in the focus detection area, there is an effect that the absolute value of the evaluation value does not change extremely depending on the subject.
【図1】本発明における自動焦点検出装置をビデオカメ
ラに適用した場合の実施例を示すブロツク図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment in which an automatic focus detection device according to the present invention is applied to a video camera.
【図2】本発明の自動焦点検出装置におけるバンドパス
フイルタ特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a bandpass filter characteristic in the automatic focus detection device of the present invention.
【図3】本発明における自動焦点検出装置の他の実施例
を示すブロツク図である。FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the automatic focus detection device according to the present invention.
【図4】図3の実施例におけるアパーチヤ補正回路の動
作を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing the operation of the aperture correction circuit in the embodiment of FIG.
【図5】従来の自動焦点検出装置の一例を示すブロツク
図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional automatic focus detection device.
Claims (6)
電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、 前記撮像手段より出力された撮像信号を水平走査期間の
整数倍遅延する遅延手段と、 前記撮像手段より出力された撮像信号と、前記遅延手段
より出力された遅延撮像信号を所定の比率で加算する加
算手段と、 前記加算手段の出力信号中より所定の周波数成分を抽出
するフイルタ手段と、 前記フイルタ手段の出力に基づいて光学系の焦点状態を
制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする自動焦
点検出装置。1. An image pickup means for photoelectrically converting a subject image formed by an optical system to output an image pickup signal, and a delay means for delaying the image pickup signal outputted by the image pickup means by an integral multiple of a horizontal scanning period. An adding unit for adding the image pickup signal output from the image pickup unit and the delayed image pickup signal output from the delay unit at a predetermined ratio; and a filter for extracting a predetermined frequency component from the output signal of the adding unit. An automatic focus detection device comprising: a means for controlling a focus state of an optical system based on an output of the filter means.
記撮像手段より出力された撮像信号を輝度信号と色信号
とに分離する色分離手段の遅延線と共用したことを特徴
とする自動焦点検出装置。2. The automatic focus according to claim 1, wherein the delay means is also used as a delay line of a color separation means for separating an image pickup signal output from the image pickup means into a luminance signal and a color signal. Detection device.
記撮像手段より出力された撮像信号の輪郭補正を行うア
パーチヤ補正手段の遅延線と共用したことを特徴とする
自動焦点検出装置。3. The automatic focus detection device according to claim 1, wherein the delay unit is also used as a delay line of an aperture correction unit that corrects a contour of an image pickup signal output from the image pickup unit.
電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、 前記撮像信号中より所定の周波数成分を抽出するフイル
タ手段と、 前記フイルタ手段より出力された信号の画面内の水平ラ
イン上のピーク値を保持するピークホールド手段と、 前記画面内の複数の水平ライン上における前記ピークホ
ールド手段の出力を、垂直走査期間内で加算する加算手
段と、 前記加算手段の出力に基づいて焦点状態を制御する制御
手段と、 を備えたことを特徴とする自動焦点検出装置。4. An image pickup means for photoelectrically converting a subject image formed by an optical system to output an image pickup signal, a filter means for extracting a predetermined frequency component from the image pickup signal, and the filter means. Peak hold means for holding the peak value of the output signal on a horizontal line in the screen, and adder means for adding the outputs of the peak hold means on a plurality of horizontal lines in the screen within a vertical scanning period. An automatic focus detection device comprising: a control unit that controls a focus state based on an output of the addition unit.
電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、 前記撮像手段より出力された撮像信号をデジタル信号に
変換するA/D変換器と、 前記A/D変換器撮像手段より出力されたデジタル信号
より所定の周波数成分を抽出するデジタルフイルタと、 前記デジタルフイルタの駆動クロツクの周波数を変更す
る変更手段と、 前記デジタルフイルタの出力に基づいてフオーカスレン
ズを合焦点へと駆動する駆動手段と、 を備えたことを特徴とする自動焦点検出装置。5. An image pickup means for photoelectrically converting a subject image formed by an optical system to output an image pickup signal, and an A / D converter for converting the image pickup signal outputted by the image pickup means into a digital signal. A digital filter for extracting a predetermined frequency component from the digital signal output from the A / D converter image pickup means, a changing means for changing the frequency of the driving clock of the digital filter, and an output based on the output of the digital filter. An automatic focus detection device comprising: a driving unit that drives a focus lens to a focal point.
する撮像手段と、 前記撮像手段に駆動用クロツクを供給する駆動手段と、 前記撮像手段より出力された撮像信号より焦点状態に応
じて変化する所定の周波数成分を抽出するデジタルフイ
ルタと、 前記デジタルフイルタの駆動クロツクを前記駆動手段の
駆動用クロツクを分周して生成する分周手段と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。6. An image pickup means for photoelectrically converting a subject image to output an image pickup signal, a driving means for supplying a driving clock to the image pickup means, and an image pickup signal output from the image pickup means according to a focus state. An image pickup apparatus comprising: a digital filter for extracting a changing predetermined frequency component; and a frequency dividing unit for generating a drive clock of the digital filter by dividing a drive clock of the drive unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4308804A JPH06165017A (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Automatic focus detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4308804A JPH06165017A (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Automatic focus detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06165017A true JPH06165017A (en) | 1994-06-10 |
Family
ID=17985515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4308804A Pending JPH06165017A (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Automatic focus detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06165017A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006258912A (en) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Television camera and television camera system |
CN114827461A (en) * | 2022-04-15 | 2022-07-29 | 维沃移动通信(杭州)有限公司 | Shooting focusing method and device and electronic equipment |
-
1992
- 1992-11-18 JP JP4308804A patent/JPH06165017A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006258912A (en) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Television camera and television camera system |
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---|---|---|---|
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