特許 6349659 電子機器、電子機器の制御方法、及び制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6349659

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】電子機器、電子機器の制御方法、及び制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/225 20060101AFI20180625BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20180625BHJP

   H04N 5/345 20110101ALI20180625BHJP

   G03B 17/14 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/225 300

   H04N5/232 030

   H04N5/232 120

   H04N5/345

   G03B17/14

【請求項の数】13

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2013-191821(P2013-191821)

(22)【出願日】2013年9月17日

(65)【公開番号】特開2015-61109(P2015-61109A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年8月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100107836

【弁理士】

【氏名又は名称】西 和哉

(74)【代理人】

【識別番号】100134692

【弁理士】

【氏名又は名称】川村 武

(72)【発明者】

【氏名】太田 英史

【審査官】 高野 美帆子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２７７９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５８６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２０５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３９７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７８４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０４９３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６７３１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／２２２−５／２５７

Ｇ０３Ｂ １７／１４

Ｈ０４Ｎ ５／３４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交換レンズを装着可能な電子機器であって、
前記交換レンズの撮影光学系からの光を電荷に変換する第１光電変換部と前記第１光電変換部の電荷を転送する第１転送部とを有する第１画素を複数有する第１撮像領域と、前記交換レンズの前記撮影光学系から光を電荷に変換する第２光電変換部と前記第２光電変換部の電荷を転送する第２転送部とを有する第２画素を複数有する第２撮像領域と、複数の前記第１画素に接続され、前記第１転送部の転送動作を制御する信号が供給される第１配線と、複数の前記第２画素に接続され、前記第２転送部の転送動作を制御する信号が供給される、前記第１配線と異なる第２配線と、複数の前記第１画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第１出力線と、複数の前記第２画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第２出力線と、を有する撮像素子と、
前記交換レンズからの前記撮影光学系の特性に関する特性情報に基づいて、前記第１撮像領域の第１転送部および前記第２撮像領域の第２転送部への信号の供給を制御する制御部と、
を備える電子機器。

【請求項2】

前記特性情報は、前記撮影光学系のサイズに関する情報を含み、
前記制御部は、前記サイズに関する情報に基づいて、前記第１撮像領域および第２撮像領域のうち前記撮影光学系のイメージサークル内の撮像領域の転送部へ信号を供給する請求項１記載の電子機器。

【請求項3】

前記制御部は、前記サイズに関する情報に基づいて、前記第１撮像領域および第２撮像領域のうち、イメージサークル内の第１撮像領域の第１転送部に信号を供給し、前記イメージサークル外の第２撮像領域の第２転送部には信号を供給しない請求項２記載の電子機器。

【請求項4】

前記制御部は、前記イメージサークル内の第１撮像領域のうち、表示部に表示される画像の領域に対応する第３撮像領域と、前記第３撮像領域とは異なる第４撮像領域とを設定する請求項３記載の電子機器。

【請求項5】

前記制御部は、前記第３撮像領域と前記第４撮像領域とで撮像条件を変更する請求項４記載の電子機器。

【請求項6】

前記特性情報は、前記撮影光学系の歪曲収差に関する情報を含み、
前記制御部は、前記歪曲収差に関する情報に基づいて、前記第３撮像領域を前記撮影光学系の歪曲収差に対応する領域に設定する請求項４または５に記載の電子機器。

【請求項7】

前記イメージサークル内の領域の被写体を検出する被写体検出部を備える請求項４から６のいずれか一項に記載の電子機器。

【請求項8】

前記イメージサークル内の領域の被写体に対して焦点調節を行う焦点調節部を備える請求項４から７のいずれか一項に記載の電子機器。

【請求項9】

前記制御部は、前記第４撮像領域の撮像条件として、前記第３撮像領域よりも高いフレームレートでかつ高いゲインに設定する請求項７または請求項８記載の電子機器。

【請求項10】

前記特性情報は、前記撮影光学系の周辺減光に関する情報を含み、
前記制御部は、前記周辺減光に関する情報に基づいて、前記イメージサークル内の第１撮像領域において撮像条件を周辺減光により変更する請求項２から９のいずれか一項に記載の電子機器。

【請求項11】

前記制御部は、前記イメージサークル内の第１撮像領域を周辺減光により複数の領域に設定し、これら複数の領域毎に前記撮像条件を変更する請求項１０に記載の電子機器。

【請求項12】

交換レンズの撮影光学系からの光を電荷に変換する第１光電変換部と前記第１光電変換部の電荷を転送する第１転送部とを有する第１画素を複数有する第１撮像領域と、前記交換レンズの前記撮影光学系から光を電荷に変換する第２光電変換部と前記第２光電変換部の電荷を転送する第２転送部とを有する第２画素を複数有する第２撮像領域と、複数の前記第１画素に接続され、前記第１転送部の転送動作を制御する信号が供給される第１配線と、複数の前記第２画素に接続され、前記第２転送部の転送動作を制御する信号が供給される、前記第１配線と異なる第２配線と、複数の前記第１画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第１出力線と、複数の前記第２画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第２出力線と、を有する撮像素子を備え、前記交換レンズを装着可能な電子機器の制御方法であって、
前記交換レンズからの前記撮影光学系の特性に関する特性情報に基づいて、前記第１撮像領域の第１転送部および前記第２撮像領域の第２転送部への信号の供給を制御することを含む電子機器の制御方法。

【請求項13】

交換レンズの撮影光学系からの光を電荷に変換する第１光電変換部と前記第１光電変換部の電荷を転送する第１転送部とを有する第１画素を複数有する第１撮像領域と、前記交換レンズの前記撮影光学系から光を電荷に変換する第２光電変換部と前記第２光電変換部の電荷を転送する第２転送部とを有する第２画素を複数有する第２撮像領域と、複数の前記第１画素に接続され、前記第１転送部の転送動作を制御する信号が供給される第１配線と、複数の前記第２画素に接続され、前記第２転送部の転送動作を制御する信号が供給される、前記第１配線と異なる第２配線と、複数の前記第１画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第１出力線と、複数の前記第２画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第２出力線と、を有する撮像素子を備え、前記交換レンズを装着可能な電子機器の制御装置に、
前記交換レンズからの前記撮影光学系の特性に関する特性情報に基づいて、前記第１撮像領域の第１転送部および前記第２撮像領域の第２転送部への信号の供給を制御することを実行させる制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器、電子機器の制御方法、及び制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

裏面照射型撮像チップと信号処理チップとが積層された撮像素子（以下、この撮像素子を積層型撮像素子という。）を備えた電子機器が提案されている（例えば特許文献１参照）。積層型撮像素子は、裏面照射型撮像チップと信号処理チップとが、複数画素をまとめたブロック単位ごとにマイクロバンプを介して接続されるように積層されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−４９３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の積層型撮像素子を備えた電子機器において、複数のブロック単位ごとに撮像して画像を取得する提案は多くなく、積層型撮像素子を備えた電子機器の使い勝手が十分ではなかった。

【0005】

本発明の態様では、撮像素子の撮像領域のうち撮影光学系に応じた領域を使用することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様によれば、交換レンズを装着可能な電子機器であって、前記交換レンズの撮影光学系からの光を電荷に変換する第１光電変換部と前記第１光電変換部の電荷を転送する第１転送部とを有する第１画素を複数有する第１撮像領域と、前記交換レンズの前記撮影光学系から光を電荷に変換する第２光電変換部と前記第２光電変換部の電荷を転送する第２転送部とを有する第２画素を複数有する第２撮像領域と、複数の前記第１画素に接続され、前記第１転送部の転送動作を制御する信号が供給される第１配線と、複数の前記第２画素に接続され、前記第２転送部の転送動作を制御する信号が供給される、前記第１配線と異なる第２配線と、複数の前記第１画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第１出力線と、複数の前記第２画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第２出力線と、を有する撮像素子と、前記交換レンズからの前記撮影光学系の特性に関する特性情報に基づいて、前記第１撮像領域の第１転送部および前記第２撮像領域の第２転送部への信号の供給を制御する制御部と、を備える電子機器が提供される。
本発明の態様によれば、交換レンズの撮影光学系からの光を電荷に変換する第１光電変換部と前記第１光電変換部の電荷を転送する第１転送部とを有する第１画素を複数有する第１撮像領域と、前記交換レンズの前記撮影光学系から光を電荷に変換する第２光電変換部と前記第２光電変換部の電荷を転送する第２転送部とを有する第２画素を複数有する第２撮像領域と、複数の前記第１画素に接続され、前記第１転送部の転送動作を制御する信号が供給される第１配線と、複数の前記第２画素に接続され、前記第２転送部の転送動作を制御する信号が供給される、前記第１配線と異なる第２配線と、複数の前記第１画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第１出力線と、複数の前記第２画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第２出力線と、を有する撮像素子を備え、前記交換レンズを装着可能な電子機器の制御方法であって、前記交換レンズからの前記撮影光学系の特性に関する特性情報に基づいて、前記第１撮像領域の第１転送部および前記第２撮像領域の第２転送部への信号の供給を制御することを含む電子機器の制御方法が提供される。
本発明の態様によれば、交換レンズの撮影光学系からの光を電荷に変換する第１光電変換部と前記第１光電変換部の電荷を転送する第１転送部とを有する第１画素を複数有する第１撮像領域と、前記交換レンズの前記撮影光学系から光を電荷に変換する第２光電変換部と前記第２光電変換部の電荷を転送する第２転送部とを有する第２画素を複数有する第２撮像領域と、複数の前記第１画素に接続され、前記第１転送部の転送動作を制御する信号が供給される第１配線と、複数の前記第２画素に接続され、前記第２転送部の転送動作を制御する信号が供給される、前記第１配線と異なる第２配線と、複数の前記第１画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第１出力線と、複数の前記第２画素の光電変換で変換された電荷により生成された信号出力する第２出力線と、を有する撮像素子を備え、前記交換レンズを装着可能な電子機器の制御装置に、前記交換レンズからの前記撮影光学系の特性に関する特性情報に基づいて、前記第１撮像領域の第１転送部および前記第２撮像領域の第２転送部への信号の供給を制御することを実行させる制御プログラムが提供される。
本発明の第１態様によれば、交換可能な複数種類の撮影光学系からの光束が結像するに対応可能な撮像素子を有するを有する撮像部と、交換可能なレンズ部撮影光学系の特性に関するレンズ情報に応じて、撮像素子の撮像領域においてアクティブ状態とする領域を設定する制御部と、を備える電子機器が提供される。

【0007】

本発明の第２態様によれば、交換可能な撮影光学系からの光束が結像する複数種類の撮影光学系に対応可能な撮像素子を有する電子機器の制御方法であって、交換可能なレンズ部か撮影光学系の特性に関するレンズ情報を取得することと、撮影光学系のレンズ情報に応じて、撮像素子の撮像領域においてアクティブ状態とする領域を設定することと、を含む電子機器の制御方法が提供される。

【0008】

本発明の第３態様によれば、交換可能な撮影光学系からの光束が結像する複数種類の撮影光学系に対応可能な撮像素子を有する制御装置に、交換可能なレンズ部か撮影光学系の特性に関するレンズ情報を取得する取得処理と、撮影光学系のレンズ情報に応じて、撮像素子の撮像領域においてアクティブ状態とする領域を設定する設定処理と、を実行させる制御プログラムが提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明の態様によれば、撮像素子の撮像領域のうち撮影光学系に応じた領域を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】積層型撮像素子の断面図である。

【図2】撮像チップの画素配列と単位グループを説明する図である。

【図3】撮像チップの単位グループに対応する回路図である。

【図4】撮像素子の機能的構成を示すブロック図である。

【図5】第１実施形態に係るデジタルカメラ（電子機器）の概略構成を示す横断面図である。

【図6】第１実施形態に係るデジタルカメラ（電子機器）の構成を示すブロック図である。

【図7】サイズ規格の異なるイメージサークルとイメージサークル内に設定される領域とを示す図である。

【図8】撮影前処理の一例を示すシーケンス図である。

【図9】第１実施形態における領域ごとの動作状態を示す図である。

【図10】歪曲収差に対応する領域を示す図である。

【図11】第２実施形態における領域ごとの動作状態を示す図である。

【図12】撮影処理の一例を示すフローチャートである。

【図13】主要被写体の焦点位置の検出を説明するための図である。

【図14】領域選択処理の一例を示すフローチャートである。

【図15】撮像領域内の選択領域と非選択領域とを示す図である。

【図16】撮像領域内の選択領域と非選択領域とを示す図である。

【図17】主要被写体の焦点位置の検出の他の例を説明するための図である。

【図18】周辺減光に応じて設定される領域を示す図である。

【図19】第５実施形態に係る撮像装置及び電子機器の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。なお、以下の各実施形態では、電子機器としてレンズ交換式のデジタルカメラを例に挙げて説明する。

【0012】

＜第１実施形態＞
図１は、積層型撮像素子の断面図である。なお、この積層型撮像素子１００は、本願出願人が先に出願した特願２０１２−１３９０２６号に記載されているものである。撮像素子１００は、入射光に対応した画素信号を出力する撮像チップ１１３と、画素信号を処理する信号処理チップ１１１と、画素信号を記憶するメモリチップ１１２とを備える。これら撮像チップ１１３、信号処理チップ１１１、及びメモリチップ１１２は積層されており、Ｃｕ等の導電性を有するバンプ１０９により互いに電気的に接続される。

【0013】

なお、図示するように、入射光は主に白抜き矢印で示すＺ軸プラス方向へ向かって入射する。本実施形態においては、撮像チップ１１３において、入射光が入射する側の面を裏面と称する。また、座標軸に示すように、Ｚ軸に直交する紙面左方向をＸ軸プラス方向、Ｚ軸及びＸ軸に直交する紙面手前方向をＹ軸プラス方向とする。以降のいくつかの図においては、図１の座標軸を基準として、それぞれの図の向きがわかるように座標軸を表示する。

【0014】

撮像チップ１１３の一例は、裏面照射型のＭＯＳイメージセンサである。ＰＤ層１０６は、配線層１０８の裏面側に配されている。ＰＤ層１０６は、二次元的に配され、入射光に応じた電荷を蓄積する複数のフォトダイオード（Photodiode；以下、ＰＤという。）１０４、及び、ＰＤ１０４に対応して設けられたトランジスタ１０５を有する。

【0015】

ＰＤ層１０６における入射光の入射側にはパッシベーション膜１０３を介してカラーフィルタ１０２が設けられる。カラーフィルタ１０２は、可視光のうち特定の波長領域を通過させるフィルタである。このカラーフィルタ１０２は、互いに異なる波長領域を透過する複数の種類を有しており、ＰＤ１０４のそれぞれに対応して特定の配列を有している。カラーフィルタ１０２の配列については後述する。カラーフィルタ１０２、ＰＤ１０４、及びトランジスタ１０５の組が一つの画素を形成する。

【0016】

カラーフィルタ１０２における入射光の入射側には、それぞれの画素に対応して、マイクロレンズ１０１が設けられる。マイクロレンズ１０１は、対応するＰＤ１０４へ向けて入射光を集光する。

【0017】

配線層１０８は、ＰＤ層１０６からの画素信号を信号処理チップ１１１に伝送する配線１０７を有する。配線１０７は多層であってもよく、また、受動素子及び能動素子が設けられてもよい。配線層１０８の表面には複数のバンプ１０９が配される。これら複数のバンプ１０９が信号処理チップ１１１の対向する面に設けられた複数のバンプ１０９と位置合わせされる。そして、撮像チップ１１３と信号処理チップ１１１とが加圧等されることにより、位置合わせされたバンプ１０９同士が接合されて、電気的に接続される。

【0018】

同様に、信号処理チップ１１１及びメモリチップ１１２の互いに対向する面には、複数のバンプ１０９が配される。これらのバンプ１０９が互いに位置合わせされる。そして、信号処理チップ１１１とメモリチップ１１２とが加圧等されることにより、位置合わせされたバンプ１０９同士が接合されて、電気的に接続される。

【0019】

なお、バンプ１０９間の接合には、固相拡散によるＣｕバンプ接合に限らず、はんだ溶融によるマイクロバンプ結合を採用してもよい。また、バンプ１０９は、例えば後述する一つの単位グループに対して一つ程度設ければよい。従って、バンプ１０９の大きさは、ＰＤ１０４のピッチよりも大きくてもよい。また、画素が配列された画素領域（図２に示す画素領域１１３Ａ）以外の周辺領域において、画素領域に対応するバンプ１０９よりも大きなバンプを併せて設けてもよい。

【0020】

信号処理チップ１１１は、表面及び裏面にそれぞれ設けられた回路を互いに接続するＴＳＶ（Through-Silicon Via；シリコン貫通電極）１１０を有する。ＴＳＶ１１０は、周辺領域に設けられる。また、ＴＳＶ１１０は、撮像チップ１１３の周辺領域や、メモリチップ１１２に設けられてもよい。

【0021】

図２は、撮像チップの画素配列と単位グループを説明する図である。図２では、特に、撮像チップ１１３を裏面側から観察した様子を示す。撮像チップ１１３において画素が配列された領域を画素領域（撮像領域）１１３Ａという。画素領域１１３Ａには２０００万個以上もの画素がマトリックス状に配列されている。図２に示す例では、隣接する４画素×４画素の１６画素が一つの単位グループ１３１を形成する。図２の格子線は、隣接する画素がグループ化されて単位グループ１３１を形成する概念を示す。単位グループ１３１を形成する画素の数はこれに限られず１０００個程度、例えば３２画素×６４画素でもよいし、それ以上でもそれ以下でもよい。

【0022】

画素領域１１３Ａの部分拡大図に示すように、単位グループ１３１は、緑色画素Ｇｂ，Ｇｒ、青色画素Ｂ、及び赤色画素Ｒの４画素から成るいわゆるベイヤー配列を、上下左右に４つ内包する。緑色画素は、カラーフィルタ１０２として緑色フィルタを有する画素であり、入射光のうち緑色波長帯の光を受光する。同様に、青色画素は、カラーフィルタ１０２として青色フィルタを有する画素であって青色波長帯の光を受光する。赤色画素は、カラーフィルタ１０２として赤色フィルタを有する画素であって赤色波長帯の光を受光する。

【0023】

図３は、撮像チップの単位グループに対応する回路図である。図３において、代表的に点線で囲む矩形が、１画素に対応する回路を表す。なお、以下に説明する各トランジスタの少なくとも一部は、図１のトランジスタ１０５に対応する。

【0024】

上述したように、単位グループ１３１は、１６画素から形成される。それぞれの画素に対応する１６個のＰＤ１０４は、それぞれ転送トランジスタ３０２に接続される。各転送トランジスタ３０２のゲートには、転送パルスが供給されるＴＸ配線３０７に接続される。本実施形態において、ＴＸ配線３０７は、１６個の転送トランジスタ３０２に対して共通接続される。

【0025】

各転送トランジスタ３０２のドレインは、対応する各リセットトランジスタ３０３のソースに接続されるとともに、転送トランジスタ３０２のドレインと各リセットトランジスタ３０３のソース間のいわゆるフローティングディフュージョンＦＤ（電荷検出部）が増幅トランジスタ３０４のゲートに接続される。各リセットトランジスタ３０３のドレインは電源電圧が供給されるＶｄｄ配線３１０に接続される。各リセットトランジスタ３０３のゲートはリセットパルスが供給されるリセット配線３０６に接続される。本実施形態において、リセット配線３０６は、１６個のリセットトランジスタ３０３に対して共通接続される。

【0026】

各々の増幅トランジスタ３０４のドレインは電源電圧が供給されるＶｄｄ配線３１０に接続される。また、各々の増幅トランジスタ３０４のソースは、対応する各々の選択トランジスタ３０５のドレインに接続される。各々の選択トランジスタ３０５のゲートには、選択パルスが供給されるデコーダ配線３０８に接続される。本実施形態において、デコーダ配線３０８は、１６個の選択トランジスタ３０５に対してそれぞれ独立に設けられる。そして、各々の選択トランジスタ３０５のソースは、共通の出力配線３０９に接続される。負荷電流源３１１は、出力配線３０９に電流を供給する。すなわち、選択トランジスタ３０５に対する出力配線３０９は、ソースフォロアにより形成される。なお、負荷電流源３１１は、撮像チップ１１３側に設けてもよいし、信号処理チップ１１１側に設けてもよい。

【0027】

ここで、電荷の蓄積開始から蓄積終了後の画素出力までの流れを説明する。リセット配線３０６を通じてリセットパルスがリセットトランジスタ３０３に印加される。これと同時に、ＴＸ配線３０７を通じて転送パルスが転送トランジスタ３０２に印加される。これにより、ＰＤ１０４及びフローティングディフュージョンＦＤの電位はリセットされる。

【0028】

ＰＤ１０４は、転送パルスの印加が解除されると、受光する入射光を電荷に変換して蓄積する。その後、リセットパルスが印加されていない状態で再び転送パルスが印加されると、ＰＤ１０４において蓄積された電荷はフローティングディフュージョンＦＤへ転送される。これにより、フローティングディフュージョンＦＤの電位は、リセット電位から電荷蓄積後の信号電位になる。そして、デコーダ配線３０８を通じて選択パルスが選択トランジスタ３０５に印加されると、フローティングディフュージョンＦＤの信号電位の変動が、増幅トランジスタ３０４及び選択トランジスタ３０５を介して出力配線３０９に伝わる。このような回路の動作により、リセット電位と信号電位とに対応する画素信号は、単位画素から出力配線３０９に出力される。

【0029】

図３に示すように、本実施形態においては、単位グループ１３１を形成する１６画素に対して、リセット配線３０６とＴＸ配線３０７が共通である。すなわち、リセットパルスと転送パルスはそれぞれ、１６画素すべてに対して同時に印加される。従って、単位グループ１３１を形成するすべての画素は、同一のタイミングで電荷蓄積を開始し、同一のタイミングで電荷蓄積を終了する。ただし、蓄積された電荷に対応する画素信号は、それぞれの選択トランジスタ３０５に選択パルスが順次印加されることにより、選択的に出力配線３０９に出力される。また、リセット配線３０６、ＴＸ配線３０７、出力配線３０９は、単位グループ１３１毎に別個に設けられる。

【0030】

このように単位グループ１３１を基準として回路を構成することにより、単位グループ１３１ごとに電荷蓄積時間を制御することができる。換言すると、単位グループ１３１間で、異なった電荷蓄積時間による画素信号をそれぞれ出力させることができる。更に言えば、一方の単位グループ１３１に１回の電荷蓄積を行わせている間に、他方の単位グループ１３１に何回もの電荷蓄積を繰り返させてその都度画素信号を出力させることにより、これらの単位グループ１３１間で異なるフレームレートで動画用の各フレームを出力することもできる。

【0031】

図４は、撮像素子の機能的構成を示すブロック図である。アナログのマルチプレクサ４１１は、単位グループ１３１を形成する１６個のＰＤ１０４を順番に選択する。そして、マルチプレクサ４１１は、１６個のＰＤ１０４のそれぞれの画素信号を当該単位グループ１３１に対応して設けられた出力配線３０９へ出力させる。マルチプレクサ４１１は、ＰＤ１０４とともに、撮像チップ１１３に形成される。

【0032】

マルチプレクサ４１１を介して出力されたアナログ信号の画素信号は、信号処理チップ１１１に形成されたアンプ４１２により増幅される。そして、アンプ４１２で増幅された画素信号は、信号処理チップ１１１に形成された、相関二重サンプリング（ＣＤＳ；Correlated Double Sampling）・アナログ／デジタル（Analog／Digital）変換を行う信号処理回路４１３により、相関二重サンプリングの信号処理が行われるとともに、Ａ／Ｄ変換（アナログ信号からデジタル信号への変換）が行われる。画素信号が信号処理回路４１３において相関二重サンプリングの信号処理が行われることにより、画素信号のノイズが低減される。Ａ／Ｄ変換された画素信号は、デマルチプレクサ４１４に引き渡され、それぞれの画素に対応する画素メモリ４１５に格納される。デマルチプレクサ４１４及び画素メモリ４１５は、メモリチップ１１２に形成される。

【0033】

演算回路４１６は、画素メモリ４１５に格納された画素信号を処理して後段の画像処理部に引き渡す。演算回路４１６は、信号処理チップ１１１に設けられてもよいし、メモリチップ１１２に設けられてもよい。なお、図４では１つの単位グループ１３１の分の接続を示すが、実際にはこれらが単位グループ１３１ごとに存在して、並列で動作する。ただし、演算回路４１６は単位グループ１３１ごとに存在しなくてもよい。例えば、一つの演算回路４１６がそれぞれの単位グループ１３１に対応する画素メモリ４１５の値を順に参照しながらシーケンシャルに処理してもよい。

【0034】

上記した通り、単位グループ１３１のそれぞれに対応して出力配線３０９が設けられている。撮像素子１００は、撮像チップ１１３、信号処理チップ１１１、及びメモリチップ１１２を積層している。このため、これら出力配線３０９にバンプ１０９を用いたチップ間の電気的接続を用いることにより、各チップを面方向に大きくすることなく配線を引き回すことができる。

【0035】

次に、撮像素子１００の画素領域１１３Ａ（図２参照）に設定されるブロックについて説明する。本実施形態において、撮像素子１００の画素領域１１３Ａは、複数のブロックに分割される。複数のブロックは、１ブロックにつき単位グループ１３１を少なくとも１つ含むように定義される。各ブロックはそれぞれ異なる制御パラメータで各ブロックに含まれる画素が制御される。つまり、あるブロックに含まれる画素群と、別のブロックに含まれる画素群とで、制御パラメータが異なる画素信号が取得される。制御パラメータとしては、例えば、電荷の蓄積時間又は蓄積回数、フレームレート、ゲイン、間引き率、画素信号を加算する加算行数又は加算列数、デジタル化のビット数などがあげられる。さらに、制御パラメータは、画素からの画像信号取得後の画像処理におけるパラメータであってもよい。

【0036】

ここで、電荷の蓄積時間とは、ＰＤ１０４が電荷の蓄積を開始してから終了するまでの時間のことをいう。この電荷蓄積時間のことを露光時間又はシャッター速度（シャッタースピード）ともいう。また、電荷の蓄積回数とは、単位時間あたりにＰＤ１０４が電荷を蓄積する回数のことをいう。また、フレームレートとは、動画において単位時間あたりに処理（表示又は記録）されるフレーム数を表す値のことをいう。フレームレートの単位はｆｐｓ（Frames Per Second）で表される。フレームレートが高くなる程、動画における被写体（すなわち撮像される対象物）の動きが滑らかになる。

【0037】

また、ゲインとは、アンプ４１２の利得率（増幅率）のことをいう。このゲインを変更することにより、ＩＳＯ感度を変更することができる。このＩＳＯ感度は、ＩＳＯで策定された写真フィルムの規格であり、写真フィルムがどの程度弱い光まで記録することができるかを表す。ただし、一般に、撮像素子１００の感度を表現する場合もＩＳＯ感度が用いられる。この場合、ＩＳＯ感度は撮像素子１００が光をとらえる能力を表す値となる。ゲインを上げるとＩＳＯ感度も向上する。例えば、ゲインを倍にすると電気信号（画素信号）も倍になり、入射光の光量が半分でも適切な明るさとなる。しかし、ゲインを上げると、電気信号に含まれるノイズも増幅されるため、ノイズが多くなってしまう。

【0038】

また、間引き率とは、所定領域においてすべての画素数に対する画素信号の読み出しを行わない画素数の割合をいう。例えば、所定領域の間引き率が０である場合は、その所定領域内のすべての画素から画素信号の読み出しが行われることを意味する。また、所定領域の間引き率が０．５である場合は、その所定領域内の半分の画素から画素信号を読み出しが行われることを意味する。具体的には、単位グループ１３１がベイヤー配列である場合、垂直方向についてベイヤー配列の単位の一つ置き、すなわち、画素単位の２画素ずつ（２行ずつ）交互に画素信号が読み出される画素と読み出されない画素とが設定される。なお、画素信号の読み出しの間引きが行われると画像の解像度が低下する。しかし、撮像素子１００には２０００万以上の画素が配置されているため、例えば間引き率０．５で間引きを行ったとしても、１０００万以上の画素で画像を表示することができる。このため、使用者（撮影者）にとって解像度の低下は気にならないものと考えられる。

【0039】

また、加算行数とは、垂直方向に隣接する画素の画素信号を加算する場合に、その加算する垂直方向の画素の数（行数）をいう。また、加算列数とは、水平方向に隣接する画素の画素信号を加算する場合に、その加算する水平方向の画素の数（列数）をいう。このような加算の処理は、例えば演算回路４１６において行われる。演算回路４１６が垂直方向又は水平方向に隣接する所定数の画素の画素信号を加算する処理を行うことにより、所定の間引き率で間引いて画素信号を読み出す処理と同じような効果を奏する。なお、上記した加算の処理において、演算回路４１６が加算した行数または列数で加算値を割ることにより平均値を算出するようにしてもよい。

【0040】

また、デジタル化のビット数とは、信号処理回路４１３がＡ／Ｄ変換においてアナログ信号をデジタル信号に変換したときのビット数をいう。デジタル信号のビット数が多くなる程、輝度や色変化などがより詳細に表現される。

【0041】

本実施形態において、蓄積条件とは、撮像素子１００における電荷の蓄積に関する条件のことをいう。具体的には、蓄積条件は、上記した制御パラメータのうち、電荷の蓄積時間又は蓄積回数、フレームレート、及びゲインのことをいう。フレームレートは電荷の蓄積時間や蓄積回数に応じて変化し得るので、フレームレートが蓄積条件に含まれる。また、ゲインに応じて適正露出の光量は変化し、適正露出の光量に応じて電荷の蓄積時間又は蓄積回数も変化し得る。このため、ゲインは蓄積条件に含まれる。

【0042】

また、撮像条件とは、被写体の撮像に関する条件をいう。具体的には、撮像条件は、上記した蓄積条件を含む制御パラメータのことをいう。撮像条件は、撮像素子１００を制御するための制御パラメータ（例えば、電荷の蓄積時間又は蓄積回数、フレームレート、ゲイン）のほかに、撮像素子１００からの信号の読み出しを制御するための制御パラメータ（例えば、間引き率）、撮像素子１００からの信号を処理するための制御パラメータ（例えば、画素信号を加算する加算行数又は加算列数、デジタル化のビット数、後述する画像処理部３０が画像処理を実行するための制御パラメータ）も含まれる。

【0043】

図５は、第１実施形態に係るデジタルカメラ（電子機器）の概略構成を示す横断面図である。第１実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラ１は、交換式レンズとしてのレンズ部１０と、カメラ本体としてのカメラボディ２とを有している。カメラボディ２には、レンズ部１０を装着するためのボディ側マウント部８０Ａが設けられている。また、レンズ部１０には、ボディ側マウント部８０Ａと対応するレンズ側マウント部８０Ｂが設けられている。使用者がボディ側マウント部８０Ａとレンズ側マウント部８０Ｂとを接合することにより、レンズ部１０がカメラボディ２に装着される。レンズ部１０がカメラボディ２に装着されると、ボディ側マウント部８０Ａに設けられた電気接点８１Ａと、レンズ側マウント部８０Ｂに設けられた電気接点８１Ｂとが電気的に接続される。

【0044】

レンズ部１０は、レンズ１１ａ、ズーミング用レンズ１１ｂ、フォーカシング用レンズ１１ｃ、絞り１４、レンズ駆動制御装置１５などを備えている。図５に示すように、レンズ１１ａ、ズーミング用レンズ１１ｂ、及びフォーカシング用レンズ１１ｃは、撮影光学系１１を構成する。なお、撮影光学系１１には、図５に示すレンズ群よりも多い数のレンズが設けられてもよい。本実施形態では、カメラボディ２は、異なる種類の撮影光学系１１を有する異なる交換式レンズ（レンズ部１０）が装着可能である。

【0045】

絞り１４は、光量及びボケ量調整のために光軸中心に開口径が可変な開口を形成する。レンズ駆動制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing
Unit）、メモリ、駆動制御回路などを有している。なお、後述するように、ＣＰＵは図６に示すレンズ制御部１３に相当する。また、後述するように、メモリは図６に示すレンズ記憶部１２に相当する。

【0046】

レンズ駆動制御装置１５は、電気接点８１Ａ，８１Ｂを介してカメラボディ２側のシステム制御部７０との間で通信を行うことにより、撮影光学系１１の特性に関するレンズ情報の送信と、制御情報（ズーミング用レンズ１１ｂの移動量や、フォーカシング用レンズ１１ｃの移動量、絞り１４の絞り値など）の受信とを行う。また、レンズ駆動制御装置１５は、システム制御部７０からの制御情報に基づいて、ズーミング用レンズ１１ｂのズーミング調節や、フォーカシング用レンズ１１ｃの焦点調節、絞り１４の開口径調節のための駆動制御を行う。また、レンズ駆動制御装置１５は、ズーミング用レンズ１１ｂ、フォーカシング用レンズ１１ｃの位置情報、及び絞り１４の状態検出なども行う。なお、ズーミング用レンズ１１ｂがマニュアル操作ではなく、パワーズーム操作の場合には、ズーミング用レンズ１１ｂの制御情報や駆動制御を加えるようにしてもよい。

【0047】

ここで、レンズ駆動制御装置１５から送信されるレンズ情報としては、種別データ及び歪曲収差データを含んでいる。種別データは、レンズ部１０に搭載されている撮影光学系１１の種別（サイズ規格）に関する情報である。例えば、撮影光学系１１の種別として、ＡＰＳ−Ｃサイズに対応した撮影光学系（レンズ）と、３５ｍｍフルサイズに対応した撮影光学系（レンズ）とがある。

【0048】

ＡＰＳ−Ｃサイズは、撮像素子のサイズ規格の一つである。そのサイズがＡＰＳシステム（ＡＰＳ：Advanced Photo System）のＡＰＳ−Ｃタイプフォーマットに近いことから、ＡＰＳ−Ｃサイズと呼ばれている。また、３５ｍｍフルサイズも、撮像素子のサイズ規格の一つである。そのサイズが１３５フィルム（３５ｍｍフィルム）を使用するデジタルカメラで広く用いられるサイズに近いことから、３５ｍｍフルサイズと呼ばれている。レンズ部１０のメモリには、撮影光学系１１がどのような種別の撮影光学系であるかを示す情報（すなわち、ＡＰＳ−Ｃサイズに対応した撮影光学系であるか、３５ｍｍフルサイズに対応した撮影光学系であるかを示す情報）が種別データとして記憶されている。なお、本実施形態においては、撮像部２０には、３５ｍｍフルサイズの撮像素子（図１等に示す撮像素子１００）が搭載されている。

【0049】

歪曲収差データは、レンズ部１０に搭載されている撮影光学系１１の歪曲収差（ディストーション）に関する情報である。歪曲収差は、撮影光学系１１の周辺部の像が歪む収差である。撮影光学系１１によっては、長方形の像が形成されるべき個所において「たる型」の像が形成される。この歪曲収差は「たる型収差」と呼ばれる。レンズ部１０のメモリには、撮影光学系１１の設計段階で予め取得される歪曲収差に関する情報（すなわち、周辺部でどの程度の歪曲収差が生じるかを示す情報）が歪曲収差データとして記憶されている。

【0050】

カメラボディ２は、撮像素子１００を含む撮像部２０、画像処理部３０、表示部５０、記憶部６０、システム制御部７０などを備えている。レンズ部１０を通過した光束により、撮像部２０の撮像素子の受光面上に被写体像が形成される。この被写体像は撮像素子により光電変換され、撮像素子の各画素の画素信号が画像処理部３０に送られる。画像処理部３０は、各画素の画素信号からなるＲＡＷデータに対して種々の画像処理を施し、画像データを生成する。表示部５０は、画像処理部３０が生成した画像データを表示する。記憶部６０は、画像処理部３０が生成した画像データを記憶する。

【0051】

なお、本明細書において、「画像データ」は、撮像部２０で撮像された画像（静止画、動画、ライブビュー画像）を構成するデータであり、画像処理部３０において画像処理が行われる前のデータ（すなわちＲＡＷデータ）と画像処理が行われた後のデータとを含む。また、本明細書において、「ＲＡＷデータ」とは、画像処理部３０において画像処理が行われる前の画像データのことをいう。また、本明細書において、「画像データ」のことを「画像信号」ということがある。

【0052】

また、本明細書において、ライブビュー画像は、画像処理部３０で生成された画像データを表示部５０に順次出力して表示部５０に表示される画像である。ライブビュー画像は、撮像部２０により撮像されている被写体の画像を使用者が確認するために用いられる。ライブビュー画像は、スルー画やプレビュー画像とも呼ばれる。

【0053】

システム制御部７０は、デジタルカメラ１の全体の処理及び動作を制御する。なお、システム制御部７０の処理及び動作の詳細、及びカメラボディ２内の構成の詳細については、以下の図６において説明する。

【0054】

図６は、第１実施形態に係るデジタルカメラ（電子機器）の構成を示すブロック図である。図６に示すように、電子機器としてのデジタルカメラ１は、カメラボディ２と、レンズ部１０とを備える。上述したように、レンズ部１０は、カメラボディ２に対して着脱可能な交換式レンズである。

【0055】

レンズ部１０は、カメラボディ２に接続された状態において、被写体からの光束を撮像部２０へ導く。このレンズ部１０は、撮影光学系１１、レンズ記憶部１２、及びレンズ制御部１３を有している。レンズ記憶部１２は、上述した撮影光学系１１の特性に関するレンズ情報（種別データ、歪曲収差データ）を記憶している。このレンズ記憶部１２は、レンズ駆動制御装置１５のメモリに相当する。

【0056】

レンズ制御部１３は、レンズ部１０の処理及び動作を制御する。このレンズ制御部１３は、レンズ駆動制御装置１５のＣＰＵが制御プログラムに基づいて実行する処理に相当する。本実施形態では、レンズ制御部１３は、レンズ部１０がカメラボディ２に接続されたか否かを判定する。そして、レンズ制御部１３は、レンズ部１０がカメラボディ２に接続されたと判定した場合に、レンズ記憶部１２に記憶されているレンズ情報（種別データ、歪曲収差データ）をカメラボディ２のシステム制御部７０に送信する。また、レンズ制御部１３は、システム制御部７０からの制御情報（移動量や絞り値など）に基づいて、ＡＦ（Automatic Focusing）処理やＡＥ（Automatic Exposure）処理などに対応する制御も行う。すなわち、レンズ制御部１３は、システム制御部７０からの制御信号に基づいて、フォーカシング用レンズ１１ｃの焦点調節や、絞り１４の開口径調節のための駆動制御などを行う。図６に示すように、ＣＰＵ（レンズ制御部１３）を内蔵したレンズ部１０のことをＣＰＵレンズという。

【0057】

図６に示すように、カメラボディ２は、撮像部２０、画像処理部３０、ワークメモリ４０、表示部５０、操作部５５、記録部６０、及びシステム制御部７０を備える。

【0058】

撮像部２０は、撮像素子１００及び駆動部２１を有している。撮像素子１００は、少なくとも３５ｍｍフルサイズの画素領域（図２に示す画素領域１１３Ａ参照）を備えている。駆動部２１は、システム制御部７０からの指示に従って、撮像素子１００の駆動を制御する制御回路である。ここで、駆動部２１は、リセットパルス及び転送パルスをそれぞれリセットトランジスタ３０３及び転送トランジスタ３０２に印加するタイミング（又はタイミングの周期）を制御することにより、制御パラメータである電荷の蓄積時間又は蓄積回数を制御する。また、駆動部２１は、リセットパルス、転送パルス、及び選択パルスをそれぞれリセットトランジスタ３０３、転送トランジスタ３０２、及び選択トランジスタ３０５に印加するタイミング（又はタイミングの周期）を制御することにより、フレームレートを制御する。また、駆動部２１は、リセットパルス、転送パルス、及び選択パルスを印加する画素を設定することにより、間引き率を制御する。

【0059】

また、駆動部２１は、アンプ４１２のゲイン（利得率、増幅率ともいう。）を制御することにより、撮像素子１００のＩＳＯ感度を制御する。また、駆動部２１は、演算回路４１６に指示を送ることにより、画素信号を加算する加算行数又は加算列数を設定する。また、駆動部２１は、信号処理回路４１３に指示を送ることにより、デジタル化のビット数を設定する。さらに、駆動部２１は、撮像素子１００の画素領域（撮像領域）１１３Ａにおいて、レンズ情報の種別データに応じた領域をブロック単位で設定する。このように、駆動部２１は、撮像素子１００に対して複数のブロックごとに異なる撮像条件で撮像させて画素信号を出力させる撮像素子制御部の機能を担う。システム制御部７０は、駆動部２１に対するブロックの位置、形状、範囲などの指示を行う。

【0060】

撮像素子１００は、撮像素子１００からの画素信号を画像処理部３０へ引き渡す。画像処理部３０は、ワークメモリ４０をワークスペースとして、各画素の画素信号からなるＲＡＷデータに対して種々の画像処理を施し、画像データを生成する。画像処理部３０は、以下の画像処理を実行する。例えば、画像処理部３０は、ベイヤー配列で得られた信号に対して色信号処理（色調補正）を行うことによりＲＧＢ画像信号を生成する。また、画像処理部３０は、ＲＧＢ画像信号に対して、ホワイトバランス調整、シャープネス調整、ガンマ補正、階調調整などの画像処理を行う。また、画像処理部３０は、必要に応じて、所定の圧縮形式（ＪＰＥＧ形式、ＭＰＥＧ形式等）で圧縮する処理を行う。画像処理部３０は、生成した画像データを記録部６０に出力する。また、画像処理部３０は、生成した画像データを表示部５０に出力する。

【0061】

画像処理部３０が画像処理を行う際に参照されるパラメータも制御パラメータ（撮像条件）に含まれる。例えば、色信号処理（色調補正）、ホワイトバランス調整、階調調整、圧縮率などのパラメータが制御パラメータに含まれる。電荷の蓄積時間などに応じて撮像素子１００から読み出される信号が変化し、その信号の変化に応じて画像処理を行う際に参照されるパラメータも変化する。画像処理部３０は、ブロック単位ごとに異なる制御パラメータを設定し、これらの制御パラメータに基づいて色信号処理などの画像処理を実行する。

【0062】

本実施形態では、画像処理部３０は、図６に示すように、画像生成部３１及び被写体検出部３２を含む。画像生成部３１は、撮像部２０から出力される各画素の画素信号からなるＲＡＷデータに対して種々の画像処理を施すことにより画像データを生成する。被写体検出部３２は、画像生成部３１で生成した画像データから主要被写体を検出する。本実施形態では、被写体検出部３２は、公知の顔検出機能を用いて主要被写体の検出を行う。なお、被写体検出部３２は、画像生成部３１から時系列的に得られる複数の画像データを比較して、移動する被写体（移動被写体）を主要被写体として検出してもよい。また、被写体検出部３２は、顔検出に加えて、例えば特開２０１０−１６６２１号公報（ＵＳ２０１０／０００２９４０号）に記載されているように、画像データに含まれる人体を主要被写体として検出してもよい。

【0063】

ここで、「主要被写体」とは、撮像される対象物である被写体のうち、使用者（撮影者）に注目される被写体又は使用者に注目されると推定される被写体のことをいう。主要被写体は、画像データ中に１つだけ存在する場合に限らず、複数存在する場合もある。

【0064】

ワークメモリ４０は、画像処理部３０による画像処理が行われる際に画像データなどを一時的に記憶する。表示部５０は、撮像部２０で撮像された画像（静止画、動画、ライブビュー画像）や各種情報を表示する。この表示部５０は、例えば液晶表示パネルによって構成されている。表示部５０の表示画面上にはタッチパネル５１が形成されている。タッチパネル５１は、使用者がメニューの選択などの操作を行う際に、使用者が触れた位置を示す信号をシステム制御部７０に出力する。

【0065】

操作部５５は、使用者によって操作されるレリーズスイッチ（静止画の撮影時に押されるスイッチ）、動画スイッチ（動作の撮影時に押されるスイッチ）、各種の操作スイッチなどである。この操作部５５は、使用者による操作に応じた信号をシステム制御部７０に出力する。記録部６０は、メモリカードなどの記憶媒体を装着可能なカードスロットを有する。記録部６０は、カードスロットに装着された記録媒体に画像処理部３０において生成された画像データや各種データを記憶する。また、記録部６０は、内部メモリを有する。記録部６０は、画像処理部３０において生成された画像データや各種データを内部メモリに記録することも可能である。

【0066】

システム制御部７０は、デジタルカメラ１の全体の処理及び動作を制御する。このシステム制御部７０はＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する。本実施形態において、システム制御部７０は、撮像素子１００（撮像チップ１１３）の撮像面（図２に示す画素領域１１３Ａ）を複数のブロックに分け、ブロック間において異なる電荷蓄積時間（又は電荷蓄積回数）、フレームレート、ゲインで画像を取得させる。このため、システム制御部７０は、ブロックの位置、形状、範囲、及び各ブロック用の蓄積条件を駆動部２１に対して指示する。

【0067】

また、システム制御部７０は、ブロック間で異なる間引き率、画素信号を加算する加算行数又は加算列数、及びデジタル化のビット数で画像を取得させる。このため、システム制御部７０は、各ブロック用の撮像条件（間引き率、画素信号を加算する加算行数又は加算列数、及びデジタル化のビット数）を駆動部２１に対して指示する。また、画像処理部３０は、ブロック間で異なる撮像条件（色信号処理、ホワイトバランス調整、階調調整、圧縮率などの制御パラメータ）で画像処理を実行する。このため、システム制御部７０は、各ブロック用の撮像条件（色信号処理、ホワイトバランス調整、階調調整、圧縮率などの制御パラメータ）を画像処理部３０に指示する。

【0068】

また、システム制御部７０は、画像処理部３０において生成された画像データを記録部６０に記録させる。また、システム制御部７０は、画像処理部３０において生成された画像データを表示部５０に出力させることにより、表示部５０に画像を表示させる。また、システム制御部７０は、記録部６０に記録されている画像データを読み出して表示部５０に出力させることにより、表示部５０に画像を表示させる。表示部５０に表示される画像としては、静止画、動画、ライブビュー画像が含まれる。

【0069】

本実施形態では、システム制御部７０は、図６に示すように、制御部７１、ＡＦ処理部（焦点調節部）７２、及びＡＥ処理部７３を含む。制御部７１は、レンズ部１０がカメラボディ２に接続されたときに、電気接点８１Ａ，８１Ｂを介してレンズ部１０から送信されるレンズ情報を受信する。制御部７１は、受信したレンズ情報の種別データに基づいて、レンズ部１０に搭載されている撮影光学系１１の種別を確認する。また、制御部７１は、撮影光学系１１の種別に応じて、撮像素子１００の撮像領域（図２に示す画素領域１１３Ａ）において撮影光学系１１の種別に応じた領域をブロック単位で設定する（図７及び図９参照）。また、制御部７１は、レンズ情報の歪曲収差データに基づいて、ブロック単位で設定した領域を歪曲収差に対応する領域に設定する（図１０（Ａ）参照）。

【0070】

また、制御部７１は、画素領域１１３Ａに設定した領域ごとに異なる動作を実行させる。すなわち、制御部７１は、画素領域１１３Ａに設定した領域ごとの動作状態を「アクティブ状態」又は「スリープ状態」に設定する。なお、この第１実施形態では、制御部７１は、撮影光学系１１のイメージサークル内の矩形の領域（この領域は、表示部５０において実際に画像が表示される領域に対応する撮像素子１００上の領域である。）をアクティブ状態に設定し、その領域以外の領域（イメージサークル内の矩形の領域以外の領域、及びイメージサークル外の領域）をスリープ状態に設定する。なお、イメージサークルとは、撮影光学系１１を通った光が撮像素子１００の撮像面において結像する円形の範囲のことをいう。

【0071】

ここで、「アクティブ状態」は、領域内の各画素が動作可能な状態（撮像可能な状態）であることを意味する。このアクティブ状態の領域においては、駆動部２１により各画素が駆動制御され、各画素から画素信号の読み出しが行われる。また、「スリープ状態」は、領域内の各画素が動作停止の状態（撮像停止の状態）であることを意味する。動作停止の状態としては、領域内の各画素において駆動部２１による駆動制御が行われていない状態を含む。すなわち、駆動部２１がリセットトランジスタ３０３、転送トランジスタ３０２、及び選択トランジスタ３０５にパルスを印加しない状態を含む。また、動作停止の状態としては、領域内の各画素から画素信号の読み出しを行わない状態を含む。すなわち、駆動部２１が選択トランジスタ３０５に対して選択パルスを印加しない状態を含む。また、動作停止の状態としては、領域内の各画素から画素信号を読み出すが、読み出した画素信号を使用しない状態を含む。例えば、信号処理チップ１１１などにおいて領域内の各画素から読み出した画素信号を廃棄する状態を含む。

【0072】

また、制御部７１は、アクティブ状態に設定した領域に対して撮像条件を設定する。第１実施形態では、制御部７１は、例えば予め定められたライブビュー画像の撮像時の撮像条件（シャッター速度、フレームレート、ゲインなど）を設定する。また、制御部７１は、アクティブ状態に設定した領域において撮像が行われるように、撮像素子１００の駆動制御を実行する。また、制御部７１は、画像生成部３１によって生成された画像データを表示部５０に出力させ、表示部５０の表示画面に画像（静止画、動画、ライブビュー画像）を表示させる制御を行う。また、制御部７１は、画像生成部３１によって生成された画像データを記憶部６０に出力させ、表示部５０に画像データを記憶させる制御を行う。

【0073】

ＡＦ処理部７２は、レリーズスイッチの半押し操作が行われたことに基づいて、コントラストＡＦと呼ばれる被写体のコントラストが最大となるように焦点調節処理（ＡＦ処理）を実行する（第２実施形態における図１２のステップＳ２４参照）。具体的には、ＡＦ処理部７２は、電気接点８１Ａ，８１Ｂを介して制御情報をレンズ制御部１３に対して送信することにより、レンズ制御部１３にフォーカシング用レンズ１１ｃを移動させる。また、ＡＦ処理部７２は、撮像部２０が撮像した被写体の像のコントラスト（ここで、被写体検出部３２が主要被写体を検出した場合は、その主要被写体の像のコントラスト）を表すコントラスト信号を画像処理部３０から取得する。ＡＦ処理部７２は、フォーカシング用レンズ１１ｃを移動させながら、画像処理部３０からのコントラスト信号に基づいて、被写体の像のコントラストが最も高くなるフォーカシング用レンズ１１ｃの位置を焦点位置として検出する。ＡＦ処理部７２は、検出した焦点位置にフォーカシング用レンズ１１ｃを移動させるように、制御信号をレンズ制御部１３に送信する。

【0074】

ＡＥ処理部７３は、レリーズスイッチの半押し操作が行われたことに基づいてＡＥ処理を実行する（第２実施形態における図１２のステップＳ２５参照）。具体的には、ＡＥ処理部７３は、画像の輝度分布を示す輝度分布データを画像処理部３０から取得する。そして、ＡＥ処理部７３は、輝度分布データに基づいて、適正露出となるような撮像条件（シャッター速度（露光時間、電荷蓄積時間）、絞り値、及びゲイン（ＩＳＯ感度）を決定する。また、ＡＥ処理部７３は、動画を撮像する場合は、輝度分布データに基づいて、適正露出となるようなフレームレート、シャッター速度、絞り値、及びゲイン（ＩＳＯ感度）を決定する。このとき、ＡＥ処理部７３は、輝度分布データに基づいて、撮像素子１００の撮像領域１１３Ａにおけるブロックごとに適正露出となるような撮像条件を決定することが可能である。

【0075】

ＡＥ処理部７３は、決定した適正露出に応じた絞り値を示す制御情報をレンズ制御部１３（すなわち、レンズ駆動制御装置１５）に送信することにより、絞り１４の開口径調節のための駆動制御を実行させる。また、ＡＥ処理部７３は、適正露出に応じたシャッター速度（電荷蓄積時間）、ゲイン（ＩＳＯ感度）、及びフレームレートを指示する指示信号を駆動部２１に出力する。駆動部２１は、指示信号により指示されたシャッター速度、ゲイン、及びフレームレートで撮像素子１００を駆動制御する。

【0076】

なお、システム制御部７０において、制御部７１、ＡＦ処理部７２、及びＡＥ処理部７３は、それぞれＣＰＵが制御プログラムに基づいて処理を実行することにより実現される。

【0077】

なお、上記した例では、ＡＦ処理部７２は、レリーズスイッチの半押し操作が行われたことに基づいてＡＦ処理を実行するように構成していたが、ＡＦ処理部７２は、ライブビュー画像の撮影中、及び動画の撮影中においてもＡＦ処理を実行するようにしてもよい構成であるのが好ましい。また、ＡＥ処理部７３は、レリーズスイッチの半押し操作が行われたことに基づいてＡＥ処理を実行するように構成していたが、ＡＥ処理部７３は、ライブビュー画像の撮影中、及び動画の撮影中においてもＡＥ処理を実行する構成であるのが好ましいようにしてもよい。

【0078】

図７は、サイズ規格の異なるイメージサークルとイメージサークル内に設定される領域とを示す図である。図７（Ａ）は、３５ｍｍフルサイズに対応した撮影光学系のイメージサークル２００と、そのイメージサークル２００内に設定される矩形の領域２１０とを示す。また、図７（Ｂ）は、ＡＰＳ−Ｃサイズに対応した撮影光学系のイメージサークル２２０と、そのイメージサークル２２０内に設定される矩形の領域２３０とを示す。また、図７（Ｃ）は、２つのイメージサークル２００，２２０の中心を一致させつつ、図７（Ａ）と図７（Ｂ）とを重ね合わせた状態を示す。

【0079】

図７（Ａ）における領域２１０は、３５ｍｍフルサイズに対応した撮影光学系１１を搭載したレンズ部１０がカメラボディ２に装着された場合に、表示部５０に表示可能な画像の領域に対応する。また、図７（Ｂ）における領域２３０は、ＡＰＳ−Ｃサイズに対応した撮影光学系１１を搭載したレンズ部１０がカメラボディ２に装着された場合に、表示部５０に表示可能な画像の領域に対応する。

【0080】

本実施形態において、撮像素子１００として３５ｍｍフルサイズの撮像素子が搭載されている。３５ｍｍフルサイズの撮像素子１００は、その撮像領域が広いため、３５ｍｍフルサイズに対応した撮影光学系を通した被写体像を撮像することが可能であるとともに、ＡＰＳ−Ｃサイズに対応した撮影光学系を通した被写体像を撮像することが可能である。しかし、３５ｍｍフルサイズの撮像素子にとっては、ＡＰＳ−Ｃサイズに対応した撮影光学系のイメージサークルは小さすぎる。この場合、従来は、３５ｍｍフルサイズの撮像素子においてＡＰＳ−Ｃサイズの領域だけを使用することができなかった。そのため、３５ｍｍフルサイズの撮像素子の全画素から信号の読み出しを行い、必要な領域（ＡＰＳ−Ｃサイズの領域）以外の領域の信号については、画像処理部３０における後処理などでトリミングを行う必要があった。このような構成では、撮像素子において消費電力が増大するとともに、撮像素子の過度の発熱をまねくおそれがある。また、撮像素子からの信号処理や、画像データの画像処理の高速化に不利になってしまう。

【0081】

これに対して、本実施形態では、制御部７１は、異なるサイズ規格の撮影光学系１１に対応した領域２１０又は２３０を画素領域１１３Ａに設定する。そして、制御部７１は、異なるサイズ規格の撮影光学系１１に対応した領域２１０又は２３０をアクティブ状態に設定する。このような構成により、３５ｍｍフルサイズの撮像素子１００を搭載したデジタルカメラ１において、イメージサークルの小さいＡＰＳ−Ｃサイズに対応した撮影光学系１１を用いた場合であっても、撮像素子１００の全画素からの信号の読み出しを行う必要はない。従って、撮像素子１００において省電力化を実現することができるとともに、撮像素子１００の過度の発熱を防止することができる。また、余分な信号処理や画像処理を省略することができるため、信号処理や画像処理の高速化を実現することができる。

【0082】

次に、デジタルカメラ１の撮影前処理について説明する。図８は、撮影前処理の一例を示すシーケンス図である。なお、図８に示す撮影前処理は、例えば、使用者によりカメラボディ２にレンズ部１０が装着されるととともに、カメラボディ２の電源が投入されることにより実行される。ただし、この撮影前処理は、カメラボディ２の電源が投入された後に、カメラボディ２にレンズ部１０が装着されることにより実行されてもよい。

【0083】

図８に示す処理では、カメラボディ２において、システム制御部７０の制御部７１は、レンズ部１０との接続確認を行う（ステップＳ１）。また、レンズ部１０において、レンズ制御部１３は、カメラボディ２との接続確認を行う（ステップＳ１１）。制御部７１及びレンズ制御部１３は、それぞれ、電気接点８１Ａ，８１Ｂが接続されたことを確認することにより、ステップＳ１及びＳ１１の接続確認を行う。

【0084】

レンズ制御部１３は、カメラボディ２との接続確認（ステップＳ１）を行った後、レンズ記憶部１２に記憶されているレンズ部１０固有のレンズ情報（種別データ、歪曲収差データ）を、電気接点８１Ａ，８１Ｂを介してシステム制御部７０に送信する（ステップＳ１２）。制御部７１は、レンズ制御部１３から送信されたレンズ情報を受信する（ステップＳ２）。そして、制御部７１は、レンズ情報の種別データに基づいて、撮影光学系１１の種別を確認する（ステップＳ３）。すなわち、制御部７１は、撮影光学系１１の種別がＡＰＳ−Ｃサイズに対応した撮影光学系であるか、３５ｍｍフルサイズに対応した撮影光学系であるかを確認する。そして、制御部７１は、撮影光学系１１の種別に応じて、撮像素子１００の撮像領域１１３Ａにおいて撮影光学系１１の種別に応じた領域（領域２１０又は領域２３０）を設定する（ステップＳ４）。

【0085】

具体的には、図７に示すように、撮影光学系１１の種別が３５ｍｍフルサイズに対応した撮影光学系である場合は、制御部７１は、その撮影光学系のイメージサークル２００内の矩形の領域２１０を、３５ｍｍフルサイズの領域として設定する。また、図７に示すように、撮影光学系１１の種別がＡＰＳ−Ｃサイズに対応した撮影光学系である場合は、制御部７１は、その撮影光学系のイメージサークル２２０内の矩形の領域２３０を、ＡＰＳ−Ｃサイズの領域として設定する。なお、領域２１０は、少なくとも撮像素子１００の画素領域（撮像領域）１１３Ａよりも小さい領域であればよく、画素領域１１３Ａと同じ又は近い大きさの領域であってもよい。

【0086】

また、制御部７１は、ステップＳ４の処理において、撮像素子１００の画素領域１１３Ａにおける領域ごとの動作状態を設定する。図９は、第１実施形態における領域ごとの動作状態を示す図である。図９に示すように、制御部７１は、画素領域１１３Ａにおいて領域２３０を設定した場合は、領域２３０をアクティブ状態に設定し、画素領域１１３Ａにおける領域２３０以外の領域をスリープ状態に設定する。一方、図９には示していないが、制御部７１は、画素領域１１３Ａにおいて領域２１０を設定した場合は、領域２１０をアクティブ状態に設定し、画素領域１１３Ａにおける領域２１０以外の領域をスリープ状態に設定する。

【0087】

次に、制御部７１は、レンズ情報の歪曲収差データに基づいて、ステップＳ４で設定した領域２１０又は領域２３０に対して、歪曲収差に対応する領域を設定する（ステップＳ５）。図１０は、歪曲収差に対応する領域を示す図である。ステップＳ５において、制御部７１は、歪曲収差データに基づいて、撮影光学系１１の周辺部においてどの程度の歪曲収差（たる型収差）が生じるかを確認する。制御部７１は、領域２１０又は領域２３０に対して、歪曲収差に対応する領域を設定する。矩形の領域２１０又は領域２３０と、歪曲収差に対応する領域とによって、被写体の撮像を行う領域がたる型に変形される。

【0088】

図１０（Ａ）に示す例では、撮像素子１００の画素領域１１３Ａにおいて領域２３０が設定されている。制御部７１は、歪曲収差データに基づいて、領域２３０の外周側に、たる型収差に対応する領域２２０Ａ〜２２０Ｄを設定する。このように、矩形の領域２３０と、たる型収差に対応する領域２２０Ａ〜２２０Ｄとによって、撮像素子１００における被写体の撮像を行う領域が領域２３０の周囲が膨らんだ「たる型」の形となる。

【0089】

また、制御部７１は、ステップＳ５においてたる型収差に対応する領域２２０Ａ〜２２０Ｄを設定した場合は、たる型収差に対応する領域２２０Ａ〜２２０Ｄをアクティブ状態に設定する。これにより、撮像素子１００において被写体の撮像を行う領域が歪曲収差に応じたたる型の形となる。このように、撮像素子１００がたる型の領域（領域２３０及び領域２２０Ａ〜２２０Ｄ）において撮像を行うことにより、画像処理部３０において容易に歪曲収差による画像の歪みの補正を容易に実行することができる。すなわち、図１０（Ａ）に示すように、撮像素子１００は、歪曲収差によって、たる型に歪曲（拡大）し得る領域（領域２３０及び領域２２０Ａ〜２２０Ｄ）を予め撮像しておく。そして、画像処理部３０は、歪曲収差による実際の画像の歪みを判定し、判定した実際の画像の歪みに基づいて画像の歪みの補正を行う。この場合、仮に、撮像素子１００が領域２３０について撮像していた場合は、画像処理部３０が画像の歪みの補正を行うと、図１０（Ｂ）に示すように、表示部５０の表示画面における周囲の領域５０Ａ〜５０Ｄの画像が欠損してしまう。一方、撮像素子１００が領域２３０及び領域２２０Ａ〜２２０Ｄについて撮像していた場合は、画像処理部３０が画像の歪みの補正を行うと、図１０（Ｂ）に示すように、画像処理部３０によって表示部５０の表示画面の全面における画像データが生成され、表示部５０の全面において画像が表示される。なお、画像処理部３０は、画像の歪み補正に必要な画像データ以外の余分な画像データについてはトリミングを行う。

【0090】

次に、制御部７１は、ステップＳ４，Ｓ５でアクティブ状態に設定した領域（領域２１０又は領域２３０）における撮像条件（電荷蓄積時間、ゲインなど）を設定する（ステップＳ６）。このとき、制御部７１は、例えば、予め定められている撮像条件を指示する指示信号を駆動部２１に出力する。駆動部２１は、制御部７１からの指示信号に基づいて、アクティブ状態に設定した領域における撮像条件を設定する。なお、制御部７１は、使用者の操作部５５又はタッチパネル５１の操作に応じて、撮像条件を設定するように構成されてもよい。なお、本実施形態では、制御部７１は、ステップＳ４，Ｓ５でアクティブ状態に設定した領域（領域２１０又は領域２３０）に対して同じ撮像条件を設定する。

【0091】

なお、制御部が図８に示すデジタルカメラ１の撮影前処理を実行した後に、デジタルカメラ１の撮影処理を実行する。ただし、デジタルカメラ１の撮影処理については、第２実施形態以降において説明する（図１１〜図１３参照）。

【0092】

以上に説明したように、第１実施形態によれば、複数種類の撮影光学系１１に対応可能な撮像素子１００を有する撮像部２０と、交換可能なレンズ部１０からの撮影光学系の特性に関するレンズ情報に応じて、撮像素子１００の撮像領域１１３Ａにおいてアクティブ状態とする領域２１０又は２３０を設定する制御部７１とを備える。このような構成によれば、撮像素子１００の撮像領域１１３Ａにおいて撮影光学系１１に応じた領域（領域２１０、領域２３０）を使用することができる。その結果、撮像素子１００において省電力化を実現することができるとともに、撮像素子１００の過度の発熱を防止することができる。また、撮像部２０や画像処理部３０において余分な信号処理や画像処理を省略することができるため、信号処理や画像処理の高速化を実現することができる。

【0093】

また、第１実施形態によれば、レンズ情報は、撮影光学系１１のサイズに関する情報を含み、制御部７１は、サイズに関する情報に基づいて、撮像領域１１３Ａのうち撮影光学系１１のイメージサークル２２０内の領域とイメージサークル２２０外の領域とを設定する。このような構成によれば、撮影光学系１１のサイズに応じたイメージサークルに対応する領域（領域２１０、領域２３０）を使用することができる。

【0094】

また、第１実施形態によれば、レンズ情報は、撮影光学系１１の歪曲収差に関する情報を含み、制御部７１は、歪曲収差に関する情報に基づいて、矩形の領域（例えば図１０の領域２３０）を撮影光学系１１の歪曲収差に対応する領域（例えば、図１０の領域２２０Ａ〜２２０Ｄ）に設定する。このような構成によれば、画像処理部３０において歪曲収差による画像の歪みの補正を容易に実行することができる。

【0095】

＜第２実施形態＞
上記した第１実施形態では、図７（Ｂ）及び図９に示したように、制御部７１は、イメージサークル２２０内の矩形の領域２３０をアクティブ状態に設定し、その領域２３０以外の領域をスリープ状態に設定していた。しかし、第２実施形態では、制御部７１は、イメージサークル２２０内の領域をアクティブ状態に設定し、イメージサークル２２０外の領域をスリープ状態に設定する。また、第２実施形態では、制御部７１は、イメージサークル２２０内の矩形の領域２３０と、イメージサークル２２０内の矩形の領域２３０以外の領域とで異なる撮像条件を設定する。また、第２実施形態では、被写体検出部３２がイメージサークル２２０内の領域において主要被写体の検出を行うとともに、ＡＦ処理部７２がイメージサークル２２０内の領域の主要被写体に対して焦点調節を行う。なお、第２実施形態では、ＡＰＳ−Ｃサイズに対応する撮影光学系１１を有するレンズ部１０がカメラボディ２に装着されたものとして説明する。

【0096】

図１１は、第２実施形態における領域ごとの動作状態を示す図である。図１１に示すように、イメージサークル２２０内の領域は、矩形の領域２３０と、矩形の領域２３０以外の領域（矩形の領域２３０の周囲の領域）すなわち領域２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄとからなる。以下の各実施形態においては、イメージサークル２２０内の矩形の領域２３０のことを「第１領域」といい、イメージサークル２２０内の領域２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄのことを「第２領域」という。図１１に示すように、第２実施形態では、撮像素子１００の画素領域（撮像領域）１１３Ａ（図１１に示す例では領域２１０）において、イメージサークル２２０内の領域（第１領域２３０、第２領域２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ）がアクティブ状態に設定され、イメージサークル２２０外の領域がスリープ状態に設定されている。

【0097】

表示部５０に表示される画像の領域に対応する領域は、イメージサークル２２０内の矩形の領域（第１領域）２３０である。従って、本来、第１領域２３０で撮像を行えばよく、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて撮像を行う必要がない。しかし、この第２実施形態では、被写体検出部３２は、第１領域２３０における画像データに基づいて主要被写体の検出を行うだけでなく、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおける画像データに基づいて主要被写体の検出を行う。また、ＡＦ処理部７２は、第１領域２３０における主要被写体に対して焦点調節を行うだけでなく、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおける主要被写体に対しても焦点調節を行う。このことから、制御部７１は、第１領域２３０だけでなく、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄについてもアクティブ状態に設定し、その第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて撮像部２０に撮像を実行させる。

【0098】

次に、デジタルカメラ１の撮影処理について説明する。図１２は、撮影処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示す撮影処理は、第１実施形態で説明した撮影前処理（図８参照）が行われた後に実行される。

【0099】

第２実施形態では、第１実施形態で説明した撮影前処理において、制御部７１は以下のような設定を行ったものとする。まず、制御部７１は、図８のステップＳ３において、撮影光学系１１の種別がＡＰＳ−Ｃサイズに対応した撮影光学系であることを確認し、ステップＳ４において、画素領域１１３Ａにイメージサークル２２０内に第１領域２３０を設定したものとする。また、制御部７１は、図８のステップＳ４において、イメージサークル２２０内の第１領域２３０をアクティブ状態に設定し、イメージサークル２２０外の領域をスリープ状態に設定したものとする。また、制御部７１は、図８のステップＳ６において、イメージサークル２２０内の第１領域２３０と、イメージサークル２２０内の第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄとで異なる撮像条件を設定したものとする。このとき、制御部７１は、第１領域２３０については、例えば予め定められたライブビュー画像撮像時の撮像条件（シャッター速度、フレームレート、ゲインなど）を設定したものとする。また、制御部７１は、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄについては、第１領域２３０よりも高いフレームレートでかつ高いゲイン（ＩＳＯ感度）を設定したものとする。

【0100】

図１２に示す処理において、制御部７１は、ライブビュー画像の撮影を開始する（ステップＳ２１）。また、制御部７１は、撮像部２０で撮像されたライブビュー画像を表示部５０の表示画面に表示する（ステップＳ２２）。このとき、表示部５０は、撮像素子１００の第１領域２３０において撮像された画像を表示する。ライブビュー画像は被写体の動きの滑らかな画像である必要がないため、制御部７１は、低いフレームレートで撮像するように撮像素子１００の第１領域２３０を駆動制御する。一方、制御部７１は、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて、第１領域２３０よりも高いフレームレートで高いゲインで撮像するように撮像素子１００の第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄを駆動制御する。

【0101】

次に、制御部７１は、レリーズスイッチの半押し操作（ＳＷ１の操作）が行われたか否かを判定する（ステップＳ２３）。制御部７１がレリーズスイッチの半押し操作が行われたと判定した場合は、ＡＦ処理部７２は、撮影準備として自動的に焦点調節を行うＡＦ処理を実行する（ステップＳ２４）。

【0102】

図１３は、主要被写体の焦点位置の検出を説明するための図である。図１３では、人物Ｏ１がイメージサークル２２０外からイメージサークル２２０内に入り、また、その人物Ｏ１がイメージサークル２２０内の第２領域２２１Ａから第１領域２３０に入る状況を示している。人物Ｏ１がイメージサークル２２０内に入ると、被写体検出部３２は、画像生成部３１で生成した第２領域２２１Ａの画像データから主要被写体である人物Ｏ１を検出する。被写体検出部３２は、人物Ｏ１がイメージサークル２２０の外に出るまで、人物Ｏ１を主要被写体として検出し続ける。すなわち、被写体検出部３２による主要被写体の追尾が行われる。また、画像処理部３０は、被写体検出部３２が検出した人物Ｏ１の像のコントラストを表すコントラスト信号をシステム制御部７０に出力する。

【0103】

ＡＦ処理（ステップＳ２４）において、ＡＦ処理部７２は、主要被写体である人物Ｏ１の像のコントラストを表すコントラスト信号を画像処理部３０から取得する。また、ＡＦ処理部７２は、フォーカシング用レンズ１１ｃの移動を指示する制御情報をレンズ制御部１３に対して送信する。これにより、レンズ制御部１３は、ＡＦ処理部７２からの制御情報に基づいて、フォーカシング用レンズ１１ｃを移動させる制御を行う。そして、ＡＦ処理部７２は、フォーカシング用レンズ１１ｃを移動させながら人物Ｏ１の像のコントラストが最も高くなるフォーカシング用レンズ１１ｃのレンズ位置を焦点位置として検出する。ＡＦ処理部７２は、検出した焦点位置にフォーカシング用レンズ１１ｃを移動させる。

【0104】

以上のように、被写体検出部３２は、人物Ｏ１がイメージサークル２２０内の第２領域２２１Ａに入った時点から主要被写体の検出を行う。また、ＡＦ処理部７２は、被写体検出部３２が検出した主要被写体に対して焦点を合わせるように、フォーカシング用レンズ１１ｃを駆動させて焦点調節を行う。このように、被写体検出部３２は、第１領域２３０だけでなく第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいても主要被写体の検出を行う。また、ＡＦ処理部７２は、第１領域２３０だけでなく第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいても主要被写体に対する焦点調節を行う。従って、被写体検出部３２は、主要被写体が第１領域２３０に入った時点から主要被写体の検出を行うことができるとともに、ＡＦ処理部７２も、主要被写体が第１領域２３０に入った時点から主要被写体の焦点調節を行うことができる。

【0105】

また、上述したように、制御部７１は、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄの撮像条件として、第１領域２３０よりも高いフレームレートでかつ高いゲイン（ＩＳＯ感度）を設定している。このように、制御部７１が第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて高いフレームレートを設定することにより、被写体検出部３２は、第２領域２２１Ａにおいて早く主要被写体の検出を行うことができる。また、制御部７１が第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて高いゲインを設定することにより、被写体検出部３２は、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて高い精度で主要被写体の検出を行うことができる。従って、被写体検出部３２は、主要被写体が第２領域２２１Ａに入った時点から第１領域２３０に入るまでの時間が短い場合であっても、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて主要被写体の検出を確実に行うことができる。また、被写体検出部３２が第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて主要被写体の検出を行うことができることから、ＡＦ処理部７２も、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて主要被写体に対する焦点調節を行うことができるようになる。

【0106】

次に、ＡＥ処理部７３は、適正露出となるように露出を制御するＡＥ処理を実行する（ステップＳ２５）。具体的には、ＡＥ処理部７３は、画像生成部３１が生成した画像データの輝度分布を示す輝度分布データを画像処理部３０から取得する。そして、ＡＥ処理部７３は、輝度分布データに基づいて、適正露出となるような撮像条件（フレームレート、シャッター速度、及びゲイン（ＩＳＯ感度）など）と絞り値とを決定する。ＡＥ処理部７３は、決定した適正露出に応じた絞り値を示す制御情報をレンズ制御部１３に送信することにより、絞り１４の開口径調節のための駆動制御を実行させる。また、ＡＥ処理部７３は、適正露出に応じた撮像条件（フレームレート、シャッター速度、及びゲインなど）を指示する指示信号を駆動部２１に出力する。駆動部２１は、指示信号により指示された撮像条件を設定する。

【0107】

その後、制御部７１は、レリーズスイッチの全押し操作（ＳＷ２の操作）が行われたか否かを判定する（ステップＳ２６）。制御部７１がレリーズスイッチの全押し操作が行われていないと判定した場合は、上記したステップＳ２３〜Ｓ２５の処理を繰り返し実行する。制御部７１がレリーズスイッチの全押し操作が行われたと判定した場合は、制御部７１は、撮像処理を実行する（ステップＳ２７）。すなわち、制御部７１は、撮像を指示する指示信号を撮像部２０に出力することにより、駆動部２１に撮像素子１００を駆動制御させる。

【0108】

以上に説明したように、第２実施形態によれば、制御部７１は、イメージサークル２２０内の領域をアクティブ状態とし、イメージサークル２２０外の領域をスリープ状態とする。このような構成によれば、撮像素子１００がイメージサークル２２０内の領域において撮像を実行し、被写体検出部３２がイメージサークル２２０内の画像データを用いて主要被写体の検出などを行うことができる。

【0109】

また、第２実施形態によれば、制御部７１は、イメージサークル２２０内の領域のうち、表示部５０に表示される画像の領域に対応する第１領域２３０と、この第１領域２３０とは異なる第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄとを設定する。このような構成によれば、第１領域２３０外の第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて主要被写体の検出などを行うことができる。また、第２実施形態によれば、制御部７１は、第１領域２３０と第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄとで撮像素子１００の撮像条件を変更する。このような構成によれば、第２領域２２１〜２２１Ｄにおいて、第１領域２３０よりも早くかつ高精度で主要被写体の検出などを行うことができる。

【0110】

また、第２実施形態によれば、イメージサークル２２０内の領域の被写体を検出する被写体検出部３２を備えるので、第１領域２３０だけでなく第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいても被写体の検出を行うことができる。従って、被写体が第１領域２３０に入った時点から被写体の検出を行うことができる。また、第２実施形態によれば、イメージサークル２２０内の領域の被写体に対して焦点調節を行う焦点調節部７２を備えるので、第１領域２３０だけでなく第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいても被写体に対する焦点調節を行うことができる。従って、被写体が第１領域２３０に入った時点から被写体の焦点調節を行うことができる。また、第２実施形態によれば、制御部７１は、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄの撮像条件として、第１領域２３０よりも高いフレームレートでかつ高いゲインに設定するので、被写体が第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄに入った時点から第１領域２３０に入るまでの時間が短い場合であっても、第２領域２２１Ａにおいて被写体の検出を確実に行うことができる。

【0111】

＜第３実施形態＞
上記した第１実施形態では、制御部７１が撮影光学系１１の種別に応じて自動的に領域の設定を行っていた（図８のステップＳ４参照）。これに対し、第３実施形態では、制御部７１は使用者の操作に応じて様々な形状の領域を設定する。なお、第３実施形態では、ＡＰＳ−Ｃサイズに対応する撮影光学系１１を有するレンズ部１０がカメラボディ２に装着されたものとして説明する。

【0112】

図１４は、領域選択処理の一例を示すフローチャートである。ここで、「選択領域」とは、制御部７１により設定された領域（ここでは制御部７１が図８のステップＳ４で設定したイメージサークル２２０内の矩形の領域２３０）のうち、使用者により選択された領域のことをいう。また、「非選択領域」とは、制御部７１により設定された領域（ここでは領域２３０）のうち、使用者により選択されなかった領域のことをいう。なお、図１４に示す領域選択処理は、図８に示す撮影前処理が実行された後に実行される。

【0113】

図１４に示す処理において、制御部７１は、例えば使用者によるタッチパネル５１の操作に応じて領域２３０内の領域が選択されたか否かを判定する（ステップＳ３１）。使用者により選択され得る領域の例を図１５及び図１６に示す。

【0114】

図１５及び図１６は、撮像領域内の選択領域と非選択領域とを示す図である。図１５（Ａ）に示す例では、領域２３０の中に横長の方形状の領域２３１Ａが設定されている。領域２３１Ａが選択領域であり、この領域２３１Ａ以外の領域２３１Ｂ，２３１Ｃが非選択領域である。選択領域２３１Ａは、パノラマ撮影に適した領域である。図１５（Ｂ）に示す例では、領域２３０の中に正方形の領域２３２Ａが設定されている。領域２３２Ａが選択領域であり、この領域２３２Ａ以外の領域２３２Ｂ，２３２Ｃが非選択領域である。図１５（Ｃ）に示す例では、領域２３０の中に三角形の領域２３３Ａが設定されている。領域２３３Ａが選択領域であり、この領域２３３Ａ以外の領域２３３Ｂ，２３３Ｃが非選択領域である。

【0115】

図１６（Ｄ）に示す例では、領域２３０の中に円形の領域２３４Ａが設定されている。領域２３４Ａが選択領域であり、この領域２３４Ａ以外の領域２３４Ｂ，２３４Ｃが非選択領域である。図１６（Ｅ）に示す例では、領域２３０の中にハート形の領域２３５Ａが設定されている。領域２３５Ａが選択領域であり、この領域２３５Ａ以外の領域２３５Ｂが非選択領域である。図１６（Ｆ）に示す例では、領域２３０の中に、領域２３０に対して斜めの領域（斜めの線で区切られた領域）２３６Ａが設定されている。領域２３６Ａが選択領域であり、この領域２３６Ａ以外の領域２３６Ｂ，２３６Ｃが非選択領域である。図１６（Ｇ）に示す例では、領域２３０の中に複数（４つ）の円形の領域２３７Ａ〜２３７Ｄが離散的に設定されている。これらの領域２３７Ａ〜２３７Ｄが選択領域であり、これらの領域２３７Ａ〜２３７Ｄ以外の領域２３７Ｅが非選択領域である。

【0116】

制御部７１は、図１５及び図１６に示すような形の選択領域の一覧を表示部５０の表示画面に表示する。使用者は、表示部５０の表示画面に表示された選択領域をタッチして選択する。タッチパネル５１は、使用者によりタッチされた位置を示す信号を制御部７１に出力する。制御部７１は、タッチパネル５１からの信号に基づいて、使用者により選択された領域を認識する。なお、使用者がタッチパネル５１（すなわち表示部５０の表示画面）を指などでなぞることにより、任意の領域を選択するようにしてもよい。

【0117】

制御部７１は、使用者により選択領域が選択されたと判定した場合は、その選択領域を設定する（ステップＳ３２）。そして、制御部７１は、選択領域についてはアクティブ状態に設定し、選択領域以外の非選択領域についてはスリープ状態に設定する。その後、制御部７１は、アクティブ状態に設定された選択領域の撮像条件を設定する（ステップＳ３３）。なお、スリープ状態に設定された非選択領域に対応する表示部５０の表示画面上の領域では、画像は表示されず、例えば黒色の表示が行われる。

【0118】

＜第３実施形態の変形例＞
上記した第３実施形態において、制御部７１は、使用者により選択された選択領域をアクティブ状態に設定し、非選択領域をスリープ状態に設定していた（ステップＳ３２参照）。これに対して、第３実施形態の変形例では、制御部７１は、非選択領域についてもアクティブ状態に設定する。また、上記した第３実施形態では、制御部７１は、アクティブ状態に設定した領域について同じ撮像条件を設定していた（ステップＳ３３参照）。これに対して、第３実施形態の変形例では、選択領域と非選択領域とで異なる撮像条件を設定する。

【0119】

図１７は、焦点位置の検出の他の例を説明するための図である。なお、図１７に示す例は、使用者は選択領域として図１５（Ａ）に示す領域２３１Ａを選択したものとする。このような場合において、上記した第２実施形態で説明した場合（図１２及び図１３）と同様に、被写体検出部３２は、選択領域２３１Ａだけでなく非選択領域２３１Ｂ，２３１Ｃにおいても主要被写体である人物Ｏ２の検出を行うことができる。また、ＡＦ処理部７２は、選択領域２３１Ａだけでなく非選択領域２３１Ｂ，２３１Ｃにおいて、被写体検出部３２が検出した主要被写体である人物Ｏ２の焦点調節を行うことができる（図１２のステップＳ２４参照）。このような構成により、被写体検出部３２は、人物Ｏ２が選択領域２３１Ａに入った時点で直ちに主要被写体の検出を行うことができるとともに、ＡＦ処理部７２も、人物Ｏ２が選択領域２３１Ａに入った時点で直ちに主要被写体の焦点調節を行うことができる。また、被写体検出部３２は、人物Ｏ２が非選択領域２３１Ｂ，２３１Ｃに入った時点から選択領域２３１Ａに入るまでの時間が短い場合であっても、非選択領域２３１Ｂ，２３１Ｃにおいて主要被写体の検出を確実に行うことができる。また、ＡＦ処理部７２も、非選択領域２３１Ｂ，２３１Ｃにおいて主要被写体に対する焦点調節を確実に行うことができる。

【0120】

以上のように、第３実施形態によれば、制御部７１は、第１領域２３０を任意の形状に設定するので、使用者の利用態様などに合わせて領域２３０の形状を設定することができる。また、第３実施形態によれば、制御部７１は、選択領域だけでなく非選択領域においてもアクティブ状態に設定することにより、被写体検出部３２が非選択領域において主要被写体の検出を行うことができるとともに、ＡＦ処理部７２が主要被写体に対する焦点調節を行うことができる。

【0121】

なお、上記した第３実施形態では、使用者はタッチパネル５１の操作によって領域の選択を行っていたが、操作部５５の操作によって領域を選択するようにしてもよい。また、第３実施形態では、ＡＰＳ−Ｃサイズに対応する撮影光学系１１を有するレンズ部１０がカメラボディ２に装着されたものとして説明していたが、３５ｍｍフルサイズの対応する撮影光学系１１を有するレンズ部１０がカメラボディ２に装着された場合であってもよい。すなわち、領域２１０において様々な形状の領域が設定されてもよい。

【0122】

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、レンズ部１０のレンズ記憶部１２には、レンズ情報として種別データ及び歪曲収差データのほかに、周辺減光データも記憶されている。周辺減光データは、レンズ部１０に搭載されている撮影光学系１１の周辺減光に関する情報である。撮影光学系１１の周辺部の光量は中心部の光量よりも少なくなる。すなわち、撮影光学系１１の光軸（撮影光学系１１の中心軸）から周辺部へ離れるに従い光量が低下して暗くなる。このような性質を周辺減光という。周辺部の光量は、中心部の光量に対する比率（周辺光量比）という値で評価される。レンズ部１０のレンズ記憶部１２には、撮影光学系１１の設計段階で予め取得される周辺減光の変化率（周辺光量比）の情報が周辺減光データとして記憶されている。なお、第４実施形態では、３５ｍｍフルサイズに対応する撮影光学系１１を有するレンズ部１０がカメラボディ２に装着されたものとして説明する。

【0123】

図８に示す処理において、レンズ制御部１３は、カメラボディ２との接続確認を行った後（ステップＳ１１）、レンズ情報として、種別データ及び歪曲収差データのほかに、周辺減光データもカメラボディ２のシステム制御部７０に送信する（ステップＳ１２）。システム制御部７０の制御部７１は、レンズ制御部１３から送信された周辺減光データに応じた領域の設定を行う。

【0124】

図１８は、第４実施形態に係る周辺減光に応じて設定される領域を示す図である。なお、図１８に示す例では、領域２１０内において周辺減光に応じて設定される領域を示している。制御部７１は、図８のステップＳ４において領域２１０を設定する際に、図１８に示すように、領域２１０の中心部に円形の領域２１１を設定する。また、制御部７１は、円形の領域２１１の周囲に、円形の領域２１１の径よりも大きな径のリング状の領域２１２を設定する。また、制御部７１は、リング状の領域２１２の周囲に、リング状の領域２１２の径よりも大きな径のリング状の領域２１３を設定する。また、制御部７１は、リング状の領域２１３の周囲に、リング状の領域２１３の径よりも大きな径のリング状の領域２１４を設定する。さらに、制御部７１は、リング状の領域２１４の周囲に、リング状の領域２１４の径よりも大きな径のリング状の領域２１５を設定する。

【0125】

制御部７１は、図８のステップＳ６において、周辺減光データに基づいて、領域２１０内において均一な露光となるように領域２１０内における各領域２１１〜２１５の撮像条件（ゲイン、フレームレート、電荷蓄積時間など）を設定する。例えば、領域２１０の中の中心から遠くなるほど、撮影光学系１１からの光束の光量が低下するので、制御部７１は、領域２１０の中の中心から近い領域よりも遠い領域に対してゲインを高く設定したり、電荷蓄積時間（シャッタースピード）を長くする。

【0126】

このように、第４実施形態では、周辺減光データに基づいて領域２１０内における各領域２１１〜２１５の撮像条件を設定するので、領域２１０内において均一な露光を実現することができる。その結果、領域２１９の周辺部が暗くなるような事態を防止することができる。

【0127】

＜第５実施形態＞
第５実施形態では、上記した第１実施形態におけるデジタルカメラ１のカメラボディ２を、撮像装置１Ａと電子機器１Ｂとに分離した構成としている。

【0128】

図１９は、第５実施形態に係る撮像装置及び電子機器の構成を示すブロック図である。図１９に示す構成において、撮像装置１Ａは、被写体の撮像を行う装置である。この撮像装置１Ａは、撮像部２０、画像処理部３０、ワークメモリ４０、操作部５５、記録部６０、及び第１システム制御部７５を備える。この撮像装置１Ａにはレンズ部１０を装着可能に構成されている。なお、撮像装置１Ａのうち、撮像部２０、画像処理部３０、ワークメモリ４０、操作部５５、及び記録部６０の構成は、図６に示した構成と同様である。従って、同一構成には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0129】

また、電子機器１Ｂは、画像（静止画、動画、ライブビュー画像）の表示を行う装置である。この電子機器１Ｂは、表示部５０及び第２システム制御部（制御部）７６を備える。なお、電子機器１Ｂのうちの表示部５０の構成は、図６に示した構成と同様である。従って、同一構成には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0130】

第１システム制御部７５は、第１通信部７５Ａを有している。また、第２システム制御部７６は、第２通信部７６Ｂを有している。第１通信部７５Ａと第２通信部７６Ｂとは、互いに有線又は無線で信号を送受信する。図６に示す構成（制御部７１、ＡＦ処理部７２、及びＡＥ処理部７３）は、第１システム制御部７５と第２システム制御部７６のいずれに設けられてもよい。図６に示すすべての構成は、第１システム制御部７５又は第２システム制御部７６に設けられてもよく、また図６に示す構成の一部が第１システム制御部７５に設けられ、図６に示す構成の一部以外の構成が第２システム制御部７６に設けられてもよい。

【0131】

なお、撮像装置１Ａは、例えば撮像機能と通信機能を備えたデジタルカメラ、スマートフォン、携帯電話、パーソナルコンピュータなどで構成され、電子機器１Ｂは、例えば通信機能を備えたスマートフォン、携帯電話、携帯型パーソナルコンピュータなどの携帯端末で構成される。

【0132】

図１９に示す第１システム制御部７５は、ＣＰＵ（図示せず）が制御プログラムに基づいて処理を実行することにより実現される。また、図１９に示す第２システム制御部７６は、ＣＰＵ（図示せず）が制御プログラムに基づいて処理を実行することにより実現される。

【0133】

なお、図１９に示す構成において、画像処理部３０と第１システム制御部７５とは一体で構成されてもよい。この場合、１つ又は複数のＣＰＵを有するシステム制御部が制御プログラムに基づいて処理を行うことにより画像処理部３０の機能と第１システム制御部７５の機能を担う。

【0134】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。また、上記の実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。そのような変更または改良、省略した形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記した実施形態や変形例の構成を適宜組み合わせて適用することも可能である。

【0135】

上記した各実施形態において、カラーフィルタ１０２の配列がベイヤー配列とされていたが、この配列以外の配列であってもよい。また、単位グループ１３１を形成する画素の数は、少なくとも１つの画素を含んでいればよい。また、ブロックも少なくとも１画素を含んでいればよい。従って、１画素ごとに異なる撮像条件で撮像を実行することも可能である。

【0136】

また、上記した各実施形態において、駆動部２１は、一部又はすべての構成が撮像チップ１１３に搭載されてもよいし、一部又はすべての構成が信号処理チップ１１１に搭載されてもよい。また、画像処理部３０の一部の構成が撮像チップ１１３又は信号処理チップ１１１に搭載されてもよい。また、システム制御部７０の一部の構成が撮像チップ１１３又は信号処理チップ１１１に搭載されてもよい。

【0137】

また、上記した各実施形態において、制御部７１が設定可能な撮像条件として、ゲイン、電荷蓄積時間（露光時間、シャッタースピード）、フレームレートに限らず、その他の制御パラメータであってもよい。また、撮像条件が自動的に設定される場合についてのみ説明したが、使用者による操作部５５などの操作に応じて設定されるようにしてもよい。

【0138】

また、上記した各実施形態では、ブロックの領域の大きさが予め設定されている場合について説明したが、使用者がブロックの領域の大きさを設定するように構成してもよい。

【0139】

また、上記した第２実施形態において、ＡＦ処理（ステップＳ２４）及びＡＥ処理（ステップＳ２５）は、レリーズスイッチや動画スイッチの半押し操作が行われたときに実行されるように構成されていた。しかし、このような構成に限らず、ＡＦ処理部７２は、ライブビュー画像の撮像中においてもＡＦ処理を実行するようにしてもよく、また、ＡＥ処理部７３は、ライブビュー画像の撮像中においてもＡＥ処理を実行するようにしてもよい。また、ＡＦ処理部７２がライブビュー画像の撮像中にＡＦ処理を実行しない場合でも、被写体検出部３２がライブビュー画像の撮像中に主要被写体の検出を行うようにしてもよい。

【0140】

また、上記した第２実施形態において、ライブビュー画像の撮像中にＡＦ処理を実行しない場合は、制御部７１は、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて撮像を実行させないようにしてもよい。この場合、レリーズスイッチなどの半押し操作が行われた場合に、制御部７１は、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて撮像を実行させ、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおける画像データに基づいて、被写体検出部３２による主要被写体の検出と、ＡＦ処理部７２によるＡＦ処理とを実行させるように構成してもよい。また、ＡＦ処理部７２は、ライブビュー画像の撮像中に、第２領域２２１Ａ〜２２１Ｄにおいて主要被写体の焦点位置（デフォーカス量）を検出するが、その主要被写体に対する焦点調節については行わないように構成してもよい。このような構成であっても、主要被写体が第１領域２３０に入ったときに、ＡＦ処理部７２は、直ちに主要被写体の焦点位置（デフォーカス量）に基づいて焦点調節を行うことができる。

【0141】

また、上記した第２実施形態などにおいて、ＡＦ処理（焦点検出処理）は、コントラストＡＦを用いて焦点検出を行うように構成していた。しかし、このような構成に限らず、位相差検出方式によって行う構成でもよい。この場合には、撮像素子１００の撮像領域（画素領域１１３Ａ）において焦点検出用の画素を設ける。そして、ＡＦ処理部７２は、焦点検出用の画素からの出力信号を用いて位相差検出演算を行うことにより、撮影光学系１１による焦点調節状態（具体的にはデフォーカス量）を検出する。焦点検出用の画素及び位相差検出演算については、例えば特開２００９−９４８８１号公報に記載されているような技術を用いることができる。

【0142】

上記した各実施形態におけるデジタルカメラ１は、例えば撮像機能を備えたデジタルカメラ、スマートフォン、携帯電話、パーソナルコンピュータなどの機器で構成されもよい。

【符号の説明】

【0143】

１…デジタルカメラ（電子機器）、１Ａ…撮像装置（電子機器）、１Ｂ…電子機器、１１…撮影光学系、２０…撮像部、３０…画像処理部、３１…画像生成部、３２…被写体検出部、５０…表示部、５１…タッチパネル、５５…操作部、７０…システム制御部、７０Ａ…第１システム制御部、７０Ｂ…第２システム制御部、７１…制御部、７２…ＡＦ処理部（焦点調節部）、７３…ＡＥ処理部、１００…撮像素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】