(57)【要約】【課題】複数の被写体に対して適正な明るさで撮像を行う。【解決手段】光学系からの光が入射される電子機器であって、第１被写体を撮像する第１画素ブロックと第２被写体を撮像する第２画素ブロックとを有する撮像素子と、光学系の光軸方向において電子機器から第１被写体までの距離と電子機器から第２被写体までの距離とが異なる場合、第１画素ブロックと第２画素ブロックとで異なる撮像条件で第１被写体と第２被写体とをそれぞれ撮像するように撮像素子を制御する制御部と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系からの光が入射される電子機器であって、
第１被写体を撮像する第１画素ブロックと第２被写体を撮像する第２画素ブロックとを有する撮像素子と、
前記光学系の光軸方向において前記電子機器から前記第１被写体までの距離と前記電子機器から前記第２被写体までの距離とが異なる場合、前記第１画素ブロックと前記第２画素ブロックとで異なる撮像条件で前記第１被写体と前記第２被写体とをそれぞれ撮像するように前記撮像素子を制御する制御部と、
を備える電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、
前記撮像素子は、前記第１画素ブロックで撮像された前記第１被写体の信号を増幅する第１増幅部と、前記第２画素ブロックで撮像された前記第２被写体の信号を増幅する第２増幅部と、を有し、
前記制御部は、前記光学系の光軸方向において前記電子機器から前記第１被写体までの距離と前記電子機器から前記第２被写体までの距離とが異なる場合、前記第１増幅部と前記第２増幅部とで異なる増幅率になるように前記撮像素子を制御する電子機器。
【請求項３】
請求項２に記載の電子機器において、
前記第１画素ブロックは、少なくとも１つの画素が配置され、
前記第２画素ブロックは、少なくとも１つの画素が配置され、
前記第１増幅部は、前記第１画素ブロックに配置される前記画素に接続され、
前記第２増幅部は、前記第２画素ブロックに配置される前記画素に接続される電子機器。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電子機器において、
前記第２画素ブロックは、前記撮像素子において前記第１画素ブロックから行方向側に配置される電子機器。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の電子機器において、
前記第２画素ブロックは、前記撮像素子において前記第１画素ブロックから列方向側に配置される電子機器。
【請求項６】
請求項１に記載の電子機器において、
前記撮像素子は、前記第１画素ブロックに配置され、前記第１被写体からの光を電荷に変換する第１光電変換部を有する第１画素と、前記第２画素ブロックに配置され、前記第２被写体からの光を電荷に変換する第２光電変換部を有する第２画素と、を有し、
前記制御部は、前記光学系の光軸方向において前記電子機器から前記第１被写体までの距離と前記電子機器から前記第２被写体までの距離とが異なる場合、前記第１光電変換部と前記第２光電変換部とで異なる電荷蓄積時間となるように前記撮像素子を制御する電子機器。
【請求項７】
請求項６に記載の電子機器において、
前記撮像素子は、前記第１画素に接続され、前記第１光電変換部の電荷蓄積時間を制御するための第１制御信号が出力される第１制御線と、前記第２画素に接続され、前記第２光電変換部の電荷蓄積時間を制御するための第２制御信号が出力される第２制御線と、を有し、
前記制御部は、前記光学系の光軸方向において前記電子機器から前記第１被写体までの距離と前記電子機器から前記第２被写体までの距離とが異なる場合、前記第１制御信号を前記第１制御線に出力するタイミングと前記第２制御信号を前記第２制御線に出力するタイミングとが異なるタイミングになるように制御する電子機器。
【請求項８】
請求項７に記載の電子機器において、
前記第１画素は、前記第１制御線に接続され、前記第１光電変換部の電荷を転送する第１転送部を有し、
前記第２画素は、前記第２制御線に接続され、前記第２光電変換部の電荷を転送する第２転送部を有し、
前記第１転送部は、前記第１制御信号に基づいて前記第１光電変換部の電荷を転送し、
前記第２転送部は、前記第２制御信号に基づいて前記第２光電変換部の電荷を転送する電子機器。
【請求項９】
請求項７に記載の電子機器において、
前記第１画素は、前記第１制御線に接続され、前記第１光電変換部からの電荷が転送される第１フローティングディフュージョンの電位をリセットする第１リセット部を有し、
前記第２画素は、前記第２制御線に接続され、前記第２光電変換部からの電荷が転送される第２フローティングディフュージョンの電位をリセットする第２リセット部を有し、  前記第１リセット部は、前記第１制御信号に基づいて前記第１フローティングディフュージョンの電位をリセットし、
前記第２リセット部は、前記第２制御信号に基づいて前記第２フローティングディフュージョンの電位をリセットする電子機器。
【請求項１０】
請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記第１画素ブロックは、複数の前記第１画素を有し、
前記第２画素ブロックは、複数の前記第２画素を有する電子機器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子機器において、
前記複数の第１画素は、行方向において並んで配置され、
前記複数の第２画素は、行方向において並んで配置される電子機器。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電子機器において、
前記第２画素ブロックは、前記撮像素子において前記第１画素ブロックから前記行方向側に配置される電子機器。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の電子機器において、
光を発する発光部を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関する。
【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撮像装置において、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少なく、積層型撮像素子を備えた撮像装置の使い勝手が十分ではなかった。
【０００５】
本発明の態様では、複数の被写体に対して適正な明るさで撮像を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様によれば、光学系からの光が入射される電子機器であって、第１被写体を撮像する第１画素ブロックと第２被写体を撮像する第２画素ブロックとを有する撮像素子と、光学系の光軸方向において電子機器から第１被写体までの距離と電子機器から第２被写体までの距離とが異なる場合、第１画素ブロックと第２画素ブロックとで異なる撮像条件で第１被写体と第２被写体とをそれぞれ撮像するように撮像素子を制御する制御部と、を備える電子機器が提供される。
また、本発明の第１態様によれば、撮像視野内の、照明光が照射された第１被写体および第２被写体を撮像する撮像装置であって、被写体からの光を撮像する撮像素子を有する撮像部と、第１被写体および第２被写体の、撮像視野内における存在位置に関する位置情報を取得する第１取得手段と、照明光が照射された両被写体を撮像する際に、照明光の照射により両被写体がそれぞれ所定量の露出を得られるように、位置情報に基づいて第１被写体に対応する画素の撮像条件と、第２被写体に対応する画素の撮像条件とを独立して制御する制御部と、を備える撮像装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２態様によれば、撮像視野内の、照明光が照射された第１被写体および第２被写体からの光を撮像する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、第１被写体および第２被写体の、撮像視野内における存在位置に関する位置情報を取得するステップと、照明光が照射された両被写体を撮像する際に、照明光の照射により両被写体がそれぞれ所定量の露出を得られるように、位置情報に基づいて第１被写体に対応する画素の撮像条件と、第２被写体に対応する画素の撮像条件とを独立して制御するステップと、を備える撮像装置の制御方法が提供される。
【０００８】
本発明の第３態様によれば、撮像視野内の、照明光が照射された第１被写体および第２被写体からの光を撮像する撮像素子を有する撮像装置に使用される制御プログラムであって、第１被写体および第２被写体の、撮像視野内における存在位置に関する位置情報を取得する処理と、照明光が照射された両被写体を撮像する際に、照明光の照射により両被写体がそれぞれ所定量の露出を得られるように、位置情報に基づいて第１被写体に対応する画素の撮像条件と、第２被写体に対応する画素の撮像条件とを独立して制御する処理と、を撮像装置に実行させる制御プログラムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の被写体に対して適正な明るさで撮像を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の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】撮像チップの画素領域に設定されるブロック及び位相差検出用画素を示す図    である。
【図６】電子機器の一例であるデジタルカメラの概略構成を示す横断面図である。
【図７】第１実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図８】デジタルカメラと第１被写体及び第２被写体との位置関係を示す図である。
【図９】距離と発光部からの光量との関係を示すグラフである。
【図１０】時間と発光部からの光量との関係を示すグラフである。
【図１１】第１実施形態に係るデジタルカメラで第１被写体と第２被写体とを撮影し    た画像の例を示す図である。
【図１２】第１実施形態のシステム制御部が実行する撮影動作を説明するためのフロ    ーチャートである。
【図１３】第１実施形態の画像処理部によるホワイトバランス調整を説明するための    画像の例を示す図である。
【図１４】第２実施形態に係る信号処理チップの具体的構成を示すブロック図である    。
【図１５】第２実施形態の演算回路が実行する設定処理を説明するためのフローチャ    ートである。
【図１６】第３実施形態のシステム制御部が実行する撮影動作を説明するためのフロ    ーチャートである。
【図１７】プリ発光及び本発光のタイミングと光量との関係を示すグラフである。を    示す図である。
【図１８】第４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】
図１は、第１実施形態の撮像素子１００の断面図である。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と撮像チップ１１３から出力された画素信号を処理する信号処理チップ１１１と信号処理チップ１１１で処理された画素信号を記憶するメモリチップ１１２とを備える。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、撮像チップ１１３及び信号処理チップ１１１は、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。また、信号処理チップ１１１及びメモリチップ１１２は、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。
【００１２】
図示した座標軸で示すように、入射光は主に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、座標軸で示すように、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
図２は、撮像チップ１１３の画素配列と単位グループ１３１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。
【００２１】
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。
【００２２】
図３は、撮像チップ１１３の単位グループ１３１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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
図４は、撮像素子１００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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
次に、撮像チップ１１３の画素領域１１３Ａ（図２参照）に設定されるブロック及び位相差検出用画素について説明する。図５は、撮像チップ１１３の画素領域１１３Ａに設定される画素ブロック（以降では単にブロックと称す）２００及び位相差検出用画素３０１，３０２を示す図である。図５に示すように、撮像チップ１１３の画素領域１１３Ａは、複数のブロック２００に分割される。複数のブロック２００は、１ブロックにつき上述の単位グループ１３１（図２参照）を少なくとも１つ含むように定義される。各ブロック２００においては、それぞれ互いに異なる制御パラメータで各ブロック２００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（画素間引き率）、画素信号を加算する加算行数又は加算列数（画素加算数）、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。
【００３５】
図５に示すように、撮像チップ１１３の画素領域１１３Ａには、複数本（本実施形態では３本）のライン状の位相差検出領域２０１，２０２，２０３が水平方向（行方向）に設けられている。また、図５の部分拡大図に示すように、位相差検出領域２０１，２０２，２０３は、それぞれ、一対の位相差検出用画素３０１，３０２が複数配置されている。複数の一対の位相差検出用画素３０１，３０２は、それぞれ、撮影光学系（後述する図６の撮影光学系１１参照）を通って入射する光をセパレータレンズで２方向に分離し、一対の画像データを生成する。複数の一対の位相差検出用画素３０１，３０２は、それぞれ、一対の画像データを後述するシステム制御部７０（図６参照）に出力する。
【００３６】
なお、後述するシステム制御部７０の焦点検出部７１（図７参照）は、位相差検出用画素３０１，３０２から出力された一対の画像データに対して位相差検出演算を行うことにより、一対の像のズレの差（一対の像の位相差）を検出する。焦点検出部７１は、その一対の像のズレの差に基づいてデフォーカス量（ピントのズレ量、被写体のボケ量）を算出する。そして、焦点検出部７１は、算出したデフォーカス量に基づいてフォーカシング用レンズ１１ｃの焦点位置までの移動量を決定する。このように、撮像素子１００の像面（画素領域１１３Ａ）に設けられた位相差検出用画素３０１，３０２により焦点位置を検出することを像面位相差検出方式という。
【００３７】
なお、図５において、ブロック２００の配置を見えやすくするために、画素領域１１３Ａにおいて少ない数のブロック２００が設定されているが、図５に示すブロック２００の数よりも多い数のブロック２００が画素領域１１３Ａに設定されてもよい。また、図５において、位相差検出用画素３０１，３０２が配置される位相差検出領域は、水平方向の３本のライン状の領域とされているが、水平方向（行方向）ではなく垂直方向（列方向）とされてもよい。また、位相差検出領域は、１本、２本、４本以上のライン状の領域であってもよい。
【００３８】
次に、制御パラメータについて説明する。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。本明細書では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／電子シャッター速度）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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、本実施形態における撮像素子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５０％（１／２間引き）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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
また、電荷の蓄積時間又は蓄積回数、フレームレート、及びゲインに応じて適正露出の光量が変化することから、本実施形態において、蓄積条件のことを露出条件（露出に関する条件）と言い換えることがある。
【００４５】
また、本実施形態において、撮像条件とは、被写体の撮像に関する条件のことをいう。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、画素信号を加算する加算行数又は加算列数）、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、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。
【００４６】
図６は、電子機器の一例であるデジタルカメラシステム（撮像システム）１の概略構成を示す横断面図である。本実施形態のデジタルカメラシステム１は、レンズ部１０及びカメラボディ２を備えている。レンズ部１０は、交換式レンズである。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にレンズ側マウント部８０Ｂを装着することにより、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。
【００４７】
レンズ部１０は、撮影光学系１１、絞り１４、及びレンズ駆動制御装置１５を備えている。撮像光学系１１には、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が含まれる。レンズ駆動制御装置１５は、レンズ側ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、及び駆動制御回路を有している。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と電気的に接続されて、レンズ部１０に備えられた撮影光学系１１の光学特性に関するレンズ情報の送信と、ズーミング用レンズ１１ｂ、フォーカシング用レンズ１１ｃ及び絞り１４を駆動するための制御情報に関する送受信とを行う。
【００４８】
レンズ駆動制御装置１５のレンズ側ＣＰＵは、撮影光学系１１の焦点調節を行うために、カメラボディ２内のシステム制御部７０から送信される制御情報（フォーカシング用レンズ駆動コマンド）に基づいて、レンズ駆動制御装置１５内の駆動制御回路にフォーカシング用レンズ１１ｃの駆動制御を実行させる。レンズ駆動制御装置１５のレンズ側ＣＰＵは、ズーミング調節を行うために、システム制御部７０から送信される制御情報（ズーミング用レンズ駆動コマンド）に基づいて、レンズ駆動制御装置１５内の駆動制御回路にズーミング用レンズ１１ｂの駆動制御を実行させる。絞り１４は、撮影光学系１１の光軸に沿って配置されている。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のレンズ側ＣＰＵは、絞り１４の開口径調節を行うために、カメラボディ２内のシステム制御部７０から送信される制御情報（絞り駆動コマンド）に基づいて絞り１４の駆動制御をレンズ駆動制御装置１５内の駆動制御回路に実行させる。
【００４９】
カメラボディ２は、撮像部２０、画像処理部３０、表示部５０、記録部６０、発光部６５及びシステム制御部７０を備えている。
撮像部２０は撮像素子１００を有する。撮像素子１００には、レンズ部１０の撮影光学系１１から射出された光束（撮像視野内の光束）が入射する。撮像素子１００は、画像生成のための画素信号を出力する各画素に入射した光束を光電変換して撮像素子の各画素の画素信号（画像信号、画像データ）を生成する。各画素の画素信号からなるＲＡＷデータ（ＲＡＷデータも画像データに含まれる。）が撮像部２０から画像処理部３０に送られる。
【００５０】
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、所定のファイル形式（例えば、ＪＰＥＧ形式等）の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。
記録部６０は、カメラボディ２に着脱可能な記憶媒体（周知のメモリカード等）を収納する収納部を備えており、その収納部に収納されている記憶媒体に対して画像処理部３０が生成した画像データを記録する。なお記録部６０はカメラボディ２に記憶媒体が内蔵されている場合には、その内蔵記憶媒体にも画像データを記録可能である。
発光部６５は撮影用の照明光（閃光または連続光）を被写体に向けて照射する。
【００５１】
なお、「画像データ」のことを「画像信号」ということがある。また、画像には、静止画、動画、ライブビュー画像が含まれる。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。
【００５２】
システム制御部７０は、デジタルカメラシステム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７において説明する。
【００５３】
図７は、第１実施形態に係るデジタルカメラシステム１の構成を示すブロック図である。図７に示すように、デジタルカメラシステム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。従って、デジタルカメラシステム１は、レンズ部１０を備えていなくてもよい。ただし、レンズ部１０はデジタルカメラシステム１と一体構成であってもよい。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。
【００５４】
レンズ部１０は、上述したように、レンズ駆動制御装置１５を有している（図６参照）。また、レンズ部１０は、撮影光学系１１としての複数のレンズ群、つまり、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を有している。レンズ駆動制御装置１５は、レンズ部１０がカメラボディ２に接続された場合に、メモリに記憶されているレンズ情報をカメラボディ２のシステム制御部７０に送信する。また、レンズ駆動制御装置１５は、レンズ部１０がカメラボディ２に接続された場合に、システム制御部７０から送信される制御情報（移動量、絞り値など）を受信する。レンズ駆動制御装置１５は、制御情報に基づいて、ズーミング用レンズ１１ｂ、フォーカシング用レンズ１１ｃ、及び絞り１４の駆動制御を行う。フォーカシング用レンズ１１ｃの駆動制御は、フォーカシング用レンズ１１ｃの焦点調節を行うための制御であり、ＡＦ処理（Automatic Focusing）という。また、絞り１４の駆動制御は、絞り１４の開口径調節を行うための制御である。
【００５５】
図７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。
【００５６】
撮像部２０は、撮像素子１００及び駆動部２１を有している。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。
【００５７】
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においてブロック単位で領域を設定する。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。
【００５８】
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、所定のファイル形式（例えば、ＪＰＥＧ形式等）の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。
【００５９】
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２００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。
【００６０】
本実施形態では、画像処理部３０は、被写体検出部３１を含んでいる。被写体検出部３１は、画像処理部３０で生成した画像データから被写体の形状や二次元平面内（撮像面内）での存在位置を検出する。この被写体検出部３１は、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被写体として検出する。なお、被写体検出部３１は、公知の顔検出機能を用いて人物の顔を被写体として検出してもよい。また、被写体検出部３１は、画像処理部３０から時系列的に得られる複数の画像データ（フレーム）を比較して、移動する被写体（移動被写体）を検出する機能を有していてもよい。また、被写体検出部３１は、画像データにおける明部と暗部のコントラストや色変化に基づいて被写体の境界を特定して被写体を検出する機能を有していてもよい。
【００６１】
ここで、撮像部２０で撮像される対象物である被写体は、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。また、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「主要被写体」という。主要被写体も、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。
【００６２】
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などの表示パネルを有している。表示部５０の表示パネル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。
【００６３】
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。既述のように記録部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憶媒体に画像処理部３０において生成された画像データや各種データを記録させる。また、記録部６０は、カメラボディが内部メモリを有する場合には、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。
【００６４】
発光部６５は、本実施形態ではカメラボディ２に内蔵されており、撮影を行う際に被写体を照明する照明光（閃光または連続光）を発光（照明）する発光装置（照明装置）である。発光部６５は、図７に示すように、光源６５Ａ及び発光制御部６５Ｂを備えている。光源６５Ａは、キセノンランプやＬＥＤ(Light Emitting Diode)などで構成される。キセノンランプは、キセノンガス中での放電による発光を利用したランプである。ＬＥＤは、電圧の印加に基づいて発光する半導体素子である。発光制御部６５Ｂは、システム制御部７０からの指示信号に基づいて光源６５Ａを所定の光量で発光させる制御を行う。なお、デジタルカメラシステム１は、例えばデジタルカメラシステム１の周囲の明るさを検出するセンサ（図示せず）を備える。そして、システム制御部７０は、そのセンサからの検出信号に基づいてデジタルカメラシステム１の周囲が所定の暗さよりも暗いか否かを判定する。そして、システム制御部７０は、被写体を撮像する際に、デジタルカメラシステム１の周囲が所定の暗さよりも暗いと判定した場合に、撮像動作を行う際に発光部６５に対して発光指示信号を出力することで撮像と同時に発光部６５に照明光を発光させる。また、システム制御部７０は、使用者による操作部５５の操作（手動発光操作）などに応じて発光部６５に対して発光指示信号を出力することで発光部６５に照明光を発光させる。
【００６５】
システム制御部７０は、デジタルカメラシステム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はボディ側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（画素領域１１３Ａ）を複数のブロック２００に分け、各ブロック２００間において（ブロック毎に）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とが可能である。その際にシステム制御部７０は、各ブロックの撮像面上（画素領域１１３Ａ上）における位置、形状、範囲、及び各ブロック用の蓄積条件を、駆動部２１に対して指示して設定させる。
【００６６】
また、システム制御部７０は、各ブロック間で（ブロック毎に）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とも可能である。その際にシステム制御部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に対して指示して設定させる。
また、画像処理部３０は、ブロック間で（ブロック毎に）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とが可能である。その際にシステム制御部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に対して指示して設定させる。
【００６７】
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、記録部６０で記録する前に表示部５０に出力させることにより、表示部５０にライブビュー画像を表示させる。また、システム制御部７０は、記録部６０に収納された記憶媒体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に記録済みの画像（静止画や動画）を表示させる。
【００６８】
本実施形態では、システム制御部７０は、図７に示すように、焦点検出部（距離検出部）７１及び制御部７２を備えている。焦点検出部７１は、使用者による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、撮像視野内に存在する被写体に対して焦点調節処理（ＡＦ処理）を実行する。具体的には、焦点検出部７１は、位相差検出用画素３０１，３０２から出力された一対の画像データに対して位相差検出演算を行うことにより、一対の像の位相差を検出する。焦点検出部７１は、その一対の像の位相差に基づいてデフォーカス量を算出する。焦点検出部７１は、算出したデフォーカス量に基づいて、フォーカシング用レンズ１１ｃの現在の焦点位置から該フォーカシング用レンズ１１ｃが被写体に合焦する焦点位置（合焦点位置）までの移動量を決定する。焦点検出部７１は、決定した移動量を示す制御信号を、電気接点８１Ａ，８１Ｂを介してレンズ駆動制御装置１５に対して送信する。これにより、レンズ駆動制御装置１５は、焦点検出部７１からの制御情報に基づいてフォーカシング用レンズ１１ｃを焦点位置に移動させるための駆動制御を実行する。
【００６９】
ここで、焦点検出部７１は、被写体検出部３１が撮像視野内に複数の被写体を検出（二次元平面内での被写体の位置を検出）した場合は、複数の被写体ごとのデフォーカス量を算出する。被写体毎のデフォーカス量の算出はそれぞれ、各被写体像に対応（重畳）する位置に配置されている位相差検出用画素３０１，３０２の出力を用いて行われる。
【００７０】
そして撮像視野内の複数の被写体の、デジタルカメラシステム１に対する距離（レンズ部１０に含まれるレンズの光軸方向における存在位置／被写体距離／撮影距離）がそれぞれ異なっている状況（撮影シーン）の場合には、焦点検出部７１は、例えば、複数の被写体のうちデジタルカメラシステム１に最も近い位置の被写体に対して合焦するように制御する。すなわち、焦点検出部７１は、例えば、複数の被写体のうちデジタルカメラシステム１に最も近い位置の被写体（以降では最至近被写体と称す）に対するデフォーカス量に基づいてフォーカシング用レンズ１１ｃの合焦点位置までの移動量を決定する。そして、焦点検出部７１は、決定した移動量を示す制御信号をレンズ駆動制御装置１５に対して送信する。この制御信号に基づいてレンズ駆動制御部１５がフォーカシング用レンズ１１ｃを合焦点位置に駆動すると、最至近被写体に合焦した画像を得ることができる。たとえばカメラの撮影光軸方向において前後に配置された複数の人物の写真（集合写真など）を撮像する場合を例として考える。最至近被写体（人物Ａ）と、その最至近被写体である人物Ａよりもカメラシステム１から遠い位置に存在する被写体（以降では遠方被写体と称す）である人物Ｂは、前後に１ｍ程度離れている場合が考えられるが、この程度の距離差であれば両被写体に合焦した画像が得られる。
【００７１】
制御部７２は、ライブビュー画像の撮像時の撮像条件（例えば初期値の撮像条件）を設定する。そして、制御部７２は、ライブビュー画像の撮像時の撮像条件で撮像を行わせるように撮像素子１００の駆動制御を行う。すなわち、制御部７２は、ライブビュー画像の撮像時のフレームレートやゲイン（ＩＳＯ感度）などの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、指示信号により指示された撮像条件で撮像素子１００を駆動制御する。
【００７２】
制御部７２は、使用者による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、撮像素子１００の画素領域（撮像領域）１１３Ａにおいて、被写体検出部３１が撮像視野内において検出した被写体（例えば人物）を含む被写体領域（例えば図１１（Ｂ）の被写体領域５１１，５１２参照）を、撮像素子上において画素のブロック２００単位で設定する。このとき、制御部７２は、被写体検出部３１が複数の被写体を検出した場合は、複数の被写体ごとの被写体領域を設定する。
なお図１１では矩形状の被写体領域５１１，５１２を設定しているが、矩形状以外の形状（楕円形など）であっても良い。あるいは被写体（本実施形態では人物）の形状に倣って、各被写体領域を設定するようにしても良い。被写体形状に倣って設定する場合には、カメラボディ２が画像解析して自動的に被写体形状を認識した結果に基づいて設定しても良いし、或いはタッチパネル上で使用者がタッチ操作で被写体領域を入力設定するようにしても良い。
【００７３】
制御部７２は、使用者によるレリーズスイッチの全押し操作が行われたことに基づいて、焦点検出部７１が算出した被写体に対するデフォーカス量を取得する。そして、制御部７２は、被写体に対するデフォーカス量に基づいて、その被写体に対する距離を算出（推定）する。このとき、制御部７２は、被写体検出部３１が複数の被写体を検出した場合は、複数の被写体ごとのデフォーカス量を取得し、取得したデフォーカス量に基づいて複数の被写体それぞれに対する距離を算出（推定）する。
【００７４】
制御部７２は、使用者によるレリーズスイッチの全押し操作が行われたことに基づいて、被写体が適正露出となるような撮像条件（シャッター速度、ゲインなど）及び絞り値を決定する。具体的には、制御部７２は、レリーズスイッチの全押し操作がなされると、記憶媒体への記録用では無く、輝度情報を取得するために撮像された画像信号に基づいて、その画像信号の輝度分布を示す輝度分布データ（画素単位の輝度データ）を画像処理部３０から取得する。そして、制御部７２は、輝度分布データを用いて測光を行う。また、制御部７２は、測光した結果に基づいてシャッター速度（電荷蓄積時間、露光時間）や撮像感度（ゲイン）などの撮像条件と、絞り値とを決定する。このとき、制御部７２は、撮像素子１００の画素領域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。なお、絞り値については、ブロックごとに設定することはできず画素領域１１３Ａ全面に対して設定される。
【００７５】
また、制御部７２は、撮像時に発光部６５に照明光を発光させる場合は、適正露出となるような撮像条件及び絞り値のほかに、発光部６５に発光させる照明光の発光光量についても決定する。具体的には、制御部７２は、上記のように適正露出となるような撮像条件及び絞り値を決定する。また、制御部７２は、適正露出となるような撮像条件（ここではゲイン）及び絞り値と被写体に対する距離とに基づいて、発光部６５に発光させる光量についても決定する。なお、このような発光部６５の光量の決定方法の詳細については後述する（後述する式（１）参照）。
【００７６】
さらに、制御部７２は、撮像時に発光部６５に照明光を発光させる場合であって、被写体検出部３１が複数の被写体を検出した場合は、複数の被写体のうちの少なくとも１つの被写体が明るすぎたり暗すぎたりすることがないように、複数の被写体ごとに、換言すれば複数の被写体毎に設定された被写体領域５１１，５１２毎に（正確には、被写体領域５１１，５１２にそれぞれ対応する撮像素子上の各画素）撮像条件を調整（個別設定）する。例えば、制御部７２は、上記のように適正露出となるような撮像条件及び絞り値と、発光部６５から発光する照明光の発光光量とを決定する。その後に、制御部７２は、複数の被写体ごとの距離に基づいて、発光部６５からの発光光量に応じて複数の被写体に対する露出が適正露出（所定量の露出）となるように複数の被写体ごとの被写体領域の撮像条件を調整する。一例として、複数の被写体に対する露出量が、被写体間で均一（等しい）又は略均一となるように、複数の被写体ごとの被写体領域の撮像条件を調整する。これら被写体領域毎の撮像条件の決め方などの詳細については後述する。
【００７７】
制御部７２は、発光部６５に対して照明光の光量（発光量）を指示する指示信号を出力する。発光部６５の発光制御部６５Ｂは、指示信号により指示された光量で光源６５Ａを発光させる制御を行う。また、制御部７２は、絞り値を示す制御情報をレンズ駆動制御装置１５に送信する。レンズ駆動制御装置１５は、制御部７２からの制御情報に基づいて絞り１４の開口径調節のための駆動制御を実行する。また、制御部７２は、シャッター速度やゲインなどの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、指示信号により指示された撮像条件で撮像素子１００を駆動制御する。
【００７８】
なお、システム制御部７０において、焦点検出部７１及び制御部７２は、それぞれ、ボディ側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。
【００７９】
次に、本システムの概要について、図８から図１１を参照して説明する。図８は、デジタルカメラシステム１と第１被写体Ｏ１及び第２被写体Ｏ２との位置関係を示す図である。図８に示す例では、第１被写体である人物Ｏ１は、第２被写体である人物Ｏ２よりも、レンズ部１０の光軸方向においてデジタルカメラシステム１に近い距離（被写体距離、撮影距離）の位置に存在している。この場合、人物Ｏ１が最至近被写体であり、人物Ｏ２が遠方被写体である。
【００８０】
図９は、被写体距離と、発光部６５から発光された照明光が到達する光量との関係を示すグラフである。図９に示すように、発光部６５から発光される照明光の到達光量は、発光部６５からの距離（被写体距離）が遠くなるにつれて徐々に低下していく。具体的には、発光部６５から発光された照明光の到達光量は、発光部６５からの距離の２乗に反比例して低下していく。従って、例えば図８に示すように発光部６５からの距離が異なる位置に人物Ｏ１と人物Ｏ２とが存在する場合、発光部６５からの照明光によって光が照射されたときの人物Ｏ２の明るさ（照度）は、人物Ｏ１よりも暗くなる。
【００８１】
図１０は、発光部６５が発光してからの経過時間と発光部６５からの発光光量との関係を示すグラフである。
発光部６５の光源６５Ａにキセノン管（Ｘｅ管）を用いている場合、図１０に「キセノン管」と付して示すように、キセノン管はキセノンガス中での放電を利用しているため、時間経過に伴い発光量が低下していく。
一方、発光部６５の光源６５ＡにＬＥＤを用いている場合、図１０に「ＬＥＤ」と付して示すように、ＬＥＤは、印加する電圧値に応じて発光量を制御することができるため、時間経過に関わらず発光量を一定に制御（所定発光量を所定時間一定に制御）することができる。
本実施形態では、キセノン管のように、時間経過に伴い発光量が変化（減少）する光源を第１光源と呼ぶ。また、ＬＥＤのように時間経過に関わらず発光量を一定に制御できる光源を第２光源と呼ぶ。光源６５Ａは、第１光源及び第２光源のいずれであってもよい。
【００８２】
なお本実施形態において、発光部６５を発光させて撮影（撮像）を行うことを補助光撮影（補助光撮像）と呼ぶこともある。
【００８３】
図１１は、第１実施形態に係るデジタルカメラシステム１で第１被写体Ｏ１と第２被写体Ｏ２とを撮影した画像５０１，５０２の例を示す図である。
図１１（Ａ）は、発光部６５に照明光を発光させて撮像する場合であって、被写体検出部３１が複数の被写体（図８の人物Ｏ１及び人物Ｏ２）を検出した場合において、制御部７２が複数の被写体領域５１１，５１２の撮像条件を個別に（独立に）調整せずに、被写体領域に関わらず共通の（一組の）撮像条件で、補助光撮像を行った場合の画像５０１を示している。
【００８４】
上記の図８に示したように、人物Ｏ２は人物Ｏ１よりもデジタルカメラシステム１からの距離が遠い（Ｌ１＜Ｌ２）。このため、上述したように、発光部６５によって照明光が照射されたときの人物Ｏ２の明るさは、人物Ｏ１よりも暗くなる。上述したように、制御部７２は、発光部６５の発光前に画像処理部３０から取得した輝度分布データ（照明光の照射無しの状態で撮像した撮像信号から得られた測光データ）に基づいて適正露出のシャッター速度、撮像感度（ゲイン）、絞り値などの撮像条件を決定する。
次に制御部７２は、所定の演算手法（後述する式（１））を用いて、上記撮像条件設定時に決定した絞り値、ゲイン、および人物Ｏ１に対する距離Ｌ１を基準として発光部６５からの照明光の発光光量（ガイドナンバー）を決定する。このような撮像条件及び発光部６５の発光光量で撮像が行われた場合、図１１（Ａ）に示す画像５０１のように、被写体領域５１１内の人物Ｏ１の画像は適正露出の画像となるが、人物Ｏ２の画像は人物Ｏ１の画像よりも暗い画像となってしまう。
【００８５】
なお、制御部７２が、人物Ｏ２に対する輝度情報を基準として、適正露出のシャッター速度、撮像感度（ゲイン）、絞り値などの撮像条件を決定し、且つ人物Ｏ２に対する距離Ｌ２を基準として発光部６５の発光光量を決定した場合は、人物Ｏ２の画像は適正な明るさの画像となるが、人物Ｏ１の画像が明るすぎる画像となってしまう。
【００８６】
図１１（Ｂ）は、発光部６５からの照明光で補助光撮像を行う場合であって、被写体検出部３１が複数の被写体（図８の人物Ｏ１及び人物Ｏ２）を検出した場合において、制御部７２が複数の被写体領域５１１，５１２の撮像条件を独立に調整して補助光撮像を行った場合の画像５０２を示している。上述したように、発光部６５によって照明光が照射されたときの人物Ｏ２の明るさは、人物Ｏ１よりも暗くなる。そこで、人物Ｏ２の画像が暗い画像とならないように、制御部７２が個別に各被写体領域５１１，５１２の撮像条件を調整して撮像を行う。
【００８７】
具体的には、制御部７２は、デジタルカメラシステム１（つまり発光部６５）から人物Ｏ１までの距離Ｌ１とデジタルカメラシステム１から人物Ｏ２までの距離Ｌ２とに基づいて、発光部６５の発光光量に合わせて人物Ｏ１に対する露光量と均一（同一）又は略均一（略同一）となるような人物Ｏ２の露光量を算出（推定）する。そして、制御部７２は、算出した人物Ｏ２の露光量に基づいて、人物Ｏ２を含む被写体領域５１２のシャッター速度やゲインを調整する。例えば、制御部７２が被写体領域５１２のシャッター速度を被写体領域５１１におけるシャッター速度よりも長く（遅く）設定制御することにより、人物Ｏ２の画像を明るくすることができる。あるいは、制御部７２が被写体領域５１２のゲインを被写体領域５１１におけるゲインよりも高く設定制御することにより、人物Ｏ２の画像を明るくすることができる。あるいは被写体領域５１２のシャッター速度とゲインの両方を、同時にあるいは時系列に制御するようにしても良い。
制御部７２は、補助光撮像時に、このように調整したシャッター速度やゲインで、撮像素子１００（各被写体領域５１１，５１２内の画素）を駆動制御する。このように制御することによって、図１１（Ｂ）に示す画像５０２のように、人物Ｏ１は適正露出で撮像されるとともに、人物Ｏ２の画像も人物Ｏ１の画像と同じ又は略同じ明るさとなる。このような構成によれば、デジタルカメラシステム１が複数の被写体Ｏ１，Ｏ２のそれぞれに対して適正な明るさで撮像を行うことができる。
【００８８】
上記の図１０に示したように、発光部６５の光源６５Ａがキセノン管（第１光源）である場合は、光量が時間経過とともに低下する。この場合、制御部７２が被写体領域５１２のシャッター速度を変化させても、人物Ｏ２の画像の明るさが変化しない場合も生じ得る。すなわち、発光部６５からの照明光の発光光量がシャッター速度よりも短い時間（間隔）で低下してしまうと、たとえ被写体領域５１２の画素におけるシャッター速度を遅く（長いシャッター速度に）設定したとしても被写体領域５１２に対する露光量を増加せしめる効果を得ることができない。従って、光源６５Ａがキセノン管の場合は、制御部７２は、被写体領域５１２内の画素の撮像条件のうち、シャッター速度では無くゲインを調整することにより、人物Ｏ２の画像の明るさ（露光量）を調整する。
【００８９】
これに対して、上記の図１０に示したように、発光部６５の光源６５Ａが連続光を照射するＬＥＤ（第２光源）である場合について説明する。ＬＥＤは、照明光の発光光量が時間経過とともに変化しない。この場合は、制御部７２が被写体領域５１２内の画素の撮像条件のうち、シャッター速度を変化させることによって、人物Ｏ２の画像の明るさを変化させることができる。従って、制御部７２は、被写体領域５１２の撮像条件としてシャッター速度を調整することによって、人物Ｏ２の画像の明るさを調整することができる。また光源６５ＡがＬＥＤの場合は、制御部７２は、光源６５Ａがキセノン管ランプの場合と同様に被写体領域５１２のゲインを調整することによっても、人物Ｏ２の画像の明るさを調整することができる。このため、光源６５ＡがＬＥＤの場合は、制御部７２は、被写体領域５１２の撮像条件としてゲイン及びシャッター速度の少なくともいずれが一方を調整することにより、人物Ｏ２の画像の明るさを調整する。たとえば、手振れが発生しにくい三脚撮影の場合には、ゲインを上げることにより生じるゲインノイズを低減させるために、ゲインでは無くシャッター速度を調整するようにしても良いし、ゲインノイズが相対的に目立たない撮影シーンだが手振れや被写体ブレを生じやすい撮影シーンの場合（たとえば移動被写体を手持ち撮影する場合）にはゲインを調整するようにしても良い。
【００９０】
次に、デジタルカメラシステム１の撮影動作について説明する。
図１２は、第１実施形態のシステム制御部７０が実行する撮影動作を説明するためのフローチャートである。図１２に示す処理において、デジタルカメラシステム１に電源が投入された後、使用者が撮影を開始するために操作部５５などの操作を行うと、制御部７２は、ライブビュー画像の撮像時の撮像条件（初期値の撮像条件）でライブビュー画像の撮像を開始する（ステップＳ１）。すなわち、制御部７２は、駆動部２１に対して初期値の撮像条件を指示する指示信号を出力することにより、初期値の撮像条件による撮像素子１００の駆動制御を実行させる。そして、システム制御部７０は、撮像素子１００で撮像されたライブビュー画像を表示部５０の表示画面に表示させる（ステップＳ２）。
【００９１】
その後、システム制御部７０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Ｓ３）。システム制御部７０は、レリーズスイッチの半押し操作が行われるまでステップＳ１及びステップＳ２の処理を繰り返し実行する。システム制御部７０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、制御部７２は、引き続き、ライブビュー画像の撮像時の撮像条件でライブビュー画像の撮像を行う（ステップＳ４）。また、システム制御部７０は、撮像素子１００で撮像されたライブビュー画像を表示部５０の表示画面に表示させる（ステップＳ５）。
【００９２】
次に、ステップＳ６において、制御部７２は、画像処理部３０に対して指示信号を出力することにより、被写体検出部３１に被写体の検出を実行させる。被写体検出部３１は、制御部７２からの指示信号を受け取ると、画像データに含まれる人物（人体）を被写体として検出する。例えば、被写体検出部３１は、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示す人物Ｏ１及び人物Ｏ２を被写体として検出する。そして、被写体検出部３１は、検出した人物Ｏ１及び人物Ｏ２の位置及びサイズを示す信号をシステム制御部７０に出力する。制御部７２は、被写体検出部３１からの人物Ｏ１及び人物Ｏ２の位置及びサイズを示す信号に基づいて、図１１（Ｂ）に示すような人物Ｏ１を含む被写体領域５１１と人物Ｏ２を含む被写体領域５１２をブロック単位で設定する。
【００９３】
次に、ステップＳ７において、焦点検出部７１は、ＡＦ処理を実行する。すなわち、焦点検出部７１は、位相差検出用画素３０１，３０２（図５参照）から出力された一対の画像データに対して位相差検出演算を行うことにより、一対の像の位相差を検出する。なお、焦点検出部７１は、位相差検出用画素３０１，３０２から出力された一対の画像データを撮像素子１００から直接受け取る構成であってもよく、画像処理部３０を介して受け取る構成であってもよい。焦点検出部７１は、一対の像の位相差に基づいてデフォーカス量を算出する。このとき、焦点検出部７１は、被写体検出部３１が人物Ｏ１及び人物Ｏ２を検出した場合は、人物Ｏ１のデフォーカス量と人物Ｏ２のデフォーカス量とを算出する。
【００９４】
焦点検出部７１は、デフォーカス量（例えば人物Ｏ１に対するデフォーカス量）に基づいてフォーカシング用レンズ１１ｃの合焦点位置までの移動量を決定する。焦点検出部７１は、決定した移動量を示す制御信号を電気接点８１Ａ，８１Ｂを介してレンズ駆動制御装置１５に対して送信する。レンズ駆動制御装置１５は、焦点検出部７１からの制御情報に基づいてフォーカシング用レンズ１１ｃを合焦点位置に移動させるための駆動制御を実行する。
【００９５】
その後、システム制御部７０は、ステップＳ８に進んで、レリーズスイッチの半押し操作に続き全押し操作（ＳＷ２の操作）が行われたか否かを判定する。システム制御部７０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Ｓ３からステップＳ７までの処理を繰り返し実行する。
ステップＳ８において、システム制御部７０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７２は、ステップＳ１０に進んで、焦点検出部７１が算出した人物Ｏ１のデフォーカス量と人物Ｏ２のデフォーカス量とを距離情報として取得する。また上述したように画像信号に基づいて輝度分布データ（輝度情報）を取得する。そして、制御部７２は、人物Ｏ１に対するデフォーカス量に基づいて人物Ｏ１に対する距離情報を算出する。また、制御部７２は、人物Ｏ２に対するデフォーカス量に基づいて人物Ｏ２に対する距離情報を算出する。
【００９６】
制御部７２は、ステップＳ１１に進んで、ステップＳ１０で取得した輝度分布データと、人物Ｏ１及び人物Ｏ２に対する距離情報とに基づいて、領域別（被写体領域５１１，５１２ごと）の調光演算を実行する。
具体的には、制御部７２は、まず最至近被写体である人物Ｏ１に対する適正露出を得る条件を決定するために、画像処理部３０から人物Ｏ１に対応する（あるいは被写体領域５１１に対応する）輝度分布データを取得する。そして、制御部７２は、その輝度分布データ（輝度情報）を用いて測光した結果（Ｂｖ）に基づいて、人物Ｏ１が適正露出となるようなシャッター速度（Ｔｖ）やゲイン（Ｓｖ）などの撮像条件と、絞り値とを、いわゆるＡＰＥＸ演算（Ｅｖ＝Ｔｖ＋Ａｖ，Ｅｖ＝Ｓｖ＋Ｂｖ）により決定する。
【００９７】
なお本シーケンスは補助光撮像を行うシーケンスであるので、この露出演算の際に制御部７２は、。さらに、制御部７２は、この露出演算で決定した適正露出のゲインの値及び絞り値と、人物Ｏ１及び人物Ｏ２に対する距離情報とに基づいて、発光部６５に発光させる照明光の発光光量を、カメラボディ２の制御部７２に予め記憶されている所定の演算式（次式（１））を用いて決定する。具体的には、ガイドナンバー（Ｇｎｏ）と絞り値（Ｆ値）と距離（撮影距離）とゲインの値（ＩＳＯ感度）との間には以下の式（１）に示すような関係がある。
【００９８】
Ｇｎｏ＝Ｆ値×距離÷（ＩＳＯ／１００）１／２    ・・・（１）
【００９９】
ここで、ガイドナンバー（Ｇｎｏ）は、発光部６５（ストロボ）の光量を表す数値である。また、ＩＳＯはゲインの値を示している。また、（ＩＳＯ／１００）１／２は（ＩＳＯ／１００）の平方根（ルート）を示している。なお、一般に、ガイドナンバーはゲインの値が１００の場合を想定して表される。しかし、ガイドナンバーはゲインの値が１００でない場合を想定したものであってもよい。上記の式（１）に示したように、制御部７２は、適正露出の絞り値及びゲインの値と、デジタルカメラシステム１（つまり発光部６５）から被写体（ここでは最至近被写体である人物Ｏ１）までの距離とから、人物Ｏ１に対してのガイドナンバー（発光部６５の光量）を求めることができる。
以上により、人物Ｏ１（あるいは被写体領域５１１）に対して適正露出が得られる発光光量、シャッター速度やゲインなどの撮像条件、および絞り値が決定される。
【０１００】
次に制御部７２は、上記ガイドナンバーで補助光撮像を行った時に、被写体領域５１２に存在する人物Ｏ２に対しても適正露光が得られるような撮像条件を決定する。
具体的には、制御部７２は、デジタルカメラシステム１から人物Ｏ２までの距離Ｌ２と、上記で求めたガイドナンバー（Ｇｎｏ）と絞り値（Ｆ値）とを、上記式（１）に代入することにより、ゲイン（ＩＳＯ）を算出する。
【０１０１】
この人物Ｏ２（被写体領域５１２）に対するゲインの値が、上記で求めたガイドナンバーの照明光を用いて補助光撮影を行った場合に、人物Ｏ１に対する露出量と均一又は略均一となるような人物Ｏ２に対するゲインの値である。このように制御部７２は、人物Ｏ２に対するゲインの値を調整することにより、人物Ｏ２の画像の明るさを人物Ｏ１の画像の明るさと同一又は略同一となるように調整する。
【０１０２】
また、制御部７２は、人物Ｏ２に対するシャッター速度を調整することにより、人物Ｏ２の画像の明るさを人物Ｏ１の画像の明るさと同一又は略同一となるように調整してもよい。この場合、制御部７２は、上記のように算出した人物Ｏ２に対するゲインの値を人物Ｏ２に対するシャッター速度に変換する。
具体的には、制御部７２は、画像処理部３０から人物Ｏ２に対応する（あるいは被写体領域５１２に対応する）輝度分布データを取得する。そして、制御部７２は、その輝度分布データ（輝度情報）を用いて測光した結果（測光値Ｂｖ）と、上記のように式（１）を用いて算出した人物Ｏ２に対するゲインの値（Ｓｖ）と、上述のように求めた（人物Ｏ１に対して求めた）適正露出の絞り値（Ｆ値）（Ａｖ）とを、上述のＡＰＥＸ演算に適用して人物Ｏ２に対するシャッター速度（Ｔｖ）を算出する。
【０１０３】
なお、制御部７２は、ゲインの値及びシャッター速度を用いて、発光部６５の光量に合わせて人物Ｏ２に対する露出量が人物Ｏ１に対する露出量と均一又は略均一となるように調整してもよい。この場合も、制御部７２は、人物Ｏ２に対応する（または被写体領域５１２に対応する）輝度分布データ（輝度情報）を用いて測光した結果（測光値Ｂｖ）と、上述のように求めた（人物Ｏ１に対して求めた）適正露出の絞り値（Ｆ値）（Ａｖ）とを上述のＡＰＥＸ演算に適用し、且つ上記式（１）を用いて算出した人物Ｏ２に対するゲインの値（Ｓｖ）を変更しながら、人物Ｏ２に対するゲインの値及びシャッター速度の組み合わせを複数算出する。このように被写体領域５１２（人物Ｏ２）の画素に対するゲイン（ＳＶ）とシャッター速度（ＴＶ）との組み合わせを複数算出し、その組み合わせの中から何れか１つの組み合わせを撮影シーンに応じて適宜選択することにより、シャッター速度およびゲインの両方を調整する。
【０１０４】
次に、ステップＳ１２において、制御部７２は、ステップＳ１１で決定したガイドナンバー、絞り値、および領域別の（被写体領域５１１，５１２それぞれの）撮像条件（ゲイン、シャッター速度など）を設定する。
そして、ステップＳ１３において、制御部７２は、ステップＳ１１で決定したガイドナンバーで表される光量を指示する指示信号を発光部６５に出力することにより、発光部６５による照明光の発光（これを本発光という。）を開始させる。
【０１０５】
続いて、ステップＳ１４において、制御部７２は、静止画の撮像処理を実行する。すなわち、制御部７２は、ステップＳ１１で決定した絞り値を示す制御信号をレンズ駆動制御装置１５に出力する。レンズ駆動制御装置１５は、制御部７２からの制御信号に基づいて絞り１４の開口径調節のための駆動制御を実行する。また、制御部７２は、ステップＳ１１で決定した領域別（被写体領域５１１，５１２）の撮像条件（ゲイン、シャッター速度など）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ゲイン、シャッター速度などの撮像条件で撮像素子１００を駆動制御する。このような撮像処理（ステップＳ１４）が行われることにより、人物Ｏ１の画像と人物Ｏ２の画像とが適正な明るさとなる静止画が撮像される。
【０１０６】
なお被写体領域５１１，５１２以外の領域に対応する画素（例えば図１１（Ｂ）においてハッチングされている領域に対応する画素）の撮像条件の求め方としては、その領域（以降では第３の領域と称す）の状況に応じて様々な手法が考えられる。例えば第３の領域に第３の被写体が存在する場合には、上述した被写体体領域５１２に対する撮像条件の求め方と同様な手法（第３の領域に存在する第３の被写体までの距離情報および第３の被写体の輝度情報など、および上記式（１）やＡＰＥＸ演算を用いる手法）を用いて撮像条件を求めるようにすれば良い。なお上述の第３の被写体は、発光部の照明光が届く位置に存在するものとする。
【０１０７】
また第３の領域に第３の被写体が存在しない場合には、たとえば被写体領域５１１，５１２のうちの何れか一方の領域の撮像条件と同じ撮像条件を用いて撮像するようにしても良いし、あるいは各被写体領域５１１，５１２における撮像条件の中間の値（例えば平均値）を撮像条件としても良い。あるいは第３の領域における撮像条件のうち、シャッター速度Ｔｖは被写体領域５１１，５１２の何れかの撮像条件と同じにしておき、ゲインについては第３の領域における輝度情報および上述のＡＰＥＸ演算に基づいて、その輝度情報に応じた条件に設定するようにしても良い。
【０１０８】
このステップＳ１４において、画像処理部３０は、撮像素子１００で生成された各画素の画素信号からなるＲＡＷデータを受け取る。そして、画像処理部３０は、ＲＡＷデータに対して種々の画像処理を実行する。このとき、画像処理部３０は、制御部７２からの指示信号に基づいて、撮像条件（ゲインやシャッター速度）が異なる被写体Ｏ１，Ｏ２ごとの画像のホワイトバランス調整を行う。
【０１０９】
図１３は、第１実施形態の画像処理部３０によるホワイトバランス調整を説明するための画像５０３の例を示す図である。図１３に示す画像５０３のように、撮像素子１００が人物Ｏ１と人物Ｏ２とで異なる撮像条件（ゲイン、シャッター速度）で撮像を行った場合は、人物Ｏ１の画像と人物Ｏ２の画像とのホワイトバランスの差が大きくなる。例えば、人物Ｏ１に対して発光部６５からの光量と外光（例えば自然光や蛍光灯などの光）の光量との比が２対１（２：１）であり、人物Ｏ２に対して発光部６５からの光量と外光の光量との比が１対２（１：２）であるものとする。人物Ｏ１の画像と人物Ｏ２の画像とで色味が変化する。また、上述したように、制御部７２が人物Ｏ１の画像と人物Ｏ２の画像との明るさを同じにするように人物Ｏ２に対するゲインやシャッター速度を調整した場合は、図１３に示す画像５０３のように、人物Ｏ１の画像と人物Ｏ２の画像との色味の差が大きくなる。そこで、画像処理部３０は、人物Ｏ１の画像と人物Ｏ２の画像との色味の差をなくす（少なくする）ように、人物Ｏ１の画像データ（被写体領域５１１の画像データ）と人物Ｏ２の画像データ（被写体領域５１２の画像データ）とで異なる制御パラメータを用いてホワイトバランス調整を行う。
【０１１０】
また、制御部７２が人物Ｏ１の画像と人物Ｏ２の画像との明るさを同じにするように人物Ｏ２に対するゲインを高くした場合は、人物Ｏ２の画像のノイズが大きくなる。そこで、制御部７２はゲインを高くした人物Ｏ２（被写体領域５１２）のノイズ情報を予め画像処理部３０に出力する。画像処理部３０は、制御部７２からのノイズ情報に基づいて人物Ｏ２の画像データ（被写体領域５１２の画像データ）のノイズ除去の処理を実行する。また、画像処理部３０は、人物Ｏ１の画像データと人物Ｏ２の画像データとに合わせて、その他の画像処理についても適宜実行する。
そしてステップＳ１４では、上述のような画像処理を経た画像信号が、記録部６０において、メモリーカード等の不揮発性記憶媒体に記憶される。
【０１１１】
なお、上記した第１実施形態では、制御部７２は、発光部６５の光量としてデジタルカメラシステム１側の人物Ｏ１に対して適正な光量を決定するとともに、人物Ｏ１と比較して暗くなる人物Ｏ２のゲインを高くし又はシャッター速度を長く（遅く）していた。しかし、制御部７２は、発光部６５の光量としてデジタルカメラシステム１から遠い人物Ｏ２に対して適正な光量を決定するとともに、人物Ｏ２と比較して明るくなる人物Ｏ１のゲインを低くし又はシャッター速度を短く（速く）してもよい。
【０１１２】
また、制御部７２は、発光部６５の光量として人物Ｏ１と人物Ｏ２との中間の距離に対して適正な光量を決定するとともに、発光部６５の光量に合わせて人物Ｏ１のゲイン又はシャッター速度を調整するとともに人物Ｏ２のゲイン又はシャッター速度を調整してもよい。このように、制御部７２が発光部６５の光量と撮像条件（ゲイン、シャッター速度）をパラメータとして複数の被写体の露出を調整することにより、複数の被写体の画像の明るさを適正な明るさに調整しやすくなる。
【０１１３】
なお、上記した第１実施形態では、デジタルカメラシステム１が被写体として２人の人物（人物Ｏ１及び人物Ｏ２）を撮影する場合を例として説明したが、デジタルカメラシステム１が３人以上の人物を撮影する場合も、各人物の画像の明るさを調整して撮影することができる。また、デジタルカメラシステム１が３人以上の人物を撮影する場合において、３人以上の人物のうちの任意の複数人の人物に対して画像の明るさを調整して撮影してもよい。また、被写体として人物を例に挙げて説明したが、人物以外の物であってもよい。
【０１１４】
また、上記した第１実施形態では、図１１等に示すように、制御部７２は、被写体（人物）の領域よりも広い領域を被写体領域として設定していたが、被写体の実際の領域（例えば人物の輪郭で形成される領域）を被写体領域としてもよい。また、被写体検出部３１が公知の顔検出機能を用いて人物の顔を検出し、制御部７２は被写体検出部３１が検出した顔の領域を被写体領域としてもよい。また、上記した第１実施形態では、制御部７２は、デジタルカメラシステム１から被写体までの距離に応じて発光部６５の照明光の光量を調整していたが、光量のほかに照明光の発光時間（発光期間）を調整してもよい。
【０１１５】
また、上記した第１実施形態では、制御部７２は、輝度情報と距離情報の取得（ステップＳ１０）と領域別の調光演算（ステップＳ１１）とをレリーズスイッチの全押し操作に基づいて実行していたが、レリーズスイッチの半押し操作に基づいて実行してもよい。
【０１１６】
以上に説明したように、第１実施形態では、撮像素１００子を有する撮像部２０と、第１被写体Ｏ１と第２被写体Ｏ２とを含む被写体に対して発光する発光部６５と、第１被写体Ｏ１と第２被写体Ｏ２とを検出する被写体検出部３１と、発光部６５からの光量に合わせて第１被写体Ｏ１に対する露出と第２被写体Ｏ２に対する露出とが適正露出となるように第１被写体Ｏ１の撮像と第２被写体Ｏ２の撮像とで撮像条件を変更する制御部７２とを備える。このような構成によれば、複数の被写体Ｏ１，Ｏ２に対して適正な明るさで撮像を行うことができる。
【０１１７】
また、第１実施形態では、発光部６５は、時間経過に伴い発光量が変化する第１光源で構成され、制御部７２は、撮像条件としてゲインを変更する。このような構成によれば、露光時間が短い場合であっても複数の被写体像の明るさを適正な明るさに調整することができる。また、第１実施形態では、発光部６５は、時間経過に伴い発光量が変化しない第２光源で構成され、制御部７２は、撮像条件としてゲイン及び露光時間の少なくとも１つを変更する。このような構成によれば、被写体や撮影状況などに応じて、複数の被写体像の明るさを適正な明るさに調整することができる。
【０１１８】
また、第１実施形態では、撮像素子１００から被写体までの距離を検出する距離検出部７１を備え、制御部７２は、距離検出部７１により検出された距離に基づいて、第１被写体Ｏ１に対する露出と第２被写体Ｏ２に対する露出とを判定する。このような構成によれば、撮像装置（デジタルカメラシステム１）からの距離の異なる複数の被写体Ｏ１，Ｏ２に対して適正な明るさで撮像を行うことができる。
【０１１９】
また、第１実施形態では、距離検出部７１は、被写体に対する焦点を検出する焦点検出部で構成される。このような構成によれば、撮像装置（デジタルカメラシステム１）が備えている焦点検出部（ＡＦ機能）を用いて被写体までの距離を検出することができ、被写体までの距離を検出するための特別なセンサなどのデバイスが不要となる。
【０１２０】
また、第１実施形態では、制御部７２は、発光部６５からの照明光の決定された発光光量に合わせて第１被写体Ｏ１に対する露出量（露光量）と第２被写体Ｏ２に対する露出量（露光量）とが適正露出となるように、第１被写体Ｏ１の撮像条件と第２被写体Ｏ２の撮像条件とを独立に設定する。このような構成によれば、制御部７２が発光部６５の発光量と撮像条件（ゲイン、シャッター速度）をパラメータとして複数の被写体Ｏ１，Ｏ２の露出量を調整するので、複数の被写体Ｏ１，Ｏ２の画像の明るさ調整が容易になる。
【０１２１】
また、第１実施形態では、制御部７２は、各撮像条件に合わせて、撮像部２０が撮像した第１被写体像及び第２被写体像に対するホワイトバランスを補正する。このような構成によれば、各撮像条件間の相違による第１被写体像と第２被写体像との間の色味の差が大きくなる、という問題を解消することができる。
【０１２２】
なお、上記した第１実施形態では、撮像装置の一例としてデジタルカメラシステム１を挙げていたが、これに限定されず、例えば撮像機能を備えたスマートフォン、携帯電話、パーソナルコンピュータなどの装置で構成されてもよい。また、図７に示す画像処理部３０とシステム制御部７０は一体で構成されてもよい。この場合、１つのボディ側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実行することにより画像処理部３０の機能とシステム制御部７０の機能を担う。
【０１２３】
＜第２実施形態＞
上記した第１実施形態では、システム制御部７０に設けられた制御部７２が複数の被写体の画像の明るさが適正な明るさとなるように撮像条件を設定（変更）していた。これに対して、第２実施形態では、システム制御部７０の制御部７２が行っていた撮像条件の設定機能を、図７で示すところの撮像部２０（具体的には駆動部２１）に持たせるよう構成するもの（換言すれば駆動部２１が制御部７２の機能を備えるもの）である。
また、上記した第１実施形態では、焦点検出部７１が各被写体までの距離を検出していたが、第２実施形態では、焦点検出部７１とは別に、各被写体までの距離を検出する距離センサを設けている
【０１２４】
図１４は、第２実施形態に係る主要部の具体的構成を示すブロック図である。信号処理チップ１１１は、図７に示した駆動部２１の機能を担うものである。図１４において、第１実施形態（図７）と同じ機能を果たす構成については、図７と同一符号を付して、本第２実施形態での説明は省略する。なお上述したように、システム制御部７０の制御部７２の機能（撮像条件の設定機能）については、撮像部２０が有している点は、第１実施形態と相違する。
信号処理チップ１１１に設けられる演算回路（制御部）４１６が、複数の被写体の画像の明るさが適正な明るさとなるように撮像条件を変更する。
【０１２５】
信号処理チップ１１１は、分担化された制御機能としてのセンサ制御部４４１、ブロック制御部４４２、同期制御部４４３、及び信号制御部４４４を含んでいる。また、信号処理チップ１１１は、センサ制御部４４１、ブロック制御部４４２、同期制御部４４３、及び信号制御部４４４を統括制御するチップ制御部４２０を含んでいる。チップ制御部４２０は、システム制御部７０から受け取る指示および演算回路４１６から受け取る撮像条件を、各制御部４４１〜４４４が実行可能な制御信号に変換してそれぞれに引き渡す。
【０１２６】
センサ制御部４４１は、チップ制御部４２０からの制御信号に基づいて、各画素の電荷蓄積及び電荷読み出しに関わる制御パルス（リセットパルス、転送パルス、選択パルス）を撮像チップ１１３に対して送出する制御を行う。具体的には、センサ制御部４４１は、対象画素に対してリセットパルスと転送パルスを送出することにより、電荷蓄積の開始と終了を制御する。また、センサ制御部４４１は、画素信号の読み出し画素に対して選択パルスを送出することにより、画素信号を出力配線３０９へ出力させる。
【０１２７】
ブロック制御部４４２は、チップ制御部４２０からの制御信号に基づいて、駆動制御される単位グループ１３１を特定する特定パルスを撮像チップ１１３に対して送出する制御を行う。上述したように、撮像素子１００の画素領域１１３Ａは、複数のブロック２００に分割される。複数のブロック２００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。同一のブロック２００に含まれる画素は、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。そこで、ブロック制御部４４２は、チップ制御部４２０からの制御信号に基づいて、対象となる単位グループ１３１に特定パルスを送出することにより、一又は複数の単位グループ１３１をブロック化する。各画素がＴＸ配線３０７及びリセット配線３０６を介して受ける転送パルス及びリセットパルスは、センサ制御部４４１が送出する各パルスとブロック制御部４４２が送出する特定パルスの論理積となる。このように、ブロック制御部４４２が各領域を互いに独立したブロック２００として制御することにより、領域毎の電荷蓄積制御を実現する。
【０１２８】
同期制御部４４３は、チップ制御部４２０からの制御信号に基づいて、同期信号を撮像チップ１１３に対して送出する制御を行う。各パルス（リセットパルス、転送パルス、選択パルス）は、同期信号に同期して撮像チップ１１３においてアクティブとなる。例えば、同期制御部４４３が同期信号を調整することにより、同一の単位グループ１３１に属する画素の特定画素のみを駆動制御の対象とするランダム制御、間引き制御等を実現する。
【０１２９】
信号制御部４４４は、チップ制御部４２０からの制御信号に基づいて、アンプ４１２のゲイン（利得率、増幅率）の制御を行う。また、信号制御部４４４は、チップ制御部４２０からの制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器４１３ｂに対するタイミング制御を行う。出力配線３０９を介して出力された画素信号は、アンプ４１２及びＣＤＳ回路４１３ａを経てＡ／Ｄ変換器４１３ｂに入力される。Ａ／Ｄ変換器４１３ｂは、信号制御部４４４で制御されることにより、入力された画素信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された画素信号は、デマルチプレクサ４１４に引き渡される。そして、画素信号は、デマルチプレクサ４１４により、それぞれの画素に対応する画素メモリ４１５にデジタルデータの画素値として格納される。
【０１３０】
信号処理チップ１１１は、タイミングメモリ４３０を有する。チップ制御部４２０は、システム制御部７０からの指示に基づいて、いずれの単位グループ１３１を組み合わせてブロック２００を形成するかについてのブロック区分情報と、形成されたそれぞれのブロック２００が何回の電荷蓄積を繰り返すか（つまり、電荷蓄積のタイミング）についての蓄積回数情報とをタイミングメモリ４３０に格納する。タイミングメモリ４３０は、例えばフラッシュＲＡＭによって構成される。チップ制御部４２０は、タイミングメモリ４３０に格納されたブロック区分情報と蓄積回数情報とを参照することにより、ブロック単位で電荷蓄積制御を実行する。
【０１３１】
演算回路（制御部）４１６は、被写体までの距離を検出する距離センサ９０と接続されている。また、演算回路４１６は、発光部６５と接続されている。演算回路４１６は、システム制御部７０からのチップ制御部４２０を介して受け取る指示信号に基づいて、レリーズスイッチの全押し操作が行われたか否かを判定する。また、演算回路４１６は、システム制御部７０からのチップ制御部４２０を介して受け取る指示信号に基づいて、複数の被写体領域を構成するブロック２００と、複数の被写体領域の撮像条件（ゲイン、電荷蓄積時間（シャッター速度））とを認識する。演算回路４１６は、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に、距離センサ９０からの距離情報を取得する。そして、演算回路４１６は、距離センサ９０からの距離情報に基づいて複数の被写体に対する距離を認識する。
【０１３２】
演算回路４１６は、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に、画素メモリ４１５から各画素の画像データ（画像処理部３０による画像処理前のＲＡＷデータ）を読み出す。そして、演算回路４１６は、読み出した画像データに基づいて発光部６５の発光前の輝度分布を示す輝度分布データを生成する。演算回路４１６は、輝度分布データを用いて測光を行う。また、演算回路４１６は、測光した結果に基づいて電荷蓄積時間（シャッター速度）やゲインなどの撮像条件と絞り値とを決定する。このとき、演算回路４１６は、撮像素子１００の画素領域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。
【０１３３】
また、演算回路４１６は、発光部６５に照明光を発光させる場合は、適正露出となるような撮像条件及び絞り値のほかに、発光部６５に発光させる発光光量についても決定する。具体的には、演算回路４１６は、上記のように適正露出となるような撮像条件及び絞り値を決定する。また、演算回路４１６は、適正露出となるような撮像条件（ここではゲイン）及び絞り値と被写体に対する距離とに基づいて、発光部６５に発光させる光量についても決定する。なお、演算回路４１６は、発光部６５が照明光を発光するか否かについて、システム制御部７０からの信号（使用者が発光部６５を発光させる操作を行ったことを示す信号）や発光部６５からの信号（発光部６５が自動的に発光することを示す信号）に基づいて判定することが可能である。
【０１３４】
さらに、演算回路４１６は、発光部６５に照明光を発光させる場合であって、複数の被写体が存在する場合は、複数の被写体のうちの少なくとも１つの被写体が明るすぎたり暗すぎたりすることがないように、複数の被写体ごとの被写体領域（図１１参照）の撮像条件を調整（変更）する。例えば、演算回路４１６は、上記のように適正露出となるような撮像条件及び絞り値と、発光部６５に発光させる照明光の発光光量とを決定する。その後に、演算回路４１６は、複数の被写体ごとの距離に基づいて、発光部６５からの発光光量に合わせて複数の被写体に対する露出量が均一（同一）又は略均一（略同一）となるように複数の被写体ごとの被写体領域内の画素における撮像条件を調整する。
【０１３５】
演算回路４１６は、ゲインを調整する場合は、各被写体領域の画素信号のゲインを指示する制御信号を、チップ制御部４２０を介して信号制御部４４４に出力する。また、演算回路４１６は、電荷蓄積時間を調整する場合は、各被写体領域の電荷蓄積時間を指示する制御信号を、チップ制御部４２０を介してセンサ制御部４４１及びブロック制御部４４２に出力する。また、演算回路４１６は、発光部６５に対して光量を指示する指示信号を、チップ制御部４２０を介してシステム制御部７０に出力する。また、演算回路４１６は、絞り値を示す制御情報を、チップ制御部４２０を介してシステム制御部７０に送信する。
【０１３６】
距離センサ９０としては、様々な種類のセンサを用いることが可能である。例えば、距離センサ９０は、レーザなどの光を被写体に照射し、被写体から反射した光を受光することにより被写体までの距離を測定するセンサであってもよい。また、距離センサ９０は、撮像素子１００とは異なるイメージセンサであって、被写体からの光を受光して被写体までの距離を測定してもよい。
【０１３７】
次に、第２実施形態のデジタルカメラシステム１の撮影動作について説明する。図１５は、第２実施形態の演算回路４１６が実行する設定処理を説明するためのフローチャートである。図１５に示す処理において、演算回路４１６は、システム制御部７０からの指示信号に基づいて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に、距離センサ９０からの距離情報を取得するとともに、画像信号に基づいて輝度情報（輝度分布データ）を取得する（ステップＳ２１）。そして、演算回路４１６は、距離センサ９０からの距離情報に基づいて複数の被写体に対する距離を認識する。また、演算回路４１６は、輝度情報に基づいて領域別（例えば、図１１に示す被写体領域５１１，５１２）の調光演算を行う（ステップＳ２２）。
【０１３８】
このステップＳ２２における動作は、既述のステップＳ１１（図１２）における動作と同様であるので、ここでの説明を省略する。
【０１３９】
次に、演算回路４１６は、ステップＳ２２で決定したガイドナンバー、領域別（被写体領域５１１，５１２）の撮像条件（ゲイン、シャッター速度など）、及び絞り値を設定する（ステップＳ２３）。
そして演算回路４１６は、ガイドナンバーで表される光量を指示する指示信号をシステム制御部７０に出力する。システム制御部７０は、本発光を行う際に指示信号を発光部６５に出力することにより、発光部６５による照明光の発光を開始させるとともに、制御部７２によって静止画の撮像処理が実行される。このとき、システム制御部７０は、演算回路４１６が決定した撮像条件や絞り値などに基づいて撮像処理を実行する。このような撮像処理が行われることにより、人物Ｏ１の画像と人物Ｏ２の画像とが適正な明るさとなる静止画が撮像される。
【０１４０】
以上に説明したように、第２実施形態では、上記した第１実施形態の効果に加えて、制御部７２の機能は撮像部２０に設けられているので、画像処理部３０やシステム制御部７０の処理負担を軽減することができる。
なお第２実施形態では、被写体距離を得る手段として、撮像素子とは別に設けた距離センサを使うものとして説明したが、これに限らず、第１実施形態と同様に撮像素子として位相差検出用画素が埋め込まれている撮像素子を用い、その位相差検出用画素の出力に基づいて被写体距離を求めるようにしても良い。
【０１４１】
＜第３実施形態＞
上記した第１実施形態では、制御部７２が焦点検出部７１からのデフォーカス量に基づいて被写体までの距離を算出し、算出した距離に基づいて複数の被写体の画像の明るさを調整した。これに対して、第３実施形態では、制御部７２が本撮像（ステップＳ１４の撮像）前に、発光部６５にプリ発光（予備発光、事前発光、モニター発光ともいう）を実行させ、プリ発光の照射を受けた被写体からの反射光の測定結果（反射光量）に基づいて、本発光量（本撮像時の発光量）を決定し、そして、その決定された本発光量で補助光撮影を行った場合に複数の被写体の画像を適正な明るさで撮影する方法である。つまり補助光撮影時において、カメラから被写体までの距離情報を用いることなく、複数の被写体を適正露出で撮像するための撮像条件を求めるものである。
なお第３実施形態におけるブロック図については、第１実施形態（図７）と同様であり、ここでの説明を省略する。
また第３実施形態では、発光部６５の光源として、閃光照明光を発するキセノン管を使用するものとして説明する。
【０１４２】
図１６は、第３実施形態のシステム制御部７０が実行する撮影動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１６に示すステップＳ１からＳ８までの処理、及びステップＳ１２からＳ１４までの処理については図１２（第１実施形態）で説明した処理と同様である。従って、重複する説明を省略する。
【０１４３】
システム制御部７０が、ステップＳ８において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に、ステップＳ２９に進む。
ステップＳ２９において、制御部７２は、撮像素子１００から出力される画像信号に基づいて被写界の測光動作（Ｂｖ算出）を行うと共に、本撮像時の撮像条件（Ｔｖ１，Ａｖ１，Ｓｖ１）を決定する。
ここで、本第３実施形態では、図１１（Ｂ）に示す、人物Ｏ１を含む被写体領域５１１と、人物Ｏ２を含む被写体領域５１２とのうち、被写体領域５１１の方を、露出基準領域（露出の基準となる領域、つまり本撮像時において露出条件を設定する際の基準となる領域）として説明する。
【０１４４】
ステップＳ２９において、制御部７２は、人物Ｏ１を含む被写体領域５１１に対応する画像信号に基づいて、被写体領域５１１の輝度値Ｂｖ１を取得する。制御部７２は、この輝度値Ｂｖ１に基づいて、人物Ｏ１が適正露出となるようなシャッター速度（Ｔｖ１）やゲイン（Ｓｖ１）などの撮像条件と、絞り値Ａｖ１とを、いわゆるＡＰＥＸ演算（Ｅｖ＝Ｔｖ＋Ａｖ，Ｅｖ＝Ｓｖ＋Ｂｖ）により決定する。
次にステップＳ３０に進み、制御部７２は、本発光前にプリ発光を開始する。図１７は、プリ発光及び本発光のタイミングと光量との関係を示すグラフである。なお、図１７においては、発光制御部６５Ｂが光源６５Ａとしてのキセノン管を発光させた場合について示している。図１７に示すように、プリ発光の光量Ｌ１は本発光の光量Ｌ２よりも十分小さい光量（ガイドナンバーの小さい数値、例えばガイドナンバー２などの光量）である。なおプリ発光量は、予め決められているものであり、発光部６５内の制御メモリーやシステム制御部７０の制御メモリーに予め記憶されている。また、プリ発光の発光動作は、本発光の発光開始タイミングｔ２よりも前のタイミングｔ１に発光を開始され且つ発光を完了する。なおプリ発光は、１回の発光に限らず、２回や３回などの複数回の発光でもよい。
【０１４５】
ステップＳ３１において、制御部７２は、例えば予め決められたプリ発光時の撮像条件（プリ発光用の絞り値Ａｖｐ、プリ発光用のシャッター速度Ｔｖｐ、プリ発光用のゲインＳｖｐ）で撮像を行う。このような撮像処理をプリ発光用撮像処理という。プリ発光時の撮像条件としては、例えばゲインを通常よりも高く設定された撮像条件などが想定される。制御部７２は、プリ発光時の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７２からの指示信号に基づいて、プリ発光時に撮像素子１００を駆動制御する。撮像素子１００は、プリ発光された際の各画素の画素信号からなるＲＡＷデータを生成し、生成したＲＡＷデータを画像処理部３０に出力する。画像処理部３０は、ＲＡＷデータから反射光量分布データ（プリ発光を受けた被写体からの反射光の光量の分布データ）を生成する。
【０１４６】
更に制御部７２は、本ステップＳ３１において、プリ発光を行った後のタイミングにおいて、プリ発光を行っていないときの撮像を、上述のプリ発光時の撮像条件（Ａｖ２，Ｔｖ２，Ｓｖ２）において、少なくとも１回行う。この撮像によりプリ発光時の撮像条件と同一撮像条件下において、自然光による（発光部６５からの照明光を伴わない）撮像を行うことができる。そしてプリ発光時の撮像の場合と同様に、光量分布データ（自然光を受けた被写体からの光量の分布データ）を生成する。なおこのプリ発光を伴わない撮像（自然光による撮像）は、上述のプリ発光時の撮像条件（Ａｖ２，Ｔｖ２，Ｓｖ２）が設定されているならば、プリ発光を行う前に撮像するようにしても良い。
【０１４７】
更に制御部７２は、本ステップＳ３１において、画像処理部３０から得た２度の撮像による撮像信号（プリ発光無しの撮像信号と、プリ発光有りの撮像信号）に基づいて、プリ発光のみの影響による反射光量分布データ（以降では、差分光量分布データ、または、反射光量データ、と称す）を取得する。具体的には両画像からそれぞれ得られた輝度分布データ間において、領域分割された各画像領域毎（各画素グループ毎、或いは各画素毎）の差分を計算する。
そしてステップＳ３２において、制御部７２は、取得したプリ発光時の反射光量分布データＲ、プリ発光時の撮像条件（Ａｖ２，Ｓｖ２）、および上記ステップＳ２９で求めた本撮像時の撮像条件（Ａｖ１，Ｓｖ１）に基づいて、且つ下記式（２）、式（３）を用いて、領域別（例えば図１１に示す被写体領域５１１，５１２）の調光演算を行って、被写体領域５１１，５１２を適正露出にするための本発光量Ｖ、および各領域の撮像条件（Ｓｖ）を求める。
【０１４８】
Ｑ＝−ｌｏｇ２（Ｒ）＋Ｓｖ２−Ａｖ２＋Ａｖ１−Ｓｖ１＋Ｋ    ・・・（２）
【０１４９】
Ｖ＝ＧＮｏｐ×（√２）Ｑ    ・・・（３）
【０１５０】
上記式（２）、（３）において、
「Ｒ」は、プリ発光を受けた所望領域（本実施形態では露出基準領域５１１）からの反射光の光量、
「ｌｏｇ２（Ｒ）」は、底が２のＲの対数、
「ＧＮｏｐ」はプリ発光の発光量（固定値：例えばガイドナンバー２）、
「Ｑ」は、プリ発光の発光量ＧＮｐに対して何段増しの光量で光れば良いかを示す段数、「Ｖ」は、所望の領域を適正露出にするための発光量（ガイドナンバー）、
「（√２）Ｑ  」はルート２のＱ乗、
「Ｋ」は定数、
を示す。
【０１５１】
図１１（Ｂ）に基づいて説明すると、露出基準領域は人物Ｏ１を含む被写体領域５１１であるので、まず被写体領域５１１の反射光量Ｒ１を、反射光量分布データから求める。そしてその反射光量Ｒ１と、ステップＳ２９で決定した撮像条件（Ｔｖ１，Ｓｖ１，Ａｖ１）を上記式（２）に代入して演算する。この演算により、プリ発光の発光ガイドナンバーＧＮｏｐに対して何段（Ｑ段）増しの光量で本発光を照明させると、本撮像時（撮像条件＝Ｔｖ１，Ｓｖ１，Ａｖ１）に被写体領域５１１が適正露出を得られるか、が求められる。
【０１５２】
次に、上記で算出されたＱを上記式（３）に代入して本発光量Ｖを求める。
次に本発光量Ｖで補助光撮像を行った場合に、他の領域（人物Ｏ２を含む被写体領域５１２）を適正露出にするための撮像条件である「ゲインＳｖ３」を、上記式（２）を用いて求める。
まず、被写体領域に関わらず本発光量Ｖ自体は共通なので、
「領域５１１を適正露出にする本発光量Ｖ」＝「領域５１２を適正露出にする本発光量」、という関係式が成り立つ。これはつまり、「領域５１１に対して算出されるＱ」＝「領域５１２に対して算出されるＱ」という関係式が成り立つことになる。
よって、反射光量分布データから求めた被写体領域５１２の反射光量Ｒ２とすると、
「−ｌｏｇ２（Ｒ１）＋Ｓｖ２−Ａｖ２＋Ａｖ１−Ｓｖ１＋Ｋ
＝  −ｌｏｇ２（Ｒ２）＋Ｓｖ２−Ａｖ２＋Ａｖ１−Ｓｖ３＋Ｋ」
となり、これを展開して、
Ｓｖ３＝−ｌｏｇ２（Ｒ１／Ｒ２）＋Ｓｖ１、
となる。
以上のようにして、本発光量Ｖ、その本発光量Ｖのときに適正露出となる撮像条件Ｓｖ１（被写体領域５１１のゲイン）、および撮像条件Ｓｖ３（被写体領域５１２のゲイン）を求める。
【０１５３】
その後、上記した第１実施形態と同様に、制御部７２は、ガイドナンバーや撮像条件などを設定する（ステップＳ１２）。また、制御部７２は、本発光を開始する（ステップＳ１３）。また、制御部７２は、撮像処理を実行する（ステップＳ１４）。
【０１５４】
以上のように、第３実施形態では、発光部６５に、本発光の前に予備発光を行わせ、制御部７２は、その予備発光に基づく被写体からの反射光量に基づいて、、第１被写体Ｏ１および第２被写体Ｏ２のそれぞれに対する適正露出を得るための本発光量と被写体毎の撮像条件を決定する。このような構成によれば、上記した第１実施形態の効果に加え、被写体距離を求める手段を持たなくても複数の被写体に対して適正な明るさで補助光撮像を行うことができる。
【０１５５】
なお、第３実施形態では、発光部６５の光源としてキセノン管（閃光照明光）を使用するため、被写体毎に適正露出を得るために被写体領域毎に調整される撮像条件として撮像感度（ゲインＳｖ）を調整する手法を説明した。しかしながら光源としてＬＥＤ等の連続光を発光するものを使用する場合には、調整する撮像条件としてゲインでは無くシャッター速度を調整対象としても良いし、或いはそれら両方（ＴｖとＳｖ）の組み合わせを調整対象としても良い。なお、ＬＥＤをプリ発光させて受光した結果に基づいて適正な撮像条件を求める場合には、本発光でも使用されるようなある程度の大きさのガイドナンバーＱＬ（例えばガイドナンバー１０前後）で一瞬（僅かな時間、例えば１ｍｓ〜数ｍｓ）だけＬＥＤをプリ発光させてそのときの反射光量を取得し、そのガイドナンバーＱＬでＬＥＤ発光を継続した場合に適正露出を得るために必要な発光継続時間、換言すれば蓄積時間（シャッター速度Ｔｖ）を、領域毎に求めるようにすれば良い。
また、第３実施形態では、プリ発光による反射光量データを求めるようにしたが、プリ発光量と反射光量とに基づいて被写体の反射率データ（被写界の反射率分布データ）を求め、これに基づいて本発光量および撮像条件を求めるものであっても良い。
【０１５６】
＜第４実施形態＞
第４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システム１のカメラボディ２を、撮像装置２Ａと電子機器２Ｂとに分離した構成としている。
【０１５７】
図１８は、第４実施形態に係る撮像装置２Ａ及び電子機器２Ｂの構成を示すブロック図である。図１８に示す構成において、撮像装置２Ａは、被写体の撮像を行う装置である。この撮像装置２Ａは、レンズ部１０、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、第１システム制御部（制御部）７５、及び発光部６５を備える。なお、撮像装置２Ａのうち、レンズ部１０、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、及び発光部６５の構成は、図７に示した構成と同様である。従って、図７に示す構成と同様の機能の構成には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１５８】
また、電子機器２Ｂ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２Ｂ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２Ｂのうちの表示部５０の構成は、図７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。
【０１５９】
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７６Ａを有している。第１通信部７５Ａと第２通信部７６Ａとは、互いに有線又は無線で信号を送受信する。このような構成において、第１システム制御部７５は、第１通信部７５Ａを介して画像データ（画像処理部３０が画像処理した画像データ、記録部６０に記録されている画像データ）を第２通信部７６Ａに送信する。第２システム制御部７６は、第２通信部７６Ａにおいて受信した画像データを表示部５０に表示させる。また、第２システム制御部７６は、予め設定されているメニュー画像を表示部５０に表示させる。
【０１６０】
また、第２システム制御部７６は、撮像条件（蓄積条件を含む）を変更する制御を行う。また、第２システム制御部７６は、画素領域１１３Ａの領域を設定する制御を行う。また、第１システム制御部７５は、使用者による操作部５５の操作に応じて撮像の制御を実行する。
【０１６１】
図７に示す構成（焦点検出部７１及び制御部７２）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７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７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７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。
【０１６２】
なお、撮像装置２Ａ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２Ｂ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。
【０１６３】
図１８に示す第１システム制御部７５は、ボディ側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。また、図１８に示す第２システム制御部７６は、ボディ側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。
【０１６４】
以上に説明したように、第４実施形態では、第１実施形態から第３実施形態で説明した効果に加え、スマートフォンなどの携帯端末（電子機器２Ｂ）を用いて撮像装置２Ａで撮像されている複数のライブビュー画像を確認した上で撮像を行うことができる。
【０１６５】
なお、図１８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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
また、上記した各実施形態において、システム制御部７０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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
また、上記した各実施形態の構成を適宜組み合わせることが可能である。例えば、システム制御部７０の制御部７２が距離センサ９０（図１４参照）を用いて被写体ごとの距離情報を取得するようしてもよい。また、信号処理チップ１１１の演算回路４１６が反射率に基づいて撮像条件や発光部６５の光量などを決定してもよい。
【０１７２】
また、上記した第１実施形態では、制御部７２は、上記の式（１）を用いてガイドナンバーや撮像条件などを算出していたが、このような演算に限定されない。例えば、制御部７２は、デジタルカメラシステム１から人物Ｏ１までの距離とデジタルカメラシステム１から人物Ｏ２までの距離との差分を算出し、その差分に基づいて複数の被写体領域５１１，５１２のゲインやシャッター速度を算出してもよい。
【０１７３】
また、上記した各実施形態では、静止画を撮像する場合について説明したが、動画を撮像する場合にも適用することができる。ただし、動画を撮像する場合は、静止画を撮像する場合よりも長時間にわたる撮像であるため、発光部６５はＬＥＤ（第２光源）で構成される。このような場合は、人物Ｏ１及び人物Ｏ２の画像の明るさの調整は撮像感度（ゲイン）の変更により行うことが可能である。また、人物Ｏ１及び人物Ｏ２の画像の明るさの調整はフレームレートの変更により行うことも考えられる。
【０１７４】
なお、発光部６５の光源として指向性の高い光源を複数個利用し、その複数個の光源を被写体毎に振り分けて使用する場合は、複数の被写体ごとに各光源の光量を変更するように構成してもよい。
【０１７５】
上記した各実施形態におけるデジタルカメラシステム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。
また上記実施形態では、デジタルカメラシステム（撮像システム）１を、カメラボディ２と、そのカメラボディに着脱可能なレンズ部（交換レンズ）１０から構成するようにしているが、これに限らず、カメラボディ２とレンズ部１０とが一体成型されている（着脱不能な）一体型のデジタルカメラであっても良い。
また上記実施形態では、カメラボディ２（撮像装置２Ａ）が発光部６５を内蔵するものとして説明したが、これに限らず、発光部６５がカメラボディ２（撮像装置２Ａ）に対して着脱可能なシステム構成（いわゆる外付け照明装置とから構成される撮像システム）であっても良い。
【０１７６】
また、上記各実施形態において、補助光撮像における絞り値を決定する際には、絞りによる被写界深度をも鑑みて絞り値を決定するようにしても良い。つまり最至近被写体と遠方被写体の両方に対して合焦した状態の画像を得るために、被写界深度を利用して、レンズ部１０内の絞り１４を絞り込む方向に設定するようにしても良い。この場合において、絞り１４は、絞り込み量が大きいほど（絞り値が大きいほど）、撮像時の光量が低下する。撮像素子１００のゲイン（撮像感度）との兼ね合いにもよるが、撮像シーンによっては絞り１４を極端に（大きい絞り値に）絞り込んで被写界深度を大きくかせぐことが出来ない場合もある。たとえば適正露出を得るために撮影用照明光（補助光）を伴うような暗い撮影シーンや逆光シーンの場合である（絞り１４を絞り込むとその分だけ発光量を大きくしなければならなくなるが、被写体に到達できる発光量にも上限があるため）。このような場合には、フォーカシング用レンズ１１ｃの合焦点位置までの移動量を、最至近被写体に対するデフォーカス量だけでなく、遠方被写体に対するデフォーカス量をも加味して（例えば重み付け平均演算の手法を使って）決定するようにしても良い。このようにすれば、最至近被写体に対する合焦点位置Ａと他方被写体に対する合焦点位置Ｂとの間（範囲内）の位置（中間位置）にフォーカシング用レンズ１１ｃの合焦点位置を設定することができるので、被写界深度が浅くなる絞り値を設定せざるを得ない場合であっても両方の被写体（最至近被写体と遠方被写体）に合焦した状態の画像を得る可能性を高めることができる。なお、重み付け平均演算で合焦点位置を決定する場合は、被写界深度が無限側よりも至近側の方がシビアであるため、最至近被写体のデフォーカス量に対する重みを遠方被写体のデフォーカス量に対する重みよりも大きくして決定するのが望ましい（このようにすれば、合焦点位置を、最至近被写体に対する合焦点位置寄りの位置に制御できる）。
【０１７７】
また、補助光撮像時の被写体領域におけるシャッター速度を決定する際に、手振れ限界速度やフラッシュ同調速度を鑑みて決定するようにしても良い。このようにシャッター速度に制限をかける撮像の場合には、被写体領域毎の撮像条件の変更としてゲインの変更を適用する。
【符号の説明】
【０１７８】
１…デジタルカメラシステム（撮像システム）、２Ａ…撮像装置、２Ｂ…電子機器、１１…撮影光学系、２０…撮像部、３０…画像処理部、５０…表示部、５１…タッチパネル、５５…操作部、６５…発光部（照明部）、７０…システム制御部、７５…第１システム制御部（制御部）、７６…第２システムシステム制御部（制御部）、７１…焦点検出部（距離検出部）、７２…制御部、９０…距離センサ（距離検出部）、１００…撮像素子、４１６…演算回路（制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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