[发明专利]固体摄像装置、其驱动方法以及摄像机

说明书

技术领域

本发明涉及输出图像信号的固体摄像装置、固体摄像元件的驱动方法以及摄像机，所述固体摄像装置具备排列为二维状的多个受光元件、多个垂直传送部以及一个水平传送部，尤其涉及具备静态图像拍摄模式和像素混合模式的固体摄像装置、固体摄像元件的驱动方法以及摄像机。

背景技术

众所周知，目前已存在采用了电荷耦合元件(CCD：Charge CoupledDevice)的摄像机，其具有将光转换成电信号的多个受光元件，以及将该电信号作为图像信号输出的固体摄像元件。并且，利用了该固体摄像元件的数字静像摄像机正在普及。近几年，随着固体摄像元件的像素逐渐高密度化，出现了其所产生的影像超过银盐照片的高分辨率的数字静像摄像机。

通常的固体摄像装置包括：具备以拜尔(Bayer)模式排列着的滤色片的多个光电转换部；多个垂直传送部，其设置为与光电转换部的每个列相对应，将从各光电转换部读出的信号电荷向垂直方向传送；水平传送部，其将从垂直传送部接收的信号电荷向水平方向传送；输出部，其将来自水平传送部的信号电荷放大并输出。

并且，在很多情况下，数字静像摄像机不仅具备记录静态图像的功能而且还有记录动态图像的功能。例如静态图像的像素数一般超过400万像素，如果记录动态图像，则通常通过间隔减少像素的数量来确保必要的帧频(例如30帧/秒以上)。作为间隔减少垂直方向的像素(减少像素数)的方法，通常是从邻接的三个光电转换部中选择一个并将信号电荷从所选择的光电转换部向垂直传送部读出的方法。

作为减少垂直方向的像素数的其他方法，在专利文献1中有所记载。该方法把构成垂直传送部的多个垂直传送段中、邻接的多个垂直传送段的信号电荷连续传送到水平传送部。这样，通过在水平传送部混合邻接的多个垂直传送段的信号电荷可以减少垂直方向的像素数，从而能够进一步提高帧频。

另外，专利文献2中记载有可以减少水平方向的像素的固体摄像元件。该固体摄像元件在各列的垂直传送部具有垂直最末段，并按每(2n+1)个列(例如三个列)具有同样的传送电极结构，为了使每一列能被独立控制，以使信号电荷从垂直最末段向水平传送部传送，每个垂直最末段在(2n+1)列具备与其他列无关而至少两个独立传送电极。例如象拜尔排列一样，如果在一行中交替排列有两个颜色的像素，则可把相隔一个像素的同色像素的信号电荷有选择性地从垂直最末段传送到水平传送部并进行混合，重复该工作(2n+1)次则可以把水平方向的像素数减少到(2n+1)分之一。

这样，用总像素数多的固体摄像元件来记录动态图像时，可以使其不降低帧频而减少像素数。这种情况下，为了抑制画质恶化，可一起减少水平方向的像素数和垂直方向的像素数，从而保持水平方向和垂直方向的分辩率的平衡为佳。

然而，把专利文献2所记载的可以减少水平方向的像素数的结构和专利文献1所记载的可以减少垂直方向的像素数的结构相组合是不可能的。即，不能在进行如专利文献2所记载的结构的工作的同时来进行如专利文献1所记载的结构的工作，即不能把在垂直最末段的水平方向上隔一个像素的同色像素的信号电荷在水平传送部混合，而同时把多个垂直传送段的信号电荷连续传送到水平传送部的工作。在此，如果以如专利文献2所记载的结构，则不可能同时将多个垂直传送部的信号电荷传送给水平传送部。因此，当使用专利文献2所记载的技术来减少水平方向的像素数时，如果要减少垂直方向的像素数，则可通过运行采用空的垂直传送段(空传送段)的空传送来实现，所述空的垂直传送段形成于一部分垂直传送段之内，并且从该空的垂直传送段中没有信号电荷从光电转换部被读出。

图1说明以往技术中像素混合的具体例子。该图中最上段的123123……与垂直传送部的列相对应，表示RLBRLB……列。在此，R列及L列的最末段可独立于上游的垂直传送段来进行传送工作。B列的最末段不独立，而与上游的垂直传送段同时进行传送。

该图中上段只表示出多个垂直传送部(垂直CCD)中到九行三十一列为止的一部分。R(1，1)表示从下起第一行、从左起第一列的保存有用于示出红色的信号电荷的信号数据包。D(9，1)表示从下起第九行、从左起第一列的未持有效信号电荷的虚拟数据包。G、B表示与绿色、蓝色相对应的信号数据包。在此，所谓信号数据包是垂直传送段中的信号，该垂直传送段保存有与从受光元件所读出的受光量相对应的信号电荷，虚拟数据包是另一种垂直传送段的信号，该垂直传送段不从受光元件读出信号电荷且其本来就未保存信号电荷。