(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像ぶれ補正手段と、
結像光学系の第一の瞳領域を通過した光束に基づく第一の像と、前記結像光学系の第二の瞳領域を通過した光束に基づく第二の像と、に基づいて、距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記像ぶれ補正手段による像ぶれ補正量に基づいて、前記距離情報を補正する距離情報補正手段と、
を備え、
前記距離情報取得手段は、前記第一の像と前記第二の像との像ズレ量を取得する第一の取得手段と、画素の位置に応じた換算係数を用いて前記像ズレ量から前記距離情報を取得する第二の取得手段と、を含み、
前記距離情報補正手段は、前記像ぶれ補正量に基づいて前記換算係数を取得する第三の取得手段を含み、
前記第三の取得手段は前記像ぶれ補正量の大きさに応じて前記換算係数を取得する方法を変更することを特徴とする、
距離測定装置。
【請求項２】
前記第三の取得手段は前記像ぶれ補正量が所定の閾値よりも大きい場合に前記換算係数を取得する方法を変更することを特徴とする、
請求項１に記載の距離測定装置。
【請求項３】
所定の像ぶれ補正量に対する、像面内の位置に応じた換算係数マップを記憶する記憶手段をさらに備え、
前記第三の取得手段は、前記換算係数マップを前記像ぶれ補正量に応じて幾何変換することによって、前記換算係数を取得する、
請求項１または２に記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記第三の取得手段は、前記像ぶれ補正量が第１の閾値より小さいときは、前記換算係数マップを平行移動し、前記像ぶれ補正量が前記第１の閾値より大きいときは、前記換算係数マップに射影変換を施す、
請求項３に記載の距離測定装置。
【請求項５】
像ズレ量をｒ、距離情報をΔＬとしたときに、前記第二の取得手段はΔＬ＝Ｋ×ｒにより距離情報を取得し、
前記換算係数は、画素の位置に応じた係数Ｋである、
請求項１から４のいずれか１項に記載の距離測定装置。
【請求項６】
像ズレ量をｒ、距離情報をΔＬとしたときに、前記第二の取得手段はΔＬ＝Ｋ×ｒ＋Ｍにより距離情報を取得し、
前記換算係数は、画素の位置に応じた係数Ｋと係数Ｍからなる、
請求項１から４のいずれか１項に記載の距離測定装置。
【請求項７】
像ぶれ補正手段と、
結像光学系の第一の瞳領域を通過した光束に基づく第一の像と、前記結像光学系の第二の瞳領域を通過した光束に基づく第二の像と、に基づいて、距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記像ぶれ補正手段による像ぶれ補正量に基づいて、前記距離情報を補正する距離情報補正手段と、
前記像ぶれ補正手段による像ぶれ補正量に基づいて像修正フィルタを決定して、前記像修正フィルタを用いて前記第一の像および前記第二の像の像修正処理を行う像修正手段と、
を備え、
前記距離情報取得手段は、前記第一の像と前記第二の像との像ズレ量を取得する第一の取得手段と、画素の位置に応じた換算係数を用いて前記像ズレ量から前記距離情報を取得する第二の取得手段と、を含み、
前記第二の取得手段は、前記像修正手段による像修正処理後の第一の像および第二の像から前記距離情報を取得する、
距離測定装置。
【請求項８】
所定の像ぶれ補正量に対する、像面内の位置に応じた像修正フィルタのフィルタ係数マップを記憶する記憶手段をさらに備え、
前記像修正手段は、前記フィルタ係数マップを前記像ぶれ補正量に応じて幾何変換し、変換後のフィルタ係数マップから得られる像修正フィルタを用いて前記像修正処理を行う、
請求項７に記載の距離測定装置。
【請求項９】
前記像ぶれ補正手段は、結像光学系の一部のレンズまたは撮像素子を移動させるものであり、
前記像ぶれ補正量は、前記像ぶれ補正手段による前記一部のレンズまたは前記撮像素子の移動量である、
請求項１から８のいずれか１項に記載の距離測定装置。
【請求項１０】
撮像素子と、
請求項１から９のいずれか１項に記載の距離測定装置と、
を備える、撮像装置。
【請求項１１】
結像光学系の第一の瞳領域を通過した光束に基づく第一の像と、前記結像光学系の第二の瞳領域を通過した光束に基づく第二の像と、に基づいて、距離情報を取得する距離情報取得ステップと、
像ぶれ補正手段による像ぶれ補正量を取得する取得ステップと、
前記像ぶれ補正量に基づいて、前記距離情報を補正する距離情報補正ステップと、
を含み、
前記距離情報取得ステップは、前記第一の像と前記第二の像との像ズレ量を取得する第一の取得工程と、画素の位置に応じた換算係数を用いて前記像ズレ量から前記距離情報を取得する第二の取得工程と、を含み、
前記距離情報補正ステップは、前記像ぶれ補正量に基づいて前記換算係数を取得する第三の取得工程を含み、
前記第三の取得工程では、前記像ぶれ補正量の大きさに応じて前記換算係数を取得する方法を変更することを特徴とする、
距離測定方法。
【請求項１２】
結像光学系の第一の瞳領域を通過した光束に基づく第一の像と、前記結像光学系の第二の瞳領域を通過した光束に基づく第二の像と、に基づいて、距離情報を取得する距離情報取得ステップと、
像ぶれ補正手段による像ぶれ補正量を取得する取得ステップと、
前記像ぶれ補正量に基づいて、前記距離情報を補正する距離情報補正ステップと、
前記像ぶれ補正量に基づいて像修正フィルタを決定して、前記像修正フィルタを用いて前記第一の像および前記第二の像の像修正処理を行う像修正ステップと、
を含み、
前記距離情報取得ステップは、前記第一の像と前記第二の像との像ズレ量を取得する第一の取得工程と、画素の位置に応じた換算係数を用いて前記像ズレ量から前記距離情報を取得する第二の取得工程と、を含み、
前記第二の取得工程では、前記像修正ステップによる像修正処理後の第一の像および第二の像から前記距離情報を取得する、
距離測定方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は距離測定技術に関し、特にデジタルスチルカメラやデジタルビデオなどに用いられる距離測定技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやビデオカメラに適応可能な距離検出技術として、位相差方式による距離検出技術が知られている。この方式は異なる瞳領域を通過した光束により形成される光像(以下、それぞれ「A像」、「B像」という)を取得する。このA像とB像の相対的な位置ズレ量である像ズレ量(視差ともいう)を算出し、レンズ瞳上でのA像とB像を形成する重心間隔である基線長をもとにした換算係数を介して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することができる。
【０００３】
このとき、周辺画角では種々の要因によって前記換算係数が変化することが知られている。変化の要因は、たとえば、結像光学系のレンズ枠等のケラレにより発生する口径食（「ビネッティング」ともいう）の影響による瞳形状の変化や色収差特性、測距画素の入射角度に対する分光感度特性、カメラの製造誤差などである。また、そもそもデフォーカス量自体に応じて換算係数も変化する。特許文献１には、換算係数の変動を補正する手法が記載されている。
【０００４】
また近年、デジタルスチルカメラやビデオカメラに手ぶれなどで発生する像ブレを防ぐためにさまざまな防振機能が搭載されるにようになっている。例えば特許文献２は、レンズ系の一部をシフトさせて像ブレを抑制する手法を開示する。具体的には、レンズ系のシフトにより光量や歪曲収差の状態が変化するため、特許文献２では、像ぶれ補正光学系の位置情報に応じた歪曲収差補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２１２７７２号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３１２６２号公報
【特許文献３】特開２０１３−２２２１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
測距装置を備えた撮像装置（デジタルスチルカメラやビデオカメラ）は、持ち運び可能なことが好ましい。カメラの持ち運びおよび適切な位置からの撮影により、意図した構図の距離マップが得られる。また、近くからの撮影により、幾何学的な原理やデジタルシステムの特性上、高密度で高精度な距離マップが得られる。
【０００７】
持ち運び可能なカメラは手ぶれに弱く、したがって、防振機構を搭載することが望ましい。しかしながら、特許文献２に記載されるような方法で変動する光量や像の歪曲に合わせて像補正を実施すると、像の明るさや歪等の変動は抑えることができるようになる一方、測距に関係する換算係数が変動してしまう。すなわち、測距に誤差が生じてしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、その目的は、撮像装置において防振機構が有効な場合でも精度の良い距離測定が可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様は、
像ぶれ補正手段と、
結像光学系の第一の瞳領域を通過した光束に基づく第一の像と、前記結像光学系の第二の瞳領域を通過した光束に基づく第二の像と、に基づいて、距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記像ぶれ補正手段による像ぶれ補正量に基づいて、前記距離情報を補正する距離情報補正手段と、
を備え、
前記距離情報取得手段は、前記第一の像と前記第二の像との像ズレ量を取得する第一の取得手段と、画素の位置に応じた換算係数を用いて前記像ズレ量から前記距離情報を取得する第二の取得手段と、を含み、
前記距離情報補正手段は、前記像ぶれ補正量に基づいて前記換算係数を取得する第三の取得手段を含み、
前記第三の取得手段は前記像ぶれ補正量の大きさに応じて前記換算係数を取得する方法を変更することを特徴とする、
距離測定装置である。
本発明の第二の態様は、
像ぶれ補正手段と、
結像光学系の第一の瞳領域を通過した光束に基づく第一の像と、前記結像光学系の第二の瞳領域を通過した光束に基づく第二の像と、に基づいて、距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記像ぶれ補正手段による像ぶれ補正量に基づいて、前記距離情報を補正する距離情報補正手段と、
前記像ぶれ補正手段による像ぶれ補正量に基づいて像修正フィルタを決定して、前記像修正フィルタを用いて前記第一の像および前記第二の像の像修正処理を行う像修正手段と、
を備え、
前記距離情報取得手段は、前記第一の像と前記第二の像との像ズレ量を取得する第一の取得手段と、画素の位置に応じた換算係数を用いて前記像ズレ量から前記距離情報を取得する第二の取得手段と、を含み、
前記第二の取得手段は、前記像修正手段による像修正処理後の第一の像および第二の像から前記距離情報を取得する、
距離測定装置である。
【００１０】
本発明の第三の態様は、
結像光学系の第一の瞳領域を通過した光束に基づく第一の像と、前記結像光学系の第二の瞳領域を通過した光束に基づく第二の像と、に基づいて、距離情報を取得する距離情報取得ステップと、
像ぶれ補正手段による像ぶれ補正量を取得する取得ステップと、
前記像ぶれ補正量に基づいて、前記距離情報を補正する距離情報補正ステップと、
を含み、
前記距離情報取得ステップは、前記第一の像と前記第二の像との像ズレ量を取得する第一の取得工程と、画素の位置に応じた換算係数を用いて前記像ズレ量から前記距離情報を取得する第二の取得工程と、を含み、
前記距離情報補正ステップは、前記像ぶれ補正量に基づいて前記換算係数を取得する第三の取得工程を含み、
前記第三の取得工程では、前記像ぶれ補正量の大きさに応じて前記換算係数を取得する方法を変更することを特徴とする、
距離測定方法である。
本発明の第四の態様は、
結像光学系の第一の瞳領域を通過した光束に基づく第一の像と、前記結像光学系の第二の瞳領域を通過した光束に基づく第二の像と、に基づいて、距離情報を取得する距離情報取得ステップと、
像ぶれ補正手段による像ぶれ補正量を取得する取得ステップと、
前記像ぶれ補正量に基づいて、前記距離情報を補正する距離情報補正ステップと、
前記像ぶれ補正量に基づいて像修正フィルタを決定して、前記像修正フィルタを用いて前記第一の像および前記第二の像の像修正処理を行う像修正ステップと、
を含み、
前記距離情報取得ステップは、前記第一の像と前記第二の像との像ズレ量を取得する第
一の取得工程と、画素の位置に応じた換算係数を用いて前記像ズレ量から前記距離情報を取得する第二の取得工程と、を含み、
前記第二の取得工程では、前記像修正ステップによる像修正処理後の第一の像および第二の像から前記距離情報を取得する、
距離測定方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、防振機構を有効にした撮像装置においても距離測定を精度良く行える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る距離測定装置の概要構成図である
【図２】実施例１における基本処理を示す図である
【図３】実施例１に係る距離測定装置の防振機能を説明する図である
【図４】実施例１における換算係数マップの幾何変形を説明する図である
【図５】実施例１における演算処理部の測距処理を示す図である
【図６】実施例２におけるベクトル要素の換算係数マップを説明する図である
【図７】実施例２における演算処理部の測距処理を示す図である
【図８】撮像素子１０３の要部上面図である
【図９】実施例３におけるケラレによる瞳透過率分布の変化を説明する図である
【図１０】実施例３における演算処理部の測距処理を示す図である
【図１１】実施例３における換算係数および像修正係数マップを説明する図である
【図１２】実施例３における像修正フィルタ係数を説明する図である
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
本実施形態は距離情報を求める距離測定装置を備える撮像装置である。距離情報は、ある基準点と被写体とのあいだの距離に応じた値である。典型的には、距離測定装置と被写体とのあいだの距離（絶対距離）が距離情報に相当する。距離情報は、一般には、撮像装置と被写体のあいだの距離から求められるその他の値であってもよい。距離情報のその他の例は、１画像のフォーカス位置と被写体のあいだの距離、２画像のフォーカス位置の中間位置と被写体のあいだの距離である。また、距離情報は、像面側での距離、物体側での距離のどちらであっても良い。また、距離情報は、実空間の距離で表されてもよいし、デフォーカス量や視差量など実空間距離に換算できる量で表されてもよい。このように距離情報は、撮像装置と被写体のあいだの距離（絶対距離）に依存して変化する値である。したがって、距離情報は距離依存値と称することもできる。
【００１４】
以下、図を用いて本実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
＜距離測定装置の構成＞
図１（Ａ）は、本発明に係る距離測定装置を備えた撮像装置１００を示す模式図である。撮像装置１００は、結像光学系１０１と、距離測定装置１０２、姿勢センサ１４０、像ぶれ補正部１５０を備えて構成されている。距離測定装置１０２は、演算処理部１０４とメモリ１０５を有している。結像光学系１０１は、像ぶれ補正部材１０１１（図１（Ａ）では不図示）を含む。
【００１６】
演算処理部１０４は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のよう
な論理回路により構成される。他の実施形態では、演算処理部１０４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のような汎用プロセッサとプログラムを記憶するメモリとから構成
され、汎用プロセッサがプログラムを実行することにより下記の処理を実行する。演算処理部１０４は、全体として、距離情報取得部および距離情報補正部として機能する。より具体的には、演算処理部１０４は、図５（Ａ）に示すように、画像取得部１１、像ズレ量算出部（第一の取得部）１２、像ぶれ補正量取得部１３、変換係数算出部（第三の取得部）１４、および距離算出部（第二の取得部）１５をその機能部として有する。これらの各機能部の具体的な説明は後述する。
【００１７】
図１（Ｂ）は、撮像素子１０３の構成を示す図である。撮像素子１０３は、ｘｙ平面上に配列された多数の測距画素（以降、単に「画素」とも呼ぶ）１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが並置されて構成されている。
【００１８】
図１（Ｃ）は、測距画素１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの断面構成図を示す。測距画素は、マイクロレンズ１１１、カラーフィルタ１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂ、光電変換部１１０Ｒａ、１１０Ｒｂ、１１０Ｇａ、１１０Ｇｂ、１１０Ｂａ、１１０Ｂｂ、導波路１１３を備える。以下、光電変換部１１０Ｒａ、１１０Ｇａ、１１０Ｂａを光電変換部１１０ａと総称し、光電変換部１１０Ｒｂ、１１０Ｇｂ、１１０Ｂｂを光電変換部１１０ｂと総称することがある。
【００１９】
撮像素子１０３の各画素は、検出する波長帯域に応じた分光特性がカラーフィルタ１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂによって与えられ、それぞれ、主として赤光、緑光、青光を取得する。測距画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは、図示しない公知の配色パターン（たとえば、ベイヤ配列）によってｘｙ平面上に配置されている。基板１２４は、検出する波長帯域を吸収する材料、例えばＳｉからなる。基板１２４には、イオン打ち込みなどで、内部の少なくとも一部の領域に光電変換部が形成される。各画素は、図示しない配線を備えている。
【００２０】
光電変換部１１０ａおよび光電変換部１１０ｂには、それぞれ射出瞳１３０中の異なる領域である第１の瞳領域１３１ａおよび第２の瞳領域１３１ｂを通過した光束が入射し、それぞれ第１の信号および第２の信号を出力する。Ａ像を形成する第１の信号を取得する光電変換部をＡ画素と呼び、Ｂ像を形成する第２の信号を取得する光電変換部をＢ画素と呼ぶ。各光電変換部で取得された信号は、演算処理部１０４に伝送され測距演算処理が行われる。
【００２１】
＜測距演算基本フロー＞
測距演算処理の基本フローチャートの一例を図２に示す。
【００２２】
［像ズレ量算出］
ステップＳ２０１の像ズレ量算出処理では、画像取得部１１がＡ像（第１の信号の像）とＢ像（第２の信号の像）をメモリから読み出し、像ズレ量算出部１２がＡ像とＢ像の間
の相対的な位置ズレ量である像ズレ量の算出する。像ズレ量の算出は公知の手法を用いることができる。相関値Ｓ（ｋ）は例えば、Ａ像とＢ像の像信号データＡ（ｉ）、Ｂ（ｉ）から式（１）を用いて算出される。
【数１】
0006628678.tif 000002
【００２３】
式（１）において、Ｓ（ｊ）は像シフト量ｊにおける２つの像の間の相関度を示す相関値、ｉは画素番号、ｊは２つの像の相対的な像シフト量である。ｐ及びｑは、相関値Ｓ（ｊ）の算出に用いる対象画素範囲を示している。相関値Ｓ（ｊ）は値が低いほど相関が高いことを意味する。
【００２４】
像ズレ量算出部１２は、所定範囲のｊについて相関値Ｓ（ｊ）を求め、極小値を与える像シフト量ｊを位置ｉにおけるＡ像とＢ像のあいだの像ズレ量として決定する。なお、像ズレ量の算出方法は、本実施例の方法に限定されるものではなく、他の公知の手法を用いてもよい。
【００２５】
［デフォーカス量算出］
ステップＳ２０２の距離算出処理では、距離算出部１５が、像ズレ量からデフォーカス量を算出する。被写体１０６の像は、結像光学系１０１を介して撮像素子１０３に結像される。図１（Ａ）は射出瞳１３０を通過した光束が撮像面とは異なる結像面１０７で焦点を結ぶ状態、すなわちデフォーカスした状態を示している。尚、デフォーカスとは結像面１０７が、撮像面（受光面）と一致せず、光軸１０８方向にズレた状態のことをいう。デフォーカス量は、撮像素子１０３の撮像面と結像面１０７との間の距離を示す。本実施形態に係る距離測定装置は、このデフォーカス量に基づいて被写体１０６の距離を検出する。
【００２６】
画素１１０の各光電変換部１１０ａ、１１０ｂで取得した第１の信号および第２の信号に依拠するＡ像およびＢ像との相対的位置ズレを示す像ズレ量ｒと、デフォーカス量ΔＬとは、式（２）の関係を有している。
【数２】
0006628678.tif 000003
【００２７】
式（２）において、Ｗは基線長、Ｌは撮像素子（撮像面）１０３から射出瞳１３０までの距離である。基線長Ｗは後述する画素の入射角に対する感度分布を射出瞳１３０面上に投影した瞳感度分布の重心間隔に相当する。
【００２８】
式（２）は、換算係数Ｋを用いて、式（３）のように書くことができる。
【数３】
0006628678.tif 000004
【００２９】
像ズレ量をデフォーカス量に変換する係数を以下「換算係数」と呼ぶ。換算係数は、例えば基線長Ｗのことを言う。以降、基線長Ｗの補正は換算係数の補正と等価である。本実施形態においては、換算係数は換算係数算出部１４によって算出されるものが距離算出に利用される。換算係数の決定（補正）方法は後述する。
【００３０】
なお、デフォーカス量の算出方法は、上記の方法に限定されるものではなく、他の公知の手法を用いてもよい。
【００３１】
撮影レンズがズームレンズの場合、ズームステートの変化により射出瞳位置とセンサ瞳位置が変化すると、射出瞳上の透過率分布（受光量分布）形状が変化する。この変化は、像高に依存する。したがって、瞳上での透過率分布の重心間隔である基線長Ｗの値、および基線長Ｗに関連する換算係数Ｋも像高に応じて異なる値となる。透過率分布の変化に対応する基線長Ｗもしくは換算係数Ｋを、図４（Ａ）のように画素位置に応じた２次元テーブルとしてメモリ１０５に蓄えておく。
【００３２】
＜防振機構の構成＞
像ぶれ補正部材１０１１による像ぶれの抑制について説明する。本実施形態においては像ぶれ補正部１５０が、カメラの揺れに応じて、図３（Ａ）に示すように結像光学系１０１の一部のレンズ（補正部材１０１１）を平行移動させる。これにより、撮像素子上の光学像の位置が平行移動し、カメラの揺れによる映像の揺れ、いわゆるぶれを抑制できる。
【００３３】
結像光学系１０１内に補正部材１０１１を設ける代わりに、撮像素子１０３を結像光学系１０１の光軸に垂直な面内で平行移動させるピエゾ素子等の機械的駆動部品（補正部材に相当）を設けて像ぶれを抑制しても良い。また例えば撮像素子１０３から画像信号として出力される像の範囲を制御し、電子的に手ぶれによる振動を防振する防振機構を代替的に備えても良い。
【００３４】
カメラの揺れは姿勢センサ１４０によって検出される。姿勢センサ１４０は、例えばジャイロ等により構成され、光学系の光軸に直交する任意の軸に取り付けられる。姿勢センサ１４０は姿勢変化の情報を計測し、計測した情報を像ぶれ補正部１５０に伝える。例えば姿勢センサ１４０が回転センサの場合、姿勢センサ１４０は、撮像装置のヨー方向、ピッチ方向の各軸に取り付けられ、各軸周りの回転による姿勢変化を計測する。姿勢センサ１４０は、加速度センサ等の撮像装置の平行移動を計測するセンサ、あるいは撮像装置の平行移動による像ぶれ量を算出するセンサであっても良い。また、姿勢センサ１４０は、画像ベクトルから撮像装置の相対的な回転・平行移動による像ぶれ量を算出するセンサであっても良い。
【００３５】
像ぶれ補正部１５０は、像ぶれを打ち消すように補正部材１０１１の位置や姿勢を制御する。補正部材１０１１の移動量は、姿勢センサ１４０により計測された撮像装置の姿勢及び／または位置変化、または当該姿勢及び／または位置変化により生じる像ぶれに基づいて算出される。補正部材１０１１の移動は、電磁コイル等により補正部材１０１１を含むユニットを駆動することにより行われる。また像ぶれ補正部１５０は、補正部材１０１１の位置姿勢情報を検出する機能を持つ。像ぶれ補正部１５０は、ホール素子またはエンコーダ等を構成に含み、光学防振を行うレンズアセンブリユニットの軌道上の位置に基づいて補正部材１０１１の位置および姿勢情報を計測する。具体的には、像ぶれ補正部１５０は、補正部材１０１１の平行移動により移動した画像中心の位置を監視する。画像中心とは、レンズの光軸が無偏心な状態でカメラの光軸上を通る光線が撮像素子面と交わる画像上の点である。撮像素子面における画像中心位置は、補正部材１０１１の移動に伴って移動する。また、光学像の平行移動量と画像中心の平行移動量は当然等価である。高い精度を必要としない場合には、像ぶれ補正部１５０は補正部材１０１１の制御情報を直接出力しても良い。
【００３６】
＜防振＞
まず、光学系のレンズ部の平行移動による光学防振の様子を図３（Ａ）に図示する。被写体１０６からの光学像が光学系１０１により撮像素子１０３面上に結像される。破線は
補正部材１０１１が像ぶれ補正なしの場合の光路を示す。一方、実線は、像ぶれ補正により補正部材１０１１が上方へ移動した場合の光路を示す。像ぶれ補正により、被写体像は撮像素子１０３の中央部に結像する。詳細に言い換えれば、図３（Ａ）の実線で示す状態は、図３（Ｂ）に示すように、像ぶれ補正がなければ撮像素子の下方周辺部に結像される被写体の像（点線）を、像ぶれ補正（補正部材の移動）により撮像素子の中央部に結像させた状態である。図３（Ｂ）は、像ぶれ補正による光学像の撮像素子上での位置変化を示す。破線のイラストが像ぶれ補正前の像の位置、実線のイラストが像ぶれ補正後の像の位置である。また、×印３０１は像ぶれ補正前の画像中心の位置、黒丸３０２が像ぶれ補正後の画像中心の位置である。画像中心とはレンズの光軸が無偏心な状態でカメラの光軸上を通る光線が撮像素子面と交わる画像上の点である。画像中心は、補正部材１０１１の移動時応じて移動する。つまり画像中心は、像ぶれ補正を行わない場合に仮に画像の中央座標と一致していたとしても、像ぶれ補正による像の移動に応じて移動する。
【００３７】
また図３（Ｃ）は、補正部材１０１１が撮像素子１０３に含まれる場合（補正部材１０１１が撮像素子１０３を移動させる場合）を示す。像ぶれ補正により補正部材１０１１が移動し、それにより図３（Ｂ）と同様に光学像が撮像領域の中央に移動する。図３（Ｄ）は図３（Ｃ）に示す状況における撮影像３０３を表す。×印３０４が像ぶれ補正なしの時の画像中心の位置、黒丸印３０５が像ぶれ補正時の画像中心の位置を表す。図３（Ａ）の場合とは逆方向に補正部材１０１１を移動することになるが、図３（Ｄ）に示すように得られる効果は図３（Ｃ）と同じである。すなわち、補正部材１０１１が結像光学系１０１に含まれるか撮像素子１０３に含まれるかは、補正効果に実質的な相違をもたらさない。したがって以下の説明では、補正部材１０１１が結像光学系１０１に含まれるか撮像素子１０３に含まれるかを区別しない。
【００３８】
撮像素子１０３に対する光学像の移動は、画素と換算係数の対応関係の変化を招く。すなわち、像ぶれ補正があると、図４（Ａ）に示すような像ぶれ補正がない場合の換算係数マップをそのまま利用することはできない。そこで、変換係数算出部１４は、像ぶれ補正量（光学像の移動量）に基づき、換算係数マップを変化させ、デフォーカス量を算出する画素に適切な換算係数を取得する。
【００３９】
＜換算係数決定処理＞
上述のように像ぶれ補正（防振機構）を用いる場合には、距離演算処理において換算係数マップを調整することが必要となる。以下、像ぶれ補正を考慮した場合の測距演算処理（距離情報取得処理）を、図５（Ａ）に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４０】
ステップＳ５０１（画素選択処理）において、演算処理部１０４は、距離算出を行う画素の撮像素子上の位置を選択する。以下の説明では、ステップＳ５０１において選択された画素を、対象画素と称する。
【００４１】
ステップＳ５０２（像ぶれ補正量取得処理）において、像ぶれ補正量取得部１３は、像ぶれ補正部１５０から像ぶれ補正量を取得する。像ぶれ補正量は、上述したように、撮像素子に対する像の移動量に関連する情報である。像ぶれ補正量は、補正部材１０１１の移動量であってもよい。
【００４２】
ステップＳ５０３（換算係数決定処理）において、変換係数算出部１４は、対象画素の変換係数（式（３）に示すように像ズレ量をデフォーカス量に変換するための係数）を決定する。変換係数算出部１４は、像ぶれ補正量に基づいて、像ぶれ補正により移動した光学像に応じて換算係数マップを補正する。変換係数算出部１４は、補正後の換算係数マップから対象画素の換算係数を決定する。ステップＳ５０３の処理は、換算係数を補正する換算係数補正処理と捉えることもできるし、デフォーカス量（距離情報）を補正する距離
情報補正処理と捉えることもできる。
【００４３】
換算係数マップの補正方法は、像ぶれ補正量の大きさに応じて異ならせることが好ましい。本実施形態では、像ぶれ補正量が（１）小さい場合、（２）やや大きい場合、（３）大きい場合ごとに処理を異ならせる。以下では、まず、それぞれの場合の処理について説明し、その後に場合分けの基準となる像ぶれ補正量の閾値について説明する。
【００４４】
［１．像ぶれ補正量が小さい場合］
像ぶれ補正量が小さい場合には、像ぶれ補正量が０の状態に関する換算係数マップを撮像面上の画素の移動量に基づいて平行移動すればよい。図４（Ａ）は、像ぶれ補正量が０の状態に関する換算係数マップを示し、図４（Ｂ）は補正後の換算係数マップを示す。この例では、像ぶれ補正量(x,y)=(1,0)としている。この場合、補正後の換算係数マップをK'(x,y)とすると、K'(x,y)=K(x+1, y)となる。
【００４５】
像ぶれ補正量は連続的に変化するため、換算係数マップの移動量はサブピクセル値となりうる。その際は補間を用いて換算係数マップを再作成すればよい。この際、変換係数算出部１４は、出力マップのデータに欠陥が生じないよう、出力マップ座標に基づき入力マップデータのサンプリング及び補間を行うバックワードマッピングによりマップの再作成を実現する。補間手法は特に限定されない。変換係数算出部１４は、補間手法に応じて、演算した入力マップ上のサンプリング座標の近傍の画素値を用いて補間処理をおこなう。補間処理には例えば４近傍を用いて線形補間を行うバイリニア補間処理、１６近傍を用いて３次補間をおこなうバイキュービック補間処理などが利用可能である。
【００４６】
図５（Ｃ）を用いて、典型的な例としてバイリニア補間を説明する。黒丸６０１は、出力マップ上の或る画素の、入力マップ上での対応点（サンプリング点）を示す。サンプリング点のｘ座標およびｙ座標は、一般に非整数である。変換係数算出部１４は、サンプリング座標を中心とする周辺の４つの入力マップデータ（白丸で示すデータ）を用いて、バイリニア補間により出力マップのデータを求める。具体的には、変換係数算出部１４は、メモリから４近傍すなわち（［ｘ］，［ｙ］），（［ｘ＋１］，［ｙ］），（［ｘ］，［ｙ＋１］），（［ｘ＋１］，［ｙ＋１］）の４点の入力マップデータを読み出す。なお、［ｘ］は値ｘの整数部分を表す。そして、変換係数算出部１４は、以下の式にしたがって、出力マップのマップ値を計算する。
【数４】
0006628678.tif 000005
【００４７】
ここで、K(x,y)は入力マップ（すなわち、像ぶれ補正量が０の換算係数マップ）であり、K'(x,y)は出力マップ（すなわち、像ぶれ補正を考慮した換算係数マップ）である。
【００４８】
上記処理を順次行うことにより換算係数マップを補間できる。ただし、実際には、換算係数マップ全体を再作成する必要はなく、ステップＳ５０１（画素選択処理）において取得した対象画素の位置の換算係数のみを求めれば十分である。
【００４９】
［２．像ぶれ補正量がやや大きい場合］
像ぶれ補正量が少し大きくなると、補正部材１０１１の移動により光学像の平行移動に偏心歪曲収差の影響が加わる。したがって、像は単に平行移動するではなく、拡大縮小や
あおりのような幾何変形も生じる。ただし、像ぶれ補正による光学像の移動がそれほど大きくない場合、光量の変化は小さいため、近似的には換算係数マップの幾何変換（一般には射影変換）により、光学像の移動に対応する換算係数マップの再作成を行うことができる。つまり、変換係数算出部１４は、光学像の並進移動や拡大縮小・あおりの動きに合わせて、像ぶれ補正量が０の場合の換算係数マップを変形させる。
【００５０】
［３．像ぶれ補正量が大きい場合］
像ぶれ補正量がさらに大きい場合は、光学像の幾何学的な変形による光量の変化が無視できなくなる。この場合には、光学系１０１のズームステート、被写体距離、絞り値のみならず、像ぶれ補正量のx,yのパラメータ毎に像高に対する換算係数マップを事前に作成
し保持しておけば対応可能である。変換係数算出部１４は、条件が一致する換算係数マップを取得して、対象画素に適用する換算係数を決定すればよい。
【００５１】
もしくは、換算係数マップを像ぶれ補正量に応じて変形させても良い。そのために、例えば像ぶれ補正量の変化に伴う各像位置における換算係数の変化を、超平面のフィッティング関数の係数（フィッティングパラメータ）として保持しておく。変換係数算出部１４は、換算係数マップにフィッティング関数を適用して変形することで像ぶれ補正量に対応した換算係数マップを取得することもできる。
【００５２】
また、複数の像ぶれ補正量について換算係数マップを事前に作成・格納しておき、実際の像ぶれ補正量に最も近い換算係数マップに基づいて、上記（１）または（２）の処理を施して、対象画素に適用する換算係数を決定してもよい。すなわち、複数の所定の像ぶれ補正量に対して像面内の位置に応じた換算係数マップをメモリに保持しておき、変換係数算出部１４は、実際の像ぶれ補正量に最も近い換算係数マップを平行移動または射影変換して対象画素に適用する換算係数を決定してもよい。
【００５３】
［場合分けの基準について］
以上のように、像ぶれ補正量の大きさに応じて処理を異ならせることが好ましい。ここで、場合分けの基準となる像ぶれ量の閾値は、結像光学系１０１によって異なるので、適当な手法で決定すればよい。たとえば、距離が既知の種々の被写体を対象として、種々の像ぶれ補正量を適用した場合に、上記３つの処理により距離情報を求める。第１の手法による測距誤差が許容範囲以上となる像ぶれ補正量を、「像ぶれ補正量が小さい」場合と「像ぶれ補正量がやや大きい」場合を区別する第１の閾値として決定できる。同様に、第２の手法よる測距誤差が許容範囲以上となる像ぶれ補正量を、「像ぶれ補正量がやや大きい」場合と「像ぶれ補正量が大きい」場合を区別する第２の閾値として決定できる。
【００５４】
変換係数算出部１４は、像ぶれ補正量が第１の閾値以下のときは第１の手法を、第１の閾値よりも大きく第２の閾値以下のときは第２の手法を、第２の閾値よりも大きいときは第３の手法に従って換算係数を取得する。像ぶれ補正量が閾値以下のときと閾値より大きい場合で処理を変えることと、像ぶれ補正量が閾値より小さいときと閾値以上の場合で処理を変えることは技術的に同義である。したがって、像ぶれ補正量が閾値以下か否かを判定する代わりに、像ぶれ補正量が閾値より小さいか否かを判定してもよい。
【００５５】
ステップＳ５０４の像ズレ量算出処理は、図２におけるステップＳ２０１と同様の処理であるため、説明を省略する。ステップＳ５０５（距離算出処理）では、距離算出部１５は、ステップＳ５０３にて取得した換算係数の値を用いて式（３）により、像ズレ量からデフォーカス量を算出する。
【００５６】
像ぶれ補正量が０の状態に対する換算係数マップは、例えば、以下のように決定できる。まず、結像光学系の状態（焦点距離や絞り、フォーカス距離、デフォーカス量）や撮像
素子１０３上の測距画素の位置（像高）などの所定の測距条件において、既知の距離にある様々な被写体を撮影する。各被写体から取得した信号から、像ズレ量と所定の算出式により換算係数マップを算出する。さらに、各被写体の実際の距離と、像ズレ量及び換算係数から求まる距離が近くなるように、換算係数の調整を行う。あるいは、同様の手法を結像光学系１０１や距離測定装置１０２の設計値を元にした数値シミュレーションで行うことにより、換算係数マップを決定してもよい。
【００５７】
（実施形態２）
撮像素子面の倒れや球面収差、軸上色収差などの影響を受け、デフォーカス量がゼロになるべきベストピント位置でも像ズレ量はゼロとはならないことがある。また、ベストピント位置はＲＧＢ画素や像高によって異なることもある。測距演算処理においては、式（５）のように係数Ｍを採用することで、この影響を補正できる。
【数５】
0006628678.tif 000006
【００５８】
この場合、補正値Ｍも像高に応じて異なる値となる。つまり、像高によるベストピント位置のずれを考慮して、デフォーカス量を誤差を小さく求めるためには、基線長に関連する係数Ｋとベストピント位置の補正量Ｍをメモリ１０５に蓄えておく必要がある。本実施形態では、メモリ１０５に、係数Ｋと係数Ｍからなる２要素のベクトルパラメータを、図６のように画素位置に応じた２次元テーブルとしてメモリ１０５に蓄える。すなわち、本実施形態では、ベクトルパラメータ（Ｋ，Ｍ）が換算係数に相当し、係数Ｋおよび係数Ｍを画素位置ごとに格納したテーブルＴ（ｘ，ｙ）＝（Ｋ（ｘ，ｙ），Ｍ（ｘ，ｙ））が換算係数マップに相当する。
【００５９】
本実施形態における測距演算処理のフローチャートを図７に示す。図７に示すように、処理内容は実施形態１と同様である。
【００６０】
本実施形態では、ステップＳ６０３（換算係数決定処理）において、ステップＳ５０１で選択した対象画素に対応する換算係数（Ｋ，Ｍ）を決定する処理を行う。具体的な処理は、実施形態１と実質的に同様である。すなわち、像ぶれ補正量が０の場合の換算係数マップを、ステップＳ５０２に取得した像ぶれ補正量に応じて補正すればよい。この場合も、実施形態１と同様に、像ぶれ補正量の大きさに応じて異なる処理により換算係数マップを補正することが好ましい。
【００６１】
ステップＳ６０５（距離算出処理）では、距離算出部１５は、ステップＳ６０３にて取得した換算係数の値を用いて式（５）により、像ズレ量からデフォーカス量を算出する。
【００６２】
像ぶれ補正量が０の状態に対応する換算係数マップ（Ｋ，Ｍ）は、例えば、以下のように決定できる。まず、結像光学系の状態（焦点距離や絞り、フォーカス距離、デフォーカス量）や撮像素子１０３上の測距画素の位置（像高）などの所定の測距条件において、既知の距離にある様々な被写体を撮影する。各被写体から取得した信号から、像ズレ量と所定の算出式により換算係数マップ（Ｋ，Ｍ）を算出する。各被写体の実際の距離と、像ズレ量及び換算係数（Ｋ，Ｍ）から求まる距離が近くなるように、換算係数（Ｋ，Ｍ）の調整を行う。あるいは、同様の手法を結像光学系１０１や距離測定装置１０２の設計値を元にした数値シミュレーションで行うことにより、換算係数マップ（Ｋ，Ｍ）を決定してもよい。
【００６３】
（実施形態３）
実施形態１，２においては、鏡筒枠によるケラレや収差がない場合を基本的に想定して
いる。しかし、撮像レンズの小型化の要請から通常の撮像用の光学系ではレンズ枠で光束がけられるいわゆる口径食が発生し，絞り内を通過した光束が全て撮像素子に導かれることはない。この影響により、瞳上での透過率分布の重心間隔である基線長Ｗの値および関連する換算係数Ｋも像高に応じて異なる値となる。加えて、デフォーカス算出画素が周辺画素になるにつれＡ像・Ｂ像間の像の違いが大きくなり、これを考慮する必要性が高まる。
【００６４】
図８は撮像素子１０３の要部上面図である。ここでは撮像素子１０３の中心を通り、光電変換部１１０１と光電変換部１１０２の各中心点を結ぶ方向に垂直な線分１０３１を境界として、撮像素子領域１０３２と撮像素子領域１０３３とする。撮像素子領域１０３２（第二の撮像素子領域）では、第二の瞳領域を通過した光束を受光する光電変換部１１０２を第一の光電変換部とし、光電変換部１１０１を第二の光電変換部としている。一方、領域１０３３（第一の撮像素子領域）では、第一の瞳領域を通過した光束を受光する光電変換部１１０１を第一の光電変換部とし、光電変換部１１０２を第二の光電変換部とする。
【００６５】
図９（Ａ）は、撮像素子１０３の中心付近に配置された測距画素１１０における光電変換部１１０２に対応する射出瞳１３０上での瞳透過率分布を表わし、第二の瞳領域に対応する．黒いほど透過率が高く、白いほど透過率が低い。同様に、図９（Ｂ）は撮像素子１０３の中心付近に配置された測距画素１１０における光電変換部１１０１に対応する射出瞳１３０上での瞳透過率分布を表わす。
【００６６】
図９（Ｃ）は、撮像素子１０３の中心付近の測距画素１１０について、ｘ軸断面における透過率分布を表わしたもので、横軸がｘ軸座標、縦軸が透過率である。実線が光電変換部１１０２に対応する透過率分布（第二の瞳領域に対応）、点線が光電変換部１１０１に対応する透過率分布（第一の瞳領域に対応）である。瞳透過率分布は、光電変換部、マイクロレンズと射出瞳の位置関係およびマイクロレンズの収差・回折・撮像素子の入射面から光電変換部に至る光路中の光散乱・吸収などの光伝播状態により決まる。
【００６７】
図９（Ｄ）は撮像素子領域１０３２の測距画素１１０における光電変換部１１０２に対応する射出瞳１３０上での瞳透過率分布を表わし、第二の瞳領域に対応する。図９（Ｅ）は撮像素子領域１０３２の測距画素１１０における光電変換部１１０１に対応する射出瞳１３０上での瞳透過率分布を表わし、第一の瞳領域に対応する。図９（Ｆ）は撮像素子領域１０３２の測距画素１１０についてｘ軸断面における透過率分布を表わしたものである。
【００６８】
一般に、周辺像高では、撮像レンズの小型化の要請からレンズ枠で光束がけられるいわゆる口径食が発生し、絞り内を通過した光束が全て撮像素子に導かれることはない。瞳上で片側から口径食が発生するため、元の透過率分布の形状に応じて、透過効率の変化量が異なる。図９（Ｄ）に示すように、口径食が発生する領域１３０ａが、元の透過率が高い領域の場合は透過効率の低下量が大きい。一方、図９（Ｅ）に示すように、口径食が発生する領域１３０ａが、元の透過率が低い領域の場合は透過効率の低下量は小さい。よって、撮像素子領域１０３２の測距画素１１０においては、像高が高くなるに従い、第二の瞳領域の透過率分布は第一の瞳領域の透過率分布と比べ、けれられがない場合に対して形状が欠損により大きく変化する。したがって、重心位置が変わり、基線長が短くなる方向に変化してしまう。
【００６９】
図９（Ｇ）は撮像素子領域１０３３の測距画素１１０における光電変換部１１０２に対応する射出瞳１３０上での瞳透過率分布を表わし、第二の瞳領域に対応する。図９（Ｈ）は撮像素子領域１０３３の測距画素１１０における光電変換部１１０１に対応する射出瞳
１３０上での瞳透過率分布を表わし、第一の瞳領域に対応する。図９（Ｉ）は撮像素子領域１０３３の測距画素についてｘ軸断面における透過率分布を表わしたものである。
【００７０】
撮像素子領域１０３２と同様に、撮像素子領域１０３３の測距画素１１０においては、像高が高くなるに従い、第一の瞳領域の透過率分布は第二の瞳領域の透過率分布と比べ、けれられがない場合に対して形状が欠損により大きく変化する。したがって、重心位置が変わり、基線長が短くなる方向に変化してしまう。
【００７１】
以上のように、各光電変換部の瞳感度分布の重心位置間の長さである重心間隔は像高（画素位置）に応じて異なり、基線長Ｗの値も像高に応じて異なる値となる。そのため、精度の高い測距を行うためには式（２）または式（５）を用いた距離算出処理において、像高に応じた基線長の値を用いる必要がある。
【００７２】
このように、撮像素子上の画素の位置に応じた受光量分布の値の変化量と、基線長Ｗ、もしくは関連する換算係数には対応がある。
【００７３】
＜像修正＞
撮像レンズの枠などによる光束のケラレがあると、Ａ像とＢ像を各々形成する光学系の開口関数が異なってくるため、Ａ像とＢ像は互いに異なる形状となり、測距精度が悪化する。そこで、公知の手法を用いて像修正処理を行う。像ぶれ補正がＯＦＦのときの基本的な像修正処理を用いた測距方法については特開２０１３−２２２１８３号公報（特許文献３）に公開されている。
【００７４】
像修正フィルタは像修正関数を元に作成される。像修正関数は、例えば、第１の瞳領域あるいは第２の瞳領域に対応する線像分布関数とする。Ａ像およびＢ像と、像修正フィルタＬａ´、Ｌｂ´を用いて、像形状を修正したＡ´像およびＢ´像を作成する。Ａ像の一次元信号Ａ［ｘ］に、像修正フィルタＬｂ´［ｘ］を、畳み込み積分することで、Ａ´［ｘ］を作成する。Ｂ像についても同様に、Ｂ像の一次元信号Ｂ［ｘ］に像修正フィルタＬａ´（ｘ）を、畳み込み積分することで、Ｂ´［ｘ］を作成する。像修正フィルタは、例えば９×１の多次元ベクトルのフィルタ係数（ｆ１，…，ｆ９）から構成され、像高に応じて事前計算されている。
【００７５】
しかしながら、像ぶれ補正による光像の移動に従い像修正フィルタの対応像高も移動するため、換算係数と同様に、像ぶれ補正量に応じて幾何変換をかけてマップを補正しなければならない。像ぶれ補正を考慮した、像修正処理を測距演算処理のフローチャートの一例を図１０に示す。
【００７６】
ステップＳ７０１の画素選択処理およびステップＳ７０２の防振補正量取得処理は、実施形態１のステップＳ５０１およびステップＳ５０３と同様であるため、説明を省略する。
【００７７】
ステップＳ７０３の換算係数・像修正係数取得処理では、実施形態１のステップＳ５０４もしくは実施形態２のステップＳ６０４とほぼ同等な処理により換算係数を取得する。本実施形態では、さらに像ぶれ補正量に基づき像高について関連付けられた像修正フィルタ係数マップに幾何変形を行い、変換後の像修正フィルタ係数マップから選択画素に対応した像修正フィルタ係数を取得する。メモリへの保存容量を減らすため、像ぶれ補正量に応じたフィルタ係数の変化を多項式係数等で別途保存し、この多項式を用いた演算によりフィルタ係数を取得しても良い。これにより、像ぶれ補正量に対応する像修正フィルタ係数マップの保存数を限定できる。
【００７８】
なお、メモリ１０５にはあらかじめ、像ぶれ補正量が０のときの換算係数とフィルタ係数が、結像光学系１０１の撮影条件（Ｆ値、射出瞳距離）ごとに格納される。図１１は、換算係数とフィルタ係数が画素位置に応じた２次元テーブルとしてメモリ１０５に格納される様子を示す図である。ここで、Ｔ１＝（ｆ１，…，ｆｎ）はフィルタ係数のベクトルを表し、Ｔ２＝（Ｋ，Ｍ）は換算係数のベクトルを表す。ステップＳ７０３においては、画素位置に応じた２次元テーブルが、実施形態２と同様に、像ぶれ補正量に応じて幾何変形される。
【００７９】
ステップＳ７０４の像修正処理は、ステップＳ７０３で得られる像修正フィルタを用いて、Ａ像とＢ像を修正した像であるＡ´像とＢ´像が作成される。像修正フィルタは像修正関数を元に作成される。像修正関数は、例えば、第１の瞳領域あるいは第２の瞳領域に対応する線像分布関数とする。Ａ像およびＢ像と、像修正フィルタＬａ´、Ｌｂ´を用いて、像形状を修正したＡ´像およびＢ´像を作成する。Ａ像の一次元信号Ａ［ｘ］に、像修正フィルタＬｂ´［ｘ］を、畳み込み積分することで、Ａ´［ｘ］を作成する。Ｂ像についても同様に、Ｂ像の一次元信号Ｂ［ｘ］に像修正フィルタＬａ´（ｘ）を、畳み込み積分することで、Ｂ´［ｘ］を作成する。
【００８０】
ステップＳ７０５の像ズレ量算出処理は、像修正処理後のＡ像およびＢ像（すなわちＡ´像およびＢ´像）を用いる点を除けば、実施形態１のステップＳ５０２と同等である。ステップＳ７０６の距離算出処理は、実施形態１のステップＳ５０５もしくは実施形態２のＳ６０５の距離算出処理と同等であり、ステップＳ７０５の換算係数取得処理で取得した換算係数の値を用いて式（２）あるいは式（５）による測距演算処理が行われる。
【００８１】
像ぶれ補正量が０の状態に対応する換算係数マップ（Ｋ，Ｍ）は、例えば、以下のように決定できる。まず、結像光学系の状態（焦点距離や絞り、フォーカス距離、デフォーカス量）や撮像素子１０３上の測距画素の位置（像高）などの所定の測距条件において、既知の距離にある様々な被写体を撮影する。各被写体から取得した信号から、像ズレ量と所定の算出式により換算係数マップ（Ｋ，Ｍ）を算出する。各被写体の実際の距離と、像ズレ量及び換算係数（Ｋ，Ｍ）から求まる距離が近くなるように、換算係数（Ｋ，Ｍ）の調整を行う。あるいは、同様の手法を結像光学系１０１や距離測定装置１０２の設計値を元にした数値シミュレーションで行うことにより、換算係数マップ（Ｋ，Ｍ）を決定してもよい。
【００８２】
像ぶれ補正量が０の状態に対応する像修正フィルタは、結像光学系１０１や距離測定装置１０２の設計値を元にした数値シミュレーションによりあらかじめ作成できる。結像光学系の状態（焦点距離や絞り、フォーカス距離、デフォーカス量）や撮像素子１０３上の測距画素の位置（像高）などの所定の測距条件において、あらかじめ像修正フィルタを作成すればよい。
【００８３】
像修正フィルタの一例を図１２に示す。図１２（Ａ）において、フィルタＦｙ１３０１（第１のフィルタ）は、ｘ方向に１、ｙ方向にＡｙ（Ａｙは２以上の整数）のセル数を有し、セル１３０３はセル値（フィルタ値）を有する。図１２（Ｂ）において、フィルタＦｘ１３０２（第２のフィルタ）は、ｘ方向にＡｘ、ｙ方向に１（Ａｘは２以上の整数）のセル数を有し、セル１３０４はセル値（フィルタ値）を有する。各セルが画像信号（Ｓ１０１又はＳ１０２）の１画素に対応する。
【００８４】
（実施形態４）
上記の第１から第３の実施形態では、換算係数が像ぶれ補正量に応じて補正される。本実施形態では、換算係数ではなく像ズレ量が像ぶれ補正量に応じて補正される。デフォーカス量が像ズレ量と換算係数から求められるので、像ぶれ補正量に応じて換算係数を補正
する代わりに、像ぶれ補正量に応じて像ズレ量を補正しても同様の効果が得られる。
【００８５】
本実施形態に係る距離測定装置１０２は、像ズレ量を補正するための補正係数を画素位置ごとに記憶した補正係数マップをメモリ１０５に保持する。
【００８６】
本実施形態における測距演算処理の基本的な流れは第１の実施形態と同様である。そこで本実施形態における測距演算処理を、第１の実施形態（図５（Ｂ）のフローチャート）と比較して説明する。画素選択処理（Ｓ５０１）および像ぶれ補正量取得処理（Ｓ５０２）は第１の実施形態と同様である。換算係数取得処理（Ｓ５０３）においては、あらかじめ用意された換算係数マップに含まれる換算係数の値がそのまま利用される。像ズレ量算出処理（Ｓ５０４）では、まず、第１の実施形態と同様に相関値Ｓ（ｋ）を最小とするシフト量として像ズレ量が求められる。その後、像ぶれ補正量に応じて補正係数マップを調整し、調整後の補正係数マップに含まれる補正係数を用いて、像ズレ量が補正される。補正係数マップの調整処理は、第１の実施形態における換算係数マップの調整処理と同様である。距離算出処理（Ｓ５０５）では、ステップＳ５０３で取得された換算係数と、ステップＳ５０４で取得された補正済み像ズレ量とを用いて、式（２）あるいは（３）にしたがってデフォーカス量が算出される。
【００８７】
（その他の実施形態）
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（演算手段などの機能）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、距離測定装置に供給する。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。
【００８８】
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。
【００８９】
デジタルカメラなどへの適用を考えると、本発明は、距離検出を専用で行う距離測定装置（一眼レフカメラ等で用いられる）としてよりも、撮像装置の撮像部を用いて距離検出も行ういわゆる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、本発明の距離測定装置における演算部は、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、所定の結像光学系と、所定の撮像部、コンピュータと、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。
【００９０】
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。
【００９１】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１４・・変換係数算出部
１５・・距離算出部
１０２・・距離測定装置
【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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