摄像方法及摄像装置以及驱动装置的制作方法

专利名称：摄像方法及摄像装置以及驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用对被拍对象进行拍摄并输出与该被拍对象图像对应的 图像信号的固态摄像元件(图像传感器)的摄像方法和驱动固态摄像元件 的驱动装置，以及具有固态摄像元件和驱动装置的固态摄像装置、电子照 相机、摄像装置模块等实施摄像方法的摄像装置(相机系统)。更详细地 讲，涉及提高被摄像的被拍对象图像的动态范围的技术。
背景技术：
CCD (Charge Coupled Device,电荷耦合器件)摄像元件或CMOS (Complementary Mental-Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)传感器等固态摄像元件被广泛使用在摄像机或数码相机等摄像装置、FA (Factory Automation ，工厂自动化)领域中的部件检查装置、ME (Medical Electronics,医疗电子学)领域中的电子内视镜等光测量装置中。这里，在使用固态摄像元件的摄像装置或光测量装置等装置中，为了 提高动态范围而提出了各种方法，所述方法使用不同感光度的光电转换元 件(光电二极管等受光元件)来摄像图像并对由摄像得到的信号电荷或电 信号进行合成。专利文献l:美国专利申请US APP 09/326， 422号说明书； 专利文献2:美国专利申请US APP 09/511， 469号说明书； 专利文献3:日本专利文献特开2002_ 112120号公报； 专利文献4:国际公开第WO2002/056603号小册子； 专利文献5:日本专利文献特开2004—172858号公报； 非专禾U文献1: S.K.Nayar and T.Mitsunaga, " High Dynamic Range Imaging: Spatially Varying Pixel Exposures "， Proc. of Computer Vision andPattern Recognition 2000， Vol.1, pp.472-479， June, 2000。例如，在专利文献1、 2以及非专利文献1中提出了如下的构造在 具有通常的动态范围的摄像元件中，使与输出图像的一个像素相对应的每 一个一个受光元件一个具有不同的感光度地进行摄像，并对得到的图像信 号进行规定的图像处理来生成广动态范围的图像信号。使每个受光元件的感光度不同的方法可如下实现通过对应每个受光 元件来改变光透过率或开口率，或者通过使用电子快门功能等，来构建空间感光度的图案(pattern)。作为使用所述空间感光度图案而不降低分辨 率地提高动态范围的技术，有被称为SVE (Spatially Varying Exposure,空 间可变曝光)方式的技术。在该SVE方式中，每个受光元件仅有一种感光度。因此，所摄像的图 像的各个像素只能取得摄像元件原本具有的动态范围的信息，但通过对得 到的图像信号进行规定的图像处理，使所有的像素的感光度变得均匀，结 果可以生成动态范围广的图像。另外，由于所有的受光元件同时曝光，因 此可正确地摄像运动中的被拍对象。此外，由于一个受光元件与输出图像 的一个像素相对应，因此不会产生单位像素(unit cell)尺寸变大的问题。作为使用单板彩色CCD摄像元件来实现该SVE方式的固态摄像元件 的结构及其驱动方法，例如在专利文献3 5中提出了设定利用电子快门 功能来以若干图案改变各个受光元件的曝光时间的曝光模式的电子快门方 式SVE的方法。发明内容但是，在现有的利用电子快门功能的SVE方式的摄像中，存在如下动 作模式，即在进行全曝光期间内的规定时间的曝光并进行第一次的信号 电荷的生成以后，从电荷生成部向垂直传送部读出信号电荷，进而在将该 信号电荷保持在垂直传送部内的状态下继续进行曝光，并在电荷生成部中 生成信号电荷(执行第二次的信号电荷的生成)，因此，在整个曝光期间 的后半部分，即在电荷生成部第二次积累信号电荷的过程积累中，垂直传 送部不传送而保持第一次生成的信号电荷，从而引起暗电流或高光溢出现象等，由此将导致不需要的电荷被持续积累的问题。例如，在专利文献4的图23或专利文献5的图9中示出了控制时序， 对于第一受光元件，在整个曝光期间中的提供电荷清除脉冲电压的定时之 前提供第一次的电荷读出脉冲电压，此外，在整个曝光期间结束之前提供 第二次的电荷读出脉冲电压。其结果，从第一受光元件向垂直传送部读出 在提供第一次及第二次的电荷读出脉冲电压的各个定时下在第一受光元件 中积累的积累电荷量。此时，在整个曝光期间停止垂直传送部的电荷传送，从而所述两次的 读出电荷量在垂直传送部内被相加，并在整个曝光期间结束后作为同一帧 的数据从垂直传送部被传送出去。即在提供了第一次的电荷读出脉冲电压 以后，在停止电荷传送的情况下继续进行曝光。这里，在第一次读出之后、即在整个曝光期间的后半部分，由于第一 次读出到垂直传送部中的高感光度像素信号用以及低感光度像素信号用的 各个信号电荷被滞留于该垂直传送部内，因而会在第一次读出到垂直传送 部中的各个信号电荷上连续不断地叠加由暗电流或高光溢出现象等产生的 不需要的电荷，其结果是，高感光度图像信号以及低感光度图像信号都会 产生由暗电流成分等不需要的电荷引起的噪声，导致S/N下降，并且高光 溢出现象被增强，从而形成非常模糊的图像。本发明就是鉴于上述问题而作出的，其目的在于，提供能够改善由于 读出到电荷传送部中的信号电荷不被传送而被保持所引起的不需要的电荷 叠加的问题的手段。在本发明的手段中，作为半导体装置的一例而使用如下的摄像元件，该摄像元件具有电荷生成部，生成与入射的电磁波相对应的信号电荷，并被排列成矩阵状；第一电荷传送部，向一个方向依次传送由电荷生成部 生成的信号电荷；第二电荷传送部，将从第一电荷传送部传送的信号电荷 向不同于所述一个方向的另 一个方向依次传送。此外，"一个方向"与"另一个方向"相对的概念，扫描速度低的列 方向或者被称为垂直方向的方向一般相当于所述一个方向，扫描速度高的 行方向或者被称为水平方向的方向一般相当于所述另一个方向。但是，例如如果将附图旋转90度，则上下左右的关系就会变化，因此行和列或者 垂直和水平的关系就会逆转一样，不是绝对的。例如，如果第一电荷传送 部为列方向则第二电荷传送部就为行方向，如果第二电荷传送部为列方向 则第一电荷传送部就为行方向。下面，将一个方向代表性地记为列方向或 者垂直方向，将另一方向代表性地记为行方向或者水平方向。此外，采用如下的手段通过将用于取得高感光度图像信号的电荷积 累时间和用于取得低感光度图像信号的电荷积累时间设定得分别不同，即 将用为输出信号的信号电荷的总的电荷积累时间设定得分别不同，来分别 独立地取得与高感光度像素信号相对应的信号电荷或者与低感光度像素信 号对应的信号电荷。而且，作为本申请发明的驱动控制部的驱动控制定时，首先在曝光期 间中的规定定时，即在电荷生成部的信号电荷的全积累期间的前半部分的 最后定时进行控制，以便在高感光度图像信号用的电荷生成部以及低感光 度图像信号用的电荷生成部中至少将在低感光度图像信号用的电荷生成部 中生成的信号电荷读出到电荷传送部中。另外驱动控制部进行控制，以便在全曝光期间中的规定定时以后，即 在第一次读出以后，继续入射电磁波，并在全曝光期间中的规定定时以 后，在高感光度图像信号用的电荷生成部以及低感光度图像信号用的电荷 生成部中至少将低感光度图像信号用的电荷生成部中生成的信号电荷读出 到电荷传送部中，并将读出的信号电荷通过电荷传送部来传送。通过使用这样取得的高感光度信号和低感光度信号，能够实现SVE摄像，在图像处理部中，可灵活使用高感光度信号和低感光度信号来生成输 出图像，由此能够进行扩大动态范围的合成处理。本发明的要点在于对于高感光度像素信号用的信号电荷和低感光度 像素信号用的信号电荷中的至少一个，尽量不使从电荷生成部读出的信号 电荷持续滞留在电荷传送部中，对于灵活使用所取得的高感光度像素信号 和低感光度像素信号来生成输出图像并由此扩大动态范围的合成处理的具体手段，例如可以采用国际公开第WO2002/056603号小册子或日本专利文 献特开2004_ 172858号公报等中记载的各种手段。每当进行灵活使用所取得的高感光度像素信号和低感光度像素信号来 生成输出图像并由此扩大动态范围的合成处理时，将在各个感光度的像素 中取得的像素信号与规定的阈值电平(小信号一侧为与噪声电平相对应的 阈值01，大信号一侧为与饱和电平相对应的阈值0h)相比较，并进行所 述在各个感光度的像素中取得的像素信号是否在所述阈值01与阈值他之 间的有效性判定，对于不在所述阈值01与阈值他之间的无效的像素，由 于不能复原本来的强度，因而使用附近的有效像素的像素值来插补无效像 素的像素值。这里，作为进行高感光度像素信号用以及低感光度像素信号用的各个 信号电荷向电荷传送部的读出和电荷传送的、驱动控制部的整体驱动控制 方法的特点在于对于高感光度像素信号用以及低感光度像素信号用的各 个信号电荷中的至少一种，在每次向电荷传送部读出信号电荷时都进行电 荷传送以使所读出的信号电荷不滞留在电荷传送部中。在专利文献4、 5中记载的驱动定时的情况下，在第一次将高感光度 像素信号用以及低感光度像素信号用的各个信号电荷读出到垂直传送部中 后，两者都被持续滞留在该垂直传送部中，而与此相对，本申请发明的不 同点在于对于高感光度像素信号用以及低感光度像素信号用中的至少一 种信号电荷， 一旦从电荷生成部读出到电荷传送部中，就立刻将所述读出 的信号电荷通过电荷传送部进行传送，而不将其滞留在电荷传送部中。艮P，本申请发明的驱动控制方法，为了独立地取得高感光度像素信号 以及低感光度像素信号，而将电荷生成部的全积累期间分为前半部分和后 半部分，并在全曝光期间中的规定定时、即在前半部分的最后定时和全曝 光期间中的规定定时以后的继续入射电磁波之后的时刻分两次读出信号电 荷，在这一点与专利文献4、 5记载的驱动控制定时是相同的。但是在一 下两点存在很大的不同，即在第一次读出以后的全曝光期间的后半部分, 一边持续入射电磁波， 一边向基板提供电荷清除脉冲(电子快门脉冲)$V SUb来将电荷生成部中积累的电荷清除，然后在电荷生成部中开始积累信 号电荷，此后在将电荷生成部中积累的电荷最后读出到电荷传送部中之前 的期间中划定的电子全曝光期间的第一次读出以后的后半部分的规定期间，通过电荷传送部进行传送；以及对于高感光度像素信号用及低感光度 像素信号用的各个信号电荷中的至少一种，每当从电荷生成部向电荷传送 部中读出信号电荷时，都进行电荷传送，以使所读出的信号电荷不滞留在 电荷传送部中。另外，优选方式中记载的发明规定了本发明涉及手段的更有利的具体例。例如，在电荷传送部中传送高感光度像素信号用或低感光度像素信号 用的各个信号电荷时，作为完全阻断入射光的手段，可以设置使电荷生成 部中的信号电荷的积累停止的结构性快门。通过关闭结构性快门，能够在 停止曝光的状态下进行用于将信号电荷作为输出信号使用的电荷传送，在该电荷传送期间光不向CCD固态摄像元件入射，从而在原理上能够完全消除由垂直拖光成分等不需要的电荷引起的噪声，所述垂直拖光成分等是在该电荷传送期间中向CCD固态摄像元件入射的光引起的。另外，使用的摄像元件可以使用能够将从所有的电荷生成部向电荷传 送部中读出的信号电荷独立地在电荷传送部中传送的、所谓的全帧读取方式；或者电荷传送部配置在电荷生成部的排列之间的、所谓的行间传送方 式。但是，在驱动控制定时的各种方式中，在采用该驱动控制定时的基本 手段的情况下，需要与各个方式独自的读出和电荷传送的手段相适应地进 行变形。这里所述的"行间传送方式"只要具有在电荷生成部的排列间配置电 荷传送部的构造，并不限于典型的行间传送方式的构造(IL一CCD)，也 可以是在行间传送方式的摄像区域的下部具有用于积累一域(field)的信 号电荷的积累区域的、帧行间传送方式的构造(FIT—CCD)。在使用IL一CCD或FIT—CCD的情况下，特别通过在每个排列上配 置兼用作读出电极的传送电极，将取得与高感光度像素信号相对应的信号 电荷的第一电荷生成部配置为一排(一行)，并与其相邻，将取得与低感 光度像素信号相对应的信号电荷的第二电荷生成部配置为一排(一行)。 即，通过按照每个电荷生成部的排列(例如每个水平行)来切换电荷积累 时间，可以使用感光度按照每行而改变的感光度马赛克图案。由此，如果采用"帧读取方式"，即通过由驱动控制部切换奇数行和 偶数行的电荷积累时间来对分别配置成一排的第一电荷生成部以及第二电 荷生成部进行控制，以便按照每个域交替地向电荷传送部读出，则能够每 个域独立地取得高感光度像素信号的图像和低感光度像素信号的图像。不管在哪种驱动控制定时的方式下，当使用全帧读取方式时，驱动控 制部都可以在全曝光期间中的规定定时之后还继续在电荷生成部中积累与 高感光度像素信号相对应的信号电荷和低感光度像素信号相对应的信号电 荷，然后在持续入射所述电磁波之后，将与高感光度像素信号相对应的信 号电荷和与低感光度像素信号相对应的信号电荷独立地在电荷传送部中进 行传送而不是它们同时混合在电荷传送部内。同样地，不管在哪种驱动控制定时的方式下，当使用行间传送方式 时，驱动控制部都可以在规定定时之后，继续在第1电荷生成部中积累与 高感光度像素信号相对应的信号电荷并继续在第2电荷生成部中积累与低 感光度像素信号相对应的信号电荷，然后停止各个信号电荷的积累，然后 将与高感光度像素信号相对应的信号电荷和与低感光度像素信号相对应的 信号电荷依次读出到电荷传送部中，并将所述读出的信号电荷通过电荷传 送部来传送。另外，作为实现本申请发明的最大特征部分的驱动控制方法的定时， 只要包括下述一点就可以采用各种方式，即采用通过将电荷生成部的信 号电荷的积累期间分成两次向电荷传送部读出信号电荷来取得高感光度像 素信号用以及低感光度像素信号用的各个信号电荷的手段，并且在将高感 光度像素信号用以及低感光度像素信号用中的至少一种信号电荷从电荷生 成部读出到电荷传送部中之后，立刻将所述读出的信号电荷通过电荷传送 部进行传送而不使其滞留在电荷传送部中。在这些各种各样的方式中，更加优选至少对于高感光度像素信号用的 信号电荷，每当将该信号电荷读出到电荷传送部中时，不将读出的信号电 荷滞留在电荷传送部中地进行电荷传送。另一方面，对于低感光度像素信号用的信号电荷，也可以在电子全曝 光期间的后半部分的一部分存在不进行电荷传送而滞留在电荷传送部中的期间。当然，对于低感光度像素信号用的信号电荷，也可以每当将该信号 电荷读出到电荷传送部中时，不将读出的信号电荷滞留在电荷传送部地进 行电荷传送。即，当然对于高感光度像素信号用以及低感光度像素信号用 双方的信号电荷，最理想的是每当从电荷生成部向电荷传送部读出时， 立刻将所述读出信号电荷通过电荷传送部进行传送而不滞留在电荷传送部 中。总而言之，将全曝光期间分为前半部分和后半部分，并在全曝光期间 的规定定时、即在前半部分的最后定时和用于取得高感光度像素信号的全 曝光期间的结束时刻或者该时刻以后分两次将电荷生成部中积累的信号电 荷向电荷传送部读出，并且在每次读出时进行电荷传送，即将第一次读出 到电荷传送部中的信号电荷通过电荷传送部完全传送而不滞留在电荷传送 部中的这一点，对于改善由于读出到电荷传送部中的信号电荷不被传送而 被持续保持所引起的不需要的电荷叠加的问题很重要，特别是，对于高感 光度像素信号用的信号电荷，当分两次进行信号电荷的读出时，优选每次 都可靠地进行电荷传送。由此，至少对于高感光度像素信号，能够防止由 在电荷传送部足够产生的暗电流引起的S/N下降。在专利文献4、 5记载的手段中，由于存在将从高感光度像素信号用 的电荷生成部读出到电荷传送部中的信号电荷滞留在电荷传送部中的状 态，因而当低辉度环境下进行摄像时，由于因从高感光度像素信号用的电 荷生成部读出到电荷传送部中的信号电荷被滞留在电荷传送部中而引起的 暗电流成分等不需要的电荷，在高感光度像素信号和低感光度像素信号中 都会产生S/N下降等的问题，这与本发明存在很大的不同。另外，作为实现本申请发明的驱动控制方法的定时，可以采用第1方 式，即将在全曝光期间中的规定定时，即在电荷生成部积累信号电荷的 全积累期间的前半部分的最后定时，向电荷传送部读出信号电荷的对象仅 作为低感光度像素信号用的传感器部，并将在该全曝光期间的前半部分的 最后定时(具体来讲是全曝光期间中的规定定时，以下相同)向电荷传送 部读出后通过电荷传送部进行传送的低感光度像素信号用的信号电荷直接 用为输出信号。此时，可以将在用于取得高感光度像素信号的全曝光期间的结束时刻 或者该时刻之后将信号电荷向电荷传送部读出并将所述读出的信号电荷通 过电荷传送部进行传送的对象仅设为高感光度像素信号用的传感器部。对 于高感光度像素信号用的信号电荷，只在用于取得高感光度像素信号的全 曝光期间的结束时刻或者该时刻以后进行一次读出以及电荷传送。虽然在 全曝光期间的后半部分，低感光度像素信号用的信号电荷也被积累在电荷 生成部中，但在用于取得高感光度像素信号的全曝光期间的结束时刻或者 该时刻以后不必要读出所述信号电荷。要在电子全曝光期间的后半部分中的哪个期间，将在全曝光期间的前 半部分的最后定时从低感光度像素信号用的电荷生成部向电荷传送部读出 的信号电荷通过电荷传送部进行传送的这一点，可以根据是否设有机械快 门来设定为不同的定时。例如，在没有设置机械快门的结构中，可以采用第一方法，即将在 全曝光期间的前半部分的最后定时从低感光度像素信号用的电荷生成部向 电荷传送部读出的信号电荷在电子全曝光期间的后半部分的一部分或者整 个期间进行传送。另一方面，在设有机械快门的结构中，可以采用第二方 法，即在机械快门关闭之前的期间不进行电荷传送，在关闭机械快门以 后，在全曝光期间的前半部分的最后定时，将从低感光度像素信号用的电 荷生成部向电荷传送部读出的信号电荷通过电荷传送部进行传送，具体地 讲，在关闭机械快门从而实际上电磁波不能向电荷生成部入射的期间，即 在关闭机械快门以后直至电子全曝光期间结束的期间，将在全曝光期间的 前半部分的最后定时从低感光度像素信号用的电荷生成部向电荷传送部读 出的信号电荷通过电荷传送部进行传送。在第一方法中，在低感光度像素信号用的信号电荷的电荷传送过程 中，由于存在电磁波的入射，因而由于光漏出而产生的电荷被叠加到信号 电荷上，由此可导致垂直拖光现象。对此，在第二方法中，由于能够在关 闭机械快门的状态下将低感光度像素信号用的信号电荷通过电荷传送部进 行传送，因而能够抑制由垂直拖光现象等不需要的电荷引起的问题。另外，作为实现本申请发明的驱动控制方法的定时，可以采用第二方式，即在曝光期间中的规定定时将与低感光度像素信号对应的信号电荷 读出到电荷传送部中，并在全曝光期间中的规定定时以后、即在全曝光期 间中的后半部分， 一边将所述读出的信号电荷通过电荷传送部进行传送， 一边将与高感光度像素信号用和低感光度像素信号用对应的各自的信号电 荷在各自的电荷生成部中进行积累，然后在用于取得高感光度像素信号的 全曝光期间的结束时刻或者该时刻以后，将在感光度像素信号用和低感光 度像素信号用的各自的电荷生成部中生成的各个信号电荷同时、或者以规 定的顺序读出到电荷传送部中，并将这些读出到电荷传送部中的信号电荷 通过电荷传送部进行传送。此时，对于高感光度像素信号用的信号电荷，仅在用于取得高感光度 像素信号的全曝光期间的结束时刻或者该时刻以后进行一次的读出以及电 荷传送。另一方面，对于低感光度像素信号的信号电荷，将在全曝光期间 的前半部分的最后定时向电荷传送部读出以后通过电子传送部在电子全曝 光期间的后半部分传送的信号电荷清除掉而不用于输出信号，将在用于取 得高感光度像素信号的全曝光期间的结束时刻或者该时刻以后向电荷传送 部读出之后通过电子传送部传送的信号电荷用为输出信号。将在全曝光期 间的前半部分的最后定时读出的信号电荷在电子全曝光期间的后半部分清 除的清除动作，不仅包括实际不使用的信号电荷的清除，还包括可叠加在 该信号电荷上的垂直拖光成分等不需要的电荷的清除。每当将在全曝光期间的前半部分的最后定时读出的实际上不使用的信 号电荷通过电荷传送部在电子全曝光期间的后半部分进行传送时，只要在 读出实际使用的信号电荷之前的期间传送完即可，仅限与此，可以在任意 的时刻进行传送，但为了尽可能地减小可叠加到实际使用的信号电荷上的 垂直拖光成分等不需要的电荷，最好縮短在全曝光期间的前半部分的最后 定时读出的实际上不使用的信号电荷通过电荷传送部进行的传送结束以后 直到读出实际使用的信号电荷为止的时间。例如，在设有机械快门的结构中，可以采用通过电荷传送部在电子全 曝光期间的后半部分的一部分或者整个期间传送信号电荷的第一方法。另 一方面，在没有设置机械快门的结构中，可以采用通过电荷传送部在关闭机械快门以后直至电子曝光期间结束的期间(实际上在关闭机械快门之后 直至读出实际使用的信号电荷的期间)传送信号电荷的第二方法。不管采 用哪种方法，由于读出实际使用的信号电荷并将所述读出的信号电荷通过 电荷传送部进行传送都是在将在全曝光期间的前半部分的最后定时读出的 实际上不使用的电荷信号在电荷传送部中进行传送的动作结束以后进行， 因此，不管哪种方法，都能够抑止由垂直拖光成分等不需要的电荷导致的 问题。此外，不管采用哪种方法，为了在将垂直拖光成分等不需要的电荷完 全清除以后读出实际使用的信号电荷，最好持续进行电荷传送直到读出实 际使用的信号电荷为止，并在读出之前停止该电荷传送。另外，在电子全曝光期间的后半部分中的、从开始在全曝光期间的前 半部分的最后定时读出的实际上不使用的信号电荷的电荷传送以后直至停 止的期间，结束所有水平行的电荷传送。否则，会在没有传送完的行中残 留在全曝光期间的前半部分的最后定时读出的实施上不使用的信号电荷或 垂直拖光成分等不需要的电荷。为了縮短在全曝光期间的后半部分在电荷 生成部中积累信号电荷的时间，以比实际使用的信号电荷的传送速度更高 的高速进行传送，以进行在全曝光期间的前半部分的最后定时读出的实际 上不使用的信号电荷和在电荷传送部中产生的不需要的电荷的清除。另外，作为实现本申请发明地驱动控制方法的定时，可以采用第三实 施方式，即在全曝光期间中的规定定时将与高感光度像素信号对应的信 号电荷读出到电荷传送部中，同时将与低感光度像素信号对应的信号电荷 读出到电荷传送部中，并在全曝光期间的后半部分， 一边将所述读出的各 个信号电荷通过电荷传送进行传送， 一边将与低感光度像素信号和感光度 像素信号对应的信号电荷分别积累在各自电荷成生部中，然后在用于取得 高感光度像素信号的全曝光期间的结束时刻或者该时刻以后，至少将在高 感光度像素信号用的电荷生成部中生成的信号电荷读出到电荷读出部中， 并将所述读出的信号电荷通过电荷传送部进行传送。总而言之，具有如下特点当为了取得低感光度像素信号而将全曝光 期间分成前半部分和后半部分时，利用所示全曝光期间的分割，每次都读出在信号电荷生成部中分别积累的高感光度像素信号用的信号电荷并通过 电荷传送部进行传送。此时，对于低感光度像素信号，既可以如第一方式所示那样，将在全 曝光期间的前半部分的最后定时读出的信号电荷作为输出信号使用，也可 以如第二方式所示那样，将在全曝光期间结束时刻以及该时刻以后读出的 信号电荷作为输出信号使用。此外，每当将在全曝光期间的前半部分的最后定时读出的信号电荷通 过电荷传送部在电子全曝光期间的后半部分进行传送时，只要在全曝光期 间的后半部分中的在读出电荷生成部中生成的信号电荷之前的期间进行传 送即可，仅限与此，可以在任意的时刻进行传送，另外，在全曝光期间的 后半部分的最后定时开始电荷传送以后直至停止的期间，结束所有水平行 的电荷传送。在第二实施方式或第三实施方式中，对于高感光度像素信号用和低感 光度像素信号用的各自的信号电荷，当在全曝光期间结束时刻以及该时刻 以后读出信号电荷并将信号电荷用为输出信号时，如果是全帧读取方式的 CCD固态摄像元件，则可以同时读出双方的信号电荷并合起来通过电荷传 送部进行传送。对此，在使用IL一CCD或FIT—CCD的情况下，需要应用帧读取方 式，先读出某一方的信号电荷，并在所述先读出的信号电荷在电荷传送部 中的传送完成以后，再读出另一方的信号电荷，并开始此后读出的信号电 荷在电荷传送部中的传送。但是，先读出哪个信号电荷并将所述先读出的 信号电荷通过电荷传送部进行传送是自由的。发明效果根据本发明，通过将全曝光期间分成前半部分和后半部分并将电荷生 成部中积累的信号电荷分两次读出，以能够分别独立地取得与高感光度像 素信号相对应的信号电荷和与低感光度像素信号相对应的信号电荷，并且 对于高感光度像素信号以及低感光度像素信号用中的至少一种信号电荷， 当从电荷生成部读出到电荷传送部中时，对该信号电荷进行传送驱动而不 使其滞留在该电荷传送部中。由此，对于高感光度像素信号以及低感光度像素信号中的至少一种， 不会在从电荷生成部向电荷传送部读出的信号电荷中，发生因不进行电荷 传送而引起的暗电流成分等不需要的电荷重叠的现象。由于不将读出的信 号电荷持续保持在电荷传送部中，因此，可使暗电流更低，还可以减少点 缺陷的数量并减小电平。


图1是示出作为本发明摄像装置的一个实施方式的数码照相机的概要 结构图；图2是由IL一CCD和驱动控制部构成的第一结构例的固态摄像装置 的概要图；图3是由FIT—CCD和驱动控制部构成的第二结构例的固态摄像装置 的概要图；图4是由PS —CCD和驱动控制部构成的第三结构例的固态摄像装置 的概要图；图5是示出呈现第一特征的颜色/感光度马赛克图案Pl的图； 图6是示出呈现第二特征的颜色/感光度马赛克图案P2的图； 图7是示出呈现第四特征的颜色/感光度马赛克图案P4的图； 图8是用于在抑止垂直传送部中产生暗电流的情况下电子地实现感光度马赛克图案的驱动控制的第一实施方式的说明图；图9是示出第一实施方式的驱动控制方法的变形例的图；图10是用于在抑止垂直传送部中产生暗电流的情况下电子地实现感光度马赛克图案的驱动控制的第二实施方式的说明图；图11是示出第二实施方式的驱动控制方法的变形例的图；图12是用于在抑止垂直传送部中产生暗电流的情况下电子地实现感光度马赛克图案的驱动控制的第三实施方式的说明图；图13是示出第三实施方式的驱动控制方法的变形例(第一例)的说明图；图14是示出第三实施方式的驱动控制方法的变形例(第二例)的说明图；图15是用于在抑止垂直传送部中产生暗电流的情况下电子地实现感 光度马赛克图案的驱动控制的第四实施方式的说明图；图16是示出第四实施方式的驱动控制方法的变形例的说明图；图17是用于在抑止垂直传送部中产生暗电流的情况下电子地实现感 光度马赛克图案的驱动控制的第五实施方式(第一例)的说明图；图18是用于在抑止垂直传送部中产生暗电流的情况下电子地实现感 光度马赛克图案的驱动控制的第五实施方式(第二例)的说明图；图19是用于在抑止垂直传送部中产生暗电流的情况下电子地实现感 光度马赛克图案的驱动控制的第六实施方式(第一例)的说明图；图20是用于在抑止垂直传送部中产生暗电流的情况下电子地实现感 光度马赛克图案的驱动控制的第六实施方式(第二例)的说明图；图21是示出第六实施方式(第一例)的驱动控制方法的变形例的说 明图；图22是示出第六实施方式(第二例)的驱动控制方法的变形例的说 明图；图23是对本实施方式的数码照相机中的SVE摄像动作的概要进行说 明的图；图24是着重说明图像处理部中的去马赛克处理的功能框图； 图25是示出辉度图像生成部的结构例的图；图26是用于对推定部使用的合成感光度补偿査找表进行说明的图 (之一)；图27是用于对推定部使用的合成感光度补偿查找表进行说明的图 (之二)；图28是用于对推定部使用的合成感光度补偿查找表进行说明的图 (之三)；图29是示出生成输出图像R的单色图像生成部的结构例的图。符号说明1数码照相机2固态摄像装置 3摄像装置模块4本体单元5光学系统6信号处理系统7记录系统8显示系统9控制系统10 CCD固态摄像元件11传感器部12读出栅极部13垂直CCD14摄像区域15水平CCD16电荷电压转换部17沟道截止部(CS)24垂直传送电极40定时信号生成部42驱动器(驱动部)46驱动电源52机械快门54透镜56光圈62前置放大器部 64 A/D转换部 66图像处理部 72存储器 74 CODEC 82 D/A转换部84视频监视器86视频编码器 ，92中央控制部94曝光控制器96驱动控制部98操作部300积累区域具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。 (数码照相机的整体结构)图1是示出作为本发明摄像装置(相机系统)的一个实施方式的数码 照相机1的概要结构图。此外，该数码照相机1作为进行静止图像拍摄动 作时可拍摄到彩色图像的照相机而被应用。所述图1所示的摄像装置被构成为数码照相机1，该数码照相机包括 摄像装置模块3和本体单元4，所述摄像装置模块3包括CCD固态摄像 元件10、光学系统5、作为信号处理系统6的一部分的前置放大器部62 以及A/D转换部64、曝光控制器94、以及作为驱动控制CCD固态摄像元 件10的驱动装置的一例的驱动控制部96，所述本体单元4根据由摄像装 置模块3得到的摄像信号来生成图像信号并将其输出到监视器上，或者将 图像存储到规定的存储介质中。在摄像装置模块3内的驱动控制部96中设置有定时信号生成部 40，生成各种用于驱动CCD固态摄像元件10的脉冲信号；驱动器(驱动 部)42，接收来自所述定时信号生成部40的脉冲信号，并将其转换为传 送用于驱动CCD固态摄像元件的驱动脉冲；以及驱动电源46，向CCD固 态摄像元件10和驱动器(驱动部)42提供电源。由摄像装置模块3内的CCD固态摄像元件10和驱动控制部96构成了 固态摄像装置2。固态摄像装置2最好以将CCD固态摄像元件10和驱动 控制部96配置在一个电路板上的方式来提供。另外，该数码照相机1的处理系统大致由光学系统5、信号处理系统6、记录系统7、显示系统8、以及控制系统9构成。当然，摄像装置模块 3以及本体单元4通过被封入没有图示的封装盒中而被制成实际的产品 (完成品)。光学系统5包括机械快门52，具有使CCD固态摄像元件10的传感 器部(电荷生成部)停止信号电荷的积累的功能；透镜54，对被拍对象的 光学图像进行聚光；以及光圈56，调整光学图像的光量。来自被拍对象Z的光L透过机械快门52以及透镜54，由光圈56调 整，并以合适的亮度入射到CCD固态摄像元件中。此时，透镜54调整焦 点位置，以使由来自被拍对象Z的光L形成的图像在CCD固态摄像元件 IO上成像。信号处理系统6包括前置放大器部62，具有对来自CCD固态摄像 元件10的模拟摄像信号进行放大的放大器、和通过对放大的摄像信号进 行采样来降低噪声的CDS (Correlated Double Sampling:相关双采样)电 路等；A/D (Analog/Digital)转换部64，将前置放大器部62输出的模拟 信号转换为数字信号；以及图像处理部66，由对从A/D转换部64输入的 数字信号实施规定的图像处理的DSP (Digital Signal Processor,数字信号 处理器)构成。记录系统7包括存储图像信号的闪存等存储器(记录介质)72;以 及CODEC (Code/Decode (编码/解码)、或者Compression/Decompression (压縮/解压縮)的縮写)，将经图像处理部66处理的图像信号进行编码 并记录到存储器72中，并且读出所述编码的图像信号后对其进行解码并 提供给图像处理部66。显示系统8包括D/A (Digital/Analog,数字/模拟)转换部82，对经 图像处理部66处理的图像信号进行模拟化；视频监视器84，由通过显示 与输入的视频信号相对应的图像而发挥取景器的功能的液晶显示器 (LCD: Liquid Crystal Display,液晶显示器)构成；以及视频编码器 86，将模拟化的图像信号编码为适于后级的视频监视器84的形式的视频 信号。控制系统9包括由CPU (Central Processing Unit,中央处理器)等构 成的中央控制部92，所述CPU首先控制未图示的驱动器(驱动装置)来 读出磁盘、光盘、光磁盘、或者半导体存储器中存储的控制程序，然后根 据读出的控制程序或者来自用户的指令等来控制数码照相机1全体。另外，控制系统9包括曝光控制器94，控制机械快门52或光圈 56，以便将发送到图像处理部66中的图像的亮度保持为合适的亮度；驱 动控制部96，其具有定时信号生成部(定时发生器；TG) 40，对从CCD 固态摄像装置元件10至图像处理部66的各个功能部的动作定时进行控 制；以及操作部98，用户通过该操作部98来输入快门定时或其他指令。 中央控制部92对数码照相机1的总线99上连接的图像处理部66、 CODEC 74、存储器72、曝光控制器94、以及定时信号生成部40进行控 制。视频监视器84承担数码照相机1的取景器的作用。当用户按下了包 含于操作部98中的快门时，中央控制部92使定时生成部40控制信号处理 系统6，以使其取入快门刚被按下后的图像信号，然后不再向图像处理部 66中的未图示的图像存储器中重写图像信号。然后写入图像处理部66的 存储器中的图像数据被CODEC 74编码并被记录到存储器72中。通过数 码照相机l的上述的动作，完成l张图像数据的取入。此外，在该数码照相机1中包括自动对焦(AF)、自动白平衡 (AWB)、自动曝光(AE)等自动控制装置。这些控制使用从CCD固态 摄像装置元件10取得的输出信号来进行处理。例如，曝光控制器94由中 央控制部92设定其控制值，以使发送至图像处理部66的图像的亮度保持 为合适的亮度，曝光控制器94根据该控制值来控制光圈56。具体地说， 中央控制部92从图像处理部66中所保持的图像中获得适当个数的辉度值 的采样，并设定光圈56的控制值，以使所述辉度值的采样的平均值进入 预先确定的适当辉度的范围内。定时信号生成部40由中央控制部92控制，发生CCD固态摄像元件 10、前置放大器部62、 A/D转换部64、以及图像处理部66进行动作所需 的定时脉冲并提供给各部。当使数码照相机1动作时用户对操作部98进24行操作。在图示的例子中，将信号处理系统6的前置放大器部62以及A/D转 换部64内置在摄像装置模块3中，但不限于这种结构，也可以采用将前 置放大器部62或A/D转换部64设置在本体单元4内的结构。另外，还可 以采用将D/A转换部82设置在图像处理部66内的结构。另外，将定时信号生成部40内置在摄像装置模块3中，但不限于这 种结构，也可以采用将定时信号生成部40设置在本体单元4内的结构。 另外，定时信号生成部40与驱动器(驱动部)42分别为独立的个体，但 不限于这种结构，也可以将两者形成为一体(驱动器内置的定时发生 器)。由此能够构成更紧凑的(小型的)数码照相机l。另外，定时信号生成部40和驱动器(驱动部)42可以分别用单独的 分立部件构成电路，但也可以作为在一个半导体衬底上形成电路的IC (Integrated Circuit,集成电路)来提供。由此不但可以更紧凑，而且部件 的处置也变得容易，并能够低成本地实现所述两个部件。另外，数码照相 机l的制造也变得容易。另外，如果通过将作为与使用的CCD固态摄像元件10联系紧密的部 分的定时信号生成部40和驱动器(驱动部)42与CCD固态摄像元件10 安装在同一基板上来将它们一体化，或是使它们在摄像装置模块3内一体 化的话，则部件的处置或管理就会变得简单。另外，由于将这些部件一体 化为模块，因此数码照相机1 (的完成品)的制造也变得容易。此外，摄 像装置模块3也可以仅包括光学系统5。此外，图1所示的结构示出了数码照相机1的全体概况，但不需要包 括图示的所有要素。特别是，机械快门52不是后述的示出各种驱动控制 定时的所有实施方式所必须的，可根据需要来设置。对于哪个实施方式需 要设置机械快门52，将在每个实施方式中进行说明。(CCD固态摄像元件和周边部件的概要；向IL一CCD的应用)图2是第一结构例的固态摄像装置2的示意图，该固态摄像装置2由 CCD固态摄像元件10和用于驱动该固态摄像元件10的驱动控制部96的 一个实施方式构成。在该第一结构例中，以对行间(Interline)方式的CCD固态摄像元件(IL一CCD) 10进行四相驱动的情况为例进行说明， 在所述行间(Interline)方式的CCD固态摄像元件(IL一CCD) 10中，垂直电荷传送部被配置在传感器部的排列(垂直方向上的排列)之间。在图2中，驱动电源46向CCD固态摄像元件10施加电源电压VDD 以及复位漏级电压VRD，并向驱动器(驱动部)42也提供规定的电压。构成固态摄像装置2的CCD固态摄像元件10在半导体衬底21上与像 素(单位像素)相对应地在垂直(列)方向以及水平(行)方向上矩阵状 地配置了许多传感器部(感光部；光电单元)11，所述传感器部11由作 为受光元件的一例的光电二极管等构成。这些传感器部11检测从受光面 入射的入射光，取得与其光量(强度)相应的电荷量的信号电荷(一般称 为光电转换)，并将所述取得的信号电荷积累在该传感器部11中。另外，CCD固态摄像元件IO在每个传感器部11的垂直列上配置了垂 直CCD (V寄存器部、垂直电荷传送部)13，在所述垂直CCD 13中设置 了与N相驱动相对应的多个垂直传送电极24。在本例中，为了对应于四 相驱动，在作为电荷传送部的一例的垂直CCD 13上对应每两个单位像素 而配置了四个垂直传送电极24 (分别标以参照符一l、 一2、 —3、 —4来表 示)。例如，在垂直CCD 13上(受光面一侧)，以规定的顺序沿垂直方向 配置了四种垂直传送电极24，以在传感器部11的受光面一侧形成开口 部，所述四种垂直传送电极24被位于相同垂直位置上的各个列的垂直 CCD13共用。垂直传送电极24以向水平方向延伸的方式，即在传感器部 ll的受光面一侧形成开口部，并且横切在水平方向上。四种垂直传送电极24被形成为两个垂直传送电极24对应一个传感器 部11，并被构成为通过从驱动控制部96的驱动器(驱动部)42提供的四 种垂直传送脉冲牵V—1、 $V_2、 $V—3、 $V—4向垂直方向驱动传送信号电 荷。即，将在垂直方向上相邻的两个传感器部11作为一组，从驱动控制 部96的驱动器(驱动部)42分别向四个垂直传送电极24施加垂直传送脉 冲多V—1、 $V_2、 $V—3、 $V—4。另外，在CCD固态摄像装置中，设置了一行在图中的左右方向上延伸的水平CCD (H寄存器部，水平电荷传送部)15，该水平CCD 15与多 个垂直CCD 13的各个传送终点一侧的端部、即最后一行的垂直CCD 13 相邻。该水平CCD 15例如由基于两相水平传送时钟Hl、 H2的水平传送 脉冲多V—1、 $V—2传送驱动，从而在水平消隐期间后的水平扫描期间将从 多个垂直CCD 13迁移来的一行的信号电荷依次向水平方向传送。为此， 设置与两相驱动相对应的多个(两个)水平电极29 (29 — 1、 29—2)。这里，在图示的例子中，与由垂直方向的四个电极规定的垂直CCD 13的一组(一个包)相对应，为每组设置四个垂直传送电极24，其中位 于垂直方向上的最上部的垂直传送电极24与施加垂直传送脉冲$V—1的垂 直传送电极24一1相对应。向更上一级(更靠水平CCD 15的一侧)的垂直 传送电极24—2施加垂直传送脉冲$V—2，向更上一级(更靠水平CCD 15 的一侧)的垂直传送电极24_3施加垂直传送脉冲$V—3，向最靠近水平 CCD 15的一侧的垂直传送电极24—4施加垂直传送脉冲$V—4。另外，位 于垂直方向上的最上部的传感器部11与施加垂直传送脉冲$V—1的垂直传 送电极24—1以及施加垂直传送脉冲$V—2的垂直传送电极24—2相对应。 更上一级(更靠水平CCD 15的一侧)的传感器部ll与施加垂直传送脉冲 $V—3的垂直传送电极24—3以及施加垂直传送脉冲$V—4的垂直传送电极 24一4相对应。垂直CCD 13的传送方向在图中为纵(列)方向，在该方向上设置了 垂直CCD 13，在与该方向垂直的方向(水平方向、行方向)上排列了多 个垂直传送电极24。此外，读出栅极部12位于所述垂直CCD 13与各个 传感器部ll之间。在各个像素的读出栅极部12上进行设置，使四个垂直 传送电极24—1 24_4中的垂直传送电极24—1、 24—3所对应的一个兼用作 读出电极。另外，在各个单位像素的边界部分设置了沟道截止部(CS) 17。由这些传感器部11、设置在每个传感器部11的垂直列上并将从各个 传感器部11通过读出栅极部12读出的信号电荷垂直传送的多个垂直CCD 13、读出栅极部12、以及沟道截止部(CS) 17等构成了摄像区域14。通过读出栅极部12施加与读出脉冲ROG相对应的驱动脉冲 牵ROG，积累于传感器部11中的信号电荷被读出到垂直CCD 13中。将所述从传感器部11向垂直CCD 13的信号电荷的读出还特别称为域转移。垂直CCD 13由基于四相垂直传送时钟V1 V4的垂直传送脉冲 $V1 $V4而传送驱动，从而在水平消隐期间的一部分期间，朝着水平 CCD 15 —侧向垂直方向每次同时传送与一个扫描线(一行)相当的部分 的读出的信号电荷。将在该垂直CCD 13中向水平CCD 15 —侧逐行进行 的信号电荷的垂直传送还特别称为行转移。在水平CCD 15的传送终点的端部设置了例如浮动扩散放大器 (FDA)结构的电荷电压传送部16。该电荷电压传送部16将通过水平 CCD 15水平传送来的信号电荷依次转换为电压信号后输出。该电压信号 作为与来自被拍对象的光的入射量相应的CCD输出(VOUT)而导出。如 上构成行间传送方式的CCD固态摄像元件10。另外，固态摄像装置2包括定时信号生成部40和驱动器(驱动部) 42，该定时信号生成部40生成用于驱动CCD固态摄像元件10的各种脉 冲信号("L"电平和"H"电平的两个值)，该驱动器(驱动部)42将 从定时信号生成部40提供的各种脉冲作为规定电平的驱动脉冲而提供给 CCD固态摄像元件10。例如，定时信号生成部40基于水平同步信号(HD)或垂直同步信号 (VD)来生成以下信号并提供给驱动器(驱动部)42，所述信号包括 用于读出CCD固态摄像元件10的传感器部11中积累的信号电荷的读出 脉冲ROG;用于将读出的信号电荷向垂直方向传送驱动并传送到水平 CCD 15中的垂直传送时钟Vl Vn (n表示驱动时的相数，例如进行四相 驱动时为V1 V4);用于将从垂直CCD 13传送来的信号电荷向水平方 向传送驱动并传送到电荷电压传送部16中的水平传送时钟H1、 H2、以及 复位脉冲RG等。此外，当CCD固态摄像元件10与机械快门对应时，定 时信号生成部40还向驱动器(驱动部)42提供电子快门脉冲XSG。驱动器(驱动部)42将从定时信号生成部40提供的各种时钟脉冲转 换为规定电平的电压信号(驱动脉冲)，或者转换为其他信号，然后提供 给CCD固态摄像元件10。例如，从定时信号生成部40发出的四相垂直传 送时钟V1 V4经由驱动器(驱动部)42变为驱动脉冲$V—1 多V一4，并被施加到CCD固态摄像元件10内对应的规定的垂直传送电极(24—1 24—4)上。此外，读出脉冲ROG经由驱动器(驱动部)42而与垂直传送时钟 VI、 V3相组合，构成包含读出电压的三个值电平的驱动脉冲$V1、 $V3，然后被施加到垂直传送电极24一1 24—3上。同样地，两相的水平传送时钟H1、 H2经由驱动器(驱动部)42而变 为驱动脉冲$H1、 $H2，并被施加到CCD固态摄像元件10内对应的规定 的水平传送电极29—1 29—2上。这里，如上所述，驱动器(驱动部)42通过将读出脉冲ROG与四相 的垂直传送时钟V1 V4中的VI、 V3组合来构成采用三个值电平的垂直 传送脉冲多H1、争H3并提供给CCD固态摄像元件10。 g口，垂直传送脉冲 $H1、 $H3不仅用于原本的垂直传送动作中，而且还兼用于信号电荷的读 出中。下面，对如上构成的CCD固态摄像元件10的一系列的动作进行简要 说明。首先，生成定时信号生成部40生成垂直传送用的传送时钟V1 V4 和读出脉冲ROG等各种脉冲信号。这些脉冲信号通过驱动器(驱动部) 42而被转换为规定电压电平的驱动脉冲，然后被输入到CCD固态摄像元 件10的规定端子上。从定时信号生成部40发出的读出脉冲ROG被施加在读出栅极部12 的、四个垂直传送电极24—1 24—4中兼用作读出电极的垂直传送电极 24—1和24—3所对应的电极上，从而读出电极下的读出栅极部12的势阱加 深，由此各个传感器11中积累的信号电荷通过该读出栅极部12而被读出 到垂直CCD 13中。然后，通过基于四相的垂直传送脉冲部多V1 多V4来 驱动垂直CCD 13，依次被传送到水平CCD 15中。水平CCD 15基于两相的水平传送脉冲$H1、 $H2，将从多个垂直 CCD 13的每一个垂直传送来的与一行相当量的信号电荷依次向电荷电压 传送部16—侧水平传送，其中所述两相的水平传送脉冲》Hl、多H2是由 驱动器(驱动部)42将从定时信号生成部40发出的两相水平传送时钟 Hl、 H2转换为规定电压电平而形成的。电荷电压传送部16将从水平CCD 15依次注入的信号电荷积累到没有 图示的浮动扩散器中，并将所述积累的信号电荷转换为信号电压，然后在从定时信号生成部40发出的复位脉冲RG的控制下，例如经由没有图示的 源极跟随器结构的输出电路而输出该信号电压，作为摄像信号(CCD输出 信号)VOUT。艮口，在上述CCD固态摄像元件10中，将在通过将传感器部11沿纵 向和横向二维配置而成的摄像区域14中检测出的信号电荷，通过与各个 传感器11的垂直列对应地设置的垂直CCD 13而垂直传送至水平CCD 15，然后基于两相的水平传送脉冲$H1、 $H2，将信号电荷通过水平 CCD 15而向水平方向传送。然后，来自水平CCD 15的信号电荷通过电荷 电压传送部16而被转换为与该信号电荷相对应的信号电压并被输出。重 复进行以上的动作。(CCD固态摄像元件和周边部件的概要；向FIT—CCD的应用)图3是第二结构例的固态摄像装置2的概要图，该固态摄像装置2由 CCD固态摄像元件IO和用于驱动该CCD固态摄像元件10的驱动控制部 96的一个实施方式构成。在第一结构例中说明了将行间传送(Interline Transfer)方式的IL一 CCD用作CCD固态摄像元件10的例子，但即使将帧行间传送(Flame InterLine Transfer)方式的FIT—CCD用作CCD固态摄像元件10，该帧行 间传送方式的FIT—CCD在IL—CCD的下部具有用于积累与一域相当量 的信号电荷的被遮光的积累区域300，从传感器部11向垂直CCD 13的信 号电荷的读出以及垂直CCD 13中的行转移动作也大致相同，在后述的各 个实施方式中说明的涉及信号电荷的读出和垂直传送(行转移)的驱动控 制中，适用于IL一CCD的驱动控制大体上也同样能够适用于FIT—CCD。即，在FIT—CCD中，在垂直消隐期间，读出到垂直CCD 13中的信 号电荷使用高速的垂直传送脉冲$VV而被传送到积累区域300中。然 后，在水平消隐期间，使用与第一结构例中的垂直传送脉冲多V相同速度 的垂直传送脉冲$V，执行从积累区域300每次一个水平行地送入水平 CCD15中的行转移动作。(CCD固态摄像元件和周边部件的概要；向PS—CCD的应用)图4是第三结构例的固态摄像装置2的概要图，该固态摄像装置2由 CCD固态摄像元件10和用于驱动该CCD固态摄像元件10的驱动控制部 96的一个实施方式构成。在该第三结构例中，作为CCD固态摄像元件 10，使用了全帧读取(PS; Progressive Scan)方式的CCD固态摄像元件 10 (PS —CCD)。作为全帧读取方式的CCD固态摄像元件10的像素结构，例如在参考 文献1中提出了三层电极三相驱动的结构。该参考文献1中记载的全帧读 取方式的CCD固态摄像元件具有兼用作读出电极的第3层的传送电极在 有效像素区域中沿水平方向延伸的结构。但是，当形成3层结构时，需要 引入通过3层多晶硅工艺在各个像素上配置三个传送电极的高精密技术， 因此存在制造成本增加的难点。参考文献1: 「1/2 一y于33万画素正方格子全画素読^出L方式 CCD撮像素子」、f ^匕、'-3 y学会技術報告情報入力、情報fV只7。 I/, 1994年11月、p7 — 12 ( "1/2英寸33万正方像素全帧读取式CCD摄 像元件"、电视学会技术报告信息输入、信息显示，1994年11月、p7 — 12)。下面，对于使用全帧读取方式CCD固态摄像元件10时的固态摄像装 置2的概要结构，以与图2所示的行间传送方式CCD固态摄像元件10的 不同点为重点，简单地进行说明。全帧读取方式的CCD固态摄像元件10在每个传感器部11的垂直列 上配置了垂直CCD (V寄存器部、垂直电荷传送部)13，在该垂直 CCD13中设置了与三相驱动相对应的三个垂直传送电极24 (分别标以参 照符—1、 一2、 一3来表示)。行间传送方式的CCD固态摄像元件IO在作为 电荷传送部的一例的垂直CCD 13上对应每两个单位像素而配置了四个垂 直传送电极24，与此相对，全帧读取方式的CCD固态摄像元件IO在垂直 CCD 13上对应每一个单位像素而配置了三个垂直传送电极24，两者在这 一点存在很大差异。另外，进一步对垂直传送电极24的电极配置结构进行设计，以便使用电子快门功能来实现任意的感光度马赛克图案。作为一个例子，采用国际公开第WO02002/056603号小册子的图25 图32中记载的手段。或 者，采用日本专利文献特开平2004—172858号公报的图11 图14中记载 的手段。这里省略了对这些电极配置结构的具体手段的说明。 (马赛克图案排列)图5 图7是用于说明构成颜色/感光度马赛克图像的像素的颜色成分 以及感光度的排列图案(下面记为颜色/感光度马赛克图案)的基本结构的 图。作为构成颜色/感光度马赛克图案的颜色的组合，除了由R (红)、G (绿)、以及B (蓝)组成的三色组合以外，还有由Y (黄)、M (品 红)、C (青)、以及G (绿)组成的四色组合。在图5 图7中，每个正方形对应于一个像素，其中的英文字母表示 其颜色，作为英文字母的下标的数字表示其感光度等级。例如，就表示为 Gl的像素来说，表示出其颜色为G (绿)、感光度为Sl级。另外，就感 光度来说，数字越大，感光度就越高。颜色/感光度马赛克图案基本上可根据下述的第1 第四特征来进行分 类。图5是示出呈现第一特征的颜色/感光度马赛克图案Pl的图。图6是 示出呈现第二特征的颜色/感光度马赛克图案P2的图。图7是示出呈现第 四特征的颜色/感光度马赛克图案P4的图。第一特征是当关注具有相同颜色和感光度的像素时，这些像素呈栅 格状排列，并且当不考虑感光度而关注具有相同颜色的像素时，这些像素 呈栅格状排列。例如，在图5所示的颜色/感光度马赛克图案Pl中，当不考虑感光度 而关注颜色为R的像素时，如在将图面向右旋转45度的状态下观看时很 清楚地那样，这些像素在水平方向上以2Al/2 ( "A"表示平方)的间隔并 在垂直方向上以2A3/2的间隔被配置成栅格状。另外，当不考虑感光度而 关注颜色为B的像素时，这些像素也与上述相同地配置。当不考虑感光度 而关注颜色为G的像素时，这些像素在水平方向和垂直方向上均以2^1/2 的间隔被配置成栅格状特别是，在图5所示的颜色/感光度马赛克图案Pl中，所有奇数行上的像素为高感光度像素，所有偶数行上的像素为低感光度像素，如果将奇 数行和偶数行的信号电荷一域一域地交替并独立地读出到垂直CCD 13 中，则具有能够一域一域地独立地读出高感光度像素信号和低感光度像素 信号的优点。第二特征具有第一特征，而且其使用了三种颜色并形成拜耳(Bayer) 阵列。例如，在图6所示的颜色/感光度马赛克图案P2中，当不考虑感光 度而关注颜色为G的像素时，这些像素每隔一个像素而配置成方格花纹形 状(checkered pattern)。当不考虑感光度而关注颜色为R的像素时，这些 像素每隔一行而配置。另外，当不考虑感光度而关注颜色为B的像素时， 这些像素每隔一行而配置。因此，如果只关注像素的颜色，则可以说所述 模式P2是拜耳阵列。第三特征是当关注具有相同的颜色和感光度时，这些像素被排列成 栅格状，并且当不考虑感光度而关注具有相同的颜色的像素时，这些像素 被排列成栅格状，而当关注任意的像素时，在包括该像素以及位于其上下 左右的四个像素的总共五个像素所具有的颜色中，包含了该颜色/感光度马 赛克图案中包含的所有颜色。另外，第四特征具有第三特征，而且当关注 具有相同感光度的像素时，这些像素的排列呈拜耳排列。例如，在图7所示的颜色/感光度马赛克图案P4中，当只关注感光度 为S0的像素时，如在将图面向右倾斜45度的状态下观看时很清楚地那 样，这些像素空出2八1/2的间隔而构成拜耳阵列。另外，当只关注感光度 为Sl的像素时，这些像素也同样地空出2八1/2的间隔而构成拜耳阵列。这里所示的具有第1、第2以及第四特征的颜色/感光度马赛克图案 Pl、 P2、 P4只不过是其一个例子，例如也可以采用在国际公开第 WO2002/056603号小册子的图8 图18中示出的各种图案(排列)。这里，在CCD固态摄像元件10中，通过在CCD固态摄像元件10的 受光元件(传感器部11)的上面配置对应每个像素仅使不同颜色的光透过 的晶载彩色滤光片，来实现颜色/感光度马赛克图案中的颜色马赛克图案。另一方面，关于颜色/感光度马赛克图案中的用于获得高感光度像素信 号和低感光度像素信号的感光度马赛克图案，在本实施方式中，通过利用了从电荷生成部向垂直传送部读出信号电荷的时间的差异的、露光时间的 控制，即利用露光时间的差异，来实现了高感光度信号和低感光度信号的 获得。特别是，本实施方式的很大的特点是通过控制来改善由于读出到 垂直传送部中的信号电荷不被传送而被保持而引起的暗电流的问题。作为用于改善上述问题的露光控制方法，可根据所使用的CCD固态摄像元件10是IL一CCD (或者FIT—CCD)以及全帧读取方式的CCD固 态摄像元件中的哪一种、以及是否具有机械快门52，而采用各种方式。具 体说明如下。(感光度马赛克图案的电子形成方法；第一实施方式) 图8是用于抑制在垂直CCD 13中发生暗电流并电子地实现感光度马 赛克图案的驱动控制的第一实施方式的说明图。此外，图9是示出了第一 实施方式的驱动控制方法的变形例。假定在曝光动作期间接受的光强度变 化。这一点在后述的其他实施方式中也一样。在该第一实施方式及其变形例的驱动控制方法中，CCD固态摄像元件 10采用图4所示的全帧读取方式的CCD固态摄像元件，并且不使用图1 所示的机械快门52。可应用的感光度马赛克图案可以是图5 图7所示的 具有第1、第2、以及第四特征的颜色/感光度马赛克图案Pl、 P2、 P4中 的任一种。这里，图8 (A)以及图9 (A)示出了 CCD固态摄像元件10的电子 全曝光期间(即，在向基板提供电荷清除脉冲(电子快门脉冲)以将传感 器部11中积累的电荷在基板中清除后在传感器部11中开始积累信号电 荷，然后将传感器部11中积累的电荷最后读出到垂直CCD 13中的期 间)。在曝光期间，可见光频谱的规定的波长成分(晶载彩色滤光片的色 彩成分)入射到传感器部11中，通过传感器部11对其进行光电转换，信 号电荷被积累在该传感器部11中。图8 (B)和图9 (B)示出了向垂直传 送电极24提供用于指示电荷传送的控制电压的定时。图8 (C)和图9 (C)示出了对应用短时间曝光的低感光度像素信号 用的传感器部111，指示电荷读出的脉冲电压的定时。图8 (D)和图9 (D)示出了随着施加短时间曝光以及电荷读出脉冲电压而在低感光度像素信号用的传感器部111中积累的电荷量的变化。图8 (E)和图9 (E)示出了对应用长时间曝光的高感光度像素信号用的传感器部llh，指示电荷读出的脉冲电压的定时。图8 (F)和图9 (F)示出了与长时间曝光以及电荷读出脉冲电压的施加相应地在高感光 度像素信号用传感器部llh中积累的电荷量的变化。此外，虽然省略了图示，但对CCD固态摄像元件10的高感光度像素 信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111，还同时 提供电荷清除脉冲(电子快门脉冲)$Vsub。该电荷清除脉冲多Vsub在电 子曝光期间以外的规定期间中提供，以便从各个传感器部11中清除(复 位)电荷。作为该第一实施方式及其变形例的驱动控制方法，可以采用第三方法，g卩在将通过短时间曝光而在低感光度像素信号用的传感器部111中取得的信号电荷读出到垂直CCD12中以后，进而继续进行在高感光度像 素信号用的传感器部llh以及低光度像素信号用的传感器部111中的信号 电荷的积累，在规定时间以后，将通过长时间曝光而在高感光度像素信号 用的传感器部llh中取得的信号电荷读出到垂直CCD13中，并用垂直 CCD13立刻传送所述读出的信号电荷。艮P，为了取得低感光度像素信号，将全曝光期间分成前半部分和后半 部分，在全曝光期间的前半部分和后半部分的边界处，至少从低感光度像 素信号用的传感器部111向垂直CCD 13中读出信号电荷，在全曝光期间 的后半部分继续进行曝光，并在电子全曝光期间的最后定时，将在高感光 度像素信号用的传感器部llh中生成的信号电荷读出到垂直CCD 13中， 并将读出到这些垂直CCD 13中的信号电荷通过垂直CCD进行传送。此 外，此时具有如下特点，即此时至少对于高感光度像素信号用的信号电 荷，每当将该信号电荷读出到垂直CCD 13中时，不使读出的信号电荷滞 留在垂直CCD 13内地进行电荷传送。当与后述的第四实施方式及其变形例、第五实施方式(第一例)、第 五实施方式(第二例)进行比较时，具有如下特点将曝光/积累时间短的 感光度像素信号用的信号电荷的取得在全曝光期间的前半部分进行。另外，当与后述的第六实施方式(第一例)及其变形例、第六实施方式(第 二例)及其变形例进行比较时，具有如下特征将曝光/积累时间长的高感 光度像素信号用的信号电荷的取得在电子全曝光期间结束时执行一次。艮口，在电子全曝光期间中(tl0 t40)的规定定时继续进行曝光的状 态下，向与低感光度像素信号用的传感器部111对应的垂直传送电极24(兼用作读出电极)提供电荷读出脉冲电压(读出ROG1)，由此将通过短时间曝光而在低感光度像素用的传感器部111中取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中(t20)。然后，继续进行在高感光度像素用的传感器部llh以及低感光度像素 用的传感器部111中的信号电荷的积累，在规定时间后的电子全曝光期间 (tl0 t40)的最后定时t40，即在电子曝光结束的时刻t40，向与高感光 度像素用的传感器部11h对应的垂直传送电极24 (兼用作读出电极)提供 电荷读出脉冲电压(读出ROG2)，从而将通过长时间曝光而在高感光度 像素用的传感器部llh中取得的信号电荷读出在垂直CCD 13中。在将信 号电荷读出到垂直CCD 13中的时刻t40，电子曝光结束。另外，图8所示的第一实施方式的驱动控制方法具有如下特征将在 全曝光期间的前半部分在低感光度像素信号用的传感器部111中取得的信 号电荷读出到垂直CCD 13中的t20之后的、在高感光度像素信号用的传 感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111中继续进行信号电荷 的积累的期间(t20 t40)的一部分或者整个期间，采用了第一手法， 即将在全曝光期间的前半部分的最后定时读出到垂直CCD 13中的通过 短时间曝光而取得的低感光度像素信号用的信号电荷，通过垂直CCD 13 向水平CCD 15 —侧进行行转移，从而用于低感光度像素信号。尤其与后 述的第二实施方式及其变形例进行比较时，具有如下特点在电子全曝光 期间的"后半部分的一部分或整个部分期间"，对低感光度像素信号用的 信号电荷进行行转移。最好在为了从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13中 读出信号电荷而向对应的垂直传送电极24 (兼用作读出电极)提供电荷读 出脉冲电压(读出ROG1)之前(U6 tl8)，将在曝光期间(在低感光度像素信号用的传感器部lll中积累信号电荷的过程中)生成于垂直CCD 13中的、由垂直拖光成分或暗电流成分等引起的电荷清除到CCD固态摄 像元件IO外部。为此，例如可以使垂直CCD 13高速地空传送。与通常的信号电荷的 行转移不同，该电荷不用于输出信号中，因此不太需要注意垂直CCD 13 的传送效率等，也不用特别注意用于驱动垂直CCD 13的驱动脉冲的振幅 下降或波形畸变等，从而可进行上述的高速传送。由于将在短时间曝光期 间(在低感光度像素信号用的传感器部111中积累信号电荷的过程中)生 成于垂直CCD 13中的垂直拖光成分或暗电流成分等清除到CCD固态摄像 元件IO外部之后，从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13 读出信号电荷，因而垂直拖光、暗电流弱，还能够抑制高光溢出的问题。 另外，在短时间曝光期间(在低感光度像素信号用的传感器部111中积累 信号电荷的过程中)，在垂直CCD 13中生成的暗电流也不会变为白点 (点缺陷)。这里，在该第一实施方式的驱动控制方法的情况下，在从高感光度像 素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出高感光度信号电荷(高感光 度像素信号用的信号电荷)的定时t40以前，需要先完成通过短时间曝光 而取得的低感光度信号电荷(低感光度像素信号用的信号电荷)在所有行 中进行转移的行转移动作。为此，可以采用第四方法，即在完成以通常速度将通过短时间曝光 而取得的信号电荷在所有行中进行转移的行转移动作以后，开始通过长时 间曝光而取得的信号电荷的行转移动作。此时，在通过短时间曝光而取得 的低感光度信号电荷(低感光度像素信号用的信号电荷)的在所有行中的 行转移动作完成之前，不能执行通过长时间曝光而取得的信号电荷的读 出。结果，不能将定时t20之后的在高感光度像素信号用的传感器部llh 以及低感光度像素信号用的传感器部111中继续进行信号电荷的积累的全 曝光期间的后半部分的时间，设定得短于以通常速度将通过短时间曝光而 取得的信号电荷在所有行中转移的行转移动作完成所需的时间，所述定时 t20是将在全曝光期间的前半部分在低感光度像素信号用的传感器部111中取得的信号电荷读出到在垂直CCD 13中的定时。另外，也会增大取得全 部信号所需的时间。图8所示的驱动控制定时示出了该第四方法。对此，为了縮短将在全曝光期间的前半部分在低感光度像素信号用的传感器部lll中取得的信号电荷读出到在垂直CCD 13中的t20之后的、在 高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部 111中继续进行信号电荷的积累的全曝光期间的后半部分的时间，也可以采用第5方法，S卩将先前从低感光度像素信号用的传感器部111读出到垂直CCD 13中的通过短时间曝光而取得的所有行的信号电荷，以高于通 常速度的高速进行行转移动作，由此在将通过长时间曝光而取得的信号电 荷从高感光度像素信号用的传感器部llh读出到垂直CCD 13中之前，完 成通过短时间曝光而取得的信号电荷在所有行中的行转移动作。首先，为了将先前从低感光度像素信号用的传感器部lll读出到垂直 CCD 13中的通过短时间曝光而取得的所有行的信号电荷，以高于通常速 度的高速进行行转移动作，例如，可以采用以比通常高的高速驱动水平 CCD15的方法。另外，也可以采用如下方法，即配置多个水平CCD 15，并例如在 每个水平消隐期间迸行多行的行转移(垂直传送)动作。另外，通过使用高速的垂直传送脉冲$VV将FIT—CCD用作CCD固 态摄像元件10，并将在垂直消隐期间读出到垂直CCD 13中的信号电荷从 垂直CCD 13高速地传送至积累区域300，也能够縮短将在全曝光期间的 前半部分在低感光度像素信号用的传感器部111中取得的信号电荷读出到 在垂直CCD 13中的t20之后的、在高感光度像素信号用的传感器部llh 以及低感光度像素信号用的传感器部111中继续进行信号电荷的积累的全 曝光期间的后半部分的时间。这里，在该第一实施方式中，在低感光度像素信号用的传感器部111 中的全曝光期间的最后定时t20从低感光度像素信号用的传感器部111读 出到垂直CCD 13中的信号电荷被实际用于低感光度像素信号。从而，高 感光度像素的感光度SHigh和低感光度像素的感光度Slow之比Sratio (二 SHigh / SLow)成为(t40—tl0) / (t20—t10)。如果调整将在低感光度像38素信号用的传感器部111中的全曝光期间的前半部分在低感光度像素信号 用的传感器部lll中取得的信号电荷从低感光度像素信号用的传感器部111读出到垂直CCD 13中的读出时刻t20，就能够调整感光度比Sratio。若采用这种第一实施方式的驱动控制方法，则由于在通过执行电子全 曝光期间(tl0 t40)内的规定时间的曝光(短时间曝光)来在低感光度 像素信号用的传感器部111中进行信号电荷的生成以后，只要从该低感光 度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出信号电荷，就立刻将该 信号电荷行转移(垂直传送)至水平CCD 15—侧，因而不会在垂直CCD 13内保持信号电荷的状态下继续进行曝光。由于不将读出的低感光度像素 信号用的信号电荷保持在垂直CCD 13内停止传送，因而低感光度像素信 号的暗电流相应地变弱，由于不垂直传送从低感光度像素信号用的传感器 部lll读出到垂直CCD12中的通过短时间曝光而取得的信号电荷而在垂直 CCD13中发生的暗电流也不会变成白点(点缺陷)。艮卩，通过在用于取得高感光度像素信号的电子全曝光期间的后半部分 的曝光期间内，将从低感光度像素信号用的传感器部lll读出到垂直CCD 13中的信号电荷行转移至水平CCD 15 —侧，不会将从低感光度像素信号 用的传感器部111向垂直CCD 13读出的信号电荷保持在垂直CCD 13内。 因此，在电子全曝光期间的后半部分，不会产生暗电流成分的电荷重叠在 通过短时间曝光而取得的信号电荷上的现象，所述暗电流成分的电荷是由 不对从低感光度像素信号用的传感器部lll读出到垂直CCD 13中的短时 间曝光的信号电荷进行垂直传送而引起的。另外，对于在电子全曝光期间的最后定时t40从高感光度像素信号用 的传感器部llh读出的信号电荷，立刻开始行转移动作(t42)，因此通过 长时间曝光而取得的高感光度像素信号用的信号电荷也不保持在垂直CCD 13内，从而，高感光度像素信号的暗电流也相应地变弱，由于将长时间曝 光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷持续保持在垂直CCD 13内而 在垂直CCD13中产生的暗电流也不会变成白点(点缺陷)。艮卩，在该第一实施方式的驱动控制方法中，对于短时间曝光所取得的 信号电荷以及长时间曝光所取得的信号电荷，均不会将读出的信号电荷保39持在垂直CCD 13内停止传送，因此暗电流和白点的电平或数量的降低效 果非常好。另外，在垂直CCD13中产生的暗电流不会形成白点(点缺陷)。但是，在第一实施方式的驱动控制方法中，由于在由高感光度像素信 号用的传感器部llh积累长时间曝光所生成的信号电荷的期间，对短时间 曝光所取得的信号电荷进行行转移并将其传送到水平CCD 15 —侧，并且 将该信号电荷作为输出信号来使用，因此，例如即使并用机械快门52，也 会在低感光度像素信号中发生垂直光纹(即、垂直拖光现象)，所述垂直 光纹是由高辉度部分的入射光向垂直CCD 13泄漏而生成的电荷造成的。另一方面，对于高感光度像素信号，用于将信号电荷使用于输出信号 的行转移期间(t42 )不需要继续进行曝光，因此，如果并用机械快门 52，就能够在停止曝光的状态下执行行转移，在此期间不会有光入射到 CCD固态摄像元件10中，从而在原理上能够完全消除在行转移期间由起 因于光入射到CCD固态摄像元件10中而产生的垂直拖光成分等的不需要 的电荷造成的噪声(参见后述的图14)。 (第一实施方式的变形例)就驱动控制定时来说，也可以考虑只实施上述的第三方法，而不实施 在电子全曝光期间的"后半部分的一部分或者整个也可部分"将先前在全 曝光期间中的规定定时从低感光度像素信号用的传感器部111读出到垂直 CCD 13中的低感光度像素信号用的信号电荷行转移到水平CCD 15—侧的 第一方法。此时，紧接电子全曝光期间的最后定时之后，开始先前已读出的低感 光度像素信号用的信号电荷的电荷传送(t42)。这里，由于使用全帧读取 方式的CCD固态摄像元件，如示出第一实施方式的变形例的驱动控制方 法的图9所示，在电子全曝光期间的最后定时t40，从高感光度像素信号 用的传感器部llh将信号电荷读出到垂直CCD 13中，然后将所述读出的 高感光度像素信号用的信号电荷、与在作为全曝光期间的前半部分和后半 部分的边界的时刻t20先已读出的低感光度像素信号用的信号电荷合起来 进行行转移。当采用上述那样的第一实施方式的变形例的驱动控制方法时，由于紧 接通过从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出信号电 荷来结束电子曝光之后，将长时间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷读出到在垂直CCD 13中并立刻开始行转移动作(t42)，因而，至 少对于长时间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷，不会将其保 持在垂直CCD 13内，因此暗电流相应地变弱，也不会导致由于将长时间 曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷持续保持在垂直CCD 13内 而在垂直CCD13中产生的暗电流变为白点(点缺陷)。在专利文献4、 5中记载的定时的情况下，存在使读出到垂直传送不 中的高感光度像素信号用以及低感光度像素信号用的两者的信号电荷滞留 在垂直传送部内的期间(第一次读出以后的期间)，与此相对，在所述第 一实施方式的变形例中，至少对于高感光度像素信号用的信号电荷， 一旦 从高感光度像素信号用的传感器部llh将其读出到垂直CCD 13中，就立 刻开始行转移而不使其滞留在垂直CCD 13内，因此，与专利文献4、 5中 记载的方法相比其不同点在于至少能够改善高感光度像素信号的S/N。虽然对于低感光度像素信号用的信号电荷，允许读出的信号电荷滞留 在电荷传送部内，但对于高感光度像素信号的信号电荷，却最好不使读出 的信号电荷滞留在电荷传送部内而完全地进行电荷传送。其理由如下。即，当进行通过灵活使用所取得的高感光度像素信号和低感光度像素 信号来扩大动态范围的利用SVE的合成处理时，进行各个感光度像素信号 是否超出阈值的有效性判定，使用无效像素附近的有效像素的像素值来插 补该无效像素的像素值。由此，在高感光度像素信号具有浓淡层次，而低 感光度像素信号容易被噪声掩盖的低辉度一侧，当使用低感光度像素信号 时失效的像素较多，从而使用高感光度的像素值进行插补处理的像素数增 加。由此，当为了不受到由暗电流或点缺陷等的不需要的电荷导致的S/N 下降的问题的影响而进行插补处理时，最好对于有效像素变多的高感光度 像素信号，将从电荷生成部读出到电荷传送部中的信号电荷在每次读出时 就完全进行传送而不使其滞留在所述电荷传送部内，其中所述暗电流或点缺陷等是由于将从电荷生成部读出到电荷传送部中的信号电荷滞留在该电 荷传送部内而引起的。(感光度马赛克图案的电子形成方法；第二实施方式)图10是用于说明驱动控制的第二实施方式的图，所述驱动控制用于 电子地实现感光度马赛克图案，并抑制在垂直CCD 13中产生暗电流。另 外，图ll是示出第二实施方式的驱动控制方法的变形例的图。该第二实施方式及其变形例的驱动控制方法与后述的第四实施方式及 其变形例、第五实施方式(第一例)、以及第五实施方式(第二例)相 比，具有如下特点在全曝光期间的前半部分进行曝光/积累时间短的低感 光度像素信号用的信号电荷的取得。另外，其特点还在于使用了机械快 门52。在该第二实施方式的驱动控制方式中，采用为每一水平行(每一排列)配置了兼用作读出电极的垂直传送电极24的、图2所示的IL—CCD 或者图3所示的FIT—CCD，作为CCD固态摄像元件10，并且使用图1 所示的机械快门52。基本上使用所谓的帧读取方式，在该帧读取方式中，通过使用机械快 门52来控制可见光向传感器部11中的入射，从而控制信号电荷向传感器 部11中的积累，并且，将奇数行和偶数行的信号电荷按照每一域交替地 读出到垂直CCD中，由此将各个像素的信号电荷在垂直CCD 13中独立地传送。此时，定时信号生成部40为了控制可见光向传感器部11的入射，而 控制机械快门52的开闭，并且还控制在奇数行的传感器部llo以及偶 数行的传感器部lie中的信号电荷的积累；按照偶/奇行从传感器部11向 垂直CCD 13的信号电荷的读出；并且按照偶/奇行读出到垂直CCD 13中 的偶/奇行的信号电荷的行转移。在该第二实施方式及其变形例的驱动控制方法中，由于按照偶数/奇数 行来控制电荷积累时间，因而可应用的感光度马赛克图案是图5所示的具 有第一特征的颜色/感光度马赛克图案Pl。即、在颜色/感光度马赛克图案 Pl中，所有奇数行是高感光度像素，所有偶数行是低感光度像素。为了实现感光度如上述那样按照每一水平行而变化的感光度马赛克图案，定时信号生成部40可以向每个水平行提供不同的读出脉冲R0G1、 ROG2来进行 控制，以便将各行的信号电荷独立地读出到垂直CCD 13中，并将所述独 立地读出到垂直CCD 13中的信号电荷通过垂直CCD 13独立地传送到水 平CCD 15—侧。这里，图10 (A)以及图11 (A)示出了 CCD固态摄像元件10的电 子曝光期间。图10 (B)以及图11 (B)使出了指示机械快门52的开闭的 脉冲电压的定时。在机械快门52被打开着的全曝光期间(即、作为电磁 波的一个例子的光可向传感器部11入射的期间)，可见光频谱的规定的 波长成分(依赖于晶载彩色滤光片的颜色成分)入射到至传感器部11 中，通过传感器部11对其进行光电转换，信号电荷被积累在所述传感器 部11中。图10 (C)以及图11 (C)示出了向垂直传送电极24提供用于 指示电荷传送的控制电压的定时。图10 (D)以及图11 (D)示出了对奇数行以及偶数行中应用短时间 曝光的行的传感器部ll指示电荷读出的脉冲电压的定时。图10 (E)以及 图11 (E)示出了随着施加短时间曝光以及电荷读出脉冲电压而在传感器 部ll中积累的电荷量的变化。图10 (F)以及图11 (F)示出了对奇数行以及偶数行中应用长时间 曝光的行的传感器部11指示电荷读出的脉冲电压的定时。图10 (G)以 及图11 (G)示出了随着施加短时间曝光以及电荷读出脉冲电压而在传感 器部11中积累的电荷量的变化。该第二实施方式及其的变形例的驱动控制方法具有如下特点在将在 全曝光期间的前半部分通过短时间曝光而在低感光度像素信号用的传感器 部111中取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中以后，在该第一次读出以 后，先不对所读出的低感光度像素信号用的信号像素进行行转移，而是继 续在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感 器部lll中进行信号电荷的积累，并在关闭机械快门52以后，将在高感光 度像素信号用的传感器部llh中生成的信号电荷读出到垂直CCD中，从 而将所述读出的信号电荷通过垂直CCD 13进行传送，并且将先前读出到垂直CCD 13中的与低感光度像素信号对应的信号电荷通过垂直CCD 13进行传送。在该第二实施方式的驱动控制方法中，在规定的全曝光期间结束时关闭机械快门52，并在关闭该机械快门52后，将先前读出到垂直CCD 13 中的短时间曝光所取得的信号电荷通过垂直CCD 13进行行转移并向水平 CCD 15 —侧读出，此后，才将通过长时间曝光而在高感光度像素信号用 的传感器部Uh中取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中并通过垂直CCD 13进行行变换。艮口，首先使奇数行和偶数行的各个传感器部llo、 lle的控制定时分别 不同，由此在相同的曝光期间(在传感器部11中积累信号电荷的过程 中)将从奇数行的传感器部llo读出的积累电荷量与从偶数行的传感器 1 le读出的积累电荷量设定得不同。这里，当使用图5所示的呈现出第一特征的颜色/感光度马赛克图案 PI来作为CCD固态摄像元件10中的颜色/感光度马赛克图案时，奇数行 具有两个感光度图案S0、 SI中的高感光度图案，偶数行具有两个感光度 图案S0、 Sl中的低感光度图案。因此，图10 (D)示出了对具有两个感光度图案S0、 SI中的低感光 度图案的低感光度信号用的传感器部111，指示电荷读出的脉冲电压ROGl 的定时。另外，图10 (E)使出了随着施加机械快门52的打开指示以及电 荷读出脉冲电压ROG1而在低感光度像素信号用的传感器部111中积累的 电荷量的变化。另外，图10 (F)示出了对具有两个感光度图案SO、 Sl中的高感光度 图案的高感光度信号用的传感器部llh，指示电荷读出的脉冲电压ROG2 的定时。另外，图10 (G)使出了随着施加机械快门52的打开指示以及 电荷读出脉冲电压ROG2而在高感光度像素信号用的传感器部llh中积累 的电荷量的变化。此时，比较图10 (E)与图10 (G)可知，当以同一曝光时间(机械 快门52的打开期间；tl2 t28)对同一图像进行了摄像时，与图10 (E) 所示的低感光度像素信号用的传感器部1U相比，图10 (G)所示的高感光度像素信号用的传感器部llh中的关闭机械快门52以后的积累信号电 荷量更多，从而高感光度像素信号用的传感器部llh具有高感光度。当然，也可以通过调整机械快门52的打开期间(tl2 t28)，来调整整体的曝光量。如上所述，如果将高传感光度像素或者低传感光度像素不使它们混合 地安排到奇数行与偶数行的各个传感器部11上，则通过使对各个行的传 感器部11进行控制的控制定时分别不同，能够在相同的曝光期间(传感器部11的信号电荷积累期间)将从奇数行的传感器部llo读出的积累电 荷量和从偶数行的传感器lle读出的积累电荷量、即感光度设定得不同。艮口，驱动控制部96在电子全曝光期间内(tl0 t40)的规定期间 (tl2 t28)，打开机械快门52，并控制来自被拍对象Z的光L，使其透 过机械快门52和透镜54并通过光圈56调整，从而以合适的亮度向CCD 固态摄像元件10入射。在机械快门52打开的期间，传感器部ll积累信号 电荷。驱动控制部96在规定期间以后的时刻t28，关闭机械快门52，由此 使传感器部11停止积累信号电荷。就电荷传送电压来说，在期间tl0 t32以外的期间，根据需要向高感 光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111 共同提供用于向垂直CCD 13 (V寄存器)传送电荷的波形电压，但在期 间tl0 t32中，不向垂直传送电极24提供电荷传送电压，以便停止垂直 CCD 13的电荷传送。这里，在所述第二实施方式中，以不同的定时向奇数行与偶数行的各 个传感器部11提供电荷读出脉冲电压。例如，在全曝光期间(tl2 t28) 内的规定定时，在继续曝光的状态下，向与低感光度像素信号用的传感器 部lll对应的垂直传送电极24 (兼用作读出电极)提供电荷读出脉冲电压 (读出ROG1)，由此将通过短时间曝光而在低感光度像素信号用的传感 器部111中取得的信号电荷读出到垂直CCD13中(t20)。最好在向偶数行的传感器部lie提供电荷读出脉冲电压(读出 ROG1)之前(tl6 tl8)，将在曝光期间(低感光度像素信号用的传感器 部111的信号电荷积累期间)生成于垂直CCD 13中的暗电流等所引起的电荷清除到CCD固态摄像元件10以外。这一点与第一实施方式及其变形 例相同。然后，继续在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素 信号用的传感器部111中积累信号电荷，在规定时间后的电子曝光期间(tl0 t40)的最后定时，向与高感光度像素信号用的传感器部llh对应 的垂直传送电极24 (兼用作读出电极)提供电荷读出脉冲电压(读出 ROG2)，从而将通过长时间曝光而在高感光度像素信号用的传感器部llh 中取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中。另外，在关闭机械快门52的时刻t28以后，将读出到垂直CCD 13中 的短时间曝光所取得的信号电荷通过垂直CCD 13进行行转移并向水平 CCD 15—侧读出。结果，从电荷电压转换部16输出表示仅由偶数行的低 感光度像素构成的一域图像的摄像信号。然后，将通过长时间曝光而在高 感光度像素信号用的传感器部llh中取得的信号电荷读出到垂直CCD 13 中并进行行转移。结果，从电荷电压转换部16输出表示仅由奇数行的高 感光度像素构成的一域图像的摄像信号。能够独立地取得仅由奇数行的高感光度像素信号构成的一域的图像和 仅由偶数行的低感光度像素信号构成的一域的图像，如果将仅由奇数行的 高感光度构成的一域的图像与先前输出的仅由偶数行的高低感光度构成的 一域的图像合成，就可得到由所有行的像素构成的一域的高光度马赛克图 像。艮P，根据第二实施方式，在IL一CCD或者FIT—CCD中，打开机械 快门52，在奇数行和偶数行的各个传感器部11中同时开始曝光/积累，并 在经过规定时间以后，在打开机械快门52的状态下，从奇数行以及偶数 行中的一种行的传感器部11向垂直CCD B中读出信号电荷，在进一步经 过规定时间以后，在关闭机械快门52的全曝光期间结束后，从奇数行以 及偶数行中的另一种行的传感器部11向垂直CCD 13读出信号电荷，并将 所述读出的各自的信号电荷通过垂直CCD 13独立地转移。将奇数行和偶 数行的信号电荷一域一域交替并独立地读出到垂直CCD在13中，并将所 述读出的信号电荷通过垂直CCD向水平CCD 15—侧传送，由此能够独立46地取得高感光度像素的信号和低感光度像素的信号。当然，由于先从传感 器部11读出到垂直CCD 13中的行的曝光/积累期间短，因而该行的像素 是低感光度像素。艮口，在该第二实施方式中，在低感光度像素信号用的传感器部111中的全曝光期间的前半部分的最后定时t20从低感光度像素信号用的传感器 部lll读出到垂直CCD 13中的信号电荷实际上也被作为低感光度像素信 号用的输出信号使用。但是，由于使用了机械快门52，因而实际上光向高 感光度信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111入 射的时间不是电子曝光期间tl0 t40，而是被限制在机械快门52打开着的 tl2 t28。因此，高感光度像素的感光度SHigh与低感光度像素的感光度 Slow之比Sratio ( =SHigh / Slow)是(t28—tl2) / (t20—tl2)。-如果i周 整将在低感光度像素信号用的传感器111中的全曝光期间的前半部分在低 感光度像素信号用的传感器部111中取得的信号电荷从低感光度像素信号 用的传感器部111向垂直CCD 13读出的时刻t20，就可以调整感光度比 Sratio 。通过不使用全帧读取方式的CCD固态摄像元件，而是并用机械快门 52，在行间传送方式或者帧行间传送方式的CCD固态摄像元件也能够实 现SVE摄像，从而可使像素尺寸微小化。另外，行间传送方式或者帧行间 传送方式的CCD固态摄像元件与全帧读取方式的CCD固态摄像元件相比 制造成本低，因此能够在减少系统成本的情况下实现SVE摄像。另外，由 于使用机械快门52，因而还可以享有原理上不产生垂直拖光的效果。另外，全帧读取方式的CCD固态摄像元件与行间传送方式的摄像元 件相比还存在饱和电子数少的问题。对此，可以不使用全帧读取方式，而 是使用制造成本低、在相同的像素尺寸下能够比全帧读取方式增大饱和信 号电子数的通用方式、即行间传送方式的摄像元件，来执行SVE摄像，该 行间传送方式的摄像元件还具有可使画面尺寸微小化的优点。这里，在第二实施方式的驱动控制方法的情况下，需要在从仅由高感 光度像素信号用的传感器部Uh构成的奇数行的传感器部llo向垂直CCD 13中读出高感光度信号电荷(高感光度像素信号用的信号电荷)的定时t40之前，结束仅由短时间曝光所取得的信号电荷、即低感光度像素信号用的传感器部111构成的偶数行的传感器部lie在所有行中的行转移动为此，可以采用第四方法，即在将短时间曝光所取得的信号电荷以 通常速度在所有行中进行转移的行转移动作结束以后，开始长时间曝光所 取得的信号电荷的行转移动作。此时，在短时间曝光所取得的低感光度信 号电荷(低感光度像素信号用的信号电荷)在所有行中的行转移动作结束 之前，不能进行长时间曝光所取得的信号电荷的读出。图IO所示的驱动 控制定时示出了该第四方法。对此，为了縮短取得全部信号的时间，也可以采用使短时间曝光以及 长时间曝光所取得的所有行的信号电荷以高于通常速度的高速进行行转移 动作的方法。为了使短时间曝光以及长时间曝光所取得的所有行的信号电荷以高于 通常速度的高速进行行转移动作，可以使用以比通常更高的高速驱动水平CCD 15的方法，或者配置多个水平CCD 15，并例如在每个水平消隐期间 进行多行的行转移动作的方法。当采用上述那样的第二实施方式的驱动控制方法时，由于紧接通过从 高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出信号电荷来结束 电子曝光之后，开始长时间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷 的行转移动作(t34)，因而，至少对于长时间曝光所取得的高感光度像素 信号用的信号电荷，不将其保持在垂直CCD 13内，因而暗电流相应地变 弱，也不会导致由于将长时间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电 荷持续保持在垂直CCD 13内而在垂直CCD 13中产生的暗电流变为白点 (点缺陷)。另外，通过并用机械快门52，在将信号电荷通过摄像区域14所具有 的垂直CCD 13进行传送的期间(关闭机械快门52的时刻t28以后)，由 于在停止曝光的状态下进行行转移，因而在此期间，不会有光向CCD固 态摄像元件10中入射，从而在原理上对于高感光度像素信号以及低感光 度像素信号，都能够完全消除由在行转移期间向CCD固态摄像元件10入射的光引起的垂直拖影成分等不需要的电荷的噪声。通过使用机械快门52，可使用IT一CCD或FIT—CCD来实现SVE摄 像，因此能够转用一般的数码照相机用的CCD固态摄像元件，能够使用 像素尺寸更小的CCD固态摄像元件，并能够低成本地实现多像素化。另外，通过不使用全帧读取方式的CCD固态摄像元件而是并用机械 快门52，在IL一CCD或者FIT—CCD中也能够实现CVE摄像，从而可使 像素尺寸微小化。另外，IL一CCD或者FIT — CCD与全帧读取方式的 CCD固态摄像元件相比制造成本低，因此能够在减少系统成本的情况下实 现SVE摄像。(第二实施方式的变形例)在第二实施方式中，CCD固态摄像元件10采用了 IL—CCD或者FIT —CCD,但如图ll所示，也可以使用全帧读取方式的CCD固态摄像元件 和机械快门52，并以第二实施方式的驱动控制定时进行驱动。此时，也在关闭机械快门52之后，开始对先前读出的感光度像素信 号用的信号电荷进行电荷传送。这里，由于使用全帧读取方式的CCD固 态摄像元件，因而以第一实施方式的变形例为标准，在关闭机械快门52 (t28)以后，从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13中读 出信号电荷(t40)，然后将读出的高感光度像素信号用的信号电荷、与在 作为全曝光期间的前半部分和后半部分的边界的时刻t20先已读出的低感 光度像素信号用的信号电荷合起来进行行转移(t42)。当采用上述那样的第二实施方式的变形例的驱动控制方式时，由于紧 接通过从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出信号电 荷来结束电子曝光结束之后，将长时间曝光所取得的高感光度像素信号用 的信号电荷读出到垂直CCD 13中并立刻开始行转移动作(t42)，因而， 至少对于长时间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷，不会将其 保持在垂直CCD 13内，因此暗电流相应地变弱，也不会导致由于将长时 间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷持续保持在垂直CCD 13 内而在垂直CCD13中产生的暗电流变为白点(点缺陷)。在采用IL一CCD或FIT—CCD的第二实施方式中，由于使用机械快49门52，而能够享有原理上不产生垂直拖光的效果，但由于依次输出仅由高 感光度像素构成的一域的图像以及仅由低感光度像素构成的一域的图像， 因而为了获得由所有行的像素构成的一域的感光度马赛克图像，需要将仅 由高感光度像素构成的一域的图像和仅由低感光度像素构成的一域的图像 合成。对此，在采用全帧读取方式的CCD固态摄像元件的第二实施方式的 变形例中，通过使用机械快门52，不仅能享有原理上不产生垂直拖光的效 果，还具有以一次的行转移就能够获得由所有行的像素构成的一域的感光 度马赛克图像的优点。(感光度马赛克图案的电子形成方法；第三实施方式)图12是用于说明驱动控制的第三实施方式的图，所述驱动控制用于 电子地实现感光度马赛克图案，并抑制在垂直CCD 13中产生暗电流。图 13是第三实施方式的驱动控制方式的变形例(第一例)的说明图。另外， 图14是第三实施方式的驱动控制方式的变形例(第二例)的说明图。该第三实施方式及其变形例(第一例)的驱动控制方式是对第二实施 方式及其变形例的驱动控制方法进行变更的变形例，先从低感光度像素信 号用的传感器部111向垂直CCD 13读出的短时间曝光所取得的所有行的 行转移动作的定时与第二实施方式及其变形例中的定时不同。基本上，该第三实施方式及其变形例(第一例)的驱动控制方法具有 使用IL一CCD或FIT—CCD来实现第一实施方式的手段的特点，所述手 段如下在将通过短时间曝光而在低感光度像素信号用的传感器部111中 取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中以后， 一边对所述读出的低感光度 像素信号用的信号电荷进行行转移， 一边继续在高感光度像素信号用的传 感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111中积累信号电荷，并 在规定时间后，将通过长时间曝光而在高感光度像素信号用的传感器部 llh中取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中。艮口，在该第三实施方式及其变形例(第一例)中， 一旦将短时间曝光 所取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中，就立刻使读出的信号电荷以通 常速度进行行转移动作。即，在高感光度像素信号用的传感器部llh中继续积累长时间曝光所取得的信号电荷的期间，在将短时间曝光所取得的信 号电荷从低感光度像素信号用的传感器部读出到垂直CCD 13中后，接着就将读出到该垂直CCD 13中的短时间曝光所取得的信号电荷进行行转移 并向水平CCD 15 —侧传送。此时，不使用机械快门52，可以采用第六方法，在该第六方法中，将 短时间曝光所取得的信号电荷在所有行中的行转移动作的结束时刻设置在 电子曝光结束时刻t40之前。图12所示的驱动控制定时示出了该第六方 法。另外，也可以并用机械快门52，并采用第七方法，在该第七方法中， 将短时间曝光所取得的信号电荷在所有行中的行转移动作的结束时刻设置 在机械快门52关闭的时刻(实际的曝光结束时刻)t28之前。图13所示的 驱动控制定时示出了该第七方法。当应用第三实施方式及其变形例(第一例)的驱动控制方法来进行短 时间曝光所取得的信号电荷的行转移时，由于也不将短时间曝光所取得的 信号电荷保持在垂直CCD 13内，因而暗电流相应地变弱，也不会导致由 于将短时间曝光所取得的低感光度像素信号用的信号电荷持续保持在垂直 CCD13内而在垂直CCD13中产生的暗电流变为白点(点缺陷)。艮口，该第三实施方式及其变形例(第一例)的驱动控制方法与第一实 施方式的驱动控制方法一样，对于短时间曝光所取得的信号电荷以及长时 间曝光所取得的信号电荷，均不会将读出的信号电荷保持在垂直CCD 13 内停止传送，因此暗电流以及白点的电平或数量的降低效果非常好。并且，在该第三实施方式及其变形例(第一例)中，由于使用了 IL一 CCD或FIT—CCD,因而能够转用一般的数码照相机用的CCD固态摄像 元件，从而与采用全帧读取方式的CCD固态摄像元件的第一实施方式及 其变形例相比，能够采用像素尺寸小的CCD固态摄像元件，并能够低成 本地实现多像素化。另外，当采用图13所示的第七方法时， 一旦读出在全曝光期间的前 半部分取得的低感光度像素信号用的信号电荷，就立刻进行行转移，因 此，与图IO所示的第二实施方式相比，能够縮短从关闭机械快门52开始至电子曝光期间结束的时刻t40的期间，结果，能够縮短取得全部信号的 时间。但是，在第三实施方式及其变形例(第一例)的驱动控制方法中，就 低感光度像素信号来说，在高感光度像素信号用的传感器部Uh继续积累 信号电荷的期间，将在全曝光期间的前半部分取得的低感光度像素信号用的信号电荷进行行转移并向水平CCD 15 —侧传送，并且将该信号电荷作 为输出信号使用，因此，由在IL一CCD或者FIT—CCD中显著出现的垂 直拖光成分等的不需要的电荷引起的噪声就成为问题。另一方面，就高感光度像素信号来说，当采用图12所示的第六方法 时，由于没有使用机械快门52，因而由在IL—CCD或者FIT — CCD中显 著出现的垂直拖光成分等的不需要的电荷引起的噪声仍成为问题。但是， 当采用图13所示的第七方法时，由于并用机械快门52，因此用于将信号 电荷使用为输出信号的行转移期间(t42 )，在停止曝光的状态下执行行 转移，因而在此期间光不会入射到CCD固态摄像元件10中，从而在原理 上，能够完全消除在行转移期间由起因于光入射到CCD固态摄像元件10 中而产生的垂直拖光成分等的不需要的电荷造成的噪声。此外，在第三实施方式及其变形例(第一例)中，CCD固态摄像元件 IO采用了 IL—CCD或者FIT—CCD，但如图14所示的第三实施方式的变 形例(第二例)那样，也可以使用全帧读取方式的CCD固态摄像元件和 机械快门52，并以第三实施方式及其变形例(第一例)的驱动控制定时进 行驱动。(感光度马赛克图案的电子形成方法；第四实施方式) 图15是用于说明驱动控制的第四实施方式的图，所述第四实施方式 用于电子地实现感光度马赛克图案，并抑制在垂直CCD 13中产生暗电 流。另外，图16是第四实施方式的驱动控制方法的变形例的说明图，其 中并用了机械快门52。该第四实施方式及其变形例的驱动控制方法是对第1 第三实施方式 及其变形例的驱动控制方法进行变更的变形例，其特点在于在全曝光期 间的后半部分进行曝光/积累时间短的低感光度像素信号用的信号电荷的取这里，在图15所示的第四实施方式以及图16所示的第四实施方式的变形例的驱动控制方法中，采用图4所示的全帧读取方式的CCD固态摄 像元件。可应用的感光度马赛克图案可以是图5 图7所示的具有第1、 第2、以及第四特征的颜色/感光度马赛克图案Pl、 P2、 P4的任一种。在第四实施方式及其变形例的驱动控制方法中，在向垂直CCD 13中 读出在全曝光期间的后半部分取得的信号电荷之前，先将在全曝光期间的 前半部分通过用于取得低感光度像素信号的传感器部111而取得的信号电 荷清除到CCD固态摄像元件IO之外。所谓"清除"意思是指不将行转移 到水平CCD 15—侧的电荷用于输出信号中。所述清除如下进行发出短时间曝光信号(低感光度像素信号)用的 读出脉冲ROG1—1，将在全曝光期间的前半部分通过低感光度像素信号用 的传感器部lll取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中(t20)，并将所述 读出的信号电荷例如通过垂直CCD 13以高于通常速度的高速进行传送。 与通常的信号电荷的行转移不同，该电荷不用于输出信号，因此不太需要 注意垂直CCD 13的传送效率等，也不用特别注意用于驱动垂直CCD 13 的驱动脉冲的振幅下降或波形畸变等，从而可进行上述的高速传送。艮P，将短时间曝光信号用的信号电荷读出到垂直CCD 13中(t20)， 之后，继续在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号 用的传感器部111中积累信号电荷，并在此期间，将先前读出到垂直CCD 13中的短时间曝光信号用的信号电荷清除到垂直CCD 13 (即、CCD固态 摄像元件10)以外(t22 t29)。所述清除动作还包含垂直拖光成分等不 需要的电荷的清除。并且，在电子全曝光期间结束的时刻t40以后，将在高感光度像素信 号用的传感器部llh中取得的信号电荷以及在低感光度像素信号用的传感 器部lll中取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中并进行行转移。在图15所示的第四实施方式以及图16所示的第四实施方式的变形例 的驱动控制方法中，由于使用全帧读取方式的CCD固态摄像元件，因而 每当进行所述行转移时，可以同时发出短时间曝光信号(低感光度像素信号)用的读出脉冲ROG1—2和长时间曝光信号(高感光度像素信号)用的读出脉冲ROG2，来将各个信号电荷同时读出到垂直CCD 13中(t40)。 由此，能够同时对读出到垂直CCD 13中的短时间曝光信号用的信号电荷 和长时间曝光信号用的信号电荷进行行转移(t42 )。结果，可获得由所 有行的像素构成的一域的感光度马赛克图像。在该第四实施方式及其变形例中，将在电子全曝光期间的最后定时 t40从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13中读出的信号电 荷，实际上作为低感光度信号用的输出信号使用。因此，高感光度像素的 感光度SHigh和低感光度像素的感光度Slow之比Sratio (=SHigh / Slow)是(t40 — tl0) / (t40 — t20)。只要调整将在低感光度像素信号用 的传感器部111中的全曝光期间的前半部分在低感光度像素信号用的传感 器部111中取得的信号电荷从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直 CCD 13中读出的时刻t20，就能够调整感光度比Sratio。这样，在第四实施方式及其变形例的驱动控制方法中，在将全曝光沐S 累期间的后半部分所取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中之前，先将在 全曝光/积累期间的前半部分通过用于取得低感光度像素信号的传感器部 111而取得的信号电荷清除到CCD固态摄像元件10之外，并在电子全曝 光期间的最后定时t40，将高感光度像素信号用的信号电荷和低感光度像 素信号用的信号电荷读出到垂直CCD 13中并合起来进行行转移。由此，与第一实施方式、第三实施方式、第三实施方式的变形例(第 一例)或第三实施方式的变形例(第二例)的驱动控制方法一样，对于长 时间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷以及短时间曝光所取得 的低感光度像素信号用的信号电荷，均不会将读出的信号电荷保持在CCD 固态摄像元件13中并停止传送，因此暗电流的降低效果非常好。当然， 对于长时间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷以及短时间曝光 所取得的低感光度像素信号用的信号电荷，也都不会导致由于将读出的信 号电荷持续保持在垂直CCD 13内而在垂直CCD 13中产生的暗电流变为 白点(点缺陷)。另外，当CCD固态摄像元件10采用全帧读取方式的CCD固态摄像54元件时，也如图16所示的第四实施方式的变形例那样，如果并用机械快门52，则由于在关闭机械快门52而停止曝光的状态下，将高感光度像素 信号和低感光度像素信号各自的信号电荷读出到垂直CCD 13中并进行行 转移，因而，至少在行转移的期间光不会入射到CCD固态摄像元件10 中，从而在原理上对于高感光度像素信号以及低感光度像素信号，都能够 完全消除在行转移期间由起因于光入射到CCD固态摄像元件10中而产生 的垂直拖影成分等不需要的电荷造成的噪声。此外，如该第四实施方式及其变形例所示，在将全曝光期间的后半部 分所取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中之前，将在全曝光期间的前半 部分通过用于取得低感光度像素信号的传感器部111而取得的信号电荷清 除到CCD固态摄像元件10外的手段，也同样可应用于国际公开第 WO2002/056603号小册子的图23所示的定时，并能够享有暗电流以及白 点的电平或数量的降低效果。此时，对于高感光度像素信号，在每次读出 在全曝光期间的前半部分和后半部分取得的各个信号电荷时进行行转移， 由此成为与后述的第六实施方式相同的手段(参照后述的图20)。 (感光度马赛克图案的电子形成方法；第五实施方式)图17是用于说明驱动控制的第五实施方式(第一例)的图，所述驱 动控制用于电子地实现感光度马赛克图案，并抑制在垂直CCD 13中产生 暗电流。图17是用于说明驱动控制的第五实施方式(第二例)的图，所 述驱动控制用于电子地实现感光度马赛克图案，并抑制在垂直CCD 13中 产生暗电流。该第五实施方式(第一例)以及第五实施方式(第二例)的驱动控制 方法具有使用IL一CCD或者FIT—CCD来实现第四实施方式及其变形例 的手段的特点，所述手段如下在向垂直CCD 13中读出在全曝光期间的 后半部分取得的信号电荷之前，先将在全曝光期间的前半部分通过用于取 得低感光度像素信号的传感器部lll而取得的信号电荷清除到CCD固态摄 像元件10外。艮口，在该第五实施方式(第一例)以及第五实施方式(第二例)的驱 动控制方法中，首先，CCD固态摄像元件IO采用图2所示的IL一CCD或者图3所示的FIT—CCD，并使用图1所示的机械快门52。可应用的感光 度马赛克图案是图5所示的具有第一特征的颜色/感光度马赛克图案Pl 。在该第五实施方式(第一例)以及第五实施方式(第二例)的驱动控 制方法中，打开机械快门52 (tl2)，首先将在全曝光/积累期间的前半部 分通过短时间曝光信号(低感光度像素信号)用的传感器部111而取得的 信号电荷读出到垂直CCD 13中(t20)，然后继续在高感光度像素信号用 的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111中积累信号电 荷，并在此期间，将先前读出到垂直CCD 13中的短时间曝光信号用的信 号电荷清除至垂直CCD 13 (即CCD固态摄像元件10)以外。该清除动作 还包含垂直拖光等不需要的电荷的清除。然后，关闭机械快门52 (t28)，从而在停止曝光的状态下、将先前 读出到垂直CCD 13中的在全曝光/积累期间的前半部分通过短时间曝光信 号(低感光度像素信号)用的传感器部lll而取得的信号电荷向垂直CCD 13 (即CCD固态摄像元件10)外清除完毕的时刻t29以后，将在长时间 曝光信号(高感光度像素信号)用的传感器部llh中取得的信号电荷和在 短时间曝光信号(低感光度像素信号)用的传感器部111中取得的信号电 荷按照规定的顺序读出到垂直CCD 13中并通过垂直CCD13进行行转移。艮口，在低感光度像素信号用的传感器部111中的全曝光沐口、累期间的前 半部分通过低感光度像素信号用的传感器部111而取得的信号电荷读出到 垂直CCD 13中的时刻t20之后，还继续使机械快门52打开，继续进行高 感光度像素信号用的传感器部llh和低感光度像素信号用的传感器部111 中的积累，并在此期间，将第一次从低感光度像素信号用的传感器部111 向垂直CCD 13读出的实际上不使用的短时间曝光信号的信号电荷通过行 转移而清除至CCD固态摄像元件10以外，然后在关闭机械快门52来停 止曝光的状态下，将第一次读出的长时间曝光信号用的信号电荷和第二次 读出的短时间曝光信号用的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部 llh和低感光度像素信号用的传感器部111以规定的顺序一次读出到垂直 CCD 13中并通过垂直CCD13进行行转移。在第五实施方式(第一例)以及第五实施方式(第二例)的驱动控制56方法中，由于使用IL一CCD或者FIT—CCD，因而当进行上述行转移时， 采用帧读取方式将各自的信号电荷独立地读出到垂直CCD 13中，并将所 述读出的信号电荷通过垂直CCD独立地传送，即将奇数行和偶数行的信 号电荷一域一域交替并独立地读出到垂直CCD 13中并且通过垂直CCD 13 向水平CCD —侧传送，由此独立地取得高感光度像素信号和低感光度像 素信号。如果将仅由后输出的行的像素构成的一域的图像与仅由先输出的 行的像素构成的一域的图像合成，就可得到由所有行的像素构成的一域的 感光度马赛克图像。可以自由设定先将高感光度像素信号用的信号电荷和 低感光度像素信号用的信号电荷的哪一个读出到垂直CCD 13中。例如，如图17所示的第五实施方式(第一例)那样，当先从低感光 度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出信号电荷并进行行转移 时，关闭机械快门52 (t28)，在规定的定时t30 (t30:也可以是紧接关闭 了机械快门52的时刻t28之后的定时)，将低感光度像素信号读出用的电 荷读出脉冲电压(读出R0G1一2)提供给与具有低感光度像素信号用的传 感器部111的偶数行的传感器部lle对应的垂直传送电极24 (兼用作读出 电极)，由此从所述偶数行的传感器部lie (低感光度像素信号用的传感 器部lll)向垂直CCD 13—起读出信号电荷。然后，将所述偶数行的信号 电荷经由垂直CCD 13依次传送至水平CCD 15 —侧(行转移)(t32 t36)。结果，从电荷电压转换部16输出表示仅由偶数行的像素构成的一 域图像的摄像信号。在从传感器部lie向垂直CCD 13读出信号电荷的时 刻t30，电子曝光还没有结束。并且，在从所述偶数行的传感器部lle读出到垂直CCD 13中的所有 信号电荷的行转移结束的时刻t36以后，将高感光度像素信号读出用的电 荷读出脉冲电压(读出ROG2)提供给与具有高感光度像素信号用的传感 器部llh的奇数行的传感器部11o对应的垂直传送电极24 (兼用作读出电 极)，6由此从所述奇数行的传感器部llo (高感光度像素信号用的传感 器部llh)向垂直CCD 13 —起读出信号电荷(t40:也可以是紧接t36以 后的定时)。然后，将所述奇数行的信号电荷经由垂直CCD 13依次传送 至水平CCD 15 —侧(行转移)(t42 t46)。结果，从电荷电压转换部16输出表示仅由奇数行的像素构成的一域图像的摄像信号。在从传感器部llo向垂直CCD 13读出信号电荷的时刻t40，电子曝光结束。能够独立地取得仅由偶数行的像素构成的一域的图像以及仅由奇数行 的像素构成的一域的图像，如果将仅由奇数行的像素构成的一域的图像与 先已读出的仅由偶数行的像素构成的一域的图像合成，则能够得到由所有 行的像素构成的一域的感光度马赛克图像。相反，也可以如图8所示的第五实施方式(第二例)那样，为了先从 高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出信号电荷并进行 行转移，而先从奇数行的传感器部llo向垂直CCD 13读出信号电荷并进 行垂直传送(行转移)。艮P，关闭机械快门52 (t28)，在规定的定时t30 (t30:也可以是紧接 关闭了机械快门52的时刻t28之后的定时)，将高感光度像素信号读出用 的电荷读出脉冲电压(读出ROG2)提供给与具有高感光度像素信号用的 传感器部llh的奇数行的传感器部11o对应的垂直传送电极24 (兼用作读 出电极)，由此从所述奇数行的传感器部llo (高感光度像素信号用的传 感器部llh)向垂直CCD 13 —起读出信号电荷。然后，将所述奇数行的 信号电荷经由垂直CCD 13依次传送至水平CCD 15 —侧(行转移)(t32 t36)。结果，从电荷电压转换部16输出表示仅由奇数行的像素构 成的一域的图像的摄像信号。在从传感器部llo向垂直CCD 13读出信号 电荷的时刻t30，电子曝光还没有结束。并且，在从所述奇数行的传感器部llo读出到垂直CCD 13中的所有 信号电荷的行转移结束的时刻t36以后，将低感光度像素信号读出用的电 荷读出脉冲电压(读出R0G1_2)提供给与具有低感光度像素信号用的传 感器部111的偶数行的传感器部lle对应的垂直传送电极24 (兼用作读出 电极)，由此从所述偶数行的传感器部lie (低感光度像素信号用的传感 器部lll)向垂直CCD 13—起读出信号电荷(t40:也可以是紧接t36以后 的定时)。然后，将所述偶数行的信号电荷经由垂直CCD 13依次传送至 水平CCD 15 —侧(行转移)(t42 t46)。结果，从电荷电压转换部16 输出表示仅由偶数行的像素构成的一域的图像的摄像信号。在从传感器部lie向垂直CCD 13读出信号电荷的时刻t40，电子曝光结束。能够独立地取得仅由奇数行的像素构成的一域的图像以及仅由偶数行 的像素构成的一域的图像，如果将仅由偶数行的像素构成的一域的图像与 先已读出的仅由奇数行的像素构成的一域的图像合成，则能够得到由所有 行的像素构成的一域的感光度马赛克图像。但是，在停止曝光后，在从高感光度像素用以及低感光度像素用的一 种传感器部11向垂直CCD 13读出信号电荷的期间，后读出的传感器部 11将在不被曝光的状态下持续保持信号电荷，从而持续积累由传感器部 11中产生的暗电流引起的电荷(传感器部11中的不需要的电荷)。因此，对于后读出的一个信号，会产生由传感器部11中产生的电流 所引起的S/N、动态范围降低、和/或白点(点缺陷)的电平或数量增加等 的问题，因此最好根据摄像目的，对先从高感光度像素信号用的传感器部 llo和低感光度像素信号用的传感器部lle的哪一个向垂直CCD读出信号 电荷进行切换。例如，中央控制部92对摄像时向传感器部11入射的电磁波的入射强 度的状态进行监视，曝光控制器94从该中央控制部92取得摄像时向传感 器部11入射的电磁波的入射强度状态的信息，并使用该信息来控制机械 快门52或光圈56，以使发送到图像处理部66中的图像具有合适的亮度， 并且定时信号生成部40从该中央控制部92取得摄像时向传感器部11入射 的电磁波的入射强度状态的信息，并使用该信息来对从高感光度信号用的 传感器部llo和低感光度信号用的传感器部lie的哪一个向垂直CCD 13 读出信号电荷进行切换。例如，当进行高感光度像素信号具有浓淡层次、而低感光度像素信号 容易被噪声掩盖的低辉度区域的摄像时，在使用低感光度像素信号的情况 下失效的像素较多，从而使用高感光度的像素值进行插补处理的像素数增 加。此时，如果将从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD中 的信号电荷的读出放在从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 中的信号电荷的读出之后，则在向垂直CCD 13中后读出信号电荷的高感 光度像素信号用的传感器部llh中产生的暗电流或白点(点缺陷)就成为问题，因此，当进行低辉度区域的摄像时，最好将从高感光度像素信号用 的传感器部llh向垂直CCD中的信号电荷的读出放在从低感光度像素信号用的传感器部lll向垂直CCD中的信号电荷的读出之前。如果将从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13中的信 号电荷的读出放在后面，则在从向垂直CCD 13中先读出信号电荷的高感 光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13中读出信号电荷并进行行 转移的期间，会在后读出的低感光度像素信号用的传感器部111中产生暗 电流，但由于在进行低辉度区域的摄像时，在使用低感光度像素信号的情 况下失效的像素较多，从而使用高感光度的像素值进行插补处理的像素数 增，因而若要进行插补处理，以便不受到由传感器部11中产生的暗电流 引起的S/N、动态范围的降低、白点(点缺陷)的电平或数量的增加等问 题的影响，则最好先进行从有效像素多的高感光度像素信号用的传感器部 llh向垂直CCD 13中的信号电荷的读出。艮P，在进行低辉度区域的摄像时，通过先进行从高感光度像素信号用 的传感器部llh向垂直CCD 13中的信号电荷的读出，能够比先从低感光 度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出信号电荷时，扩大低辉 度一侧的入射光强度的动态范围，还能够改善低辉度一侧的S/N。另外， 可以使低辉度一侧的点缺陷的数量减少、电平减小。此外，由于在向垂直 CCD 13中读出在全曝光期间的后半部分取得的信号电荷之前，先将通过 用于取得低感光度像素信号的传感器部111而在全曝光期间的前半部分取 得的信号电荷与在垂直CCD 13中产生的垂直拖光成分或暗电流成分等不 需要的电荷一并清除到CCD固态摄像元件10以外(t22 t29)，因而对 于高感光度像素信号来说，不仅传感器部11中的不需要的电荷少，而且 垂直CCD 13中的不需要的电荷也少，从而可进一步改善低辉度一侧的入 射光强度的动态范围和低辉度一侧的S/N，能够实现高感光度、入射光强 度的高动态范围，而且在电子全曝光期间产生于垂直CCD 13中的暗电流 也不会变为白点(点缺陷)。另外，在高辉度一侧或中辉度区域，最好将从低感光度像素用的传感 器部lll向垂直CCD的信号电荷的读出放在前面。由此，与先从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出信号电荷时相比，能够改善中辉度区域的S/N和点缺陷等。另外，虽然在高辉度一侧效果小，但还是能够稍微扩大高辉度一侧的入射光强度的动态范围，并多少能够改善高辉度一侧的S/N和点缺陷等。另外，由于在向垂直CCD 13中读出在全曝 光期间的后半部分取得的信号电荷之前，先将通过用于取得低感光度像素 信号的传感器部111而在全曝光期间的前半部分取得的信号电荷与在垂直 CCD 13中产生的垂直拖光成分或暗电流成分等不需要的电荷一并清除到 CCD固态摄像元件10以外(t22 t29)，因而，对于低感光度像素信号来 说，不仅传感器部11中的不需要的电荷少，而且垂直CCD 13中的不需要 的电荷也少，从而可进一步改善中辉度区域的S/N和点缺陷等。另外，虽 然在高辉度一侧效果小，但还是能够稍微扩大高辉度一侧的入射光强度的 动态范围，并多少能够改善高辉度一侧的S/N和点缺陷等。另外，在中辉 度区域以及高辉度区域，均不会导致在电子全曝光期间产生于垂直CCD 13中的暗电流变为白点(点缺陷)。艮P，不论图17所示的第五实施方式(第一例)和图18所示的第五实 施方式(第二例)的哪一方式，都在期间tl0 t32以外的期间，向与高感 光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111 有关的垂直传送电极24共同提供用于向垂直CCD 13 (V寄存器)传送电 荷的波形电压，并且都在期间tl0 t30的后半部分，即在期间t22 t29中 也向垂直传送电极24提供用于进行行转移的波形电压，由此，不仅能够 清除第一次读出的低感光度像素信号用的信号电荷，还能够清除在垂直 CCD 13中产生的暗电流成分。另外，所述清除动作不仅能够清除暗电流成分，还能够清除垂直拖光 成分或其他不需要的电荷成分。即，如果并用机械快门52，则在关闭机械 快门52来停止曝光的状态下，将高感光度像素信号和低感光度像素信号 各自的信号电荷读出到垂直CCD 13中并进行行转移，因此至少在行转移 期间不会有光入射到CCD固态摄像元件10中，从而在原理上对于高感光 度像素信号以及低感光度像素信号两者，都能够完全消除由垂直拖光成分 等不需要的电荷造成的噪声，这里所述的垂直拖光成分等是由在行转移期间向CCD固态摄像元件IO入射的光引起的。如上所述，在第五实施方式(第一例)以及第五实施方式(第二例)的驱动控制方法中，CCD固态摄像元件10使用了 IL一CCD或者FIT — CCD，但与第四实施方式及其变形例的驱动控制方法一样，通过在向垂直 CCD 13中读出在全曝光/积累期间的后半部分取得的信号电荷之前，先将 通过用于取得低感光度像素信号的传感器部111而在全曝光/积累期间的前 半部分取得的信号电荷清除到CCD固态摄像元件10以外。并且，关闭机 械快门52 (t28)，从而在停止曝光的状态下、将先前读出到垂直CCD 13 中的在全曝光/积累期间的前半部分通过短时间曝光信号(低感光度像素信 号)用的传感器部lll而取得的信号电荷向垂直CCD 13 (即CCD固态摄 像元件10)外清除完毕的时刻t29以后，将高感光度像素信号用的信号电 荷和低感光度像素信号用的信号电荷以规定的顺序读出到垂直CCD中并 进行行转移。由此，与第四实施方式或第四实施方式的变形例的驱动控制方法相 同，对于长时间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷以及短时间 曝光所取得的低感光度像素信号用的信号电荷双方，都不会将读出信号电 荷保持在垂直CCD 13内停止传送，因此暗电流的降低效果非常好。当 然，对于长时间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷以及短时间 曝光所取得的低感光度像素信号用的信号电荷双方，也都不会导致由于将 读出的信号电荷持续保持在垂直CCD 13内而在垂直CCD 13中产生的暗 电流变为白点(点缺陷)，并且通过并用机械快门52，对于高感光度像素 信号以及低感光度像素信号双方，还能够完全消除由垂直拖光成分等不需 要的电荷造成的噪声，这里所述的垂直拖光成分等是由在行转移期间向 CCD固态摄像元件10入射的光引起的。另外，由于在向垂直CCD 13中 读出在全曝光期间的后半部分取得的信号电荷之前，先将通过用于取得低 感光度像素信号的传感器部111而在全曝光期间的前半部分取得的信号电 荷与在垂直CCD 13中产生的垂直拖光成分或暗电流成分等不需要的电荷 一并清除到CCD固态摄像元件10以外(t22 t29)，因而，垂直拖光和 暗电流变弱，而且也不会导致在电子全曝光期间产生于垂直CCD 13中的62暗电流变为白点(点缺陷)。当将第五实施方式(第一例)以及第五实施方式(第二例)与第四实 施方式及其变形例进行比较时，采用了全帧读取方式的CCD固态摄像元 件的第四实施方式及其变形例具有如下优点由于可同时将长时间曝光信 号(高感光度像素信号)和短时间曝光信号(低感光度像素信号)读出到垂直CCD 13中并通过垂直CCD 13进行行转移，因而通过一次行转移就 能够取得由所有行的像素构成的1帧的感光度马赛克图像，与此相对，在 采用FIT—CCD的第五实施方式(第一例)以及第五实施方式(第二例) 中，必须将长时间曝光信号(高感光度像素信号)和短时间曝光信号(低 感光度像素信号)以帧读出方式交替地读出到垂直CCD 13中并通过垂直 CCD 13进行行转移，从而依次输出仅包括高感光度像素的一域的图像以 及仅包括低感光度像素的一域的图像，因此，为了获得由所有行的像素构 成的一域的感光度马赛克图像，需要对仅包括高感光度像素的一域的图像 和仅包括低感光度像素的一域的图像进行合成。另一方面，在第五实施方式(第一例)以及第五实施方式(第二例) 中，由于使用IL一CCD或者FIT—CCD,而不使用全帧读取方式的CCD 固态摄像元件，因而与使用全帧读取方式的CCD固态摄像元件的第四实 施方式及其变形例相比，可使CCD固态摄像元件的像素尺寸细微化，并 且由于IL—CCD或者FIT—CCD与全帧读取方式的CCD固态摄像元件相 比制造成本低，因而能够在降低系统成本的情况下实现SVE摄像。 (感光度马赛克图案的电子形成方法；第六实施方式)图19是用于说明驱动控制的第六实施方式(第一例)的图，所述驱 动控制用于电子地实现感光度马赛克图案，并抑止在垂直CCD 13中产生 暗电流。图20是用于说明驱动控制的第六实施方式(第二例)的图，所 述驱动控制用于电子地实现感光度马赛克图案，并抑止在垂直CCD 13中 产生暗电流。在图19或图20中，没有使用机械快门52，但也可以并用机 械快门52，以改善垂直拖光。该第六实施方式(第一例)的驱动控制方法是第一实施方式的驱动控 制方法的变形例，第六实施方式(第二例)的驱动控制方法是第四实施方式的变形例，它们的特点在于将曝光/积累时间长的高感光度像素信号用 的信号电荷分在全曝光期间的前半部分和后半部分经两次取得，并对于所 述高感光度像素信号用的传感器部llh中的在全曝光期间的前半部分取得 的高感光度像素信号用的信号电荷、和高感光度像素信号用的传感器部 llh中的在全曝光期间的后半部分取得的高感光度像素信号用的信号电 荷，分两次单独执行从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13中的读出和电荷传送。由于分成两次单独执行将高感光度像素信号用的传感器部llh中的在 全曝光期间的前半部分取得的高感光度像素信号用的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13的读出和电荷传送、以及将高 感光度像素信号用的传感器部llh中的在全曝光期间的后半部分取得的高 感光度像素信号用的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂 直CCD 13的读出和电荷传送，因而与此对应，图像处理部66使用所述的 高感光度像素信号用的传感器部Uh中的在全曝光期间的前半部分取得的 高感光度像素信号和高感光度像素信号用的传感器部llh中的在全曝光期 间的后半部分取得的高感光度像素信号，通过对同一图像位置上的两个图 像信号进行相加合成，来取得最终的高感光度像素信号。在专利文献4、 5所记载的定时中，当第一次(在高感光度像素信号 用的传感器部的全曝光期间中的规定定时)向垂直CCD中读出信号电荷 时，不进行行转移而是将该信号电荷保持在垂直CCD中，然后将其与第 二次(高感光度像素信号用的传感器部中的全曝光期间中的最后定时)读 出到垂直CCD中的信号电荷在该垂直CCD内相加后进行行转移。与此相 对，在该第六实施方式(第一例)和第六实施方式(第二例)中，将高感 光度像素信号用的传感器部llh中的在全曝光期间的前半部分取得的高感 光度像素信号用的信号电荷、与高感光度像素信号用的传感器部llh中的 在全曝光期间的后半部分取得的高感光度像素信号用的信号电荷分别从高 感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13中读出并进行行转移。 然后，使用所述高感光度信号用的传感器llh中的在全曝光期间的前半部 分取得的高感光度像素信号和高感光度像素信号的传感器部llh中的在全曝光期间的后半部分取得的高感光度像素信号，通过在图像处理部66中 进行信号处理来取得最终的高感光度像素信号。在这一点上区别于与专利 文献4、 5记载的驱动控制方法。在图19所示的第六实施方式(第一例)中示出了第一实施方式的变形例，在该第一实施方式中实际上使用了低感光度像素信号用的传感器部 111中的在全曝光期间的前半部分的曝光/积累期间取得的低感光度像素信号用的信号电荷，在图20所示的第六实施方式(第二例)中示出了第四 实施方式的变形例，在该第四实施方式中实际上使用了感光度像素信号用 的传感器部111中的在全曝光期间的后半部分的曝光/积累期间取得的低感 光度像素信号用的信号电荷。艮P，在第六实施方式(第一例)和第六实施方式(第二例)中，就高 感光度像素信号用的信号电荷来说，在高感光度像素信号用的传感器部 llh中的全曝光期间的前半部分和后半部分分两次取得并用为输出信号的是将所述的在高感光度像素信号用的传感器部llh中的全曝光期间的前半部分取得的高感光度像素信号用的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部llh读出到垂直CCD 13中并进行电荷传送的信号电荷、与在高感 光度像素信号用的传感器部llh中的全曝光期间的后半部分取得的高感光 度像素信号用的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部llh读出到垂 直CCD 13中并进行电荷传送的信号电荷进行合成而得的信号电荷。就低 感光度像素信号用的信号电荷来说，用为输出信号的是既可以是将在低 感光度像素信号用的传感器部111中的全曝光期间的前半部分取得的低感 光度信号用的信号电荷从低感光度像素信号用的传感器部111读出到垂直 CCD 13中并进行电荷传送而得的信号电荷，也可以是将在低感光度像素 信号用的传感器部111中的全曝光期间的后半部分取得的低感光度信号用 的信号电荷从低感光度像素信号用的传感器部111读出到垂直CCD 13中 并进行电荷传送而得的信号电荷。在图19所示的第六实施方式(第一例)以及图20所示的第六实施方 式(第二例)中，在高感光度图像信号用的传感器部llh以及低感光度图 像信号用的传感器部lll的全曝光期间中(tl0 t40)的规定定时，在继续曝光的状态下，向与高感光度像素信号用的传感器部llh对应的垂直传送电极24 (兼用作读出电极)提供电荷读出脉冲电压(读出ROG2J)，并 且向与低感光度像素信号用的传感器部111对应的垂直传送电极24 (兼用 作读出电极)提供电荷读出脉冲电压(读出R0G1一1)，由此，将通过高 感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部 111的全曝光期间的前半部分的曝光，而在高感光度像素信号用的传感器 部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111中取得的信号电荷读出到 垂直CCD 13中。然后，继续在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素 信号用的传感器部111中进行信号电荷的积累，并在规定时间后的电子全 曝光期间的最后定时，在图19所示的第六实施方式(第一例)的情况 下，向与高感光度像素信号用的传感器部11h对应的垂直传送电极24 (兼 用作读出电极)提供读出脉冲电压(读出ROG2一2)，从而将通过高感光 度像素信号用的传感器部llh中的全曝光期间的后半部分的曝光，而在高 感光度像素信号用的传感器部llh中取得的信号电荷读出到垂直CCD 13 中(t40)，与此相对，在图20所示的第六实施方式(第二例)的情况 下，向与高感光度像素信号用的传感器部11h对应的垂直传送电极24 (兼 用作读出电极)提供电荷读出脉冲电压(读出ROG2—2)，并且向与低感 光度像素信号用的传感器部lll对应的垂直传送电极24 (兼用作读出电 极)提供电荷读出脉冲电压(读出R0G1一2)，从而将通过高感光度像素 信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111中的全曝 光期间的后半部分的曝光，而在高感光度像素信号用的传感器部llh以及 低感光度像素信号用的传感器部lll中取得的信号电荷读出到垂直CCD 13 中(t40)。另外，所述第六实施方式(第一例)以及第六实施方式(第二例)的 特点在于在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号 用的传感器部111中的全曝光期间的前半部分，将由高感光度像素信号用 的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部lll取得的信号电荷 读出到垂直CCD 13中(t20)，在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111中的全曝光期间的后半部分中的、在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部lll中继续进行信号电荷的积累的期间(t20 t40)的一部分或者整个期间，将读出到垂直CCD 13中的高感光度像素信号用的信号电荷和低感光度像素信号用的信号电荷、即在高感光度像素信号用的传感器部llh以及 低感光度像素信号用的传感器部111中的全曝光期间的前半部分由高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111取 得的信号电荷，通过垂直CCD 13进行行转移(t22 t29)并传送至水平 CCD 15—侧。艮口，最大的特点在于每当将曝光/积累时间长的高感光度像素信号用的信号电荷的取得分成高感光度像素信号用的传感器部llh中的全曝光期间的前半部分和后半部分来执行时，不仅将从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13中读出信号电荷的动作分两次进行，而且通过垂 直CCD 13将读出到垂直CCD 13中的高感光度像素信号用的传感器部llh 所取得的信号电荷传送至水平CCD 15 —侧的行转移也分两次执行。在为了取得高感光度像素信号而分两次从传感器部向垂直CCD读出 信号电荷的这一点，第六实施方式(第一例)以及第六实施方式(第二 例)的驱动控制的定时与国际公开第WO2002/056603号小册子的图23所 示的现有例的定时相似。但是，该国际公开WO2002/056603号小册子的图 23所示的现有例的手段，仅仅是将从用于取得曝光/积累时间长的高感光 度像素信号的一方的受光元件向垂直CCD读出信号电荷的读出动作分成 两次进行，并将分两次读出到垂直CCD中的高感光度像素信号用的信号 电荷与从用于取得低感光度像素信号的另一方的受光元件向垂直CCD读 出的低感光度像素信号用的信号电荷，在电子全曝光/积累期间的最后定时 以后，同时通过一次行转移动作由垂直CCD传送至水平CCD 15—侧，这与行转移动作也分两次进行的第六实施方式(第一例)以及第六实施方式 (第二例)的手段不同。在这种第六实施方式(第一例)以及第六实施方式(第二例)的驱动 控制方法中，对于长时间曝光所取得的高感光度像素信号用的信号电荷，由于不把将全曝光/积累期间分两次从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13中读出的信号电荷保持在垂直CCD 13内停止传送，因而暗电流相应地变弱，并且也不会导致由于将分两次从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13中读出的信号电荷保持在垂直CCD 13内 而在垂直CCD13中产生的暗电流变为白点(点缺陷)。但是，就高感光度像素信号用的传感器部llh中的在全曝光期间的前 半部分取得的高感光度像素信号来说，由于在高感光度像素信号用的传感 器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111中的全曝光期间的后半 部分中的、在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号 用的传感器部lll中继续进行信号电荷的积累的期间(t20 t40)的一部分 或者整个期间，对其进行行转移来传送至水平CCD 15 —侧，并将其信号 电荷作为输出信号使用，因而由垂直拖光成分等不需要的电荷引起的噪声 成为问题。另一方面，就低感光度像素信号来说，在图19所示的第六实施方式 (第一例)的驱动控制方法中，与第一实施方式的驱动控制方法一样，将 在低感光度像素信号用的传感器部111中的全曝光期间中的规定定时从低 感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出的低感光度像素信 号用的信号电荷，在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像 素信号用的传感器部111中的全曝光期间的后半部分中的、在高感光度像 素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111中继续 进行信号电荷的积累的期间(t20 t40)的一部分或者整个期间，行转移 至水平CCD 15 —侧，由此不将其保持在垂直CCD 13内停止传送，因 此，暗电流相应地变弱，而且也不会导致由于将短时间曝光所取得的低感 光度像素信号用的信号电荷保持在垂直CCD 13内而在垂直CCD 13中产 生的暗电流变为白点(点缺陷)。但是，与高感光度信号用的传感器部 llh中的在全曝光期间的前半部分取得的高感光度像素信号一样，由于将 在低感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间中的规定定时从低感 光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出的低感光度像素信号 用的信号电荷，在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的后半部分中的、在高感光度像素信 号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111中继续进行 信号电荷的积累的期间(t20 t40)的一部分或者整个期间，行转移至水平CCD 15 —侧，并将其信号电荷作为输出信号使用，因而由垂直拖光成 分等不需要的电荷引起的噪声成为问题，所述垂直拖光成分等是由在行转 移期间向CCD固态摄像元件10中入射的光引起的。对此，在图20所示的第六实施方式(第二例)的驱动控制方法中， 对于低感光度像素信号，与第四实施方式同样，在低感光度像素信号用的 传感器111中的全曝光期间的后半部分进行了信号电荷的取得，但是在将 高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部 111的全曝光期间的后半部分取得的信号电荷读出到垂直CCD 13中之前， 先将在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传 感器部111中在高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信 号用的传感器部111的全曝光期间的前半部分所取得的信号电荷进行行转 移(t22 t29)，该行转移动作还用于清除在垂直CCD 13中产生的垂直拖 光成分或暗电流成分等不需要的电荷，因此垂直拖光和暗电流弱，在电子 全曝光期间产生在垂直CCD 13中的暗电流也不会成为白点(点缺陷)。 此外，如果并用机械快门52，则由于在关闭机械快门52来停止曝光的状 态下，将低感光度像素信号用的信号电荷读出到垂直CCD 13中并进行行 转移，因而至少在行转移的期间光不会入射到CCD固态摄像元件10中， 从而在原理上，对于低感光度像素信号，能够完全消除由垂直拖光成分等 不需要的电荷导致的噪声，所述垂直拖光成分等是在行转移期间向CCD 固态摄像元件入射的光引起的。另外，将高感光度像素信号用的信号电荷分成全曝光期间的前半部分 和后半部分这两次来取得，并将所述的高感光度像素信号用的传感器部 1 lh中的在全曝光期间的前半部分所取得的高感光度像素信号用的信号电 荷、和高感光度像素信号用的传感器部llh中的在全曝光期间的后半部分 所取得的高感光度像素信号用的信号电荷，分别在高感光度像素信号用的 传感器部llh的全曝光期间中的规定定时和电子全曝光期间的最后定时，从高感光度像素信号用的传感器部llh读出到垂直CCD 13中，并且将这些分成高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间中的规定定时和电子全曝光期间的最后定时这两次从高感光度像素信号用的传感器部llh读出到垂直CCD 13中的高感光度像素信号用的信号电荷，每次都(即分 两次)进行行转移。因此，将高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝 光期间分成前半部分和后半部分两次所取得的高感光度像素信号用的信号 电荷，分成高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间中的规定定 时和电子全曝光期间的最后定时这两次，从高感光度像素信号用的传感器 部llh向垂直CCD 13读出，并将这些分两次读出的高感光度像素信号用 的信号电荷独立地在垂直CCD 13中进行传送时的各自的高感光度像素信 号的感光度，与将高感光度像素信号用的传感器部llh中的全曝光期间所 取得的高感光度像素信号用的信号电荷仅在电子全曝光期间的最后定时一 次性地从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出并进行 行转移时的感光度像素信号的感光度相比低，而且所低量相当于，当将高 感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间分成前半部分和后半部分 这两次来从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出高感 光度像素信号用的信号电荷并进行电荷传送时用于取得高感光度像素信号 的各自的曝光时间、与仅在电子全曝光期间的最后定时一次性地从高感光 度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出高感光度像素信号用的 信号电荷并进行电荷传送时用于取得高感光度像素信号的曝光时间相比变 短的量，但高感光度像素信号用的传感器部llh的饱和信号电荷量不依赖 于高感光度像素信号用的信号电荷的从高感光度像素信号电荷用的传感器 部llh向垂直CCD 13读出和电荷传送的次数，因此，分成高感光度像素 信号用的传感器部llh的全曝光期间中的规定定时和电子全曝光期间的最 后定时这两次从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出 将高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间分成前半部分和后半 部分的两次所取得的高感光度像素信号用的信号电荷，并将这些分两次读 出的信号电荷独立地在垂直CCD 13中进行传送时的各自的高感光度像素 信号的饱和信号电荷量，与将高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝70光期间所取得的高感光度像素信号用的信号电荷仅在全曝光期间的最后定 时一次性地从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出并 进行电荷传送时的高平感光度像素信号的饱和信号电荷量相等。结果，由 于把将高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光时间分成前半部分和 后半部分这两次而取得的高感光度像素信号用的信号电荷，分成高感光度 像素信号用的传感器部llh的全曝光期间中的规定定时和电子全曝光期间的最后定时这两次从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13 读出，并将这些分两次读出的信号电荷独立地在垂直CCD 13中进行传送 时的总的全曝光期间，与仅在电子全曝光期间的最后定时一次性地从高感 光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出高感光度像素信号用 的信号电荷并进行电荷传送时的总的全曝光期间相同，所以，通过图像处 理部66中的信号处理而取得的最终的高感光度像素信号的感光度，与仅 在电子全曝光期间的最后定时一次性地从高感光度像素信号用的传感器部 llh向垂直CCD 13读出高感光度像素信号用的信号电荷并进行电荷传送 时的高感光度像素信号的感光度相等，通过图像处理部66中的信号处理 所取得的最终的高感光度像素信号的饱和电荷量是，仅在电子全曝光期间 的最后定时一次性地从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出高感光度像素信号用的信号电荷并进行电荷传送时的高感光度像素 信号的饱和信号电荷量的两倍，从而能够将通过图像处理部66中的信号 处理而取得的最终的高感光度像素信号的入射光强度的动态范围向高辉度 一侧扩大，或者，当基于SVE进行了合成处理时，能够将与低感光度像素 信号和高感光度像素信号都具有浓淡层次的分辨率高的区域对应的入射光 强度的区域向高辉度一侧扩大。例如，如图19或图20所示，如果设定从高感光度像素信号用的传感 器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的前半部 分中的、从高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用 的传感器部111向垂直CCD 13读出信号电荷的读出定时t20，以使高感光 度像素的感光度SHigh和低感光度像素的感光度Slow之比Sratio (二 SHigh/Slow)大致为"2",则对于分两次进行的每一次的信号电荷的取信号用的传感器部llh不饱和的入射光强度的区域相等，从而与仅在电子全曝光期间的最后定时一次性地从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出高感光度像素信号用的信号电荷并进行电荷传送时相比，可将高感光度像素信号用的传感器部llh不饱和的入射光强度的区域向高辉度一侧扩大两倍。因此，当基于SVE进行了合成处理时，能够将与低感光度像素信号和高感光度像素信号都具有浓淡层 次的分辨率高的区域对应的入射光强度的区域向高辉度一侧扩大两倍。在专利文献4、 5记载的现有例的定时的情况下，为了取得最终的高 感光度像素信号，在从电子全曝光期间的最后定时以后直至开始进行行转 移动作的期间，将在高感光度像素信号用的传感器部的全曝光期间中的规 定定时从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出的高感光度像 素信号用的信号电荷保持在垂直CCD内而不进行行转移，由此，使得在 电子全曝光期间的最后定时从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD 读出的高感光度像素信号用的信号电荷，在垂直CCD内被相加到先前在 高感光度像素信号用的传感器部的全曝光期间中的规定定时从感光度像素 信号用的传感器部读出到垂直CCD中的高感光度像素信号用的信号电荷 上。因此，在电子全曝光期间结束后通过一次行转移动作将最终的高感光 度像素信号用的全信号电荷传送至水平CCD —侧，所述最终的高感光度 像素信号用的全信号电荷是通过将在高感光度像素信号用的传感器部的全 曝光期间中的规定定时从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读 出的高感光度像素信号用的信号电荷、和在电子全曝光期间的最后定时从 高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出的高感光度像素信号用 的信号电荷在垂直CCD内相加而得的。因此，用于取得通过将在高感光 度像素信号用的传感器部的全曝光期间中的规定定时从高感光度像素信号 用的传感器部向垂直CCD读出的高感光度像素信号用的信号电荷和在电 子全曝光期间的最后定时从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD 读出的高感光度像素信号用的信号电荷在垂直CCD内相加而得的最终的 高感光度像素信号的曝光时间，与用于取得仅在电子全曝光期间的最后定 时一次性地从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出高感光度像素信号用的信号电荷时的高感光度像素信号的曝光时间相等，因此，通 过将在高感光度像素信号用的传感器部的全曝光期间中的规定定时从高感 光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出的高感光度像素信号用的信 号电荷和在电子全曝光期间的最后定时从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出的高感光度像素信号用的信号电荷在垂直CCD内相加而得的最终的高感光度像素信号的感光度，与仅在电子全曝光期间的最后定时一次性地从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出高感光度 像素信号用的信号电荷时的高感光度像素信号的感光度相等，高感光度像 素信号用的传感器部的饱和信号电荷量，不依赖于高感光度像素信号用的 信号电荷的、从高感光度像素信号电荷用的传感器部向垂直CCD读出和 电荷传送的次数，因此，通过将在高感光度像素信号用的传感器部的全曝 光期间中的规定定时从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出 的高感光度像素信号用的信号电荷和在电子全曝光期间的最后定时从高感 光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出的高感光度像素信号用的信 号电荷在垂直CCD内相加而得的最终的高感光度像素信号的饱和信号电 荷量是，仅在电子全曝光期间的最后定时一次性地从高感光度像素信号用 的传感器部向垂直CCD读出高感光度像素信号用的信号电荷时的高感光 度像素信号的饱和信号电荷量的两倍，或者，当将在高感光度像素信号用 的传感器部的全曝光期间中的规定定时从高感光度像素信号用的传感器部 向垂直CCD读出的高感光度像素信号用的信号电荷和在电子全曝光期间 的最后定时从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出的高感光 度像素信号用的信号电荷在垂直CCD内相加并进行电荷传送时，需要通 过垂直CCD传送的最大信号电荷量也是，仅在电子全曝光期间的最后定 时一次性地从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出高感光度 像素信号用的信号电荷并进行电荷传送时需要通过垂直CCD传送的最大 信号电荷量的两倍。但是，垂直CCD可传送的最大信号电荷量不依赖于 高感光度像素信号用的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部向垂直 CCD读出的次数而为恒定，而且垂直CCD通常被设计成当仅在电子全曝 光期间的最后定时一次性地从传感器部向垂直CCD读出信号电荷并进行电荷传送时能够传送需要通过垂直CCD传送的最大信号电荷量，因而当 仅在电子全曝光期间的最后定时一次性地从高感光度像素信号用的传感器部向垂直CCD读出信号电荷并进行电荷传送时，垂直CCD通常不能传送 需要通过垂直CCD传送的最大信号电荷量以上的信号电荷。因此，在专 利文献4、 5记载的现有例中，如果不扩大垂直CCD的宽度，与仅在电子 全曝光期间的最后定时一次性地从高感光度像素信号用的传感器部向垂直 CCD读出高感光度像素信号用的信号电荷并进行电荷传送的时候相比，就 不能将高感光度像素信号的入射强度的动态范围向高辉度一侧扩大，在这 一点与第六实施方式不同。这里，在将在全曝光期间的前半部分的最后定时t20从低感光度像素 信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出的信号电荷实际作为低感光度 像素信号用的输出信号使用的第六实施方式(第一例)的驱动控制方法 中，高感光度像素的感光度SHigh和低感光度像素的感光度Slow之比(=SHigh/ Slow)为"40—t10) / (t20—tl0)，在将在电子全曝光期间 的最后定时t40从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出 的信号电荷实际作为低感光度像素信号用的输出信号使用的第六实施方式(第二例)的驱动控制方法中，高感光度像素的感光度SHigh和低感光度 像素的感光度Slow之比Sratio (=SHigh / Slow)为(t40—tl0) / "40 — t20)，在任何情况下，都可以通过调整读出时刻t20来调整感光度比 Sratio，所述读出时刻t20既是将在高感光度像素信号用的传感器部llh以 及低感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的前半部分由高感光 度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部lll取 得的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信 号用的传感器部111向垂直CCD 13中读出的时刻。因此，对于高感光度像素信号，如果将高感光度像素信号用的传感器 部llh不饱和的入射光强度的区域向高辉度一侧的扩大率定义为"高感光 度像素信号用的传感器部llh不饱和的入射光强度的区域向高辉度一侧的 扩大率=高感光度像素信号用的传感器部llh饱和时的入射光强度/在电 子全曝光期间的最后定时一次性地从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出信号电荷并进行电荷传送的情况下高感光度像素信号 用的传感器部llh饱和时的入射光强度"，则在高感光度像素信号用的传 感器部llh的全曝光期间的前半部分中高感光度像素信号用的传感器部llh不饱和的入射光强度的区域向高辉度一侧的扩大率Liratiof、和在高感 光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间的后半部分中高感光度像素 信号用的传感器部llh不饱和的入射光强度的区域向高辉度一侧的扩大率 Liratiob，根据感光度比Sratio的设定值而变化，当感光度比Sratio为 "2"时，Liratiof= Liratiob = 2.0，除了感光度比为"2"的情况以外， Liratiof与Liratiob不同。使感光度比Sratio越高于2或(大于等于1的范 围内)越小于2，高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间的前 半部分和后半部分中的一个部分的高感光度像素信号用的传感器部llh不 饱和的入射光强度的区域向高辉度一侧的扩大率越是下降。此外，在高感 光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间的前半部分和后半部分中， 由高感光度像素信号用的传感器部llh不饱和的入射光强度的区域向高辉 度一侧的扩大率低的那个部分的高感光度像素信号的传感器部llh不饱和 的入射光强度的区域向高辉度一侧的扩大率决定通过图像处理部66中的 信号处理而取得的最终的高感光度像素信号的入射光强度的动态范围向高 辉度一侧的扩大率，因此，通过图像处理部66中的信号处理而取得的最 终的高感光度像素信号的入射光强度的动态范围向高辉度一侧扩大的效果 减小。例如，若要将感光度比Sratio设为"4"，就要调整将在高感光度像素 信号用的传感器部llh以及感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期 间的前半部分由高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信 号用的传感器部111取得的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部 llh以及低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出的时刻 t20。例如，在将在读出时刻t20 (将由高感光度像素信号用的传感器部llh 以及低感光度像素信号用的传感器部111在高感光度像素信号用的传感器 部llh以及低感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的前半部分取得的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素 信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出的时刻)从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出的信号电荷实际作为低感光度像素信号用的输出信号使用第六实施方式(第一例)的驱动控制方法中，将高感光度像素信号用的传感器部llh以及低感光度像素信号用的传感器部 lll中的全曝光期间分为"1 :3"，因此，高感光度像素信号用的传感器部 llh的全曝光期间的前半部分中的高感光度像素信号用的传感器部Uh不 饱和的入射光强度的区域向高辉度一侧的扩大率可以大幅度扩大为四倍， 但高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间的后半部分中的高感 光度像素信号用的传感器部llh不饱和的入射光强度的区域向高辉度一侧 的扩大率只能扩大为4/3倍，因此通过图像处理部66中的信号处理而取得 的最终的高感光度像素信号的入射光强度的动态范围向高辉度一侧的扩大 率也只能达到4/3倍。(第六实施方式的变形例)由图21所示的第六实施方式(第一例)的驱动控制方法的变形例和 图22所示的第六实施方式(第二例)的驱动控制方法的变形例解决了上 述问题。所述的第六实施方式(第一例)的驱动控制方法的变形例是对第 三实施方式的驱动控制方法进行变更的变形例，所述的第六实施方式(第 二例)的驱动控制方法的变形例是对第五实施方式(第二例)的驱动控制 方法进行变更的变形例，在这些第六实施方式(第一例)的驱动控制方法 的变形例或第六实施方式(第二例)的驱动控制方法的变形例中，采用IL 一CCD或FIT—CCD作为CCD固态摄像元件10，并使用机械快门52。并且，IL一CCD或FIT—CCD的特点在于通过帧读取方式，积极地利用通过将奇数行和偶数行的信号电荷一域一域交替并独立地读出到垂直 CCD 13中并传送至水平CCD 15 —侧，来独立取得高感光度像素信号用的 信号电荷和低感光度像素信号用的信号电荷的这一点，将在高感光度像素 信号用的传感器部Uh的全曝光期间的前半部分从高感光度像素信号用的 传感器部llh向垂直CCD 13读出信号电荷的读出定时t20High设定在高 感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间的中间，并使低感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的前半部分从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出信号电荷的读出定时t20Low符合感光 度比Sratio的设定。例如，在图21所示的第六实施方式(第一例)的驱动控制方法的变 形例中示出了，将在低感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的 前半部分中的从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出 的信号电荷的读出定时t20Low从低感光度像素信号用的传感器部111向垂 直CCD 13读出的信号电荷实际作为低感光度像素信号电荷使用时，将感 光度比Sratio设为"4"的情况。从机械快门52打开的时刻t12到在低感 光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的前半部分从低感光度像素 信号用的传感器部lll向垂直CCD 13读出信号电荷的读出定时t20Low为 止的期间(t20Low — t12)、与机械快门52打开着的全曝光期间(t28 — t12)之比为"4"。另一方面，由于在高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间 的前半部分从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出信 号电荷的读出定时t20High被设定在机械快门52打开着的全曝光期间 (t28—tl2)的中间，并且高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光 期间的前半部分和后半部分的曝光/积累期间相等，因而，对于分两次进行 的每一次的信号电荷的取得，可使高感光度像素信号用的传感器部llh不 饱和的入射光强度的区域相等。从而，就高感光度像素信号而言，与感光度比Sratio的设定状态无关 地，能够对于分两次进行的每一次的信号电荷的取得，使高感光度像素信 号用的传感器部llh不饱和的入射光强度的区域相等，从而与仅在电子全 曝光期间的最后定时一次性地从读出高感光度像素信号用的传感器部llh 向垂直CCD 13读出信号电荷并进行电荷传送时相比，能够可靠地将高感 光度像素信号用的传感器部llh不饱和的入射光强度的区域向高辉度一侧 扩大两倍。因此，当基于SVE进行了合成处理时，能够将与低感光度像素 信号和高感光度像素信号都具有浓淡层次的分辨率高的区域对应的入射光 强度的区域可靠地向高辉度一侧扩大两倍。但是，在所述的第六实施方式(第一例)的驱动控制方法的变形例的 情况下，在将高感光度像素信号用的信号电荷在全曝光期间的中间时刻t20High从高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13读出之间，需要结束在低感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的前半部分中的、从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出信号电 荷的读出时刻t20Low从低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出的低感光度像素信号用的信号电荷在所有全行中的电荷传送。另外，在图22所示的第六实施方式(第二例)的驱动控制方法的变 形例中示出了将在时刻t29以后从低感光度像素信号用的传感器部111向 垂直CCD 13读出的信号电荷实际作为低感光度像素信号用的输出信号使 用时，将感光度比Sratk)设为"4"的情况，其中所述时刻t29是在关闭机 械快门52 (t28)来停止曝光的状态下将先前读出到垂直CCD 13中的在低 感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的前半部分由低感光度像 素信号用的传感器部lll所取得的信号电荷向垂直CCD 13 (即CCD固态 摄像元件10)外清除完毕的时刻。从低感光度像素信号用的传感器部111 的全曝光期间的前半部分中的、从低感光度信号用的传感器部111向垂直 CCD 13读出信号电荷的读出定时t20Low到关闭机械快门52的时刻t28为 止的期间(t28 — t20Low)，与机械快门52打开着的全曝光期间(t28 — t12)之比为"4"。但是，在所述的第六实施方式(第二例)的驱动控制方法的变形例的 情况下，在将低感光度像素信号用的信号电荷在读出定时t20Low (在低感 光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的前半部分中从低感光度信 号用的传感器部111向垂直CCD 13读出信号电荷的定时)从低感光度像 素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出之间，需要结束在全曝光期 间的中间时刻t20High第一次从高感光度像素信号用的传感器部111向垂 直CCD 13读出的高感光度像素信号用的信号电荷在所有全行中的电荷传 送。如上所述，根据第六实施方式(第一例)的驱动控制方法的变形例、 和第六实施方式(第二例)的驱动控制方法的变形例，由于使用适用帧读78取方式的IL一CCD或FIT — CCD，在使感光度比Sratio大于"2"的同时，将高感光度像素用的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部llh 向垂直CCD 13第一次读出的时刻设定在全曝光期间的中间点t20High，因 而，就高感光度像素信号而言，与感光度比Sratio的设定状态无关地，对 于分两次进行的每一次的信号电荷的取得，能够将高感光度像素信号用的 传感器部llh不饱和的入射光强度的区域，与仅在电子全曝光期间的最后 定时一次性地从读出高感光度像素信号用的传感器部llh向垂直CCD 13 读出信号电荷并进行电荷传送时相比，可靠地向高辉度一侧扩大两倍。此外，在所述的第六实施方式(第一例)的驱动控制方法的变形例、 和第六实施方式(第二例)的驱动控制方法的变形例中，在低感光度信号 用的传感器部111的全曝光期间的前半部分所取得的低感光度像素信号用 的信号电荷和高感光度像素信号用的传感器部llh的全曝光期间的前半部 分所取得的高感光度像素信号用的信号电荷中，在将在后面从高感光度像 素信号用的传感器部llh或者低感光度像素信号用的传感器部111向垂直 CCD 13读出一方的信号电荷从高感光度像素信号用的传感器部lh或者低 感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出的定时之前，需要 结束先前从高感光度像素信号用的传感器部llh或者低感光度像素信号用 的传感器部111向垂直CCD 13读出一方的信号电荷在所有行中的行转移 动作。另外，在低感光度像素信号用的传感器部111的全曝光期间的前半 部分所取得的低感光度像素信号用的信号电荷和高感光度像素信号用的传 感器部llh的全曝光期间的前半部分所取得的高感光度像素信号用的信号 电荷中，从先前从高感光度像素信号用的传感器部llh或者低感光度像素 信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出一方的信号电荷从高感光度像 素信号用的传感器部llh或者低感光度像素信号用的传感器部lll读出到 垂直CCD 13中以后，直到后面将从高感光度像素信号用的传感器部llh 或者低感光度像素信号用的传感器部111向垂直CCD 13读出一方的信号 电荷从高感光度像素信号用的传感器部llh或者低感光度像素信号用的传 感器部lll读出到垂直CCD 13中为止的期间，占整个全曝光时间的比 率，随着感光度比Sratio接近"2"而变小。因此，感光度比Sratio越是接近"2"，可设定的全曝光期间的最小值就变得越大。而且，感光度比Smtio为"2"的情况是不可实现的。从这一点来说，当感光度比Sratio接 近"2"(例如"1.5"以上且"3"以下)时，最好采用使用全帧读取方式 的CCD固态摄像元件的第六实施方式(第一例)的驱动控制方法、或第 六实施方式(第二例)的驱动控制方法，当使感光度比Sratio比"2"大很 多时(例如"4"以上)或者当使感光度比Sratio比"2"小很多时(例如 "1"以上且"4/3"以下)，最好采用使用IL一CCD或FIT—CCD的第六 实施方式(第一例)的驱动控制方法的变形例、或第六实施方式(第二 例)的驱动控制方法的变形例。 (去马赛克处理的概要)图23是用于说明本实施方式数码照相机1中的SVE摄像动作的概要 的图。数码照相机1通过由光学系统5以及CCD固态摄像元件10在驱动 控制部96的驱动控制下进行的摄像动作，按照规定的马赛克图案以按每 个像素而不同的颜色和感光度对被拍对象Z进行拍摄，从而获得颜色和感 光度成马赛克形状的颜色/感光度马赛克图像。然后，通过以图像处理部66为中心的信号处理系统6，将通过摄像动 作而得到的图像转换为由每个像素具有所有的颜色成分并具有均匀的感光 度的图像。以下，以将颜色/感光度图像转换为由每个像素具有所有的颜色 成分并具有均匀的感光度的图像的图像处理部66为中心的信号处理系统6 的处理，还被称为去马赛克处理。例如，若在SVE模式下进行摄像，则来自传感器的输出图像如图23 (A)所示的颜色/感光度图像。这里，图23 (B)是图23 (A)的局部放 大图。图23 (A)所示的颜色/感光度马赛克图像通过图像处理被转换为每 个像素具有所有的颜色成分和均匀的感光度的图像。即，通过从图23 (A)所示的颜色/感光度马赛克图像复原被拍对象的原来的辉度及颜色， 能够得到图23 (D)所示的动态范围扩大了的图像。这里，图23 (C)是 通过SVE的信号处理而动态范围被扩大了的规定的1行的输出信号，图 23 (E)是图23 (D)的局部放大图。图24 图29是用于说明图像处理部66中的去马赛克处理的概要的图。这里，对去马赛克处理进行简单的说明，图像处理部66中的去马赛克处理的详细内容例如可以参见国际公开第WO2002/056603号小册子或日 本专利文献特开2004—172858号公报。图24是注重示出图像处理部66的去马赛克处理的功能框图。去马赛 克处理包括从通过光学系统5和CCD固态摄像元件10的摄像动作而得 到的颜色/感光度马赛克图像生成辉度图像的辉度图像生成处理、以及使用 颜色/感光度马赛克图像和辉度图像来生成输出图像R、 G、 B的单色图像 处理。在图24所示的图像处理部66的结构例中，将通过光学系统5和CCD 固态摄像元件10的摄像动作而得到的颜色/感光度马赛克图像、表示颜色/ 感光度马赛克图像的颜色马赛克排列的颜色马赛克图案信息、以及表示颜 色/马赛克图像的感光度马赛克排列的感光度马赛克图案信息提供给生成辉 度图像的辉度图像生成部181以及生成三原色R、 G、 B的输出图像的图 像生成部182 184。单色生成部182使用被提供的颜色/感光度马赛克图像和辉度图像来生 成输出图像R。单色图像生成部183使用被提供的颜色/感光度马赛克图像 和辉度图像来生成输出图像G。单色图像生成部184使用被提供的颜色/感 光度马赛克图像和辉度图像来生成输出图像B。图25是示出辉度图像生成部181的结构例的图。图25中，颜色/感光 度马赛克图像、颜色马赛克图案信息、以及感光度马赛克图案信息被提供 给求出三原色成分R、 G、 B的各个推定值R， 、 G， 、 B'的推定部 191 193。推定部191对颜色/感光度马赛克图像实施R成分推定处理，并将得到 的针对各个像素的R成分的推定值R'提供给乘法器194。推定部192对 颜色/感光度马赛克图像实施G成分推定处理，并将得到的针对各个像素 的G成分的推定值G'提供给乘法器195。推定部193对颜色/感光度马赛 克图像实施B成分推定处理，并将得到的针对各个像素的B成分的推定值 B'提供给乘法器196。乘法器194向从推定部191提供来的推定值R'乘以色平衡系数kR，并将其积输出给加法器197。乘法器195向从推定部192提供来的推定值 G'乘以色平衡系数kG，并将其积输出给加法器197，乘法器196向从推 定部193提供来的推定值B'乘以色平衡系数kB，并将其积输出给加法器 197。加法器197将从乘法器194输入的积R， XkR，从乘法器195输入的 积G， XkG以及从乘法器196输入的积B， XkB相加，生成将其和作为 像素值的辉度候选图像并提供给噪声清除部198。这里，色平衡系数kR、 kG、 kB是预先设定的值，例如kR=0.3、 kG =0.6、 kB-O.l。色平衡系数kR、 kG、 KB的值基本上作为辉度候选值可 算出与辉度变化相关的值即可。因此，例如也可以使kR二kG二kB。噪声清除部198对从加法器197提供的辉度候选图像实施噪声清除处 理，并将得到的辉度图像提供给图24所示的单色图像生成部182 184。图26 图28是用于说明由推定部191、 192、 193使用的合成感光度 补偿査找表的图。图26示出了感光度S0的低感光度像素的感光度特性曲 线b和感光度Sl的高感光度像素的感光度特性曲线a，横轴表示入射光的 强度，纵轴表示像素值。图26中，感光度像素的感光度Sl具有对于低感 光度像素的感光度S0四倍的感光度。在推定部191、 192、 193执行的推定处理中，将从感光度S0的低感 光度像素算出的第1商和从感光度Sl的高感光度像素算出的第2商相加 在，所述感光度S0是以图26的感光度特性曲线b所示的特性测出的，所 述感光度Sl是以图26的感光度曲线a所示的特性测出的。图27的感光度 特性曲线c示出了所述第1商和第2商的和。因此，图27的感光度特性曲 线c具有将感光度SO的低感光度像素的感光度特性和感光度Sl的高感光 度像素的感光度特性合成后的感光度特性。所述合成的感光度特性曲线c具有从低辉度至高辉度的广动态范围的 感光度特性，但如图27所示是弯折线，因此通过使用感光度曲线c的逆特 性曲线来复原原来的线性的感光度特性。具体地讲，在第1商和第2商的 和上应用图28所示的图27的感光度特性曲线c的逆特性曲线d来补偿非 线性。合成感光度补偿查找表是将图28的逆特性曲线d做成查找表而得图29是示出生成输出图像R的单色图像生成部182的结构例的图。 由于生成输出图像G的单色图像生成部183和生成输出图像B的单色图像 生成部184的结构例也一样，因此省略它们的结构及说明。在单色图像生成部182中，颜色/感光度马赛克图像、颜色马赛克图案 信息、以及感光度马赛克图案信息被提供给插补部201。辉度图像被提供 给比率计算部202以及乘法器203。插补部201对颜色/感光度马赛克图像实施插补处理，并将得到的所有 像素具有R成分的像素值的R候选图像输出给比率计算部202。比率计算部202计算R候选图像与辉度图像所对应的像素间的强度比率的低频成分 (以下简单地描述为强度比率)，进而生成表示与各个像素相对应的强度 比率的比率值信息并提供给乘法器203。乘法器203向辉度图像的各个像素的像素值乘以表示对应的强度比率 的比率值信息，生成将其积作为图像值的输出图像R。上面使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围并不被限定在 上述实施方式的记载范围内。可以在不脱离发明宗旨的范围内对上述实施 方式进行各种各样的变更或改进，进行所述变更或改进的方式也被包含在 本发明的技术范围内。另外，上述实施方式不是用来限定权利要求涉及的发明的，并且在实 施方式中进行说明的特征的所有组合也不是发明的解决手段所必须的。在 上述的实施方式中包含了各种阶段的发明，通过对公开的多个构成要件进 行适当的组合，可以提取出各种发明。即使从实施方式所示的全部构成要 件中去除若干的构成要件，只要可获得效果，就可将去除所述若干构成要 件的结构作为发明来提取。例如，在上述实施方式中，说明了通过对可见光进行色分离并进行检 测来拍摄彩色图像时的SVE方式的摄像，但不限于彩色图像，也可以是单 色图像的摄像。另外，不限于可见光，对于通过检测红外线或紫外线等任 意波长带的电磁波来拍摄该规定波长带的图像时的SVE方式的摄像，也同 样可以应用上述实施方式的手段。8权利要求
1.一种摄像方法，使用摄像元件来取得高感光度像素信号和低感光度像素信号，并灵活使用高感光度像素信号和低感光度像素信号来生成输出图像，由此来扩大动态范围，在所述摄像元件中，配置有多个用于取得与输入电磁波的强度相对应的信号电荷的电荷生成部，并具有将由所述电荷生成部取得的信号电荷向规定方向传送的电荷传送部，所述摄像方法的特征在于，通过将用于取得所述高感光度像素信号的电荷积累时间和用于取得所述低感光度像素信号的电荷积累时间设定成分别不同，来进行控制，以便分别独立地取得与所述高感光度像素信号相对应的信号电荷或者与所述所述低感光度像素信号相对应的信号电荷，并在用于至少取得所述高感光度像素信号和所述低感光度像素信号中的某一个的全电荷积累期间内被定义的全曝光期间中的规定定时，至少将由低感光度像素信号用的所述电荷生成部生成的信号电荷读出到所述电荷传送部中，在所述规定定时以后，继续入射所述电磁波，在继续入射所述电磁波后，至少将由高感光度像素信号用的所述电荷生成部生成的信号电荷读出到所述电荷传送部中，并将读出到该电荷传送部中的信号电荷通过电荷传送部进行传送，并且，对于所述高感光度像素信号用以及所述低感光度像素用的各个信号电荷中的至少一种，每当将该信号电荷读出到所述电荷传送部中时，不使读出的信号电荷滞留在电荷传送部中地进行所述传送。
2. 根据权利要求1所述的摄像方法，其特征在于， 至少对于所述高感光度像素信号用的信号电荷，每当将该信号电荷读出到所述电荷传送部中时，不使读出的信号电荷滞留在电荷传送部中地进 行所述传送。
3. —种驱动装置，对摄像元件进行驱动控制，在所述摄像元件中，配 置有多个用于取得与输入的电磁波的强度相对应的信号电荷的电荷生成 部，并具有将由所述电荷生成部取得的信号电荷向规定方向传送的电荷传送部，所述驱动装置的特征在于，具有驱动控制部，该驱动控制部进行控制，以便在所述曝光期间内的 规定定时，至少将在所述低感光度像素用的所述电荷生成部中生成的信号 电荷读出到所述电荷传送部中，在所述规定定时以后，继续入射所述电磁 波，在继续入射所述电磁波后，至少将在高感光度像素信号用的所述电荷 生成部中生成的信号电荷读出到所述电荷传送部中，并将读出到该电荷传 送部中的信号电荷通过电荷传送部进行传送，并且，对于所述低感光度像 素信号用以及所述高感光度像素用的各个信号电荷中的至少一种，每当将 该信号电荷读出到所述电荷传送部中时，将读出到该电荷传送部中的信号 电荷通过电荷传送部来传送，以使读出到电荷传送部中的信号电荷不滞留 在电荷传送部中。
4. 根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动控制部进行控制，以便至少在将所述高感光度像素信号用的 信号电荷读出到所述电荷传送部中时，将所述读出的信号电荷通过电荷传 送部来传送，以使所述读出的信号电荷不滞留在电荷传送部中。
5. —种摄像装置，包括摄像元件，在所述摄像元件中，配置有多个用于取得与输入的电磁波的强度相对应的信号电荷的电荷生成部，并具有将 由所述电荷生成部取得的信号电荷向规定方向传送的电荷传送部，所述摄像装置的特征在于，包括驱动控制部，该驱动控制部进行控制，以便在所述曝光期间内的规定定时，至少将在低感光度像素用的所述电荷 生成部中生成的信号电荷读出到所述电荷传送部中，在所述规定定时以后，继续入射所述电磁波，在继续入射所述电磁波 后，至少将在高感光度像素信号用的所述电荷生成部中生成的信号电荷读 出到所述电荷传送部中，并将读出到该电荷传送部中的信号电荷通过电荷 传送部进行传送，并且，对于所述低感光度像素信号用以及所述高感光度像素用的各个 信号电荷中的至少一种，每当将该信号电荷读出到所述电荷传送部中时， 将读出到所述电荷传送部中的信号电荷通过电荷传送部来传送，以使所述读出的信号电荷不滞留在电荷传送部中；图像处理部，灵活使用所取得的高感光度像素信号和低感光度像素信 号来生成输出图像，由此来扩大动态范围。
6. 根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述驱动控制部进行控制，以便至少每次将所述高感光度像素信号用 的信号电荷读出到所述电荷传送部中时，将所述读出的信号电荷通过电荷 传送部来传送，以使所述读出的信号电荷不滞留在电荷传送部中。
7. 跟据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，包括机械快门，该 机械快门使信号电荷向所述电荷生成部中的积累停止。
8. 跟据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于， 所述摄像元件是可通过电荷传送部来独立地传送从所有电荷生成部读出到电荷传送部中的信号电荷的所谓全帧读取方式的摄像元件，所述摄像元件在向所述电荷生成部中积累了与高感光度像素信号相对 应的信号电荷和与低感光度像素信号相对应的信号电荷后，将与高感光度 像素信号相对应的信号电荷和与低感光度像素信号相对应的信号电荷读出 到所述电荷传送部中，并可将与高感光度像素信号相对应的信号电荷和与 低感光度像素信号相对应的信号电荷不在所述电荷传送部中混合地独立地 传送。
9. 跟据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于， 所述摄像元件是在所述电荷生成部的排列之间排列了所述电荷传送部，并在每一排上配置了驱动所述电荷传送部的传送电极的、所谓行间传 送方式的摄像元件，所述摄像元件在向所述电荷生成部中积累了与高感光度像素信号相对 应的信号电荷和与低感光度像素信号相对应的信号电荷后，将与高感光度 像素信号相对应的信号电荷和与低感光度像素信号相对应的信号电荷读出 到所述电荷传送部中，并可依次传送与所述高感光度像素信号相对应的信 号电荷和与所述低感光度像素信号相对应的信号电荷。
10. 跟据权利要求9所述的摄像装置，其特征在于， 在所述摄像元件中，用于取得与所述高感光度像素信号相对应的信号电荷的第1电荷生成部被排列成一排，并与其相邻地，用于取得与所述低 感光度像素信号相对应的信号电荷的第2电荷生成部也被排列为一排。
11. 根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述驱动控制部进行控制，以便在所述曝光期间内的所述规定定时， 将与所述低感光度像素信号相对应的信号电荷读出到所述电荷传送部中， 在所述规定定时以后，通过所述电荷传送部来传送所述读出的信号电荷， 并且在所述电荷生成部中积累与所述感光度像素信号相对应的信号电荷和 与所述低感光度像素信号相对应的信号电荷，在继续入射所述电磁波后， 将在感光度像素信号用的所述电荷生成部中生成的信号电荷读出到所述电 荷传送部中，并将所述读出的信号电荷通过电荷传送部来传送。
12. 跟据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于， 所述驱动控制部进行控制，以便在所述曝光期间内的所述规定定时，将与所述低感光度像素信号相对应的信号电荷读出到所述电荷传送部中， 在所述规定定时以后，在所述电荷生成部中积累与所述高感光度像素信号 相对应的信号电荷和与所述低感光度像素信号相对应的信号电荷，并且将 所述读出的信号电荷不用所述电荷传送部进行传送，在用于取得所述感光 光度像素信号的全曝光期间结束之后，通过电荷传送部来传送先前读出的 与所述低感光度像素信号相对应的信号电荷，接着将在高感光度像素信号 用的所述电荷生成部中生成的信号电荷读出到所述电荷传送部中，并将该 读出的信号电荷通过电荷传送部来传送。
13. 据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于， 所述驱动控制部进行控制，以便在所述曝光期间内的所述规定定时，将与所述低感光度像素信号相对应的信号电荷读出到所述电荷传送部中， 在所述规定定时以后，通过所述电荷传送部来传送所述读出到电荷传送部 中的信号电荷，并且在所述电荷生成部中积累与所述感光度像素信号相对 应的信号电荷和与所述低感光度像素信号相对应的信号电荷，在继续入射 所述电磁波后，将在所述高感光度像素信号用和所述低感光度像素信号用 的各自的所述电荷生成部中生成的各个信号电荷同时、或者按照规定的顺 序读出到所述传送部中，并将所述读出的信号电荷通过电荷传送部来传送。
14. 据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述驱动控制部进行控制，以便在所述曝光期间中的所述规定定时， 将在所述高感光度像素信号用的所述电荷生成部中生成的高感光度像素信 号用的信号电荷和在所述低感光度像素信号用的所述电荷生成部中生成的 低感光度像素信号用的信号电荷读出到所述电荷传送部中，在所述规定定 时以后， 一边将这些读出到电荷传送部中的各个信号电荷通过所述电荷传 送部进行传送， 一边在所述电荷生成部中积累与所述低感光度像素信号相 对应的信号电荷和与所述高感光度像素信号相对应的信号电荷，并持续入 射所述电磁波，然后将在所述高感光度像素信号用的所述电荷生成部中生 成的信号电荷读出到所述电荷传送部中并将所述读出的信号电荷通过电荷 传送部进行传送，所述图像处理部对基于在所述规定定时向电荷传送部读出后通过电荷 传送部进行传送的与所述高感光度像素信号对应的信号电荷而在全曝光期 间的前半部分取得的高感光度像素信号、和基于在持续入射所述电磁波后 读出到电荷传送部中之后通过电荷传送部进行传送的与所述高感光度像素 信号对应的信号电荷而在全曝光期间的后半部分取得的高感光度像素信号 进行合成，取得最终的高感光度像素信号。
15. 据权利要求13所述的摄像装置，其特征在于， 所述驱动控制部进行控制，以使在所述规定定时以后在所述电荷生成部中积累信号电荷的期间进行的与所述低感光度像素信号对应的信号电荷 的传送具有如下的传送速度，该传送速度足以进行在所述规定定时读出的 与所述低感光度像素信号对应的信号电荷和在所述电荷传送部中产生的不 需要的信号电荷的清除。
全文摘要
改善由于将读出到垂直传送部中的信号电荷不传送而保持所引起的不需要的电荷的叠加问题。将全曝光期间(t10～t40)分成前半部分和后半部分，并在时刻t20读出与低感光度像素信号相对应的信号电荷并用为输出信号，并且在电子全曝光期间的最后定时t40读出与高感光度像素信号相对应的信号电荷并用为输出信号。另外，在全曝光期间的后半部分(t20～t40)继续进行曝光/积累的期间，对在时刻t20读出到垂直CCD中的低感光度像素信号用的信号电荷进行行转移而不使其滞留在垂直CCD中，直至高感光度像素信号的读出时刻t40为止。对于低感光度像素信号和高感光度像素信号，都不会产生由于不进行电荷传送而引起的暗电流成分等不需要的电荷被叠加在从传感器部读出到垂直CCD中的信号电荷上的现象。
文档编号H04N5/341GK101262565SQ20081008550
公开日2008年9月10日 申请日期2008年3月10日 优先权日2007年3月8日
发明者光永知生, 原田耕一, 小林笃, 小林诚司, 小野博明 申请人:索尼株式会社