[發明專利]固體攝像裝置、其驅動方法以及攝像機

無效

• 申請號: 200710136618.0
• 申請日: 2007-07-18
• 公開（公告）號: CN101110914A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 加藤良章
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N3/15;H01L27/146
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 胡建新

技術領域

本發明涉及輸出圖像信號的固體攝像裝置、固體攝像元件的驅動方法以及攝像機，所述固體攝像裝置具備排列為二維狀的多個受光元件、多個垂直傳送部以及一個水平傳送部，尤其涉及具備靜態圖像拍攝模式和動態圖像拍攝模式的固體攝像裝置、固體攝像元件的驅動方法以及攝像機。

背景技術

眾所周知，目前已存在采用了電荷耦合元件(CCD：Charge?CoupledDevice)的攝像機，其具有將光轉換成電信號的多個受光元件以及將電信號作為圖像信號輸出的固體攝像元件。并且，利用了該固體攝像元件的數字靜像攝像機正在普及。近幾年，隨著固體攝像元件像素的逐漸高密度化，出現了其所產生的影像超過銀鹽照片的高分辨率的數字靜像攝像機。

通常的固體攝像裝置包括：具備以拜爾(Bayer)模式排列著的濾色片的多個光電轉換部；多個垂直傳送部，其設置為與光電轉換部的每個列相對應，將從各光電轉換部讀出的信號電荷向垂直方向傳送；水平傳送部，其將從垂直傳送部接收的信號電荷向水平方向傳送；輸出部，其將來自水平傳送部的信號電荷放大并輸出。

并且，在很多情況下，數字靜像攝像機不僅具備記錄靜態圖像的功能，而且還有記錄動態圖像的功能。例如靜態圖像的像素數一般超過400萬像素，如果記錄動態圖像，則通常通過間隔減少像素的數量來確保必要的幀頻(例如30幀/秒以上)。作為間隔減少垂直方向的像素(減少像素數)的方法，通常是從鄰接的三個光電轉換部中選擇一個并將信號電荷從所選擇的光電轉換部向垂直傳送部讀出的方法。

作為減少垂直方向的像素數的其他方法，在專利文獻1(日本國特開平9-18792號公報)中有所記載。該方法把構成垂直傳送部的多個垂直傳送段中、鄰接的多個垂直傳送段的信號電荷連續傳送到水平傳送部。這樣，通過在水平傳送部混合鄰接的多個垂直傳送段的信號電荷，可以減少垂直方向的像素數，從而能夠進一步提高幀頻。

另外，專利文獻2(日本國特開2004-180284號公報)中記載有可以減少(間隔減少)水平方向的像素數的固體攝像元件。該固體攝像元件在各列的垂直傳送部具有垂直最末段，并按每(2n+1)個列(例如三個列)具有同樣的傳送電極結構，為了使每一列能被獨立控制，以使信號電荷從垂直最末段向水平傳送部傳送，每個垂直最末段在(2n+1)列具備與其他列電極無關的至少兩個獨立傳送電極。例如象拜爾排列一樣，如果在一行中交替排列有兩個顏色的像素，則可把相隔一個像素的同色像素的信號電荷有選擇性地從垂直最末段傳送到水平傳送部并進行混合，重復該工作(2n+1)次則可以把水平方向的像素數減少到(2n+1)分之一。

這樣，用總像素數多的固體攝像元件來記錄動態圖像時，可以使其不降低幀頻而減少像素數。這種情況下，為了抑制畫質惡化，可一起減少水平方向的像素數和垂直方向的像素數，從而保持水平方向和垂直方向的分辯率的平衡為佳。

然而，把專利文獻2所記載的可以減少水平方向的像素數的結構和專利文獻1所記載的可以減少垂直方向的像素數的結構相組合是不可能的。即，不能在進行如專利文獻2所記載的結構的工作的同時來進行如專利文獻1所記載的結構的工作，即不能把在垂直最末段的水平方向上隔一個像素的同色像素的信號電荷在水平傳送部混合，而同時把多個垂直傳送段的信號電荷連續傳送到水平傳送部的工作。在此，如果以如專利文獻2所記載的結構，則不可能同時將多個垂直傳送部的信號電荷傳送給水平傳送部。因此，當使用專利文獻2所記載的技術來減少水平方向的像素數時，如果要減少垂直方向的像素數，則可通過運行采用空的垂直傳送段(空傳送段)的空傳送來實現，所述空的垂直傳送段形成于一部分垂直傳送段之內，并且從該空的垂直傳送段中沒有信號電荷從光電轉換部被讀出。

在這種情況下存在的問題為：在拍攝時遇到光量過剩的光源等的情況下，會發生拖影(smear)，本來拖影的邊緣應該是直線，卻因此呈鋸齒狀的現象。

更詳細地來說，以專利文獻2的結構為例，在水平方向混合相隔一個像素的同色的三個像素時，以垂直傳送段三個段的像素信號G1、G2、G3、R1、B2、R3(R、G、B分別表示紅、綠、青，數字的1、2及3表示從離水平傳送部近的一側開始的第一、二及三段的垂直傳送段)的順序周期性地排列在水平傳送部。