(57)【要約】互換性のない交換レンズが撮像装着された場合であっても、その交換レンズを通じて被写体光がイメージセンサに入射する際の、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を簡単かつ精度よく取得することができる撮像装置、情報取得方法及び情報取得プログラムを提供する。第１の位相差画素及び第２の位相差画素を有するイメージセンサ（２０１）を交換レンズの光軸方向の第１の位置（Ｐ１）と第２の位置（Ｐ２）との間で移動させる。イメージセンサ（２０１）が第１の位置（Ｐ１）に移動したときの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力と、イメージセンサ（２０１）が第２の位置（Ｐ２）に移動したときの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力とに基づいて交換レンズを通じて被写体光がイメージセンサ（２０１）に入射する際の、イメージセンサ（２０１）に対する光線角度に関連する情報を取得する。
2019065554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の位相差画素と、前記第１の位相差画素とは入射角特性が異なる第２の位相差画素とを有するイメージセンサと、
交換レンズが脱着可能な装着部と、
前記装着部に装着された前記交換レンズの光軸方向に前記イメージセンサを移動させるセンサ駆動部であって、前記イメージセンサを第１の位置及び第２の位置に移動させる前記センサ駆動部と、
前記センサ駆動部により前記イメージセンサが前記第１の位置に移動したときの前記イメージセンサの前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力、及び前記イメージセンサが前記第２の位置に移動したときの前記イメージセンサの前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得する位相差画素情報取得部と、
前記第１の位置及び前記第２の位置における前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて、前記交換レンズを通じて被写体光が前記イメージセンサに入射する際の、前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する情報取得部と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記センサ駆動部は、前記第１の位置に対し、被写体に焦点が合う合焦位置の方向に前記第１の位置から前記イメージセンサを規定量だけ移動させた位置を前記第２の位置として前記イメージセンサを移動させる請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記イメージセンサの全領域のうちの焦点調節領域を示す焦点領域情報を取得する焦点領域情報取得部を備えた請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記焦点領域情報取得部は、前記イメージセンサの全領域のうちの予め設定された焦点調節領域、主要被写体が存在する領域又はコントラストが高い領域を、前記焦点調節領域を示す焦点領域情報として取得する請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記センサ駆動部は、前記取得された前記焦点調節領域に対応する前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて位相差の検出が可能な位置を前記第１の位置とすると、前記焦点調節領域内の被写体に焦点が合う合焦位置の方向に、前記第１の位置から前記イメージセンサを規定量だけ移動させた位置を前記第２の位置として前記イメージセンサを移動させる請求項３又は４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報は、前記イメージセンサに対する光線角度、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数である請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記情報取得部は、
前記イメージセンサの前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて、前記第１の位置における第１の位相ずれ量と前記第２の位置における第２の位相ずれ量とを検出する第１の位相ずれ量検出部と、
前記第１の位相ずれ量検出部により検出された前記第１の位置における第１の位相ずれ量と前記第２の位置における第２の位相ずれ量との差を算出する第１の演算部と、
前記算出した差と前記イメージセンサが移動した前記第１の位置と前記第２の位置との間の移動量とに基づいて前記イメージセンサに対する光線角度を算出する第２の演算部と、を有し、
前記第２の演算部により演算した前記光線角度を、前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得する請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第２の演算部は、前記算出した差と前記イメージセンサが移動した前記第１の位置と前記第２の位置との間の移動量とに基づいて前記第１の位相ずれ量及び前記第２の位相ずれ量で規定される、前記光線角度よりも小さい角度を算出し、前記算出した角度に補正係数を乗算して前記光線角度を算出する請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記情報取得部は、前記第２の演算部により演算した前記光線角度を絞り値又は開口数に換算する換算部を更に含み、
前記換算部により換算された前記絞り値又は前記開口数を、前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得する請求項７又は８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の位置の第１の位相ずれ量と前記第２の位置の第２の位相ずれ量との差と、交換レンズの絞り値又は開口数との関係を、交換レンズの絞り値毎又は開口数毎に記憶する記憶部を備え、
前記情報取得部は、
前記イメージセンサの前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて、前記第１の位置における第１の位相ずれ量と前記第２の位置における第２の位相ずれ量とを検出する第１の位相ずれ量検出部と、
前記第１の位相ずれ量検出部により検出された前記第１の位置における第１の位相ずれ量と前記第２の位置における第２の位相ずれ量との差を算出する第１の演算部と、
前記第１の演算部により算出された差に基づいて前記記憶部から前記差に対応する絞り値又は開口数を読み出す読み出し部と、を有し、
前記読み出し部により読み出した前記絞り値又は開口数を、前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得する請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
交換レンズとの間で通信を行う通信部と、
装着された交換レンズから前記通信部を介して前記交換レンズの絞り値を取得できない場合に前記センサ駆動部、前記位相差画素情報取得部及び前記情報取得部をそれぞれ動作させる制御部と、
を備えた請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記通信部を介して取得した交換レンズの絞り値又は開口数若しくは前記情報取得部により取得した交換レンズの絞り値又は開口数を使用して被写体の明るさを算出する測光部を備えた請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記イメージセンサの前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて位相ずれ量を検出する第２の位相ずれ量検出部と、
前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報と前記位相ずれ量とに基づいてデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出部と、
前記算出された前記デフォーカス量に基づいて前記イメージセンサを移動させる焦点調節部と、
を備えた請求項１から１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
情報取得モードを設定するモード設定部を備え、
前記センサ駆動部、前記位相差画素情報取得部、及び前記情報取得部は、それぞれ前記モード設定部により前記情報取得モードが設定された状態で撮像指示部から撮像の指示が入力された場合に動作する請求項１から１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
撮像指示部から撮像の指令が入力されると、前記イメージセンサを介して画像データを取得する画像取得部と、
前記取得した画像データを格納する画像ファイルを作成し、前記画像ファイルを記録媒体に記録する記録部と、を備え、
前記記録部は、前記画像ファイルのヘッダに、前記情報取得部が取得した前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を記録する請求項１から１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記センサ駆動部は、前記イメージセンサを前記第１の位置及び前記第２の位置を含む３箇所以上の位置に移動させ、
前記位相差画素情報取得部は、前記イメージセンサが前記３箇所以上の各位置に移動したときの前記イメージセンサの前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得し、
前記情報取得部は、前記３箇所以上の各位置における前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて、前記交換レンズを通じて被写体光が前記イメージセンサに入射する際の、前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する請求項１から１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１７】
イメージセンサ上に第１の位相差画素と前記第１の位相差画素とは入射角特性が異なる第２の位相差画素とを有する前記イメージセンサを備える撮像装置における情報取得方法であって、
前記イメージセンサが、前記撮像装置に装着された交換レンズの光軸方向の第１の位置に位置するときの前記イメージセンサから前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得するステップと、
センサ駆動部により前記第１の位置から前記交換レンズの光軸方向の第２の位置に前記イメージセンサを移動させるステップと、
前記イメージセンサが前記第２の位置に位置するときの前記イメージセンサから前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得するステップと、
前記第１の位置及び前記第２の位置における前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて、前記交換レンズを通じて被写体光が前記イメージセンサに入射する際の、前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得するステップと、
を含む情報取得方法。
【請求項１８】
前記イメージセンサを移動させるステップは、前記第１の位置に対し、被写体に焦点が合う合焦位置の方向に前記第１の位置から前記イメージセンサを規定量だけ移動させた位置を前記第２の位置として前記イメージセンサを移動させる請求項１７に記載の情報取得方法。
【請求項１９】
前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報は、前記イメージセンサに対する光線角度、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数である請求項１７又は１８に記載の情報取得方法。
【請求項２０】
前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得するステップは、
前記イメージセンサの前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて、前記第１の位置における第１の位相ずれ量と前記第２の位置における第２の位相ずれ量とを検出するステップと、
前記検出された前記第１の位置における第１の位相ずれ量と前記第２の位置における第２の位相ずれ量との差を算出するステップと、
前記算出した差と前記イメージセンサが移動した前記第１の位置と前記第２の位置との間の移動量とに基づいて前記イメージセンサに対する光線角度を算出するステップと、を含み、
前記算出した前記光線角度を、前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得する請求項１７から１９のいずれか１項に記載の情報取得方法。
【請求項２１】
前記撮像装置は、前記第１の位置の第１の位相ずれ量と前記第２の位置の第２の位相ずれ量との差と、前記交換レンズの絞り値又は開口数との関係を、前記交換レンズの絞り値毎又は開口数毎に記憶する記憶部を備え、
前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得するステップは、
前記イメージセンサの前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて、前記第１の位置における第１の位相ずれ量と前記第２の位置における第２の位相ずれ量とを検出するステップと、
前記検出された前記第１の位置における第１の位相ずれ量と前記第２の位置における第２の位相ずれ量との差を算出するステップと、
前記算出された差に基づいて前記記憶部から前記差に対応する絞り値又は開口数を読み出すステップと、を含み、
前記読み出した前記絞り値又は開口数を、前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得する請求項１７から１９のいずれか１項に記載の情報取得方法。
【請求項２２】
イメージセンサ上に第１の位相差画素と前記第１の位相差画素とは入射角特性が異なる第２の位相差画素とを有する前記イメージセンサを備える撮像装置に適用される情報取得プログラムであって、
前記イメージセンサが、前記撮像装置に装着された交換レンズの光軸方向の第１の位置に位置するときの前記イメージセンサから前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得する機能と、
センサ駆動部により前記第１の位置から前記交換レンズの光軸方向の第２の位置に前記イメージセンサを移動させる機能と、
前記イメージセンサが前記第２の位置に位置するときの前記イメージセンサから前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得する機能と、
前記第１の位置及び前記第２の位置における前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて、前記交換レンズを通じて被写体光が前記イメージセンサに入射する際の、前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する機能と、
を前記撮像装置に実現させる情報取得プログラム。
【請求項２３】
非一時的かつコンピュータ読取可能な記録媒体であって、前記記録媒体に格納された指令がコンピュータによって読み取られた場合に、
イメージセンサ上に第１の位相差画素と前記第１の位相差画素とは入射角特性が異なる第２の位相差画素とを有する前記イメージセンサを備える撮像装置における情報取得機能であって、
前記イメージセンサが、前記撮像装置に装着された交換レンズの光軸方向の第１の位置に位置するときの前記イメージセンサから前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得する機能と、
センサ駆動部により前記第１の位置から前記交換レンズの光軸方向の第２の位置に前記イメージセンサを移動させる機能と、
前記イメージセンサが前記第２の位置に位置するときの前記イメージセンサから前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得する機能と、
前記第１の位置及び前記第２の位置における前記第１の位相差画素及び前記第２の位相差画素の出力に基づいて、前記交換レンズを通じて被写体光が前記イメージセンサに入射する際の、前記イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する機能と、
を含む情報取得機能をコンピュータに実現させる記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置、情報取得方法及び情報取得プログラムに係り、特に撮像装置に装着された交換レンズの情報を取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
交換レンズを使用する撮像装置（カメラ）は、大別して２種類の交換レンズを装着することができる。【０００３】
一方の交換レンズは、カメラ本体の通信規格に沿って製造され、カメラ本体との間で通信を行うことができる交換レンズである。この種の交換レンズがカメラ本体に装着された場合、カメラ本体は、装着された交換レンズとの間で通信を行い、交換レンズのレンズ情報（例えば、交換レンズ内の絞りの絞り値（Ｆ値）、フォーカスレンズのレンズ位置、交換レンズの焦点距離等）を完全に取得することができる。【０００４】
他方の交換レンズは、カメラ本体の通信規格に沿って製造されておらず、カメラ本体との間で完全な通信を行うことができない交換レンズ（互換性のない交換レンズ）であり、サードパーティ製の交換レンズ、又はオールドレンズが該当する。尚、交換レンズとカメラ本体との間の通信プロトコル等が異なり、カメラ本体により一部のレンズ情報を取得することができるが、少なくともＦ値を取得することができないレンズは、本例では互換性のない他方の交換レンズに該当する。【０００５】
特許文献１に記載の撮像装置は、イメージセンサの１つの画素が複数の領域に分割され、かつ撮影光学系の瞳像を複数の領域に結像させるオンチップマイクロレンズと、分割された複数の分割領域ごとに光電変換された信号をそれぞれ読み出す読出部とを有するイメージセンサを備え、交換レンズから絞り値に関する情報を取得できない場合に、複数の分割領域の信号に基づいて交換レンズの現在の絞り値を検出している。【０００６】
即ち、イメージセンサの１つの画素を構成する複数の分割領域には、交換レンズの絞り値に対応する分割領域のみに被写体光が入射するため、複数の分割領域の信号により交換レンズの現在の絞り値を検出することができる。【０００７】
特許文献２に記載の撮像装置は、交換レンズから絞り値に関する情報を取得できない場合、フラッシュ発光画像とフラッシュ非発光画像とを撮像し、フラッシュ発光画像とフラッシュ非発光画像の撮像時のシャッタースピード、被写体距離、フラッシュ発光画像の撮像時のフラッシュ光のガイドナンバー、及びフラッシュ光の到達量に基づいて撮像時の絞り値を推定している。【０００８】
特許文献３に記載のカメラは、交換レンズを通過した第一の光の照度を計測する内部照度計と、交換レンズを通過していない外光の照度を計測する外部照度計とを備え、これらの照度計により計測した第一の光の照度と第二の光の照度とに基づいて交換レンズの絞り値を推定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１５−０４５８２９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４３９５１号公報
【特許文献３】特開２００６−２５９０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の発明は、絞り値を推定するために特殊なイメージセンサを備える必要がある。即ち、イメージセンサの１つの画素が複数の領域に分割され、かつ撮影光学系の瞳像を複数の領域に結像させるオンチップマイクロレンズと、分割された複数の分割領域ごとに光電変換された信号をそれぞれ読み出す読出部とを有する、特殊なイメージセンサを備える必要がある。【００１１】
特許文献２に記載の発明は、フラッシュ発光画像とフラッシュ非発光画像とを撮像する必要があり、特に互換性のない交換レンズからはレンズ情報を取得することがでないため、被写体距離を取得するための特別な手段を具備する必要がある。尚、被写体の大きさが既知の場合（例えば、人物の顔の大きさ）、イメージセンサ上での被写体の大きさから被写体距離を予想する記載があるが、この場合でも交換レンズの焦点距離を必要とし、更に撮影範囲内に大きさが既知の被写体が存在しない場合には、被写体距離を推定することはできない。【００１２】
特許文献３に記載のカメラは、交換レンズを通過した第一の光の照度を計測する内部照度計と、交換レンズを通過していない外光の照度を計測する外部照度計とを設ける必要があり、特許文献２の発明と同様にＦ値を取得するための特別な手段（外部照度計）を設ける必要がある。【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、互換性のない交換レンズが撮像装着された場合であっても、その交換レンズを通じて被写体光がイメージセンサに入射する際の、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を簡単かつ精度よく取得することができる撮像装置、情報取得方法及び情報取得プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の一の態様に係る撮像装置は、第１の位相差画素と、第１の位相差画素とは入射角特性が異なる第２の位相差画素とを有するイメージセンサと、交換レンズが脱着可能な装着部と、装着部に装着された交換レンズの光軸方向にイメージセンサを移動させるセンサ駆動部であって、イメージセンサを第１の位置及び第２の位置に移動させるセンサ駆動部と、センサ駆動部によりイメージセンサが第１の位置に移動したときのイメージセンサの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力、及びイメージセンサが第２の位置に移動したときのイメージセンサの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得する位相差画素情報取得部と、第１の位置及び第２の位置における第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて、交換レンズを通じて被写体光がイメージセンサに入射する際の、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する情報取得部と、を備える。【００１５】
本発明の一の態様によれば、同じデフォーカス量であってもイメージセンサに対する光線角度に応じてイメージセンサ上の第１の位相差画素及び第２の位相差画素により検出される位相ずれ量が異なることに着目し、イメージセンサを交換レンズの光軸方向の第１の位置と第２の位置との間で移動させる。イメージセンサが第１の位置に移動したときの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力と、イメージセンサが第２の位置に移動したときの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力とに基づいて、交換レンズを通じて被写体光がイメージセンサに入射する際の、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得している。これにより、互換性のない交換レンズが撮像装着された場合であっても、位相差画素を有するイメージセンサを光軸方向に移動させるだけで、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得することができる。【００１６】
本発明の他の態様に係る撮像装置において、センサ駆動部は、第１の位置に対し、被写体に焦点が合う合焦位置の方向に第１の位置からイメージセンサを規定量だけ移動させた位置を第２の位置としてイメージセンサを移動させることが好ましい。第１の位置及び第２の位置において、それぞれ第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて位相ずれ量を良好に取得するためである。【００１７】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、イメージセンサの全領域のうちの焦点調節領域を示す焦点領域情報を取得する焦点領域情報取得部を備えることが好ましい。コントラストが低い焦点調節領域からは、位相ずれ量を精度よく検出することができないからである。【００１８】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、焦点領域情報取得部は、イメージセンサの全領域のうちの予め設定された焦点調節領域、主要被写体が存在する領域又はコントラストが高い領域を、焦点調節領域を示す焦点領域情報として取得することが好ましい。【００１９】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、センサ駆動部は、取得された焦点調節領域に対応する第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて位相差の検出が可能な位置を第１の位置とすると、焦点調節領域内の被写体に焦点が合う合焦位置の方向に、第１の位置からイメージセンサを規定量だけ移動させた位置を第２の位置としてイメージセンサを移動させることが好ましい。【００２０】
位相差の検出が可能な第１の位置から、焦点が合う合焦位置の方向と逆方向にイメージセンサを移動させると、第２の位置において、位相差の検出が良好にできなくなる場合があるからである。【００２１】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報は、イメージセンサに対する光線角度、交換レンズの絞り値又は交換レンズの開口数である。【００２２】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、情報取得部は、イメージセンサの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて、第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量とを検出する第１の位相ずれ量検出部と、第１の位相ずれ量検出部により検出された第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量との差を算出する第１の演算部と、算出した差とイメージセンサが移動した第１の位置と第２の位置との間の移動量とに基づいてイメージセンサに対する光線角度を算出する第２の演算部と、を有し、第２の演算部により演算した光線角度を、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得することが好ましい。【００２３】
第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量との差と、イメージセンサが移動した第１の位置と第２の位置との間の移動量とから、イメージセンサに対する光線角度を算出することができる。【００２４】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、第２の演算部は、算出した差とイメージセンサが移動した第１の位置と第２の位置との間の移動量とに基づいて第１の位相ずれ量及び第２の位相ずれ量で規定される、光線角度よりも小さい角度を算出し、算出した角度に補正係数を乗算して光線角度を算出することが好ましい。【００２５】
算出した差とイメージセンサの移動量とに基づいて算出される第１の位相ずれ量及び第２の位相ずれ量で規定される角度は、イメージセンサの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の入射角特性を反映した角度であり、光線角度よりも小さい角度である。したがって、この算出した角度に、算出した角度と光線角度との関係を示す補正係数を乗算することで光線角度を求めることができる。【００２６】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、情報取得部は、第２の演算部により演算した光線角度を絞り値又は開口数に換算する換算部を更に含み、換算部により換算された絞り値又は開口数を、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得することが好ましい。交換レンズの絞り値、開口数及び光線角度は、相互に関係しており、光線角度が得られれば、光線角度から絞り値及び開口数は換算可能である。【００２７】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、第１の位置の第１の位相ずれ量と第２の位置の第２の位相ずれ量との差と、交換レンズの絞り値又は開口数との関係を、交換レンズの絞り値毎又は開口数毎に記憶する記憶部を備え、情報取得部は、イメージセンサの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて、第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量とを検出する第１の位相ずれ量検出部と、第１の位相ずれ量検出部により検出された第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量との差を算出する第１の演算部と、第１の演算部により算出された差に基づいて記憶部から差に対応する絞り値又は開口数を読み出す読み出し部と、を有し、読み出し部により読み出した絞り値又は開口数を、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得することが好ましい。【００２８】
第１の位置の第１の位相ずれ量と第２の位置の第２の位相ずれ量との差と、交換レンズの絞り値又は開口数との関係は、第１の位置と第２の位置との間の移動量が一定の規定値であれば、一定の関係にある。したがって、第１、第２の位相ずれ量の差と、交換レンズの絞り値又は開口数との関係を、交換レンズの絞り値毎又は開口数毎に記憶部に記憶させておく。そして、交換レンズの現在の絞り値又は開口数を取得する場合、イメージセンサを規定量だけ移動させ、第１、第２の位相ずれ量の差を算出する。算出された差に基づいて記憶部から差に対応する絞り値又は開口数を読み出すことにより、交換レンズの現在の絞り値又は開口数を取得することができる。【００２９】
尚、第１の演算部により算出された差が記憶部に記憶されていない場合には、記憶部に記憶されている差のうちで、第１の演算部により算出された差に最も近い差に対応する絞り値又は開口数を読み出して、交換レンズの現在の絞り値又は開口数としてもよいし、第１の演算部により算出された差と、記憶部に記憶されている前後（算出された差の前後）の差とに基づいて対応する絞り値又は開口数を補間し、交換レンズの現在の絞り値又は開口数としてもよい。【００３０】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、交換レンズとの間で通信を行う通信部と、装着された交換レンズから通信部を介して交換レンズの絞り値を取得できない場合にセンサ駆動部、位相差画素情報取得部及び情報取得部をそれぞれ動作させる制御部と、を備えることが好ましい。自社の交換レンズ又は互換性のある交換レンズで、交換レンズと撮像装置本体との間で通信により情報をやり取りできる場合、通信により交換レンズの情報（交換レンズの絞り値又は開口数）を取得する方が簡便だからである。したがって、装着された交換レンズから通信部を介して交換レンズの絞り値又は開口数を取得できない場合に限り、センサ駆動部、位相差画素情報取得部及び情報取得部をそれぞれ動作させ、交換レンズの絞り値又は開口数を取得するようにしている。【００３１】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、通信部を介して取得した交換レンズの絞り値又は開口数若しくは情報取得部により取得した交換レンズの絞り値又は開口数を使用して被写体の明るさを算出する測光部を備えることが好ましい。交換レンズの絞り値又は開口数が分かると、「絞り値又は開口数から換算される絞り値」、「シャッタースピード」、及び「画像の輝度（明るさ）」の情報を元に、被写体の明るさ(画像の輝度ではなく真の被写体の明るさ)を算出することができる。また、真の被写体の明るさは、シーン認識(屋外、屋内の判定等)に利用され、オートホワイトバランス調整等に利用することができる。【００３２】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、イメージセンサの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて位相ずれ量を検出する第２の位相ずれ量検出部と、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報と位相ずれ量とに基づいてデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出部と、算出されたデフォーカス量に基づいてイメージセンサを移動させる焦点調節部と、を備えることが好ましい。【００３３】
これによれば、イメージセンサを移動させることで、交換レンズを駆動することなく位相差ＡＦ（Autofocus）を行うことができ、特に互換性のない交換レンズが装着された場合でも位相差ＡＦを行うことができる。【００３４】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、情報取得モードを設定するモード設定部を備え、センサ駆動部、位相差画素情報取得部、及び情報取得部は、それぞれモード設定部により情報取得モードが設定された状態で撮像指示部から撮像の指示が入力された場合に動作することが好ましい。【００３５】
情報取得モードが設定された場合、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得するために、ユーザに被写体を撮像して貰う必要がある。情報取得モードが設定されることで、ユーザは、良好な光線角度に関連する情報を取得するため撮像を意識して被写体（例えば、コントラストが高い被写体、飽和が発生しない被写体等）を撮像することができる。尚、情報取得モードは、互換性のない交換レンズの絞りを調整した場合には、その調整毎にユーザが設定することになるが、互換性のない交換レンズが装着された場合には、それを検出して自動的に設定してもよい。【００３６】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、撮像指示部から撮像の指令が入力されると、イメージセンサを介して画像データを取得する画像取得部と、取得した画像データを格納する画像ファイルを作成し、画像ファイルを記録媒体に記録する記録部と、を備え、記録部は、画像ファイルのヘッダに、情報取得部が取得したイメージセンサに対する光線角度に関連する情報を記録することが好ましい。【００３７】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、センサ駆動部は、イメージセンサを第１の位置及び第２の位置を含む３箇所以上の位置に移動させ、位相差画素情報取得部は、イメージセンサが３箇所以上の各位置に移動したときのイメージセンサの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得し、情報取得部は、３箇所以上の各位置における第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて、交換レンズを通じて被写体光がイメージセンサに入射する際の、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得することが好ましい。これにより、より精度の高い光線角度に関連する情報を取得することができる。【００３８】
更に他の態様に係る発明は、イメージセンサ上に第１の位相差画素と第１の位相差画素とは入射角特性が異なる第２の位相差画素とを有するイメージセンサを備える撮像装置における情報取得方法であって、イメージセンサが、撮像装置に装着された交換レンズの光軸方向の第１の位置に位置するときのイメージセンサから第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得するステップと、センサ駆動部により第１の位置から交換レンズの光軸方向の第２の位置にイメージセンサを移動させるステップと、イメージセンサが第２の位置に位置するときのイメージセンサから第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得するステップと、第１の位置及び第２の位置における第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて、交換レンズを通じて被写体光がイメージセンサに入射する際の、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得するステップと、を含む。【００３９】
本発明の更に他の態様に係る情報取得方法において、イメージセンサを移動させるステップは、第１の位置に対し、被写体に焦点が合う合焦位置の方向に第１の位置からイメージセンサを規定量だけ移動させた位置を第２の位置としてイメージセンサを移動させることが好ましい。【００４０】
本発明の更に他の態様に係る情報取得方法において、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報は、イメージセンサに対する光線角度、交換レンズの絞り値又は交換レンズの開口数である。【００４１】
本発明の更に他の態様に係る情報取得方法において、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得するステップは、イメージセンサの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて、第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量とを検出するステップと、検出された第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量との差を算出するステップと、算出した差とイメージセンサが移動した第１の位置と第２の位置との間の移動量とに基づいてイメージセンサに対する光線角度を算出するステップと、を含み、算出した光線角度を、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得することが好ましい。【００４２】
本発明の更に他の態様に係る情報取得方法において、撮像装置は、第１の位置の第１の位相ずれ量と第２の位置の第２の位相ずれ量との差と、交換レンズの絞り値又は開口数との関係を、交換レンズの絞り値毎又は開口数毎に記憶する記憶部を備え、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得するステップは、イメージセンサの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて、第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量とを検出するステップと、検出された第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量との差を算出するステップと、算出された差に基づいて記憶部から差に対応する絞り値又は開口数を読み出すステップと、を含み、読み出した絞り値又は開口数を、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得することが好ましい。【００４３】
更に他の態様に係る発明は、イメージセンサ上に第１の位相差画素と第１の位相差画素とは入射角特性が異なる第２の位相差画素とを有するイメージセンサを備える撮像装置に適用される情報取得プログラムであって、イメージセンサが、撮像装置に装着された交換レンズの光軸方向の第１の位置に位置するときのイメージセンサから第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得する機能と、センサ駆動部により第１の位置から交換レンズの光軸方向の第２の位置にイメージセンサを移動させる機能と、イメージセンサが第２の位置に位置するときのイメージセンサから第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力をそれぞれ取得する機能と、第１の位置及び第２の位置における第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて、交換レンズを通じて被写体光がイメージセンサに入射する際の、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する機能と、を撮像装置に実現させる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、互換性のない交換レンズが撮像装置に装着された場合であっても、その交換レンズを通じて被写体光がイメージセンサに入射する際の、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を簡単かつ精度よく取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は本発明に係る撮像装置を斜め前方から見た斜視図
【図２】図２は撮像装置の背面図
【図３】図３は撮像装置の内部構成の実施形態を示すブロック図であり、互換性のない交換レンズが装着された状態を示す図
【図４】図４は撮像装置の内部構成の実施形態を示すブロック図であり、互換性のある交換レンズが装着された状態を示す図
【図５】図５はイメージセンサの構成例を示す図
【図６】図６はイメージセンサの位相差画素行の一部の断面を示す概略図
【図７】図７は第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの構成を示す要部拡大図
【図８】図８はイメージセンサの撮像領域における、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢが配置される領域の一例を示す図
【図９】図９はイメージセンサの撮像領域における、第１の位相差画素及び第２の位相差画素が配置される領域の他の例を示す図
【図１０】図１０はイメージセンサの撮像領域における、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢが配置される領域の更に他の例を示す図
【図１１】図１１はＡＦ制御部の構成例を示す図
【図１２】図１２イメージセンサの通常画素（Ｇ画素）、第１の位相差画素及び第２の位相差画素の入射角特性を示すグラフ
【図１３】図１３はイメージセンサのＧ画素、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの入射角特性を示すグラフと、Ｆ値がＦ２の場合における、イメージセンサの中心部の画素に入射する光束の角度範囲とを示す図
【図１４】図１４はイメージセンサのＧ画素、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの入射角特性を示すグラフと、Ｆ値がＦ４の場合における、イメージセンサの中心部の画素に入射する光束の角度範囲とを示す図
【図１５】図１５はイメージセンサを第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とに移動させ、第１の位置Ｐ１での第１の位相ずれ量と第２の位置Ｐ２での第２の位相ずれ量とを取得する態様を示す図
【図１６】図１６はイメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する、カメラ本体の本体側の機能を示すブロック図
【図１７】図１７は図１６に示した情報取得部の処理の第１の実施形態を示す機能ブロック図
【図１８】図１８はレンズの開口径Ｄ、開口径の半径ｒ、焦点距離ｆ及び光線角度θの関係、及び第１の位置Ｐ１での第１の位相ずれ量ｄ１、第２の位置Ｐ２での第２の位相ずれ量ｄ２等を示す図
【図１９】図１９は図１８の要部拡大図
【図２０】図２０は図１６に示した情報取得部の処理の第２の実施形態を示す機能ブロック図
【図２１】図２１は図１６に示した情報取得部の処理の第３の実施形態を示す機能ブロック図
【図２２】図２２は本発明に係る情報取得方法の第１の実施形態を示すフローチャート
【図２３】図２３は図２２に示したステップＳ２０の詳細を示すフローチャート
【図２４】図２４は図２２に示したステップＳ２０に対応する他の処理方法を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、添付図面に従って本発明に係る撮像装置、情報取得方法及び情報取得プログラムの好ましい実施の形態について説明する。
【００４７】
＜撮像装置の外観＞
図１は撮像装置を斜め前方から見た斜視図であり、図２は撮像装置の背面図である。
【００４８】
図１に示すように撮像装置１０は、交換レンズ１００と、交換レンズ１００が着脱可能なカメラ本体２００とから構成されたミラーレスのデジタル一眼カメラである。
【００４９】
図１において、カメラ本体２００の前面には、交換レンズ１００が着脱可能な本体マウント２６０（装着部）と、光学ファインダのファインダ窓２０等が設けられ、カメラ本体２００の上面には、主としてシャッタレリーズスイッチ２２、シャッタースピードダイヤル２３、露出補正ダイヤル２４、電源レバー２５、及び内蔵フラッシュ３０が設けられている。
【００５０】
また、図２に示すようにカメラ本体２００の背面には、主として液晶ディスプレイ等からなるモニタ２１６、光学ファインダの接眼部２６、ＭＥＮＵ／ＯＫキー２７、十字キー２８、再生ボタン２９等が設けられている。
【００５１】
モニタ２１６は、撮影モード時にライブビュー画像を表示したり、再生モード時に撮像した画像を再生表示する他、各種のメニュー画面を表示する表示部として機能する。ＭＥＮＵ／ＯＫキー２７は、モニタ２１６の画面上にメニューを表示させる指令を行うためのメニューボタンとしての機能と、選択内容の確定及び実行などを指令するＯＫボタンとしての機能とを兼備した操作キーである。十字キー２８は、上下左右の４方向の指示を入力する操作部であり、メニュー画面から項目を選択したり、各メニューから各種設定項目の選択を指示したりするボタンとして機能する。また、十字キー２８の上キー及び下キーは撮像時のズームスイッチあるいは再生モード時の再生ズームスイッチとして機能し、左キー及び右キーは再生モード時のコマ送り（順方向及び逆方向送り）ボタンとして機能する。  また、ＭＥＮＵ／ＯＫキー２７、十字キー２８、及びモニタ２１６に表示されるメニュー画面を使用することで、１枚の静止画を撮像する通常撮影モードの他に、静止画を連続撮影する連写モードを含む各種の撮影モードの設定を行うことができる。尚、連写モードを設定する場合、連写速度（例えば、約８コマ／秒、約３コマ／秒）の設定が可能である。
【００５２】
再生ボタン２９は、撮像記録した静止画又は動画をモニタ２１６に表示させる再生モードに切り替えるためのボタンである。
【００５３】
＜撮像装置の内部構成＞
［交換レンズ］
＜互換性のない交換レンズ＞
図３は、撮像装置１０の内部構成の実施形態を示すブロック図である。
【００５４】
図３に示す交換レンズ１００は、カメラ本体２００の本体マウント２６０に装着可能なレンズマウント１６０を備えているが、カメラ本体２００に対して互換性のない交換レンズである。尚、図示しないマウントアダプタを介してカメラ本体２００に装着可能な交換レンズも含む。
【００５５】
交換レンズ１００の撮像光学系１０２は、フォーカスレンズを含むレンズ群１０４及び絞り１０８を含む。
【００５６】
レンズ群１０４のフォーカスレンズは、図示しないフォーカスリングを手動操作することにより、至近から無限遠に対応する範囲内で移動することができる。
【００５７】
絞り１０８は、図示しない絞りリングを手動操作することにより、最大絞りから最小絞りまで、１ステップずつ、又は１／３ステップずつ、又は連続的に絞り開口の大きさを変更することができる。これにより、最大絞り（例えば、絞り値（Ｆ値）＝Ｆ１．２）から最小絞り（例えば、Ｆ値＝Ｆ２２）の範囲内でＦ値を設定することができる。
【００５８】
＜互換性のある交換レンズ＞
図４は、撮像装置１０の内部構成の第２の実施形態を示すブロック図である。
【００５９】
図４に示す交換レンズ３００は、カメラ本体２００の通信規格に沿って製造されたものであり、後述するようにカメラ本体２００との間で通信を行うことができる、互換性のある交換レンズである。
【００６０】
この交換レンズ３００は、撮像光学系３０２、フォーカスレンズ制御部３１６、絞り制御部３１８、レンズ側ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２０、フラッシュＲＯＭ(Read Only Memory)３２６、レンズ側通信部３５０、及びレンズマウント３６０を備える。
【００６１】
交換レンズ３００の撮像光学系３０２は、フォーカスレンズを含むレンズ群３０４及び絞り３０８を含む。
【００６２】
フォーカスレンズ制御部３１６は、レンズ側ＣＰＵ３２０からの指令に従って、フォーカスレンズのフォーカス位置を制御する。絞り制御部３１８は、レンズ側ＣＰＵ３２０からの指令に従って絞り３０８を制御する。
【００６３】
レンズ側ＣＰＵ３２０は、交換レンズ３００を統括制御するもので、ＲＯＭ３２４及びＲＡＭ(Random Access Memory)３２２を内蔵している。
【００６４】
フラッシュＲＯＭ３２６は、カメラ本体２００からダウンロードされたプログラム等を格納する不揮発性のメモリである。
【００６５】
レンズ側ＣＰＵ３２０は、ＲＯＭ３２４又はフラッシュＲＯＭ３２６に格納された制御プログラムに従い、ＲＡＭ３２２を作業領域として、交換レンズ３００の各部を統括制御する。
【００６６】
レンズ側通信部３５０は、レンズマウント３６０がカメラ本体２００の本体マウント２６０に装着されている状態で、レンズマウント３６０に設けられた複数の信号端子（レンズ側信号端子）を介してカメラ本体２００との通信を行う。即ち、レンズ側通信部３５０は、レンズ側ＣＰＵ３２０の指令に従って、レンズマウント３６０及び本体マウント２６０を介して接続されたカメラ本体２００の本体側通信部２５０との間で、リクエスト信号、回答信号の送受信（双方向通信）を行い、撮像光学系３０２の各光学部材のレンズ情報（フォーカスレンズのフォーカス位置情報、焦点距離情報及び絞り情報等）を、カメラ本体２００に通知する。
【００６７】
また、交換レンズ３００は、フォーカスレンズのフォーカス位置情報、及び絞り情報を検出する検出部（図示せず）を備えている。ここで、絞り情報とは、絞り３０８の絞り値（Ｆ値）、絞り３０８の開口径等を示す情報である。以下、本例では、絞り情報としてＦ値を使用する。
【００６８】
レンズ側ＣＰＵ３２０は、カメラ本体２００からのレンズ情報のリクエストに応えるために、検出されたフォーカス位置情報及び絞り情報を含む各種のレンズ情報をＲＡＭ３２２に保持することが好ましい。また、レンズ情報は、カメラ本体２００からのレンズ情報の要求があると検出され、又は光学部材が駆動されるときに検出され、又は一定の周期（動画のフレーム周期よりも十分に短い周期）で検出され、検出結果を保持することができる。
【００６９】
［カメラ本体］
図３又は図４に示す撮像装置１０を構成するカメラ本体２００は、イメージセンサ２０１(画像取得部）、イメージセンサ制御部２０２、アナログ信号処理部２０３、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器２０４、画像入力コントローラ２０５、デジタル信号処理部２０６、ＲＡＭ２０７、圧縮伸張処理部２０８、焦点調節部２０９、メディア制御部２１０（記録部）、メモリカード２１２（記録媒体）、表示制御部２１４、モニタ２１６、本体側ＣＰＵ２２０、操作部２２２、時計部２２４、フラッシュＲＯＭ２２６、ＲＯＭ２２８、ＡＦ制御部２３０、明るさ検出部２３２(測光部)、ホワイトバランス補正部２３４、無線通信部２３６、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信部２３８、電源制御部２４０、バッテリ２４２、本体側通信部２５０、本体マウント２６０、内蔵フラッシュ３０（図１）を構成するフラッシュ発光部２７０、フラッシュ制御部２７２、フォーカルプレーンシャッタ（ＦＰＳ：focal-plane shutter）２８０、及びＦＰＳ制御部２９６を備える。
【００７０】
＜イメージセンサの構成＞
イメージセンサ２０１は、ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型のカラーイメージセンサにより構成されている。尚、イメージセンサ２０１は、ＣＭＯＳ型に限らず、ＸＹアドレス型、又はＣＣＤ（Charge Coupled Device）型のイメージセンサでもよい。
【００７１】
イメージセンサ２０１は、図５に示すようにｘ方向（水平方向）及びｙ方向（垂直方向）に二次元的に配列された光電変換素子（フォトダイオード）で構成される複数の画素上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のカラーフィルタが、周期的色配列（図５に示す例では、一般的なベイヤ配列）で配設され、各フォトダイオード上にはマイクロレンズが配置されている。
【００７２】
また、イメージセンサ２０１は、位相差画素（第１の位相差画素ＰＡ，第２の位相差画素ＰＢ）と撮像用の通常画素（位相差画素以外の画素）が配置されている。
【００７３】
ベイヤ配列を有するイメージセンサ２０１において、通常画素のみが水平方向（行方向）に配置された通常画素行は、Ｒフィルタを有する画素（Ｒ画素）とＧフィルタを有する画素（Ｇ画素）とが行方向に交互に配置されたＲＧ行と、Ｇ画素とＢフィルタを有する画素（Ｂ画素）とが行方向に交互に配置されたＧＢ行とがある。また、ＲＧ行とＧＢ行とは、垂直方向（列方向）に交互に配置されている。
【００７４】
また、イメージセンサ２０１は、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢが設けられた位相差画素行と、通常画素のみが設けられている通常画素行とを有している。
【００７５】
イメージセンサ２０１の位相差画素行は、ベイヤ配列の特定のＧＢ行において、一対の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢと１つの通常画素の３画素を１周期として周期的に行方向に配置されて構成されている。したがって、位相差画素行には、Ｇ画素とＢ画素とが行方向に２画素（一対の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢ）置きに交互に配置されている。尚、本例の位相差画素行は、ベイヤ配列のＧＢ行に設けられているが、これに限らず、ＲＧ行に設けるようにしてもよい。
【００７６】
周期的色配列は、ベイヤ配列に限らず、Ｘ−Ｔｒａｎｓ（登録商標）配列等の他のカラーフィルタ配列でもよい。
【００７７】
図６は、イメージセンサ２０１の位相差画素行の一部の断面を示す概略図である。図６には、一対の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢと、これらの画素に隣接する通常画素であるＢ画素とＧ画素との４つの画素が示されている。第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢには、それぞれ入射光を制限する遮光膜ＭＡ，ＭＢが設けられている。
【００７８】
図７は第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの構成を示す要部拡大図である。
【００７９】
図７に示すように第１の位相差画素ＰＡのフォトダイオードＰＤの前面側（マイクロレンズＭＬ側）には、遮光膜ＭＡが配設され、一方、第２の位相差画素ＰＢのフォトダイオードＰＤの前面側には、遮光膜ＭＢが配設される。マイクロレンズＭＬ及び遮光膜ＭＡ、ＭＢは瞳分割機能を有し、図７上で、遮光膜ＭＡは、フォトダイオードＰＤの受光面の左半分を遮光する。そのため、第１の位相差画素ＰＡは、撮像光学系１０２の射出瞳を通過する光束のうちの光軸の左側を通過する光束のみが選択的に受光される。また、カラーフィルタＣＦとして、ＧフィルタがマイクロレンズＭＬの下方に配置されている。
【００８０】
一方、遮光膜ＭＢは、第２の位相差画素ＰＢのフォトダイオードＰＤの受光面の右半分を遮光する。そのため、第２の位相差画素ＰＢには、撮像光学系１０２の射出瞳を通過する光束のうちの光軸の右側を通過する光束のみが選択的に受光される。このように、瞳分割機能を有するマイクロレンズＭＬ及び遮光膜ＭＡ、ＭＢにより、射出瞳を通過する光束が左右に分割され、それぞれ第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢに入射する。
【００８１】
図８から図１０は、それぞれイメージセンサ２０１の撮像領域における、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢが配置される領域の例を示している。図８から図１０において、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢが配置される領域は、斜線で示されている。
【００８２】
図３に戻って、本例のイメージセンサ２０１は、光軸方向に移動可能に設けられており、焦点調節部２０９によりイメージセンサ２０１の位置が調節可能になっている。したがって、イメージセンサ２０１の光軸方向の位置を制御することで、イメージセンサ２０１の結像面に被写体像を合焦させることができる。
【００８３】
交換レンズ１００の撮像光学系１０２によってイメージセンサ２０１の受光面に結像された被写体の光学像は、イメージセンサ２０１によって電気信号に変換される。イメージセンサ２０１の各画素には、入射する光量に応じた電荷が蓄積され、イメージセンサ２０１からは各画素に蓄積された電荷量に応じた電気信号が画像信号として読み出される。
【００８４】
イメージセンサ制御部２０２は、本体側ＣＰＵ２２０の指令に従って、イメージセンサ２０１から画像信号の読み出し制御を行う。また、イメージセンサ制御部２０２は、本体側ＣＰＵ２２０からの電子シャッタ制御信号により、イメージセンサ２０１の各画素に蓄積にされた電荷を同時に排出させて（一斉にリセットして）、露光を開始させる電子シャッタ機能を有する。
【００８５】
アナログ信号処理部２０３は、イメージセンサ２０１で被写体を撮像して得られたアナログの画像信号に対して、各種のアナログ信号処理を施す。アナログ信号処理部２０３は、サンプリングホールド回路、色分離回路、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路等を含んで構成されている。ＡＧＣ回路は、撮像時の感度（ＩＳＯ感度(ＩＳＯ：International Organization for Standardization)）を調整する感度調整部として機能し、入力する画像信号を増幅する増幅器のゲインを調整し、画像信号の信号レベルが適切な範囲に入るようにする。Ａ／Ｄ変換器２０４は、アナログ信号処理部２０３から出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。
【００８６】
静止画又は動画の撮像時にイメージセンサ２０１、アナログ信号処理部２０３、及びＡ／Ｄ変換器２０４を介して出力されるＲＧＢの画素毎の画像データ（モザイク画像データ）は、画像入力コントローラ２０５からＲＡＭ２０７に入力され、一時的に記憶される。尚、イメージセンサ２０１がＣＭＯＳ型イメージセンサである場合、アナログ信号処理部２０３及びＡ／Ｄ変換器２０４は、イメージセンサ２０１内に内蔵されていることが多い。
【００８７】
デジタル信号処理部２０６は、ＲＡＭ２０７に格納されている画像データに対して、各種のデジタル信号処理を施す。デジタル信号処理部２０６は、ＲＡＭ２０７に記憶されている画像データを適宜読み出し、読み出した画像データに対してオフセット処理、感度補正を含むゲイン・コントロール処理、ガンマ補正処理、デモザイク処理（デモザイキング処理、同時化処理とも言う）、ＲＧＢ／ＹＣｒＣｂ変換処理等のデジタル信号処理を行い、デジタル信号処理後の画像データを再びＲＡＭ２０７に記憶させる。尚、デモザイク処理とは、例えば、ＲＧＢ３色のカラーフィルタからなるイメージセンサの場合、ＲＧＢからなるモザイク画像から画素毎にＲＧＢ全ての色情報を算出する処理であり、モザイクデータ（点順次のＲＧＢデータ）から同時化されたＲＧＢ３面の画像データを生成する。
【００８８】
ＲＧＢ／ＹＣｒＣｂ変換処理は、同時化されたＲＧＢデータを輝度データ（Ｙ）及び色差データ（Ｃｒ、Ｃｂ）に変換する処理である。
【００８９】
圧縮伸張処理部２０８は、静止画又は動画の記録時に、一旦ＲＡＭ２０７に格納された非圧縮の輝度データＹ及び色差データＣｂ，Ｃｒに対して圧縮処理を施す。静止画の場合には、例えばＪＰＥＧ(Joint Photographic coding Experts Group)形式で圧縮し、動画の場合には、例えばＨ．２６４形式で圧縮する。圧縮伸張処理部２０８により圧縮された画像データは、メディア制御部２１０を介してメモリカード２１２に記録される。また、圧縮伸張処理部２０８は、再生モード時にメディア制御部２１０を介してメモリカード２１２から得た圧縮された画像データに対して伸張処理を施し、非圧縮の画像データを生成する。
【００９０】
メディア制御部２１０は、圧縮伸張処理部２０８で圧縮された画像データを、メモリカード２１２に記録する制御を行う。また、メディア制御部２１０は、メモリカード２１２から、圧縮された画像データを読み出す制御を行う。
【００９１】
表示制御部２１４は、ＲＡＭ２０７に格納されている非圧縮の画像データを、モニタ２１６に表示させる制御を行う。モニタ２１６は、例えば液晶表示デバイス、有機エレクトロルミネッセンスなどの表示デバイスによって構成されている。
【００９２】
モニタ２１６にライブビュー画像を表示させる場合には、デジタル信号処理部２０６で連続的に生成されたデジタルの画像信号が、ＲＡＭ２０７に一時的に記憶される。表示制御部２１４は、このＲＡＭ２０７に一時記憶されたデジタルの画像信号を表示用の信号形式に変換して、モニタ２１６に順次出力する。これにより、モニタ２１６に撮像画像がリアルタイムに表示され、モニタ２１６を電子ビューファインダとして使用することができる。
【００９３】
シャッタレリーズスイッチ２２は、撮像の指示を入力するための撮像指示部であり、いわゆる「半押し」と「全押し」とからなる２段ストローク式のスイッチで構成されている。
【００９４】
静止画撮影モードの場合、シャッタレリーズスイッチ２２が半押しされることによってＳ１オンの信号、半押しから更に押し込む全押しがされることによってＳ２オンの信号が出力され、Ｓ１オン信号が出力されると、本体側ＣＰＵ２２０は、オートフォーカス(ＡＦ：Autofocus)制御及び自動露出制御（ＡＥ（Auto Exposure)制御）などの撮像準備処理を実行し、Ｓ２オン信号が出力されると、静止画の撮像処理及び記録処理を実行する。尚、ＡＦ制御及びＡＥ制御は、それぞれ操作部２２２によりオートモードが設定されている場合に自動的に行われ、マニュアルモードが設定されている場合には、ＡＦ制御及びＡＥ制御が行われないことは言うまでもない。
【００９５】
また、動画撮影モードの場合、シャッタレリーズスイッチ２２が全押しされることによってＳ２オンの信号が出力されると、カメラ本体２００は、動画の記録を開始する動画記録モードになり、動画の画像処理及び記録処理を実行し、その後、シャッタレリーズスイッチ２２が再び全押しされることによってＳ２オンの信号が出力されると、カメラ本体２００は、スタンバイ状態になり、動画の記録処理を一時停止する。
【００９６】
尚、シャッタレリーズスイッチ２２は半押しと全押しとからなる２段ストローク式のスイッチの形態に限られず、1回の操作でＳ１オンの信号、Ｓ２オンの信号を出力しても良く、それぞれ個別のスイッチを設けてＳ１オンの信号、Ｓ２オンの信号を出力しても良い。
【００９７】
また、タッチ式パネル等により操作指示を行う形態では、これら操作手段としてタッチ式パネルの画面に表示される操作指示に対応する領域をタッチすることで操作指示を出力するようにしても良く、撮像準備処理や撮像処理を指示するものであれば操作手段の形態はこれらに限られない。
【００９８】
撮像により取得された静止画又は動画は、圧縮伸張処理部２０８により圧縮され、圧縮された画像データは、撮像日時、ＧＰＳ情報、撮像条件（Ｆ値、シャッタースピード、ＩＳＯ感度等）の所要の付属情報が、ヘッダに付加された画像ファイルとされた後、メディア制御部２１０を介してメモリカード２１２に格納される。
【００９９】
本体側ＣＰＵ２２０は、カメラ本体２００全体の動作及び交換レンズ１００の光学部材の駆動等を統括制御するもので、シャッタレリーズスイッチ２２を含む操作部２２２等からの入力に基づき、カメラ本体２００の各部及び交換レンズ３００を制御する。
【０１００】
時計部２２４は、タイマとして、本体側ＣＰＵ２２０からの指令に基づいて時間を計測する。また、時計部２２４は、カレンダとして、現在の年月日及び時刻を計測する。
【０１０１】
フラッシュＲＯＭ２２６は、読み取り及び書き込みが可能な不揮発性メモリであり、設定情報を記憶する。
【０１０２】
ＲＯＭ２２８には、本体側ＣＰＵ２２０が実行するカメラ制御プログラム、イメージセンサ２０１の欠陥情報、画像処理等に使用する各種のパラメータやテーブルが記憶されている。本体側ＣＰＵ２２０は、ＲＯＭ２２８に格納されたカメラ制御プログラムに従い、ＲＡＭ２０７を作業領域としながらカメラ本体２００の各部、及び交換レンズ３００を制御する。
【０１０３】
ＡＦ制御部２３０は、位相差ＡＦの制御に必要なデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量に基づいて焦点調節部２０９を介してイメージセンサ２０１の位置を制御する。
【０１０４】
ＡＦ制御部２３０は、図１１に示すように位相ずれ量検出部２３０Ａ及びデフォーカス量算出部２３０Ｂを含む。
【０１０５】
位相ずれ量検出部２３０Ａ（第２の位相ずれ量検出部）は、イメージセンサ２０１のＡＦ領域内の第１の位相差画素ＰＡの出力及び第２の位相差画素ＰＢの出力に基づいて位相ずれ量を検出する。位相ずれ量は、第１の位相差画素ＰＡの各出力データと第２の位相差画素ＰＢの各出力データの相関が最大になるとき（第１の位相差画素ＰＡと第２の位相差画素ＰＢの各出力データの差分絶対値の積算値が最小になるとき）の各出力データ間のシフト量から算出することができる。
【０１０６】
デフォーカス量算出部２３０Ｂは、位相ずれ量検出部２３０Ａにより検出された位相ずれ量と、交換レンズ１００の現在のＦ値（光線角度）に対応する係数とを乗算することによりデフォーカス量を算出する。
【０１０７】
本例のように互換性のない交換レンズ１００の場合、カメラ本体２００により交換レンズ１００を制御することができないが、焦点調節部２０９によりイメージセンサ２０１を光軸方向に移動させることにより自動的に焦点調節を行うことができる。
【０１０８】
即ち、ＡＦ制御部２３０は、ＡＦ制御を行う場合にデフォーカス量算出部２３０Ｂにより算出されたデフォーカス量に基づいて焦点調節部２０９を駆動制御し、イメージセンサ２０１を算出されたデフォーカス量だけ移動させる。これにより、デフォーカス量がゼロとなる位置（位相差が最小となる位置）にイメージセンサ２０１を移動させることができ、イメージセンサ２０１の結像面に被写体像を合焦させる位相差ＡＦを行うことができる。
【０１０９】
尚、ＡＦは、位相差ＡＦに限定されず、例えば、コントラストＡＦでもよい。コントラストＡＦの場合、ＡＦ制御部２３０は、ＡＦ領域内におけるＧ画素（Ｇのカラーフィルタを有する画素）のＧ信号から高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分の絶対値の積分値（焦点評価値）を算出し、算出した焦点評価値が最大となる位置（即ち、コントラストが最大になる位置）に焦点調節部２０９を介してイメージセンサ２０１を移動させる。
【０１１０】
明るさ検出部２３２(測光部)は、被写体の明るさ（被写体輝度）を検出する部分であり、被写体輝度に対応するＡＥ制御及びＡＷＢ（Auto White Balance）制御に必要な数値（露出値（ＥＶ値（exposure value）））を算出する。明るさ検出部２３２は、イメージセンサ２０１を介して取得した画像の輝度、画像の輝度の取得時のシャッタースピード及びＦ値によりＥＶ値を算出する。
【０１１１】
本体側ＣＰＵ２２０は、互換性のある交換レンズ３００の場合、明るさ検出部２３２から得たＥＶ値に基づいて所定のプログラム線図からＦ値、シャッタースピード及びＩＳＯ感度を決定し、ＡＥ制御を行うことができる。
【０１１２】
また、本体側ＣＰＵ２２０は、互換性のない交換レンズ１００の場合、イメージセンサ２０１を介して取得した画像の輝度が、適正な輝度になるようにシャッタースピード及びＩＳＯ感度を決定し、ＡＥ制御を行うことができる。
【０１１３】
ホワイトバランス補正部２３４は、ＲＧＢデータ（Ｒデータ、Ｇデータ及びＢデータ）の色データ毎のホワイトバランスゲイン（ＷＢ（White Balance）ゲイン)Ｇr,Ｇg,Ｇbを算出し、Ｒデータ、Ｇデータ及びＢデータに、それぞれ算出したＷＢゲインＧr,Ｇg,Ｇbを乗算することによりホワイトバランス補正を行う。ここで、ＷＢゲインＧr,Ｇg,Ｇbの算出方法としては、被写体の明るさ（ＥＶ値）によるシーン認識（屋外、屋内の判定等）及び周囲光の色温度等に基づいて被写体を照明している光源種を特定し、予め光源種毎に適切なＷＢゲインが記憶されている記憶部から特定した光源種に対応するＷＢゲインを読み出す方法が考えられるが、少なくともＥＶ値を使用してＷＢゲインＧr,Ｇg,Ｇbを求める他の公知の方法が考えられる。
【０１１４】
無線通信部２３６は、Wi-Fi（Wireless Fidelity）（登録商標）、Bluetooth（登録商標）等の規格の近距離無線通信を行う部分であり、周辺のデジタル機器（スマートフォン、等の携帯端末）との間で必要な情報の送受信を行う。
【０１１５】
ＧＰＳ受信部２３８は、本体側ＣＰＵ２２０の指示に従って、複数のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、カメラ本体２００の緯度、経度、及び高度からなるＧＰＳ情報を取得する。取得されたＧＰＳ情報は、撮像された画像の撮像位置を示す付属情報として画像ファイルのヘッダに記録することができる。
【０１１６】
電源制御部２４０は、本体側ＣＰＵ２２０の指令に従って、バッテリ２４２から供給される電源電圧をカメラ本体２００の各部に与える。また、電源制御部２４０は、本体側ＣＰＵ２２０の指令に従って、本体マウント２６０及びレンズマウント１６０を介して、バッテリ２４２から供給される電源電圧を、互換性のある交換レンズ３００の各部に与える。
【０１１７】
レンズ電源スイッチ２４４は、本体側ＣＰＵ２２０の指令に従って、本体マウント２６０及びレンズマウント３６０を介して交換レンズ３００に与える電源電圧のオン及びオフの切り替えとレベルの切り替えを行う。
【０１１８】
本体側通信部２５０は、本体側ＣＰＵ２２０の指令に従って、本体マウント２６０及びレンズマウント３６０を介して接続された交換レンズ３００のレンズ側通信部３５０との間で、リクエスト信号、回答信号の送受信（双方向通信）を行う。尚、本体マウント２６０には、図１に示すように複数の端子２６０Ａが設けられており、交換レンズ３００がカメラ本体２００に装着（レンズマウント３６０と本体マウント２６０とが接続）されると、本体マウント２６０に設けられた複数の端子２６０Ａ（図１）と、レンズマウント３６０に設けられた複数の端子（図示せず）とが電気的に接続され、本体側通信部２５０とレンズ側通信部３５０との間で双方向通信が可能になる。
【０１１９】
内蔵フラッシュ３０（図１）は、例えば、ＴＴＬ（Through The Lens)自動調光方式のフラッシュであり、フラッシュ発光部２７０と、フラッシュ制御部２７２とから構成されている。
【０１２０】
フラッシュ制御部２７２は、フラッシュ発光部２７０から発光するフラッシュ光の発光量（ガイドナンバー）を調整する機能を有する。即ち、フラッシュ制御部２７２は、本体側ＣＰＵ２２０からのフラッシュ撮像指示に同期してフラッシュ発光部２７０を発光させ、交換レンズ１００又は３００の撮像光学系１０２又は３０２を介して入射する反射光（周囲光を含む）の測光を開始し、測光値が標準露出値に達すると、フラッシュ発光部２７０からのフラッシュ光の発光を停止させる。
【０１２１】
フォーカルプレーンシャッタ（ＦＰＳ：focal-plane shutter)２８０は、撮像装置１０のメカシャッタを構成し、イメージセンサ２０１の直前に配置される。ＦＰＳ制御部２９６は、本体側ＣＰＵ２２０からの入力情報（Ｓ２オン信号、シャッタスピード等）に基づいてＦＰＳ２８０の先幕、後幕の開閉を制御し、イメージセンサ２０１における露光時間（シャッタスピード）を制御する。
【０１２２】
［情報取得方法の原理］
次に、互換性のない交換レンズ１００がカメラ本体２００に装着された場合に、交換レンズ１００を通じて被写体光がイメージセンサ２０１に入射する際の、イメージセンサ２０１に対する光線角度に関連する情報を取得する方法を、原理的に説明する。以下、イメージセンサ２０１に対する光線角度に関連する情報として、イメージセンサ２０１のセンサ中心における光線角度を取得する場合について説明する。
【０１２３】
図１２は、イメージセンサ２０１の通常画素（Ｇ画素）、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの入射角特性を示すグラフであり、イメージセンサ２０１のｘ方向（水平方向）の角度に対する通常画素（Ｇ画素）の感度Ｇｃ，第１の位相差画素ＰＡの感度ＰＡｃ，及び第２の位相差画素ＰＢの感度ＰＢｃを示している。
【０１２４】
図１２に示すようにＧ画素の感度Ｇｃが一番高く、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの感度ＰＡｃ，ＰＢｃは、Ｇ画素よりも低い。また、第１の位相差画素ＰＡと第２の位相差画素ＰＢとは、開口の左半分及び右半分が遮光膜ＭＡ，ＭＢで遮光されていることから、第１の位相差画素ＰＡの感度ＰＡｃと第２の位相差画素ＰＢの感度ＰＢｃとは、入射角ゼロを中心にして対称性を有するとともに、感度のピーク位置がずれる。
【０１２５】
図１３は、イメージセンサ２０１のＧ画素、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの入射角特性を示すグラフ（図１２に示したグラフ）と、交換レンズ１００のＦ値がＦ２の場合における、イメージセンサ２０１の中心部の画素（Ｇ画素、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢ）に入射する光束の角度範囲とを示す図であり、図１４は、イメージセンサ２０１のＧ画素、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの入射角特性を示すグラフと、交換レンズ１００のＦ値がＦ４の場合における、イメージセンサ２０１の中心部の画素に入射する光束の角度範囲とを示す図である。
【０１２６】
図１３及び図１４からも明らかなように、交換レンズ１００のＦ値が小さい程、イメージセンサ２０１の中心部の画素に入射する光束の角度範囲（即ち、イメージセンサ２０１に対する光線角度）が大きくなる。
【０１２７】
いま、図１５に示すように、イメージセンサ２０１を、交換レンズ１００の撮像光学系１０２の光軸Ｌの方向に第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に移動させると、第１の位置Ｐ１における、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢにより検出される位相ずれ量（第１の位相ずれ量）と、第２の位置Ｐ２における、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢにより検出される位相ずれ量（第２の位相ずれ量）とが異なることが分かる。また、第１の位相ずれ量と第２の位相ずれ量は、交換レンズ１００のＦ値の大きさ（光線角度の大きさ）によっても異なる。
【０１２８】
したがって、イメージセンサ２０１が第１の位置Ｐ１に位置する場合の第１の位相ずれ量と、イメージセンサ２０１が第１の位置Ｐ１から移動して第２の位置に位置する場合の第２の位置ずれ量とを検出することで、交換レンズ１００を通じて被写体光がイメージセンサ２０１に入射する際の、イメージセンサ２０１に対する光線角度に関連する情報を取得することができる。
【０１２９】
図１６は、交換レンズ１００を通じて被写体光がイメージセンサ２０１に入射する際の、イメージセンサ２０１に対する光線角度に関連する情報を取得する、カメラ本体２００の本体側ＣＰＵ２２０の機能を示すブロック図である。
【０１３０】
図１６に示すように本体側ＣＰＵ２２０（撮像装置）は、フラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８に格納された情報取得プログラムを実行することより各種の処理部として機能し、この実施形態では、センサ駆動部２２０Ａ、焦点領域情報取得部２２０Ｂ、位相差画素情報取得部２２０Ｃ、及び情報取得部２２０Ｄとしての機能を有する。上記情報取得プログラムが格納される媒体は、ハードディスク、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、各種半導体メモリ等の、非一時的かつコンピュータ読取可能な記録媒体であってもよい。
【０１３１】
撮像装置１０の操作部２２２には、情報取得モード（Ｆ値取得モード）を設定するモード設定部が設けられている。ユーザが交換レンズ１００の絞りリングを操作し、絞り１０８のＦ値を切り換える場合、ユーザは、モード設定部を操作してＦ値取得モードの設定を行い、Ｆ値取得用の撮像を行う。尚、Ｆ値取得用の撮像は、コントラストの高い被写体を撮像することが好ましい。Ｆ値取得を行う場合、イメージセンサ２０１の全領域のうちの焦点調節領域内における、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの各出力データに基づいて第１の位相差画素ＰＡの各出力データと、第２の位相差画素ＰＢの各出力データとの位相ずれ量（第１の位相ずれ量、第２の位相ずれ量）を精度よく検出できるようにするためである。
【０１３２】
モード設定部によりＦ値取得モードが設定された状態で、撮像指示部として機能するシャッタレリーズスイッチ２２から撮像の指示が入力されると、本体側ＣＰＵ２２０のセンサ駆動部２２０Ａ、焦点領域情報取得部２２０Ｂ、位相差画素情報取得部２２０Ｃ、及び情報取得部２２０Ｄは、それぞれ以下に示すＦ値取得用の動作を行う。
【０１３３】
センサ駆動部２２０Ａは、焦点調節部２０９を介して交換レンズ１００の光軸方向に移動させる部分であり、イメージセンサ２０１を第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２に移動させる（図１５参照）。
【０１３４】
第１の位置Ｐ１は、イメージセンサ２０１のホームポジション位置でもよいし、ボケが大きくて位相ずれ量を精度よく検出できない場合には、位相ずれ量を精度よく検出できる任意の位置でもよい。
【０１３５】
センサ駆動部２２０Ａは、被写体に焦点が合う合焦位置の方向に第１の位置Ｐ１からイメージセンサ２０１を規定量ｚだけ焦点調節部２０９を介して移動させることが好ましい。第１の位置Ｐ１から規定量ｚだけ移動した位置が、第２の位置Ｐ２である。位相差の検出が可能な第１の位置Ｐ１から、焦点が合う合焦位置の方向と逆方向にイメージセンサ２０１を移動せると、第２の位置Ｐ２において、位相差の検出が良好にできなくなる場合があるからである。
【０１３６】
焦点領域情報取得部２２０Ｂは、イメージセンサ２０１の全領域のうちの焦点調節領域を示す焦点領域情報を取得する部分であり、センサ中心領域等の予め設定された焦点調節領域、人物の顔領域等の主要被写体が存在する領域又はコントラストが高い領域を、焦点調節領域を示す焦点領域情報として取得する。
【０１３７】
位相差画素情報取得部２２０Ｃは、イメージセンサ２０１に設けられた第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢのうち、焦点領域情報取得部２２０Ｂが取得した焦点調節領域内の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの各出力データを取得するもので、イメージセンサ２０１が第１の位置Ｐ１に位置するときの第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの各出力データと、イメージセンサ２０１が第２の位置Ｐ２に位置するときの第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの各出力データを取得する。
【０１３８】
情報取得部２２０Ｄは、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２における第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの各出力データに基づいて、交換レンズ１００を通じて被写体光がイメージセンサ２０１に入射する際の、イメージセンサ２０１に対する光線角度に関連する情報を取得する。
【０１３９】
情報取得部２２０Ｄは、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２における第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの各出力データに基づいて第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２における各々の位相ずれ量を検出することができる。第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２にて検出される位相ずれ量の変化量は、イメージセンサ２０１の移動量と、交換レンズ１００のＦ値の大きさ（光線角度の大きさ）によって異なるが、イメージセンサ２０１の移動量が既知であれば、イメージセンサ２０１の移動量と位相ずれ量の変化量とから光線角度を算出することができる。
【０１４０】
図１７は、図１６に示した情報取得部２２０Ｄの処理の第１の実施形態を示す機能ブロック図であり、特にイメージセンサ２０１に対する光線角度に関連する情報として、光線角度を算出する場合に関して示している。
【０１４１】
図１７に示す情報取得部２２０Ｄ−１は、主として第１の位相ずれ量検出部２２１Ａ、第１の演算部２２１Ｂ、及び第２の演算部２２１Ｃから構成されている。
【０１４２】
第１の位相ずれ量検出部２２１Ａは、イメージセンサ２０１が第１の位置Ｐ１に位置しているときのイメージセンサ２０１の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの出力に基づいて、第１の位置Ｐ１における第１の位相ずれ量を検出するとともに、イメージセンサ２０１が第２の位置Ｐ２に位置しているときのイメージセンサ２０１の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの出力に基づいて、第２の位置Ｐ２における第２の位相ずれ量を検出する。
【０１４３】
図１８は、第１の位相ずれ量検出部２２１Ａにより検出される第１の位置Ｐ１での第１の位相ずれ量ｄ１と、第２の位置Ｐ２での第２の位相ずれ量ｄ２とを示している。尚、イメージセンサ２０１の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの出力に基づく位相ずれ量の検出は、位相ずれ量検出部２３０Ａ（第２の位相ずれ量検出部）と同様に行われるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１４４】
第１の演算部２２１Ｂは、第１の位相ずれ量検出部２２１Ａにより検出された第１の位置Ｐ１における第１の位相ずれ量ｄ１と第２の位置Ｐ２における第２の位相ずれ量ｄ２との差Δｄ（＝ｄ１−ｄ２）を算出する。
【０１４５】
第２の演算部２２１Ｃは、第１の演算部２２１Ｂにより算出された差Δｄと、イメージセンサ２０１が移動した第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間の移動量（規定量ｚ）とに基づいてイメージセンサ２０１のセンサ中心における光線角度θを算出する。
【０１４６】
図１９は、図１８の要部拡大図である。
【０１４７】
図１９に示すようにイメージセンサ２０１のセンサ中心における第１の位相ずれ量ｄ１及び第２の位置Ｐ２位相ずれ量ｄ１で規定される角度（図１９に示す角度θｇ）は、第１の演算部２２１Ｂにより算出された差Δｄと規定量ｚとから、次式で表すことができる。
［数１］
tanθg＝（Δｄ／２）／ｚ
θg＝tan-1(Δｄ／２ｚ）
第２の演算部２２１Ｃは、第１の演算部２２１Ｂにより算出された差Δｄと規定量ｚとから、［数１］式により角度θｇを算出することができる。
【０１４８】
一方、図１８に示すようにイメージセンサ２０１のセンサ中心における光線角度θは、イメージセンサ２０１のセンサ中心に入射する光束の主光線（この場合、光軸Ｌ）と、上線（射出瞳又は入射瞳の上の縁を通る光線）とのなす角度である。
【０１４９】
［数１］式により算出される角度θｇは、イメージセンサ２０１の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの入射角特性（図１２参照）を反映した角度であり、光線角度θよりも小さい角度になる。
【０１５０】
ここで、第１の位相差画素ＰＡ又は第２の位相差画素ＰＢ入射角特性を、I(θ）とすると、角度θｇと光線角度θとは、次式の関係にある。
【０１５１】
［数２］
θｇ＝Σ(θ×I(θ））／Σθ
したがって、第２の演算部２２１Ｃは、算出した角度θｇに基づいて光線角度θを求めることができる。例えば、角度θｇに、角度θｇと光線角度θとの関係を示す補正係数を乗算することで、光線角度θを求めること（角度θｇを光線角度θに換算すること）ができる。
【０１５２】
尚、角度θｇと光線角度θとの関係は、入射角特性に依存するため、予め角度θｇと光線角度θとの関係について、補正テーブル（像高毎に補正係数を記憶した補正テーブル）を用意し、像高に対応する補正係数を使用することが好ましい。
【０１５３】
図２０は、図１６に示した情報取得部２２０Ｄの処理の第２の実施形態を示す機能ブロック図である。尚、図２０において、図１７に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１５４】
図２０に示す第２の実施形態の情報取得部２２０Ｄ−２は、換算部２２１Ｄが追加されている点で、図１７に示した第１の実施形態と相違する。
【０１５５】
換算部２２１Ｄは、第２の演算部２２１Ｃにより算出された光線角度θを、所定の換算式によりＦ値又は開口数に換算する。
【０１５６】
以下、図１８を参照しながら、光線角度θからＦ値又は開口数を換算する換算式について説明する。
【０１５７】
図１８において、撮像光学系１０２の開口径をＤ，開口径Ｄの半径をｒ，焦点距離をｆ及び光線角度をθとする。
【０１５８】
Ｆ値は、Ｆ値の定義により次式で表すことができる。
［数３］
Ｆ＝ｆ／Ｄ
また、図１８に示した撮像光学系１０２の開口径Ｄ，開口径Ｄの半径ｒ，焦点距離ｆ及び光線角度θにおいて正弦条件を満たす場合、sinθは、次式で表すことができる。
［数４］
sinθ＝ｒ／ｆ＝Ｄ／(２ｆ)
［数３］式及び［数４］から、Ｆ値は、次式で表すことができる。
［数５］
Ｆ＝１／(２sinθ)
また、空気中の開口数ＮＡは、次式で表すことができる。
［数６］
ＮＡ＝sinθ
また、Ｆ値と開口数とは、次式で関係付けられている。
［数７］
Ｆ＝１／(２ＮＡ)
上記のようにＦ値、開口数、及び光線角度は、相互に関係しており、これらのいずれか１つが分かると、他の２つを換算することができる。
【０１５９】
本例の換算部２２１Ｄは、第２の演算部２２１Ｃにより算出された光線角度θを、Ｆ値又は開口数に換算するため、上記［数５］式又は［数６］式を使用することによりＦ値又は開口数に換算することができる。
【０１６０】
また、［数４］式に示したように、光線角度θに対応する値（sinθ）が算出されるため、この値（sinθ）を、［数５］式に代入することで、Ｆ値を算出することができる。また、Ｆ値が算出されると、［数７］式から開口数ＮＡを算出することができる。
【０１６１】
図２１は、図１６に示した情報取得部２２０Ｄの処理の第３の実施形態を示す機能ブロック図である。尚、図２１において、図１７に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１６２】
図２１に示す第３の実施形態の情報取得部２２０Ｄ−３は、主として光線角度θを算出する第２の演算部２２１Ｃの代わりに、読み出し部２２１Ｅを備えている点で、図１７に示した第１の実施形態と相違する。
【０１６３】
読み出し部２２１Ｅは、第１の演算部２２１Ｂにより算出された差Δｄに基づいて、交換レンズ１００の現在のＦ値を取得する。
【０１６４】
具体的には、撮像装置１０は、予め交換レンズ１００のＦ値毎に、第１の演算部２２１Ｂにより算出される差Δｄを関連付けて記憶するフラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８等の記憶部を備える。製品出荷前に、上記の差ΔｄとＦ値との関係を示すテーブルをＲＯＭ２２８に記憶させてもよいし、ネットワーク上のサーバから上記の差ΔｄとＦ値との関係を示すテーブルをダウンロードし、フラッシュＲＯＭ２２６に記憶させてもよい。
【０１６５】
読み出し部２２１Ｅは、第１の演算部２２１Ｂにより算出された差Δｄに基づいてフラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８からその差Δｄに対応するＦ値を読み出し、読み出したＦ値を、交換レンズ１００の現在のＦ値として取得する。
【０１６６】
フラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８に、算出された差Δｄ及びそれに対応するＦ値が記憶されていない場合には、算出された差Δｄと、その差Δｄの前後の２つの記憶された差Δｄとに基づいて、記憶された２つの差Δｄに対応する２つのＦ値のうちの、算出された差Δｄに近い方の差Δｄを採用してＦ値を読み出してもよいし、算出された差Δｄと、算出された差Δｄを挟んで記憶された２つの差Δｄとに基づいて、記憶された２つの差Δｄに対応する２つのＦ値を補間してＦ値を算出するようにしてもよい。
【０１６７】
尚、フラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８等の記憶部が、交換レンズ１００の開口数毎に、第１の演算部２２１Ｂにより算出される差Δｄを関連付けて記憶してもよく、この場合には、第１の演算部２２１Ｂにより算出される差Δｄに基づいて交換レンズ１００の現在の開口数を読み出すことができる。
【０１６８】
また、上記の差Δｄの代わりに、イメージセンサ２０１の移動量（規定量ｚ）で、差Δｄを除算した値を使用してもよい。
【０１６９】
これらの本実施形態によれば、互換性のない交換レンズ１００がカメラ本体２００に装着された場合でも、交換レンズ１００の現在の光線角度、Ｆ値又は開口数を簡単かつ精度よく取得することができ、また、位相差画素を有するイメージセンサ２０１を光軸方向に移動させて位相差ＡＦを行う機能を備えた撮像装置１０の場合、特別なハードウェアを追加することなく、交換レンズ１００の現在の光線角度、Ｆ値又は開口数を取得することができ、安価な装置とすることができる。尚、互換性のある交換レンズ３００がカメラ本体２００に装着された場合、交換レンズ３００とカメラ本体２００との間で通信することができ、カメラ本体２００は、交換レンズ３００から通信によりＦ値を含むレンズ情報を取得することができるため、本実施形態により光線角度、Ｆ値又は開口数を取得する必要はない。
【０１７０】
また、交換レンズ１００の「Ｆ値」を取得することにより、「シャッタースピード」、及び「画像の輝度（明るさ）」の情報を元に、被写体の明るさ(画像の輝度ではなく真の被写体の明るさ)を算出することができる。また、真の被写体の明るさは、シーン認識(屋外、屋内の判定等)に利用され、オートホワイトバランス調整等に利用することができる。
【０１７１】
更に、互換性のない交換レンズ１００がカメラ本体２００に装着された場合でも、撮像された画像の付属情報として画像ファイルのヘッダにＦ値又は開口数を記録することができる。
【０１７２】
［情報取得方法］
図２２は、本発明に係る情報取得方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。
【０１７３】
図２２において、本体側ＣＰＵ２２０は、操作部２２２によりＦ値取得モード（情報取得モード）が設定されているか否かを判別する（ステップＳ１０）。Ｆ値取得モードが設定されている場合には、更にシャッタレリーズスイッチ２２から撮像の指示（Ｓ２オンの信号）が出力されたか否かを判別する（ステップＳ１２）。
【０１７４】
Ｆ値取得モードが設定され、かつＳ２オンの信号が出力されると、本体側ＣＰＵ２２０は、Ｆ値取得用の撮像を行う。
【０１７５】
即ち、位相差画素情報取得部２２０Ｃは、イメージセンサ２０１が第１の位置Ｐ１に位置するときの第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの各出力データであって、焦点調節領域内の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの各出力データを取得する（ステップＳ１４）。
【０１７６】
続いて、センサ駆動部２２０Ａは、被写体に焦点が合う合焦位置の方向に第１の位置Ｐ１からイメージセンサ２０１を規定量ｚだけ移動させる（ステップＳ１６）。第１の位置Ｐ１から規定量ｚだけ移動した位置が、第２の位置Ｐ２である。
【０１７７】
位相差画素情報取得部２２０Ｃは、ステップＳ１４と同様に、イメージセンサ２０１が第２の位置Ｐ２に位置するときの第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの各出力データを取得する（ステップＳ１８）。
【０１７８】
情報取得部２２０Ｄは、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２における第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの各出力データに基づいて、交換レンズ１００を通じて被写体光がイメージセンサ２０１に入射する際の、イメージセンサに対する光線角度、又は光線角度に関連する情報を取得する（ステップＳ２０）。
【０１７９】
図２３は、図２２に示したステップＳ２０の詳細を示すフローチャートである。
【０１８０】
図２３において、第１の位相ずれ量検出部２２１Ａ（図１７）は、イメージセンサ２０１が第１の位置Ｐ１に位置しているときのイメージセンサ２０１の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの出力に基づいて、第１の位置Ｐ１における第１の位相ずれ量を検出するとともに、イメージセンサ２０１が第２の位置Ｐ２に位置しているときのイメージセンサ２０１の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの出力に基づいて、第２の位置Ｐ２における第２の位相ずれ量を算出する（ステップＳ２１）。
【０１８１】
続いて、第１の演算部２２１Ｂは、ステップＳ２１で検出された第１の位置Ｐ１における第１の位相ずれ量ｄ１と第２の位置Ｐ２における第２の位相ずれ量ｄ２との差Δｄを算出する（ステップＳ２２）。
【０１８２】
第２の演算部２２１Ｃは、ステップＳ２２で算出された差Δｄと、イメージセンサ２０１が移動した第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間の移動量（規定量ｚ）とに基づいてイメージセンサ２０１のセンサ中心における光線角度θを算出する（ステップＳ２３、［数１］式参照）。
【０１８３】
図２４は、図２２に示したステップＳ２０に対応する他の処理方法を示すフローチャートである。尚、図２４において、図２３と共通する部分には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１８４】
図２４に示すフローチャートでは、光線角度θを算出するステップＳ２３の代わりに、Ｆ値を読み出すステップＳ２４を有する点で、図２３に示したフローチャートと相違する。
【０１８５】
撮像装置１０は、予め交換レンズ１００のＦ値毎に、第１の演算部２２１Ｂにより算出される差Δｄを関連付けて記憶するフラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８等の記憶部を備える。
【０１８６】
図２４に示すステップＳ２４において、読み出し部２２１Ｅ（図２１）は、ステップＳ２２で算出された差Δｄに基づいてフラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８等の記憶部からその差Δｄに対応するＦ値を読み出す。この読み出したＦ値を、交換レンズ１００の現在のＦ値として取得する。
【０１８７】
尚、フラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８等の記憶部が、交換レンズ１００の開口数毎に差Δｄを関連付けて記憶してもよく、この場合には、ステップＳ２２で算出された差Δｄに基づいて交換レンズ１００の現在の開口数を読み出すことができる。
【０１８８】
［その他］
本実施形態では、センサ駆動部２２０Ａは、焦点調節部２０９を介してイメージセンサ２０１を第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２に移動させるようにしたが、これに限らず、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２を含む３箇所以上の位置に移動させるようにしてもよい。この場合、位相差画素情報取得部２２０Ｃは、イメージセンサ２０１が３箇所以上の各位置に移動したときのイメージセンサ２０１の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの出力をそれぞれ取得し、情報取得部２２０Ｄは、３箇所以上の各位置における第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの出力に基づいて、交換レンズ１００を通じて被写体光がイメージセンサ２０１に入射する際の、イメージセンサ２０１に対する光線角度に関連する情報を取得することが好ましい。これにより、より精度の高い光線角度に関連する情報を取得することができる。
【０１８９】
また、本発明に適用されるイメージセンサは、通常画素と位相差画素（第１、第２の位相差画素）とが混在しているが、通常画素を有さない位相差画素のみで構成されたイメージセンサでもよい。位相差画素のみで構成されたイメージセンサの場合、隣接する一対の第１、第２の位相差画素の出力を加算することで、通常画素と同等の出力を得ることできる。
【０１９０】
また、本実施形態において、例えば、センサ駆動部２２０Ａ、焦点領域情報取得部２２０Ｂ、位相差画素情報取得部２２０Ｃ、及び情報取得部２２０Ｄ等の各種の処理を実行する処理部（processing unit）のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
【０１９１】
１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されていてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサ（例えば、複数のＦＰＧＡ、あるいはＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組合せで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip：ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。
【０１９２】
更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）である。
【０１９３】
また、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１９４】
１０  撮像装置
２０  ファインダ窓
２２  シャッタレリーズスイッチ
２３  シャッタースピードダイヤル
２４  露出補正ダイヤル
２５  電源レバー
２６  接眼部
２７  ＭＥＮＵ／ＯＫキー
２８  十字キー
２９  再生ボタン
３０  内蔵フラッシュ
１００、３００  交換レンズ
１０２、３０２  撮像光学系
１０４、３０４  レンズ群
１０８、３０８  絞り
１６０、３６０  レンズマウント
２００  カメラ本体
２０１  イメージセンサ
２０２  イメージセンサ制御部
２０３  アナログ信号処理部
２０４  Ａ／Ｄ変換器
２０５  画像入力コントローラ
２０６  デジタル信号処理部
２０７  ＲＡＭ
２０８  圧縮伸張処理部
２０９  焦点調節部
２１０  メディア制御部
２１２  メモリカード
２１４  表示制御部
２１６  モニタ
２２０  本体側ＣＰＵ
２２０Ａ  センサ駆動部
２２０Ｂ  焦点領域情報取得部
２２０Ｃ  位相差画素情報取得部
２２０Ｄ、２２０Ｄ−１、２２０Ｄ−２、２２０Ｄ−３  情報取得部
２２１Ａ  第１の位相ずれ量検出部
２２１Ｂ  第１の演算部
２２１Ｃ  第２の演算部
２２１Ｄ  換算部
２２１Ｅ  読み出し部
２２２  操作部
２２４  時計部
２２６  フラッシュＲＯＭ
２２８  ＲＯＭ
２３０  ＡＦ制御部
２３０Ａ  位相ずれ量検出部
２３０Ｂ  デフォーカス量算出部
２３２  明るさ検出部
２３４  ホワイトバランス補正部
２３６  無線通信部
２３８  ＧＰＳ受信部
２４０  電源制御部
２４２  バッテリ
２４４  レンズ電源スイッチ
２５０  本体側通信部
２６０  本体マウント
２７０  フラッシュ発光部
２７２  フラッシュ制御部
２９６  ＦＰＳ制御部
３１６  フォーカスレンズ制御部
３１８  絞り制御部
３２０  レンズ側ＣＰＵ
３２２  ＲＡＭ
３２４  ＲＯＭ
３２６  フラッシュＲＯＭ
３５０  レンズ側通信部
Ｄ  開口径
Ｇｃ、ＰＡｃ、ＰＢｃ  感度
Ｌ  光軸
ＭＡ、ＭＢ  遮光膜
ＭＬ  マイクロレンズ
ＮＡ  開口数
Ｐ１  第１の位置
Ｐ２  第２の位置
ＰＡ  第１の位相差画素
ＰＢ  第２の位相差画素
ＰＤ  フォトダイオード
Ｓ１０〜Ｓ２４  ステップ
Ｙ  輝度データ
ｄ１  第１の位相ずれ量
ｄ２  第２の位相ずれ量
ｆ  焦点距離
ｒ  半径
ｚ  規定量
θ  光線角度
【図１】
2019065554.tif 000003
【図２】
2019065554.tif 000004
【図３】
2019065554.tif 000005
【図４】
2019065554.tif 000006
【図５】
2019065554.tif 000007
【図６】
2019065554.tif 000008
【図７】
2019065554.tif 000009
【図８】
2019065554.tif 000010
【図９】
2019065554.tif 000011
【図１０】
2019065554.tif 000012
【図１１】
2019065554.tif 000013
【図１２】
2019065554.tif 000014
【図１３】
2019065554.tif 000015
【図１４】
2019065554.tif 000016
【図１５】
2019065554.tif 000017
【図１６】
2019065554.tif 000018
【図１７】
2019065554.tif 000019
【図１８】
2019065554.tif 000020
【図１９】
2019065554.tif 000021
【図２０】
2019065554.tif 000022
【図２１】
2019065554.tif 000023
【図２２】
2019065554.tif 000024
【図２３】
2019065554.tif 000025
【図２４】
2019065554.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月27日(2020.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
特許文献３に記載のカメラは、交換レンズを通過した第一の光の照度を計測する内部照度計と、交換レンズを通過していない第二の光の照度を計測する外部照度計とを備え、これらの照度計により計測した第一の光の照度と第二の光の照度とに基づいて交換レンズの絞り値を推定している。
【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】
特許文献２に記載の発明は、フラッシュ発光画像とフラッシュ非発光画像とを撮像する必要があり、特に互換性のない交換レンズからはレンズ情報を取得することができないため、被写体距離を取得するための特別な手段を具備する必要がある。尚、被写体の大きさが既知の場合（例えば、人物の顔の大きさ）、イメージセンサ上での被写体の大きさから被写体距離を予想する記載があるが、この場合でも交換レンズの焦点距離を必要とし、更に撮影範囲内に大きさが既知の被写体が存在しない場合には、被写体距離を推定することはできない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の一の態様によれば、同じデフォーカス量であってもイメージセンサに対する光線角度に応じてイメージセンサ上の第１の位相差画素及び第２の位相差画素により検出される位相ずれ量が異なることに着目し、イメージセンサを交換レンズの光軸方向の第１の位置と第２の位置との間で移動させる。イメージセンサが第１の位置に移動したときの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力と、イメージセンサが第２の位置に移動したときの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力とに基づいて、交換レンズを通じて被写体光がイメージセンサに入射する際の、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得している。これにより、互換性のない交換レンズが撮像装置に装着された場合であっても、位相差画素を有するイメージセンサを光軸方向に移動させるだけで、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、情報取得部は、イメージセンサの第１の位相差画素及び第２の位相差画素の出力に基づいて、第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量とを検出する第１の位相ずれ量検出部と、第１の位相ずれ量検出部により検出された第１の位置における第１の位相ずれ量と第２の位置における第２の位相ずれ量との差を算出する第１の演算部と、算出した差とイメージセンサが移動した第１の位置と第２の位置との間の移動量とに基づいてイメージセンサに対する光線角度を算出する第２の演算部と、を有し、第２の演算部により算出した光線角度を、イメージセンサに対する光線角度に関連する情報として取得することが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
【図１】図１は本発明に係る撮像装置を斜め前方から見た斜視図
【図２】図２は撮像装置の背面図
【図３】図３は撮像装置の内部構成の実施形態を示すブロック図であり、互換性のない交換レンズが装着された状態を示す図
【図４】図４は撮像装置の内部構成の実施形態を示すブロック図であり、互換性のある交換レンズが装着された状態を示す図
【図５】図５はイメージセンサの構成例を示す図
【図６】図６はイメージセンサの位相差画素行の一部の断面を示す概略図
【図７】図７は第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの構成を示す要部拡大図
【図８】図８はイメージセンサの撮像領域における、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢが配置される領域の一例を示す図
【図９】図９はイメージセンサの撮像領域における、第１の位相差画素及び第２の位相差画素が配置される領域の他の例を示す図
【図１０】図１０はイメージセンサの撮像領域における、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢが配置される領域の更に他の例を示す図
【図１１】図１１はＡＦ制御部の構成例を示す図
【図１２】図１２はイメージセンサの通常画素（Ｇ画素）、第１の位相差画素及び第２の位相差画素の入射角特性を示すグラフ
【図１３】図１３はイメージセンサのＧ画素、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの入射角特性を示すグラフと、Ｆ値がＦ２の場合における、イメージセンサの中心部の画素に入射する光束の角度範囲とを示す図
【図１４】図１４はイメージセンサのＧ画素、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの入射角特性を示すグラフと、Ｆ値がＦ４の場合における、イメージセンサの中心部の画素に入射する光束の角度範囲とを示す図
【図１５】図１５はイメージセンサを第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とに移動させ、第１の位置Ｐ１での第１の位相ずれ量と第２の位置Ｐ２での第２の位相ずれ量とを取得する態様を示す図
【図１６】図１６はイメージセンサに対する光線角度に関連する情報を取得する、カメラ本体の本体側ＣＰＵの機能を示すブロック図
【図１７】図１７は図１６に示した情報取得部の処理の第１の実施形態を示す機能ブロック図
【図１８】図１８はレンズの開口径Ｄ、開口径の半径ｒ、焦点距離ｆ及び光線角度θの関係、及び第１の位置Ｐ１での第１の位相ずれ量ｄ１、第２の位置Ｐ２での第２の位相ずれ量ｄ２等を示す図
【図１９】図１９は図１８の要部拡大図
【図２０】図２０は図１６に示した情報取得部の処理の第２の実施形態を示す機能ブロック図
【図２１】図２１は図１６に示した情報取得部の処理の第３の実施形態を示す機能ブロック図
【図２２】図２２は本発明に係る情報取得方法の第１の実施形態を示すフローチャート
【図２３】図２３は図２２に示したステップＳ２０の詳細を示すフローチャート
【図２４】図２４は図２２に示したステップＳ２０に対応する他の処理方法を示すフローチャート
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
イメージセンサ制御部２０２は、本体側ＣＰＵ２２０の指令に従って、イメージセンサ２０１から画像信号の読み出し制御を行う。また、イメージセンサ制御部２０２は、本体側ＣＰＵ２２０からの電子シャッタ制御信号により、イメージセンサ２０１の各画素に蓄積された電荷を同時に排出させて（一斉にリセットして）、露光を開始させる電子シャッタ機能を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
表示制御部２１４は、ＲＡＭ２０７に格納されている非圧縮の画像データを、モニタ２１６に表示させる制御を行う。モニタ２１６は、例えば液晶表示デバイス、有機エレクトロルミネッセンス表示デバイスなどの表示デバイスによって構成されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
したがって、イメージセンサ２０１が第１の位置Ｐ１に位置する場合の第１の位相ずれ量と、イメージセンサ２０１が第１の位置Ｐ１から移動して第２の位置に位置する場合の第２の位相ずれ量とを検出することで、交換レンズ１００を通じて被写体光がイメージセンサ２０１に入射する際の、イメージセンサ２０１に対する光線角度に関連する情報を取得することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
センサ駆動部２２０Ａは、被写体に焦点が合う合焦位置の方向に第１の位置Ｐ１からイメージセンサ２０１を規定量ｚだけ焦点調節部２０９を介して移動させることが好ましい。第１の位置Ｐ１から規定量ｚだけ移動した位置が、第２の位置Ｐ２である。位相差の検出が可能な第１の位置Ｐ１から、焦点が合う合焦位置の方向と逆方向にイメージセンサ２０１を移動させると、第２の位置Ｐ２において、位相差の検出が良好にできなくなる場合があるからである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４７】
図１９に示すようにイメージセンサ２０１のセンサ中心における第１の位相ずれ量ｄ１及び第２の位相ずれ量ｄ１で規定される角度（図１９に示す角度θｇ）は、第１の演算部２２１Ｂにより算出された差Δｄと規定量ｚとから、次式で表すことができる。
［数１］
tanθg＝（Δｄ／２）／ｚ
θg＝tan -1(Δｄ／２ｚ）
第２の演算部２２１Ｃは、第１の演算部２２１Ｂにより算出された差Δｄと規定量ｚとから、［数１］式により角度θｇを算出することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８０】
図２３において、第１の位相ずれ量検出部２２１Ａ（図１７）は、イメージセンサ２０１が第１の位置Ｐ１に位置しているときのイメージセンサ２０１の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの出力に基づいて、第１の位置Ｐ１における第１の位相ずれ量を検出するとともに、イメージセンサ２０１が第２の位置Ｐ２に位置しているときのイメージセンサ２０１の第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢの出力に基づいて、第２の位置Ｐ２における第２の位相ずれ量を検出する（ステップＳ２１）。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８９】
また、本発明に適用されるイメージセンサは、通常画素と位相差画素（第１、第２の位相差画素）とが混在しているが、通常画素を有さない位相差画素のみで構成されたイメージセンサでもよい。位相差画素のみで構成されたイメージセンサの場合、隣接する一対の第１、第２の位相差画素の出力を加算することで、通常画素と同等の出力を得ることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２３】
2019065554.tif 000027
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２４】
2019065554.tif 000028
【国際調査報告】
2019065554.tif 000029
2019065554.tif 000030
2019065554.tif 000031