JPH0628405B2 - Automatic focusing device - Google Patents

Automatic focusing device

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JPH0628405B2
JPH0628405B2 JP62117786A JP11778687A JPH0628405B2 JP H0628405 B2 JPH0628405 B2 JP H0628405B2 JP 62117786 A JP62117786 A JP 62117786A JP 11778687 A JP11778687 A JP 11778687A JP H0628405 B2 JPH0628405 B2 JP H0628405B2
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focus
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drive
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和典 山地
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビジョン(TV)カメラに使用して有効な
自動焦点整合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 autofocusing device effective for use in a television (TV) camera.

従来の技術 近年、TVカメラにおいては、自動焦点機能が操作性の
向上という点で重要視されている。従来技術として、撮
像素子より得た映像信号をバンドパスフィルタを通すこ
とにより高周波数成分を検出し、この検出信号のたとえ
ば1フィールドまたは1フレーム内でのピーク値が最大
になるように、レンズの焦点整合装置を駆動する方式が
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, in TV cameras, the autofocus function has been emphasized in terms of improving operability. As a conventional technique, a high-frequency component is detected by passing a video signal obtained from an image sensor through a bandpass filter, and the peak value of this detection signal is maximized in, for example, one field or one frame. There is a method of driving the focus matching device.

まず従来技術について、第4図を用いて説明する。1は
焦点整合装置付レンズで、モータ14により駆動される。
2は撮像素子、3は撮像素子出力信号を増幅するプリア
ンプ、4は標準TV信号に変換するプロセス回路、5は
同期信号発生回路、6は撮像素子の走査用駆動回路、7
はプリアンプ3から出力される映像信号の高周波数成分
を通過させるバンドパスフィルタ(以下BPFと称
す)、8はBPF7の出力のうち、TV受像機に表示し
たときの合焦させる画面範囲(以下画角と称す)に相当
する信号のみを通過させるゲート回路、9はゲート回路
8の出力の1フィールドまたは1フレーム期間内のピー
ク値を検出する検波回路、10はフレーム周波数の1/N
(N:1以上の整数)の基準周波数を発生する基準周波
数発生回路、11は検波回路9出力より前記基準周波数成
分を検出する基準周波数成分検出回路、12は基準周波数
成分検出回路11より検出された基準周波数成分を、基準
周波数発生回路10より発生する基準周波数信号で同期検
波する同期検波回路、13はモータ14を駆動するモータ駆
動回路で、モータ14を微動させてレンズ1のフォーカス
を周期的に微変化させる(以下ウォブリングと称す)た
めの基準周波数発生回路10の出力信号と後述のアナログ
スイッチ17の出力信号が入力されている。15はADコン
バータ、16はマイクロコンピュータなどを用いたコント
ローラ、17は閉ループモードでレンズ駆動するための同
期検波回路12の出力と、サーチモードで高速にレンズを
駆動するための正電圧+V、負電圧−V、そして停
止させるためのグランド電圧Gの何れかに切換えるアナ
ログスイッチであり、コントローラ16により制御され
る。18はレンズ位置を検出するレンズ位置エンコーダ
で、レンズ位置情報をコントローラ16に送る。
First, the conventional technique will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes a lens with a focus matching device, which is driven by a motor 14.
Reference numeral 2 is an image pickup device, 3 is a preamplifier for amplifying an output signal of the image pickup device, 4 is a process circuit for converting into a standard TV signal, 5 is a synchronizing signal generating circuit, 6 is a scanning drive circuit of the image pickup device, and 7
Is a band-pass filter (hereinafter referred to as BPF) that passes the high frequency component of the video signal output from the preamplifier 3, and 8 is a screen range (hereinafter referred to as an image) of the output of the BPF 7, which is focused when displayed on the TV receiver. A gate circuit that passes only a signal corresponding to the angle), 9 is a detection circuit that detects the peak value of the output of the gate circuit 8 in one field or one frame period, and 10 is 1 / N of the frame frequency.
A reference frequency generation circuit for generating a reference frequency (N is an integer of 1 or more), 11 is a reference frequency component detection circuit for detecting the reference frequency component from the output of the detection circuit 9, and 12 is detected by the reference frequency component detection circuit 11. The synchronous detection circuit for synchronously detecting the reference frequency component with the reference frequency signal generated by the reference frequency generation circuit 10, 13 is a motor drive circuit for driving the motor 14, and the motor 14 is finely moved to periodically focus the lens 1. The output signal of the reference frequency generation circuit 10 for making a slight change (hereinafter referred to as wobbling) and the output signal of the analog switch 17 described later are input. 15 AD converter, the controller using a microcomputer 16, 17 and the output of the synchronous detection circuit 12 for lens drive in a closed loop mode, the positive voltage + V M to drive the high speed lens in the search mode, the negative voltage -V M, and an analog switch for switching to one of the ground voltage G to stop is controlled by the controller 16. A lens position encoder 18 detects the lens position and sends lens position information to the controller 16.

次に自動的な合焦動作について簡単に説明する。第5図
は距離Dの被写体に対する焦点整合装置の焦点位置を
合焦位置から近距離・遠距離側に移したときの検波回路
9の出力レベルを示す特性図である。まず、焦点位置が
より近距離のとき、基準周波数によるウォブリング
により検波出力からAなる基準周波数成分が検出
され、これを基準周波数で同期検波すると、Aなる正
極性信号が得られる。この正極性信号により焦点整合装
置の焦点位置は矢印Aの方向に移動する。次にD
り遠距離のとき、ウォブリングBによりAと逆位相
のBなる基準周波数成分が検出され、同期検波により
なる負極性信号が得られる。これはAと逆極性で
あるので焦点位置は矢印Bの方向に移動する。つまり
遠近のどちらの場合でも合焦位置の方向に移動し、合焦
点では基準周波数成分は無くなるので移動を停止し、合
焦点にて安定する。このようにレンズ系も含めた閉ルー
プを構成し、高い合焦精度を得ている。
Next, the automatic focusing operation will be briefly described. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the output level of the detection circuit 9 when the focus position of the focus matching device for the object at the distance D 1 is moved from the in-focus position to the short distance / long distance side. First, when the focal position is closer than D 1, the reference frequency component A 2 is detected from the detection output by the wobbling A 1 at the reference frequency, and when this is synchronously detected at the reference frequency, a positive polarity signal A 3 is obtained. To be This positive polarity signal moves the focus position of the focus matching device in the direction of arrow A 4 . Next, when the distance is greater than D 1 , the wobbling B 1 detects a reference frequency component B 2 having a phase opposite to that of A 2, and the negative signal B 3 is obtained by synchronous detection. Since this has the opposite polarity to A 3 , the focal position moves in the direction of arrow B 4 . In other words, it moves in the direction of the in-focus position in both cases of near and far, and the reference frequency component disappears at the in-focus point, so the movement stops and the in-focus point becomes stable. In this way, a closed loop including the lens system is configured to obtain high focusing accuracy.

一方、合焦点から遠ざかり、検波出力のレベルが低くな
るに従い、焦点の移動距離に対するレベルの変化量が小
さくなり、閉ループ駆動による制御感度が著しく低くな
って、ついには制御不能となるので、閉ループ駆動モー
ドから単純に遠距離側または近距離側にレンズを移動さ
せるサーチモードに切換える必要がある。この様子を第
6図に示す。第6図は第5図と同じく被写体に対する焦
点整合装置の焦点位置を合焦位置から近距離側または遠
距離側に移したときの検波回路9の出力レベルを示す特
性図である。このとき、検波レベルが規定レベルより大
きいときは閉ループ駆動モードを選択し、規定レベル未
満のときはサーチモードを選択するようにしている。す
なわち検波回路9の出力をADコンバータ15を介してコ
ントローラ16で常時読み込み、高域検波出力レベルが設
定されたレベルVref以上のときは、アナログスイッチ1
7によって同期検波回路12の出力に切換えて閉ループモ
ードにし、また高域検波出力レベルがVref未満のとき
は、アナログスイッチ17によって+Vか−Vに切換
え、レンズを近距離側または遠距離側に移動させるサー
チモードにする。
On the other hand, as the detection output level decreases with increasing distance from the in-focus point, the level change amount with respect to the focus movement distance decreases, and the control sensitivity due to closed-loop drive decreases significantly, and eventually control becomes impossible. It is necessary to switch from the mode to the search mode in which the lens is simply moved to the far side or the near side. This is shown in FIG. Similar to FIG. 5, FIG. 6 is a characteristic diagram showing the output level of the detection circuit 9 when the focus position of the focus matching device for the object is moved from the in-focus position to the short distance side or the long distance side. At this time, when the detection level is higher than the specified level, the closed loop drive mode is selected, and when it is less than the specified level, the search mode is selected. That is, the output of the detection circuit 9 is constantly read by the controller 16 via the AD converter 15, and when the high frequency detection output level is equal to or higher than the set level Vref, the analog switch 1
And a closed loop mode is switched to the output of the synchronous detection circuit 12 by 7, also when the high-frequency detector output level is less than Vref, switched to + V M or -V M by the analog switch 17, near side or far side of the lens Move to search mode.

サーチモードではレンズ位置エンコーダ18で常時レンズ
端を検出し、レンズ端に達した時点で移動方向を反転さ
せ、レンズ端をM回以上往復したときはノーコントラス
トと見なし、アナログスイッチ17をGに切換えることに
よって停止させている。
In the search mode, the lens position encoder 18 always detects the lens end, the direction of movement is reversed when the lens end is reached, and when the lens end is reciprocated M times or more, it is regarded as no contrast, and the analog switch 17 is switched to G. It is stopped by that.

発明が解決しようとする問題点 上記従来例で示したように、サーチモード時にレンズ端
をM回以上往復しても高域検波出力が規定レベル以上に
なることがない場合に、ノーコントラストと見なしてレ
ンズ移動を停止すると、実際にはTV受像機で“ぼけ”
が判別できる低コントラスト被写体や、合焦画角の外側
の領域に高コントラストを有する被写体の場合、使用者
に誤動作感を与え、また、その頻度も高い。実使用上、
パンニングすることによって、被写体がノーコントラス
トとなる場合に、被写体の距離はパンニングする直前に
合焦していた被写体の距離に等しい確率が高く、したが
って、サーチモードによってノーコントラストと見なさ
れた場合に、サーチモードに切換った時点の焦点位置に
レンズを戻すことは極めて有用であり、使用者に対して
誤動作感を軽減することに役立つ。
Problems to be Solved by the Invention As shown in the above-mentioned conventional example, when the high-frequency detection output does not exceed the specified level even if the lens end is reciprocated M times or more in the search mode, it is regarded as no contrast. When the lens movement is stopped by using the
In the case of a low-contrast subject that can be discriminated from or a subject having a high contrast in the area outside the in-focus angle of view, the user feels a malfunction and the frequency is high. In actual use,
If the subject becomes non-contrast by panning, the distance of the subject is highly likely to be equal to the distance of the subject that was in focus immediately before panning, and therefore, when it is regarded as no contrast by the search mode, It is extremely useful to return the lens to the focus position at the time of switching to the search mode, and it is useful for reducing a feeling of malfunction of the user.

このためには、閉ループモードからサーチモードに切換
った時点のレンズ位置を検出し記憶しておく手段が必要
となる。しかし、これをレンズ位置エンコーダ等で実現
する場合高い精度が要求されるため、規模が大きくなる
という不都合を生じる。
For this purpose, a means for detecting and storing the lens position at the time of switching from the closed loop mode to the search mode is required. However, when this is realized by a lens position encoder or the like, high accuracy is required, and this causes a problem that the scale becomes large.

本発明はサーチモード時の不都合な上記問題点を解決す
るもので、ノーコントラストと判断されたときでも、極
めて高い確率で合焦が可能な自動焦点整合装置を提供す
ることを目的とするものである。
The present invention solves the above-mentioned inconvenient problems in the search mode, and an object thereof is to provide an automatic focusing device capable of focusing with an extremely high probability even when it is determined that there is no contrast. is there.

問題点を解決するための手段 上記サーチモード時の問題点を解決するために本発明
は、撮像素子出力映像信号中の高域周波数成分の検波出
力を処理して得られる合焦ずれ情報に基づいてフォーカ
スモータを駆動する閉ループ駆動手段と、単純にフォー
カスレンズを近距離側または遠距離側に一定速度で移動
するかまたは停止するようフォーカスモータを駆動する
サーチ駆動手段とを有し、前記高周波数成分の検波出力
レベルが所定のレベル以上の場合には、前記閉ループ駆
動手段によりフォーカスモータを駆動する閉ループ駆動
モードに、そうでない場合には、前記サーチ駆動手段に
よりフォーカスモータを駆動するサーチ駆動モードに切
り替えるようにした自動焦点整合装置であって、さらに
フォーカスモータ駆動時間を計測するタイマー手段を備
え、サーチ駆動モードに切り替わった時には、サーチ駆
動始動と同時に前記タイマー手段による計時を開始し、
モータ駆動時間とフォーカスレンズの移動方向および移
動速度とから、サーチ駆動始動時点のフォーカスレンズ
の位置に対する相対位置を検出して、サーチ駆動モード
中にフォーカスレンズの遠近限移動に対して前記高周波
数成分の検波出力レベルが所定のレベル以上になること
がなかった場合には、フォーカスレンズをサーチ駆動始
動時点の位置に戻して停止させるとともに計時を終了す
るようにしたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the problems in the search mode, the present invention is based on focusing deviation information obtained by processing the detection output of a high frequency component in an image sensor output video signal. And a search drive means for driving the focus motor so as to simply move or stop the focus lens at a short distance side or a long distance side at a constant speed. When the detection output level of the component is equal to or higher than a predetermined level, the closed-loop drive mode in which the focus motor is driven by the closed-loop drive means is set, and in the search drive mode in which the focus motor is driven by the search drive means otherwise. An automatic focus adjustment device that can be switched, and a timer that measures the focus motor drive time When the search drive mode is switched to, the time measurement by the timer means is started at the same time when the search drive is started,
The relative position with respect to the position of the focus lens at the time of starting the search drive is detected from the motor drive time and the moving direction and moving speed of the focus lens, and the high frequency component for the near-end movement of the focus lens during the search drive mode is detected. When the detection output level of 1 is not higher than a predetermined level, the focus lens is returned to the position at the time of starting the search drive and stopped, and the timing is ended.

作用 上記構成により、パンニングなどによって被写体が変化
し、映像信号の高域周波数成分の検波出力レベルが規定
レベル未満になると、コントローラによって動作モード
は閉ループ駆動モードからサーチモードによって切換え
られ、レンズは一定速度で移動し始め、同時にたとえば
アップダウンカウンタよりなるタイマーはゼロからカウ
ントのアップまたはダウンを始め、高域検波出力レベル
が規定レベルに満たないままレンズ端に到達した時点で
モータ回転方向およびタイマーカウンタのカウントのア
ップ・ダウンを反転させ、タイマーカウントはレンズが
元の位置に戻った時点でゼロとなり、さらに高域検波レ
ベルが規定レベルに満たないまま反対側のレンズ端に到
達したら、ノーコントラスト被写体と判断し、再びモー
タ回転方向およびタイマーカウンタのカウントのアップ
・ダウンを反転させ、タイマーカウンタがゼロになった
時点でモータを停止させる。このときレンズは元の位置
に戻ったことになる。したがって被写体がノーコントラ
ストと判断されたときでも極めて高い確率で合焦が可能
である。
Operation With the above configuration, when the subject changes due to panning, etc., and the detection output level of the high frequency component of the video signal falls below the specified level, the controller switches the operation mode from closed loop drive mode to search mode, and the lens moves at a constant speed. At the same time, a timer consisting of an up-down counter starts counting up or down from zero, and when the high-frequency detection output level reaches the lens edge without reaching the specified level, the motor rotation direction and timer counter By inverting the count up / down, the timer count becomes zero when the lens returns to the original position, and when the high-frequency detection level reaches the opposite lens edge without reaching the specified level, it is regarded as a no-contrast subject. Judge and adjust the motor rotation direction again. And the up / down of the count of the timer counter are reversed, and the motor is stopped when the timer counter reaches zero. At this time, the lens has returned to its original position. Therefore, even when it is determined that the subject has no contrast, it is possible to focus with an extremely high probability.

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。第
1図において、1〜18は従来例の第4図に示した要素と
同一機能を有するので、同一番号を付している。19はア
ップダウンカウンタで構成されたタイマーで、コントロ
ーラ16に接続されている。タイマー19がカウントアップ
するかカウントダウンするかはレンズ1の移動方向と対
応して決められており、たとえばレンズ1が近距離側に
移動するときはカウントダウンし、遠距離側に移動する
ときはカウントアップするように設定されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 to 18 have the same functions as those of the conventional example shown in FIG. Reference numeral 19 is a timer composed of an up / down counter, which is connected to the controller 16. Whether the timer 19 counts up or down is determined according to the moving direction of the lens 1. For example, when the lens 1 moves to the short distance side, the countdown is performed, and when the lens 1 moves to the long distance side, the countup is performed. Is set to.

次に、この動作を第2図(A),(B)に示すフローチ
ャートおよび第3図に示す、サーチモードに切換ってか
らのレンズの動作とこれに連動するタイマー内容との関
係を示す動作説明図を用いて説明する。ここで、映像信
号中の高周波数成分の検波、タイマー19のカウントおよ
びレンズ端の検出は1フレーム単位で行なっており、し
たがって各フローチャートの動作は1フレーム毎に行な
う。また、動作モードには、基準周波数でのウォブリン
グによって焦点変調された映像信号の高周波数成分の検
波出力から基準周波数成分を検出し、基準周波数発生回
路10で発生した基準周波数信号で同期検波して得られる
信号によってフォーカスモータを駆動し、レンズを合焦
点に移動せしめる閉ループ駆動モードと、レンズを単純
に近距離側または遠距離側に移動せしめるサーチモード
とがあり、両モードの切換えは高周波数成分の検波出力
があらかじめ設定した規定レベル以上か否かの判別で行
なうことは、従来例において説明したのと同様である。
Next, this operation is shown in the flow charts of FIGS. 2 (A) and 2 (B) and FIG. 3 is an operation showing the relationship between the operation of the lens after switching to the search mode and the timer content linked to it. This will be described with reference to the explanatory diagram. Here, the detection of the high frequency component in the video signal, the count of the timer 19 and the detection of the lens end are performed in units of one frame, and therefore the operation of each flowchart is performed in each frame. In the operation mode, the reference frequency component is detected from the detection output of the high frequency component of the video signal focus-modulated by the wobbling at the reference frequency, and the reference frequency signal generated by the reference frequency generation circuit 10 is synchronously detected. There is a closed-loop drive mode in which the focus motor is driven by the obtained signal to move the lens to the in-focus point, and a search mode in which the lens is simply moved to the near or far distance side. It is the same as described in the conventional example that the detection output is determined by whether it is equal to or higher than a preset specified level.

まず、被写体の合焦点に対し、レンズの焦点位置が大き
くずれている場合、高域検波レベルは規定レベルに満た
ないのでサーチモードになる。サーチモードにおいてレ
ンズが移動し合焦点に近づくと、高域検波レベルが規定
レベルを越え、閉ループ駆動モードに切換り、レンズは
合焦点に移動して停止する。
First, when the focus position of the lens is largely deviated from the in-focus point of the subject, the high-frequency detection level does not reach the specified level, so the search mode is entered. When the lens moves and approaches the in-focus point in the search mode, the high frequency detection level exceeds the specified level, the mode is switched to the closed loop drive mode, and the lens moves to the in-focus point and stops.

次に、合焦状態からパンニングなどによりノーコントラ
ストの被写体に変わった場合、高域検波レベルは規定レ
ベル未満となり、コントローラ16によって動作モードは
閉ループ駆動モードからサーチモードに切換わる。この
時点のレンズの焦点位置を第3図のA01とする。この
でタイマーカウンタがゼロにリセット(第2図のス
テップ21)されるとともに、フォーカスレンズを移動せ
しめるモータの回転方向およびタイマーカウンタのカウ
ントのアップまたはダウンがセット(ステップ22)され
モータ一定速度で回転し始める(ステップ23)。そして
1フレーム毎に、高域検波出力レベルの検出、タイマー
のカウント、レンズ位置エンコーダ18によるレンズ端の
検出(ステップ24〜30)を行う。第3図ではサーチモー
ドに切換わるとレンズ1は一定速度で近距離側に移動し
始める。タイマーカウンタは閉ループモードからサーチ
モードに切換った時点でリセットされてその値はゼロを
示しており、その後、レンズ1が近距離側へ移動するの
と連動して、一定周期でカウントダウンする。レンズの
移動速度は一定であるから、タイマーカウンタの示す値
はサーチモードに切換わった時点のレンズ位置Aとの
相対距離を表わしている。レンズ1が近距離端Bまで移
動すると、レンズ位置エンコーダ18によってレンズ端が
検出される。
Next, when the subject is changed from the focused state to a no-contrast object by panning or the like, the high-frequency detection level becomes less than the specified level, and the controller 16 switches the operation mode from the closed loop drive mode to the search mode. The focal position of the lens at this point is A 01 in FIG. With timer counter in this A 1 is reset (step 21 of FIG. 2) to zero, the motor constant speed count up or down in the rotational direction and the timer counter of the motor for moving the focusing lens is set (Step 22) To start rotating (step 23). Then, for each frame, the high-frequency detection output level is detected, the timer is counted, and the lens position encoder 18 detects the lens end (steps 24 to 30). In FIG. 3, when the mode is switched to the search mode, the lens 1 starts moving to the short distance side at a constant speed. The timer counter is reset at the time of switching from the closed loop mode to the search mode, and its value shows zero. After that, the timer counter counts down at a constant cycle in conjunction with the movement of the lens 1 to the short distance side. Since the moving speed of the lens is constant, the value indicated by the timer counter represents the relative distance from the lens position A 1 at the time of switching to the search mode. When the lens 1 moves to the short distance end B, the lens position encoder 18 detects the lens end.

高域検波出力レベルが規定レベルに満たないまま、近距
離側のレンズ端に到達した時点でモータ回転方向および
タイマーカウンタのカウントのアップ・ダウンを反転
(ステップ31)させ、同時にレンズ端検出回数Mをカウ
ントアップ(ステップ32)しておく。さらにレンズ1を
移動させて、上記ステップを繰り返す。第3図では、近
距離端Bでコントローラ16によりレンズ移動方向が反転
し、遠距離側に向かって一定速度での移動を開始する
と、同時にタイマーカウンタもカウントダウンからカウ
ントアップに切換えられて一定周期でのカウントアップ
を開始する。レンズ1が近距離端Bに到達した時点のカ
ウンタの内容は負の値Nで示される。レンズ1が遠距
離側に向かって移動中にカウンタが再びゼロを示す位置
02を通過する。レンズ1は常に一定速度で移動して
いるから、基本的に位置A02は位置A01と一致す
る。レンズ1がさらに移動して遠距離端Cに到達すると
レンズ位置エンコーダによってレンズ端が検出される。
When the high-frequency detection output level does not reach the specified level and reaches the lens end on the short distance side, the motor rotation direction and the count up / down of the timer counter are reversed (step 31), and at the same time the number of lens end detections M Count up (step 32). Further, the lens 1 is moved and the above steps are repeated. In FIG. 3, when the controller 16 reverses the lens movement direction at the short-distance end B and starts moving at a constant speed toward the long-distance side, at the same time, the timer counter is also switched from countdown to countup, and at a constant cycle. Start counting up. The content of the counter when the lens 1 reaches the short distance end B is indicated by a negative value N B. While the lens 1 is moving toward the far side, the counter passes the position A 02 at which the counter again shows zero. Since the lens 1 always moves at a constant speed, the position A 02 basically coincides with the position A 01 . When the lens 1 further moves and reaches the long distance end C, the lens end is detected by the lens position encoder.

高域検波レベルが規定レベルに満たないまま、遠距離側
のレンズ端に到達したら(すなわち、第2図でレンズ端
検出回数M=2になったら)、ノーコントラスト被写体
と判断し、再びモータ回転方向およびタイマーカウンタ
のカウントのアップ・ダウンを反転させる。第3図で
は、コントローラ16は再びレンズ1の移動方向を遠距離
側から近距離側に、またタイマーカウンタのカウントを
アップからダウンに切換える。この時点のカウンタの内
容は正の値Nで示される。さらにコントローラ16はレ
ンズ1の移動A01→B→Cに対して高周波数成分の検
波出力レベルが規定レベル以上になることがなかったの
で、ノーコントラスト被写体と判断し、カウンタがゼロ
を示す位置A03までレンズ1を移動させ、ゼロになっ
た時点(ステップ33〜37)でモータを停止(ステップ3
8)させる。位置Aは基本的に位置A02と一致する
ので、レンズはサーチモードに切換わった時点の位置に
戻ったことになる。
If the high-frequency detection level reaches the lens end on the far distance side (that is, when the number of detections of the lens end M = 2 in FIG. 2) without reaching the specified level, it is judged as a no-contrast subject and the motor is rotated again. Reverse direction and count up / down of timer counter. In FIG. 3, the controller 16 switches the moving direction of the lens 1 from the far side to the near side again, and switches the count of the timer counter from up to down. The contents of the counter at this point are indicated by a positive value N C. Further, the controller 16 has determined that the detection output level of the high frequency component does not exceed the specified level with respect to the movement A 01 → B → C of the lens 1, so that it is determined as a no-contrast subject, and the position A where the counter shows zero. Move lens 1 to 03 , and stop the motor when it reaches zero (steps 33 to 37) (step 3
8) Allow it. Since the position A 3 basically coincides with the position A 02 , the lens has returned to the position at the time of switching to the search mode.

タイマーカウンタのカウント周期はレンズ位置検出分解
能を決定し、第3図では近端から遠端までの距離の1/
|N−N|の分解能を有する。また、基本的にはレ
ンズは一定速度で移動するのでカウンタの最大値N
maxおよび最小値Nminは|Nmax−Nmin
≧2|N−N|を満たしていれば、すべてのレンズ
位置の検出が可能である。
The counting cycle of the timer counter determines the lens position detection resolution, and in FIG. 3, it is 1/1 / the distance from the near end to the far end.
| Has a resolution of | N C -N B. Also, since the lens basically moves at a constant speed, the maximum value N of the counter
max and the minimum value N min are | N max −N min |
2 | N C -N B | if they meet, it is possible to detect all the lens positions.

この間およびモータ停止以後も1フレーム毎に高域検波
レベルを検出し、規定レベル以上になった時点(ステッ
プ39〜41)で閉ループ駆動モードに切換える。
During this period and after the motor is stopped, the high-frequency detection level is detected for each frame, and when the level exceeds the specified level (steps 39 to 41), the closed-loop drive mode is switched to.

本実施例では、サーチモード時のレンズ1の移動速度
を、近端と遠端の間を約2秒で移動するように設定して
あるので、タイマー19によるレンズ位置検出分解能はレ
ンズ端間の距離の1/60であり、タイマーカウンタは−
64から63までカウントできるようにしている。
In this embodiment, the moving speed of the lens 1 in the search mode is set so as to move between the near end and the far end in about 2 seconds, so that the resolution of lens position detection by the timer 19 is between the lens ends. It is 1/60 of the distance, and the timer counter is −
I can count from 64 to 63.

一方、レンズ移動中に、たとえばフォーカスリングに外
部より力が加わるなどの外的要因で、一時的に低速移動
が妨げられてタイマーカウンタが前述のカウント範囲を
越えてオーバーフローまたはアンダーフローを生じた場
合、レンズ位置検出が不可能となるだけでなく、レンズ
の停止する位置が不定になり、レンズの移動も冗長にな
るなどの誤動作を生じる場合がある。したがって本実施
例ではタイマーカウンタのオーバーフローまたはアンダ
ーフローの有無を常時検出し、発生した場合には、レン
ズ端検出回数Mが2になった時点、すなわちノーコント
ラスト被写体と判断した時点で、カウンタを30または−
33にプリセットし、ほぼ中央の位置にレンズを移動させ
て停止するようにしている。
On the other hand, when the timer counter temporarily exceeds the count range and overflows or underflows due to an external factor such as an external force applied to the focus ring while the lens is moving, which temporarily prevents the low-speed movement. In addition to the fact that the lens position cannot be detected, the position where the lens stops is undefined, and the lens movement becomes redundant, which may cause a malfunction. Therefore, in the present embodiment, the presence or absence of overflow or underflow of the timer counter is always detected, and if it occurs, the counter is set to 30 when the lens edge detection count M reaches 2, that is, when it is determined that there is no contrast object. Or-
It is preset to 33, and the lens is moved to the center position and stopped.

本実施例では、タイマー19はコントローラ16の外部にア
ップダウンカウンタを設置することによって構成してい
るが、マイコンなどを用いたコントローラの内部にソフ
ト的に実現することは容易で、実際、ハード的に構成す
るより簡単でコスト的にも有利なことは言うまでもな
い。また、ノーコントラスト被写体と判断されたときの
レンズ停止位置を条件によって固定位置にする方法との
並用も可能である。
In the present embodiment, the timer 19 is configured by installing an up / down counter outside the controller 16, but it is easy to implement it in software inside the controller using a microcomputer, etc. Needless to say, it is simpler and more cost effective than the above configuration. It is also possible to use a method in which the lens stop position when it is determined as a no-contrast subject is fixed depending on conditions.

発明の効果 以上のように本発明によれば、複雑な機構のレンズ位置
検出センサーを用いることなく、タイマーにより高い精
度でレンズの相対位置検出が可能となり、ノーコントラ
ストの被写体に対しても高い確率で合焦させることがで
き、実用的な自動焦点整合装置を具現できる。
As described above, according to the present invention, a relative position of a lens can be detected with high accuracy by a timer without using a lens position detection sensor having a complicated mechanism, and a high probability is obtained even for a non-contrast subject. Therefore, it is possible to realize a practical automatic focusing device.

なお、本発明はウォブリング方式だけでなく山登りサー
ボ方式のような自動焦点方式にも適用できることは言う
までもない。
Needless to say, the present invention can be applied not only to the wobbling method but also to an automatic focusing method such as a hill climbing servo method.

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

第1図は本発明の一実施例の自動焦点整合装置を示すブ
ロック図、第2図(A),(B)は同自動焦点整合装置
の動作ブローチャート図、第3図は同自動焦点整合装置
の動作説明図、第4図は従来例の構成を示すブロック
図、第5図および第6図は従来例における動作説明のた
めの高域検波出力特性図である。 1……焦点整合装置付レンズ、2……撮像素子、5……
同期信号発生回路、7……バンドパスフィルタ、8……
ゲート回路、9……検波回路、10……基準周波数発生回
路、11……基準周波数成分検出回路、12……同期検波回
路、13……モータ駆動回路、14……モータ、15……AD
コンバータ、16……コントローラ、17……アナログスイ
ッチ、18……レンズ位置エンコーダ、19……アップダウ
ンカウント・タイマー。
FIG. 1 is a block diagram showing an automatic focusing device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (A) and 2 (B) are operation blow charts of the automatic focusing device, and FIG. 3 is the automatic focusing device. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the conventional example, and FIGS. 5 and 6 are high-frequency detection output characteristic diagrams for explaining the operation of the conventional example. 1 ... Lens with focus matching device, 2 ... Image sensor, 5 ...
Synchronous signal generator, 7 ... Band pass filter, 8 ...
Gate circuit, 9 ... Detection circuit, 10 ... Reference frequency generation circuit, 11 ... Reference frequency component detection circuit, 12 ... Synchronous detection circuit, 13 ... Motor drive circuit, 14 ... Motor, 15 ... AD
Converter, 16 …… controller, 17 …… analog switch, 18 …… lens position encoder, 19 …… up / down count timer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】撮像素子出力映像信号中の高域周波数成分
の検波出力を処理して得られる合焦ずれ情報に基いてフ
ォーカスモータを駆動する閉ループ駆動手段と、単純に
フォーカスレンズを近距離側または遠距離側に一定速度
で移動するかまたは停止するようフォーカスモータを駆
動するサーチ駆動手段と、フォーカスモータ駆動時間を
計測するタイマー手段を備え、前記高周波数成分の検波
出力レベルが所定のレベル以上の場合には、前記閉ルー
プ駆動手段によりフォーカスモータを駆動する閉ループ
駆動モードに、前記高周波成分の検波出力レベルが所定
のレベル以下の場合には、前記サーチ駆動手段によりフ
ォーカスモータを駆動するサーチ駆動モードに切り替え
るようにした自動焦点整合装置であって、サーチ駆動モ
ードに切り替わったときには、サーチ駆動始動と同時に
前記タイマー手段による計時を開始し、モータ駆動時間
とフォーカスレンズの移動方向および移動速度とから、
サーチ駆動始動時点のフォーカスレンズの位置に対する
相対位置を検出し、これと等価な時間だけレンズを移動
させることによってサーチ駆動モードに切換った時点の
位置にレンズを戻す機能をもち、サーチ駆動モード中に
フォーカスレンズの遠近限移動に対して前記高周波数成
分の検波出力レベルが所定のレベル以上になることがな
かった場合には、モータ回転方向およびタイマ手段の計
時のアップ・ダウンを反転させ、フォーカスレンズをサ
ーチ駆動始動時点の位置に移動させて停止するとともに
タイマー手段の計時を終了するようにしたことを特徴と
する自動焦点整合装置。
1. Closed loop drive means for driving a focus motor based on focus deviation information obtained by processing detection output of a high frequency component in an image signal output from an image pickup device, and a focus lens simply at a short distance side. Alternatively, a search drive means for driving the focus motor so as to move or stop at a constant speed to a long distance side, and a timer means for measuring the focus motor drive time are provided, and the detection output level of the high frequency component is equal to or higher than a predetermined level. In the case of, the closed-loop drive mode in which the focus motor is driven by the closed-loop drive means is set, and when the detection output level of the high-frequency component is equal to or lower than a predetermined level, the search drive mode in which the focus motor is driven by the search-drive means This is an automatic focusing device that is switched to the Sometimes, it starts measuring time by simultaneously the timer means and the search drive start, and a moving direction and a moving speed of the motor driving time and the focus lens,
It has a function to detect the relative position with respect to the position of the focus lens at the start of search drive and move the lens for an equivalent time to return the lens to the position at the time of switching to search drive mode. When the detection output level of the high frequency component does not exceed the predetermined level with respect to the near-far movement of the focus lens, the direction of rotation of the motor and up / down of the timer means are reversed to focus An automatic focusing device, characterized in that the lens is moved to a position at the time of starting the search drive and stopped, and the timing of the timer means is ended.
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