JPH087322B2 - Automatic focusing device - Google Patents

Automatic focusing device

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JPH087322B2
JPH087322B2 JP61051836A JP5183686A JPH087322B2 JP H087322 B2 JPH087322 B2 JP H087322B2 JP 61051836 A JP61051836 A JP 61051836A JP 5183686 A JP5183686 A JP 5183686A JP H087322 B2 JPH087322 B2 JP H087322B2
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直也 金田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、自動合焦装置に関し、特にビデオカメラか
ら出力されるビデオ信号(撮影映像信号)を利用して自
動焦点検出を行うオートフォーカス(以下、AFと称す
る)方式の装置に好適なものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic focusing device, and more particularly to an autofocus (autofocus) which performs automatic focus detection using a video signal (captured video signal) output from a video camera. Hereinafter, it will be referred to as an AF system).

[従来の技術] 近年、ビデオカメラの特徴を生かしたAF方式として、
ビデオ信号中の高域成分によって画面の精細度を検出
し、その精細度が最大となるようにフォーカシングレン
ズを駆動させ、自動的にテレビカメラの光学焦点調整を
行う、いわゆる山登りサーボ方式のものが注目されてい
る。この従来の山登りサーボ方式(以下、山登り方式と
称する)については、例えばNHK技術研究 昭和40年第1
7巻第1号通巻86号第21頁〜第37頁に詳細に記述されて
いるが、第4図の従来の山登り方式による自動合焦装置
の構成図、およびその動作特性を示す第5図の特性図と
を参照して、その内容を簡潔に説明する。
[Prior Art] In recent years, as an AF method that makes full use of the characteristics of video cameras,
The so-called hill-climbing servo system, which detects the screen definition by the high frequency components in the video signal, drives the focusing lens to maximize the definition, and automatically adjusts the optical focus of the TV camera, Attention has been paid. Regarding this conventional hill climbing servo system (hereinafter referred to as hill climbing system), for example, NHK Technical Research 1965, 1st
Volume 7, No. 1, No. 86, pages 21 to 37 are described in detail, and FIG. 5 is a block diagram of the conventional automatic focusing device by the hill climbing method of FIG. 4, and FIG. 5 showing its operating characteristics. The contents will be briefly described with reference to FIG.

まず、フォーカシングレンズ2を通って入射される被
写体1からの光は、光電変換手段3上に結像し、電気信
号として出力される。光電変換手段3から出た映像信号
としての出力信号は、増幅器4を経てビデオカメラ用の
プロセス回路5に入力されるが、同時にAF検出用として
その増幅器4の後段に別に並設したバンドパスフィルタ
(BPF)6により映像信号中の高域成分のみが抽出さ
れ、次段のゲート回路7に入力される。
First, the light from the subject 1 incident through the focusing lens 2 forms an image on the photoelectric conversion means 3 and is output as an electric signal. An output signal as a video signal output from the photoelectric conversion means 3 is input to a process circuit 5 for a video camera via an amplifier 4, and at the same time, a band pass filter separately arranged in parallel after the amplifier 4 for AF detection. Only the high frequency component in the video signal is extracted by the (BPF) 6 and input to the gate circuit 7 in the next stage.

また、上述のカメラ用プロセス回路5により分離され
た水平同期信号HDおよび垂直同期信号VDとから、ウイン
ドウパルス形成回路(WINDOW)8によって、一画面のあ
らかじめ設定された領域、例えば画面の中央部のみの同
期パルス、いわゆるウインドウパルスを形成し、このウ
インドウパルスを上述のゲート回路7に入力して、この
パルス発生区間のみ上述の高域成分の信号を抽出出力す
る。ゲート回路7から出た高域成分の信号は更に検波器
(DEF)9と積分器10により処理される。
Further, from the horizontal synchronizing signal HD and the vertical synchronizing signal VD separated by the camera process circuit 5 described above, a window pulse forming circuit (WINDOW) 8 is used to preset a region of one screen, for example, only the central portion of the screen. , A so-called window pulse is formed, the window pulse is input to the gate circuit 7 described above, and the high frequency component signal is extracted and output only in the pulse generation section. The high frequency component signal output from the gate circuit 7 is further processed by a detector (DEF) 9 and an integrator 10.

この積分器10の出力に対応する電圧(以下、焦点電圧
と称する)とレンズ2の焦点距離との関係を第5図に示
す。この焦点電圧は、撮影像の精細度に対応しているの
で、フォーカシングレンズ2の位置を移動調整する距離
環(焦点リング)の位置がレンズ2と被写体1間の実際
の距離に正確に合致していれば、すなわちジャストピン
ト点(合焦点位置)であれば、焦点電圧は最大となり、
この最大となる位置Cからずれるに従い、低下する。
The relationship between the voltage corresponding to the output of the integrator 10 (hereinafter referred to as the focal voltage) and the focal length of the lens 2 is shown in FIG. Since this focus voltage corresponds to the definition of the captured image, the position of the distance ring (focus ring) for moving and adjusting the position of the focusing lens 2 accurately matches the actual distance between the lens 2 and the subject 1. If it is, that is, at the just focus point (focus point position), the focus voltage becomes maximum,
As it deviates from this maximum position C, it decreases.

従って、第5図から分かるように、何らかの制御手段
により、焦点電圧の山を登るようにレンズ距離環の位置
を制御し、焦点電圧が最大となる山の頂上にレンズ距離
環を導けば、自動焦点合せができることとなる。この制
御手段としては、ビデオ信号のフィールド毎に積分器10
の出力をホールドし、前回ホールドした値と今回ホール
ドした値とをフィールド毎に比較して、大となる方向へ
レンズ距離環を駆動することにより、目的を達成するも
のが知られている。即ち、第4図の破線で囲まれた山登
り回路16に示すように、上述のカメラプロセス回路5で
分離した垂直同期信号VDからモノマルチバイブレータ
(MM)12およびサンプルパルス形成回路(S.P)13とに
より一定のタイミングで発生するサンプルパルスを形成
し、このサンプルパルスによりサンプルホールド回路
(S/H)11に入力する積分器出力を1フィールド毎にサ
ンプルホールドする。更に、サンプルホールド回路11の
出力は2つに分岐して、一方はそのまま、他方は1フィ
ールド遅延回路(1フィールドDelay)14により1フィ
ールド分遅延させて順次比較器15に入力し、その両者の
差、すなわち前回ホールドの積分器出力と今回ホールド
の積分器出力との差を比較器15により求める。
Therefore, as can be seen from FIG. 5, if some control means controls the position of the lens distance ring so as to climb the peak of the focus voltage and guides the lens distance ring to the top of the peak where the focus voltage becomes the maximum, Focusing will be possible. The control means is an integrator 10 for each field of the video signal.
It is known that the objective is achieved by holding the output of (1), comparing the value held last time and the value held this time for each field, and driving the lens distance ring in the direction in which it becomes larger. That is, as shown in a hill climbing circuit 16 surrounded by a broken line in FIG. 4, a mono-multivibrator (MM) 12 and a sample pulse forming circuit (SP) 13 are obtained from the vertical synchronizing signal VD separated by the camera process circuit 5 described above. By this, a sample pulse generated at a constant timing is formed, and the sample pulse holds the integrator output input to the sample hold circuit (S / H) 11 for each field. Further, the output of the sample and hold circuit 11 is branched into two, one of them is kept as it is, and the other is delayed by one field by a one field delay circuit (1 field Delay) 14 and input to a comparator 15 in sequence. The difference, that is, the difference between the integrator output of the previous hold and the integrator output of the current hold is calculated by the comparator 15.

今、積分器10の出力の焦点電圧が第5図に示すよう
に、前回のフィールドでAのレベルにあり、次のフィー
ルドでBのレベルにあれば、その焦点電圧A,BはB>A
であるので、比較器15からは例えばハイレベルの制御信
号がモータ駆動制御回路(DRIVER)17へ出力し、モータ
(Mo)18を今までの駆動方向のまま方向を維持して駆動
させる。このモータ18の駆動により、レンズ2が合焦点
の方向に移動する。次のフィールドで焦点電圧を検出す
ると、第5図のCのレベルであるとすると、C>Bであ
るので、比較器15からの信号レベルは変らず、モータ18
はいぜん同一方向に移動することとなる。
If the focus voltage of the output of the integrator 10 is at the level A in the previous field and is at the level B in the next field, the focus voltages A and B are B> A, as shown in FIG.
Therefore, for example, a high-level control signal is output from the comparator 15 to the motor drive control circuit (DRIVER) 17, and the motor (Mo) 18 is driven while maintaining the direction as it is until now. By driving the motor 18, the lens 2 moves in the direction of the focal point. When the focus voltage is detected in the next field, assuming that the level of C in FIG. 5 is C> B, the signal level from the comparator 15 remains unchanged and the motor 18
Yes, they will move in the same direction.

このとき、第5図に示すように、焦点電圧の最大点は
Cのレベルであるとすれば、モータ18によりレンズ距離
環をそのまま同一方向に移動させれば、当然Cの合焦状
態から逆に離れて行く方向に進み、焦点電圧は低下する
傾向になる。その結果、次のフィールドではDレベルの
焦点電圧を出力し、D<Cであるので、比較器15はロー
レベル信号を制御回路17へ出力する。このローレベル信
号により制御回路17はモータ18を逆転する制御信号を出
力し、レンズ距離環は再び合焦方向に向って逆送され
る。
At this time, as shown in FIG. 5, assuming that the maximum point of the focus voltage is at the level of C, if the lens distance ring is moved in the same direction by the motor 18 as a matter of course, the in-focus state of C is reversed. The focus voltage tends to decrease as the focus voltage decreases. As a result, the focus voltage of D level is output in the next field, and since D <C, the comparator 15 outputs a low level signal to the control circuit 17. With this low level signal, the control circuit 17 outputs a control signal for rotating the motor 18 in the reverse direction, and the lens distance ring is sent back in the focusing direction again.

このように、第4図および第5図に示す従来の山登り
方式では、比較器15等により構成される山登り回路16の
出力が正(ハイレベル)の時、即ち焦点電圧が時間経過
に対し増加方向にあれば、モータ18の回転方向をそのま
ま保って山登りを続け、山登り回路16の出力が負(ロー
レベル)の時、即ち焦点電圧が時間経過に対して減少方
向にあれば、モータ18の回転方向を逆転させて山を登る
方向へと戻す。従って、焦点電圧により作られる第5図
に示すような山を積分回路10の出力電圧を参照しながら
登って行き、ついにはその山の頂上で小きざみに振動し
ながら、定常状態に達することにより、自動焦点検出を
行うこととなる。
As described above, in the conventional hill-climbing method shown in FIGS. 4 and 5, when the output of the hill-climbing circuit 16 configured by the comparator 15 and the like is positive (high level), that is, the focus voltage increases with time. If the output is from the hill climbing circuit 16, the output of the hill climbing circuit 16 is negative (low level), that is, if the focus voltage is decreasing with time, the motor 18 Reverse the direction of rotation and return to climbing the mountain. Therefore, by climbing a mountain as shown in FIG. 5 created by the focus voltage while referring to the output voltage of the integrating circuit 10, and finally oscillating in small steps at the top of the mountain, a steady state is reached. , Automatic focus detection will be performed.

このように、山登り方式では撮像手段からの出力信号
そのものを用いて自動焦点検出を行うので、自動焦点検
出用の構成要素を別にわざわざ設ける必要がなく、比較
的廉価に、かつ正確に焦点検出ができるという利点があ
る。
As described above, in the hill climbing method, since the automatic focus detection is performed using the output signal itself from the image pickup means, it is not necessary to separately provide a component for automatic focus detection, and the focus detection can be performed relatively inexpensively and accurately. There is an advantage that you can.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述した従来の山登り方式では、合焦
状態の焦点電圧の山の頂上(最大値)か否かを判定する
のに、その山を一度降りなければ、そこが山の頂上だっ
たか否かが判定できないので、山の頂上付近で小きざみ
に振動しつつ定常状態に達するという欠点がある。すな
わち、合焦状態ではモータが正逆回転を繰り返し、山の
頂上近辺を登り降りしており、常に小きざみに振動して
いる状態となっている。この振動は画質劣化の原因とな
るので除去する必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional hill-climbing method, in order to determine whether or not the peak (maximum value) of the focus voltage in the focused state, it is necessary to get off the mountain once. However, since it cannot be determined whether or not it was the top of the mountain, there is a drawback that it reaches a steady state while vibrating in small steps near the top of the mountain. That is, in the focused state, the motor repeats forward and reverse rotations, climbs and descends near the top of the mountain, and is constantly vibrating in small steps. This vibration causes deterioration of the image quality and therefore needs to be removed.

本発明は上述の欠点を除去し、合焦点の山の頂上でレ
ンズが小きざみに振動する状態を解消し、正しく合焦動
作を行う自動合焦装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate the above-mentioned drawbacks, to eliminate a state in which the lens vibrates in small steps at the peak of the focus point, and to provide an automatic focusing device which performs a correct focus operation.

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明は、焦点合焦度に対
応した信号を所定の周期で順次出力する出力手段と、前
記出力手段により出力された複数の信号を所定の関数に
代入して合焦点を予測演算する予測手段と、前記信号の
レベルが第1の基準レベル以上であり、かつ前記出力手
段より出力された連続する2個の出力信号レベルの差が
第2の基準レベル以下であるときに、前記予測手段の予
測結果に基づいて焦点調整を行う制御手段とを具備する
ことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides an output means for sequentially outputting a signal corresponding to a focus degree in a predetermined cycle, and a plurality of output means output by the output means. Prediction means for predicting and calculating the in-focus point by substituting a signal into a predetermined function, and a level of the signal is equal to or higher than a first reference level, and two consecutive output signal levels output from the output means. When the difference is less than or equal to the second reference level, the control means performs focus adjustment based on the prediction result of the prediction means.

また、本発明は、その一態様として、前記制御手段
は、前記信号のレベルが第1の基準レベル未満、あるい
は前記出力手段より出力された連続する2個の出力信号
レベルの差が第2の基準レベル未満であるときには、前
記予測手段の予測結果を用いずに、前記出力手段より出
力された2個の信号の差に基づいて焦点調節を行うよう
に構成されていることを特徴とすることができる。
In one aspect of the present invention, the control means has a level of the signal lower than a first reference level, or a difference between two consecutive output signal levels output from the output means is a second level. When it is below the reference level, the focus adjustment is performed based on the difference between the two signals output from the output means without using the prediction result of the prediction means. You can

[作用] 本発明では、焦点合焦度に対応した信号を所定の周期
で順次出力する出力手段により出力された複数の信号を
用いて予測するとともに、その予測データを合焦点近傍
でのみ用いるようにしたので、高い予測精度と信頼性を
得ることができ、合焦点における小刻みな振動が防止さ
れ、高速の焦点調節が可能となる。
[Operation] According to the present invention, prediction is performed using a plurality of signals output by the output unit that sequentially outputs a signal corresponding to the focus degree at a predetermined cycle, and the prediction data is used only in the vicinity of the focus. Therefore, high prediction accuracy and reliability can be obtained, small vibrations at the focal point can be prevented, and high-speed focus adjustment can be performed.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

A.基本構成 第1図は本発明実施例の基本構成を示す。本図におい
て、aは焦点合焦度に対応した信号を所定の周期で順次
出力する出力手段、bはその出力手段aにより出力され
た3個以上の信号を用いて合焦点を予測する予測手段で
ある。cは制御手段であり、上述の信号のレベルが所定
の条件を満たした際に予測手段bの予測結果に基づいた
焦点調整を行う。
A. Basic Structure FIG. 1 shows the basic structure of the embodiment of the present invention. In the figure, a is an output unit that sequentially outputs signals corresponding to the focus degree at a predetermined cycle, and b is a prediction unit that predicts a focus using three or more signals output by the output unit a. Is. Reference numeral c is a control means, which performs focus adjustment based on the prediction result of the prediction means b when the level of the above-mentioned signal satisfies a predetermined condition.

B.回路構成 第2図は本発明実施例の回路構成を示す。本図におい
て、19は出力手段としての1フィールド遅延回路であ
り、前段の1フィールド遅延回路14で1フィールド遅延
された前フィールドでの焦点電圧Bを入力し、更に1フ
ィールド遅延させた前々フィールドの焦点電圧Aを出力
する。20は予測手段としての頂上予測回路であり、入力
した現フィールドの焦点電圧c、前フィールドの焦点電
圧B、および、前々フィールドの焦点電圧Aとからこれ
らA,B,Cをパラメータとして所定の公知の演算式、例え
ば2次関数の予測式に基づきあと何フィールド目に合焦
点状態に対応する頂上の焦点電圧P(第3図参照)とな
るかを予測し、予測したNフィールド後のタイミング信
号をゲート信号として出力し、また予測した頂上の焦点
電圧Pを比較信号として出力する。
B. Circuit Configuration FIG. 2 shows a circuit configuration of an embodiment of the present invention. In the figure, 19 is a 1-field delay circuit as an output means, which inputs the focus voltage B in the previous field delayed by 1 field by the 1-field delay circuit 14 in the previous stage and further delays it by 1 field before the previous field. The focus voltage A of is output. Numeral 20 is a peak predicting circuit as a predicting means, which uses the input focus voltage c of the current field, the focus voltage B of the previous field, and the focus voltage A of the field before two as a parameter with these A, B and C as parameters. Based on a known calculation formula, for example, a quadratic function prediction formula, it is predicted in what field the focus voltage P (see FIG. 3) at the top corresponding to the focused state will be predicted, and the predicted timing after N fields The signal is output as a gate signal, and the predicted top focus voltage P is output as a comparison signal.

ここで、第3図に示すように現フィールド(i)にお
ける焦点電圧をC、前フィールド(i−1)における焦
点電圧をB、前々フィールド(i−2)における焦点電
圧をAとする。21は第1の減算回路であり、上述の焦電
圧Cから焦点電圧Bを減算し、C−Bに対応する信号を
出力する。22は第2の減算回路であり、上述の焦点電圧
Bから焦点電圧Aを減算し、B−Aに対応する信号を出
力する。
As shown in FIG. 3, the focus voltage in the current field (i) is C, the focus voltage in the previous field (i-1) is B, and the focus voltage in the previous field (i-2) is A. Reference numeral 21 denotes a first subtraction circuit, which subtracts the focus voltage B from the above-mentioned focus voltage C and outputs a signal corresponding to CB. A second subtraction circuit 22 subtracts the focus voltage A from the focus voltage B described above and outputs a signal corresponding to BA.

23は第1の比較器であり、非反転入力端子に入力する
焦点電圧Cと反転入力端子に設定した所定の閾値Vref I
とを比較してC>Vref Iか否かを判定し、肯定判定のと
きにはハイレベルの信号を出力する。24は第2の比較器
であり、反転入力端子に入力する第1の減算回路21の出
力(C−B)と非反転入力端子に設定した所定の閾値V
ref IIとを比較してC−B>Vref IIか否かを判定し、
肯定判定のときにはハイレベルの信号を出力する。25は
第3の比較器であり、反転入力端子に入力する第1の減
算回路21の出力(C−B)と非反転入力端子に入力する
第2の減算回路22の出力(B−A)とを比較してC−B
<B−Aか否かを判定し、肯定判定のときにはハイレベ
ルの信号を出力する。
Reference numeral 23 denotes a first comparator, which is a focus voltage C input to the non-inverting input terminal and a predetermined threshold V ref I set at the inverting input terminal.
Is compared to determine whether C> V ref I , and when a positive determination is made, a high level signal is output. Reference numeral 24 denotes a second comparator, which is an output (CB) of the first subtraction circuit 21 input to the inverting input terminal and a predetermined threshold V set at the non-inverting input terminal.
by comparing the ref II determines whether C-B> V ref II,
When the determination is affirmative, a high level signal is output. A third comparator 25 is an output (CB) of the first subtraction circuit 21 input to the inverting input terminal and an output (BA) of the second subtraction circuit 22 input to the non-inverting input terminal. Compare with and CB
<B-A is determined, and if a positive determination is made, a high-level signal is output.

26は制御手段としてのアンド回路(AND)であり、上
述の3つの比較器23,24および25の出力の論理積演算を
行い、全てのその出力がハイレベルのときにゲートを開
き、ハイレベルの信号を出力する。このアンド回路26の
出力信号は頂上予測回路20の制御用信号として、またモ
ータ速度制御用信号として供給される。27は第4の比較
器であり、非反転入力端子に入力する頂上予測回路20か
らの予測最大焦点電圧Pと反転入力端子に入力するサン
プルホールド回路11からの現フィールド中の現焦点電圧
Cとを比較してP≧Cか否かを判定し、肯定判定でかつ
頂上予測回路20からのゲートパルス(タイミング信号)
がONのときにモータストップ信号を出力する。この比較
器27自体は多少比較判定に幅のあるように構成してもよ
い。
An AND circuit (AND) 26 as a control means performs a logical product operation of the outputs of the three comparators 23, 24 and 25 described above, and opens the gate when all the outputs are at the high level, The signal of is output. The output signal of the AND circuit 26 is supplied as a control signal for the top prediction circuit 20 and a motor speed control signal. 27 is a fourth comparator, which is the predicted maximum focus voltage P from the peak prediction circuit 20 input to the non-inverting input terminal and the current focus voltage C in the current field from the sample hold circuit 11 input to the inverting input terminal. Is compared to determine whether P ≧ C, a positive determination is made, and a gate pulse (timing signal) from the top prediction circuit 20.
Outputs a motor stop signal when is ON. The comparator 27 itself may be configured to have a range of comparison judgment.

28はフォーカシングレンズ2の距離環を移動するため
のレンズ移動用モータ18を駆動制御するモータ制御回路
(M・制御)であり、山登り回路16の出力がハイレベル
のときにモータ18を正転させ、その出力がローレベルの
ときにモータ18を逆転させる。また制御回路28はアンド
回路26の出力がハイレベルのときにモータ18を低速に
し、ローレベルのときにモータ18を高速にし、第4の比
較器27のモータストップ信号によりモータ18を停止させ
る。山登り回路16は第4図の従来例とほぼ同様の構成の
ものであり、第1の比較器の出力に応じて作動し、焦点
電圧CとBとを比較してC>Bのときにモータ正転用の
ハイレベル信号を出力し、C<Bのときにはモータ逆転
用のローレベル信号を出力する。
Reference numeral 28 denotes a motor control circuit (M / control) for driving and controlling the lens moving motor 18 for moving the distance ring of the focusing lens 2, which normally rotates the motor 18 when the output of the hill climbing circuit 16 is at a high level. , When the output is low level, the motor 18 is reversed. Further, the control circuit 28 makes the motor 18 low speed when the output of the AND circuit 26 is high level, makes the motor 18 high speed when the output is low level, and stops the motor 18 by the motor stop signal of the fourth comparator 27. The hill-climbing circuit 16 has substantially the same configuration as that of the conventional example shown in FIG. 4, operates according to the output of the first comparator, compares the focus voltages C and B, and when C> B, the motor It outputs a high level signal for normal rotation, and outputs a low level signal for motor reverse rotation when C <B.

その他の構成部分は第4図の従来例と同様なのでその
詳細な説明は省略する。
Since the other components are the same as those of the conventional example shown in FIG. 4, detailed description thereof will be omitted.

C.実施例の動作 次に第3図を参照して、第2図の本発明実施例の動作
を説明する。
C. Operation of Embodiment Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.

レンズ2により被写体1の光が光電変換手段4に結像
され、電気信号に変換されたビデオ信号は、第4図によ
り上述した従来例と同様に、BPF6、ゲート回路7、検波
器9、積分器10を経てサンプルホールド回路(S/H)11
に入力し、フィールド毎にホールドされる。サンプルホ
ールド回路11の出力は後段の第1フィールド遅延回路1
4、第1比較器23、第1減算回路21、第4比較器27、頂
上予測回路20および山登り回路16にそれぞれ入力する。
The light of the subject 1 is imaged on the photoelectric conversion means 4 by the lens 2, and the video signal converted into an electric signal is the BPF 6, the gate circuit 7, the detector 9 and the integrator as in the conventional example described above with reference to FIG. Sample and hold circuit (S / H) 11 via device 10
Enter in and hold for each field. The output of the sample hold circuit 11 is the first field delay circuit 1 in the subsequent stage.
4, input to the first comparator 23, the first subtraction circuit 21, the fourth comparator 27, the top prediction circuit 20, and the hill climbing circuit 16, respectively.

第1フィールド遅延回路14により1フィールド分遅延
された前フィールドの焦点電圧Bは2つの減算回路21,2
2と頂上予測回路20に供給されるとともに、第2フィー
ルド遅延回路19にも供給される。第2フィールド遅延回
路19によりさらに1フィールド分遅延された前々フィー
ルドの焦点電圧Aは第2減算回路22と頂上予測回路20に
供給される。
The focus voltage B of the previous field delayed by one field by the first field delay circuit 14 is two subtraction circuits 21,2.
2 and the peak predicting circuit 20 and also to the second field delay circuit 19. The focus voltage A of the previous field, which is further delayed by one field by the second field delay circuit 19, is supplied to the second subtraction circuit 22 and the peak prediction circuit 20.

第1減算回路21の減算出力(C−B)は第2比較器24
の反転入力端子と第3比較器25の反転入力端子に供給さ
れ、第2減算回路22の出力は第3比較器25の非反転入力
端子に供給される。また、サンプルホールド回路11から
出た現フィールド焦点電圧Cは第1比較器23において所
定の閾値Vref Iと比較され、C>Vref Iのときに比較器
23からハイレベル信号が山登り回路16とアンド回路26に
出力される。第1減算回路21の出力(C−B)は第2比
較器24において所定の閾値Vref IIと比較され、C−B
<Vref IIのときに比較器24からハイレベル信号がアン
ド回路26に出力される。さらに、第1減算回路21の出力
(C−B)と第2減算回路22の出力(B−A)とは第3
比較器25において比較され、C−B<B−Aのときに比
較器25からハイレベル信号がアンド回路26に出力され
る。
The subtraction output (CB) of the first subtraction circuit 21 is the second comparator 24.
Is supplied to the inverting input terminal of the third comparator 25, and the output of the second subtraction circuit 22 is supplied to the non-inverting input terminal of the third comparator 25. The current field focus voltage C output from the sample hold circuit 11 is compared with a predetermined threshold value V ref I in the first comparator 23, and when C> V ref I
A high level signal is output from 23 to the hill climbing circuit 16 and the AND circuit 26. The output (CB) of the first subtraction circuit 21 is compared with a predetermined threshold value V ref II in the second comparator 24, and CB
When <V ref II , the comparator 24 outputs a high level signal to the AND circuit 26. Furthermore, the output (CB) of the first subtraction circuit 21 and the output (BA) of the second subtraction circuit 22 are the third
The comparator 25 compares them, and when CB <B-A, the comparator 25 outputs a high level signal to the AND circuit 26.

上述の比較器23,24および25の判定出力がすべてハイ
レベルとなるとき、すなわち最大焦点電圧Pに充分近く
に近づきつつあることを示す次式の条件式が全て成立す
るとき、アンド回路26はハイレベルとなり、頂上予測回
路20を作動させる。
When all the judgment outputs of the above-mentioned comparators 23, 24 and 25 are at the high level, that is, when all the following conditional expressions that indicate that they are approaching sufficiently close to the maximum focus voltage P are satisfied, the AND circuit 26 It becomes a high level, and the top prediction circuit 20 is activated.

C>Vref I C−B<Vref II C−B<B−A 換言すると、第3図に示すように、現フィールドの焦
点電圧Cが充分高く(C>Vref I)、かつ前フィールド
の焦点電圧Bから現フィールドの焦点電圧Bの差が所定
レベル以下(C−B<Vref II)、すなわち、山の傾き
がそれほど急峻でなく、頂上Pに充分近くなっていると
きで、さらに前回の山の傾きよりも今回のフィールドで
判定した山の傾きの方が小さくなっているときは(C−
B<B−A)、山の頂上に近づきつつあって山の頂上に
十分に近いときであるから、頂上予測回路26を作動して
その山の頂上の焦点電圧(予測焦点電圧)Pと、あと何
フィールド経過すれば、その頂上を予測できるかが簡単
な2次関数等により容易に予測できる。
C> V ref I C−B <V ref II C−B <B−A In other words, as shown in FIG. 3, the focus voltage C of the current field is sufficiently high (C> V ref I ) and the previous field is When the difference between the focus voltage B of the current field and the focus voltage B of the current field is less than a predetermined level (CB−V <V ref II ), that is, when the slope of the peak is not so steep and is sufficiently close to the peak P, If the slope of the mountain determined in this field is smaller than the slope of the previous mountain (C-
B <B-A), when it is approaching the summit of the mountain and is sufficiently close to the summit of the mountain, the summation prediction circuit 26 is operated to set the focus voltage (estimated focus voltage) P at the summit of the summit. It is possible to easily predict how many more fields will elapse before the peak can be predicted by a simple quadratic function or the like.

上述のアンド回路26の出力に応じて頂上予測回路20は
作動し、入力する焦点電圧A,BおよびCから、これらの
A,B,Cをパラメータとした2次関数に基づき、合焦状態
に対応する頂上の最大焦点電圧Pと、あと何フィールド
でその最大焦点電圧Pになるかを予測する。
In response to the output of the AND circuit 26 described above, the top prediction circuit 20 operates, and from the input focus voltages A, B and C, these
Based on a quadratic function with A, B, and C as parameters, the maximum peak focus voltage P corresponding to the focused state and the number of fields after which the maximum focus voltage P will be reached are predicted.

頂上予測回路20はあとNフィールドで頂上に達すると
予測したNフィールド後のタイミング信号をゲート信号
として第4比較器27に出力するとともに、予測最大焦点
電圧Pをその比較器27の非反転入力端子に出力する。第
4比較器27はそのゲート信号でゲートを開き、P≧Cの
条件でモータストップ用制御信号をモータ制御回路28に
出力する。
The peak predicting circuit 20 outputs the timing signal after N fields, which is predicted to reach the peak in N fields later, to the fourth comparator 27 as a gate signal and outputs the predicted maximum focus voltage P to the non-inverting input terminal of the comparator 27. Output to. The fourth comparator 27 opens the gate with the gate signal and outputs a motor stop control signal to the motor control circuit 28 under the condition of P ≧ C.

山登り回路16は今回の現フィールド焦点電圧Cと前フ
ィールド焦点電圧Bとが、第3図に示すように、C>B
のときにモータ18を正転させ、C<Bのときにモータ18
を逆転させる制御信号をモータ制御回路28に出力する。
モータ制御回路28は山登り回路16の出力信号に応じてモ
ータ18を正方向または逆方向に回転するとともに、アン
ド回路26の出力がローレベルであればモータ18を高速回
転させ、アンド回路26の出力がハイレベルであればモー
タ18の回転を低速回転に切換える。従って、モータ制御
回路28は頂上予測回路20が非作動中、すなわち山登り回
路16のみが作動中はモータ18を高速回転させて合焦位置
に近づけさせ、合焦状態に近づけば、モータ18を低速回
転に切り換え、合焦位置に達した時に比較回路27から出
力されるモータストップ用制御信号に応じてモータ18を
停止させる。よって、本実施例によれば、合焦位置の付
近で振動することはなく、合焦位置ですみやかにレンズ
2を正確に停止させられる。
In the hill climbing circuit 16, the current field focus voltage C and the previous field focus voltage B are C> B as shown in FIG.
The motor 18 is rotated in the forward direction when
A control signal for reversing is output to the motor control circuit 28.
The motor control circuit 28 rotates the motor 18 in the forward direction or the reverse direction according to the output signal of the hill climbing circuit 16 and, if the output of the AND circuit 26 is at a low level, rotates the motor 18 at a high speed and outputs the output of the AND circuit 26. If is a high level, the rotation of the motor 18 is switched to a low speed rotation. Therefore, the motor control circuit 28 rotates the motor 18 at a high speed to bring it closer to the in-focus position when the top prediction circuit 20 is not operating, that is, when only the hill climbing circuit 16 is operating. The rotation is switched to stop the motor 18 according to the motor stop control signal output from the comparison circuit 27 when the focus position is reached. Therefore, according to this embodiment, the lens 2 does not vibrate near the in-focus position, and the lens 2 can be stopped accurately at the in-focus position.

なお、本発明は、本実施例のように、撮像手段の出力
から焦点合焦度に対応した信号を出力するものに限るも
のではなく、例えば撮像手段とは別に焦点合焦度を示す
ラインセンサを用いた場合にも適用出来る。
The present invention is not limited to the one that outputs a signal corresponding to the focus degree from the output of the image pickup means as in the present embodiment, and for example, a line sensor that indicates the focus degree separately from the image pickup means. It is also applicable when using.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、焦点合焦度に
対応した信号を所定の周期で順次出力する出力手段によ
り出力された複数の信号を用いて予測するとともに、そ
の予測データを合焦点近傍でのみ用いるようにしたの
で、高い予測精度と信頼性を得ることができ、合焦点近
辺における小刻みな振動が防止され、高速で正確な焦点
調節が可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a signal corresponding to a focus degree is predicted using a plurality of signals output by an output unit that sequentially outputs the signal at a predetermined cycle, and Since the prediction data is used only in the vicinity of the in-focus point, high prediction accuracy and reliability can be obtained, small vibrations in the vicinity of the in-focus point can be prevented, and high-speed and accurate focus adjustment can be performed.

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

第1図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、 第2図は本発明実施例の回路構成を示す回路図、 第3図は本発明実施例の作用を説明するための焦点距離
と焦点電圧との関係を示す特性図、 第4図は従来例の回路構成を示すブロック図、 第5図は従来例の作用を示す特性図である。 3……光電変換手段、 6……バンドパスフィルタ、 7……ゲート回路、 8……ウィンドパルス形成回路、 9……検波器、 10……積分器、 11……サンプルホールド、 14,19……1フィールド遅延回路、 16……山登り回路、 20……頂上予測回路、 21,22……減算回路、 23,24,25,27……比較器、 26……アンド回路、 28……モータ制御回路。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic structure of the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the circuit structure of the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a focal length for explaining the operation of the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship with the focus voltage, FIG. 4 is a block diagram showing the circuit configuration of the conventional example, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing the operation of the conventional example. 3 ... Photoelectric conversion means, 6 ... Bandpass filter, 7 ... Gate circuit, 8 ... Wind pulse forming circuit, 9 ... Detector, 10 ... Integrator, 11 ... Sample and hold, 14, 19 ... … 1 field delay circuit, 16 …… Mountain climbing circuit, 20 …… Top prediction circuit, 21,22 …… Subtraction circuit, 23,24,25,27 …… Comparator, 26 …… And circuit, 28 …… Motor control circuit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】焦点合焦度に対応した信号を所定の周期で
順次出力する出力手段と、 前記出力手段により出力された複数の信号を所定の関数
に代入して合焦点を予測演算する予測手段と、 前記信号のレベルが第1の基準レベル以上であり、かつ
前記出力手段より出力された連続する2個の出力信号レ
ベルの差が第2の基準レベル以下であるときに、前記予
測手段の予測結果に基づいて焦点調整を行う制御手段と を具備することを特徴とする自動合焦装置。
1. An output means for sequentially outputting a signal corresponding to a focus degree at a predetermined cycle, and a prediction for predicting a focus by substituting a plurality of signals output by the output means into a predetermined function. The predicting means when the level of the signal is greater than or equal to a first reference level and the difference between two consecutive output signal levels output by the output means is less than or equal to a second reference level. And a control means for performing focus adjustment based on the prediction result of 1.
【請求項2】前記制御手段は、前記信号のレベルが第1
の基準レベル未満、あるいは前記出力手段より出力され
た連続する2個の出力レベルの差が第2の基準レベル未
満であるときには、前記予測手段の予測結果を用いず
に、前記出力手段より出力された2個の信号の差に基づ
いて焦点調節を行うように構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の自動合焦装置。
2. The control means has a first level of the signal.
Is less than the reference level, or the difference between two consecutive output levels output from the output means is less than the second reference level, the output result is output from the output means without using the prediction result of the prediction means. The automatic focusing device according to claim 1, wherein the automatic focusing device is configured to perform focus adjustment based on a difference between the two signals.
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