(57)【要約】【課題】撮像素子から得られた画像に基づいて、より信頼性の高い距離情報を取得することができる距離測定装置等を提供する。【解決手段】撮像光学系９と、撮像光学系９の瞳領域を通過する３つ以上の帯域の光の光量の重心位置を異ならせる帯域制限フィルタ１２と、カラーの撮像素子２２と、撮像素子２２から得られた複数帯域の色画像に基づき被写体までの距離を演算する位相差ＡＦ部４２と、色画像が位相差演算に適しているか否かを判定する位相差適合判定部４１と、位相差適合判定部４１により位相差演算に適していると判定された適合色画像の数が３つ以上である場合に、位相差ＡＦ部４２に、選択した２つの適合色画像の組み合わせの相関値、または２つの適合色画像の全ての組み合わせの相関値に基づき、被写体までの距離を演算させるＡＦ制御部３８と、を備えた距離測定装置。【選択図】図１
2013097154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つ以上の波長帯域の光をそれぞれ受光して光電変換し、該波長帯域毎の色画像を生成する撮像素子と、
前記波長帯域の光を、前記撮像素子に被写体像として結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系の瞳領域をそれぞれ通過する際の光量の重心位置を、３つ以上に異ならせる帯域制限フィルタと、
前記撮像素子から得られた複数の前記色画像の、前記重心位置の相違に起因する位相差量に基づき被写体までの距離を演算する位相差演算部と、
前記撮像素子から得られた前記色画像が、前記位相差演算部が演算に用いる色画像として適しているか否かを判定する位相差適合判定部と、
前記位相差適合判定部により適していると判定された色画像の数が３つ以上である場合に、前記位相差演算部に、該３つ以上の色画像の中から選択した２つの色画像の組み合わせの相関値、または該３つ以上の色画像のうち、２つの色画像の全ての組み合わせの相関値に基づき、前記被写体までの距離を演算させる位相差演算制御部と、
を具備したことを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
前記位相差適合判定部により適していると判定された色画像の中から、２つの色画像の組み合わせを選択する色信号選択部をさらに具備し、
前記位相差演算制御部は、前記色信号選択部により選択された２つの色画像の組み合わせの相関値に基づき、前記位相差演算部に前記被写体までの距離を演算させ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】
前記位相差演算制御部は、前記位相差演算部に、前記位相差適合判定部により前記位相差演算に適していると判定された色画像の中の２つの色画像の組み合わせの全てについて、最大相関値をそれぞれ算出させ、これら複数の最大相関値の中のさらに最大相関値を与える２つの色画像の組み合わせに基づき、前記被写体までの距離を演算させ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４】
前記位相差演算制御部は、前記位相差適合判定部により前記位相差演算に適していると判定された色画像が１つのみである場合に、前記位相差演算部に前記位相差演算に適していると判定された色画像と前記位相差演算に適している判定されなかった色画像との組み合わせの全てについて最大相関値をそれぞれ算出させ、これら複数の該最大相関値の中のさらに最大相関値を与える２つの色画像の組み合わせに基づき、前記被写体までの距離を演算させることを特徴とする請求項３に記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記位相差演算部により演算される位相差量または被写体までの距離を、前記位相差演算の対象とした２つの色画像に係る光が前記瞳領域を通過する際の光量の重心位置間の重心距離に応じて補正する基準補正部をさらに具備したことを特徴とする請求項２から請求項４の何れか一項に記載の距離測定装置。
【請求項６】
前記位相差演算部は、２つの色画像の組み合わせの、像ずれ量に対する相関値を示す相関値グラフを作成するものであり、
前記位相差演算部により作成された前記相関値グラフを、該相関値グラフを作成する対象とした２つの色画像に係る光が前記瞳領域を通過する際の光量の重心位置間の重心距離に応じて、像ずれ量軸の方向に補正する基準補正部をさらに具備し、
前記位相差演算制御部は、
前記位相差演算部に、前記位相差適合判定部により適していると判定された全ての色画像の中の２つの色画像の組み合わせの全てについて前記相関値グラフを作成させ、
前記基準補正部に、作成された全ての前記相関値グラフを、像ずれ量の軸方向と同一のスケールに補正させ、
前記位相差演算部に、全ての前記相関値グラフを統合させて統合相関値グラフを作成させ、前記統合相関値グラフに基づき、前記被写体までの距離を演算させ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７】
前記位相差演算制御部は、前記位相差適合判定部により適していると判定された色画像が１つである場合に、前記位相差演算部に前記位相差演算に適していると判定された色画像と前記位相差演算に適していると判定されなかった色画像との組み合わせの全てについて前記相関値グラフを作成させることを特徴とする請求項６に記載の距離測定装置。
【請求項８】
前記位相差演算制御部は、前記位相差適合判定部により前記位相差演算に適していると判定された色画像が２つである場合に、前記位相差演算部に、該２つの色画像の組み合わせの相関値に基づき、前記被写体までの距離を演算させ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９】
前記撮像素子から得られた画像に基づきコントラストオートフォーカスを行うコントラストオートフォーカス部をさらに具備し、
前記位相差演算制御部は、前記位相差適合判定部により適していると判定された色画像が存在しない場合には、前記コントラストオートフォーカス部に前記被写体までの距離を演算させることを特徴とする請求項８に記載の距離測定装置。
【請求項１０】
前記位相差適合判定部は、前記色画像が前記演算に用いる色画像として適しているか否かを、画素値として取り得る最大画素値に１未満の所定値を掛けた値以上の画素値の画素が所定割合以上、該色画像にあるか否かに基づき判定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１１】
前記位相差適合判定部は、前記色画像が前記演算に用いる色画像として適しているか否かを、該色画像の平均画素値が所定範囲内にあり、かつ該色画像の画素値の標準偏差が所定の下限標準偏差以上であるか否かに基づき判定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１２】
前記位相差適合判定部は、前記色画像が前記演算に用いる色画像として適しているか否かを、該色画像の平均画素値が所定範囲内にあり、かつ該色画像のエッジ量の絶対値が、所定の下限エッジ量以上であるか否かに基づき判定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１３】
前記位相差適合判定部は、前記色画像が前記演算に用いる色画像として適しているか否かを、該色画像の平均画素値が所定範囲内にあり、かつ該色画像の所定の周波数成分が所定値以上存在するか否かに基づき判定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１４】
前記色信号選択部は、前記位相差適合判定部により適していると判定された色画像の中から、平均画素値が最も大きい色画像と２番目に大きい色画像との組み合わせを選択することを特徴とする請求項２に記載の距離測定装置。
【請求項１５】
前記色信号選択部は、前記位相差適合判定部により適していると判定された色画像の中から、前記瞳領域を通過する際の光量の重心位置が最も離れた２つの色画像の組み合わせを選択することを特徴とする請求項２に記載の距離測定装置。
【請求項１６】
前記請求項１から請求項１５の何れか一項に記載の距離測定装置を具備したことを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
光を、瞳領域を通過する際の光量の重心位置を３つ以上に異ならせて３つ以上の波長帯域の光に分割し、
分割された前記波長帯域毎の光を被写体像として結像し、
前記波長帯域毎の光をそれぞれ受光して光電変換し、該波長帯域毎の色画像を生成し、
前記色画像が位相差演算に用いる色画像として適しているか否かを判定し、
前記位相差演算に適していると判定された前記色画像の数が３つ以上である場合に、該３つ以上の色画像の中から選択した２つの色画像の組み合わせの相関値、または該３つ以上の色画像のうち、２つの色画像の全ての組み合わせの相関値に基づき、被写体までの距離を演算することを特徴とする距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子から得られた画像に基づき距離情報を取得し得る距離測定装置、撮像装置、距離測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
距離情報は、自動焦点調節（ＡＦ：オートフォーカス）機構によるＡＦ処理を行うためや、立体視用画像を作成するため、あるいは画像処理（例えば、被写体抽出処理や背景抽出処理、あるいはボケ量コントロールの画像加工処理）を行うためなど、撮像装置における様々な機能を実現するのに利用可能である。
【０００３】
このような距離情報を取得する方法は、従来より種々のものが提案されており、例えば、照明光を照射し被写体からの反射光を受光して測距を行うアクティブ測距方式や、基線長を設けて配置した複数の撮像装置（例えばステレオカメラ）の取得画像から三角測距の原理により測距を行う方式、あるいは撮像装置自体により取得した画像のコントラストが高くなるようにフォーカスレンズを駆動するコントラストＡＦ方式など、様々な方式が提案されている。
【０００４】
しかし、アクティブ測距方式は測距用投光装置などの測距専用の部材が必要であり、また、三角測距方式では複数の撮像装置が必要であるために、撮像装置が大型化したりコストが上昇したりする要因となる。一方、コントラストＡＦ方式は、撮像装置自体により取得した画像を利用するために、測距専用部材等は不要であるが、フォーカスレンズの位置を変化させながら複数回の撮像を行ってコントラスト値のピークを探す方式であるために、合焦位置に対応するピークを探すのに時間を要し、高速のＡＦを行うことが困難である。
【０００５】
このような背景の下、大型化やコストの上昇を抑えながら距離情報を取得する技術として、レンズの瞳を通過する光束を複数に分割して受光し、レンズ内の一瞳領域を通過した光束から得られた画素信号と、レンズ内の一瞳領域とは異なる他の瞳領域を通過した光束から得られた画素信号と、の間で相関演算を行うことにより、被写体までの距離情報を取得する技術が提案されている。このような瞳分割画像を同時に取得する技術としては、例えば、距離検出用の画素上に遮光板（マスク）を配置する技術がある。
【０００６】
また、瞳分割を遮光板（マスク）によることなく行う技術として、例えば特開２００１−１７４６９６号公報には、部分瞳毎に異なる分光特性を持たせた瞳色分割用フィルタ（例えば、ＲＧ透過フィルタおよびＧＢ透過フィルタ）を撮影光学系に介在させ、撮影光学系からの被写体像をカラー撮像素子により受光することで、色による瞳分割を行う技術が記載されている。すなわち、カラー撮像素子から出力される画像信号を色分離して、各色画像（上記例では、例えばＲ画像とＢ画像）上の同一被写体間の相対的なズレ量を検知することにより、合焦位置から近距離側にずれているのか遠距離側にずれているのかのフォーカシングズレ方向と、その方向への合焦位置からのズレ量であるフォーカシングズレ量と、の２つのフォーカシング情報が取得される。
【０００７】
さらに、レンズの色収差を利用してレンズの移動方向を決定する技術が開示されている。例えば、特開平１０−２００９０４号公報の従来の技術欄には、ＲＧＢ各色成分が均等な被写体の場合、レンズ位置が合焦位置よりも至近側であればＲ色の高周波成分が最も高くなり、レンズ位置が合焦位置よりも無限遠側であればＢ色の高周波成分が最も高くなることを利用して、各色の高周波成分を比較した結果に基づき、レンズ位置が合焦位置よりも至近側であるか無限遠側であるかを判定してレンズの駆動方向を決定することにより、逆方向への駆動を排除して合焦速度の高速化を図る技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１７４６９６号公報
【特許文献２】特開平１０−２００９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特開２００１−１７４６９６号公報に記載の技術では、被写体の位相差演算領域内に、例えばＲ，Ｇ成分しか存在しないとき（Ｂ成分がほぼ０であるとき）には、Ｂ成分の画素値を取得することができないために、Ｒ成分とＢ成分との間の位相差演算を行うことができない。
【００１０】
また、上記特開平１０−２００９０４号公報に記載の技術では、ＲＧＢ各色成分が均等でない被写体の場合には駆動方向を正確に推定することができない。さらに、レンズ交換式の撮像装置においては、装着されるレンズによっては色収差が小さいレンズもあるために、この場合には高周波成分の差が生じ難くなり、距離情報を正確に取得することが困難となる。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子から得られた画像に基づいて、より信頼性の高い距離情報を取得することができる距離測定装置、撮像装置、距離測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様による距離測定装置は、３つ以上の波長帯域の光をそれぞれ受光して光電変換し、該波長帯域毎の色画像を生成する撮像素子と、前記波長帯域の光を、前記撮像素子に被写体像として結像する撮像光学系と、前記撮像光学系の瞳領域をそれぞれ通過する際の光量の重心位置を、３つ以上に異ならせる帯域制限フィルタと、前記撮像素子から得られた複数の前記色画像の、前記重心位置の相違に起因する位相差量に基づき被写体までの距離を演算する位相差演算部と、前記撮像素子から得られた前記色画像が、前記位相差演算部が演算に用いる色画像として適しているか否かを判定する位相差適合判定部と、前記位相差適合判定部により適していると判定された色画像の数が３つ以上である場合に、前記位相差演算部に、該３つ以上の色画像の中から選択した２つの色画像の組み合わせの相関値、または該３つ以上の色画像のうち、２つの色画像の全ての組み合わせの相関値に基づき、前記被写体までの距離を演算させる位相差演算制御部と、を具備する。
【００１３】
また、本発明の他の態様による撮像装置は、上記一態様による距離測定装置を具備する。
【００１４】
本発明のさらに他の態様による距離測定方法は、光を、瞳領域を通過する際の光量の重心位置を３つ以上に異ならせて３つ以上の波長帯域の光に分割し、分割された前記波長帯域毎の光を被写体像として結像し、前記波長帯域毎の光をそれぞれ受光して光電変換し、該波長帯域毎の色画像を生成し、前記色画像が位相差演算に用いる色画像として適しているか否かを判定し、前記位相差演算に適していると判定された前記色画像の数が３つ以上である場合に、該３つ以上の色画像の中から選択した２つの色画像の組み合わせの相関値、または該３つ以上の色画像のうち、２つの色画像の全ての組み合わせの相関値に基づき、被写体までの距離を演算する、方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の距離測定装置、撮像装置、距離測定方法によれば、撮像素子から得られた画像に基づいて、より信頼性の高い距離情報を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１における撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態１における位相差ＡＦ部の構成を示すブロック図。
【図３】上記実施形態１における撮像素子の画素配列を説明するための図。
【図４】上記実施形態１における帯域制限フィルタの一構成例を説明するための図。
【図５】上記実施形態１において、レンズの瞳領域を通過する際のＲＧＢ各色の重心位置を示す図。
【図６】上記実施形態１において、合焦位置にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図。
【図７】上記実施形態１において、合焦位置よりも近距離側にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図。
【図８】上記実施形態１において、合焦位置よりも近距離側にある被写体上の１点からの光により形成されるボケの形状を示す図。
【図９】上記実施形態１において、合焦位置よりも近距離側にある被写体上の１点からの光により形成されるボケの形状を色成分毎に示す図。
【図１０】上記実施形態１において、合焦位置よりも遠距離側にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図。
【図１１】上記実施形態１において、合焦位置よりも遠距離側にある被写体上の１点からの光により形成されるボケの形状を示す図。
【図１２】上記実施形態１において、合焦位置よりも遠距離側にある被写体上の１点からの光により形成されるボケの形状を色成分毎に示す図。
【図１３】上記実施形態１において、２つの画像の相対位置をずらしながらＳＡＤ方式により演算を行って得られる相関値グラフの例を示す線図。
【図１４】上記実施形態１において、２つの画像の相対位置をずらしながらＺＮＣＣ方式により演算を行って得られる相関値グラフの例を示す線図。
【図１５】上記実施形態１の撮像装置における測距の処理を示すフローチャート。
【図１６】上記実施形態１において、図１５のステップＳ３の位相差検出エリアの各色の適合判定の処理の第１の例を示すフローチャート。
【図１７】上記実施形態１において、図１５のステップＳ３の位相差検出エリアの各色の適合判定の処理の第２の例を示すフローチャート。
【図１８】上記実施形態１において、図１５のステップＳ３の位相差検出エリアの各色の適合判定の処理の第３の例を示すフローチャート。
【図１９】上記実施形態１において、図１５のステップＳ３の位相差検出エリアの各色の適合判定の処理の第４の例を示すフローチャート。
【図２０】上記実施形態１において、図１５のステップＳ５の適合色の組選択の処理の第１の例を示すフローチャート。
【図２１】上記実施形態１において、図１５のステップＳ５の適合色の組選択の処理の第２の例を示すフローチャート。
【図２２】本発明の実施形態２の撮像装置における測距の処理を示すフローチャート。
【図２３】上記実施形態２における位相差ＡＦ部の構成を示すブロック図。
【図２４】本発明の実施形態３の撮像装置における測距の処理を示すフローチャート。
【図２５】上記実施形態３において、Ｒ画像とＢ画像の相関値グラフの例を示す図。
【図２６】上記実施形態３において、Ｒ画像とＧ画像の相関値グラフの例を示す図。
【図２７】上記実施形態３において、Ｇ画像とＢ画像の相関値グラフの例を示す図。
【図２８】上記実施形態３において、水平軸をＲ画像とＢ画像の相関値グラフに合わせてリスケーリングしたＲ画像とＧ画像の補正相関値グラフの例を示す図。
【図２９】上記実施形態３において、水平軸をＲ画像とＢ画像の相関値グラフに合わせてリスケーリングしたＧ画像とＢ画像の補正相関値グラフの例を示す図。
【図３０】上記実施形態３において、Ｒ画像とＢ画像の相関値グラフと、Ｒ画像とＧ画像の補正相関値グラフと、Ｇ画像とＢ画像の補正相関値グラフと、を加算して得られる加算相関値グラフの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施形態１］
【００１８】
図１から図２１は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１９】
本実施形態の距離測定装置を備えた撮像装置は、例えばデジタルスチルカメラとして構成されている。ただし、ここではデジタルスチルカメラを例に挙げているが、撮像装置は、カラー撮像素子を備え撮像機能を有する装置であればどのようなものでも良く、幾つかの例を挙げれば、上述したデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付携帯電話、カメラ付携帯情報端末（カメラ付ＰＤＡ）、カメラ付パーソナルコンピュータ、監視カメラ、内視鏡、デジタル顕微鏡（デジタルマイクロスコープ）、測距機能付き双眼鏡などである。
【００２０】
撮像装置は、レンズユニット１と、このレンズユニット１がレンズマウントを介して着脱自在に取り付けられる本体部であるボディユニット２と、を備えている。なお、ここではレンズユニット１が着脱式である場合を例に挙げて説明するが、勿論、着脱式でなくても構わない。
【００２１】
レンズユニット１は、レンズ１０と絞り１１とを含む撮像光学系９と、帯域制限フィルタ１２と、レンズ制御部１４と、レンズ側通信コネクタ１５と、を備えている。
【００２２】
ボディユニット２は、シャッタ２１と、撮像素子２２と、撮像回路２３と、撮像駆動部２４と、画像処理部２５と、画像メモリ２６と、表示部２７と、インターフェース（ＩＦ）２８と、システムコントローラ３０と、センサ部３１と、操作部３２と、ストロボ制御回路３３と、ストロボ３４と、ボディ側通信コネクタ３５と、を備えている。なお、図１のボディユニット２内には記録媒体２９も記載されているが、この記録媒体２９は撮像装置に対して着脱自在な例えばメモリカード（スマートメディア、ＳＤカード、ｘＤピクチャーカード等）で構成されているために、撮像装置に固有の構成でなくても構わない。
【００２３】
まず、レンズユニット１における撮像光学系９は、被写体像を撮像素子２２に結像するためのものである。この撮像光学系９のレンズ１０は、焦点調節を行うためのフォーカスレンズを備えて構成されている。レンズ１０は、一般的には複数枚のレンズで構成されることが多いが、図１においては簡単のために１枚のレンズのみを図示している。
【００２４】
撮像光学系９の絞り１１は、レンズ１０を通過する被写体光束の通過範囲を規制することにより、撮像素子２２上に結像される被写体像の明るさを調節するためのものである。この絞り１１の絞り開口径を変更すると、撮像光学系９の瞳領域も変更される。
【００２５】
帯域制限フィルタ１２は、撮像光学系９を経て撮像素子２２に至る撮影光束の光路上（望ましくは、撮像光学系９の絞り１１の位置またはその近傍）に配設されており、３つ以上の帯域の光が撮像光学系９の瞳領域をそれぞれ通過する際の光量の重心位置を、３つ以上に異ならせるものである。本実施形態における帯域制限フィルタ１２は、撮像光学系９の瞳領域の一部である第１の領域を通過しようとする撮影光束中の第１の帯域（ここに、帯域は波長帯域を示す。以下同様。）の光を遮断し第２の帯域および第３の帯域の光を通過させる第１の帯域制限と、撮像光学系９の瞳領域の他の一部である第２の領域を通過しようとする撮影光束中の第２の帯域の光を遮断し第１の帯域および第３の帯域の光を通過させる第２の帯域制限と、を行うフィルタとなっている。
【００２６】
図４は帯域制限フィルタ１２の一構成例を説明するための図である。この図４に示す構成例の帯域制限フィルタ１２は、撮像光学系９の瞳領域が、第１の領域と第２の領域とに２分されたものとなっている。すなわち、帯域制限フィルタ１２は、撮像装置を標準姿勢（いわゆる、カメラを通常の横位置に構えた姿勢）として撮像素子２２から見たときに、左半分がＧ（緑）成分およびＲ（赤）成分を通過させＢ（青）成分を遮断する（すなわち、Ｂ（青）成分は第１の帯域と第２の帯域との内の一方の帯域である）ＲＧフィルタ１２ｒ、右半分がＧ成分およびＢ成分を通過させＲ成分を遮断する（すなわち、Ｒ成分は第１の帯域と第２の帯域との内の他方の帯域である）ＧＢフィルタ１２ｂになっている。従って、帯域制限フィルタ１２は、撮像光学系９の絞り１１の開口を通過する光に含まれるＧ成分を全領域において通過させ（すなわち、Ｇ成分は第３の帯域である）、Ｒ成分を開口の半分の領域だけ通過させ、Ｂ成分を開口の残り半分の領域だけ通過させる。
【００２７】
このように帯域制限フィルタ１２は、例えば通過させる光の帯域（色）によって撮像光学系９の瞳領域における通過領域を制限することにより、帯域制限フィルタ１２により分割された各帯域の光が撮像光学系９の瞳領域を通過する際の光量の重心位置（色瞳重心位置）を、帯域（色）毎に異ならせるものである。
【００２８】
図５は、レンズ１０の瞳領域を通過する際のＲＧＢ各色の重心位置を示す図である。
【００２９】
Ｇが瞳領域を通過する際の光量の重心位置Ｐｇは、レンズ１０の瞳領域の中央であり、撮像光学系９の光軸中心に一致する。また、Ｒが瞳領域を通過する際の光量の重心位置Ｐｒは、撮像光学系９の光軸中心から偏心して図５の左側にずれた位置となっている。さらに、Ｂが瞳領域を通過する際の光量の重心位置Ｐｂは、撮像光学系９の光軸中心から偏心して図５の右側にずれた位置となっている。このような位置関係において、Ｒの重心位置ＰｒとＢの重心位置Ｐｂとの重心距離はＤｒｂ、Ｒの重心位置ＰｒとＧの重心位置Ｐｇとの重心距離はＤｒｇ、Ｇの重心位置ＰｇとＢの重心位置Ｐｂとの重心距離はＤｇｂである。このとき、重心距離Ｄｒｂは、重心距離Ｄｒｇおよび重心距離Ｄｇｂの、例えば２倍となる（ただし、これは図４に示すような帯域制限フィルタ１２の場合であり、フィルタ構成が異なれば、その構成に応じて異なる値となる）。
【００３０】
なお、帯域制限フィルタ１２のＲＧＢ各分光透過特性が、撮像素子２２に例えばオンチップで構成されている素子フィルタ（図３参照）のＲＧＢ各分光透過特性と異なると、ＲＧフィルタ１２ｒとＧＢフィルタ１２ｂの空間位置の相違に基づいて得られる画像から後述するように取得する位置情報の精度が低下したり、分光特性のミスマッチによる光量ロスが発生したりすることになる。従って、帯域制限フィルタ１２の分光透過特性は、撮像素子２２の素子フィルタの分光透過特性と、同一または可能な限り近似していることが望ましい。
【００３１】
レンズ制御部１４は、レンズユニット１の制御を行うものである。すなわち、レンズ制御部１４は、レンズ側通信コネクタ１５およびボディ側通信コネクタ３５を介してシステムコントローラ３０から受信した指令に基づき、絞り１１を駆動して絞り開口径を変更し、レンズ１０を駆動して合焦させる制御を行う。
【００３２】
レンズ側通信コネクタ１５は、レンズユニット１とボディユニット２とがレンズマウントにより結合されてボディ側通信コネクタ３５と接続されることにより、レンズ制御部１４とシステムコントローラ３０との間の通信を可能にするコネクタである。
【００３３】
次に、ボディユニット２におけるシャッタ２１は、レンズ１０から撮像素子２２に到達する被写体光束の通過時間を規制することにより、撮像素子２２の露光時間を調節するための光学シャッタである。なお、ここでは光学シャッタを用いているが、光学シャッタに代えて、または光学シャッタに加えて、撮像素子２２による素子シャッタ（電子シャッタ）を用いるようにしても構わない。
【００３４】
撮像素子２２は、帯域制限フィルタ１２を介して撮像光学系９により結像される３つ以上の波長帯域の光（例えば、ＲＧＢが挙げられるが、これに限るものではない）に係る被写体像をそれぞれ受光して光電変換し、帯域毎の画像（以下では適宜、色画像という）を生成するカラーの撮像素子であり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等として構成されている。ここに、カラー撮像素子の構成としては、オンチップの素子カラーフィルタを備えた単板の撮像素子でも良いし、ＲＧＢ各色光への色分解を行うダイクロイックプリズムを用いた３板式であっても良いし、同一の画素位置で半導体の深さ方向位置に応じてＲＧＢの撮像情報を取得可能な方式の撮像素子であっても良いし、複数の波長帯光の撮像情報を取得可能であればどのようなものでも構わない。
【００３５】
例えば、図３を参照して、一般的なデジタルスチルカメラに用いられることが多い単板のカラー撮像素子の構成例を説明する。ここに、図３は撮像素子２２の画素配列を説明するための図である。本実施形態においては、オンチップで搭載される素子カラーフィルタが透過する複数の波長帯光はＲ、Ｇ、およびＢとなっており、この図３に示すように、原色ベイヤー配列の単板カラー撮像素子が構成されている。従って、撮像素子２２がこの図３に示したような構成である場合には、１画素に付き１色の色成分のみが得られることになるために、画像処理部２５においてデモザイキング処理を行い１画素につきＲＧＢの３色が揃ったカラー画像を生成するようになっている。
【００３６】
撮像回路２３は、撮像素子２２から出力される画像信号を増幅（ゲイン調整）したり、また、撮像素子２２がアナログ撮像素子であってアナログの画像信号を出力する場合には、Ａ／Ｄ変換してデジタル画像信号（以下では「画像情報」ともいう）を生成するものである（撮像素子２２がデジタル撮像素子である場合には、撮像回路２３に入力される時点で既にデジタルとなっているためにＡ／Ｄ変換は行わない）。撮像回路２３は、撮像駆動部２４で切り換えられた撮像モードに対応するフォーマットで、画像信号を画像処理部２５へ出力する。
【００３７】
撮像駆動部２４は、システムコントローラ３０の指令に基づいて、撮像素子２２および撮像回路２３にタイミング信号および電力を供給して、撮像素子に露光、読出、素子シャッタ等を行わせるとともに、撮像素子２２の動作に同期させて撮像回路２３によるゲイン調整およびＡ／Ｄ変換を実行させるように制御するものである。また、この撮像駆動部２４は、撮像素子２２の撮像モードを切り換える制御も行う。
【００３８】
画像処理部２５は、各種のデジタル画像処理を行うものである。画像処理部２５は、例えば、黒レベルの補正、ホワイトバランス調整、γ補正、欠陥画素の補正、デモザイキング、画像情報の色情報の変換処理、画像情報の画素数変換処理、等を行う。さらに、画像処理部２５は、色間補正部３６と、色画像生成部３７と、を含んで構成されている。
【００３９】
上述した帯域制限フィルタ１２は、通過させる光の帯域（色）に応じて撮像光学系９の瞳領域における通過領域を制限しているために、通過する光は、帯域によって瞳通過領域面積が異なることになり、ひいては明るさが異なることになる（図４に示した構成の場合、Ｇ光は瞳領域全体を通過するが、Ｒ光およびＢ光は瞳領域の半分のみを通過するために、Ｒ画像およびＢ画像は、Ｇ画像の例えば半分の明るさとなる）。色間補正部３６は、このような帯域間（色間）の明るさの違いを補正するためのものである。
【００４０】
また、図４に示したような帯域制限フィルタ１２を用いた場合には、非合焦部分においてＲ画像とＢ画像とに空間的な位置ズレが発生することになる（後述する図７〜図１２参照）。色画像生成部３７は、このような空間的な位置ズレを補正して、色ズレのない平面画像を生成するカラー化処理を行うものである。
【００４１】
画像メモリ２６は、高速な書き込みや読み出しが可能なメモリであり、例えばＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）により構成されていて、画像処理用のワークエリアとして使用されるとともに、システムコントローラ３０のワークエリアとしても使用される。例えば、画像メモリ２６は、画像処理部２５により処理された最終的な画像を記憶するだけでなく、画像処理部２５による複数の処理過程における各中間画像も適宜記憶する。
【００４２】
表示部２７は、ＬＣＤ等を有して構成されていて、画像処理部２５により表示用に処理された画像（記録媒体２９から読み出されて画像処理部２５により表示用に処理された画像も含む）を表示するものである。具体的には、この表示部２７は、ライブビュー画像の表示、静止画像記録時の確認表示、記録媒体２９から読み出した静止画像または動画像の再生表示、等を行う。
【００４３】
インターフェース（ＩＦ）２８は、記録媒体２９を着脱可能に接続するものであり、記録媒体２９へ記録する情報の伝達、および記録媒体２９から読み出した情報の伝達を行う。
【００４４】
記録媒体２９は、画像処理部２５により記録用に処理された画像や、該画像に関連する各種データを記録するものであり、上述したように例えばメモリカード等として構成されている。
【００４５】
センサ部３１は、例えば、撮像装置のブレを検出するための加速度センサ等で構成される手振れセンサ、撮像素子２２の温度を測定するための温度センサ、撮像装置周辺の明るさを測定するための明るさセンサ、等を含んでいる。このセンサ部３１による検出結果はシステムコントローラ３０に入力される。ここに、手振れセンサによる検出結果は撮像素子２２やレンズ１０を駆動して手振れ補正を行ったり、画像処理による手振れ補正を行ったりするために用いられる。また、温度センサによる検出結果は撮像駆動部２４による駆動クロックの制御や撮像素子２２から得られる画像中のノイズ量を推定するのに用いられる。さらに、明るさセンサによる検出結果は、例えば、周囲の明るさに応じて表示部２７の輝度を適正に制御するために用いられる。
【００４６】
操作部３２は、撮像装置の電源をオン／オフするための電源スイッチ、静止画像や動画像等の撮像動作を指示入力するための２段式の押圧ボタンでなるレリーズボタン、撮像モード等を変更するためのモードボタン、選択項目や数値などを変更するのに用いられる十字キー、等を含んでいる。この操作部３２の操作により発生した信号は、システムコントローラ３０に入力される。
【００４７】
ストロボ制御回路３３は、システムコントローラ３０の指令に基づいて、ストロボ３４の発光量や発光タイミングを制御するものである。
【００４８】
ストロボ３４は、ストロボ制御回路３３の制御により、被写体へ照明光を照射する発光源である。
【００４９】
ボディ側通信コネクタ３５は、上述したように、レンズユニット１とボディユニット２とがレンズマウントにより結合されてレンズ側通信コネクタ１５と接続されることにより、レンズ制御部１４とシステムコントローラ３０との間の通信を可能にするコネクタである。
【００５０】
システムコントローラ３０は、このボディユニット２の制御を行うとともに、レンズ制御部１４を介してレンズユニット１の制御も行うものであり、この撮像装置を統合的に制御する制御部である。このシステムコントローラ３０は、図示しないフラッシュメモリ等の不揮発性メモリから撮像装置の基本制御プログラムを読み出して、操作部３２からの入力に応じて、撮像装置全体を制御するようになっている。
【００５１】
例えば、システムコントローラ３０は、レンズ制御部１４を介してレンズユニット１内の各部を制御したり、シャッタ２１を制御して駆動したり、センサ部３１の加速度センサによる検出結果に基づいて図示しない手振れ補正機構を制御駆動して手振れ補正を行ったり、等を行う。さらに、システムコントローラ３０は、操作部３２のモードボタンからの入力に応じて、撮像装置のモード設定（静止画像を撮像するための静止画モード、動画像を撮像するための動画モード等の設定）を行うものとなっている。
【００５２】
さらに、システムコントローラ３０は、ＡＦ（オートフォーカス：自動焦点調節）制御部３８と、距離演算部３９とを備えている。
【００５３】
距離演算部３９は、位相差ＡＦ部４２と、コントラストＡＦ部４３とを備えている。
【００５４】
位相差ＡＦ部４２は、位相差演算部として機能し、撮像素子２２から得られた画像における、色瞳重心位置が異なる３つ以上の帯域の画像（３つ以上の色画像）の内の少なくとも２つの色画像に基づき、位相差量を演算し、ひいては被写体までの距離を演算するものである。具体的には、位相差ＡＦ部４２は、瞳領域をそれぞれ通過する際の光量の重心位置の相違に起因して発生する複数の色画像の位相差量、すなわち、Ｒ画像とＢ画像との位相差量、Ｒ画像とＧ画像との位相差量、Ｂ画像とＧ画像との位相差量の内の少なくとも１つを演算し、演算した位相差量に基づき、被写体までの距離情報を演算するようになっている。
【００５５】
ここに、図４に示した帯域制限フィルタ１２の例は、ＲＧＢの３つの帯域の光を、色瞳重心位置を全て異ならせて通過させるものであった。しかし、帯域制限フィルタ１２は、４つ、またはそれ以上の帯域の光を通過させるフィルタであっても構わないし、通過させる帯域の光の色瞳重心位置が全て異ならなければならないものでもない。例えば、帯域制限フィルタ１２が、Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂの４つの帯域の光を通過させるフィルタであって、Ｇ１とＧ２の色瞳重心位置が同一であっても構わない（色瞳重心位置が異なる帯域が３つ以上あれば良い）。そして、色瞳重心位置が同一となる帯域については、何れの帯域の色画像を位相差検出に用いるかを予め定めておくか、あるいは各色画像のヒストグラム等に基づいて、何れを位相差検出に用いるかを決定しておくものとする。例えば、Ｇ１とＧ２の内の、Ｇ１を位相差検出に用いる場合には、Ｒ、Ｇ１、Ｂの色瞳重心位置が独立していることになり、独立した色瞳重心位置の数は３である。このような独立した色瞳重心位置の数が、一般にｍａｘＮ（ｍａｘＮは３以上の整数）であるものとして、以下において参照する。
【００５６】
この位相差ＡＦ部４２により得られた距離情報は、例えばオートフォーカス（ＡＦ）に利用され、システムコントローラ３０が距離情報に基づきレンズユニット１を制御して位相差ＡＦを行う（勿論、距離情報の利用対象はＡＦに限るものではなく、ボケ量コントロールや、立体視画像の生成等に用いても構わない）。
【００５７】
コントラストＡＦ部４３は、撮像素子２２から得られた画像に基づきフォーカスレンズを駆動してコントラストＡＦを行うものである。より詳しくは、コントラストＡＦ部４３は、画像処理部２５から出力される画像信号（この画像信号は、輝度成分を含む割合が高いＧ画像であっても良いし、上述したカラー化処理により色ズレが補正された画像に係る輝度信号画像であっても構わない）からコントラスト値（ＡＦ評価値ともいう）を生成し、レンズ制御部１４を介してレンズ１０内のフォーカスレンズを制御するものである。すなわち、コントラストＡＦ部４３は、画像信号にフィルタ、例えばハイパスフィルタを作用させて高周波成分を抽出し、コントラスト値とする。そして、コントラストＡＦ部４３は、フォーカスレンズ位置を異ならせてコントラスト値を取得し、コントラスト値が大きくなる方向へフォーカスレンズを移動させて、さらにコントラスト値を取得する。このような処理を繰り返して行うことにより、最大のコントラスト値が得られるフォーカスレンズ位置（合焦位置）へフォーカスレンズを駆動するように制御するものである。
【００５８】
ＡＦ制御部３８は、位相差演算制御部であって、撮像素子２２から得られた画像に基づき距離演算部３９を制御して、上述した位相差ＡＦ部４２とコントラストＡＦ部４３との少なくとも一方を用いた距離演算を実行させるものである。
【００５９】
このＡＦ制御部３８は、位相差適合判定部４１を備えている。この位相差適合判定部４１は、撮像素子２２から得られた上述した色瞳重心位置が異なる複数の帯域の画像（色瞳重心位置が異なる複数の色画像）が、位相差検出に適した画像であるか否か（位相差演算に用いる色画像として適しているか否か）（あるいはさらに、位相差検出に適する程度がどの程度であるか）を判定するものである。
【００６０】
次に、図２は位相差ＡＦ部４２の構成を示すブロック図である。
【００６１】
位相差ＡＦ部４２は、色信号選択部５１と、基準補正部５２と、位相差演算部５３と、を備えている。
【００６２】
色信号選択部５１は、上述した位相差適合判定部４１により位相差演算に適していると判定された色画像の中から、位相差演算に用いる１組の色画像（色瞳重心位置が異なる２つの帯域の画像）を選択するものである。
【００６３】
基準補正部５２は、色信号選択部５１により選択された２つの色画像に係る２つ帯域の光がレンズ１０の瞳領域を通過する際の重心位置の距離（図５に示したような重心距離）に応じて、位相差演算部５３により算出される位相差量を補正するか、あるいは位相差量に基づき算出される被写体距離を補正するものである（ただし、補正が不要である場合には、もちろん補正は行わない）。
【００６４】
ここに、位相差ＡＦ部４２により算出される位相差量と被写体距離との関係は、例えばシステムコントローラ３０内の図示しないフラッシュメモリ等の不揮発性メモリに予め記憶されている。ただし、重心位置が異なる２つの色画像の全ての組み合わせに対して位相差量と被写体距離との関係を記憶すると、多くの記憶容量を要することになる。そこで、位相差量と被写体距離との関係は、標準とする１組の色画像（例えば、Ｒ画像とＢ画像）に関してのみ記憶しておき、標準でない２つの色画像の組み合わせの場合には、重心距離に応じて、基準補正部５２が補正を行うように構成している。
【００６５】
位相差演算部５３は、色信号選択部５１により選択された２つの色画像に位相差演算を行うことにより、これら２つの色画像間の位相差量を求める（位相差検出を行う）ものである。
【００６６】
なお、図２に示す例では、色信号選択部５１と基準補正部５２とを位相差ＡＦ部４２内に設けているが、ＡＦ制御部３８内に設けても良いし、システムコントローラ３０あるいは画像処理部２５内に設けても構わないし、その他の構成を採用しても良い。
【００６７】
まず、各色画像の空間的な位置ズレについて、図６〜図１２を参照して説明する。ここに、図６は合焦位置にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図、図７は合焦位置よりも近距離側にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図、図８は合焦位置よりも近距離側にある被写体上の１点からの光により形成されるボケの形状を示す図、図９は合焦位置よりも近距離側にある被写体上の１点からの光により形成されるボケの形状を色成分毎に示す図、図１０は合焦位置よりも遠距離側にある被写体を撮像するときの被写体光束集光の様子を示す平面図、図１１は合焦位置よりも遠距離側にある被写体上の１点からの光により形成されるボケの形状を示す図、図１２は合焦位置よりも遠距離側にある被写体上の１点からの光により形成されるボケの形状を色成分毎に示す図である。なお、ボケ形状の説明に際しては、絞り１１の開口が円形状である場合を例に挙げて説明する。
【００６８】
被写体ＯＢＪｃが合焦位置にあるときには、被写体ＯＢＪｃ上の１点から放射された光は、図６に示すように、帯域制限フィルタ１２全体を通過するＧ成分も、帯域制限フィルタ１２の半分のＲＧフィルタ１２ｒのみを通過するＲ成分も、帯域制限フィルタ１２の他の半分のＧＢフィルタ１２ｂのみを通過するＢ成分も、撮像素子２２上の１点に集光され、点像としての被写体像ＩＭＧｒｇｂを形成するために、上述したような瞳通過領域の面積に応じた光量の相違はあるものの、色間に位置ズレは発生しない。従って、合焦位置にある被写体ＯＢＪｃを撮像したときには、色にじみのない被写体像ＩＭＧｒｇｂが結像される。
【００６９】
これに対して、被写体ＯＢＪｎが例えば合焦位置よりも近距離側にある場合には、被写体ＯＢＪｎ上の１点から放射された光により、図７〜図９に示すように、Ｇ成分については円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｇが形成され、Ｒ成分については左半分の半円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｒが形成され、Ｂ成分については右半分の半円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｂが形成される。従って、合焦位置よりも近距離側にある被写体ＯＢＪｎを撮像したときには、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒが左側にずれ、Ｂ成分の被写体像ＩＭＧｂが右側にずれたボケ画像が形成され、このボケ画像におけるＲ成分とＢ成分の左右位置は、撮像素子２２から見たときの帯域制限フィルタ１２におけるＲ成分透過領域（ＲＧフィルタ１２ｒ）とＢ成分透過領域（ＧＢフィルタ１２ｂ）の左右位置と同じである。また、Ｇ成分の被写体像ＩＭＧｇについては、図８、図９に示すように、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒとＢ成分の被写体像ＩＭＧｂとにまたがったボケ画像となる。そして、被写体ＯＢＪｎが合焦位置から近距離側へ離れるほど、ボケが大きくなって、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒの重心位置ＣｒとＢ成分の被写体像ＩＭＧｂの重心位置Ｃｂとの離間距離、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒの重心位置ＣｒとＧ成分の被写体像ＩＭＧｇの重心位置Ｃｇとの離間距離、およびＧ成分の被写体像ＩＭＧｇの重心位置ＣｇとＢ成分の被写体像ＩＭＧｂの重心位置Ｃｂとの離間距離が大きくなることになる。
【００７０】
一方、被写体ＯＢＪｆが例えば合焦位置よりも遠距離側にある場合には、被写体ＯＢＪｆ上の１点から放射された光により、図１０〜図１２に示すように、Ｇ成分については円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｇが形成され、Ｒ成分については右半分の半円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｒが形成され、Ｂ成分については左半分の半円形ボケをなす被写体像ＩＭＧｂが形成される。従って、合焦位置よりも遠距離側にある被写体ＯＢＪｆを撮像したときには、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒが右側にずれ、Ｂ成分の被写体像ＩＭＧｂが左側にずれたボケ画像が形成され、このボケ画像におけるＲ成分とＢ成分の左右位置は、撮像素子２２から見たときの帯域制限フィルタ１２におけるＲ成分透過領域（ＲＧフィルタ１２ｒ）とＢ成分透過領域（ＧＢフィルタ１２ｂ）の左右位置と逆である。また、Ｇ成分の被写体像がＲ成分の被写体像ＩＭＧｒとＢ成分の被写体像ＩＭＧｂとにまたがったボケ画像となる（図１１、図１２参照）のは、この遠距離側においても同様である。そして、被写体ＯＢＪｆが合焦位置から遠距離側へ離れるほど、ボケが大きくなって、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒの重心位置ＣｒとＢ成分の被写体像ＩＭＧｂの重心位置Ｃｂとの離間距離、Ｒ成分の被写体像ＩＭＧｒの重心位置ＣｒとＧ成分の被写体像ＩＭＧｇの重心位置Ｃｇとの離間距離、およびＧ成分の被写体像ＩＭＧｇの重心位置ＣｇとＢ成分の被写体像ＩＭＧｂの重心位置Ｃｂとの離間距離が大きくなることになる。
【００７１】
従って、レンズ１０の瞳領域を通過する際の重心位置が異なる２つの色画像の組み合わせに対して、相関性に基づく位相差量を算出すれば、被写体距離を算出することが可能である。
【００７２】
なお、近距離側と遠距離側との何れであっても、Ｇ成分の被写体像ＩＭＧｇは、帯域制限フィルタ１２を使用しない場合のボケ画像と同じ情報になるために、上述した色画像生成部３７が行うカラー化処理における標準画像として使用することができる。
【００７３】
次に、図１３および図１４を参照して、位相差演算部５３により位相差検出を行う際に作成される相関値グラフの例を説明する。図１３は２つの画像の相対位置をずらしながらＳＡＤ方式により演算を行って得られる相関値グラフの例を示す線図、図１４は２つの画像の相対位置をずらしながらＺＮＣＣ方式により演算を行って得られる相関値グラフの例を示す線図である。ここに、図１３、図１４のグラフの横軸は、相関演算対象の２つ画像の像ずれ量（単位は画素ピッチ）を示し、縦軸は相関演算の結果得られる相関値を示している。
【００７４】
まず、ＳＡＤ方式により２つの画像を相関演算したときには、図１３に示すようなＶ字形状の谷をなす相関値が得られ、０に近い谷の底の像ずれ量が求める位相差量となる。
【００７５】
また、ＺＮＣＣ方式により２つの画像を相関演算したときには、図１４に示すような逆Ｖ字形状の山をなす相関値が得られ、１に近い山の頂点の像ずれ量が求める位相差量となる。
【００７６】
次に、図１５は撮像装置における測距の処理を示すフローチャートである。
【００７７】
この処理を開始すると、距離情報を取得する対象範囲となる位相差検出エリアの選択を行う（ステップＳ１）。この位相差検出エリアは、撮像装置に設定されている撮影モードに応じて自動的に設定されたり、ユーザにより手動で設定されたりする。位相差検出エリアの具体例としては、全画素領域、システムコントローラ３０により自動的に設定された注目被写体領域（例えば、画像処理部２５の顔検出により検出された顔、あるいは画面中央部など）、ユーザにより設定あるいは選択された領域などである。
【００７８】
続いて、撮像素子２２により画像を取得し（ステップＳ２）、取得した画像に基づいて、位相差適合判定部４１が位相差検出エリアにおける各色画像の適合判定処理を行う（ステップＳ３）。
【００７９】
そして、ステップＳ３の処理結果に基づいて、ＡＦ制御部３８が、３色以上の画像が位相差検出に適合するか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００８０】
ここで、３色以上の画像が位相差検出に適合すると判定された場合には、ＡＦ制御部３８の制御に基づき色信号選択部５１が、該適合すると判定された３以上の色の中から位相差取得に用いる１組（２色）を選択する適合色の組選択の処理を行う（ステップＳ５）。
【００８１】
次に、ＡＦ制御部３８の制御により、位相差演算部５３が、選択された１組の色画像の相関値グラフを作成し、作成した相関値グラフに基づき位相差を取得する（ステップＳ６）。
【００８２】
さらに、ＡＦ制御部３８の制御により基準補正部５２が、取得された位相差を、選択した２色に係る光がレンズ１０の瞳領域を通過する際の重心距離（図５に示したような重心距離）に合わせて補正する（ステップＳ７）。すなわち、例えば図４に示したような構成の帯域制限フィルタ１２を用いる場合には、重心距離Ｄｒｂは、重心距離Ｄｒｇおよび重心距離Ｄｇｂの２倍となる。従って、色信号選択部５１により選択された色がＲとＧ、またはＧとＢである場合には、選択された色がＲとＢである場合の半分の像ずれ量（図１３および図１４の横軸に示す像ずれ量）しか得られないことになる。そこで、例えばＲとＢの組み合わせを標準に採用する場合に、選択された色がＲとＧ、またはＧとＢであるときには、合焦位置の像ずれ量を２倍する補正処理を行うことになる。
【００８３】
そして、補正された位相差に基づき、システムコントローラ３０が、現在のレンズ１０の駆動位置が合焦位置となっているか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００８４】
ここで、合焦していないと判定された場合には、システムコントローラ３０がレンズ制御部１４を介してレンズ１０を合焦位置へ近付ける駆動を行い（ステップＳ９）、ステップＳ２へ戻って上述したような処理を繰り返して行う。
【００８５】
一方、ステップＳ４において、位相差検出に適合する色画像が３色未満であると判定された場合には、さらにＡＦ制御部３８が、２色の色画像のみが位相差検出に適合するか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【００８６】
ここで、２色の色画像のみが位相差検出に適合すると判定された場合には、適合すると判定された２色の色画像を選択された１組の色画像として、上述されたステップＳ６の処理を行う。
【００８７】
また、ステップＳ１０において、位相差検出に適合する色画像が２色未満であると判定された場合には、ＡＦ制御部３８が制御して、コントラストＡＦ部４３にコントラストＡＦを行わせ、合焦へ導く（ステップＳ１１）。
【００８８】
こうして、このステップＳ１１の処理が終了するか、またはステップＳ８において合焦したと判定された場合には、この測距の処理を終了する。
【００８９】
次に、図１６は図１５のステップＳ３の位相差検出エリアの各色の適合判定の処理の第１の例を示すフローチャートである。
【００９０】
この処理を開始すると、色数をカウントするためのカウンタｎを１にリセットする（ステップＳ２１）。
【００９１】
次に、位相差検出エリアにおける、第ｎ番目の色の情報（この処理を最初に行うときには、第１番目の色情報）を読み込む（ステップＳ２２）。ただし、読み込む対象となるのは、上述したような、独立した色瞳重心位置の色情報であって、位相差検出に用いる可能性のある色情報である（上述したＲ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂの例においてはＲ、Ｇ１、Ｂ）。
【００９２】
そして、画素値として取り得る最大画素値ｍａｘＬ（例えば、画素値を１０ビット、すなわち０〜１０２３で表現する場合には、ｍａｘＬ＝１０２３）に１未満の所定値ｋ（例えば、ｋ＝０．５）を掛けた値以上の画素値の画素が、位相差検出エリア内の全ての第ｎ番目の色の画素の所定割合（例えば、３０％）以上あるか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【００９３】
ここで、位相差適合判定部４１は、ｋ×ｍａｘＬ以上の画素値の画素が所定割合以上であると判定された場合には、第ｎ番目の色の情報は位相差検出に適合すると判定し（ステップＳ２４）、所定割合未満であると判定された場合には、第ｎ番目の色の情報は位相差検出に不適合であると判定する（ステップＳ２５）。
【００９４】
ステップＳ２４またはステップＳ２５の処理が行われたら、カウンタｎが、上述したような独立した色瞳重心位置の数ｍａｘＮに達したか否かを判定する（ステップＳ２６）。
【００９５】
ここで、ｍａｘＮに達していないと判定された場合には、カウンタｎをインクリメントして（ステップＳ２７）からステップＳ２２へ戻り、次の色情報について上述したような処理を行う。
【００９６】
また、カウンタｎがｍａｘＮに達したと判定された場合には、この位相差検出エリアの各色の適合判定の処理から図１５に示した処理に復帰する。
【００９７】
また、図１７は図１５のステップＳ３の位相差検出エリアの各色の適合判定の処理の第２の例を示すフローチャートである。
【００９８】
この処理を開始すると、上述したステップＳ２１、ステップＳ２２の処理を行ってから、位相差検出エリアにおける、第ｎ番目の色の情報の平均画素値ＡｖｅＬを、次の数式１のように算出する（ステップＳ３１）。
［数１］
2013097154.tif 000003
ここに、Ｘi は位相差検出エリア内の第ｎ番目の色の画素の画素値、ＰＮは位相差検出エリア内の第ｎ番目の色の画素の全画素数である。
【００９９】
次に、算出した平均画素値ＡｖｅＬが、所定の範囲内、すなわち所定の下限値Ｌ１以上かつ所定の上限値Ｌ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。ここに、所定の下限値Ｌ１の一例としては０．３×ｍａｘＬ、所定の上限値Ｌ２の一例としては０．７×ｍａｘＬが挙げられる（ｍａｘＬ＝１０２３の場合には、０．３×ｍａｘＬ＝３０７、０．７×ｍａｘＬ＝７１６）が、勿論これらの例に限定されるものではない。この処理は、位相差検出エリアにおける第ｎ番目の色が、白飛びや黒つぶれしていないかを確認するための処理である。
【０１００】
ここで、平均画素値ＡｖｅＬが所定の下限値Ｌ１以上かつ所定の上限値Ｌ２以下であると判定された場合には、第ｎ番目の色の情報の画素値の標準偏差σを次の数式２に示すように算出する（ステップＳ３３）。
［数２］
2013097154.tif 000004
【０１０１】
そして、算出した標準偏差σが所定の下限標準偏差σ１（ｍａｘＬ＝１０２３の場合には、例えば、σ１＝２００等）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。位相差検出を行うためには、被写体にコントラストが必要であり、平均画素値が中庸の値であっても、コントラストが平坦な被写体（例えば、色が一様な青空など）は位相差検出を行うのが困難である。従って、この処理は、位相差検出エリアにおける第ｎ番目の色情報が、平坦な被写体に係るものでないかを確認するための処理である。
【０１０２】
そして、標準偏差σが所定の下限標準偏差σ１以上であると判定された場合には、ステップＳ２４へ行って第ｎ番目の色の情報は位相差検出に適合すると判定する。
【０１０３】
一方、ステップＳ３２において、平均画素値ＡｖｅＬが所定の下限値Ｌ１未満もしくは所定の上限値Ｌ２よりも大きいと判定された場合、またはステップＳ３４において、標準偏差σが所定の下限標準偏差σ１未満であると判定された場合には、ステップＳ２５へ行って第ｎ番目の色の情報は位相差検出に不適合であると判定する。
【０１０４】
その後、ステップＳ２６の処理を行い、ステップＳ２６の判定結果に応じてステップＳ２７の処理へ進むか、またはこの位相差検出エリアの各色の適合判定の処理から図１５に示した処理に復帰する。
【０１０５】
続いて、図１８は図１５のステップＳ３の位相差検出エリアの各色の適合判定の処理の第３の例を示すフローチャートである。
【０１０６】
この処理を開始すると、上述したステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２の処理を行う。
【０１０７】
そして、ステップＳ３２において、平均画素値ＡｖｅＬが所定の下限値Ｌ１以上かつ所定の上限値Ｌ２以下であると判定された場合には、位相差検出エリアにおける第ｎ番目の色のエッジ量Ｖを検出する（ステップＳ４１）。
【０１０８】
ここに、エッジ量Ｖの検出は、種々のフィルタを用いて行うことが可能であるが、一例を挙げればソーベルフィルタである。例えば、下記数式３に示す３×３のフィルタを用いると、垂直方向のエッジを検出することができる。
［数３］
2013097154.tif 000005
【０１０９】
例えばこの数式３に示すフィルタを、中心画素位置を１画素ずつずらしながら位相差検出エリア内の第ｎ番目の色の画素に順次かけていき、その結果を加算して、位相差検出エリア内の第ｎ番目の色のエッジ量Ｖを算出する。
【０１１０】
次に、検出されたエッジ量Ｖの絶対値｜Ｖ｜が、所定の下限エッジ量｜Ｖ１｜（ｍａｘＬ＝１０２３の場合には、例えば、｜Ｖ１｜＝２００等）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。
【０１１１】
ここで、エッジ量｜Ｖ｜が所定の下限エッジ量｜Ｖ１｜以上であると判定された場合には、位相差検出エリア内に位相差検出に適するエッジが存在するために、ステップＳ２４へ行って第ｎ番目の色の情報は位相差検出に適合すると判定する。
【０１１２】
一方、ステップＳ３２において、平均画素値ＡｖｅＬが所定の下限値Ｌ１未満もしくは所定の上限値Ｌ２よりも大きいと判定された場合、またはステップＳ４２において、エッジ量｜Ｖ｜が所定の下限エッジ量｜Ｖ１｜未満であると判定された場合には、ステップＳ２５へ行って第ｎ番目の色の情報は位相差検出に不適合であると判定する。
【０１１３】
その後、ステップＳ２６の処理を行い、ステップＳ２６の判定結果に応じてステップＳ２７の処理へ進むか、またはこの位相差検出エリアの各色の適合判定の処理から図１５に示した処理に復帰する。
【０１１４】
次に、図１９は図１５のステップＳ３の位相差検出エリアの各色の適合判定の処理の第４の例を示すフローチャートである。
【０１１５】
この処理を開始すると、上述したステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２の処理を行う。
【０１１６】
そして、ステップＳ３２において、平均画素値ＡｖｅＬが所定の下限値Ｌ１以上かつ所定の上限値Ｌ２以下であると判定された場合には、フーリエ解析等の周波数解析を行う（ステップＳ５１）。
【０１１７】
次に、周波数解析の結果に基づいて、所定の周波数成分（例えば、被写体の模様や輪郭等に係る適宜の高周波成分）が、所定値以上存在するか否かを判定する（ステップＳ５２）。
【０１１８】
ここで、所定の周波数成分が所定値以上存在すると判定された場合には、ステップＳ２４へ行って第ｎ番目の色の情報は位相差検出に適合すると判定する。
【０１１９】
一方、ステップＳ３２において、平均画素値ＡｖｅＬが所定の下限値Ｌ１未満もしくは所定の上限値Ｌ２よりも大きいと判定された場合、またはステップＳ５２において、所定の周波数成分が所定値未満であると判定された場合には、ステップＳ２５へ行って第ｎ番目の色の情報は位相差検出に不適合であると判定する。
【０１２０】
その後、ステップＳ２６の処理を行い、ステップＳ２６の判定結果に応じてステップＳ２７の処理へ進むか、またはこの位相差検出エリアの各色の適合判定の処理から図１５に示した処理に復帰する。
【０１２１】
なお、図１６から図１９を参照して、位相差検出エリアの各色の適合判定の処理の幾つかの例を説明したが、これらに限らず、その他の処理を用いても構わない。
【０１２２】
次に、図２０は図１５のステップＳ５の適合色の組選択の処理の第１の例を示すフローチャートである。
【０１２３】
この処理を開始すると、色信号選択部５１が、位相差検出エリアにおける、位相差検出に適合すると判定された各適合色の平均画素値を、上述した数式１を用いて算出する（ステップＳ６１）。ただし、ステップＳ３の処理を図１７〜図１９の何れかにより行った場合には、既に計算結果が存在しているために、その計算結果を利用しても良い。
【０１２４】
次に、色信号選択部５１が、平均画素値の上位２色画像（平均画素値が最も大きい色画像と２番目に大きい色画像との組み合わせ）を、位相差検出に用いる１組の色画像として選択して（ステップＳ６２）、この適合色の組選択の処理から図１５に示した処理に復帰する。
【０１２５】
続いて、図２１は図１５のステップＳ５の適合色の組選択の処理の第２の例を示すフローチャートである。
【０１２６】
この処理を開始すると、色信号選択部５１が、位相差検出エリアにおける、位相差検出に適合すると判定された各適合色の中から、瞳領域を通過する際の重心位置が最も離れた２色を、位相差検出に用いる１組の色として選択して（ステップＳ７１）、この適合色の組選択の処理から図１５に示した処理に復帰する。
【０１２７】
なお、図２０および図２１を参照して、適合色の組選択の処理の幾つかの例を説明したが、これらに限らず、その他の処理を用いても構わない。例えば、色信号選択部５１は、位相差適合判定部４１の判定結果に基づいて、最も位相差検出に適合する２色を選択しても良い。
【０１２８】
具体的には、位相差適合判定部４１が図１６に示す処理を行う場合には、ｋ×ｍａｘＬ以上の画素値の画素が最も高い割合で存在する２色を選択することが考えられる。
【０１２９】
また、位相差適合判定部４１が図１７に示す処理を行う場合には、平均画素値ＡｖｅＬが下限値Ｌ１以上かつ上限値Ｌ２以下である色の中から、標準偏差σが最も大きい２色を選択することが考えられる。
【０１３０】
さらに、位相差適合判定部４１が図１８に示す処理を行う場合には、平均画素値ＡｖｅＬが下限値Ｌ１以上かつ上限値Ｌ２以下である色の中から、エッジ量｜Ｖ｜が最も大きい２色を選択することが考えられる。
【０１３１】
加えて、位相差適合判定部４１が図１９に示す処理を行う場合には、平均画素値ＡｖｅＬが下限値Ｌ１以上かつ上限値Ｌ２以下である色の中から、所定の周波数成分が最も大きい２色を選択することが考えられる。
【０１３２】
このような実施形態１によれば、帯域制限フィルタ１２に構成されている３以上の透過帯域の中から、位相差検出に最も適した２つの帯域を選択して、選択した２つの帯域の色画像を用いて位相差検出を行うようにしたために、撮像素子から得られた画像に基づいて、より信頼性の高い距離情報を取得することが可能となる。
【０１３３】
そして、位相差検出に適した色が２色以上検出されない場合には、コントラストＡＦを行うようにしたために、位相差検出に適さない被写体であっても被写体距離を測定することができる。
【０１３４】
色画像が位相差検出に適するか否かを、画素値として取り得る最大画素値ｍａｘＬに１未満の所定値ｋを掛けた値以上の画素値の画素が、位相差検出エリア内の全ての第ｎ番目の色の画素の所定割合以上あるか否かに基づき判定する場合には、処理が簡便となる利点がある。
【０１３５】
また、色画像が位相差検出に適するか否かを、平均画素値および標準偏差に基づき判定する場合には、画素値変化の少ない平坦な被写体を位相差検出の対象から容易に排除することが可能となる。
【０１３６】
さらに、色画像が位相差検出に適するか否かを、平均画素値およびエッジ量に基づき判定する場合には、エッジが少ない被写体を位相差検出の対象から容易に排除することが可能となる。
【０１３７】
そして、色画像が位相差検出に適するか否かを、平均画素値および周波数成分に基づき判定する場合には、高周波成分等が少ない被写体を位相差検出の対象から容易に排除することが可能となる。
【０１３８】
加えて、３色以上の適合色がある場合に、平均画素値の上位２色を位相差検出に用いることで、最も明るい２つの色画像に基づいて、信頼性の高い位相差検出を行うことができる。
【０１３９】
また、３色以上の適合色がある場合に、瞳領域を通過する際の重心位置が最も離れた２色を位相差検出に用いることで、最も精度の高い位相差検出を、高い信頼性で行うことができる。
［実施形態２］
【０１４０】
図２２および図２３は本発明の実施形態２を示したものであり、図２２は撮像装置における測距の処理を示すフローチャート、図２３は位相差ＡＦ部４２の構成を示すブロック図である。この実施形態２において、上述の実施形態１と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【０１４１】
上述した実施形態１は、３色以上の適合色がある場合に、その中から最も位相差検出に適した２色を選択して、選択した２色の相関値グラフを作成し、作成した相関値グラフに基づき位相差検出を行うものとなっていた。これに対して、本実施形態２は、全ての適合色の組み合わせの相関値グラフを作成し、最も高い相関値を与える相関値グラフに基づき、より信頼性の高い位相差検出を行うものとなっている。
【０１４２】
従って、本実施形態の位相差ＡＦ部４２は、図２３に示すように、色信号選択部５１が省略されたものとなっている。
【０１４３】
次に、図２２を参照して、撮像装置における測距の処理を説明する。
【０１４４】
この処理を開始すると、上述したステップＳ１〜Ｓ４の処理を行う。
【０１４５】
そして、ステップＳ４において、３色以上の画像が位相差検出に適合すると判定された場合には、ＡＦ制御部３８が、ステップＳ３において適合色であると判定された全ての色画像の組み合わせについて、位相差ＡＦ部４２に相関値グラフを作成させる（ステップＳ８１）。適合色の数がｎ（ｎは３以上の整数）であるとすると、ここで作成される相関値グラフの数は、nＣ2個となる。また、以下では、図１４に示すようなＺＮＣＣ方式を採用する場合、つまり相関値が高いほど相関性が高いことを示す場合を例に挙げて説明する。
【０１４６】
ＺＮＣＣ方式の場合には、nＣ2個の相関値グラフのそれぞれに、ピーク、つまり相関値の最大値が存在する。そこで、ＡＦ制御部３８の制御により位相差ＡＦ部４２が、これらnＣ2個の相関値の最大値の中で、最も大きい相関値を与える相関値グラフを、位相差検出に用いる相関値グラフとして選択する（ステップＳ８２）。
【０１４７】
そして、ＡＦ制御部３８の制御により位相差演算部５３が、選択した相関値グラフにおける最大相関値を与える像ずれ量に基づき、位相差（ひいては、被写体距離）を取得する（ステップＳ８３）。
【０１４８】
一方、ステップＳ４において、位相差検出に適合する色画像が３色未満であると判定された場合には、上述したステップＳ１０の処理を行って、ＡＦ制御部３８が、２色の色画像のみが位相差検出に適合するか否かを判定する。
【０１４９】
ここで、２色の色画像のみが位相差検出に適合すると判定された場合には、ＡＦ制御部３８の制御により位相差演算部５３が、適合すると判定された２色の色画像の位相差（ひいては、被写体距離）を取得する（ステップＳ８４）。
【０１５０】
また、ステップＳ１０において、位相差検出に適合する色画像が２色未満であると判定された場合には、ＡＦ制御部３８が、１色の色画像のみが位相差検出に適合するか否かを判定する（ステップＳ８５）。
【０１５１】
ここで、１色の色画像のみが位相差検出に適合すると判定された場合には、ＡＦ制御部３８の制御により位相差演算部５３が、適合色と、不適合各色との間の相関値グラフを作成する（ステップＳ８６）。上述したような、独立した色瞳重心位置の数がｍａｘＮの場合には、ここで作成される相関値グラフの数は、（ｍａｘＮ−１）個となる。
【０１５２】
次に、ＡＦ制御部３８が、作成された（ｍａｘＮ−１）個の相関値グラフのそれぞれに存在する相関値の最大値の中から、最も大きい相関値を取得する（ステップＳ８７）。
【０１５３】
そして、取得した最大相関値が所定値（例えば、ＺＮＣＣ方式において０．７あるいは０．８等）以上であるか否かに基づき、ＡＦ制御部３８が、位相差検出が可能であるか否かを判定する（ステップＳ８８）。
【０１５４】
ここで、位相差検出が可能であると判定された場合には、ＡＦ制御部３８の制御により位相差ＡＦ部４２が、最大相関値を与える相関値グラフを、位相差検出に用いる相関値グラフとして選択して（ステップＳ８９）、選択した相関値グラフにおける最大相関値を与える像ずれ量に基づき、ＡＦ制御部３８の制御により位相差演算部５３が、位相差（ひいては、被写体距離）を取得する（ステップＳ９０）。
【０１５５】
ステップＳ８３，Ｓ８４，またはＳ９０の何れかの処理により位相差（ひいては、被写体距離）が取得されたら、上述したステップＳ７の処理を行って、ＡＦ制御部３８の制御により基準補正部５２が、取得された位相差を、選択した２色に係る光がレンズ１０の瞳領域を通過する際の重心距離に合わせて補正する。
【０１５６】
さらに、ステップＳ８において合焦判定を行い、合焦していないと判定された場合にはステップＳ９の処理へ進む。
【０１５７】
また、ステップＳ８５において位相差検出に適合する色画像がないと判定された場合、またはステップＳ８８において位相差検出が可能でないと判定された場合には、ステップＳ１１のコントラストＡＦへ進む。
【０１５８】
こうして、ステップＳ１１の処理が終了するか、またはステップＳ８において合焦したと判定された場合には、この測距の処理を終了する。
【０１５９】
このような実施形態２によれば、適合色の組選択に係る効果等を除いて上述した実施形態１とほぼ同様の効果を奏するとともに、全ての適合色の組み合わせの相関値グラフを作成して、最も高い相関値を与える相関値グラフを選択し、選択した相関値グラフに基づき位相差検出を行うようにしたために、実際の相関性が高い、つまり信頼性の高い、位相差検出を行うことができる。
［実施形態３］
【０１６０】
図２４から図３０は本発明の実施形態３を示したものであり、図２４は撮像装置における測距の処理を示すフローチャート、図２５はＲ画像とＢ画像の相関値グラフの例を示す図、図２６はＲ画像とＧ画像の相関値グラフの例を示す図、図２７はＧ画像とＢ画像の相関値グラフの例を示す図、図２８は水平軸をＲ画像とＢ画像の相関値グラフに合わせてリスケーリングしたＲ画像とＧ画像の補正相関値グラフの例を示す図、図２９は水平軸をＲ画像とＢ画像の相関値グラフに合わせてリスケーリングしたＧ画像とＢ画像の補正相関値グラフの例を示す図、図３０はＲ画像とＢ画像の相関値グラフと、Ｒ画像とＧ画像の補正相関値グラフと、Ｇ画像とＢ画像の補正相関値グラフと、を加算して得られる加算相関値グラフの例を示す図である。
【０１６１】
この実施形態３において、上述の実施形態１，２と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【０１６２】
上述した実施形態１，２は、３色以上の適合色がある場合に、３色以上の色画像の中から選択した２つの色画像の組み合わせの相関値に基づき被写体までの距離を演算するものであり、（２色を選択してから相関値グラフを作成するか、相関値グラフを作成してから２色を実質的に選択するかの違いはあるものの）３色以上の中から最も位相差検出に適した２色を実質的に選択するものとなっていた。これに対して、本実施形態３は、３色以上の色画像の全ての２つの色画像の組み合わせの相関値に基づき被写体までの距離を演算するものであり、全ての適合色の画像情報を統合的に用いて（全ての適合色の組み合わせの相関値グラフを作成して、作成した相関値グラフを統合することにより）、より信頼性の高い位相差検出を行うものとなっている。
【０１６３】
従って、本実施形態の位相差ＡＦ部４２は、上述した実施形態２の図２３に示したものと同様に、色信号選択部５１が省略されたものとなっている。
【０１６４】
また、上述した実施形態１，２の基準補正部５２は、位相差量または被写体距離を重心距離に応じて補正するものであったが、本実施形態の基準補正部５２は、後述するようにさらに、相関値グラフを、重心距離に応じて、水平方向（像ずれ量軸の方向）にリスケーリング（つまり、同一スケールとなるように補正）するものとなっている。
【０１６５】
次に、図２４を参照して、撮像装置における測距の処理を説明する。
【０１６６】
この処理を開始すると、上述したステップＳ１〜Ｓ４の処理を行う。
【０１６７】
そして、ステップＳ４において、３色以上の画像が位相差検出に適合すると判定された場合には、上述したステップＳ８１の処理を行い、適合色の数がｎ（ｎは３以上の整数）であるとすると、nＣ2個の相関値グラフを作成する。ここに、図４に示したような帯域制限フィルタ１２を用いた場合に、図２５に示すようなＲ画像とＢ画像の相関値グラフと、図２６に示すようなＲ画像とＧ画像の相関値グラフと、図２７に示すようなＧ画像とＢ画像の相関値グラフとが得られたものとする。
【０１６８】
図４に示したような帯域制限フィルタ１２は、重心距離Ｄｒｇおよび重心距離Ｄｇｂが、重心距離Ｄｒｂの半分となる。従って、図２６に示すＲＧ相関値グラフおよび図２７に示すＧＢ相関値グラフは、水平方向（像ずれ量軸の方向）のスケールが、図２５に示すＲＢ相関値グラフの半分となる。
【０１６９】
そこで、例えばＲＢ相関値グラフを基準として、ＡＦ制御部３８の制御により基準補正部５２が、図２６に示すＲＧ相関値グラフおよび図２７に示すＧＢ相関値グラフを、重心距離に応じて、水平方向（像ずれ量軸の方向）にリスケーリングする（ステップＳ１０１）。このリスケーリングにより、例えば、図２８に示すようなＲＧ補正相関値グラフおよび図２９に示すようなＧＢ補正相関値グラフが得られたものとする（図２８、図２９において、リスケーリングされた相関値グラフＲＧ，ＧＢを、ＲＧ’，ＧＢ’として表している）。
【０１７０】
次に、ＡＦ制御部３８の制御により位相差ＡＦ部４２が、図２５に示すＲＢ相関値グラフと、図２８に示すＲＧ補正相関値グラフと、図２９に示すＧＢ補正相関値グラフと、を加算して、図３０に示すような加算相関値グラフを統合相関値グラフとして作成する（ステップＳ１０２）。
【０１７１】
そして、作成した加算相関値グラフに基づいて、ＡＦ制御部３８の制御により位相差演算部５３が、位相差（ひいては、被写体距離）を取得する（ステップＳ１０３）。
【０１７２】
一方、ステップＳ４において、位相差検出に適合する色画像が３色未満であると判定された場合には、上述したステップＳ１０の処理を行って、ＡＦ制御部３８が、２色の色画像のみが位相差検出に適合するか否かを判定する。
【０１７３】
ここで、２色の色画像のみが位相差検出に適合すると判定された場合には、ＡＦ制御部３８の制御により位相差演算部５３が、上述したステップＳ８４の処理を行って、適合すると判定された２色の色画像の位相差（ひいては、被写体距離）を取得し、上述したステップＳ７の処理を行って、ＡＦ制御部３８の制御により基準補正部５２が、取得された位相差を、選択した２色に係る光がレンズ１０の瞳領域を通過する際の重心距離に合わせて補正する。
【０１７４】
また、ステップＳ１０において、位相差検出に適合する色画像が２色未満であると判定された場合には、上述したステップＳ８５の処理を行って、ＡＦ制御部３８が、１色の色画像のみが位相差検出に適合するか否かを判定する。
【０１７５】
ここで、１色の色画像のみが位相差検出に適合すると判定された場合には、上述したステップＳ８６の処理を行って、ＡＦ制御部３８の制御により位相差演算部５３が、適合色と、不適合各色との間の相関値グラフを作成する。上述したような、独立した色瞳重心位置の数がｍａｘＮの場合には、ここで作成される相関値グラフの数は、（ｍａｘＮ−１）個となる。
【０１７６】
次に、ＡＦ制御部３８の制御により基準補正部５２が、作成された（ｍａｘＮ−１）個の相関値グラフを、上述したステップＳ１０１の処理と同様に、重心距離に応じて、水平方向（像ずれ量軸の方向）にリスケーリングする（ステップＳ１０４）。
【０１７７】
さらに、ＡＦ制御部３８の制御により位相差ＡＦ部４２が、上述したステップＳ１０２の処理と同様に、リスケーリング後の（ｍａｘＮ−１）個の相関値グラフを加算して、加算相関値グラフを統合相関値グラフとして作成する（ステップＳ１０５）。
【０１７８】
そして、ＡＦ制御部３８が、作成した加算相関値グラフから、最大相関値を取得する（ステップＳ１０６）。
【０１７９】
続いて、上述したステップＳ８８の処理と同様に、取得した最大相関値が所定値（例えば、ＺＮＣＣ方式において０．７×（ｍａｘＮ−１）あるいは０．８×（ｍａｘＮ−１）等）以上であるか否かに基づき、ＡＦ制御部３８が、位相差検出が可能であるか否かを判定する。ただし、ここでは図２２のステップＳ８８の処理と異なり、最大相関値と比較する所定値が、相関値グラフの加算数倍［（ｍａｘＮ−１）倍］されている点が異なっている。
【０１８０】
ここで、位相差検出が可能であると判定された場合には、ＡＦ制御部３８の制御により位相差演算部５３が、加算相関値グラフに基づき位相差を取得する（ステップＳ１０７）。
【０１８１】
ステップＳ１０３，Ｓ７，またはＳ１０７の何れかの処理により位相差（ひいては、被写体距離）が取得されたら、ステップＳ８において合焦判定を行い、合焦していないと判定された場合にはステップＳ９の処理へ進む。
【０１８２】
また、ステップＳ８５において位相差検出に適合する色画像がないと判定された場合、またはステップＳ８８において位相差検出が可能でないと判定された場合には、ステップＳ１１のコントラストＡＦへ進む。
【０１８３】
こうして、ステップＳ１１の処理が終了するか、またはステップＳ８において合焦したと判定された場合には、この測距の処理を終了する。
【０１８４】
なお、上述では、位相差検出の対象を、全ての相関値グラフを加算した加算相関値グラフとしたが、これに限るものではない。例えば、全ての相関値グラフを平均した平均相関値グラフを統合相関値グラフとして作成し、この平均相関値グラフに基づき位相差検出を行っても構わない。さらに、全ての相関値グラフを統計的に処理（例えば、値が大きく異なる相関値グラフは除外する、あるいは、値の相似性が高い相関値グラフは重み付けを大きくする等）して１つの統合相関値グラフを作成し、この統合相関値グラフに基づき位相差検出を行っても構わない。
【０１８５】
このような実施形態３によれば、適合色の組選択に係る効果等を除いて上述した実施形態１，２とほぼ同様の効果を奏するとともに、全ての適合色の組み合わせの相関値グラフを作成して、さらに作成した相関値グラフをリスケーリングした後に加算する等により統合相関値グラフを作成し、作成した統合相関値グラフに基づき位相差検出を行うようにしたために、各色の相関性を総合的に含めた、信頼性の高い位相差検出を行うことができる。
【０１８６】
なお、上述では主として距離測定装置を備えた撮像装置について説明したが、上述したような処理を行う距離測定方法、上述したような処理を行うための距離測定プログラム、該距離測定プログラムを記録するコンピュータにより読み取り可能な記録媒体、等であっても構わない。
また、距離測定をオートフォーカスのために利用している例のみ示したが、本距離測定方法による距離測定結果を、画像処理や立体視画像などに用いてもよい。
【０１８７】
また、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１８８】
１…レンズユニット
２…ボディユニット
９…撮像光学系
１０…レンズ（フォーカスレンズを含む）
１１…絞り
１２…帯域制限フィルタ
１２ｂ…ＧＢフィルタ
１２ｒ…ＲＧフィルタ
１４…レンズ制御部
１５…レンズ側通信コネクタ
２１…シャッタ
２２…撮像素子（カラーの撮像素子）
２３…撮像回路
２４…撮像駆動部
２５…画像処理部
２６…画像メモリ
２７…表示部
２８…インターフェース（ＩＦ）
２９…記録媒体
３０…システムコントローラ（制御部）
３１…センサ部
３２…操作部
３３…ストロボ制御回路
３４…ストロボ
３５…ボディ側通信コネクタ
３６…色間補正部
３７…色画像生成部
３８…ＡＦ制御部（位相差演算制御部）
３９…距離演算部
４１…位相差適合判定部
４２…位相差ＡＦ部（位相差演算部）
４３…コントラストＡＦ部
５１…色信号選択部
５２…基準補正部
５３…位相差演算部
【図１】
2013097154.tif 000006
【図２】
2013097154.tif 000007
【図３】
2013097154.tif 000008
【図４】
2013097154.tif 000009
【図５】
2013097154.tif 000010
【図６】
2013097154.tif 000011
【図７】
2013097154.tif 000012
【図８】
2013097154.tif 000013
【図９】
2013097154.tif 000014
【図１０】
2013097154.tif 000015
【図１１】
2013097154.tif 000016
【図１２】
2013097154.tif 000017
【図１３】
2013097154.tif 000018
【図１４】
2013097154.tif 000019
【図１５】
2013097154.tif 000020
【図１６】
2013097154.tif 000021
【図１７】
2013097154.tif 000022
【図１８】
2013097154.tif 000023
【図１９】
2013097154.tif 000024
【図２０】
2013097154.tif 000025
【図２１】
2013097154.tif 000026
【図２２】
2013097154.tif 000027
【図２３】
2013097154.tif 000028
【図２４】
2013097154.tif 000029
【図２５】
2013097154.tif 000030
【図２６】
2013097154.tif 000031
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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