JPH0226834B2 - - Google Patents
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- JPH0226834B2 JPH0226834B2 JP57176112A JP17611282A JPH0226834B2 JP H0226834 B2 JPH0226834 B2 JP H0226834B2 JP 57176112 A JP57176112 A JP 57176112A JP 17611282 A JP17611282 A JP 17611282A JP H0226834 B2 JPH0226834 B2 JP H0226834B2
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- lens
- pulse motor
- autofocus device
- circuit
- focusing
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
本発明はオートフオーカス装置に係わり、特に
ビデオカメラに好適なオートフオーカス装置に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] The present invention relates to an autofocus device, and particularly to an autofocus device suitable for a video camera.
従来、ビデオカメラのオートフオーカス装置と
して、映像信号中の高域周波数成分から撮影画面
の精細度を検出し、精細度が最大となるようにレ
ンズの位置を制御するいわゆる山登り方式が知ら
れている。この方式はたとえば本出願人が先に出
願した特開昭56−51164号などに詳細に述べられ
ているが、以下第1図を用いてこの方式を簡単に
説明する。同図で1はレンズ2はカメラ回路、3
は焦点量検出回路、4は差分検出回路、5はDC
モータ駆動用制御回路、6はDCモータ、7はレ
ンズ1の焦点距離検出回路、8はレンズ移動範囲
計算回路、9はレンズ位置検出回路である。
Conventionally, as an autofocus device for a video camera, a so-called hill-climbing method has been known, which detects the definition of the shooting screen from high frequency components in the video signal and controls the position of the lens to maximize the definition. There is. This method is described in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-51164, which was previously filed by the present applicant, but this method will be briefly explained below using FIG. 1. In the same figure, 1 is the lens 2 is the camera circuit, 3
is a focus amount detection circuit, 4 is a difference detection circuit, and 5 is a DC
6 is a DC motor, 7 is a focal length detection circuit for the lens 1, 8 is a lens movement range calculation circuit, and 9 is a lens position detection circuit.
レンズ1に入射する被写体よりの光はカメラ回
路2で電気信号に変換される。この電気信号の高
域周波数成分はレンズ1のピント状態が甘ければ
少なく、ピントが合つているほど多いことを利用
して、焦点量検出回路3はカメラ回路2の出力信
号を高域フイルタを通過させた後に画面1枚を形
成する期間、すなわち1フイールド期間(テレビ
ジヨン方式の場合1/60秒)にわたつて検波積分
し、ピントの合い具合が良いほど高い電圧(以後
この電圧を焦点電圧と呼ぶ)を出力する。従つ
て、この方式のオートフオーカス装置は、DCモ
ータ6により、レンズ1のピント部分を駆動し、
かつ、レンズ位置検出回路9でその時点のレンズ
1の位置を記憶、確認しながら、差分検出回路4
で焦点量検出回路3の出力である焦点電圧の増加
あるいは減少を検出し、焦点電圧が増加している
間はDCモータ駆動用制御回路5はDCモータ6の
回転方向をそのままに保つことによりレンズ1の
ピントがますます合う方向へと制御し、ついには
ジヤストピント点を行きすぎて差分検出回路4の
出力が減少を検出した時点で、DCモータ駆動用
制御回路5はモータ6を逆転し、それまでの過程
で最も高い焦点電圧を得た位置、すなわちジヤス
トピント点へとレンズ位置検出回路9の出力信号
を参照しつつレンズ1を戻す。ここで、焦点距離
検出器7およびレンズ移動範囲計算回路8は、あ
らかじめ定めたピント合わせ可能距離範囲、たと
えば至近距離1.5m〜無限遠(∞)を確保するた
めに設置される。すなわち、レンズ1の必要な移
動範囲はレンズ1の焦点距離により異なり、レン
ズ1のズーム倍率が低い場合には、被写界深度が
深いのでその範囲は狭くて良く、レンズ1のズー
ム倍率が高くなるにつれて広くなることを利用し
て、オートフオーカス装置の合焦動作所要時間を
短縮し、かつ誤動作などによるピント外れの確率
の増大を未然に防ぐ。レンズ位置検出回路9はレ
ンズ1の位置が上述のレンズ移動範囲計算回路8
の指示する範囲内にあることを確認するためにも
用いられ、レンズ1のピント合わせ機構に連動す
る接触式あるいは非接触式ポテンシヨメータなど
が用いられる。以上が、山登り方式のオートフオ
ーカス装置の動作である。 Light from a subject that enters a lens 1 is converted into an electrical signal by a camera circuit 2. Taking advantage of the fact that the higher the focus of the lens 1 is, the lower the high frequency component of this electric signal is, and the higher the focus is, the higher the frequency component is, the focus amount detection circuit 3 filters the output signal of the camera circuit 2 through a high frequency filter. After passing, the detection is integrated over the period to form one screen, that is, one field period (1/60 second in the case of television system), and the better the focus, the higher the voltage (hereafter this voltage is called the focal voltage). ) is output. Therefore, in this type of autofocus device, the focus portion of the lens 1 is driven by the DC motor 6,
While the lens position detection circuit 9 memorizes and confirms the position of the lens 1 at that time, the difference detection circuit 4
Detects an increase or decrease in the focus voltage, which is the output of the focus amount detection circuit 3, and while the focus voltage is increasing, the DC motor drive control circuit 5 maintains the direction of rotation of the DC motor 6 to control the lens. The DC motor drive control circuit 5 reverses the motor 6, and when the output of the difference detection circuit 4 detects a decrease in the focus point of While referring to the output signal of the lens position detection circuit 9, the lens 1 is returned to the position where the highest focal voltage was obtained in the process up to this point, that is, the just-focus point. Here, the focal length detector 7 and the lens movement range calculation circuit 8 are installed to ensure a predetermined focusable distance range, for example, a close range of 1.5 m to infinity (∞). In other words, the required range of movement of lens 1 varies depending on the focal length of lens 1, and when the zoom magnification of lens 1 is low, the depth of field is deep, so the range needs to be narrow, and when the zoom magnification of lens 1 is high, By taking advantage of the fact that the width increases as the distance increases, the time required for the focusing operation of an autofocus device is shortened, and the probability of out-of-focus due to malfunction is prevented from increasing. The lens position detection circuit 9 detects the position of the lens 1 using the lens movement range calculation circuit 8 described above.
A contact or non-contact potentiometer linked to the focusing mechanism of the lens 1 is also used to confirm that the focus is within the range indicated by the lens 1. The above is the operation of the hill-climbing autofocus device.
さて、この装置に用いるモータとして、通常の
DCモータを使用するかわりに、それ自身が無接
点構造であるパルスモータを使用すること(例え
ば、特開昭56−147132号参照)ができれば、装置
の長寿命化が達成できる利点が生ずる。さらに
は、レンズ1の位置をパルスモータを駆動するパ
ルスの数をカウントすることにより知ることがで
きるため、同時にレンズ位置検出回路9を削除す
ることにより低コスト化が行なえると単純な理解
をし勝ちであるが、このアイデイアをそのまま適
用するには種々の問題がある。 Now, as a motor used for this device, a normal
If instead of using a DC motor, it is possible to use a pulse motor which itself has a non-contact structure (see, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-147132), there is an advantage that the life of the device can be extended. Furthermore, since the position of the lens 1 can be known by counting the number of pulses that drive the pulse motor, it is simple to understand that cost can be reduced by simultaneously eliminating the lens position detection circuit 9. Although this is a win, there are various problems in applying this idea as is.
第1の問題点は、ビデオカメラの撮像信号から
焦点電圧を得ていることに起因する。すなわち、
テレビジヨン方式では、一枚の画像が1/60秒毎と
いう一定時間周期で完成するため、ピント合わせ
に用いる焦点電圧も一定周期毎にしか得られず、
従つて差分検出は1/60秒毎、あるいはその整数倍
の時間毎に行なわれることになる。DCモータに
より、レンズ1の位置駆動が一定速度で連続的に
行なわれる場合、差分検出周期に生ずるレンズ1
の移動量は一定なので、この1/60秒毎という断続
的な動作は問題を生じないが、パルスモータによ
り、レンズ1の位置駆動が差分検出の周期と異な
る周期で、階段的に行なわれる場合は、差分検出
の周期である1/60秒の間に生ずるレンズ1の移動
量が各差分検出周期間で±1パルス駆動分の変動
を生ずることにより、必ずしも一定の値とならな
いので、発生する差分電圧にむらを生じ、誤動作
を生じやすくなる。これはDCモータの駆動スピ
ードが各差分周期で一定でないことに相当すると
考えれば理解しやすい。この現象はパルスモータ
の駆動周期が1/60秒に対して十分小さな値の場合
は問題とならないが、パルスモータの駆動周期が
1/60秒に近ずくにつれて大きな障害となるのは明
白である。 The first problem arises from the fact that the focal voltage is obtained from the imaging signal of the video camera. That is,
In the television system, one image is completed at a fixed time period of 1/60 seconds, so the focal voltage used for focusing can only be obtained at fixed intervals.
Therefore, difference detection is performed every 1/60 seconds or every integral multiple thereof. When the position of the lens 1 is continuously driven by a DC motor at a constant speed, the position of the lens 1 that occurs in the difference detection period is
Since the amount of movement is constant, this intermittent operation every 1/60 seconds does not cause a problem, but if the pulse motor drives the position of lens 1 in a stepwise manner at a period different from the period of difference detection. This occurs because the amount of movement of the lens 1 that occurs during the difference detection period of 1/60 seconds varies by ±1 pulse drive in each difference detection period, so it does not necessarily remain a constant value. This causes unevenness in the differential voltage, making malfunctions more likely. This is easy to understand if you consider that it corresponds to the fact that the drive speed of the DC motor is not constant in each differential cycle. This phenomenon is not a problem if the drive cycle of the pulse motor is a sufficiently small value compared to 1/60 seconds, but it is clear that it becomes a major problem as the drive cycle of the pulse motor approaches 1/60 second. .
その第2の問題は、レンズ1の位置検出に関す
ることである。パルスモータを使用する場合上記
したパルスの数をカウントすることにより、レン
ズ1の相対的な位置の移動を検出することはでき
るが、オートフオーカス装置が必要とするレンズ
1の絶対位置を知ることができない。すなわち、
オートフオーカス装置の動作の初期状態たとえば
装置の電源が投入された時のレンズ1の絶対位置
が知られない限り、パルスの数をカウントして得
たレンズ1の検出位置と、実際のレンズ1の位置
は平行的なズレを有してしまうため、レンズ1の
位置を、移動範囲計算回路8の定める絶対位置の
範囲にとどめることができない。更には、仮にレ
ンズ1の初期位置を知りえたとし、その位置を基
準としてパルス数をカウントしたとしてもレンズ
1の検出位置が正しくレンズ1の位置をとらえて
いるとするわけにはいかない。その理由は、パル
スモータとレンズ1のピント移動構造を連結する
機構が実質的にガタを有するため、長期動作のう
ちにこのガタによる空送り誤差が蓄積してしま
い、その誤差分が無視できなくなることによる。 The second problem concerns position detection of the lens 1. When using a pulse motor, it is possible to detect the relative position movement of the lens 1 by counting the number of pulses described above, but it is not possible to know the absolute position of the lens 1 required by an autofocus device. I can't. That is,
The initial state of operation of an autofocus device, for example, unless the absolute position of lens 1 when the device is powered on is known, the detected position of lens 1 obtained by counting the number of pulses and the actual lens 1 Since the position of the lens 1 has a parallel deviation, the position of the lens 1 cannot be kept within the absolute position range determined by the movement range calculation circuit 8. Furthermore, even if the initial position of the lens 1 is known and the number of pulses is counted based on that position, it cannot be assumed that the detected position of the lens 1 accurately captures the position of the lens 1. The reason for this is that the mechanism that connects the pulse motor and the focus movement structure of lens 1 has substantial play, and during long-term operation, the idle feed error due to this play accumulates, and this error cannot be ignored. It depends.
本発明の目的は、上記した欠点のない、パルス
モータによるレンズ駆動機構を有するオートフオ
ーカス装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an autofocus device having a lens drive mechanism using a pulse motor, which does not have the above-mentioned drawbacks.
上記目的を達成するため、本発明におけるオー
トフオーカス装置においては、パルスモータの駆
動タイミングを焦点電圧が更新されるタイミング
に同期させて行なうことにより、各差分周期期間
での送りパルス数を同一にする。さらに、オート
フオーカス装置の初期動作時などにレンズがどの
位置にあつてもパルスモータをレンズ移動機構の
端たとえば無限遠位置に十分おしあてられる以上
の時間、又はパルス数だけ駆動すると同時に、そ
の時点のレンズ位置メモリを初期値にセツトして
からオートフオーカス動作に移行することでレン
ズ位置の絶対値を検出する。
In order to achieve the above object, the autofocus device of the present invention synchronizes the driving timing of the pulse motor with the timing at which the focal voltage is updated, thereby making the number of pulses sent in each difference cycle period the same. do. Furthermore, at the time of initial operation of the autofocus device, etc., the pulse motor is driven for a time or number of pulses sufficient to sufficiently press the end of the lens moving mechanism to the end of the lens moving mechanism, for example, the infinity position, regardless of the position of the lens. The absolute value of the lens position is detected by setting the lens position memory at that time to an initial value and then shifting to autofocus operation.
以下、本発明の一実施例を第2図を用いて説明
する。同図で1,2,3,4,7,8は各々レン
ズ、カメラ回路、焦点量検出回路、差分検出回
路、焦点距離検出回路、移動範囲計算回路であ
り、第1図を用いて説明した従来のオートフオー
カス装置の同一番号を付した機能、回路と同一の
機能を有する。10はレンズ1のピント合わせ機
構を駆動するパルスモータ、11はレンズ位置メ
モリ、12はこすりつけ回路、13は端子14は
パルスモータ駆動制御回路である。パルスモータ
駆動制御回路14はパルスモータ10の駆動タイ
ミングパルスを焦点電圧が更新されるタイミング
に同期して発生する。この点は後に詳述する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the figure, 1, 2, 3, 4, 7, and 8 are lenses, camera circuits, focal length detection circuits, difference detection circuits, focal length detection circuits, and movement range calculation circuits, which were explained using Fig. 1. It has the same functions and circuits as the conventional autofocus device with the same numbers. 10 is a pulse motor that drives the focusing mechanism of the lens 1, 11 is a lens position memory, 12 is a rubbing circuit, 13 is a terminal 14 is a pulse motor drive control circuit. The pulse motor drive control circuit 14 generates a drive timing pulse for the pulse motor 10 in synchronization with the timing at which the focal voltage is updated. This point will be explained in detail later.
こすりつけ回路12の機能は、パルスモータ1
0により駆動されるレンズ1のピント合わせ機構
の位置(レンズ位置)を、レンズ位置メモリ11
の内容と一致させるための初期位置合わせにあ
り、それは下記の2動作から成る。 The function of the rubbing circuit 12 is that the pulse motor 1
The position (lens position) of the focusing mechanism of the lens 1 driven by the lens 1 is stored in the lens position memory 11.
The process consists of the following two operations:
(動作1)初期位置合わせ:オートフオーカス
装置の動作開始時、たとえばこの装置が装備され
たビデオカメラの電源の投入直後にこすりつけ回
路12は、端子13に信号が印加されたことを検
出し、パルス・モータ駆動用制御回路14を介し
てパルスモータ10を所定方向たとえば無限遠方
向へと、レンズ1のレンズ移動機構の全ストロー
クを移動させるに十分な所定のパルス数だけ駆動
すると共に、レンズ位置メモリ11の内容を所定
の初期値、たとえばゼロに設定する。このように
すると、オートフオーカス装置の動作開始時に、
レンズ1のレンズ位置がいかなる位置にあろうと
も、その位置はパルスモータ10の駆動に併つて
無限遠方向に移動して、遂には無限遠位置にある
機械的なストツパに突き当りその後はパルスモー
タ10が空転しつつ無限遠位置にとどまる。従つ
て、所定のパルス数がパルス・モータ駆動用制御
回路14より全て送出された直後はレンズ位置は
無限遠位置にあり、レンズ位置メモリ11の内容
もその位置に対応した値となつている、以上が動
作1である。その後のオートフオーカス動作は、
パルスモータ駆動回路14の送出パルス数に対応
してレンズ位置メモリ11の内容を増加、あるい
は減少させることにより、レンズ位置とレンズ位
置メモリ11の内容は絶対値として一致すること
になるので、この構成の場合も、後述のガタがな
い限り第1図を用いて説明したと同様の山登り方
式によるオートフオーカス動作が行なわれるのは
容易に推察できる。 (Operation 1) Initial positioning: At the start of operation of the autofocus device, for example, immediately after turning on the power of a video camera equipped with this device, the rubbing circuit 12 detects that a signal is applied to the terminal 13, The pulse motor 10 is driven via the pulse motor drive control circuit 14 in a predetermined direction, for example, toward infinity, by a predetermined number of pulses sufficient to move the entire stroke of the lens moving mechanism of the lens 1, and also controls the lens position. The contents of memory 11 are set to a predetermined initial value, for example zero. In this way, when the autofocus device starts operating,
No matter where the lens position of the lens 1 is, it will move toward infinity as the pulse motor 10 is driven, and will eventually hit a mechanical stopper at an infinity position, and after that, the pulse motor 10 will move toward the infinite distance. stays at an infinite position while idling. Therefore, immediately after all the predetermined number of pulses are sent out from the pulse motor drive control circuit 14, the lens position is at an infinite position, and the contents of the lens position memory 11 are also values corresponding to that position. The above is operation 1. The subsequent autofocus operation is
By increasing or decreasing the contents of the lens position memory 11 in accordance with the number of pulses sent out by the pulse motor drive circuit 14, the lens position and the contents of the lens position memory 11 will match as absolute values, so this configuration In this case as well, it can be easily inferred that the autofocus operation is performed using the same hill-climbing method as explained using FIG. 1 as long as there is no play as will be described later.
(動作2)山登り動作中のレンズ位置補正:上
記した動作1によつて初期位置合わされた後のレ
ンズ位置とレンズ位置メモリ11の内容は、その
後のオートフオーカス動作で、パルス・モータ駆
動回路14がパルスモータ10を送る正転又は逆
転のパルス数と、レンズ位置メモリ11の内容の
増加又は減少を対応させて行なえば、ずれを生ず
ることが無いかに見える。しかしながらパルスモ
ータ10とレンズ1のピント調節機構を歯車又は
それに類する構造により減速させて、又は減速さ
せずに連結する通常の方法では、この連結区間に
わずかながらガタを有し、パルスモータ10の駆
動、停止、反転の毎にこのガタによるレンズ位置
とレンズ位置メモリ11の内容が誤差を生じ、長
時間の動作中にこの誤差分が蓄積し、許容し得な
い値となる。そこで、通常のオートフオーカス動
作がしている間もレンズ位置メモリ11の内容が
あらかじめ定めた値より先の(動作1)で設定し
た所定の初期値に近い値となつた場合は、こすり
つけ回路12はパルス・モータ駆動回路14を、
差分検出回路4の出力に優先して駆動し、パルス
モータ10を一担(動作1)と同じ所定の方向、
たとえば無限遠方向へとあらかじめ定めたパルス
数だけ送ると共に、レンズ位置メモリ11の内容
を所定の初期値たとえばゼロに設定し直してから
改めてパルスモータを反対方向に駆動した後に、
パルス・モータ駆動回路14の制御入力を差分検
出回路4に戻す。このようにすると、それまでの
オートフオーカス動作中の誤差蓄積分が補正され
る。この場合の送りパルス数は(動作1)より少
ない数で良いのは明白であり、通常は数パルスで
良いのでこの(動作2)によるオートフオーカス
装置の本来の動作はほとんどそこなわれない。以
上が(動作2)である。 (Operation 2) Lens position correction during hill-climbing operation: The lens position and the contents of the lens position memory 11 after initial alignment in the above-mentioned operation 1 are changed to the pulse motor drive circuit 14 in the subsequent autofocus operation. If the number of forward or reverse rotation pulses sent by the pulse motor 10 is made to correspond to the increase or decrease in the contents of the lens position memory 11, it appears that no deviation will occur. However, in the usual method of connecting the pulse motor 10 and the focus adjustment mechanism of the lens 1 with or without deceleration using gears or similar structures, there is a slight play in this connection section, and the pulse motor 10 is driven. , stopping, and reversing, an error occurs between the lens position and the contents of the lens position memory 11 due to this backlash, and during long-term operation, this error accumulates and becomes an unacceptable value. Therefore, even during normal autofocus operation, if the contents of the lens position memory 11 become closer to the predetermined initial value set in (operation 1) earlier than the predetermined value, the rubbing circuit 12 is a pulse motor drive circuit 14;
The output of the difference detection circuit 4 is prioritized and driven, and the pulse motor 10 is driven in the same predetermined direction as the first drive (operation 1).
For example, after sending a predetermined number of pulses in the direction of infinity, resetting the contents of the lens position memory 11 to a predetermined initial value, for example zero, and driving the pulse motor in the opposite direction,
The control input of the pulse motor drive circuit 14 is returned to the difference detection circuit 4. In this way, the error accumulated during the autofocus operation up to that point is corrected. It is obvious that the number of sending pulses in this case may be smaller than that in (operation 1), and usually only a few pulses are required, so that the original operation of the autofocus device by this (operation 2) is hardly impaired. The above is (operation 2).
第3図にこすりつけ回路12をマイクロコンピ
ユータのプログラムとして実施した例を示す。同
図で、電源の投入などを第2図の端子13に印加
される信号で検知した場合、用意されたレンズ送
りカウンタにレンズの機構的な移動可能範囲より
も大なる数(たとえば128)をセツトしレンズを
あらかじめ定めた方向(∞方向)に送ると同時に
レンズ送りカウンタの内容をそれに連動してゼロ
(又は負)になるまで減算し、これが終了した時
点でレンズ位置メモリ11の内容を初期値にクリ
アすることによりこすりつけ回路12の(動作
1)を行なつている。 FIG. 3 shows an example in which the rubbing circuit 12 is implemented as a microcomputer program. In the figure, when the power is turned on, etc. is detected by the signal applied to the terminal 13 in Figure 2, a number (for example, 128) larger than the mechanically movable range of the lens is input to the lens advance counter provided. At the same time as setting the lens and sending the lens in a predetermined direction (∞ direction), the contents of the lens feed counter are subtracted in conjunction with this until it becomes zero (or negative), and when this is completed, the contents of the lens position memory 11 are initialized. By clearing it to a value, (operation 1) of the rubbing circuit 12 is performed.
又、こすりつけ回路12の(動作2)はオート
フオーカス動作のプログラムの中に含まれてお
り、オートフオーカス動作の途中でレンズ位置メ
モリ11の内容が一定の数C(たとえば5)以下
となつたら、上記したレンズ送りカウンタの内容
をあらかじめ定めた数Cより大きな数(たとえば
10)だけレンズを(動作1)と同じ方向に駆動
し、その後レンズ位置メモリ11の内容を初期値
にクリアしてから、レンズを至近方向に駆動し、
オートフオーカス動作にて復帰する。同図におい
て、パルス・モータ駆動回路14、差分検出回路
4、レンズ位置メモリ11、レンズ移動範囲計算
回路8などの検出、制御回路は同一マイクロコン
ピユータ内に収納可能であり、当業者にとつては
たとえば日立製作所製のワンチツプ4ビツトマイ
クロコンピユータHMCS44、HMCS45などを用
いて容易に構成しうる。 Further, (operation 2) of the rubbing circuit 12 is included in the autofocus operation program, and is performed when the contents of the lens position memory 11 become less than a certain number C (for example, 5) during the autofocus operation. , the contents of the lens advance counter described above are set to a number larger than the predetermined number C (for example,
10) in the same direction as in (operation 1), then clear the contents of the lens position memory 11 to the initial value, and then drive the lens in the closest direction,
It returns with auto focus operation. In the figure, detection and control circuits such as a pulse motor drive circuit 14, a difference detection circuit 4, a lens position memory 11, a lens movement range calculation circuit 8, etc. can be housed in the same microcomputer; For example, it can be easily configured using one-chip 4-bit microcomputers HMCS44, HMCS45, etc. manufactured by Hitachi.
次にパルスモータ10の駆動を差分検出回路4
と同期させる方法につき説明する。第2図中でカ
メラ回路2からパルスモータ駆動回路14に導か
れた線はテレビジヨン信号の垂直同期信号又はそ
れに類する信号線を示しており、パルス・モータ
駆動回路14は差分検出回路4の指令に応じてこ
の信号に同期してパルスモータ10を駆動し、パ
ルスモータ10を正転あるいは逆転させる。従つ
てパルスモータ10はテレビジヨン信号の垂直同
期信号に同期した位相でこの垂直同期信号周期毎
に、あらかじめ定められたパルス数たとえば1パ
ルスに相当する量だけレンズ1のレンズ位置を移
動させることになる。このようにすると焦点量検
出回路3の発生する焦点電圧の更新される周期が
上記垂直同期信号と一致しているので、隣接する
焦点電圧の差、すなわち差分検出回路4で増加、
あるいは減少判断される電圧に寄与するレンズ1
のレンズ位置移動量が一定であることを意味する
ので、差分電圧のむらが生じないことになり、誤
動作が生じない。 Next, the pulse motor 10 is driven by the differential detection circuit 4.
We will explain how to synchronize with. The line led from the camera circuit 2 to the pulse motor drive circuit 14 in FIG. Accordingly, the pulse motor 10 is driven in synchronization with this signal, and the pulse motor 10 is rotated forward or reverse. Therefore, the pulse motor 10 moves the lens position of the lens 1 by an amount corresponding to a predetermined number of pulses, for example, 1 pulse, in each period of the vertical synchronization signal in a phase synchronized with the vertical synchronization signal of the television signal. Become. In this way, the period in which the focus voltage generated by the focus amount detection circuit 3 is updated matches the vertical synchronization signal, so that the difference between adjacent focus voltages, that is, the increase in the difference detection circuit 4,
Or the lens 1 that contributes to the voltage that is determined to be reduced
This means that the lens position movement amount is constant, so there is no unevenness in the differential voltage, and no malfunction occurs.
次に以上説明したパルスモータ10の駆動を、
差分検出回路4と同期させる動作をマイクロコン
ピユータで実施する場合につき説明する。第4図
は第2図に示した本発明の実施例の構成のうち、
差分検出回路4、パルス・モータ駆動制御回路1
4、移動範囲計算回路8、レンズ位置メモリ1
1、こすりつけ回路12をマイクロコンピユータ
100により構成しており、その動作、機能は第
2図の構成のそれぞれの構成の動作、機能と同一
である。101はプログラムを格納するための
ROM、102はCPU、103はメモリとして使
用するRAM、104は入出力端子群、105は
タイマであり、それぞれはマイクロコンピユータ
100に内蔵されている。第4図において、移動
範囲計算回路8、レンズ位置メモリ11、こすり
つけ回路12がマイクロコンピユータ100で構
成しうるのは明らかであり、その説明は省略す
る。 Next, the drive of the pulse motor 10 explained above is as follows.
A case will be described in which the operation for synchronizing with the difference detection circuit 4 is performed by a microcomputer. FIG. 4 shows the configuration of the embodiment of the present invention shown in FIG.
Difference detection circuit 4, pulse motor drive control circuit 1
4. Movement range calculation circuit 8, lens position memory 1
1. The rubbing circuit 12 is constituted by a microcomputer 100, and its operation and function are the same as those of the respective configurations shown in FIG. 101 is for storing programs
ROM, 102 is a CPU, 103 is a RAM used as memory, 104 is an input/output terminal group, and 105 is a timer, each of which is built in the microcomputer 100. In FIG. 4, it is clear that the movement range calculation circuit 8, lens position memory 11, and rubbing circuit 12 can be constructed by the microcomputer 100, and the explanation thereof will be omitted.
第5図はパルスモータ10の駆動を焦点電圧の
差分検出動作と同期させるマイクロコンピユータ
100の動作を説明するためのプログラムのフロ
ーチヤート、第6図は波形図である。第4図にお
いてカメラ回路2から撮影映像信号に対応する垂
直同期信号(第6図aに示す)が端子107に入
力される。端子107には、マイクロコンピユー
タ100の割り込み入力端子が接続されているの
で、この端子107に垂直同期信号が印加される
と、第5図に示したプログラムが始動され、タイ
マ105が起動する。この場合、タイマ105の
動作時間は垂直同期信号周期の約1/2が選択され
ているので、タイマ105は第6図gに示す様
に、垂直同期信号に同期して、その周期の1/2は
動作し、残りの1/2は停止していることになる。
従つて、第6図hに示すように、タイマ105の
起動および停止に対応してその都度パルスモータ
10を駆動すれば、パルスモータ10はカメラ回
路2より供給される垂直同期信号に同期して動作
し、レンズ1の位置を移動させることになる。一
方、カメラ回路2において、撮影映像信号は、第
6図bに示すように、垂直同期信号に同期して出
力されているので、焦点電圧もこれに同期して発
生する。ここに焦点電圧波形(同図c)が垂直同
期信号周期の中程で増加し垂直同期信号の立ち上
り時刻にゼロ電位にクリアされているのは、焦点
電圧発生回路3において、撮影画面の中央付近に
対応する映像信号だけを通過させてからその高域
周波数成分を検波積分して積分電圧を得、その積
分電圧がとなりの撮像信号に対応する積分電圧と
混合するのを防止する目的で垂直同期信号の立ち
上りで積分電圧をクリアすることにより焦点電圧
を得ているからである。発生した焦点電圧は、第
6図dに示すタイミングパルスを第4図中の端子
106に発生させることによりA/D変換器31
でデイジタル量に変換してマイクロコンピユータ
100に入力し、RAM103内に確保された焦
点電圧メモリに格納する。従つて、マイクロコン
ピユータ100が認知する焦点電圧は、第6図e
に模式的に示す如く、垂直同期信号に同期した値
となる。マイクロコンピユータ100は、この記
憶した焦点電圧の値と先行して同様に記憶した焦
点電圧の値の差をCPU102で計算することに
より差分検出を行なう。この差分検出は、マイク
ロコンピユータ100に垂直同期信号周期で撮影
画像に対応した焦点電圧が入力されるわけである
から、第6図gに示す如きタイミングで垂直同期
信号に同期して行なわれる。以上説明したよう
に、マイクロコンピユータ100は、差分検出動
作と、パルスモータ10の駆動タイミングの両方
を垂直同期信号に同期して行なう。ここでパルス
モータ10の正転、逆転、停止が差分検出の結果
あるいは移動範囲計算の結果などにより行ない得
るのは説明するまでもなく理解されるので第4図
の構成が第2図に示した構成と同一の動作、機能
を有する。 FIG. 5 is a flowchart of a program for explaining the operation of the microcomputer 100 for synchronizing the drive of the pulse motor 10 with the focus voltage difference detection operation, and FIG. 6 is a waveform diagram. In FIG. 4, a vertical synchronization signal (shown in FIG. 6a) corresponding to the photographed video signal is input from the camera circuit 2 to the terminal 107. Since the interrupt input terminal of the microcomputer 100 is connected to the terminal 107, when a vertical synchronization signal is applied to this terminal 107, the program shown in FIG. 5 is started and the timer 105 is activated. In this case, the operating time of the timer 105 is selected to be about 1/2 of the vertical synchronizing signal period, so the timer 105 is synchronized with the vertical synchronizing signal and 1/2 of the period of the vertical synchronizing signal, as shown in FIG. 6g. 2 are working and the remaining 1/2 are stopped.
Therefore, as shown in FIG. 6h, if the pulse motor 10 is driven each time the timer 105 starts and stops, the pulse motor 10 will synchronize with the vertical synchronization signal supplied from the camera circuit 2. This will cause the lens 1 to move. On the other hand, in the camera circuit 2, since the photographed video signal is output in synchronization with the vertical synchronization signal as shown in FIG. 6b, the focal voltage is also generated in synchronization with this. Here, the focus voltage waveform (c in the same figure) increases in the middle of the vertical synchronization signal period and is cleared to zero potential at the rise time of the vertical synchronization signal because the focus voltage generation circuit 3 Vertical synchronization is used to pass only the video signal corresponding to the image signal, detect and integrate its high frequency components to obtain an integrated voltage, and to prevent the integrated voltage from mixing with the integrated voltage corresponding to the adjacent imaging signal. This is because the focal voltage is obtained by clearing the integrated voltage at the rising edge of the signal. The generated focal voltage is applied to the A/D converter 31 by generating the timing pulse shown in FIG. 6d at the terminal 106 in FIG.
is converted into a digital quantity, inputted to the microcomputer 100, and stored in the focal voltage memory secured in the RAM 103. Therefore, the focal voltage recognized by the microcomputer 100 is as shown in FIG.
As schematically shown in , the value is synchronized with the vertical synchronization signal. The microcomputer 100 performs difference detection by calculating the difference between the stored focal voltage value and the previously stored focal voltage value in the same manner using the CPU 102. This difference detection is performed in synchronization with the vertical synchronizing signal at the timing shown in FIG. 6g, since the focal voltage corresponding to the photographed image is inputted to the microcomputer 100 at the period of the vertical synchronizing signal. As explained above, the microcomputer 100 performs both the difference detection operation and the drive timing of the pulse motor 10 in synchronization with the vertical synchronization signal. Here, it is understood without explanation that the forward rotation, reverse rotation, and stop of the pulse motor 10 can be performed based on the result of difference detection or the result of movement range calculation, so the configuration of FIG. 4 is shown in FIG. 2. It has the same operation and function as the configuration.
なお、上記の説明で、マイクロコンピユータ1
00の割り込み信号入力として垂直同期信号を用
いたが、この信号入力は、垂直同期信号そのもの
ではなくても、これに同期した信号であれば、第
5図のフローチヤートのタイマの動作時間を変更
したり、あるいはフローチヤートに記載されたプ
ログラムブロツクの順序を入れかえることにより
同一の機能を実現しうる。また、第4図に示した
構成ではA/D変換器31を用いたが、このA/D
変換器の機能もマイクロコンピユータ100に内
蔵させることは容易である。また、上記した説明
では、レンズ1のピント調節機構には特に触れな
かつたが、この機構はどの様な方式でも良いが、
パルスモータの効率が同一形状のDCモータに比
べて低いことなどからレンズの後玉の全部あるい
は一部、コンペンセータ部など小さくて軽い部分
を移動して行なう方式でも可能である。 In addition, in the above explanation, microcomputer 1
Although the vertical synchronization signal was used as the interrupt signal input for 00, even if this signal input is not the vertical synchronization signal itself, as long as it is a signal synchronized with this, the operation time of the timer in the flowchart in Figure 5 can be changed. Alternatively, the same function can be realized by changing the order of the program blocks described in the flowchart. In addition, although the A/D converter 31 is used in the configuration shown in FIG.
It is easy to incorporate the converter function into the microcomputer 100. Furthermore, in the above explanation, the focus adjustment mechanism of the lens 1 was not particularly mentioned, but this mechanism may be of any type;
Since the efficiency of a pulse motor is lower than that of a DC motor of the same shape, it is also possible to move a small and light part such as all or part of the rear lens of the lens or the compensator section.
以上、第2図〜第6図を用いて詳細に説明した
ように本発明によるパルスモータを用いたオート
フオーカス装置は、従来のDCモータを用いた装
置に対して高い信頼性を有し、かつ接触式あるい
は無接触式のポテンシヨメータなどを用いたレン
ズ位置検出回路が不要なので安価である。なお、
本発明の実施例による説明では、差分検出回路が
焦点電圧の発生周期、すなわち1/60秒毎に増減検
出動作を行なうとして説明したが、増減検出動作
の基本が相異なるレンズ位置間のボケの差を検出
することにあることを考えれば、所定のパルス数
をモータ駆動回路が送出する毎に差分検出動作を
行なうことにしても良いのは明白であり、この場
合はレンズ位置メモリ11に所定の数を計数する
毎にリセツトされると同時に差分検出回路4に差
分検出動作を指示するための指令回路を挿入すれ
ば良い。
As described above in detail using FIGS. 2 to 6, the autofocus device using a pulse motor according to the present invention has higher reliability than devices using a conventional DC motor, In addition, it is inexpensive because it does not require a lens position detection circuit using a contact or non-contact potentiometer. In addition,
In the explanation of the embodiment of the present invention, the difference detection circuit performs the increase/decrease detection operation every 1/60 second, which is the generation cycle of the focal voltage. Considering that the objective is to detect a difference, it is obvious that the difference detection operation may be performed every time the motor drive circuit sends out a predetermined number of pulses. It is only necessary to insert a command circuit which is reset every time the number of is counted and at the same time instructs the difference detection circuit 4 to perform a difference detection operation.
また、上記した説明では、レンズ1のピント調
節機構には特に触れなかつたが、この機構はどの
様な方式でも良いが、パルスモータの効率が同一
形状のDCモータに比べて低いことなどからレン
ズの後玉の全部あるいは一部、コンペンセータ部
など小さくて軽い部分を移動して行なう方式に特
に好適である。 Also, in the above explanation, the focus adjustment mechanism of lens 1 was not specifically mentioned, but this mechanism may be of any type, but since the efficiency of a pulse motor is lower than that of a DC motor of the same shape, It is particularly suitable for a method in which small and light parts such as all or part of the rear ball or the compensator section are moved.
第1図はDCモータを用いた従来の山登り方式
のオートフオーカス装置を示す構成ブロツク図、
第2図は本発明によるパルスモータを用いたオー
トフオーカス装置の一実施例を示す構成ブロツク
図、第3図は第2図の構成の一部をマイクロコン
ピユータで実施する場合のフローチヤート、第4
図は本発明の別の実施例の構成を示す構成ブロツ
ク図、第5図は第4図の構成の動作を説明するた
めのフローチヤート、第6図は波形概念図であ
る。
1…レンズ、2…カメラ回路、3…焦点量検出
回路、4…差分検出回路、5…モータ駆動回路、
6…DCモータ、7…焦点距離検出回路、8…移
動範囲計算回路、9…レンズ位置検出回路、10
…パルスモータ、11…レンズ位置メモリ、12
…こすりつけ回路、31…A/D変換器、101
…ROM、102…CPU、103…RAM、10
4…入出力端子群、105…タイマ、100…マ
イクロコンピユータ、107…割込み入力端子。
Figure 1 is a configuration block diagram showing a conventional mountain-climbing autofocus device using a DC motor.
FIG. 2 is a configuration block diagram showing an embodiment of an autofocus device using a pulse motor according to the present invention, FIG. 3 is a flowchart when a part of the configuration of FIG. 4
5 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the configuration of FIG. 4, and FIG. 6 is a waveform conceptual diagram. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Lens, 2...Camera circuit, 3...Focus amount detection circuit, 4...Difference detection circuit, 5...Motor drive circuit,
6...DC motor, 7...focal length detection circuit, 8...movement range calculation circuit, 9...lens position detection circuit, 10
...Pulse motor, 11...Lens position memory, 12
...Rubbing circuit, 31...A/D converter, 101
...ROM, 102...CPU, 103...RAM, 10
4...I/O terminal group, 105...Timer, 100...Microcomputer, 107...Interrupt input terminal.
Claims (1)
と、 前記光学レンズを通して結像する光学像を電気
信号に変換して映像信号を出力するカメラ回路
と、 カメラ回路より出力された映像信号の高域周波
成分から焦点正合度を検出する焦点量検出手段
と、 前記焦点量検出手段の結果に応じて、前記合焦
用レンズを被写体に対して合焦する位置に移動す
るよう前記パルスモータを制御するパルスモータ
駆動制御手段とを有し、 かつ、前記パルスモータは、前記パルスモータ
駆動制御手段によつて、前記カメラ回路が映像信
号を生成する周期に同期して駆動されることを特
徴とするオートフオーカス装置。 2 前記パルスモータ駆動制御手段は、初期動作
時に、前記合焦用レンズを無限遠被写体の合焦位
置に移動して初期設定するよう前記パルスモータ
を駆動することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のオートフオーカス装置。 3 前記パルスモータ駆動制御手段は、合焦用レ
ンズの位置情報を記憶するレンズ位置メモリを有
し、パルスモータ駆動制御手段はレンズ位置メモ
リの情報を参照しつつ合焦用レンズを駆動制御
し、かつ、初期動作時に、前記パルスモータ駆動
制御手段は、あらかじめ定められた所定の数のパ
ルスをパルスモータに供給することにより合焦用
レンズを無限遠被写体の合焦位置に移動して初期
設定し、かつ前記レンズ位置メモリに記憶された
位置情報を初期値に設定することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のオートフオーカス装
置。 4 前記合焦用レンズは後玉レンズであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項ま
たは第3項記載のオートフオーカス装置。 5 前記合焦用レンズはコンペンセータレンズで
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項また
は第2項または第3項記載のオートフオーカス装
置。[Claims] 1. An optical lens including a focusing lens, a pulse motor for moving the focusing lens, and converting an optical image formed through the optical lens into an electrical signal and outputting a video signal. a camera circuit; a focus amount detection means for detecting a degree of focus accuracy from high-frequency components of a video signal output from the camera circuit; and a pulse motor drive control means for controlling the pulse motor to move to a focusing position, and the pulse motor is controlled by the pulse motor drive control means to cause the camera circuit to generate a video signal. An autofocus device characterized in that it is driven in synchronization with the cycle of the autofocus device. 2. The pulse motor drive control means drives the pulse motor so as to move the focusing lens to a focusing position of an object at infinity and perform initial setting at the time of initial operation. 1
Autofocus device as described in section. 3. The pulse motor drive control means has a lens position memory that stores position information of the focusing lens, and the pulse motor drive control means drives and controls the focusing lens while referring to the information in the lens position memory. Further, at the time of initial operation, the pulse motor drive control means moves the focusing lens to a focusing position of an object at infinity and performs initial setting by supplying a predetermined number of pulses to the pulse motor. 2. The autofocus device according to claim 1, further comprising setting the position information stored in the lens position memory as an initial value. 4. The autofocus device according to claim 1, 2, or 3, wherein the focusing lens is a rear lens. 5. The autofocus device according to claim 1, 2, or 3, wherein the focusing lens is a compensator lens.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57176112A JPS5966274A (en) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | auto focus device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57176112A JPS5966274A (en) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | auto focus device |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4336914A Division JPH0697784B2 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Video camera autofocus device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5966274A JPS5966274A (en) | 1984-04-14 |
| JPH0226834B2 true JPH0226834B2 (en) | 1990-06-13 |
Family
ID=16007893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57176112A Granted JPS5966274A (en) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | auto focus device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5966274A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2594811B2 (en) * | 1988-04-12 | 1997-03-26 | 富士写真光機株式会社 | Initializing the camera mechanism |
| JPH0834551B2 (en) * | 1988-07-19 | 1996-03-29 | 松下電器産業株式会社 | Automatic focus adjustment device |
| JP4581417B2 (en) * | 2004-01-16 | 2010-11-17 | ソニー株式会社 | Autofocus control device and method, recording medium, and program |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5651164A (en) * | 1979-10-03 | 1981-05-08 | Hitachi Ltd | Automatic focusing device |
| JPS56147131A (en) * | 1980-04-17 | 1981-11-14 | Seiko Epson Corp | Autofocusing device |
-
1982
- 1982-10-08 JP JP57176112A patent/JPS5966274A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5966274A (en) | 1984-04-14 |
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