JP5159295B2 - Automatic focusing device and imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、画像信号中の高周波成分を焦点評価値として検出し、焦点評価値に基づいてフォーカスレンズを駆動して合焦動作を行う自動焦点調節装置および撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an automatic focus adjustment apparatus and an imaging apparatus that detect a high-frequency component in an image signal as a focus evaluation value and drive a focus lens based on the focus evaluation value to perform a focusing operation.

撮像素子にCCD(電荷結合素子)を用いたデジタルカメラにおいては、太陽やライトなどの高輝度被写体を撮影すると撮影画面の縦方向に帯状の明るい線が発生する。この現象はスミアと呼ばれ、入射光量の大きな部分の光電変換素子で生じた電荷が、転送して読み出す際に転送路に溢れ出すなどして起こる。   In a digital camera using a CCD (Charge Coupled Device) as an image sensor, when a high brightness subject such as the sun or light is photographed, a band-like bright line is generated in the vertical direction of the photographing screen. This phenomenon is called “smear” and occurs when, for example, charges generated in a photoelectric conversion element in a portion with a large amount of incident light overflow to the transfer path when transferred and read.

また、撮像素子にCCDを用いたデジタルカメラにおいては、被写体像の輝度信号の高周波成分(以下、焦点評価値)が最大となるフォーカスレンズ位置を合焦位置として焦点調節を行う、いわゆるコントラスト検出方式が採用されることが多い。   Also, in a digital camera using a CCD as an image sensor, a so-called contrast detection method that performs focus adjustment with a focus lens position at which a high frequency component (hereinafter referred to as a focus evaluation value) of a luminance signal of a subject image is maximized as a focus position Is often adopted.

上記撮像素子にCCDを用いたデジタルカメラにおいて、コントラスト検出方式によるオートフォーカス(AF)制御を実施するとする。この場合、コントラスト検出を行う測距領域(AF領域)中にスミアが発生していると、合焦状態でないフォーカスレンズ位置においても該スミアエッジによって焦点評価値が大きくなり、誤測距してしまう問題があった。   It is assumed that autofocus (AF) control using a contrast detection method is performed in a digital camera using a CCD as the image sensor. In this case, if smear occurs in the distance measurement area (AF area) where contrast detection is performed, the focus evaluation value becomes large due to the smear edge even at a focus lens position that is not in focus, resulting in erroneous distance measurement. was there.

この問題に対し、例えば、特許文献1では、スミアの無い領域にてAF動作(AF制御)するように構成した自動焦点調節装置が記載されている。
特許第3563508号公報
To deal with this problem, for example, Patent Document 1 describes an automatic focus adjustment device configured to perform an AF operation (AF control) in an area without smear.
Japanese Patent No. 3563508

しかしながら、特許文献1では、スミアの無いいずれかの領域の焦点評価値に基づいてAF動作を行うものであるため、スミアが所望の被写体に重なるように発生した場合には、所望の被写体に対して合焦動作ができなくなるものであった。   However, in Patent Document 1, since the AF operation is performed based on the focus evaluation value of any region without smear, when smear occurs so as to overlap the desired subject, As a result, the focusing operation could not be performed.

(発明の目的)
本発明の目的は、スミアが所望の被写体に重なるように発生した場合であっても、所望の被写体に対して合焦動作を行うことのできる自動焦点調節装置および撮像装置を提供しようとするものである。
(Object of invention)
An object of the present invention is to provide an automatic focus adjustment device and an imaging device capable of performing a focusing operation on a desired subject even when a smear occurs so as to overlap the desired subject. It is.

上記目的を達成するために、本発明は、撮像素子によって撮像された画像信号中の高周波成分を焦点評価値として検出し、前記焦点評価値に基づいてフォーカスレンズを駆動して合焦動作を行う焦点合焦手段と、撮影画面の任意の位置に任意の大きさの測距領域を設定することが可能な測距領域設定手段と、前記画像信号からスミアの発生領域を検出するスミア検出手段と、撮像された画像を用いて顔検出を行う顔検出手段と、を有する自動焦点調節装置であって、
前記測距領域設定手段は、前記顔検出手段の顔検出結果に基づいて前記測距領域を設定する際に、前記顔検出手段にて検出された顔検出位置において前記スミア検出手段により検出されたスミアエッジを避けて、前記測距領域の位置と大きさ、および、前記測距領域の数を設定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention detects a high frequency component in an image signal captured by an image sensor as a focus evaluation value, and drives a focus lens based on the focus evaluation value to perform a focusing operation. Focusing means, distance measurement area setting means capable of setting a distance measurement area of an arbitrary size at an arbitrary position on the shooting screen, and smear detection means for detecting a smear occurrence area from the image signal An automatic focus adjustment device having face detection means for performing face detection using a captured image ,
The distance measurement area setting means is detected by the smear detection means at a face detection position detected by the face detection means when setting the distance measurement area based on a face detection result of the face detection means. The position and size of the ranging area and the number of the ranging areas are set while avoiding smear edges .

本発明によれば、スミアが所望の被写体に重なるように発生した場合であっても、所望の被写体に対して合焦動作を行うことができる自動焦点調節装置または撮像装置を提供できるものである。   According to the present invention, it is possible to provide an automatic focus adjustment device or an imaging device capable of performing a focusing operation on a desired subject even if smear occurs so as to overlap the desired subject. .

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。   The best mode for carrying out the present invention is as shown in the following examples.

図1は本発明の実施例1に係る撮像装置であるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a digital camera that is an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

本実施例1に係るデジタルカメラは、撮像光学系として、光学系101およびフォーカスレンズ102を持つ。そして、撮像光学系により結像された光を撮像素子103により光電変換する。そして、出力ノイズを除去するCDS部や非線形増幅部を備えた前置処理回路104とA/D変換器105を通してデジタル化した信号をメモリコントローラ106を介してメモリ107に格納する。また、画像処理部108によって画像に変換してから記録媒体109に記録する。   The digital camera according to the first embodiment includes an optical system 101 and a focus lens 102 as an imaging optical system. The light imaged by the imaging optical system is photoelectrically converted by the imaging device 103. Then, the signal digitized through the pre-processing circuit 104 including the CDS section and the nonlinear amplification section for removing output noise and the A / D converter 105 is stored in the memory 107 via the memory controller 106. In addition, the image processing unit 108 converts the image into an image and records it on the recording medium 109.

なお、110は操作表示部であり、画像表示やカメラ状態情報の表示の他、撮影時には撮影画面と測距領域を表示する。111は撮影準備動作を行うためのスイッチ(以下、単にスイッチSW1と記す)である。112はスイッチSW1の操作後の撮影を行う際に用いられる撮影スイッチ(以下、単にスイッチSW2と記す)、120はシステムに電源を投入するためのメインスイッチ(以下、単にメインSWと記す)である。スイッチSW1の操作によりAFなどの撮影準備動作が行われ、スイッチSW2の操作により撮影および画像の記録が行われる。   Reference numeral 110 denotes an operation display unit that displays a shooting screen and a distance measurement area in addition to image display and camera state information display. Reference numeral 111 denotes a switch (hereinafter simply referred to as a switch SW1) for performing a shooting preparation operation. Reference numeral 112 denotes a photographing switch (hereinafter simply referred to as switch SW2) used when photographing after the operation of the switch SW1, and 120 denotes a main switch (hereinafter simply referred to as main SW) for turning on the system. . Shooting preparation operations such as AF are performed by operating the switch SW1, and shooting and image recording are performed by operating the switch SW2.

フォーカス動作は、システム制御部113により制御される。まず、顔検出回路115によって顔位置を検出する。顔検出の方法については、公知の方法を用いればよい。ここでは、検出された顔の数と、それぞれの顔の位置およびサイズ情報が得られるものとする。次に、測距領域設定回路116により測距領域を設定し、フォーカスレンズ駆動回路114を介してフォーカスレンズ102を駆動する。複数箇所のフォーカスレンズ位置においてそれぞれ撮影した画像信号を用いて、後述するように焦点評価値演算回路117により焦点評価値を演算する。得られた焦点評価値から合焦位置決定部118においてフォーカスレンズ102の合焦位置を決定して該フォーカスレンズ102を駆動し、合焦領域決定部119により合焦と判定された測距領域(合焦領域)を操作表示部110に表示する。   The focus operation is controlled by the system control unit 113. First, the face detection circuit 115 detects the face position. A known method may be used for the face detection method. Here, it is assumed that the number of detected faces and the position and size information of each face are obtained. Next, a distance measurement area is set by the distance measurement area setting circuit 116, and the focus lens 102 is driven via the focus lens drive circuit 114. A focus evaluation value is calculated by a focus evaluation value calculation circuit 117 as will be described later using image signals taken at a plurality of focus lens positions. The focus position determination unit 118 determines the focus position of the focus lens 102 from the obtained focus evaluation value, drives the focus lens 102, and the focus detection area determination unit 119 determines the focus area (in focus range). The focus area is displayed on the operation display unit 110.

焦点評価値演算回路117による焦点評価値の演算は次のように行う。測距領域内の画像信号の各ラインに水平方向のバンドパスフィルタを適用する。次に、ライン毎にバンドパスフィルタ出力信号の絶対値の最も大きいものを選択する。選択した信号を垂直方向に積分する。このような構成により、水平方向のコントラストの大きいものが検出され、垂直方向に積分することで信号のS/Nの向上した信号が得られるが、この信号は合焦状態で最も値が大きくなり、デフォーカス状態にすると値が小さくなるような信号となる。したがって、該信号が極大値となるフォーカスレンズ102の位置を検出し、その位置で撮影を行うことで合焦した画像を得ることができる。   The focus evaluation value is calculated by the focus evaluation value calculation circuit 117 as follows. A horizontal band pass filter is applied to each line of the image signal in the distance measurement area. Next, the line pass filter output signal having the largest absolute value is selected for each line. Integrate the selected signal vertically. With such a configuration, a signal having a large horizontal contrast is detected, and a signal with an improved signal-to-noise ratio is obtained by integrating in the vertical direction. This signal has the largest value in the focused state. When the defocus state is set, the signal becomes smaller. Therefore, an in-focus image can be obtained by detecting the position of the focus lens 102 where the signal has a maximum value and shooting at that position.

スミア領域の検出と補正の方法について、図7(a)〜(c)を参照しながら簡単に述べる。なお、図7(a)において、701はスミア領域、702は高輝度光源である。   A method for detecting and correcting the smear region will be briefly described with reference to FIGS. In FIG. 7A, reference numeral 701 denotes a smear area, and reference numeral 702 denotes a high luminance light source.

スミア検出回路121では、遮光されたオプティカルブラック(OB)領域における輝度信号(図7(b)参照)により、スミアの発生領域を検出する。輝度信号が所定値以上となる領域をスミア領域701とし、輝度信号をバンドパスフィルタにより微分信号(図7(c)参照)として、スミアエッジの位置を検出する。スミア補正回路122では、スミア検出回路121で検出されたスミア検出情報に基づいてスミアの補正を行う。スミア領域701について、撮影画面の輝度信号からOB領域における輝度信号を減算することで、スミアを補正する。   The smear detection circuit 121 detects a smear generation region based on the luminance signal (see FIG. 7B) in the light-shielded optical black (OB) region. A region where the luminance signal is equal to or greater than a predetermined value is set as a smear region 701, and the luminance signal is detected as a differential signal (see FIG. 7C) by a band pass filter, and the position of the smear edge is detected. The smear correction circuit 122 corrects smear based on the smear detection information detected by the smear detection circuit 121. For the smear region 701, the smear is corrected by subtracting the luminance signal in the OB region from the luminance signal of the shooting screen.

以下、本発明の実施例1に係るデジタルカメラの動作について、図2のフローチャートを用いて説明する。   Hereinafter, the operation of the digital camera according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS201では、システムに電源を投入するメインSWの状態を検出し、ONであればステップS202へ進む。ステップS202では、記録媒体109の残容量を調べ、残容量が0であればステップS203へ進み、そうでなければステップS204へ進む。ステップS203へ進むと、記録媒体109の残容量が0であることを警告してステップS201に戻る。警告は操作表示部110に表示するか又は図示しない音声出力部から警告音を出すか、又はその両方を行ってもよい。   First, in step S201, the state of the main SW that powers on the system is detected. If it is ON, the process proceeds to step S202. In step S202, the remaining capacity of the recording medium 109 is checked. If the remaining capacity is 0, the process proceeds to step S203, and if not, the process proceeds to step S204. When the process proceeds to step S203, a warning is given that the remaining capacity of the recording medium 109 is 0, and the process returns to step S201. The warning may be displayed on the operation display unit 110, a warning sound may be emitted from a sound output unit (not shown), or both may be performed.

上記ステップS202にて記録媒体109の残容量が0でないとしてステップS204へ進むと、スミア検出回路121にてスミア検出を行い、さらにスミア補正回路122においてスミア補正を行う。ここでスミア補正された画像信号により操作表示部110にて画像表示を行う。次のステップS205では、上記ステップ204にてスミア補正された画像信号により、顔検出回路115において顔検出処理を実行し、顔の位置と大きさの顔検出情報を取得する。   If the remaining capacity of the recording medium 109 is not 0 in step S202 and the process proceeds to step S204, the smear detection circuit 121 performs smear detection, and the smear correction circuit 122 further performs smear correction. Here, the operation display unit 110 displays an image using the smear-corrected image signal. In the next step S205, face detection processing is executed by the face detection circuit 115 based on the image signal subjected to smear correction in step 204, and face detection information of the position and size of the face is acquired.

次のステップS206では、スイッチSW1の状態を調べ、ONであればステップS208へ進み、そうでなければステップS207へ進む。スイッチSW1の機能は、AF(オートフォーカス)やAE(オートエキスポ−ジャー)などの撮影準備動作を行わせることである。スイッチSW1がOFFであるとしてステップS206からステップS207へ進んだ場合は、メインSWの状態を調べ、ONであればステップS204へ戻り、そうでなければステップS201へ戻る。   In the next step S206, the state of the switch SW1 is checked. If it is ON, the process proceeds to step S208, and if not, the process proceeds to step S207. The function of the switch SW1 is to perform a shooting preparation operation such as AF (auto focus) or AE (auto exposure). If the switch SW1 is OFF and the process proceeds from step S206 to step S207, the state of the main SW is checked. If the switch SW1 is ON, the process returns to step S204. Otherwise, the process returns to step S201.

上記ステップS206にてスイッチSW1がONであるとしてステップS208へ進むと、上記ステップS204でスミア補正された画像信号によりシステム制御部113にてAE処理を行う。次のステップS209では、AF処理(詳細は図3を用いて後述)を行う。ここで、AF処理はスミア補正されていない画像処理部108の出力信号により行う。続くステップS210では、スイッチSW2の状態を調べ、ONであればステップS212へ進み、そうでなければステップS211へ進む。スイッチSW2の機能は、スイッチSW1の操作後に撮影動作を開始させることである。   If it is determined in step S206 that the switch SW1 is ON and the process proceeds to step S208, the system control unit 113 performs AE processing based on the image signal subjected to smear correction in step S204. In the next step S209, AF processing (details will be described later with reference to FIG. 3) is performed. Here, the AF processing is performed by the output signal of the image processing unit 108 that has not been subjected to smear correction. In the following step S210, the state of the switch SW2 is checked. If it is ON, the process proceeds to step S212. Otherwise, the process proceeds to step S211. The function of the switch SW2 is to start the photographing operation after the switch SW1 is operated.

スイッチSW2がOFFであるとしてステップS211へ進むと、ここではスイッチSW1の状態を調べ、ONであればステップS210へ戻り、そうでなければステップS204へ戻る。   If the switch SW2 is OFF and the process proceeds to step S211, the state of the switch SW1 is checked here. If the switch SW1 is ON, the process returns to step S210. Otherwise, the process returns to step S204.

上記ステップS210にてスイッチSW2がONであるとしてステップS212へ進むと、撮影動作 (詳細は図6にて後述)を行う。次のステップS213では、記録媒体109の残容量を調べ、残容量が0であれば警告を行うステップS203へ戻る。一方、記録媒体109の残容量が0でなければステップS214へ進み、スイッチSW2の状態を調べ、ONの間はこのステップで待機し、その後OFFするとステップS211へ戻る。   If the switch SW2 is ON in step S210 and the process proceeds to step S212, a shooting operation (details will be described later with reference to FIG. 6) is performed. In the next step S213, the remaining capacity of the recording medium 109 is checked, and if the remaining capacity is 0, the process returns to step S203 for giving a warning. On the other hand, if the remaining capacity of the recording medium 109 is not 0, the process proceeds to step S214, and the state of the switch SW2 is checked.

次に、図2のステップS209にて実行されるAF処理について、図3のフローチャートを用いて説明する。この制御はシステム制御部113により行われる。   Next, the AF process executed in step S209 of FIG. 2 will be described using the flowchart of FIG. This control is performed by the system control unit 113.

まず、ステップS301では、測距領域設定部116において後述する図4のフローチャートに従ってスミア発生の有無や顔検出結果を反映した測距領域設定を行う。次のステップS302では、スキャン開始位置にフォーカスレンズ102を移動させる。スキャン開始位置は、本実施例1では、設定されたスキャン範囲の一端に設定される。続くステップS303では、上記ステップS301で設定された測距領域の焦点評価値とフォーカスレンズ102の位置をシステム制御部113に内蔵される不図示の演算メモリに記憶する。   First, in step S301, the ranging area setting unit 116 performs ranging area setting reflecting the presence / absence of smear and the face detection result according to the flowchart of FIG. 4 described later. In the next step S302, the focus lens 102 is moved to the scan start position. In the first embodiment, the scan start position is set at one end of the set scan range. In subsequent step S303, the focus evaluation value of the distance measurement area set in step S301 and the position of the focus lens 102 are stored in a calculation memory (not shown) built in the system control unit 113.

次のステップS304では、フォーカスレンズ102の位置がスキャン終了位置にあるかどうかを調べ、終了位置であればステップS306へ進み、そうでなければステップS305へ進む。上記スキャン終了位置は、設定されたスキャン範囲の他端に設定される。フォーカスレンズ102の位置がスキャン終了位置でないとしてステップS305へ進むと、フォーカスレンズ102を駆動して所定の方向へ所定量動かす。そして、ステップS303に戻る。   In the next step S304, it is checked whether or not the position of the focus lens 102 is at the scan end position. If it is the end position, the process proceeds to step S306. Otherwise, the process proceeds to step S305. The scan end position is set at the other end of the set scan range. If it is determined that the position of the focus lens 102 is not the scan end position and the process proceeds to step S305, the focus lens 102 is driven and moved in a predetermined direction by a predetermined amount. Then, the process returns to step S303.

上記ステップS304にてフォーカスレンズ102の位置がスキャン終了位置であるとしてステップS306へ進む。そして、上記ステップS301の測距領域設定時にスミアの発生によりスミアエッジの位置を回避するように測距領域設定を行ったことを示す回避設定フラグがTRUE(真)であるか調べる。その結果、TRUEであればステップS307へ進み、そうでなければステップS308へ進む。回避設定フラグがTRUEであるとしてステップS307へ進むと、回避設定された測距領域の焦点評価値について、補正計算(加算)を行う。補正計算は同じフォーカスレンズ位置で得られた回避設定された測距領域の各焦点評価値を加算する。加算の際に回避設定された測距領域の面積比や配置などに基づいて、重み付け加算を行っても良い。その後はステップS308へ進む。   In step S304, assuming that the position of the focus lens 102 is the scan end position, the process proceeds to step S306. Then, it is checked whether the avoidance setting flag indicating that the distance measurement area has been set so as to avoid the position of the smear edge due to the occurrence of smear when the distance measurement area is set in step S301 is TRUE (true). If the result is TRUE, the process proceeds to step S307; otherwise, the process proceeds to step S308. If it is determined that the avoidance setting flag is TRUE and the process proceeds to step S307, correction calculation (addition) is performed for the focus evaluation value of the distance measurement area where avoidance is set. In the correction calculation, the focus evaluation values of the avoidance-set ranging areas obtained at the same focus lens position are added. Weighting addition may be performed on the basis of the area ratio or arrangement of distance measurement areas that are set to be avoided at the time of addition. Thereafter, the process proceeds to step S308.

次のステップS308では、焦点評価値演算回路117により測距領域毎に上記ステップS303で記憶した焦点評価値、もしくは上記ステップS307で補正計算した焦点評価値に基づいて、所定値以上のピーク値の有無により合焦判定を行う。続くステップS309では、上記ステップS308における合焦判定結果が合焦であった測距領域があるか調べ、合焦した測距領域があればステップS310へ進み、そうでなければステップS311へ進む。   In the next step S308, based on the focus evaluation value stored in step S303 for each distance measurement area by the focus evaluation value calculation circuit 117 or the focus evaluation value calculated by correction in step S307, a peak value greater than or equal to a predetermined value is obtained. Focus determination is performed based on the presence or absence. In subsequent step S309, it is checked whether or not there is a focus detection area whose focus determination result in step S308 is in focus. If there is a focus detection area, the process proceeds to step S310. Otherwise, the process proceeds to step S311.

合焦した測距領域があるとしてステップS310へ進むと、合焦位置決定部118により合焦であった測距領域毎に上記所定値以上のピーク値を示したときのフォーカスレンズ102の位置、すなわち合焦位置を抽出する。そして、合焦位置が複数であれば最至近の合焦位置を選択して、フォーカスレンズ102を移動する。さらに、合焦領域決定部119により操作表示部110に合焦した測距領域を表示する。   If it is determined that there is a focused distance measurement area and the process proceeds to step S310, the position of the focus lens 102 when the focus position determination unit 118 indicates a peak value equal to or greater than the predetermined value for each focus distance measurement area, That is, the in-focus position is extracted. If there are a plurality of focus positions, the closest focus position is selected and the focus lens 102 is moved. Further, the focused area determination unit 119 displays the focused distance measurement area on the operation display unit 110.

また、合焦した測距領域がないとしてステップSS309からステップS311へ進むと、上記所定値以上のピーク値が求まらなかった場合であるため、すなわち非合焦であるため、定点と呼ばれるあらかじめ設定された位置へフォーカスレンズ102を移動する。   Further, if there is no in-focus range finding area, the process proceeds from step SS309 to step S311 because it is a case where a peak value equal to or greater than the predetermined value is not obtained, that is, because it is out of focus, it is called a fixed point beforehand. The focus lens 102 is moved to the set position.

次に、図4および図5を用いて、測距領域設定について説明する。ここに、図4は、図3のステップS301にて実行される測距領域設定の動作を示すフローチャート、図5はスミア検出結果と顔検出結果により変化する測距領域設定を示す図であり、測距領域設定部116により制御される。   Next, distance measurement area setting will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a flowchart showing the ranging area setting operation executed in step S301 of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram showing the ranging area setting that changes depending on the smear detection result and the face detection result. It is controlled by the ranging area setting unit 116.

まず、測距領域設定における基本的な考え方としては、二つある。第一には、顔が検出された時には顔位置に測距領域を設定し、顔が検出されなければ撮影画面中央部に複数の測距領域設定を行うこと。第二には、上記第一に従って測距領域設定を行うとスミアエッジが設定する測距領域内に位置してしまう場合に、スミアエッジを避けて測距領域設定を行うことである。   First, there are two basic ways of thinking in ranging area setting. First, when a face is detected, a ranging area is set at the face position, and when no face is detected, a plurality of ranging areas are set at the center of the shooting screen. Secondly, when the distance measurement area is set according to the first, if the smear edge is positioned within the distance measurement area to be set, the distance measurement area is set by avoiding the smear edge.

ここで、図5に示すスミア検出結果と顔検出結果により変化する測距領域設定について説明する。   Here, the ranging area setting that varies depending on the smear detection result and the face detection result shown in FIG. 5 will be described.

まず、顔が検出された時の測距領域設定については、図5(a)に示すように、検出された顔の位置に検出された顔とほぼ同じ大きさの測距領域を設定する。また、顔の検出位置にスミアエッジが検出された時には、図5(b)に示すように、顔検出位置においてスミアエッジを避けて測距領域を設定する。スミアエッジを避ける具体的な設定方法としては、スミア領域の内と外に測距領域を分割して設定する方法がある。スミアエッジが検出されなければ測距領域を1つ設定するところを、スミアエッジを境界として2つ以上の測距領域を設定する。   First, as for the distance measurement area setting when a face is detected, as shown in FIG. 5A, a distance measurement area having the same size as that of the detected face is set at the detected face position. When a smear edge is detected at the face detection position, as shown in FIG. 5B, a distance measurement area is set avoiding the smear edge at the face detection position. As a specific setting method for avoiding the smear edge, there is a method of dividing and setting the distance measurement area inside and outside the smear area. If no smear edge is detected, one distance measurement area is set, and two or more distance measurement areas are set with the smear edge as a boundary.

次に、スミアも顔も検出されない時の測距領域設定は、図5(c)に示すように、多くのシーンで主被写体を適切に測距することと、背景にピントが合ってしまう中抜け現象を防止することを目的とする。そして、撮影画面中央部面積比30%程度の範囲に複数の測距領域を設定する。以下、スミア/顔未検出時測距領域設定と記す。   Next, as shown in FIG. 5C, the distance measurement area setting when neither smear nor face is detected is that the main subject is properly measured in many scenes and the background is in focus. The purpose is to prevent the omission phenomenon. Then, a plurality of distance measurement areas are set in a range of about 30% of the area ratio of the central portion of the photographing screen. Hereinafter, this is referred to as a smear / face detection area setting.

図5(d)に示す測距領域設定は、顔は検出されず、前記スミア/顔未検出時測距領域設定、すなわち図5(c)の測距領域設定の範囲内でスミアエッジが検出された時に、同範囲においてスミアエッジを避けて測距領域を設定したものである。   In the distance measurement area setting shown in FIG. 5D, the face is not detected, and the smear / face undetected distance measurement area setting, that is, the smear edge is detected within the range of the distance measurement area setting in FIG. 5C. In this case, the distance measurement area is set in the same range while avoiding the smear edge.

図5(e)に示す測距領域設定は、検出されたスミア領域幅が狭い場合の測距領域設定である。ここで、図5(b)で示したように、スミア領域の内部に測距領域を設定すると、測距中の手振れなどによりスミア領域と対応する測距領域がずれて、スミアエッジの影響を受けた焦点評価値となり誤測距する恐れがある。そのため、図5(e)に示す測距領域設定は、スミア領域内には測距領域を設定せず、スミア領域の両外側に測距領域を設定したものである。   The ranging area setting shown in FIG. 5E is a ranging area setting when the detected smear area width is narrow. Here, as shown in FIG. 5B, when a distance measurement area is set inside the smear area, the distance measurement area corresponding to the smear area is shifted due to camera shake during distance measurement, and is affected by the smear edge. There is a risk of erroneous distance measurement due to the focus evaluation value. Therefore, in the distance measurement area setting shown in FIG. 5E, the distance measurement area is not set in the smear area and the distance measurement area is set on both outer sides of the smear area.

次に、測距領域設定について、図4のフローチャートを用いて説明する。   Next, ranging area setting will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS401では、スミア検出回路121にてスミアの発生領域があるか調べ、スミア発生領域があればステップS404へ進み、そうでなければステップS402へ進む。スミア発生領域がないとしてステップS402へ進むと、ここでは顔検出回路115にて顔が検出されているか調べ、顔が検出されていれば後述のステップS412へ進む。また、顔が検出されていなければステップS403へ進み、スミア/顔未検出時測距領域設定を行う。   First, in step S401, the smear detection circuit 121 checks whether there is a smear generation area. If there is a smear generation area, the process proceeds to step S404, and if not, the process proceeds to step S402. If it is determined that there is no smear generation area, the process proceeds to step S402. Here, the face detection circuit 115 checks whether a face is detected. If a face is detected, the process proceeds to step S412 described later. If no face is detected, the process proceeds to step S403, and a smear / face detection non-detection distance measurement area is set.

スミア発生領域があるとしてステップS401からステップS404へ進むと、スミア検出回路121にて所定幅で所定値以上の輝度差があるスミアエッジの位置を検出する。そして、次のステップS405にて、顔検出回路115にて顔が検出されているか調べ、顔が検出されていればステップS410へ進み、そうでなければステップS406へ進む。   When the process proceeds from step S401 to step S404 assuming that there is a smear generation region, the smear detection circuit 121 detects a smear edge position having a predetermined width and a luminance difference equal to or greater than a predetermined value. In step S405, it is checked whether the face is detected by the face detection circuit 115. If a face is detected, the process proceeds to step S410. Otherwise, the process proceeds to step S406.

顔が検出されていないとしてステップS406へ進むと、スミア/顔未検出時測距領域設定の範囲にスミアエッジ位置が検出されているか調べる。そして、次のステップS407にて、スミアエッジ位置が検出されていればステップS408へ進み、そうでなければステップS403へ進む。ステップS408へ進むと、スミア/顔未検出時測距領域設定の範囲において、図5(d)に示すように、スミアエッジ位置を避けて測距領域を設定し、次のステップS409にて、回避設定フラグをTRUEにする。   If it is determined that a face has not been detected and the process proceeds to step S406, it is checked whether a smear / edge position has been detected in the range of setting the ranging area when no smear / face is detected. If the smear edge position is detected in the next step S407, the process proceeds to step S408, and if not, the process proceeds to step S403. Proceeding to step S408, in the smear / face non-detection range-finding area setting range, as shown in FIG. 5D, a range-finding area is set avoiding the smear edge position, and in step S409, avoidance is performed. Set the setting flag to TRUE.

一方、顔が検出されているとしてステップS405からステップS410へ進むと、顔検出回路115にて検出された顔の位置にスミアエッジ位置が検出されているか調べる。そして、次のステップS411にて、スミアエッジ位置が検出されていればステップS413へ進む。そうでなければステップS412へ進み、顔検出回路115にて検出された顔の位置に測距領域の設定を行う。スミアエッジ位置が検出されているとしてステップS413へ進むと、顔検出回路115にて検出された顔の位置において、図5(b)あるいは図5(e)に示すように、スミアエッジ位置を避けて測距領域を設定する。そして、次のステップS414にて、回避設定フラグをTRUEにする。   On the other hand, if it is determined that a face has been detected and the process proceeds from step S405 to step S410, it is checked whether a smear edge position is detected at the face position detected by the face detection circuit 115. If the smear edge position is detected in the next step S411, the process proceeds to step S413. Otherwise, the process proceeds to step S412 to set a distance measurement area at the face position detected by the face detection circuit 115. If the smear edge position is detected and the process proceeds to step S413, the measurement is performed while avoiding the smear edge position at the face position detected by the face detection circuit 115 as shown in FIG. 5B or 5E. Set the distance area. In step S414, the avoidance setting flag is set to TRUE.

次に、図2のステップS212にて実行される撮影動作について、図6のフローチャートを用いて説明する。   Next, the photographing operation executed in step S212 in FIG. 2 will be described using the flowchart in FIG.

まず、ステップS601では、被写体輝度を測定する。次のステップS602では、上記ステップS601にて測定した被写体輝度に応じて撮像素子103への露光を行う。撮像素子103面上に結像された像は光電変換されてアナログ信号となり、続くステップS603にて、A/D変換器105へと送られ、撮像素子103の出力ノイズ除去や非線形処理などの前処理の後にデジタル信号に変換される。   First, in step S601, the subject brightness is measured. In the next step S602, the image sensor 103 is exposed according to the subject brightness measured in step S601. The image formed on the surface of the image sensor 103 is photoelectrically converted into an analog signal, which is sent to the A / D converter 105 in the next step S603, before output noise removal or nonlinear processing of the image sensor 103 is performed. After processing, it is converted into a digital signal.

次のステップS604では、A/D変換器105からの出力信号を画像処理部108により上記スミア補正やホワイトバランス調整などの画像処理を実行して適正な出力画像信号とする。そして、次のステップS605にて、出力画像信号をJPEGフォーマット等への画像フォーマット変換を行い、続くステップS606にて、記録媒体109へ転送し、記憶する。   In the next step S604, the output signal from the A / D converter 105 is subjected to image processing such as smear correction and white balance adjustment by the image processing unit 108 to obtain an appropriate output image signal. In step S605, the output image signal is converted into an image format such as a JPEG format. In subsequent step S606, the output image signal is transferred to the recording medium 109 and stored therein.

本実施例に係る自動焦点調節装置は、撮像光学系によって結像された被写体像を撮像する撮像素子103を有する。さらに、撮像された画像信号中の高周波成分を焦点評価値として検出する。そして、該焦点評価値に基づいてフォーカスレンズ102を駆動して合焦動作を行う合焦手段(システム制御部113,フォーカスレンズ駆動回路114,焦点評価値演算回路117,合焦位置決定部118,合焦領域決定部119)を有する。さらに、撮影画面の任意の位置に任意の大きさの測距領域を設定することが可能な測距領域設定手段(測距領域設定部116)と、撮像された画像信号からスミアの発生領域を検出するスミア検出手段(スミア検出回路121)とを有する。そして、上記測距領域設定手段が、スミア検出手段により検出されたスミアエッジを避けて、測距領域の位置と大きさ、および測距領域の数を設定するようにしている。   The automatic focus adjustment apparatus according to the present embodiment includes an image sensor 103 that captures a subject image formed by an imaging optical system. Further, a high frequency component in the captured image signal is detected as a focus evaluation value. Then, focusing means (system control unit 113, focus lens drive circuit 114, focus evaluation value calculation circuit 117, focus position determination unit 118, and the like, which drives the focus lens 102 based on the focus evaluation value and performs a focusing operation) A focusing area determination unit 119). Further, a distance measurement area setting means (a distance measurement area setting unit 116) capable of setting a distance measurement area of an arbitrary size at an arbitrary position on the shooting screen, and a smear generation area from the captured image signal. Smear detection means (smear detection circuit 121) for detection. The distance measurement area setting means sets the position and size of the distance measurement area and the number of distance measurement areas while avoiding the smear edge detected by the smear detection means.

また、撮像された画像を用いて顔検出を行う顔検出手段(顔検出回路115)を有する。そして、測距領域設定手段は、顔検出手段の顔検出結果に基づいて測距領域を設定する際に、スミア検出手段により検出されたスミアエッジを避けて、測距領域の位置と大きさ、および、前記測距領域の数を設定する。   In addition, face detection means (face detection circuit 115) that performs face detection using the captured image is provided. The distance measurement area setting means avoids the smear edge detected by the smear detection means when setting the distance measurement area based on the face detection result of the face detection means, and the distance measurement area position and size, and The number of distance measuring areas is set.

また、上記自動焦点調節装置を具備する撮像装置であるデジタルカメラは、スミアを補正するスミア補正手段(スミア補正回路122)を有すると共に、被写体画像を表示する電子ビューファインダ機能(EVF機能)を有する。そして、上記スミア補正手段は、自動露出動作時やEVF表示動作時にはスミア補正を実施するが、合焦動作時にはスミア補正を行わないようにしている。   Further, a digital camera which is an image pickup apparatus including the automatic focus adjustment device has smear correction means (smear correction circuit 122) for correcting smear, and also has an electronic viewfinder function (EVF function) for displaying a subject image. . The smear correction means performs smear correction during the automatic exposure operation or EVF display operation, but does not perform smear correction during the focusing operation.

以上から明らかなように、スミアの影響を受けずに所望の被写体の測距を可能にしているため、AF動作時のスミア補正は必ずしも必要ではない。このため、スミア補正に必要なOB領域も読み飛ばすことが可能なため、AF動作開始直前のスミア領域検出情報を保存しておけば、撮像素子103の高速読み出しによりAF動作の高速化を図ることが可能となる。   As is apparent from the above, since the desired subject can be measured without being affected by smear, smear correction during the AF operation is not necessarily required. For this reason, since it is possible to skip the OB area necessary for smear correction, if the smear area detection information immediately before the start of the AF operation is stored, the AF operation can be speeded up by high-speed reading of the image sensor 103. Is possible.

つまり、スミアが所望の被写体に重なるように発生した場合であっても、所望の被写体についてAF制御を行うことができる自動焦点調節装置を提供可能となる。   That is, it is possible to provide an automatic focus adjustment device that can perform AF control on a desired subject even if smear occurs so as to overlap the desired subject.

なお、AF動作中にも操作表示部110に被写体を表示する場合には、見た目を考慮してスミア補正を行っても良い。また、図3のステップS307では、焦点評価値の補正計算を行うとしたが、例えば、回避設定された測距領域をそれぞれ独立した測距領域の扱いとしてもよい。また、それぞれの測距領域の合焦位置から平均合焦位置を求める方法なども考えられ、補正計算に限られるものではない。   Note that when displaying the subject on the operation display unit 110 even during the AF operation, smear correction may be performed in consideration of the appearance. In addition, although the focus evaluation value correction calculation is performed in step S307 in FIG. 3, for example, the distance measurement areas that are set to be avoided may be treated as independent distance measurement areas. Further, a method of obtaining the average focus position from the focus position of each distance measurement area is also conceivable, and the present invention is not limited to correction calculation.

また、以上で説明した図5(e)のスミア領域幅が狭い場合について、スミア領域内には測距領域を設定しないとしたが、スミア領域内に測距領域を設定して焦点評価値の取得を行い、その結果により該測距領域の測距結果を使わないとすることも可能である。また、スミアエッジを避けて測距領域を設定する際のスミアエッジの位置と測距領域の間隔であるが、スミア領域が狭い場合と同様に測距中の手振れの影響などによってスミアエッジが測距領域に出入りする可能性が考えられる。そのため、焦点距離などによって前記間隔設定を変更する構成としても良い。   Further, in the case where the smear area width in FIG. 5E described above is narrow, no distance measurement area is set in the smear area. However, the focus evaluation value of the focus evaluation value is set by setting the distance measurement area in the smear area. It is also possible to perform acquisition and not use the distance measurement result of the distance measurement area according to the result. The distance between the smear edge position and the distance measurement area when setting the distance measurement area while avoiding the smear edge is the same as when the smear area is narrow, but the smear edge becomes a distance measurement area due to the effects of camera shake during distance measurement. There is a possibility of going in and out. For this reason, the interval setting may be changed according to the focal length or the like.

本発明の一実施例に係るデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the digital camera which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係るデジタルカメラの一連の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of operation | movement of the digital camera which concerns on one Example of this invention. 図2のステップS209にて実行されるAF動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows AF operation performed in step S209 of FIG. 図3のステップS301にて実行される測距領域設定の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the ranging area setting performed in step S301 of FIG. 本発明の一実施例に係るスミア検出結果と顔検出結果により変化する測距領域設定を示す図である。It is a figure which shows the ranging area setting which changes with the smear detection result and face detection result which concern on one Example of this invention. 図2のステップS212にて実行される撮影動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging | photography operation | movement performed in step S212 of FIG. 一般的なスミア領域検出についての説明図である。It is explanatory drawing about general smear area | region detection.

符号の説明Explanation of symbols

101 光学系
102 フォーカスレンズ
103 撮像素子
108 画像処理部
109 記録媒体
110 操作表示部
113 システム制御部
114 フォーカスレンズ駆動回路
115 顔検出回路
116 測距領域設定部
117 焦点評価値演算部
118 合焦位置決定部
119 合焦領域決定部
121 スミア検出回路
122 スミア補正回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Optical system 102 Focus lens 103 Image pick-up element 108 Image processing part 109 Recording medium 110 Operation display part 113 System control part 114 Focus lens drive circuit 115 Face detection circuit 116 Distance measurement area setting part 117 Focus evaluation value calculation part 118 Focus position determination 119 Focusing area determination unit 121 Smear detection circuit 122 Smear correction circuit

Claims (3)

撮像素子によって撮像された画像信号中の高周波成分を焦点評価値として検出し、前記焦点評価値に基づいてフォーカスレンズを駆動して合焦動作を行う焦点合焦手段と、撮影画面の任意の位置に任意の大きさの測距領域を設定することが可能な測距領域設定手段と、前記画像信号からスミアの発生領域を検出するスミア検出手段と、撮像された画像を用いて顔検出を行う顔検出手段と、を有する自動焦点調節装置であって、
前記測距領域設定手段は、前記顔検出手段の顔検出結果に基づいて前記測距領域を設定する際に、前記顔検出手段にて検出された顔検出位置において前記スミア検出手段により検出されたスミアエッジを避けて、前記測距領域の位置と大きさ、および、前記測距領域の数を設定することを特徴とする自動焦点調節装置。
A focus focusing unit that detects a high-frequency component in an image signal captured by an image sensor as a focus evaluation value, drives a focus lens based on the focus evaluation value, and performs a focusing operation; and an arbitrary position on a shooting screen A range-finding area setting unit capable of setting a range-finding area of any size, a smear detection unit for detecting a smear generation area from the image signal, and performing face detection using the captured image An automatic focus adjustment device having face detection means,
The distance measurement area setting means is detected by the smear detection means at a face detection position detected by the face detection means when setting the distance measurement area based on a face detection result of the face detection means. An automatic focusing apparatus, wherein a position and size of the distance measurement area and the number of distance measurement areas are set while avoiding smear edges.
前記スミア検出手段で検出されたスミア検出情報に基づいてスミアの補正を行うスミア補正手段と、を有する請求項1に記載の自動焦点調節装置。 The automatic focus adjustment apparatus according to claim 1, further comprising smear correction means that corrects smear based on smear detection information detected by the smear detection means. 請求項1又は2に記載の自動焦点調節装置を有する撮像装置。   An imaging apparatus comprising the automatic focus adjustment apparatus according to claim 1.
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