JPH0829667A - Automatic focusing method - Google Patents
Automatic focusing methodInfo
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- JPH0829667A JPH0829667A JP6165543A JP16554394A JPH0829667A JP H0829667 A JPH0829667 A JP H0829667A JP 6165543 A JP6165543 A JP 6165543A JP 16554394 A JP16554394 A JP 16554394A JP H0829667 A JPH0829667 A JP H0829667A
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Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はオートフォーカス方法に
係り、特に焦点評価値が最大となるようにフォーカスレ
ンズの位置を調整するオートフォーカス方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autofocus method, and more particularly to an autofocus method for adjusting the position of a focus lens so that a focus evaluation value is maximized.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、テレビカメラ等におけるオートフ
ォーカス方法において、映像信号中の高域周波数成分に
基づいて被写体像の鮮鋭度を示す焦点評価値を検出し、
この焦点評価値が最大となる位置に撮影光学系のフォー
カスレンズを移動させてピントを合わせていることは良
く知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an autofocus method in a television camera or the like, a focus evaluation value indicating the sharpness of a subject image is detected based on a high frequency component in a video signal,
It is well known that the focus lens of the photographing optical system is moved to the position where the focus evaluation value is maximum to focus.
【0003】図4は、従来のオートフォーカス方法にお
いて、焦点評価値が最大となるフォーカスレンズの位置
を検出するまでにフォーカスレンズが移動する径路を示
した説明図である。フォーカスレンズの位置に対する焦
点評価値は同図に示す曲線のような形状をしているもの
と仮定する。最初にフォーカスレンズが同図の点に位
置しているとすると、フォーカスレンズは焦点評価値の
増加する同図右方向に移動していく。このとき同時に焦
点評価値の検出が行われる。そして、フォーカスレンズ
が同図の位置に到達すると焦点評価値が減少し始めた
ことが検知され、同図の位置が焦点評価値の最大点と
なることが認識される。最大点(同図)の位置が認識
されると、フォーカスレンズはこの位置まで移動し停止
する。FIG. 4 is an explanatory view showing a path along which the focus lens moves until the position of the focus lens at which the focus evaluation value is maximized is detected in the conventional autofocus method. The focus evaluation value with respect to the position of the focus lens is assumed to have a shape like the curve shown in FIG. If the focus lens is initially located at the point in the figure, the focus lens moves to the right in the figure as the focus evaluation value increases. At this time, the focus evaluation value is detected at the same time. Then, when the focus lens reaches the position in the figure, it is detected that the focus evaluation value starts to decrease, and it is recognized that the position in the figure becomes the maximum point of the focus evaluation value. When the position of the maximum point (the same figure) is recognized, the focus lens moves to this position and stops.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オートフォーカス方法は、焦点評価値の最大点を検出す
るために、この最大点に股がって焦点評価値の検出を行
っている。即ち、フォーカスレンズを焦点評価値の増加
する方向に移動させていきながら、焦点評価値が減少し
始める位置まで検出を行っている。従って、フォーカス
レンズは、合焦点を一度通過した後、移動方向を反転し
合焦点まで戻るという動作を行なわなければならず、合
焦まで時間がかかると共に、動作の円滑さに欠けるとい
う欠点があった。However, in the conventional autofocus method, in order to detect the maximum point of the focus evaluation value, the maximum focus evaluation value is detected and the focus evaluation value is detected. That is, while moving the focus lens in the direction in which the focus evaluation value increases, the detection is performed up to the position where the focus evaluation value starts to decrease. Therefore, the focus lens has to perform an operation of reversing the moving direction and returning to the in-focus point after passing through the in-focus point once, which has a drawback that it takes time to focus and the operation is not smooth. It was
【0005】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、オートフォーカス方法における合焦までの時間
を短縮し、フォーカスレンズの動作を円滑に行うことの
できるオートフォーカス方法を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an autofocus method capable of shortening the time until focusing in the autofocus method and smoothly operating the focus lens. To aim.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、フォーカスレンズを含む撮影光学系及び撮
像素子を介して得られる映像信号に基づいて被写体像の
鮮鋭度を示す焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大に
なるように前記フォーカスレンズの位置を調整するオー
トフォーカス方法において、前記フォーカスレンズを前
記焦点評価値が増加する方向に移動させ、焦点評価値の
増加する期間中に少なくとも3点のフォーカスレンズ位
置における焦点評価値をそれぞれ求め、前記フォーカス
レンズ位置とこれらに対応する焦点評価値に基づいて焦
点評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を予測し、
前記フォーカスレンズを前記予測したフォーカスレンズ
位置に移動させるようにしたことを特徴としている。In order to achieve the above object, the present invention provides a focus evaluation value indicating the sharpness of a subject image based on a video signal obtained through a photographing optical system including a focus lens and an image sensor. In the autofocus method of adjusting the position of the focus lens so that the focus evaluation value is maximized, the focus lens is moved in a direction in which the focus evaluation value increases, and the focus evaluation value increases during the period. To obtain focus evaluation values at at least three focus lens positions, and predict the focus lens position at which the focus evaluation value is maximum based on the focus lens positions and the focus evaluation values corresponding to them.
It is characterized in that the focus lens is moved to the predicted focus lens position.
【0007】[0007]
【作用】本発明によれば、オートフォーカス方法による
ピント調整時に、撮影光学系の焦点距離の調整を行うフ
ォーカスレンズを焦点評価値の増加する方向に移動させ
るとともに、フォーカスレンズの位置と該位置における
焦点評価値を検出していく。そして、焦点評価値が増加
している間に、この検出されたデータを用いて焦点評価
値が最大となるフォーカスレンズの位置を予測し、この
予測した位置にフォーカスレンズを移動させ停止させ
る。これによって、フォーカスレンズは合焦点を通過す
ることなく合焦点で停止する。According to the present invention, at the time of focus adjustment by the autofocus method, the focus lens for adjusting the focal length of the photographing optical system is moved in the direction of increasing the focus evaluation value, and the position of the focus lens and its position The focus evaluation value is detected. Then, while the focus evaluation value is increasing, the position of the focus lens having the maximum focus evaluation value is predicted by using the detected data, and the focus lens is moved to the predicted position and stopped. As a result, the focus lens stops at the in-focus point without passing through the in-focus point.
【0008】[0008]
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係るオートフ
ォーカス方法の好ましい実施例を詳述する。図1は本発
明に係るオートフォーカス方法を適用したテレビカメラ
におけるオートフォーカス装置の内部構成を示すブロッ
ク図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the autofocus method according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of an autofocus device in a television camera to which the autofocus method according to the present invention is applied.
【0009】同図において、被写体像は、フォーカスレ
ンズ12、変倍レンズ14、マスターレンズ16、絞り
18等から構成されている撮影光学系10によって固体
撮像素子(CCD)20の受光面に結像され、ここで電
気信号に変換された後、撮像回路22に出力される。撮
像回路22は、CCD20から出力された信号から映像
信号を形成し、この映像信号をビューファインダ48や
モニタTV等の外部映像表示装置50に出力する。これ
により、ビューファインダ48や外部映像表示装置50
には撮影中の映像が表示される。In FIG. 1, a subject image is formed on a light receiving surface of a solid-state image sensor (CCD) 20 by a photographing optical system 10 including a focus lens 12, a variable power lens 14, a master lens 16 and a diaphragm 18. Then, after being converted into an electric signal here, it is output to the image pickup circuit 22. The image pickup circuit 22 forms a video signal from the signal output from the CCD 20, and outputs this video signal to the external video display device 50 such as the viewfinder 48 or monitor TV. As a result, the viewfinder 48 and the external image display device 50
Displays the video being shot.
【0010】次に、自動的にピント調整を行うオートフ
ォーカスモードの場合について説明する。尚、フォーカ
スレンズ12等を手動操作してフォーカスレンズ12を
移動させ、ピント調整を行うマニュアルフォーカスモー
ドや、リモート操作によってピント調整を行うリモート
フォーカスモードとのモード切り換えは、図示しないモ
ード切換スイッチによって行われるようになっている。Next, the case of the autofocus mode for automatically adjusting the focus will be described. In addition, mode switching between a manual focus mode in which the focus lens 12 and the like are manually operated to move the focus lens 12 to perform focus adjustment and a remote focus mode in which focus adjustment is performed by remote operation are performed by a mode selector switch (not shown). It is supposed to be.
【0011】オートフォーカスモード時において、前記
撮像回路22は、輝度信号をハイパスフィルタ(HP
F)24に出力するとともに、映像信号に合わせて同期
信号をフォーカスエリア選択ゲート28、加算器30、
CPU32に出力する。HPF24は上記輝度信号に含
まれる高周波成分を抽出する。この抽出された高周波成
分は、画像の鮮鋭度が高い程、多く含まれるため、この
高周波成分を積分することによって積分範囲での平均的
な画像の鮮鋭度の高低を数値化することができる。In the autofocus mode, the image pickup circuit 22 filters the luminance signal into a high pass filter (HP).
F) 24, and outputs a sync signal to the focus area selection gate 28, adder 30, and
Output to the CPU 32. The HPF 24 extracts a high frequency component included in the brightness signal. The higher the sharpness of the image, the more the extracted high-frequency components are included. Therefore, by integrating the high-frequency components, it is possible to quantify the average sharpness of the image in the integration range.
【0012】HPF24を通過した高周波成分は、A/
D変換器26によってデジタル信号に変換され、フォー
カスエリア選択ゲート28に入力する。このフォーカス
エリア選択ゲート28は、撮像画面上の中央部のフォー
カスエリアに対応する信号のみを抽出する回路であり、
このフォーカスエリアに写された被写体(主要被写体)
に関する情報のみを抽出する。The high frequency component passing through the HPF 24 is A /
It is converted into a digital signal by the D converter 26 and input to the focus area selection gate 28. The focus area selection gate 28 is a circuit that extracts only a signal corresponding to the focus area at the center of the imaging screen.
Subject (main subject) imaged in this focus area
Extract only information about.
【0013】フォーカスエリア選択ゲート28によって
抽出されたデジタル信号は加算器30に出力され、1フ
ィールド分の前記デジタル信号が積算される。この積算
された値は画像の鮮鋭度を示す焦点評価値としてCPU
32に出力される。CPU32はフォーカスレンズ12
を焦点評価値の増加する方向に単位移動量づつ移動させ
ながら、フォーカスレンズ12の位置と加算器30から
出力される焦点評価値をCPU32内部の図示しない記
憶部に記録していく。そして、この記憶したデータを基
に焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ12の位置
を予測し、この位置にフォーカスレンズ12を移動させ
る。尚、詳細は後述する。The digital signal extracted by the focus area selection gate 28 is output to the adder 30, and the digital signals for one field are integrated. This integrated value is used as a focus evaluation value indicating the sharpness of the image by the CPU.
Is output to 32. The CPU 32 is the focus lens 12
The position of the focus lens 12 and the focus evaluation value output from the adder 30 are recorded in a storage unit (not shown) inside the CPU 32 while moving the unit by a unit movement amount in the direction of increasing the focus evaluation value. Then, based on the stored data, the position of the focus lens 12 having the maximum focus evaluation value is predicted, and the focus lens 12 is moved to this position. The details will be described later.
【0014】フォーカスレンズ12の位置はポテンショ
メータ40によって検出され、A/D変換器38を介し
てCPU32に出力される。また、フォーカスレンズ1
2の移動は、CPU32から出力されるフォーカスレン
ズ位置を示す位置指令信号に基づいて行われる。即ち、
CPU32から出力される位置指令信号は、D/A変換
器33によってアナログ信号に変換されてモータ駆動回
路34に加えられる。モータ駆動回路34の他の入力に
は、前記ポテンショメータ40からフォーカスレンズ1
2の位置を示す信号が加えられており、モータ駆動回路
34はこれらの2入力信号の差分をとり、この差信号を
増幅した駆動信号をフォーカスモータ36に出力する。
フォーカスモータ36が駆動されると図示しない駆動機
構を介してフォーカスレンズ12が光軸方向に移動す
る。The position of the focus lens 12 is detected by the potentiometer 40 and output to the CPU 32 via the A / D converter 38. Also, the focus lens 1
The movement of 2 is performed based on a position command signal indicating the focus lens position output from the CPU 32. That is,
The position command signal output from the CPU 32 is converted into an analog signal by the D / A converter 33 and applied to the motor drive circuit 34. The other input of the motor drive circuit 34 is from the potentiometer 40 to the focus lens 1
A signal indicating the position 2 is added, the motor drive circuit 34 takes the difference between these two input signals, and outputs a drive signal obtained by amplifying this difference signal to the focus motor 36.
When the focus motor 36 is driven, the focus lens 12 moves in the optical axis direction via a drive mechanism (not shown).
【0015】次に、図2のフローチャートを用いてオー
トフォーカス方法の処理手順を説明する。まず、CPU
32はフォーカスレンズ12を光軸に沿って一方向(前
後のどちらか)に単位移動量分移動させ、焦点評価値の
増減を検出する。このとき焦点評価値が増加したならば
フォーカスレンズ12をそのまま同一方向に移動させ、
焦点評価値が減少したならば反対方向に移動させる。即
ち、焦点評価値の増加する方向を検出し、その方向にフ
ォーカスレンズ12を移動させる(S10)。Next, the processing procedure of the autofocus method will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the CPU
Reference numeral 32 moves the focus lens 12 along the optical axis in one direction (either forward or backward) by the unit movement amount, and detects an increase or decrease in the focus evaluation value. At this time, if the focus evaluation value increases, the focus lens 12 is moved in the same direction as it is,
If the focus evaluation value decreases, move in the opposite direction. That is, the direction in which the focus evaluation value increases is detected, and the focus lens 12 is moved in that direction (S10).
【0016】フォーカスレンズ12を単位移動量づつ移
動させるとともに、CPU32内部の記憶部に加算器3
0から出力される焦点評価値とフォーカスレンズ12の
位置を垂直ブランキング期間毎に記憶していく。同時
に、前回の垂直ブランキング期間で得られた焦点評価値
に対する現在の焦点評価値の増分を計算し、単位移動量
でこれを割り増加率を求める。そして、この焦点評価値
の増加率が前回計算した増加率より減少したか否か(即
ち、増加率が極大を過ぎたか否か)を判断する(S1
2)。ここで、焦点評価値の増加率の計算をおこなって
いるのは、フォーカスレンズ12が焦点評価値曲線の2
次式近似が成り立つ焦点評価値の最大点近傍に位置して
いるか否かを判断するためである。The focus lens 12 is moved by a unit movement amount, and the adder 3 is added to the storage unit inside the CPU 32.
The focus evaluation value output from 0 and the position of the focus lens 12 are stored for each vertical blanking period. At the same time, the increment of the current focus evaluation value with respect to the focus evaluation value obtained in the previous vertical blanking period is calculated, and this is divided by the unit movement amount to obtain the increase rate. Then, it is determined whether or not the increase rate of the focus evaluation value is lower than the previously calculated increase rate (that is, whether or not the increase rate exceeds the maximum) (S1).
2). Here, the calculation of the increase rate of the focus evaluation value is performed when the focus lens 12 has a value of 2 on the focus evaluation value curve.
This is to determine whether or not the position is near the maximum point of the focus evaluation value for which the following equation approximation holds.
【0017】ステップS12において、焦点評価値の増
加率が減少し初めた後は、フォーカスレンズ12を単位
移動量分移動させながら、垂直ブランキング期間毎に、
焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ12の位置x
p を予測する(S14)。この焦点評価値が最大となる
フォーカスレンズ12の位置xp は、焦点評価値曲線の
最大点付近を2次曲線で近似し、この近似式から計算す
る。焦点評価値曲線の2次式近似はラグランジェの補間
法を用いて3点のフォーカスレンズ位置と焦点評価値の
データから求める。使用する3点のデータは前記記憶部
に記録されたデータの内、新しいものから順に選ぶ。In step S12, after the rate of increase in the focus evaluation value begins to decrease, the focus lens 12 is moved by the unit movement amount and every vertical blanking period.
The position x of the focus lens 12 where the focus evaluation value is maximum
Predict p (S14). The position x p of the focus lens 12 where the focus evaluation value becomes maximum is calculated from this approximation formula by approximating the vicinity of the maximum point of the focus evaluation value curve with a quadratic curve. The quadratic approximation of the focus evaluation value curve is obtained from the data of the focus lens position at three points and the focus evaluation value using the Lagrange's interpolation method. The three points of data to be used are selected in order from the newest one among the data recorded in the storage section.
【0018】ここで、ラグランジェの補間法について説
明する。図3はx軸にフォーカスレンズ12の位置、y
軸に焦点評価値を表している。今、フォーカスレンズ1
2は単位移動量Sの間隔で移動し、同図a、b、c点の
3点における焦点評価値が検出されているとする(フォ
ーカスレンズ12の現在位置はc点)。この3点のデー
タから焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ12の
位置xP を求める。Now, the Lagrange's interpolation method will be described. FIG. 3 shows the position of the focus lens 12 on the x-axis, y
The focus evaluation value is shown on the axis. Focus lens 1 now
2 moves at intervals of the unit movement amount S, and focus evaluation values at three points a, b, and c in the figure are detected (the current position of the focus lens 12 is point c). From the data of these three points, the position x P of the focus lens 12 where the focus evaluation value becomes maximum is obtained.
【0019】a点のx座標を0とすると各点の座標は、 a(0,yA ) …(1) b(S,yB ) …(2) c(2S,yC ) …(3) である。Assuming that the x coordinate of point a is 0, the coordinates of each point are: a (0, y A ) ... (1) b (S, y B ) ... (2) c (2S, y C ) ... (3 ).
【0020】この3点を通る2次曲線の極大点P
(xP ,yP )のx座標xP をラグランジュの補間多項
式を用いて求める。a(x0 ,y0 )、b(x1 ,
y1 )、c(x2 ,y2 )の3点を通る焦点量曲線の式
P(x)は次のように表される。 ここで(1) 、(2) 、(3) を(5) 式に代入すると、 L0(x)={(x−x1)(x−x2)}/{(x0 −x1)(x0 −x2)} ={(x−s)(x−2s)}/{ (0−s)(0−2s)} =(x2 −3sx+2s2 )/(2s2 ) …(6) L1(x)={(x−x0)(x−x2)}/{(x1 −x0)( x1 −x2)} ={(x−0)(x−2s)}/{(s−0)(s−2s)} =(x2 −2sx)/(−s2 ) …(7) L2(x)={(x−x0)(x−x1)}/{(x2 −x0)(x2 −x1)} ={(x−0)(x−s)}/{(2s−0)(2s−s)} =(x2 −sx)/(2s2 ) …(8) 式(6) 、(7) 、(8) を式(4) に代入して P(x)=yA ・(x2 −3sx+2s2 )/(2s2 ) −yB ・(x2 −2sx)/(s2 ) +yC ・(x2 −sx)/(2s2 ) =(yA /2s2 −yB /s2 +yC /2s2 )x2 −(3yA /2s−2yB /s+yC /2s)x+yA P(x)の微分式が0のとき極大値をとるので dP(x)/dx=2(yA /2s2 −yB /s2 +yC /2s2 )xp −(3yA /2s−2yB /s+yC /2s) =0 よってa点より合焦位置P点までの距離xp は式(9) で
与えられる。A maximum point P of a quadratic curve passing through these three points
The x coordinate x P of (x P , y P ) is obtained by using the Lagrange's interpolation polynomial. a (x 0 , y 0 ), b (x 1 ,
The formula P (x) of the focus amount curve passing through the three points of y 1 ), c (x 2 , y 2 ) is expressed as follows. Substituting (1), (2), and (3) into the equation (5), L 0 (x) = {(x−x 1 ) (x−x 2 )} / {(x 0 −x 1 ) (x 0 -x 2)} = {(x-s) (x-2s)} / {(0-s) (0-2s)} = (x 2 -3sx + 2s 2) / (2s 2) ... ( 6) L 1 (x) = {(x-x 0) (x-x 2)} / {(x 1 -x 0) (x 1 -x 2)} = {(x-0) (x-2s )} / {(s-0 ) (s-2s)} = (x 2 -2sx) / (- s 2) ... (7) L 2 (x) = {(x-x 0) (x-x 1 )} / {(x 2 -x 0) (x 2 -x 1)} = {(x-0) (x-s)} / {(2s-0) (2s-s)} = (x 2 - sx) / (2s 2 ) ... (8) Substituting equations (6), (7), and (8) into equation (4), P (x) = y A · (x 2 -3sx + 2s 2 ) / (2s 2) -y B · (x 2 -2sx) / (s 2) + y C · (x 2 -sx) / (2s 2) = (Y A / 2s 2 -y B / s 2 + y C / 2s 2) x 2 - maximum time (3y A / 2s-2y B / s + y C / 2s) x + y A differential equation of P (x) is 0 and takes a value of dP (x) / dx = 2 (y a / 2s 2 -y B / s 2 + y C / 2s 2) x p - (3y a / 2s-2y B / s + y C / 2s) = 0 Therefore, the distance x p from the point a to the focus position P is given by the equation (9).
【0021】上記のように求めた最大点xp は、焦点評
価値曲線が実際には2次曲線ではないこと、またデータ
に誤差が含まれていることを考慮すると、実際の焦点評
価値曲線の最大点とは誤差が生じている。そこで、さら
にフォーカスレンズ12を単位移動量分移動させ、図3
におけるd点に移すとともに、d点における焦点評価値
を読み取り、今度はb、c、d点のデータを用いて上記
ラグランジュの補間法によって最大点xp を求める。こ
のようにしてフォーカスレンズ12の位置を実際の焦点
評価値曲線の最大点近傍に近づけて行き次々に最大点x
p を計算していく。このとき、xp は次第に実際の焦点
評価値曲線の最大点に収束していくと考えられるため、
xp の変化量がある閾値より小さくなったときに、xp
は収束したとしてこのxp の位置を合焦点と見なす(S
16)。この閾値は、絞り値、ズーム(倍率)に基づい
て決定される焦点深度を目安にして設定する。(絞り値
とズーム(倍率)はそれぞれ図1における絞り18と変
倍レンズ14に設けられた図示しない検出装置によって
CPU32に出力されている。) しかしながら、何らかの原因によってxp が収束しない
場合が生じるため、x p が収束する前に焦点評価値の変
化量が絞り値とズーム(倍率)によって決められる0近
傍の所定範囲内の値になったら、この位置を合焦点とみ
なしフォーカスレンズを停止させるようにしてもよい。Maximum point x obtained as described abovepIs a focus review
The value curve is not actually a quadratic curve, and the data
Considering that there is an error in
There is an error from the maximum of the value curve. Therefore,
The focus lens 12 is moved by a unit movement amount to
Focus evaluation value at point d
Read, and this time using the data of points b, c and d
Maximum point x by Lagrange's interpolation methodpAsk for. This
The position of the focus lens 12 as
Going close to the maximum point of the evaluation value curve, the maximum point x
pWill be calculated. At this time, xpIs gradually the actual focus
Since it is thought that it will converge to the maximum point of the evaluation value curve,
xpWhen the change amount of becomes smaller than a certain threshold, xp
Is converged, this xpThe position of is regarded as the focal point (S
16). This threshold is based on aperture value and zoom (magnification)
Set the depth of focus as a guide. (Aperture value
And zoom (magnification) are different from those of the diaphragm 18 in FIG.
By a detection device (not shown) provided on the double lens 14.
It is output to the CPU 32. ) However, for some reason xpDoes not converge
In some cases, x pOf the focus evaluation value before
Near 0, which is determined by aperture value and zoom (magnification)
When it becomes a value within a predetermined range beside, this position is regarded as the in-focus point.
None The focus lens may be stopped.
【0022】上記のようにして、ステップS16で合焦
点xp を決定すると、フォーカスレンズ12をこの合焦
点まで移動させ停止させる(S18)。これにより、ピ
ント調整は終了し、被写体或いはテレビカメラが動かな
ければ、フォーカスレンズ12は静止している。しか
し、被写体またはテレビカメラ自身が動いて被写体とテ
レビカメラの距離が変化した場合は、新たにピント調整
を行う必要がある。このピント調整の再起動を行うため
にステップS20によって、焦点評価値に変化があるか
否かを判別し、もし、変化があれば、上記ステップS1
0からS18までのピント調整を再度行うようにしてい
る。When the focal point x p is determined in step S16 as described above, the focus lens 12 is moved to this focal point and stopped (S18). As a result, the focus adjustment ends, and the focus lens 12 remains stationary unless the subject or the television camera moves. However, when the subject or the TV camera itself moves and the distance between the subject and the TV camera changes, it is necessary to newly adjust the focus. In order to restart the focus adjustment, it is determined in step S20 whether or not there is a change in the focus evaluation value, and if there is a change, the above step S1.
The focus adjustment from 0 to S18 is performed again.
【0023】尚、上記ラグランジェの補間法では、3点
のデータを用いて焦点評価値曲線を2次曲線で近似して
いたが、補間法に使用する観測データを更に増やせば2
次以上の高次多項式で焦点評価値曲線を近似することも
可能である。また、算出されたxp が現在位置よりも遠
い場合は、xp 直前まで高速で、フォーカスレンズを移
動させ、その後低速で精度良くフォーカスレンズ位置と
焦点評価値を検出することにより、高速、高精度のピン
ト調整が実現できる。In the Lagrange's interpolation method, the focus evaluation value curve is approximated by a quadratic curve using three-point data, but if the number of observation data used in the interpolation method is further increased,
It is also possible to approximate the focus evaluation value curve with a higher-order polynomial of degree higher than or equal to the degree. If the calculated x p is far from the current position, the focus lens is moved at high speed immediately before x p , and then the focus lens position and the focus evaluation value are detected at low speed with high accuracy to achieve high speed and high speed. Precision focus adjustment can be realized.
【0024】更に、上記実施例では、本発明に係るオー
トフォーカス方法をテレビカメラに使用していたが、テ
レビカメラに限らず、ピント調整を必要とする光学機器
全てに応用できる。Further, in the above embodiment, the autofocus method according to the present invention is used for the television camera, but the invention is not limited to the television camera and can be applied to all optical devices which require focus adjustment.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るオート
フォーカス方法によれば、撮影光学系の焦点距離を調整
するフォーカスレンズを焦点評価値が増加する方向に移
動さるとともに、焦点評価値が増加している間に焦点評
価値が最大となる位置を予測し、フォーカスレンズをこ
の位置に通過することなく停止させることによって、フ
ォーカスレンズの移動は一方向のみで行われ、短い時間
で円滑にフォーカスレンズを合焦位置まで誘導すること
ができる。As described above, according to the autofocus method of the present invention, the focus lens for adjusting the focal length of the photographing optical system is moved in the direction in which the focus evaluation value increases and the focus evaluation value increases. While predicting the position where the focus evaluation value is maximum while stopping, and stopping the focus lens without passing to this position, the focus lens moves only in one direction, and the focus lens moves smoothly in a short time. The lens can be guided to the in-focus position.
【図1】図1は本発明に係るオートフォーカス方法を適
用したテレビカメラの一実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a television camera to which an autofocus method according to the present invention is applied.
【図2】図2は本発明に係るオートフォーカス方法の処
理手順の一実施例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of a processing procedure of an autofocus method according to the present invention.
【図3】図3は単位移動量sで移動するフォーカスレン
ズの位置と焦点評価値の関係を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the focus evaluation value and the position of a focus lens that moves with a unit movement amount s.
【図4】図4は従来のオートフォーカス方法におけるフ
ォーカスレンズの移動軌跡を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a movement locus of a focus lens in a conventional autofocus method.
10…撮影光学系 12…フォーカスレンズ 14…変倍レンズ 16…マスタレンズ 18…絞り 20…CCD 22…撮像回路 24…HPF 26…A/D変換器 28…フォーカスエリア選択ゲート 30…加算器 32…CPU 34…モータ駆動回路 36…フォーカスモータ 10 ... Shooting optical system 12 ... Focus lens 14 ... Variable magnification lens 16 ... Master lens 18 ... Aperture 20 ... CCD 22 ... Imaging circuit 24 ... HPF 26 ... A / D converter 28 ... Focus area selection gate 30 ... Adder 32 ... CPU 34 ... Motor drive circuit 36 ... Focus motor
Claims (4)
像素子を介して得られる映像信号に基づいて被写体像の
鮮鋭度を示す焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大に
なるように前記フォーカスレンズの位置を調整するオー
トフォーカス方法において、 前記フォーカスレンズを前記焦点評価値が増加する方向
に移動させ、 焦点評価値の増加する期間中に少なくとも3点のフォー
カスレンズ位置における焦点評価値をそれぞれ求め、 前記フォーカスレンズ位置とこれらに対応する焦点評価
値に基づいて焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ
位置を予測し、 前記フォーカスレンズを前記予測したフォーカスレンズ
位置に移動させるようにしたことを特徴とするオートフ
ォーカス方法。1. A focus evaluation value indicating the sharpness of a subject image is obtained based on a video signal obtained via a photographing optical system including a focus lens and an image sensor, and the focus evaluation value is maximized so as to maximize the focus evaluation value. In an autofocus method for adjusting the position of a lens, the focus lens is moved in a direction in which the focus evaluation value increases, and focus evaluation values at at least three focus lens positions are obtained during a period in which the focus evaluation value increases. The focus lens position is predicted based on the focus lens position and the focus evaluation value corresponding thereto, and the focus lens position is maximized, and the focus lens is moved to the predicted focus lens position. Autofocus method to do.
繰り返し、予測したフォーカスレンズ位置のばらつきが
所定の範囲内に入ったときフォーカスレンズが移動すべ
きフォーカスレンズ位置を決定するようにしたことを特
徴とする請求項1のオートフォーカス方法。2. The focus lens position prediction is repeated a plurality of times, and the focus lens position to which the focus lens should move is determined when the variation in the predicted focus lens position falls within a predetermined range. The autofocus method according to claim 1.
つきが前記所定の範囲内に入る前に、焦点評価値の増加
量が0近傍の所定範囲内に入ったときはフォーカスレン
ズの移動を停止させるようにしたことを特徴とする請求
項2のオートフォーカス方法。3. The movement of the focus lens is stopped when the increase amount of the focus evaluation value is within a predetermined range near 0 before the predicted variation of the focus lens position is within the predetermined range. The autofocus method according to claim 2, wherein:
位置よりも遠い場合は、該フォーカスレンズ位置直前ま
で高速でフォーカスレンズを移動させ、その後低速でフ
ォーカスレンズを移動させて前記フォーカスレンズ位置
の予測を行うようにしたことを特徴とする請求項1のオ
ートフォーカス方法。4. When the predicted focus lens position is farther than the current position, the focus lens is moved at a high speed until just before the focus lens position, and then the focus lens is moved at a low speed to predict the focus lens position. The autofocus method according to claim 1, wherein the autofocus method is performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6165543A JPH0829667A (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Automatic focusing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6165543A JPH0829667A (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Automatic focusing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829667A true JPH0829667A (en) | 1996-02-02 |
Family
ID=15814385
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6165543A Pending JPH0829667A (en) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Automatic focusing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
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