JPH087323B2 - Focus detection device - Google Patents

Focus detection device

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JPH087323B2
JPH087323B2 JP61051837A JP5183786A JPH087323B2 JP H087323 B2 JPH087323 B2 JP H087323B2 JP 61051837 A JP61051837 A JP 61051837A JP 5183786 A JP5183786 A JP 5183786A JP H087323 B2 JPH087323 B2 JP H087323B2
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直也 金田
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、焦点検出装置に関し、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 a focus detection device, and more particularly to an autofocus (hereinafter referred to as autofocus) which performs automatic focus detection using a video signal (captured video signal) output from a video camera. , AF) device.

[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17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焦点検出装置
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. This conventional hill-climbing method (hereinafter referred to as "hill-climbing method") is described in detail, for example, in NHK Technical Research, 1965, Vol. 17, No. 1, Vol. 86, pp. 21-37. The contents will be briefly described with reference to the configuration diagram of the conventional hill climbing automatic focus detection device and the characteristic diagram of FIG. 5 showing the operating characteristics thereof.

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、撮映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
に対して増加方向にあれば、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 changes with time. If it is in the increasing direction, the rotation direction of the motor 18 is kept as it is and the hill climbing is continued. When the output of the hill climbing circuit 16 is negative (low level), that is, if the focus voltage is in the decreasing direction with respect to the passage of time, the motor 18 Reverse the direction of rotation and return to climbing the mountain. Therefore, the fifth created by the focus voltage
Automatic focus detection is performed by climbing a mountain as shown in the figure while referring to the output voltage of the integrating circuit 10, and finally oscillating in small steps at the top of the mountain and reaching a steady state. .

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、かつ正確に合
焦動作を行う焦点検出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 a lens vibrates in small increments on the peak of a focus point, and to provide a focus detection apparatus which performs a focus operation accurately.

[問題点を解決するための手段] 本目的を達成するために、本発明は、撮像レンズの焦
点合焦度に対応した信号を所定のタイミングで順次抽出
して出力する信号抽出手段と、該信号抽出手段により出
力された複数の前記信号を用いて合焦度を予測する予測
手段と、前記撮像レンズの絞り値,焦点距離等のレンズ
情報の少なくとも1つを検出する検出手段と、該検出手
段により検出された前記レンズ情報に応じて前記予測手
段の予測値を補正する補正手段とを具備したことを特徴
とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the present object, the present invention provides a signal extraction means for sequentially extracting and outputting a signal corresponding to the focus degree of an imaging lens at a predetermined timing, Prediction means for predicting the degree of focus using the plurality of signals output by the signal extraction means, detection means for detecting at least one of lens information such as aperture value and focal length of the imaging lens, and the detection Correction means for correcting the predicted value of the prediction means according to the lens information detected by the means.

[作用] 本発明では、出力手段により焦点合焦度に対応した信
号(焦点電圧)を所定のタイミングで順次出力し、出力
された相前後する少くとも3つ以上の信号を用いて予測
手段により合焦度を予測する。さらに、撮像レンズのレ
ンズ情報を検出手段により検出し、検出されたそのレン
ズ情報に応じて補正手段により予測手段の予測値を補正
する。従って、正確な自動焦点検出ができ、かつ予測手
段の予測値を用いて撮像レンズを駆動停止することによ
り、合焦点近辺での振動が解消される。
[Operation] According to the present invention, the output means sequentially outputs signals (focus voltage) corresponding to the focus degree at a predetermined timing, and the predicting means uses at least three or more signals that are output in succession. Predict the degree of focus. Furthermore, the lens information of the image pickup lens is detected by the detection means, and the prediction value of the prediction means is corrected by the correction means according to the detected lens information. Therefore, accurate automatic focus detection can be performed, and by stopping the driving of the imaging lens using the predicted value of the prediction means, vibration near the in-focus point is eliminated.

[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図は本発明の実施例の基本構成を示す。ここで、
aは焦点合焦度に対応した信号を所定のタイミングで順
次出力する出力手段、bは出力手段aにより抽出された
相前後する3つ以上の複数の信号を用いて合焦度を予測
する予測手段である。
A. Basic configuration FIG. 1 shows the basic configuration of an embodiment of the present invention. here,
a is an output unit that sequentially outputs a signal corresponding to the focus degree of focus at a predetermined timing, and b is a prediction that predicts the focus degree by using three or more signals that are consecutively extracted by the output unit a. It is a means.

cは撮像レンズのレンズ情報を検出する検出手段、d
は検出手段cにより検出されたレンズ情報に応じて予測
手段bの予測値を補正する補正手段である。補正手段d
はまたレンズ情報に応じて出力手段aを構成する例えば
フィルタ、ゲート回路の諸定数を適正値に調整する。
c is detection means for detecting lens information of the imaging lens, d
Is a correction means for correcting the predicted value of the prediction means b according to the lens information detected by the detection means c. Correction means d
Adjusts various constants of, for example, a filter and a gate circuit which constitute the output means a to appropriate values according to the lens information.

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y=ax2+bx+c(但し、xはフィールド数、
yは焦点電圧)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. Reference numeral 20 is a peak predicting circuit as a predicting means, and these are calculated from the input focus voltage c of the current field, focus voltage B of the previous field, and focus voltage A of the field two years before.
A predetermined known arithmetic expression using A, B, C as parameters, for example, a quadratic function y = ax 2 + bx + c (where x is the number of fields,
y is the focal voltage) Based on the prediction formula of the focal voltage, the focal voltage P at the peak corresponding to the in-focus state in what field (see FIG. 3)
Then, the predicted timing signal after N fields 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、上述の焦点
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 is a first subtraction circuit, which subtracts the focus voltage B from the 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はアンド回路(AND)であり、上述の3つの比較器2
3,24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(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。
Reference numeral 26 is an AND circuit (AND), which is the above-mentioned three comparators 2
The output of 3, 24 and 25 is logically ANDed, and when all its outputs are high level, the gate is opened and the high level signal 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. Reference numeral 27 denotes a fourth comparator, which is a sample and hold circuit 11 for inputting to the non-inverting input terminal, the predicted maximum focus voltage P from the peak predicting circuit 20 and the inverting input terminal.
From the current focus voltage C in the current field from
Whether or not it is C is determined, and when the determination is affirmative and the gate pulse (timing signal) from the top prediction circuit 20 is ON, the motor stop signal is output. 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
きにその出力がモータ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 is 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, and when the output of the mountain climbing circuit 16 is at a high level, the motor 18 is normally rotated. , Its output reverses the motor 18 when its output is low. The control circuit 28
Makes the motor 18 slow 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.

さらに、29は検出手段としてのレンズ情報センサであ
り、フォーカシングレンズ2のレンズ状態に関する情
報、例えばFナンバーFNOや距離環の絶対番地、あるい
は焦点距離等を検出する。30は補正手段としての制御用
回路であり、レンズ情報センサ29の検出出力に応じて、
BPF6の周波数特性やゲート回路7に入力するウインドウ
パルスの大きさ、および頂上予測回路20の予測値の全部
またはその一部の補正とを制御する。例えば、焦点距離
に応じて画面内の情報が変化するので、制御回路30はゲ
ート回路7を介してワイドスコープのときにはウインド
を狭くし、テレスコープのときにはウインドを広くす
る。またFナンバーFNOが大きいときには、被写界深度
が深くなり、焦点電圧特性の山の傾きが浅くなるので、
制御回路30はこの被写界深度が深くなるようにBPF6のフ
ィルタ値を選択する。
Further, 29 is a lens information sensor as a detecting means, which detects information about the lens state of the focusing lens 2, for example, the F number F NO , the absolute address of the distance ring, or the focal length. Reference numeral 30 is a control circuit as a correction means, and according to the detection output of the lens information sensor 29,
It controls the frequency characteristic of the BPF 6, the magnitude of the window pulse input to the gate circuit 7, and the correction of all or part of the predicted value of the peak prediction circuit 20. For example, since the information on the screen changes according to the focal length, the control circuit 30 causes the gate circuit 7 to narrow the window when the wide scope is used and widen the window when the telescope is used. Further, when the F number F NO is large, the depth of field becomes deep, and the slope of the peak of the focus voltage characteristic becomes shallow,
The control circuit 30 selects the filter value of BPF6 so that the depth of field becomes deep.

すなわち、ズーミングをすることによって、第6図に
示すように、画面内での情報量が変化するので、これを
できるだけ一定に保つために、制御回路30によりゲート
回路7のゲートの大きさを変える。例えば、本図の左側
のテレ(焦点距離大)から右側のワイド(焦点距離小)
へと変化するのに応じて画面全体に対する測距エリアの
ゲートの大きさを制御回路30により変える。
That is, since the amount of information on the screen changes as shown in FIG. 6 by zooming, the size of the gate of the gate circuit 7 is changed by the control circuit 30 in order to keep this amount as constant as possible. . For example, from the left side of this figure (large focal length) to the right side of wide (small focal length)
The control circuit 30 changes the size of the gate in the distance measurement area with respect to the entire screen as the display changes.

また、映像信号が高域側ほど急激な山(焦点電圧特性
の山)になるので、そのときのレンズ情報で山がなだら
かになるような条件のときにフィルタ6を高域側に切替
え、十分に山が出る条件のときは低域側に切替える。例
えば、レンズ2の焦点距離が短く、または絞り値の小さ
い場合には山がなだらかになり、その反対では十分に山
がでる。バンドパスフィルタ6として、第7図に示すよ
うなハイパスフィルタを用いた場合には制御回路30から
の信号によりFET(電解効果トランジスタ)がオンする
と通過帯域は高域側に切換えられる。
In addition, since the video signal has a steep peak (a peak of the focus voltage characteristic) on the high frequency side, the filter 6 is switched to the high frequency side under the condition that the peak is gentle according to the lens information at that time. When there is a mountain at, switch to the low frequency side. For example, when the focal length of the lens 2 is short or the aperture value is small, the peaks are gentle, and on the contrary, the peaks are sufficiently large. When a high pass filter as shown in FIG. 7 is used as the band pass filter 6, when the FET (field effect transistor) is turned on by the signal from the control circuit 30, the pass band is switched to the high frequency side.

さらに、ズーミング中は画面の画角が変化し、具体的
には焦点距離が長くなると画角が小さくなり、被写体の
エッヂが画面内に入る確率が低くなるのでBPF6の出力が
低下し、反対に焦点距離が長くなると画角が大きくな
り、被写体のエッヂが画面内に入る確率が高くなるので
BPF6の出力が増加する。したがって、ズーミングにより
焦点距離が長くなった場合には制御回路30の信号により
頂上予測回路20の予測値を低下させ、焦点距離が短くな
った場合には制御回路30の信号により頂上予測回路20の
予測値を上げるように補正する。
Furthermore, the angle of view of the screen changes during zooming, specifically, the longer the focal length, the smaller the angle of view, and the less likely the edge of the subject will enter the screen, the lower the output of BPF6, and vice versa. The longer the focal length, the larger the angle of view, and the more likely the edge of the subject will enter the screen.
BPF6 output increases. Therefore, when the focal length becomes longer due to zooming, the prediction value of the apex prediction circuit 20 is lowered by the signal of the control circuit 30, and when the focal length becomes shorter, the apex prediction circuit 20 of the apex prediction circuit 20 is made by the signal of the control circuit 30. Correct to increase the predicted value.

その他の構成部分は第4図の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 in the example of 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.

上述のようにフォーカシングレンズ2の情報はレンズ
情報センサ29により検出され、検出されたレンズ情報は
制御回路30に供給される。制御回路30はレンズ情報セン
サ29の出力情報に応じて焦点電圧抽出用フィルタ(BP
F)6やゲート回路7の所定値を変化させ、また頂上予
測回路20での予測値を補正するための制御信号を出力す
る。
As described above, the information on the focusing lens 2 is detected by the lens information sensor 29, and the detected lens information is supplied to the control circuit 30. The control circuit 30 receives the focus voltage extracting filter (BP
F) The control signal for changing the predetermined values of 6 and the gate circuit 7 and for correcting the predicted value in the top prediction circuit 20 is output.

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、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, the first comparator 23, the first subtraction circuit 21, the fourth comparator 27, the 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。この2次関数とし
ては例えば、y=ax2+bx+cを用い、xをフィールド
数、yを焦点電圧とする。
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), it is approaching the summit of the mountain and is sufficiently close to the summit of the mountain. Therefore, by operating the summit prediction circuit 26, the focus voltage (estimated focus voltage) P at the summit of the summit and It is possible to easily predict how many fields will elapse before the peak can be predicted by a simple quadratic function or the like. For example, y = ax 2 + bx + c is used as this quadratic function, where x is the number of fields and y is the focus voltage.

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になるかを予測し、またそれらの
予測値を制御回路30から供給されるレンズ情報によって
補正する。例えば、ズームレンズが移動しているとき
は、焦点距離等が刻々と変化するので、数フィールド後
の前期予測値Pは一致せず上下する可能性があるので、
この予測値をレンズ情報に基づき頂上予測回路20におい
て補正する。
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 focus voltage P at the peak corresponding to the in-focus state and the number of fields after which the maximum focus voltage P will be reached are predicted, and those predicted values are also predicted. Is corrected by the lens information supplied from the control circuit 30. For example, when the zoom lens is moving, the focal length and the like change from moment to moment, so the previous period predicted value P after a few fields may not match and may go up or down.
This predicted value is corrected in the top prediction circuit 20 based on the lens information.

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、合焦位置に近づけば、モータ18を低速回
転に切り換え、合焦状態に達した時に比較回路27から出
力させ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 the motor 18 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 in-focus state 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、本発明は上述のような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できる。
It should be noted that the present invention is not limited to outputting the signal corresponding to the focus degree from the output of the image pickup means as described above. For example, when a line sensor indicating the focus degree is used separately from the image pickup means. Can also be applied to.

[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
対応する信号の相前後する3つ以上の信号によりレンズ
情報を加味して合焦点を予測し、その予測値に応じて撮
影レンズの移動・停止を制御するようにしたので、合焦
点位置(山の頂上)近辺での小きざみな振動が解消さ
れ、正確な焦点検出が行える効果が得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the in-focus point is predicted by taking lens information into account by three or more signals that are adjacent to the signal corresponding to the in-focus degree, and the predicted value thereof is calculated. Since the movement / stop of the taking lens is controlled according to the above, small vibrations around the in-focus position (top of the mountain) are eliminated, and the effect of accurate focus detection can be obtained.

これによつて、絞り値、焦点距離党が変化して被写界
深度が変化して、焦点信号の特性が変化しても、これら
の撮像レンズの情報に応じて合焦点予測値を補正するこ
とにより、常に撮影状態にかかわらず、正確かつ、信頼
性の高い焦点検出を行うことができる。
As a result, even if the aperture value and the focal length party change, the depth of field changes, and the characteristics of the focus signal change, the in-focus predicted value is corrected according to the information of these imaging lenses. As a result, it is possible to always perform accurate and highly reliable focus detection regardless of the shooting state.

また、本発明によれば、検出したレンズ情報に応じて
例えば、焦点電圧検出用フィルタおよびゲート回路の諸
定数を変化させることにより、より正確な自動焦点検出
が行える。
Further, according to the present invention, more accurate automatic focus detection can be performed by changing, for example, various constants of the focus voltage detection filter and the gate circuit according to the detected lens information.

【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。 第6図は本発明実施例の制御回路30の動作を説明するの
に用いた説明図、 第7図はフィルタ6の構成の一例を示す回路図である。 3……光電変換手段、 6……バンドパスフィルタ、 7……ゲート回路、 8……ウインドウパルス形成回路、 9……検波器、 10……積分器、 11……サンプルホールド回路、 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、 29……レンズ情報センサ、 30……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. FIG. 6 is an explanatory diagram used for explaining the operation of the control circuit 30 of the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the filter 6. 3 ... Photoelectric conversion means, 6 ... Bandpass filter, 7 ... Gate circuit, 8 ... Window pulse forming circuit, 9 ... Detector, 10 ... Integrator, 11 ... Sample and hold circuit, 14, 19 ...... 1 field delay circuit, 16 ...... hill climbing circuit, 20 ...... top prediction circuit, 21,22 …… subtraction circuit, 23,24,25,27 …… comparator, 26 …… and circuit, 28 …… motor Control circuit, 29 …… Lens information sensor, 30 …… Control circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】撮像レンズの焦点合焦度に対応した信号を
所定のタイミングで順次抽出して出力する信号抽出手段
と、 該信号抽出手段により出力された複数の前記信号を用い
て合焦度を予測する予測手段と、 前記撮像レンズの絞り値,焦点距離等のレンズ情報の少
なくとも1つを検出する検出手段と、 該検出手段により検出された前記レンズ情報に応じて前
記予測手段の予測値を補正する補正手段と、 を具備したことを特徴とする焦点検出装置。
1. A signal extraction means for sequentially extracting and outputting a signal corresponding to a focus degree of an image pickup lens at a predetermined timing, and a focus degree using a plurality of the signals output by the signal extraction means. Predicting means for predicting, and a detecting means for detecting at least one of lens information such as aperture value and focal length of the imaging lens, and predicting value of the predicting means according to the lens information detected by the detecting means. A focus detection device comprising: a correction unit that corrects
【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の装置におい
て、 前記補正手段は前記レンズ情報に応じて前記信号抽出手
段を構成するフイルタ、ゲート回路の諸定数を調整する
ことを特徴とする焦点検出装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the correction means adjusts various constants of a filter and a gate circuit which constitute the signal extraction means according to the lens information. Detection device.
【請求項3】特許請求の範囲第1項または第2項記載の
装置において、前記信号抽出手段により抽出された信号
が所定のレベル以上のときに、前記予測手段を作動させ
る制御手段を具備したことを特徴とする焦点検出装置。
3. The apparatus according to claim 1 or 2, further comprising control means for activating the predicting means when the signal extracted by the signal extracting means is above a predetermined level. A focus detection device characterized by the above.
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