JPH0531350B2 - - Google Patents
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- JPH0531350B2 JPH0531350B2 JP1310621A JP31062189A JPH0531350B2 JP H0531350 B2 JPH0531350 B2 JP H0531350B2 JP 1310621 A JP1310621 A JP 1310621A JP 31062189 A JP31062189 A JP 31062189A JP H0531350 B2 JPH0531350 B2 JP H0531350B2
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- focusing
- harken
- helicoid
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はビデオカメラの自動焦点合わせ装置に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic focusing device for a video camera.
従来、ビデオカメラの自動焦点合わせ装置とし
て、映像信号中の高周波成分によつて画面の精細
度を検出し、精細度が最大となるようにレンズの
焦点合わせリング(以後ヘリコイドと表わす)を
回転制御するいわゆる山登り制御が知られてい
る。この方式はNHK技術研究報告昭40.第17巻、
第1号通巻第86号21ページに石田他著「山登りサ
ーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調整」と
して詳細に述べられているが、以下この方式を第
1図、第2図を用いて簡単に説明する。 Traditionally, automatic focusing devices for video cameras detect the definition of the screen using high-frequency components in the video signal, and then control the rotation of the lens focusing ring (hereinafter referred to as helicoid) to maximize the definition. So-called mountain climbing control is known. This method is described in NHK Technical Research Report, Volume 17, 1963.
Volume 1, Volume 86, page 21, is described in detail as ``Automatic focus adjustment of television cameras using mountain-climbing servo system'' by Ishida et al. Below, this system will be briefly explained using Figures 1 and 2. explain.
第1図は山登り方式による自動焦点合わせ装置
(以後AF装置と表わす)の構成を示すブロツク図
である。1はレンズシステム、2はカメラ回路、
3は映像信号の出力端子、4はハイパスフイル
タ、5は検波器、6は差分ホールド回路、7はモ
ータ駆動回路、8はレンズシステム1のヘリコイ
ドを回転するためのモータである。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an automatic focusing device (hereinafter referred to as AF device) using a hill climbing method. 1 is the lens system, 2 is the camera circuit,
3 is a video signal output terminal, 4 is a high-pass filter, 5 is a detector, 6 is a differential hold circuit, 7 is a motor drive circuit, and 8 is a motor for rotating the helicoid of the lens system 1.
以下第1図の構成の動作を第2図の特性図を用
いて説明する。 The operation of the configuration shown in FIG. 1 will be explained below using the characteristic diagram shown in FIG. 2.
被写体(図示せず)からレンズシステム1に入
射された光情報は、カメラ回路2で電気信号に変
換され、端子3に映像信号として出力される。映
像信号の高周波成分だけがハイパスフイルタ4で
抽出され、検波器5で検波された後、端子51に
あらわれる。映像信号の高域成分に対応する電圧
(以後焦点電圧と表わす)は、撮映像の精細度に
対応しているので、第2図に示すように端子51
にあらわれる焦点電圧は、レンズシステム1のヘ
リコイド位置(Aとする)が被写体までの距離に
合致していれば最大となり、レンズシステム1の
ヘリコイド位置が上記位置Aからずれるに従がつ
て低下する。何らかの手段によりヘリコイド位置
が制御され、端子51に供給される焦点電圧が最
大となるようにヘリコイド位置が制御されれば、
自動的に焦点合わせが行なわれることになる。差
分ホールド回路6は第2図に示すように端子51
にあらわれる焦点電圧を一定時間毎にサンプルホ
ールドし、焦点電圧が時間経過に対して増加方向
であれば正の電圧を、焦点電圧が時間経過に対し
て減少方向であれば負の電圧を発生する回路であ
り、モータ駆動回路7は端子61にあらわれる差
分ホールド回路6の出力電圧が正であれば、モー
タ8を例えば正転してヘリコイド位置を順方向へ
と移動し、同出力電圧が負であればモータ8を逆
転してヘリコイド位置を逆方向へと移動する。 Optical information incident on the lens system 1 from a subject (not shown) is converted into an electrical signal by the camera circuit 2, and outputted to the terminal 3 as a video signal. Only the high-frequency components of the video signal are extracted by the high-pass filter 4, detected by the detector 5, and then appear at the terminal 51. The voltage corresponding to the high-frequency component of the video signal (hereinafter referred to as focal voltage) corresponds to the definition of the captured image, so as shown in FIG.
The focal voltage appearing in is maximum when the helicoid position (denoted as A) of the lens system 1 matches the distance to the subject, and decreases as the helicoid position of the lens system 1 deviates from the above-mentioned position A. If the helicoid position is controlled by some means so that the focal voltage supplied to the terminal 51 is maximized,
Focusing will be performed automatically. The differential hold circuit 6 is connected to a terminal 51 as shown in FIG.
Sample and hold the focal voltage appearing at fixed time intervals, and generate a positive voltage if the focal voltage is increasing over time, and a negative voltage if the focal voltage is decreasing over time. If the output voltage of the differential hold circuit 6 appearing at the terminal 61 is positive, the motor drive circuit 7 rotates the motor 8 in the forward direction, for example, to move the helicoid position in the forward direction. If so, the motor 8 is reversed to move the helicoid position in the opposite direction.
第2図に示される差分ホールド回路6の出力電
圧はヘリコイドを至近から無限大方向に回転した
場合を示したが、ヘリコイドを無限大から至近方
向へと回転した場合も同様であることは容易に理
解される。 The output voltage of the differential hold circuit 6 shown in FIG. 2 was shown when the helicoid was rotated from a close position to infinity, but it is easy to see that the same applies when the helicoid is rotated from an infinity position to a close position. be understood.
このようにすれば、モータ8のヘリコイド位置
を制御する制御システムは、山のぼり回路9の焦
点電圧により作られる山を差分ホールド回路6の
出力電圧により登つてゆき、ついにはこの山の頂
上で小きざみに振動しながら定常状態に達するこ
とにより自動的に焦点合わせをすることになる。 In this way, the control system that controls the helicoid position of the motor 8 uses the output voltage of the differential hold circuit 6 to climb the mountain created by the focal voltage of the mountain climbing circuit 9, and finally reaches the top of this mountain with a small Focusing is automatically performed by vibrating in increments until a steady state is reached.
以上が山登り方式によるビデオカメラの自動焦
点合わせ装置である。 The above is an automatic focusing device for a video camera using the mountain climbing method.
さて、上記した装置は自動焦点合わせ装置とし
ての性能は充分であるが、以下に述べる欠点を有
する。 Although the above-mentioned device has sufficient performance as an automatic focusing device, it has the following drawbacks.
第1の欠点は、レンズシステム1の有する特性
上のものであり、現在主に用いられている前玉回
転式の焦点合わせ機構を有するレンズシステム、
すなわち、被写体に近い位置に配置された対物レ
ンズの位置を移動して焦点合わせをするシステム
では、焦点合わせのためにヘリコイド位置を移動
すると、レンズシステム1の合焦距離と共に、レ
ンズシステム1の焦点距離そのものが若干変化し
てしまう。すなわち、山登り方式は焦点信号の増
加、減少をフイードバツクすることにより山の頂
上に振動しながら留まる方式であるから、合焦中
にもヘリコイド位置は山の頂上を重心として振動
しており、レンズシステム1の焦点距離も前述の
理由により若干ではあるが振動している。レンズ
システム1の焦点距離の変化は、そのままレンズ
システム1の撮映の画角、すなわち撮映像の倍率
の変化を意味するから、山登り方式の自動焦点合
わせ装置で撮映された画像は、常にその画像の大
きさが振動していることになる。この画像の大き
さの振動は、たとえば絞り値が小さく、かつズー
ム倍率が高いなどのようにレンズシステム1の被
写界深度が浅い場合の撮映では、焦点信号による
山の傾斜が急しゆんなので振動の振幅も小さく、
ほとんど気にならないが、レンズシステム1の絞
り値が大きくかつズーム倍率が低い場合などのよ
うに被写界深度が深い場合には焦点信号による山
の傾斜が非常にブロードとなるため、ヘリコイド
の振動の振幅は大きくなり、撮映像の大きさがヘ
リコイド位置の振動に合わせて数パーセント以上
も変化することになる。 The first drawback is due to the characteristics of the lens system 1, and the lens system that has a front lens rotation type focusing mechanism, which is currently mainly used,
In other words, in a system that focuses by moving the position of an objective lens placed close to the subject, when the helicoid position is moved for focusing, the focal length of the lens system 1 changes as well as the focusing distance of the lens system 1. The distance itself will change slightly. In other words, in the mountain climbing method, the helicoid position oscillates and stays at the top of the mountain by feeding back the increase and decrease of the focus signal, so even during focusing, the helicoid position oscillates with the center of gravity at the top of the mountain, and the lens system The focal length of No. 1 also oscillates, albeit slightly, due to the reasons mentioned above. A change in the focal length of the lens system 1 directly means a change in the angle of view of the lens system 1, that is, a change in the magnification of the captured image. This means that the size of the image is oscillating. This fluctuation in image size is caused by the steep slope of the mountain caused by the focus signal when shooting when the depth of field of the lens system 1 is shallow, such as when the aperture value is small and the zoom magnification is high. Therefore, the amplitude of vibration is also small,
Although it is hardly noticeable, when the depth of field is deep, such as when the aperture value of lens system 1 is large and the zoom magnification is low, the slope of the mountain caused by the focus signal becomes very broad, which causes vibration of the helicoid. The amplitude of will increase, and the size of the captured image will change by more than a few percent in accordance with the vibration of the helicoid position.
第2の欠点は、上記した第1の欠点ほど致命的
ではないが、消費電力が大であることである。す
なわち、この方式は、常にヘリコイドが回転して
いる必要があるので、ヘリコイドを駆動するため
のモータ8が常に電力を消費しており、ポータブ
ル形のビデオカメラなど電力供給が問題となるカ
メラの場合では大きな欠点となる。 The second drawback is that power consumption is large, although it is not as fatal as the first drawback described above. In other words, this method requires the helicoid to be constantly rotating, so the motor 8 that drives the helicoid always consumes power, making it suitable for cameras where power supply is a problem, such as portable video cameras. That's a big drawback.
本発明の目的は上記した従来の欠点をなくし、
合焦時に目立つた撮映画像の大きさの振動を生じ
ることのない自動焦点合わせ装置を提供すること
にある。 The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks,
To provide an automatic focusing device that does not cause noticeable vibration in the size of a photographed movie image during focusing.
従来の山のぼり方式による自動焦点合わせ装置
の欠点は、常にヘリコイドを制御していることに
ある。従つて被写界深度が大きく、ヘリコイドが
どの位置にあつても事実上被写体に合焦してしま
うような場合は山の形が非常にブロードとなり大
きなヘリコイドの振動をまねている。 The drawback of conventional autofocusing devices using the mountain climbing method is that they always control the helicoid. Therefore, when the depth of field is large and the subject is virtually in focus no matter where the helicoid is located, the shape of the mountain becomes very broad, imitating the vibrations of a large helicoid.
本発明ではレンズの絞り値、焦点距離(ズーム
倍率)を用いてレンズのその時点における被写界
深度を計算し、その被写界深度を考慮して至近距
離から無限遠までをカバーしうるヘリコイドの停
止位置(以後これをハーケンポイントと呼ぶ)を
計算し、これらの停止位置のうちどの停止位置が
合焦位置であるかを探すためにだけ山のぼり方式
を使用し、一たん合焦をしてしまえば山のぼりの
閉ループを開放すると同時にヘリコイドを山の頂
上に最も近いあらかじめ定められた位置(ハーケ
ンポイント)で停止させる。そして、何等かの原
因により合焦状態から外れた状態になつた際には
再び山のぼりの閉ループを閉じ、山のぼり方式の
合焦機能を再開させる。 In the present invention, the depth of field of the lens at that point is calculated using the aperture value and focal length (zoom magnification) of the lens. Calculate the stop position (hereinafter referred to as the Harken point) of the camera, use the mountain climbing method only to find which of these stop positions is the in-focus position, and once focus is established. Once this is done, the closed loop of the mountain climb is opened, and at the same time the helicoid is stopped at a predetermined position (Harken Point) closest to the mountain top. When the camera goes out of focus for some reason, the mountain climbing closed loop is closed again, and the mountain climbing system focusing function is restarted.
以下第3図、第4図を参照して本発明の一実施
例を詳細に説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
第3図は本発明による自動焦点合わせ装置の一
実施例の構成を示すブロツク図である。 FIG. 3 is a block diagram showing the structure of an embodiment of an automatic focusing device according to the present invention.
1,2,8,9,51,61はそれぞれ第1図
を用いて説明した従来の自動焦点合わせ回路に用
いたと同じレンズシステム、カメラ回路、モー
タ、山のぼり回路、焦点電圧が出力される端子、
差分ホールド回路の出力電圧が出力される端子で
ある。11〜14は、それぞれ焦点電圧、レンズ
システム1の焦点距離の情報、レンズシステム1
の絞り値の情報、レンズシステム1のヘリコイド
位置の情報をデイジタル値に変換するためのA/
D変換器である。15はハーケンポイント計算回
路、16はハーケンポイントメモリ、17,1
9,21,23は比較回路、18は停止ハーケン
ポイントメモリ、20はハーケンポイント数メモ
リ、22は焦点電圧メモリ、24,25は和回
路、26はカウンタ、27は第1ヘリコイド位置
メモリ、28は第2ヘリコイド位置メモリ、29
は平均値回路、30はモータ駆動回路、31は電
子スイツチである。なおモータ駆動回路30はC
側の入力線に信号が加われば第1図中の従来のモ
ータ駆動回路7と同一の動作をするが、D側の入
力線に信号が加わればモータ8を停止する機能を
有する。 1, 2, 8, 9, 51, and 61 are the same lens system, camera circuit, motor, mountain climbing circuit, and terminal to which the focusing voltage is output, respectively, as used in the conventional automatic focusing circuit explained using FIG. ,
This is a terminal to which the output voltage of the differential hold circuit is output. 11 to 14 are focal voltage, focal length information of lens system 1, and lens system 1, respectively.
A/A for converting the aperture value information and the helicoid position information of lens system 1 into digital values
It is a D converter. 15 is a Harken point calculation circuit, 16 is a Harken point memory, 17,1
9, 21 and 23 are comparison circuits, 18 is a stop Harken point memory, 20 is a Harken point number memory, 22 is a focal voltage memory, 24 and 25 are summation circuits, 26 is a counter, 27 is a first helicoid position memory, and 28 is a 2nd helicoid position memory, 29
30 is an average value circuit, 30 is a motor drive circuit, and 31 is an electronic switch. Note that the motor drive circuit 30 is C
If a signal is applied to the input line on the D side, it operates in the same way as the conventional motor drive circuit 7 shown in FIG. 1, but if a signal is applied to the input line on the D side, it has the function of stopping the motor 8.
本発明における自動焦点合わせ動作を説明する
前にハーケンポイントにつき説明する。 Before explaining the automatic focusing operation in the present invention, the Harken point will be explained.
ハーケンポイントはレンズシステム1のその時
点の被写界深度を考慮して至近距離から無限遠
(以後∞と表わす)までをカバーしうるあらかじ
め定められたヘリコイドの停止位置であり、下記
(1)式により計算できる。 The Harken point is a predetermined stopping position of the helicoid that can cover from close range to infinity (hereinafter referred to as ∞) considering the depth of field of the lens system 1 at that point.
It can be calculated using formula (1).
Ri=f2/ρF・1/(2i−1)
但し、iは正の整数……(1)式
ここにRiは無限遠∞側から数えてi番目のハ
ーケンポイント、ρは撮映像の許容錯乱円直径、
fはレンズ1の焦点距離、Fはレンズ1の絞り値
である。Ri=f 2 /ρF・1/(2i−1) where i is a positive integer...Equation (1) Here, Ri is the i-th Harken point counting from the infinite ∞ side, and ρ is the tolerance of the captured image circle of confusion diameter,
f is the focal length of the lens 1, and F is the aperture value of the lens 1.
また、必要とされるハーケンポイントの数Nは
レンズ1の撮映可能至近距離をRminとすると、
N番目のハーケンポイントがRminと等しいか又
は小さくなるべきだから下記(2)式により計算でき
る。 In addition, the required number N of Harken points is given by Rmin, which is the closest shooting distance of lens 1.
Since the Nth Harken point should be equal to or smaller than Rmin, it can be calculated using the following equation (2).
N≧1/2・f2/ρF・1/Rmin ……(2)式
たとえば、レンズ1として焦点距離f=50mm、
絞り値F=1.8、至近距離Rmin=1mを用い、許
容錯乱円の直径をρ=40μmとしたとき、(2)式よ
りハーケンポイント数Nは18で、かつ(1)式より各
ハーケンポイントの位置RiはR1=34.72m、R2=
11.57m、R3=6.94m、……R18=0.99mである。
すなわち、この場合被写体がいかなる距離にあつ
てもヘリコイドの位置をハーケンポイントR1〜
R18のうちの最適な1つに選べば所定のピントの
合つた撮映が可能である。以上がハーケンポイン
トの説明である。N≧1/2・f 2 /ρF・1/Rmin ...Formula (2) For example, as lens 1, focal length f=50mm,
Using the aperture value F = 1.8, the close distance Rmin = 1 m, and the diameter of the permissible circle of confusion as ρ = 40 μm, the number of Harken points N is 18 from equation (2), and the number of Harken points N from equation (1) is The position Ri is R 1 = 34.72m, R 2 =
11.57m, R 3 = 6.94m, ...R 18 = 0.99m.
In other words, in this case, no matter what distance the subject is, the helicoid position is set to Harken Point R 1 ~
By selecting the most suitable one among R18 , it is possible to take pictures with a predetermined focus. This is the explanation of Harken Point.
本発明では、従来の山のぼり方式が最適なハー
ケンポイントを発見するために用いられる。以下
その動作を説明する。 In the present invention, a conventional mountain climbing method is used to find the optimal Harken point. The operation will be explained below.
レンズシステム1の絞り値Fの情報と焦点距離
fの情報はそれぞれA/D変換器11,12で
A/D変換されてデイジタル符号となり、共にハ
ーケンポイント計算回路15に入力される。ハー
ケンポイント計算回路15は前述の(1)式、(2)式に
もとずいてハーケンポイント数Nとハーケンポイ
ント位置R1〜RNを計算し、ハーケンポイント
数をハーケンポイント数メモリ20に格納し、各
ハーケンポイント位置をハーケンポイントメモリ
16に格納する。 Information on the aperture value F and information on the focal length f of the lens system 1 are A/D converted by A/D converters 11 and 12, respectively, to digital codes, and both are input to the Harken point calculation circuit 15. The Harken point calculation circuit 15 calculates the Harken point number N and Harken point positions R1 to RN based on the above-mentioned equations (1) and (2), stores the Harken point number in the Harken point number memory 20, Each Harken point position is stored in the Harken point memory 16.
以下第3図の構成の動作を次の3段階に分けて
説明する。 The operation of the configuration shown in FIG. 3 will be explained in the following three steps.
(第1段階) レンズシステム1のヘリコイド
が停止すべきハーケンポイント位置を求める。 (First step) Find the Harken point position where the helicoid of the lens system 1 should stop.
(第2段階) 第1段階で求めたハーケンポイ
ント位置へとヘリコイドを制御し、停止する。 (Second stage) Control the helicoid to the Harken point position determined in the first stage and stop.
(第3段階) 改めて合焦動作をする必要の有
無を検出し、再び合焦動作を開始する。 (Third stage) It is detected whether or not there is a need to perform a focusing operation again, and the focusing operation is started again.
まず第1段階につき説明する。第1段階は以下
2小段階に分けられる。 First, the first stage will be explained. The first stage is divided into the following two substages.
(第1.1段階) レンズシステム1の焦点距離
f、絞り値Fから前記(1)式、(2)式によりハーケン
ポイント数と各ハーケンポイント位置を計算し、
記憶する。 (Step 1.1) Calculate the number of Harken points and the position of each Harken point from the focal length f and aperture value F of the lens system 1 using equations (1) and (2) above,
Remember.
(第1.2段階) 従来とほぼ同様の山のぼり方
式により合焦ヘリコイド位置を求め、次いで最適
なハーケンポイント位置を求める。 (Step 1.2) The focusing helicoid position is determined using the same mountain climbing method as before, and then the optimal Harken point position is determined.
第1.1段階において、レンズ1の焦点距離fの
情報と絞り値Fの情報はそれぞれA/D変換器1
1,12でデイジタル値に変換され、ハーケンポ
イント計算回路15に入力される。ハーケンポイ
ント計算回路15は前記(1)式、(2)式によりハーケ
ンポイント数Nと各ハーケンポイント位置R1〜
Rnを計算し、それぞれハーケンポイント数メモ
リ20、及びハーケンポイントメモリ16に記憶
する。 In step 1.1, information on the focal length f of the lens 1 and information on the aperture value F are sent to the A/D converter 1.
1 and 12, it is converted into a digital value and input to the Harken point calculation circuit 15. The Harken point calculation circuit 15 calculates the Harken point number N and each Harken point position R 1 to
Rn is calculated and stored in the Harken point number memory 20 and the Harken point memory 16, respectively.
第1.2段階では電子スイツチ31がA側となつ
ているので、第1図を用いて説明した従来の山の
ぼり方式とほぼ同一の動作で合焦動作が行なわれ
るが、モータ8の逆転後(最大3回)は電子スイ
ツチ31がB側となり山のぼりループが開放され
る点が異なる。 In the 1.2 stage, the electronic switch 31 is on the A side, so the focusing operation is performed in almost the same way as the conventional mountain climbing method explained using FIG. 3rd time) is different in that the electronic switch 31 is set to the B side and the mountain climbing loop is opened.
この動作を第4図を参照して説明する。同図a
は焦点電圧の山を示し、ヘリコイドの動作開始点
がh1、新しいヘリコイドの位置がh2である。この
状態はたとえば位置h1にあつたヘリコイドが位置
h2まで動いた場合に生じる。さて、山のぼり動作
の開始時、モータ8が第4図bに示すように山を
登る方向にヘリコイドを動かしはじめた場合、ヘ
リコイド位置のたどる軌跡はそのまま山を登つ
て、一旦合焦位置h2に達し、位置h2を通り過ぎ端
子61の出力信号の反転により合焦点位置h2を少
し行きすぎた位置h3から逆方向へ移動し、再び合
焦点位置h2を通りすぎてもう一度位置h4で逆方向
へ移動する。山登りループをこのまま閉じておけ
ば、従来例のごとくヘリコイドは位置h3とh4の間
を振動しつづけるわけである。しかし、ヘリコイ
ド位置が合焦点位置h2付近に達したことは前記2
回の逆転を検出することにより知られる。従つ
て、第3図の構成では端子61の出力信号である
逆転信号をカウンタ26が計算し、それぞれ第1
回目の逆転時のヘリコイド位置h3の情報を第1ヘ
リコイド位置メモリ27に、第2回目の逆転時の
ヘリコイド位置h4の情報を第2ヘリコイド位置メ
モリ28に格納し、第2回目の逆転と同時に和回
路25を介して電子スイツチ31をB側とし山登
りループを開放する。 This operation will be explained with reference to FIG. Figure a
indicates the peak of the focal voltage, the starting point of the helicoid is h 1 , and the new helicoid position is h 2 . In this state, for example, the helicoid at position h1 is
This occurs when it moves up to h 2 . Now, at the start of the mountain climbing operation, if the motor 8 starts moving the helicoid in the direction of climbing the mountain as shown in FIG . It reaches position h 2 and moves in the opposite direction from position h 3 , which is a little too far past the in-focus position h 2 due to the inversion of the output signal of the terminal 61, passes the in-focus position h 2 again and returns to position h 4 again. to move in the opposite direction. If the mountain-climbing loop is left as is, the helicoid will continue to oscillate between positions h3 and h4 , as in the conventional case. However, the fact that the helicoid position reached around the focal point position h 2 means that
It is known by detecting the reversal of times. Therefore, in the configuration shown in FIG. 3, the counter 26 calculates the reverse signal which is the output signal of the terminal 61, and the first
The information on the helicoid position h3 at the time of the second reversal is stored in the first helicoid position memory 27, and the information on the helicoid position h4 at the second reversal is stored in the second helicoid position memory 28. At the same time, the electronic switch 31 is set to the B side via the sum circuit 25 to open the mountain climbing loop.
また、山のぼり動作の開始時にモータ8が第4
図cに示すように山を下りる方向にヘリコイドを
動かしはじめた場合は、合焦点位置h2に至るまで
にヘリコイド軌跡は同図bの軌跡と重なるまでに
位置h1から位置h5位置h2方向へとモータ8が一度
逆転をする必要がある。この場合は判定回路32
が、山のぼり動作の開始時に端子61の出力電圧
が低下し、山を下りていることを知つて、第1回
目の反転後にカウンタ26の内容をリセツトし
て、第2、第3回目の逆転にそなえるため、第4
図cの場合も、第4図bの場合と同様に第2回、
第3回の逆転によりヘリコイド位置が合焦位置h2
の付近に達したことが検出され、山登りループが
開放される。 Also, at the start of the mountain climbing operation, the motor 8
When the helicoid starts moving down the mountain as shown in Figure c, by the time it reaches the focal point position h2 , the helicoid trajectory will change from position h1 to position h5 to position h2 until it overlaps with the trajectory shown in figure b. It is necessary for the motor 8 to reverse once in the direction. In this case, the determination circuit 32
However, at the start of the mountain climbing operation, the output voltage of the terminal 61 decreases, and knowing that the mountain is descending, resets the contents of the counter 26 after the first reversal, and starts the second and third reversals. In order to prepare for
In the case of figure c, as in the case of figure 4b, the second
The third reversal brings the helicoid position to the in-focus position h2
It is detected that the mountain has reached the vicinity of , and the mountain climbing loop is opened.
さて、カウンタ26の内容が値2となつて山登
りループが開放されると同時に、ハーケンポイン
トメモリ16の内容は、順次比較回路17に入力
されて、第1ヘリコイド位置メモリ27、および
第2ヘリコイド位置メモリ28の内容を平均値回
路29で平均した値と比較され、この平均値に最
も近いハーケンポイントメモリ16の内容が停止
ハーケンポイントメモリ18に記憶される。 Now, at the same time that the content of the counter 26 becomes value 2 and the mountain climbing loop is opened, the content of the Harken point memory 16 is sequentially input to the comparison circuit 17, and the content of the first helicoid position memory 27 and the second helicoid position are input. The contents of the memory 28 are compared with a value averaged by an average value circuit 29, and the contents of the Harken point memory 16 closest to this average value are stored in the stop Harken point memory 18.
次に比較回路19は、電子スイツチ31のB
側、モータ駆動回路30、モータ8を介してレン
ズシステム1のヘリコイド位置を制御し、入力す
る停止ハーケンポイントメモリ18の内容とA/
D変換器14の出力であるレンズシステム1のヘ
リコイド位置の情報を一致させ、両者が一致する
と、D側の入力線によりモータ駆動回路30に信
号を供給し、第2段階を終了する。この時、ハー
ケンポイント数メモリ20、焦点電圧メモリ22
に格納された情報は比較回路19の出力信号によ
り消去される。 Next, the comparison circuit 19 compares the B of the electronic switch 31.
side, the motor drive circuit 30 controls the helicoid position of the lens system 1 via the motor 8, and inputs the contents of the stop Harken point memory 18 and the A/
The information on the helicoid position of the lens system 1, which is the output of the D converter 14, is matched, and when the two match, a signal is supplied to the motor drive circuit 30 through the D-side input line, and the second stage is completed. At this time, Harken point number memory 20, focal voltage memory 22
The information stored in the comparator circuit 19 is erased by the output signal of the comparator circuit 19.
次に、第3段階である被写体とカメラ間の距離
が変わつたり、レンズシステム1の絞り値F焦点
距離fが変化することにより再び合焦をし直す必
要が生じた場合につき述べる。 Next, we will discuss the third stage, a case where refocusing becomes necessary due to a change in the distance between the subject and the camera or a change in the aperture value F of the lens system 1 and the focal length f.
レンズシステム1の絞り値Fや焦点距離fが変
化した場合には、比較回路21に入力されるハー
ケンポイント数メモリ20の内容と、ハーケンポ
イント計算回路15から入力する新しいハーケン
ポイント数が同一であれば合焦動作をし直す必要
がない。しかし、これらが異なるときには比較回
路21は再び合焦動作をするため和回路24,2
5を介して電子スイツチ31をA側に接続すると
ともに判定回路32によりカウンタ26をリセツ
トし、第1段階から合焦動作を開始する。 When the aperture value F or focal length f of the lens system 1 changes, the content of the Harken point number memory 20 input to the comparison circuit 21 and the new Harken point number input from the Harken point calculation circuit 15 are the same. There is no need to refocus. However, when these differ, the comparator circuit 21 performs the focusing operation again, so the sum circuits 24 and 2
5, the electronic switch 31 is connected to the A side, and the determination circuit 32 resets the counter 26, starting the focusing operation from the first stage.
また、被写体とカメラの距離が変わつた場合
は、比較回路23に入力するA/D変換器13の
出力である焦点電圧と焦点電圧メモリ22の出力
電圧が異なるので、両者の差が予め定められた値
を越えると、比較回路23は再び合焦動作をする
ために和回路24,25を介して電子スイツチ3
1をA側に接続するとともに判定回路32により
カウンタ26をリセツトし、第1段階から合焦動
作を開始する。 Furthermore, if the distance between the subject and the camera changes, the focal voltage that is the output of the A/D converter 13 input to the comparison circuit 23 and the output voltage of the focal voltage memory 22 will differ, so the difference between the two will be determined in advance. When the value exceeds the set value, the comparison circuit 23 switches the electronic switch 3 via the summation circuits 24 and 25 to perform the focusing operation again.
1 is connected to the A side, the counter 26 is reset by the determination circuit 32, and the focusing operation is started from the first stage.
上記いずれの場合も、モータ8が回転した後は
ヘリコイド位置の初期値が第4図を用いて説明し
たように位置h1ではなく、別の値であることを除
けば第4図を用いて説明したと同様の過程を経て
新しい合焦点に達し得る。 In any of the above cases, after the motor 8 rotates, the initial value of the helicoid position is not the position h1 as explained using FIG. 4, but a different value. A new focal point can be reached through a process similar to that described.
なお、以上の説明では合焦動作について動作中
にヘリコイドが至近又は無限遠∞となつた場合の
説明をしなかつたが、この場合には一たん無条件
にモータ8を逆転させてから動作を継続する。 Note that in the above explanation, we did not explain the case where the helicoid becomes close or at infinity during focusing operation, but in this case, the motor 8 must be reversed once and then the operation can be resumed. continue.
以上第3図および第4図を用いて詳細に説明し
たように、本発明による自動焦点合わせ装置を用
いれば、合焦後はレンズの絞り値、焦点距離の変
化や被写体の移動、カメラの移動など再び合焦動
作を行なう必要が生じるまではヘリコイドを完全
に停止させることができるので、従来の山登り方
式に依存したヘリコイドの振動による撮映画角の
振動のない良好な画像が撮映できる。 As explained above in detail using FIGS. 3 and 4, if the automatic focusing device according to the present invention is used, after focusing, changes in the aperture value of the lens, changes in focal length, movement of the subject, movement of the camera, etc. Since the helicoid can be completely stopped until it is necessary to perform a focusing operation again, it is possible to take a good image without the vibration of the shooting angle caused by the vibration of the helicoid that is dependent on the conventional mountain climbing method.
なお、合焦後、被写体とレンズ間の距離が変化
した場合の再合焦動作の開始を焦点電圧メモリと
その時点の焦点電圧が異なれば即座に行なうと説
明したが、実験によれば、両者の差が約10%〜20
%生じてからはじめて再合焦動作を行なうのが好
ましいことが判明した。 It was explained that if the distance between the subject and the lens changes after focusing, the refocusing operation will start immediately if the focal voltage memory and the focal voltage at that point are different, but according to experiments, both The difference is about 10%~20
It has been found that it is preferable to perform the refocusing operation only after % has occurred.
なお、本発明の実施例の説明では、ハーケンポ
イントの数を被写界深度をすきまなくカバーする
ための最小の数とし、各ハーケンポイントの位置
もそのハーケンポイント数と対応するよう選定し
たが、本発明に用いるハーケンポイント数は上記
最小の数以上であればいかなる数でも良く、この
場合のハーケンポイント位置は各隣接するハーケ
ンポイントのカバーする被写界深度が互いに重な
り合つていさえすれば良いのは言うまでもない。 In the description of the embodiments of the present invention, the number of Harken points was set to be the minimum number to cover the depth of field without gaps, and the position of each Harken point was selected to correspond to the number of Harken points. The number of Harken points used in the present invention may be any number as long as it is greater than or equal to the above minimum number, and in this case, the Harken point positions only need to be such that the depth of field covered by each adjacent Harken point overlaps with each other. Needless to say.
また、第3図のハーケンポイント計算回路15
により計算されるハーケンポイントの数が1であ
る特別の場合は山登り動作をしないで無条件にヘ
リコイドをそのハーケンポイントへと移動して良
い。 In addition, the Harken point calculation circuit 15 in FIG.
In the special case where the number of Harken points calculated by is 1, the helicoid may be unconditionally moved to that Harken point without performing any mountain climbing motion.
第1図は従来の山のぼり方式の自動焦点合わせ
装置のブロツク図、第2図は第1図の構成の動作
を説明するための波形図、第3図は本発明による
自動焦点合わせ装置の一実施例を示すブロツク
図、第4図は第3図の構成の動作を説明するため
の波形図である。
1:レンズシステム、2:カメラ回路(光電変
換手段)、7:モータ駆動回路、8:モータ、
9:山のぼり回路(焦点電圧検出手段)、11〜
14:A/D変換器、15:ハーケンポイント計
算回路、16:ハーケンポイントメモリ、17:
比較回路、18:停止ハーケンポイントメモリ、
19:比較回路、20:ハーケンポイント数メモ
リ、21:比較回路、22:焦点電圧メモリ(記
憶手段)、23:比較回路、24,25:和回路、
26:カウンタ(合焦状態検出手段)、27:第
1ヘリコイド位置メモリ、28:第2ヘリコイド
位置メモリ、29:平均回路、30:モータ駆動
回路、31:電子スイツチ(スイツチ手段)、3
2:判定回路、8:モータ。
FIG. 1 is a block diagram of a conventional mountain climbing type automatic focusing device, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the configuration shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an example of an automatic focusing device according to the present invention. A block diagram showing the embodiment, FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the configuration of FIG. 3. 1: Lens system, 2: Camera circuit (photoelectric conversion means), 7: Motor drive circuit, 8: Motor,
9: Mountain climbing circuit (focal voltage detection means), 11~
14: A/D converter, 15: Harken point calculation circuit, 16: Harken point memory, 17:
Comparison circuit, 18: Stop Harken point memory,
19: comparison circuit, 20: Harken point number memory, 21: comparison circuit, 22: focal voltage memory (storage means), 23: comparison circuit, 24, 25: sum circuit,
26: Counter (focus state detection means), 27: First helicoid position memory, 28: Second helicoid position memory, 29: Average circuit, 30: Motor drive circuit, 31: Electronic switch (switch means), 3
2: Judgment circuit, 8: Motor.
Claims (1)
段と、 被写体と撮像手段との間に設けられ、光軸方向
に移動可能なレンズと、 上記レンズのレンズ位置を光軸方向に移動させ
るモータと、 上記撮像手段から出力される映像信号の高周波
成分を抽出して、上記レンズの移動範囲の途中の
合焦レンズ位置において最大となり、この合焦レ
ンズ位置から上記レンズが離れるに従い減少する
特性をもつ焦点電圧を発生する焦点電圧発生手段
と、 上記焦点電圧を増加する方向に上記レンズが移
動するように、上記モータの回転を制御するモー
タ駆動手段と、 からなるフイードバツクループにより自動合焦動
作を行う際に、 上記レンズが上記合焦レンズ位置に到達したこ
とを検出する合焦位置検出手段と、 上記合焦位置検出手段による検出がなされる
と、上記フイードバツクループを開いて、上記レ
ンズの移動を停止させるレンズ設定手段と、 上記レンズが停止された状態において、絞り値
情報と焦点距離情報とから割り出される撮像情報
と、焦点電圧とを、順次記憶する記憶手段と、 該記憶手段に記憶されている値と、順次入力さ
れる上記撮像情報と焦点電圧とをそれぞれ比較
し、少なくとも一方の差が予め定められた値を越
えた際に、上記フイードバツクループを閉じる出
力信号を発生する比較手段と、 を設け、これにより、上記フイードバツクループ
による自動合焦動作によつて上記合焦レンズ位置
近傍で生じる上記レンズの振動を防止するととも
に、撮像状態の変化に対して自動合焦動作を再開
始することを特徴とする自動焦点合わせ装置。[Claims] 1. Imaging means for converting light from an object into a video signal; a lens provided between the object and the imaging means and movable in the optical axis direction; A motor for moving the lens in the direction, and a high frequency component of the video signal output from the imaging means is extracted, and the high frequency component is maximized at a focusing lens position in the middle of the moving range of the lens, and the lens moves away from this focusing lens position. A feedback device comprising: a focal voltage generating means for generating a focal voltage having a characteristic of decreasing according to the following; and a motor driving means for controlling the rotation of the motor so that the lens moves in a direction that increases the focal voltage. When performing an automatic focusing operation using a loop, a focusing position detecting means detects that the lens has reached the focusing lens position, and when the detection by the focusing position detecting means is performed, the feedback is returned. a lens setting means for opening a loop to stop the movement of the lens; and sequentially storing imaging information determined from aperture value information and focal length information and a focal voltage while the lens is stopped; a storage means, and compares the values stored in the storage means with the imaging information and the focal voltage that are sequentially input, and when the difference in at least one exceeds a predetermined value, the feed and a comparison means for generating an output signal that closes the back loop, thereby preventing vibration of the lens near the position of the focusing lens due to the automatic focusing operation by the feedback loop, and An automatic focusing device characterized in that an automatic focusing operation is restarted in response to a change in state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1310621A JPH02210977A (en) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | Automatic focusing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1310621A JPH02210977A (en) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | Automatic focusing device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12685079A Division JPS5651164A (en) | 1979-10-03 | 1979-10-03 | Automatic focusing device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5023946A Division JPH0773341B2 (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Automatic focusing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02210977A JPH02210977A (en) | 1990-08-22 |
JPH0531350B2 true JPH0531350B2 (en) | 1993-05-12 |
Family
ID=18007465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1310621A Granted JPH02210977A (en) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | Automatic focusing device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH02210977A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0773341B2 (en) * | 1993-02-12 | 1995-08-02 | 株式会社日立製作所 | Automatic focusing device |
CN103415806A (en) * | 2011-03-21 | 2013-11-27 | 卡尔斯特里姆保健公司 | Autofocus method using liquid lens |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
JPS5652362B2 (en) * | 1974-08-20 | 1981-12-11 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6233420Y2 (en) * | 1979-09-28 | 1987-08-26 |
-
1989
- 1989-12-01 JP JP1310621A patent/JPH02210977A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5652362B2 (en) * | 1974-08-20 | 1981-12-11 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02210977A (en) | 1990-08-22 |
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