JPH0667081A - Automatic focusing device - Google Patents
Automatic focusing deviceInfo
- Publication number
- JPH0667081A JPH0667081A JP3030433A JP3043391A JPH0667081A JP H0667081 A JPH0667081 A JP H0667081A JP 3030433 A JP3030433 A JP 3030433A JP 3043391 A JP3043391 A JP 3043391A JP H0667081 A JPH0667081 A JP H0667081A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- focus
- contrast
- value
- evaluation value
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はオートフォーカス装置
に係り、特にビデオカメラに適用して合焦点精度を向上
するに好適なオートフォーカス装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autofocus device, and more particularly to an autofocus device suitable for application to a video camera to improve focusing accuracy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ビデオカメラなどの撮像装置
は、被写体に自動的に焦点を合わせる、いわゆるフォー
カシングを行うオートフォーカス装置を備えている。こ
のようなオートフォーカス装置には各種の方式が知られ
ており、撮像部から得られる映像信号を用いてフォーカ
シングする方式もその中の一つである。この撮像映像信
号を用いて合焦点制御するオートフォーカス方式は、他
の方式に比べてオートフォーカス用の特別な光学系やセ
ンサを必要とせず機構が極めて簡単になると共に撮像レ
ンズの被写体深度にかかわらず正確に焦点合せを行うこ
とができるという多くの利点を有する。このようなオー
トフォーカス方式の一例である山登りサーボ方式が文献
『ＮＨＫ技術報告書（昭和４０年第１７巻、第１号通巻
８６号２６頁）「山登りサーボ方式によるテレビカメラ
の自動焦点調節」』に開示されている。 次に山登りサ
ーボ方式を用いた従来のオートフォーカス装置のブロッ
ク図を図１０に示す。2. Description of the Related Art Generally, an image pickup device such as a video camera is provided with an autofocus device for automatically focusing on an object, that is, so-called focusing. Various methods are known for such an autofocus device, and one of them is a method of focusing using a video signal obtained from an image pickup unit. Compared to other methods, the autofocus method that uses this imaged video signal to control the in-focus point does not require a special optical system or sensor for autofocus, and the mechanism is extremely simple. It has many advantages of being able to perform accurate focusing without having to do so. A mountain climbing servo system which is an example of such an auto focus system is disclosed in a document “NHK Technical Report (Vol. 17, 1940, No. 1, Vol. 86, page 26)“ Automatic focus adjustment of TV camera by mountain climbing servo system ””. Is disclosed in. Next, FIG. 10 shows a block diagram of a conventional autofocus device using a hill climbing servo system.
【０００３】図において、（１）はオートフォーカスに
よる合焦点動作に伴って駆動されるフォーカスレンズや
撮像画角を変化させるためのズームレンズを他の一連の
レンズ系と共に内蔵するカメラ部、（２）はその回転で
前記カメラ部（１）に内蔵されるフォーカスレンズを図
面の左右方向に移動するべくフォーカスレンズに連動す
るように外縁に設けられるフォーカスリング、（３）は
前記フォーカスリング（２）を回転駆動するフォーカス
モータ、（４）は前記カメラ部（１）の結像部に配置さ
れる図示しない撮像素子から撮像信号をテレビジョン系
の映像信号として出力する撮像回路、（５）は前記撮像
回路（４）から出力された映像信号の輝度信号から垂直
及び水平の同期信号を分離する同期分離回路、（６）は
前記分離された水平及び垂直同期信号から焦点合せのた
めの輝度信号抽出領域、つまりサンプリングエリアとし
て撮像画面内の比較的狭い特定の領域を設定するための
ゲート開閉信号ＧＣ１を発生するゲート制御回路、
（７）は前記ゲート制御回路（６）からのゲート開閉信
号ＧＣ１により撮像回路（４）から出力された映像信号
の中のオートフォーカス動作のためのサンプリングエリ
アの輝度信号のみを通過させるゲート回路、（３０）は
ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）（８）、検波回路（９）、
積分回路（１０）、Ａ／Ｄ変換器（１１）から構成され
るフォーカス評価値作成部、（３１）は最大値メモリ
（１２）と比較器（１３）で構成され前記フォーカス評
価値作成部（３０）からのフォーカス評価値の変化を示
す比較信号Ｓ１と比較信号Ｓ２を出力するフォーカス評
価値変化検出部、（３２）はメモリ（１４）と比較器
（１５）で構成され前記フォーカス評価値作成部（３
０）からのフォーカス評価値から被写体の変化を検出し
て制御信号Ｓ３と被写体変化信号Ｓ４を出力する被写体
変化検出部、（３３）はモータ位置メモリ（１７）と比
較器（１８）から構成されフォーカスリング位置検出セ
ンサ回路（１９）からのフォーカスリング位置信号と前
記被写体変化検出部（３２）からの制御信号Ｓ３と前記
フォーカス評価値変化検出部（３１）からの比較信号Ｓ
１を受けて制御信号ＣＬを出力する合焦点位置検出部、
（１６）はフォーカス評価値変化検出部（３１）からの
比較信号Ｓ２、被写体変化検出部（３２）からの被写体
変化信号Ｓ４、制御信号Ｓ３並びに合焦点位置検出部
（３３）からの制御信号ＣＬを受けてフォーカスモータ
（３）に対する駆動信号を出力すると共に被写体変化検
出部（３２）に対してレンズ停止信号ＬＳを出力するフ
ォーカスモータ制御回路、（２０）は前記カメラ部
（１）内に内蔵されるズームレンズを駆動するためのズ
ームモータ、（２１）は前記ズームモータ（２０）をマ
ニュアルで操作するためのズームスイッチを示すもので
ある。In the figure, (1) shows a camera section which incorporates a focus lens driven in accordance with a focusing operation by autofocus and a zoom lens for changing an image pickup angle of view together with another series of lens systems, (2) ) Is a focus ring provided on the outer edge so as to interlock with the focus lens so as to move the focus lens built in the camera unit (1) in the horizontal direction in the drawing by its rotation, and (3) is the focus ring (2) Is a focus motor for rotating the image pickup device, (4) is an image pickup circuit for outputting an image pickup signal as a television system image signal from an image pickup device (not shown) arranged in the image forming unit of the camera unit (1), and (5) is the above A sync separation circuit that separates vertical and horizontal sync signals from the luminance signal of the video signal output from the imaging circuit (4), and (6) is the separated water. And a gate control circuit for generating a gating signal GC1 to set a relatively narrow specific area in the imaging screen brightness signal extraction area, i.e. the sampling area for focusing from the vertical synchronization signal,
(7) is a gate circuit for passing only the luminance signal of the sampling area for the autofocus operation in the video signal output from the image pickup circuit (4) in response to the gate opening / closing signal GC1 from the gate control circuit (6), (30) is a high pass filter (HPF) (8), a detection circuit (9),
A focus evaluation value creating unit including an integrating circuit (10) and an A / D converter (11), and (31) including a maximum value memory (12) and a comparator (13), the focus evaluation value creating unit ( 30) a focus evaluation value change detecting section for outputting a comparison signal S1 and a comparison signal S2 indicating a change in the focus evaluation value, and (32) is composed of a memory (14) and a comparator (15) to create the focus evaluation value. Division (3
0), a subject change detection unit that detects a change in the subject from the focus evaluation value and outputs a control signal S3 and a subject change signal S4. (33) is composed of a motor position memory (17) and a comparator (18). A focus ring position signal from the focus ring position detection sensor circuit (19), a control signal S3 from the subject change detection unit (32), and a comparison signal S from the focus evaluation value change detection unit (31).
In-focus position detecting section which receives 1 and outputs a control signal CL,
(16) is a comparison signal S2 from the focus evaluation value change detection unit (31), a subject change signal S4 from the subject change detection unit (32), a control signal S3, and a control signal CL from the in-focus position detection unit (33). In response to this, a focus motor control circuit that outputs a drive signal to the focus motor (3) and a lens stop signal LS to the subject change detection unit (32), (20) is built in the camera unit (1). A zoom motor for driving the zoom lens, and a zoom switch (21) for manually operating the zoom motor (20).
【０００４】次に、フォーカス評価値作成部（３０）、
フォーカス評価値変化検出部（３１）、被写体変化検出
部（３２）の構成について詳述する。Next, a focus evaluation value creating section (30),
The configurations of the focus evaluation value change detection unit (31) and the subject change detection unit (32) will be described in detail.
【０００５】フォーカス評価値作成部（３０）において
ＨＰＦ（８）はカットオフ周波数として２００ｋＨｚ〜
８００ｋＨｚの間で選択される値を有し、撮像回路
（４）からの輝度信号の中でゲート回路（７）を通過し
たサンプリングエリアに対応する信号から高域成分のみ
を抽出する。そして、得られた高域成分は次の検波回路
（９）で振幅検波される。積分回路（１０）は振幅検波
された輝度信号を１フィールド毎に積分し、輝度信号の
当該フィールドにおける高域成分のレベルを表す信号を
送出する。積分回路（１０）の出力はＡ／Ｄ変換器（１
１）でディジタル信号に変換され、光学系の被写体に対
する合焦点状態を示す値、つまりフォーカス評価値とし
て導出されフォーカス評価値変化検出部（３１）と被写
体変化検出部（１２）に出力される。In the focus evaluation value creating section (30), the HPF (8) has a cutoff frequency of 200 kHz to
Only the high frequency component is extracted from the signal corresponding to the sampling area that has a value selected between 800 kHz and has passed through the gate circuit (7) in the luminance signal from the imaging circuit (4). Then, the obtained high frequency component is amplitude-detected by the next detection circuit (9). An integrator circuit (10) integrates the amplitude-detected luminance signal for each field and sends out a signal representing the level of the high frequency component in the field of the luminance signal. The output of the integrating circuit (10) is the A / D converter (1
In 1), it is converted into a digital signal, is derived as a value indicating the in-focus state of the subject of the optical system, that is, a focus evaluation value, and is output to the focus evaluation value change detection unit (31) and the subject change detection unit (12).
【０００６】フォーカス評価値作成部（３０）からのフ
ォーカス評価値を受けたフォーカス評価値変化検出部
（３１）はこれを最大値メモリ（１２）に受けると共に
最大値メモリ（１２）の値と比較するための比較器（１
５）に受けるが、その結果与えられたフォーカス評価値
が最大値メモリ（１２）に格納されている過去の最大値
よりも大きいか小さいかを比較器（１３）で比較検出し
て比較信号Ｓ１、Ｓ２を出力させ最大値の入力に対して
はこれをその時点の最大フォーカス評価値として最大値
メモリ（１２）に格納するように比較信号Ｓ１で制御す
る。The focus evaluation value change detection unit (31), which has received the focus evaluation value from the focus evaluation value creation unit (30), receives it in the maximum value memory (12) and compares it with the value in the maximum value memory (12). Comparator (1
5), the comparison result is obtained by comparing and detecting by the comparator (13) whether the focus evaluation value given as a result is larger or smaller than the past maximum value stored in the maximum value memory (12). , S2 are output, and for the maximum value input, this is controlled by the comparison signal S1 so as to be stored in the maximum value memory (12) as the maximum focus evaluation value at that time.
【０００７】そして、フォーカス評価値作成部（３０）
からのフォーカス評価値が最大値メモリ（１２）に格納
されている評価値よりも小さい場合はこれを示す信号と
して比較器（１３）から比較信号Ｓ２が出力される。被
写体変化検出部（３２）のメモリ（１４）はフォーカス
モータ制御回路（１６）からのレンズ停止信号ＬＳに基
づいてフォーカス評価値作成部（３０）からのフォーカ
ス評価値を記憶するもので、これは合焦点時のフォーカ
ス評価値となる。Then, a focus evaluation value creating section (30)
When the focus evaluation value from is smaller than the evaluation value stored in the maximum value memory (12), the comparison signal S2 is output from the comparator (13) as a signal indicating this. The memory (14) of the subject change detection unit (32) stores the focus evaluation value from the focus evaluation value creation unit (30) based on the lens stop signal LS from the focus motor control circuit (16). It is the focus evaluation value when focusing.
【０００８】一方、比較器（１５）はオートフォーカス
動作終了後に合焦点時のフォーカス評価値を現在のフォ
ーカス評価値と比較しこれがある閾値よりも小さくなっ
た場合に被写体が変化したものとして検出し被写体変化
信号Ｓ４をフォーカスモータ制御回路（１６）に出力す
る。一方、比較器（１５）はメモリ（１４）に記憶され
ているフォーカス評価値がオートフォーカス動作開始時
点のフォーカス評価値よりも小さい場合に制御信号Ｓ３
をフォーカスモータ制御回路（１６）に出力する。On the other hand, the comparator (15) compares the focus evaluation value at the time of focusing with the current focus evaluation value after the end of the autofocus operation, and detects that the subject has changed when it becomes smaller than a certain threshold value. The subject change signal S4 is output to the focus motor control circuit (16). On the other hand, the comparator (15) outputs the control signal S3 when the focus evaluation value stored in the memory (14) is smaller than the focus evaluation value at the start of the autofocus operation.
To the focus motor control circuit (16).
【０００９】次に、フォーカス評価値変化検出部（３
１）においてフォーカス評価値作成部（３０）からのフ
ォーカス評価値の最大値が検出された時点で合焦点位置
検出部（３３）においてモータ位置メモリ（１７）には
比較信号Ｓ１に基づいてフォーカスリング位置検出セン
サ回路（１９）からのフォーカスリング位置信号を格納
する。一方、フォーカスリング位置信号とモータ位置メ
モリ（１７）からの記憶値を入力されている比較器（１
８）は被写体変化検出部（３２）からの制御信号Ｓ３に
基づいてフォーカスモータ（３）を停止させるための制
御信号ＣＬをフォーカスモータ制御回路（１６）に出力
する。Next, the focus evaluation value change detection unit (3
In 1), when the maximum focus evaluation value from the focus evaluation value creation section (30) is detected, the focus position detection section (33) stores the focus ring in the motor position memory (17) based on the comparison signal S1. The focus ring position signal from the position detection sensor circuit (19) is stored. On the other hand, the focus ring position signal and the stored value from the motor position memory (17) are input to the comparator (1
8) outputs a control signal CL for stopping the focus motor (3) to the focus motor control circuit (16) based on the control signal S3 from the subject change detection unit (32).
【００１０】次にその動作について説明する。Next, the operation will be described.
【００１１】被写体の撮像時にはカメラ部（１）内部の
フォーカスレンズを含む一連のレンズ系によって被写体
像が図示しない撮像素子上に結像するが、この被写体像
は撮像回路（４）によって水平同期信号と垂直同期信号
を有する輝度信号を含む映像信号に変換される。この映
像信号の中の輝度信号はゲート回路（７）及び同期分離
回路（５）に入力されるが、同期分離回路（５）では与
えられた輝度信号から垂直と水平の各同期信号を分離し
ゲート制御回路（６）に与える。ゲート制御回路（６）
は一定の周波数で発振する固定発振器を有しており垂直
同期信号、水平同期信号並びに固定発振器出力に基づい
て輝度信号の所定の領域を時間的に規定して輝度信号の
必要部分のみを通過させるべくゲート開閉信号ＧＣ１を
発生しこれを前記ゲート回路（７）に出力する。When a subject is imaged, a subject image is formed on an image pickup device (not shown) by a series of lens systems including a focus lens inside the camera section (1). The subject image is picked up by a horizontal synchronizing signal by an image pickup circuit (4). And a video signal including a luminance signal having a vertical synchronization signal. The luminance signal in this video signal is input to the gate circuit (7) and the sync separation circuit (5). The sync separation circuit (5) separates the vertical and horizontal sync signals from the given luminance signal. It is given to the gate control circuit (6). Gate control circuit (6)
Has a fixed oscillator that oscillates at a constant frequency, and based on the vertical synchronizing signal, horizontal synchronizing signal, and fixed oscillator output, a predetermined region of the luminance signal is temporally defined and only the necessary portion of the luminance signal is passed. Therefore, a gate opening / closing signal GC1 is generated and output to the gate circuit (7).
【００１２】その結果、ゲート回路（７）からＨＰＦ
（８）に対してはゲート制御回路（６）により設定され
たサンプリングエリアに対応する輝度信号成分のみが与
えられ、当該エリアの高域成分だけが抽出される。ＨＰ
Ｆ（８）で抽出された高域成分は次段の検波回路（９）
により振幅検波される。検波回路（９）の検波出力、す
なわち高域成分のレベルは積分回路（１０）に与えら
れ、ここで１フィールド毎に積分され、フォーカス評価
値としてＡ／Ｄ変換器（１１）に与えられる。このＡ／
Ｄ変換器（１１）はフォーカス評価値をディジタル信号
で出力する。このフォーカス評価値はフォーカス評価値
変化検出部（３１）の最大値メモリ（１２）と比較器
（１３）並びに被写体変化検出部（３２）のメモリ（１
４）と比較器（１５）に入力される。As a result, the gate circuit (7) is connected to the HPF.
For (8), only the luminance signal component corresponding to the sampling area set by the gate control circuit (6) is given, and only the high frequency component of the area is extracted. HP
The high frequency component extracted in F (8) is the detection circuit (9) in the next stage.
The amplitude is detected by. The detection output of the detection circuit (9), that is, the level of the high frequency component is given to the integration circuit (10), where it is integrated for each field and given to the A / D converter (11) as a focus evaluation value. This A /
The D converter (11) outputs the focus evaluation value as a digital signal. This focus evaluation value is stored in the maximum value memory (12) of the focus evaluation value change detection unit (31), the comparator (13) and the memory (1) of the subject change detection unit (32).
4) and the comparator (15).
【００１３】次に、以上のようにして得られたフォーカ
ス評価値とフォーカスレンズの位置の関係を図１１に基
づいて説明する。図において、横軸はフォーカスレンズ
の位置を間接的に示すフォーカスリング（２）の位置、
縦軸はフォーカス評価値をそれぞれ示す。同図に示すよ
うに、被写体がカメラ部（１）から２ｍの距離にあった
場合、フォーカスリング（２）を回動させてフォーカス
レンズを移動させてゆくと、フォーカス評価値はフォー
カスリング（２）がフォーカスレンズをカメラ部（１）
から２ｍの距離にある任意の被写体に焦点が合う位置ま
で移動させたときに最大値を示す。すなわち、フォーカ
ス評価値は合焦点時のフォーカスレンズの位置を中心と
する山形を描いて変化する。Next, the relationship between the focus evaluation value obtained as described above and the position of the focus lens will be described with reference to FIG. In the figure, the horizontal axis is the position of the focus ring (2) indirectly indicating the position of the focus lens,
The vertical axis represents the focus evaluation value. As shown in the figure, when the subject is at a distance of 2 m from the camera unit (1), the focus ring (2) is rotated to move the focus lens, and the focus evaluation value is the focus ring (2 ) Is the focus lens in the camera section (1)
Shows the maximum value when moved to a position where an arbitrary subject at a distance of 2 m from is in focus. That is, the focus evaluation value changes by drawing a mountain shape centered on the position of the focus lens at the time of focusing.
【００１４】ここで、最大値メモリ（１２）は比較器
（１３）からの比較信号Ｓ１に基づいてフォーカス評価
値作成部（３０）から与えられたフォーカス評価値の最
大値を記憶すると共にその時点までの最大のフォーカス
評価値を比較器（１３）に与える。比較器（１３）は最
大値メモリ（１２）から与えられる値、すなわち前フィ
ールドまでの最大フォーカス評価値とフォーカス評価値
作成部（３０）から与えられている現在のフォーカス評
価値とを比較する。そして、比較器（１３）は現在のフ
ォーカス評価値が最大値メモリ（１２）に記憶されてい
る値に比べて大きい場合の第１モードと現在のフォーカ
ス評価値が最大値メモリ（１２）に記憶されている値よ
りもあらかじめ設定された閾値以上に小さい場合の第２
モードのそれぞれに対応して異なる比較信号Ｓ１と比較
信号Ｓ２を出力する。そして、比較信号Ｓ１は最大値メ
モリ（１２）及びモータ位置メモリ（１７）に与えら
れ、比較信号Ｓ２はフォーカスモータ制御回路（１６）
に与えられる。なお、フォーカス評価値はフォーカスレ
ンズが合焦点位置に達した場合に最大値を示すため、フ
ォーカスレンズが非合焦点位置から合焦点位置に近付く
ほどにフォーカス評価値は大きくなる。それゆえに第１
モードはフォーカスレンズが合焦点位置に近付く方向に
移動しつつある状態を示し、第２モードはフォーカスレ
ンズが合焦点位置から遠ざかる方向に移動しつつある状
態を示すものである。Here, the maximum value memory (12) stores the maximum value of the focus evaluation values given from the focus evaluation value creating section (30) based on the comparison signal S1 from the comparator (13), and at that time. The maximum focus evaluation value up to is given to the comparator (13). The comparator (13) compares the value given from the maximum value memory (12), that is, the maximum focus evaluation value up to the previous field with the current focus evaluation value given from the focus evaluation value creation unit (30). The comparator (13) stores the first focus mode and the current focus evaluation value in the maximum value memory (12) when the current focus evaluation value is larger than the value stored in the maximum value memory (12). Second value when it is smaller than the set value by more than the preset threshold
Different comparison signals S1 and S2 are output corresponding to each of the modes. The comparison signal S1 is given to the maximum value memory (12) and the motor position memory (17), and the comparison signal S2 is given to the focus motor control circuit (16).
Given to. Since the focus evaluation value shows the maximum value when the focus lens reaches the in-focus position, the focus evaluation value increases as the focus lens moves from the non-in-focus position to the in-focus position. Hence the first
The mode shows a state in which the focus lens is moving toward the in-focus position, and the second mode shows a state in which the focus lens is moving away from the in-focus position.
【００１５】最大値メモリ（１２）は比較器（１３）の
比較信号Ｓ１出力に応答してフォーカスレンズが合焦点
位置に達していない第１モードの場合にフォーカス評価
値作成部（３０）から与えられた最新のフォーカス評価
値に更新しながら記憶してゆく。これによって、最大値
メモリ（１２）には常に現在までのフォーカス評価値の
うちの最大値が最大フォーカス評価値として保持される
ことになる。The maximum value memory (12) is given from the focus evaluation value generating section (30) in the first mode in which the focus lens has not reached the in-focus position in response to the comparison signal S1 output from the comparator (13). Memorize while updating to the latest focus evaluation value. As a result, the maximum value memory (12) always holds the maximum value of the focus evaluation values up to the present as the maximum focus evaluation value.
【００１６】一方、フォーカスモータ制御回路（１６）
は撮像開始と同時にフォーカスレンズが前後いずれかの
方向に移動されるようにフォーカスモータ（３）を回転
させる。そして、フォーカスモータ制御回路（１６）は
フォーカスレンズが合焦点位置を越える第２モード及び
初期状態においてフォーカスレンズの移動方向が適正で
ない、つまり合焦点位置から遠ざかる方向に移動する第
２モードにおいて、それぞれ比較器（１３）から出力さ
れる比較信号Ｓ２及び比較器（１５）からの制御信号Ｓ
３に応答してフォーカスモータ（３）の回転方向を逆転
させる。このフォーカスモータ（３）の逆転によってフ
ォーカスレンズの移動方向は、例えば撮像素子に接近す
る方向から離れる方向に変わり、再びフォーカスレンズ
は合焦点位置に向って移動を始める。On the other hand, the focus motor control circuit (16)
Rotates the focus motor (3) so that the focus lens moves to either the front or back direction at the same time as the start of image capturing. Then, the focus motor control circuit (16) respectively operates in the second mode in which the focus lens exceeds the in-focus position and in the initial state in which the moving direction of the focus lens is not proper, that is, in the second mode in which the focus lens moves away from the in-focus position. The comparison signal S2 output from the comparator (13) and the control signal S output from the comparator (15)
In response to 3, the rotation direction of the focus motor (3) is reversed. Due to the reverse rotation of the focus motor (3), the moving direction of the focus lens changes, for example, from the direction approaching the image sensor to the direction away from the image sensor, and the focus lens starts moving toward the in-focus position again.
【００１７】例えば、図１０及び図１１において、カメ
ラ部（１）から２ｍの距離にある被写体を撮像する際に
初期状態においてフォーカスレンズがカメラ部（１）か
ら１０ｍの距離にある被写体に焦点が合う位置Ｐにあ
り、フォーカスレンズが合焦点位置に向う方向ａに向っ
て移動し始めた場合はフォーカス評価値はフォーカスレ
ンズが合焦点位置Ｑに達するまでは単調に増加する。For example, in FIGS. 10 and 11, when a subject at a distance of 2 m from the camera unit (1) is imaged, the focus lens is initially focused on the subject at a distance of 10 m from the camera unit (1). When the focus lens is at the matching position P and the focus lens starts moving in the direction a toward the focusing position, the focus evaluation value monotonically increases until the focusing lens reaches the focusing position Q.
【００１８】従って、フォーカスレンズが合焦点位置に
達するまでは比較器（１３）から比較信号Ｓ１が出力さ
れて最大値メモリ（１２）及びモータ位置メモリ（１
７）の記憶内容が次々に更新される。Therefore, until the focus lens reaches the in-focus position, the comparator (13) outputs the comparison signal S1 to output the maximum value memory (12) and the motor position memory (1).
The stored contents of 7) are updated one after another.
【００１９】そして、フォーカスモータ（３）がフォー
カスモータ制御回路（１６）によって制御されてフォー
カスリング（２）をフォーカスレンズが合焦点位置に近
付く方向に連続的に移動させる。その結果、フォーカス
レンズはやがて合焦点位置Ｑに達し、ここを通過する。The focus motor (3) is controlled by the focus motor control circuit (16) to continuously move the focus ring (2) in the direction in which the focus lens approaches the in-focus position. As a result, the focus lens eventually reaches the in-focus position Q and passes through it.
【００２０】ここで比較器（１３）の閾値が幅Ａの逆転
基準値であればフォーカスレンズが合焦点位置を越えた
後でフォーカスリング（２）がＲ１の位置まで移動した
ときに比較器（１３）から第２モードを示す比較信号Ｓ
２が出力される。これに応答してフォーカスモータ
（３）はフォーカスモータ制御回路（１６）によって制
御され、フォーカスリング（３）をそれまでとは逆の方
向に移動させる。これによって、フォーカスレンズは再
び合焦点位置に向う方向に移動し始める。If the threshold value of the comparator (13) is the inversion reference value of the width A, when the focus ring (2) moves to the position R1 after the focus lens has passed the in-focus position, the comparator ( 13) to the comparison signal S indicating the second mode
2 is output. In response to this, the focus motor (3) is controlled by the focus motor control circuit (16) to move the focus ring (3) in the opposite direction. As a result, the focus lens starts moving again toward the in-focus position.
【００２１】さて、モータ位置メモリ（１７）は現在ま
での合焦点位置に最も近いフォーカスレンズ位置Ｘを記
憶するために設けられており、フォーカスリング（２）
に結合されるフォーカスリング位置検出センサ回路（１
９）の出力であるフォーカスリング位置信号を受けてお
り、比較器（１３）から出力される比較信号Ｓ１に応答
してフォーカスリング位置信号を記憶する。つまり、第
１モードにおいてはモータ位置メモリ（１７）の記憶内
容は常に現在のフォーカスレンズ位置に対応するものと
なる。The motor position memory (17) is provided to store the focus lens position X closest to the in-focus position up to now, and the focus ring (2).
Focus ring position detection sensor circuit (1
The focus ring position signal which is the output of 9) is received, and the focus ring position signal is stored in response to the comparison signal S1 output from the comparator (13). That is, in the first mode, the stored contents of the motor position memory (17) always correspond to the current focus lens position.
【００２２】しかし、第２モードにおいてはモータ位置
メモリ（１７）には比較信号Ｓ１が与えられないためモ
ータ位置メモリ（１７）は第１モードから第２モードへ
の切り替わり点での記憶内容、つまりフォーカス評価値
が最大となるフォーカスレンズ位置、つまり合焦点位置
を示すフォーカスリング（２）の位置信号を保持し続け
る。その結果、モータ位置メモリ（１７）には常に最大
値メモリ（１２）に最大フォーカス評価値として記憶さ
れているフォーカス評価値に対応するフォーカスレンズ
位置が記憶されていることになる。However, since the comparison signal S1 is not given to the motor position memory (17) in the second mode, the motor position memory (17) stores the stored contents at the switching point from the first mode to the second mode, that is, The focus lens position at which the focus evaluation value is maximum, that is, the position signal of the focus ring (2) indicating the in-focus position is continuously held. As a result, the motor position memory (17) always stores the focus lens position corresponding to the focus evaluation value stored as the maximum focus evaluation value in the maximum value memory (12).
【００２３】さて、比較器（１８）はモータ位置メモリ
（１７）の記憶内容とフォーカスリング位置検出センサ
回路（１９）からのフォーカスリング位置信号とを比較
し、これらが一致したことに応答してフォーカスモータ
制御回路（１６）に所定の制御信号ＣＬを出力する。フ
ォーカスモータ制御回路（１６）はこの制御信号ＣＬに
応答してフォーカスモータ（３）を停止させる。これに
伴い、フォーカスリング（２）の動き、すなわちフォー
カスレンズの動きが停止する。ちなみに、第２モードに
おけるモータ位置メモリ（１７）の記憶内容はフォーカ
ス評価値が最大となるフォーカスリング（２）の位置を
示す信号である。The comparator (18) compares the stored content of the motor position memory (17) with the focus ring position signal from the focus ring position detection sensor circuit (19) and, in response to the coincidence, A predetermined control signal CL is output to the focus motor control circuit (16). The focus motor control circuit (16) stops the focus motor (3) in response to the control signal CL. Along with this, the movement of the focus ring (2), that is, the movement of the focus lens stops. Incidentally, the stored content of the motor position memory (17) in the second mode is a signal indicating the position of the focus ring (2) having the maximum focus evaluation value.
【００２４】従って、第２モードにおいて比較器（１
３）の比較信号Ｓ２によってフォーカスモータ（３）が
それまでとは逆方向に回転し、フォーカスレンズが再び
合焦点位置に達すると比較器（１８）が動作して制御信
号ＣＬが出力されフォーカスモータ制御回路（１６）を
通じてフォーカスモータ（３）を停止させ、フォーカス
レンズを合焦点位置に停止させる。Therefore, in the second mode, the comparator (1
The focus motor (3) is rotated in the opposite direction by the comparison signal S2 of 3), and when the focus lens reaches the in-focus position again, the comparator (18) operates and the control signal CL is output to output the focus motor. The focus motor (3) is stopped through the control circuit (16) to stop the focus lens at the in-focus position.
【００２５】以上のようにして、撮像画面内の所定の領
域を合焦点検出領域とするこの装置の基本的なオートフ
ォーカス動作が終了する。As described above, the basic autofocus operation of this device in which a predetermined area within the image pickup screen is set as the focus detection area is completed.
【００２６】さて、フォーカスモータ制御回路（１６）
は比較器（１８）からの制御信号ＣＬに応答してフォー
カスモータ（３）を停止させると同時にメモリ（１４）
にレンズ停止信号ＬＳを出力する。メモリ（１４）はオ
ートフォーカス動作終了時に与えられるレンズ停止信号
ＬＳに応答して、その時点でＡ／Ｄ変換器（１１）から
入力された焦点評価値、すなわち合焦点時のフォーカス
評価値を次にレンズ停止信号ＬＳが与えられるまで保持
し、後段の比較器（１５）に出力する。Now, the focus motor control circuit (16)
Stops the focus motor (3) in response to the control signal CL from the comparator (18) and at the same time stores the memory (14).
The lens stop signal LS is output to. In response to the lens stop signal LS given at the end of the autofocus operation, the memory (14) displays the focus evaluation value input from the A / D converter (11) at that time, that is, the focus evaluation value at the time of focusing. It is held until the lens stop signal LS is given to and output to the comparator (15) in the subsequent stage.
【００２７】ここで、比較器（１５）にはＡ／Ｄ変換器
（１１）から現在のフォーカス評価値が与えられる。オ
ートフォーカス動作終了後、比較器（１５）はメモリ
（１４）の出力、すなわち合焦点時のフォーカス評価値
を現在のフォーカス評価値と比較する。そして、現在の
フォーカス評価値がメモリ（１４）の記憶内容に較べて
予め設定された閾値以下に小さくなったことに応答して
比較器（１５）は被写体が変化したことを示す被写体変
化信号Ｓ４をフォーカスモータ制御回路（１６）に出力
する。フォーカスモータ制御回路（１６）はこの被写体
変化信号Ｓ４に応答して再びフォーカスモータ（３）を
いずれかの方向に駆動し、上述の一連のオートフォーカ
ス動作を再開する。Here, the current focus evaluation value is given to the comparator (15) from the A / D converter (11). After the autofocus operation is completed, the comparator (15) compares the output of the memory (14), that is, the focus evaluation value at the time of focusing with the current focus evaluation value. Then, in response to the current focus evaluation value becoming smaller than a preset threshold value as compared with the stored contents of the memory (14), the comparator (15) outputs a subject change signal S4 indicating that the subject has changed. To the focus motor control circuit (16). The focus motor control circuit (16) drives the focus motor (3) again in either direction in response to the subject change signal S4, and restarts the series of autofocus operations described above.
【００２８】その結果、オートフォーカス動作は被写体
の変化に追随して行われることになる。つまり、被写体
の状態の変化はメモリ（１４）と比較器（１５）から成
る被写体変化検出部（３２）によって実施される。被写
体変化検出部（３２）は同時にオートフォーカス動作開
始直後においてフォーカスモータ（３）の回転方向が適
正であるか否かを判別して、これを適正な方向に補正す
る機能を有する。すなわち、メモリ（１４）はオートフ
ォーカス動作終了時点のフォーカス評価値だけでなくオ
ートフォーカス動作開始時にＡ／Ｄ変換器（１１）から
最初に与えられるフォーカス評価値も記憶する。そし
て、比較器（１５）はオートフォーカス動作開始直後に
Ａ／Ｄ変換器（１１）から与えられているフォーカス評
価値がメモリ（１４）に記憶されているオートフォーカ
ス動作開始時のフォーカス評価値の初期値よりも小さい
場合、つまり現在のレンズの移動方向が合焦点位置に向
わない方向である場合、制御信号Ｓ３をフォーカスモー
タ制御回路（１６）に出力する。フォーカスモータ制御
回路（１６）は比較器（１５）からの制御信号Ｓ３に応
答してフォーカスモータ（３）を逆転駆動する。同時
に、制御信号Ｓ３は比較器（１８）にも入力されその比
較動作を停止させる。つまり、比較器（１８）は現在の
フォーカス評価値がメモリ（１４）に記憶されている初
期値よりも大きくなるまで制御信号Ｓ３を出力し続け
る。その結果、現在のフォーカス評価値がオートフォー
カス動作開始時のフォーカス評価値より大きくなるまで
比較器（１８）から制御信号ＣＬは出力されず、フォー
カスモータ（３）は最初の駆動方向とは反対方向に動き
続ける。このため、オートフォーカス動作開始時点のフ
ォーカスレンズの移動方向が適正でなくともフォーカス
レンズはフォーカス評価値が最大になる方向に必ず駆動
されることになる。As a result, the autofocus operation follows the change of the subject. That is, the change in the state of the subject is carried out by the subject change detection unit (32) including the memory (14) and the comparator (15). At the same time, the subject change detection unit (32) has a function of determining whether or not the rotation direction of the focus motor (3) is proper immediately after the start of the autofocus operation, and correcting this in the proper direction. That is, the memory (14) stores not only the focus evaluation value at the end of the autofocus operation but also the focus evaluation value initially given from the A / D converter (11) at the start of the autofocus operation. Then, the comparator (15) stores the focus evaluation value given from the A / D converter (11) immediately after the start of the autofocus operation in the focus evaluation value at the start of the autofocus operation stored in the memory (14). When it is smaller than the initial value, that is, when the current movement direction of the lens is not in the in-focus position, the control signal S3 is output to the focus motor control circuit (16). The focus motor control circuit (16) drives the focus motor (3) in reverse in response to the control signal S3 from the comparator (15). At the same time, the control signal S3 is also input to the comparator (18) to stop the comparison operation. That is, the comparator (18) continues to output the control signal S3 until the current focus evaluation value becomes larger than the initial value stored in the memory (14). As a result, the control signal CL is not output from the comparator (18) until the current focus evaluation value becomes larger than the focus evaluation value at the start of the autofocus operation, and the focus motor (3) moves in the direction opposite to the first driving direction. Keep moving. Therefore, even if the moving direction of the focus lens at the start of the autofocus operation is not proper, the focus lens is always driven in the direction in which the focus evaluation value becomes maximum.
【００２９】次に、図１１に示すように、例えばカメラ
部（１）から２ｍの距離にある被写体を撮像する際に、
フォーカスレンズがカメラ部（１）から１０ｍの距離に
ある被写体に焦点が合うような位置Ｐから合焦点位置か
ら離れるｂ方向に移動し始めた場合、フォーカス評価値
はフォーカスリング（２）の移動に伴い減少する。ここ
で、比較器（１５）の閾値が図において幅Ｂで示される
逆転基準値であれば、オートフォーカス動作開始後、フ
ォーカスリング（２）が位置Ｒ２まで移動した時に、比
較器（１５）から制御信号Ｓ３が出力される。これに応
答してフォーカスモータ（３）はそれまでと逆方向にフ
ォーカスリング（２）を移動し始める。そして、比較器
（１５）の比較動作はフォーカスリング（２）が図にお
ける位置Ｐを越えるまでは無効とされるのでフォーカス
リング（２）はフォーカスレンズをオートフォーカス動
作開始時における位置まで戻した後にさらに合焦点位置
に向う方向に動かし続ける。その後、フォーカスリング
（２）はモータ位置メモリ（１７）及び比較器（１８）
等の動作を通じて合焦点位置Ｑを若干越えた位置まで移
動した後で再び合焦点位置に戻り停止する。Next, as shown in FIG. 11, for example, when a subject at a distance of 2 m from the camera unit (1) is imaged,
When the focus lens starts to move in the b direction away from the in-focus position from the position P at which the object at a distance of 10 m from the camera unit (1) is focused, the focus evaluation value changes to the movement of the focus ring (2). It decreases with it. Here, if the threshold value of the comparator (15) is the reverse reference value indicated by the width B in the figure, when the focus ring (2) moves to the position R2 after the autofocus operation is started, The control signal S3 is output. In response to this, the focus motor (3) starts moving the focus ring (2) in the opposite direction. The comparison operation of the comparator (15) is invalid until the focus ring (2) exceeds the position P in the figure, so that the focus ring (2) returns the focus lens to the position at the start of the autofocus operation. Continue to move toward the in-focus position. After that, the focus ring (2) is moved to the motor position memory (17) and the comparator (18).
After moving to a position slightly beyond the in-focus position Q through such operations, it returns to the in-focus position again and stops.
【００３０】なお、画面の中央部に映し出される映像が
焦点の合ったものになるようにするため、一般には画面
全体ではなく予め定められた画面中央部の一部の領域が
焦点合せの対象とされる。この領域を合焦点検出領域と
いうが、この領域はゲート制御回路（６）により任意に
設定することができる。In order to ensure that the image projected in the central portion of the screen is in focus, generally, a predetermined partial area of the central portion of the screen is not the entire screen, and the area to be focused is the target. To be done. This area is called a focus detection area, but this area can be arbitrarily set by the gate control circuit (6).
【００３１】また、カメラ部（１）のズームレンズ系は
ズームモータ（２０）によって駆動されて光軸に対して
平行に移動する。これによって、カメラ部（１）内のレ
ンズ系の焦点距離が変化して撮像画角が変化する。ズー
ムモータ（２０）はユーザが必要に応じて画角を変化さ
せることができるように設けられるズームスイッチ（２
１）からのキー入力に応答してズームレンズを移動させ
る。すなわち、ズームスイッチ（２１）が押されるとズ
ームモータ（２０）が動作してズームレンズを撮像画角
が大きくなる広角側または画角が小さくなる望遠側に移
動させる。従って、ズームスイッチ（２１）が押されて
いる時は撮像回路（４）によって撮像された画像は拡大
される方向または縮小される方向に変化する。The zoom lens system of the camera section (1) is driven by the zoom motor (20) and moves in parallel with the optical axis. As a result, the focal length of the lens system in the camera unit (1) changes and the imaging angle of view changes. The zoom motor (20) is provided with a zoom switch (2) so that the user can change the angle of view as necessary.
The zoom lens is moved in response to the key input from 1). That is, when the zoom switch (21) is pressed, the zoom motor (20) operates to move the zoom lens to the wide-angle side where the image pickup angle of view becomes large or the telephoto side where the angle of view becomes small. Therefore, when the zoom switch (21) is pressed, the image picked up by the image pickup circuit (4) changes in the enlargement direction or the reduction direction.
【００３２】[0032]
【発明が解決しようとする課題】従来のオートフォーカ
ス装置は以上のように、被写体を撮像して得られる１フ
ィールド分の輝度信号に含まれている所定の高周波成分
の振幅の積分値に基づいて非合焦点位置から合焦点位置
に向う方向を判断して山登りサーボ方式によりオートフ
ォーカス動作を行うように構成されているが、被写体の
明るさやコントラスト等によって得られる輝度信号の周
波数帯域やそのレベルは異なり、またコントラストの高
い被写体でもオートフォーカス動作以前の状態が大きく
ぼけている場合は高周波成分の積分値は非常に小さくな
り、誤動作になることが少なくないという課題がある。
つまり、被写体の条件によっては得られる輝度信号中に
抽出すべき周波数帯域が存在しない場合、あるいは存在
したとしてもそのレベルが極めて低い場合等がある。こ
のため、被写体によっては所定の高周波成分が得られな
かったり、得られたとしても極めてレベルが低い場合が
ある。このような場合には、フォーカス評価値が得られ
なかったり、得られたとしても正確な値を得ることがで
きない。As described above, the conventional autofocus device is based on the integral value of the amplitude of the predetermined high frequency component contained in the luminance signal for one field obtained by imaging the subject. It is configured to determine the direction from the non-focus position to the focus position and perform the auto focus operation by the hill climbing servo method, but the frequency band and level of the brightness signal obtained by the brightness and contrast of the subject are Differently, even in the case of a subject having a high contrast, when the state before the autofocus operation is largely blurred, the integrated value of the high frequency component becomes very small, and there is a problem that malfunction often occurs.
That is, depending on the condition of the subject, there may be a case where there is no frequency band to be extracted in the obtained luminance signal, or even if it exists, the level is extremely low. Therefore, depending on the subject, the predetermined high frequency component may not be obtained, or even if it is obtained, the level may be extremely low. In such a case, the focus evaluation value cannot be obtained, or even if it is obtained, an accurate value cannot be obtained.
【００３３】従って、原理的に高周波成分に基づくオー
トフォーカスはこのような被写体に対しては非常に困難
であるという課題を有する。Therefore, in principle, autofocusing based on a high frequency component has a problem that it is very difficult for such a subject.
【００３４】また、従来の山登りサーボ方式のオートフ
ォーカスでは被写体による映像信号のスペクトラムの違
いにかかわらずオートフォーカスのための一連の動作を
行う。つまり、所定の高周波成分を含まない輝度信号し
か得られる被写体に対しても所定の高周波成分が十分に
得られる被写体に対しても一律にオートフォーカス動作
を行う。Further, in the conventional hill climbing servo type autofocus, a series of operations for autofocus is performed regardless of the difference in the spectrum of the video signal depending on the subject. That is, the autofocus operation is uniformly performed on a subject for which only a luminance signal containing no predetermined high-frequency component is obtained and for a subject on which a predetermined high-frequency component is sufficiently obtained.
【００３５】従って、従来の山登りサーボ方式のオート
フォーカス装置によれば所定の高周波成分を含まない輝
度信号しか得られないような被写体を撮像した場合はフ
ォーカス評価値が最大となるフォーカスレンズ位置が見
出されないまま、すなわち撮像された画像がぼけた状態
のままフォーカスレンズが無駄に動き続けることにな
る。なお、フォーカス評価値を導出するための所定の高
周波成分はコントラストの明確な被写体から得られる輝
度信号には含まれるが、遠方の山や空のようなコントラ
ストが極めて小さい被写体や、壁や天井のようにもとも
とコントラストのない被写体から得られる輝度信号には
ほとんど含まれない。従って、上述のような問題はコン
トラストの小さな被写体を撮像する場合に発生すること
が多い。Therefore, according to the conventional hill-climbing servo type auto-focusing device, when a subject that can only obtain a luminance signal containing no predetermined high-frequency component is imaged, the focus lens position where the focus evaluation value becomes maximum is found. The focus lens continues to uselessly without being output, that is, with the captured image being blurred. Although a predetermined high-frequency component for deriving the focus evaluation value is included in the luminance signal obtained from a subject with a clear contrast, it has a very low contrast such as a distant mountain or sky, or a wall or ceiling. It is hardly included in the luminance signal originally obtained from a subject without contrast. Therefore, the above-mentioned problems often occur when a subject with a low contrast is imaged.
【００３６】以上説明したように、従来のオートフォー
カス装置では、撮影中の被写体が原理的にオートフォー
カスに適さないいわゆるコントラストのない被写体で、
結果として合焦点位置が見付からずにフォーカスレンズ
が無駄に動くような現象が発生した場合に、撮像者がそ
の原因を知ってこれを止めるための適切な対処を迅速に
講じることができないという問題があり、撮影した画像
が長時間焦点ぼけ状態になってしまうという解決すべき
大きな課題がある。As described above, in the conventional autofocus device, the subject being photographed is a so-called non-contrast subject which is not suitable for autofocus in principle.
As a result, when a phenomenon in which the focus lens moves unnecessarily due to the in-focus position not being found, the problem is that the imager cannot know the cause and quickly take appropriate measures to stop it. Therefore, there is a big problem to be solved that a photographed image is out of focus for a long time.
【００３７】発明の目的 この発明は上述した従来技術の課題を解決するためにな
されたものであり、被写体の映像信号のスペクトラムを
判別する機能を持たせることによりコントラストの有無
を判別し、合焦点を得られないような場合のフォーカス
レンズの無駄な動きを抑制すると共に撮像者にそのこと
を報知して合焦点し易い被写体での撮影を促すことを可
能と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。OBJECT OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and determines the presence or absence of contrast by providing a function of determining the spectrum of a video signal of a subject, thereby achieving a focused point. It is possible to provide an autofocus device capable of suppressing unnecessary movement of the focus lens in the case where it is not possible to obtain an image and notifying the photographer of that fact so as to urge the subject to easily take a picture. To aim.
【００３８】[0038]
【課題を解決するための手段】この発明に係るオートフ
ォーカス装置は、撮像レンズを通じて撮像した被写体の
映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から得ら
れた映像信号の高周波成分に基づいて前記フォーカス評
価値を作成するフォーカス評価値作成手段と、前記撮像
レンズの焦点位置をフォーカスリングの正逆転駆動によ
り制御するフォーカス制御手段と、前記フォーカス評価
値作成手段からのフォーカス評価値に基づき前記フォー
カス制御手段を駆動しながら山登りサーボ方式によりフ
ォーカス評価値が最大となる位置に撮像レンズを位置さ
せるオートフォーカス制御手段と、前記撮像手段から得
られた映像信号の輝度レベルの最大値と最小値の差を演
算することにより被写体のコントラストを検出するコン
トラスト検出手段と、前記コントラスト検出手段出力の
前記撮像レンズの移動による変化を検出するコントラス
ト差分検出手段出力と、前記コントラスト検出手段出力
と前記コントラスト差分検出手段出力からフォーカス動
作が不能であることを示す信号を出力する検知手段を備
えることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION An autofocus device according to the present invention comprises an image pickup means for outputting a video signal of a subject imaged through an image pickup lens, and an image pickup means for outputting the image signal of the object based on a high frequency component of the video signal obtained from the image pickup means. Focus evaluation value creating means for creating a focus evaluation value, focus control means for controlling the focus position of the imaging lens by forward / reverse driving of a focus ring, and the focus control based on the focus evaluation value from the focus evaluation value creating means. While driving the means, the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness level of the video signal obtained from the image pickup means and the autofocus control means for positioning the image pickup lens at the position where the focus evaluation value is maximized by the hill climbing servo system are displayed. Contrast detection means for detecting the contrast of a subject by calculating A contrast difference detecting means output for detecting a change in the contrast detecting means output due to the movement of the imaging lens; and a signal indicating that the focus operation is impossible from the contrast detecting means output and the contrast difference detecting means output. It is characterized by comprising a detection means.
【００３９】[0039]
【作用】この発明のオートフォーカス装置は、撮像手段
により撮像レンズを通じて撮像した被写体の映像信号を
得て、次にフォーカス評価値作成手段により得られた映
像信号の高周波成分を抽出しこれに基づいてフォーカス
状態の評価に必要なフォーカス評価値を作成し、次にオ
ートフォーカス制御手段により撮像レンズの焦点位置を
フォーカスリングの正逆転駆動により制御するフォーカ
ス制御手段を制御して撮像レンズの焦点位置を変化させ
ながら前記フォーカス評価値作成手段からのフォーカス
評価値を用いた山登りサーボ方式による撮像レンズの制
御を行い、フォーカス評価値が最大となる位置に撮像レ
ンズを位置させるという一連の動作を行わせる。このと
き、コントラスト検出手段により映像信号の輝度レベル
の最大値と最小値の差を演算すると共に、前記コントラ
スト差分検出手段によりレンズ駆動によるコントラスト
の変化量を演算することにより、被写体のコントラスト
を検出し、コントラストが予め定められた値よりも小さ
い場合に検知手段を通じてこれを検出し、コントラスト
不足でオートフォーカス動作が不能であることを示す信
号を出力する。The autofocus device of the present invention obtains the image signal of the subject imaged by the image pickup lens by the image pickup means, then extracts the high frequency component of the image signal obtained by the focus evaluation value creating means, and based on this. The focus evaluation value necessary for evaluation of the focus state is created, and then the focus position of the image pickup lens is changed by controlling the focus control part that controls the focus position of the image pickup lens by the forward / reverse drive of the focus ring by the autofocus control part. While doing so, the imaging lens is controlled by the hill-climbing servo system using the focus evaluation value from the focus evaluation value creating means, and a series of operations of positioning the imaging lens at the position where the focus evaluation value is maximum is performed. At this time, the contrast detection means calculates the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness level of the video signal, and the contrast difference detection means calculates the change amount of the contrast due to the lens drive, thereby detecting the contrast of the subject. If the contrast is smaller than a predetermined value, it is detected by the detection means, and a signal indicating that the autofocus operation is impossible due to insufficient contrast is output.
【００４０】[0040]
【実施例】実施例１ 以下、図１乃至図９に基づいて、この発明の一実施例を
説明する。Embodiment 1 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
【００４１】図１はこの発明の一実施例に係るオートフ
ォーカス装置のブロック図である。なお、図中、図１０
に示された部材と同一または相当部材は同一符号を付
し、その説明を省略する。図において、（２２）は撮像
回路（４）で得られた映像信号の輝度信号をディジタル
変換するＡ／Ｄ変換器、（２３）は前記Ａ／Ｄ変換器
（２２）の出力の１フィールド分の中からその最大値を
検出して保持する最大値検出回路、（２４）は前記Ａ／
Ｄ変換器（２２）の出力の１フィールド分の中からその
最小値を検出して保持する最小値検出回路、（２５）は
最大値検出回路（２３）の出力から最小値検出回路（２
４）の出力を減算して撮像回路（４）で得られた映像信
号のコントラストつまり被写体のコントラスト値を算出
する減算回路、（２６）は前記コントラスト値を設定器
（２７）に予め設定された閾値と突き合わせ、コントラ
スト値が前記閾値よりも小さい場合に信号ＱＣを出力す
るコンパレータ回路であり、前記のＡ／Ｄ変換器（２
２）、最大値検出回路（２３）、最小値検出回路（２
４）、減算回路（２５）、コンパレータ回路（２６）、
設定器（２７）によりコントラスト検出回路（２８）が
構成される。なお、最大値検出回路（２３）と最小値検
出回路（２４）はディジタルメモリとディジタル比較器
による一般によく知られた構成からなる。FIG. 1 is a block diagram of an autofocus device according to an embodiment of the present invention. In addition, in FIG.
The same or corresponding members as the members shown in FIG. In the figure, (22) is an A / D converter for digitally converting the luminance signal of the video signal obtained by the image pickup circuit (4), and (23) is one field of the output of the A / D converter (22). A maximum value detection circuit that detects and holds the maximum value from among
A minimum value detection circuit that detects and holds the minimum value of one field of the output of the D converter (22), and (25) outputs the minimum value from the output of the maximum value detection circuit (23).
A subtraction circuit for calculating the contrast of the video signal obtained by the image pickup circuit (4), that is, the contrast value of the object, by subtracting the output of 4), and the contrast value is preset in the setter (27). A comparator circuit that matches a threshold value and outputs a signal QC when the contrast value is smaller than the threshold value, and includes the A / D converter (2
2), maximum value detection circuit (23), minimum value detection circuit (2
4), subtraction circuit (25), comparator circuit (26),
The setting device (27) constitutes a contrast detection circuit (28). The maximum value detection circuit (23) and the minimum value detection circuit (24) have a generally well-known structure including a digital memory and a digital comparator.
【００４２】また、（２９）は前記減算回路（２５）の
出力を一時保持するラッチ回路、（３４）は前記減算回
路（２５）の出力から前記ラッチ回路（２９）の出力を
減算し、被写体のコントラスト値の変化を算出する減算
回路、（３５）は前記コントラスト値の変化量を設定器
（３６）に予め設定された閾値と突き合わせ、コントラ
スト値の変化量が前記閾値よりも小さい場合に信号ＰＣ
を出力するコンパレータ回路であり、前記ラッチ回路
（２９）、減算回路（３４）、コンパレータ回路（３
５）、設定器（３６）により、コントラスト差分検出回
路（３７）から構成される。Further, (29) is a latch circuit which temporarily holds the output of the subtraction circuit (25), and (34) subtracts the output of the latch circuit (29) from the output of the subtraction circuit (25), A subtraction circuit for calculating a change in the contrast value of (3), (35) matches the change amount of the contrast value with a threshold value preset in the setter (36), and outputs a signal when the change amount of the contrast value is smaller than the threshold value. PC
A latch circuit (29), a subtraction circuit (34), and a comparator circuit (3
5), the contrast difference detection circuit (37) is constituted by the setting device (36).
【００４３】次に、動作について説明する。カメラ部
（１）において得られた被写体像は撮像回路（４）によ
り映像信号に変換されるが、その中の輝度信号がＡ／Ｄ
変換器（２２）に入力されるとｎビットのディジタル信
号に変換される。なお、従来の場合と同様、撮像回路
（４）からの輝度信号は同時にゲート回路（７）を通じ
てフォーカス評価値作成部（３０）にも入力され、フォ
ーカス評価値変化検出部（３１）、合焦点位置検出部
（３３）、被写体変化検出部（３２）とフォーカスモー
タ制御回路（１６）を通じて、フォーカスモータ（３）
を制御することによりフォーカスリング（２）が駆動さ
れ、オートフォーカス動作が行われる。Next, the operation will be described. The image of the subject obtained in the camera section (1) is converted into a video signal by the image pickup circuit (4), and the luminance signal therein is A / D.
When input to the converter (22), it is converted into an n-bit digital signal. As in the conventional case, the luminance signal from the image pickup circuit (4) is simultaneously input to the focus evaluation value creation unit (30) through the gate circuit (7), and the focus evaluation value change detection unit (31) and the focus evaluation value change unit (31). The focus motor (3) passes through the position detection unit (33), the subject change detection unit (32) and the focus motor control circuit (16).
The focus ring (2) is driven to control the auto focus operation.
【００４４】さて、Ａ／Ｄ変換器（２２）で得られたデ
ィジタル信号は最大値検出回路（２３）と最小値検出回
路（２４）に入力され、当該フィールドにおける輝度信
号の最大値と最小値が検出保持される。最大値検出回路
（２３）の出力と最小値検出回路（２４）の出力は減算
回路（２５）に入力され、両者の差分、すなわちコント
ラスト値が演算される。Now, the digital signal obtained by the A / D converter (22) is inputted to the maximum value detection circuit (23) and the minimum value detection circuit (24), and the maximum value and the minimum value of the luminance signal in the field concerned. Is detected and held. The output of the maximum value detection circuit (23) and the output of the minimum value detection circuit (24) are input to the subtraction circuit (25), and the difference between them, that is, the contrast value is calculated.
【００４５】ところで、一般にに画像は求められた振幅
つまり濃度（言い換えれば輝度）の範囲内で様々なレベ
ルをとり、被写体の輝度分布の時間変化により時々刻々
と変化している。ビデオカメラ等のようにＮＴＳＣやＰ
ＡＬ等の標準テレビジョン信号を出力する装置の場合、
一画面内の画像データを１つ１つの画素単位で見たとす
ると、画面の（ｘ，ｙ）座標に対して、各々輝度または
濃度のレベルｆ（ｘ，ｙ）をもつことになる。このよう
な画像データで特定の輝度または濃度をもつ画素の数を
一図面内で数え上げてグラフに示したのが図２（ａ）、
（ｂ）に示すヒストグラム図である。図２（ａ）はコン
トラストの低い場合、図２（ｂ）はコントラストの高い
場合の濃度ヒストグラムを示す図であって、図において
横軸は濃度で右側になるほど輝度レベルが高い、つまり
濃度値が大きくなっている。一方縦軸は各輝度または濃
度値における画素の数である。つまり、ヒストグラム図
は画面の輝度または濃度の分布を示すもので、画面全体
が均一の輝度または濃度であればヒストグラムにはその
輝度または濃度に対応する１本の棒しか表現されない。Generally, an image takes various levels within the range of the obtained amplitude, that is, the density (in other words, the brightness), and changes every moment due to the temporal change of the brightness distribution of the subject. NTSC or P like a video camera
For devices that output standard television signals such as AL,
If the image data in one screen is viewed on a pixel-by-pixel basis, each has a brightness or density level f (x, y) with respect to the (x, y) coordinates of the screen. FIG. 2A shows a graph in which the number of pixels having a specific brightness or density in such image data is enumerated in one drawing.
It is a histogram figure shown to (b). 2A is a diagram showing a density histogram when the contrast is low, and FIG. 2B is a diagram when the contrast is high. In FIG. It is getting bigger. On the other hand, the vertical axis represents the number of pixels at each luminance or density value. That is, the histogram diagram shows the distribution of brightness or density on the screen, and if the entire screen has uniform brightness or density, only one bar corresponding to the brightness or density is represented in the histogram.
【００４６】従って、図２（ａ）においては、全ての画
素の分布が輝度または濃度値の狭い範囲に集中している
ので、コントラスト値の低い濃淡の少ない被写体のもの
であることが分る。従って、壁や空のように濃淡の変化
の少ない被写体では、ノイズ成分を含めても更に狭い範
囲に集中する。Therefore, in FIG. 2A, since the distribution of all pixels is concentrated in a narrow range of brightness or density value, it can be seen that the object has a low contrast value and a small amount of light and shade. Therefore, in a subject such as a wall or the sky that has little change in shading, the noise component is concentrated in a narrower range.
【００４７】一方、同図（ｂ）では、全ての画素の分布
が輝度または濃度値の広い範囲に広がっており、輝度差
つまり濃淡の大きなコントラストの高い被写体のもので
あることが分る。On the other hand, in FIG. 6B, it is understood that the distribution of all pixels is spread over a wide range of brightness or density values, and that the object has a large brightness difference, that is, light and shade and high contrast.
【００４８】ここで、図２（ａ）における濃度値の最大
値をｆｌmax 、最小値をｆｌmin 、図２（ｂ）における
濃度値の最大値をｆｈmax 、最小値をｆｈmin とする
と、定性的に ｆｈmax −ｆｈmin ｆｌmax −ｆｌmin …（１） が成立する。一般的に濃淡の度合いを見る場合は、ヒス
トグラムから分散を計算し、濃度分布のばらつきを判断
するが、（１）式からでも十分に濃淡の度合いを判断す
ることができる。これを、映像信号の波形でみると図３
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のようになる。つまり、コント
ラストの低い被写体では同図（ａ）に示すように最大値
と最小値の開きの小さな映像信号しか得られず、コント
ラストの高い被写体では同図（ｂ）に示すように最大値
と最小値の開きの大きな映像信号が得られる。各図は映
像信号の１ライン分に相当するものであるが１画面につ
いても同様のことが成立する。Here, when the maximum value of the density value in FIG. 2A is fl max , the minimum value is fl min , the maximum value of the density value in FIG. 2B is fh max , and the minimum value is fh min , qualitatively fh max -fh min fl max -fl min ... (1) is satisfied. Generally, when looking at the degree of shading, the variance is calculated from the histogram and the variation of the density distribution is judged, but the degree of shading can also be judged sufficiently from equation (1). This is shown in the waveform of the video signal in FIG.
It becomes like (a), (b), (c). In other words, a subject with low contrast can obtain only a video signal with a small difference between the maximum value and the minimum value as shown in FIG. 7A, and a subject with high contrast can be obtained with the maximum and minimum values as shown in FIG. A video signal with a large difference in value can be obtained. Each drawing corresponds to one line of the video signal, but the same applies to one screen.
【００４９】一方、図２（ｂ）の映像信号を得ている被
写体をデフォーカス状態で撮像した場合、図３（ｃ）に
示すような波形の映像信号となる。この場合、映像信号
の高周波成分はなくなるが、信号の最大値と最小値の差
はそれほど小さくならない。従って、１フィールド画面
内での輝度レベルの最大値と最小値の差を検出すること
によりコントラスト値の大小を判定することができる。On the other hand, when a subject for which the video signal of FIG. 2B is obtained is imaged in the defocused state, the video signal has a waveform as shown in FIG. 3C. In this case, the high frequency component of the video signal disappears, but the difference between the maximum value and the minimum value of the signal does not become so small. Therefore, the magnitude of the contrast value can be determined by detecting the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness level in the one-field screen.
【００５０】以上のような理由から、カメラ部（１）に
対して被写体が合焦点位置にあっても非合焦点位置にあ
っても、減算回路（２５）らはコントラスト値に対応す
る出力が得られ、（１）式におけるｆｈmax −ｆｈmin
やｆｌmax −ｆｌmin に相当する値を得ることができ
る。減算回路（２５）の出力が入力されるコンパレータ
回路（２６）は例えば図４（ａ）の論理表に示すような
動作を行う市販のＩＣ（例えば商標名：ＴＤ３５０２Ｐ
がある）を組み合わせることにより構成することができ
る。図４（ｂ）に示されたブロック図は前記ＩＣを組み
合わせて１６ビットコンパレータ回路を構成した場合を
示している。以上のような構成を有するコンパレータ回
路（２６）の一方、つまり図４の構成のＡ側に減算回路
（２５）の出力、すなわち演算で得られたコントラスト
値を入力し、他方、つまり図４の構成のＢ側に設定器
（２７）に設定された閾値を入力することにより、閾値
を境にコントラストのある被写体かコントラストの無い
被写体かを判別することができる。そして、図４の構成
ではコントラストのある被写体の場合は、その出力Ｘに
“１”、出力Ｙに“０”が送出され、コントラストの無
い被写体の場合は、その出力Ｘに“０”、出力Ｙに
“１”が送出される。For the above reason, the subtraction circuit (25) outputs the output corresponding to the contrast value regardless of whether the object is in the in-focus position or the in-focus position with respect to the camera section (1). Obtained, fh max −fh min in the equation (1)
Or a value corresponding to fl max −fl min can be obtained. The comparator circuit (26) to which the output of the subtraction circuit (25) is input is, for example, a commercially available IC (for example, trade name: TD3502P) that operates as shown in the logic table of FIG.
Can be configured by combining. The block diagram shown in FIG. 4B shows a case where a 16-bit comparator circuit is configured by combining the ICs. The output of the subtraction circuit (25), that is, the contrast value obtained by the calculation is input to one side of the comparator circuit (26) having the above configuration, that is, the A side of the configuration of FIG. By inputting the threshold value set in the setting device (27) on the B side of the configuration, it is possible to determine whether the subject has a contrast or a non-contrast subject with the threshold as a boundary. In the configuration of FIG. 4, "1" is sent to the output X and "0" to the output Y in the case of a subject with contrast, and "0" to the output X in the case of a subject without contrast. "1" is sent to Y.
【００５１】ちなみに、設定値（２７）からコンパレー
タ回路（２６）に与える閾値レベルは固定でもよい。と
ころが、撮像回路（４）から得られる映像信号のレベル
は同一被写体であっても照度が変化すると大きく変動
し、通常はこの変動を抑制するためにカメラ部（１）に
オートアイリスと呼ばれる絞り制御機構を設けたり、撮
像回路（４）に自動利得制御回路を設けたりしている。
しかしながら、両者とも信号レベルを完全に一定レベル
に保つことができるわけではなく、また時定数が大きい
ため必ずしも照度変化に対応できているわけでもない。
このために設定器（２７）からコンパレータ回路（２
６）に与える閾値は照度の変化に十分対応できるような
値が選択される方が好ましい。Incidentally, the threshold level given from the set value (27) to the comparator circuit (26) may be fixed. However, the level of the video signal obtained from the image pickup circuit (4) greatly changes when the illuminance changes even for the same subject, and normally, in order to suppress this fluctuation, the camera unit (1) has an aperture control mechanism called an auto iris. Or the image pickup circuit (4) is provided with an automatic gain control circuit.
However, neither of them can keep the signal level completely constant, and since the time constant is large, it is not always possible to cope with the illuminance change.
For this purpose, from the setting device (27) to the comparator circuit (2
It is preferable that the threshold value given to 6) is selected such that it can sufficiently cope with the change in illuminance.
【００５２】次に図５に、設定器（２７）の設定閾値を
照度変化に応じて変化させるための構成を示す。図にお
いて、（３８）はＡ／Ｄ変換器（２２）の出力にゲート
開閉信号ＧＣ１を加算して特定のサンプリングエリアの
輝度レベルを累積加算する加算回路、（３９）は加算回
路（３８）による加算結果を予め設定された設定値と比
較するコンパレータ回路である。そして、設定器（２
７）はコンパレータ回路（３９）の出力に基づいて通常
照度時の閾値として用いるべき大きな値の入力データＡ
または低照度時の閾値として用いるべき小さな値の入力
データＢを選択してコンパレータ回路（２６）に出力す
る。Next, FIG. 5 shows a configuration for changing the set threshold value of the setter (27) in accordance with the change in illuminance. In the figure, (38) is an adder circuit for adding the gate opening / closing signal GC1 to the output of the A / D converter (22) to cumulatively add the brightness level of a specific sampling area, and (39) is an adder circuit (38). It is a comparator circuit that compares the addition result with a preset value. And the setting device (2
7) is a large value of input data A to be used as a threshold value in normal illuminance based on the output of the comparator circuit (39)
Alternatively, the input data B having a small value to be used as the threshold value in low illuminance is selected and output to the comparator circuit (26).
【００５３】この構成において、低照度時にＡ／Ｄ変換
器（２２）の入力レベルが下がると加算回路（３８）の
出力も低下するが、この時コンパレータ回路（３９）の
設定値をそれが低照度と判定できるレベルに決めてお
く。その結果、コンパレータ回路（３９）の設定値より
加算回路（３８）の出力が大きい場合は設定器（２７）
に与えられるセレクト入力により入力データＡをコンパ
レータ回路（２６）に与えることになり、逆にコンパレ
ータ回路（３９）の設定値より加算回路（３８）の出力
が小さい場合には設定器（２７）に与えられるセレクト
入力が反転して入力データＢをコンパレータ回路（２
６）に与えることになる。その結果、被写体の照度変化
に応じてコンパレータ回路（２６）には異なるコントラ
スト値の判定用の閾値が与えられることになり、コント
ラスト値判定の確実性を大きくすることができる。な
お、設定器（２７）における設定値は２つに限らず照度
レベルに応じて更にたくさんの値から選択するようにし
てもよく判定の信頼性を高められる効果がある。In this configuration, when the input level of the A / D converter (22) is lowered at low illuminance, the output of the adder circuit (38) is also lowered, but at this time, the set value of the comparator circuit (39) is lowered. Decide on a level that can be judged as illuminance. As a result, when the output of the adder circuit (38) is larger than the set value of the comparator circuit (39), the setter (27)
Input data A is given to the comparator circuit (26) by the select input given to the comparator circuit (26), and conversely, when the output of the adding circuit (38) is smaller than the set value of the comparator circuit (39), it is sent to the setter (27). The applied select input is inverted and the input data B is transferred to the comparator circuit (2
It will be given to 6). As a result, the comparator circuit (26) is provided with different thresholds for determining the contrast value according to changes in the illuminance of the subject, and the certainty of the contrast value determination can be increased. The setting value in the setter (27) is not limited to two, and may be selected from a larger number according to the illuminance level, which has the effect of increasing the reliability of the determination.
【００５４】このように照度変化に対しては閾値を適応
的に変えることにより対応が可能である。しかし、上述
の構成のみではコントラストの有無の判別を誤る場合が
ある。例えば、白い壁（全くコントラストが無いとす
る）に上方あるいは側方から照明光が投射されている場
合、その光源と壁の角度により壁の表面上の照度（輝
度）は連続的に変化する。すなわち光源に近い方は輝度
が高く、遠い方は低くなる。これを濃度ヒストグラムに
表すと図６（ａ）のようになり、実際にはコントラスト
がない被写体を撮像した場合でも、濃度ヒストグラムは
コントラストのある被写体の場合と差がないほどその分
布は広くなる。上記のような場合、前述の構成だけで
は、「コントラスト有り」と判断され、従来の場合と同
様フォーカスモータ（３）が無駄に動き続けるのを防止
することはできない。このような誤りを回避するために
コントラスト差分検出回路（３７）が設けられている。As described above, it is possible to deal with the illuminance change by adaptively changing the threshold value. However, with the above-mentioned configuration alone, the presence / absence of contrast may be erroneously determined. For example, when the illumination light is projected from above or from the side onto a white wall (assuming that there is no contrast), the illuminance (luminance) on the surface of the wall continuously changes depending on the angle between the light source and the wall. That is, the brightness is high near the light source and low near the light source. This is expressed in a density histogram as shown in FIG. 6A, and even when an object having no contrast is actually imaged, the density histogram has a distribution that is as wide as there is a contrast object. In the above case, it is not possible to prevent the focus motor (3) from continuing to move unnecessarily, as in the conventional case, because it is determined that “there is contrast” with the above configuration alone. A contrast difference detection circuit (37) is provided in order to avoid such an error.
【００５５】さて、前述したようなコントラストの無い
被写体において照明の当り方により濃度値の分散が実際
より広くなるような状況におけるヒストグラムは、図６
（ａ）の合焦点においても、図６（ｂ）の非合焦点にお
いても、その最大値と最小値の幅（コントラスト値）は
ほとんど変化しない。非合焦時は合焦時に比べて、画像
の平均濃度値付近の画素数が増加し、平均より離れた濃
度値の画素数が減少するだけで、図６（ｂ）のように最
大値あるいは最小値が大きく変化することはない。 一
方、コントラストが有る被写体において、合焦点におけ
るヒストグラムは図７（ａ）に示すように幅広く分散す
る。しかし、フォーカスレンズの位置が変わり非合焦状
態になった場合は図７（ｂ）に示すようにヒストグラム
の幅は狭くなる。Now, the histogram in the situation where the dispersion of the density value becomes wider than the actual one due to the way the illumination hits in the above-mentioned non-contrast subject is as shown in FIG.
The width between the maximum value and the minimum value (contrast value) hardly changes in both the in-focus point shown in FIG. 6A and the non-focus point shown in FIG. When out of focus, the number of pixels in the vicinity of the average density value of the image increases and the number of pixels of the density values far from the average decreases only when the maximum value or The minimum value does not change significantly. On the other hand, in a subject with contrast, the histogram at the focal point is widely dispersed as shown in FIG. However, when the position of the focus lens is changed to be out of focus, the width of the histogram becomes narrow as shown in FIG. 7B.
【００５６】従って、レンズ駆動を行う前のコントラス
ト検出出力と、レンズ駆動した後の出力の差を演算し、
その値が一定値より大きいかあるいは小さいかを判別す
ることにより被写体のコントラストの有無を判別でき
る。Therefore, the difference between the contrast detection output before lens driving and the output after lens driving is calculated,
The presence or absence of the contrast of the subject can be determined by determining whether the value is larger or smaller than a certain value.
【００５７】以上の動作を図１に基づいて説明する。コ
ントラスト検出回路（２８）内の減算回路（２５）の出
力（コントラスト値に対応）が一度コントラスト差分検
出回路（３７）内のラッチ回路（２９）で保持され、レ
ンズ駆動の後の減算回路（２５）からの出力と保持され
た出力との差が減算回路（３４）により演算する。減算
回路（３４）の出力はコンパレータ回路（３５）の一方
の入力端に接続され、他方の入力端には設定器（３６）
で設定された閾値が与えられ両入力の値が比較される。
このコンパレータ（３５）で閾値より大きい場合は
“１”、小さい場合は“０”を出力信号ＰＣとして出力
する。信号ＰＣはコントラスト値のレンズ駆動による変
化が大の場合“１”で、小の場合“０”と出力するよう
に、図４で示されたものと同様の構成をとる。この出力
信号ＰＣと前述したコントラスト検出回路（２６）の出
力信号ＱＣの論理積をＡＮＤゲート（４０）でとること
により、フォーカスモータ制御信号ＮＣを作る。The above operation will be described with reference to FIG. The output (corresponding to the contrast value) of the subtraction circuit (25) in the contrast detection circuit (28) is once held in the latch circuit (29) in the contrast difference detection circuit (37), and the subtraction circuit (25 after the lens driving). ) And the held output is calculated by the subtraction circuit (34). The output of the subtraction circuit (34) is connected to one input end of the comparator circuit (35) and the setter (36) is connected to the other input end.
The threshold value set by is given and the values of both inputs are compared.
When the comparator (35) is larger than the threshold value, "1" is output, and when it is smaller, "0" is output as the output signal PC. The signal PC has the same configuration as that shown in FIG. 4 so that "1" is output when the change in the contrast value due to lens driving is large and "0" is output when the change is small. A focus motor control signal NC is created by taking the logical product of this output signal PC and the output signal QC of the above-mentioned contrast detection circuit (26) by the AND gate (40).
【００５８】このＮＣの論理とそれに対応する判断及び
制御内容を図８に示す。すなわち、出力信号ＱＣが
“０”であればコントラスト無しと判断しフォーカスモ
ータの駆動を行わないようにする（同図ａ）。出力信号
ＱＣが“１”であっても出力信号ＰＣが“０”ならば、
やはりコントラスト無しと判断しフォーカスモータ駆動
を停止する（同図ｂ）。出力信号ＱＣとＰＣが共に
“１”の時だけコントラスト有りと判断し、レンズ駆動
により山登りを実行するようにしている（同図ｄ）。な
お、出力信号ＱＣが“０”で出力信号ＰＣが“１”とい
う場合はあり得ないので図８のｃの欄は空白なってい
る。FIG. 8 shows the logic of this NC and the contents of judgment and control corresponding to it. That is, if the output signal QC is "0", it is determined that there is no contrast and the focus motor is not driven (a in the figure). If the output signal PC is "0" even if the output signal QC is "1",
After all, it is determined that there is no contrast and the focus motor drive is stopped (b in the same figure). Only when both the output signals QC and PC are "1", it is determined that there is contrast, and the lens is driven to perform the hill climbing (FIG. 11D). The output signal QC is "0" and the output signal PC is "1", which is not possible, so the column c in FIG. 8 is blank.
【００５９】以上のようにコントラスト検出回路（２
８）、コントラスト差分検出回路（３７）の一連の動作
をフローチャートに示すと図９に示すごとくになる。As described above, the contrast detection circuit (2
8) A series of operations of the contrast difference detection circuit (37) is shown in a flowchart as shown in FIG.
【００６０】なお、上述の構成において、信号ＰＣだけ
でコントラストの有無は正確に判別できるのであるが、
信号ＰＣを得るにはフォーカスレンズを駆動しなければ
ならないので、信号ＱＣを活用する意義がある。つま
り、信号ＡＣを得るコントラスト検出回路（２８）を併
用することにより、レンズ駆動なしでコントラストの無
い被写体を判別できるという利点がある。It should be noted that, in the above-mentioned configuration, the presence / absence of contrast can be accurately determined only by the signal PC.
Since it is necessary to drive the focus lens to obtain the signal PC, it is significant to utilize the signal QC. That is, by using the contrast detection circuit (28) that obtains the signal AC together, there is an advantage that a subject without contrast can be discriminated without driving the lens.
【００６１】実施例２ また、上記実施例においては、撮像回路（４）からの映
像信号を直接Ａ／Ｄ変換器（２２）に入力する構成を示
したが、フォーカシング用のサンプリングエリア内の輝
度信号を抽出しているゲート回路（７）の出力をＡ／Ｄ
変換器（２２）に入力し、サンプリングエリア内のコン
トラスト値に基づくオートフォーカス動作の可否の判定
を行うようにしても良い。 Embodiment 2 In the above embodiment, the video signal from the image pickup circuit (4) is directly input to the A / D converter (22). However, the luminance in the sampling area for focusing is shown. The output of the gate circuit (7) extracting the signal is A / D
It may be input to the converter (22) to determine whether or not the autofocus operation is possible based on the contrast value in the sampling area.
【００６２】更に、上記実施例ではコントラスト検出回
路（２８）あるいはコントラスト差分検出回路（３７）
をディジタル的に動作する回路として示したが、アナロ
グ的な回路で構成しても同様の作用効果を得ることがで
きる。Further, in the above embodiment, the contrast detection circuit (28) or the contrast difference detection circuit (37).
Although it has been shown as a circuit that operates digitally, the same operation and effect can be obtained even if it is configured by an analog circuit.
【００６３】加えて、上記実施例においてはコンパレー
タ回路（２６）及び（３５）の出力である信号ＱＣ、Ｐ
Ｃの論理積出力ＮＣをフォーカスモータ制御回路（１
６）に与えることによりフォーカスモータ（３）の動き
を規制する構成を示したが、至近の物体を望遠側で撮っ
ていた場合に合焦させるために自動的にズームを広角側
に制御するオートマクロ機能やフルレンジオートフォー
カス機能を禁止するような構成としてもよい。要する
に、検知手段による検知結果でオートフォーカス動作を
禁止するような構成にすれば良い。In addition, in the above embodiment, the signals QC and P which are the outputs of the comparator circuits (26) and (35).
The logical product output NC of C is applied to the focus motor control circuit (1
6) has been shown to regulate the movement of the focus motor (3) by giving it to 6), but in order to focus the closest object on the telephoto side, the zoom is automatically controlled to the wide-angle side. The macro function or the full-range auto focus function may be prohibited. In essence, the autofocus operation may be prohibited based on the detection result of the detection means.
【００６４】また、ＡＮＤゲート（４０）の出力をフォ
ーカス制御系に与える代りに撮像者写に対するオートフ
ォーカス不能の警告信号として用い、撮像者にコントラ
ストのある被写体への変更を促すようにしてもよい。Further, instead of giving the output of the AND gate (40) to the focus control system, it may be used as a warning signal indicating that auto-focusing is impossible for a photographer's photograph to prompt the photographer to change to a subject having contrast. .
【００６５】更に、前述の説明で、コントラスト検出部
（２８）の出力ＱＣは合焦時には大きく、デフォーカス
時には小さくなることから、この信号ＱＣを山登り動作
の補助的な（評価値作成部（３０）に対して）情報とし
て使用することも考えられる。この場合の回路構成はフ
ォーカス評価値変化検出部（３１）と同様に最大値メモ
リと比較器から構成され、出力は同様にフォーカスモー
タ制御回路（１６）に入力される。このようにすること
で、フォーカス評価値作成部（３０）だけの出力では合
焦しにくかった、低照度時や被写体の動きなどに対して
も、オートフォーカス動作が確実に行えるようになる。Further, in the above description, the output QC of the contrast detecting section (28) is large at the time of focusing and becomes small at the time of defocusing, so this signal QC is used as an auxiliary (evaluation value creating section (30) for the hill climbing operation. It may be used as information). The circuit configuration in this case is composed of a maximum value memory and a comparator like the focus evaluation value change detection unit (31), and the output is similarly input to the focus motor control circuit (16). By doing so, it becomes possible to reliably perform the autofocus operation even when the illuminance is low or the subject moves, which is difficult to focus with the output of only the focus evaluation value creating unit (30).
【００６６】[0066]
【発明の効果】この発明によれば、被写体のコントラス
トを映像信号の最大値と最小値の差からとその差の変動
量から検出し、これらを予め定められた閾値と比較する
ことによりコントラスト値がオートフォーカス動作に十
分か否かを判定し、レンズの無駄な動作を抑制して良好
な撮影画像が得られるという効果を奏するものである。According to the present invention, the contrast of the object is detected from the difference between the maximum value and the minimum value of the video signal and the variation amount of the difference, and the contrast value is compared with a predetermined threshold value. It is possible to determine whether or not is sufficient for the autofocus operation, and to suppress the useless movement of the lens to obtain a good captured image.
【図１】この発明の一実施例を示すオートフォーカス装
置のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of an autofocus device showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１のコントラスト検出回路の構成の動作原理
を説明するためのヒストグラム図。FIG. 2 is a histogram diagram for explaining the operation principle of the configuration of the contrast detection circuit of FIG.
【図３】被写体のコントラストと映像信号の関係を示す
波形図。FIG. 3 is a waveform diagram showing the relationship between the contrast of a subject and a video signal.
【図４】ディジタル式のコンパレータの構成を示す説明
図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a digital comparator.
【図５】コントラスト値判定用の設定閾値を照度変化に
応じて変化させるための構成を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration for changing a setting threshold value for contrast value determination according to a change in illuminance.
【図６】コントラストの無い被写体に片側から照明があ
たった場合のヒストグラム図。FIG. 6 is a histogram diagram when a subject without contrast is illuminated from one side.
【図７】コントラストの高い被写体におけるヒストグラ
ム図。FIG. 7 is a histogram diagram of a subject with high contrast.
【図８】コントラスト検出回路出力とコントラスト差分
検出回路出力の論理積とそれによる判断及び制御内容を
示す図。FIG. 8 is a diagram showing a logical product of an output of a contrast detection circuit and an output of a contrast difference detection circuit, and determination and control contents by the logical product.
【図９】コントラスト検出回路とコントラスト差分検出
回路をソフトウェア化した場合のアルゴリズムを示すフ
ローチャートを示す図。FIG. 9 is a diagram showing a flowchart showing an algorithm when the contrast detection circuit and the contrast difference detection circuit are implemented as software.
【図１０】従来のオートフォーカス装置を示すブロック
図。FIG. 10 is a block diagram showing a conventional autofocus device.
【図１１】フォーカス評価値とフォーカスレンズの位置
の関係を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between the focus evaluation value and the position of the focus lens.
（１） カメラ部 （２） フォーカスリング （３） フォーカスモータ （４） 撮像回路 （５） 同期分離回路 （６） ゲート制御回路 （７） ゲート回路 （８） ＨＰＦ （９） 検波回路 （１０） 積分回路 （１１） Ａ／Ｄ変換器 （１２） 最大値メモリ （１３） 比較器 （１４） メモリ （１５） 比較器 （１６） フォーカスモータ制御回路 （１７） モータ位置メモリ （１８） 比較器 （１９） フォーカスリング位置検出センサ回路 （２２） Ａ／Ｄ変換器 （２３） 最大値検出回路 （２４） 最小値検出回路 （２５） 減算回路 （２６） コンパレータ回路 （２７） 設定器 （２８） コントラスト検出回路 （２９） ラッチ回路 （３０） フォーカス評価値作成部 （３１） フォーカス評価値変化検出部 （３２） 被写体変化検出部 （３３） 合焦点位置検出部 （３４） 減算回路 （３５） コンパレータ回路 （３６） 設定器 （３７） コントラスト差分検出回路 （４０） ＡＮＤ（論理積）ゲート回路 (1) Camera section (2) Focus ring (3) Focus motor (4) Imaging circuit (5) Sync separation circuit (6) Gate control circuit (7) Gate circuit (8) HPF (9) Detection circuit (10) Integration Circuit (11) A / D converter (12) Maximum value memory (13) Comparator (14) Memory (15) Comparator (16) Focus motor control circuit (17) Motor position memory (18) Comparator (19) Focus ring position detection sensor circuit (22) A / D converter (23) Maximum value detection circuit (24) Minimum value detection circuit (25) Subtraction circuit (26) Comparator circuit (27) Setting device (28) Contrast detection circuit ( 29) Latch circuit (30) Focus evaluation value creation unit (31) Focus evaluation value change detection unit (32) Subject change detection unit (33) Focus Point position detection unit (34) Subtraction circuit (35) Comparator circuit (36) Setter (37) Contrast difference detection circuit (40) AND (logical product) gate circuit
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成３年１０月９日[Submission date] October 9, 1991
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３８[Correction target item name] 0038
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００３８】[0038]
【課題を解決するための手段】この発明に係るオートフ
ォーカス装置は、撮像レンズを通じて撮像した被写体の
映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から得ら
れた映像信号の高周波成分に基づいて前記フォーカス評
価値を作成するフォーカス評価値作成手段と、前記撮像
レンズの焦点位置をフォーカスリングの正逆転駆動によ
り制御するフォーカス制御手段と、前記フォーカス評価
値作成手段からのフォーカス評価値に基づき前記フォー
カス制御手段を駆動しながら山登りサーボ方式によりフ
ォーカス評価値が最大となる位置に撮像レンズを位置さ
せるオートフォーカス制御手段と、前記撮像手段から得
られた映像信号の輝度レベルの最大値と最小値の差を演
算することにより被写体のコントラストを検出するコン
トラスト検出手段と、前記コントラスト検出手段出力の
前記撮像レンズの移動による変化を検出するコントラス
ト差分検出手段出力と、前記コントラスト検出手段出力
と前記コントラスト差分検出手段出力からフォーカス動
作が不能であることを示す信号を出力する検知手段を備
えることを特徴とする。また、前記オートフォーカス制
御手段は、前記フォーカス評価値作成手段からのフォー
カス評価値及び前記コントラスト検出手段からの出力に
基づき前記フォーカス制御手段を駆動することにより合
焦点に撮像レンズを位置させることを特徴とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An autofocus device according to the present invention comprises an image pickup means for outputting a video signal of a subject imaged through an image pickup lens, and an image pickup means for outputting the image signal of the object based on a high frequency component of the video signal obtained from the image pickup means. Focus evaluation value creating means for creating a focus evaluation value, focus control means for controlling the focus position of the imaging lens by forward / reverse driving of a focus ring, and the focus control based on the focus evaluation value from the focus evaluation value creating means. While driving the means, the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness level of the video signal obtained from the image pickup means and the autofocus control means for positioning the image pickup lens at the position where the focus evaluation value is maximized by the hill climbing servo system are displayed. Contrast detection means for detecting the contrast of a subject by calculating A contrast difference detecting means output for detecting a change in the contrast detecting means output due to the movement of the imaging lens; and a signal indicating that the focus operation is impossible from the contrast detecting means output and the contrast difference detecting means output. It is characterized by comprising a detection means. Also, the autofocus system
The means is the focus evaluation value creating means.
The evaluation value and the output from the contrast detection means
By driving the focus control means based on
It is characterized in that the imaging lens is positioned at the focal point.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００４８[Correction target item name] 0048
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００４８】ここで、図２（ａ）における濃度値の最大
値をｆｌmax 、最小値をｆｌmin 、図２（ｂ）における
濃度値の最大値をｆｈmax 、最小値をｆｈmin とする
と、定性的に ｆｈmax −ｆｈmin ＞＞ｆｌmax −ｆｌmin …（１） が成立する。一般的に濃淡の度合いを見る場合は、ヒス
トグラムから分散を計算し、濃度分布のばらつきを判断
するが、（１）式からでも十分に濃淡の度合いを判断す
ることができる。これを、映像信号の波形でみると図３
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のようになる。つまり、コント
ラストの低い被写体では同図（ａ）に示すように最大値
と最小値の開きの小さな映像信号しか得られず、コント
ラストの高い被写体では同図（ｂ）に示すように最大値
と最小値の開きの大きな映像信号が得られる。各図は映
像信号の１ライン分に相当するものであるが１画面につ
いても同様のことが成立する。Here, when the maximum value of the density value in FIG. 2A is fl max , the minimum value is fl min , the maximum value of the density value in FIG. 2B is fh max , and the minimum value is fh min , qualitatively fh max -fh min >> fl max -fl min ... (1) is satisfied. Generally, when looking at the degree of shading, the variance is calculated from the histogram and the variation of the density distribution is judged, but the degree of shading can also be judged sufficiently from equation (1). This is shown in the waveform of the video signal in FIG.
It becomes like (a), (b), (c). In other words, a subject with low contrast can obtain only a video signal with a small difference between the maximum value and the minimum value as shown in FIG. 7A, and a subject with high contrast can be obtained with the maximum and minimum values as shown in FIG. A video signal with a large difference in value can be obtained. Each drawing corresponds to one line of the video signal, but the same applies to one screen.
Claims (1)
信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から得られた
映像信号の高周波成分に基づいてフォーカス評価値を作
成するフォーカス評価値作成手段と、前記撮像レンズの
焦点位置をフォーカスリングの正逆転駆動により制御す
るフォーカス制御手段と、前記フォーカス評価値作成手
段からのフォーカス評価値に基づき前記フォーカス制御
手段を駆動しながら山登りサーボ方式によりフォーカス
評価値が最大となる位置に撮像レンズを位置させるオー
トフォーカス制御手段と、前記撮像手段から得られた映
像信号の輝度レベルの最大値と最小値の差を演算するこ
とにより被写体のコントラストを検出するコントラスト
検出手段と、前記コントラスト検出手段の前記撮像レン
ズ移動による変化を検出するコントラスト差分検出手段
と、前記コントラスト検出手段出力と前記コントラスト
差分検出手段出力からオートフォーカス動作が不能であ
ることを示す信号を出力する検知手段を備えることを特
徴とするオートフォーカス装置。1. An image pickup means for outputting a video signal of a subject imaged through an image pickup lens; a focus evaluation value creation means for creating a focus evaluation value based on a high frequency component of the video signal obtained from the image pickup means; A focus control unit that controls the focus position of the imaging lens by driving the focus ring in forward and reverse directions, and a focus evaluation value is maximized by a hill climbing servo system while driving the focus control unit based on the focus evaluation value from the focus evaluation value creating unit. Autofocus control means for arranging the image pickup lens at a position, and contrast detection means for detecting the contrast of the subject by calculating the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness level of the video signal obtained from the image pickup means. Change due to movement of the imaging lens of the contrast detection means Contrast difference detecting means for detecting, autofocus apparatus comprising: a detecting means for outputting a signal indicating that said contrast detecting means outputs said is impossible autofocus operation from the contrast difference detector output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030433A JP2756042B2 (en) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | Auto focus device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030433A JP2756042B2 (en) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | Auto focus device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0667081A true JPH0667081A (en) | 1994-03-11 |
| JP2756042B2 JP2756042B2 (en) | 1998-05-25 |
Family
ID=12303814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3030433A Expired - Lifetime JP2756042B2 (en) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | Auto focus device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2756042B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015012096A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Medical observation apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213811A (en) * | 1987-03-03 | 1988-09-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Auto-focusing circuit |
| JPH04127672A (en) * | 1990-09-18 | 1992-04-28 | Sony Corp | Automatic focusing device |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP3030433A patent/JP2756042B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213811A (en) * | 1987-03-03 | 1988-09-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Auto-focusing circuit |
| JPH04127672A (en) * | 1990-09-18 | 1992-04-28 | Sony Corp | Automatic focusing device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015012096A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Medical observation apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2756042B2 (en) | 1998-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2007086596A (en) | Camera | |
| US6721013B1 (en) | Automatic focusing apparatus | |
| US5604538A (en) | Autofocus apparatus utilizing luma and chroma components to determine whether focusing is possible | |
| KR100194990B1 (en) | Autofocus method | |
| JP4573032B2 (en) | Auto focus system | |
| US5798793A (en) | Automatic focusing device capable of detecting panning | |
| JP2749961B2 (en) | Imaging device | |
| JPH0582786B2 (en) | ||
| JPH07118785B2 (en) | Contrast detection device and autofocus device using the same | |
| JP3014745B2 (en) | Auto focus device | |
| JPH0667081A (en) | Automatic focusing device | |
| JP2622237B2 (en) | Camera with automatic tracking device | |
| JP2913530B2 (en) | Automatic focus control device | |
| JP3428663B2 (en) | Automatic focusing device | |
| JP2517435B2 (en) | Autofocus device | |
| JP2810403B2 (en) | Automatic focusing device | |
| JP3213443B2 (en) | Auto focus camera | |
| US6473127B1 (en) | Image pickup apparatus | |
| JP2834784B2 (en) | Auto focus camera | |
| JP2877379B2 (en) | Auto focus camera | |
| JPH03259671A (en) | Automatic focusing device | |
| JPH06125493A (en) | Automatic focus adjustment device | |
| JPH05219431A (en) | Exposure controller for video camera | |
| JPS63217879A (en) | Electronic still video camera | |
| JP3157307B2 (en) | Auto focus camera |