(57)【要約】【課題】使い勝手の良い電子機器を提供する【解決手段】第１領域と、第１、第２方向に離散的に複数配置され、個々の領域が前記第１領域よりも小さいモニタリング領域とを撮像可能な撮像部と、第１領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングと、モニタリング領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングとを異ならせる制御部と、を備える。【選択図】図５
2019092220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換された電荷により信号を生成する画素を複数有する複数の第１撮像領域と、第１方向と前記第１方向と異なる第２方向とに離散的に複数配置され、個々の領域に前記第１撮像領域の画素よりも少ない画素を有するモニタリング領域と、を有する撮像素子と、
前記第１撮像領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングと、前記モニタリング領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングとを異ならせる制御部と、を備えた電子機器。
【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、例えば撮像領域の全領域を用いて静止画や動画等の撮像を行う場合、表示用の画像を生成することが困難であった。このため、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、使い勝手の良い電子機器を提供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、光電変換された電荷により信号を生成する画素を複数有する複数の第１撮像領域と、第１方向と第１方向と異なる第２方向とに離散的に複数配置され、個々の領域に第１撮像領域の画素よりも少ない画素を有するモニタリング領域と、を有する撮像素子と、第１撮像領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングと、モニタリング領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングとを異ならせる制御部と、を備えた電子機器が提供される。
本発明の態様によれば、光電変換された電荷により信号を生成する画素を有する第１撮像領域と、第１方向と第１方向と異なる第２方向とに離散的に複数配置され、個々の領域が第１撮像領域よりも小さく、撮像光学系の焦点を検出する焦点検出画素を設けたモニタリング領域とを有する撮像素子と、第１撮像領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングと、モニタリング領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングと、を異ならせる制御部と、を備えた電子機器が提供される。
本発明の態様によれば、光電変換された電荷により信号を生成する画素を有する第１撮像領域と、第１方向と第１方向と異なる第２方向とに離散的に複数配置され、個々の領域が第１撮像領域よりも小さいモニタリング領域と、を有する撮像素子と、第１撮像領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングと、モニタリング領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングと、を異ならせる制御部と、第１撮像領域により撮像された第１画像と、モニタリング領域により撮像された第２画像と、を重畳して表示部に表示させる表示制御部と、を備えた電子機器が提供される。
本発明の態様によれば、光電変換された電荷により信号を生成する画素を複数有する複数の第１撮像領域と、第１方向と第１方向と異なる第２方向とに離散的に複数配置され、個々の領域に第１撮像領域の画素よりも少ない画素を有する第２撮像領域と、を有する撮像素子と、第１撮像領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングと、第２撮像領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングと、を異ならせる制御部と、を備えた電子機器が提供される。
本発明の態様によれば、第１領域と、第１、第２方向に離散的に複数配置され、個々の領域が前記第１領域よりも小さいモニタリング領域とを撮像可能な撮像部と、第１領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングと、モニタリング領域に蓄積された電荷の読出しのタイミングとを異ならせる制御部と、を備えた電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の態様によれば、使い勝手の良い電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る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】ブロック領域とブロック領域内における複数の領域とを示す図である。
【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】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】実施形態に係る撮影動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図９】表示部における表示画面の一例を示す図である。
【図１０】実施形態に係る撮影動作の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】表示部における表示画面の一例を示す図である。
【図１２】変形例に係るブロック領域内における複数の領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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する場合がある。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。
【００１０】
図１は、撮像素子１００の一例を示す断面図である。図１に示すように、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は積層されている。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１０９ａ、１０９ｂ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１０９ｃ、１０９ｄにより互いに電気的に接続される。
【００１１】
以下、撮像素子１００の説明においては、図１に示すようなＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。ここでは、入射光の入射方向をＺ軸方向とし、このＺ軸方向と直交する平面内の一方向をＸ軸方向とし、この平面内においてＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。なお、図２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判別可能となるように座標軸を表示する。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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１０９ａが配される。これら複数のバンプ１０９ａ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１０９ｂ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１０９ａとバンプ１０９ｂとが接合されて、電気的に接続される。
【００１６】
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１０９ｃ、１０９ｄが配される。バンプ１０９ｃとバンプ１０９ｄとは、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１０９ｃとバンプ１０９ｄとが接合されて、電気的に接続される。
【００１７】
なお、バンプ１０９ａとバンプ１０９ｂとの接合、及びバンプ１０９ｃとバンプ１０９ｄと接合には、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１０９ａ〜１０９ｄ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１０９ａ〜１０９ｄ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１に示す撮像領域１１４）以外の周辺領域において、画素領域に対応するバンプ１０９ａ〜１０９ｄよりも大きなバンプを併せて設けてもよい。
【００１８】
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。
【００１９】
図２は、撮像チップ１１３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、撮像チップ１１３を裏面（−Ｚ側の面）側から観察した様子を示している。  
図２に示すように、撮像チップ１１３には、撮像領域１１４が設けられている。撮像領域１１４には、複数（例えば２０００万以上）の画素ＰがＸ方向及びＹ方向に沿ってマトリクス状に配列されている。以下、画素Ｐの並ぶ方向のうちＸ方向に沿った方向を第１方向Ｄ１と表記し、Ｙ方向に沿った方向を第２方向Ｄ２と表記する。
【００２０】
図２の一部に、撮像領域１１４の部分拡大図を示す。この部分拡大図に示すように、撮像領域１１４には、赤色画素（Ｒ画素）Ｐｒと、緑色画素（Ｇ画素）Ｐｇと、青色画素（Ｂ画素）Ｐｂと、が含まれている。これら３種類の画素Ｐ（赤色画素Ｐｒ、緑色画素Ｐｇ及び青色画素Ｐｂ）は、いわゆるベイヤー配列となるように並んでいる。
【００２１】
赤色画素Ｐｒ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る。赤色画素Ｐｒは、赤色波長帯の光を受光する。緑色画素Ｐｇ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る。緑色画素Ｐｇは、入射光のうち緑色波長帯の光を受光する。青色画素Ｐｂ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る。青色画素Ｐｂは、青色波長帯の光を受光する。
【００２２】
図２に示すように、撮像領域１１４においては、隣接する２画素×２画素の４画素が一つの単位グループ１３１を形成している。図２では、例えば１つの赤色画素Ｐｒと、２つの緑色画素Ｐｇと、１つの青色画素Ｐｂとが単位グループ１３１に含まれている。なお、単位グループ１３１を形成する画素の数はこれに限られず、例えば隣接する４画素×４画素の１６画素を単位グループとしてもよいし、隣接する３２画素×３２画素の１０２４画素を単位グループとしてもよい。なお、単位グループに含まれる画素の数はそれ以上でもそれ以下でもよい。
【００２３】
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、点線で囲む矩形が、１つの画素Ｐに対応する回路を表している。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、４つの画素Ｐから形成されている。それぞれの画素Ｐに対応する４個のＰＤ１０４は、それぞれ転送トランジスタ３０２に接続されている。各転送トランジスタ３０２のゲートには、各転送トランジスタ３０２を制御するＴＸ配線（転送部制御線）３０７が接続されている。このＴＸ配線３０７には、転送パルスが供給される。本実施形態において、ＴＸ配線３０７は、４個の転送トランジスタ３０２に対して共通して接続されている。
【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ている。各転送トランジスタ３０２のドレインと、各リセットトランジスタ３０３のソース間には、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）が形成されている。このフローティングディフュージョンＦＤは、増幅トランジスタ３０４のゲートに接続されている。
【００２６】
各リセットトランジスタ３０３のドレインは、Ｖｄｄ配線３１０に接続されている。Ｖｄｄ配線３１０には、電源電圧が供給される。各リセットトランジスタ３０３のゲートは、リセット配線３０６に接続されている。リセット配線３０６には、リセットパルスが供給される。本実施形態において、リセット配線３０６は、４個のリセットトランジスタ３０３に対して共通して接続されている。
【００２７】
各増幅トランジスタ３０４のドレインは、上記のＶｄｄ配線３１０に接続されている。また、各増幅トランジスタ３０４のソースは、対応する各選択トランジスタ３０５のドレインに接続されている。
【００２８】
各選択トランジスタ３０５のゲートには、デコーダ配線３０８が接続されている。デコーダ配線３０８には、選択パルスが供給される。本実施形態において、デコーダ配線３０８は、４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ている。各選択トランジスタ３０５のソースは、共通の出力配線３０９に接続されている。
【００２９】
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ている。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、電荷の読出しが行われる。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。
【００３２】
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４つ画素Ｐに対して、リセット配線３０６とＴＸ配線３０７が共通である。このため、リセットパルスと転送パルスはそれぞれ、４つの画素Ｐ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Ｐ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、画素Ｐごとに選択的に出力配線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。
【００３３】
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。異なる単位グループ１３１同士の間で、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、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ができる。
【００３４】
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４個のＰＤ１０４を順番に選択する。そして、マルチプレクサ４１１は、４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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
図５は、撮像領域１１４の一例を示す図であり、後述のシステム制御部７０（撮像制御部７２）により各種制御が行われる。  
図５に示すように、撮像領域１１４は、複数のブロック領域１１５に区画されている。各ブロック領域１１５は、例えば矩形に形成される。複数のブロック領域１１５は、撮像領域１１４の第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に複数並んで配置される。各ブロック領域１１５は、同一の面積及び形状に設定されているが、これには限定されず、任意の面積及び形状に設定することができる。各ブロック領域１１５には、少なくとも１つの単位グループ１３１が含まれている。各ブロック領域１１５では、例えば画素Ｐの数、及び赤色画素Ｐｒ、緑色画素Ｐｇ及び青色画素Ｐｂの配置がそれぞれ等しくなっているが、これには限定されず、ブロック領域１１５同士の間で異なる配置としてもよい。
【００３９】
システム制御部７０は、撮像領域１１４に含まれる画素Ｐをブロック領域１１５毎にそれぞれ異なる制御パラメータで制御できる。つまり、あるブロック領域１１５に含まれる画素群と、別のブロック領域１１５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を取得できる。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挙げられる。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。
【００４０】
各ブロック領域１１５には、第１領域１１５ａと、モニタリング領域１１５ｂとが設けられている。第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂは、互いに異なるタイミングで電荷の読出しができるように設定された領域である。第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂは、それぞれ１つ以上の画素Ｐを含むように設定される。モニタリング領域１１５ｂは、第１領域１１５ａよりも小さくなるように設定される。この場合、モニタリング領域１１５ｂに含まれる画素Ｐの数は、第１領域１１５ａに含まれる画素Ｐの数よりも少なくなっている。
【００４１】
例えば、モニタリング領域１１５ｂは、１つの単位グループ１３１で構成されている。したがって、モニタリング領域１１５ｂには、１つの赤色画素Ｐｒと、２つの緑色画素Ｐｇと、１つの青色画素Ｐｂと、の４つの画素Ｐが含まれる。このようにモニタリング領域１１５ｂには赤色画素Ｐｒ、緑色画素Ｐｇ及び青色画素Ｐｂがそれぞれ１つ以上含まれるため、モニタリング領域１１５ｂのみを用いて撮像した場合にフルカラーの画像を得ることが可能である。また、第１領域１１５ａには、ブロック領域１１５に含まれる複数の画素Ｐのうち、モニタリング領域１１５ｂに含まれる画素Ｐ以外の画素Ｐが含まれる。例えば、第１領域１１５ａは、複数の単位グループ１３１で構成されている。
【００４２】
このように、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂは、それぞれ１つ又は複数の単位グループ１３１で構成されている。本実施形態において、後述のシステム制御部７０は、単位グループ１３１毎に電荷の読出しを異ならせることが可能である。このため、システム制御部７０は、第１領域１１５ａとモニタリング領域１１５ｂとの間で電荷の読出しのタイミングを異ならせることが可能となっている。なお、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂに含まれる画素Ｐの形態としては、上記に限定されるものではなく、システム制御部７０が第１領域１１５ａとモニタリング領域１１５ｂとの間で電荷の読出しのタイミングを異ならせることが可能な形態であればよい。例えば、モニタリング領域１１５ｂは、複数の単位グループ１３１で構成されてもよい。また、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂが、例えば単位グループ１３１とは無関係に赤色画素Ｐｒ、緑色画素Ｐｇ及び青色画素Ｐｂを所定数ずつ含む構成であってもよい。
【００４３】
各ブロック領域１１５において、モニタリング領域１１５ｂは、例えばブロック領域１１５の４つの角部のうち＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に配置されている。このように、撮像領域１１４にはモニタリング領域１１５ｂが複数設けられる。そして、個々のモニタリング領域１１５ｂは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に規則性を持って離散的に配置されている。なお、モニタリング領域１１５ｂの配置は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に規則性を持った配置には限定されない。
【００４４】
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。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。
【００４５】
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。
【００４６】
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出しが行われることを意味する。例えば、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を設定することができる。なお、画素信号の読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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
図６は、電子機器の一例であるデジタルカメラ１の概略構成を示す横断面図である。図７は、デジタルカメラ１の一例を示すブロック図である。  
図６及び図７に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１は、レンズ部１０及びカメラボディ２を備えている。
【００５３】
レンズ部１０は、交換式レンズである。なお、デジタルカメラ１は、レンズ部１０を備えていなくてもよい。レンズ部１０はデジタルカメラ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には、レンズ側マウント部８０ｂが設けられている。レンズ側マウント部８０ｂは、カメラボディ２に設けられるボディ側マウント部８０ａに装着される。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。
【００５５】
レンズ部１０は、撮像光学系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、レンズ部１０に備えられた撮像光学系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の受信とを行う。
【００５６】
レンズ駆動制御装置１５のレンズ側ＣＰＵは、撮像光学系１１の焦点調節を行うために、システム制御部７０から送信される制御情報に基づいて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に基づいてズーミング用レンズ１１ｂの駆動制御を駆動制御回路に実行させる。絞り１４は、撮像光学系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、システム制御部７０から送信される制御情報に基づいて絞り１４の駆動制御を駆動制御回路に実行させる。
【００５７】
続いて、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を備えている。  
図７に示すように、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、レンズ部１０の撮像光学系１１から射出された光束を画素ごとに光電変換し、画素信号（画素信号は画像データに含まれる。）を生成する撮像領域１１４を有している。撮像領域１１４には、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂが含まれている。撮像部２０は、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂにおいて画像を撮像可能である。
【００５８】
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）を制御可能である。この制御により、制御パラメータである電荷の蓄積時間又は蓄積回数、また、電荷の読出しのタイミングが制御可能である。駆動部２１は、第１領域１１５ａとモニタリング領域１１５ｂとをそれぞれ独立して駆動可能である。したがって、第１領域１１５ａとモニタリング領域１１５ｂとの間では、異なるタイミングで電荷を読み出すことが可能となっている。
【００５９】
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。
【００６０】
また、駆動部２１は、アンプ４１２のゲイン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の撮像領域１１４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。なお、撮像部２０は、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。）を画像処理部３０に送る。
【００６１】
画像処理部３０は、撮像部２０で生成された画素信号からなる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、ＪＰＥＧ形式等）の画像データを生成する。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、部分画像が含まれる。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。
【００６２】
また、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。
【００６３】
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。
【００６４】
本実施形態では、画像処理部３０は、図７に示すように、不図示の画像生成部及び検出部を含む。画像生成部は、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。本実施形態では、画像生成部は、動画（ライブビュー画像を含む）及び静止画の画像データを生成するだけでなく、上記した部分動画の画像データも生成することができる。検出部は、画像生成部で生成した画像データから被写体を検出する。本実施形態では、検出部は、画像生成部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）を検出する機能を備えている。また、検出部は、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備えている。なお、検出部は、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してもよい。
【００６５】
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。
【００６６】
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、部分動画）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５１を有している。表示部５０の表示パネル５１上にはタッチパネルが形成されていてもよい。この場合、タッチパネルは、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。
【００６７】
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５５ａ（静止画の撮影時に押されるスイッチ）やプレビュースイッチ５５ｂ（静止画や動画のプレビュー表示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。レリーズスイッチ５５ａは、半押し操作及び全押し操作が可能となっている。プレビュースイッチ５５ｂは、例えばタッチパネル（不図示）に設定してもよいし、ボタンとしてカメラボディ２に設けてもよい。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。
【００６８】
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。
【００６９】
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はボディ側ＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する。また、システム制御部７０は、図７に示すように、表示制御部７１及び撮像制御部７２を備えている。表示制御部７１は、画像処理部３０で生成された画像データを表示部５０に出力させて、表示部５０の表示パネル５１に画像（ライブビュー画像、静止画、動画、部分動画）を表示させる制御を行う。表示制御部７１は、表示パネル５１に複数の画像を重畳させて表示させることが可能である。
【００７０】
撮像制御部７２は、撮像素子１００の撮像領域１１４における撮像条件（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）を設定する。撮像制御部７２は、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂについて、撮像条件をそれぞれ個別に設定可能である。また、撮像制御部７２は、画像生成部３１により生成された動画、静止画、及び部分動画の画像データを記録部６０に記録する制御を行う。
【００７１】
なお、システム制御部７０は、撮像素子１００（撮像チップ１１３）の撮像領域１１４において、ブロック領域１１５ごと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できる。この場合、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。また、システム制御部７０は、ブロック領域１１５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、各ブロック領域１１５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。システム制御部７０は、各ブロック領域１１５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。
【００７２】
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、部分動画が含まれる。
【００７３】
また、システム制御部７０は、レリーズスイッチ５５ａの半押し操作が行われたことに基づいて、コントラスト検出法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。具体的には、システム制御部７０は、電気接点８１ａ、８１ｂを介して制御情報をレンズ駆動制御装置１５に対して送信することにより、レンズ駆動制御装置１５にフォーカシング用レンズ１１ｃを移動させる。また、システム制御部７０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、画像処理部３０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の評価値）を表すコントラスト信号を画像処理部３０から取得する。システム制御部７０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。システム制御部７０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、制御信号をレンズ駆動制御装置１５に送信する。
【００７４】
システム制御部７０は、適正露出に応じた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、システム制御部７０は、適正露出に応じたシャッター速度（電荷蓄積時間）、フレームレート、及びゲイン（ＩＳＯ感度）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、フレームレート、及びゲインで撮像素子１００を駆動制御する。なお、システム制御部７０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。
【００７５】
＜撮影動作の例＞  
図８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の一例を説明するためのフローチャートである。  
使用者によってデジタルカメラ１に電源が投入され、撮影を開始するための所定の操作が操作部５５などで行われた場合に、システム制御部７０は、撮像部２０に対して撮像動作を行わせる。まず、システム制御部７０は、駆動部２１に対して撮像素子１００の駆動を行わせる。駆動部２１は、この制御に基づいて、撮像領域１１４のうち第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂの両方を用いてライブビュー画像を撮像させる（ステップＳ１）。ステップＳ１では、システム制御部７０は、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂに対して、電荷の蓄積と、蓄積された電荷の読出しと、を所定のフレームレートで行わせる。第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂの各画素Ｐからは、画像処理部３０に対して画素信号が出力される。画像処理部３０では、この画素信号から画像データが生成され、この画像データが表示部５０に順次出力される。これにより、図９（ａ）に示すように、表示パネル５１にライブビュー画像１５１が表示される（ステップＳ２）。表示パネル５１には、ライブビュー画像１５１として、例えば動物の顔５２が撮像されている。
【００７６】
次に、システム制御部７０は、使用者によりレリーズスイッチ５５ａの半押し操作（ＳＷ１の操作）が行われたか否かを撮像制御部７２において判定する（ステップＳ３）。システム制御部７０は、半押し操作が行われたと判定した場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、コントラスト検出法によってＡＦ動作を行わせる（ステップＳ４）。システム制御部７０は、ＡＦ動作を行うか否かを使用者に選択させるための表示を表示パネル５１に表示させることが可能である。この場合、システム制御部７０は、使用者がＡＦ動作を行うよう操作した場合に、ＡＦ動作を行わせる。なお、システム制御部７０は、レリーズスイッチ５５ａの半押し操作が行われていないと判断した場合、再度ステップＳ３に戻り、半押し操作が行われたか否かが繰り返し判断される。なお、ＡＦ動作については、行わなくてもよい。
【００７７】
ＡＦ動作が行われた後、システム制御部７０は、使用者によりレリーズスイッチ５５ａの全押し操作（ＳＷ２の操作）が行われたか否かを撮像制御部７２において判定する（ステップＳ５）。システム制御部７０は、全押し操作が行われたと判定した場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、モニタリング領域１１５ｂによってライブビュー画像の撮像を行わせ（ステップＳ６）、撮像されたライブビュー画像を表示パネル５１の全面に表示させる（ステップＳ７）。
【００７８】
これにより、表示パネル５１の表示状態は、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂで撮像されたライブビュー画像１５１を表示パネル５１に表示させていた状態から、図９（ｂ）に示すように、モニタリング領域１１５ｂで撮像されたライブビュー画像１５２のみが表示パネル５１に表示させた状態に切り替わる。この場合、表示パネル５１には、ライブビュー画像１５１（図９（ａ）参照）よりも解像度は低くなっているものの、同一対象である動物の顔５２ａがライブビュー画像１５２として引き続き表示される。なお、システム制御部７０は、レリーズスイッチ５５ａの全押し操作が行われていないと判断した場合（ステップＳ５のＮＯ）、再度ステップＳ５に戻り、全押し操作が行われたか否かが繰り返し判断される。このとき、システム制御部７０は、ＡＦ動作が終了してから所定時間全押し操作が行われない場合、再度ステップＳ３に戻り、ステップＳ３〜ステップＳ５の動作を行わせるようにしてもよい。
【００７９】
次に、システム制御部７０は、第１領域１１５ａを用いて、静止画の撮像を行わせる（ステップＳ８）。静止画の撮像では、システム制御部７０は、第１領域１１５ａのみに対して電荷蓄積時間等の撮像条件を設定し、設定した撮像条件で撮像を行うように駆動部２１を制御する。これにより、第１領域１１５ａの各画素Ｐに蓄積された電荷がリセットされ、第１領域１１５ａの露光が行われて第１領域１１５ａに電荷が蓄積される。このとき、システム制御部７０は、使用者によって長秒時撮影が行われているか否かを撮像制御部７２において判定し、長秒時撮影が行われていると判定した場合に常時ＡＦ動作を行わせるようにしてもよい。この場合、例えば移動被写体に対して長秒時撮影を行うことにより、被写体を追跡するようにＡＦ動作を実施させることができる。なお、システム制御部７０は、例えば設定された電荷蓄積時間が所定の閾値（例、１秒）よりも長いか否かを判定し、電荷蓄積時間が所定の閾値よりも長い場合、長秒時撮影が行われていると判定することができる。次に、各画素Ｐに蓄積された電荷の読出しが行われ、各画素Ｐで画素信号が生成され、この画素信号が画像処理部３０に送信される。第１領域１１５ａに蓄積された電荷の読出しが行われた後、第１領域１１５ａの各画素Ｐに対してリセット信号が供給される。
【００８０】
なお、システム制御部７０は、上記の撮像動作が行われている間、各モニタリング領域１１５ｂに対して、引き続き所定のフレームレートで電荷の蓄積と読出しとを行わせると共に、モニタリング領域１１５ｂで撮像されたライブビュー画像１５２（図９（ｂ）参照）を表示パネル５１に表示させる。したがって、撮像動作中は、ライブビュー画像１５２が表示パネル５１に表示される。
【００８１】
撮像領域１１４のうち静止画の撮像に用いられる領域は、例えば電荷がリセットされる期間などには電荷の読出しができなくなる。このため、例えば撮像領域１１４の全領域を使用して静止画の撮像を行う場合、電荷がリセットされる期間にはライブビュー画像１５１の表示を行うことができない。
【００８２】
これに対して、本実施形態では、撮像領域１１４の一部である第１領域１１５ａを静止画の撮像動作に用いるため、第１領域１１５ａがリセットされる期間には、第１領域１１５ａにおける電荷の読出しができなくなる。一方、撮像領域１１４は第１領域１１５ａとモニタリング領域１１５ｂとで独立して電荷の読出しが可能となっている。また、システム制御部７０は、第１領域１１５ａに蓄積された電荷の読出しのタイミングと、モニタリング領域１１５ｂに蓄積された電荷の読出しのタイミングとを異ならせることができる。そこで、システム制御部７０は、例えば上記のように第１領域１１５ａをリセットするときなど、第１領域１１５ａで電荷の読出しができないときに、モニタリング領域１１５ｂに蓄積された電荷の読出しを行うようにする。これにより、システム制御部７０は、例えばモニタリング領域１１５ｂのみを用いてライブビュー画像１５２を撮影し、表示パネル５１に表示することができる。したがって、システム制御部７０は、静止画の撮像時においてもライブビュー画像１５２を途切れることなく表示させることができる。使用者は、静止画の撮像時においても表示パネル５１で被写体の状態を確認できるため、連写を行う場合などにおいて利便性が高くなる。なお、使用者が連写を行う場合、システム制御部７０は、モニタリング領域１１５ｂにおいて静止画像を撮像し、その撮像した静止画を表示パネル５１に表示するようにしてもよい。また、上記の撮影動作において長秒時撮影を行うときに、表示制御部７１は、モニタリング領域１１５ｂで撮像されたライブビュー画像１５２を表示パネル５１に表示させてもよい。
【００８３】
リセット信号が第１領域１１５ａに供給されて撮像動作が終了した後、第１領域１１５ａでは電荷の読出しが可能となる。そこでシステム制御部７０は、ライブビュー画像１５２を撮像していた状態から、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂの両方を用いてライブビュー画像１５１を撮像する状態に切り替える（ステップＳ９）。この場合、システム制御部７０は、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂの両方に対して所定のフレームレートでの電荷の蓄積と読出しとを引き続き行わせる。そして、システム制御部７０は、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂの両方で撮像されたライブビュー画像１５１を表示パネル５１に表示させる（ステップＳ１０）。
【００８４】
表示パネル５１に表示させるライブビュー画像を切り替えた後、システム制御部７０は、画像処理部３０で生成される静止画の画像データを記録部６０に記憶させる（ステップＳ１１）。これにより、撮像された静止画が画像データとして記録部６０に記憶される。なお、システム制御部７０は、画像処理部３０に対して、撮像された静止画を記録するか消去するかを使用者に選択させるための表示を表示パネル５１に表示させてもよい。この場合、システム制御部７０は、静止画を記録すると選択された場合に、画像データを記録部６０に記憶させるようにしてもよい。また、システム制御部７０は、静止画を消去すると選択された場合には、画像データを消去させてもよい。
【００８５】
以上のように、本実施形態によれば、第１領域１１５ａと、モニタリング領域１１５ｂとを撮像可能な撮像部２０と、第１領域１１５ａに蓄積された電荷の読出しのタイミングと、モニタリング領域１１５ｂに蓄積された電荷の読出しのタイミングとを異ならせるシステム制御部７０とを備えるため、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂのうち一方で電荷の読出しを行わない場合であっても、他方では電荷の読出しを行うことができる。
【００８６】
例えば第１領域１１５ａで電荷の読出しができない期間であっても、モニタリング領域１１５ｂでは電荷の読出しを行うことができる。このため、例えば第１領域１１５ａで静止画の撮像を行う際に第１領域１１５ａがリセットされる間であっても、システム制御部７０は、モニタリング領域１１５ｂのみを用いてライブビュー画像１５２を撮像し、表示パネル５１に表示することができる。したがって、静止画の撮像時においてもライブビュー画像１５２を途切れることなく表示させることができる。これにより、使い勝手の良いデジタルカメラ１を提供できる。
【００８７】
＜撮影動作の例２＞  
図１０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の他の例を説明するためのフローチャートである。本例では、表示パネル５１に複数の画面を設定し、各画面にライブビュー画像を表示させる場合の動作を例に挙げて説明する。
まず、使用者によってデジタルカメラ１に電源が投入され、撮影を開始するための所定の操作が操作部５５などで行われた場合、システム制御部７０は、上記ステップＳ１と同様に、撮像部２０に対して撮像動作を行わせて、第１領域１１５ａ及びモニタリング領域１１５ｂの両方を用いてライブビュー画像を撮像させると共に（ステップＳ２１）、撮像されたライブビュー画像を表示部５１に表示させる（ステップＳ２２）。
【００８８】
次に、システム制御部７０は、使用者によりプレビュースイッチ５５ｂの操作が行われたか否かの判定を行う（ステップＳ２３）。プレビュースイッチ５５ｂの操作が行われたと判定した場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、システム制御部７０は、図１１（ａ）に示すように、表示パネル５１のメイン画面５１ａとサブ画面５１ｂとに、ライブビュー画像をそれぞれ表示させる（ステップＳ２４）。この場合、システム制御部７０は、メイン画面５１ａには、撮像領域１１４のうち第１領域１１５ａによって撮像された画像（以下、第１画像と表記する）１５１Ａを表示させる。また、システム制御部７０（表示制御部７１）は、サブ画面５１ｂには、撮像領域１１４のうちモニタリング領域１１５ｂによって撮像された画像（以下、第２画像と表記する）１５２Ａを表示させる。このように、表示制御部７１は、表示パネル５１に表示された第１画像１５１Ａに第２画像１５２Ａを重畳して表示する。第１画像１５１Ａ及び第２画像１５２Ａは、同一の対象（動物の顔５２、５２ａ）を撮像したライブビュー画像である。なお、例えば第２画像１５２Ａが第１画像１５１Ａの一部に相当する領域を撮像した画像（部分画像）であってもよい。第１画像１５１Ａは、第２画像１５２Ａに比べて解像度が高くなっている。
【００８９】
これにより、使用者は、メイン画面５１ａに表示される第１画像１５１Ａと、サブ画面５１ｂに表示される第２画像１５２Ａとを比較して見ることができる。例えば、使用者が撮像条件（シャッタースピード、ゲイン、フレームレート、ホワイトバランス、階調、色調補正を含む）を変更する場合には、メイン画面５１ａには変更前の撮像条件で撮像された第１画像１５１Ａを表示させ、サブ画面５１ｂには変更後の撮像条件を反映させた第２画像１５２Ａを表示させる、という操作が可能となる。この操作を行わせる場合、システム制御部７０は、まず、使用者によって撮像条件が変更されたか否かを判断する（ステップＳ２５）。そして、撮像条件が変更されたと判断した場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、システム制御部７０は、例えばモニタリング領域１１５ｂに対して変更後の撮像条件で第２画像１５２Ａを撮像させ、その第２画像１５２Ａをサブ画面５１ｂに表示させる（ステップＳ２６）。使用者は、メイン画面５１ａの第１画像１５１Ａと、サブ画面５１ｂの第２画像１５２Ａとを見ることにより、撮像条件の変更の前後における画像を比較することができる。その後、システム制御部７０は、変更後の撮像条件を、第１領域１１５ａに対して設定してもよい。
【００９０】
なお、システム制御部７０は、プレビュースイッチ５５ｂの操作が行われていないと判断した場合（ステップＳ２５のＮＯ）、使用者によってレリーズスイッチ５５ａの半押し動作が行われたか否かを判断する（ステップＳ２７）。半押し操作が行われたと判断した場合（ステップＳ２７のＹＥＳ）、後述のステップＳ２９以降の動作が行われる。半押し動作が行われていないと判断した場合（ステップＳ２７のＮＯ）、ステップＳ２５以降の動作を繰り返し行わせる。
【００９１】
次に、システム制御部７０は、使用者によりレリーズスイッチ５５ａの半押し操作（ＳＷ１の操作）が行われたか否かを撮像制御部７２において判定する（ステップＳ２８）。システム制御部７０は、半押し操作が行われたと判定した場合（ステップＳ２８のＹＥＳ）、ＡＦ動作を行わせる（ステップＳ２９）。このステップＳ２９は、図８のフローチャートに示すステップＳ４と同一の動作である。なお、システム制御部７０は、レリーズスイッチ５５ａの半押し操作が行われていないと判断した場合（ステップＳ２８のＮＯ）、再度ステップＳ２５に戻り、ステップＳ２５〜ステップＳ２８の動作を繰り返し行わせる。
【００９２】
ＡＦ動作が行われた後、システム制御部７０は、使用者によりレリーズスイッチ５５ａの全押し操作（ＳＷ２の操作）が行われたか否かを撮像制御部７２において判定する（ステップＳ３０）。システム制御部７０は、全押し操作が行われたと判定した場合（ステップＳ３０のＹＥＳ）、モニタリング領域１１５ｂによって第２画像１５２Ａの撮像を行わせる（ステップＳ３１）。そして、システム制御部７０は、図１１（ｂ）に示すように、サブ画面５１ｂの表示を消去させると共に、この第２画像１５２Ａを表示パネル５１のメイン画面５１ａに表示させる（ステップＳ３２）。なお、システム制御部７０は、レリーズスイッチ５５ａの全押し操作が行われていないと判断した場合（ステップＳ３０のＮＯ）、再度ステップＳ５に戻り、全押し操作が行われたか否かが繰り返し判断される。このとき、システム制御部７０は、ＡＦ動作が終了してから所定時間全押し操作が行われない場合、再度ステップＳ２５に戻り、ステップＳ２５〜ステップＳ２９の動作を行わせるようにしてもよい。
【００９３】
次に、システム制御部７０は、第１領域１１５ａを用いて、静止画の撮像を行わせる（ステップＳ３３）。このとき、システム制御部７０は、使用者によって長秒時撮影が行われているか否かを撮像制御部７２において判定し、長秒時撮影が行われていると判定した場合に常時ＡＦ動作を行わせるようにしてもよい。
【００９４】
なお、システム制御部７０は、上記の撮像動作が行われている間、各モニタリング領域１１５ｂに対して、引き続き第２画像１５２Ａをメイン画面５１ａに表示させる。したがって、システム制御部７０は、撮像動作中、モニタリング領域１１５ｂで撮像された第２画像１５２Ａをメイン画面５１ａに表示させる。なお、上記の撮影動作において長秒時撮影を行うときに、表示制御部７１は、モニタリング領域１１５ｂで撮像された第２画像１５２Ａをメイン画面５１ａに表示してもよい。
【００９５】
静止画の撮像動作が終了した後、システム制御部７０は、第１領域１１５ａに対して第１画像１５１Ａの撮像を開始させる。また、システム制御部７０は、図１１（ｂ）に示すように第２画像１５２Ａをメイン画面５１ａに表示させていた状態から、図１１（ａ）に示すように第１画像１５１Ａをメイン画面５１ａに表示させ第２画像１５２Ａをサブ画面５１ｂに表示させる状態に切り替える（ステップＳ３４）。
【００９６】
表示の切り替えを行った後、システム制御部７０は、画像処理部３０で生成される静止画の画像データを記録部６０に記憶させる（ステップＳ３５）。これにより、撮像された静止画が画像データとして記録部６０に記憶される。
【００９７】
このように、本例では、システム制御部７０が第１領域１１５ａで撮像される第１画像を表示パネル５１のメイン画面５１ａに表示させると共に、モニタリング領域１１５ｂで撮像される第２画像を表示パネル５１のサブ画面５１ｂに表示させることとしたので、使用者がメイン画面５１ａの第１画像と、サブ画面５１ｂの第２画像とを比較して見ることができる。また、システム制御部７０が第１領域１１５ａの撮像条件とモニタリング領域１１５ｂの撮像条件とを異ならせて撮像させ、それぞれ撮像された画像をメイン画面５１ａ及びサブ画面５１ｂに重畳させて表示させることとしたので、同一対象を撮像した画像であって撮像条件の異なる２つの画像を比較することができる。この場合、例えばシャッタースピードによる動きの表現、明暗、ホワイトバランス、画像効果等を比較することが可能となる。
【００９８】
なお、本例において、システム制御部７０が１つのサブ画面５１ｂを配置して第２画像１５２Ａを重畳させる例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えばシステム制御部７０が２つ以上のサブ画面５１ｂを配置して第２画像１５２Ａを第１画像１５１Ａに重畳させるようにしてもよい。また、システム制御部７０が第２画像１５２Ａをサブ画面５１ｂに表示させる例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、システム制御部７０がステップＳ２２において記憶された静止画をサブ画面５１ｂに表示させるようにしてもよい。この場合、システム制御部７０が例えば最新の静止画を１つのサブ画面５１ｂに更新しつつ表示させるようにしてもよいし、サブ画面５１ｂを複数設けて、順次並べて表示させるようにしてもよい。また、本例では、静止画を撮像する場合を例に挙げて説明したが、動画を撮像する場合についても同様の説明が可能である。また、動画を撮像する場合、動画の一部を抜き出して静止画の画像を得るようにしてもよい。
【００９９】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記実施形態では、コントラスト検出法によってＡＦ動作を行う例を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、位相差検出法によってＡＦ動作を行うようにしてもよい。
【０１００】
図１２（ａ）は、モニタリング領域の一例を説明する図である。  
図１２（ａ）に示すように、ブロック領域２１５には、第１領域２１５ａ及びモニタリング領域２１５ｂが設けられている。第１領域２１５ａは、上記実施形態における第１領域１１５ａと同一構成である。モニタリング領域２１５ｂは、１つの赤色画素Ｐｒと、２つの緑色画素Ｐｇ、ＰｇＡと、１つの青色画素Ｐｂを含んでいる。２つの緑色画素Ｐｇ１、Ｐｇ２のうち一方（例えば、緑色画素Ｐｇ２）は、焦点検出画素Ｐｆとして用いることができる。また、モニタリング領域２１５ｂのうち、焦点検出画素Ｐｆ以外の赤色画素Ｐｒ、緑色画素Ｐｇ及び青色画素Ｐｂは、ライブビュー画像等の撮像に用いられる。
【０１０１】
焦点検出画素Ｐｆは、撮像光学系１１の焦点を検出するために用いられる。焦点検出画素Ｐｆには、２つのフォトダイオード（ＰＤ１０４ａ、１０４ｂ）が設けられている。ＰＤ１０４ａ及び１０４ｂは、例えばＸ方向に並んで配置されており、それぞれ独立して電荷の読出しが可能となっている。このような焦点検出画素Ｐｆは、モニタリング領域２１５ｂごとに設けられている。また、例えば撮像光学系１１を通過する被写体の像を２つのＰＤ１０４ａ、１０４ｂ上に生成するセパレータレンズ（不図示）が設けられている。
【０１０２】
この構成において、撮像光学系１１を通過し、セパレータレンズによって２つのＰＤ１０４ａ、１０４ｂ上に分割して生成された被写体の２つの像について、その像間隔を求めることで、ピントのズレ量を検出する。例えば、ピントが合っている状態（合焦状態）においては、２つの像の間隔が所定値に一致する。また、ピントの合っている面が結像面よりも焦点検出画素Ｐｆ側にある場合、２つの像の間隔は所定値よりも小さくなる。また、ピントの合っている面が結像面よりも撮像光学系１１側にある場合、２つの像の間隔は所定値よりも大きくなる。したがって、システム制御部７０は、焦点検出画素ＰｆのＰｄ１０４ａ、１０４ｂで検出される２つの像の間隔が所定値に一致するようにフォーカシングレンズ１１ｃを移動させることで、撮像光学系１１の焦点を合わせることができる。
【０１０３】
なお、焦点検出画素Ｐｆは、撮像光学系１１の焦点検出用に限定されるものではなく、例えば他の画素Ｐと同様に撮像用として用いることも可能である。この場合、システム制御部７０は、焦点検出用画素Ｐｆを焦点検出に用いるか、撮像に用いるかを適宜切り替えることが可能である。例えば、位相差検出法によるＡＦ動作を行う場合には焦点検出用画素Ｐｆを焦点検出に用い、位相差検出法によるＡＦ動作を行わない場合には焦点検出用画素Ｐｆを撮像に用いるように切り替えることができる。
【０１０４】
また、例えば、上記実施形態では、ブロック領域１１５に第１領域１１５ａとモニタリング領域１１５ｂとが設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。図１２（ｂ）は、ブロック領域３１５の一例を示す図である。この図１２（ｂ）に示すように、第１領域３１５ａと、第２領域３１５ｂと、モニタリング領域３１５ｃとがブロック領域３１５に設けられた構成であってもよい。
【０１０５】
図１２（ｂ）に示す構成において、第１領域３１５ａと、第２領域３１５ｂと、モニタリング領域３１５ｃとは、それぞれ異なるタイミングで電荷を読み出すことが可能である。また、システム制御部７０の撮像制御部７２（図７参照）は、第１領域３１５ａ、第２領域３１５ｂ、及びモニタリング領域３１５ｃのそれぞれの撮像条件を個別に設定することが可能である。
【０１０６】
この構成によれば、被写体からの光束を第１領域３１５ａと第２領域３１５ｂとで受光し、第１領域３１５ａと第２領域３１５ｂとを異なる条件で撮像することにより、１つのブロック領域３１５において複数の撮像条件により撮像を行うことができ、精度の高い測光を行うことができる。これにより、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することが可能となる。また、被写体像のコントラストの評価値が高くなるような撮像条件で撮像を行うことができるため、コントラスト検出法によってＡＦ処理を行う場合、焦点位置調節の精度が向上する。
【０１０７】
また、例えば、上記した例では、システム制御部７０がレリーズスイッチ５５ａ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、これに限定するものではない。例えば、システム制御部７０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。
【０１０８】
また、上記実施形態では、複数設けられたモニタリング領域１１５ｂが等しい寸法及び形状である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも１つのモニタリング領域１１５ｂの寸法や形状が異なってもよい。また、モニタリング領域１１５ｂが規則性を持って配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、モニタリング領域１１５ｂが不規則に配置されてもよい。
【０１０９】
また、上記の構成では、各モニタリング領域１１５ｂが、赤色画素Ｐｒ、緑色画素Ｐｇ及び青色画素Ｐｂをそれぞれ含む構成としたが、これに限定されるものではなく、各モニタリング領域１１５ｂが赤色画素Ｐｒ、緑色画素Ｐｇ及び青色画素Ｐｂのうち少なくとも１種類の画素を含む構成であればよい。
【０１１０】
また、上記の構成において、画像処理部３０は、第１領域１１５ａのうちモニタリング領域１１５ｂの周囲の領域における画素信号に基づいて、モニタリング領域１１５ｂに対する部分を補完して画像を生成するようにしてもよい。これにより、モニタリング領域１１５ｂが設けられることによる、第１領域１１５ａの画素欠損を抑制することができるため、第１領域１１５ａで撮像される画像の画質低下を抑制することができる。
【０１１１】
また、上記構成において、システム制御部７０は、モニタリング領域１１５ｂで撮像されたライブビュー画像を、レリーズスイッチ５５ａの全押し操作が行われた場合に表示パネル５１に表示させる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、レリーズスイッチ５５ａの半押し動作が行われた場合に、モニタリング領域１１５ｂのライブビュー画像を表示パネル５１に表示させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
Ｄ１…第１方向  Ｄ２…第２方向  Ｐｆ…焦点検出画素  １…電子機器  １０…レンズ部（撮像光学系）  ２０…撮像部  ５０…表示部  ７０…システム制御部  ７１…表示制御部  ７２…撮像制御部  １１５ａ…第１領域  １１５ｂ…モニタリング領域  １１５ｃ…第２領域  １５１Ａ…第１画像  １５２Ａ…第２画像
【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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