JPS6345979A - Automatic focus controller - Google Patents

Automatic focus controller

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Publication number
JPS6345979A
JPS6345979A JP62178554A JP17855487A JPS6345979A JP S6345979 A JPS6345979 A JP S6345979A JP 62178554 A JP62178554 A JP 62178554A JP 17855487 A JP17855487 A JP 17855487A JP S6345979 A JPS6345979 A JP S6345979A
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JP
Japan
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output
focus
signal
imaging
optical system
Prior art date
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Pending
Application number
JP62178554A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kimura
健次 木村
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP62178554A priority Critical patent/JPS6345979A/en
Publication of JPS6345979A publication Critical patent/JPS6345979A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals
    • H04N23/673Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify the constitution and to facilitate miniaturization by superimposing a focus error signal and an output signal of a signal generating means and displacing a prescribed element in an image pickup optical system vibratingly in an optical axis direction. CONSTITUTION:An output that an output signal of an oscillator 21 is mixed to a focus error voltage from a mixer 19 mis generated and is subjected to current amplification by a current amplifier 24 and given to a DC reversible motor 9. Thus, the motor 9 causes vibration synchronously with the output signal of the oscillator 21 to modulate the focus length. When a transistor (TR) 25 is turned on, then the output of the mixer 19 is earthed to stop focus control. Thus, only when the object is moved in the focus direction, the focus control is applied and after the focuses are coincident, the control loop is disconnected to prevent image quality deterioration due to modulation.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はテレビカメラ、電子スチルカメラ等に適用され
る自動焦点制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic focus control device applied to television cameras, electronic still cameras, and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

テレビカメラ等において、目標とする被写体に対する焦
点合わせを自動的に行なう装置は既に公知である(例え
ば実公昭40−26568号公報)この種の装置は、特
に動きのある被写体に対しこれに追従するようにして合
焦状態を得る必要があるような条件下において、特に顕
著な効果を奏する。この種の装置のうち、上記公報所載
の方式は、一般にパッシブ方式と呼ばれるものであって
、撮像手段の出力の高周波成分を最大とするように合焦
調節動作をなすように構成され、所謂アクティブ方式の
ように合焦検出用の赤外光等の投射手段を格別に特設す
る必要がなく、従−2゛C比較的小電力で動作し得るた
め、特に小型の携帯用テレビカメラ等に適している。
Devices for automatically focusing on a target subject in television cameras and the like are already known (for example, Japanese Utility Model Publication No. 40-26568). This is particularly effective under conditions where it is necessary to obtain a focused state in this manner. Among these types of devices, the method described in the above publication is generally called a passive method, and is configured to adjust the focus so as to maximize the high frequency component of the output of the imaging means. Unlike the active method, there is no need to specially install a projection means such as infrared light for focus detection, and it can operate with a relatively low power of -2°C, so it is especially suitable for small portable TV cameras, etc. Are suitable.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

L記公報所載の装置においては、カメラの可動レンズを
焦点微動装置により常時振動的に変位さ一υることによ
り、焦点づれの方向を検出し、こねに2.(づいて合焦
調節のためのレンズの移動方向が自動的に識別されるよ
うになされている。
In the device described in Publication No. L, the movable lens of the camera is constantly vibrated and displaced by a focus fine adjustment device to detect the direction of defocus, and then perform two steps. (Thus, the direction of movement of the lens for focus adjustment is automatically identified.

従ってこの装置は、被写体がカメラに接近したり離れた
りする動きをくり返すようなことかあ一1′(もピント
ずれの稈瓜−及び方向を素早く検知し゛(、応答r1の
よい自動焦点調節が可能となる。
Therefore, this device can quickly detect out-of-focus situations and direction when the subject repeatedly approaches and moves away from the camera. becomes possible.

しかしながら、1−配力式の装置では、動的被1;体G
こ追μ」9するよ・)にし゛ζ合体、調節を行なうには
、111点h’li 離を常時振動的に変化さ一ロてお
く必・Wがあイ、。従−2で、本来の自動焦点調節のた
めのり一ボ機構のほかに、1.Il、点距離を振動的に
変化、\【!イまための手段(1記公報所載の装置おい
ては、サーボモータとは別に設けられた焦点微動器)を
格別に設けなくてはならず、構成が複雑となり且つ装置
を小型化する七での障害ともなる。
However, in a 1-force distribution type device, the dynamic target 1; body G
In order to combine and adjust the 111 points, it is necessary to constantly change the separation in an oscillatory manner. In addition to the original focus mechanism for automatic focus adjustment, 1. Il, change the point distance vibrationally, \[! It is necessary to provide a special means for adjusting the focus (in the device described in Publication 1, a focusing fine mover provided separately from the servo motor), which complicates the configuration and reduces the size of the device. It also becomes an obstacle.

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであり、構成が
簡単で小型化の容易なこの種の自動焦点制御装置を提供
しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide an automatic focus control device of this type that is simple in structure and easy to downsize.

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は上
記問題点を解決するために、撮像レンズ、撮像用光電変
換手段等のエレメントを含んでなる損保光学系と、 上記撮像用光電変換手段の出力信号から高周波成分を抽
出する高域成分抽出手段と、上記高域成分抽出手段の出
力に基づいて合焦の度合に応した焦点誤差信号を形成す
る焦点誤差信号形成手段と、 所定周波数のくり返し信号を発生する信号発生手段と、 上記焦点誤差信号形成手段の焦点誤差信号と上記信号発
生手段の出力信号とを11(畳せしめるI19合f段と
、 1記γIL合丁段の出力に基づいて損保光学系中の所定
の土しメン1を光軸方向に振動的に変位−1しめる、二
さにより、1−記撮像光学系における結像イ))置と1
記撮像用光電変換手段の撮像面との相対(i7:rlに
変調を!yえるとともに上記混合・手段の出力(バ号中
の」−記焦点誤差信号に対応する成分の出カレー・ルに
応してl−記撮像光学系中の19i定のコーレメントを
移動させる手段とを具備し”(なり、同 の移動下段に
より光学エレメントの振動動11と、本来の合焦調節の
ための光学系の変位とを11い得る。
[Means and effects for solving the problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a non-life insurance optical system including elements such as an imaging lens and a photoelectric conversion means for imaging, and the above-mentioned photoelectric conversion means for imaging. a high-frequency component extracting means for extracting a high-frequency component from the output signal of the high-frequency component; a focus error signal forming means for forming a focus error signal corresponding to the degree of focus based on the output of the high-frequency component extracting means; a signal generating means for generating a repetitive signal; an I19 combination f stage for folding the focus error signal of the focus error signal forming means and the output signal of the signal generation means; and based on the output of the γIL combination stage 1. The predetermined base member 1 in the non-life insurance optical system is oscillatedly displaced by −1 in the optical axis direction, thereby forming an image in the imaging optical system a)).
Relative to the imaging surface of the photoelectric conversion means for recording the image (i7: rl!y) and the output of the mixing means (in the bar) - the output color of the component corresponding to the focus error signal Accordingly, it is provided with a means for moving the 19i constant correction in the imaging optical system. 11 displacements can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

まず、機械的構成を第1図により説明する。 First, the mechanical configuration will be explained with reference to FIG.

1はカメラのレンズアッセンブリで、このアッセンブリ
lの撮像用しンス2の光軸トに撮像用光電変換f段とし
ての撮像管;3を配設し、レンズ2を通して与えられる
人力光4を撮像管3のターゲット3aに結像させるよう
にしている。
Reference numeral 1 designates a camera lens assembly, and an imaging tube (3) serving as a photoelectric conversion stage (F) for imaging is disposed on the optical axis of an imaging lens (2) of this assembly (1), and human power light (4) given through the lens (2) is transferred to the imaging tube. The image is formed on target 3a of No. 3.

1−記1酎像川レンズ2及び撮像管3を含んで不発明に
おける損傷光学系が構成されている。ターゲット3aを
映像プロセッサ5に接続し、上記ターゲット3aからの
出力を信号処理し映像信号6として出力するようにして
いる。第1図においては、撮像管3に必要な偏向回路等
は図示を省略している。
1-Note 1 A damage optical system according to the present invention is configured including the Kamagawa lens 2 and the image pickup tube 3. The target 3a is connected to a video processor 5, and the output from the target 3a is subjected to signal processing and output as a video signal 6. In FIG. 1, illustration of a deflection circuit and the like necessary for the image pickup tube 3 is omitted.

一方、上記アッセンブリ1の周面にギア7を形成し、こ
のギア7をギア8を介して直流可逆モータ9の回転軸に
設けたギア10に歯合し、モータ9の回転によりアッセ
ンブリ1を回転することにより焦点距離を制御するよう
にしている。
On the other hand, a gear 7 is formed on the circumferential surface of the assembly 1, and this gear 7 meshes with a gear 10 provided on the rotating shaft of a DC reversible motor 9 via a gear 8, so that the assembly 1 is rotated by the rotation of the motor 9. By doing this, the focal length is controlled.

次に第2図により電気回路を説明する。11は上述の映
像信号6が入力されるアナログゲートで、このアナログ
ゲー)11の出力側には微分回路12、検波回路13、
電圧増幅器14、バンドパスフィルタ15およびサンプ
リングホールド回路16を上述の順にv1続接続してい
る。サンプリングホールド回路16をレベルセンサ17
を介してフリップフロップ18のR端子に接続するとと
もに混合器19の一方の入力端子に接続している。この
混合器19の他方の入力端子には直流成分除去回路20
を介して発振器21の出力端子を接続している。この発
振器21の出力端子は遅延回路22及びサンプリングパ
ルス発生器23を上述の順に介して上記サンプリングホ
ールド回路16のサンプリング信号入力端子にも接続さ
れている。
Next, the electric circuit will be explained with reference to FIG. Reference numeral 11 denotes an analog gate into which the above-mentioned video signal 6 is input, and the output side of this analog gate 11 includes a differentiation circuit 12, a detection circuit 13,
The voltage amplifier 14, the bandpass filter 15, and the sampling hold circuit 16 are connected in a v1 series in the above-mentioned order. The sampling hold circuit 16 is connected to the level sensor 17
It is connected to the R terminal of the flip-flop 18 via the R terminal of the flip-flop 18, and also to one input terminal of the mixer 19. A DC component removal circuit 20 is connected to the other input terminal of the mixer 19.
The output terminal of the oscillator 21 is connected through the oscillator 21. The output terminal of the oscillator 21 is also connected to the sampling signal input terminal of the sampling hold circuit 16 via the delay circuit 22 and the sampling pulse generator 23 in the above-mentioned order.

また、混合器19の出力端子を電流増幅器24を介して
上述の直流可逆モータ9に接続するとともにトランジス
タ25を介して接地している。このトランジスタ25は
そのベースを抵抗26を介し゛C上記フリップフロップ
18の石噛子に接続している。図示のように、このフリ
ップフロップ18はそのS端子がスイッチ27を介して
接地され得るようになされている。
Further, the output terminal of the mixer 19 is connected to the above-mentioned DC reversible motor 9 via a current amplifier 24 and is grounded via a transistor 25. This transistor 25 has its base connected to the resistor of the flip-flop 18 through a resistor 26. As shown in the figure, this flip-flop 18 is configured such that its S terminal can be grounded via a switch 27.

一方、28は垂直同期信号分離器、29は水平同期信号
分離器で、これら同期信号分離器28.29の各入力側
には複合同期信号30を入力するようにしている。また
これら同期信号分離器28 、29の各出力側はウィン
ドパルス発生器3L32を各別に介してアンドゲート3
3の入力側に接続している。このアンドゲート33の出
力側はスイッチ34を介して上記アナログゲート11に
接続している。
On the other hand, 28 is a vertical synchronizing signal separator, 29 is a horizontal synchronizing signal separator, and a composite synchronizing signal 30 is input to each input side of these synchronizing signal separators 28 and 29. Further, each output side of these synchronizing signal separators 28 and 29 is connected to an AND gate 3 via a wind pulse generator 3L32.
It is connected to the input side of 3. The output side of this AND gate 33 is connected to the analog gate 11 via a switch 34.

次に以上のように構成した装置の作用を述べる。まず、
第1図において被写体(図示せず)からの入射光4がレ
ンズ2を通して撮像管3のターゲット3aに結像される
と、ターゲット3aの出力が映像プロセッサ5により信
号処理され映像信号6として出力される。この場合の映
像信号6は複合同期信号(垂直同期信号および水平同期
信号)を含まない。周知のとおり、このような映像信号
は、合焦の程度に応じてその周波数成分が変動する。す
なわち、入射光4の焦点が最良な状態で受光面つまりタ
ーゲット3aに結像すれば画像が鮮明となり逆に不良で
あれば不鮮明になることから、鮮明であれば映像信号中
の高周波成分が多くなり、不鮮明では低周波成分が多く
なる(即ち、相対的に高周波成分が減少する)。
Next, the operation of the apparatus constructed as above will be described. first,
In FIG. 1, when incident light 4 from a subject (not shown) is focused on a target 3a of an image pickup tube 3 through a lens 2, the output of the target 3a is processed by a video processor 5 and output as a video signal 6. Ru. The video signal 6 in this case does not include a composite synchronization signal (vertical synchronization signal and horizontal synchronization signal). As is well known, the frequency components of such video signals vary depending on the degree of focus. In other words, if the incident light 4 is focused on the light-receiving surface, that is, the target 3a, in the best condition, the image will be clear, but if it is poor, the image will be unclear. When the image is blurred, low frequency components increase (that is, high frequency components relatively decrease).

この映像信号6はアナログゲート11を経由して微分回
路12に与えられる。ここでアナログゲート11は通常
導通状態にある。また、微分回路12は第3図に示すよ
うな周波数特性を有し第4図に示すようなC,R回路で
構成している。この第3図より容易に理解されるとおり
、微分回路12は映像信号6中の高周波成分を抽出する
高域成分抽出手段をなしている。上述のとおり、良好な
合焦状態にある程、映像信号の高域成分が多くなるため
、微分回路12の出力レベルは合焦の度合により出力レ
ベルが変化されることになり、最良の合焦状態にある時
最大の出力電圧が生じることになる。
This video signal 6 is applied to a differentiating circuit 12 via an analog gate 11. Here, the analog gate 11 is normally in a conductive state. The differentiating circuit 12 has frequency characteristics as shown in FIG. 3, and is composed of C and R circuits as shown in FIG. 4. As can be easily understood from FIG. 3, the differentiating circuit 12 serves as high frequency component extracting means for extracting high frequency components from the video signal 6. As mentioned above, the better the in-focus state, the more high-frequency components of the video signal will be present, so the output level of the differentiating circuit 12 will change depending on the degree of focus, and the best focus will be achieved. maximum output voltage will occur when the

微分回路12の出力は検波回路13により検波され増幅
器14により電圧増幅される。ここで、検波回路13は
微分回路12の出力を直流信号に変換することから時定
数を充分大きくとる必要があるが、この時定数が大きす
ぎると制御の応答時間が長くなってしまうため最適な値
に設定することが必要である。ここで第5図に微分回路
12と検波回路13の動作波形を示す。図においてta
+= 9− は映像信号の波形、山)は微分回路12の出力波形、I
C)は検波回路13の出力波形である。また、この検波
回路13の出力と焦点距離の関係を示すと第6図のよう
になる。すでに説明したように最良焦点の状態で検波回
路13の出力電圧は、最大レベルになる。この場合、レ
ンズ等撮像光学系中の所定のエレメントを変位させる等
して、焦点距離を一定周波数の変調信号により変調させ
ると、即ち、例えば第6図のA点における焦点状態でa
に示す正弦波形状態で変調を与えると、検波回路13に
はa′に示すような上記変調波形aと同様の出力を生じ
る。
The output of the differentiating circuit 12 is detected by a detection circuit 13 and voltage amplified by an amplifier 14. Here, since the detection circuit 13 converts the output of the differentiating circuit 12 into a DC signal, it is necessary to have a sufficiently large time constant, but if this time constant is too large, the response time of the control will become long, so the optimal It is necessary to set it to a value. Here, FIG. 5 shows operating waveforms of the differentiating circuit 12 and the detection circuit 13. In the figure, ta
+=9- is the waveform of the video signal, the peak) is the output waveform of the differentiating circuit 12, I
C) is the output waveform of the detection circuit 13. Further, the relationship between the output of the detection circuit 13 and the focal length is shown in FIG. As already explained, the output voltage of the detection circuit 13 reaches the maximum level in the state of best focus. In this case, if the focal length is modulated by a modulation signal of a constant frequency by displacing a predetermined element in the imaging optical system such as a lens, for example, in the focal state at point A in FIG.
When modulation is applied in the sinusoidal waveform state shown in , the detection circuit 13 produces an output similar to the above modulated waveform a as shown in a'.

本発明では、特に、この焦点距離の変調を、第1図につ
き上述した焦点距離制御用のものと同一の直流可逆モー
タ9を一定巾で左右回転させ、所謂バイブレーションを
撮像光学系中のエレメントたる例えばレンズ2に与える
ことにより行なうように構成されている。このバイブレ
ーションは次のようにして得ている。すなわち発振器2
1よりバイブレーション周波数の原信号となる出力を発
生している。この出力は直流成分除去回路20を介して
混合器19の一方の入力端子に供給される。ここで、上
記直流成分除去回路20はコンデンサを含んで構成され
ており発振器21の直流成分を除去して変調信号成分の
みを混合器19に与えている。この理由は直漬分が混合
器19より後述する直流可逆モータ9に与えられるとモ
ータ9に一方向の回転力が発生し、これが制御系にオフ
セット電圧を生じさせる原因になり制御精度が低下する
からである。一方、混合器1!〕の他方の入力端子には
焦点誤差電圧(この電圧については後で詳述する。)が
与えられ−ζいる。すると、混合器19より焦点誤差電
圧に発振器21の出力信号が混入された出力が発汁し、
この出力は電流増幅器24にて電流増幅され直流可逆モ
ータ9に与えられる。これによりモータ9は発振器21
の出力信号に同期してパイシレージョンを生じ、焦点距
離が変調されることになる。
In particular, in the present invention, this focal length modulation is achieved by rotating the DC reversible motor 9, which is the same as the one for focal length control described above with reference to FIG. For example, it is configured to perform this by applying it to the lens 2. This vibration is obtained in the following way. That is, oscillator 2
1 generates an output that becomes the original signal of the vibration frequency. This output is supplied to one input terminal of the mixer 19 via the DC component removal circuit 20. Here, the DC component removal circuit 20 includes a capacitor and removes the DC component of the oscillator 21 and provides only the modulated signal component to the mixer 19. The reason for this is that when direct immersion is applied from the mixer 19 to the DC reversible motor 9, which will be described later, a unidirectional rotational force is generated in the motor 9, which causes an offset voltage to be generated in the control system, reducing control accuracy. It is from. Meanwhile, mixer 1! A focus error voltage (this voltage will be explained in detail later) is applied to the other input terminal of -ζ. Then, the mixer 19 generates an output in which the output signal of the oscillator 21 is mixed with the focus error voltage.
This output is current-amplified by a current amplifier 24 and applied to the DC reversible motor 9. This causes the motor 9 to generate an oscillator 21
Pisillation occurs in synchronization with the output signal of the lens, and the focal length is modulated.

この場合焦点V口離が変調された状態での焦点距離と検
波回路13の出力との関係は第7図に示すようになる。
In this case, the relationship between the focal length and the output of the detection circuit 13 when the focal point V distance is modulated is as shown in FIG.

すなわち図に示すように焦点距離が一定周波数で変調さ
れ且つ焦点距離がa。
That is, as shown in the figure, the focal length is modulated at a constant frequency and the focal length is a.

b、cの3点に変化すると、検波回路13の出力波形は
同図a′、  t/ 、  dに示すようになる。これ
を第8図により更に説明すると、変調波形を同図A(こ
の変調波の周波数はレンズアッセンブリ1が充分追従で
きる範囲に設定されており普通5 Hz程度である。)
とすると第7図のaに対応する検波回路13の出力波形
a′は同図+al、Cに対応する出力波形dは同図(c
)、およびb(焦点距離の最良点)に対応する出力波形
b′は同図(b)に示すようになる。従って、第8図か
ら明らかなように第6図で焦点距離がCffI域にある
ときとd領域にあるときでは検波回路13の出力波形の
位相が反転し、また焦点距離が最良点にあるときは検波
回路13の出力レベルが低下し、且つその周波数が変調
周波数の2倍になっている。
When the waveform changes to three points b and c, the output waveforms of the detection circuit 13 become as shown in a', t/d, and d in the figure. To further explain this with reference to FIG. 8, the modulation waveform is shown in FIG.
Then, the output waveform a' of the detection circuit 13 corresponding to a in FIG. 7 is +al in the figure, and the output waveform d corresponding to C in the figure is (c
), and the output waveform b' corresponding to b (the best point of focal length) is as shown in FIG. Therefore, as is clear from FIG. 8, the phase of the output waveform of the detection circuit 13 is reversed when the focal length is in the CffI region and in the d region in FIG. 6, and when the focal length is at the best point. In this case, the output level of the detection circuit 13 is lowered, and its frequency is twice the modulation frequency.

次に第2図に戻って、上述のような特性を呈する検波回
路13の出力を増幅する電圧増幅器14の出力は、バン
ドパスフィルタ15に与えられる。
Next, returning to FIG. 2, the output of the voltage amplifier 14 that amplifies the output of the detection circuit 13 exhibiting the characteristics described above is given to the bandpass filter 15.

ごごで、フィルタ15は511zを中心に通過する特性
を有し、これを図示すると第9図のようになる。この場
合5 Hz近傍が通過帯域でありこれの2倍の1011
z近傍では充分減衰することが望ましい。
In general, the filter 15 has a characteristic of passing the light mainly at 511z, which is illustrated in FIG. 9. In this case, the pass band is around 5 Hz, which is twice this, 1011
It is desirable to have sufficient attenuation near z.

バンドパスフィルタ15の出力はサンプリングホールト
回路16により、サンプリングホールドされる。このと
きの・リンプリングパルスはサンプリングパルス発生器
23によって作られているが、このサンプリングパルス
発生器23は発振器21の出力である正弦波のゼロクロ
ス点によりトリガーされる遅延回路22の出力でトリガ
ーされる。この場合遅延回路22の遅延量はサンプリン
グパルスによりハシ1′パスフイルタ15の出力の変化
点(ゼロクロス間の中央点)をサンプリングできるよう
に設定されζいる。このところの関係を第10図に示し
ている。図中(alは発振器21の出力波形、(b)は
遅延回路22の出力波形、(C)はリンプリングパルス
発生器23の出力つまりサンプリングパルス、fdlは
上述した第6図のc jJ(域に対応して検波回路13
の出力より得られるフィルタ15の出力波形、(e)は
同様にd fil域に対応して検波回路13の出力より
得られるフィルタ15の出力波形で、同図からも判るよ
うにサンプリングパルスfc)がフィルタ15の出力つ
まり(dl又は(e)のピーク点をサンプリングできる
ようにしている。即ち、サンプリングホールド回路16
の出力により、発振器21の位相を基準にしたときの、
フィルタ15の出力の位相が弁別されることになる。こ
こで第10図中ff)は最良点における検波回路13の
出力(即ち第8図(blに示された実質的に1011z
の信号出力)を第9図の特性を有するフィルタ15に通
して得られる出力波形で、この場合かかるフィルタ15
により出力電圧はOvになる。
The output of the bandpass filter 15 is sampled and held by a sampling hold circuit 16. The limp ring pulse at this time is generated by the sampling pulse generator 23, which is triggered by the output of the delay circuit 22 that is triggered by the zero-crossing point of the sine wave that is the output of the oscillator 21. Ru. In this case, the delay amount of the delay circuit 22 is set so that the sampling pulse can sample the change point of the output of the Hashi 1' pass filter 15 (the center point between zero crosses). The current relationship is shown in FIG. In the figure (al is the output waveform of the oscillator 21, (b) is the output waveform of the delay circuit 22, (C) is the output of the limp ring pulse generator 23, that is, the sampling pulse, and fdl is the c j J (area The detection circuit 13 corresponds to
(e) is the output waveform of the filter 15 obtained from the output of the detection circuit 13 corresponding to the d fil region, and as can be seen from the figure, the sampling pulse fc) The output of the filter 15, that is, the peak point of (dl or (e)) can be sampled. That is, the sampling hold circuit 16
With the output of , when the phase of the oscillator 21 is referenced,
The phase of the output of filter 15 will be discriminated. Here, ff in FIG. 10 is the output of the detection circuit 13 at the best point (i.e., substantially 1011z shown in FIG. 8 (bl)
This is the output waveform obtained by passing the signal output (signal output) through the filter 15 having the characteristics shown in FIG.
Therefore, the output voltage becomes Ov.

この結果サンプリングホールド回路16の出力には焦点
の度合、即ち、前ピンか後ピンか合焦かに応した焦点誤
差信号つまり誤差電圧が生じることになり、焦点が最良
のときはOvになる(第10図(f))。そしてこの焦
点誤差電圧は混合器19にIjえられる。従って焦点誤
差電圧が変調信号に混合され、電流増幅器24にて電流
増幅され、l¥1′流可逆モータ9に供給される。これ
によりモータ9にバイブレーションが生じ焦点距離が更
に変調されることになるが、このときのループ系を負帰
還とすることにより焦点誤差電圧が零になるように制御
され、この結果自動的に最良の焦点距離が得られること
になる。
As a result, a focus error signal or error voltage is generated at the output of the sampling and holding circuit 16 depending on the degree of focus, that is, front focus or rear focus, and when the focus is at its best, it becomes Ov ( Figure 10(f)). This focus error voltage is then input to the mixer 19. Therefore, the focus error voltage is mixed with the modulation signal, the current is amplified by the current amplifier 24, and the current is supplied to the l\1' flow reversible motor 9. This causes vibration in the motor 9 and further modulates the focal length, but by making the loop system negative feedback, the focus error voltage is controlled to zero, and as a result, the optimal This results in a focal length of .

ところで、このように常時焦点距離が変調されていると
、これが映像信号に視覚的なフリッカとして悪影響を与
えることが考えられる。そこで本例の装置ではトランジ
スタ25により変調をオンオフするようにしている。す
なわちトランジスタ25がオン状態では混合器19の出
力を接地して焦点制御を停市するようにしている。°こ
れは常時焦点制御を行なう必要がないからで、被写体が
焦点距離方向に移動したときのみ焦点制御をかけ、焦点
が一致1.たのち制御ループを断って変調による画質劣
化を防ぐようにしている。この場合、■−動スイノチ2
7がオンされるとフリップフロップ18の出力てが“1
”から“0゛となり抵抗26を介してトランジスタ25
がオフされる。これにより焦点制御が開始され、やがて
焦点が最良になるとサンプリングホールド回路16の出
力がO■近傍となる。するとこの出力はセンサ17によ
り検出されるが、このときの出力がセンサ17に設定さ
れたスレッシュホールド内に入るとセンサ17の出力が
“1”から“0”に切替わる。これによりフリップフロ
ップ18がリセットされ出力Qが“0”から“1′″と
なりトランジスタ25がオンされる。この結果スイッチ
27が押されてから焦点制御が開始され、合焦調節が最
良になると同時に制御ループが断たれ、最良の状態が保
持されることになる。その後はスイッチ27に対し指令
を与えない限り焦点制御は行われない。
By the way, if the focal length is constantly modulated in this way, it is conceivable that this will have an adverse effect on the video signal as visual flicker. Therefore, in the device of this example, the transistor 25 is used to turn the modulation on and off. That is, when the transistor 25 is on, the output of the mixer 19 is grounded to stop focus control. °This is because there is no need to perform focus control all the time; focus control is applied only when the subject moves in the focal length direction, and the focus is matched. The control loop is then cut off to prevent image quality deterioration due to modulation. In this case, ■-Dosuinochi 2
7 is turned on, the output of the flip-flop 18 becomes “1”.
” to “0” and the transistor 25 is connected via the resistor 26.
is turned off. As a result, focus control is started, and when the focus becomes optimal, the output of the sampling and holding circuit 16 becomes near O■. This output is then detected by the sensor 17, and when the output at this time falls within the threshold set for the sensor 17, the output of the sensor 17 switches from "1" to "0". As a result, the flip-flop 18 is reset and the output Q changes from "0" to "1'" and the transistor 25 is turned on. As a result, focus control is started after the switch 27 is pressed, and at the same time as the focus adjustment becomes optimal, the control loop is broken and the optimal state is maintained. After that, focus control will not be performed unless a command is given to the switch 27.

一方、第2図につき上述したとおり、映像信号6に同期
する複合同期信号30は垂直同期信号分離器28.水平
同期信号分離器29により夫々垂直同期信号と水平同期
信号に分離されている。
On the other hand, as described above with reference to FIG. 2, the composite synchronization signal 30 synchronized with the video signal 6 is transmitted to the vertical synchronization signal separator 28. A horizontal synchronizing signal separator 29 separates the signal into a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal.

この分離された各信号はウィンドパルス発生器31、3
2をトリガし、各ウィンドパルスはアンドゲート33に
与えられる。するとアンドゲート33には垂直方向と水
平方向を夫々ウィンドパルスによってゲートされた信号
が生じる。そして、この信号はスイッチ34を通してア
ナログゲート11に与えられる。従ってスイッチ34を
オンすることにより第11図に示すように画面の一部分
をマスキングすることができ図示斜線上の映像信号のみ
に対し、即ち、画面内の特定領域を合焦対象範囲とした
焦点制御を行なうこともできる。
These separated signals are sent to wind pulse generators 31 and 3.
2 and each wind pulse is applied to an AND gate 33. Then, signals gated by wind pulses in the vertical and horizontal directions are generated in the AND gate 33. This signal is then applied to the analog gate 11 through the switch 34. Therefore, by turning on the switch 34, a part of the screen can be masked as shown in FIG. 11, and focus control can be performed for only the video signal shown in the diagonal line, that is, a specific area within the screen is the focus target range. You can also do this.

上記スイッチ34は操作者の任意により外部から容易に
操作可能であるため所望に応じて、スイッチ34をオフ
すれば全画面に対する焦点制御が行われる。尚、)−述
したところから容易に了解されるとおり、アナログゲー
 ト11を第2図のように配設するに代えて、同様の機
能を有するゲート手段を、微分回路12からモータ9へ
到る信号系路中の適所に介挿するよ・うに設けても、本
例同様に合焦対象領域を特定することができる。
Since the switch 34 can be easily operated from the outside at the operator's discretion, focus control for the entire screen can be performed by turning off the switch 34 as desired. As can be easily understood from the above description, instead of arranging the analog gate 11 as shown in FIG. Even if it is inserted at an appropriate location in the signal path, the focus target area can be specified in the same way as in this example.

第2図につき一ト述したところから当然であるが、ウィ
ンドパルス発生器31及び32の回路定数を可変乃至は
半固定となるように設計すれば、画面内における合焦対
象範囲を、更に広範囲に選択可能となる。従って、画面
中央の人物を撮影するために、その人物の上半身を含む
画面中央の矩形のエリアを合焦対象範囲に選んだり、あ
るいは、スポーツ競技のように動きの速い被写体を画面
全体を合焦対象範囲として撮影したり、更には、木々の
間を飛び交う小鳥を撮ったりワイド撮影時等に合焦対象
範囲を比較的小さな領域に限定するような選択が、所望
に応じて可能となる。
As mentioned above with reference to FIG. 2, it goes without saying that if the circuit constants of the wind pulse generators 31 and 32 are designed to be variable or semi-fixed, the range of focus within the screen can be made wider. can be selected. Therefore, to photograph a person in the center of the screen, you may choose to focus on a rectangular area in the center of the screen that includes the person's upper body, or you may choose to focus on a fast-moving subject such as a sports event by focusing on the entire screen. It is possible to select, as desired, to shoot as a target range, or to limit the focus range to a relatively small area during wide-angle shooting, such as shooting small birds flying between trees.

以上のように、本例の装置によれば、被写体に合わせ、
所望に応じて選択した合焦対象範囲について、最良な焦
点距離を自動的に得ることができるので、従来の被写体
の動きに合わせその都度焦点合わせ操作を行なうのに比
べこのための手間を大巾に省くことができ、し、かも正
確な焦点位置が得られることから常に鮮明な画面を得る
ことができる。また、変調によるフリッカ状の画面劣化
に対しては焦点が最良状態に制御されるとこれと同時に
自動的に変調を停止することで画面劣化を防止すること
もできる。
As described above, according to the device of this example, according to the subject,
Since it is possible to automatically obtain the best focal length for the focus target range selected as desired, this process requires much less effort than the conventional method of adjusting the focus each time according to the movement of the subject. You can always get a clear screen because you can get a precise focus position. Furthermore, with respect to flicker-like screen deterioration due to modulation, it is possible to prevent screen deterioration by automatically stopping modulation when the focus is controlled to the best condition.

また、撮像光学系のエレメントの振動的変位と、本来の
合焦調節のためのエレメントの駆動が回−の移動手段に
より構成されているため、構成が極めて簡単であり、小
型化が容易である。
In addition, since the vibrational displacement of the elements of the imaging optical system and the drive of the elements for original focus adjustment are performed by means of rotational movement, the configuration is extremely simple and miniaturization is easy. .

尚、この発明は上記実施例にのみ限定されず要旨を変更
しない範囲で適宜変形して実施できる。即ち、上述の実
施例においては、レンズ。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be implemented with appropriate modifications within the scope without changing the gist. That is, in the above embodiments, a lens.

撮像管を含んでなる撮像光学系の−っのエレメントであ
るレンズを光軸方向に振動的に変位させるように構成し
たが、これにかえて、他のエレメントである撮像管乃至
はこの撮像管に代わる固体撮像素子等を振動変位せしめ
るように構成してもよい。
Although the lens, which is one element of the imaging optical system including the image pickup tube, is configured to be vibratedly displaced in the optical axis direction, it is possible to displace the lens, which is one element of the imaging optical system including the image pickup tube, in the optical axis direction. Alternatively, a solid-state image sensor or the like may be configured to vibrate and displace.

また、撮像光学系のエレメントを移動させる手段は直流
モータに限らず、種々の同種の機能を有する駆動源を適
用できることは勿論である。
Further, the means for moving the elements of the imaging optical system is not limited to the DC motor, and it goes without saying that various driving sources having the same type of functions can be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、小電力で動作できるという従来のパッ
シブ方式の自動焦点制御装置の利点を維持しつつ、撮像
光学系のエレメントに微小な振動変位を与えるための手
段と本来の合焦調節のための変位を与える手段とを同一
のもので兼用できるため、極めて構成が簡単となり、小
型化がはかりやすい。
According to the present invention, while maintaining the advantage of the conventional passive autofocus control device that it can operate with low power, a means for applying minute vibrational displacement to the elements of the imaging optical system and the original focus adjustment are provided. Since the same device can be used as the means for applying the displacement for the purpose, the structure is extremely simple and it is easy to downsize.

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

第1図はこの発明の一実施例の機械的構成部を示す概略
的構成図、第2図は同実施例の電気回路を示すブロック
図、第3図乃至第11図は同実施例を説明するための図
である。 1−−−−一−−−レンズアッセンブリ 2−−−−−
レンズ3−−−−−一撮像管   3 a−−−−ター
ゲット4−−−−−−−−−一人射光   5−−−−
−−−−−映像プロセッサ6−−−−−一映像1言号 
 7 、 8 、10−−−−一甲ギア9−−−−−−
直流可逆モータ 11−−−−−アナログゲート 12−−−一徹分回路
13−−−−検波回路  14−−−一−−−電圧増幅
器15−−〜−−−バンドパスフィルタ 16−−−−ザンプリングホールド回路17 −レベル
センサ 1 B−−一−−フリップフロップ 19−−−−一混
合器20   直流成分除去回路 21〜〜−一−−−
発振器22−−−−−遅延回路
Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing the mechanical components of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the electric circuit of the embodiment, and Figs. 3 to 11 explain the embodiment. This is a diagram for 1-----1--Lens assembly 2-------
Lens 3 ------- One image pickup tube 3 a ---- Target 4 ------- Individual emitted light 5 ----
------Video processor 6-----1 video 1 word
7, 8, 10---Ikko Gear 9------
DC reversible motor 11 --- Analog gate 12 --- One thorough circuit 13 --- Detection circuit 14 --- One --- Voltage amplifier 15 ---- Band pass filter 16 --- Sampling hold circuit 17 -Level sensor 1 B--1--Flip-flop 19--1 Mixer 20 DC component removal circuit 21--1--
Oscillator 22---Delay circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 撮像レンズ、撮像用光電変換手段等のエレメントを含ん
でなる撮像光学系と、 上記撮像用光電変換手段の出力信号から高周波成分を抽
出する高域成分抽出手段と、 上記高域成分抽出手段の出力に基づいて合焦の度合に応
じた焦点誤差信号を形成する焦点誤差信号形成手段と、 所定周波数のくり返し信号を発生する信号発生手段と、 上記焦点誤差信号形成手段の焦点誤差信号と上記信号発
生手段の出力信号とを重畳せしめる混合手段と、 上記混合手段の出力に基づいて撮像光学系中の所定のエ
レメントを光軸方向に振動的に変位せしめることにより
、上記撮像光学系における結像位置と上記撮像用光電変
換手段の撮像面との相対位置に変調を与えるとともに上
記混合手段の出力信号中の上記焦点誤差信号に対応する
成分の出力レベルに応じて上記撮像光学系中の所定のエ
レメントを移動させる手段とを具備してなることを特徴
とする自動焦点制御装置。
[Scope of Claims] An imaging optical system including elements such as an imaging lens and an imaging photoelectric conversion means; a high frequency component extraction means for extracting a high frequency component from an output signal of the imaging photoelectric conversion means; a focus error signal forming means for forming a focus error signal according to the degree of focus based on the output of the area component extracting means; a signal generating means for generating a repetitive signal of a predetermined frequency; and a focal point of the focus error signal forming means. a mixing means for superimposing an error signal and an output signal of the signal generating means; and a predetermined element in the imaging optical system is vibrably displaced in the optical axis direction based on the output of the mixing means, thereby controlling the imaging optical system. The imaging optical system modulates the relative position between the imaging position in the system and the imaging surface of the imaging photoelectric conversion means, and also modulates the output level of the component corresponding to the focus error signal in the output signal of the mixing means. an automatic focus control device comprising means for moving a predetermined element therein.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5046036A (en) * 1973-08-27 1975-04-24
JPS56116007A (en) * 1980-02-18 1981-09-11 Olympus Optical Co Ltd Automatic focusing controller

Patent Citations (2)

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