拍摄单元、拍摄装置及拍摄控制程序的制作方法

本发明涉及拍摄单元、拍摄装置及拍摄控制程序。

背景技术：

已知有：按汇集了多个像素的单元单位通过微型凸块将背面照射型拍摄芯片和信号处理芯片连接而成的拍摄单元。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2006-49361号公报

若在入射光强且电荷多的情况下相应地降低放大率，则从入射光弱的区域读出的信号变弱。相反，若在入射光弱的区域相应地提高放大率，则从入射光强的区域读出的信号会饱和。由此，拍摄单元的动态范围被限定于狭小的范围。

技术实现要素：

本发明的第一方式的拍摄单元具有：拍摄部，包括含有一个以上像素的第一组、和含有一个以上与构成第一组的像素不同的像素的第二组；控制部，在使第一组执行一次电荷蓄积的期间，使第二组执行与第一组不同次数的电荷蓄积并输出各自的像素信号。

本发明的第二方式的拍摄装置具有上述拍摄单元。

本发明的第三方式的拍摄控制程序使计算机执行如下步骤：第一开始步骤，使包含一个以上像素的第一组开始电荷蓄积；第二开始步骤，使包含一个以上与构成第一组的像素不同的像素的第二组开始电荷蓄积；第二输出步骤，在第一组完成电荷蓄积之前，使第二组的电荷蓄积结束并输出像素信号；和第一输出步骤，反复进行多次第二开始步骤和第二输出步骤之后，使第一组的电荷蓄积结束并输出像素信号。

本发明的第四方式的拍摄装置具有：拍摄部，包括含有一个以上像素的第一组、和含有一个以上与构成第一组的像素不同的像素的第二组；控制部，在使第一组执行多次电荷蓄积的期间，使第二组执行多次电荷蓄积并输出各自的像素信号；和运算部，使从第一组输出的像素信号的处理和从第二组输出的像素信号的处理不同地进行运算。

此外，上述发明概要并未列举本发明所需的全部特征。另外，这些特征组的子组合也包含于本发明。

附图说明

图1是本实施方式的背面照射型的mos型拍摄元件的剖视图。

图2是用于说明拍摄芯片的像素排列和单位组的图。

图3是与拍摄芯片的单位组对应的电路图。

图4是表示拍摄元件的功能性结构的框图。

图5是表示本实施方式的拍摄装置的结构的框图。

图6是用于说明场景的例子和区域分割的图。

图7是用于说明按所分割的区域进行的电荷蓄积控制的图。

图8是表示累加次数和动态范围的关系的图。

图9是表示摄影动作的处理的流程图。

图10是表示作为信号处理芯片的一例的具体结构的框图。

图11是用于说明从拍摄芯片向信号处理芯片传输的像素信号流的说明图。

具体实施方式

以下，通过本发明的实施方式说明本发明，但以下的实施方式并非对权利要求书的技术方案加以限定。另外，并非实施方式中说明的特征的全部组合都是发明的解决手段所必需的。

图1是本实施方式的背面照射型的拍摄元件100的剖视图。拍摄元件100具有：输出与入射光对应的像素信号的拍摄芯片113；处理像素信号的信号处理芯片111；存储像素信号的存储器芯片112。这些拍摄芯片113、信号处理芯片111及存储器芯片112被层叠，并通过cu等具有导电性的凸块109而被相互电连接。

此外，如图所示，入射光主要朝向空心箭头所示的z轴正方向入射。在本实施方式中，在拍摄芯片113中，将入射光所入射这一侧的面称为背面。另外，如坐标轴所示，将与z轴正交的纸面左方向作为x轴正方向，将与z轴及x轴正交的纸面近前侧方向作为y轴正方向。在以下的几个附图中，以图1的坐标轴为基准，为明确各个图的方向而显示坐标轴。

拍摄芯片113的一例是背面照射型的mos图像传感器。pd层106被配置在布线层108的背面侧。pd层106具有二维地配置的多个pd(光电二极管)104及与pd104对应地设置的晶体管105。

在pd层106中的入射光的入射侧，隔着钝化膜103而设置有彩色滤光片102。彩色滤光片102具有使相互不同的波长区域透射的多个种类，与pd104的每一个对应地具有特定的排列。关于彩色滤光片102的排列在后面说明。彩色滤光片102、pd104及晶体管105的组形成一个像素。

在彩色滤光片102中的入射光的入射侧，与各个像素对应地设置有微透镜101。微透镜101朝向对应的pd104聚集入射光。

布线层108具有将来自pd层106的像素信号向信号处理芯片111传输的布线107。布线107可以是多层的，另外，也可以设置无源元件及有源元件。

在布线层108的表面上配置有多个凸块109。该多个凸块109与设置在信号处理芯片111的相对面上的多个凸块109对准位置，通过对拍摄芯片113和信号处理芯片111加压等，将已对准位置的凸块109彼此接合而电连接。

同样地，在信号处理芯片111及存储器芯片112的彼此相对面上配置有多个凸块109。这些凸块109相互对准位置，通过对信号处理芯片111和存储器芯片112加压等，将已对准位置的凸块109彼此接合而电连接。

此外，在凸块109间的接合中，不限于通过固相扩散实现的cu凸块接合，也可以采用通过焊锡熔融实现的微型凸块结合。另外，凸块109相对于例如后述的一个像素组设置一个即可。因此，凸块109的大小可以比pd104的节距大。另外，也可以在排列有像素的像素区域以外的周边区域中，并列地设置比与像素区域对应的凸块109大的凸块。

信号处理芯片111具有将分别设置在表背面上的电路相互连接的tsv(硅贯通电极)110。tsv110优选设置在周边区域。另外，tsv110也可以设置在拍摄芯片113的周边区域、存储器芯片112上。

图2是用于说明拍摄芯片113的像素排列和单位组131的图。尤其，示出了从背面侧观察拍摄芯片113的情况。在像素区域中，2000万个以上的像素以矩阵状排列。在本实施方式中，相邻的4像素×4像素的16像素形成一个组。图的网格线表示相邻的像素被编组而形成单位组131的概念。

如像素区域的局部放大图所示，单位组131内含上下左右4个由绿色像素gb、gr、蓝色像素b以及红色像素r这4像素构成的所谓拜耳排列。绿色像素是具有作为彩色滤光片102的绿色滤光片的像素，接受入射光中的绿色波段的光。同样地，蓝色像素是具有作为彩色滤光片102的蓝色滤光片的像素，接受蓝色波段的光，红色像素是具有作为彩色滤光片102的红色滤光片的像素，接受红色波段的光。

图3是与拍摄芯片113的单位组131对应的电路图。在图中，代表性地由虚线围成的矩形表示与1像素对应的电路。此外，以下说明的各晶体管的至少一部分与图1的晶体管105对应。

如上所述，单位组131由16像素形成。与各个像素对应的16个pd104分别与传输晶体管302连接，在各传输晶体管302的各栅极上连接有供给传输脉冲的tx布线307。在本实施方式中，tx布线307相对于16个传输晶体管302共用地连接。

各传输晶体管302的漏极与对应的各复位晶体管303的源极连接，并且，传输晶体管302的漏极和复位晶体管303的源极间的所谓的浮动扩散区fd与放大晶体管304的栅极连接。复位晶体管303的漏极与供给电源电压的vdd布线310连接，复位晶体管303的栅极与供给复位脉冲的复位布线306连接。在本实施方式中，复位布线306相对于16个复位晶体管303共用地连接。

各个放大晶体管304的漏极与供给电源电压的vdd布线310连接。另外，各个放大晶体管304的源极与对应的各个选择晶体管305的漏极连接。在选择晶体管的各栅极上连接有供给选择脉冲的解码布线308。在本实施方式中，解码布线308相对于16个选择晶体管305分别独立地设置。而且，各个选择晶体管305的源极与共用的输出布线309连接。负载电流源311向输出布线309供给电流。即，相对于选择晶体管305而言的输出布线309通过源极跟随器形成。此外，负载电流源311可以设置在拍摄芯片113这一侧，也可以设置在信号处理芯片111这一侧。

这里，对于从电荷的蓄积开始直到蓄积结束后的像素输出之间的电荷流动进行说明。通过复位布线306将复位脉冲施加于复位晶体管303，同时通过tx布线307将传输脉冲施加于传输晶体管302时，pd104及浮动扩散区fd的电位被复位。

pd104在传输脉冲的施加被解除后，将接受的入射光转换成电荷并蓄积。然后，在复位脉冲未被施加的状态下，再次施加传输脉冲时，所蓄积的电荷被传输到浮动扩散区fd，浮动扩散区fd的电位从复位电位变为电荷蓄积后的信号电位。而且，通过解码布线308将选择脉冲施加于选择晶体管305时，浮动扩散区fd的信号电位的变动经由放大晶体管304及选择晶体管305而向输出布线309传递。由此，与复位电位和信号电位对应的像素信号从单位像素被输出到输出布线309。

如图所示，在本实施方式中，对于形成单位组131的16像素来说，复位布线306和tx布线307是共用的。即，复位脉冲和传输脉冲分别同时施加于全部16像素。因此，形成单位组131的全部像素以同一定时开始电荷蓄积，并以同一定时结束电荷蓄积。其中，与所蓄积的电荷对应的像素信号通过选择脉冲而被依次施加于各个选择晶体管305，从而选择性地向输出布线309输出。

像这样将单位组131作为基准构成电路，由此能够按照单位组131控制电荷蓄积时间。换言之，在相邻的单位组131彼此之间，能够分别输出不同的电荷蓄积时间的像素信号。再换句话说，能够在对一个单位组131实施一次电荷蓄积期间，使另一个单位组131反复进行几次电荷蓄积并输出相应的像素信号。关于具体的输出控制在后面说明。

图4是表示拍摄元件100的功能性结构的框图。模拟的多路复用器(multiplexer)411按顺序选择形成单位组131的16个pd104，将各个像素信号向输出布线309输出。多路复用器411与pd104一起形成于拍摄芯片113。

通过多路复用器411输出的像素信号通过形成在信号处理芯片111上的进行相关双采样(cds)·模拟/数字(a/d)转换的信号处理电路412被实施cds及a/d转换。经a/d转换的像素信号被传送给多路解复用器413，并存储在与各个像素对应的像素存储器414。像素存储器414分别具有能够存储与后述的最大累加次数对应的像素信号的容量。多路解复用器413及像素存储器414形成在存储器芯片112上。

a/d转换是将被输入的模拟像素信号转换成12bit的数字像素信号。同时，信号处理电路412加入与后述的累加数对应的3bit的指数位，作为整体将15bit的数字像素信号传送给多路解复用器413。因此，在像素存储器414中，与一次的电荷蓄积对应地存储15bit的数字像素信号。

运算电路415处理存储在像素存储器414中的像素信号并传送给后级的图像处理部。运算电路415可以设置在信号处理芯片111上，也可以设置在存储器芯片112上。此外，在图中示出了1组的量的连接，但实际上它们按组存在，并列地工作。但是，运算电路415也可以不按组存在，也可以例如一个运算电路415一边按顺序参照与各个组对应的像素存储器414的值一边按顺序处理。

图5是表示本实施方式的拍摄装置的结构的框图。拍摄装置500具有作为摄影光学系统的摄影镜头520，摄影镜头520将沿着光轴oa入射的被拍摄体光束向拍摄元件100引导。摄影镜头520可以采用相对于拍摄装置500能够拆装的可更换式镜头。拍摄装置500主要具有拍摄元件100、系统控制部501、驱动部502、测光部503、工作存储器504、记录部505及显示部506。

摄影镜头520由多个光学透镜组构成，使来自场景的被拍摄体光束在其焦点面附近成像。此外，在图1中，用配置在光瞳附近的假想的1片透镜代表性地表示。驱动部502是根据来自系统控制部501的指示而执行拍摄元件100的定时控制、区域控制等电荷蓄积控制的控制电路。在该意思表示中，可以说驱动部502负担着对拍摄元件100执行电荷蓄积并输出像素信号的拍摄元件控制部的功能。驱动部502与拍摄元件100组合而形成拍摄单元。形成驱动部502的控制电路可以芯片化并层叠于拍摄元件100。

拍摄元件100将像素信号传送给系统控制部501的图像处理部511。图像处理部511将工作存储器504作为工作空间而实施各种图像处理，并生成图像数据。例如，在生成jpeg文件格式的图像数据的情况下，在实施了白平衡处理、伽玛处理等之后，执行压缩处理。所生成的图像数据被记录在记录部505中，并且被转换成显示信号并在预定时间期间显示在显示部506上。

测光部503在生成图像数据的一系列摄影步骤之前，检测场景的亮度分布。测光部503包括例如100万像素程度的ae传感器。系统控制部501的运算部512接受测光部503的输出并算出场景的按区域的亮度。运算部512根据算出的亮度分布决定快门速度、光圈值、iso感光度。在本实施方式中，运算部512还在直到达到所确定的快门速度期间，确定在拍摄芯片113的哪个像素组区域反复几次电荷蓄积。此外，运算部512还执行用于使拍摄装置500动作的各种运算。

图6是用于说明场景的例子和区域分割的图。图6(a)表示拍摄芯片113的像素区域所捕获的场景。具体来说，是屋内环境所包含的阴影被拍摄体601、中间被拍摄体602以及从窗框604的内侧观察的屋外环境的高亮被拍摄体603同时映入的场景。拍摄这样的从高亮部到阴影部的明暗差大的场景的情况下，若是以往的拍摄元件，以高亮部为基准执行电荷蓄积时，在阴影部发生曝光不足，以阴影部为基准执行电荷蓄积时，在高亮部发生白化。即，对高亮部和阴影部都一律通过一次电荷蓄积来输出图像信号，可以说对于明暗差大的场景来说，光电二极管的动态范围不足。因此，在本实施方式中，将场景分割成高亮部、阴影部这样的部分区域，通过使与各个区域对应的光电二极管的电荷蓄积次数相互不同，来实现动态范围的实质性的扩大。

图6(b)表示拍摄芯片113的像素区域中的区域分割。运算部512解析测光部503所捕获的图6(a)的场景，以亮度为基准分割像素区域。例如，系统控制部501使测光部503变更曝光时间的同时执行多次场景取得，运算部512参照其白化区域、曝光不足区域的分布的变化来决定像素区域的分割线。在图6(b)的例子中，运算部512分割成阴影区域611、中间区域612及高亮区域613这3个区域。

分割线沿单位组131的边界被定义。即，被分割的各区域分别包括整数个组。而且，同一区域所包含的各组的像素在与由运算部512决定的快门速度对应的期间内，进行相同次数的电荷蓄积及像素信号输出。若所属的区域不同，则进行不同次数的电荷蓄积及像素信号输出。

图7是用于说明图6的例子中的按所分割的区域的电荷蓄积控制的图。运算部512在从使用者接受摄影准备指示后，根据测光部503的输出决定快门速度t0。而且，如上所述地分割成阴影区域611、中间区域612及高亮区域613，并根据各个亮度信息决定电荷蓄积次数。电荷蓄积次数以通过每一次的电荷蓄积而像素不饱和的方式来决定。例如，以在一次的电荷蓄积动作中，从能够蓄积的8成至9成的电荷被蓄积的情况为基准，决定电荷蓄积次数。

这里，阴影区域611采用一次。即，使所决定的快门速度t0和电荷蓄积时间一致。另外，中间区域612的电荷蓄积次数采用两次。即，使一次的电荷蓄积时间为t0/2，在快门速度t0期间反复进行两次电荷蓄积。另外，高亮区域613的电荷蓄积次数采用4次。即，使一次的电荷蓄积时间为t0/4，在快门速度t0期间反复进行4次电荷蓄积。

若在时刻t＝0从使用者接受摄影指示，则驱动部502对于属于任意区域的组的像素都施加复位脉冲和传输脉冲。以该施加为触发，任意的像素都开始电荷蓄积。

一旦成为时刻t＝t0/4，驱动部502对于属于高亮区域613的组的像素施加传输脉冲。而且，对于各组内的像素依次施加选择脉冲，将各自的像素信号输出到输出布线309。一旦输出了组内的全部像素的像素信号，则驱动部502对于属于高亮区域613的组的像素再次施加复位脉冲和传输脉冲，开始第二次电荷蓄积。

此外，由于像素信号的选择输出需要时间，所以在第一次电荷蓄积的结束与第二次电荷蓄积的开始之间会产生时间差。若该时间差实质上能够忽略，则如上所述地使快门速度t0除以电荷蓄积次数得到的时间作为一次的电荷蓄积时间即可。另一方面，若不能忽略，则考虑该时间，或者调整快门速度t0，或者使一次的电荷蓄积时间比快门速度t0除以电荷蓄积次数得到的时间短即可。

一旦成为时刻t＝t0/2，则驱动部502对于属于中间区域612和高亮区域613的组的像素施加传输脉冲。而且，对于各组内的像素依次施加选择脉冲，将各自的像素信号输出到输出布线309。一旦输出了组内的全部像素的像素信号，则驱动部502对于属于中间区域612和高亮区域613的组的像素再次施加复位脉冲和传输脉冲，对于中间区域612开始第二次电荷蓄积，对于高亮区域613开始第三次电荷蓄积。

一旦成为时刻t＝3t0/4，则驱动部502对于属于高亮区域613的组的像素施加传输脉冲。而且，对于各组内的像素依次施加选择脉冲，将各自的像素信号输出到输出布线309。一旦输出了组内的全部像素的像素信号，则驱动部502对于属于高亮区域613的组的像素再次施加复位脉冲和传输脉冲，开始第四次电荷蓄积。

一旦成为时刻t＝t0，则驱动部502对于全区域的像素施加传输脉冲。而且，对于各组内的像素依次施加选择脉冲，将各自的像素信号输出到输出布线309。通过以上的控制，与阴影区域611对应的像素存储器414分别存储一次量的像素信号，与中间区域612对应的像素存储器414分别存储两次量的像素信号，与高亮区域613对应的像素存储器414分别存储四次量的像素信号。

这些像素信号被依次传输到图像处理部511。图像处理部511从该像素信号生成高动态范围的图像数据。关于具体处理在后面说明。

图8是表示累加次数和动态范围的关系的图。与反复执行的电荷蓄积对应的多次量的像素信号通过图像处理部511而被累加处理，形成高动态范围的图像数据的一部分。

累加次数为一次即以进行了一次电荷蓄积的区域的动态范围为基准的情况下，累加次数为两次即进行了两次电荷蓄积，累加了输出信号的区域的动态范围的扩大量成为1级量。同样地，若累加次数为4次，则成为2级量，若为128次，则成为7级量。即，为实现n级量的动态范围扩大，累积2ⁿ次输出信号即可。

这里，图像处理部511为识别是哪个分割区域进行了几次电荷蓄积，对图像信号赋予了表示累加次数的3bit的指数位。如图所示，指数位对于累加数一次来说是000，对于两次来说是001，…对于128次来说是111，以这样的顺序分配。

图像处理部511参照从运算电路415取得的各像素信号的指数位，参照的结果为2次以上的累加数的情况下，执行像素信号的累加处理。例如，累加次数为2次的情况下(1级)，对于2个像素信号来说，对与电荷蓄积对应的12bit的像素信号中的上位11bit彼此进行加算，生成12bit的一个像素信号。同样地，累加次数为128次(7级)的情况下，对于128个像素信号，对与电荷蓄积对应的12bit的像素信号中的上位5bit彼此进行加算，生成12bit的一个像素信号。即，使从12减去与累加次数对应的级数得到的上位bit相互相加，生成12bit的一个像素信号。此外，除去未成为加算的对象的下位bit。

像这样处理，能够与累加次数相匹配地使赋予灰度的亮度范围向高亮度侧移位。即，对于高亮度侧的有限的范围，分配12bit。因此，能够对于以往白化的图像区域赋予灰度。

但是，关于其他的分割区域，对于不同的亮度范围分配12bit，从而通过简单地按区域结合的合成不能生成图像数据。因此，图像处理部511在尽可能维持能够所得到的灰度的同时，使全区域成为12bit的图像数据，为此，以最大亮度像素和最低亮度像素为基准，进行再量子化处理。具体来说，为更平顺地维持调制，实施伽玛转换并执行量子化。像这样处理，能够得到高动态范围的图像数据。

此外，累加次数不限于如上所述地将3bit的指数位赋予像素信号的情况，也可与作为与像素信号不同的附加信息来记述。另外，也可以从像素信号省去指数位，代替地对存储在像素存储器414中的像素信号的数量进行计数，由此在加算处理时取得累加次数。

另外，在上述图像处理中，执行了将全区域收敛于12bit的图像数据的再量子化处理，但对于像素信号的bit数，也可与上限的累加次数相匹配地增加输出bit数。例如，若将上限的累加次数设定为16次(4级)，则对于12bit的像素信号，使全区域为16bit的图像数据即可。像这样处理，能够不降位地生成图像数据。

以下，关于一系列的摄影动作处理进行说明。图9是表示摄影动作的处理的流程图。流程是从拍摄装置500的电源成为on开始的。

系统控制部501在步骤s101中，待机直到摄影准备指示即开关sw1被按下。若检测到开关sw1被按下，则进入步骤s102。

在步骤s102中，系统控制部501执行测光处理。具体来说，得到测光部503的输出，运算部512算出场景的亮度分布。而且，进入步骤s103，如上所述地决定快门速度、区域分割、累加次数等。

若摄影准备工作完成，则进入步骤s104，待机直到摄影指示即开关sw2被按下。此时，若经过时间超过预定的时间tw(步骤s105的是)，则返回步骤s101。若在超过tw之前(步骤s105的否)检测到开关sw2被按下，则进入步骤s106。

在步骤s106中，接受了系统控制部501的指示的驱动部502执行使用图7说明的电荷蓄积处理、信号读出处理。而且，若全部的信号读出完成，则进入步骤s107，执行使用图8说明的图像处理，执行将所生成的图像数据记录在记录部的记录处理。

若存储处理完成，则进入步骤s108，判断拍摄装置500的电源是否为off。若电源未off，则返回步骤s101，若为off，则结束一系列的摄影动作处理。

以下，关于信号处理芯片111的具体结构的一例进行说明。图10是表示作为信号处理芯片111的一例的具体结构的框图。在上述的使用图4的说明中，示出了多路解复用器413及像素存储器414形成在存储器芯片112上的一例，但在这里，对形成在信号处理芯片111上的例子进行说明。

信号处理芯片111负担驱动部502的功能。信号处理芯片111包括被分担的作为控制功能的传感器控制部441、区块控制部442、同步控制部443、信号控制部444和综合控制这些各控制部的驱动控制部420。驱动控制部420将来自系统控制部501的指示转换成各控制部能够执行的控制信号并传送给各个控制部。

传感器控制部441负担向拍摄芯片113送出的与各像素的电荷蓄积、电荷读出相关的控制脉冲的送出控制。具体来说，传感器控制部441通过向对象像素送出复位脉冲和传输脉冲，控制电荷蓄积的开始和结束，通过向读出像素送出选择脉冲，将像素信号输出到输出布线309。

区块控制部442执行向拍摄芯片113送出的对成为控制对象的单位组131进行特定的特定脉冲的送出。如使用图6等说明的那样，在被分割的区域中，包括彼此相邻的多个单位组131。这些属于同一区域的单位组131形成一个区块。同一区块所含有的像素以相同定时开始电荷蓄积，以相同定时结束电荷蓄积。因此，区块控制部442基于来自驱动控制部420的指定向成为对象的单位组131送出特定脉冲，由此负担使单位组131区块化的作用。各像素通过tx布线307及复位布线306接受的传输脉冲及复位脉冲为传感器控制部441送出的各脉冲和区块控制部442送出的特定脉冲的逻辑积。像这样，通过作为相互独立的区块控制各区域，实现使用图7说明的电荷蓄积控制。关于来自驱动控制部的区块化指定，在后面详细说明。

同步控制部443将同步信号向拍摄芯片113送出。各脉冲与同步信号同步地在拍摄芯片113中成为有源脉冲。例如，通过调整同步信号，实现仅将属于同一单位组131的像素的特定像素作为控制对象的随机控制、间隔抽取控制等。

信号控制部444主要负担对于a/d转换器412b的定时控制。通过输出布线309输出的像素信号经由cds电路412a及多路复用器411被输入a/d转换器412b。a/d转换器412b由信号控制部444控制，将被输入的像素信号转换成数字信号。被转换成数字信号的像素信号被传送给多路解复用器413，作为数字数据的像素值存储在与各个像素对应的像素存储器414。

信号处理芯片111具有作为蓄积控制存储器的定时存储器430，该存储器中存储与组合哪些单位组131形成区块相关的区块区分信息和与所形成的各个区块反复实施几次电荷蓄积相关的蓄积次数信息。定时存储器430由例如闪存ram构成。

如上所述，关于组合哪些单位组形成区块，基于在一系列的摄影步骤之前执行的场景的亮度分布检测的检测结果，由系统控制部501决定。所决定的区块被划分成例如第一区块、第二区块…，各个区块通过包含哪些单位组131而被规定。驱动控制部420从系统控制部501取得该区块区分信息，并存储到定时存储器430。

另外，系统控制部501基于亮度分布的检测结果，决定各区块反复进行几次电荷蓄积。驱动控制部420从系统控制部501取得该蓄积次数信息，与对应的区块区分信息成对地存储在定时存储器430。像这样，通过将区块区分信息和蓄积次数信息存储在定时存储器430，驱动控制部420能够逐次参照定时存储器430独立地执行一系列的电荷蓄积控制。即，驱动控制部420在1个图像取得控制中一旦从系统控制部501取得摄影指示的信号，关于其后各像素的控制，不必每次都从系统控制部501接受指示，就能够使蓄积控制完成。

驱动控制部420从系统控制部501取得基于与摄影准备指示同步地执行的测光结果(亮度分布的检测结果)被更新的区块区分信息和蓄积次数信息，并适当地更新定时存储器430的存储内容。例如，驱动控制部420与摄影准备指示或摄影指示同步地更新定时存储器430。通过像这样构成，实现更高速的电荷蓄积控制，并且在驱动控制部420执行电荷蓄积控制期间，系统控制部501能够并行地执行其他处理。

驱动控制部420不仅执行对于拍摄芯片113的电荷蓄积控制，还在读出控制的执行中参照定时存储器430。例如，驱动控制部420参照各区块的蓄积次数信息，将从多路解复用器413输出的像素信号存储在像素存储器414的对应地址。

驱动控制部420根据来自系统控制部501的传送请求，从像素存储器414读出对象像素信号，并传送到图像处理部511。像素存储器414如上所述地具有对于各像素能够存储与最大累加次数对应的像素信号的存储器空间，将与被执行的蓄积次数对应的各个像素信号作为像素值存储。例如，在某区块中反复进行4次电荷蓄积的情况下，该区块所含有的像素输出4次量的像素信号，从而在像素存储器414上的各像素的存储器空间中，存储4个像素值。驱动控制部420从系统控制部501接受了要求特定像素的像素信号的传送请求的情况下，指定像素存储器414上的该特定像素的地址，读出被存储的全部像素信号，并传送到图像处理部511。在例如存储了4个像素值的情况下，依次传送全部这4个像素值，在仅存储了一个像素值的情况下，传送该像素值。

驱动控制部420使运算电路415读出存储在像素存储器414中的像素信号，能够使运算电路415执行上述累加处理。被累加处理的像素信号被存储在像素存储器414的对象像素地址中。对象像素地址可以与累加处理前的地址空间相邻地设置，也可以对于累加处理前的像素信号进行改写而采用同一地址。另外，还可以设置将累加处理后的各像素的像素值集中存储的专用空间。驱动控制部420在从系统控制部501接受了要求特定像素的像素信号的传送请求的情况下，根据该传送请求的方式，能够将累加处理后的像素信号传送到图像处理部511。当然，也能够一起传送累加处理前后的像素信号。

在像素存储器414上，设置有根据传送请求传输像素信号的数据转送接口。数据转送接口被连接在与图像处理部511相连的数据传输线上。数据传输线由例如总线中的数据总线构成。该情况下，从系统控制部501向驱动控制部420的传送请求通过利用了地址总线的地址指定来执行。

数据转送接口对像素信号的传输不限于地址指定方式，能够采用各种方式。例如，进行数据转送时，能够采用各电路的用于同步的时钟信号的上升沿·下降沿双方进行处理的双倍数据传输率方式。另外，还能够采用通过省略地址指定等的一部分步骤而连续传输数据，实现高速化的突发传输方式。另外，还能够组合采用使用了并联连接控制部、存储器部、输入输出部的电缆的总线方式以及将数据以1bit为单位串行地传输的串行方式等。

通过像这样构成，图像处理部511能够仅取得必要的像素信号，尤其在形成低析像度的图像的情况下等，能够高速地完成图像处理。另外，在使运算电路415执行累加处理的情况下，图像处理部511也可以不执行累加处理，从而能够通过功能分担和并行处理，实现图像处理的高速化。

图11是用于说明从拍摄芯片113向信号处理芯片111传输的像素信号流的说明图。在该例中，单位组131由一行32像素、一列64像素的2048像素构成。

在图3的结构中，一个单位组131具有一个输出布线309，但在本图的例子中，为使相邻的2列的像素共有一个输出布线309，一个单位组131具有16条输出布线。各个输出布线309在拍摄芯片113和信号处理芯片111的接合部附近分支成2条输出布线309a、309b。

在信号处理芯片111这一侧，与分支的输出布线309a、309b对应地分别设置2条输入布线409a、409b。因此，在接合部中设置有：用于接合输出布线309a和输入布线409a的凸块109a；和用于接合输出布线309b和输入布线409b的凸块109b。像这样冗长地构成连接部，能够减少因接合不良引起的像素缺陷的可能性。在该意思表示中，分支不限于2条，也可以是多条。另外，输出布线和输入布线的电连接不限于凸块结合，在采用可能引起连接不良的某电连接的情况下，优选像这样冗长地构成连接部。

输入布线409a、409b在向cds电路412a输入之前，分别经由开关461a、461b。开关461a、461b作为相互连动的开关461被驱动控制部420控制。具体来说，驱动控制部420通常预先使开关461a为on而使输入布线409a的像素信号的传输有效，使开关461b为off而使输入布线409b的传输无效。另一方面，驱动控制部420在判断为凸块109a发生连接不良的情况下，将开关461a切换成off使输入布线409a的传输无效，将开关461b切换成on使输入布线409b的传输有效。像这样，通过使某一布线成为连接状态、使某一布线成为非连接状态的开关461的连动工作，能够期待仅将正常的像素信号输入cds电路412a。

凸块109的连接不良判断也能够由驱动控制部420承担，还能够由系统控制部501承担。连接不良判断是基于通过了输入布线409的像素信号的输出结果而判断的。具体来说，例如，系统控制部501对从在两侧相邻的输出布线309输出的各个像素信号进行比较，判断为存在预定的阈值以上的差的情况下，判断为发生连接不良。也可以将在列方向上异常值是否连续加入判断基准。该情况下，驱动控制部420接受系统控制部501的判断结果，切换对应的输入布线409的开关461。此外，连接不良判断也可以不与摄影动作相匹配地逐次进行，而能够是在一旦进行了判断之后，就驱动控制部420将该判断结果预先存储在定时存储器430中。该情况下，驱动控制部420在像素信号的读出时，在参照定时存储器430的同时控制开关461。

在以上的实施方式中，对测光部503包含独立的ae传感器的结构进行了说明。但是，测光处理还能够在从使用者接受摄影指示进行的主摄影处理之前，使用从拍摄元件100输出的预图像进行。另外，也可以在例如单位组131中设置一个测光用的像素。例如，在图2的像素排列中，单位组131的左端且上端的像素的彩色滤光片采用透明滤光片或无滤光片，由此能够将该像素作为测光用像素利用。这样的像素能够接受带域宽的可见光，从而在检测场景的亮度分布的情况下是非常适用的。另外，也可以使测光用像素从单位组独立，将测光用像素汇集并单位组化。若像这样构成，则驱动部502能够对于测光用像素独立地控制电荷蓄积。

在以上的实施方式中，对于使所确定的快门速度t0和阴影区域的一次电荷蓄积时间一致的例子进行了说明，但也可以进行控制以使得例如在所确定的快门速度t0期间，对阴影区域也反复进行2次电荷蓄积。该情况下，根据图7的例子，对于来自同样地反复进行2次电荷蓄积的中间区域的像素信号，使赋予灰度的亮度范围与累加次数相匹配地向高亮度侧移位，但对于来自阴影区域的像素信号，不进行这样的处理。即，由阴影区域中的一次电荷蓄积(电荷蓄积时间为t0/2)产生的像素信号的值小，即使加算2次的量，也不会从12bit的范围饱和，从而可不进行移位处理。

像这样，对于阴影区域的电荷蓄积次数也设定成多次，若对被输出的像素信号进行加算处理，则能够期待抵消暗部中的随机噪声的效果。该情况下，与以动态范围的扩大为目的执行多次电荷蓄积的其他区域的像素信号的处理不同，不进行移位处理，只要简单地进行加算处理即可。此外，这样的处理与上述实施方式同样地，可以由设置在信号处理芯片111上的运算电路415进行，也可以由图像处理部511进行。

以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式记载的范围。能够对上述实施方式施加各种变更或改良对于本领域技术人员来说是显而易见的。施加了各种变更或改良的方式也包含于本发明的技术范围，这从权利要求书的记载得以明确。

权利要求书、说明书及附图中表示的装置、系统、程序及方法中的工作、顺序、步骤及阶段等的各处理的执行顺序只要没有特别明示“在此之前”、“此前”等，只要不是在后的处理使用在先的处理的输出，就应当认为能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书及附图中的工作流程，为便于说明，使用了“首先，”、“其次，”等进行说明，但并不意味着必须按该顺序实施。

附图标记的说明

100拍摄元件，101微透镜，102彩色滤光片，103钝化膜，104pd，105晶体管，106pd层，107布线，108布线层，109凸块，110tsv，111信号处理芯片，112存储器芯片，113拍摄芯片，131单位组，302传输晶体管，303复位晶体管，304放大晶体管，305选择晶体管，306复位布线，307tx布线，308解码布线，309输出布线，310vdd布线，311负载电流源，409输入布线，411多路复用器，412信号处理电路，413多路解复用器，414像素存储器，415运算电路，420驱动控制部，430定时存储器，441传感器控制部，442区块控制部，443同步控制部，444信号控制部，461开关，500拍摄装置，501系统控制部，502驱动部，503测光部，504工作存储器，505记录部，506显示部，511图像处理部，512运算部，601阴影被拍摄体，602中间被拍摄体，603高亮被拍摄体，604窗框，611阴影区域，612中间区域，613高亮区域。