CN112714884B - 焦点检测装置、拍摄装置以及可更换镜头 - Google Patents

焦点检测装置、拍摄装置以及可更换镜头 Download PDF

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Abstract

焦点检测装置具备：拍摄部，其具有接受透射了光学系统的光而输出在焦点检测中使用的信号的第1像素和第2像素；输入部，其被输入与像面中的位置和所述光学系统的出射光瞳距离有关的第1信息；选择部，其基于被输入到所述输入部的所述第1信息，对基于从所述第1像素输出的信号的第1焦点检测或者基于从所述第2像素输出的信号的第2焦点检测进行选择；以及焦点检测部，其基于所述选择部的选择，进行所述第1焦点检测或者所述第2焦点检测。

Description

焦点检测装置、拍摄装置以及可更换镜头
技术领域
本发明涉及焦点检测装置、拍摄装置以及可更换镜头。
背景技术
已知从多个种类的AF像素对选择与镜头的出射光瞳位置相应的AF像素对来进行焦点检测的拍摄装置(专利文献1)。以往以来，要求提高焦点检测精度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开2009-204987号公报
发明内容
根据发明的第1技术方案，焦点检测装置具备：拍摄部，其具有接受透射了光学系统的光而输出在焦点检测中使用的信号的第1像素和第2像素；输入部，其被输入与像面中的位置和所述光学系统的出射光瞳距离有关的第1信息；选择部，其基于被输入到所述输入部的所述第1信息，选择基于从所述第1像素输出的信号的第1焦点检测或者基于从所述第2像素输出的信号的第2焦点检测；以及焦点检测部，其基于所述选择部的选择，进行所述第1焦点检测或者所述第2焦点检测。
根据发明的第2技术方案，拍摄装置是具备第1技术方案涉及的焦点检测装置的拍摄装置，所述拍摄装置具备装卸部，所述装卸部能够供具有所述光学系统的可更换镜头装卸，所述输入部被从安装于所述装卸部的可更换镜头输入所述第1信息。
根据发明的第3技术方案，可更换镜头是能够相对于具有拍摄部的相机装卸的可更换镜头，具备：光学系统，其出射光瞳距离根据所述拍摄部的像面中的位置而变化；和输出部，其向所述相机输出与所述像面中的位置和所述出射光瞳距离有关的第1信息。
附图说明
图1是表示第1实施方式涉及的拍摄装置的构成例的图。
图2是表示第1实施方式涉及的拍摄装置的拍摄面的焦点检测区域的图。
图3是表示第1实施方式涉及的拍摄装置的焦点检测区域内的像素的配置例的图。
图4是表示第1实施方式涉及的拍摄装置中的像素的构成例的图。
图5是表示在第1实施方式涉及的拍摄装置中的中央区域所配置的三种AF像素对的剖视图。
图6是表示在第1实施方式涉及的拍摄装置中的预定的像高位置的区域所配置的三种AF像素对的剖视图。
图7是表示在第1实施方式涉及的拍摄装置中的预定的像高位置的区域所配置的三种AF像素对的剖视图。
图8是表示第1实施方式涉及的拍摄装置中的基准出射光瞳与像高的关系的图。
图9是表示了第1实施方式涉及的拍摄装置中的可更换镜头的、出射光瞳距离根据像高而变化的各种光学特性的图。
图10是表示第1实施方式涉及的拍摄装置中的像高与出射光瞳的关系的图。
图11是表示第1实施方式涉及的拍摄装置中的聚焦位置区间和对该聚焦位置区间的代表光学特性曲线进行近似的函数的常数项以及系数的表。
图12是表示第1实施方式涉及的拍摄装置中的区间和对该区间的代表光学特性曲线进行近似的函数的常数项以及系数的表。
图13是表示与第1实施方式涉及的拍摄装置中的出射光瞳距离有关的阈值、第1出射光瞳距离范围～第3出射光瞳距离范围以及光学特性曲线的图。
图14是对第1实施方式涉及的拍摄装置中的动作进行说明的流程图。
图15是对第1实施方式涉及的拍摄装置中的动作进行说明的流程图。
图16是对第1实施方式涉及的拍摄装置中的动作进行说明的流程图。
图17是表示第1实施方式涉及的拍摄装置中的焦点检测像素的构成例的图。
图18是表示第2实施方式涉及的拍摄装置中的出射光瞳像根据像高而变化的状况的图。
图19是表示第2实施方式涉及的拍摄装置中的一对光电转换部与出射光瞳像的关系的图。
图20是按功能对第2实施方式涉及的拍摄装置中的焦点检测部执行的多个功能进行区块化的框图。
图21是对第2实施方式涉及的拍摄装置中的动作进行说明的流程图。
图22是表示变形例涉及的拍摄装置中的焦点检测像素的构成例的图。
图23是表示变形例涉及的拍摄装置中的焦点检测像素的构成例的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
图1是表示作为第1实施方式涉及的拍摄装置的一个例子的电子相机1(以下称为相机1)的构成例的图。相机1由相机机身2和可更换镜头3构成。由于相机1由相机机身2和可更换镜头3构成，因此，有时也称为相机系统。
在相机机身2设置有供可更换镜头3安装的机身侧固定部201。在可更换镜头3设置有可安装于相机机身2的镜头侧固定部301。在镜头侧固定部301和机身侧固定部201分别设置有镜头侧连接部302、机身侧连接部202。在镜头侧连接部302和机身侧连接部202分别设置有时钟信号用端子、数据信号用端子、电源供给用端子等多个端子。可更换镜头3通过镜头侧固定部301和机身侧固定部201以能够装卸的方式安装于相机机身2。
当在相机机身2安装可更换镜头3时，设置于机身侧连接部202的端子与设置于镜头侧连接部302的端子电连接。由此，能够进行从相机机身2向可更换镜头3的电力供给、相机机身2和可更换镜头3间的通信。
可更换镜头3具备拍摄光学系统(成像光学系统)31、镜头控制部32以及镜头存储器33。拍摄光学系统31具有包括对焦距进行变更的变焦镜头(可变放大率镜头，variablepower lens)31a、聚焦镜头(焦点调节镜头)31b的多个镜头和光圈31c，在拍摄元件22的拍摄面22a形成被拍摄体像。此外，在图1中，示意性地图示了变焦镜头31a和聚焦镜头31b，但通常的拍摄光学系统一般由大量的光学元件构成。
另外，如后述的那样，可更换镜头3的拍摄光学系统31具有其出射光瞳的位置、即出射光瞳距离根据像高而变化的光学特性。换言之，拍摄光学系统31的出射光瞳距离根据拍摄面22a中的位置、即拍摄面22a中的距拍摄光学系统31的光轴OA1的距离而变化。拍摄光学系统31的光轴OA1在拍摄面22a的中心位置与拍摄面22a交叉。也可是说，拍摄光学系统31的出射光瞳距离根据距拍摄面22a的中心的距离而变化。在此，出射光瞳距离是指拍摄光学系统31的出射光瞳与拍摄光学系统31的像的像面之间的距离。此外，拍摄元件22的拍摄面22a例如是配置后述的光电转换部的面、或者配置微透镜的面。
另外，拍摄光学系统31根据安装于机身侧固定部201的可更换镜头3的种类而不同。因此，拍摄光学系统31的出射光瞳距离根据可更换镜头3的种类而不同。进一步，根据像高而变化的出射光瞳距离的光学特性也根据可更换镜头3的种类而不同。
镜头控制部32由CPU、FPGA、ASIC等处理器和ROM、RAM等存储器构成，基于控制程序对可更换镜头3的各部进行控制。镜头控制部32基于从相机机身2的机身控制部210输出的信号，对变焦镜头31a的位置、聚焦镜头31b的位置以及光圈31c的驱动进行控制。镜头控制部32当被从机身控制部210输入表示聚焦镜头31b的移动方向、移动量等的信号时，基于该信号使聚焦镜头31b在光轴OA1方向上进退移动，对拍摄光学系统31的焦点位置进行调节。另外，镜头控制部32基于从相机机身2的机身控制部210输出的信号，对变焦镜头31a的位置、光圈31c的开口直径进行控制。
镜头存储器33例如由非易失性的存储介质等构成。在镜头存储器33中存储(记录)有与可更换镜头3关联的信息来作为镜头信息。镜头信息包括与拍摄光学系统31的光学特性(出射光瞳距离、F值)有关的数据、与聚焦镜头31b的无限远位置、极近位置有关的数据、与可更换镜头3的最短焦距和最长焦距有关的数据等。拍摄光学系统31的光学特性包括出射光瞳距离、F值(光圈31c的光圈值)等。此外，镜头信息根据可更换镜头3的种类而不同。另外，镜头信息也可以为存储于镜头控制部32内部的存储器。另外，镜头信息也可以存储于后述的相机机身2所具有的机身存储器23。在该情况下，机身存储器23存储多个可更换镜头3的镜头信息。
在本实施方式中，镜头信息包括与拍摄光学系统31的出射光瞳距离有关的信息。与出射光瞳距离有关的信息将在后面进行描述，但包括对拍摄面22a与光轴OA1交叉的位置(像高为零的位置)处的出射光瞳距离(Co)进行表示的信息、和对出射光瞳距离与像高的关系进行表示的运算式所包含的系数(h4、h2)的信息。向镜头存储器33的数据的写入、从镜头存储器33的数据的读出由镜头控制部32进行控制。当可更换镜头3安装于相机机身2时，镜头控制部32经由镜头侧连接部302和机身侧连接部202的端子向机身控制部210发送镜头信息。另外，镜头控制部32向机身控制部210发送进行了控制后的变焦镜头31a的位置信息(焦距信息)、进行了控制后的聚焦镜头31b的位置信息、进行了控制后的光圈31c的F值的信息等。
在本实施方式中，镜头控制部32作为向相机机身2发送与拍摄光学系统31的出射光瞳距离有关的信息的输出部发挥功能。机身控制部210作为被从可更换镜头3输入与拍摄光学系统31的出射光瞳距离有关的信息的输入部发挥功能。
另外，镜头控制部32进行经由镜头侧连接部302和机身侧连接部202的端子在相机机身2与可更换镜头3之间双向地收发信息的通信。镜头控制部32当被从相机机身2输入对与出射光瞳距离有关的信息(h4、h2、Co)的发送进行请求的信号时，向相机机身2发送与出射光瞳距离有关的信息。此外，与出射光瞳距离有关的信息根据可更换镜头3的种类而不同。另外，镜头控制部32也可以在每次拍摄元件22进行拍摄时向相机机身2发送与出射光瞳距离有关的信息。镜头控制部32也可以为当变焦镜头31a移动而拍摄光学系统31的焦距变化时，向相机机身2发送与出射光瞳距离有关的信息。镜头控制部32也可以通过一次的双向通信，向相机机身2发送拍摄光学系统31的焦距的信息和与出射光瞳距离有关的信息。
接着，对相机机身2的构成进行说明。相机机身2具备拍摄元件22、机身存储器23、显示部24、操作部25以及机身控制部210。拍摄元件22是CMOS图像传感器、CCD图像传感器。拍摄元件22对通过拍摄光学系统31形成的被拍摄体像进行拍摄。拍摄元件22的具有光电转换部的多个像素配置为二维状(行方向和列方向)。光电转换部由光电二极管(PD)构成。拍摄元件22用光电转换部对接受到的光进行光电转换来生成信号，并将所生成的信号输出至机身控制部210。
如后面说明的那样，拍摄元件22具有输出在图像生成中使用的信号的拍摄像素、和输出在焦点检测中使用的信号的焦点检测像素。拍摄像素包括：具备具有对所入射的光中的第1波长范围的光(红色(R)的光)进行分光的分光特性的滤色器(filter)的像素(以下称为R像素)；具备具有对所入射的光中的第2波长范围的光(绿色(G)的光)进行分光的分光特性的滤色器的像素(以下称为G像素)；以及具备具有对所入射的光中的第3波长范围的光(蓝色(B)的光)进行分光的分光特性的滤色器的像素(以下称为B像素)。R像素、G像素以及B像素按照拜耳(Bayer)排列来配置。焦点检测像素以被置换为拍摄像素的一部分的方式配置，分散地配置在拍摄元件22的拍摄面22a的大致整个面。
机身存储器23例如由非易失性的存储介质等构成。在机身存储器23中记录有图像数据、控制程序等。向机身存储器23的数据的写入、从机身存储器23的数据的读出由机身控制部210进行控制。显示部24显示基于图像数据的图像、表示AF框等的焦点检测区域(AF区)的图像、快门速度、F值等的与拍摄有关的信息以及菜单画面等。操作部25包括释放按钮、电源开关、用于对各种模式进行切换的开关等的各种设定开关等，向机身控制部210输出与各个操作相应的操作信号。另外，操作部25是能够从多个焦点检测区域设定任意的焦点检测区域的设定部，用户能够通过对操作部25进行操作来对任意的焦点检测区域进行选择。
机身控制部210由CPU、FPGA、ASIC等处理器和ROM、RAM等存储器构成，基于控制程序对相机1的各部进行控制。机身控制部210具有图像数据生成部211、区域设定部212、距离运算部213、选择部214以及焦点检测部215。图像数据生成部211对从拍摄元件22的拍摄像素输出的信号进行各种图像处理来生成图像数据。此外，图像数据生成部211也可以也使用从焦点检测像素输出的信号来生成图像数据。
区域设定部212对设置于图2的(a)所示的拍摄元件22的拍摄面22a的多个焦点检测区域100中的、至少一个焦点检测区域100进行设定(选择)。显示于显示部24的多个AF框分别与设置于拍摄元件22的多个焦点检测区域100对应。区域设定部212将与显示于显示部24的多个AF框中的用户通过操作部25的操作进行了选择的AF框对应的焦点检测区域100、或者相机1自动地选择了的焦点检测区域100设定为进行焦点检测的区域。虽将在后面进行描述，但焦点检测部215使用从通过区域设定部212设定的焦点检测区域100内的焦点检测像素输出的信号，对拍摄光学系统31的像与拍摄面22a的偏移量(离焦量)进行检测。
如图2的(b)以示意的方式表示的那样，焦点检测区域100在拍摄像素之外还配置有多个种类的一对焦点检测像素(AF像素对)，在本实施方式中配置有第1AF像素对、第2AF像素对以及第3AF像素对。为了即使是根据像高或者可更换镜头的种类而不同的出射光瞳距离、也精度良好地检测离焦量，配置有第1AF像素对、第2AF像素对以及第3AF像素对。构成AF像素对的一方的焦点检测像素输出第1信号Sig1，构成AF像素对的另一方的焦点检测像素输出第2信号Sig2。关于第1AF像素对、第2AF像素对以及第3AF像素对，将在后面进行描述。
此外，如图2的(a)所示，多个焦点检测区域100配置在二维方向(行方向和列方向)上，设置于像高不同的位置。拍摄面22a的中央的焦点检测区域100a内的小区域110a(参照图2的(b))位于拍摄光学系统31的光轴OA1上，其像高H大致为零。焦点检测区域100随着从拍摄面22a的中央(拍摄光学系统31的光轴OA1)离开，其像高H变高。换言之，焦点检测区域100随着距拍摄面22a的中央的距离变长，其像高H变高。因此，在焦点检测区域100a所在的行中距拍摄光学系统31的光轴OA1最远(像高H最高的)的焦点检测区域100是位于行的左端(－X方向上的端部)和右端(+X方向上的端部)的焦点检测区域100b、100c。在拍摄元件22中，像高H最高的焦点检测区域100是位于拍摄面22a的角上的4个焦点检测区域100。
此外，焦点检测区域100具有预定的面积，因此，根据焦点检测区域100内的位置，像高按焦点检测像素而不同。同一焦点检测区域100内的中央的小区域110a(参照图2的(b))和位于左端(－X方向上的端部)和右端(+X方向上的端部)的小区域110b、110c(参照图2的(b))的像高不同。但是，在本实施方式中，将一个焦点检测区域100的中心位置的像高H的值作为该焦点检测区域100整体的像高的值。拍摄面22a的中央的焦点检测区域100a的像高为零，焦点检测区域100b、100c的像高为预定的像高H。
距离运算部213算出像高H下的拍摄光学系统31的出射光瞳距离。距离运算部213通过如下式(1)算出通过区域设定部212设定的焦点检测区域100的像高H下的拍摄光学系统31的出射光瞳距离Po(H)。
Po(H)＝h4×H4+h2×H2+Co…(1)
式(1)是将像高H作为变量的运算式，参数(h4)是变量H的4次项的系数，参数(h2)是变量H的2次项的系数，常数项Co是像高为零的位置(拍摄面22a中的光轴OA1的位置)处的出射光瞳距离。参数(h4)、(h2)以及常数项Co是关于与不同的像高相应的出射光瞳距离的信息，是根据拍摄光学系统31的光学特性决定的值。表示参数(h4)、(h2)以及常数项Co的信息被作为镜头信息从可更换镜头3发送至相机机身2。此外，该运算式(1)存储于机身控制部210内部的存储器。距离运算部213基于通过区域设定部212设定的焦点检测区域100的像高H、镜头信息(h4、h2、Co)以及运算式(1)，算出与所设定的焦点检测区域100的像高H有关的出射光瞳距离Po(H)。此外，运算式(1)也可以为存储于镜头控制部32内部的存储器。镜头控制部32也可以为将运算式(1)与参数(h4)、(h2)以及常数项Co一起作为镜头信息从可更换镜头3发送至相机机身2。
选择部214选择使用从设置于拍摄元件22的多个种类的AF像素对中的哪个AF像素对输出的第1信号Sig1和第2信号Sig2来进行焦点检测。在本实施方式中，选择部214选择在通过区域设定部212设定的焦点检测区域100内所配置的多个种类的AF像素对中的某一种AF像素对。虽将在后面进行描述，但选择部214从多个种类的AF像素对中选择与通过距离运算部213算出的出射光瞳距离Po(H)相适的AF像素对。另外，在通过区域设定部212设定了多个焦点检测区域100的情况下，选择部214在所被选择的各焦点检测区域100中选择相同种类的AF像素对。
焦点检测部215进行拍摄光学系统31的自动焦点调节(AF)所需要的焦点检测处理。焦点检测部215对用于拍摄光学系统31的像合焦(成像)在拍摄元件22的拍摄面22a上的聚焦镜头31b的合焦位置(到合焦位置为止的聚焦镜头31b的移动量)进行检测。焦点检测部215使用从通过选择部214选择的AF像素对输出的第1信号Sig1和第2信号Sig2，通过光瞳分割型的相位差检测方式算出离焦量。
焦点检测部215对拍摄由通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域的第1光束产生的像而生成的第1信号Sig1和拍摄由通过了第2光瞳区域的第2光束产生的像而生成的第2信号Sig2进行相关运算，算出像偏移量。焦点检测部215基于预定的换算式，将该像偏移量换算为离焦量。焦点检测部215基于所算出的离焦量，算出到合焦位置为止的聚焦镜头31b的移动量。
焦点检测部215判定离焦量是否为容许值以内。若离焦量为容许值以内，则焦点检测部215判断为合焦。另一方面，焦点检测部215在离焦量超过容许值的情况下判断为未合焦，向可更换镜头3的镜头控制部32发送对聚焦镜头31b的移动量和镜头移动进行指示的信号。镜头控制部32通过根据移动量使聚焦镜头31b进行移动，自动地进行焦点调节。
另外，焦点检测部215在相位差检测方式的焦点检测处理之外也可以还进行对比度检测方式的焦点检测处理。机身控制部210一边使拍摄光学系统31的聚焦镜头31b在光轴OA1方向上移动，一边基于从拍摄像素输出的信号依次算出被拍摄体像的对比度评价值。机身控制部210使用从可更换镜头3发送的聚焦镜头31b的位置信息，进行聚焦镜头31b的位置与对比度评价值的关联。并且，机身控制部210检测对比度评价值呈现峰值、即极大值的聚焦镜头31b的位置来作为合焦位置。机身控制部210向镜头控制部32发送与所检测到的合焦位置对应的聚焦镜头31b的位置的信息。镜头控制部32使聚焦镜头31b移动到合焦位置来进行焦点调节。
图3是表示焦点检测区域100内的像素的配置例的图。在图3中，在±X方向、即行方向上交替地配置有R像素13和G像素13的第1像素群401、和在行方向上交替地配置有G像素13和B像素13的第2像素群402在±Y方向、即列方向上交替地配置。拍摄像素13按照拜耳排列来配置。
多个第2像素群402中的一部分的第2像素群402包括第1焦点检测像素11或者第2焦点检测像素12。第1焦点检测像素11和第2焦点检测像素12分别具有遮光部43。在图3中，由第2像素群402a、402c、402e表示包括第1焦点检测像素11的第2像素群402，由第2像素群402b、402d、402f表示包括第2焦点检测像素12的第2像素群402。关于包括第1焦点检测像素11的第2像素群402a、402c、402e和包括第2焦点检测像素12的第2像素群402b、402d、402f，将在以下进行说明。
第2像素群402a的B像素13被置换为第1焦点检测像素11a。第2像素群402a交替地配置有第1焦点检测像素11a和G像素13。此外，第1焦点检测像素11a的光电转换部接受通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域和第2光瞳区域中的一方的光束。第1焦点检测像素11a的遮光部对通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域和第2光瞳区域中的另一方的光束进行遮光。在以下的说明中，第1焦点检测像素11a的光电转换部设为接受通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域的光束。第1焦点检测像素11a的遮光部设为对通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第2光瞳区域的光束进行遮光。
从第2像素群402a离开了预定行的第2像素群402b的B像素13被置换为第2焦点检测像素12a。第2像素群402b交替地配置有第2焦点检测像素12a和G像素13。此外，第2焦点检测像素12a的光电转换部接受通过了与第1焦点检测像素11a不同的出射光瞳的光瞳区域的光束。第2焦点检测像素11a的遮光部对通过了与第1焦点检测像素11a不同的出射光瞳的光瞳区域的光束进行遮光。在以下的说明中，第2焦点检测像素12a的光电转换部设为接受通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第2光瞳区域的光束。第2焦点检测像素12a的遮光部设为对通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域的光束进行遮光。
此外，第2像素群402a中的第1焦点检测像素11a的配置位置与第2像素群402b中的第2焦点检测像素12a的配置位置相互相同。即，第1焦点检测像素11a和第2焦点检测像素12a配置在同一列。
第2像素群402a的第1焦点检测像素11a和第2像素群402b的第2焦点检测像素12a构成第1AF像素对。此外，也可以为在多个行配置有第2像素群402a和第2像素群402b，配置有多个第1AF像素对。
从第2像素群402b离开了预定行的第2像素群402c的B像素13被置换为第1焦点检测像素11b。第2像素群402c交替地配置有第1焦点检测像素11b和G像素13。与第1焦点检测像素11a同样地，第1焦点检测像素11b的光电转换部接受通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域的光束。与第1焦点检测像素11a同样地，第1焦点检测像素11b的遮光部对通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第2光瞳区域的光束进行遮光。
从第2像素群402c离开了预定行的第2像素群402d的B像素13被置换为第2焦点检测像素12b。第2像素群402d交替地配置有第2焦点检测像素12b和G像素13。与第2焦点检测像素12a同样地，第2焦点检测像素12b的光电转换部接受通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第2光瞳区域的光束。与第2焦点检测像素12a同样地，第2焦点检测像素12b的遮光部对通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域的光束进行遮光。
此外，第2像素群402c中的第1焦点检测像素11b的配置位置与第2像素群402d中的第2焦点检测像素12b的配置位置相互相同。即，第1焦点检测像素11b和第2焦点检测像素12b配置在同一列。
第2像素群402c的第1焦点检测像素11b和第2像素群402d的第2焦点检测像素12b构成第2AF像素对。此外，也可以为在多个行配置有第2像素群402c和第2像素群402d，配置有多个第2AF像素对。
从第2像素群402d离开了预定行的第2像素群402e的B像素13被置换为第1焦点检测像素11c。第2像素群402e交替地配置有第1焦点检测像素11c和G像素13。与第1焦点检测像素11a、11b同样地，第1焦点检测像素11c的光电转换部接受通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域的光束。与第1焦点检测像素11a、11b同样地，第1焦点检测像素11c的遮光部对通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第2光瞳区域的光束进行遮光。
从第2像素群402e离开了预定行的第2像素群402f的B像素13被置换为第2焦点检测像素12c。在第2像素群402f中交替地配置有第2焦点检测像素12c和G像素13。此外，第2焦点检测像素12c的光电转换部接受通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第2光瞳区域的光束。与第2焦点检测像素12a、12b同样地，第2焦点检测像素12c的遮光部对通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域的光束进行遮光。
此外，第2像素群402e中的第1焦点检测像素11c的配置位置与第2像素群402f中的第2焦点检测像素12c的配置位置相互相同。即，第1焦点检测像素11c和第2焦点检测像素12c配置在同一列。
第2像素群402e的第1焦点检测像素11c和第2像素群402f的第2焦点检测像素12c构成第3AF像素对。此外，也可以为在多个行配置有第2像素群402e和第2像素群402f，配置有多个第3AF像素对。
此外，除了处于拍摄光学系统31的光轴OA1(拍摄面22a的中心)周边的像素对之外，第1AF像素对、第2AF像素对以及第3AF像素对各自具有的遮光部43的面积不同。当出射光瞳距离不同时，除了处于拍摄光学系统31的光轴OA1周边的焦点检测像素之外，入射到焦点检测像素的光的入射角不同。当出射光瞳距离变短时，入射角变大，当出射光瞳距离变长时，入射角变小。为了对以根据出射光瞳距离而不同的入射角入射的光的一部分进行遮光，遮光部43的面积根据AF像素对而不同。由此，焦点检测部215即使是不同的出射光瞳距离，也能够精度良好地检测离焦量。但是，处于拍摄光学系统31的光轴OA1(拍摄面22a的中心)周边的像素对与出射光瞳距离无关地入射角为0°。因此，第1AF像素对、第2AF像素对以及第3AF像素对各自具有的遮光部43的面积相同。虽将在后面进行描述，但遮光部43的面积根据焦点检测像素的位置(像高)而不同。
在本实施方式中，第1焦点检测像素11a、11b、11c和第2焦点检测像素12a、12b、12c分别具备具有对所入射的光中的第2波长范围的光(绿色(G)的光)进行分光的分光特性的滤色器。此外，第1焦点检测像素11a～11c和第2焦点检测像素12a～12c各自的焦点检测像素具有的滤色器也可以是具有对第1波长范围的光(红色(R)的光)或者第3波长范围的光(蓝色(B)的光)进行分光的分光特性的滤色器。另外，第1焦点检测像素11a～11c和第2焦点检测像素12a～12c也可以具备具有对所入射的光中的第1波长范围、第2波长范围以及第3波长范围的光进行分光的分光特性的滤色器。
图4是用于对设置于第1实施方式涉及的拍摄元件22的焦点检测像素和拍摄像素的构成例进行说明的图。图4的(a)表示构成AF像素对的第1焦点检测像素11和第2焦点检测像素12中的第1焦点检测像素11的截面的一个例子，图4的(b)表示第1焦点检测像素11和第2焦点检测像素12中的第2焦点检测像素12的截面的一个例子。图4的(c)表示拍摄像素13(R像素、G像素、B像素)的截面的一个例子。
在图4中，第1焦点检测像素11以及第2焦点检测像素12和拍摄像素13都具有微透镜44、滤色片51以及对透射(通过)了微透镜44和滤色片51的光进行光电转换的光电转换部42(PD42)。第1光束61是通过了对拍摄光学系统31的出射光瞳大致进行两等分的第1光瞳区域的光束。第2光束62是通过了对拍摄光学系统31的出射光瞳大致进行两等分的第2光瞳区域的光束。
在图4的(a)中，在第1焦点检测像素11设置有对第1第2光束61和第2光束62中的第2光束62进行遮光的遮光部43L。遮光部43L位于滤色片(color filter)51与光电转换部42之间，设置在光电转换部42上。在图4的(a)所示的例子中，遮光部43L配置为对光电转换部42的左半部分(－X方向侧)进行遮光。遮光部43L的右端(+X方向上的端部)与对光电转换部42进行左右两等分的中心线大致一致。第1焦点检测像素11的光电转换部42接受第1光束61。第1焦点检测像素11的光电转换部42对第1光束61进行光电转换来生成电荷，第1焦点检测像素11输出基于在光电转换部42中生成的电荷的第1信号Sig1。
此外，对于遮光部43L的面积，除了处于拍摄光学系统31的光轴OA1(拍摄面22a的中心)周边的第1焦点检测像素11之外，根据第1焦点检测像素11的位置(像高)而不同。当第1焦点检测像素11的位置不同、即像高不同时，入射到第1焦点检测像素11的光的入射角不同。当像高变高时，入射角变大，当像高低时，入射角变小，若像高为0，则入射角为0°。为了对以根据像高而不同的入射角进行入射的光中的第2光束62进行遮光，遮光部43L的面积根据像高而不同。
在图4的(b)中，在第2焦点检测像素12设置有对第1光束61和第2光束62中的第1光束61进行遮光的遮光部43R。遮光部43R位于滤色片51与光电转换部42之间，设置在光电转换部42上。在图4的(b)所示的例子中，遮光部43R配置为对光电转换部42的右半部分(+X方向侧)进行遮光。遮光部43R的左端(－X方向上的端部)与对光电转换部42进行左右两等分的中心线大致一致。第2焦点检测像素12的光电转换部42接受第2光束62。第2焦点检测像素12的光电转换部42对第2光束62进行光电转换来生成电荷，第2焦点检测像素12输出基于在光电转换部42中生成的电荷的第2信号Sig2。
此外，与第1焦点检测像素11同样地，对于遮光部43R的面积，除了处于拍摄光学系统31的光轴OA1(拍摄面22a的中心)周边的第2焦点检测像素12之外，根据第2焦点检测像素12的位置(像高)而不同。为了对以根据像高而不同的入射角进行入射的光中的第1光束61进行遮光，遮光部43R的面积根据像高而不同。
在图4的(c)中，拍摄像素13的光电转换部42接受分别通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域和第2光瞳区域的第1光束61和第2光束62。拍摄像素13的光电转换部42对第1光束61和第2光束62进行光电转换来生成电荷，拍摄像素13输出基于在光电转换部42中生成的电荷的信号。
图5是在焦点检测区域100a内的小区域110a(参照图2的(b))配置的三种AF像素对的剖视图。图5的(a)表示构成分别配置在图3的第2像素群402a、402b的第1AF像素对的第1焦点检测像素11a和第2焦点检测像素12a。图5的(b)表示构成分别配置在图3的第2像素群402c、402d的第2AF像素对的第1焦点检测像素11b和第2焦点检测像素12b。图5的(c)表示构成分别配置在图3的第2像素群402e、402f的第3AF像素对的第1焦点检测像素11c和第2焦点检测像素12c。如图5所示，第1焦点检测像素11a～11c以及第2焦点检测像素12a～12c各自的通过光电转换部42的中心的线和微透镜44的光轴OA2大致一致。相对于微透镜44的光轴OA2以0°的入射角进行了入射的光在微透镜的光轴OA2上聚光。通过光电转换部42的中心的线与微透镜44的光轴OA2一致，由此，入射到了微透镜44的光在通过光电转换部42的中心的线上聚光。即，通过了拍摄光学系统31的光在通过光电转换部42的中心的线上聚光。
在图5的(a)中，第1焦点检测像素11a的遮光部43L的右端(+X方向上的端部)与微透镜44的光轴OA2大致一致。第1焦点检测像素11a的遮光部43L对光电转换部42的左半部分(－X方向侧)进行遮光。透射了微透镜44的第2光束62在入射到光电转换部42之前由遮光部43L遮光。由此，第1焦点检测像素11a的光电转换部42接受第1光束61。第2焦点检测像素12a的遮光部43R的左端(－X方向上的端部)与微透镜44的光轴OA2大致一致。透射了微透镜44的第1光束61在入射到光电转换部42之前由遮光部43R遮光。由此，第2焦点检测像素12a的光电转换部42接受第2光束62。
如图5的(b)、(c)所示，第1焦点检测像素11b、11c各自的遮光部43L的右端(+X方向上的端部)与微透镜44的光轴OA2大致一致。因此，与第1焦点检测像素11a同样地，第1焦点检测像素11b、11c各自的光电转换部42接受第1光束61。另外，第2焦点检测像素12b、12c各自的遮光部43R的左端(－X方向上的端部)与微透镜44的光轴OA2大致一致。因此，与第1焦点检测像素12a同样地，第2焦点检测像素12b、12c各自的光电转换部42接受第2光束62。
图6是在从焦点检测区域100a内的小区域110a在+X方向上离开了的小区域110c(参照图2的(b))所配置的三种AF像素对的剖视图。图6的(a)表示构成第1AF像素对的第1焦点检测像素11a和第2焦点检测像素12a。图6的(b)表示构成第2AF像素对的第1焦点检测像素11b和第2焦点检测像素12b。图6的(c)表示构成第3AF像素对的第1焦点检测像素11c和第2焦点检测像素12c。
在图6中，第1焦点检测像素11a～11c以及第2焦点检测像素12a～12c各自的通过光电转换部42的中心的线相对于微透镜44的光轴OA2在+X方向上错开。在本实施方式中，从小区域110a在+X方向上离开而配置的第1焦点检测像素和第2焦点检测像素的通过光电转换部42的中心的线相对于微透镜44的光轴OA2而在+X方向上错开。另外，从小区域110a在－X方向上离开而配置的第1焦点检测像素和第2焦点检测像素的通过光电转换部42的中心的线相对于微透镜44的光轴OA2而在－X方向上错开。
另外，在图6中，第1焦点检测像素11a～11c各自具有的遮光部43L的面积不同。第1焦点检测像素11a的遮光部43L的面积比第1焦点检测像素11b的遮光部43L的面积小。第1焦点检测像素11b的遮光部43L的面积比第1焦点检测像素11c的遮光部43L的面积小。第2焦点检测像素12a～12c各自具有的遮光部43R的面积不同。第2焦点检测像素12a的遮光部43R的面积比第2焦点检测像素12b的遮光部43R的面积大。第2焦点检测像素12b的遮光部43R的面积比第2焦点检测像素12c的遮光部43R的面积大。
在图6中，通过光电转换部42的中心的线与微透镜44的光轴OA2错开，并且，第1焦点检测像素和第2焦点检测像素的遮光部43的面积不同，因此，第1焦点检测像素和第2焦点检测像素的遮光部的端部与微透镜44的光轴OA2错开。在图6的(a)中，例如第1焦点检测像素11a的遮光部43L的右端(+X方向上的端部)位于与微透镜44的光轴OA2相比向+X方向侧错开了错开量d1的位置。另外，第2焦点检测像素12a的遮光部43R的左端(－X方向上的端部)位于与微透镜44的光轴OA2相比向+X方向侧错开了错开量d1的位置。
如图6所示，第2AF像素对以及第3AF像素对与第1AF像素对的错开量不同。构成第2AF像素对的第1焦点检测像素11b和第2焦点检测像素12b的错开量d2比构成第1AF像素对的第1焦点检测像素11a和第2焦点检测像素12a的错开量d1大。构成第3AF像素对的第1焦点检测像素11c和第2焦点检测像素12c的错开量d3比构成第2AF像素对的第1焦点检测像素11b和第2焦点检测像素12b的错开量d2大。即，d1＜d2＜d3。
图7是从图2的焦点检测区域100a在+X方向上离开了的焦点检测区域100c中的一部分的三种AF像素对的剖视图。图7的(a)表示构成第1AF像素对的第1焦点检测像素11a和第2焦点检测像素12a。图7的(b)表示构成第2AF像素对的第1焦点检测像素11b和第2焦点检测像素12b。图7的(c)表示构成第3AF像素对的第1焦点检测像素11c和第2焦点检测像素12c。
与图6所示的三种AF像素对同样地，图7所示的第1焦点检测像素11a～11c以及第2焦点检测像素12a～12c各自的通过光电转换部42的中心的线相对于微透镜44的光轴OA2而在+X方向上错开。另外，与图6所示的三种AF像素对同样地，第1焦点检测像素11a～11c各自具有的遮光部43L的面积不同。第2焦点检测像素12a～12c各自具有的遮光部43R的面积不同。
此外，图6和图7所示的三种AF像素对的通过光电转换部42的中心的线相对于微透镜44的光轴OA2的错开量不同。另外，除了第1焦点检测像素11b和第2焦点检测像素12b之外，遮光部43L的面积与遮光部43R的面积不同。与图6相比，图7所示的三种AF像素对的相对于微透镜44的光轴OA2的错开量大。另外，与图6相比，图7所示的第1焦点检测像素11a和第2焦点检测像素12a的遮光部43L的面积小，遮光部43R的面积大。与图6相比，图7所示的第1焦点检测像素11c和第2焦点检测像素12c的遮光部43L的面积大，遮光部43R的面积小。图7所示的第1焦点检测像素11b和第2焦点检测像素12b与图6的遮光部43L的面积相同，与遮光部43R的面积相同。
第1焦点检测像素11a的遮光部43L的右端(+X方向上的端部)相对于微透镜44的光轴OA2而在+X方向上错开了错开量d4。第2焦点检测像素12a的遮光部43R的左端(－X方向上的端部)相对于微透镜44的光轴OA2而在+X方向上错开了错开量d4。
第2AF像素对以及第3AF像素对与第1AF像素对的错开量不同。构成第2AF像素对的第1焦点检测像素11b和第2焦点检测像素12b的错开量d5比构成第1AF像素对的第1焦点检测像素11a和第2焦点检测像素12a的错开量d4大。构成第3AF像素对的第1焦点检测像素11c和第2焦点检测像素12c的错开量d6比构成第2AF像素对的第1焦点检测像素11b和第2焦点检测像素12b的错开量d5大。即，d4＜d5＜d6。
如图5、图6以及图7所示，通过光电转换部42的中心的线与微透镜44的光轴OA2的错开量根据像高而不同。像高越高，错开量越大，像高越低，错开量越小。在像高高的位置处，透射了拍摄光学系统31的光向微透镜44倾斜地入射。即，光相对于微透镜44的光轴OA2以比0°大的入射角进行入射。因此，可以说，光向微透镜44的入射角越大，错开量越大。相对于微透镜44的光轴OA2以比0°大的入射角进行了入射的光从微透镜的光轴OA2上在+X方向或者－X方向上错开而聚光。通过光电转换部42的中心的线与微透镜44的光轴OA2错开，由此，入射到微透镜44的光在通过光电转换部42的中心的线上聚光。即，透射了拍摄光学系统31的光在通过光电转换部42的中心的线上聚光。由此，能够增大透射拍摄光学系统31而入射到光电转换部42的光量。
如图5、图6以及图7所示，遮光部43的面积根据AF像素对而不同。如前述的那样，拍摄光学系统31的出射光瞳距离根据可更换镜头3的种类而不同。因此，为了以不同的出射光瞳距离精度良好地检测离焦量，第1AF像素对、第2AF像素对以及第3AF像素对分别具有面积不同的遮光部43。另外，第1AF像素对具有的遮光部43L的面积和遮光部43R的面积根据配置了第1AF像素对的位置(像高)而不同。如前述的那样，拍摄光学系统31的出射光瞳距离根据像高而不同。因此，为了以不同的出射光瞳距离精度良好地检测离焦量，第1AF像素对具有根据像高而变化的面积的遮光部43L和遮光部43R。第3AF像素对也与第1AF像素对是同样的。由此，焦点检测部215以不同的出射光瞳距离也能够精度良好地检测离焦量。即，即使像高或者可更换镜头的种类变化，焦点检测部215也能够精度良好地检测离焦量。
因此，对于第1AF像素对～第3AF像素对的遮光部43与微透镜44的光轴的错开量，越是从图2的(b)的小区域110a在+X方向上像高高的区域，则该错开量越大。对像高为Ha、Hb、Hc(Ha＜Hb＜Hc)的三个区域的第1AF像素对～第3AF像素对的错开量进行比较时，成为如下所述那样。像高Hb的区域的第1AF像素对的错开量比像高Ha的区域的第1AF像素对的错开量大，比像高Hc的区域的第1AF像素对的错开量小。同样地，像高Hb的区域的第2AF像素对和第3AF像素对的错开量分别比像高Ha的区域的第2AF像素对和第3AF像素对的错开量大，比像高Hc的区域的第2AF像素对和第3AF像素对的错开量小。图7所示的配置在焦点检测区域100c的第1AF像素对的错开量d4比图6所示的配置在小区域110c的第1AF像素对的错开量d1大。图7所示的配置在焦点检测区域100c的第2AF像素和第3AF像素对的错开量d5、d6分别比图6所示的配置在小区域110c的第2AF像素对和第3AF像素对的错开量d2、d3大。
在从图2的(b)的小区域110a在－X方向上离开了的小区域110b所配置的第1AF像素对～第3AF像素对中，在与图6所示的错开方向相反的方向上赋予与错开量d1～d3同样的错开量。在配置于图2的(a)的焦点检测区域100b的第1AF像素对～第3AF像素对中，在与图7所示的错开方向相反的方向上赋予与错开量d4～d6同样的错开量。从小区域110a在－X方向上离开地配置的第1AF像素对～第3AF像素对的错开量也是像高越大、则该错开量越大。
如上述的那样，第1AF像素对～第3AF像素对的错开量不同。因此，在与光入射的方向交叉的面中，第1焦点检测像素11a～11c各自的光电转换部42接受光的面积互不相同，第2焦点检测像素12a～12c各自的光电转换部42接受光的面积互不相同。这样，在本实施方式中，第1AF像素对～第3AF像素对的光电转换部42的受光面积不同，因此，能够与互不相同的入射角对应地进行光瞳分割。由此，焦点检测部215能够精度良好地检测离焦量。
接着，对焦点检测区域100中的第1AF像素对～第3AF像素对的错开量的决定方法的一个例子进行说明。在图8中，由110α表示从拍摄光学系统31的光轴OA1与拍摄元件22的拍摄面22a交叉的位置0(拍摄面22a的中心位置)起位于像高Hd的小区域110的位置。在拍摄光学系统31的OA1上设定第1基准出射光瞳EP1、第2基准出射光瞳EP2以及第3基准出射光瞳EP3。第2基准出射光瞳EP2位于比第1基准出射光瞳EP1更靠近拍摄面22a的位置，位于比第1基准出射光瞳EP1更靠+Z方向侧的位置。第3基准出射光瞳EP3位于比第2基准出射光瞳EP2更靠近拍摄面22a的位置，位于比第2基准出射光瞳EP2更靠+Z方向侧的位置。
将第1基准出射光瞳EP1与拍摄面22a的距离设为第1基准出射光瞳距离Po1，将第2基准出射光瞳EP2与拍摄面22a的距离设为第2基准出射光瞳距离Po2，将第3基准出射光瞳EP3与拍摄面22a的距离设为第3基准出射光瞳距离Po3。此外，Po1＞Po2＞Po3。
在图8中，L1表示通过第1基准出射光瞳EP1入射到处于位置110α的小区域110内的焦点检测像素的光束的主光线。L2表示通过第2基准出射光瞳EP2入射到处于位置110α的小区域110内的焦点检测像素的光束的主光线。L3表示通过第3基准出射光瞳EP3入射到处于位置110α的小区域110内的焦点检测像素的光束的主光线。
在图8中，当将θ1设为主光线L1向焦点检测像素的入射角时，像高Hd的小区域110内的第1AF像素对的错开量基于入射角θ1来决定。同样地，当将θ2、θ3分别设为主光线L2、L3向焦点检测像素的入射角时，像高Hd的小区域110内的第2AF像素对和第3AF像素对的错开量分别基于入射角θ2、θ3来决定。如前述的那样，入射角越大，错开量越大。另外，除了像高为0的位置(位置0)，出射光瞳距离越长，入射角越小，因此，θ1＜θ2＜θ3。因此，图6的(a)～(c)所示的第1AF像素对、第2AF像素对、以及第3AF像素对的错开量d1、d2、d3成为d1＜d2＜d3。另外，图7的(a)～(c)所示的第1AF像素对、第2AF像素对以及第3AF像素对的错开量d4、d5、d6成为d4＜d5＜d6。
这样，决定相对于第1基准出射光瞳EP1(第1基准出射光瞳距离Po1)的第1AF像素对的错开量。同样地，决定相对于第2基准出射光瞳EP2(第2基准出射光瞳距离Po2)的第2AF像素对的错开量，决定相对于第3基准出射光瞳EP3(第3基准出射光瞳距离Po3)的第3AF像素对的错开量。
接着，对拍摄光学系统31的出射光瞳距离与第1AF像素对～第3AF像素对的关系进行说明。在图8中，在第1基准出射光瞳EP1与第2基准出射光瞳EP2的中间位置设定与出射光瞳距离有关的第1阈值Th1，在第2基准出射光瞳EP2与第3基准出射光瞳EP3的中间位置设定与出射光瞳距离有关的第2阈值Th2。将出射光瞳距离为第1阈值Th1以上的区域作为第1出射光瞳距离范围R1，将出射光瞳距离为第1阈值Th1与第2阈值Th2之间的区域作为第2出射光瞳距离范围R2，将出射光瞳距离为第2阈值Th2以下的区域作为第3出射光瞳距离范围R3。
选择部214在拍摄光学系统31的出射光瞳距离为第1阈值Th1以上的情况下、即属于第1出射光瞳距离范围R1的情况下，选择第1AF像素对。选择部214在拍摄光学系统31的出射光瞳距离处于第1阈值Th1与第2阈值Th2之间的情况下、即属于第2出射光瞳距离范围R2的情况下，选择第2AF像素对。选择部214在拍摄光学系统31的出射光瞳距离为第2阈值Th2以下的情况下、即属于第3出射光瞳距离范围R3的情况下，选择第3AF像素对。
如上所述，选择部214根据拍摄光学系统的出射光瞳距离属于第1出射光瞳距离范围R1～第3出射光瞳距离范围R3中的哪个，从第1AF像素对～第3AF像素对选择适当的AF像素对。
接着，对可更换镜头3的拍摄光学系统31的光学特性、即其出射光瞳距离根据像高而变化的光学特性进行说明。图9表示了安装于图1的相机机身2的可更换镜头3的、根据像高而出射光瞳距离变化的光学特性。在图9中，横轴表示出射光瞳距离Po，纵轴表示像高H。图9的(a)、(b)、(c)、(d)表示种类不同的可更换镜头分别具有的光学特性。图9的(a)所示的可更换镜头3的拍摄光学系统31的光学特性由光学特性曲线200a表示，随着像高H变大，出射光瞳距离Po变小。图9的(a)的光学特性曲线200a表示：在像高为零处，出射光瞳距离为Poa，随着像高H变大，出射光瞳距离逐渐变小，在最大像高Hmax处，出射光瞳距离成为(Poa－Δp1)。
图9的(b)所示的可更换镜头3的拍摄光学系统31的光学特性由光学特性曲线200b表示，随着像高H变大，出射光瞳距离Po变大。图9的(b)的光学特性曲线200b表示：在像高为零处，出射光瞳距离为Pob，随着像高H变大，出射光瞳距离逐渐变大，在最大像高Hmax处，出射光瞳距离成为(Pob+Δp2)。
在以下的说明中，将如光学特性曲线200a那样当像高H变大时、出射光瞳距离Po变小的光学特性曲线称为负的光学特性曲线。另外，将如光学特性曲线200b那样当像高H变大时、出射光瞳距离Po也变大的光学特性曲线称为正的光学特性曲线。
图9的(c)所示的可更换镜头3的拍摄光学系统31是其光学特性曲线根据图1的聚焦镜头31b的位置而不同、即变化的拍摄光学系统。该拍摄光学系统31在聚焦镜头31b位于第1位置时呈现光学特性曲线200c，在聚焦镜头31b位于第2位置时呈现光学特性曲线200d。聚焦镜头31b的第1位置和第2位置是包括聚焦镜头31b的无限远位置和极近位置在内的、无限远位置与极近位置之间的任意位置。此外，聚焦镜头31b的无限远位置是对无限远距离的被拍摄体进行对焦的位置，极近位置是对极近距离的被拍摄体进行对焦的位置。
在图9的(c)中，光学特性曲线200c表示聚焦镜头31b位于第1位置时的拍摄光学系统31的光学特性。光学特性曲线200c表示：在像高为零处，出射光瞳距离为Poc，随着像高H变大，出射光瞳距离逐渐变小，在最大像高Hmax处，出射光瞳距离成为(Poc－Δp3)。光学特性曲线200d表示聚焦镜头31b位于第2位置时的拍摄光学系统31的光学特性。光学特性曲线200d表示：在像高为零处，出射光瞳距离为Pod，随着像高H变大，出射光瞳距离逐渐变大，在最大像高Hmax处，出射光瞳距离成为(Pod+Δp4)。
此外，在图9的(c)中，将聚焦镜头31b处于第1位置时的光学特性曲线200c表示为了负的光学特性曲线，将聚焦镜头31b处于第2位置时的光学特性曲线200d表示为了正的光学特性曲线。但是，也存在具有光学特性曲线200c和光学特性曲线200d都成为正的光学特性或者都成为负的光学特性的可更换镜头3。
图9的(d)所示的可更换镜头3的拍摄光学系统31是其光学特性曲线根据变焦镜头的焦距(图1的变焦镜头31a的位置)而不同的、即变化的拍摄光学系统。该拍摄光学系统31在焦距为f1时呈现光学特性曲线200e，在焦距为f2时呈现光学特性曲线200f。
在图9的(d)中，光学特性曲线200e表示焦距为f1时的拍摄光学系统31的光学特性。光学特性曲线200e表示：在像高为零处，出射光瞳距离为Poe，随着像高H变大，出射光瞳距离逐渐变小，在最大像高Hmax处，出射光瞳距离成为(Poe－Δp5)。光学特性曲线200f表示焦距为f2时的拍摄光学系统31的光学特性。光学特性曲线200f表示：在像高为零处，出射光瞳距离为Pof，随着像高H变大，出射光瞳距离逐渐变大，在最大像高Hmax处，出射光瞳距离成为(Pof+Δp6)。
此外，在图9的(d)中，将焦距为f1时的光学特性曲线200e表示为了负的光学特性曲线，将焦距为f2时的光学特性曲线200f表示为了正的光学特性曲线。但是，也存在具有光学特性曲线200e和光学特性曲线200f都成为正的光学特性或者都成为负的光学特性的可更换镜头3。
此外，上述说明中的像高H下的出射光瞳距离Po为从拍摄面22a的像高H观察到的拍摄光学系统31的出射光瞳的距离。换言之，像高H下的出射光瞳距离Po是通过了拍摄光学系统31且入射到拍摄面22a的像高H的位置的光束所通过的拍摄光学系统31的出射光瞳的距离(距拍摄面22a的距离)。
图10表示了该像高H与出射光瞳距离Po的关系。在图10中，通过了拍摄光学系统31的出射光瞳EPa(出射光瞳距离Poa)的光束入射到位于拍摄面22a的中心位置0(像高为零)的焦点检测像素(在图10中图示了微透镜44来代表焦点检测像素)。该出射光瞳EPa的出射光瞳距离Poa是对于像高为零的出射光瞳EPa的出射光瞳距离。
另外，通过了拍摄光学系统31的出射光瞳EPb的光束入射到位于像高为He的焦点检测像素(在图10中图示了微透镜44来代表焦点检测像素)。该出射光瞳EPb的出射光瞳距离(Poa－Δp)为对于像高为H的出射光瞳EPb的出射光瞳距离。
在此，对各可更换镜头3的光学特性与上述式(1)的关系进行说明。上述式(1)的Po(H)＝h4×H4+h2×H2+Co是对图9的(a)～图9的(d)所示的光学特性曲线200a、200b、200c、200d、200e、200f等进行近似的函数。图9的(a)的光学特性曲线200a通过将运算式(1)的常数项Co设定为图9的(a)的像高为零的出射光瞳距离Poa，将系数h4、h2设定为与光学特性曲线200a的曲线(curve)相应的系数h4a、h2a，从而通过式(1)的运算进行近似。具有图9的(a)的光学特性的可更换镜头3如上述那样将常数项Poa以及系数h4a、h2a作为镜头信息存储于镜头存储器33。
同样地，具有图9的(b)的光学特性的可更换镜头3将确定对该光学特性曲线200b进行近似的式(1)的运算的常数项Pob以及系数h4b、h2b作为镜头信息存储于镜头存储器33。
另外，图9的(c)的可更换镜头3具有光学特性曲线根据聚焦镜头31b的位置而变化的光学特性。可更换镜头3将对聚焦镜头31b的各位置的光学特性曲线进行近似的式(1)的运算的常数项Co以及系数h4、h2存储于镜头存储器33。将聚焦镜头31b移动的范围(无限远位置与极近位置之间)分割为多个区间Z1～Zn，按区间Z1～Zn确定代表该区间(范围)的一个光学特性曲线。例如，将聚焦镜头31b处于一个区间的中央位置时的光学特性曲线作为代表该区间的光学特性曲线。
将代表区间Zk的光学特性曲线设为光学特性曲线Zk(k＝1、2、……、n)。关于对区间Z1的代表光学特性曲线Z1进行近似的式(1)的运算，将其常数项Co和系数h4、h2设定为Poz1、h4z1、h2z1。关于对区间Z2的光学特性曲线Z2进行近似的式(1)的运算，将其常数项Co和系数h4、h2分别设定为Poz2、h4z2、h2z2。以下同样地，关于对区间Zn的光学特性曲线Zn进行近似的式(1)的运算，将其常数项Co和系数h4、h2分别设定为Pozn、h4zn、h2zn。图11表示了这些区间和对代表该区间的光学特性曲线进行近似的运算的常数项以及系数。可更换镜头3将图11所示的区间Z1～Zn与常数项Poz1～Pozn以及系数h4z1～h4zn、h2z1～h2zn的关系作为镜头信息存储于镜头存储器33。
图9的(d)的可更换镜头3为变焦镜头，具有光学特性曲线根据焦距而变化的光学特性。可更换镜头3将对各焦距的光学特性曲线进行近似的式(1)的运算的常数项Co以及系数h4、h2存储于镜头存储器33。将通过图1的变焦镜头31a设定的变焦镜头的最大焦距与最小焦距之间分割为多个区间W1～Wn，按区间W1～Wn确定代表该区间的一个光学特性曲线。例如，将一个区间的中间的焦距处的光学特性曲线作为代表该区间的光学特性曲线。
将代表区间Wk的光学特性曲线设为光学特性曲线Wk(k＝1、2、……、n)。关于对区间W1的光学特性曲线W1进行近似的式(1)的运算，将其常数项Co和系数h4、h2分别设定为Pow1、h4w1、h2w1。关于对区间W2的光学特性曲线W2进行近似的式(1)的运算，将其常数项Co和系数h4、h2分别设定为Pow2、h4w2、h2w2。以下同样地，关于对区间Wn的光学特性曲线Wn进行近似的式(1)的运算，将其常数项Co和系数h4、h2分别设定为Pown、h4wn、h2wn。图12表示了这些区间和对代表该区间的光学特性曲线进行近似的运算的常数项以及系数。可更换镜头3将图12所示的区间W1～Wn与常数项Pow1～Pown以及系数h4w1～h4wn、h2w1～h2wn的关系作为镜头信息存储于镜头存储器33。
此外，图9的(d)的可更换镜头3是具有光学特性曲线根据焦距而变化的光学特性的变焦镜头，但其它变焦镜头具有光学特性曲线根据焦距而变化、并且进一步光学特性曲线也根据聚焦镜头31b的位置而变化的光学特性。即，其它变焦镜头的光学特性曲线根据变焦镜头31a的位置(焦距)和聚焦镜头31b的位置这两方而变化。
接着，对表示图9所示的可更换镜头3的光学特性的光学特性曲线与图8所示的第1出射光瞳距离范围R1～第3出射光瞳距离范围R3的关系进行说明。图13表示了与图8所示的出射光瞳距离有关的第1阈值Th1和第2阈值Th2、第1出射光瞳距离范围R1～第3出射光瞳距离范围R3以及图9所例示的光学特性曲线。在图13中，光学特性曲线200g的曲线整体、即从像高为零到最大像高Hmax为止的出射光瞳距离位于第2出射光瞳距离范围R2内。在具有这样的光学特性曲线200g的可更换镜头3安装于相机机身2的情况下，选择部214无论在区域设定部212设定了什么样的像高H的焦点检测区域100的情况下都选择第2AF像素对。
光学特性曲线200h的从像高为零到像高Hf为止的出射光瞳距离属于第2出射光瞳距离范围R2，但像高Hf～最大像高Hmax的出射光瞳距离属于第1出射光瞳距离范围R1。选择部214在区域设定部212设定了像高为Hf以下的焦点检测区域100的情况下，选择第2AF像素对，在区域设定部212设定了比像高Hf大的像高的焦点检测区域的情况下，选择第1AF像素对。
光学特性曲线200i的从像高为零到像高Hg为止的出射光瞳距离属于第3出射光瞳距离范围R3，但像高Hg～最大像高Hmax的出射光瞳距离属于第2出射光瞳距离范围R2。选择部214在区域设定部212设定了像高为Hg以下的焦点检测区域100的情况下，选择第3AF像素对，在区域设定部212设定了比像高Hg大的像高的焦点检测区域的情况下，选择第2AF像素对。
此外，如上所述，在通过区域设定部212设定了多个焦点检测区域100的情况下，选择部214在所被选择的各焦点检测区域100中选择相同种类的AF像素对。在该情况下，选择部214基于所被选择的多个焦点检测区域100中的、距拍摄光学系统31的光轴OA1最远(像高H最高)的焦点检测区域100的位置，选择AF像素对。在本实施方式中，选择部214根据所被选择的多个焦点检测区域100中的像高最高的焦点检测区域100的像高，如上述的那样选择AF像素对。选择部214在其它焦点检测区域100中也选择与在所被选择的多个焦点检测区域100中的像高最高的焦点检测区域100中进行了选择的AF像素对相同种类的AF像素对。
图14～图16是表示了本实施方式的相机1的动作例的流程图。图14表示拍摄光学系统31如图9的(a)或者(b)那样具有单一的光学特性曲线的类型的可更换镜头3安装于相机机身2的情况下的动作。在以下的说明中，对具有图9的(a)所示的单一的光学特性曲线200a的可更换镜头3安装于相机机身2的情况进行说明。
在图14中，在步骤S100中，相机机身2例如当被接入电源时，向可更换镜头3发送对镜头信息的发送进行请求的信号。在步骤S200中，可更换镜头3从相机机身2接收镜头信息的请求信号。在步骤S201中，可更换镜头3将存储于镜头存储器33(或者镜头控制部32内部的存储器)的镜头信息发送至相机机身2。该镜头信息包括对光学特性曲线200a进行近似的运算的上述的常数项Poa和系数h4a、h2a。在步骤S101中，相机机身2从可更换镜头3接收镜头信息，使镜头信息存储于机身控制部210内部的存储器。此外，镜头信息也可以为存储于机身存储器23。
在步骤S102中，例如当通过用户进行操作部25的操作而设定自动对焦(AF)模式时，相机机身2的区域设定部212将预定的像高Hx的焦点检测区域100设定为进行焦点检测的区域。在步骤S103中，相机机身2的距离运算部213对通过镜头信息的常数项Poa和系数h4a、h2a确定的式(1)代入所设定的焦点检测区域100的像高Hx，算出对于像高Hx的出射光瞳距离Pox。
在步骤S104中，相机机身2的距离运算部213判定所算出的出射光瞳距离Pox是否属于第1出射光瞳距离范围R1。在该判定结果为“是”的情况下，进入步骤S105，选择部214选择第1AF像素对。
在步骤S104的判定结果为“否”的情况下，进入步骤S106，距离运算部213判定所算出的出射光瞳距离Pox是否属于第2出射光瞳距离范围R2。在该判定结果为“是”的情况下，进入步骤S107，选择部214选择第2AF像素对。
在步骤S106的判定结果为“否”的情况下，出射光瞳距离Pox属于第3出射光瞳距离范围R3，因此，进入步骤S108，选择部214选择第3AF像素对。
在步骤S109中，相机机身2的焦点检测部215对在步骤S105、S107或者S108中选择的AF像素对的第1焦点检测像素和第2焦点检测像素的第1信号Sig1和第2信号Sig2进行相关运算，算出像偏移量。焦点检测部215将所算出的像偏移量换算为离焦量，基于该离焦量算出聚焦镜头31b的移动量。
在步骤S110中，相机机身2将与所算出的聚焦镜头31b的移动量有关的信号发送至可更换镜头3。在步骤S202中，可更换镜头3从相机机身2接收与聚焦镜头31b的移动量有关的信号。在步骤S203中，可更换镜头3基于聚焦镜头31b的移动量，使聚焦镜头31b进行移动，进行焦点调节动作。
在步骤S111中，相机机身2判定是否进行了操作部25的释放(release)操作。相机机身2反复进行步骤S102～步骤S110的一系列动作，直到进行释放操作。
图15表示光学特性曲线根据聚焦镜头位置而变化的可更换镜头3安装于相机机身2的情况下的动作。在以下的说明中，对图9的(c)所示的光学特性曲线根据聚焦镜头位置而变化的可更换镜头3安装于相机机身2的情况进行说明。
在图15中，在步骤S300中，相机机身2例如当被接入电源时，向可更换镜头3发送对镜头信息的发送进行请求的信号。在步骤S400中，可更换镜头3从相机机身2接收镜头信息的请求信号。在步骤S401中，可更换镜头3将存储于镜头存储器33等的镜头信息发送至相机机身2。该镜头信息包括图11所示的区间Z1～Zn和对于各区间的常数项Poz1～Pozn以及系数h4z1～h4zn、h2z1～h2zn。进一步，镜头信息也包括该发送时间点的聚焦镜头31b的位置信息。该聚焦镜头31b的位置信息周期性地或者每当聚焦镜头31b的位置变化时被反复发送至相机机身2。在步骤S301中，相机机身2从可更换镜头3接收镜头信息，使镜头信息存储于机身控制部210内部的存储器等。
在步骤S302中，相机机身2的区域设定部212当被设定AF模式时，将预定的像高Hx的焦点检测区域100设定为进行焦点检测的区域。在步骤S303A中，距离运算部213判定所被发送来的最新的位置信息表示的聚焦镜头31b的位置属于区间Z1～Zn中的哪个。在步骤S303B中，对通过与所判定的区间关联的常数项Poz和系数h4z、h2z确定的式(1)代入所设定的焦点检测区域100的像高Hx，算出对于像高Hx的出射光瞳距离Pox。在所判定的区间为Z1的情况下，对通过常数项Poz1和系数h4z1、h2z1确定的式(1)代入像高Hx，算出对于该像高Hx的出射光瞳距离Pox。
在步骤S304中，距离运算部213判定所算出的出射光瞳距离Pox是否属于第1出射光瞳距离范围R1。在该判定结果为“是”的情况下，进入步骤S305，选择部214选择第1AF像素对。
在步骤S304的判定结果为“否”的情况下，进入步骤S306，距离运算部213判定所算出的出射光瞳距离Pox是否属于第2出射光瞳距离范围R2。在该判定结果为“是”的情况下，进入步骤S307，选择部214选择第2AF像素对。
在步骤S306的判定结果为“否”的情况下，出射光瞳距离Pox属于第3出射光瞳距离范围R3，因此，进入步骤S308，选择部214选择第3AF像素对。
在步骤S309中，焦点检测部215对在步骤S305、S307或者S308中所选择的AF像素对的第1信号Sig1和第2信号Sig2进行相关运算，算出像偏移量。焦点检测部215将所算出的像偏移量换算为离焦量，基于该离焦量算出聚焦镜头31b的移动量。
在步骤S310中，相机机身2将与所算出的聚焦镜头31b的移动量有关的信号发送至可更换镜头3。在步骤S402中，可更换镜头3从相机机身2接收与聚焦镜头31b的移动量有关的信号。在步骤S403中，可更换镜头3基于聚焦镜头31b的移动量，使聚焦镜头31b进行移动，进行焦点调节动作。
在步骤S311中，相机机身2判定是否进行了操作部25的释放操作。相机机身2反复进行步骤S302～步骤S310的一系列动作，直到进行释放操作。
图16表示可更换镜头3为变焦镜头、该拍摄光学系统31的光学特性如图9的(d)那样根据焦距而变化的情况下的动作。
在图16中，在步骤S500中，相机机身2例如当被接入电源时，向可更换镜头3发送对镜头信息的发送进行请求的信号。在步骤S600中，可更换镜头3从相机机身2接收镜头信息的请求信号。在步骤S601中，可更换镜头3将存储于镜头存储器33等的镜头信息发送至相机机身2。该镜头信息包括图12所示的区间W1～Wn和对于各区间的常数项Pow1～Pown以及系数h4w1～h4wn、h2w1～h2wn。进一步，镜头信息也包括该发送时间点的拍摄光学系统31的焦距的信息(即变焦镜头31a的位置信息)。该焦距的信息周期性地或者每当变焦镜头31a的位置变化时被反复发送给相机机身2。在步骤S501中，相机机身2从可更换镜头3接收镜头信息，使镜头信息存储于机身控制部210内部的存储器等。
在步骤S502中，区域设定部212当被设定AF模式时，将预定的像高Hx的焦点检测区域100设定为进行焦点检测的区域。在步骤S503A中，距离运算部213基于所被发送来的最新的位置信息，判定拍摄光学系统31的焦距属于区间W1～Wn中的哪个。在步骤S503B中，对通过与所判定的区间关联的常数项Pow和系数h4w、h2w确定的式(1)代入所设定的焦点检测区域100的像高Hx，算出相对于像高Hx的出射光瞳距离Pox。在所判定的区间为W1的情况下，对通过常数项Pow1和系数h4w1、h2w1确定的式(1)代入像高Hx，算出相对于该像高Hx的出射光瞳距离Pox。
在步骤S504中，距离运算部213判定所算出的出射光瞳距离Pox是否属于第1出射光瞳距离范围R1。在该判定结果为“是”的情况下，进入步骤S505，选择部214选择第1AF像素对。
在步骤S504的判定结果为“否”的情况下，进入步骤S506，距离运算部213判定所算出的出射光瞳距离Pox是否属于第2出射光瞳距离范围R2。在该判定结果为“是”的情况下，进入步骤S507，选择部214选择第2AF像素对。
在步骤S506的判定结果为“否”的情况下，出射光瞳距离Pox属于第3出射光瞳距离范围R3，因此，进入步骤S508，选择部214选择第3AF像素对。
在步骤S509中，焦点检测部215对在步骤S505、S507或者S508中所选择的AF像素对的第1信号Sig1和第2信号Sig2进行相关运算，算出像偏移量。焦点检测部215将所算出的像偏移量换算为离焦量，基于该离焦量算出聚焦镜头31b的移动量。
在步骤S510中，相机机身2将与所算出的聚焦镜头31b的移动量有关的信号发送至可更换镜头3。在步骤S602中，可更换镜头3从相机机身2接收与聚焦镜头31b的移动量有关的信号。在步骤S603中，可更换镜头3基于聚焦镜头31b的移动量，使聚焦镜头31b进行移动，进行焦点调节动作。
在步骤S511中，相机机身2判定是否进行了操作部25的释放操作。相机机身2反复进行步骤S502～步骤S510的一系列动作，直到进行释放操作。
此外，在图14、图15、图16中说明过的AF模式具有用户能够选择任意的焦点检测区域100的第1AF模式和相机1自动地选择焦点检测区域100的第2AF模式。另外，第1AF模式和第2AF模式分别具有选择一个焦点检测区域100的模式和选择多个焦点检测区域100的模式。区域设定部212将用户或者相机1所选择的焦点检测区域100设定为进行焦点检测的区域。
根据上述的实施方式，能得到如下作用效果。
(1)焦点检测装置具备：拍摄部(拍摄元件22)，其具有接受透射了光学系统的光而输出在焦点检测中使用的信号的第1像素和第2像素；输入部(机身控制部210)，其被输入与像面中的位置和光学系统的出射光瞳距离有关的第1信息；选择部214，其基于被输入到输入部的第1信息，选择基于从第1像素输出的信号的第1焦点检测或者基于从第2像素输出的信号的第2焦点检测；以及焦点检测部215，其基于选择部的选择，进行第1焦点检测或者第2焦点检测。在本实施方式中，与出射光瞳距离有关的(h4、h2、Co)被从可更换镜头3输入到机身控制部210。机身控制部210算出焦点检测区域100的像高下的拍摄光学系统31的出射光瞳距离，基于所算出的出射光瞳距离来选择AF像素对。另外，机身控制部210根据具有不同的光学特性的拍摄光学系统31，选择在焦点检测中使用的AF像素对。也即是，相机1根据在一个可更换镜头3中变化的出射光瞳距离、或者根据因可更换镜头3改变而变化的出射光瞳距离，选择在焦点检测中使用的AF像素对。由此，相机1即使出射光瞳距离变化，也能够实现精度高的焦点检测。其结果，能够抑制焦点检测精度的降低。
(2)拍摄装置是具备焦点检测装置的拍摄装置，具备能够供具有光学系统的可更换镜头3装卸的装卸部(机身侧固定部201、机身侧连接部202)，输入部被从安装于装卸部的可更换镜头3输入第1信息。在本实施方式中，与出射光瞳距离有关的信息被从可更换镜头3经由机身侧连接部202而输入到机身控制部210。因此，机身控制部210能够基于与出射光瞳距离有关的信息，选择在焦点检测中使用的AF像素对，即使出射光瞳距离变化，也能够实现精度高的焦点检测。
(3)可更换镜头3是能够相对于具有拍摄部的相机装卸的可更换镜头，具备：光学系统，其出射光瞳距离根据拍摄部的像面中的位置而变化；和输出部(镜头控制部32)，其向相机输出与像面中的位置和出射光瞳距离有关的第1信息。在本实施方式中，可更换镜头3的镜头控制部32向相机机身2输出与拍摄光学系统31的出射光瞳距离有关的信息。由此，相机机身2能够基于与出射光瞳距离有关的信息，选择在焦点检测中使用的AF像素对，即使出射光瞳距离变化，也能够实现精度高的焦点检测。
(变形例1)
图17的(a)是抽出图3所示的拍摄元件22的像素中的AF像素对的第1焦点检测像素和第2焦点检测像素来进行了表示的图。图17的(b)、(c)是表示了该变形例的焦点检测像素的图。此外，在图3所示的例子中，将光电转换部42、遮光部43L以及遮光部43R分别图示为矩形形状，但也可以是圆形或其以外的形状。在图17的(a)～(c)中，将光电转换部42、遮光部43L以及遮光部43R分别图示为大致圆形形状。
在图17的(a)中，构成AF像素对的第1焦点检测像素11(微透镜44以及遮光部43L)和第2焦点检测像素12(微透镜44以及遮光部43R)分别配置在不同的行。另一方面，构成图17的(b)所示的变形例的AF像素对的第1焦点检测像素11(微透镜44以及遮光部43L)和第2焦点检测像素12(微透镜44以及遮光部43R)相互交替地配置在同一行。在图17的(a)和(b)中，第1焦点检测像素11输出第1信号Sig1，第2焦点检测像素12输出第2信号Sig2。此外，也可以在第1焦点检测像素11与第2焦点检测像素12之间配置有拍摄像素13。
在第1实施方式中，对在一个像素配置一个光电转换部的例子进行了说明，但也可以使像素的结构为每一个像素具有两个以上的光电转换部的结构。在图17的(c)所示的变形例中，多个焦点检测像素各自具有微透镜44和对透射了该微透镜44的光进行光电转换的第1光电转换部42a以及第2光电转换部42b。即，该焦点检测像素具有：分别通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域和第2光瞳区域的第1光束和第2光束所入射的微透镜44；和分别接受透射了该微透镜44的第1光束和第2光束的第1光电转换部42a和第2光电转换部42b。第1光电转换部42a输出第1信号Sig1，第2光电转换部42b输出第2信号Sig2。
此外，第1光电转换部42a与第2光电转换部42b的接受光的受光面积不同。与上述的第1焦点检测像素11的遮光部43L、第2焦点检测像素12的遮光部43R的面积根据像高而变化同样地，第1光电转换部42a的受光面积和第2光电转换部42b的受光面积根据像高而变化。另外，与上述的遮光部43的面积根据AF像素对的种类(第1AF像素对、第2AF像素对以及第3AF像素对)而不同同样地，第1光电转换部42a的受光面积和第2光电转换部42b的受光面积根据AF像素对而不同。
(变形例2)
在第1实施方式中，基准出射光瞳使用了三个基准出射光瞳(第1出射光瞳EP1～第3出射光瞳EP3)，但既可以是两个基准出射光瞳，也可以是4个以上的基准出射光瞳。
(变形例3)
在图15所示的流程图中，在步骤S401中，将图11所示的区间Z1～Zn和对于各区间的常数项Poz1～Pozn以及系数h4z1～h4zn、h2z1～h2zn全部发送给了相机机身2，但代替于此，可更换镜头3也可以将与在图15的步骤303A中所判定的区间关联的常数项Poz以及系数h4z、h2z发送给相机机身2。
同样地，在图16所示的流程图中，在步骤S601中，将图12所示的区间W1～Wn和对于各区间的常数项Pow1～Pown以及系数h4w1～h4wn、h2w1～h2wn全部发送给了相机机身2，但代替于此，可更换镜头3也可以将与在图16的步骤503A中所判定的区间关联的常数项Pow以及系数h4w、h2w发送给相机机身2。
(变形例4)
求出预定像高处的出射光瞳距离的方法不限于使用上述的式(1)进行求出的方法。例如，也可以代替式(1)而应用使用像高的立方的运算式。进一步，也可以不使用运算式而使用表示了像高与出射光瞳距离的关系的信息(表)。
(变形例5)
在第1实施方式中，对与出射光瞳距离有关的信息被预先存储于镜头存储器33等，从可更换镜头3向相机机身2输入与出射光瞳距离有关的信息的例子进行了说明。但是，也可以为从可更换镜头3以外向相机机身2输入出射光瞳距离的信息。例如，也可以为：使机身存储器23预先存储出射光瞳距离的信息，机身控制部210从机身存储器23取得出射光瞳距离的信息。另外，相机机身2既可以从存储介质取得出射光瞳距离的信息，也可以通过有线通信、无线通信从外部装置取得出射光瞳距离的信息。此外，与出射光瞳距离有关的信息也可以是关于与一个像高对应的出射光瞳距离的信息。
(变形例6)
在第1实施方式中，作为与出射光瞳距离有关的信息，以在出射光瞳距离Po(H)的算出中使用的参数(h4)、(h2)以及常数项Co为例进行了说明。但是，相机机身2也可以为从可更换镜头3、存储介质等取得与预定像高处的出射光瞳距离的值Po(H)本身来作为与出射光瞳距离有关的信息。
(变形例7)
在第1实施方式中，对选择部214从在通过区域设定部212设定的焦点检测区域100内所配置的多个种类的AF像素对中选择在焦点检测中使用的AF像素对的例子进行了说明。但是，选择部214也可以为选择在焦点检测中使用的第1信号Sig1和第2信号Sig2。在该情况下，拍摄元件22将第1AF像素对、第2AF像素对以及第3AF像素对各自的第1信号Sig1和第2信号Sig2输出至机身控制部210。选择部214也可以为从由第1AF像素对、第2AF像素对以及第3AF像素对分别输出的第1信号Sig1和第2信号Sig2中选择从在焦点检测中使用的AF像素对输出的第1信号Sig1和第2信号Sig2。
选择部214也可以为根据相机机身2(或者相机1)的拍摄模式(动作模式)，对是进行AF像素对的选择、还是进行第1信号Sig1和第2信号Sig2的选择进行切换。例如在显示部24显示被拍摄体的穿透图像(through image)(实时取景(Live View)图像)的情况下、进行低分辨率的动态图像拍摄的情况下，选择部214也可以为进行在焦点检测中使用的AF像素对的选择。另外，在进行高速连拍的情况下、进行高分辨率的动态图像拍摄的情况下，选择部214也可以为进行从在焦点检测中使用的AF像素对输出的第1信号Sig1和第2信号Sig2的选择。
(第2实施方式)
接着，对第2实施方式的相机进行说明。第2实施方式的相机在焦点检测部215中将像偏移量变换为离焦量、也即是使进行换算的换算式根据像高而变化。在以下的说明中，省略与第1实施方式的相机的构成以及动作相同的部分的说明，主要对与第1实施方式的相机的构成以及动作不同的构成以及动作进行说明。
图18表示了拍摄元件22的拍摄面22a中的出射光瞳像300a～300i、300B～300I根据像高而变化的状况。出射光瞳像是指通过焦点检测像素的微透镜将拍摄光学系统31的出射光瞳投影到光电转换部的像。拍摄光学系统31的出射光瞳的形状根据光圈31c的开口的形状而变化。
图18例示了像高为零(拍摄面22a的中心位置)处的出射光瞳像300a、第1像高H1处的出射光瞳像300b～300i以及比第1像高H1大的第2像高H2处的出射光瞳像300B～300I。第1像高H1的出射光瞳像300b～300i分布在将第1像高H1作为半径的同心圆上，第2像高H2的出射光瞳像300B～300I分布在将第2像高H2作为半径的同心圆上。
当确定将拍摄面22a的中心作为原点的x坐标、y坐标后，出射光瞳像300b和出射光瞳像300B位于x轴上，出射光瞳像300f和出射光瞳像300F也位于x轴上。出射光瞳像300b以及出射光瞳像300B与出射光瞳像300f以及出射光瞳像300F关于原点为点对称。出射光瞳像300d和出射光瞳像300D位于y轴上，出射光瞳像300h和出射光瞳像300H也位于y轴上。出射光瞳像300d以及出射光瞳像300D与出射光瞳像300h以及出射光瞳像300H关于原点为点对称。
出射光瞳像300c、出射光瞳像300C、出射光瞳像300g以及出射光瞳像300G位于相对于x轴倾斜了45°的辐射线M1上，出射光瞳像300c以及出射光瞳像300C与出射光瞳像300g以及出射光瞳像300G关于原点为点对称。出射光瞳像300e、出射光瞳像300E、出射光瞳像300i、以及出射光瞳像300I位于相对于y轴倾斜了45°的辐射线M2上，出射光瞳像300e以及出射光瞳像300E与出射光瞳像300i以及出射光瞳像300I关于原点为点对称。
像高为零的出射光瞳像300a是将作为光圈31c的开口的形状、即出射光瞳的形状的大致圆形缩小而得到的大致圆形。位于同心圆上的第1像高H1的出射光瞳像300b～300i为相互相同的大致椭圆形状，位于同心圆上的第2像高H2的出射光瞳像300B～300I也为相互相同的大致椭圆形状。第1像高H1的出射光瞳像300b～300i的大致椭圆形状的长轴的长度、即长径MA1和短轴的长度、即短径MI1分别比像高为零的出射光瞳像300a的大致圆形的直径D0小。第2像高H2的出射光瞳像300B～300I的大致椭圆形状的长径MA2比第1像高H1的出射光瞳像300b～300i的长径MA1小，短径MI2也比第1像高H1的出射光瞳像300b～300i的短径MI1小。
此外，各出射光瞳像的椭圆形状的长径MA的方向与辐射方向垂直。即，x轴上的出射光瞳像300b、300B、300f、300F的长径与x轴垂直，y轴上的出射光瞳像300d、300D、300h、300H的长径与y轴垂直。另外，辐射线M1上的出射光瞳像300c、300C、300g、300G的长径与辐射线M1垂直，辐射线M2上的出射光瞳像300e、300E、300i、300I的长径与辐射线M2垂直。
如上所述，出射光瞳像在像高为零时为大致圆形，当像高H大时，成为大致椭圆形状。该大致椭圆形状的长径MA和短径MI随着像高H变大而逐渐变小。出射光瞳像的形状和大小根据像高H而变化。另外，出射光瞳像的形状和大小根据拍摄光学系统31的光学特性而变化，因此，也根据可更换镜头3的种类而不同。
接着，对焦点检测像素的光电转换部与通过微透镜投影到该光电转换部的出射光瞳像的关系进行说明。图19以图17的(c)所示的焦点检测像素为例来表示一对光电转换部42a、42b与出射光瞳像300的关系。在图示的例子中，一对光电转换部42a、42b分别为将直径D0的圆进行二等分而得到的半圆形状。
图19的(a)表示像高为零的焦点检测像素的光电转换部42a、42b与出射光瞳像300a的关系。大致圆形形状的出射光瞳像300a为直径D0，因此，覆盖了一对光电转换部42a、42b的整体。
图19的(b)表示第1像高H1的出射光瞳像300b与该位置的焦点检测像素的光电转换部42a、42b的关系。出射光瞳像300b是纵长的大致椭圆形状，其长径MA1比直径D0小。出射光瞳像300b的短径MI1的方向与一对光电转换部42a、42b的排列方向(图18的x轴方向)一致，该短径MI1比直径D0小。此外，关于原点与出射光瞳像300b点对称的位置的出射光瞳像300f与该位置处的焦点检测像素的光电转换部42a、42b的关系也与图19的(b)相同。
图19的(c)表示第2像高H2的出射光瞳像300B与该位置的焦点检测像素的光电转换部42a、42b的关系。出射光瞳像300B为比出射光瞳像300b小的纵长的大致椭圆形状，其长径MA2和短径MI2分别比出射光瞳像300b的长径MA1和短径MI1更小。此外，关于原点与出射光瞳像300B点对称的位置的出射光瞳像300F与该位置的焦点检测像素的光电转换部42a、42b的关系也与图19的(c)相同。
图19的(d)表示第1像高H1的出射光瞳像300d与该位置的焦点检测像素的光电转换部42a、42b的关系。出射光瞳像300d为横长的大致椭圆形状。出射光瞳像300d的长径MA1的方向与一对光电转换部42a、42b的排列方向一致，其长径MA1比直径D0小。此外，关于原点与出射光瞳像300d点对称的位置的出射光瞳像300h与该位置的焦点检测像素的光电转换部42a、42b的关系也与图19的(d)相同。
图19的(e)表示第2像高H2的出射光瞳像300D与该位置的焦点检测像素的光电转换部42a、42b的关系。出射光瞳像300D是比出射光瞳像300d小的横长的大致椭圆形状，其长径MA2和短径MI2分别比出射光瞳像300d的长径MA1和短径MI1更小。此外，关于原点与出射光瞳像300D点对称的位置的出射光瞳像300H与该位置的焦点检测像素的光电转换部42a、42b的关系也与图19的(e)相同。
图19的(f)表示辐射线M1、M2上的第1像高H1的出射光瞳像300c、300g、300e、300i各自与该位置的焦点检测像素的光电转换部42a、42b的关系。出射光瞳像300c、300g、300e、300i的长径MA的方向和短径MI的方向相对于一对光电转换部42a、42b的排列方向倾斜。
图19的(g)表示辐射线M1、M2上的第2像高H2的出射光瞳像300C、300G、300E、300I各自与该位置的焦点检测像素的光电转换部42a、42b的关系。出射光瞳像300C、300G、300E、300I也是其长径MA的方向和短径MI的方向相对于一对光电转换部42a、42b的排列方向倾斜。
在第1实施方式中，说明为焦点检测部215将像偏移量换算为离焦量，以下对该像偏移量向离焦量的换算进行说明。将像偏移量Δ换算为离焦量Def的换算式，可以使用换算系数K1来如以下那样表示。
Def＝K1×Δ…(2)
换算系数K1取决于出射光瞳像300a～300I和光电转换部42a的重叠区域的重心位置与出射光瞳像300a～300I和光电转换部42b的重叠区域的重心位置的重心间隔。换算系数K1与重心间隔的倒数成比例。
在图19的(a)中例示了出射光瞳像300a和光电转换部42a的重叠区域的重心位置g1与出射光瞳像300a和光电转换部42b的重叠区域的重心位置g2的重心间隔G。此外，上述的出射光瞳像和光电转换部42a的重叠区域是指通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第1光瞳区域的光束入射到光电转换部42a的区域。同样地，上述的出射光瞳像和光电转换部42b的重叠区域是指通过了拍摄光学系统31的出射光瞳的第2光瞳区域的光束入射到光电转换部42b的区域。
图19的(b)所示的第1像高H1的出射光瞳像300b的焦点检测像素的重心间隔比与图19的(a)的像高为零的出射光瞳像300a的焦点检测像素有关的重心间隔小，因此，图19的(b)的焦点检测像素的换算系数K1比图19的(a)的换算系数K1大。
另外，图19的(c)所示的第2像高H2的出射光瞳像300B的焦点检测像素的重心间隔比与图19的(b)的第1像高H1的出射光瞳像300b的焦点检测像素有关的重心间隔小，因此，图19的(c)的焦点检测像素的换算系数K1比图19的(b)的换算系数大。
图19的(d)所示的第1像高H1的出射光瞳像300d的焦点检测像素的重心间隔比与图19的(a)的像高为零的出射光瞳像300a的焦点检测像素有关的重心间隔小，因此，图19的(d)的焦点检测像素的换算系数K1比图19的(a)的换算系数K1大。
另外，图19的(e)所示的第2像高H2的出射光瞳像300D的焦点检测像素的重心间隔比与图19的(d)的第1像高H1的出射光瞳像300d的焦点检测像素有关的重心间隔小，因此，图19的(e)的焦点检测像素的换算系数K1比图19的(d)的换算系数K1大。
图19的(f)所示的第1像高H1的出射光瞳像300c、300g、300e、300i各自的焦点检测像素的重心间隔为关于图19的(b)的焦点检测像素的重心间隔与关于图19的(d)的焦点检测像素的重心间隔的中间的值。图19的(f)的焦点检测像素的换算系数K1成为图19的(b)的焦点检测像素的换算系数K1与图19的(d)的焦点检测像素的换算系数K1的中间的值。
同样地，图19的(g)所示的第2像高H2的出射光瞳像300C、300G、300E、300I各自的焦点检测像素的重心间隔是关于图19的(c)的焦点检测像素的重心间隔与关于图19的(e)的焦点检测像素的重心间隔的中间的值。图19的(g)的焦点检测像素的换算系数K1成为图19的(c)的焦点检测像素的换算系数K1与图19的(e)的焦点检测像素的换算系数K1的中间的值。此外，如图19的(f)、(g)那样，出射光瞳像的长轴和短轴相对于光电转换部42a、42b的排列方向倾斜的情况下的重心间隔为光电转换部42a、42b的排列方向上的间隔。
接着，对第2实施方式的相机机身2的焦点检测部215的构成例进行说明。在图20中，按功能对焦点检测部215执行的多个功能进行区块化来进行表示。在图20中，焦点检测部215具有相关运算部215A、离焦量算出部215B、镜头移动量算出部215C、出射光瞳像算出部215D以及换算系数算出部215E。另外，区域设定部212从多个焦点检测区域100设定一个焦点检测区域100，输出所设定的焦点检测区域100的像高H以及该焦点检测区域的坐标(x、y)。如上所述，区域设定部212输出所设定的焦点检测区域100的中心的像高来作为所设定的焦点检测区域100的像高H，输出焦点检测区域100的中心的坐标来作为焦点检测区域的坐标(x、y)。
焦点检测部215的相关运算部215A被输入第1信号Sig1和第2信号Sig2，对第1信号Sig1和第2信号Sig2进行相关运算，算出第1信号Sig1和第2信号Sig2的相位差、即像偏移量Δ。离焦量算出部215B通过式(2)所示的换算式将像偏移量Δ换算为离焦量Def，即对像偏移量Δ乘以与出射光瞳像相应的换算系数K1来算出离焦量Def。镜头移动量算出部215C基于通过离焦量算出部215B算出的离焦量Def，算出聚焦镜头31b的移动量。可更换镜头3的镜头控制部32基于所算出的聚焦镜头31b的移动量，使聚焦镜头31b进行移动来进行焦点调节。
区域设定部212所设定的焦点检测区域100的像高H、从可更换镜头3发送来的光圈31c的F值(光圈值)Fo以及从可更换镜头3发送来的后述的系数K2、K3等分别被输入到出射光瞳像算出部215D。出射光瞳像算出部215D将如下式(3)和式(4)的运算式预先存储于内部的存储器等来加以保持，该式(3)和式(4)表示将像高H作为变量的像高H的同心圆上的出射光瞳像。
FoT＝(1+K2×H2)×Fo…(3)
FoR＝(1+K3×H2)×Fo…(4)
在式(3)和式(4)中，Fo例如是拍摄光学系统31的光圈31c的开放F值(开放光圈值)。变量H2的系数K2和K3是根据拍摄光学系统31的光学特性决定的值。这些系数K2、K3存储于可更换镜头3的镜头存储器33等，被发送给相机机身2。由此，相机机身2例如从可更换镜头3取得基于开放光圈状态下的出射光瞳的形状的系数K2和K3的信息。此外，相机机身2也可以为从可更换镜头3取得基于在光圈31c被缩小一级的状态下的出射光瞳的形状的系数K2和K3的信息。
式(3)的FoT使用拍摄光学系统31的光圈31c的F值Fo表示了从拍摄面22a的中心(拍摄光学系统31的光轴)起的辐射方向上的出射光瞳像的大小、即大致椭圆形状的出射光瞳像的短径MI。同样地，式(4)的FoR使用拍摄光学系统31的光圈31c的F值Fo表示了像高H的同心圆的圆周方向上的出射光瞳像的大小、即大致椭圆形状的出射光瞳像的长径MA。对此，由于如上所述那样出射光瞳像300为拍摄光学系统31的出射光瞳的投影像，因此，使用光圈31c的F值来表示该出射光瞳像的形状。此外，F值Fo也可以不是光圈31c的开放F值，而是与开放F值相比缩小了的光圈的F值。
当将像高为零即H＝0代入到式(3)、式(4)时，表示出射光瞳像的辐射方向的大小的FoT和表示圆周方向的大小的FoR都成为Fo。这表示图18所示的像高为零的出射光瞳像300a的形状。另外，式(3)、式(4)中，随着像高H变大，出射光瞳像的辐射方向的大小FoT和圆周方向的大小FoR都增大。如图18所示，式(3)、式(4)表示随着像高H变大、出射光瞳像300的长径MA和短径MI减少。
再次，在图20中，区域设定部212所设定的焦点检测区域100的像高H以及坐标值(x、y)、和通过出射光瞳像算出部215D算出的出射光瞳像的辐射方向的大小FoT以及圆周方向的大小FoR分别被输入到换算系数算出部215E。换算系数算出部215E将如下式(5)的运算式预先存储于内部的存储器等来加以保持，该式(5)算出FL，该FL表示图19所示的一对光电转换部42a、42b的排列方向(图18的x轴方向)上的出射光瞳像300的长度、即x方向上的大小。
FL＝(FoT×x2+FoR×y2)/(x2+y2)…(5)
该FL由F值Fo表示，因此，当FL变大时，出射光瞳像300的x方向上的长度变短。
在式(5)中，例如对于图18所示的出射光瞳像300b的x方向上的大小FL，当代入出射光瞳像300b的坐标(xb、0)时，该大小FL成为辐射方向上的大小FoT。同样地，例如对于图18所示的出射光瞳像300d的x方向上的大小FL，当代入出射光瞳像300d的坐标(0、yd)时，该大小FL成为辐射方向上的大小FoR。
换算系数算出部215E将所算出的出射光瞳像300的x方向上的大小FL作为换算系数，发送给离焦量算出部215B。离焦量算出部215B使用K1＝a×FL2+b来作为式(2)的换算系数K1，将像偏移量Δ换算为离焦量Def。其中，a、b为常数。
在以上的说明中，作为换算系数K1，代替使用图19的(a)说明过的重心间隔G，使用了出射光瞳像300的x方向上的大小FL。这是由于：随着出射光瞳像300的x方向上的大小FL变大，重心间隔G变小。
为了提高将像偏移量变换为离焦量的精度，也能够根据大小FL算出重心间隔，使用该重心间隔进行离焦量的换算。
图21是表示了将第2实施方式的相机的焦点检测部215中的像偏移量换算为离焦量的动作例的流程图。图21表示拍摄光学系统31产生如图18那样的出射光瞳像300a～300i、300B～300I的光学特性的可更换镜头3安装于相机机身2的情况下的动作。
在图21中，在步骤S700中，相机机身2例如当被接入电源时，向可更换镜头3发送对镜头信息的发送进行请求的信号。在步骤S800中，可更换镜头3从相机机身2接收镜头信息的请求信号。在步骤S801中，可更换镜头3将存储于镜头存储器33等的镜头信息发送至相机机身2。镜头信息包括系数K2、K3以及光圈31c的F值Fo。光圈31c的F值Fo例如是光圈31c的开放F值。在步骤S701中，相机机身2从可更换镜头3接收镜头信息，使镜头信息存储于机身控制部210内部的存储器等。
在步骤S702中，相机机身2的区域设定部212当被设定AF模式时，将预定的像高H的焦点检测区域100设定为进行焦点检测的区域。区域设定部212将所设定的焦点检测区域100的像高H和坐标(x、y)输出至焦点检测部215。
在步骤S703中，出射光瞳像算出部215D将所设定的焦点检测区域100的像高H代入到由镜头信息的系数K2、K3、F值Fo确定的式(3)、式(4)，算出FoT、FoR。换算系数算出部215E将区域设定部212所设定的焦点检测区域100的坐标值(x、y)和通过出射光瞳像算出部215D算出的FoT以及FoR代入到式(5)，算出一对光电转换部42a、42b的排列方向(图18的x轴方向)上的出射光瞳像300的大小FL。换算系数算出部215E将所算出的出射光瞳像300的x方向上的大小FL作为换算系数，发送给离焦量算出部215B。
在步骤S704中，离焦量算出部215B使用K1＝a×FL2+b来作为式(2)的换算系数K1，将像偏移量Δ换算为离焦量Def。
相机1在焦点检测时的光圈31c的F值被变更了的情况下、焦点检测区域被变更了的情况下，反复进行步骤S801、步骤S701～步骤S704的一系列动作。
此外，在可更换镜头3一并具有在第1实施方式中使用图9说明过的光学特性和在第2实施方式中使用图18说明过的光学特性的情况下，进行在第1实施方式和第2实施方式中说明过的动作。
根据上述的实施方式，能得到如下作用效果。
(1)输入部(机身控制部210)被输入与光学系统的出射光瞳的形状有关的第2信息，焦点检测部215基于第2信息和从第1像素输出的信号或者从第2像素输出的信号，进行焦点检测。在本实施方式中，与出射光瞳的形状有关的信息(K2、K3)被从可更换镜头3输入到机身控制部210。机身控制部210算出焦点检测区域的像高下的出射光瞳像的大小，对像偏移量乘以与所算出的出射光瞳距离相应的换算系数，算出离焦量。相机1根据在一个可更换镜头3中变化的出射光瞳像、或者根据因可更换镜头3改变而变化的出射光瞳像，对在离焦量的算出中使用的换算系数进行变更。由此，相机1即使出射光瞳像变化，也能够实现精度高的焦点检测。其结果，能够抑制焦点检测精度的降低。
(变形例8)
在第2实施方式中，通过使用了光圈31c的F值的式(3)表示了出射光瞳像300a～300i、300B～300I的辐射方向上的大小、即大致椭圆形状的出射光瞳像的短径MI。同样地，通过使用了光圈31c的F值的式(4)表示了出射光瞳像300a～300i、300B～300I的周向上的大小、即大致椭圆形状的出射光瞳像的长径MA。也可以代替该光圈31c的F值，使用光圈31c的开口直径来表示出射光瞳像的短径MI和长径MA。
(变形例9)
在第2实施方式中，出射光瞳像算出部215D使用像高H、系数K2、K3以及F值Fo算出FoT和FoR，换算系数算出部215E使用FoT以及FoR和坐标(x、y)算出FL。变形例是省去出射光瞳像算出部215D，换算系数算出部215E使用系数K2、K3、F值Fo以及坐标(x、y)直接算出FL。以下进行说明。
当将式(3)的FoT和式(4)的FoR代入到上述的式(5)的FoT和FoR时，成为如下式(6)。
FL＝{(1+K2×H2)Fo×x2+(1+K3×H2)Fo×y2}/(x2+y2)…(6)
在区域设定部212所设定的焦点检测区域100的像高H和该焦点检测区域的坐标(x、y)之间，H2＝x2+y2成立。当将该H2＝x2+y2代入到式(6)的H2时，可以由如下式(7)表示FL。
FL＝{(1+K2(x2+y2))Fo×x2+(1+K3(x2+y2))Fo×y2}/(x2+y2)…(7)
变形例涉及的换算系数算出部215E使用从可更换镜头3发送来的系数K2、K3以及F值Fo和来自区域设定部212的坐标值(x、y)，基于式(7)算出FL。
此外，求出FoT和FoR的方法不限于使用上述的式(3)、式(4)来进行求出的方法。也可以使用式(3)、式(4)以外的运算式。也可以使用对像高与FoT以及FoR的关系进行表示的表。
另外，求出FL的方法不限于使用上述的式(5)或者(6)进行求出的方法。也可以使用那以外的运算式。也可以使用对坐标(x、y)与F值Fo、FL的关系进行表示的表。
如下那样的变形也处于本发明的范围内，也可以使变形例的一个或者多个与上述的实施方式进行组合。
(变形例10)
在上述的实施方式中，对在拍摄元件22配置有错开量互不相同的第1AF像素对～第3AF像素对来作为多个种类的AF像素对的例子进行了说明。但是，也可以为在拍摄元件22配置多个种类的AF像素对，该多个种类的AF像素对的滤色片51与光电转换部42之间的遮光部的配置位置互不相同。图22是表示变形例涉及的拍摄元件22的焦点检测像素的构成例的图。此外，图中对与上述的实施方式相同或者相当的部分标记同一参照标号。
第1焦点检测像素11a的遮光部43L在滤色片51与光电转换部42之间设置在距光电转换部42为预定间隔h1的位置。第1焦点检测像素11b的遮光部43L在滤色片51与光电转换部42之间设置在距光电转换部42为预定间隔h2的位置。另外，第1焦点检测像素11c的遮光部43L在滤色片51与光电转换部42之间设置在距光电转换部42为预定间隔h3的位置。间隔h2比间隔h1小，比间隔h3大。即，h1＞h2＞h3。这样，第1焦点检测像素11a、11b、11c的遮光部43L的配置位置不同。另外，构成各AF像素对的另一方的第2焦点检测像素12a、12b、12c的遮光部43R的配置位置不同。由此，第1AF像素对～第3AF像素对与上述的实施方式的情况同样地能够与互不相同的入射角对应地进行光瞳分割。
(变形例11)
图23是表示变形例涉及的拍摄元件22的焦点检测像素的构成例的图。作为一个例子，图23中表示图2的焦点检测区域100c中的一部分的三种AF像素对的剖视图。此外，图中对与上述的实施方式相同或者相当的部分标记同一参照标号。图23的(a)～(c)所示的三种焦点检测像素各自具有微透镜44、和对透过了该微透镜44的光进行光电转换的第1光电转换部42a及第2光电转换部42b。在本变形例中，第1AF像素对～第3AF像素对的各个第1光电转换部42a和第2光电转换部42b接受光的受光面积互不相同。在该情况下，第1AF像素对～第3AF像素对也与上述的实施方式的情况同样地，能够与互不相同的入射角对应地进行光瞳分割。
(变形例12)
选择部214也可以为对多个种类的AF像素对进行选择。在该情况下，焦点检测部215也可以为使用从多个种类的AF像素对分别输出的第1信号和第2信号算出多个离焦量，基于离焦量的平均值，算出聚焦镜头31b的移动量。例如，也可以为基于使用第1AF像素对的第1信号Sig1和第2信号Sig2算出的离焦量、以及使用第2AF像素对的第1信号Sig1和第2信号Sig2算出的离焦量的平均值来决定聚焦镜头31b的移动量。
(变形例13)
在上述的实施方式中，对在拍摄元件22使用原色系(RGB)的滤色片的情况进行了说明，但也可以为使用补色系(CMY)的滤色片。
(变形例14)
在上述的实施方式和变形例中说明过的拍摄装置也可以应用于相机、智能手机、平板电脑、内置于PC的相机、车载摄像头、搭载于无人飞行器(无人机、无线电控制机等)的摄像头等。
在上述中，对各种实施方式和变形例进行了说明，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内所能想到的其它技术方案也包含在本发明的范围内。
以下的优先权基础申请的公开内容作为引用文献被援引至此。
日本国特愿2018-137262号(2018年7月20日申请)
标号说明
1拍摄装置、2相机机身、3可更换镜头、11焦点检测像素、12焦点检测像素、13拍摄像素、22拍摄元件、23机身存储器、31拍摄光学系统、31a变焦镜头、31b聚焦镜头、31c光圈、32镜头控制部、33镜头存储器、42光电转换部、44微透镜、210机身控制部、211图像数据生成部、212区域设定部、213距离运算部、214选择部、215焦点检测部。

Claims (26)

1.一种焦点检测装置，具备：
拍摄部，其具有第1像素和第2像素，所述第1像素和所述第2像素分别具有对透射光学系统后的光进行光电转换而生成电荷的光电转换部，输出基于由所述光电转换部生成的电荷的在焦点检测中使用的信号，所述第1像素的所述光电转换部和所述第2像素的所述光电转换部因接受光的宽度互不相同而接受光的面积互不相同；
输入部，其被输入与像面中的位置和所述光学系统的出射光瞳距离有关的第1信息；
选择部，其基于被输入到所述输入部的所述第1信息，选择基于从所述第1像素输出的信号的第1焦点检测或者基于从所述第2像素输出的信号的第2焦点检测；以及
焦点检测部，其基于所述选择部的选择，进行所述第1焦点检测或者所述第2焦点检测。
2.根据权利要求1所述的焦点检测装置，
所述拍摄部具有多个具有所述第1像素和所述第2像素的焦点检测区域，
所述选择部基于所述焦点检测区域的位置和所述第1信息，选择所述第1焦点检测或者所述第2焦点检测。
3.根据权利要求2所述的焦点检测装置，
所述选择部在多个所述焦点检测区域中选择所述第1焦点检测或者所述第2焦点检测。
4.根据权利要求2或者3所述的焦点检测装置，
所述选择部，当在一个所述焦点检测区域选择所述第1焦点检测时，在其它的所述焦点检测区域选择所述第1焦点检测，当在一个所述焦点检测区域选择所述第2焦点检测时，在其它的所述焦点检测区域选择所述第2焦点检测。
5.根据权利要求2或者3所述的焦点检测装置，
所述选择部基于多个所述焦点检测区域中的距光轴最远的所述焦点检测区域的位置和所述第1信息，选择所述第1焦点检测或者所述第2焦点检测。
6.根据权利要求5所述的焦点检测装置，
所述选择部，当在多个所述焦点检测区域中的距光轴最远的所述焦点检测区域的位置选择所述第1焦点检测时，在其它的所述焦点检测区域选择所述第1焦点检测，当在距光轴最远的所述焦点检测区域的位置选择所述第2焦点检测时，在其它的所述焦点检测区域选择所述第2焦点检测。
7.根据权利要求2或者3所述的焦点检测装置，
多个所述焦点检测区域具有第1焦点检测区域和与所述第1焦点检测区域相比距光轴更远的第2焦点检测区域，
所述选择部基于所述第2焦点检测区域的位置和所述第1信息，选择所述第1焦点检测或者所述第2焦点检测。
8.根据权利要求7所述的焦点检测装置，
所述选择部，当在所述第2焦点检测区域选择所述第1焦点检测时，在所述第1焦点检测区域选择所述第1焦点检测，当在所述第2焦点检测区域选择所述第2焦点检测时，在所述第1焦点检测区域选择所述第2焦点检测。
9.根据权利要求2或者3所述的焦点检测装置，
具备设定部，所述设定部能够从多个所述焦点检测区域设定任意的所述焦点检测区域，
所述选择部基于通过所述设定部设定的所述焦点检测区域的位置和所述第1信息，选择所述第1焦点检测或者所述第2焦点检测。
10.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测装置，
所述选择部基于所述光学系统的焦距和拍摄距离中的至少一方以及所述第1信息，选择所述第1焦点检测或者所述第2焦点检测。
11.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测装置，
所述选择部，当所述光学系统的焦距和拍摄距离中的至少一方变化时，基于所述第1信息，选择所述第1焦点检测或者所述第2焦点检测。
12.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测装置，
所述选择部基于所述第1信息选择所述第1像素或者所述第2像素，
所述焦点检测部基于从由所述选择部选择的所述第1像素或者所述第2像素输出的信号，进行焦点检测。
13.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测装置，
所述选择部基于所述第1信息选择从所述第1像素输出的信号或者从所述第2像素输出的信号，
所述焦点检测部基于由所述选择部选择的信号，进行焦点检测。
14.根据权利要求12所述的焦点检测装置，
所述选择部基于拍摄装置的动作选择所述第1像素和所述第2像素、或者从所述第1像素输出的信号和从所述第2像素输出的信号。
15.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测装置，
所述第1信息是与根据像面中的位置而变化的出射光瞳距离有关的信息。
16.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测装置，
所述第1信息是表示像面中的位置与出射光瞳距离的关系的信息或者用于算出出射光瞳距离的式子的系数。
17.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测装置，
所述输入部被输入与所述光学系统的出射光瞳的形状有关的第2信息，
所述焦点检测部基于所述第2信息、和从所述第1像素输出的信号或者从所述第2像素输出的信号，进行焦点检测。
18.根据权利要求17所述的焦点检测装置，
所述焦点检测部基于从所述第1像素输出的信号或者从所述第2像素输出的信号、和所述第2信息，对由所述光学系统所成的像与所述拍摄部的偏移量进行检测。
19.根据权利要求17所述的焦点检测装置，
所述第2信息是与像面中的位置和出射光瞳的形状有关的信息。
20.根据权利要求17所述的焦点检测装置，
所述第2信息是与根据像面中的位置而变化的出射光瞳的形状有关的信息。
21.根据权利要求17所述的焦点检测装置，
所述第2信息是表示像面中的位置与出射光瞳的形状的关系的信息或者用于算出出射光瞳的形状的式子的系数。
22.根据权利要求17所述的焦点检测装置，
所述第2信息是与具有光圈的所述光学系统为开放光圈时的出射光瞳的形状有关的信息。
23.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测装置，
所述拍摄部具有多个所述第1像素和多个所述第2像素，
多个所述第1像素包括接受通过了所述光学系统的第1光瞳区域的光的像素、和接受通过了与所述第1光瞳区域不同的第2光瞳区域的光的像素，
多个所述第2像素包括接受通过了所述第1光瞳区域的光的像素和接受通过了所述第2光瞳区域的光的像素。
24.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测装置，
所述第1像素和所述第2像素分别具有对入射到所述光电转换部的光进行遮光的遮光部，
所述第1像素的所述遮光部的面积与所述第2像素的所述遮光部的面积不同。
25.一种拍摄装置，具备权利要求1～24中任一项所述的焦点检测装置，
所述拍摄装置具备装卸部，所述装卸部能够供具有所述光学系统的可更换镜头装卸，
所述输入部被从安装于所述装卸部的可更换镜头输入所述第1信息。
26.一种可更换镜头，具备安装部，所述安装部能够安装于权利要求1～24中任一项所述的焦点检测装置。
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