JP6520036B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に関する。

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、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（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、所定の領域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。

特開２００６−４９３６１号公報

従来の積層型撮像素子を備えた電子機器において、１または２以上の上記領域を有する撮像領域に画像を分けて、該撮像領域ごとに撮像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とはいえなかった。

本発明の一態様による電子機器は、異なる撮像条件を設定可能な複数の撮像領域を有する撮像部と、複数の前記撮像領域のうち、第１撮像領域に第１撮像条件を設定し、第２撮像領域に第２撮像条件を設定する設定部と、前記第１撮像条件、前記第２撮像条件及び前記第１撮像領域と前記第２撮像領域の位置情報を記録部に記録させる記録制御部とを備え、前記記録制御部は、前記第１撮像領域の位置情報として第１画像データを記録し、前記第２撮像領域の位置情報として第２画像データを記録する。

第１の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、撮像素子の撮像面を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は撮像面の一部領域を拡大した平面図である。 被写体画像が液晶モニタに表示された状態を示す模式的な図である。 （ａ）は、区分された領域を示す図であり、（ｂ）は、領域毎の撮像条件の一例を示す表である。 被写体画像に領域の境界線を重畳的に表示した図である。 建物の領域についてのマスク画像である。 山の領域についてのマスク画像である。 背景の領域についてのマスク画像である。 マルチピクチャーフォーマットの基本構造を示す図である。 マルチピクチャーフォーマットに則って、記録制御部が生成した１つの画像ファイルを概念的に例示する図である。 マルチピクチャーフォーマットに則った１つの画像ファイルを生成してメモリカードに記録させる処理についてのフローチャートである。 第２の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 変形例を示す図である。 積層型撮像素子の断面図である。 撮像チップの画素配列とブロックを説明する図である。 撮像チップのユニットに対応する回路図である。 撮像素子の機能的構成を示すブロック図である。

始めに、本発明の一実施の形態による電子機器（例えば撮像装置１０）に搭載する積層型撮像素子２２について説明する。なお、この積層型撮像素子２２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。図１４は、積層型撮像素子２２の断面図である。撮像素子２２は、入射光に対応した画素信号を出力する裏面照射型撮像チップ２１１３と、画素信号を処理する信号処理チップ２１１１と、画素信号を記憶するメモリチップ２１１２とを備える。これら撮像チップ２１１３、信号処理チップ２１１１およびメモリチップ２１１２は積層されており、Ｃｕ等の導電性を有するバンプ２１０９により互いに電気的に接続される。

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２１１３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軸および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１４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。

撮像チップ２１１３の一例は、裏面照射型のＭＯＳイメージセンサである。ＰＤ層２１０６は、配線層２１０８の裏面側に配されている。ＰＤ層２１０６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ＰＤ（フォトダイオード）２１０４、および、ＰＤ２１０４に対応して設けられたトランジスタ２１０５を有する。

ＰＤ層２１０６における入射光の入射側にはパッシベーション膜２１０３を介してカラーフィルタ２１０２が設けられる。カラーフィルタ２１０２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、ＰＤ２１０４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２１０２の配列については後述する。カラーフィルタ２１０２、ＰＤ２１０４およびトランジスタ２１０５の組が、一つの画素を形成する。

カラーフィルタ２１０２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２１０１が設けられる。マイクロレンズ２１０１は、対応するＰＤ２１０４へ向けて入射光を集光する。

配線層２１０８は、ＰＤ層２１０６からの画素信号を信号処理チップ２１１１に伝送する配線２１０７を有する。配線２１０７は多層であってもよく、また、受動素子および能動素子が設けられてもよい。

配線層２１０８の表面には複数のバンプ２１０９が配される。当該複数のバンプ２１０９が信号処理チップ２１１１の対向する面に設けられた複数のバンプ２１０９と位置合わせされて、撮像チップ２１１３と信号処理チップ２１１１とが加圧等されることにより、位置合わせされたバンプ２１０９同士が接合されて、電気的に接続される。

同様に、信号処理チップ２１１１およびメモリチップ２１１２の互いに対向する面には、複数のバンプ２１０９が配される。これらのバンプ２１０９が互いに位置合わせされて、信号処理チップ２１１１とメモリチップ２１１２とが加圧等されることにより、位置合わせされたバンプ２１０９同士が接合されて、電気的に接続される。

なお、バンプ２１０９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２１０９は、例えば後述する一つのブロックに対して一つ程度設ければよい。したがって、バンプ２１０９の大きさは、ＰＤ２１０４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以外の周辺領域において、画素領域に対応するバンプ２１０９よりも大きなバンプを併せて設けてもよい。

信号処理チップ２１１１は、表裏面にそれぞれ設けられた回路を互いに接続するＴＳＶ（シリコン貫通電極）２１１０を有する。ＴＳＶ２１１０は、周辺領域に設けられることが好ましい。また、ＴＳＶ２１１０は、撮像チップ２１１３の周辺領域、メモリチップ２１１２にも設けられてよい。

図１５は、撮像チップ１１３の画素配列を説明する図である。特に、撮像チップ２１１３を裏面側から観察した様子を示す。画素領域には、例えば８００万個以上の画素がマトリックス状に配列されている。本実施形態においては、例えば隣接する２画素×２画素の４画素で１つのブロック２１３１を形成する。そして、隣接する２ブロック×２ブロックの４ブロックで１つの単位グループ３２を形成する。図の格子線は、隣接する画素をまとめてブロック２１３１および単位グループ３２を形成する概念を示す。ブロック２１３１を形成する画素の数や、単位グループ３２を形成するブロック２１３１の数は、上記例に限らず、それ以上でもそれ以下でもよい。

画素領域の部分拡大図に示すように、ブロック２１３１は、緑色画素Ｇｂ、Ｇｒ、青色画素Ｂおよび赤色画素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２１０２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２１０２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し、赤色画素は、カラーフィルタ２１０２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。

本実施形態において、１ブロック２１３１につきＧｂ、Ｇｒ、ＢおよびＲの４画素を少なくとも１つ含むように複数のブロック２１３１が定義される。各ブロック２１３１はそれぞれ、ブロック２１３１内の４画素をブロック２１３１ごとに定めた制御パラメータで制御できる。つまり、あるブロック２１３１に含まれる画素群と、別のブロック２１３１
に含まれる画素群とで、撮像条件が異なる撮像信号を取得できる。制御パラメータの例は、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または加算列数、電荷の蓄積時間または蓄積回数、デジタル化のビット数等である。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。

図１６は、撮像チップ２１１３における１つの単位グループ３２に対応する回路図である。図１６において、代表的に点線で囲む矩形が、１つの画素に対応する回路を表す。また、一点鎖線で囲む矩形が１つのブロック２１３１に対応する。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１４のトランジスタ２１０５に対応する。

上述したように、単位グループ３２は４つのブロック２１３１から形成される。単位グループ３２に含まれる画素のリセットトランジスタ２３０３は、ブロック２１３１単位でオン／オフされる。また、単位グループ３２に含まれる画素の転送トランジスタ２３０２も、ブロック２１３１単位でオン／オフされる。図１６に示す例において、左上ブロック２１３１−１に対応する４つのリセットトランジスタ２３０３をオン／オフするためのリセット配線２３００−１が設けられており、同ブロック２１３１−１に対応する４つの転送トランジスタ２３０２に転送パルスを供給するためのＴＸ配線２３０７−１も設けられる。

同様に、左下ブロック２１３１−３に対応する４つのリセットトランジスタ２３０３をオン／オフするためのリセット配線２３００−３が、上記リセット配線２３００−１とは別個に設けられる。また、同ブロック２１３１−３に対応する４つの転送トランジスタ２３０２に転送パルスを供給するためのＴＸ配線２３０７−３が、上記ＴＸ配線２３０７−１と別個に設けられる。

右上ブロック２１３１−２や右下ブロック２１３１−４についても同様に、それぞれリセット配線２３００−２とＴＸ配線２３０７−２、およびリセット配線２３００−４とＴＸ配線２３０７−４が、それぞれのブロック２１３１に設けられている。

各画素に対応する１６個のＰＤ２１０４は、それぞれ対応する転送トランジスタ２３０２に接続される。各転送トランジスタ２３０２のゲートには、上記ブロック２１３１ごとのＴＸ配線を介して転送パルスが供給される。各転送トランジスタ２３０２のドレインは、対応するリセットトランジスタ２３０３のソースに接続されるとともに、転送トランジスタ２３０２のドレインとリセットトランジスタ２３０３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が、対応する増幅トランジスタ２３０４のゲートに接続される。

各リセットトランジスタ２３０３のドレインは、電源電圧が供給されるＶｄｄ配線２３１０に共通に接続される。各リセットトランジスタ２３０３のゲートには、上記ブロック２１３１ごとのリセット配線を介してリセットパルスが供給される。

各増幅トランジスタ２３０４のドレインは、電源電圧が供給されるＶｄｄ配線２３１０に共通に接続される。また、各増幅トランジスタ２３０４のソースは、対応する選択トランジスタ２３０５のドレインに接続される。各選択トランジスタ２３０５のゲートには、選択パルスが供給されるデコーダ配線２３０８に接続される。本実施形態において、デコーダ配線２３０８は、１６個の選択トランジスタ２３０５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２３０５のソースは、共通の出力配線２３０９に接続される。負荷電流源２３１１は、出力配線２３０９に電流を供給する。すなわち、選択トランジスタ２３０５に対する出力配線２３０９は、ソースフォロアにより形成される。なお、負荷電流源２３１１は、撮像チップ２１１３側に設けてもよいし、信号処理チッ
プ２１１１側に設けてもよい。

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。上記ブロック２１３１ごとのリセット配線を通じてリセットパルスがリセットトランジスタ２３０３に印加され、同時に上記ブロック２１３１ごとのＴＸ配線を通じて転送パルスが転送トランジスタ２３０２に印加されると、上記ブロック２１３１ごとに、ＰＤ２１０４およびフローティングディフュージョンＦＤの電位がリセットされる。

各ＰＤ２１０４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、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、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２３０８を通じて選択パルスが選択トランジスタ２３０５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２３０４および選択トランジスタ２３０５を介して出力配線２３０９に伝わる。これにより、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２３０９に出力される。

上述したように、本実施形態においては、ブロック２１３１を形成する４画素に対して、リセット配線とＴＸ配線が共通である。すなわち、リセットパルスと転送パルスはそれぞれ、同ブロック２１３１内の４画素に対して同時に印加される。したがって、あるブロック２１３１を形成する全ての画素は、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２３０５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２３０９から出力される。

このように、本実施形態ではブロック２１３１ごとに電荷蓄積開始タイミングを制御することができる。換言すると、異なるブロック２１３１間では、異なったタイミングで撮像することができる。

図１７は、撮像素子２２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２４１１は、単位グループ３２を形成する１６個のＰＤ２１０４を順番に選択して、それぞれの画素信号を当該単位グループ３２に対応して設けられた出力配線２３０９へ出力させる。マルチプレクサ２４１１は、ＰＤ２１０４と共に、撮像チップ２１１３に形成される。

マルチプレクサ２４１１を介して出力された画素信号は、信号処理チップ２１１１に形成された、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）・アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換を行う信号処理回路２４１２により、ＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換が行われる。Ａ／Ｄ変換された画素信号は、デマルチプレクサ２４１３に引き渡され、それぞれの画素に対応する画素メモリ２４１４に格納される。デマルチプレクサ２４１３および画素メモリ２４１４は、メモリチップ２１１２に形成される。

演算回路２４１５は、画素メモリ２４１４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２４１５は、信号処理チップ２１１１に設けられてもよいし、メモリチップ２１１２に設けられてもよい。なお、図１７では１つの単位グループ３２の分の接続を示すが、実際にはこれらが単位グループ３２ごとに存在して、並列で動作する。ただし、演算回路２４１５は単位グループ３２ごとに存在しなくてもよく、例えば、一つの演算回路２４１５がそれぞれの単位グループ３２に対応する画素メモリ２４１４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。

上記の通り、単位グループ３２のそれぞれに対応して出力配線２３０９が設けられている。撮像素子２２は撮像チップ２１１３、信号処理チップ２１１１およびメモリチップ２１１２を積層しているので、これら出力配線２３０９にバンプ２１０９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。

図１は、本発明の実施の形態に係る記録装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、記録装置の一例として、撮像装置１０を例に挙げて説明する。撮像装置１０は、撮像光学系２１と、撮像素子２２と、制御部２３と、液晶モニタ２４と、メモリカード２５と、操作部２６と、ＤＲＡＭ２７と、フラッシュメモリ２８とを備える。

撮像光学系２１は、複数のレンズから構成され、撮像素子２２の撮像面に被写体像を結像させる。なお図１では、撮像光学系２１を１枚のレンズとして図示している。

撮像部、すなわち撮像素子２２はたとえばＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像素子であり、撮像光学系２１により結像された被写体像を撮像して撮像信号を出力する。撮像素子２２は、複数の撮像画素が配列された撮像面３０を有する。制御部２３は、撮像装置１０の各部を制御する電子回路であり、ＣＰＵとその周辺回路とから構成される。不揮発性の記録媒体であるフラッシュメモリ２８には、予め所定の制御プログラムが書き込まれている。制御部２３は、フラッシュメモリ２８から制御プログラムを読み込んで実行することにより、各部の制御を行う。この制御プログラムは、揮発性の記録媒体であるＤＲＡＭ２７を作業用領域として使用する。

表示部としての液晶モニタ２４は、液晶パネルを利用した表示装置である。制御部２３は、所定周期（たとえば６０分の１秒）ごとに撮像素子２２に繰り返し被写体像を撮像させる。そして、制御部２３は、撮像素子２２から出力された撮像信号に種々の画像処理を施して被写体画像、いわゆるスルー画像を生成し、液晶モニタ２４に表示する。液晶モニタ２４には、上記の被写体画像以外に、たとえば撮像条件を設定する設定画面等が表示される。

図２（ａ）は、撮像素子２２の撮像面３０を模式的に示す平面図であり、図２（ｂ）は撮像面３０の一部領域３０ａを拡大した平面図である。図２（ｂ）に示すように、撮像面３０には、撮像画素３１が二次元状に多数配列されている。撮像画素３１は、それぞれ不図示の色フィルタを有している。色フィルタは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類からなり、図２（ｂ）における「Ｒ」、「Ｇ」、および「Ｂ」という表記は、撮像画素３１が有する色フィルタの種類を表している。図２（ｂ）に示すように、撮像素子２２の撮像面３０には、このような各色フィルタを備えた撮像画素３１が、いわゆるベイヤー配列に従って配列されている。

赤フィルタを有する撮像画素３１は、入射光のうち、赤色の波長帯の光を光電変換して受光信号（光電変換信号）を出力する。同様に、緑フィルタを有する撮像画素３１は、入射光のうち、緑色の波長帯の光を光電変換して受光信号を出力する。また、青フィルタを有する撮像画素３１は、入射光のうち、青色の波長帯の光を光電変換して受光信号を出力する。

本実施形態の撮像素子２２は、隣接する２画素×２画素の計４つの撮像画素３１から成る単位グループ３２毎に、個別に制御可能に構成されている。たとえば、互いに異なる２つの単位グループ３２について、同時に電荷蓄積を開始したときに、一方の単位グループ３２では電荷蓄積開始から１／３０秒後に電荷の読み出し、すなわち受光信号の読み出し
を行い、他方の単位グループ３２では電荷蓄積開始から１／１５秒後に電荷の読み出しを行うことができる。換言すると、撮像素子２２は、１回の撮像において、単位グループ３２毎に異なる露光時間（いわゆるシャッタースピード）を設定することができる。

撮像素子２２は、上述した露光時間以外にも、受光信号の増幅率（いわゆるＩＳＯ感度）を単位グループ３２毎に異ならせることが可能である。また、電荷蓄積を開始するタイミングや受光信号を読み出すタイミングを単位グループ３２毎に変化させることができるということは、すなわち、動画撮像時のフレームレートを単位グループ３２毎に変化させることができるということでもある。図１に示した撮像制御部２３ｅは、単位グループ３２毎に露光時間、増幅率、フレームレート等の撮像条件を制御する。

以上をまとめると、撮像素子２２は、単位グループ３２毎に、露光時間、増幅率、フレームレート等の撮像条件を異ならせることが可能に構成されている。

制御部２３は、撮像素子２２から出力された撮像信号に基づいて、種々の画像処理を施して撮像画像データを生成する。制御部２３は、撮像画像データとその撮影条件の情報とを一つのファイルにまとめた画像ファイルを生成し、着脱可能な記録媒体であるメモリカード２５に画像ファイルを記録させる。操作部２６は、プッシュボタン等の種々の操作部材を有し、それら操作部材が操作されたことに応じて制御部２３に操作信号を出力する。なお、液晶モニタ２４はタッチパネル式の表示装置とした場合、操作部２６の一部を構成するようにしてもよい。制御部２３は、撮像素子２２によって撮像された被写体画像を液晶モニタ２４に表示させる表示制御を行う。

制御部２３は、輝度分布検出部２３ａと、領域区分部２３ｂと、撮像条件設定部２３ｃと、記録制御部２３ｄと、撮像制御部２３ｅと、輝度値マップ生成部２３ｆを備える。これらの各部は、制御部２３がフラッシュメモリ２８に格納されている所定の制御プログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現される。なお、これらの各部を電子回路として構成することも可能である。

輝度分布検出部２３ａは、被写体像を撮像した撮像素子２２の各撮像画素に基づき、輝度分布を検出する。輝度値マップ生成部２３ｆは、輝度分布に基づいて、輝度分布を二次元状に表した輝度値マップを生成する。

領域区分部２３ｂは、輝度値マップ生成部２３ｆが生成した輝度値マップに基づいて、輝度値マップ上で略同一の輝度値、または近似の輝度値が連続している近似輝度値領域、即ち、所定の狭い輝度値範囲内の輝度値が連続している近似輝度値領域を検出することで、輝度値マップまたは被写体画像を複数の領域に区分する。後述するように、液晶モニタ２４に被写体画像が表示されている場合には、領域区分部２３ｂによって区分された被写体画像上の領域を表す枠が被写体画像に重畳されて、表示される。なお、領域区分部２３ｂが被写体画像上で領域を区画することは、撮像素子２２の撮像面において、撮像領域を特定する、即ち区画することに他ならない。

撮像条件設定部２３ｃは、撮像素子２２の露光時間、増幅率、フレームレート等の撮像条件を設定する。なお、後述するように、撮像条件設定部２３ｃは、領域区分部２３ｂで区分された領域毎に撮像条件を設定する。

記録制御部２３ｄは、後述するように、領域区分部２３ｂで区分された領域毎にそれぞれ設定された撮像条件で撮像された画像のデータおよび各領域の撮像条件を１つの画像ファイルとして、撮像装置１０から着脱可能な記録媒体であるメモリカード２５に記録させる。撮像制御部２３ｅは、撮像素子２２の少なくとも１個の撮像画素をそれぞれ含む複数
の撮像領域の各々を互いに独立に制御する。すなわち、撮像制御部２３ｅは、上述したように、撮像素子２２の単位グループ３２毎に露光時間、増幅率、フレームレート等の撮像条件を制御する。なお、撮像制御部２３ｅの機能を撮像素子２２に設けるようにしてもよい。

このように構成される撮像装置１０では、領域区分部２３ｂで区分された領域毎に撮像条件を自動的に設定することができるように構成されている。以下、詳細に説明する。

図３は、被写体画像１１０が液晶モニタ２４に表示された状態を示す模式的な図である。以下の説明では、被写体の一例として、撮像装置１０の撮像範囲に、至近距離の人物１０１と、至近距離の建物１０２と、遠方の山１０３と、遠方の太陽１０４ａを含む背景１０４とが存在していることとする。そして、人物１０１および建物１０２が逆光状態となっているものとする。なお、この被写体画像１１０は、被写体輝度の測光値による露出条件またはユーザーによる手動設定された露出条件に基づき、全ての単位グループ３２について、すなわち撮像面３０全体について同一の撮像条件（露光時間、増幅率、フレームレート）で撮像されたものである。

輝度分布検出部２３ａは、被写体画像１１０の輝度分布を検出する。輝度値マップ生成部２３ｆは、検出された輝度分布を二次元状に表した輝度値マップを生成する。輝度値マップは、撮像画素ごとの明るさ（輝度値すなわち、各撮像画素に入射した被写体光の輝度を表すＢｖ値）を、撮像画素の配列に合わせて二次元状に配列したマップである。輝度値マップは、単位グループ３２ごとの明るさ（単位グループ３２が一つの撮像画素から構成される場合には、その撮像画素が検出する輝度値、単位グループ３２が複数の撮像画素から構成される場合には、当該複数の撮像画素が検出する輝度値の平均値を表すＢｖ値）を、単位グループ３２の配列に合わせて二次元状に配列したマップであってもよい。

領域区分部２３ｂは、輝度値マップ生成部２３ｆが生成した輝度値マップに基づいて、近似の輝度で連続している近似輝度値領域を検出することで輝度値マップまたは被写体画像を複数の領域に区分する。図３に示す被写体画像像１１０からは、たとえば図４（ａ）に示すように、領域区分部２３ｂは、人物１０１の領域１２１と、建物１０２の領域１２２と、山１０３の領域１２３と、背景１０４の領域１２４とに被写体画像１１０を区分する。

制御部２３は、領域区分部２３ｂによる領域区分が行われると、図５に示されたように液晶モニタ２４に表示される被写体画像１１０に点線で示した領域の境界線１３１〜１３３を重畳して明示的に表示させる。

撮像条件設定部２３ｃは、領域区分部２３ｂによる領域区分１２１〜１２４の各々について輝度値マップ生成部２３ｆが生成した輝度値マップに基づいて、撮像条件であるシャッタースピードとＩＳＯ感度等を設定する。たとえば、図３に示す被写体画像１１０の場合、図４（ｂ）に示すように、人物１０１の領域１２１の撮像条件として、シャッタースピードが１／１２５秒に設定され、ＩＳＯ感度が４００に設定される。建物１０２の領域１２２の撮像条件として、シャッタースピードが１／１２５秒に設定され、ＩＳＯ感度が４００に設定される。山１０３の領域１２３の撮像条件として、シャッタースピードが１／１０００秒に設定され、ＩＳＯ感度が１００に設定される。背景１０４の領域１２４の撮像条件として、シャッタースピードが１／３０００秒に設定され、ＩＳＯ感度が１００に設定される。

撮像条件設定部２３ｃは、撮像条件の設定に加えて、本実施の形態にあっては、各領域１２１〜１２４毎に画像処理効果を設定する。図４（ｂ）に示すように、撮像条件設定部
２３ｃは、画像処理効果として、人物１０１の領域１２１及び建物１０２の領域１２２について「標準」を設定し、山１０３の領域１２３及び背景１０４の領域１２４について「風景」を設定する。なお、このような各領域１２１〜１２４毎の画像処理効果の設定は、たとえば、撮像装置１０が備える図示を省略した位相差式焦点検出装置がそれぞれ検出した人物１０１、建物１０２、山１０３、及び背景１０４に関するデフォーカス量に基づき、山１０３及び背景１０４が遠方に位置することを判定して、その判定結果に基づき山１０３の領域１２３及び背景１０４の領域１２４について画像処理効果「風景」を設定するようにしてもよい。撮像条件設定部２３ｃは、撮像装置１０が備える不図示の顔認識装置によって検出された人物の顔に「美肌」の画像処理効果を設定するようにしてもよい。

また、制御部２３は、被写体画像１１０から、主となる領域（主領域）を決定する。たとえば、制御部２３は、不図示の顔認識装置が被写体画像１１０の中から人の顔を検出すると、検出した人の顔を含む人物１０１の領域１２１を主領域として設定する。また、焦点検出装置が、被写体画像１１０の複数の被写体画像１０１〜１０４の中の特定の被写体について、焦点検出しそれに基づき焦点調節を行った場合には、その特定の被写体の領域を主領域と決定してもよい。更には、制御部２３は、被写体画像を複数の領域１２１〜１２４に領域分割した時に、面積の最も大きい領域または比較的大きい領域を、たとえば図４では領域１２３または１２４を、主領域として設定してもよい。なお、主領域以外の領域を副領域と呼ぶ。

なお、図示はしないが、ユーザーは、撮像条件設定部２３ｃが自動的に設定した各領域の撮像条件について、任意の領域の任意の設定項目の設定値を変更できる。すなわち、たとえば、図５に示すように、液晶モニタ２４に表示された被写体画像１１０のうち、境界線１３１〜１３３で区分されたいずれかの領域がユーザーによって選択されたことを検出すると、制御部２３は、選択された領域に係る撮像条件の設定を変更するための設定変更画面を液晶モニタ２４に表示させる。ユーザーは、当該設定変更画面から任意の撮像条件を変更できる。

その後に、操作部２６のレリーズボタン、または撮像処理を指示するボタンが操作されると、制御部２３は、複数の領域の各々に対して撮像条件設定部２３ｃによってそれぞれ設定された撮像条件及び画像処理効果を定める画像処理条件で、撮像処理を指示し、撮像画像ファイルを生成する。

撮影処理が行われると、撮影画像データと、各領域の区分に関する情報と、各領域の撮像条件の情報と、各領域の画像処理条件の情報とを含む、これらの情報は記録制御部２３ｄに入力される。なお、これらの情報のうち、各領域の区分に関する情報については、領域区分部２３ｂから出力されて記録制御部２３ｄに入力されるようにしてもよく、各領域の撮像条件の情報については、撮像条件設定部２３ｃから出力されて記録制御部２３ｄに入力されるようにしてもよい。

記録制御部２３ｄは、次のようにして画像ファイルを生成する。まず、制御部２３が顔を含む人物１０１の領域１２１を主領域として設定すると、記録制御部２３ｄは、副領域が被写体画像のどの領域であるのかを示す領域情報（領域画像）として、マスク画像を生成する。すなわち、記録制御部２３ｄは、図６に示すような、建物１０２の領域１２２に対応するマスキング領域１４１ａを有するマスク画像１４１と、図７に示すような、山１０３の領域１２３に対応するマスキング領域１４２ａを有するマスク画像１４２と、図８に示すような、背景１０４の領域１２４に対応するマスキング領域１４３ａを有するマスク画像１４３とを生成する。記録制御部２３ｄは、マスク画像からマスク画像データを生成する。

マスク画像の生成後、記録制御部２３ｄは、たとえば公知のマルチピクチャーフォーマットに則って、撮像画像データと、マスク画像データと、各領域の撮像条件の情報とを格納する、マルチピクチャーフォーマット形式の１つの画像ファイルを生成する。図９は、マルチピクチャーフォーマット（以下、ＭＰフォーマットと称する）の基本構造を示す図である。ＭＰフォーマット２００は、複数の画像データの情報を１つの画像ファイルに記録するためのフォーマットであり、画像データの情報についての記録領域２１０，２２０，２３０，２４０・・・が先頭から順に設けられている。画像データの情報は、撮像画像データとマスク画像データと各領域の撮像条件の情報とを含む。画像データの情報についての記録領域２１０，２２０，２３０，２４０・・・は、それぞれ、画像データについてのヘッダの記録領域２１１，２２１，２３１，２４１・・・と、画像データの撮像画像データの記録領域２１２，２２２，２３２，２４２・・・とを含む。画像データのうち、先頭の画像データ（画像データ(1)）は、先頭画像データとも呼ばれる。

図１０は、マルチピクチャーフォーマットに則って、記録制御部２３ｄが生成する１つの画像ファイルを概念的に例示する図である。図９および図１０において、記録制御部２３ｄは撮像処理によって生成された撮像画像データを、先頭画像データの情報についての記録領域２１０のうち、画像データの記録領域２１２に記録し、主領域、すなわち、人物１０１の領域１２１についての撮像条件の情報（「シャッタースピード １／１２５秒」、「ＩＳＯ感度 ４００」、「画像処理効果 標準」）を、ヘッダの記録領域２１１に記録する。記録制御部２３ｄは、たとえば建物１０２の領域１２２についてのマスク画像１４１のマスク画像データを、先頭から２番目の画像データ（画像データ(2)）の記録領域
２２２に記録する。そして、記録制御部２３ｄは、副領域である建物１０２の領域１２２についての撮像条件の情報（「シャッタースピード １／１２５秒」、「ＩＳＯ感度 ４００」、「画像処理効果 標準」）を、先頭から２番目の記録領域２２０のうち、ヘッダの記録領域２２１に記録する。

同様に記録制御部２３ｄは、先頭から３番目の画像データ（画像データ(3)）の記録領
域２３２に、たとえば山１０３の領域１２３についてのマスク画像１４２のマスク画像データを記録し、ヘッダの記録領域２３１に、副領域である山１０３の領域１２３についての撮像条件の情報（「シャッタースピード １／１０００秒」、「ＩＳＯ感度 １００」、「画像処理効果 風景」）を記録する。同様に記録制御部２３ｄは、先頭から４番目の画像データ（画像データ(4)）のの記録領域２４２に、たとえば背景１０４の領域１２４
についてのマスク画像１４３のマスク画像データを記録し、ヘッダの記録領域２４１に、副領域である背景１０４の領域１２４についての撮像条件の情報（「シャッタースピード
１／３０００秒」、「ＩＳＯ感度 １００」、「画像処理効果 風景」）を記録する。

画像データの記録領域２１２，２２２，２３２，２４２・・・に記録する画像データは、たとえば所定の形式にて圧縮された画像データであってもよく、ＲＡＷ形式の画像データであってもよい。

その後、記録制御部２３ｄは、上述のようにして生成した１つの画像ファイルを着脱可能な記録媒体であるメモリカード２５に記録させる。

このようにして画像ファイルを生成することで、たとえば、撮像装置１０や外部の画像再生装置において、いわゆるフォトレタッチソフトによって、各領域の撮像条件を加味した編集や加工を行うことができる。すなわち、たとえば、各領域の撮像条件を考慮して、再生される画像がより見た目に近づくように編集加工することができる。また、撮像装置１０や外部の画像再生装置において、撮像画像データに対して補正を行う際に、各領域の撮像条件を加味した補正ができる。すなわち、たとえば、ＩＳＯ感度が高い領域ではノイズが多くなるため、ＩＳＯ感度が高い領域に対してノイズを低減する補正を行うことが可
能となる。

また、上述の説明では、記録領域２１２には、所定の形式にて圧縮された撮像画像データが記録されたが、その代わりに、ＲＡＷ形式の撮像画像データを記録領域２１２に記録させてもよい。ＲＡＷ形式の撮像画像データを記録領域２１２に記録させた場合、各領域の撮像条件を考慮して、領域毎に異なる条件で現像を行うことが可能となる。

−−−フローチャート−−−
図１１は、上述した１つの画像ファイルを生成してメモリカード２５に記録させる処理についてのフローチャートである。撮像装置１０の電源がオンされると、図１１に処理を示したプログラムが起動されて、制御部２３で実行される。ステップＳ１で撮像制御部２３ｅは、撮像素子２２の撮像画素３１の電荷蓄積時間及び増幅率が全ての単位グループ３２についてたとえば被写体輝度の輝度に基づいて決定される同一値となるように、撮像画素３１を制御し、このように制御された撮像画素３１からの撮像信号に基づく被写体画像１１０を液晶モニタ２４に表示させる。

ステップＳ３で輝度分布検出部２３ａは、被写体画像１１０の輝度分布を検出する。そして、輝度値マップ生成部２３ｆは、輝度分布を二次元状に表した輝度値マップを生成する。ステップＳ５で領域区分部２３ｂは、輝度値マップ生成部２３ｆが生成した輝度値マップに基づいて、図４に示された被写体画像１１０を複数の領域１２１〜１２４に区分する。ステップＳ７で制御部２３は、図５に示されたように、領域区分部２３ｂによって区分された領域１２１〜１２４の境界線１３１〜１３３を被写体画像１１０上に重畳的に表示する。

ステップＳ９で撮像条件設定部２３ｃは、領域区分部２３ｂによる領域区分１２１〜１２４の各々について輝度値マップ生成部２３ｆが生成した輝度値マップに基づいて、各領域１２１〜１２４の撮像条件を設定する。ステップＳ１１で制御部２３は、被写体画像１１０から、人物１０１を主領域として決定する。ステップＳ１３で制御部２３は、撮像条件設定部２３ｃが自動的に設定した各領域の撮像条件について、ユーザーの操作による任意の領域の任意の設定項目の設定値の変更を受け付ける。

ステップＳ１５で制御部２３は、ユーザーからの撮像指示があったか否か、すなわち、操作部２６のレリーズボタン、または撮像処理を指示するボタンが操作されたか否かを判断する。ステップＳ１５が肯定判断されるとステップＳ１７へ進み、ステップＳ１５が否定判断されると、ステップＳ１５に戻る。

ステップＳ１７で制御部２３は、複数の領域の各々に対して撮像条件設定部２３ｃによってそれぞれ設定された撮像条件及び画像処理条件で撮像処理を行う。ステップＳ１９で記録制御部２３ｄは、図６〜８に示されたように、副領域についてのマスク画像１４１〜１４３を生成する。ステップＳ２１で記録制御部２３ｄは、撮像画像データと、マスク画像のマスク画像データと、各領域の撮像条件の情報とを格納する１つの画像ファイルを上述したように生成する。

ステップＳ２３で記録制御部２３ｄは、上述のようにして得られた１つの画像ファイルを着脱可能な記録媒体であるメモリカード２５に記録させる。

ステップＳ２５で制御部２３は、撮像処理を継続するか否かを判断する。たとえば、制御部２３は、撮像装置１０の電源がオフされたか否かを判断する。ステップＳ２５で撮像を継続すると判断されるとステップＳ１へ戻り、撮像を終了すると判断されると、本プログラムを終了する。

上述した第１の実施の形態では、次の作用効果を奏する。
（１） 複数の撮像領域のうち第１の撮像領域（たとえば領域１２１）が第１の撮像条件（たとえば領域１２１についての撮像条件）に基づき制御され、第１の撮像領域とは異なる第２の撮像領域（たとえば領域１２２）が第２の撮像条件（たとえば領域１２２についての撮像条件）に基づき制御されて撮像されるように構成した。そして、このようにして撮像された撮像画像データと、第１の撮像条件に関する情報とを関連付けて記録するように構成した。そして、第２の撮像条件で制御された撮像領域を表す領域情報（たとえば領域１２２についてのマスク画像１４１）と、第２の撮像条件に関する情報とを関連付けて記録するように構成した。すなわち、公知のマルチピクチャーフォーマットに則って、撮像画像データと、マスク画像のマスク画像データと、各領域の撮像条件の情報とを格納する、マルチピクチャーフォーマット形式の１つの画像ファイルを生成するように構成した。これにより、撮像領域ごとに撮像条件が異なっている撮像画像データであっても、撮像画像データおよび撮像条件を適切に保存することができる。また、撮像領域ごとに撮像条件が異なっている撮像画像データであっても、フォトレタッチや画像の自動補正等を適切に行うことができる。また、このようにして画像ファイルを記録した記録媒体であるメモリカード２５を用いることで、様々な機器で上記の画像ファイルを読み込むことができ、画像ファイルの利用範囲が広まる。

（２） 記録制御部２３ｄが、各領域の区分に関する情報に基づいて、副領域についてのマスク画像を生成するように構成した。これにより、副領域が被写体画像のどの領域であるのかを示す領域情報が画像データとして記録できるので、画像ファイルのデータ構成が簡便なものとなる。

（３） 撮像画像データを、先頭画像の情報についての記録領域２１０のうち、画像データの記録領域２１２に記録し、主領域についての撮像条件の情報を、ヘッダの記録領域２１１に記録するように構成した。また、任意の副領域についてのマスク画像のマスク画像データを、データの先頭から２番目以降の画像データの情報についての記録領域のうち、撮像画像データの記録領域に記録するように構成した。そして、当該副領域についての撮像条件の情報を、当該画像データの情報についての記録領域のうち、ヘッダの記録領域に記録するように構成した。これにより、画像ファイルのデータ構成が合理的になる。

−−−第２の実施の形態−−−
本発明による記録装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、ユーザーが被写体画像を複数の領域に区分できるように構成した点で、第１の実施の形態と異なる。

図１２は、第２の実施の形態の撮像装置１０Ａの構成を示すブロック図である。第２の実施の形態の撮像装置１０Ａでは、軌跡検出部２３ｇをさらに有する点で、第１の実施の形態の撮像装置１０と異なる。その他については、第１の実施の形態の撮像装置１０と同じである。軌跡検出部２３ｇは、ユーザーが液晶モニタ２４の被写体画像上の所望の被写体部分の輪郭を指などでなぞると、その指の移動軌跡を検出する。

領域区分部２３ｂは、軌跡検出部２３ｇで検出した指の移動軌跡に基づいて、図４の場合と同様に被写体画像を複数の領域に区分する。撮像条件設定部２３は、輝度分布検出部２３ａの検出結果である輝度分布と領域区分部２３ｂによって区分された複数の領域とに基づき、各領域についての撮像条件を設定する。具体的には、撮像条件設定部２３ｃは、領域区分部２３ｂによって区分された領域内の輝度分布の平均輝度値に基づき、撮像条件を設定する。撮像条件設定部２３ｃは、領域区分部２３ｂによって区分された領域内の輝
度分布の平均輝度値に基づき撮像条件を設定する代わりに、領域区分部２３ｂによって区分された各領域について撮像条件を手動操作によって設定してもよい。たとえば、ユーザーが各領域をタッチする毎に、そのタッチされた領域に対する撮像条件設定画面をモニタ２４に表示し、その撮像条件設定画面をタッチして、撮像条件を設定しても良い。その他の機能及び動作は、第１の実施の態様と同一である。

上述した第２の実施の形態では、第１の実施の形態の作用効果に加えて、次の作用効果を奏する。
（１） 軌跡検出部２３ｇで検出した軌跡に基づいて、被写体画像を複数の領域に区分するように構成した。これにより、ユーザーが意図するように被写体画像を複数の領域に区分できるので、ユーザーが意図する撮像条件を領域毎に設定できるようになり、ユーザーが意図する画質の被写体画像が容易に得られる。

−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、撮像条件の設定項目の一例として、たとえば、「シャッタースピード」、「ＩＳＯ感度」、「画像処理効果」を挙げ、撮像条件の情報の記録に際し、各マスク画像に係る撮像条件として例示した全ての設定項目の設定値を記録するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、先頭画像についての撮像条件とは異なる撮像条件だけを個別画像のヘッダの記録領域に記録させてもよい。

（２） 上述の説明では、副領域ごとにマスク画像を生成するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、撮像条件の全ての設定項目について設定値が一致する複数の副領域が存在する場合、記録制御部２３ｄが、当該複数の副領域が被写体画像のどの領域であるのかを示す１つのマスク画像を生成するようにしてもよい。また、撮像条件の各設定項目の任意の１つに着目し、その設定項目の設定値が同じ複数の副領域が存在する場合、記録制御部２３ｄが、当該複数の副領域が被写体画像のどの領域であるのかを示す１つのマスク画像を生成するようにしてもよい。

（３） 上述の説明では、公知のマルチピクチャーフォーマットに則って、撮像画像データと、マスク画像のマスク画像データと、各領域の撮像条件の情報とを格納する、マルチピクチャーフォーマット形式の１つの画像ファイルを生成するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、公知のマルチピクチャーフォーマット以外のファイル形式であっても、撮像画像データと、マスク画像のマスク画像データと、各領域の撮像条件の情報とを格納する、１つの画像ファイルを生成するのであれば、他のファイル形式であってもよい。すなわち、１つの被写体画像に係る複数の領域の画像データを、それら複数の領域の画像データのそれぞれの撮像条件の情報（付属情報）とともに１つの画像ファイルに記録できるのであれば、公知のマルチピクチャーフォーマット以外のファイル形式であってもよい。

（４） 上述の説明では、公知のマルチピクチャーフォーマットに則って、撮像画像データと、マスク画像のマスク画像データと、各領域の撮像条件の情報とを格納する、マルチピクチャーフォーマット形式の１つの画像ファイルを生成するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、被写体画像とマスク画像とを異なる画像ファイルに記録する場合であっても、被写体画像とマスク画像とが関連づけられて記録されていればよい。すなわち、被写体画像の画像データと、主領域についての撮像条件の情報とを関連づけて１つのブロックとし、他の各領域（副領域）について、その領域を特定する情報と、各副領域についての撮像条件の情報とを関連づけて１つのブロックとし、それら複数の各ブロックを関連づけて記録するのであれば、被写体画像とマスク画像とを異なる画像ファイルに記録してもよい。

（５） 撮像装置１０が、レンズ一体型のカメラであってもよく、交換レンズをカメラボディに着脱可能なレンズ交換式のカメラであってもよく、たとえば、タブレット型の情報端末装置やスマートフォンのような情報端末装置やカメラ付ＰＣやカメラ付ゲーム機であってもよい。

（６） 上述の説明では、撮像装置１０として、撮像機能、すなわち撮像光学系２１と撮像素子２２を備えていることとして説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１３に示すように、上述した撮像素子２２と同様の撮像素子を備えた外部の装置１０Ａと撮像信号や各種の制御信号を有線や無線によって送受信できるように構成した記録装置１０Ｂであってもよい。図１３に示す例では、上述した撮像装置１０の各種機能のうち、撮像に関する機能を外部の装置１０Ａに持たせ、その他の機能を記録装置１０Ｂに持たせている。

（７） 本撮像の前にスルー画像１１０における被写体画像から主領域を設定するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、本撮像を終えた後に、本撮像によって得られた被写体画像から主領域を設定するように構成してもよい。
（８） 上述の説明では、領域区分の最小単位について特に言及していなかったが、たとえば、領域区分の最小単位を１つの単位グループ３２としてもよく、たとえば、１画素としてもよい。
（９） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されない。

１０，１０Ａ 撮像装置、２２ 撮像素子、２２ａ 撮像制御部、２３ 制御部、２３ａ
輝度分布検出部、２３ｂ 領域区分部、２３ｃ 撮像条件設定部、２３ｄ 記録制御部、２３ｅ 撮像制御部、２３ｆ 輝度値マップ生成部、２３ｇ 軌跡検出部、２４ 液晶モニタ、２５ メモリカード、２６ 操作部

Claims (5)

1. 異なる撮像条件を設定可能な複数の撮像領域を有する撮像部と、
   複数の前記撮像領域のうち、第１撮像領域に第１撮像条件を設定し、第２撮像領域に第２撮像条件を設定する設定部と、
   前記第１撮像条件、前記第２撮像条件及び前記第１撮像領域と前記第２撮像領域の位置情報を記録部に記録させる記録制御部と、を備え、
   前記記録制御部は、前記第１撮像領域の位置情報として第１画像データを記録し、前記第２撮像領域の位置情報として第２画像データを記録する電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記記録制御部は、前記第１撮像条件と前記第１撮像領域の位置情報を対応付けて前記記録部に記録し、前記第２撮像条件と前記第２撮像領域の位置情報を対応付けて前記記録部に記録する電子機器。
3. 請求項１または２に記載の電子機器において、
   前記記録制御部は、前記第１撮像条件、前記第１画像データ、前記第２撮像条件及び前記第２画像データを一つのファイルに記録する電子機器。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電子機器において、
   前記設定部は、前記第１撮像領域で撮像する被写体の輝度に応じて前記第１撮像条件を設定し、前記第２撮像領域で撮像する被写体の輝度に応じて前記第２撮像条件を設定する電子機器。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電子機器において、
   前記撮像条件は、前記撮像部の露光時間、増幅率、フレームレートのうちの少なくとも１つである電子機器。
   

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