(57)【要約】【課題】被写体によらず被写体距離を高精度に算出可能な距離検出装置及び方法、距離検出装置を用いた撮像装置などを提供する。【解決手段】距離検出装置１１０は、複数の画素が配列して構成された撮像手段１０２により生成された、結像光学系１０１の第１の瞳領域１０７を通過した光束による第１の信号と結像光学系の第１の瞳領域とは異なる第２の瞳領域１０８を通過した光束による第２の信号とに基づき、被写体１０５までの被写体距離を検出する演算手段１０４を備える。演算手段は、位相差方式により、第１の信号と第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは被写体距離を算出する第１の処理と、ＤＦＤ方式により、第１の信号と第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは被写体距離を算出する第２の処理と、を行う。【選択図】図１
2014063142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が配列して構成された撮像手段により生成された、結像光学系の第１の瞳領域を通過した光束による第１の信号と前記結像光学系の前記第１の瞳領域とは異なる第２の瞳領域を通過した光束による第２の信号とに基づき、被写体までの被写体距離を検出する演算手段を備える距離検出装置であって、
前記演算手段は、
位相差方式により、前記第１の信号と前記第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは前記被写体距離を算出する第１の処理と、
ＤＦＤ方式により、前記第１の信号と前記第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは前記被写体距離を算出する第２の処理と、を行うことを特徴とする距離検出装置。
【請求項２】
前記演算手段は、
前記第１の処理および前記第２の処理で算出した複数のデフォーカス量あるいは複数の被写体距離から信頼度の高いデフォーカス量あるいは被写体距離を選択する被写体距離選定処理をさらに行うことを特徴とする請求項１に記載の距離検出装置。
【請求項３】
前記演算手段は、
前記複数の画素の少なくとも一部において、前記第１の処理と前記第２の処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の距離検出装置。
【請求項４】
前記第１の瞳領域と前記第２の瞳領域は、前記結像光学系の射出瞳の重心に対して非対称であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の距離検出装置。
【請求項５】
前記画素は、前記第１の瞳領域を通過した光束を受光する第１の光電変換部と前記第２の瞳領域を通過した光束を受光する第２光電変換部とを有し、
前記第１の光電変換部と前記第２の光電変換部の形状が、前記結像光学系の射出瞳の重心と光学的に共役関係にある前記第１の光電変換部と前記第２の光電変換部の入射側の面上の点を含み、前記第１の瞳領域の重心位置と前記第２の瞳領域の重心位置とを結ぶ直線と垂直な軸に対して線対称性を有さないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の距離検出装置
【請求項６】
前記第１の瞳領域内の横収差と前記第２の瞳領域内の横収差が、前記結像光学系の射出瞳の重心に対して非対称であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の距離検出装置。
【請求項７】
前記演算手段は、
前記撮像手段の周辺領域にある画素では、前記第１の信号と前記第２の信号を用いて前記第１の処理と前記第２の処理を行い、前記撮像手段の中央領域にある画素では、前記第１の信号と前記第２の信号を用いて前記第１の処理のみを行うことを特徴とする請求項３に記載の距離検出装置。
【請求項８】
複数の画素が配列して構成された撮像手段により生成された、結像光学系の第１の瞳領域を通過した光束による第１の信号と前記結像光学系の前記第１の瞳領域とは異なる第２の瞳領域を通過した光束による第２の信号とに基づき、被写体までの被写体距離を検出する演算手段を備える距離検出装置であって、
前記演算手段は、
前記第１の信号と前記第２の信号の少なくとも一方を用いて、被写体像のコントラスト情報と周期性情報のいずれかを検出する被写体情報検出処理を行い、
前記被写体情報検出処理にて検出された周期性情報が所定の閾値よりも小さい、あるいは、前記コントラストの方向と前記第１の信号と前記第２の信号の相対的位置変化の方向とが等しい第１の場合には、少なくとも位相差方式により、前記第１の信号と前記第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは前記被写体距離を算出する処理を行い、
前記被写体情報検出処理にて検出された周期性情報が所定の閾値以上、あるいは、前記コントラストの方向と前記第１の信号と前記第２の信号の相対的位置変化の方向とが異なる第２の場合には、ＤＦＤ方式により、前記第１の信号と前記第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは前記被写体距離を算出する処理を行うことを特徴とする距離検出装置。
【請求項９】
前記第１の場合において、ＤＦＤ方式により、前記第１の信号と前記第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは前記被写体距離を算出する処理をさらに行うことを特徴とする請求項８に記載の距離検出装置。
【請求項１０】
前記演算手段は
前記被写体情報検出処理にて検出された情報と、前記第１の信号及び／または前記第２の信号のノイズ量情報との少なくとも１つに基づき、前記位相差方式以外にＤＦＤ方式により、前記第１の信号と前記第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは前記被写体距離を算出する処理を行うことを決定する処理を行うことを特徴とする請求項９に記載の距離検出装置。
【請求項１１】
前記第１の信号と前記第２の信号の相対的位置変化の方向が、前記撮像手段内において同一の方向であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の距離検出装置。
【請求項１２】
複数の画素が配列して構成された撮像手段と、被写体の像を前記撮像手段へ結像する結像光学系と、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の距離検出装置と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
複数の画素が配列して構成された撮像手段により生成された、結像光学系の第１の瞳領域を通過した光束による第１の信号と前記結像光学系の前記第１の瞳領域とは異なる第２の瞳領域を通過した光束による第２の信号とに基づき、被写体までの被写体距離を検出するためのコンピュータに、
位相差方式により、前記第１の信号と前記第２の信号に基づきフォーカス量あるいは前記被写体距離を検出する工程と、
ＤＦＤ方式により、前記第１の信号と前記第２の信号に基づき被写体距離を検出する工程と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【請求項１５】
複数の画素が配列して構成された撮像手段により生成された、結像光学系の第１の瞳領域を通過した光束による第１の信号と前記結像光学系の前記第１の瞳領域とは異なる第２の瞳領域を通過した光束による第２の信号とに基づき、被写体までの被写体距離を検出する距離検出方法であって、
位相差方式により、前記第１の信号と前記第２の信号に基づき被写体距離を検出する工程と、
ＤＦＤ方式により、前記第１の信号と前記第２の信号に基づき被写体距離を検出する工程と、
を含むことを特徴とする距離検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離検出装置に関し、特にデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置等に用いられる距離検出装置などに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやデジタルビデオカメラにおいて、撮像素子の一部あるいは全部の画素の位置に、測距機能を有する画素（以下、測距画素）を配置し、位相差方式で被写体の距離を検出するようにした固体撮像素子が提案されている（特許文献１参照）。測距画素は、複数の光電変換部を備え、カメラレンズの瞳上の異なる領域を通過した光束が、それぞれ、異なる光電変換部に導かれるように構成される。各測距画素に含まれる光電変換部で得た信号により、異なる瞳領域を通過した光束により生成される光像（それぞれ「Ａ像」、「Ｂ像」とも呼び、両像をまとめて「ＡＢ像」とも呼ぶ）を取得する。このＡＢ像の相対的位置変化であるズレ量（以下、「像ズレ量」とも呼ぶ）を検出する。この像ズレ量を、デフォーカス量に変換することで、被写体までの距離を算出できる。デフォーカスとは、撮影レンズの結像面と撮像面（受光面）とが一致せず、レンズの結像面が光軸方向にズレた状態のことを言い、この量がデフォーカス量である。これによると、従来のコントラスト方式とは異なり、距離を測定するためにレンズを動かす必要が無いので、高速・高精度な測距が可能となる。
【０００３】
また、被写体までの距離情報を取得可能な他の方式として、Ｄｅｐｔｈ−ｆｒｏｍ−Ｄｅｆｏｃｕｓ（ＤＦＤ）方式が提案されている（特許文献２参照）。ＤＦＤ方式では、デジタルカメラ等に搭載される撮影レンズの撮影条件（焦点距離、絞り値等）を変えて２画像を取得し、画素毎に画像間のボケの相関値を算出する。ボケの相関値と被写体距離の関係を定めた参照ルックアップテーブルを参照することで、画素毎に被写体までの距離を算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０２７１１３号明細書
【特許文献２】特許第２７５６８０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
位相差方式は、Ａ像とＢ像の相関演算を行い像ズレ量の検出を行う。そのため、周期的な被写体などにおいては、被写体が１周期ずれた位置でも、相関があると判断されるため、像ズレ量の候補として複数の値が算出されることがある。一方、ＤＦＤ方式は、撮影条件の異なる２画像を取得する必要があり、移動する被写体に対しては、高精度の被写体距離を検出できないことがある。また、撮影条件が適切ではない場合には、複数の被写体距離情報が算出されてしまうことがある。このように、従来の距離検出装置では、１回の撮影で被写体までの距離を検出する際に、被写体によっては被写体距離を誤って算出してしまうということがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の距離検出装置は、複数の画素が配列して構成された撮像手段により生成された、結像光学系の第１の瞳領域を通過した光束による第１の信号と前記結像光学系の前記第１の瞳領域とは異なる第２の瞳領域を通過した光束による第２の信号とに基づき、被写体までの被写体距離を検出する演算手段を備える。前記演算手段は、位相差方式により、前記第１の信号と前記第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは前記被写体距離を算出する第１の処理と、ＤＦＤ方式により、前記第１の信号と前記第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは前記被写体距離を算出する第２の処理と、を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、上記２つの方式の処理を行うので、被写体によらず被写体距離を高精度に算出可能な距離検出装置、これを用いた撮像装置、距離検出方法などを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の距離検出装置を備えたデジタルカメラの例を示す概略図。
【図２】本発明の距離検出装置の実施例１の撮像素子と画素を説明する図。
【図３】実施例１の測距画素の画素感度を説明する図。
【図４】被写体距離検出のフローチャート。
【図５】被写体距離検出のフローチャート。
【図６】基線長算出方法を説明する図。
【図７】実施例１の動作原理の説明図。
【図８】被写体距離検出のフローチャート。
【図９】被写体距離検出のフローチャート。
【図１０】実施例２の画素を説明する図
【図１１】被写体距離検出のフローチャート。
【図１２】実施例２の説明図。
【図１３】実施例２の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の特徴は、次のことにある。複数の画素が配列して構成された撮像手段により生成された、結像光学系の第１の瞳領域を通過した光束による第１の信号と第２の瞳領域を通過した光束による第２の信号とに基づき、被写体までの距離を検出する。そのために、位相差方式により、第１の信号と第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは前記被写体距離を算出する第１の処理と、ＤＦＤ方式により、第１の信号と第２の信号とに基づきデフォーカス量あるいは前記被写体距離を算出する第２の処理を含む演算を行う。位相差方式の第１の処理とＤＦＤ方式の第２の処理を他の処理とどの様に組み合わせて行うかは、適宜、被写体の状況、距離検出の要求精度、演算部の周りの装置構成などを考慮して種々に決めることができる。
【００１０】
以下、図を用いて本発明の距離検出装置、距離検出方法等について説明する。その際、実施の形態にて、距離検出装置を備えた撮像装置の一例としてデジタルカメラを用いて説明するが、本発明の適用はこれに限定するものではない。例えば、デジタルビデオカメラやライブビューカメラ等の撮像装置、デジタル距離計測器などに用いることができる。また以下、図を用いて説明するが、その際、全ての図において同一の機能を有するものは同一の符号を付け、その繰り返しの説明はなるべく省略する。
【００１１】
（実施例１）
本発明の距離検出装置の実施例１を備えたデジタルカメラの説明をする。
＜距離検出装置の構成＞
図１において、１００は、本実施例の距離検出装置を備えたデジタルカメラである。デジタルカメラ１００は、撮影レンズ１０１、撮像手段である撮像素子１０２、距離検出装置１１０を含む。距離検出装置１１０は、距離検出手段である距離検出部１０３、メモリ１０９を含む。図１においては、焦点位置１２０が撮像素子１０２からデフォーカスした状態を示している。
【００１２】
本実施例の距離検出装置１１０に含まれる撮像素子１０２を図２に示す。図２（ａ）に、２行×２列の画素を画素群２０１及び画素群２０２にて示した。画素群２０１内には、対角方向に緑画素２０１Ｇｈが配置され、他の対角方向に、赤画素２０１Ｒｈと青画素２０１Ｂｈが配置されている。同様に、画素群２０２内にも、対角方向に緑画素２０２Ｇｖが、他の対角方向に、赤画素２０２Ｒｖと青画素２０２Ｂｖが配置されている。そして、撮像素子１０２において、画素群２０１と画素群２０２が市松模様状に配列されている。
【００１３】
図２（ｂ）に、図２（ａ）内のＩ−Ｉ’概略断面図を示す。２０１ＭＬはマイクロレンズ、２０１ＣＦはカラーフィルタ、そして２０１Ａ及び２０１Ｂは光電変換部である。図２（ｃ）に、図２（ａ）内のＪ−Ｊ’概略断面図を示す。２０２ＭＬはマイクロレンズ、２０２ＣＦはカラーフィルタ、そして２０２Ａ及び２０２Ｂは光電変換部である。また、図２（ｂ）及び（ｃ）において、２２０は受光面であり、光電変換部の光入射側のｘｙ面（＋ｚ側の面）である。本実施例の撮像素子１０２では、１つの画素（緑画素などの各画素）内に光電変換部を２つ配置し、受光面２２０と射出瞳１０６が光学的に共役関係になるようにマイクロレンズ２０１ＭＬ、２０２ＭＬのパワーを設定している。このような配置とすることで、光電変換部２０１Ａと２０１Ｂ（及び２０２Ａと２０２Ｂ）では、それぞれ、射出瞳１０６の異なる領域を通過した光束を受光することができる。また、画素群２０１と画素群２０２では、２つの光電変換部の配置が９０°回転している。このような構成とすることで、画素群２０１では射出瞳１０６をｘ方向に分割した異なる領域を通過した光束を光電変換部２０１Ａと光電変換部２０１Ｂでそれぞれ受光する。このことで、ｘ方向にコントラスト変化のある被写体に対して被写体距離の検出を行うことができる。また、画素群２０２では射出瞳１０６をｙ方向に分割した異なる領域を通過した光束を光電変換部２０２Ａと光電変換部２０２Ｂでそれぞれ受光する。このことで、ｙ方向にコントラスト変化のある被写体に対して被写体距離の検出を行うことができる。一般に、射出瞳１０６を所定の方向に分割した異なる領域の光束をそれぞれ異なる光電変換部にて受光することを、瞳分割と呼び、前記所定の方向を瞳分割方向と呼ぶ。例えば、光電変換部２０１Ａと光電変換部２０１Ｂにおける瞳分割方向はｘ方向となる。本実施例の撮像素子１０２の各画素では、主として前述のＡ像を受光する光電変換部（２０１Ａ、２０２Ａ）と主として前述のＢ像を受光する光電変換部（２０１Ｂ、２０２Ｂ）の受光面２２０におけるｘｙ断面形状を異なる形状にしている。異なる形状にすることで、射出瞳１０６上の瞳重心と光学的に共役関係にある受光面２２０上の共役点を通り、瞳分割方向と垂直な軸に対して、Ａ像を受光する光電変換部とＢ像を受光する光電変換部が線対称性を有さない関係にしている（非対称にしている）。前記共役点は、瞳重心と光学的に共役関係にある光電変換部の入射側の面上の点であり、瞳分割方向と垂直な軸は第１及び第２の瞳領域の重心位置を結ぶ直線と垂直な軸である。光電変換部（２０１Ａ、２０２Ａ）の生成する像信号が依拠する像がＡ像であり、光電変換部（２０１Ｂ、２０２Ｂ）の生成する像信号が依拠する像がＢ像である。これに鑑み、以下、光電変換部（２０１Ａ、２０２Ａ）を「Ａ画素」、光電変換部（２０１Ｂ、２０２Ｂ）を「Ｂ画素」と呼ぶ。このように非対称にすることで、図３及び図６を用いて後述するようにＡ画素とＢ画素の感度を非対称にしている。Ａ画素とＢ画素の感度を非対称にすることで、Ａ画素とＢ画素は、射出瞳上の異なる領域を通過し、且つ実効的なＦ値の異なる光束をそれぞれ受光する。Ａ画素により生成されるＡ像とＢ画���により生成されるＢ像を用いることで、後述の位相差方式とＤＦＤ方式の距離検出を行うことができる。本明細書において、非対称とは、光電変換部の受光面２２０におけるｘｙ断面形状や感度分布が、瞳重心と光学的に共役関係にある共役点に対して回転対称性を有さない、または共役点を含み且つ瞳分割方向とは異なる対称軸に対して線対称性を有さないこと指す。
【００１４】
被写体１０５の距離情報検出方法について、画素群２０１を例に説明する。被写体１０５の距離情報を検出するために、撮影レンズ１０１により、被写体１０５の像を撮像素子１０２へ結像する。撮像素子１０２には、２次元行列状に測距画素（画素群２０１及び２０２）が複数配置されている。各測距画素は、射出瞳１０６の異なる領域（第１の瞳領域１０７及び第２の瞳領域１０８）を通過した光束の第１の被写体像信号（Ａ像信号）と第２の被写体像信号（Ｂ像信号）を取得する。さらに、後述する処理フローを、距離検出部１０３内の演算部１０４（演算手段）にて行うことで、被写体の距離情報を検出する。
【００１５】
本実施例における測距画素の感度は、図３に示すように、入射角度＝０°に関して非対称な入射角度依存を有している。図３において、横軸は、光線が光軸（図１の１３０）となす入射角度、縦軸は感度である。また、実線３０１は第１の瞳領域１０７からの光束を主として受光するＡ画素の感度を示しており、破線３０２は第２の瞳領域１０８からの光束を主として受光するＢ画素の感度を示している。本実施例においては、撮像素子１０２内全域に測距画素である画素群２０１及び２０２を配置している。全域に図２に示す測距画素を配置することで、Ａ画素の光電変換部（２０１Ａ、２０２Ａ）にて得られる像信号とＢ画素の光電変換部（２０１Ｂ、２０２Ｂ）にて得られる像信号を用いて画像生成も可能となる。
【００１６】
＜距離検出の処理フロー＞
本実施例における、被写体の距離情報を検出する処理を図４のフローチャートに沿って詳細に説明する。ステップＳ４０１では、被写体のＡ像とＢ像を取得し、各像信号を距離検出部１０３に伝送する。ステップＳ４０２は、デフォーカス量算出工程であり、Ｓ４０１にて取得したＡ像とＢ像の像信号に基づき、デフォーカス量を算出する。Ｓ４０２における処理については、図５を用いて後述する。ステップＳ４０３は、デフォーカス量を被写体距離へ変換する工程である。Ｓ４０２にて算出されたデフォーカス量と、撮影レンズ１０１の情報（焦点距離、主点位置など）に基づきデフォーカス量を被写体距離に変換する。
【００１７】
次に、図５を用いてＳ４０２におけるデフォーカス量算出工程の処理について説明する。Ｓ４０２では図５（ａ）に沿った処理を行う。ステップＳ５０１は、位相差方式でデフォーカス量の算出を行う位相差方式デフォーカス量算出工程である。Ｓ５０１のより詳細な処理については、図５（ｂ）を用いて後述する。ステップＳ５０２は、ＤＦＤ方式でデフォーカス量の算出を行うＤＦＤ方式デフォーカス量算出工程である。Ｓ５０２のより詳細な処理については、図５（ｃ）を用いて後述する。ステップＳ５０３は、信頼度の高いデフォーカス量を選ぶデフォーカス量選定工程である。ここでは、メモリ１０９に格納されている、Ｓ５０１にて得られたデフォーカス量とＳ５０２にて得られたデフォーカス量を読み出す。さらに双方のデフォーカス量を比較し、信頼度の高いデフォーカス量を選択する。
【００１８】
続いて、図５（ｂ）に沿って、Ｓ５０１の処理について説明する。ステップＳ５０１１は、基線長算出工程である。図６は基線長算出方法を説明する図である。図６（ａ）は、図１のデジタルカメラ１００の中で、射出瞳１０６と撮像素子１０２を模式的に示した図である。図３に示すＡ画素とＢ画素の感度を撮像素子１０２から射出瞳１０６に射影する。この時、撮像素子１０２内にてＡ像とＢ像の像ズレ量を検出する範囲の中心位置を起点に射影を行う。画素感度を射影して得られた瞳感度分布が図６（ｂ）である。図６（ｂ）の瞳感度分布では、色が濃い領域ほど高い感度を有している。また枠６０２は射出瞳の枠を示している。Ａ画素、Ｂ画素それぞれの瞳感度分布の重心位置を６０１Ａと６０１Ｂとして示した。重心位置６０１Ａと重心位置６０１Ｂを結んだ長さが基線長ｗとなる。なお、本実施例の撮像素子１０２においては、Ａ画素を構成する光電変換部（２０１Ａ、２０２Ａ）とＢ画素を構成する光電変換部（２０１Ｂ、２０２Ｂ）の受光面２０２におけるｘｙ断面形状を異なる形状にしている。その為、Ａ画素の瞳感度分布とＢ画素の瞳感度分布は、瞳重心（図６（ｂ）中の（ｘ、ｙ）＝（０，０））を通り瞳分割方向と垂直な軸（ｙ方向）に対して、回転対称性を有さないようにしている。
【００１９】
次のステップＳ５０１２は像ズレ量算出工程である。ここではＡ像とＢ像の相関演算を行うことで、像ズレ量ｒの算出を行う。相関演算は公知の手法を用いることができ、例えば数式１により相関値Ｓ（ｋ）を算出し、Ｓ（ｋ）＝０となるｋから、像ズレ量ｒを算出することができる。ここで、Ａ（ｉ）はＡ像の像信号データ、Ｂ（ｉ）はＢ像の像信号データ、ｉは画素番号、ｋはＡ像とＢ像の相対的シフト量である。ｎは、相関値Ｓ（ｋ）の算出に用いる対象画素範囲（測距範囲）を表している。
【００２０】
【数１】
2014063142.tif 000003
【００２１】
次のステップＳ５０１３はデフォーカス量算出工程である。Ｓ５０１１とＳ５０１２にて算出された基線長ｗと像ズレ量ｒを数式２の変換式に代入することでデフォーカス量ΔＬを算出できる。
【００２２】
【数２】
2014063142.tif 000004
【００２３】
なお、Ｌは撮像素子１０２から射出瞳１０６までの距離である。本明細書においては、撮像素子１０２を基準に−ｚ軸方向のデフォーカス量を負として算出している。上述の説明では、像ズレ量ｒが１つ算出された場合を例に示したが、被写体によってはＳ５０１２にて像ズレ量の候補値が複数算出される場合がある。このような場合に備えて、Ｓ５０１３において各像ズレ量に対応した複数のデフォーカス量を算出し、メモリ１０９に格納しておく。
【００２４】
図５（ｃ）に沿って、Ｓ５０２の処理について説明する。ステップＳ５０２１は、Ａ像とＢ像のボケ評価値を算出するボケ評価値算出工程である。Ａ画素の像信号とＢ画素の像信号を用いて、それぞれのボケ評価値を算出する。本実施例では、ボケ評価値として、Ａ画素像信号とＢ画素像信号のそれぞれのＭＴＦ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ−ｔｒａｎｓｆｅｒ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を算出する。ステップＳ５０２２は、前記第１の被写体像信号と前記第２の被写体像信号のボケの差異を表すボケ相関値の算出を行うボケ相関値算出工程である。本実施例ではＡ画素像信号のＭＴＦとＢ画素像信号のＭＴＦの比を算出し、ボケ相関値としている。ステップＳ５０２３は、ボケ相関値からデフォーカス量の算出を行うデフォーカス量算出工程である。ボケ相関値とデフォーカス量の関係を定めた参照ルックアップテーブルを予め用意しておく。Ｓ５０２２にて得られたボケ相関値と、参照ルックアップテーブルを用いてボケ相関値をデフォーカス量に変換することで、デフォーカス量を算出する。Ｓ５０１３と同様に、Ｓ５０２３にて算出されたデフォーカス量をメモリ１０９に格納し、Ｓ５０３にて用いることができるようにしておく。
【００２５】
以上の処理を行うことで、本実施例の距離検出装置１１０は、被写体によらず、高精度の被写体距離検出を行うことができる。
【００２６】
＜被写体によらず高精度の距離算出が可能となる理由＞
次に、本実施例の距離検出装置１１０により、被写体によらず高精度の距離算出が可能となる理由について図７を用いて述べる。図７（ａ）に、撮像素子１０２にて得られたＡ画素の像信号（実線７０１）とＢ画素の像信号（破線７０２）の強度を示した。縦軸は像信号強度であり、横軸は撮像素子１０２の画素番号である。図７（ａ）から分かるように、被写体は周期的な輝度分布を有している。撮像素子１０２に配置されるＡ画素とＢ画素がそれぞれ異なる瞳領域からの光束を受光することにより、Ａ像とＢ像の間にて相対的位置変化（像ズレ）のある像信号を得ることができる。Ａ像とＢ像の像ズレ量を検出するために、数式１を用いて相関演算を行った結果が図７（ｂ）である。縦軸は相関値Ｓ（ｋ）であり、横軸は像のシフト量ｋである。被写体が周期的な輝度分布を有しているため、相関が高いと判定されるＳ（ｋ）＝０となるｋの値が複数出力される。
【００２７】
図７（ｃ）に、ボケ相関値とデフォーカス量の関係を定めた参照ルックアップテーブルを実線７０６で示した。横軸はデフォーカス量であり、縦軸はボケ相関値である。本実施例の撮像素子１０２は、図３に示すように非対称な画素感度特性を有する。これは図６（ｂ）の瞳感度分布に示すように、Ａ画素とＢ画素の瞳上の透過率分布が異なることにより、実効的なＦ値が異なることを意味する。実効的なＦ値がＡ画素とＢ画素とで異なることにより、デフォーカス量毎のボケ評価値がＡ画素とＢ画素間で異なるようになる。図７（ｃ）にて、本実施例のステップＳ５０２２にて算出されたボケ相関値を一点鎖線７０４で示し、ステップＳ５０１３にて算出されたデフォーカス量を破線７０５で示した。図７（ｂ）にて示したように、被写体が周期的な輝度分布を有するとき、複数の像ズレ量が算出される。その為、図７（ｃ）の破線７０５に示すように、位相差方式により算出されたデフォーカス量（破線７０５）は複数出力される。一方、ＤＦＤ方式にて算出されたボケ相関値を用いた場合、一点鎖線７０４と実線７０６の交点がデフォーカス量となる。交点を複数有するとき、ＤＦＤ方式にて算出されるデフォーカス量も複数出力される。
【００２８】
本実施例の距離検出装置１１０では、ステップＳ５０３のデフォーカス量選定工程により、位相差方式とＤＦＤ方式のそれぞれにて算出されたデフォーカス量を比較し、信頼度の高いデフォーカス量を選定している。本実施例では、図７（ｃ）の丸７０７にて示した一点鎖線７０４、破線７０５及び実線７０６の交点は、位相差方式とＤＦＤ方式のデフォーカス量が略等しくなる点であることから、この交点の値を信頼度の高いデフォーカス量として選定している。本実施例では、Ｓ５０１及びＳ５０２の工程にてデフォーカス量の算出を行ったが、撮影レンズ１０１の情報を用いてデフォーカス量を被写体距離に変換することで、被写体距離の算出を行ってもよい。その場合には、図４のステップＳ４０３の処理を行う必要はない。上記例では、周期的な輝度分布を有する被写体を例に説明したが、位相差方式にてＡ像とＢ像の相関演算を行う範囲内に距離の異なる被写体が混在した場合にも、複数の像ズレ量が検出される。このような場合にも位相差方式とＤＦＤ方式の双方のデフォーカス量を比較することで高精度に被写体距離を算出することができる。
【００２９】
本実施例の距離検出装置１１０では、Ａ画素とＢ画素とで非対称な画素感度特性を有する測距画素を備えた撮像素子１０２を用いることで、位相差方式による距離検出と、ＤＦＤ方式による距離検出を行うことができる。すなわち、距離検出手段の演算手段は、第１及び第２の被写体像信号の相対的位置変化に基づき被写体距離を検出する位相差方式距離検出処理と、第１及び第２の被写体像信号のボケ相関値に基づき被写体距離を検出するＤＦＤ方式距離検出処理を行うことができる。さらに、位相差方式とＤＦＤ方式のそれぞれで検出された被写体距離を比較し、信頼度の高い被写体距離を選択することで、被写体によらず高精度の距離検出を行うことができる。すなわち、演算手段は、位相差方式距離検出工程にて検出された被写体距離とＤＦＤ方式距離検出工程にて検出された被写体距離とに基づき、信頼度の高い被写体距離を選択する被写体距離選定処理をさらに行うことができる。ここにおいて、演算手段は、撮像手段を構成する複数の画素の少なくとも一部領域（像ズレ量を検出するための各測距範囲）において得られた第１の被写体像信号と第２の被写体像信号とに基づき位相差方式距離検出処理とＤＦＤ方式距離検出処理を行う。
【００３０】
Ａ画素とＢ画素の画素感度を非対称にするために、Ａ画素とＢ画素の光電変換部を非対称な構成としたが、マイクロレンズを偏心させることで非対称な画素感度を得てもよい。また、マイクロレンズではなくカラーフィルタと光電変換部の間に導波路を設ける場合には、導波路部を非対称な構成にすることで非対称な画素感度を得ることができる。また、Ａ画素とＢ画素の画素感度を非対称にすることで、Ａ画素とＢ画素の像信号間でボケ評価値に差が表れるように構成したが、Ａ画素とＢ画素の像信号間でボケ評価値に差があればよく、他の方法を用いてもよい。撮影レンズ１０１の横収差を瞳中心（より一般的に言えば瞳重心であるが、本明細書では瞳中心とも呼ぶ）に対して非対称にすることで、Ａ画素とＢ画素の像信号間でベストピント位置を変えることができ、これにより、ボケ評価値に差が出るようにしてもよい。つまり、第１の瞳領域内の横収差と第２の瞳領域内の横収差を、結像光学系の射出瞳上の瞳重心に対して非対称としてもよい。位相差方式による距離検出を行うためには、射出瞳に射影したＡ画素の瞳感度分布とＢ画素の瞳感度分布のそれぞれの重心位置が異なる位置にあればよい。また、ＤＦＤ方式による距離検出を行うためには、射出瞳に射影したＡ画素の瞳感度分布に依拠するＡ画素が受光する光束の実効的なＦ値と、射出瞳に射影したＢ画素の瞳感度分布に依拠するＢ画素が受光する光束の実効的なＦ値が異なればよい。Ａ画素とＢ画素の画素感度を瞳重心に対して非対称性にすることで、位相差方式による距離検出とＤＦＤ方式による距離検出の双方を行うことができる測距画素を構成することができる。
【００３１】
本実施例の距離検出装置１１０内の演算部１０４では、Ｓ４０２の処理として図５に沿った処理を行ったが、被写体情報に基づく処理を行ってもよく、図８（ａ）に沿った処理を行ってもよい。ステップＳ８０１は、被写体情報を検出する被写体情報検出工程である。ここでは、被写体の輝度情報から被写体の周期性を検出し、また、被写体のコントラストから距離の異なる被写体の有無を判定する。すなわち、演算手段は、第１の被写体像信号と第２の被写体像信号の少なくとも一方を用いて、被写体像のコントラスト情報と周期性情報のいずれかを検出する被写体情報検出処理をさらに行うことができる。次のステップＳ８０２の方式選択工程にて、Ｓ８０１の結果に基づき、Ｓ５０１とＳ５０２のどちらの処理を行うか判定する。被写体のコントラストが変化する方向と瞳分割方向とが等しい場合、または被写体に周期性があるかまたは距離の異なる被写体が含まれる場合にはＳ５０２の処理（ＤＦＤ方式のデフォーカス量算出）を行う。そうでない場合にはＳ５０１の処理（位相差方式のデフォーカス量算出）を行う。周期性の有無については、被写体像の周期が、撮影レンズ１０１のＦ値と想定する最大のデフォーカス量より算出される最大像ズレ量よりも小さい場合には周期性があると判断し、また大きい場合には周期性がないと判断することが望ましい。被写体情報に基づき、処理を分岐することで、被写体距離の算出に必要な計算量を削減し、より高速な処理を行うことができる。ＤＦＤ方式デフォーカス量算出工程にて、複数のデフォーカス量が算出される時には、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）のＳ５０２の処理をＳ５０１とＳ５０２の処理に置き換えてもよい。すなわち、演算手段は、被写体情報検出工程にて検出された周期性情報が、所定の閾値よりも小さい場合には、位相差方式距離検出処理とＤＦＤ方式距離検出処理を行い、所定の閾値以上の場合には、位相差方式距離検出処理のみを行うことができる。
【００３２】
また、より簡便にＤＦＤ方式距離検出処理を行うか否かの判定を行うために、Ｓ４０２の処理として図９に沿った処理を行ってもよい。ステップＳ９０１は、ＤＦＤ方式距離検出処理を行うか否かの判定を行うＤＦＤ方式実施判定工程である。Ｓ９０１では、Ｓ５０１にて算出されたデフォーカス量が複数あるか否かの判定を行い、複数ある場合にはＳ５０２の処理を行い、単一のデフォーカス量のみが出力された場合にはそのまま処理を終了する。図９に沿った処理を行うことで、被写体情報を検出する必要が無くなり、より高速に被写体距離を検出することができる。なお、図９の処理において、Ｓ５０１とＳ５０２の処理を入れ替え、Ｓ９０１にて、ＤＦＤ方式距離検出処理にて算出されたデフォーカス量が複数あると判定された場合には、Ｓ５０１の処理を行うようにしてもよい。ここでは、演算手段は、位相差方式距離検出工程にて算出された距離情報の数とノイズ量情報の少なくとも一方に基づき、位相差方式以外のＤＦＤ方式により距離検出処理を行うか否かを決定するＤＦＤ方式実施判定処理を行う。或いは、演算手段は、ＤＦＤ方式距離検出工程にて算出された距離情報の数とノイズ量の少なくとも一方に基づき、位相差方式距離検出処理を行うか否かを判定する位相差方式実施判定処理を行う。本実施例のＳ５０２１ではボケ評価値としてＭＴＦを用いたが、Ａ像とＢ像のボケを評価できる値であればよく、実空間にてＡ像とＢ像のボケ評価値を算出してもよい。さらに、Ｓ５０２１とＳ５０２２の処理を統合して、ボケ相関値のみを算出する処理としてもよい。Ｓ５０２１とＳ５０２２の処理を統合することで、被写体距離の算出に必要な計算量を削減し、より高速に処理を行うことができる。
【００３３】
デジタルスチルカメラ等のように、小さいサイズの撮像素子を用いる場合には、被写界深度が深いために、明確なボケ相関値の差を得にくい。このような場合には、Ａ像とＢ像の像信号にハイパスフィルタを施した後に、ボケ評価値の算出を行う方法を用いることができる。ハイパスフィルタを用いることで、より高精度に被写体距離を算出することができる。ハイパスフィルタとしては、１次微分フィルタであるグラディエントフィルタや２次微分フィルタであるラプラシアンフィルタを用いることができる。
【００３４】
なお、本実施例では、図５（ａ）のＳ５０３のデフォーカス量選定工程を行うことで、自動的に信頼度の高いデフォーカス量を算出したが、Ｓ５０３の処理は必ずしも行う必要はない。Ｓ５０３の処理を行わず、デジタルカメラ１００の使用者が複数の被写体距離の中から選択できるようにしてもよい。
【００３５】
次に、実施例１とは異なる実施形態について説明する。
（実施例２）
本実施例のデジタルカメラ１００は、撮像素子１０２及び距離検出装置１１０を除き、実施例１と同様の構成を有する。本実施例の撮像素子１０２は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に概略断面図を示す測距画素を備えている。画素１００１Ｂｈは、図２（ａ）中の画素２０１Ｂｈの位置に配置され、画素１００１Ｇｈは、画素２０１Ｇｈの位置に配置される。画素１００２Ｇｖは図２（ａ）中の画素２０２Ｇｖの位置に配置され、画素１００２Ｂｖは画素２０２Ｂｖの位置に配置される。図２（ｂ）及び図２（ｃ）とは異なり、Ａ画素の光電変換部（２０１Ａ、２０２Ａ）とＢ画素の光電変換部（２０１Ｂ、２０２Ｂ）が対称な配置となっている。そのため、図１２（ａ）に画素感度を示すように、入射角度＝０°に対して対称な画素感度を有する。図１２（ａ）の横軸及び縦軸は図３と同様であり、実線１２０１はＡ画素の画素感度、破線１２０２はＢ画素の画素感度を示している。
【００３６】
本実施例の演算部１０４では、図４に沿った処理を行い、被写体までの距離を検出する。本実施例においては、Ｓ４０２の処理として、撮像素子１０２面内の光軸１３０近傍では図１１（ａ）に沿った処理を行い、周辺領域では図１１（ｂ）に沿った処理を行う。光軸１３０近傍では、図１１（ａ）に示すように、位相差方式のデフォーカス量算出工程のみを行う。他方、撮像素子１０２の周辺領域では、図１１（ｂ）に示すように、位相差方式とＤＦＤ方式のデフォーカス量算出工程を行う。すなわち、光電変換部（２０１Ｂ、２０２Ｂ）が対称な配置となっている本実施例では、演算手段は、撮像手段の周辺領域では位相差方式距離検出処理とＤＦＤ方式距離検出処理を行い、撮像手段の中央領域では位相差方式距離検出処理を行う。
【００３７】
一般に、デジタルカメラ１００の撮影レンズ１０１は、像側テレセントリック光学系にはなっておらず、有限な射出瞳距離を有する。その為、像高に応じて、入射する光束の角度範囲が変化する。光軸１３０近傍では、図１２（ａ）の角度範囲１２０３の光束が撮像素子１０２に入射する。図１２（ｂ）に瞳感度分布を示すように、光軸１３０近傍ではＡ画素とＢ画素は射出瞳の中心に対して略対称な瞳感度分布を有する。各瞳感度分布の重心位置は１２０５Ａ及び１２０５Ｂとなり、基線長ｗｃは重心位置１２０５Ａと１２０５Ｂを結んだ長さとなる。Ａ画素とＢ画素の最大感度を有する位置が瞳の枠６０２内の周辺部に位置するため、光軸１３０近傍では基線長ｗｃを長くとることができる。
【００３８】
一方、撮像素子１０２の周辺領域では、図１２（ａ）の角度範囲１２０４の光束が撮像素子１０２に入射するため、角度範囲１２０４の中心に対してＡ画素とＢ画素は非対称な画素感度を有する。すなわち、図１２（ｃ）に瞳感度分布を示すように、Ａ画素とＢ画素は非対称な瞳感度分布を有する。撮像素子１０２の周辺領域では、Ａ画素とＢ画素が非対称な画素感度を有するため、実施例１と同様にデフォーカス量毎のボケ相関値が異なることを用いたＤＦＤ方式の被写体距離検出を行うことができる。なお、位相差方式については、Ａ画素とＢ画素で射出瞳１０６内の異なる領域からの光束を受光することにより発生する像ズレ量をデフォーカス量に変換することで被写体距離を検出することができる。周辺領域における重心位置は１２０６Ａと１２０６Ｂとなり、各重心位置を結んだ長さが基線長ｗｅとなる。周辺領域では、Ａ画素の最大感度を有する位置が瞳の中心付近に寄り、Ｂ画素の最大感度を有する位置が瞳の枠６０２の外に位置するため、基線長ｗｅが短くなる。また周辺領域では、撮影レンズ１０１のヴィネッティングにより瞳の枠６０２が小さくなることも、基線長ｗｅが短くなる要因となる。
【００３９】
位相差方式では、数式２にて像ズレ量ｒをデフォーカス量（さらには被写体距離）に変換している。一般に、撮像素子１０２にて得られる像信号はショットノイズ等のノイズを含んだ信号となる。ノイズを含んだ信号を用いて相関演算により像ズレ量ｒを算出すると、像ズレ量の検出誤差が発生する。基線長が長い場合には、像ズレ量の検出誤差が、算出されるデフォーカス量の検出誤差に与える影響は小さい。一方、基線長が短くなると、像ズレ量の検出誤差によるデフォーカス量の検出誤差が大きくなる。デフォーカス量を被写体距離に変換しているため、光軸１３０近傍に比べて、周辺領域では、被写体距離の検出誤差が大きくなる。
【００４０】
そこで、本実施例の距離検出装置１１０では、演算手段は、周辺領域においては位相差方式とＤＦＤ方式のデフォーカス量算出処理を行う。図５（ａ）のＳ５０３のデフォーカス量選定工程にて、両方式にて算出されたデフォーカス量を比較し、信頼度の高いデフォーカス量を算出することで、周辺領域においても高精度に被写体までの距離を算出することができる。
【００４１】
周辺領域にて高精度に被写体距離を検出できる理由について、より詳細に説明する。図１３は、横軸にデフォーカス量をとった図である。位相差方式により算出されたデフォーカス量の誤差範囲を領域１３０１で示し、ＤＦＤ方式により算出されたデフォーカス量の誤差範囲を領域１３０２で示した。領域１３０１の範囲と領域１３０２の範囲を比較することで、両範囲が重なる領域１３０３は信頼度の高いデフォーカス量と判定できる。領域１３０３は、領域１３０１に比べて狭い範囲となるため、高精度に被写体までの距離を検出することができる。なお、領域１３０１及び１３０２の幅はノイズに依存する。どの程度のノイズが発生するかの指標としてデジタルカメラ１００の測光量または被写体像の輝度情報を用いることができる。予めＩＳＯ設定値ごとの領域１３０１と領域１３０２をメモリ１０９に格納しておき、デジタルカメラ１００の設定に基づき領域１３０１と領域１３０２の幅を設定することができる。
【００４２】
周辺領域では、図１１（ｂ）に沿った処理を行ったが、実施例１と同様に図１１（ｂ）の処理を図８や図９の処理で置き換えてもよい。その際、Ｓ８０２の方式選択工程及びＳ９０１のＤＦＤ方式実施判定工程では、ノイズ量の指標となるデジタルカメラ１００側のＩＳＯ設定値を考慮することが望ましい。ＩＳＯ値が小さく、ノイズ量が小さい場合には、位相差方式とＤＦＤ方式のいずれの方式であっても、高精度に被写体までの距離を算出することができる。図８または図９に沿った処理を用いることで、より高速に被写体までの距離を算出することができる。すなわち、演算手段は、被写体情報検出工程にて検出された情報と、第１の被写体像信号及び／または第２の被写体像信号のノイズ量との少なくとも１つに基づき、後工程にて行う距離検出処理の方式を選定することができる。
【００４３】
本実施例では、撮像素子１０２の画素感度が、撮像素子１０２の全域にて図１２（ａ）となるように配置した。これは、各画素の光電変換部が無限遠に位置する射出瞳と光学的に共役になっていることを意味する。撮像素子１０２内の像高によらず、位相差方式による被写体距離検出精度を向上させる観点からは、撮影レンズ１０１の射出瞳位置に合わせて、光電変換部が有限距離の射出瞳位置と光学的に共役になるように、各画素の画素感度を設定することが望ましい。光学的に共役になるように各画素の画素感度を設定することで、周辺領域についても、画素に入射する光束の角度範囲の中心を図１２（ａ）の入射角度＝０°近傍にすることができ、位相差方式の距離検出精度を向上させることができる。各画素の光電変換部を有限距離の射出瞳と光学的に共役関係とする際であっても、周辺領域における撮影レンズ１０１の横収差は、射出瞳の中心に対して非対称となるため、ＤＦＤ方式による被写体距離の検出を行うことができる。なお、各画素の光電変換部が有限距離の射出瞳と光学的に共役関係にあるように設定する方法としては、各画素の像高に応じて、マイクロレンズ２０１ＭＬ、２０２ＭＬを偏心させる方法がある。
【００４４】
次に、実施例１、実施例２とは異なる実施形態について説明する。
（実施例３）
本実施例のデジタルカメラ１００は、撮像素子１０２及び距離検出装置１１０を除き、実施例１と同様の構成を有する。本実施例の撮像素子１０２は、図２（ａ）に示した画素群２０１のみを備えている。すなわち、Ａ像とＢ像の像ズレがｘ方向にのみ発生し、ｙ方向には発生しない構成となっている。第１の被写体像信号と第２の被写体像信号の相対的位置変化の方向が、撮像手段内において同一の方向である。
【００４５】
本実施例の演算部１０４においては、図４のＳ４０２の処理として、図８（ａ）に沿った処理を行う。本実施例においては、Ｓ８０１の被写体情報検出工程において、被写体のコントラストの方向を検出する。続くＳ８０２の方式選択工程では、Ｓ８０１にて検出されたコントラストの方向に基づき、Ｓ５０１とＳ５０２のどちらの方式で被写体距離を検出するかを選択する。つまり、演算手段は被写体情報検出工程にて検出されたコントラストの方向に応じて、後工程にて行う距離検出処理の方式を選定する。より具体的には、Ｓ８０１にて被写体のコントラストの方向がｘ方向であると検出された場合には、Ｓ５０１の位相差方式による被写体距離の検出を行う。一方、コントラストの方向がｙ方向であると検出された場合には、Ｓ５０２のＤＦＤ方式による被写体距離の検出を行う。すなわち、演算手段は、被写体情報検出工程にて検出されたコントラストの方向と、第１の被写体像信号と第２の被写体像信号の相対的位置変化の方向が異なる場合には、ＤＦＤ方式距離検出処理を行い、等しい場合には、位相差方式距離検出処理を行う。
【００４６】
位相差方式デフォーカス量算出工程では、実施例２にて述べたように像ズレ量の検出誤差が大きいほど、被写体距離の検出誤差が大きくなる。像ズレ量の検出誤差を小さくするためには、同じ方向にＡ像とＢ像の像ズレ量が発生する測距画素を密に配置し、サンプリング間隔を短くすることが必要となる。本実施例では、像ズレ量がｘ方向にのみ発生する画素群２０１のみを配置している。そのため、画素群２０１である測距画素を密に配置することができ、被写体距離の検出誤差を小さくすることができる。一方、コントラストの方向がｙ方向の被写体に対しては、ＤＦＤ方式によるデフォーカス量算出を行うことで、被写体距離の検出を行うことができる。
【００４７】
本実施例においては、各測距画素においてＡ像とＢ像の像ズレがｘ方向にのみ発生するように撮像素子１０２を構成することで、コントラストの方向がｘ方向となる被写体に対して高精度に被写体距離を検出することができる。本実施例では、一般に、デジタルカメラ１００を横長に構えて使用する頻度が高いことを考慮し、ｘ方向にのみ像ズレが発生するように画素群２０１のみを配置した。しかし、画素群２０２のみを配置し、ｙ方向にのみ像ズレが発生するように構成してもよい。
【００４８】
また、像ズレがｙ＝ｘの関係を満たす方向にのみ発生するように測距画素を配置し、Ｓ４０２の処理として図８（ｂ）に沿った処理を行ってもよい。このように構成することで、コントラストの方向によらず位相差方式による被写体距離検出を行うことができる。一方で、コントラストの方向がｙ＝ｘを満たさない場合には、画素群２０１のみを配置した場合に比べて基線長が短くなり、位相差方式による被写体距離検出精度が低下する。このような場合に備え、Ｓ８０２の方式選択工程では、コントラストの方向がｙ＝ｘを満たさない場合にはＳ５０１とＳ５０２の工程を行うようにすることで、高精度に被写体距離を検出することができる。また、Ｓ４０２の処理として図９に沿った処理を行うことでも、実施例２と同様に高精度に被写体距離を検出することができる。
【００４９】
（他の実施形態）
本発明の目的は、以下の実施形態によって達成することもできる。即ち、前述した実施形態の機能（演算部などの機能）を実現するソフトウェアのプログラムコードを格納した記憶ないし記録媒体を、距離検出装置に供給する。そして、その演算部のコンピュータ（またはＣＰＵ、ＭＰＵなど）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し上記機能を実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラム、これを格納した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００５０】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行う。その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれたとする。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００５１】
本発明のデジタルカメラなどへの適用を考えると、本発明は、被写体像を撮像する撮像部とは別に距離検出を専用で行う距離検出装置（一眼レフカメラ等で用いられる）よりも、撮像部を用いて距離検出をも行う所謂撮像面測距に好適な装置と捉えることができる。上述した様に、本発明の演算部は、半導体素子を集積化した集積回路を用いて構成することができ、ＩＣ、ＬＳＩ、システムＬＳＩ、マイクロ処理ユニット（ＭＰＵ）、中央演算装置（ＣＰＵ）等で構成することができる。演算部をマイクロ処理ユニットや中央演算装置（ＣＰＵ）等で構成する場合には、演算部は、コンピュータとして捉えることが可能である。本発明のプログラムは、所定の結像光学系、所定の撮像部、コンピュータなどを備えた撮像装置のコンピュータにインストールすることによって、撮像装置を高精度の距離検出が可能なものとなすことができる。本発明のプログラムは、記録媒体の他、インターネットを通じて頒布することも可能である。
【００５２】
本発明により検出される距離を用いて、撮像装置にて得られる画像と対応する距離分布（距離マップ）を生成することができる。また、画像内の被写体のボケ量はデフォーカス量に依存するので、得られた画像に対して距離分布に基づく処理を行うことで、任意のボケ付加処理、撮影後のリフォーカス処理（任意の位置にピントを合わせる処理）等の画像処理などを適切に行うことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１００・・デジタルカメラ（撮像装置）、１１０・・距離検出装置、１０１・・撮影レンズ（結像光学系）、１０２・・撮像素子（撮像手段）、１０３・・距離検出部（距離検出手段）、１０４・・演算部（演算手段）、１０５・・被写体、１０６・・射出瞳、１０７・・第１の瞳領域、１０８・・第２の瞳領域、１０９・・メモリ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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