【手続補正書】
【提出日】平成31年4月16日(2019.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系が有する第一の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第一の画像と、第二の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第二の画像と、に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置であって、
前記第一の瞳領域の重心と、前記第二の瞳領域の重心は、第一の軸に沿って異なる位置にあり、
前記第一の画像および第二の画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出手段と、
前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に設定された局所領域における、前記第一の軸に沿ったコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸とは異なる第二の軸方向に複数算出し、複数の前記第一の値を代表する値である第二の値に基づいて、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を有する、距離算出装置。
【請求項２】
前記第一の値は、前記局所領域に含まれ、前記第一の軸に沿った画素列が有する画素値の分散である
ことを特徴とする、請求項１に記載の距離算出装置。
【請求項３】
前記第一の値は、前記局所領域に含まれ、前記第一の軸に沿った画素列が有する画素値の最大値と最小値との差分である
ことを特徴とする、請求項１に記載の距離算出装置。
【請求項４】
前記第一の値は、前記局所領域に含まれ、前記第一の軸に沿った画素列が有する画素値を、前記第一の軸に沿って微分した値の絶対値の和もしくは絶対値の平均である
ことを特徴とする、請求項１に記載の距離算出装置。
【請求項５】
前記第二の値は、複数の前記第一の値の総和、平均値、中央値、最頻値のうちの少なくともいずれかである
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の距離算出装置。
【請求項６】
結像光学系が有する第一の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第一の画像と、
第二の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第二の画像と、に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置であって、
前記第一の瞳領域の重心と、前記第二の瞳領域の重心は、第一の軸に沿って異なる位置にあり、
前記第一の画像および第二の画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出手段と、
前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に設定された局所領域におけるコントラストの変化量の大きさを表す値であるコントラスト評価値と、前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に基づいて算出されたノイズ量推定値との比に基づき、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を有する、距離算出装置。
【請求項７】
前記局所領域に含まれる前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方の画像の画素値が大きいほど、前記ノイズ量推定値が大きくなる
ことを特徴とする、請求項６に記載の距離算出装置。
【請求項８】
画素位置（ｘ，ｙ）における前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方の画素値に基づく値Ｉ（ｘ，ｙ）と、定数Ａと、定数Ｂと、前記コントラスト評価値の次数ｎと、をおいた場合に、式
2016212081.tif 000001
によって、画素位置（ｘ，ｙ）における前記ノイズ量推定値Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する
ことを特徴とする、請求項６に記載の距離算出装置。
【請求項９】
画素位置（ｘ，ｙ）における前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方の画素値に基づく値Ｉ（ｘ，ｙ）と、定数Ａと、定数Ｂと、前記コントラスト評価値の次数ｎと、をおいた場合に、式
2016212081.tif 000002
によって、画素位置（ｘ，ｙ）における前記ノイズ量推定値Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する
ことを特徴とする、請求項６に記載の距離算出装置。
【請求項１０】
前記画素位置（ｘ，ｙ）における、前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方の画素値に基づく値であるＩ（ｘ，ｙ）は、
前記画素位置（ｘ，ｙ）における被写体距離を算出する際に用いた、前記局所領域に含まれる画素値の平均値である
ことを特徴とする、請求項８または９に記載の距離算出装置。
【請求項１１】
前記信頼度算出手段は、
前記第一の軸に沿った前記局所領域に含まれる前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方の画像のコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸とは異なる第二の軸に沿って複数算出し、
複数の前記第一の値を代表する値である第二の値をコントラスト評価値とする
ことを特徴とする、請求項６から１０のいずれか１項に記載の距離算出装置。
【請求項１２】
前記コントラスト評価値は、前記第一の画像の前記局所領域、前記第二の画像の前記局所領域、又は、前記第一の画像と前記第二の画像の合成画像の局所領域において、前記第一の軸に沿ったコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸と交差する第二の
軸方向に複数算出し、複数の前記第一の値を代表する値である第二の値に基づいて算出される、
ことを特徴とする請求項６から１１のいずれか１項に記載の距離算出装置。
【請求項１３】
前記第一の値は、前記第一の軸に沿った画素列が有する画素値の分散、前記第一の軸に沿った画素列が有する画素値の最大値と最小値との差分、前記第一の軸に沿った画素列が有する画素値を前記第一の軸に沿って微分した値の絶対値の和、もしくは、絶対値の平均、のうちの少なくともいずれかである、
ことを特徴とする請求項１２に記載の距離算出装置。
【請求項１４】
前記第二の値は、複数の前記第一の値の総和、平均値、中央値、最頻値、のうちの少なくともいずれかである、
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の距離算出装置。
【請求項１５】
前記距離算出手段は、前記算出した信頼度に基づいて、被写体距離を算出する際に用いるパラメータを設定する
ことを特徴とする、請求項１から１４のいずれか１項に記載の距離算出装置。
【請求項１６】
前記距離算出手段が算出した被写体距離を、算出した信頼度に基づいて補正する補正手段をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１から１５のいずれか１項に記載の距離算出装置。
【請求項１７】
前記距離算出手段は、前記第一の画像と第二の画像に基づいて、被写体距離の分布を表す距離画像を生成し、
前記信頼度算出手段は、前記被写体距離の信頼度の分布を表す信頼度画像を生成し、
前記補正手段は、前記距離画像および信頼度画像に、第一の画素位置を含む参照領域を設定し、前記参照領域に含まれる被写体距離を、前記参照領域に含まれる信頼度に基づいて重み付け平均し、得られた結果を用いて、前記第一の画素位置に対応する被写体距離を補正する
ことを特徴とする、請求項１６に記載の距離算出装置。
【請求項１８】
前記補正手段は、前記参照領域に対応する、画素の輝度、画素の色相、第二の値の少なくともいずれかにさらに基づいて重み付け平均を行い、得られた結果を用いて、前記第一の画素位置に対応する被写体距離を補正する
ことを特徴とする、請求項１７に記載の距離算出装置。
【請求項１９】
第一の結像光学系をさらに有し、
前記第一の瞳領域と前記第二の瞳領域は、前記第一の結像光学系の射出瞳に内包される
ことを特徴とする、請求項１から１８のいずれか１項に記載の距離算出装置。
【請求項２０】
第一の結像光学系と第二の結像光学系をさらに有し、
前記第一の瞳領域は、前記第一の結像光学系の射出瞳に内包され、前記第二の瞳領域は、前記第二の結像光学系の射出瞳に内包される
ことを特徴とする、請求項１から１８のいずれか１項に記載の距離算出装置。
【請求項２１】
結像光学系が有する射出瞳に内包された、複数の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された複数の画像に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置であって、
前記複数の画像の中から、対応する瞳領域の重心が、第一の軸に沿ってそれぞれ異なる位置にある二つの画像の組を生成する生成手段と、
前記二つの画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体
距離を算出する距離算出手段と、
前記二つの画像の少なくとも一方に設定された局所領域における、前記第一の軸に沿ったコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸とは異なる第二の軸方向に複数算出し、複数の前記第一の値を代表する値である第二の値に基づいて、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を有する、距離算出装置。
【請求項２２】
前記生成手段は、前記第一の軸の方向を変更しながら、前記二つの画像の組を複数生成し、
前記距離算出手段は、被写体距離の分布を表す距離画像を前記画像の組ごとに生成し、
前記信頼度算出手段は、生成した距離画像ごとに、前記被写体距離の信頼度の分布を表す信頼度画像を生成し、
前記複数の信頼度画像に基づき、前記複数の距離画像を統合した統合距離画像を生成する統合手段をさらに有する
ことを特徴とする、請求項２１に記載の距離算出装置。
【請求項２３】
前記生成手段が生成する二つの画像の組に含まれる画像は、前記射出瞳に内包された複数の領域をそれぞれ通過した光束に基づいて生成された複数の画像を結合して得られる画像である
ことを特徴とする、請求項２２に記載の距離算出装置。
【請求項２４】
結像光学系が有する射出瞳に内包された、複数の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された複数の画像に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置であって、
前記複数の画像の中から、対応する瞳領域の重心が、第一の軸に沿ってそれぞれ異なる位置にある二つの画像の組を生成する生成手段と、
前記二つの画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出手段と、
前記二つの画像の少なくとも一方に設定された局所領域におけるコントラストの変化量の大きさを表す値であるコントラスト評価値と、前記二つの画像の少なくとも一方に基づいて算出されたノイズ量推定値との比に基づき、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を有する、距離算出装置。
【請求項２５】
結像光学系と、前記結像光学系を通過した光束に基づいて画像を生成する撮像手段と、
請求項１から２４のいずれか１項に記載の距離算出装置と、
を有する撮像装置。
【請求項２６】
結像光学系が有する第一の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第一の画像と、第二の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第二の画像と、に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置が行う距離算出方法であって、
前記第一の瞳領域の重心と、前記第二の瞳領域の重心は、第一の軸に沿って異なる位置にあり、
前記第一の画像および第二の画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出ステップと、
前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に設定された局所領域における、前記第一の軸に沿ったコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸とは異なる第二の軸方向に複数算出し、複数の前記第一の値を代表する値である第二の値に基づいて、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
を含む、距離算出方法。
【請求項２７】
結像光学系が有する第一の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第一の画像と、第二の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第二の画像と、に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置が行う距離算出方法であって、
前記第一の瞳領域の重心と、前記第二の瞳領域の重心は、第一の軸に沿って異なる位置にあり、
前記第一の画像および第二の画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出ステップと、
前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に設定された局所領域におけるコントラストの変化量の大きさを表す値であるコントラスト評価値と、前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に基づいて算出されたノイズ量推定値との比に基づき、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
を含む、距離算出方法。
【請求項２８】
結像光学系が有する射出瞳に内包された、複数の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された複数の画像に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置が行う距離算出方法であって、
前記複数の画像の中から、対応する瞳領域の重心が、第一の軸に沿ってそれぞれ異なる位置にある二つの画像の組を生成する生成ステップと、
前記二つの画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出ステップと、
前記二つの画像の少なくとも一方に設定された局所領域における、前記第一の軸に沿ったコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸とは異なる第二の軸方向に複数算出し、複数の前記第一の値を代表する値である第二の値に基づいて、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
を含む、距離算出方法。
【請求項２９】
結像光学系が有する射出瞳に内包された、複数の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された複数の画像に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置が行う距離算出方法であって、
前記複数の画像の中から、対応する瞳領域の重心が、第一の軸に沿ってそれぞれ異なる位置にある二つの画像の組を生成する生成ステップと、
前記二つの画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出ステップと、
前記二つの画像の少なくとも一方に設定された局所領域におけるコントラストの変化量の大きさを表す値であるコントラスト評価値と、前記二つの画像の少なくとも一方に基づいて算出されたノイズ量推定値との比に基づき、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
を含む、距離算出方法。
【請求項３０】
請求項２６から２９のいずれか１項に記載の距離算出方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するための、本発明の第一の形態に係る距離算出装置は、
結像光学系が有する第一の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第一の画像と、
第二の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第二の画像と、に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置であって、前記第一の瞳領域の重心と、前記第二の瞳領域の重心は、第一の軸に沿って異なる位置にあり、前記第一の画像および第二の画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出手段と、前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に設定された局所領域における、前記第一の軸に沿ったコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸とは異なる第二の軸方向に複数算出し、複数の前記第一の値を代表する値である第二の値に基づいて、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明の第二の形態に係る距離算出装置は、
結像光学系が有する第一の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第一の画像と、第二の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第二の画像と、に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置であって、前記第一の瞳領域の重心と、前記第二の瞳領域の重心は、第一の軸に沿って異なる位置にあり、前記第一の画像および第二の画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出手段と、前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に設定された局所領域におけるコントラストの変化量の大きさを表す値であるコントラスト評価値と、前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に基づいて算出されたノイズ量推定値との比に基づき、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明の第三の形態に係る距離算出装置は、
結像光学系が有する射出瞳に内包された、複数の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された複数の画像に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置であって、前記複数の画像の中から、対応する瞳領域の重心が、第一の軸に沿ってそれぞれ異なる位置にある二つの画像の組を生成する生成手段と、前記二つの画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出手段と、前記二つの画像の少なくとも一方に設定された局所領域における、前記第一の軸に沿ったコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸とは異なる第二の軸方向に複数算出し、複数の前記第一の値を代表する値である第二の値に基づいて、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明の第四の形態に係る距離算出装置は、
結像光学系が有する射出瞳に内包された、複数の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された複数の画像に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置であって、
前記複数の画像の中から、対応する瞳領域の重心が、第一の軸に沿ってそれぞれ異なる位置にある二つの画像の組を生成する生成手段と、
前記二つの画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出手段と、
前記二つの画像の少なくとも一方に設定された局所領域におけるコントラストの変化量の大きさを表す値であるコントラスト評価値と、前記二つの画像の少なくとも一方に基づいて算出されたノイズ量推定値との比に基づき、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を有することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の第一の形態に係る距離算出装置の制御方法は、
結像光学系が有する第一の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第一の画像と、第二の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第二の画像と、に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置が行う距離算出方法であって、前記第一の瞳領域の重心と、前記第二の瞳領域の重心は、第一の軸に沿って異なる位置にあり、前記第一の画像および第二の画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出ステップと、前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に設定された局所領域における、前記第一の軸に沿ったコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸とは異なる第二の軸方向に複数算出し、複数の前記第一の値を代表する値である第二の値に基づいて、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明の第二の形態に係る距離算出装置の制御方法は、
結像光学系が有する射出瞳に内包された、複数の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された複数の画像に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置が行う距離算出方法であって、前記複数の画像の中から、対応する瞳領域の重心が、第一の軸に沿ってそれぞれ異なる位置にある二つの画像の組を生成する生成ステップと、前記二つの画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出ステップと、前記二つの画像の少なくとも一方に設定された局所領域における、前記第一の軸に沿ったコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸とは異なる第二の軸方向に複数算出し、複数の前記第一の値を代表する値である第二の値に基づいて、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明の第三の形態に係る距離算出装置の制御方法は、
結像光学系が有する第一の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第一の画像と、第二の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第二の画像と、に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置が行う距離算出方法であって、
前記第一の瞳領域の重心と、前記第二の瞳領域の重心は、第一の軸に沿って異なる位置にあり、
前記第一の画像および第二の画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出ステップと、
前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に設定された局所領域における、前記第一の軸に沿ったコントラストの変化量を表す第一の値を、前記第一の軸とは異なる第二の軸方向に複数算出し、複数の前記第一の値を代表する値である第二の値に基づいて、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
を含むことを特徴とする。
また、本発明の第四の形態に係る距離算出装置の制御方法は、
結像光学系が有する第一の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第一の画像と、第二の瞳領域を通過した光束に基づいて生成された第二の画像と、に基づいて、被写体距離を算出する距離算出装置が行う距離算出方法であって、
前記第一の瞳領域の重心と、前記第二の瞳領域の重心は、第一の軸に沿って異なる位置にあり、
前記第一の画像および第二の画像にそれぞれ設定された局所領域に含まれる画素を比較することで被写体距離を算出する距離算出ステップと、
前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に設定された局所領域におけるコントラストの変化量の大きさを表す値であるコントラスト評価値と、前記第一の画像と前記第二の画像の少なくとも一方に基づいて算出されたノイズ量推定値との比に基づき、前記局所領域に対応する被写体距離の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
を含むことを特徴とする。