JPH0728391B2 - Autofocus video camera - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、撮像素子から得られる映像信号を基に、焦点
の自動調節を行うビデオカメラのオートフォーカス方式
に関する。The present invention relates to an autofocus system for a video camera that automatically adjusts the focus based on a video signal obtained from an image sensor.

（ロ）従来の技術 ビデオカメラのオートフォーカス装置に於て、撮像素子
からの映像信号自体を焦点制御状態の評価に用いる方法
は、本質的にパララックスが存在せず、また被写界深度
が浅い場合や遠方の被写体に対しても、精度よく焦点を
合わせられるなど優れた点が多い。しかも、オートフォ
ーカス用の特別なセンサも不必要で、機構的にも極めて
簡単である。(B) Conventional technology In an autofocus device for a video camera, the method of using the image signal itself from the image sensor for evaluating the focus control state has essentially no parallax and has a depth of field. It has many advantages such as being able to focus accurately with a shallow subject or a distant subject. Moreover, a special sensor for autofocus is unnecessary, and the mechanism is extremely simple.

本出願人は先に特願昭62-164382号として、前述の如き
オートフォーカス装置の一例を提案している。The present applicant has previously proposed an example of the above-described autofocus device as Japanese Patent Application No. 62-164382.

以下にこの先願技術の骨子を第２図乃至第７図を用いて
説明する。第２図は全体の回路ブロック図であり、この
図において、レンズ（１）によって結像された画像は、
撮像素子を有する撮像回路（４）によって撮像映像信号
となり、この中の輝度信号がゲート回路（5c）及び同期
分離回路（5a）に入力される。The essence of the prior application technique will be described below with reference to FIGS. 2 to 7. FIG. 2 is an overall circuit block diagram. In this figure, the image formed by the lens (1) is
An image pickup circuit (4) having an image pickup element forms an image pickup video signal, and the luminance signal therein is input to the gate circuit (5c) and the sync separation circuit (5a).

同期分離回路（5a）によって輝度信号から分離された垂
直同期信号及び水平同期信号は、サンプリングエリアを
設定するためにゲート制御回路（5b）に入力される。ゲ
ート制御回路（5b）では、垂直、水平同期信号及び固定
の発振器出力に基いて画面中央部分に長方形のサンプリ
ングエリアを設定し、このサンプリングエリアの範囲内
のみの輝度信号の通過を許容するゲート開閉信号をゲー
ト回路（5c）に供給する。The vertical sync signal and the horizontal sync signal separated from the luminance signal by the sync separation circuit (5a) are input to a gate control circuit (5b) for setting a sampling area. The gate control circuit (5b) sets a rectangular sampling area in the center of the screen based on vertical and horizontal sync signals and fixed oscillator output, and opens and closes the gate to allow passage of luminance signals only within this sampling area. The signal is supplied to the gate circuit (5c).

こうしてゲート回路（5c）によって画面中央に設定され
たサンプリングエリア内の輝度信号のみが後段の第１及
び第２フィルタ回路（15）（16）に入力される。両フィ
ルタ回路（15）（16）はいずれも輝度信号の高周波成分
のみを抜き出すハイパスフィルタ（HPF）であるが、第
１フィルタ回路（15）は第２フィルタ回路（16）に比し
てより高いカットオフ周波数を有している。具体的には
第１フィルタ回路（15）のカットオフ周波数は500KHz、
第２フィルタ回路（16）のそれは100KHzに設定されてい
る。フィルタ回路（15）及び（16）の出力はフォーカス
モータ制御回路（100）によって制御されるスイッチ回
路（17）に入力されて、交互に積算回路（18）に入力さ
れる。Thus, only the luminance signal in the sampling area set at the center of the screen by the gate circuit (5c) is input to the first and second filter circuits (15) and (16) in the subsequent stage. Both of the filter circuits (15) and (16) are high-pass filters (HPF) that extract only high-frequency components of the luminance signal, but the first filter circuit (15) is higher than the second filter circuit (16). Has a cutoff frequency. Specifically, the cutoff frequency of the first filter circuit (15) is 500 KHz,
That of the second filter circuit (16) is set to 100 KHz. The outputs of the filter circuits (15) and (16) are input to the switch circuit (17) controlled by the focus motor control circuit (100) and are alternately input to the integrating circuit (18).

積算回路（18）は第３図に示す様に検波回路（18a）、A
/D変換回路（18b）、積算器（18c）を直列接続したもの
であり、スイッチ回路（17）出力を検波回路（18a）に
て振幅検波し、この検波出力をA/D変換して１フィール
ドに亘ってこのA/D変換値を積算することにより現フィ
ールドの焦点評価値が得られる。The integrating circuit (18) is a detection circuit (18a), A as shown in FIG.
A / D conversion circuit (18b) and an integrator (18c) are connected in series. The output of the switch circuit (17) is amplitude-detected by the detection circuit (18a), and this detection output is A / D converted to 1 The focus evaluation value of the current field can be obtained by integrating the A / D conversion values over the field.

この結果第１フィルタ回路（15）、スイッチ回路（1
7）、積算回路（18）で第１の焦点評価値発生回路が構
成され、第２フィルタ回路（16）、スイッチ回路（1
7）、積算回路（18）で第２の焦点評価値発生回路が構
成される。As a result, the first filter circuit (15) and the switch circuit (1
7), the first focus evaluation value generating circuit is configured by the integrating circuit (18), and the second filter circuit (16) and the switch circuit (1
7), the integrating circuit (18) constitutes a second focus evaluation value generating circuit.

第１の焦点評価値発生回路は、カットオフ周波数が第２
の焦点評価値発生回路に比して高いので、その出力であ
る第１焦点評価値は、第２の焦点評価値発生回路からの
第２焦点評価値に比べて、第４図の様に山の形が急峻に
なっている。積算回路（18）の出力はスイッチ回路（1
9）に入力される。スイッチ回路（19）はスイッチ回路
（17）に同期して１フィールド毎に切換わり第１焦点評
価値発生回路の出力は第１合焦検出回路（20）に、第２
焦点評価値発生回路の出力は第２合焦検出回路（21）に
各々フィールド毎に交互に入力される。The cutoff frequency of the first focus evaluation value generation circuit is the second
Since it is higher than that of the second focus evaluation value generation circuit, the output of the first focus evaluation value is higher than that of the second focus evaluation value generation circuit as shown in FIG. The shape of is sharp. The output of the integrating circuit (18) is the switch circuit (1
Input in 9). The switch circuit (19) is switched for each field in synchronization with the switch circuit (17), and the output of the first focus evaluation value generation circuit is supplied to the first focus detection circuit (20)
The output of the focus evaluation value generation circuit is alternately input to the second focus detection circuit (21) for each field.

第１及び第２合焦検出回路（20）（21）は具体的には第
５図に示した構成を有するものである。オートフォーカ
ス動作開始直後に、最初の焦点評価値は最大値メモリ
（20a）と初期値メモリ（20b）に保持される。その後、
フォーカスモータ制御回路（10）は、フォーカスモータ
（３）を予め決められた方向に回転させて、受光レンズ
（１）を支持するフォーカスリング（２）を回動させ、
受光レンズ（１）を軸方向に変位させ第２比較器（20
d）出力を監視する。第２比較器（20d）は、フォーカス
モータ駆動後の焦点評価値と初期値メモリ（20b）に保
持されている初期評価値を比較し、その大小を出力す
る。フォーカスモータ制御回路（10）は、第２比較器
（20d）が大または小という出力を発するまで、最初の
方向にフォーカスモータ（３）を回転せしめ、現在の焦
点評価値が初期評価値よりも大であるという出力がなさ
れた場合にはそのままの回転方向を保持し、現在の評価
値が初期評価値より小である場合には、フォーカスモー
タ（３）の回転方向を逆にして、第１比較器（20c）の
出力を監視する。Specifically, the first and second focus detection circuits (20) and (21) have the configuration shown in FIG. Immediately after the start of the autofocus operation, the first focus evaluation value is held in the maximum value memory (20a) and the initial value memory (20b). afterwards,
The focus motor control circuit (10) rotates the focus motor (3) in a predetermined direction to rotate the focus ring (2) supporting the light receiving lens (1),
The light receiving lens (1) is displaced in the axial direction, and the second comparator (20
d) Monitor the output. The second comparator (20d) compares the focus evaluation value after driving the focus motor with the initial evaluation value stored in the initial value memory (20b), and outputs the magnitude. The focus motor control circuit (10) rotates the focus motor (3) in the first direction until the second comparator (20d) outputs a large or small output, and the current focus evaluation value is higher than the initial evaluation value. When the output that the value is large is output, the rotation direction is maintained as it is, and when the current evaluation value is smaller than the initial evaluation value, the rotation direction of the focus motor (3) is reversed and the first rotation is performed. Monitor the output of the comparator (20c).

第１比較器（20c）は、最大値メモリ（20a）に保持され
ている今までの最大の焦点評価値と現在の評価値を比較
し、現在の焦点評価値が最大値メモリ（20a）の内容に
比べて大きい（第１モード）、予め設定した第１閾値
（R1）以上に減少した（第２モード）の２通りの比較信
号（S1）（S2）を出力する。ここで最大値メモリ（20
a）は、第１比較器（20c）の出力に基づいて、現在の評
価値が最大値メモリ（20a）の内容よりも大きい場合に
は、その値が更新され、常に現在までの焦点評価値の最
大値が保持される。The first comparator (20c) compares the current maximum focus evaluation value held in the maximum value memory (20a) with the current evaluation value, and the current focus evaluation value is stored in the maximum value memory (20a). Two comparison signals (S1) and (S2) that are larger than the contents (first mode) and have decreased below the preset first threshold (R1) (second mode) are output. Here, the maximum value memory (20
a) is based on the output of the first comparator (20c), if the current evaluation value is larger than the content of the maximum value memory (20a), the value is updated, and the focus evaluation value up to the present is always Holds the maximum value of.

（30）はフォーカスモータ（３）のモータ位置を検出す
るモータ位置検出回路で、具体的にはフォーカスモータ
（３）の回転に応じて出力されるFGパルス（例えば１回
転に100個発生する）をカウントするUP/DOWNカウンタで
あり、レンズを近点側から遠点側に移動させる方向にフ
ォーカスモータ（３）を回転させる様に指令が為されて
いる場合には、FCパルスを加算し、逆方向に回転させる
様に指令が為されている場合にはFGパルスを減算する。
従って、このカウンタのカウント値自体がモータ位置と
なり、モータ位置信号として出力される。Reference numeral (30) is a motor position detection circuit for detecting the motor position of the focus motor (3), and specifically, an FG pulse output according to the rotation of the focus motor (3) (for example, 100 pulses are generated in one rotation). Is an UP / DOWN counter that counts, and when the command is issued to rotate the focus motor (3) in the direction that moves the lens from the near point side to the far point side, add the FC pulse, If the command is issued to rotate in the opposite direction, the FG pulse is subtracted.
Therefore, the count value of this counter itself becomes the motor position and is output as a motor position signal.

（20e）はフォーカスレンズ（１）を支持するフォーカ
スリング（２）を回転駆動するフォーカスモータ（３）
の回転位置を指示するモータ位置信号を受けて、モータ
位置を記憶するモータ位置メモリであり、最大値メモリ
（20a）と同様に第１比較器（20c）出力に基づいて最大
評価値となった場合のモータ位置を常時保持するように
更新される。尚、フォーカスリング（２）は受光レンズ
（１）を支持し、リング自体の回転により受光レンズ
（１）を光軸方向に進退させ、従って、前述のモータ位
置は受光レンズ（１）の光軸方向についてのレンズ位置
に略対応することになる。(20e) is a focus motor (3) that rotationally drives a focus ring (2) that supports the focus lens (1).
It is a motor position memory that stores the motor position by receiving the motor position signal that indicates the rotational position of, and has the maximum evaluation value based on the output of the first comparator (20c) as with the maximum value memory (20a). In this case, the motor position is updated so as to always hold the position. The focus ring (2) supports the light receiving lens (1), and the rotation of the ring itself causes the light receiving lens (1) to move back and forth in the optical axis direction. Therefore, the above-mentioned motor position is the optical axis of the light receiving lens (1). It corresponds substantially to the lens position in the direction.

尚、第２合焦検出回路（21）は第１合焦検出回路（20）
と全く同一の構成を有している。The second focus detection circuit (21) is the first focus detection circuit (20).
It has exactly the same configuration as.

フォーカスモータ制御回路（10）は、第１または第２合
焦検出回路（20）（21）の第２比較器出力に基づいて決
定された方向にフォーカスモータ（３）を回転させなが
ら、第１比較器出力を監視し、焦点評価値が最大評価値
に比べて予め設定された第１閾値（R1）より小さいとい
う第２モードが指示されると同時にフォーカスモータ
（３）を逆転させる。The focus motor control circuit (10) rotates the focus motor (3) in the direction determined based on the second comparator output of the first or second focus detection circuit (20) (21), The output of the comparator is monitored, and the focus motor (3) is reversed at the same time when the second mode in which the focus evaluation value is smaller than the first evaluation threshold value (R1) set in advance as compared with the maximum evaluation value is instructed.

このフォーカスモータ（３）の逆転により、受光レンズ
（１）の移動方向は、例えば撮像素子に接近する方向か
ら離れる方向へ、あるいはその逆に離れる方向から接近
する方向に変わる。Due to the reverse rotation of the focus motor (3), the moving direction of the light receiving lens (1) changes, for example, from a direction approaching the image sensor to a direction away from the image sensor, or vice versa.

この逆転後、モータ位置メモリ（20e）の内容と、現在
のモータ位置信号とが第３比較器（20f）にて比較さ
れ、一致したとき、即ちフォーカスリング（２）が焦点
評価値が最大となる位置に戻ったときに、フォーカスモ
ータ（３）を停止させるようにフォーカスモータ制御回
路（10）は機能する。同時にフォーカスモータ制御回路
（10）はレンズ停止信号（LS）を出力する。尚、第６図
は上述の合焦動作に伴うレンズ位置と焦点評価値との関
係を示す図であり、点（Ｐ）はレンズ（１）の初期位置
を示す。After this reverse rotation, the contents of the motor position memory (20e) and the current motor position signal are compared by the third comparator (20f) and when they match, that is, the focus ring (2) has the maximum focus evaluation value. The focus motor control circuit (10) functions to stop the focus motor (3) when returning to the position. At the same time, the focus motor control circuit (10) outputs a lens stop signal (LS). Incidentally, FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the lens position and the focus evaluation value associated with the above-described focusing operation, and the point (P) shows the initial position of the lens (1).

第２合焦検出回路（21）も第１合焦検出回路（20）と全
く同一の構成を有しており、出力（21x）（21y）（21
z）は夫々第３比較器（20f）の出力（20x）、第１比較
器の出力（20y）、第２比較器の出力（20z）に対応す
る。The second focus detection circuit (21) also has the same configuration as the first focus detection circuit (20), and outputs (21x) (21y) (21
z) corresponds to the output (20x) of the third comparator (20f), the output (20y) of the first comparator, and the output (20z) of the second comparator, respectively.

フォーカスモータ制御回路（10）によって制御されてい
るスイッチ回路（17）（19）は、１フィールド毎に第
１、第２フィルタ回路（15）（16）の出力が夫々積算回
路（18）にて積算された後に、第１、第２合焦検出回路
（20）（21）に供給される様に切り換わる。従って第１
フィルタ回路（15）、スイッチ回路（17）、積算回路
（18）にて構成される第１の焦点評価値発生回路からの
１フィールド分の第１焦点評価値はスイッチ回路（19）
を経て第１合焦検出回路（20）に入力され、次にスイッ
チ回路（17）（19）が切り換わって第２フィルタ回路
（16）、スイッチ回路（17）、積算回路（18）にて構成
される第２の焦点評価値発生回路からの次の１フィール
ド分の第２焦点評価値は、スイッチ回路（19）を経て第
２合焦検出回路（21）に入力され、これに対応してフォ
ーカスモータ制御回路（10）には１フィールド毎に出力
（20x）（20y）（20z）と出力（21x）（21y）（21z）が
供給される。The switch circuits (17) and (19) controlled by the focus motor control circuit (10) output the outputs of the first and second filter circuits (15) and (16) for each field by the integrating circuit (18). After being integrated, the switching is performed so as to be supplied to the first and second focus detection circuits (20) and (21). Therefore the first
The first focus evaluation value for one field from the first focus evaluation value generating circuit configured by the filter circuit (15), the switch circuit (17) and the integrating circuit (18) is the switch circuit (19).
Is input to the first focus detection circuit (20), and then the switch circuits (17) and (19) are switched to the second filter circuit (16), the switch circuit (17), and the integrating circuit (18). The second focus evaluation value for the next one field from the configured second focus evaluation value generation circuit is input to the second focus detection circuit (21) via the switch circuit (19) and corresponds to this. The output (20x) (20y) (20z) and the output (21x) (21y) (21z) are supplied to the focus motor control circuit (10) for each field.

ところでフォーカスモータ制御回路（10）には上述の様
に第１及び第２合焦検出回路（20）（21）出力が常時供
給されているが、第１焦点評価値が第４図に一点鎖線で
示す基準値（Ｑ）より大きい場合には、山が急峻な第１
焦点評価値に基づいた合焦動作が最適であるとして、第
１合焦検出回路（20）出力を用いてフォーカスモータ
（３）の制御を為し、また第１焦点評価値が基準値
（Ｑ）より小さい場合には、この第１焦点評価値では小
さ過ぎてノイズ等の影響を受け易くなるので、第１焦点
評価値よりレベルが大きい第２焦点評価値に基いて合焦
動作を実行する方が好ましく、従って、この場合には第
２合焦検出回路（21）出力を用いてフォーカスモータ
（３）の制御が為される。ここで第１焦点評価値が基準
値（Ｑ）より大か小かの判断は、第５比較器（13）にて
実行される。尚、基準値（Ｑ）は基準値メモリ（14）に
予め記憶されている。By the way, the focus motor control circuit (10) is always supplied with the outputs of the first and second focus detection circuits (20) and (21) as described above, and the first focus evaluation value is shown by the alternate long and short dash line in FIG. When the value is larger than the reference value (Q) shown in, the first peak is steep.
Assuming that the focusing operation based on the focus evaluation value is optimum, the focus motor (3) is controlled using the output of the first focus detection circuit (20), and the first focus evaluation value is the reference value (Q ) Is smaller than the first focus evaluation value, the first focus evaluation value is too small and is likely to be affected by noise or the like. Therefore, the focusing operation is executed based on the second focus evaluation value whose level is higher than the first focus evaluation value. Therefore, in this case, the focus motor (3) is controlled by using the output of the second focus detection circuit (21). Here, the determination as to whether the first focus evaluation value is larger or smaller than the reference value (Q) is executed by the fifth comparator (13). The reference value (Q) is stored in the reference value memory (14) in advance.

（11）はフォーカスモータ制御回路（10）による合焦動
作が終了して、レンズ停止信号（LS）が発せられると同
時に、その時点での第２焦点評価値が保持される第４メ
モリであり、後段の第４比較器（12）でこの第４メモリ
（11）の保持内容は現在の焦点評価値と比較され、現在
の焦点評価値が第４メモリ（11）の内容に比べ、予め設
定された第２閾値（R2）以上に小さくなったときに、被
写体が変化したと判断され、被写体変化信号が出力され
る。フォーカスモータ制御回路（10）はこの信号を受け
取ると、再びオートフォーカス動作をやり直して被写体
の変化に追随する。(11) is a fourth memory that holds the second focus evaluation value at that time at the same time when the focusing operation by the focus motor control circuit (10) ends and the lens stop signal (LS) is issued. , The content held in the fourth memory (11) is compared with the current focus evaluation value by the fourth comparator (12) in the subsequent stage, and the current focus evaluation value is preset in comparison with the content of the fourth memory (11). When it becomes smaller than the determined second threshold value (R2), it is determined that the subject has changed, and a subject change signal is output. Upon receiving this signal, the focus motor control circuit (10) performs the autofocus operation again and follows the change of the subject.

合焦動作が再開されると、フォーカスモータ制御回路
（10）は前述と同様にスイッチ回路（17）（19）を１フ
ィールド毎に切り換えながら合焦動作をおこなう。When the focusing operation is restarted, the focus motor control circuit (10) performs the focusing operation while switching the switch circuits (17) and (19) for each field as described above.

演算回路（22）はスイッチ回路（19）からの第１及び第
２焦点評価値を入力し、常に最新の第１焦点評価値に対
する最新の第２焦点評価値の比（相対比）を算出する。
この相対比（第１焦点評価値／第２焦点評価値）と被写
体のボケ度合（合焦時のレンズ位置よりの移動量あるい
はズレ量）との関係をグラフに示すと、第７図に示すよ
うな単調減少特性曲線となる。The arithmetic circuit (22) inputs the first and second focus evaluation values from the switch circuit (19) and always calculates the ratio (relative ratio) of the latest second focus evaluation value to the latest first focus evaluation value. .
The relationship between the relative ratio (first focus evaluation value / second focus evaluation value) and the degree of blurring of the subject (movement amount or shift amount from the lens position at the time of focusing) is shown in a graph in FIG. It becomes such a monotonically decreasing characteristic curve.

これは前記相対比なる状態量は、焦点評価値と同様に被
写体の合焦状態（ボケ度合）を表現できる関数値であ
り、比率で表現されているため一種の正規化された状態
量であり、被写体のおかれている環境の影響をあまり受
けにくい性質を有している。例えば、被写体の照度が変
化した場合に、焦点評価値の絶対値は変化するが、相対
比としては大きな変化はない。通常、上記の性質は被写
体の種類を問わぬものである故に、この相対比をボケ度
合のパラメータとして使用することが可能となる。The state quantity having the relative ratio is a function value capable of expressing the in-focus state (degree of blurring) of the subject similarly to the focus evaluation value, and is a kind of normalized state quantity because it is expressed as a ratio. , It has the property of being less susceptible to the environment in which the subject is placed. For example, when the illuminance of the subject changes, the absolute value of the focus evaluation value changes, but the relative ratio does not change significantly. Usually, since the above-mentioned property is independent of the type of subject, it is possible to use this relative ratio as a parameter of the degree of blur.

上述のような相対比は、ボケ度合を表す状態量である故
に、閾値保持回路（24）に予め設定された第３閾値（R
3）（具体的に第７図の特性図では0.5）より小であるか
大であるかが、第６比較器（相対比比較手段）（23）で
判別される。この判別結果はフォーカスモータ制御回路
（10）に入力され、合焦動作中のフォーカスモータ
（３）の回転速度の制御が為される。即ち、合焦動作中
の相対比が第３閾値（R3）より小であれば、フォーカス
モータ制御回路（10）は制御信号（NSP）によりノーマ
ルスピードモードを指示し、フォーカスモータ（３）は
ノーマルスピードで回転する。また、相対比が第３閾値
（R3）より大であれば、フォーカスモータ制御回路（1
0）は制御信号（LSP）により低速スピードモードを指示
し、フォーカスモータ（３）はノーマルスピードよりも
低速で回転する。Since the relative ratio as described above is the state quantity that represents the degree of blurring, the third threshold (R) preset in the threshold holding circuit (24) is used.
3) It is determined by a sixth comparator (relative ratio comparing means) (23) whether it is smaller or larger than (specifically, 0.5 in the characteristic diagram of FIG. 7). The result of this determination is input to the focus motor control circuit (10) to control the rotation speed of the focus motor (3) during the focusing operation. That is, if the relative ratio during the focusing operation is smaller than the third threshold value (R3), the focus motor control circuit (10) instructs the normal speed mode by the control signal (NSP), and the focus motor (3) is normal. Rotate at speed. If the relative ratio is larger than the third threshold value (R3), the focus motor control circuit (1
0) indicates the low speed mode by the control signal (LSP), and the focus motor (3) rotates at a speed lower than the normal speed.

従って、相対比が第３閾値（R3）より小さく非合焦状態
である場合には、レンズ（１）は高速で進退し、相対比
が第３閾値（R3）より大きく合焦点近傍にあり、レンズ
移動に対する焦点評価値の変化が小さい場合には、レン
ズ（１）は低速で進退することが可能となり、第１比較
器（20c）の出力（S2）によるフォーカスモータ（３）
の逆転時のオーバーランを小さく抑えることが可能とな
る。Therefore, when the relative ratio is smaller than the third threshold value (R3) and is out of focus, the lens (1) moves forward and backward at a high speed, and the relative ratio is larger than the third threshold value (R3) and near the in-focus point. When the change in the focus evaluation value with respect to the lens movement is small, the lens (1) can move back and forth at a low speed, and the focus motor (3) by the output (S2) of the first comparator (20c).
It is possible to suppress the overrun at the time of reverse rotation of.

ところで、前記先願技術には、以下に述べる３つ理由に
よってレンズが焦点評価値の極大点に正確には戻らな
い。By the way, in the above-mentioned prior art, the lens cannot accurately return to the maximum point of the focus evaluation value for the following three reasons.

１つは、あるレンズ位置に対する焦点評価値が出力され
るまである一定時間を要することである。例えば、ある
レンズ位置Ａにおける焦点評価値は、レンズ位置Ａにお
いて撮像素子に１フィールド期間光学像が撮像され、つ
ぎの１フィールドで映像信号として読み出し終わっては
じめて焦点評価値が出力される。即ちあるレンズ位置Ａ
の焦点評価値は２フィールド遅れて出力されることにな
る。つまりフォーカスモータ（３）が動いている場合、
焦点評価値の極大値が出力された時には既にフォーカス
リング（２）は極大値を過ぎていることになり、焦点評
価値の極大が出力された時のモータ位置にフォーカスモ
ータ（３）を戻すのではフォーカスリング（２）を戻し
足りないことになってしまう。One is that it takes a certain time until the focus evaluation value for a certain lens position is output. For example, as for the focus evaluation value at a certain lens position A, the focus evaluation value is output only after an optical image is picked up by the image sensor for one field period at the lens position A and read out as a video signal in the next one field. That is, a certain lens position A
The focus evaluation value of is output with a delay of two fields. That is, when the focus motor (3) is moving,
The focus ring (2) has already passed the maximum value when the maximum focus evaluation value is output, and the focus motor (3) is returned to the motor position when the maximum focus evaluation value is output. Then, the focus ring (2) will be insufficiently returned.

２つめはフォーカスモータ（３）からフォーカスリング
（２）までの駆動系のガタ（バツクラシュ）によるもの
であって、フォーカスモータ（３）を逆転しても、逆転
後最初のある量だけはフォーカスリング（２）に動きが
伝達されないことによる。The second is due to the backlash (backlash) of the drive system from the focus motor (3) to the focus ring (2). Even if the focus motor (3) is rotated in the reverse direction, only a certain amount after the reverse rotation is applied to the focus ring. This is because the movement is not transmitted to (2).

３つめはフォーカスリング（２）の慣性に起因するもの
であり、焦点評価値が最大評価値から第１閾値（R1）だ
け落ち込んだ時点でフォーカスモータ（３）に逆転指令
を発すると、これと同期してモータ位置メモリであるカ
ウンタは直ちにFGパルスを加算する状態から減算する状
態に、あるいはその逆に演算状態は切換わることになる
が、フォーカスモータ（３）及びフォーカスリング
（２）自体が有する慣性力によりモータは若干の時間に
亘って同一方向に回転することにより、実際の逆転はモ
ータ位置メモリの演算状態の変更時点より遅れることに
なり、モータ位置メモリに記憶されているモータ位置が
必ずしも正確な合焦位置とは言えないことになる。The third is due to the inertia of the focus ring (2), and when a reverse rotation command is issued to the focus motor (3) when the focus evaluation value drops from the maximum evaluation value by the first threshold value (R1), In synchronization, the counter, which is a motor position memory, immediately switches from a state in which the FG pulse is added to a state in which it is subtracted, or vice versa. However, the focus motor (3) and the focus ring (2) themselves are switched. Since the motor rotates in the same direction for some time due to the inertial force that it has, the actual reverse rotation is delayed from the time when the calculation state of the motor position memory is changed, and the motor position stored in the motor position memory is It cannot be said that the focus position is accurate.

以上のような要因から、モータ位置を最大評価値を記録
したモータ位置に戻してもフォーカスリング（２）は最
大評価値を示す位置には戻りきらないことになる。Due to the above factors, even if the motor position is returned to the motor position in which the maximum evaluation value is recorded, the focus ring (2) cannot be returned to the position showing the maximum evaluation value.

このような欠点を解決するために、本出願人は更に特願
昭62-49513号にて、モータ位置メモリにて記憶されてい
る位置にモータを戻した後に、モータ戻し補正書として
更に一定値だけ行き過ぎてからモータを停止させる方法
を提案している。In order to solve such a drawback, the applicant further discloses in Japanese Patent Application No. 62-49513 that after returning the motor to the position stored in the motor position memory, a constant value for the motor return correction is given. It proposes a method to stop the motor after just overshooting.

次にこの先願技術について第８図を用いて説明する。レ
ンズが合焦位置を通り過ぎて、焦点評価値が最大評価値
から第１閾値（R1）だけ落ち込んだ時点でフォーカスモ
ータ（３）を逆転させ、モータ位置メモリ（20e）の内
容と、現在のフォーカスリング位置信号とを第３比較器
（20f）にて比較しながら、焦点評価値の最大値を記憶
した位置までフォーカスリングを戻す動作は、前記先願
技術と同様である。しかしこのとき、第３比較器（20
f）にはモータ戻し補正量保持回路（20g）出力が入力さ
れており、第３比較器（20f）はモータ位置メモリ（20
e）の内容と現在のモータ位置を比較し両者が一致した
後に、モータ位置がモータ戻し補正量保持回路（20g）
のモータ戻し補正量だけ余分に動いて初めてモータ位置
一致信号をフォーカスモータ制御回路（10）に出力す
る。このモータ位置一致信号が入力されると、フォーカ
スモータ制御回路（10）はレンズ（１）が焦点評価値が
実質的に最大評価値となる位置まで戻ったとしてもフォ
ーカスモータ（３）を停止させる様に機能し、同時にレ
ンズ停止信号（LS）を出力する。Next, this prior application technique will be described with reference to FIG. When the lens passes the in-focus position and the focus evaluation value drops from the maximum evaluation value by the first threshold value (R1), the focus motor (3) is rotated in reverse, and the contents of the motor position memory (20e) and the current focus The operation of returning the focus ring to the position where the maximum focus evaluation value is stored while comparing the ring position signal with the third comparator (20f) is the same as in the prior art. However, at this time, the third comparator (20
The output of the motor return correction amount holding circuit (20g) is input to f), and the third comparator (20f) is connected to the motor position memory (20g).
After the contents of e) are compared with the current motor position and they match, the motor position is the motor return correction amount holding circuit (20g).
The motor position coincidence signal is output to the focus motor control circuit (10) only after an excessive amount of the motor return correction amount of is moved. When this motor position coincidence signal is input, the focus motor control circuit (10) stops the focus motor (3) even if the lens (1) returns to the position where the focus evaluation value is substantially the maximum evaluation value. And outputs the lens stop signal (LS) at the same time.

（ハ）発明が解決しようとする課題 従来のオートフォーカス制御回路では最大評価値をとる
点を行き過ぎた後に逆転させる際に、前記３つの要因に
よりレンズを元の最大評価値をとる位置に戻しきれない
場合があった。またこれを改善するために、最大評価値
を記録したと思われるモータ位置にモータを戻した後、
モータ戻し補正量としてさらに一定値行き過ぎてからモ
ータを停止させる方法もあるが、前記先願技術の様に、
２種類の焦点評価値の相対比レベルによって、フォーカ
スレンズの移動速度を切り換える場合には、現実には対
象とする被写体によって相対比の特性が微妙に異なるた
め、前記低速スピードモードの期間は被写体毎に異な
り、その結果、前記第３の要因であるフォーカスリング
の慣性力にも差が生じることになる。従って、予め定数
として設定した補正量を多くの被写体に適用し、そのす
べてについて正確なオートフォーカス動作を行わせるこ
とは困難である。(C) Problems to be Solved by the Invention In the conventional autofocus control circuit, when the point where the maximum evaluation value is obtained is exceeded and the reverse rotation is performed, the lens is returned to the position where the original maximum evaluation value is obtained due to the above three factors. There were cases where it was not. In order to improve this, after returning the motor to the motor position that seems to have recorded the maximum evaluation value,
There is also a method of stopping the motor after the motor return correction amount has exceeded a certain value, but like the above-mentioned prior art,
When the moving speed of the focus lens is switched according to the relative ratio level of the two types of focus evaluation values, the characteristics of the relative ratio are slightly different depending on the target subject in reality. As a result, a difference also occurs in the inertial force of the focus ring, which is the third factor. Therefore, it is difficult to apply the correction amount set in advance as a constant to many subjects and perform accurate autofocus operation for all of them.

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は焦点評価値が前記第１閾値以上減少するまで
に、フォーカスモータが、ノーマルスピードモードで回
転した期間と、低速スピードモードで回転したそれぞれ
の時間を記憶する手段を有し、それらの比較結果から、
前記モータ戻し補正量に適当な修正を加えることによ
り、正確なオートフォーカス動作を行うことを特徴とす
る。(D) Means for Solving the Problem The present invention provides a period during which the focus motor rotates in the normal speed mode and a period during which the focus motor rotates in the low speed mode until the focus evaluation value decreases by the first threshold value or more. Have a means of storing, and from their comparison results,
An accurate autofocus operation is performed by appropriately modifying the motor return correction amount.

（ホ）作用 本発明は上記の如く構成したので、レンズを焦点評価値
が最大評価値となる位置に戻す際に、対象とする被写体
によって、戻り量の過不足を生じることなく、正確に合
焦点に戻すことが可能となる。(E) Operation Since the present invention is configured as described above, when the lens is returned to the position where the focus evaluation value is the maximum evaluation value, the return amount does not become excessive or insufficient depending on the subject to be measured, and the lens can be accurately adjusted. It becomes possible to return to the focus.

（ヘ）実施例 以下、図面に従って本発明の一実施例について説明す
る。尚、従来例と同一部分には同一符号を付して説明を
省略する。(F) Embodiment One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as those of the conventional example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

第１図は本実施例の全体の回路ブロック図であり、この
図において、スイッチ回路（19）出力は１フィールド毎
に交互に第１及び第２合焦検出回路（120）（121）に入
力される。即ち、第１フィルタ回路（15）、スイッチ回
路（17）、積算回路（18）から成る第１焦点評価値発生
回路の出力は第２合焦検出回路（120）に、第２フィル
タ回路（16）、スイッチ回路（17）、積算回路（18）か
ら成る第２焦点評価値発生回路の出力は第２合焦検出回
路（121）に入力される。FIG. 1 is an overall circuit block diagram of this embodiment, in which the output of the switch circuit (19) is alternately input to the first and second focus detection circuits (120) (121) for each field. To be done. That is, the output of the first focus evaluation value generation circuit, which includes the first filter circuit (15), the switch circuit (17), and the integration circuit (18), is output to the second focus detection circuit (120) and the second filter circuit (16). ), A switch circuit (17), and an integrating circuit (18), the output of the second focus evaluation value generating circuit is input to the second focus detecting circuit (121).

第９図に示す様に、第１合焦検出回路（120）は、従来
例として開示した第５図の第１合焦検出回路（20）の構
成にモータ戻し補正量メモリ（120g）、モータ戻し補正
量保持回路（120h）、加算器（120k）、減算器（120
m）、第１スピードモードカウンタ（120i）、第２スピ
ードモードカウンタ（120j）を追加した構成である。As shown in FIG. 9, the first focus detection circuit (120) is similar to the configuration of the first focus detection circuit (20) shown in FIG. Return correction amount holding circuit (120h), adder (120k), subtractor (120
m), a first speed mode counter (120i), and a second speed mode counter (120j).

制御パルス（DN）は、第１または第２合焦検出回路（12
0）（121）の第２比較器出力にてフォーカスモータ
（３）の回転方向が決定された後に、フォーカスモータ
制御回路（100）よりフォーカスモータ（３）をノーマ
ルスピードモードにした時に第１及び第２合焦検出回路
（120）（121）に１フィールド毎に一個入力され、同様
に制御パルス（DL）はフォーカスモータ（３）を低速ス
ピードモードにした時に１フィールド毎に一個入力され
る。The control pulse (DN) is supplied to the first or second focus detection circuit (12
0) When the focus motor control circuit (100) sets the focus motor (3) to the normal speed mode after the rotation direction of the focus motor (3) is determined by the second comparator output of (121), One is input to the second focus detection circuits (120) and (121) for each field, and similarly, one control pulse (DL) is input for each field when the focus motor (3) is set to the low speed speed mode.

従って、例えば第１焦点評価値が基準値（Ｑ）より大き
い場合に、第２比較器（20d）出力が発せられて回転方
向が決定されてフォーカスモータ（３）が駆動状態とな
り、合焦点を行き過ぎて第１比較器（20c）から出力（S
2）が発せられて第２モードとなる、即ちモータが逆転
するまでに例えばノーマルスピードモードがｎフィール
ド分実行され、低速スピードモードがｍフィールド分実
行された時には、第１スピードモードカウンタ（120i）
のカウント値はｎ、第２スピードモードカウンタ（120
j）のカウント値はｍとなる。この状態で、第１比較器
（20c）が第２モードを指示し、フォーカスモータ
（３）が逆転されると、予めモータ戻し補正量メモリ
（120g）に記憶されている初期補正量（do）に第１スピ
ードモードカウンタ（120i）のカウント値（ｎ）に微少
量（Δｄ）を積算した値を加算し、更にこの加算値（do
＋Δｄ・ｎ）から第２スピードモードカウンタ（120j）
のカウント値（ｍ）に微少量（Δｄ）を積算した値を減
算し、この減算値｛do＋Δｄ・（ｎ−ｍ）｝を修正後の
モータ戻し補正量としてモータ戻し補正量保持回路（12
0h）に保持させる。従って、この補正量はフォーカスモ
ータのノーマルスピードモードが長く続いた時には大き
くなり、逆に早い時期に低速スピードモードに切り換わ
った場合は小さくなる。尚、初期補正量（do）は従来例
に述べた第１及び第２の要因を考慮に入れて予め実験的
に設定されたものである。Therefore, for example, when the first focus evaluation value is larger than the reference value (Q), the output of the second comparator (20d) is issued, the rotation direction is determined, the focus motor (3) is in a driving state, and the focus is adjusted. Output (S) from the first comparator (20c)
2) is issued to enter the second mode, that is, when the normal speed mode is executed for n fields and the low speed mode is executed for m fields before the motor reverses, the first speed mode counter (120i)
Has a count value of n, the second speed mode counter (120
The count value of j) is m. In this state, when the first comparator (20c) instructs the second mode and the focus motor (3) is rotated in the reverse direction, the initial correction amount (do) stored in the motor return correction amount memory (120g) in advance. Is added to the count value (n) of the first speed mode counter (120i) and a small amount (Δd), and the added value (do
From + Δd ・ n) to the second speed mode counter (120j)
The value obtained by integrating the count value (m) with the minute amount (Δd) is subtracted, and the subtracted value {do + Δd · (n−m)} is used as the corrected motor return correction amount holding circuit (12).
Hold for 0h). Therefore, this correction amount becomes large when the normal speed mode of the focus motor continues for a long time, and conversely becomes small when the mode is switched to the low speed speed mode at an early stage. The initial correction amount (do) is set in advance experimentally in consideration of the first and second factors described in the conventional example.

そして、フォーカスモータ逆転後に、モータ位置メモリ
（20e）の内容と、現在のモータ位置とが第３比較器（2
0f）にて比較され、両者が一致し、更にモータ位置がモ
ータ戻し補正量保持回路（120h）の補正量だけ余分に戻
った時に、モータ位置一致信号をフォーカスモータ制御
回路（100）に出力する。After the focus motor reversely rotates, the contents of the motor position memory (20e) and the current motor position are compared with each other by the third comparator (2
0f), the two match, and when the motor position has returned an extra amount by the correction amount of the motor return correction amount holding circuit (120h), a motor position match signal is output to the focus motor control circuit (100). .

フォーカスモータ制御回路（100）は、このモータ位置
一致信号を受けるとフォーカスモータ（３）が焦点評価
値が最大評価値となる位置に戻ったとして、フォーカス
モータ（３）を停止させる様に機能し、同時にレンズ停
止信号（LS）を出力する。The focus motor control circuit (100) functions to stop the focus motor (3) when the focus motor (3) returns to the position where the focus evaluation value becomes the maximum evaluation value when receiving the motor position coincidence signal. , At the same time, the lens stop signal (LS) is output.

以後、合焦動作が終了する度に、上述の様なモータ戻し
補正量の調整が行われ、モータ戻し補正量は常に最適値
へと修正される。Thereafter, each time the focusing operation is completed, the motor return correction amount is adjusted as described above, and the motor return correction amount is always corrected to the optimum value.

従って被写体毎に、フォーカスモータの速度経緯が変わ
り、フォーカスリングの慣性力に差が生じても、常に正
確な合焦動作が実現できる。尚、第２合焦検出回路（12
1）の構成も前述の第１合焦検出回路（120）と全く同一
の構成を有しており、第１焦点評価値が基準値（Ｑ）よ
り小さい場合には、この第２合焦検出回路（121）出力
に基いて合焦動作が為されるが、制御パルス（DN）（D
L）は共に両合焦検出回路に入力され、また初期補正量
（do）も同一に設定されているので戻し補正量の算出は
両合焦検出回路（120）（121）にて全く同様に為され、
第１焦点評価値が大きくなって合焦動作の基礎が第２合
焦検出回路（121）出力から第１合焦検出回路（120）出
力に切換っても問題は生じない。Therefore, even if the speed history of the focus motor changes for each subject and a difference occurs in the inertial force of the focus ring, an accurate focusing operation can always be realized. The second focus detection circuit (12
The configuration of 1) also has exactly the same configuration as the first focus detection circuit (120) described above, and when the first focus evaluation value is smaller than the reference value (Q), this second focus detection Focusing operation is performed based on the output of the circuit (121), but the control pulse (DN) (D
Both L) are input to both focus detection circuits, and the initial correction amount (do) is also set to the same value, so the calculation of the return correction amount is exactly the same in both focus detection circuits (120) (121). Done,
Even if the first focus evaluation value becomes large and the basis of the focusing operation is switched from the output of the second focus detection circuit (121) to the output of the first focus detection circuit (120), no problem occurs.

また、本実施例では、第２焦点評価値として第２フィル
タ（16）出力を積算したものを用いているが、これに代
えて、第１及び第２フィルタ（15）（16）出力の積算値
の和を用いることも可能である。In addition, in the present embodiment, a value obtained by integrating the outputs of the second filter (16) is used as the second focus evaluation value, but instead of this, integration of the outputs of the first and second filters (15) (16) is used. It is also possible to use the sum of the values.

更に、第１図の回路ブロック図の動作をマイクロコンピ
ュータを用いてソフトウェア的に容易に処理できること
は言うまでもない。Further, it goes without saying that the operation of the circuit block diagram of FIG. 1 can be easily processed by software using a microcomputer.

（ト）発明の効果 上述の如く本発明によれば、焦点評価値が最大となる位
置を検出する過程で、フォーカスモータの駆動速度を多
段階に切り換える際に、被写体によってその速度経緯が
異なるために、フォーカスリングの慣性による影響に差
が生じる場合にも、レンズを合焦点に戻す際の戻り量に
過不足を生じること無く、正確な合焦動作が実現でき
る。(G) Effect of the Invention As described above, according to the present invention, when the drive speed of the focus motor is switched in multiple stages in the process of detecting the position where the focus evaluation value is maximum, the speed history varies depending on the subject. In addition, even when the influence of the inertia of the focus ring causes a difference, an accurate focusing operation can be realized without causing an excess or deficiency in the returning amount when returning the lens to the in-focus point.

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

第１図及び第９図は本発明の一実施例の回路ブロック図
である。第２図、第３図、第５図、第８図は従来例の回
路ブロック図、第４図、第６図はレンズ位置と焦点評価
値の関係を示す図、第７図はボケ度合と相対比の関係を
示す図である。 （15）……第１フィルタ（第１焦点評価値検出手段）、
（16）……第２フィルタ（第２焦点評価値検出手段）、
（23）……第６比較器（相対比比較手段）、（100）…
…フォーカスモータ制御回路、（３）……フォーカスモ
ータ、（20e）……モータ位置メモリ1 and 9 are circuit block diagrams of an embodiment of the present invention. FIGS. 2, 3, 5, and 8 are circuit block diagrams of a conventional example, FIGS. 4 and 6 are diagrams showing the relationship between the lens position and the focus evaluation value, and FIG. 7 is the degree of blurring. It is a figure which shows the relationship of a relative ratio. (15) ... first filter (first focus evaluation value detection means),
(16) ... second filter (second focus evaluation value detection means),
(23) …… Sixth comparator (relative ratio comparison means), (100)…
Focus motor control circuit (3) Focus motor, (20e) Motor position memory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】撮像素子から得られる映像信号の第１の高
域成分レベルを第１焦点評価値として出力する第１焦点
評価値検出手段と、 前記映像信号の前記第１の高域成分レベルよりも低域の
成分をも含む第２の高域成分レベルを第２焦点評価値と
して出力する第２焦点評価値検出手段と、 前記第１焦点評価値の前記第２焦点評価値に対する比を
相対比として算出する相対比算出手段と、 該相対比を基準値と比較する相対比比較手段と、 レンズを光軸方向に進退させるフォーカスモータと、 前記両焦点評価値の少なくとも一方より得られる制御用
評価値が最大評価値となる時の前記フォーカスモータの
回転位置をモータ位置として記憶するモータ位置メモリ
と、 前記比較手段出力により前記フォーカスモータの駆動速
度を変更すると共に、前記制御用評価値が最大評価値と
なる位置を前記レンズが行き過ぎ、第１閾値以上に減少
した場合に前記フォーカスモータに逆転し、モータ位置
が前記モータ位置メモリに記憶された位置と一致した後
に、更に戻し補正量だけ変化した時に前記フォーカスモ
ータを停止させるフォーカスモータ制御手段とを備え、 前記フォーカスモータの逆転時までの各駆動速度による
駆動時間に応じて、前記戻し補正量を変更することを特
徴とするオートフォーカスビデオカメラ。1. A first focus evaluation value detecting means for outputting a first high frequency component level of a video signal obtained from an image pickup device as a first focus evaluation value, and the first high frequency component level of the video signal. A second focus evaluation value detection means for outputting a second focus evaluation value including a second high-frequency component level including a low-frequency component, and a ratio of the first focus evaluation value to the second focus evaluation value. Relative ratio calculating means for calculating as a relative ratio, relative ratio comparing means for comparing the relative ratio with a reference value, focus motor for moving the lens forward and backward in the optical axis direction, and control obtained from at least one of the both focus evaluation values A motor position memory for storing the rotational position of the focus motor as a motor position when the evaluation value for use becomes the maximum evaluation value, and the drive speed of the focus motor is changed by the output of the comparison means. When the lens goes over the position where the control evaluation value becomes the maximum evaluation value, and the focus motor is rotated in the reverse direction when the lens value is reduced to the first threshold value or more, and the motor position matches the position stored in the motor position memory, And a focus motor control unit that stops the focus motor when the amount of return correction is changed, and the amount of return correction is changed according to the drive time at each drive speed until the focus motor rotates in the reverse direction. And an autofocus video camera.