JPS6345980A - Automatic focus controller - Google Patents

Automatic focus controller

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Publication number
JPS6345980A
JPS6345980A JP62178555A JP17855587A JPS6345980A JP S6345980 A JPS6345980 A JP S6345980A JP 62178555 A JP62178555 A JP 62178555A JP 17855587 A JP17855587 A JP 17855587A JP S6345980 A JPS6345980 A JP S6345980A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
focus
imaging
synchronizing signal
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP62178555A
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
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Publication of JPS6345980A publication Critical patent/JPS6345980A/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

Abstract

PURPOSE:To select a focusing range as desired by extracting a high frequency component as to a part relating to a specific region in a picture by an area specifying means. CONSTITUTION:A composite synchronizing signal 30 synchronously with a video signal 6 is separated to a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal by a vertical synchronizing signal separator 28 and a horizontal synchronizing signal separator 29 respectively, which trigger window pulse generator 31, 32 and a signal is produced, where the vertical and horizontal directions are gated by a window pulse. By turning on the switch 34, part of the picture is masked and the specific area in the picture is used as a focusing range to apply focus control. In when the circuit constants of the window pulse generators 31, 32 are variably or semi-fixedly designed, the focusing range in the picture is selected further in a board range.

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、電子スチルカメラ智に適用され
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 and electronic still cameras.

〔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
点合わ仕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)。
2. Description of the Related Art A device for automatically focusing a target object in a television camera or the like is already known (for example, Japanese Utility Model Publication No. 40-26568).

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、従って比較的小電
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。
This type of device is particularly effective under conditions where it is necessary to follow a moving subject to obtain a focused state. Among these types of devices, the method described in the above publication is generally called a passive method, and is configured to perform focusing adjustment so as to maximize the high frequency component of the output of the imaging means.
Unlike the so-called active method, there is no need to specially install a projection means such as infrared light for focus detection, and therefore it can operate with relatively low power, so it is particularly suitable for small portable television cameras, etc. .

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

」−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・しることに
より、焦点づれの方向を検出し、これに基づいて合焦調
部のためのレンズの移動方向が自動的に識別されろよう
になされている。
In the device described in this publication, the direction of defocus is detected by constantly vibrating the movable lens of the camera using a focus fine adjustment device, and based on this, the direction of focus adjustment is adjusted. The direction of movement of the lens is automatically identified.

一方、撮像画面内における合焦対象範囲は、所望により
種々異なるものとなるのが普通である。即ら、遠い森や
山並み等を背景に画面の中央に位置する人物を盪影する
場合では、その人物の−1−半身を含む画面中央の所定
領域を合焦対象範囲とずべきであろ・)し、また、テニ
ス、アメリカンフットボール等のスポーツ競技の模様を
j最影する場合は、被写体がよく動くため、画面のほぼ
全体を合焦対象範囲とするのが望ましいCあ7.・つ。
On the other hand, the range to be focused within the imaging screen usually varies depending on the user's needs. That is, when photographing a person located in the center of the screen against a background of a distant forest or mountain range, the focus area should be a predetermined area in the center of the screen that includes the -1-half of the person's body. ) When photographing sports events such as tennis or American football, the subject moves often, so it is desirable to focus on almost the entire screen.C7.・Tsu.

また更に、木々の間を飛び交う小鳥等、画面内の比較的
小さな特定の被写体にピントを合わせたいような場合、
あるいはワイド撮影時等においては、合焦対象範囲は画
面内の比較的小さな領域のみに限定したいという要請が
生じる。
Furthermore, if you want to focus on a relatively small specific subject within the frame, such as a small bird flying between the trees,
Alternatively, during wide-angle photography, there is a demand to limit the focus range to a relatively small area within the screen.

しかしながら、上述の従来の装置は、このような要請に
応えるものではない。
However, the conventional devices described above do not meet such demands.

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであり、所望に
より合焦対象範囲を選択可能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-mentioned points, and it is an object of the present invention to provide an automatic focus control device of this type in which a focusing range can be selected as desired.

〔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撮像光学系と、 操作者の任意の操作に基づいて上記撮像用光電変換手段
の出力に関し当該画面内の所定領域に関する部分を特定
する領域特定手段と、この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−F記撮像用光電変換
手段の礒像面との相対位置に変調を与える振動手段と、 1二記撮像用光電変換手段の出力信号牛歩なくとも上記
領域特定手段により特定された領域に関゛暖る部分につ
いてその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レベルを最大にする方向に
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
とを具備してなり、上記領域特定f一段によって、画面
内の合焦対象範囲に関する描像出力に基づいた合焦調節
動作をなす。
[Means and effects for solving the problems] In order to solve the above problems, the present invention provides an imaging optical system including elements such as an imaging lens and a photoelectric conversion means for imaging, and an arbitrary operation by an operator. an area specifying means for specifying a portion related to a predetermined area within the screen with respect to the output of the imaging photoelectric conversion means based on the above, and a predetermined element in the imaging optical system that is vibrationally displaced in the optical axis direction, vibrating means for modulating the relative position between the imaging position in the imaging optical system and the image plane of the photoelectric conversion means for imaging; a high frequency component extracting means for extracting a high frequency component of a portion related to the region specified by the means; and a predetermined element in the imaging optical system in a direction that maximizes the output level of the high frequency component extracting means. By means of the first region specifying f, a focus adjustment operation is performed based on the image output regarding the focus target range within the screen.

〔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・ノセンブ
リ1の撮像用レンズ2の光軸上に撮像用光電変換手段と
しての撮像管3を配設し、レンズ2を通して与えられる
入力光4を撮像管3のターゲット3aに結像させるよう
にして%zる。
Reference numeral 1 designates a camera lens assembly, in which an imaging tube 3 as an imaging photoelectric conversion means is disposed on the optical axis of an imaging lens 2 of this assembly 1, and input light 4 given through the lens 2 is transferred to the imaging tube 3. %z so that the image is formed on the target 3a.

ト記撮像用レンズ2及び撮像管3を含んで本発明におけ
る撮像光学系が構成されている。ターゲソ)3aを映像
プロセッサ5に接続し、上記ターゲソ)3aからの出力
を信号処理し映像体号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。
The imaging optical system according to the present invention includes the imaging lens 2 and the imaging tube 3. The target computer 3a is connected to a video processor 5, and the output from the target computer 3a is subjected to signal processing and output as a video image 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
ゲート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を上述の順に縦続接続している
。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 on the output side of this analog gate 11 there are a differentiation circuit 12, a detection circuit 13,
A voltage amplifier 14, a bandpass filter 15 and a sampling hold circuit 16 are connected in cascade in the above order. A sampling hold circuit 16 is connected to an R terminal of a flip-flop 18 via a level sensor 17 and to one input terminal of a mixer 19. The output terminal of an oscillator 21 is connected to the other input terminal of the mixer 19 via a DC component removal circuit 20. 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を介して上記フリップフロップ1
8のb端子に接続している。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 connects its base to the flip-flop 1 through a resistor 26.
It is connected to the b terminal of 8. 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
分隨器で、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.φ9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33
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;(4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, and 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. Also, these synchronizing signal separators 28. Each output side of φ9 is connected to an AND gate 33 via a wind pulse generator 3L32.
is connected to the input side of the The output side of this AND gate 33 is connected to the analog gate 11 through a switch (4).

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(a
lは映像信号の波形、(blは微分回路12の出力波形
、((+)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。この焦点距離の変調は直流可逆モータ9を一
定巾で左右回転させて撮像光学系中の当該エレメントた
る例えばレンズ2に対し、所謂バイブレーションを与え
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
21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−10= みを混合器19に与えている。この理由は直流分が混合
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19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
えられている。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生し、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
力信号に同期してバイブレーションを生じ、焦点距離が
変調されることになる。
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 (a
l is the waveform of the video signal, (bl is the output waveform of the differentiating circuit 12, and ((+) is the output waveform of the detection circuit 13. Also, the relationship between the output of the detection circuit 13 and the focal length is shown in FIG. 6. As already explained, the output voltage of the detection circuit 13 reaches the maximum level in the state of best focus.In this case, the focal length is adjusted by displacing a predetermined element in the imaging optical system such as a lens. When is modulated by a modulation signal of a constant frequency, that is, when modulation is applied in the sine waveform state shown at a in the focused state at point A in FIG. It produces an output similar to a.The modulation of the focal length is performed by rotating the DC reversible motor 9 left and right by a constant width to apply so-called vibration to the element in the imaging optical system, for example, the lens 2. This vibration is obtained in the following manner. That is, the oscillator 21 generates an output that becomes the original signal of the vibration frequency. This output is sent to one side of the mixer 19 via the DC component removal circuit 20. Here, the DC component removal circuit 20 includes a capacitor, removes the DC component of the oscillator 21, and sends only -10= of the modulated signal component to the mixer 19. The reason for this is that when the DC component 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 in the control system and reduces control accuracy. On the other hand, the other input terminal of the mixer 19 is given a focus error voltage (this voltage will be explained in detail later).Then, the mixer 19 increases the focus error voltage. An output mixed with the output signal of the oscillator 21 is generated, and this output is current-amplified by the current amplifier 24 and given to the DC reversible motor 9. As a result, the motor 9 generates vibration in synchronization with the output signal of the oscillator 21. , the focal length will be modulated.

この場合焦点距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。す
なわら図に示すように焦点距頗1が一定周波数で変調さ
れ且つ焦点距離がa。
In this case, the relationship between the focal length and the output of the detection circuit 13 when the focal length is modulated is as shown in FIG. That is, as shown in the figure, the focal length 1 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aI 、  bl 、  clに示すようになる。
When the waveform changes to three points b and c, the output waveforms of the detection circuit 13 become as shown in aI, bl, and cl in the figure.

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511z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1al、Cに対応する出力波形C′は同
図fc)、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CtM域に
あるときとdwI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。
To further explain this with reference to Fig. 8, the modulation waveform is shown in Fig.
(The frequency of this modulated wave is set in a range that the lens assembly 1 can sufficiently track, and is usually about 511z). Then, the output waveform a' of the detection circuit 13 corresponding to a in FIG. 7 is as shown in FIG. 1al, The output waveform C' corresponding to C is as shown in fc in the same figure, and the output waveform b' corresponding to b (the best point of focal length) is 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 CtM region and in the dwI 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.

ここで、フィルタ15は5 Hz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 H2近傍が通過帯域でありこれの2倍の10)1
z近傍では充分減衰することが望ましい。
Here, the filter 15 has a characteristic of passing around 5 Hz, which is illustrated in FIG. 9. In this case, the pass band is near 5 H2 and is twice this 10) 1
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ド
回路16により、サンプリングホールドされる。このと
きのサンプリングパルスはサンプリングパルス発生器2
3によって作られて(X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。、二の場合遅延回路22の遅延量はサンプリ
ングパルスに、しりバンドパスフィルタ15の出力の変
化点(ゼl’lクロス間の中央点)をサンプリングでき
るように設定されている。このところの関係を第10図
に示している。図中falは発振器21の出力波形、(
b)は遅延回路22の出力波形、(C)はサンプリング
パルス発生器23の出力つまりサンプリングパルス、l
dlは一■−述した第6図のC領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、 +
(上)は同様にdil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−13= グパルス(C1がフィルタ15の出力つまりldl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
if)は最良点における検波回路13の出力(即ち第8
図(′b)に示された実質的に10Hz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O■になる。
The output of the bandpass filter 15 is sampled and held by a sampling and holding circuit 16. The sampling pulse at this time is the sampling pulse generator 2.
The sampling pulse generator 23 is triggered by the output of the delay circuit 22 which is triggered by the zero crossing point of the sine wave which is the output of the oscillator 21. The amount of delay is set so that the sampling pulse can be sampled at the point of change in the output of the edge bandpass filter 15 (the center point between zero and zero crosses).The relationship at this point is shown in FIG. In the figure, fal is the output waveform of the oscillator 21, (
b) is the output waveform of the delay circuit 22, (C) is the output of the sampling pulse generator 23, that is, the sampling pulse, l
dl is 1 - the output waveform of the filter 15 obtained from the output of the detection circuit 13 corresponding to the region C in FIG. 6, +
(Above) is the output waveform of the filter 15 obtained from the output of the detection circuit 13 corresponding to the dil range. The peak point of e) can be sampled. That is, the output of the sampling hold circuit 16
The phase of the output of the filter 15 with respect to the phase of the oscillator 21 is discriminated. Here, if) in FIG. 10 is the output of the detection circuit 13 at the best point (i.e., the 8th
This is the output waveform obtained by passing the substantially 10 Hz signal output shown in FIG. 9('b) through a filter 15 having the characteristics shown in FIG.

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じた焦点誤
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O■になる(第10図(f))。そしてこの焦
点誤差電圧は混合器19に与えられる。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、直流可逆モータ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−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, the output of the sampling and holding circuit 16 generates a focus error signal, that is, an error voltage, depending on the degree of focus, that is, front focus, rear focus, or focus, and when the focus is at its best, it becomes O■. (Figure 10(f)). This focus error voltage is then applied to mixer 19. Therefore, the focus error voltage is mixed with the modulation signal, the current is amplified by the current amplifier 24, and the amplified signal is supplied to the DC 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 be zero, and as a result, the focal length is automatically adjusted. This will give you the best focal length.

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止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
一致し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、手動スイッチ27がオ
ンされるとフリップフロップ18の出力谷が“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
VJ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1
8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 and focus control is stopped. This is because there is no need to constantly perform focus control; focus control is applied only when the subject moves in the focal length direction, and the control loop is cut off after the subject is in focus to prevent image quality deterioration due to modulation. In this case, when the manual switch 27 is turned on, the output valley of the flip-flop 18 changes from "1" to "0" and the transistor 25 is turned off via the resistor 26. As a result, focus control is started, and when the focus becomes optimal, the output of the sampling and holding circuit 16 becomes O.
Beside the VJ. Then, this output is detected by the sensor 17, and if the output at this time falls within the threshold set for the sensor 17, the output of the sensor 17 becomes "1".
It switches from “0” to “0”. This causes flip-flop 1
8 is reset, 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3o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 3o synchronized with the video signal 6 is sent 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玉の映像信号のみ
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 only for the video signal indicated by the diagonal line, that is, a specific area within the screen is set as 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、上述し
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4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, instead of arranging the analog gate 11 as shown in FIG. Even if it is provided so as to be inserted at an appropriate location in the path, the focus target region can be specified in the same way as in this example.

第2図につき上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 is obvious that if the circuit constants of the wind pulse generators 31 and 32 are designed to be variable or semi-fixed, the range to be focused within the screen can be selected from a wider range. It becomes possible. 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、しかも正値
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. Moreover, since a positive focus position can be obtained, a clear screen can always be obtained. 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、1M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同一の移動手段
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 element of the 1M image optical system and the drive of the element for original focus adjustment are configured by the same moving means, the configuration is extremely simple.
Easy to downsize.

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°ζ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 cause vibrational displacement.

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ノ
シブ力式の自動焦点制御装置の利点を維持しつ・つ、所
望に応じて画面内における合焦対象範囲を選択すること
ができる。
According to the present invention, it is possible to select the range of focus within the screen as desired while maintaining the advantage of the conventional panosive force automatic focus control device that it can operate with low power.

【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− レンズテラセンブリ 2−−−レンズ3−   
撮像管   3a −ターゲット4− 入射光   5
−−−−−映像プロセソサ6−−−−−一映像信号  
7 、 8 、10−−−−ギア9−m−直流可逆モー
タ 11   アナログゲート 12−一−−微分回路13
   検波回路  14 − 電圧増幅器15   バ
ンドパスフィルタ 16−   サンプリングホールド回路17−   レ
ベルセンサ 18−フリップフロップ 19−   混合器20− 
−直流成分除去回路 21−  発振器22−−−遅延
回路 23−  サンプリングパルス発生器 24   電流増幅器 25−トランジスタ2()  
 抵抗    27 − スイッチ2 )+ 、 2 
り   信号分離器 30−同期信号31.32   
ウィンドパルス発生器ご(3アンドゲート  34  
 スイッチ特許用I11人 オリンパス光学工業株式会社 第1図 第3 口; C 第4p 第5図 第6 口 第 7 口 竿8図 第 10図 第 911 第 11  図
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- Lens terra assembly 2-- Lens 3-
Image pickup tube 3a -Target 4- Incident light 5
------Video processor 6-----1 video signal
7, 8, 10---Gear 9-m-DC reversible motor 11 Analog gate 12--Differential circuit 13
Detection circuit 14 - Voltage amplifier 15 Band pass filter 16 - Sampling hold circuit 17 - Level sensor 18 - Flip-flop 19 - Mixer 20 -
- DC component removal circuit 21 - Oscillator 22 - Delay circuit 23 - Sampling pulse generator 24 Current amplifier 25 - Transistor 2 ()
Resistor 27 - Switch 2) +, 2
Signal separator 30-Synchronization signal 31.32
Wind pulse generator (3 and gate 34
For switch patents I11 Olympus Optical Industry Co., Ltd. Figure 1 Figure 3 Port;

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、 操作者の任意の操作に基づいて上記撮像用光電変換手段
の出力に関し当該画面内の所定領域に関する部分を特定
する領域特定手段と、 この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
置に変調を与える振動手段と、 上記撮像用光電変換手段の出力信号中少なくとも上記領
域特定手段により特定された領域に関する部分について
その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レベルを最大にする方向に
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 a photoelectric conversion means for imaging; and an area specifying means for specifying a portion related to the image pickup optical system; and an area specifying means for specifying a portion related to the image pickup optical system; vibrating means for modulating the relative position of the imaging photoelectric conversion means; high-frequency component extraction means for extracting a high frequency component of at least a portion related to the area specified by the area specifying means from the output signal of the imaging photoelectric conversion means; An automatic focus control device comprising means for moving a predetermined element in the imaging optical system in a direction that maximizes the output level of the area component extraction means.
JP62178555A 1987-07-17 1987-07-17 Automatic focus controller Pending JPS6345980A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04360472A (en) * 1991-06-07 1992-12-14 Nec Corp Automatic focus control circuit

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5046036A (en) * 1973-08-27 1975-04-24
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