JP2016099247A - 距離検出装置、撮像装置、および距離検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速かつ高精度な測距が可能となる距離検出装置を提供する。【解決手段】結像光学系の射出瞳の第１の瞳領域を通過した光束に対応する第１の信号と、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対応する第２の信号とに基づいて被写体までの距離情報を検出する距離検出装置であって、前記第１の信号と前記第２の信号の位置ズレ量である第１のズレ量を算出する第１算出手段と、前記第１のズレ量に応じた変位量だけ前記第１の信号と第２の信号を相対的に変位させるフィルタ処理を、前記第１の信号および第２の信号の少なくとも一方に施して修正信号を生成する信号処理手段と、フィルタ処理を施した第１の信号と第２の信号、またはフィルタ処理を施した一方の信号とフィルタ処理を施していない他方の信号の間の位置ズレ量である第２のズレ量を算出する第２算出手段と、を備える、距離検出装置。【選択図】図４

Description

本発明は、距離検出装置、撮像装置、および距離検出方法に関する。

デジタルカメラに適用可能な距離検出技術として、撮像素子の一部または全ての画素に測距機能を持たせ、位相差方式で被写体までの距離を検出する距離検出技術が知られている。測距機能を有する画素（以下、「測距画素」ともいう）は、結像光学系の瞳上の異なる領域をそれぞれ通過した光束を受光する複数の光電変換部を備える。各光電変換部で生成される像信号のズレ量を推定し、変換係数を用いてズレ量をデフォーカス量に変換することによって測距が行われる。

測距精度低下の要因として、各光電変換部で生成される像信号の形状変化が挙げられる。光学系の枠などによる光束のケラレや画素の感度特性の相違により、各光電変換部で生成される像信号が互いに異なる形状となると、像信号のズレ量の推定精度が低下し、測距精度が低下してしまう。特許文献１には、像信号に像信号修正フィルタを施すことで像形状を修正し、ズレ量の検出精度を向上させる手法が記載されている。

測距精度低下の他の要因として、変換係数の変動も挙げられる。変換係数は、デフォーカス量の大きさや測距を行う撮像素子上の位置に応じて変動する。測距条件によらず固定の変換係数を用いて、ズレ量をデフォーカス量に変換すると、変換誤差が生じる。特許文献２には、デフォーカス量の大きさに応じて変換係数を算出することで、距離の算出誤差を低減する手法が記載されている。

特開２０１２−０３７５５０号公報 特開２０１４−０２９３９３号公報

像信号の修正処理及び変換係数の算出処理を両方行うと、測距演算の処理時間が増加し、測距速度が低下する。本発明は、上記課題に鑑み、高速で高精度な測距を行うことができる手法を提供することを目的とする。

本発明に係る距離検出装置は、結像光学系の射出瞳の第１の瞳領域を通過した光束に対応する第１の信号と、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対応する第２の信号とに基づいて被写体までの距離情報を検出する距離検出装置であって、前記第１の信号と前記第２の信号の位置ズレ量である第１のズレ量を算出する第１算出手段と、前記第１のズレ量に応じた変位量だけ前記第１の信号と第２の信号を相対的に変位させるフィルタ処理を、前記第１の信号および第２の信号の少なくとも一方に施して修正信号を生成する信号処理手段と、フィルタ処理を施した第１の信号と第２の信号、またはフィルタ処理を施した一方の信号とフィルタ処理を施していない他方の信号の間の位置ズレ量である第２のズレ量を算出する第２算出手段と、を備える。

本発明に係る距離検出方法は、結像光学系の射出瞳の第１の瞳領域を通過した光束に対応する第１の信号と、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対応す
る第２の信号とに基づいて被写体までの距離情報を検出する距離検出装置によって行われる距離検出方法であって、前記第１の信号と前記第２の信号の位置ズレ量である第１のズレ量を算出する第１算出ステップと、前記第１のズレ量に応じた変位量だけ前記第１の信号と第２の信号を相対的に変位させるフィルタ処理を、前記第１の信号および第２の信号の少なくとも一方に施して修正信号を生成する信号処理ステップと、フィルタ処理を施した第１の信号と第２の信号、またはフィルタ処理を施した一方の信号とフィルタ処理を施していない他方の信号の間の位置ズレ量である第２のズレ量を算出する第２算出ステップと、を含む。

本発明によれば、高速かつ高精度な測距が可能となる距離検出装置、距離検出方法を提供することができる。

実施形態１に係る距離検出装置を有する撮像装置の一例を示す模式図 測距画素の感度特性と瞳領域を説明する図 点像分布関数を示す模式図 実施形態１に係る距離検出方法のフローの一例を示す図 実施形態１に係る信号修正処理を行い、変形された点像分布関数を示す図 実施形態１に係る距離検出方法の原理を説明する図 実施形態１に係る距離検出方法の効果を説明する図 実施形態２に係る距離検出方法の原理を説明する図 実施形態３に係る距離検出方法の原理を説明する図

以下の説明では、本発明に係る距離検出装置を備えた撮像装置の一例として、デジタルスチ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されるものではない。例えば、本発明に係る距離検出装置は、デジタルビデオカメラやデジタル距離計測器などにも適用することができる。

なお、図を参照した説明においては、図番は異なっても原則として同一部位を示す部位には、同一の符号を付すこととし、なるべく重複した説明は避ける。

（実施形態１）
＜距離検出装置＞
図１（ａ）は、本実施形態に係る距離検出装置４０を有する撮像装置の模式図である。この撮像装置は、距離検出装置４０の他に、撮像素子１０と結像光学系２０と記録装置３０とを有する。さらに、撮像装置は、結像光学系２０の合焦のための駆動機構、シャッター、観賞用画像生成手段、画像確認用の液晶等のディスプレイ等を有している。

図１（ｂ）は、撮像素子１０の一例を示す模式図である。撮像素子１０は、光電変換部１１、１２を含む測距画素１３を複数有している（以下、測距画素のことを単に画素とも称する）。具体的には、ＣＭＯＳセンサ（相補型金属酸化物半導体を用いたセンサ）や、ＣＣＤセンサ（電荷結合素子を用いたセンサ）等の固体撮像素子を撮像素子１０として用いることができる。撮像素子上の位置を像高と呼び、撮像素子１０の中央付近、周辺付近の位置をそれぞれ中央像高、周辺像高と呼ぶ。

図１（ｃ）は、画素１３の一例を示す断面模式図である。画素１３の光電変換部１１、１２は基板１４内に形成されている。画素１３はマイクロレンズ１５を有している。

図１に示すように、結像光学系２０は、外界の被写体の像を撮像素子１０の面上に結像する。撮像素子１０は、結像光学系２０の射出瞳２１を透過した光束を、マイクロレンズ１５を介して画素１３の光電変換部１１または光電変換部１２で取得し、電気信号に変換する。具体的には、射出瞳２１の第１の瞳領域８１（図２（ｂ））を通過した光束は各画素１３の光電変換部１１で電気信号に変換される。また、射出瞳２１の第１の瞳領域とは異なる第２の瞳領域８２（図２（ｃ））を通過した光束は各画素１３の光電変換部１２で電気信号に変換される。画素１３は、電気信号を距離検出装置４０に出力するために、フローティングディフュージョン（ＦＤ）部、ゲート電極、配線等を備えている。

距離検出装置４０は、結像光学系２０の射出瞳２１の第１の瞳領域８１を通過した光束に対応する第１の信号Ｓ_１と、第２の瞳領域８２を通過した光束に対応する第２の信号Ｓ_２と、に基づき、被写体の距離を算出する距離算出部４１を有している。距離検出装置４０は、例えば、ＣＰＵ、メモリを含む信号処理基板で構成され、ＣＰＵがプログラムを実行することによりその機能を実現する。信号処理基板は、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。

なお、第１の信号Ｓ_１は、各画素１３の光電変換部１１で生成された各電気信号の集合である。第１の信号Ｓ_１において、各画素１３の撮像素子上の位置と各画素１３の光電変換部１１で生成された各電気信号とが対応付けられている。また、第２の信号Ｓ_２は、各画素１３の光電変換部１２で生成された各電気信号の集合である。第２の信号Ｓ_２において、各画素１３の撮像素子上の位置と各画素の光電変換部１２で生成された各電気信号とが対応付けられている。

距離検出装置４０は、距離算出部４１の他に、信号処理部４２、ズレ量算出部４３、フィルタ生成部４４を備える。信号処理部４２は、第１の信号Ｓ_１に対応する光学伝達関数と第２の信号Ｓ_２に対応する光学伝達関数とに基づくフィルタ（デジタルフィルタ）を用いて、第１の信号Ｓ_１と第２の信号Ｓ_２のうちいずれか一つの信号をフィルタ処理する機能を有している。ズレ量算出部４３は、２つの像信号の位置ズレ量を算出する機能を有している。ズレ量算出部４３は、例えば、第１の信号Ｓ_１と第２の信号Ｓ_２の間のズレ量（第１のズレ量）を算出したり、後述するフィルタ処理後の第１の信号ＣＳ_１と第２の信号ＣＳ_２の間のズレ量（第２のズレ量）を算出したりする。フィルタ生成部４４は、ズレ量算出部４３で算出されたズレ量に基づき、信号処理部４２のフィルタ処理時に使用するフィルタを生成する機能を有している。記録装置３０は、読み出した信号あるいは演算結果を記録する機能を有している。

画素１３は複数の光電変換部１１，１２を有する構成なので、光電変換部１１、１２で取得した信号を合算することで、画素１３が単一の光電変換部を有する場合と同等の画像信号を作成することができる。撮像素子１０の全画素にこのような画素１３を配置してもよいし、単一の光電変換部を有する画素と複数の光電変換部を有する画素１３とを両方有する構成であってもよい。後者の構成では、画素１３で測距を行い、残りの画素で被写体の画像を取得することができる。なお、画素１３は、撮像素子１０の中で離散的に配置されていてもよく、Ｘ方向とＹ方向で異なる間隔で配置されていてもよい。

＜距離検出方法＞
本実施形態においては、画素１３の大きさに対して、結像光学系２０と撮像素子１０の間の距離が長い。このため、結像光学系２０の射出瞳２１上の異なる位置を通過した光束は、異なる入射角の光束として撮像素子１０の面上に入射する。光電変換部１１、１２には、射出瞳２１の形状や像高（光束が到達する撮像素子上の位置）に応じて、所定の角度範囲２２（図１（ａ））からの光束が入射する。入射した光束に対する光電変換部１１、
１２の感度特性を、角度に応じて射出瞳上に射影したときの射出瞳上の感度分布を瞳透過率分布という。このときの瞳透過率分布の重心位置を瞳重心という。瞳重心は、以下の式１で算出することができる。式１において、ｒは射出瞳２１上の座標であり、ｔは光電変換部１１、１２の瞳透過率分布を表し、積分範囲は射出瞳２１上の領域である。

また、光電変換部で受光される光束が通過する射出瞳２１上の領域のうち、瞳重心を含み、対応する光電変換部の感度が所定の閾値よりも高い領域を瞳領域という。また、２つの瞳領域の瞳重心を結ぶ方向を瞳分割方向といい、瞳重心間の長さを基線長という。本実施形態においては、瞳分割方向はｘ方向であり、この方向を第１の方向とし、ｘ方向に垂直なｙ方向を第２の方向とする。

図２（ａ）は、ｘｚ平面内において入射した光束に対する、光電変換部１１の感度特性５１と光電変換部１２の感度特性５２を示す。横軸は、ｘｚ平面内における入射光束とｚ軸が成す角度を示し、縦軸は感度を表している。

図２（ｂ）は、結像光学系２０の射出瞳２１、および光電変換部１１に対応する瞳透過率分布６１と瞳重心７１と瞳領域８１（第１の瞳領域）を示した図である。瞳領域８１は、射出瞳２１の中心から＋ｘ方向（第１の方向）に偏心した瞳領域である。各画素１３の光電変換部１１は、主として瞳領域８１を通過した光束を受光するように構成されている。この構成により、瞳領域８１を通過した光束に対応する第１の信号Ｓ_１が得られる。

図２（ｃ）は、結像光学系２０の射出瞳２１、および光電変換部１２に対応する瞳透過率分布６２と瞳重心７２と瞳領域８２（第２の瞳領域）を示した図である。瞳領域８２は、射出瞳２１の中心から−ｘ方向（第２の方向）に偏心した瞳領域である。各画素１３の光電変換部１２は、主として瞳領域８２を通過した光束を受光するように構成されている。この構成により、瞳領域８２を通過した光束に対応する第２の信号Ｓ_２が得られる。

信号Ｓ_１、Ｓ_２は、以下の式２で記述できる。

ｆは被写体の光量分布、＊は畳み込み積分を表している。添え字ｊは、１または２を表す。ＰＳＦ_j、ＯＴＦ_ｊは、それぞれ実空間領域、空間周波数領域において、被写体から
の光束が信号Ｓ_jとして取得される際の結像光学系２０や撮像素子１０による劣化度合い
を表す伝達関数であり、点像分布関数、光学伝達関数という。ＦＦＴはフーリエ変換を表し、ＦＦＴ［ｆ］は被写体の光量分布ｆをフーリエ変換したものである。ＦＦＴ^−１は逆フーリエ変換を表している。

ＯＴＦ_ｊは、空間周波数領域において、振幅伝達関数ＭＴＦ_ｊを振幅項に、位相伝達関数ＰＴＦ_ｊを位相項に有する関数として表される（OTF_j=MTF_j・exp(iPTF_j))。ＭＴＦ_ｊ、ＰＴＦ_ｊは、それぞれ伝達に伴う各空間周波数成分の振幅、位置の変化量を決定する関数である。光学系の枠などによる光束のケラレや画素１３の感度特性が異なることにより、
ＰＳＦ_１とＰＳＦ_２、あるいはＭＴＦ_１とＭＴＦ_２、あるいはＰＴＦ_１とＰＴＦ_２は、それぞれ互いに異なる形状を有する関数となる。図３（ａ）は、ＰＳＦ_１、ＰＳＦ_２を示したものであり、縦軸及び横軸はそれぞれｘ座標、ｙ座標を表しており、値が大きいほど白く記されている。図３（ｂ）は各ＰＳＦのｘ方向の断面図を示したものである。図３（ａ）（ｂ）のようにＰＳＦ_１とＰＳＦ_２が異なるため、信号Ｓ_１とＳ_２は形状が異なる信号となり、したがって、ズレ量を算出する際に誤差が生じやすくなる。

図４に、距離検出装置４０で行われる、被写体までの距離を検出する距離検出方法のフローチャートの一例を示す。この距離検出方法は、ズレ量算出工程と信号処理工程と距離算出工程を有する。

［暫定ズレ量の算出工程］
まず、図４（ａ）で示すように、ズレ量算出部４３は、第１の信号Ｓ_１と第２の信号Ｓ_２から、暫定的なズレ量を算出する（ステップＳ１０）。信号Ｓ_１とＳ_２のｘ方向（第１の方向）における信号のズレ量は公知の方法により求められる。例えば、一対の信号（Ｓ_１、Ｓ_２）のうち、片方の信号をｘ方向にずらしながら相関演算を行い、最も相関が高いときのズレ量を算出することで求められる。なお、暫定ズレ量算出ステップＳ１０を実行するズレ量算出部４３が、本発明における第１算出手段に相当する。

［像信号の修正工程］
次に、図４（ａ）で示すように、信号処理部４２は、信号Ｓ_１、Ｓ_２に像信号修正処理を施す（ステップＳ２０）。ステップＳ２０によって、修正信号ＣＳ_１、ＣＳ_２が生成される。像修正処理Ｓ２０の詳細を図４（ｂ）に示す。像修正処理Ｓ２０は、像信号を修正するフィルタの生成工程（ステップＳ２１）と、修正信号の生成工程（ステップＳ２２）を有する。ステップＳ２１では、フィルタ生成部４４がステップＳ１０で算出された暫定ズレ量の大きさを元に像信号修正フィルタを生成する。例えば、フィルタ生成部４４は、各条件に応じたフィルタデータ（セル値）を予め保持しておき、ステップＳ１０で算出された暫定ズレ量に基づき、それに対応したフィルタデータを呼び出すことで像信号修正フィルタを生成する。次に、信号処理部４２が、信号Ｓ_１、Ｓ_２にステップＳ２１で生成した像信号修正フィルタを畳み込み積分することで修正信号ＣＳ_１、ＣＳ_２を生成する。

この処理で使用されるフィルタは、ｘ方向にＡｘ、ｙ方向にＡｙ（Ａｘ及びＡｙは１以上の整数）のセル数を有するフィルタである。また、フィルタは、光学伝達関数ＯＴＦに基づいて作成される。より具体的には、信号Ｓ_１に施すフィルタＩＣＦ_１は、周波数空間において、ＯＴＦ_１の逆数と位相成分ＰＧ_１とＦＰＰ_１とを追加した関数で表される。信号Ｓ_２に施すフィルタＩＣＦ_２は、周波数空間において、ＯＴＦ_２の逆数と位相成分ＰＧ_２とＦＦＰ_２とを追加した関数で表される。フィルタＩＣＦは、以下の式４乃至７で表される。添え字ｊは、１または２を表す。

ＦＭ_ｊ、ＦＰ_ｊは、ＩＣＦ_ｊの周波数空間における振幅項、位相項である。位相項ＦＰ_ｊは、像信号を変形させる成分ＦＰＳ_ｊ（第１の位相成分）と、変位させる成分ＦＰＰ_ｊ（第２の位相成分）とを有する。ＦＰＳ_ｊは、実空間では空間周波数によって異なる値を
有する成分であり、形状を補正する成分である。ＰＧ_ｊは、ＰＳＦ_ｊの重心位置のデフォーカスに伴う移動量を、各空間周波数に対する位相量に換算した成分であり、信号の形状には影響しない成分である。ＰＧ_ｊは、変形成分ＦＰＳ_ｊのＰＴＦ_ｊに含まれる位置変化分を相殺するために加えられている。ＦＰＰ_ｊは、実空間では空間周波数によらず一定の値を有する成分であり、位置を補正する成分である。ＦＰＰ_ｊは、距離検出装置４０のデフォーカス量とズレ量の関係と、後述する距離算出工程で用いる変換係数とに応じて作成される。なお、式４乃至７は他の式の形に変形してもよい。いずれの変形式も、本発明にかかるフィルタの実施形態に含まれるものである。

上述したように、フィルタは測距条件に応じて決定される。フィルタ生成部４４は、各条件に対応するフィルタデータを予め保持しておき、条件に応じてフィルタデータを読み出すことでＩＣＦを得る。また、フィルタ生成部４４は、代表的な暫定ズレ量に対応するフィルタデータのみを保持しておき、代表値以外の暫定ズレ量に対しては、予め保持してあるフィルタデータ間を補間することでフィルタを生成してもよい。あるいは、フィルタデータを関数で近似し、関数の各係数を保持してもよい。例えば、フィルタのセル値をフィルタ内の位置を変数とする多項式で近似し、フィルタ生成部４４が関数（多項式）の各係数を保持しておく。次に、フィルタ生成部４４は、測距条件に応じて係数を読み出して、フィルタを作成する。このような方法により、保持するフィルタデータ量を削減でき、フィルタ保持用の記録容量を低減できる。

修正信号ＣＳ_ｊは、式２、４乃至７を用いて、式８で表わされる。

信号ＣＳ_ｊは、ＰＳＦ_ｊを変形した点像分布関数ＣＰＳＦ_ｊを用いると、式９のように記述できる。ＣＰＳＦ_ｊの形状が修正信号ＣＳ_ｊの形状を決定する。

図５（ａ）は、ＣＰＳＦ_１、ＣＰＳＦ_２を示したものであり、縦軸及び横軸はそれぞれｘ座標、ｙ座標を表しており、値が大きいほど白く記されている。図５（ｂ）はＣＰＳＦ_１及びＣＰＳＦ_２のｘ方向の断面図を示したものであり、実線はＣＰＳＦ_１、破線ＣＰＳＦ_２を表している。図５（ａ）（ｂ）から分かるように、ＣＰＳＦ_１とＣＰＳＦ_２は互いに近い形状となる。修正信号ＣＳ_１とＣＳ_２は、互いに形状が近い信号となり、ズレ量を高精度に算出することができる。このため、後述する距離算出工程によって被写体の距離を高精度に算出することができる。なお、式８で位相成分ＰＧ_ｊ、ＦＰＰ_ｊは形状に寄与しない項であることから、修正信号ＣＳ_１とＣＳ_２とは互いに形状が近い信号となることが分かる。また、修正信号ＣＳ_ｊは、信号Ｓ_ｊのデフォーカスに伴う位置変化量に相当する成分ＰＧ_ｊに加えて、位置補正成分ＦＰＰ_ｊだけ変位する。

［ズレ量算出工程］
ズレ量算出部４３は、修正信号ＣＳ_１とＣＳ_２と間のｘ方向（第１の方向）のズレ量を算出する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０におけるズレ量の算出処理には、ステップＳ１０の暫定ズレ量算出処理と同じ方法を用いることができる。なお、ズレ量算出ステップＳ３０を実行するズレ量算出部４３が、本発明における第２算出手段に相当する。

［距離算出工程］
距離算出部４１は、修正信号ＣＳ_１とＣＳ_２から算出したズレ量に基づいて、被写体までの距離情報を算出する（ステップＳ４０）。距離算出部４１は、求めたズレ量からデフ
ォーカス量を求め、デフォーカス量と結像光学系２０の結像関係とから被写体の距離を算出することができる。デフォーカス量ΔＬは、例えば以下の式１０により算出することができる。

ここで、ｄはズレ量、Ｋａは変換係数を表している。ただし、変換係数Ｋａは、ズレ量算出部４３で算出されるズレ量の大きさによらず同じ値を有し、像高に応じて異なる値を有する係数である。変換係数Ｋａがズレ量の大きさに依存しない理由は、像信号修正処理において、ズレ量とデフォーカス量の関係が線型となるように像を変位させているためである。なお、変換係数Ｋａは、像高に応じて異なる値であってもよい。

なおデフォーカス量は結像光学系の結像関係を用いて実空間における被写体までの距離に容易に変更可能であるため、デフォーカス量は被写体までの距離情報であると捉えることができる。距離算出部４１は、被写体までの距離情報として、デフォーカス量を出力してもよいし、実空間における距離を出力してもよい。距離算出部４１が出力する距離情報は、フォーカス位置からの相対距離であってもよいし、撮影時の撮像装置からの絶対距離であってもよい。また、絶対距離あるいは相対距離は、像面側での距離、物体側での距離のどちらであってもよい。また、距離は、実空間の距離で表されてもよいし、デフォーカス量や像ズレ量など実空間の距離に換算できる量で表されてもよい。

このような距離検出方法により、被写体の距離を高速かつ高精度に算出することができる。

＜像信号修正フィルタにおける位置補正成分の決定方法＞
以下、本実施形態における像信号修正フィルタの位置補正成分（ＦＰＰ_ｊ）の決定方法についてより詳細に説明する。

図６は、ズレ量とデフォーカス量の関係を示す図である。距離検出装置４０における信号Ｓ_１とＳ_２の間のズレ量とデフォーカス量の関係は一定ではない。結像光学系２０のデフォーカス量や像高に応じて、画素１３に入射する光束の角度範囲が変動し、瞳上透過率分布が変動する。瞳上透過率分布が変動すると、基線長が変動し、変換係数（ズレ量とデフォーカス量の関係）が変動する。図６における実線Ｌ１は、ある像高における像信号Ｓ_１とＳ_２のズレ量とデフォーカス量の関係を表す線である。変換係数の変動により、実線Ｌ１は複雑に変化する。

一方、図６における破線Ｌｔは、信号Ｓ_１とＳ_２より算出されるズレ量をズレ量の大きさによらず一定の値を有する変換係数を用いてデフォーカス量に変換する場合の、ズレ量とデフォーカス量の関係を表す線である。本説明ではデフォーカス量が小さいときのデフォーカス量とズレ量の関係より算出される変換係数Ｋａを用いた例を示している。

デフォーカス量Ｄｔの撮影条件で取得した信号Ｓ_１とＳ_２より算出されるズレ量はＲ１となる。このズレ量Ｒ１を、変換係数Ｋａを用いてデフォーカス量に変換すると、デフォーカス量としてＤ１が得られる。すなわち、変換誤差ΔＤ１（＝Ｄｔ−Ｄ１）が生じる。

そこで、本実施形態では、ズレ量に依存する変換係数の変動が抑制されるように、像信号修正フィルタを用いて像を変位させる位置補正を行っている。像信号修正フィルタによって、上記の変換誤差ΔＤ１に対応する変位量ΔＰ１だけ像の位置を変位させることで、変換係数の変動による誤差を抑制できる。

ここで一般に、ある像高Ｘにおいて暫定ズレ量としてＲが得られた場合の変位量ΔＰは、以下の式により求めることができる。
ΔＰ ＝ Ｌｘ（Ｒ）／Ｋａ − Ｒ．
なお、Ｌｘは像高Ｘにおける像信号Ｓ１とＳ２のズレ量とデフォーカス量とを対応付ける関数であり、Ｋａは式１０における変換係数である。各像高におけるズレ量とデフォーカス量の関係Ｌｘは、実測あるいは数値計算によりあらかじめ取得可能である。また、変換係数Ｋａは一般に像高に応じた値であることに留意されたい。

ステップＳ２１のフィルタ生成処理では、フィルタ生成部４４が、このようにして得られる変位量ΔＰを変位成分（位置補正成分ＦＰＰ）として有するフィルタを生成する。なお、像信号の変位は、信号Ｓ１およびＳ２のいずれか一方のみに与えてもよいし、両方に与えてもよい。すなわち、フィルタＩＣＦ_１およびＩＣＦ_２によって信号Ｓ１とＳ２が相対的に変位量ΔＰ１だけ変位しさえすれば、各フィルタの変位量（位置補正成分）は任意であってよい。

この像信号修正処理により、修正信号を用いて算出されるズレ量（例えば信号Ｓ_１のみを変位させた場合は、修正信号ＣＳ_１と信号Ｓ_２から算出されるズレ量）はＲ１´となる。変換係数Ｋａを用いてデフォーカス量に変換すると、正解のデフォーカス量Ｄｔに近い値Ｄ１´を得ることができる。また、像信号修正処理で、像形状の修正を行うことで、修正信号のズレ量を高精度に検出することが可能となる。

図７は、本実施形態による像信号の修正処理の効果を示す図である。図７における実線は像信号の修正工程を行った場合に得られるデフォーカス量、破線は修正工程を行わない場合に得られるデフォーカス量を示す。横軸は正解のデフォーカス量、縦軸は検出したデフォーカス量を示している。像信号の修正工程を行うことにより、正解値に近いデフォーカス量が検出されることが分かる。像信号修正処理で、像の形状と位置を補正することで、ズレ量の算出誤差と変換誤差を低減することができ、高精度な距離検出が可能となる。また、ズレ量に応じて変換係数を算出する処理を省くことができ、処理を高速化することができる。変換係数は、デフォーカス量が大きくなるほど、大きく変動する。実施形態１の距離検出装置を用いることで、特にデフォーカス量が大きいときに、高速かつ高精度な距離検出が可能となる。

＜その他の像信号修正フィルタ＞
像信号修正フィルタＩＣＦは、位相項ＦＰのみを有するフィルタであってもよい。つまり、像信号修正フィルタＩＣＦは、式１１のように、周波数空間における位相のみを補正するフィルタを用いてもよい。

式１１で表されるフィルタもＯＴＦ_１、ＯＴＦ_２に基づくフィルタである。このようなフィルタを用いても、第１の信号Ｓ_１の形状と位置を補正することができ、前述のズレ量算出誤差と変換誤差を低減する効果を得ることができる。

あるいは、像信号修正フィルタＩＣＦは、式１２のように、位置のみを補正するフィルタを用いてもよい。

このようなフィルタを用いると、第１の信号Ｓ_１の位置を補正することができ、前述の
変換誤差を低減する効果を得ることができる。

あるいは、フィルタＩＣＦ_１、ＩＣＦ_２は、以下の式１３乃至１７で表されるフィルタを用いてもよい。

像信号修正処理により生成された修正信号ＣＳ_ｊは、式２、１３乃至１７を用いて、式１８、１９で表わされる。

修正信号の形状は、振幅成分ＭＴＦ_１・ＭＴＦ_２および位相成分ＰＴＦ_１＋ＰＴＦ_２で決定されることから、修正信号ＣＳ_１とＣＳ_２とは互いに形状が近い信号となる。また、信号ＣＳ_ｊの位置は、各信号のデフォーカスに伴う位置変化量に相当する位相ＰＧ_ｊに加えて、位置補正成分ＦＰＰ_ｊだけ変位する。

あるいは、信号Ｓ_１あるいは信号Ｓ_２のいずれか一方のみに像信号修正処理を行ってもよい。例えば、信号Ｓ_１に施すフィルタＩＣＦは、光学伝達関数ＯＴＦ_１の逆数と光学伝達関数ＯＴＦ_２に基づいて作成される。ＩＣＦは、周波数空間において、ＯＴＦ_１の逆数とＯＴＦ_２の積（ＯＴＦ_２／ＯＴＦ_１）に、位相ＰＧ_１とＰＧ_２とＦＰＰとを追加した関数で表される。像信号修正フィルタＩＣＦは、以下の式２０乃至２３で表される。

修正信号ＣＳ_１は、式２、２０乃至２３を用いて、式２４で表わされる。

位相成分ＰＧ_１、ＰＧ_２、ＦＰＰ_ｊは形状に寄与しない成分であることから、信号ＣＳ_１とＳ_２とは互いに形状が近い信号となる。ＰＧ_２はＰＴＦ_２に含まれる位置変化成分と相殺される。信号ＣＳ_１の位置は、信号Ｓ_１のデフォーカスに伴う位置変化量に相当する成分ＰＧ_１に加えて、位置補正成分ＦＰＰだけ変位する。像信号修正処理を一方の像信号（第１の信号Ｓ_１）に対してのみ行うだけで、形状と位置の補正を行うことができる。像信号修正処理の計算負荷を減らすことができ、高速な前処理が可能となる。像信号修正処理を一方の像信号（例えば第１の信号Ｓ_１）に対してのみ行う場合は、修正像信号（例え
ば信号ＣＳ_１）と像信号修正処理を施していない他方の像信号（例えば第２の信号Ｓ_２）の間のズレ量がステップＳ３０において求められる。

以上のようなフィルタを用いることで、前述と同様に、像形状の差を軽減することができ、ズレ量の算出誤差を低減することができる。また、元の信号に適切な位置補正成分を付与することで、変換係数補正処理が無くても変換誤差を軽減することができ、高速かつ高精度な測距が可能となる。

本実施形態において、実空間でフィルタを信号に畳み込み積分することで修正信号を生成する処理方法について示したが、周波数空間で像信号修正処理を行ってもよい。この場合、信号処理部４２は、以下に示す処理を行うように構成される。まず、周波数空間におけるフィルタデータ（式４における逆フーリエ変換ＦＦＴ^−１の括弧内のデータ）を予め保持しておく。次に、取得した信号Ｓ_ｊをフーリエ変換し、周波数空間における修正信号ＦＳ_ｊを生成する。修正信号ＦＳ_ｊにフィルタを乗算し、逆フーリエ変換することで修正信号ＣＳ_ｊを生成することができる。フィルタを施す際に、畳み込み積分するよりも計算負荷を軽減することができ、高速かつ高精度な測距が可能となる。

また、フィルタＩＣＦを構成する各伝達関数は、上述した関数でなくても、他の関数で近似した関数を用いてもよい。各伝達関数を多項式等で近似した関数を用いてもよい。これらの方法で像信号修正フィルタＩＣＦを生成しても、前述の効果を得ることができる。

＜距離算出工程の変形例＞
例えば、式２５のように、ズレ量ｄと被写体距離Ｌを結びつける変換係数Ｋを用いて、被写体の距離Ｌを直接算出してもよい。式２５において、Ｋａは変換係数であり、ズレ量算出工程で検出されたズレ量の大きさによらず、同じ値を有している。前記と同様に、係数算出処理を省くことができ、高速な距離算出が可能となる。

あるいは式２６よりデフォーカス量ΔＬを算出し、デフォーカス量ΔＬから被写体距離を算出してもよい。ここで、Ｈは射出瞳２１と撮像素子１０までの距離を表している。このような式を用いることにより、より高精度にデフォーカス量及び距離を算出することができる。

＜測距結果＞
本発明の距離検出装置の測距結果は、例えば、結像光学系の焦点検出に用いることができる。本発明の距離検出装置によって、高速かつ高精度に被写体の距離を測定することができ、被写体と結像光学系の焦点位置とのズレ量を知ることができる。結像光学系の焦点位置を制御することで、被写体に対して高速かつ高精度に焦点位置を合わせることができる。本実施形態の距離検出装置を備えてデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置を構成でき、距離検出装置の距離検出結果に基づき、光学系の焦点検出を行うことができる。また、本発明の距離検出装置で、撮像素子１０上の複数の位置で距離を算出することで、距離マップを生成することができる。

（実施形態２）
本実施形態では、フィルタを用いた前処理により、像高に応じて生じるズレ量の算出誤差と変換誤差を低減し、高速かつ高精度な測距を可能にする例について説明する。本実施形態では、フィルタの作成工程で生成するフィルタの位相補正量と距離算出工程で用いる変換係数が実施形態１とは異なる。それ以外の構成は実施形態１と同じであるため説明は省略する。

図４（ｂ）のフィルタの作成工程（ステップＳ２１）では、ステップＳ１０で算出された暫定ズレ量と像高情報に基づいて、フィルタ生成部４４が像信号修正フィルタを作成する。フィルタは、式４乃至７あるいは式１３乃至１７あるいは式２０乃至２３を用いることができ、実施形態１とは位置補正量である位相成分ＦＰＰ_ｊが異なる。本実施形態における位相成分ＦＰＰ_ｊは、各像高におけるデフォーカス量とズレ量の関係と、距離算出工程で用いる変換係数とに応じて作成される。なお、実施形態１と同様に、各式は他の式の形に変形してもよい。いずれの変形式も、本発明にかかるフィルタの実施形態に含まれるものである。修正信号の生成工程（ステップＳ２２）では、フィルタを信号に施し、修正信号を生成する。

距離算出部４１は、修正信号より算出したズレ量より被写体までの距離を算出する。被写体距離は、例えば、式２７より算出することができる。ただし、変換係数Ｋｂとして、像高によらず同じ値を有し、ズレ量算出部４３で算出されるズレ量の大きさに応じて異なる値を有する係数を用いる。このような距離検出方法により、被写体の距離を高速かつ高精度に算出することができる。なお、変換係数Ｋｂは、ズレ量に応じて異なる値であってもよい。

図８は、ズレ量とデフォーカス量の関係を示す図である。図８において、破線Ｌｔ、実線Ｌ２は、それぞれ像高Ｘ１、Ｘ２におけるデフォーカス量とズレ量の関係を表す線である。あるデフォーカス量Ｄｔでは、像高Ｘ１、Ｘ２において信号Ｓ１とＳ２より算出されるズレ量はそれぞれＲｔ、Ｒ２となる。

ここで、式２７に示すように像高によらず一定の変換係数を用いてデフォーカス量とズレ量を変換することを考える。例えば、式２７における変換係数Ｋｂとして、像高Ｘ１におけるデフォーカス量とズレ量の関係に基づく変換係数を用いた場合を想定する。この場合、デフォーカス量とズレ量は図８における破線Ｌｔにしたがって変換される。したがって、ズレ量Ｒｔ、Ｒ２はそれぞれデフォーカス量Ｄｔ、Ｄ２に変換され、像高Ｘ２では変換誤差ΔＤ２（＝Ｄｔ−Ｄ２）が生じる。

そこで、本実施形態では、像高に依存する変換係数の変動が抑制されるように、像信号修正フィルタを用いて像を変位させる位置補正を行っている。像信号修正フィルタによって、上記の変換誤差ΔＤ２に対応する変位量ΔＰ２だけ像の位置を変位させることで、変換係数の変動による誤差を抑制できる。

ここで一般に、像高Ｘにおいて暫定ズレ量としてＲが得られた場合の変位量ΔＰは、以下の式により求めることができる。
ΔＰ ＝ Ｌｔ^−１（Ｌｘ（Ｒ）） − Ｒ．
なお、Ｌｘは像高Ｘにおける像信号Ｓ１とＳ２のズレ量とデフォーカス量とを対応付ける関数であり、Ｌｔ^−１は式２７で表される関数の逆関数である。各像高におけるズレ量とデフォーカス量の関係Ｌｘは、実測あるいは数値計算によりあらかじめ取得可能である。また、式２７中の変換係数Ｋｂは一般にズレ量に応じた値であることに留意されたい。

ステップＳ２１のフィルタ生成処理では、フィルタ生成部４４が、このようにして得られる変位量ΔＰを変位成分（位置補正成分ＦＰＰ）として有するフィルタを生成する。なお、像信号の変位は、信号Ｓ１およびＳ２のいずれか一方のみに与えてもよいし、両方に与えてもよい。すなわち、フィルタＩＣＦ_１およびＩＣＦ_２によって信号Ｓ１とＳ２が相対的に変位量ΔＰ２だけ変位しさえすれば、各フィルタの変位量（位置補正成分）は任意であってよい。

この像信号修正処理により、修正信号を用いて算出されるズレ量（例えば信号Ｓ１のみを変位させた場合は、修正信号ＣＳ１と信号Ｓ２から算出されるズレ量）はＲ２´となる。変換係数Ｋｂを用いてデフォーカス量に変換すると、正解のデフォーカス量Ｄｔに近い値Ｄ２´を得ることができる。また、像信号修正処理で、像形状の修正を行うことで、修正信号のズレ量を高精度に検出することが可能となる。

像信号修正処理で、像の形状と位置を補正することで、ズレ量の算出誤差およびズレ量からデフォーカス量への変換誤差を低減することができ、高精度な距離検出が可能となる。また、像高に応じて変換係数を算出する処理を省くことができ、処理を高速化することができる。変換係数は、周辺像高において大きく変動する。実施形態２の距離検出装置を行うことで、特に周辺像高において、高速かつ高精度な距離検出が可能となる。

（実施形態３）
本実施形態では、フィルタを用いた前処理により、デフォーカス量と像高に応じて生じるズレ量の算出誤差およびズレ量からデフォーカス量への変換誤差を低減し、高速かつ高精度な測距を可能にする例について説明する。本実施形態では、像信号修正フィルタの作成工程で生成するフィルタの位相補正量と距離算出工程で用いる変換係数が実施形態１とは異なる。それ以外の構成は実施形態１と同じであるため説明は省略する。

図４（ｂ）のフィルタの作成工程（ステップＳ２１）では、ステップＳ１０で算出された暫定ズレ量と像高情報に基づいて、フィルタ生成部４４が像信号修正フィルタを作成する。フィルタは、式４乃至７あるいは式１３乃至１７あるいは式２０乃至２３を用いることができ、実施形態１とは位置補正量である位相成分ＦＰＰ_ｊが異なる。本実施形態における位相成分ＦＰＰ_ｊは、各像高におけるデフォーカス量とズレ量の関係と、距離算出工程で用いる変換係数とに応じて作成される。なお、実施形態１と同様に、各式は他の式の形に変形してもよい。いずれの変形式も、本発明にかかる像信号修正フィルタの実施形態に含まれるものである。修正信号の生成工程（ステップＳ２２）では、フィルタを信号に施し、修正信号を生成する。

距離算出部４１は、修正信号より算出したズレ量より被写体までの距離を算出する。被写体距離は、例えば、式２８より算出することができる。ただし、変換係数Ｋｃとして、ズレ量の大きさや像高によらず同じ値を有する係数を用いる。このような距離検出方法により、被写体の距離を高速かつ高精度に算出することができる。

図９は、ズレ量とデフォーカス量の関係を示す図である。図９において、実線Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ像高Ｘ１、Ｘ２におけるデフォーカス量とズレ量の関係を表す線である。破線Ｌｔは、式２８によって定義されるデフォーカス量とズレ量の関係を表す線である。なお、ここでは式２８の変換係数Ｋｃとして、像高Ｘ１においてデフォーカス量が小さいときのデフォーカス量とズレ量の関係より算出される係数を採用している。

ズレ量とデフォーカス量の変換誤差について考える。あるデフォーカス量Ｄｔにおいて、像高Ｘ１、Ｘ２において信号Ｓ１とＳ２より算出されるズレ量はそれぞれＲ１、Ｒ２となる。一方、式２８の関係（破線Ｌｔ）にしたがって各ズレ量Ｒ１、Ｒ２をデフォーカス量に変換するとＤ１、Ｄ２となる。すなわち、像高Ｘ１、Ｘ２では、それぞれ変換誤差ΔＤ１（＝Ｄｔ−Ｄ１）、ΔＤ２（＝Ｄｔ−Ｄ２）が生じる。

そこで、本実施形態では、デフォーカス量および像高に依存する変換係数の変動が抑制されるように、像信号修正フィルタを用いて像を変位させる位置補正を行っている。像信号修正フィルタによって、上記の変換誤差ΔＤ１、ΔＤ２に対応する変位量ΔＰ１、ΔＰ２だけ像の位置を変位させることで、変換係数の変動による誤差を抑制できる。

ここで一般に、像高Ｘにおいて暫定ズレ量としてＲが得られた場合の変位量ΔＰは、以下の式により求めることができる。
ΔＰ ＝ Ｌｘ（Ｒ）／Ｋｃ − Ｒ。
なお、Ｌｘは像高Ｘにおける像信号Ｓ１とＳ２のズレ量とデフォーカス量とを対応付ける関数であり、Ｋｃは式２７における変換係数である。各像高におけるズレ量とデフォーカス量の関係Ｌｘは、実測あるいは数値計算によりあらかじめ取得可能である。また、変換係数Ｋｃはズレ量にも像高にも依らない値であることに留意されたい。

ステップＳ２１のフィルタ生成処理では、フィルタ生成部４４が、このようにして得られる変位量ΔＰを変位成分（位置補正成分ＦＰＰ）として有するフィルタを生成する。なお、像信号の変位は、信号Ｓ１およびＳ２のいずれか一方のみに与えてもよいし、両方に与えてもよい。すなわち、フィルタＩＣＦ_１およびＩＣＦ_２によって信号Ｓ１とＳ２が相対的に変位量ΔＰだけ変位しさえすれば、各フィルタの変位量（位置補正成分）は任意であってよい。

この像信号修正処理で、像の形状と位置を補正することで、ズレ量の算出誤差と変換誤差を低減することができ、高精度な距離検出が可能となる。また、ズレ量の大きさ及び像高に応じて変換係数を算出する処理を省くことができ、処理を高速化することができる。実施形態１、２と比べて、変換係数を算出する処理を更に省略することができ、処理を更に高速化することができる。結像光学系２０の焦点距離や絞りが変わると、瞳透過率分布が変動し、基線長及び変換係数が変動する。焦点距離や絞りに応じて前記の変位成分を各信号に与えるように像信号修正処理を行っても良い。同様の効果を得ることが出来る。

（実施形態４）
上述した実施形態では被写体までの距離を算出する例について示したが、ズレ量に対応する視差量を検出する視差量検出装置にも本発明を提供することができる。例えば、視差量検出装置では、ズレ量に基づいて、合焦位置近傍の被写体を画像から切り出すなどの処理を施すことができる。なお、視差量とは、２つの信号のズレ量であってもよく、またはそれらに関連した物理量であってもよい。

この視差量検出装置は、実施形態１の距離検出装置４０の距離算出部４１の代わりに、２つの信号のズレ量に対応する視差量を算出する視差量算出部を有する構成とすれば、その他の構成は距離検出装置４０と同じでよい。さらに、視差量検出装置は、視差量（ズレ量）に応じて、所定の視差量の被写体を画像から抽出する抽出部を有していてもよい。

本実施形態の視差量検出方法は、図４（ａ）のフローチャートにおいて、距離算出処理Ｓ３０の代わりに視差量算出処理を行うようにすれば、その他の処理工程は、図４（ａ）、（ｂ）と同じでよい。なお、視差量の算出は、式１０を用いてデフォーカス量を算出し
てもよいし、信号のズレ量を算出してもよいし、それらに関連した物理量を算出するようにしてもよい。

本実施形態においても、第１の信号と第２の信号のうちいずれか一方の信号にだけ、像信号修正フィルタを用いたフィルタ処理を施すため、高速で高精度に視差量を検出することができる。

また、この視差量検出装置も実施形態１乃至３の距離検出装置と同様に撮像装置の一部として用いることができる。

（その他の実施例）
本発明は、距離検出装置や視差量検出装置の他にコンピュータプログラムをも包含する。本実施形態のコンピュータプログラムは、距離の算出あるいは視差量の算出のために、コンピュータに所定の工程を実行させるものである。

本実施形態のプログラムは、距離検出装置、視差量検出装置またはそのいずれかを備えるデジタルカメラ等の撮像装置のコンピュータにインストールされる。インストールされたプログラムがコンピュータによって実行されることで上記の機能が実現し、高速で高精度な距離検出、視差量検出が可能なものとすることができる。

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。

４０ 距離検出装置
４２ 信号処理部
４３ ズレ量算出部

Claims (15)

1. 結像光学系の射出瞳の第１の瞳領域を通過した光束に対応する第１の信号と、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対応する第２の信号とに基づいて被写体までの距離情報を検出する距離検出装置であって、
   前記第１の信号と前記第２の信号の位置ズレ量である第１のズレ量を算出する第１算出手段と、
   前記第１のズレ量に応じた変位量だけ前記第１の信号と第２の信号を相対的に変位させるフィルタ処理を、前記第１の信号および第２の信号の少なくとも一方に施して修正信号を生成する信号処理手段と、
   フィルタ処理を施した第１の信号と第２の信号、またはフィルタ処理を施した一方の信号とフィルタ処理を施していない他方の信号の間の位置ズレ量である第２のズレ量を算出する第２算出手段と、
   を備える、距離検出装置。
2. 前記変位量は、デフォーカス量に依らない変換係数を用いて前記第１のズレ量を変換して得られるデフォーカス量と、あらかじめ求められるデフォーカス量と前記第１のズレ量の関係から得られるデフォーカス量と、の間の誤差を抑制するように決定される、
   請求項１に記載の距離検出装置。
3. デフォーカス量に依らない前記変換係数を用いて前記第２のズレ量をデフォーカス量に変換する距離算出手段を、更に有する、
   請求項２に記載の距離検出装置。
4. 前記変位量は、前記光束が到達する撮像素子上の位置に依らない変換係数を用いて前記第１のズレ量を変換して得られるデフォーカス量と、あらかじめ求められるデフォーカス量と前記第１のズレ量の関係から得られるデフォーカス量と、の間の誤差を抑制するように決定される、
   請求項１に記載の距離検出装置。
5. 前記光束が到達する撮像素子上の位置に依らない前記変換係数を用いて前記第２のズレ量をデフォーカス量に変換する距離算出手段を、更に有する、
   請求項４に記載の距離検出装置。
6. 前記変位量は、前記光束が到達する撮像素子上の位置およびデフォーカス量に依らない変換係数を用いて前記第１のズレ量を変換して得られるデフォーカス量と、あらかじめ求められるデフォーカス量と前記第１のズレ量の関係から得られるデフォーカス量と、の間の誤差を抑制するように決定される、
   請求項１に記載の距離検出装置。
7. 前記光束が到達する撮像素子上の位置およびデフォーカス量に依らない前記変換係数を用いて前記第２のズレ量をデフォーカス量に変換する距離算出手段を、更に有する、
   請求項６に記載の距離検出装置。
8. 前記フィルタ処理は、前記第１のズレ量に応じて前記第１の信号と第２の信号を相対的に変形させる処理も含む、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の距離検出装置。
9. 前記信号処理手段は、前記変形を与える第１の位相成分と前記変位を与える第２の位相成分とを位相項に有するフィルタを、前記第１の信号および第２の信号の少なくとも一方
   に適用するものであり、
   前記第１の位相成分は、実空間において空間周波数によって異なる値を有し、
   前記第２の位相成分は、実空間において空間周波数によらず一定の値を有する、
   請求項８に記載の距離検出装置。
10. 前記フィルタ処理に用いられるフィルタは、前記第１の信号に対応する光学伝達関数あるいは前記第２の信号に対応する光学伝達関数に基づいて生成される、
    請求項８または９に記載の距離検出装置。
11. 前記信号処理手段は、前記第１の信号のみに前記フィルタ処理を施すものであり、
    前記フィルタ処理に用いられるフィルタは、前記第１の信号に対応する光学伝達関数の逆数と前記第２の信号に対応する光学伝達関数とに基づいて生成される、
    請求項８から１０のいずれか１項に記載の距離検出装置。
12. デフォーカス量と前記第１のズレ量の関係をあらかじめ記憶し、当該関係と前記第１の像ズレ量に基づいて前記フィルタ処理で用いるフィルタを生成するフィルタ生成手段を更に有する、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の距離検出装置。
13. 結像光学系と、
    前記結像光学系の第１の瞳領域および第２の瞳領域を通過した光束に対応する第１の信号と第２の信号とを取得する撮像素子と、
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の距離検出装置と、
    を備える撮像装置。
14. 結像光学系の射出瞳の第１の瞳領域を通過した光束に対応する第１の信号と、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対応する第２の信号とに基づいて被写体までの距離情報を検出する距離検出装置によって行われる距離検出方法であって、
    前記第１の信号と前記第２の信号の位置ズレ量である第１のズレ量を算出する第１算出ステップと、
    前記第１のズレ量に応じた変位量だけ前記第１の信号と第２の信号を相対的に変位させるフィルタ処理を、前記第１の信号および第２の信号の少なくとも一方に施して修正信号を生成する信号処理ステップと、
    フィルタ処理を施した第１の信号と第２の信号、またはフィルタ処理を施した一方の信号とフィルタ処理を施していない他方の信号の間の位置ズレ量である第２のズレ量を算出する第２算出ステップと、
    を含む、距離検出方法。
15. 請求項１４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。

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