JPH08334683A - Automatic in-focus device - Google Patents

Automatic in-focus device

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JPH08334683A
JPH08334683A JP15998195A JP15998195A JPH08334683A JP H08334683 A JPH08334683 A JP H08334683A JP 15998195 A JP15998195 A JP 15998195A JP 15998195 A JP15998195 A JP 15998195A JP H08334683 A JPH08334683 A JP H08334683A
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high frequency
frequency component
point
area
focus
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Hideyuki Kondo
秀幸 近藤
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Nidec Sankyo Corp
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Abstract

PURPOSE: To accurately detect the in-focus position and to improve reliability, even if an object is one having high luminance and immediately saturated to a white level, such as flames. CONSTITUTION: A contrast signal is detected by means 2 and 3, based on a video signal inputted from a camera and the contrast signal per unit-region in the region where the contrast signal is high between far and near points is obtained with the detected contrast signal by means 1 and 4. This automatic focusing device is provided with a means 5 for making levels at the far and near points except an in-focus point relatively lower than the level at the in- focus point by using not the contrast signal for making its level high at the far and near points except the in-focus point, but the contrast signal per unit- region, when the object is one having the high luminance and immediately saturated to the white level, such as the lames, to make the peak point of the contrast signal per unit-region the in-focus point.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動合焦装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic focusing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】カメラ(テレビカメラ)から入力される
映像信号よりコントラスト信号(高周波成分信号または
高周波成分量信号)を検出し、このコントラスト信号に
基づいて自動合焦を行うようにした自動合焦装置が知ら
れている。
2. Description of the Related Art Automatic focusing in which a contrast signal (high frequency component signal or high frequency component amount signal) is detected from a video signal input from a camera (television camera) and automatic focusing is performed based on the contrast signal. The device is known.

【0003】この自動合焦装置の概略構成を表したのが
図7である。同図において、符号7は被写体を示してお
り、この被写体7は光学系9を介して、例えばCCD(C
harge Coupled Device) カメラ8により撮像される。
FIG. 7 shows a schematic configuration of this automatic focusing device. In the figure, reference numeral 7 indicates a subject, and the subject 7 is, for example, a CCD (C
harge Coupled Device) Imaged by the camera 8.

【0004】カメラ8により撮像された被写体は、カメ
ラ8から映像信号として出力され、この映像信号に基づ
いて高周波成分抽出手段10によりコントラスト信号が
検出される。このコントラスト信号を抽出する範囲、す
なわち焦点を合わせる被写体7の範囲(フォーカスエリ
ア)は、例えばテレビ画像の中で任意に設定される。
The subject imaged by the camera 8 is output as a video signal from the camera 8, and the contrast signal is detected by the high frequency component extracting means 10 based on this video signal. The range from which the contrast signal is extracted, that is, the range of the subject 7 to be focused (focus area) is arbitrarily set in, for example, a television image.

【0005】高周波成分抽出手段10によるコントラス
ト信号の抽出は、映像信号を走査線方向に微分し、この
微分波形のピーク値またはフォーカスエリア内の微分値
を加算することによりなされる。これらの何れを用いる
かは被写体の状態、ニーズにより異なるが、一般的にコ
ントラストが高い場合に微分波形のピーク値(高周波成
分)が、コントラストが低い場合にフォーカスエリア内
の微分値を加算した値(高周波成分量)が、それぞれ用
いられる。
The extraction of the contrast signal by the high frequency component extracting means 10 is performed by differentiating the video signal in the scanning line direction and adding the peak value of this differential waveform or the differential value in the focus area. Which of these is used depends on the condition of the subject and needs, but in general, the peak value (high frequency component) of the differential waveform when the contrast is high, and the value obtained by adding the differential value in the focus area when the contrast is low. (Amount of high frequency component) is used respectively.

【0006】上記光学系9は、図示されないモータによ
り被写体7に対向する方向に移動される。すなわち、光
学系9は、被写体7に対して遠点(図示右側)から近点
(図示左側)まで移動される。この光学系9を被写体7
に対して遠点から近点まで移動した際に抽出されるコン
トラスト信号を示したのが図7のグラフ部分であり、こ
れより明らかなように、焦点位置に光学系9が位置する
と、コントラスト信号として上記微分波形のピーク値ま
たはフォーカスエリア内の微分値を加算した値の何れを
用いていても、コントラスト信号はピーク(最大値)と
なる。すなわち、焦点位置検出手段11は、このピーク
値に光学系9が位置するように該光学系9を移動し、こ
の光学系9がピーク値の位置に位置することにより、合
焦がなされるようになっている。
The optical system 9 is moved in a direction facing the subject 7 by a motor (not shown). That is, the optical system 9 is moved from the far point (right side in the drawing) to the near point (left side in the drawing) with respect to the subject 7. This optical system 9 is the subject 7
On the other hand, the contrast signal extracted when moving from the far point to the near point is shown in the graph portion of FIG. 7. As is clear from this, when the optical system 9 is located at the focus position, the contrast signal is As the peak value of the differential waveform or the value obtained by adding the differential value in the focus area, the contrast signal has a peak (maximum value). That is, the focus position detection means 11 moves the optical system 9 so that the optical system 9 is located at this peak value, and when this optical system 9 is located at the peak value position, focus is achieved. It has become.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、被写体7
を、例えば図8(a)に示されるような蝋燭の炎とした
場合には、該炎は輝度が高いことから直ぐ白レベルに飽
和してしまい、ボケた像は、図8(b)に示されるよう
に、飽和したまま拡大していく。
By the way, the subject 7
Is a flame of a candle as shown in FIG. 8 (a), the flame has high brightness and is immediately saturated with a white level, and a blurred image is shown in FIG. 8 (b). As shown, it grows saturated.

【0008】上記図8(a)、(b)に示した画像に対
応する微分波形画像を示したのが図9(a)、(b)で
あり、微分波形においてもボケが大きくなるとその画像
の大きさも拡大していく点は変わらない。従って、抽出
されるコントラスト信号は、図10に示されるように、
遠点側、近点側にあってはボケが拡大することにより増
大し、合焦点におけるピーク値より大きくなる。
9 (a) and 9 (b) show differential waveform images corresponding to the images shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). There is no change in that the size of is also expanding. Therefore, the extracted contrast signal is, as shown in FIG.
On the far point side and the near point side, the blur increases as the blur expands and becomes larger than the peak value at the in-focus point.

【0009】すなわち、従来の方式、すなわち微分波形
のピーク値またはフォーカスエリア内の微分値を加算し
た値をコントラスト信号として遠点から近点まで求め、
これらコントラスト信号の中のピーク値を合焦位置とす
る方式では、被写体7を例えば炎のように輝度が高く直
ぐ白レベルに飽和するものとした場合には、合焦位置以
外の遠点側の点や近点側の点を合焦位置と誤認してしま
い、信頼性が低下するといった問題点があった。
That is, the conventional method, that is, the peak value of the differential waveform or the value obtained by adding the differential value in the focus area is obtained as a contrast signal from the far point to the near point,
In the method in which the peak value in these contrast signals is used as the in-focus position, when the subject 7 is saturated to a white level immediately with high brightness such as flame, for example, the far point side other than the in-focus position is used. There is a problem in that the point and the point on the near point side are mistakenly recognized as the in-focus position and the reliability is lowered.

【0010】そこで本発明は、被写体を例えば炎のよう
に輝度が高く直ぐ白レベルに飽和するものとしても、合
焦位置が正確に検出され、信頼性が向上される自動合焦
装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides an automatic focusing device in which the focusing position is accurately detected and the reliability is improved even when the subject is saturated to a white level immediately with high brightness such as flame. The purpose is to

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の自動合焦装置
は、上記目的を達成するために、カメラから入力される
映像信号よりコントラスト信号を検出し、このコントラ
スト信号の遠点から近点までの間のピーク値に基づいて
自動合焦を行うようにした自動合焦装置において、遠点
から近点までの間のコントラスト信号大の領域の単位領
域当たりのコントラスト信号を求め、単位領域当たりの
コントラスト信号のピーク点を合焦点とした。
In order to achieve the above object, an automatic focusing apparatus according to the present invention detects a contrast signal from a video signal input from a camera, and detects the contrast signal from a far point to a near point. In the automatic focusing device that is designed to perform automatic focusing based on the peak value between the points, the contrast signal per unit area of the area of the contrast signal large from the far point to the near point is calculated, and The peak point of the contrast signal of was set as the focal point.

【0012】また、請求項2の自動合焦装置は、上記目
的を達成するために、カメラから入力される遠点から近
点までの映像信号より高周波成分信号を検出し、この映
像信号の高周波成分に基づいて合焦位置を検出するよう
にした自動合焦装置において、前記映像信号から高周波
成分の発生領域を求める発生領域検出手段と、前記映像
信号から前記発生領域内での高周波成分を検出する高周
波成分検出手段と、この高周波成分検出手段からの出力
を用い前記発生領域内の高周波成分の量を検出する高周
波成分量検出手段と、この高周波成分量検出手段からの
出力を前記発生領域検出手段からの出力で除算し単位領
域当たりの高周波成分量を検出する高周波成分量補正手
段と、この高周波成分量補正手段の遠点から近点までの
出力のピーク値を合焦点とする判定手段と、を備えた。
In order to achieve the above object, the automatic focusing apparatus according to the second aspect detects a high frequency component signal from the video signal from the far point to the near point input from the camera, and the high frequency component of this video signal is detected. In an automatic focusing device configured to detect a focus position based on a component, a generation area detection unit that obtains a generation area of a high frequency component from the video signal, and a high frequency component in the generation area from the video signal High frequency component detecting means, high frequency component amount detecting means for detecting the amount of high frequency components in the generation area using the output from the high frequency component detecting means, and the output from the high frequency component amount detecting means for detecting the generation area. The high-frequency component amount correcting means for detecting the high-frequency component amount per unit area by dividing by the output from the means, and the peak value of the output from the far point to the near point of this high-frequency component amount correcting means A judging means for focus, with a.

【0013】また、請求項3の自動合焦装置は、上記目
的を達成するために、上記請求項2に加えて、高周波成
分検出手段は、飽和領域の高周波成分を除外することを
特徴としている。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the automatic focusing device according to claim 3 is characterized in that, in addition to the above-mentioned claim 2, the high-frequency component detecting means excludes high-frequency components in the saturation region. .

【0014】[0014]

【作用】このような請求項1における自動合焦装置によ
れば、カメラから入力される映像信号に基づいてコント
ラスト信号が検出され、このコントラスト信号を用いて
遠点から近点までの間のコントラスト信号大の領域の単
位領域当たりのコントラスト信号が求められ、これら単
位領域当たりのコントラスト信号のピーク点が合焦点と
される。ここで、被写体を例えば炎のように輝度が高く
直ぐ白レベルに飽和するものとすると、映像信号はその
立ち上がりが合焦点では急峻に、合焦点以外の遠点、近
点ではボケて緩やかになることから、コントラスト信号
は、図10に示すように、合焦点では大きくその周辺で
は小さく、合焦点以外の遠点、近点では合焦点よりさら
に大きくなり、またコントラスト信号の変化する領域
は、その信号が急峻に変化することにより合焦点では小
さく、合焦点以外の遠点、近点ではその信号変化がなだ
らかとなるので非常に大きくなる。従って、単位領域当
たりのコントラスト信号のレベルは、合焦点以外の遠
点、近点で低レベルとなり、合焦点でピークとなるが、
単位領域当たりのコントラスト信号のピーク点を合焦点
としていることから、合焦位置が正確に検出されること
になる。
According to the automatic focusing device of the first aspect, the contrast signal is detected based on the video signal input from the camera, and the contrast signal from the far point to the near point is used by using the contrast signal. The contrast signal per unit area of the signal-large area is obtained, and the peak point of the contrast signal per unit area is set as the focal point. Here, assuming that the subject has a high brightness like a flame and is saturated to an immediately white level, the rising edge of the video signal is steep at the in-focus point and is blurred and gradual at the far point and the near point other than the in-focus point. Therefore, as shown in FIG. 10, the contrast signal is large at the in-focus point and small at the periphery thereof, becomes larger than the in-focus point at the far point and the near point other than the in-focus point, and the area where the contrast signal changes is Since the signal sharply changes, it is small at the in-focus point, and becomes very large at the far point and near point other than the in-focus point because the signal change becomes gentle. Therefore, the level of the contrast signal per unit area becomes low level at the far point and near point other than the in-focus point and peaks at the in-focus point.
Since the peak point of the contrast signal per unit area is the focus point, the focus position can be accurately detected.

【0015】また、請求項2における自動合焦装置によ
れば、発生領域検出手段により、映像信号から高周波成
分の発生領域が求められるが、被写体を例えば炎のよう
に輝度が高く直ぐ白レベルに飽和するものとすると、映
像信号はその立ち上がりが合焦点では急峻に、合焦点以
外の遠点、近点ではボケて緩やかになることから、高周
波成分の発生領域は、合焦点では小さく、合焦点以外の
遠点、近点では非常に大きくなる。また、高周波成分検
出手段により、映像信号から前記発生領域内での高周波
成分が検出され、高周波成分量検出手段により、高周波
成分検出手段からの出力が用いられて前記発生領域内の
高周波成分の量が検出されるが、高周波成分量は、合焦
点では大きくその周辺では小さく、合焦点以外の遠点、
近点では合焦点よりさらに大きくなる。そして、高周波
成分量補正手段により、高周波成分量検出手段からの出
力が前記発生領域検出手段からの出力で除算されて単位
領域当たりの高周波成分量が検出されると、そのレベル
は、合焦点以外の遠点、近点で低レベルとなり、合焦点
でピークとなる。従って、判定手段により、高周波成分
量補正手段の遠点から近点までの出力のピーク値を合焦
点としていることから、合焦位置が正確に検出されるこ
とになる。
Further, according to the automatic focusing apparatus of the second aspect, the generation area detecting means can obtain the generation area of the high frequency component from the video signal, but the subject has a high brightness such as a flame and an immediately white level. If it is saturated, the rising edge of the video signal will be steep at the in-focus point and will become blurred and gradual at far points and near points other than the in-focus point. It becomes very large at far points and near points other than. Further, the high frequency component detecting means detects the high frequency component in the generation area from the video signal, and the high frequency component amount detecting means uses the output from the high frequency component detecting means to detect the amount of the high frequency component in the generation area. However, the amount of high-frequency components is large at the in-focus point and small at the periphery, and far points other than the in-focus point,
It becomes larger than the focal point at the near point. Then, when the high frequency component amount correcting means divides the output from the high frequency component amount detecting means by the output from the generation area detecting means to detect the high frequency component amount per unit area, the level thereof is other than the in-focus point. It becomes a low level at the far point and the near point of, and peaks at the in-focus point. Therefore, since the peak value of the output from the far point to the near point of the high frequency component amount correcting means is set as the in-focus point by the determining means, the in-focus position can be accurately detected.

【0016】また、請求項3における自動合焦装置によ
れば、高周波成分検出手段により、飽和領域の高周波成
分が除外され、高周波成分の検出精度がさらに向上され
る。
Further, according to the automatic focusing device of the third aspect, the high frequency component detecting means excludes the high frequency component in the saturation region, and the detection accuracy of the high frequency component is further improved.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例における自動合焦装置の
構成を表したブロック図であり、従来技術の図7に示し
た符号12で囲まれる箇所、すなわち高周波成分抽出手
段10及び焦点位置検出手段11に対応するものであ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an automatic focusing device according to an embodiment of the present invention. A portion surrounded by reference numeral 12 shown in FIG. 7 of the prior art, that is, a high frequency component extracting means 10 and a focus position detecting means. It corresponds to 11.

【0018】本実施例の自動合焦装置は、カメラ8(従
来技術と同じもの)からの映像信号に従って高周波成分
の発生領域を求める発生領域検出手段1と、上記映像信
号から上記発生領域内での高周波成分を検出する高周波
成分検出手段2と、を備えている。
The automatic focusing apparatus according to the present embodiment comprises a generation area detecting means 1 for obtaining a generation area of a high frequency component in accordance with a video signal from a camera 8 (the same as that of the prior art), and within the generation area from the video signal. And a high frequency component detecting means 2 for detecting the high frequency component.

【0019】上記発生領域検出手段1は、映像信号(ア
ナログ信号)をデジタル信号に変換するA/D変換器1
aと、このデジタル変換された映像信号に対してある程
度大きな時間で遅延させた映像信号との差をとり大まか
な変化としての高周波成分(1)を得る差分(1)検出
手段1bと、この得られた高周波成分(1)のデータを
2値化し実際に高周波成分(1)が得られるエリアを検
出する2値化手段1cと、オートフォーカスエリア設定
手段6により設定されたオートフォーカスエリア(従来
技術で説明したもの)及び上記2値化手段1cにより得
られたエリアに基づいて2値化エリアのカウントを行い
高周波成分(1)のデータがどの程度の範囲に渡るもの
か、すなわち大まかな変化領域がどの程度の範囲かを検
出する2値化エリアのエリアカウント手段1dと、から
構成されている。なお、大まかな変化領域とは、映像信
号の高周波成分にレベル変化が見られる領域であり、合
焦させるための画像処理をすべき領域を検出するための
ものである。
The generation area detecting means 1 is an A / D converter 1 for converting a video signal (analog signal) into a digital signal.
The difference (1) detecting means 1b for obtaining a high-frequency component (1) as a rough change by taking the difference between a and the video signal delayed by a relatively large time with respect to this digitally converted video signal, and the difference (1) detecting means 1b. The binarizing means 1c for binarizing the obtained high frequency component (1) data and detecting the area where the high frequency component (1) is actually obtained, and the autofocus area set by the autofocus area setting means 6 (conventional technique). And the range obtained by counting the binarized area based on the area obtained by the binarizing means 1c, that is, the range of the data of the high frequency component (1), that is, a rough change region. Area count means 1d for a binarized area for detecting the range of The rough change area is an area in which a high-frequency component of a video signal has a level change, and is for detecting an area to be subjected to image processing for focusing.

【0020】上記高周波成分検出手段2は、上記A/D
変換器1aと、このデジタル変換された映像信号に対し
て差分(1)より小さな時間で遅延させた映像信号との
差をとり細かい変化としての高周波成分(2)を得る差
分(2)検出手段2aと、上記映像信号を白レベルでコ
ンパレートするコンパレート手段2cと、このコンパレ
ート手段2cの出力に基づいて飽和領域を検出する飽和
領域検出手段2dと、この飽和領域及び上記2値化エリ
ア外のデータを上記得られた高周波成分(2)のデータ
から除外するデータ除外手段2bと、から構成されてい
る。
The high-frequency component detecting means 2 includes the A / D
Difference (2) detecting means for obtaining a high-frequency component (2) as a minute change by taking the difference between the converter 1a and the video signal delayed by a time smaller than the difference (1) with respect to the digitally converted video signal. 2a, a comparator 2c for comparing the video signal at a white level, a saturation region detector 2d for detecting a saturation region based on the output of the comparator 2c, the saturation region and the binarized area. Data exclusion means 2b for excluding external data from the obtained high frequency component (2) data.

【0021】このデータ除外手段2b及び上記オートフ
ォーカスエリア設定手段6には、飽和領域及び2値化エ
リア外のデータを除外した高周波成分(2)のデータ及
びオートフォーカスエリアに基づいて、高周波成分
(2)の量を検出する高周波成分量検出手段としての差
分量加算手段3が接続されている。この差分量加算手段
3及び上記2値化エリアのエリアカウント手段1dに
は、加算された差分量をエリアカウント値で除算し単位
領域(単位面積)当たりの高周波成分量を検出する高周
波成分量補正手段4が接続されており、この高周波成分
量補正手段4には判定手段5が接続されている。
The data excluding means 2b and the autofocus area setting means 6 include a high frequency component (2) excluding the data outside the saturation area and the binarized area and the high frequency component (based on the autofocus area). The difference amount adding means 3 as the high frequency component amount detecting means for detecting the amount of 2) is connected. The difference amount adding means 3 and the area counting means 1d for the binarized area divide the added difference amount by the area count value to detect a high frequency component amount correction for detecting a high frequency component amount per unit area (unit area). The means 4 is connected, and the judging means 5 is connected to the high frequency component amount correcting means 4.

【0022】この判定手段5は、高周波成分量補正手段
4からの出力を遠点から近点まで1画面ごとにメモリに
記憶する記憶手段5aと、この記憶されたデータの中の
ピーク値を合焦位置と判定しこの合焦位置に光学系を移
動する信号をモータに送出する合焦位置検出手段5b
と、から構成されている。
The determination means 5 combines the storage means 5a for storing the output from the high frequency component amount correction means 4 in the memory for each screen from the far point to the near point, and the peak value in the stored data. Focus position detecting means 5b which determines a focus position and sends a signal for moving the optical system to this focus position to the motor.
It consists of and.

【0023】次に、このように構成された自動合焦装置
の動作について以下説明する。先ず、カメラ8により例
えば図8(a)に示したような蝋燭を撮像する。この場
合、光学系9は遠点から近点まで順次移動され、各位置
で以下の処理が行われるわけであるが、説明の都合上、
光学系9が合焦位置にある場合と、合焦位置より例えば
近点側(遠点側でも可)の位置にある場合と、を並行し
て説明する。
Next, the operation of the automatic focusing device having such a configuration will be described below. First, the camera 8 images a candle as shown in FIG. 8A, for example. In this case, the optical system 9 is sequentially moved from the far point to the near point, and the following processing is performed at each position, but for convenience of explanation,
The case where the optical system 9 is at the in-focus position and the case where the optical system 9 is at, for example, the near point side (even the far point side is possible) from the in-focus position will be described in parallel.

【0024】ここで、光学系9が合焦位置にある場合に
は、映像信号は、図2(a)に示されるように、その立
ち上がりが急峻になり、合焦位置より例えば近点側の位
置での映像信号は、図3(a)に示されるように、その
立ち上がりがボケて緩やかになる。
Here, when the optical system 9 is at the in-focus position, the video signal has a steep rising edge as shown in FIG. As shown in FIG. 3A, the rising edge of the video signal at the position is blurred and becomes gentle.

【0025】この映像信号に対して、ある程度大きな時
間で遅延させた映像信号との差がとられ高周波成分
(1)が得られる。この該高周波成分(1)は、例えば
合焦位置では図2(b)に示されるように、合焦位置よ
り近点側の位置では図3(b)に示されるようにそれぞ
れなる。すなわち、高周波成分(1)を合焦位置と近点
側の位置とで比べると、合焦位置の方が近点側の位置の
ものに比してレベルが大きくなると共にその範囲が狭く
なる。
The difference between this video signal and the video signal delayed by a certain amount of time is taken, and a high frequency component (1) is obtained. The high-frequency component (1) is, for example, as shown in FIG. 2B at the in-focus position and as shown in FIG. 3B at the position closer to the in-focus position. That is, comparing the high-frequency component (1) between the in-focus position and the near-point side position, the in-focus position has a higher level and a narrower range than those at the near-point side position.

【0026】この高周波成分(1)は2値化される。す
なわち、実際に高周波成分(1)が得られたエリアが求
められ、合焦位置では図2(b)に示される範囲に、合
焦位置より近点側の位置では図3(b)に示される範囲
となる。
This high frequency component (1) is binarized. That is, the area where the high frequency component (1) is actually obtained is obtained, and is shown in the range shown in FIG. 2 (b) at the focus position and shown in FIG. 3 (b) at the position closer to the focus position. It will be the range to be.

【0027】そして、このエリアに基づいて、エリアカ
ウントが行われる。従って、合焦位置でのエリアカウン
ト値は、近点側の位置のそれに比してかなり小さい値と
なる。
Area counting is performed based on this area. Therefore, the area count value at the in-focus position is considerably smaller than that at the near point side position.

【0028】また、上記映像信号に対して、差分(1)
より小さな時間で遅延させた映像信号との差がとられ高
周波成分(2)が得られる。この高周波成分(2)は、
合焦位置では図2(c)に示されるように、合焦位置よ
り近点側の位置では図3(c)に示されるようにそれぞ
れなる。すなわち、高周波成分(2)は高周波成分
(1)に対して、小さな時間で遅延させたものの結果で
あることから、合焦位置での高周波成分(2)は同位置
での高周波成分(1)に対してレベルが小さくなると共
にその範囲が狭くなる。これは近点側の位置でも同様と
なる。
Further, with respect to the above video signal, a difference (1)
The difference from the video signal delayed by a smaller time is taken to obtain the high frequency component (2). This high frequency component (2) is
The focus position is as shown in FIG. 2C, and the position nearer to the focus position is as shown in FIG. 3C. That is, since the high frequency component (2) is the result of delaying the high frequency component (1) by a short time, the high frequency component (2) at the in-focus position is the high frequency component (1) at the same position. As the level becomes smaller, the range becomes narrower. This also applies to the position on the near point side.

【0029】この高周波成分(2)に対して、飽和領域
及び2値化エリア外のデータが除外される。すなわち、
合焦位置では図2(c)に示される範囲が、合焦位置よ
り近点側の位置では図3(c)に示される範囲がそれぞ
れ除外される。この飽和領域の除外は、高周波成分の検
出精度を向上するためである。
For the high frequency component (2), data outside the saturation area and the binarized area is excluded. That is,
The range shown in FIG. 2C is excluded at the in-focus position, and the range shown in FIG. 3C is excluded at a position closer to the in-focus position. This exclusion of the saturated region is to improve the detection accuracy of high frequency components.

【0030】そして、この飽和領域及び2値化エリア外
のデータが除外された高周波成分(2)は加算され、高
周波成分量が求められる。すなわち、合焦位置では図2
(c)に斜線で示される範囲の面積が、合焦位置より近
点側の位置では図3(c)に斜線で示される範囲の面積
がそれぞれ求められる。
Then, the high frequency component (2) excluding the data outside the saturation region and the binarized area is added to obtain the high frequency component amount. That is, in the in-focus position, as shown in FIG.
The area of the shaded area in (c) is obtained, and the area of the shaded area in FIG. 3 (c) is obtained at a position closer to the in-focus point.

【0031】ここで、従来技術にあっては、微分波形の
ピーク値(図2(b)または(c)のピーク値、図3
(b)または(c)のピーク値に対応)、またはフォー
カスエリア内の微分値を加算した値(図2(c)の面
積、図3(c)の面積に対応)を遠点から近点まで求
め、これらの中のピーク値を合焦位置とする方式であっ
たことから、図より明らかなように、微分波形のピーク
値またはフォーカスエリア内の微分値を加算した値の何
れを採っても、近点側のピーク値の方が合焦位置のそれ
より大きくなり(図4参照)、合焦位置の誤認となる。
Here, in the prior art, the peak value of the differential waveform (the peak value of FIG. 2 (b) or (c), FIG.
(Corresponding to the peak value of (b) or (c)), or a value obtained by adding the differential value in the focus area (corresponding to the area of FIG. 2C, the area of FIG. 3C) from the far point to the near point Since it was a method of determining the peak value among these as the in-focus position, it is clear from the figure that either the peak value of the differential waveform or the value obtained by adding the differential value in the focus area is taken. Also, the peak value on the near point side becomes larger than that at the in-focus position (see FIG. 4), which results in erroneous recognition of the in-focus position.

【0032】しかしながら、本実施例においては、以下
の処理がさらに施されている。すなわち、上記高周波成
分(2)を加算した値(高周波成分量)を、上記2値化
エリアのエリアカウント値により除算している。従っ
て、単位領域当たりの高周波成分量が検出される。
However, the following processing is further performed in this embodiment. That is, the value obtained by adding the high frequency component (2) (high frequency component amount) is divided by the area count value of the binarized area. Therefore, the amount of high frequency components per unit area is detected.

【0033】この単位領域当たりの高周波成分量は遠点
から近点まで1画面ごとに記憶される(単位領域当たり
の高周波成分量は、実際には上記説明のように合焦位置
と近点側の位置とで並行して求められるものでない)。
従って、高周波成分量(高周波成分(2)を加算したも
の;2値化エリアのエリアカウント値により除算されて
ないもの)は、図4に示されるように、合焦位置では大
きくその周辺では小さく、合焦位置以外の遠点、近点で
は合焦位置よりさらに大きくなるが、高周波成分(1)
の領域(2値化エリアのエリアカウント値)は、図5に
示されるように、合焦位置では小さく、合焦位置以外の
遠点、近点では非常に大きくなることから、単位領域当
たりの高周波成分量のレベルが求められると、該レベル
は、図6に示されるように、合焦位置以外の遠点、近点
で低レベルとなり、合焦位置でピークとなる。そして、
この単位領域当たりの高周波成分量のピーク点が合焦点
とされ、光学系9は当該ピーク位置(合焦位置)に移動
される。
This high frequency component amount per unit area is stored for each screen from the far point to the near point (the high frequency component amount per unit area is actually the focus position and the near point side as described above. The position is not something that is required in parallel).
Therefore, as shown in FIG. 4, the high-frequency component amount (the sum of the high-frequency components (2); that is not divided by the area count value of the binarized area) is large at the in-focus position and small at the periphery thereof. , Far point and near point other than the in-focus position are larger than the in-focus position, but high frequency component (1)
The area (area count value of the binarized area) is small at the in-focus position and very large at the far point and near point other than the in-focus position, as shown in FIG. When the level of the amount of high-frequency component is obtained, the level becomes low at the far point and near point other than the in-focus position and peaks at the in-focus position, as shown in FIG. And
The peak point of the amount of high frequency components per unit area is set as the focus point, and the optical system 9 is moved to the peak position (focus position).

【0034】このように、本実施例においては、被写体
を例えば炎のように輝度が高く直ぐ白レベルに飽和する
ものとした場合に、合焦点以外の遠点、近点でそのレベ
ルが大きくなる高周波成分量を用いずに、単位領域当た
りの高周波成分量を用いることにより合焦点以外の遠
点、近点でのレベルを合焦点でのレベルに対して相対的
に低レベルとし、遠点から近点までの出力のピーク値を
合焦点とするよう構成しているので、合焦位置を正確に
検出できるようになっており、信頼性を向上することが
可能となっている。
As described above, in the present embodiment, when the subject is saturated to a white level with high brightness such as flame immediately, the level becomes large at the far point and the near point other than the in-focus point. By using the amount of high-frequency components per unit area instead of the amount of high-frequency components, the level at the far point and near point other than the in-focus point is set to a relatively low level with respect to the level at the in-focus point. Since the peak value of the output up to the near point is set as the in-focus point, the in-focus position can be accurately detected, and the reliability can be improved.

【0035】また、高周波成分のうちで飽和領域の高周
波成分を除外し、高周波成分の検出精度を向上するよう
構成しているので、本発明効果をさらに効果的とするこ
とが可能となっている。
Since the high frequency component in the saturated region is excluded from the high frequency components to improve the detection accuracy of the high frequency component, the effect of the present invention can be made more effective. .

【0036】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例え
ば、上記実施例においては、被写体7を蝋燭の炎として
いるが、被写体はこれに限定されるものではない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say, for example, in the above-described embodiment, the subject 7 is a candle flame, but the subject is not limited to this.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上述べたように、請求項1の自動合焦
装置によれば、カメラから入力される映像信号に基づい
てコントラスト信号を検出し、このコントラスト信号を
用いて遠点から近点までの間のコントラスト信号大の領
域の単位領域当たりのコントラスト信号を求め、被写体
を例えば炎のように輝度が高く直ぐ白レベルに飽和する
ものとした場合に、合焦点以外の遠点、近点でそのレベ
ルが大きくなるコントラスト信号を用いずに、単位領域
当たりのコントラスト信号を用いることにより合焦点以
外の遠点、近点でのレベルを合焦点でのレベルに対して
相対的に低レベルとし、単位領域当たりのコントラスト
信号のピーク点を合焦点とするよう構成したものである
から、合焦位置を正確に検出でき、信頼性を向上するこ
とが可能となる。
As described above, according to the automatic focusing apparatus of the first aspect, the contrast signal is detected based on the video signal input from the camera, and the contrast signal is used to change from the far point to the near point. When the contrast signal per unit area of the area with a large contrast signal between is obtained and the subject is saturated to a white level immediately with high brightness like flame, for example, far point and near point other than the in-focus point. By using the contrast signal per unit area instead of using the contrast signal whose level becomes large, the level at the far point and the near point other than the in-focus point is made relatively low with respect to the level at the in-focus point. Since the peak point of the contrast signal per unit area is set as the in-focus point, the in-focus position can be accurately detected and the reliability can be improved.

【0038】また、請求項2の自動合焦装置によれば、
発生領域検出手段により、映像信号から高周波成分の発
生領域を求める一方で、高周波成分検出手段により、映
像信号から前記発生領域内での高周波成分を検出し、高
周波成分量検出手段により、高周波成分検出手段からの
出力を用いて前記発生領域内の高周波成分の量を検出
し、高周波成分量補正手段により、高周波成分量検出手
段からの出力を前記発生領域検出手段からの出力で除算
して単位領域当たりの高周波成分量を検出し、被写体を
例えば炎のように輝度が高く直ぐ白レベルに飽和するも
のとした場合に、合焦点以外の遠点、近点でそのレベル
が大きくなる高周波成分量を用いずに、単位領域当たり
の高周波成分量を用いることにより合焦点以外の遠点、
近点でのレベルを合焦点でのレベルに対して相対的に低
レベルとし、判定手段により、高周波成分量補正手段の
遠点から近点までの出力のピーク値を合焦点とするよう
構成したものであるから、合焦位置を正確に検出でき、
信頼性を向上することが可能となる。
According to the automatic focusing device of claim 2,
The generation area detection means finds the generation area of the high frequency component from the video signal, the high frequency component detection means detects the high frequency component in the generation area from the video signal, and the high frequency component amount detection means detects the high frequency component. The amount of the high frequency component in the generation area is detected using the output from the means, and the high frequency component amount correction means divides the output from the high frequency component amount detection means by the output from the generation area detection means to determine the unit area. When the amount of high frequency component per hit is detected and the subject is saturated to a white level immediately with high brightness like flame, for example, the amount of high frequency component that becomes large at the far point and near point other than the in-focus point is calculated. By using the high frequency component amount per unit area without using, the far point other than the in-focus point,
The level at the near point is set to a relatively low level with respect to the level at the in-focus point, and the determination means determines that the peak value of the output from the far point to the near point of the high-frequency component correction means is the in-focus point. Since it is a thing, it is possible to accurately detect the in-focus position,
It is possible to improve reliability.

【0039】また、請求項3の自動合焦装置によれば、
請求項2に加えて、高周波成分検出手段により、飽和領
域の高周波成分を除外し、高周波成分の検出精度をさら
に向上するよう構成したものであるから、請求項2の効
果をさらに効果的とすることが可能となる。
According to the automatic focusing device of claim 3,
In addition to the second aspect, the high frequency component detecting means is configured to exclude the high frequency component in the saturation region to further improve the detection accuracy of the high frequency component. Therefore, the effect of the second aspect is made more effective. It becomes possible.

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

【図1】本発明の一実施例における自動合焦装置の構成
を表したブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an automatic focusing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】光学系が合焦位置に位置した場合における同上
装置の動作を説明するための各信号図であり、(a)は
映像信号、(b)は差分(1)信号、(c)は差分
(2)信号をそれぞれ表したものである。
2A and 2B are signal diagrams for explaining the operation of the same device when the optical system is located at the in-focus position, where FIG. 2A is a video signal, FIG. 2B is a difference (1) signal, and FIG. Are the differential (2) signals respectively.

【図3】光学系が合焦位置に対して遠点側または近点側
に離間位置した場合における同上装置の動作を説明する
ための各信号図であり、(a)は映像信号、(b)は差
分(1)信号、(c)は差分(2)信号をそれぞれ表し
たものである。
FIG. 3 is each signal diagram for explaining the operation of the above-mentioned device when the optical system is separated from the in-focus position on the far point side or the near point side. FIG. ) Represents the difference (1) signal, and (c) represents the difference (2) signal.

【図4】光学系を遠点から近点まで移動した際の差分量
加算値を表した対応図である。
FIG. 4 is a corresponding diagram showing a difference amount added value when the optical system is moved from a far point to a near point.

【図5】光学系を遠点から近点まで移動した際の2値化
エリアカウント値を表した対応図である。
FIG. 5 is a correspondence diagram showing a binarized area count value when the optical system is moved from a far point to a near point.

【図6】光学系を遠点から近点まで移動した際の単位面
積当たりの差分量加算値を表した対応図である。
FIG. 6 is a correspondence diagram showing a difference amount added value per unit area when the optical system is moved from a far point to a near point.

【図7】従来技術における自動合焦装置を表した概略構
成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an automatic focusing device in the related art.

【図8】被写体を表したものであり、(a)は光学系が
合焦位置に位置した場合のもの、(b)は光学系が合焦
位置に対して遠点側または近点側に離間位置した場合の
ものである。
8A and 8B show an object, in which FIG. 8A shows the case where the optical system is located at the in-focus position, and FIG. 8B shows the optical system at the far point side or the near point side with respect to the in-focus position. This is for the case where they are separated.

【図9】図8(a)、(b)に示した画像に対応する微
分波形画像を表したものであり、(a)は光学系が合焦
位置に位置した場合のもの、(b)は光学系が合焦位置
に対して遠点側または近点側に離間位置した場合のもの
である。
FIG. 9 shows a differential waveform image corresponding to the images shown in FIGS. 8A and 8B, where FIG. 9A shows the case where the optical system is located at the in-focus position, and FIG. Shows the case where the optical system is located at the far point side or near point side with respect to the in-focus position.

【図10】光学系を遠点から近点まで移動した際のコン
トラスト信号を表した対応図である。
FIG. 10 is a correspondence diagram showing a contrast signal when the optical system is moved from a far point to a near point.

【符号の説明】 1 発生領域検出手段 2 高周波成分検出手段 3 高周波成分量検出手段 4 高周波成分量補正手段 5 判定手段 8 カメラ[Description of Reference Signs] 1 generation area detection means 2 high frequency component detection means 3 high frequency component amount detection means 4 high frequency component amount correction means 5 determination means 8 camera

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カメラから入力される映像信号よりコン
トラスト信号を検出し、このコントラスト信号の遠点か
ら近点までの間のピーク値に基づいて自動合焦を行うよ
うにした自動合焦装置において、 遠点から近点までの間のコントラスト信号大の領域の単
位領域当たりのコントラスト信号を求め、 単位領域当たりのコントラスト信号のピーク点を合焦点
としたことを特徴とする自動合焦装置。
1. An automatic focusing device for detecting a contrast signal from a video signal input from a camera and performing automatic focusing based on a peak value between the far point and the near point of the contrast signal. The automatic focusing device is characterized in that the contrast signal per unit area of the area having a large contrast signal from the far point to the near point is obtained, and the peak point of the contrast signal per unit area is set as the in-focus point.
【請求項2】 カメラから入力される遠点から近点まで
の映像信号より高周波成分信号を検出し、この映像信号
の高周波成分に基づいて合焦位置を検出するようにした
自動合焦装置において、 前記映像信号から高周波成分の発生領域を求める発生領
域検出手段と、 前記映像信号から前記発生領域内での高周波成分を検出
する高周波成分検出手段と、 この高周波成分検出手段からの出力を用い前記発生領域
内の高周波成分の量を検出する高周波成分量検出手段
と、 この高周波成分量検出手段からの出力を前記発生領域検
出手段からの出力で除算し単位領域当たりの高周波成分
量を検出する高周波成分量補正手段と、 この高周波成分量補正手段の遠点から近点までの出力の
ピーク値を合焦点とする判定手段と、を備えた自動合焦
装置。
2. An automatic focusing device which detects a high frequency component signal from a video signal from a far point to a near point input from a camera and detects a focus position based on the high frequency component of the video signal. A generation area detection means for obtaining a generation area of a high frequency component from the video signal; a high frequency component detection means for detecting a high frequency component in the generation area from the video signal; and an output from the high frequency component detection means High frequency component amount detecting means for detecting the amount of high frequency components in the generation area, and high frequency for detecting the amount of high frequency components per unit area by dividing the output from this high frequency component amount detecting means by the output from the generation area detecting means. An automatic focusing device comprising: a component amount correcting means; and a determining means for setting a peak value of an output from a far point to a near point of the high frequency component amount correcting means as a focus point.
【請求項3】 請求項2記載の自動合焦装置において、 高周波成分検出手段は、飽和領域の高周波成分を除外す
ることを特徴とする自動合焦装置。
3. The automatic focusing device according to claim 2, wherein the high frequency component detecting means excludes high frequency components in the saturation region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6552748B1 (en) 1997-02-25 2003-04-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Camera which automatically and properly focuses in situations with relatively low luminance foreground objects and high luminance background objects
JP2012137530A (en) * 2010-12-24 2012-07-19 Canon Inc Focus adjusting device and method

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