JP2021076760A - レンズ装置、撮像装置、通信方法、および、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】記憶容量および演算時間を増やすことなく、デフォーカス換算係数を算出可能なレンズ装置を提供する。【解決手段】撮像装置（１２０）に着脱可能なレンズ装置（１００）であって、光軸に関して回転対称な透過率分布層（１０５）を有する撮像光学系と、撮像光学系の開口情報を記憶する記憶手段（１１８）と、開口情報を撮像装置に送信する通信手段（１１７）とを有し、開口情報は、透過率分布層を有する撮像光学系の基線長に関する第１開口情報を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、位相差方式の焦点検出を行うレンズ装置および撮像装置に関する。

従来、撮像素子から出力される画素信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行う撮像装置が知られている。また、透過率分布を有する光学素子を備えたレンズ装置が提案されている。このような光学素子は、ボケ像のエッジを滑らかにするために設けられ、通常の撮像光学系では得られないボケ描写を実現し、写真の表現領域を広げることができる。

特許文献１には、光学素子の透過率分布と、光束の入射角範囲と、撮像素子の受光感度分布とに基づいて、位相差とデフォーカス量との比に関するパラメータ（変換係数）を算出する撮像装置が開示されている。これらの情報を用いることで、透過率分布を有する光学素子を備えた撮像装置において、デフォーカス量の算出に用いられる変換係数（デフォーカス換算係数）を算出することができる。

特許第６１７１１０６号公報

しかしながら、光学素子の透過率分布と、光束の入射角範囲と、撮像素子の受光感度分布とを撮像装置に記憶し、焦点検出のたびにこれらの情報に基づいてデフォーカス換算係数を算出するには、記憶容量および演算時間を増やす必要がある。

そこで本発明は、記憶容量および演算時間を増やすことなく、デフォーカス換算係数を算出可能なレンズ装置、撮像装置、通信方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としてのレンズ装置は、撮像装置に着脱可能なレンズ装置であって、光軸に関して回転対称な透過率分布層を有する撮像光学系と、前記撮像光学系の開口情報を記憶する記憶手段と、前記開口情報を前記撮像装置に送信する通信手段とを有し、前記開口情報は、前記透過率分布層を有する前記撮像光学系の基線長に関する第１開口情報を含む。

本発明の他の側面としての撮像装置は、レンズ装置が着脱可能な撮像装置であって、撮像素子と、前記レンズ装置から、光軸に関して回転対称な透過率分布層を有する撮像光学系の開口情報を受信する通信手段と、前記開口情報に基づいてデフォーカス換算係数を算出する算出手段とを有し、前記開口情報は、前記透過率分布層を有する前記撮像光学系の基線長に関する第１開口情報を含む。

本発明の他の側面としての通信方法は、光軸に関して回転対称な透過率分布層を有する撮像光学系を備えたレンズ装置と撮像装置との通信方法であって、レンズ装置の記憶手段から前記撮像光学系の開口情報を取得するステップと、前記開口情報を前記撮像装置に送信するステップとを有し、前記開口情報は、前記透過率分布層を有する前記撮像光学系の基線長に関する第１開口情報を含む。

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記通信方法をコンピュータに実行させる。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、記憶容量および演算時間を増やすことなく、デフォーカス換算係数を算出可能なレンズ装置、撮像装置、通信方法、および、プログラムを提供することができる。

実施例１、２における撮像装置のブロック図である。 各実施例における撮像素子の画素配列の概略図である。 各実施例における撮像素子の画素の概略平面図と概略断面図である。 各実施例における撮像素子の画素と瞳分割の概略説明図である。 各実施例における撮像素子と瞳分割の概略説明図である。 各実施例におけるデフォーカス量と像ずれ量の概略関係図である。 各実施例における透過率分布層がない場合の基線長の概略説明図である。 各実施例における透過率分布層がない場合の基線長の概略説明図である。 各実施例における透過率分布層の概略説明図である。 各実施例における透過率分布層がある場合の基線長の概略説明図である。 各実施例における透過率分布層がある場合の基線長の概略説明図である。 各実施例における第１開口情報の概略説明図である。 各実施例における第１開口情報の概略説明図である。 実施例１における開口情報取得のフローチャートである。 実施例２におけるデフォーカス換算係数算出のフローチャートである。 実施例３における撮像装置のブロック図である。 実施例３における開口情報取得のフローチャートである。 実施例３における第３開口情報および第４開口情報の概略説明図である。 実施例３における第３開口情報および第４開口情報の概略説明図である。 実施例３における第３開口情報および第４開口情報の概略説明図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（撮像装置の構成）
まず、図１を参照して、本発明の実施例１における撮像装置の構成について説明する。図１は、本実施例における撮像装置（レンズ交換可能な一眼レフタイプのデジタルカメラ）１０のブロック図である。撮像装置１０は、レンズユニット（交換レンズ、レンズ装置）１００とカメラ本体（撮像装置本体）１２０とを有するカメラシステム（撮像システム）である。レンズユニット１００は、図１中の点線で示されるマウントＭを介して、カメラ本体１２０と着脱可能に取り付けられる。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、レンズユニット（撮像光学系）とカメラ本体とが一体的に構成された撮像装置（デジタルカメラ）にも適用可能である。また本実施例は、デジタルカメラに限定されるものではなく、ビデオカメラなど他の撮像装置にも適用可能である。

レンズユニット１００は、光学系としての第１レンズ群１０１、絞り１０２、第２レンズ群１０３、フォーカスレンズ群（以下、単に「フォーカスレンズ」という）１０４、および、透過率分布層１０５と、駆動／制御系とを有する。このようにレンズユニット１００は、フォーカスレンズ１０４を含み、被写体像（光学像）を形成する撮影レンズ（撮像光学系）である。

第１レンズ群１０１は、レンズユニット１００の先端に配置され、光軸方向ＯＡに進退可能に保持される。絞り１０２は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行い、また静止画撮影時においては露光秒時調節用シャッタとして機能する。絞り１０２および第２レンズ群１０３は、一体的に光軸方向ＯＡに移動可能であり、第１レンズ群１０１の進退動作との連動によりズーム機能を実現する。フォーカスレンズ１０４は、光軸方向ＯＡに移動可能であり、その位置に応じてレンズユニット１００が合焦する被写体距離（合焦距離）が変化する。フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡにおける位置を制御することにより、レンズユニット１００の合焦距離を調節する焦点調節（フォーカス制御）が可能である。透過率分布層１０５は、光軸を中心とした回転対称な透過率分布を有する光学素子である。本実施例において、透過率分布層１０５は、光軸中心の透過率が一番高く、光軸中心から離れるにしたがって透過率が低い構成であるとして説明する。

駆動／制御系は、ズームアクチュエータ１１１、絞りアクチュエータ１１２、フォーカスアクチュエータ１１３、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６、レンズＭＰＵ１１７、および、レンズメモリ１１８を有する。ズーム駆動回路１１４は、ズームアクチュエータ１１１を用いて第１レンズ群１０１や第３レンズ群１０３を光軸方向ＯＡに駆動し、レンズユニット１００の光学系の画角を制御する（ズーム操作を行う）。絞り駆動回路１１５は、絞りアクチュエータ１１２を用いて絞り１０２を駆動し、絞り１０２の開口径や開閉動作を制御する。フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を用いてフォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに駆動し、レンズユニット１００の光学系の合焦距離を制御する（フォーカス制御を行う）。また、フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を用いてフォーカスレンズ１０４の現在位置（レンズ位置）を検出する位置検出部としての機能を有する。

レンズＭＰＵ（プロセッサ）１１７は、レンズユニット１００に係る全ての演算、制御を行い、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５、および、フォーカス駆動回路１１６を制御する。またレンズＭＰＵ１１７は、マウントＭを通じてカメラＭＰＵ１２５と接続され、コマンドやデータを通信する通信手段である。例えば、レンズＭＰＵ１１７は、フォーカスレンズ１０４の位置を検出し、カメラＭＰＵ１２５からの要求に対してレンズ位置情報を通知する。レンズ位置情報は、フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡにおける位置、撮像光学系が移動していない状態の射出瞳の光軸方向ＯＡにおける位置および直径、および、射出瞳の光束を制限するレンズ枠の光軸方向ＯＡにおける位置および直径などの情報を含む。またレンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５からの要求に応じて、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５、および、フォーカス駆動回路１１６を制御する。レンズメモリ（記憶手段）１１８は、自動焦点調節（ＡＦ制御）に必要な光学情報を記憶している。カメラＭＰＵ１２５は、例えば内蔵の不揮発性メモリやレンズメモリ１１８に記憶されているプログラムを実行することにより、レンズユニット１００の動作を制御する。

カメラ本体１２０は、光学的ローパスフィルタ１２１、撮像素子１２２、および、駆動／制御系を有する。光学的ローパスフィルタ１２１および撮像素子１２２は、レンズユニット１００を介して形成された被写体像（光学像）を光電変換し、画像データを出力する撮像部（撮像手段）として機能する。本実施例において、撮像素子１２２は、撮像光学系を介して形成された被写体像を光電変換し、画像データとして、撮像信号および焦点検出信号をそれぞれ出力する。また本実施例において、第１レンズ群１０１、絞り１０２、第２レンズ群１０３、フォーカスレンズ１０４、および、光学的ローパスフィルタ１２１は、撮像光学系を構成する。

光学的ローパスフィルタ１２１は、撮影画像の偽色やモアレを軽減する。撮像素子１２２は、ＣＭＯＳイメージセンサおよびその周辺回路で構成され、横方向ｍ画素、縦方向ｎ画素（ｍ、ｎは２以上の整数）が配置されている。本実施例の撮像素子１２２は焦点検出素子の役割も果たし、瞳分割機能を有し、画像データ（画像信号）を用いた位相差検出方式の焦点検出（位相差ＡＦ）が可能な瞳分割画素を有する。画像処理回路１２４は、撮像素子１２２から出力される画像データに基づいて、位相差ＡＦ用のデータと、表示、記録、およびコントラストＡＦ（ＴＶＡＦ）用の画像データとを生成する。

駆動／制御系は、撮像素子駆動回路１２３、画像処理回路１２４、カメラＭＰＵ１２５、表示器１２６、操作スイッチ群（操作ＳＷ）１２７、メモリ１２８、位相差ＡＦ部（撮像面位相差焦点検出部）１２９、及びＴＶＡＦ部（ＴＶＡＦ焦点検出部）１３０を有する。撮像素子駆動回路１２３は、撮像素子１２２の動作を制御するとともに、撮像素子１２２から出力された画像信号（画像データ）をＡ／Ｄ変換し、カメラＭＰＵ１２５に送信する。画像処理回路１２４は、撮像素子１２２から出力された画像信号に対して、γ変換、ホワイトバランス調整処理、色補間処理、圧縮符号化処理など、デジタルカメラで行われる一般的な画像処理を行う。また画像処理回路１２４は、位相差ＡＦ用の信号を生成する。

カメラＭＰＵ（プロセッサ、制御装置）１２５は、カメラ本体１２０に係る全ての演算および制御を行う。すなわちカメラＭＰＵ１２５は、撮像素子駆動回路１２３、画像処理回路１２４、表示器１２６、操作スイッチ群１２７、メモリ１２８、位相差ＡＦ部１２９、および、ＴＶＡＦ部１３０を制御する。またカメラＭＰＵ１２５は、マウントＭの信号線を介してレンズＭＰＵ１１７と接続され、レンズＭＰＵ１１７とコマンドやデータを通信する通信手段である。カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７に対して、レンズ位置の取得や所定の駆動量でのレンズ駆動要求を発行し、また、レンズＭＰＵ１１７からレンズユニット１００に固有の光学情報の取得要求などを発行する。

カメラＭＰＵ１２５には、カメラ本体１２０の動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ１２５ａ、変数を記憶するＲＡＭ（カメラメモリ）１２５ｂ、および、各種のパラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ１２５ｃが内蔵されている。またカメラＭＰＵ１２５は、ＲＯＭ１２５ａに格納されているプログラムに基づいて、焦点検出処理を実行する。焦点検出処理においては、撮像光学系の互いに異なる瞳領域（瞳部分領域）を通過した光束により形成される光学像を光電変換した対の像信号を用いて、公知の相関演算処理が実行される。

表示器１２６は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などから構成され、撮像装置１０の撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像などを表示する。操作スイッチ群１２７は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチなどで構成される。メモリ（記憶手段）１２８は、着脱可能なフラッシュメモリであり、撮影済み画像を記録する。

位相差ＡＦ部１２９は、撮像素子１２２および画像処理回路１２４から得られる焦点検出用画像データの像信号に基づいて、位相差検出方式による焦点検出処理を行う。より具体的には、画像処理回路１２４は、撮像光学系の一対の瞳領域を通過する光束で形成される一対の像データを焦点検出用データとして生成し、位相差ＡＦ部１２９は、一対の像データのずれ量に基づいて焦点ずれ量を検出する。このように、本実施例の位相差ＡＦ部１２９は、専用のＡＦセンサを用いず、撮像素子１２２の出力に基づく位相差ＡＦ（撮像面位相差ＡＦ）を行う。本実施例において、位相差ＡＦ部１２９は、取得手段１２９ａおよび算出手段１２９ｂを有する。取得手段１２９ａは、カメラＭＰＵ１２５から、レンズユニット１００から受信した開口情報を取得する。算出手段１２９ｂは、開口情報に基づいてデフォーカス換算係数を算出する。なお、位相差ＡＦ部１２９の少なくとも一部の手段（取得手段１２９ａまたは算出手段１２９ｂの一部）を、カメラＭＰＵ１２５に設けてもよい。

ＴＶＡＦ部１３０は、画像処理回路１２４により生成されるＴＶＡＦ用評価値（画像データのコントラスト情報）に基づいて、コントラスト検出方式の焦点検出処理を行う。コントラスト検出方式の焦点検出処理の際には、フォーカスレンズ１０４を移動して評価値（焦点評価値）がピークとなるフォーカスレンズ位置が合焦位置として検出される。

このように、本実施例の撮像装置１０は、撮像面位相差ＡＦとＴＶＡＦとを組み合わせて実行可能であり、状況に応じて、これらを選択的に使用し、または、組み合わせて使用することができる。位相差ＡＦ部１２９およびＴＶＡＦ部１３０は、各々の焦点検出結果を用いてフォーカスレンズ１０４の位置を制御するフォーカス制御手段として機能する。

（撮像素子）
次に、図２および図３を参照して、本実施例における撮像素子１２２の画素配列について説明する。図２は、撮像素子１２２の画素（撮像画素および焦点検出画素）の配列の概略図である。図２において、本実施例の撮像素子（２次元ＣＭＯＳセンサ子）１２２の画素（撮像画素）配列を４列×４行の範囲で、焦点検出画素配列を８列×４行の範囲で示す。本実施例において、図２に示される２列×２行の画素群２００は、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素２００Ｒが左上に、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素２００Ｇが右上と左下に、Ｂ（青）の分光感度を有する画素２００Ｂが右下に配置されている。さらに、各画素は２列×１行に配列された第１焦点検出画素（第１画素）２０１と第２焦点検出画素（第２画素）２０２により構成されている。

図２に示される４列×４行の画素（８列×４行の焦点検出画素）を面上に多数配置し、撮像画像（焦点検出信号）の取得を可能としている。本実施例では、画素の周期Ｐが４μｍ、画素数Ｎが横５５７５列×縦３７２５行＝約２０７５万画素、焦点検出画素の列方向周期ＰＡＦが２μｍ、焦点検出画素数ＮＡＦが横１１１５０列×縦３７２５行＝約４１５０万画素の撮像素子として説明を行う。

図３は、撮像素子１２２の画素の概略平面図と概略断面図である。図３（ａ）は図２に示される撮像素子１２２の１つの画素２００Ｇを、撮像素子１２２の受光面側（＋ｚ側）から見た平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のａ−ａ断面を−ｙ側から見た断面図を示す。

図３に示されるように、本実施例の画素２００Ｇでは、各画素の受光側に入射光を集光するためのマイクロレンズ３０５が形成され、ｘ方向にＮＨ分割（２分割）、ｙ方向にＮＶ分割（１分割）された光電変換部３０１と光電変換部３０２が形成される。光電変換部３０１と光電変換部３０２が、それぞれ、第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２に対応する。

光電変換部３０１と光電変換部３０２は、ｐ型層とｎ型層の間にイントリンシック層を挟んだｐｉｎ構造フォトダイオードとしても良いし、必要に応じて、イントリンシック層を省略し、ｐｎ接合フォトダイオードとしても良い。各画素には、マイクロレンズ３０５と、光電変換部３０１および光電変換部３０２との間に、カラーフィルタ３０６が形成される。また、必要に応じて、副画素毎にカラーフィルタ３０６の分光透過率を変えても良いし、カラーフィルタ３０６を省略しても良い。

図３に示される画素２００Ｇに入射した光は、マイクロレンズ３０５により集光され、カラーフィルタ３０６で分光された後、光電変換部３０１と光電変換部３０２で受光される。光電変換部３０１と光電変換部３０２では、受光量に応じて電子とホールが対生成し、空乏層で分離された後、負電荷の電子はｎ型層（不図示）に蓄積され、一方、ホールは定電圧源（不図示）に接続されたｐ型層を通じて撮像素子外部へ排出される。 光電変換部３０１と光電変換部３０２のｎ型層（不図示）に蓄積された電子は、転送ゲートを介して、静電容量部（ＦＤ）に転送され、電圧信号に変換される。

次に、図４を参照して、図３に示される本実施例の撮像素子１２２の画素構造と瞳分割との対応関係について説明する。図４は、撮像素子１２２の画素と瞳分割の概略説明図であり、図３（ａ）に示される本実施例の画素構造のａ−ａ断面を＋ｙ側から見た断面図と撮像素子１２２の瞳面（瞳距離Ｄｓ）を示す。図４では、撮像素子１２２の瞳面の座標軸と対応を取るため、断面図のｘ軸とｙ軸を図３に対して反転させている。

図４において、第１焦点検出画素２０１の第１瞳部分領域５０１は、重心が−ｘ方向に偏心している光電変換部３０１の受光面と、マイクロレンズ３０５によって概ね共役関係になっており、第１焦点検出画素２０１で受光可能な瞳領域を表している。第１焦点検出画素２０１の第１瞳部分領域５０１は、瞳面上で＋Ｘ側に重心が偏心している。図４において、第２焦点検出画素２０２の第２瞳部分領域５０２は、重心が＋ｘ方向に偏心している光電変換部３０２の受光面と、マイクロレンズ３０５によって概ね共役関係になっており、第２焦点検出画素２０２で受光可能な瞳領域を表している。第２焦点検出画素２０２の第２瞳部分領域５０２は、瞳面上で−Ｘ側に重心が偏心している。また図４において、瞳領域５００は、光電変換部３０１と光電変換部３０２（第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２）を全て合わせた際の画素２００Ｇ全体で受光可能な瞳領域である。

撮像面位相差ＡＦでは、撮像素子１２２のマイクロレンズ３０５を利用して瞳分割するため回折の影響を受ける。図４において、撮像素子１２２の瞳面までの瞳距離が数１０ｍｍであるのに対し、マイクロレンズ３０５の直径は数μｍである。このため、マイクロレンズ３０５の絞り値が数万となり、数１０ｍｍレベルの回折ボケが生じる。よって、光電変換部の受光面の像は、明瞭な瞳領域や瞳部分領域とはならずに、受光感度特性（受光率の入射角分布）となる。

次に、図５を参照して、撮像素子１２２と瞳分割との対応関係について説明する。図５は、撮像素子１２２と瞳分割との概略図である。第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２の異なる瞳部分領域を通過した光束は、撮像素子１２２の各画素に、それぞれ互いに異なる角度で入射し、２×１分割された第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２で受光される。本実施例は、瞳領域が水平方向に２つに瞳分割されている例である。必要に応じて、垂直方向に瞳分割を行っても良い。また、水平方向および垂直方向の両方に瞳分割を行っても良い。

本実施例の撮像素子１２２は、第１焦点検出画素２０１および第２焦点検出画素２０２を有する撮像画素が複数配列されている。第１焦点検出画素２０１は、撮像光学系の第１瞳部分領域５０１を通過する光束を受光する。第２焦点検出画素２０２は、第１瞳部分領域５０１と異なる撮像光学系の第２瞳部分領域５０２を通過する光束を受光する。また撮像画素は、撮像光学系の第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２とを合わせた瞳領域５００を通過する光束を受光する。

本実施例の撮像素子１２２では、それぞれの撮像画素が第１焦点検出画素２０１および第２焦点検出画素２０２から構成されている。必要に応じて、撮像画素と第１焦点検出画素２０１、第２焦点検出画素２０２を個別の画素構成とし、撮像画素配列の一部に、第１焦点検出画素２００１および第２焦点検出画素２０２を部分的に配置する構成としても良い。

本実施例では、撮像素子１２２の各画素の第１焦点検出画素２０１の受光信号を集めて第１焦点信号を生成し、各画素の第２焦点検出画素２０２の受光信号を集めて第２焦点信号を生成して焦点検出を行う。また、撮像素子１２２の画素ごとに、第１焦点検出画素２０１からの信号（第１焦点検出信号）と第２焦点検出画素２０２からの信号（第２焦点検出信号）とを加算することで、有効画素数Ｎの解像度の撮像信号（撮像画像）を生成する。なお各信号の生成方法は、本実施例での実施形態に限定されるものではなく、例えば第２焦点信号は、撮像信号と第１焦点信号との差分から生成しても良い。

（デフォーカス量と像ずれ量の関係）
次に、図６を参照して、撮像素子１２２により取得される第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のデフォーカス量と像ずれ量との関係について説明する。図６は、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のデフォーカス量と、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の像ずれ量との概略関係図である。撮像面８００に撮像素子１２２が配置され、図４および図５と同様に、撮像素子１２２の瞳面が、第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２に２分割される。

デフォーカス量ｄは、被写体の結像位置から撮像面までの距離を大きさ｜ｄ｜とし、被写体の結像位置が撮像面より被写体側にある前ピン状態を負符号（ｄ＜０）として定義される。また、被写体の結像位置が撮像面より被写体の反対側にある後ピン状態を、正符号（ｄ＞０）として定義される。被写体の結像位置が撮像面（合焦位置）にある合焦状態において、ｄ＝０である。図６において、被写体８０１は合焦状態（ｄ＝０）の例を示しており、被写体８０２は前ピン状態（ｄ＜０）の例を示している。前ピン状態（ｄ＜０）と後ピン状態（ｄ＞０）とを合わせて、デフォーカス状態（｜ｄ｜＞０）とする。

前ピン状態（ｄ＜０）では、被写体８０２からの光束のうち、第１瞳部分領域５０１（第２瞳部分領域５０２）を通過した光束は、一度、集光した後、光束の重心位置Ｇ１（Ｇ２）を中心として幅Γ１（Γ２）に広がり、撮像面８００でボケた像となる。ボケた像は、撮像素子１２２に配列された各画素を構成する第１焦点検出画素２０１（第２焦点検出画素２０２）により受光され、第１焦点検出信号（第２焦点検出信号）が生成される。よって、第１焦点検出信号（第２焦点検出信号）は、撮像面８００上の重心位置Ｇ１（Ｇ２）に、被写体８０２が幅Γ１（Γ２）にボケた被写体像として記録される。被写体像のボケ幅Γ１（Γ２）は、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加する。同様に、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ量ｐ（＝光束の重心位置の差Ｇ１−Ｇ２）の大きさ｜ｐ｜も、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加する。後ピン状態（ｄ＞０）でも、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態と反対となるが、同様である。

したがって、本実施例では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号、または、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号とを加算した撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の像ずれ量の大きさが増加する。撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号との間の像ずれ量の大きさが増加する。このような関係性から、基線長に基づいて算出された変換係数（デフォーカス換算係数）により、像ずれ量を検出デフォーカス量に変換して焦点検出を行う。

（基線長）
次に、図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、基線長について説明する。基線長は、第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２の受光感度特性の重心差に基づいて算出される。図７（ａ）、（ｂ）は透過率分布層がない場合の基線長の概略説明図であり、図７（ａ）は中央像高、図７（ｂ）は周辺像高のそれぞれにおける開口、受光感度特性、および、基線長を示す。

中央像高では、図７（ａ）に示されるように、開口情報の１つである絞り１０２により受光可能な光束が規定されている。このため、第１焦点検出画素２０１の受光感度特性である第１受光感度特性７０１と、第２焦点検出画素２０２の受光感度特性である第２受光感度特性７０２のうち、受光可能な領域は絞り１０２の内側領域となる。したがって、第１受光感度特性７０１と第２受光感度特性７０２との重心差、すなわち基線長はＢＬ７１１となる。

一方、周辺像高では、図７（ｂ）に示されるように、ｘ＜０側の光束を規定する開口情報の１つである下線枠４０１と、ｘ＞０側の光束を規定する開口情報の１つである上線枠４０２により、受光可能な光束が規定されている。このため、第１受光感度特性と第２受光感度特性のうち受光可能な領域は下線枠４０１と上線枠４０２とで囲まれた領域となり、第１受光感度特性７０１と第２受光感度特性７０２との重心差、すなわち基線長はＢＬ７１２となる。

このように基線長は、受光感度特性と、受光可能領域を規定する開口情報とに基づいて決定され、正確な基線長を算出するにはこれらの情報が必要となる。

（透過率分布）
次に、図８を参照して、透過率分布層１０５について説明する。図８は、図８は、透過率分布層１０５の概略説明図である。透過率分布層１０５による瞳距離Ｄｓにおける透過率分布８１０は、光軸中心をピークとして光軸から離れるにしたがって低くなる。このような透過率分布を配することで、ボケ像のエッジを滑らかにすることができ、通常の光学系では得られないボケ描写を実現し、写真の表現領域を広げることが可能となる。

しかし、透過率分布が一様でなくなることにより、基線長は、第１焦点検出画素２０１または第２焦点検出画素２０２の受光感度特性と、透過率分布層１０５の透過率分布とが掛け合わされた状態で決定される。このため基線長は、透過率分布を考慮して算出する必要がある。そこで本実施例では、透過率分布による基線長の変化に対応した開口情報を保持することで透過率分布の影響を考慮し、透過率分布層を有していないレンズと同様の振る舞いで基線長を算出することを可能する。

（基線長と透過率分布）
次に、図９（ａ）および図９（ｂ）を参照して、透過率分布層１０５がある場合の基線長について説明する。図９（ａ）、（ｂ）は透過率分布層１０５がある場合の基線長の概略説明図であり、図９（ａ）は中央像高、図９（ｂ）は周辺像高のそれぞれにおける開口、受光感度特性、および、基線長を示す。

第３受光感度特性９０１および第４受光感度特性９０２は、第１受光感度特性７０１および第２受光感度特性７０２のそれぞれと透過率分布８１０とが掛け合わされた状態の受光感度特性である。第３受光感度特性９０１および第４受光感度特性９０２は、透過率分布８１０の特性に従って、第１受光感度特性７０１および第２受光感度特性７０２のそれぞれよりも、光軸から離れるにつれて受光感度が低くなっている。このため、透過率分布層１０５がある場合の基線長ＢＬ９１１は、透過率分布層１０５がない場合の基線長ＢＬ７１１よりも短くなる。周辺像高の基線長ＢＬ９１２も、透過率分布層１０５がない場合の基線長ＢＬ７１２によりも短くなる。ただし、開口部の形状および透過率分布が中心像高の場合と異なるため、周辺像高での変化率は中心像高と異なる。

（透過率分布を考慮した基線長を示す開口情報）
透過率分布層１０５を有しない撮像光学系と同様の振る舞いで基線長を算出するには、透過率分布による基線長の変化に対応した、透過率分布の影響を考慮した開口情報を保持する必要がある。

次に、図１０（ａ）および図１０（ｂ）を参照して、透過率分布の影響を考慮した基線長を示す開口情報（第１開口情報）について説明する。図１０は第１開口情報の概略説明図であり、図１０（ａ）は中央像高、図１０（ｂ）は周辺像高における透過率分布を考慮した基線長を示す開口情報を示す。

図１０（ａ）に示されるように、基線長絞り枠１０００は、中央像高の透過率分布を考慮した基線長を示す基線長絞り枠（中央像高の第１開口情報）である。基線長絞り枠１０００は、透過率分布層１０５がない状態の第１受光感度特性７０１、第２受光感度特性７０２に対する基線長が、透過率分布層１０５がある場合の基線長ＢＬ９１１と等しくなるように、絞り１０２の径を変化させたものである。基線長絞り枠１０００は、透過率分布により基線長が短くなったことを考慮して、絞り１０２よりも小さい径となっている。基線長絞り枠１０００を第１開口情報として保持し使用することで、透過率分布層１０５を有しない撮像光学系と同様の振る舞いで基線長を算出することが可能となる。

図１０（ｂ）に示されるように、ｘ＜０側の基線長下線枠１００１およびｘ＞０側の基線長上線枠１００２は、周辺像高の透過率分布を考慮した基線長を示す。これらは、透過率分布層１０５がない状態の第１受光感度特性７０１、第２受光感度特性７０２に対する基線長が、透過率分布層１０５がある場合の基線長ＢＬ９１２と等しくなるように、下線枠４０１と上線枠４０２の中心位置を変化させたものである。中心位置の変化方法は、透過率分布中心（透過率分布ピーク位置）と基線長下線枠１００１までの距離と、透過率分布中心と基線長上線枠１００２までの距離が等しくなるように変化させている。透過率分布中心までの距離を等しくした場合、基線長下線枠１００１または基線長上線枠１００２の一方が下線枠４０１、上線枠４０２よりも外側に位置する場合、外側とならない方の中心位置のみを変化させる。

本実施例では、下線枠４０１と上線枠４０２の中心位置を変化させて基線長下線枠１００１および基線長上線枠１００２を算出するが、中心位置の代わりに径を変化させて算出してもよい。基線長下線枠１００１および基線長上線枠１００２は、透過率分布により基線長が短くなったことを考慮して、下線枠４０１および上線枠４０２よりも内側に位置している。基線長下線枠１００１および基線長上線枠１００２を第１開口情報として保持し使用することで、透過率分布層を有していないレンズと同様の振る舞いで基線長を算出することが可能となる。

（処理フロー）
次に、図１１を参照して、本実施例における開口情報取得について説明する。図１１は、本実施例における開口情報取得（通信方法）のフローチャートである。図１１の各ステップは、主に、レンズＭＰＵ１１７により実行される。

まず、ステップＳ１１０１において、レンズＭＰＵ１１７は、レンズユニット１００の現在のズームステートを取得する。続いてステップＳ１１０２において、レンズＭＰＵ１１７は、レンズユニット１００の現在のフォーカスステートを取得する。続いてステップＳ１１０３において、レンズＭＰＵ１１７は、マウントＭを介した通信により、カメラＭＰＵ１２５により指定された像高情報を取得する。続いてステップＳ１１０４において、レンズＭＰＵ１１７は、現在の設定絞り値を取得する。

続いてステップＳ１１０５において、レンズＭＰＵ１１７は、第１開口情報が取得可能か否かを判定する。レンズメモリ１１８は、メモリ容量の削減のため、所定の絞り値以下の範囲でのみ第１開口情報を記憶している。透過率分布８１０は、光軸から離れるほど透過率が低くなり、光軸中心との透過率差が大きいため、光軸から離れた領域を多く含むほど基線長への影響が大きくなる。逆に、光軸中心近傍の領域のみの場合には、光軸中心との透過率差が小さいため、基線長への影響が小さい。このため、絞り値が大きい場合には絞り径が小さくなり光軸中心近傍の領域のみとなるため、透過率分布の基線長への影響は小さくなる。

以上のことから、絞り値が大きい場合、基線長へ与える影響は小さくなる。このため、メモリ容量の削減のため、第１開口情報を保持する絞り値の範囲を所定絞り値よりも小さい範囲に限定している。そこで本実施例では、ステップＳ１１０５にてレンズメモリ１１８が第１開口情報を保持している場合（現在の絞り値が所定絞り値よりも小さい場合）、レンズＭＰＵ１１７は第１開口情報を取得可能であると判定し、ステップＳ１１０６に進む。一方、ステップＳ１１０５にてレンズメモリ１１８が第１開口情報を保持していない場合（現在の絞り値が所定絞り値よりも大きい場合）、ステップＳ１１０６をスキップし、レンズＭＰＵ１１７は第１開口情報を取得せずにステップＳ１１０７に進む。なお本実施例では、メモリ容量の削減のため、レンズメモリ１１８に第１開口情報を保持する範囲を限定しているが、設定可能な絞り値の全ての範囲で第１開口情報を保持し、必ずステップＳ１１０６へ進み、第１開口情報を取得してもよい。

ステップＳ１１０６において、レンズＭＰＵ１１７は、レンズメモリ１１８から、ステップＳ１１０１〜Ｓ１１０４にて取得したズームステート、フォーカスステート、像高、および、設定絞り値に応じた第１開口情報を取得する。レンズメモリ１１８は、ズーム範囲を複数に分割したズームステート毎、フォーカス範囲を複数に分割したフォーカスステート毎、像高範囲を複数に分割した像高毎、および、所定絞り値範囲を複数に分割した絞り値毎に第１開口情報を記憶している。このため、現在のズームステート、フォーカスステート、絞り値、および、カメラＭＰＵ１２５により指定された像高における第１開口情報を、近傍ステートの第１開口情報から線形補間することにより算出して取得する。本実施例では、現在のズームステート、フォーカスステート、絞り値、および、カメラＭＰＵ１２５により指定された像高の第１開口情報を、線形補間にて算出することで取得するが、最近傍ステートの第１開口情報を取得してもよい。

続いてステップＳ１１０７において、レンズＭＰＵ１１７は、第２開口情報を取得する。第２開口情報は、光量を示す開口情報であり、透過率分布８１０による減光を考慮して算出された開口情報である。図１０を参照して説明したように、第１開口情報は、透過率分布の影響を考慮した基線長を示す開口情報である。光量を示す開口情報（第２開口情報）も同様に、透過率分布によって減光したことを考慮して、絞り１０２、下線枠４０１、および、上線枠４０２を変化させた開口情報である。本実施例では、周辺像高で下線枠と上線枠に分けて第２開口情報を算出してレンズメモリ１１８に保持しているが、光量が等しい１つの枠とみなして、１つの枠情報のみを第２開口情報として保持していてもよい。また本実施例では、第２開口情報を、光量を示す開口情報として説明したが、透過率分布８１０による深度への影響を考慮した、深度を示す開口情報であってもよい。また第２開口情報は、絞り値（絞り径）に関する情報であってもよい。その場合、ステップＳ１１０４にて取得した設定絞り値の情報を第２開口情報とし、ステップＳ１１０７での処理をスキップしてもよい。

続いてステップＳ１１０８において、レンズＭＰＵ１１７は、開口情報をカメラＭＰＵ１２５へ送信し、本フローを終了する。すなわちレンズＭＰＵ１１７は、ステップＳ１１０５にて第１開口情報を取得可能と判定した場合、第１開口情報および第２開口情報をカメラＭＰＵ１２５へ送信する。一方、レンズＭＰＵ１１７は、ステップＳ１１０５にて第１開口情報を取得できないと判定した場合、第２開口情報をカメラＭＰＵ１２５へ送信する。

本実施例では、レンズＭＰＵ１１７は、像高に応じた第１開口情報を取得してカメラＭＰＵ１２５へ送信するが、これに限定されるものではない。例えば、レンズＭＰＵ１１７は、全像高の第１開口情報をまとめてカメラＭＰＵ１２５に送信し、カメラＭＰＵ１２５が像高に応じた第１開口情報を取得してもよい。この点は、ズームステート、フォーカスステート、または、設定絞り値に関しても同様である。

また本実施例では、絞り値の範囲を複数に分割して保持し、線形補間することにより算出するが、絞り値の関数として第１開口情報を保持し、取得した絞り値に応じた関数にて算出してもよい。この点は、ズームステート、フォーカスステート、または、像高に関しても同様である。

また本実施例では、特定の第１受光感度特性および第２受光感度特性に基づいて算出された第１開口情報のみを保持するが、これに限定されるものではない。例えば、特性の異なる複数パターンの第１受光感度特性および第２受光感度特性に基づいて算出された第１開口情報を保持し、撮像素子１２２の特性に基づいて第１開口情報を取得してもよい。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例は、開口情報の取得を行う場所、および、取得後の開口情報の使用に関して実施例１と異なる。なお、本実施例における他の構成および動作は、実施例１と同様であるため、それらの説明は省略する。

実施例１では、レンズＭＰＵ１１７がレンズユニット１００のレンズメモリ１１８に記憶された第１開口情報および第２開口情報を取得してカメラＭＰＵ１２５へ送信する。一方、本実施例では、カメラＭＰＵ１２５がカメラ本体１２０のメモリ１２８に記憶された第１開口情報および第２開口情報を取得し、第１開口情報を用いてデフォーカス換算係数を算出する。

（処理フロー）
以下、図１２を参照して、本実施例におけるデフォーカス換算係数算出について説明する。図１２は、本実施例におけるデフォーカス換算係数算出（通信方法）のフローチャートである。なお、図１２の各ステップは、主に、カメラＭＰＵ１２５により実行される。

まず、ステップＳ１２０１において、カメラＭＰＵ１２５は、マウントＭを介した通信によりレンズＭＰＵ１１７から、レンズユニット１００の現在のズームステートを取得する。続いてステップＳ１２０２において、カメラＭＰＵ１２５は、マウントＭを介した通信によりレンズＭＰＵ１１７から、レンズユニット１００の現在のフォーカスステートを取得する。続いてステップＳ１２０３において、カメラＭＰＵ１２５は、デフォーカス算出を行う像高情報を取得する。続いてステップＳ１２０４において、カメラＭＰＵ１２５は、マウントＭを介した通信によりレンズＭＰＵ１１７から、現在の設定絞り値を取得する。

続いてステップＳ１２０５において、カメラＭＰＵ１２５は、マウントＭを介した通信によりレンズＭＰＵ１１７から、レンズユニット１００のレンズ識別番号（レンズＩＤなどのレンズ情報）を取得する。メモリ１２８は、レンズ識別番号毎（レンズユニット毎）に第１開口情報および第２開口情報が記憶している。すなわちメモリ１２８は、透過率分布層１０５を有するレンズユニットに関して、実施例１と同様に算出された第１開口情報および第２開口情報を保持している。一方、透過率分布層１０５を有しないレンズユニットに関しては、第１開口情報と第２開口情報とが同一であるため、メモリ１２８は、第１開口情報を保持せず、第２開口情報のみを保持している。

続いてステップＳ１２０６において、カメラＭＰＵ１２５（取得手段１２９ａ）は、ステップＳ１２０１〜Ｓ１２０５にて取得したズームステート、フォーカスステート、像高、設定絞り値、および、レンズ識別番号に応じた第１開口情報を取得する。透過率分布層１０５を有していないレンズユニットのレンズ識別番号を取得した場合、カメラＭＰＵ１２５は、第２開口情報を第１開口情報として取得する。メモリ１２８は、レンズ識別番号毎に、ズーム範囲を複数に分割したズームステート毎、フォーカス範囲を複数に分割したフォーカスステート毎、像高範囲を複数に分割した像高毎、所定絞り値範囲を複数に分割した絞り値毎に第１開口情報を記憶している。このためカメラＭＰＵ１２５は、レンズ識別番号、現在のズームステート、フォーカスステート、設定絞り値、および、デフォーカス算出の像高における第１開口情報を、近傍ステートの第１開口情報から線形補間することにより算出して取得する。

続いてステップＳ１２０７において、カメラＭＰＵ１２５は、メモリ１２８から、ステップＳ１２０４にて取得した設定絞り値に応じた係数（以下の式（１）で表される基線長ＢＬを算出するための関数の係数ｍ０００〜ｍ２２０）を取得する。ここで取得される係数は、ステップＳ１２０３にて取得した像高情報ｈ、ステップＳ１２０６にて取得した第１開口情報の上線枠と絞り中心までの距離ｂ１、下線枠と絞り中心までの距離ｂ２に対する２次の関数の係数である。なお本実施例では、像高情報ｈ、距離ｂ１、ｂ２に関する２次の関数における係数を取得するが、２次の関数に限定されるものではなく、１次の関数や３以上の関数であってもよい。また、変化の小さい変数に対する次数を小さくし、大きい変数の次数を大きくして、変数ごとに次数を異ならせてもよい。

続いてステップＳ１２０８において、カメラＭＰＵ１２５（算出手段１２９ｂ）は、像ずれ量をデフォーカス量に変換するためのデフォーカス換算係数Ｋを算出する。すなわちカメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ１２０３にて取得した像高情報、ステップＳ１２０６にて取得した第１開口情報、および、ステップＳ１２０７にて取得した係数に基づいて、以下の式（１）、（２）を用いてデフォーカス換算係数Ｋを算出する。

ステップＳ１２０８を終えると、カメラＭＰＵ１２５は、デフォーカス換算係数算出の処理を終了する。そしてカメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２からの対の像信号に対する相関演算により算出された像ずれ量に、図１２のフローチャートに従って算出されたデフォーカス換算係数Ｋを掛けて、デフォーカス量を算出する。そしてカメラＭＰＵ１２５およびレンズＭＰＵ１１７は、算出したデフォーカス量に基づいてフォーカス制御（ＡＦ制御）を行う。

次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例は、レンズユニット１００とカメラ本体１２０との間に着脱可能なユニット（コンバータレンズユニット）が装着されている点で、実施例１と異なる。本実施例では、予め記憶された着脱可能なユニットが装着された状態の基線長を示す第３開口情報を取得し、着脱可能なユニットの光学情報と第２開口情報から第４開口情報を算出して開口情報を取得する場合について説明する。なお本実施例における他の構成および動作は、実施例１と同様であるため、それらの説明は省略する。

まず、図１３を参照して、本実施例における撮像装置の構成について説明する。図１３は、本実施例における撮像装置１０ａのブロック図である。撮像装置１０ａは、レンズユニット（交換レンズ、レンズ装置）１００と、カメラ本体（撮像装置本体）１２０と、レンズユニット１００とカメラ本体１２０との間に着脱可能なユニット（コンバータレンズユニット６００）を有するカメラシステムである。コンバータレンズユニット６００は、マウントＭを介してカメラ本体１２０と着脱可能に取り付けられ、マウントＭ２を介してレンズユニット１００と着脱可能に取り付けられる。なお、図１と同様の構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。また本実施例において、レンズユニット１００とカメラ本体１２０との間に着脱可能なユニットはコンバータレンズユニット６００であるが、これに限定されるものではない。

図１３において、コンバータレンズユニット６００は、コンバータレンズ６０１およびコンバータメモリ６０２を有し、被写体の光学像を形成するレンズユニット１００の焦点距離を変更する撮影レンズである。なお、以下の説明では、コンバータレンズ６０１と区別するため、レンズユニット１００を「マスターレンズ１００」と呼ぶ。コンバータレンズユニット６００が装着されると、第１レンズ群１０１、第２レンズ群１０３、および、コンバータレンズ６０１により、ズーム機能を実現する。コンバータメモリ６０２は、自動焦点調整に必要な光学情報（開口情報）を予め記憶している。レンズＭＰＵ１１７は、コンバータメモリ６０２に記憶された光学情報（開口情報）を取得可能に構成される。

（処理フロー）
次に、図１４を参照して、本実施例における開口情報取得について説明する。図１４は、本実施例における開口情報取得（通信方法）のフローチャートである。図１４の各ステップは、主に、レンズＭＰＵ１１７により実行される。

まず、ステップＳ１４０１において、レンズＭＰＵ１１７は、レンズユニット１００の現在のズームステートを取得する。続いてステップＳ１４０２において、レンズＭＰＵ１１７は、レンズユニット１００の現在のフォーカスステートを取得する。続いてステップＳ１４０３において、レンズＭＰＵ１１７は、マウントＭ、Ｍ２を介した通信により、カメラＭＰＵ１２５により指定された像高情報を取得する。続いてステップＳ１４０４において、レンズＭＰＵ１１７は、現在の設定絞り値を取得する。続いてステップＳ１４０５において、レンズＭＰＵ１１７は、第２開口情報を取得する。本実施例において、第２開口情報は、絞り値（絞り径）に関する情報である。

続いてステップＳ１４０６において、レンズＭＰＵ１１７は、コンバータレンズユニット（着脱可能ユニット）６００が装着されているか否かを判定する。ステップＳ１４０６にてコンバータレンズユニット６００が装着されていると判定された場合、ステップＳ１４０７に進む。

ステップＳ１４０７において、レンズＭＰＵ１１７は、コンバータレンズユニット６００から、コンバータレンズユニット６００の光学情報を取得する。本実施例において、光学情報は、コンバータレンズユニット６００の焦点距離倍率である。

続いてステップＳ１４０８において、レンズＭＰＵ１１７は、取得したズームステート、フォーカスステート、像高、および、設定絞り値に応じた第３開口情報を取得する。レンズメモリ１１８は、ズーム範囲を複数に分割したズームステート毎、フォーカス範囲を複数に分割したフォーカスステート毎、像高範囲を複数に分割した像高毎、および、所定絞り値範囲を複数に分割した絞り値毎に第３開口情報を記憶している。このためレンズＭＰＵ１１７は、現在のズームステート、フォーカスステート、設定絞り値、および、カメラＭＰＵ１２５により指定された像高における第３開口情報を、近傍ステートの第３開口情報から線形補間することにより算出し取得する。本実施例では、現在のズームステート、フォーカスステート、絞り値、および、カメラＭＰＵ１２５により指定された像高の第３開口情報を、線形補間にて算出することで取得するが、最近傍ステートの第３開口情報を取得してもよい。

続いてステップＳ１４０９において、レンズＭＰＵ１１７は、取得した第２開口情報と、コンバータレンズユニット６００の光学情報とに基づいて、第４開口情報を算出する。第４開口情報は、コンバータレンズユニット６００が装着された状態での、絞り値（絞り径）に関する情報である。コンバータレンズユニット６００が装着された状態での絞り値は、コンバータレンズユニット６００の焦点距離倍率に比例する。このため、取得した第２開口情報と、コンバータレンズユニット６００の光学情報とに基づいて、第４開口情報を算出することが可能である。本実施例では、コンバータレンズ６０１の光学情報として焦点距離倍率を用いて第４開口情報を算出するが、焦点距離倍率ではない光学情報を用いて算出を行ってもよい。

ここで、図１５を参照して、第３開口情報および第４開口情報について説明する。図１５は、第３開口情報および第４開口情報の概略説明図である。図１５（ａ）は、コンバータレンズユニット６００が装着された状態の透過率分布層１０５の概略説明図である。コンバータレンズユニット６００が装着されたことで、透過率分布層１０５は、コンバータレンズユニット６００が装着されていない図８の場合よりも、受光面から離れて位置する。このため、透過率分布層１０５による瞳距離Ｄｓにおける透過率分布８１１は、図８の透過率分布８１０を縮小したように分布する。

図１５（ｂ）は、コンバータレンズユニット６００が装着された状態の基線長および第４開口情報の概略説明図である。第５受光感度特性１５０１および第６受光感度特性１５０２は、第１受光感度特性７０１および第２受光感度特性７０２のそれぞれと透過率分布８１１とが掛け合わされた状態の受光感度特性を示している。基線長ＢＬ１５１１は、透過率分布８１１の特性に従って、コンバータレンズユニット６００が装着された状態での第５受光感度特性１５０１および第６受光感度特性１５０２に対する基線長である。基線長ＢＬ１５１１は、コンバータレンズユニット６００が装着されていない状態での第３受光感度特性９０１および第４受光感度特性９０２に対する基線長ＢＬ９１１よりも短くなる。

また、コンバータレンズユニット６００が装着された状態での絞り１０２は、コンバータレンズユニット６００が装着されていない図９（ａ）の状態よりも、受光面から離れて位置する。このため、瞳距離Ｄｓにおける絞り１０２の径は、コンバータレンズユニット６００が装着されていない図９（ａ）の瞳距離Ｄｓにおける絞り１０２の径よりも小さくなる。

図１５（ｃ）は、コンバータレンズユニット６００が装着された状態での透過率分布層１０５を考慮した基線長を示す開口情報（第３開口情報）の概略説明図を示す。コンバータレンズユニット６００が装着された状態の透過率分布を考慮した基線長を示す基線長絞り枠１５１０（第３開口情報）は、絞り１０２の径を変化させたものである。すなわち基線長絞り枠１５１０は、透過率分布層１０５がない状態での第１受光感度特性７０１および第２受光感度特性７０２に対する基線長が、透過率分布層１０５がある場合の基線長ＢＬ１５１１と等しくなるように、絞り１０２の径を変化させたものである。基線長絞り枠１５１０は、透過率分布により基線長が短くなったことを考慮して、絞り１０２よりも小さい径となっている。基線長絞り枠１５１０を第３開口情報として保持し使用することで、透過率分布層１０５を有していないレンズユニット１００と同様の振る舞いで基線長を算出することが可能となる。

続いて、図１４のステップＳ１４１０において、レンズＭＰＵ１１７は、マウントＭ、Ｍ２を介した通信により、第３開口情報および第４開口情報をカメラＭＰＵ１２５へ送信する。ステップＳ１４１０を終えると、レンズＭＰＵ１１７は、開口情報取得の処理を終了する。

次に、ステップＳ１４０６の判定にてコンバータレンズユニット６００が装着されていない場合について説明する。ステップＳ１４０６の判定にてコンバータレンズユニット６００が装着されていない場合、ステップＳ１４１１へ進む。

ステップＳ１４１１において、レンズＭＰＵ１１７は、取得したズームステート、フォーカスステート、像高、および、設定絞り値に応じた第１開口情報を取得する。レンズメモリ１１８は、ズーム範囲を複数に分割したズームステート毎、フォーカス範囲を複数に分割したフォーカスステート毎、像高範囲を複数に分割した像高毎、所定絞り値範囲を複数に分割した絞り値毎に第１開口情報を記憶している。このためレンズＭＰＵ１１７は、現在のズームステート、フォーカスステート、絞り値、カメラＭＰＵ１２５により指定された像高における第１開口情報を、近傍ステートの第１開口情報から線形補間することにより算出し取得する。本実施例では、現在のズームステート、フォーカスステート、絞り値、および、カメラＭＰＵ１２５により指定された像高の第１開口情報を線形補間で算出して取得するが、レンズＭＰＵ１１７は、最近傍ステートの第１開口情報を取得してもよい。

続いてステップＳ１４１２において、レンズＭＰＵ１１７は、マウントＭ、Ｍ２を介した通信により、第１開口情報および第２開口情報をカメラＭＰＵ１２５へ送信する。ステップＳ１４１２を終えると、開口情報取得の処理を終了する。

本実施例において、レンズＭＰＵ１１７は、取得した像高に応じた第１開口情報および第３開口情報取得して、カメラＭＰＵ１２５へ送信する。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、全ての像高の第１開口情報および第３開口情報をまとめてカメラＭＰＵ１２５に送信して、カメラＭＰＵ１２５にて、像高に応じた第１開口情報および第３開口情報を取得してもよい。この点は、ズームステート、フォーカスステート、または、設定絞り値に関しても同様である。

本実施例では、絞り値範囲を複数に分割して保持し、線形補間することにより算出したが、絞り値の関数として第１開口情報および第３開口情報を保持し、取得した絞り値に応じて関数にて算出してもよい。この点は、ズームステート、フォーカスステート、または、像高に関しても同様である。

本実施例では、特定の第１受光感度特性および第２受光感度特性に基づいて算出された第１開口情報および第３開口情報のみをレンズメモリ１１８に保持するが、これに限定されるものではない。レンズメモリ１１８は、特性の異なる複数パターンの第１受光感度特性および第２受光感度特性に基づいて算出された第１開口情報および第３開口情報を保持し、レンズＭＰＵ１１７は、撮像素子１２２の特性に応じて第１開口情報を取得してもよい。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の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。

以上のように、各実施例において、レンズ装置（レンズユニット１００）は、撮像装置（カメラ本体１２０）に着脱可能であり、撮像光学系、記憶手段（レンズメモリ１１８）、および、通信手段（レンズＭＰＵ１１７）を有する。撮像光学系は、光軸に関して回転対称な透過率分布層１０５を有する。記憶手段は、撮像光学系の開口情報を記憶する。通信手段は、開口情報を撮像装置に送信する。また開口情報は、透過率分布層を有する撮像光学系の基線長に関する第１開口情報を含む。

好ましくは、通信手段は、記憶手段に記憶された第１開口情報のうち、撮像光学系のズームステート、フォーカスステート、または、絞り値の少なくとも一つに応じた第１開口情報を撮像装置に送信する。また好ましくは、開口情報は、絞り値、光量、または、深度の少なくとも一つに関する第２開口情報を含む。また好ましくは、基線長は、撮像素子１２２の第１画素（第１焦点検出画素２０１）と第２画素（第２焦点検出画素２０２）の受光感度特性と、透過率分布層の透過率分布と、に基づいて決定される。

好ましくは、第１開口情報は、撮像光学系の絞りの外縁または撮像光学系の開口の外縁の少なくとも一つと、透過率分布層の透過率分布と、に基づいて決定される。より好ましくは、第１開口情報に基づく開口面積は、絞りの外縁で囲まれる面積および開口の外縁で囲まれる面積のそれぞれよりも小さい。また好ましくは、開口情報に基づく開口面積と、絞りの外縁で囲まれる面積または開口の外縁で囲まれる面積との差は、絞りの外縁の径が小さいほど小さくなる。また好ましくは、通信手段は、絞りの外縁の径が所定の径よりも小さい場合、第１開口情報を撮像装置に送信しない。また好ましくは、記憶手段は、絞りの外縁の径が所定の径よりも小さい場合、第１開口情報を記憶しない。また好ましくは、記憶手段は、撮像素子１２２の種類に応じた開口情報を記憶し、通信手段は、撮像素子の種類に応じた開口情報をカメラ本体に送信する。また好ましくは、通信手段は、開口情報を撮像装置の信号取得フレームごとに送信する。

好ましくは、レンズ装置と撮像装置との間にユニット（コンバータレンズユニット６００）が着脱可能であり、開口情報は、ユニットがレンズ装置に装着されたときの基線長に関する第３開口情報を含む。より好ましくは、レンズ装置は、ユニットの光学情報と第２開口情報とに基づいて、第４開口情報を算出する算出手段（レンズＭＰＵ１１７）を有する。通信手段は、第３開口情報および第４開口情報を撮像装置に送信する。

また各実施例において、撮像装置は、レンズ装置が着脱可能であり、撮像素子、通信手段（カメラＭＰＵ１２５）、および、算出手段１２９ｂを有する。通信手段は、レンズ装置から、光軸に関して回転対称な透過率分布層を有する撮像光学系の開口情報を受信する。算出手段は、開口情報に基づいてデフォーカス換算係数を算出する。開口情報は、透過率分布層を有する撮像光学系の基線長に関する第１開口情報を含む。

各実施例によれば、透過率分布層を有する撮像光学系の透過率分布を考慮して算出された開口情報を保持、通信することで、正確なデフォーカス量を算出することができる。このため各実施形態によれば、記憶容量および演算時間を増やすことなく、デフォーカス換算係数を算出可能なレンズ装置、撮像装置、通信方法、および、プログラムを提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００ レンズユニット（レンズ装置）
１０５ 透過率分布層
１１７ レンズＭＰＵ（通信手段）
１１８ レンズメモリ（記憶手段）

Claims (17)

1. 撮像装置に着脱可能なレンズ装置であって、
   光軸に関して回転対称な透過率分布層を有する撮像光学系と、
   前記撮像光学系の開口情報を記憶する記憶手段と、
   前記開口情報を前記撮像装置に送信する通信手段と、を有し、
   前記開口情報は、前記透過率分布層を有する前記撮像光学系の基線長に関する第１開口情報を含むことを特徴とするレンズ装置。
2. 前記通信手段は、前記記憶手段に記憶された前記第１開口情報のうち、前記撮像光学系のズームステート、フォーカスステート、または、絞り値の少なくとも一つに応じた第１開口情報を前記撮像装置に送信することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記開口情報は、絞り値、光量、または、深度の少なくとも一つに関する第２開口情報を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ装置。
4. 前記基線長は、撮像素子の第１画素と第２画素の受光感度特性と、前記透過率分布層の透過率分布と、に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズ装置。
5. 前記第１開口情報は、前記撮像光学系の絞りの外縁または前記撮像光学系の開口の外縁の少なくとも一つと、前記透過率分布層の透過率分布と、に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ装置。
6. 前記第１開口情報に基づく開口面積は、前記絞りの外縁で囲まれる面積および前記開口の外縁で囲まれる面積のそれぞれよりも小さいことを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
7. 前記開口情報に基づく開口面積と、前記絞りの外縁で囲まれる面積または前記開口の外縁で囲まれる面積との差は、前記絞りの外縁の径が小さいほど小さくなることを特徴とする請求項５または６に記載のレンズ装置。
8. 前記通信手段は、前記絞りの外縁の径が所定の径よりも小さい場合、前記第１開口情報を前記撮像装置に送信しないことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載のレンズ装置。
9. 前記記憶手段は、前記絞りの外縁の径が所定の径よりも小さい場合、前記第１開口情報を記憶しないことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のレンズ装置。
10. 前記記憶手段は、撮像素子の種類に応じた前記開口情報を記憶し、
    前記通信手段は、前記撮像素子の種類に応じた前記開口情報を前記撮像装置に送信することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレンズ装置。
11. 前記通信手段は、前記開口情報を前記撮像装置の信号取得フレームごとに送信することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のレンズ装置。
12. 前記レンズ装置と前記撮像装置との間にユニットが着脱可能であり、
    前記開口情報は、前記ユニットが前記レンズ装置に装着されたときの基線長に関する第３開口情報を含むことを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
13. 前記ユニットは、コンバータレンズユニットであることを特徴とする請求項１２に記載のレンズ装置。
14. 前記ユニットの光学情報と前記第２開口情報とに基づいて、第４開口情報を算出する算出手段を更に有し、
    前記通信手段は、前記第３開口情報および前記第４開口情報を前記撮像装置に送信することを特徴とする請求項１２または１３に記載のレンズ装置。
15. レンズ装置が着脱可能な撮像装置であって、
    撮像素子と、
    前記レンズ装置から、光軸に関して回転対称な透過率分布層を有する撮像光学系の開口情報を受信する通信手段と、
    前記開口情報に基づいてデフォーカス換算係数を算出する算出手段と、を有し、
    前記開口情報は、前記透過率分布層を有する前記撮像光学系の基線長に関する第１開口情報を含むことを特徴とする撮像装置。
16. 光軸に関して回転対称な透過率分布層を有する撮像光学系を備えたレンズ装置と撮像装置との通信方法であって、
    レンズ装置の記憶手段から前記撮像光学系の開口情報を取得するステップと、
    前記開口情報を前記撮像装置に送信するステップと、を有し、
    前記開口情報は、前記透過率分布層を有する前記撮像光学系の基線長に関する第１開口情報を含むことを特徴とする通信方法。
17. 請求項１６に記載の通信方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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