JP6911136B2 - 撮像装置、情報取得方法及び情報取得プログラム - Google Patents

撮像装置、情報取得方法及び情報取得プログラム Download PDF

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Description

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。
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。
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。
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。
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。
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。
また、特許文献２には、撮影レンズを交換可能なカメラにおいて、撮影レンズを通過した光を測定したＴＴＬ（through-the-lens）測光値と外光を直接測光した外光測光値との差に基づいて、撮影レンズに設定されている絞り値を得るカメラが開示されている。即ち、撮影レンズの種類に応じて、ＴＴＬ測光値と外光測光値との差により絞り値を決定するテーブルを準備しておき、撮影レンズの種類を入力することでテーブルを選択する。そして、選択したテーブルからＴＴＬ測光値と外光測光値との差に対応する絞り値を読み出すようにしている。
更に、特許文献３には、イメージセンサの光軸方向における位置に応じたコントラスト値の変化からレンズ鏡筒の絞り値を推定する技術が開示されている。
即ち、予め絞り値に対応するコントラスト形状（イメージセンサの光軸方向における位置の変化に対するコントラスト値の変化）を決めたテーブルを有し、コントラスト検出部がコントラスト形状を判定し、判定したコントラスト形状に基づいてテーブルから対応するコントラスト形状を有する絞り値を読み出すようにしている。
国際公開第２０１５−０４５８２９号公報 特開２００１−１４７４７７号公報 特開２０１６−１４５９５８号公報
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。
また、特許文献２に記載の発明は、ＴＴＬ（through-the-lens）測光値と外光測光値とを取得する必要があり、更にＴＴＬ測光値と外光測光値との差により絞り値を決定するためのテーブルを撮影レンズの種類毎に準備する必要がある。したがって、テーブルが不明な未知の交換レンズに対しては、特許文献２に記載の発明は適用できない。
特許文献３に記載の発明は、イメージセンサの光軸方向における位置に応じたコントラスト値の変化からレンズ鏡筒の絞り値を推定しているが、絞り値を推定する場合に撮像される被写体のコントラスト（コントラストの高低）が、イメージセンサの光軸方向における位置に応じたコントラスト値の変化に影響し、コントラスト形状からは絞り値を正しく推定することができないという問題がある。
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。
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の画素と、第１の画素とは入射角特性が異なる第２の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を通じて被写体光が入射するイメージセンサの第１の画素の出力及び第２の画素の出力をそれぞれ取得する画素情報取得部と、画素情報取得部により取得した第１の画素の出力と第２の画素の出力との比を算出する演算部と、演算部により算出された比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。
本発明の一の態様によれば、入射角特性が異なるイメージセンサ上の第１の画素と第２の画素との各出力の比と、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とが対応関係を有することに着目し、第１の画素の出力と第２の画素の出力との比を算出し、算出した比に基づ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ようにしている。
本発明の他の態様に係る撮像装置において、イメージセンサは、交換レンズのそれぞれ異なる領域を通過した各被写体光を瞳分割により選択的に受光する第１の位相差画素及び第２の位相差画素を有し、第１の画素は、第１の位相差画素であり、第２の画素は、第２の位相差画素であることが好ましい。像面位相差ＡＦ（Autofocus）用のイメージセンサは、第１の位相差画素及び第２の位相差画素を有しており、既存のイメージセンサを適用することができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、イメージセンサは、交換レンズのそれぞれ異なる領域を通過した各被写体光を瞳分割により選択的に受光する第１の位相差画素及び第２の位相差画素と、各被写体光をそれぞれ受光する通常画素とを有し、第１の画素は、第１の位相差画素又は第２の位相差画素であり、第２の画素は、通常画素であることが好ましい。
第１の位相差画素と第２の位相差画素との入射角特性が完全に対称の場合、イメージセンサに対する光線角度が変化しても両者の各出力の比が変化しないが、第１の位相差画素又は第２の位相差画素と通常画素とは、入射角特性が対称にならないため、イメージセンサに対する光線角度が変化すると、両者の各出力の比が変化する。したがって、第１の位相差画素又は第２の位相差画素と通常画素との各出力の比を求めることが好ましい。
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、交換レンズの絞り値、交換レンズの開口数、又はイメージセンサに対する光線角度である。尚、絞り値、開口数及び光線角度は、相互に関係しており、いずれか１つの情報が得られれば、その情報から他の情報は算出（換算）することができる。
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、交換レンズの絞り値又は交換レンズの開口数であり、第１の画素の出力と第２の画素の出力との比を、交換レンズの絞り値毎又は交換レンズの開口数毎に記憶する記憶部を備え、情報取得部は、演算部により算出された比に基づいて記憶部から比に対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得することが好ましい。
尚、演算部により算出された比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比のうちで、演算部により算出された比に最も近い比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、演算部により算出された比と、記憶部に記憶されている前後（算出された比の前後）の比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。
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、交換レンズの絞り値又は交換レンズの開口数であり、第１の画素の出力と第２の画素の出力との比であって、像高毎の比を示す第１のテーブルを、交換レンズの絞り値又は交換レンズの開口数毎に記憶する記憶部を備え、画素情報取得部は、イメージセンサの複数の像高における第１の画素の出力及び第２の画素の出力を取得し、演算部は、取得した複数の像高毎の第１の画素の出力と第２の画素の出力との比を算出し、像高毎の比を示す第２のテーブルを取得し、情報取得部は、取得した第２のテーブルに基づいて、記憶部から第２のテーブルと一致し又は最も近似する第１のテーブルに対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得することが好ましい。
本発明の更に他の態様によれば、像高毎の比を示す第１のテーブル（複数の第１のテーブル）と、演算部により算出した像高毎の比を示す第２のテーブルとを比較し、第２のテーブルと一致し又は最も近似する第１のテーブルを抽出し、抽出した第１のテーブルに対応付けられている絞り値又は開口数を取得するため、より精度の高い交換レンズの絞り値又は開口数を取得することができる。また、この場合、第１の画素及び第２の画素として、第１の位相差画素及び第２の位相差画素を使用しても、イメージセンサの中心部では、第１の位相差画素と第２の位相差画素とは入射角特性が完全に対称になっても、像高が異なると、第１の位相差画素と第２の位相差画素とは入射角特性が対称にならなくなる。即ち、第１の画素及び第２の画素として、第１の位相差画素及び第２の位相差画素を使用しても、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。
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、演算部は、取得した複数の像高毎の第１の画素及び第２の画素のうちの飽和していない第１の画素の出力と第２の画素の出力との比を算出し、像高毎の比を示す第２のテーブルを取得することが好ましい。第１の画素又は第２の画素が飽和していると、第１の画素の出力と第２の画素の出力との比を正しく算出することができないからである。
本発明の更に他の態様に係る撮像装置において、被写体のコントラストを検出するコントラスト検出部を備え、演算部は、コントラスト検出部により検出された被写体のコントラストに応じて、被写体のコントラストが高い程、比の算出に使用する第１の画素及び第２の画素の数を多くすることが好ましい。被写体のコントラストが高い場合、第１の画素の出力と第２の画素の出力との比が、被写体のコントラストの影響を受ける。したがって、この場合には、比の算出に使用する第１の画素及び第２の画素の数を多くすることで、算出される比を平均化している。第１の画素及び第２の画素の数を増減する場合、イメージセンサから第１の画素及び第２の画素を抽出する領域を拡縮する方法と、抽出する領域は同じで第１の画素及び第２の画素を抽出する間隔（間引き率）を変える方法とが考えられる。
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又は開口数を取得できない場合に画素情報取得部、演算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、画素情報取得部、演算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。
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。
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。
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。
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、画素情報取得部、演算部、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。
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、本撮像前に予め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、コントラストが低い被写体、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。
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。
更に他の態様に係る発明は、イメージセンサ上の第１の画素とイメージセンサ上の第２の画素であって、第１の画素とは入射角特性が異なる第２の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、撮像装置に装着された交換レンズを通じて被写体光が入射するイメージセンサの第１の画素の出力及び第２の画素の出力をそれぞれ取得する画素情報取得ステップと、取得した第１の画素の出力と第２の画素の出力との比を算出する演算ステップと、算出された比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ステップと、を含む。
本発明の他の態様に係る情報取得方法において、撮像装置は、第１の画素の出力と第２の画素の出力との比を、交換レンズの絞り値毎又は交換レンズの開口数毎に記憶する記憶部を備え、情報取得ステップは、算出された比に基づいて記憶部から比に対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得することが好ましい。
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の画素の出力と第２の画素の出力との比であって、像高毎の比を示す第１のテーブルを、交換レンズの絞り値毎又は交換レンズの開口数毎に記憶する記憶部を備え、画素情報取得ステップは、イメージセンサの複数の像高における第１の画素の出力及び第２の画素の出力を取得し、演算ステップは、取得した複数の像高毎の第１の画素の出力と第２の画素の出力との比を算出し、像高毎の比を示す第２のテーブルを取得し、情報取得ステップは、取得した第２のテーブルに基づいて記憶部から第２のテーブルと一致し又は最も近似する第１のテーブルに対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得することが好ましい。
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、交換レンズとの間で通信を行う通信部を備え、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するステップと、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画素情報取得ステップ、演算ステップ及び情報取得ステップの処理を実行して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好ましい。
更に他の態様に係る発明は、イメージセンサ上の第１の画素とイメージセンサ上の第２の画素であって、第１の画素とは入射角特性が異なる第２の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、撮像装置に装着された交換レンズを通じて被写体光が入射するイメージセンサの第１の画素の出力及び第２の画素の出力をそれぞれ取得する機能と、取得した第１の画素の出力と第２の画素の出力との比を算出する機能と、算出された比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。
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は撮像装置の背面図 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はイメージセンサの構成例を示す図 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はＡＦ制御部の構成例を示す図 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は撮像光学系の光軸と平行な主光線を有するＦ値の異なる光束が、イメージセンサに入射する状態を示す図 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Ｆ２、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は交換レンズの現在のＦ値を取得する本体側ＣＰＵの機能を示すブロック図 図１６はＦ値取得に使用する第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢのイメージセンサ上の像高を示す図 図１７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、Ｆ４の場合における、イメージセンサの像高の高い或る画素に入射する光束の角度範囲とを示す図 図１８はイメージセンサの像高の異なるセンサ位置毎に入射角特性が異なる２つの画素の出力を取得する例を示す図 図１９は交換レンズの絞りが開放側にある場合のセンサ位置毎の比の変化を示すグラフ 図２０は交換レンズの絞りが小絞り側にある場合のセンサ位置毎の比の変化を示すグラフ 図２１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の関係を示す図 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は本発明に係る情報取得方法の第２の実施形態を示すフローチャート
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
［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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
位相ずれ量検出部２３０Ａ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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
［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、交換レンズ１００の「Ｆ値」を例に説明する。
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。
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。
図１３は、撮像光学系１０２の光軸Ｌと平行な主光線を有する光束が、イメージセンサ２０１に入射する場合であって、Ｆ値が小さい場合と大きい場合とに関して示している。
図１３において、θ１は、Ｆ値が小さい場合の主光線（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（光線角度）を示し、θ２は、Ｆ値が大きい場合の主光線と、上線とのなす光線角度を示している。
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（図１２に示したグラフ）と、Ｆ値がＦ２、Ｆ４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る。
図１４に示すように、Ｆ値が小さい場合（Ｆ２）には、入射する光束の角度範囲は大きくなり（図１３の光線角度θ１は大きくなり）、Ｆ値が大きい場合（Ｆ４）には、入射する光束の角度範囲は小さくなる（図１３の光線角度θ２は小さくなる）。
いま、イメージセンサ２０１の中心部のＧ画素の出力と、中心部の第１の位相差画素ＰＡ（又は第２の位相差画素ＰＢ）の出力との比を算出すると、Ｆ値に応じて異なる比が得られる。例えば、イメージセンサ２０１の中心部のＧ画素の出力に対する、中心部の第１の位相差画素ＰＡの出力の比を算出すると、Ｆ値が小さい程、算出される比が小さくなる。これは、第１の位相差画素ＰＡの感度ＰＡｃのピーク位置が入射角ゼロからずれ、かつピーク位置がずれた方向と逆方向の感度が、Ｇ画素の感度に比べて急峻に低下する特性を有するからである。
したがって、Ｇ画素の出力と第１の位相差画素ＰＡ（又は第２の位相差画素ＰＢ）の出力との比を、Ｆ値毎に記憶したフラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８等の記憶部を予め準備しておき、交換レンズ１００の現在のＦ値を取得する際にＦ値取得用の撮像を行う。そして、Ｆ値取得用の撮像によって取得したＧ画素の出力と第１の位相差画素ＰＡ（又は第２の位相差画素ＰＢ）の出力との比を算出し、算出した比に基づいて記憶部から対応するＦ値を読み出すことで、Ｆ値を取得することができる。
図１５は、交換レンズ１００の現在のＦ値を取得（推定）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。
図１５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Ｆ値推定用のプログラム（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、画素情報取得部２２０Ａ、演算部２２０Ｂ、及び情報取得部２２０Ｃ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。
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、コントラストの低い被写体を撮像し、又はボケた状態で撮像することが好ましい。Ｆ値取得に使用するＧ画素、第１の位相差画素ＰＡ（又は第２の位相差画素ＰＢ）の各画素に入射する光量が均一であることが好ましいからである。
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の画素情報取得部２２０Ａ、演算部２２０Ｂ及び情報取得部２２０Ｃは、それぞれ以下に示すＦ値取得用の動作を行う。
画素情報取得部２２０Ａは、Ｆ値取得用の撮像により交換レンズ１００及びイメージセンサ２０１等を介して得られた画像データのうちの、Ｆ値取得に使用する第１の位相差画素ＰＡ（又は第２の位相差画素ＰＢ）及びＧ画素の各出力データ（画素情報）を取得する。
本例では、イメージセンサ２０１の中心部の第１の位相差画素ＰＡ（第１の画素）及びＧ画素（第２の画素）の各出力データを取得する。
演算部２２０Ｂは、画素情報取得部２２０Ａにより取得した第１の位相差画素ＰＡの出力データ（第１の画素の出力）とＧ画素の出力データ（第２の画素の出力）の比を算出する。
演算部２２０Ｂによる第１の位相差画素ＰＡの出力データとＧ画素の出力データとの比を算出する場合、比の算出に使用する第１の位相差画素ＰＡ及びＧ画素の数を多くすることが好ましい。被写体のコントラストが高い場合、第１の位相差画素ＰＡの出力データとＧ画素の出力データとの比が、被写体のコントラストの影響を受けて変動するからである。
また、Ｆ値取得用の撮像を行う場合の被写体のコントラストに応じて、第１の位相差画素ＰＡの出力データとＧ画素の出力データとの比の算出に使用する画素数（画素情報を取得する領域の大きさ）を変化させるようにしてもよい。
具体的には、撮像装置１０に被写体のコントラストを検出するコントラスト検出部を設ける。コントラスト検出部は、ＡＦ制御部２３０がコントラスト検出部を含む場合には、ＡＦ制御部２３０に含まれる既存のコントラスト検出部を使用することができ、ＡＦ制御部２３０がコントラスト検出部を含まない場合には、本体側ＣＰＵ２２０にコントラスト検出機能を追加することが考えられる。
そして、Ｆ値取得用の撮像を行う場合の被写体のコントラストを、コントラスト検出部により検出する。即ち、Ｆ値取得用の撮像により取得したイメージセンサ２０１の全撮像領域、又は全撮像領域よりも狭いイメージセンサ２０１の中心部を含む領域（コントラスト検出領域）のＧ画素の出力データ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を、コントラスト評価値として算出する。コントラスト検出領域における被写体のコントラストが高い程、コントラスト検出部により算出されるコントラスト評価値が大きくなる。
演算部２２０Ｂは、コントラスト検出部により検出された被写体のコントラストに応じて、被写体のコントラストが高い程、比の算出に使用する第１の位相差画素ＰＡとＧ画素の数を多くする。
また、ＡＦ制御部２３０の位相ずれ量検出部２３０Ａにより検出される位相ずれ量からコントラスト（ボケ具合）が分かるため、位相ずれ量に応じて使用する第１の位相差画素ＰＡとＧ画素の数を変更してもよい。
更に、演算部２２０Ｂは、複数の第１の位相差画素ＰＡの各出力データ及び複数のＧ画素の各出力データを使用し、両者の比を算出する場合、飽和している画素（出力データが８ビットのデータの場合、２５５又はそれに近い値）を除いて比を算出することが好ましい。
情報取得部２２０Ｃは、演算部２２０Ｂにより算出された比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（本例では、Ｆ値）を取得する。
具体的には、撮像装置１０は、第１の位相差画素ＰＡの出力データとＧ画素の出力データとの比を、交換レンズ１００のＦ値毎に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、上記の比と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比と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。
情報取得部２２０Ｃは、演算部２２０Ｂにより算出された比に基づいてフラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８からその比に対応する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。尚、フラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８に、算出された比及びそれに対応するＦ値が記憶されていない場合には、算出された比と、その比の前後の２つの記憶された比とに基づいて、記憶された２つの比に対応する２つのＦ値のうちの、算出された比に近い方の比を採用してＦ値を読み出してもよいし、算出された比と、算出された比を挟んで記憶された２つの比とに基づいて、記憶された２つの比に対応する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。
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Ｆ値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Ｆ値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Ｆ値を推定する必要はない。
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。
上記の実施形態では、第１の位相差画素ＰＡの出力データと通常画素（Ｇ画素）の出力データとの比を算出するようにしたが、これに限らず、第２の位相差画素ＰＢの出力データと通常画素（Ｇ画素）の出力データとの比を算出し、算出した比に基づいてＦ値を取得するようにしてもよい。
一方、イメージセンサ２０１の中心部の第１の位相差画素ＰＡの出力データと第２の位相差画素ＰＢの出力データとの比を算出する場合、図１４に示すように第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ため、両者の比は、Ｆ値によって変化しない。
そこで、第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢを、Ｆ値取得に使用する第１の画素及び第２の画素とする場合には、図１６に示すように、イメージセンサ２０１の像高の高い位置における、第１の位相差画素ＰＡと第２の位相差画素ＰＢを使用する。
図１７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、Ｆ値がＦ２、Ｆ４の場合における、イメージセンサ２０１の像高の高い或る画素（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る。
図１７に示すように、イメージセンサ２０１の像高の高い位置における第１の位相差画素ＰＡ及び第２の位相差画素ＰＢでは、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、それぞれ主光線に対して対称にならない。
したがって、イメージセンサ２０１の像高の高い位置における第１の位相差画素ＰＡと第２の位相差画素ＰＢの出力との比を算出すると、Ｆ値（例えば、Ｆ２，Ｆ４）に応じて異なる比が得られる。
イメージセンサ２０１の像高の高い位置における第１の位相差画素ＰＡ（又は第２の位相差画素ＰＢ）の出力とＧ画素の出力との比を算出してもよいことは言うまでもない。
また、本例のイメージセンサ２０１には、入射角特性が異なる３種類の画素（第１の位相差画素、第２の位相差画素及び通常画素）が存在するため、これらの３種類の画素の２つの画素の組合せは３通りあり、最大３つの比を求めることができる。
このように入射角特性が異なる３種類以上の画素が存在する場合には、複数の比を求めることができる。複数の比を使用して交換レンズ１００のＦ値を推定すると、より精度の高いＦ値の推定が可能になる。
図１３及び図１６に示した例では、イメージセンサ２０１の中央部及び像高の高い位置での入射角特性が異なる２つの画素の出力の比を算出するようにしたが、図１８に示すようにイメージセンサ２０１の像高の異なるセンサ位置毎に入射角特性が異なる２つの画素の出力の比を算出し、算出した比の変化から交換レンズ１００の現在のＦ値を推定するようにしてもよい。
ここで、イメージセンサ２０１の像高の異なるセンサ位置とは、図１８に示すように光軸Ｌに対応するイメージセンサ２０１のセンサ中心（ｘ＝０）から、第１の位相差画素ＰＡと第２の位相差画素ＰＢの瞳分割方向であるイメージセンサ２０１のｘ方向の異なる位置である。
図１９及び図２０は、それぞれ交換レンズ１００の絞り１０８が、開放側及び小絞り側にある場合のセンサ位置毎の比の変化を示すグラフである。
図１９及び図２０において、ＰＡｒは、Ｇ画素の出力に対する第１の位相差画素ＰＡの出力の比であり、ＰＢｒは、Ｇ画素の出力に対する第２の位相差画素ＰＢの出力の比である。
図１９及び図２０に示すように、センサ位置毎の絞り１０８が開放側の比ＰＡｒ、又は比ＰＢｒの変化は小さく（傾きは小さく）、センサ位置毎の絞り１０８が小絞り側の比ＰＡｒ、又はＰＢｒの変化は大きい（傾きは大きい）。
このように、交換レンズ１００の絞り１０８が開放側か小絞り側かに応じて（即ち、Ｆ値に応じて）、比ＰＡｒ又は比ＰＢｒの変化が異なるため、センサ位置に応じて比ＰＡｒ又は比ＰＢｒがどのように変化するかに応じてＦ値を推定することができる。
具体的には、撮像装置１０は、第１の位相差画素ＰＡの出力データとＧ画素の出力データとの比ＰＡｒであって、像高（センサ位置）毎の比ＰＡｒを示す第１のテーブルを、交換レンズ１００のＦ値毎に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、交換レンズ１００のＦ値毎に上記の第１のテーブルをＲＯＭ２２８に記憶させてもよいし、ネットワーク上のサーバから交換レンズ１００のＦ値毎に上記の第１の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。
画素情報取得部２２０Ａは、イメージセンサ２０１の複数の像高における第１の位相差画素ＰＡの出力データとＧ画素の出力データとを取得し、演算部２２０Ｂは、取得した複数の像高毎の第１の位相差画素ＰＡの出力データとＧ画素の出力データと比を算出し、像高毎の比を示す第２のテーブルを取得する。
情報取得部２２０Ｃは、演算部２２０Ｂにより算出された第２のテーブルに基づいて、フラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８から第２のテーブルと一致し又は最も近似する第１のテーブルに対応する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。
尚、第１、第２のテーブルは、第１の位相差画素ＰＡの出力とＧ画素の出力と比（センサ位置毎の比）に基づいて作成されるものに限らず、第２の位相差画素ＰＢの出力とＧ画素の出力との比、第１の位相差画素ＰＡの出力と第２の位相差画素ＰＢの出力との比に基づいて作成されるものでもよい。また、図１９及び図２０に示したセンサ位置毎の比ＰＡｒ又は比ＰＢｒは、リニアに変化しているが、これに限らない。
本実施形態では、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として、交換レンズ１００のＦ値を取得しているが、これに限らず、交換レンズ１００の開口数、又はセンサ中心の光線角度を取得するようにしてもよい。更に、イメージセンサ２０１に対する光線角度に関連する情報は、センサ中心の光線角度だけでなく、例えば、イメージセンサ２０１の異なる位置の画素に対する光線角度も含む。
図２１は、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の関係を示す図である。
Ｆ値は、Ｆ値の定義により次式で表すことができる。
［数１］
Ｆ＝ｆ／Ｄ
また、図２１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２］
sinθ＝ｒ／ｆ＝Ｄ／(２ｆ)
［数１］式及び［数２］から、Ｆ値は、次式で表すことができる。
［数３］
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４］
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５］
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。
本例は、交換レンズ１００のＦ値を推定しているが、推定したＦ値から開口数又は光線角度を換算により取得することができる。
また、入射角特性が異なる第１の画素と第２の画素の出力の比を、互換性のない交換レンズの開口数毎に記憶部に記憶させることにより、第１の画素と第２の画素の出力の比から記憶部から対応する開口数を読み出す（取得する）ことができる。更に、取得した開口数からＦ値又は光線角度を換算することもできる。
上記のよう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、交換レンズ１００の現在のＦ値等を推定することでき、これにより被写体の明るさの算出や、被写体の明るさによるシーン認識が可能になる。また、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。
［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。
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）。
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い、本体側ＣＰＵ２２０の画素情報取得部２２０Ａは、Ｆ値取得用の撮像により取得した画像データのうち、イメージセンサ２０１の中心部の入射角特性が異なる第１の画素（Ｇ画素）及び第２の画素（第１の位相差画素ＰＡ）の各出力データを取得する（ステップＳ１４、画素情報取得ステップ）。
本体側ＣＰＵ２２０の演算部２２０Ｂは、ステップＳ１４で取得した第１、第２の画素（第１の位相差画素ＰＡ、Ｇ画素）の出力データの比を算出する（ステップＳ１６、演算ステップ）。
本体側ＣＰＵ２２０の情報取得部２２０Ｃは、ステップＳ１６で算出された比に基づいてＦ値を取得する（ステップＳ１８、情報取得ステップ）。このステップＳ１８によるＦ値の取得は、入射角特性が異なる第１、第２の画素の比とＦ値との関係を示すテーブルを記憶するフラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８から、算出された比に対応するＦ値を読み出すことにより行われる。
図２３は、本発明に係る情報取得方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。尚、図２２に示した第１の実施形態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。
図２３において、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い、本体側ＣＰＵ２２０の画素情報取得部２２０Ａは、Ｆ値取得用の撮像により取得した画像データのうち、像高の異なる複数のセンサ位置における複数組の第１、第２の画素（第１の位相差画素ＰＡ、Ｇ画素）の各出力データを取得する（ステップＳ２０、画素情報取得ステップ）。
本体側ＣＰＵ２２０の演算部２２０Ｂは、ステップＳ２０で取得した複数組（像高毎）の第１、第２の画素（第１の位相差画素ＰＡ、Ｇ画素）の出力データの比を算出し（ステップＳ２２）、像高毎の比を示す第２のテーブルを生成する（ステップＳ２４）。
本体側ＣＰＵ２２０の情報取得部２２０Ｃは、ステップＳ２４により生成された第２のテーブルに基づいて交換レンズ１００の現在のＦ値を取得する（ステップＳ２６）。フラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８には、予め第１、第２の画素の出力データの比であって、像高（センサ位置）毎の比を示す第１のテーブルが、交換レンズ１００のＦ値毎に記憶されている。ステップＳ２６によるＦ値の取得は、フラッシュＲＯＭ２２６又はＲＯＭ２２８から、ステップＳ２４で生成された第２のテーブルと一致し又は最も近似する第１のテーブルに対応する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。
［その他］
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。
また、本実施形態において、例えば、画素情報取得部２２０Ａ、演算部２２０Ｂ、及び情報取得部２２０Ｃ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。
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。
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。
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。
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 画素情報取得部
２２０Ｂ 演算部
２２０Ｃ 情報取得部
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
ＰＡ 第１の位相差画素
ＰＡｒ、ＰＢｒ 比
ＰＢ 第２の位相差画素
ＰＤ フォトダイオード
Ｓ１０〜Ｓ２６ ステップ
ｆ 焦点距離
ｒ 半径
θ、θ１、θ２ 光線角度

Claims (19)

  1. 第１の画素と、前記第１の画素とは入射角特性が異なる第２の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を通じて被写体光が入射する前記イメージセンサの複数の像高における前記第１の画素の出力及び前記第２の画素の出力をそれぞれ取得する画素情報取得部と、
    前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比であって、像高毎の比を、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毎に記憶する記憶部と、
    前記画素情報取得部により取得した複数の像高毎の前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比を算出し、像高ごとの比を取得する演算部と、
    前記演算部により算出された像高ごとの比に基づいて、前記記憶部から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。
  2. 前記イメージセンサは、前記交換レンズのそれぞれ異なる領域を通過した各被写体光を瞳分割により選択的に受光する第１の位相差画素及び第２の位相差画素を有し、
    前記第１の画素は、前記第１の位相差画素であり、前記第２の画素は、前記第２の位相差画素である請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記イメージセンサは、前記交換レンズのそれぞれ異なる領域を通過した各被写体光を瞳分割により選択的に受光する第１の位相差画素及び第２の位相差画素と、前記各被写体光をそれぞれ受光する通常画素とを有し、
    前記第１の画素は、前記第１の位相差画素又は前記第２の位相差画素であり、前記第２の画素は、前記通常画素である請求項１に記載の撮像装置。
  4. 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、前記交換レンズの絞り値、前記交換レンズの開口数、又は前記イメージセンサに対する光線角度である請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
  5. 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、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数であり、
    前記記憶部は、前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比を、前記交換レンズの絞り値毎又は前記交換レンズの開口数毎に記憶し、
    前記情報取得部は、前記演算部により算出された比に基づいて前記記憶部から前記比に対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を前記交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得する請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
  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、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数であり、
    前記記憶部は、前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比であって、像高毎の比を示す第１のテーブルを、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数毎に記憶し、
    前記画素情報取得部は、前記イメージセンサの複数の像高における前記第１の画素の出力及び前記第２の画素の出力を取得し、
    前記演算部は、前記取得した複数の像高毎の前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比を算出し、像高毎の比を示す第２のテーブルを取得し、
    前記情報取得部は、前記取得した第２のテーブルに基づいて前記記憶部から前記第２のテーブルと一致し又は最も近似する第１のテーブルに対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を前記交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得する請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
  7. 前記演算部は、前記取得した複数の像高毎の前記第１の画素及び前記第２の画素のうちの飽和していない前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比を算出し、像高毎の比を示す前記第２のテーブルを取得する請求項６に記載の撮像装置。
  8. 被写体のコントラストを検出するコントラスト検出部を備え、
    前記演算部は、前記コントラスト検出部により検出された被写体のコントラストに応じて、被写体のコントラストが高い程、前記比の算出に使用する前記第１の画素及び前記第２の画素の数を多くする請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
  9. 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又は開口数を取得できない場合に前記画素情報取得部、前記演算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６のいずれか１項に記載の撮像装置。
  10. 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９に記載の撮像装置。
  11. 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２又は３に記載の撮像装置。
  12. 情報取得モードを設定するモード設定部を備え、
    前記画素情報取得部、前記演算部、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１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
  13. 撮像指示部から撮像の指示が入力されると、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１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
  14. 装着された交換レンズを通じて被写体光が入射するイメージセンサ上の第１の画素と前記イメージセンサ上の第２の画素であって、前記第１の画素とは入射角特性が異なる第２の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、
    前記撮像装置は、前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比であって、像高毎の比を、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毎に記憶する記憶部を備え、
    前記撮像装置に装着された交換レンズを通じて被写体光が入射する前記イメージセンサの複数の像高における前記第１の画素の出力及び前記第２の画素の出力をそれぞれ取得する画素情報取得ステップと、
    前記取得した複数の像高毎の前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比を算出し、像高ごとの比を取得する演算ステップと、
    前記算出された像高ごとの比に基づいて、前記記憶部から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ステップと、
    を含む情報取得方法。
  15. 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、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数であり、
    前記記憶部は、前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比を、前記交換レンズの絞り値毎又は前記交換レンズの開口数毎に記憶し、
    前記情報取得ステップは、前記算出された比に基づいて前記記憶部から前記比に対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を前記交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得する請求項１４に記載の情報取得方法。
  16. 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、前記交換レンズの絞り値又は前記交換レンズの開口数であり、
    前記記憶部は、前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比であって、像高毎の比を示す第１のテーブルを、前記交換レンズの絞り値毎又は前記交換レンズの開口数毎に記憶し、
    前記画素情報取得ステップは、前記イメージセンサの複数の像高における前記第１の画素の出力及び前記第２の画素の出力を取得し、
    前記演算ステップは、前記取得した複数の像高毎の前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比を算出し、像高毎の比を示す第２のテーブルを取得し、
    前記情報取得ステップは、前記取得した第２のテーブルに基づいて前記記憶部から前記第２のテーブルと一致し又は最も近似する第１のテーブルに対応する絞り値又は開口数を読み出し、読み出した絞り値又は開口数を前記交換レンズの現在の絞り値又は開口数として取得する請求項１４に記載の情報取得方法。
  17. 前記撮像装置は、交換レンズとの間で通信を行う通信部を備え、
    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又は開口数を取得するステップと、
    前記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前記画素情報取得ステップ、前記演算ステップ及び前記情報取得ステップの処理を実行して前記交換レンズの現在の絞り値又は開口数を取得する請求項１４から１６のいずれか１項に記載の情報取得方法。
  18. 装着された交換レンズを通じて被写体光が入射するイメージセンサ上の第１の画素と前記イメージセンサ上の第２の画素であって、前記第１の画素とは入射角特性が異なる第２の画素とを有する前記イメージセンサを備え、かつ、前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比であって、像高毎の比を、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毎に記憶する記憶部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、
    前記撮像装置に装着された交換レンズを通じて被写体光が入射する前記イメージセンサの複数の像高における前記第１の画素の出力及び前記第２の画素の出力をそれぞれ取得する機能と、
    前記取得した複数の像高毎の前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比を算出し、像高ごとの比を取得する機能と、
    前記算出された像高ごとの比に基づいて、前記記憶部から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。
  19. 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、
    装着された交換レンズを通じて被写体光が入射するイメージセンサ上の第１の画素と前記イメージセンサ上の第２の画素であって、前記第１の画素とは入射角特性が異なる第２の画素とを有する前記イメージセンサを備え、かつ、前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比であって、像高毎の比を、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毎に記憶する記憶部を備える撮像装置における情報取得機能であって、
    前記撮像装置に装着された交換レンズを通じて被写体光が入射する前記イメージセンサの複数の像高における前記第１の画素の出力及び前記第２の画素の出力をそれぞれ取得する機能と、
    前記取得した複数の像高毎の前記第１の画素の出力と前記第２の画素の出力との比を算出し、像高ごとの比を取得する機能と、
    前記算出された像高ごとの比に基づいて、前記記憶部から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。
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