CN101895695A - 固态成像装置,其驱动方法和成像设备 - Google Patents
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Abstract
一种固态成像装置，包括：累积与入射光对应的信号电荷的受光部分；邻近受光部分形成的，传送从受光部分读出的信号电荷的电荷传送部分；读出电极，所述读出电极被施加把累积在受光部分中的信号电荷读出到电荷传送部分的读出电压；和控制器，所述控制器被配置成能够在受光部分中累积信号电荷的曝光期间中，对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压，所述第一预定受光部分是受光部分的一部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种固态成像装置，其驱动方法，和成像设备。更具体地说，本发明涉及一种能够实现宽动态范围的固态成像装置，其驱动方法，和利用能够实现宽动态范围的固态成像装置的成像设备。
背景技术
最近，利用诸如CCD(电荷耦合器件)之类固态图像传感器的摄像机、静态数字照相机和其它设备变得普及。
图12是图解说明现有技术的静态图像曝光序列的示图。按照与现有技术相应的固态成像装置的驱动方法，静态图像曝光序列包括高速成像期间(监视模式)，曝光期间，高速扫描期间，和帧读出期间。在帧读出期间之后，静态图像曝光序列过渡到另一个监视期间。在现有技术的静态图像曝光序列中，在曝光期间中产生电子快门信号 
从最后的电子快门信号的上升时间延续到关闭机械快门的时间的期间(图中用符号E表示)对应于曝光期间。
但是，当用具有窄动态范围的固态成像装置拍摄被摄体时，发生“白化”或“黑化”，这是一种丢失明亮区域或暗淡区域中的灰度数据的现象。
JP-A-8-084298公开一种实现宽动态范围的技术。具体地说，按照该技术，首先读出累积在第一组光电转换元件中的信号电荷，随后读出累积在第二组光电转换元件中的信号电荷，相应的信号电荷被转换成信号输出，而不把它们组合在一起。
发明内容
但是，在JP-A-8-084298中公开的技术中，在执行读出累积在第 一组光电转换元件中的信号电荷的读出序列之后，执行读出累积在第二组光电转换元件中的信号电荷的另一个读出序列。为此，第一组和第二组光电转换元件在不同的时间经历读出序列。
由于在不同的时间执行读出序列，因此当被摄体高速移动或者曝光时间较长时，组合图像的分辨率降低。
此外，当拍摄闪烁的被摄体时，特别是当闪烁频率接近于拍摄被摄体的频率的两倍时，两个拍摄图像的组合将是发光的被摄体的图像和不发光的被摄体的图像。于是，难以恰当地获得宽动态范围。
于是，理想的是提供一种能够利用相同的读出序列，获得具有不同曝光期间的图像信号的固态成像装置，其驱动方向和图像设备。
按照本发明的一个实施例，提供一种固态成像装置，包括：累积与入射光对应的信号电荷的受光部分；邻近受光部分形成的传送从受光部分读出的信号电荷的电荷传送部分；读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到电荷传送部分的读出电压；和控制器，所述控制器被配置成能够在受光部分中累积信号电荷的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压。
按照本发明的另一个实施例，提供一种固态成像装置，包括：受光部分，所述受光部分被排列成矩阵形式，以便累积与入射光对应的信号电荷；为受光部分的每个垂直列设置的、沿垂直传送方向传送从受光部分读出的信号电荷的垂直传送部分；读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到垂直传送部分的读出电压；水平传送部分，信号电荷从垂直传送部分被传送给水平传送部分，水平传送部分沿水平方向对传送的信号电荷进行传送；和控制器，所述控制器被配置成能够在受光部分中累积信号电荷的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压。
按照本发明的另一个实施例，提供一种成像设备，它包括固态成像装置和光学系统，其中固态成像装置包括：累积与入射光对应的信 号电荷的受光部分；邻近受光部分形成的传送从受光部分读出的信号电荷的电荷传送部分；读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到电荷传送部分的读出电压；和控制器，所述控制器被配置成能够在受光部分中累积信号电荷的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压；光学系统把入射光导引到受光部分。
按照本发明的另一个实施例，提供一种成像设备，它包括固态成像装置和光学系统，其中固态成像装置包括：受光部分，所述受光部分被排列成矩阵形式，以便累积与入射光对应的信号电荷；为受光部分的每个垂直列设置的、沿垂直传送方向传送从受光部分读出的信号电荷的垂直传送部分；读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到垂直传送部分的读出电压；水平传送部分，信号电荷从垂直传送部分被传送给水平传送部分，水平传送部分沿水平方向对传送的信号电荷进行传送；和控制器，所述控制器被配置成能够在受光部分中累积信号电荷的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压；光学系统把入射光导引到受光部分。
这里，在控制器对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压时，累积在第一预定受光部分中的信号电荷被读出到电荷传送部分或者垂直传送部分。即，在从曝光期间的开始定时延续到施加读出电压的定时的期间中，累积在第一预定受光部分中的信号电荷被读出到电荷传送部分或者垂直传送部分。
于是，在对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压时，第一预定受光部分被复位为初始状态，并从初始状态开始信号电荷的累积。
“在受光部分中累积信号电荷的曝光期间”意味从最后的电子快门信号的上升时间(电子快门的释放定时)延续到机械快门的关闭时间的期间。
此外，“与第一预定受光部分对应的读出电极”意味当施加读出电 压时，能够把在第一预定受光部分中累积的信号电荷读出到电荷传送部分或者垂直传送部分的读出电极。
此外，“受光部分的一部分”被用作“第一预定受光部分”的原因在于获得具有不同曝光期间的至少两个图像信号。
即，“如果整个受光部分”被用作“第一预定受光部分”，那么在对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压时，整个受光部分将被复位为初始状态。于是，实际上不可能获得不同的曝光期间，因为第一预定受光部分被复位为初始状态。为此，通过使用“受光部分的一部分”作为“第一预定受光部分”，并只把“受光部分的一部分”复位为初始状态，能够使被复位为初始状态的受光部分的曝光期间不同于未被复位为初始状态的受光部分的曝光期间。
此外，当控制器被配置成能够在曝光期间中在对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压之后，对与第二预定受光部分对应的读出电极施加读出电压(所述第二预定受光部分是不同于第一预定受光部分的受光部分的一部分)时，在控制器对与第二预定受光部分对应的读出电极施加读出电压的时候，累积在第二预定受光部分中的谱包络曲线被读出到电荷传送部分或者垂直传送部分。即，在从曝光期间的开始定时延续到施加读出电压的定时的期间中，累积在第二预定受光部分中的信号电荷被读出到电荷传送部分或垂直传送部分。
于是，在对与第二预定受光部分对应的读出电极施加读出电压时，第二预定受光部分被复位为初始状态，并从初始状态开始信号电荷的累积。
此外，“对应于第二预定受光部分的读出电极”意味当施加读出电压时，能够把累积在第二预定受光部分中的信号电荷读出到电荷传送部分或者垂直传送部分的读出电极。
此外，使用“不同于第一预定受光部分的受光部分的一部分”作为“第二预定受光部分”的原因是获得至少三个具有不同曝光期间的图像信号。
即，如果“不同于第一预定受光部分的整个受光部分”被用作“第 二预定受光部分”，那么在对与第二预定受光部分对应的读出电极施加读出电压时，不同于第一预定受光部分的整个受光部分将被复位成初始状态。于是，由于第二预定受光部分被复位成初始状态，因此实际上不可能实现不同的曝光期间。为此，通过把“不同于第一预定受光部分的一部分的受光部分”用作“第二预定受光部分”，并且仅仅把“不同于第一预定受光部分的受光部分的一部分”复位成初始状态，能够使被复位成初始状态的受光部分(不同于第一预定受光部分的受光部分)的曝光期间不同于未被复位为初始状态的受光部分的曝光期间。
按照本发明的另一个实施例，提供一种固态成像装置的驱动方法，包括在受光部分中累积与入射光对应的信号电荷的曝光期间中，把在作为受光部分的一部分的第一预定受光部分中累积的信号电荷读出到邻近第一预定受光部分形成的电荷传送部分。
这里，当在第一预定受光部分中累积的信号电荷被读出到邻近第一预定受光部分形成的电荷传送部分时，在从曝光期间的开始定时延续到读出定时的期间中，累积在第一预定受光部分中的信号电荷被读出到电荷传送部分。
于是，在信号电荷被读出到邻近第一预定受光部分形成的电荷传送部分时，第一预定受光部分被复位成初始状态，并从初始状态开始信号电荷的累积。
此外，当在曝光期间中在累积在第一预定受光部分中的信号电荷被读出之后，累积在第二预定受光部分中的信号电荷被读出到邻近第二预定受光部分形成的电荷传送部分时(所述第二预定受光部分是不同于第一预定受光部分的受光部分的一部分)，在累积在第二预定受光部分中的信号电荷被读出到电荷传送部分的时候，在从曝光期间的开始定时延续到读出定时的期间中累积在第二预定受光部分中的信号电荷被读出到电荷传送部分。
于是，在信号电荷被读出到邻近第二预定受光部分形成的电荷传送部分时，第二预定受光部分被复位成初始状态，并从初始状态开始信号电荷的累积。
按照本发明的另一个实施例，提供一种成像设备，包括：固态成像装置，所述固态成像装置包括：累积与入射光对应的信号电荷的受光部分；邻近受光部分形成的传送从受光部分读出的信号电荷的电荷传送部分；和读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到电荷传送部分的读出电压；聚集由受光部分接收的入射光的光学系统；阻断由光学系统聚集的入射光的机械快门；和控制器，所述控制器在信号电荷被累积在受光部分中的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压，从而把第一预定受光部分的曝光期间设定为在对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压之后延续到关闭机械快门为止的期间。
按照本发明的另一个实施例，提供一种成像设备，包括：固态成像装置，所述固态成像装置包括：受光部分，所述受光部分被排列成矩阵形式，以便累积与入射光对应的信号电荷；为受光部分的每个垂直列设置的、沿垂直传送方向传送从受光部分读出的信号电荷的垂直传送部分；和读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到垂直传送部分的读出电压；聚集由受光部分接收的入射光的光学系统；阻断由光学系统聚集的入射光的机械快门；和控制器，所述控制器在信号电荷被累积在受光部分中的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压，从而把第一预定受光部分的曝光期间设定为在对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压之后延续到关闭机械快门为止的期间。
这里，在控制器对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压时，累积在第一预定受光部分中的信号电荷被读出到电荷传送部分或垂直传送部分。即，在从曝光期间的开始定时延续到施加读出电压的定时的期间内，累积在第一预定受光部分中的信号电荷被读出到电荷传送部分或垂直传送部分。于是，在对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压时，第一预定受光部分被复位成初始状态， 并从初始状态开始信号电荷的累积。
因此，第一预定受光部分的曝光期间对应于从对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压的定时延续到机械快门的关闭时间的期间。
按照本发明的上述实施例的固态成像装置，其驱动方法和成像设备，能够利用相同的读出序列获得具有不同曝光期间的图像信号。
附图说明
图1是图解说明CCD固态成像装置的示意平面图，所述CCD固态成像装置是按照本发明的一个实施例的固态成像装置的一个例子。
图2是图解说明受光部分和在受光部分周边的半导体基板的深度结构的示意截面图。
图3是图解说明按照本发明的实施例的固态成像装置的驱动方法的一个例子的时间图。
图4A和4B是图解说明当曝光期间为T1时的电压信号的计算例子的第一示图。
图5A和5B是图解说明当曝光期间为T2时的电压信号的计算例子的示图。
图6是图解说明按照本发明的实施例的静态图像数据的驱动方法的另一例子的时间图。
图7A和7B是图解说明当曝光期间为T1时的电压信号的计算例子的第一示图。
图8是图解说明宽动态范围照相机的一般结构的方框图，所述宽动态范围照相机是按照本发明的一个实施例的成像设备的例子。
图9是图解说明信号预处理部件的一般结构的方框图。
图10是图解说明宽D照相机的图像输出操作的示图。
图11是图解说明切换点的示图。
图12是图解说明现有技术的静态图像曝光序列的示图。
具体实施方式
下面说明实现本发明的方式(下面称为实施例)。是按照下面的顺序进行说明的。
1.第一实施例
2.第二实施例
3.第三实施例
1.第一实施例
固态成像装置的结构
图1是图解说明CCD固态成像装置1的示意平面图，CCD固态成像装置1是按照本发明的一个实施例的固态成像装置的一个例子。这里图解说明的CCD固态成像装置1主要包括CCD固态图像传感器2和定时信号发生电路6。定时信号发生电路6是控制器的一个例子。
CCD固态图像传感器
CCD固态图像传感器2包括由受光部分7和垂直传送部分8形成的成像区9。
受光部分7沿行(垂直)和列(水平)方向排列，以形成矩阵，并被配置成把入射光转换成量与入射光的量对应的信号电荷，并在其中累积信号电荷。受光部分7例如由PN结光电二极管构成。当对读出电极(读出栅极)10施加后面说明的读出脉冲(读出电压)XSG时，累积在受光部分7中的信号电荷被读出到垂直传送部分8。
为受光部分7的每个垂直列设置垂直传送部分8，由垂直传送时钟 
驱动。垂直传送部分8沿垂直方向顺序传送读出的信号电荷，以致每个水平消隐期间传送与一条扫描线对应的信号电荷。
垂直传送部分8的传送电极还充当读出电极(读出栅极)10。由于这种结构，垂直传送时钟 
被配置成具有三个值：低电平(L电平)，中等电平(M电平)和高电平(H电平)。在这些多电平脉冲中，具有高电平(H电平)的脉冲被用作施加于读出栅极10的读出脉冲XSG。
在图1的成像区9的下部中，布置水平传送部分11。水平传送部分11例如由两相水平传送时钟 
和 
驱动，并在水平消隐期间之后的水平扫描期间中顺序传送从垂直传送部分8的多于一条的线路传来的一条线路的信号电荷。
由浮动扩散放大器构成的电荷-电压转换器12被设置在水平传送部分11的在其传送目的地一侧的端部。电荷-电压转换器12顺序把由水平传送部分11水平传送的信号电荷转换成电压信号，并输出电压信号。
由电荷-电压转换器12转换的电压信号被传给输出电路13，随后通过输出端子4被输出给外部装置，作为与来自被摄体的入射光对应的CCD输出。
成像区9，水平传送部分11和电荷-电压转换器12形成于半导体基板14上，从而获得行间传送CCD固态图像传感器。
受光部分和在其周边的半导体基板的深度结构
图2是图解说明受光部分7和在受光部分7周边的半导体基板14的深度结构的示意截面图。在图2中，在具有N型导电性的半导体基板14的表面上形成P型阱区31，在阱区31的表面上形成N+型信号电荷累积区32。此外，在信号电荷累积区32上形成P+型空穴累积区33，从而获得具有所谓的HAD(空穴累积二极管)的受光部分7。
累积在受光部分7中的信号电荷的量由溢出阻挡层(OFB)的势垒高度确定，所述溢出阻挡层(OFB)由P型阱区31形成。即，溢出阻挡层(OFB)确定累积在受光部分7中的信号电荷的饱和信号量Qs。当累积电荷量超过饱和信号量Qs时，信号电荷的过量部分越过势垒，并朝着半导体基板14被清除。
这样，获得具有所谓的垂直溢漏结构的受光部分7。在垂直溢漏结构中，半导体基板14充当溢漏(overflow drain)。
在受光部分7中，尽管饱和信号量Qs由装置的S/N特性、水平传送部分11处理的电荷的数量和其它因素确定，不过由于制造过程中的变化的缘故，溢出阻挡层OFB的电位发生变化。溢出阻挡层OFB 的电位可由溢漏偏压，即基板偏压Vsub控制。
在受光部分7的横向方向上，经构成读出栅极10的P型区34形成N+型信号电荷传送区35和P+型沟道截断区36。在信号电荷传送区35之下形成防止拖尾成分(smear component)污染的P+型杂质扩散区37。此外，由多晶硅形成的传送电极39经栅极绝缘膜38被置于信号电荷传送区35之上，从而获得垂直传送部分8。置于P型区34上方的传送电极39的部分还充当读出栅极10的栅电极。
经层间薄膜40在垂直传送部分8上方形成遮光铝膜41，以覆盖传送电极39。在与受光部分7对应的部分中通过蚀刻有选择地除去遮光铝膜41，形成开口42，外部光通过开口42进入受光部分7。如上所述，对半导体基板14施加基板偏压Vsub，所述基板偏压Vsub确定在受光部分7中累积的信号电荷的量，即，确定溢出阻挡层OFB的电位。
定时信号发生电路
定时信号发生电路6产生用于驱动上述CCD固态图像传感器2的垂直传送时钟 
及两相水平传送时钟 和 
垂直传送时钟 
经在半导体基板14上形成的端子15被施加于CCD固态图像传感器2。两相水平传送时钟 
和 
经在半导体基板14上形成的端子16a和16b被施加于CCD固态图像传感器2。
此外，除了垂直传送时钟和水平传送时钟之外，定时信号发生电路6恰当地产生各种定时信号，比如用于把在受光部分7中累积的信号电荷清除到半导体基板14的快门脉冲 
固态成像装置的操作
下面，说明具有上述结构的固态成像装置的操作。即，说明按照本发明的实施例的固态成像装置的驱动方法的例子。
具有不同曝光期间的电压信号的采集
在按照本发明的实施例的CCD固态成像装置1中，首先在机械快门被打开的高速成像期间(监视模式)中，确定希望被成像为静态图像的视频图像。
随后，将被成像为静态图像的视频图像被确定，并且快门(未示出)被按下时(由图3中的符号t1表示的定时)，在对应于所述按下的期间中产生多个快门脉冲 
通过施加这些快门脉冲 
整个受光部分7的信号电荷被清除和丢弃到半导体基板14。
随后，在由图3中的符号t2表示的定时，对置于第(3N-2)行(N：自然数)的受光部分7的读出栅极10施加读出脉冲XSG。通过施加读出脉冲XSG，置于第(3N-2)行的受光部分7的信号电荷被读出到垂直传送部分8。这里，置于第(3N-2)行的受光部分7是“第一预定受光部分”的一个例子。
之后，在由图3中的符号t3表示的定时，机械快门被关闭，曝光期间结束。
这里，由于在由图3中的符号t2表示的定时，置于第(3N-2)行的受光部分7的信号电荷被读出到垂直传送部分8，因此置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期间变成等于由图3中的符号T2表示的期间。
即，在由图3中的符号T1表示的期间中，光入射到置于第(3N-2)行的受光部分7上。但是，由从曝光期间的开始定时延续到用图3中的符号t2表示的定时的期间内的光入射累积的信号电荷被读出到垂直传送部分8。于是，在由图3中的符号t3表示的定时，在置于第(3N-2)行的受光部分7中累积的信号电荷是由在用图3中的符号T2表示的期间中的光入射累积的。因此，置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期间等于用图3中的符号T2表示的期间。
置于第(3N-1)行和第3N行的受光部分7的曝光期间对应于用图3中的符号T1表示的期间。
这里，当机械快门被关闭，并且曝光期间结束时，开始帧读出期间，其中借助帧读出，读出整个受光部分7的信号电荷。
在帧读出期间中，首先用垂直传送部分8的高速传送驱动，清除垂直传送部分8中的信号电荷。借助高速传送驱动，在用图3中的符号t2表示的定时，从受光部分7读出到垂直传送部分8的信号电荷也能够被清除。
借助上面的方法，能够获得具有曝光期间T1的电压信号和具有曝光期间T2的电压信号。
在第一实施例中，作为例子说明了在用图3中的符号t2表示的定时，对置于第(3N-2)行的受光部分7的读出栅极10施加读出脉冲XSG的情况。但是，并不总是需要对置于第(3N-2)行的受光部分7执行读出操作，相反可对任意受光部分7进行读出操作。
具有曝光期间T1的图像信号的采集
由上述方法获得的电压信号对置于第(3N-1)行和第3N行的受光部分7来说具有曝光期间T1，对置于第(3N-2)行的受光部分7来说具有曝光期间T2。
为了获得具有曝光期间T1的图像信号，必须得到整个受光部分7的具有曝光期间T1的电压信号。于是，必须计算置于第(3N-2)行的受光部分7的具有曝光期间T1的电压信号。
下面，说明置于第(3N-2)行的受光部分7的具有曝光期间T1的电压信号的计算例子。
情况1：曝光期间为T2的电压信号具有足够的信号量
通过把置于第(3N-2)行的受光部分7的电压信号乘以T1/T2，能够计算置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期间为T1的电压信号(参见图4A)。
图4A中的符号“R”、“G”和“B”表示滤色器的颜色“红”、“绿”和“蓝”。
情况2：曝光期间为T2的电压信号不具有足够的信号量
通过利用置于第(3N-1)行的受光部分7的电压信号和置于第3N行的受光部分7的电压信号，能够计算置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期间为T1的电压信号(参见图4B)。
图4B中的符号“R”、“G”和“B”表示滤色器的颜色“红”、“绿”和“蓝”。图4B图解说明由实线圆圈表示的受光部分7的电压信号是根据由虚线圆圈表示的受光部分7的电压信号计算的。
借助上述方法，能够获得置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期 间为T1的图像信号。
利用曝光期间T2的图像信号的采集
类似地，为了获得具有曝光期间T2的图像信号，必须得到整个受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。于是，必须计算置于第(3N-1)行和第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。
下面，说明置于第(3N-1)行和第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号的计算例子。
情况1：曝光期间为T1的电压信号具有不饱和的信号量
通过把置于第(3N-1)行的受光部分7的电压信号乘以T2/T1，能够计算置于第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。此外，通过把置于第3N行的受光部分7的电压信号乘以T2/T1，能够计算置于第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号(参见图5A)。
图5A中的符号“R”、“G”和“B”表示滤色器的颜色“红”、“绿”和“蓝”。
情况2：曝光期间为T1的电压信号具有饱和的信号量
通过利用置于第(3N-2)行的受光部分7的电压信号，能够计算置于第(3N-1)行的受光部分7和置于第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号(参见图5B)。
图5B中的符号“R”、“G”和“B”表示滤色器的颜色“红”、“绿”和“蓝”。图5B图解说明由实线圆圈表示的受光部分7的电压信号是根据由虚线圆圈表示的受光部分7的电压信号计算的。
借助上述方法，能够获得置于第(3N-1)行的受光部分7和置于第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的图像信号。
随后，组合曝光期间为T1的图像信号和曝光期间为T2的图像信号，以获得具有宽动态范围的组合图像，其具体方法将在后面说明的第三实施例中描述。
按照本发明的第一实施例，能够利用单一读出序列，获得具有不同曝光期间的图像信号。即，在具有曝光期间T1的图像信号的读出 序列和具有曝光期间T2的图像信号的读出序列之间不发生时移。因此，即使当被摄体高速移动，或者曝光时间较长时，组合图像的分辨率也不会降低。
此外，由于具有不同曝光期间的图像信号是利用单一读出序列获得的，因此即使当拍摄闪烁的被摄体时，也能够恰当地获得具有宽动态范围的图像。
2.第二实施例
在上面说明的第一实施例中，作为例子说明了获得具有不同曝光期间的两个图像信号的情况。不过，被组合的图像信号的数目并不必定为2，可以把具有不同曝光期间的三个或者更多的图像信号组合在一起。在获得具有不同曝光期间的三个或更多的图像信号的情况下，固态成像装置的结构和在上述第一实施例中使用的固态成像装置的结构相同。
固态成像装置的操作
下面，说明获得具有不同曝光期间的图像信号的情况的固态成像装置的操作。即，说明按照本发明的实施例的固态成像装置的驱动方法的另一个例子。
具有不同曝光期间的电压信号的采集
在获得具有不同曝光期间的三个图像信号的情况下，类似于上面说明的第一实施例，在机械快门被打开的高速成像期间(监视模式)中，确定希望被成像为静态图像的视频图像。
随后，当将被成像为静态图像的视频图像被确定，并且快门(未示出)被按下时(用图6中的符号t1表示的定时)，在对应于所述按下的期间中产生多个快门脉冲 通过施加这些快门脉冲 
整个受光部分7的信号电荷被清除和丢弃到半导体基板14。
随后，在由图6中的符号t2表示的定时，对置于第(3N-2)行(N：自然数)的受光部分7的读出栅极10施加读出脉冲XSG。通过施加读出脉冲XSG，置于第(3N-2)行的受光部分7的信号电荷被读出到垂直传送部分8。这里，置于第(3N-2)行的受光部分7是“第一预定受光部 分”的一个例子。
此外，在由图6中的符号t3表示的定时，对置于第3N行的受光部分7的读出栅极10施加读出脉冲XSG。通过施加读出脉冲XSG，置于第3N行的受光部分7的信号电荷被读出到垂直传送部分8。这里，置于第3N行的受光部分7是“第二预定受光部分”的一个例子。
之后，在由图6中的符号t4表示的定时，机械快门被关闭，曝光期间结束。
这里，由于在由图6中的符号t2表示的定时，置于第(3N-2)行的受光部分7的信号电荷被读出到垂直传送部分8，因此置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期间变成等于由图6中的符号T2表示的期间。
即，在由图6中的符号T1表示的期间中，光入射到置于第(3N-2)行的受光部分7上。但是，由从曝光期间的开始定时延续到用图6中的符号t2表示的定时的期间内的光入射累积的信号电荷被读出到垂直传送部分8。于是，在由图6中的符号t4表示的定时，在置于第(3N-2)行的受光部分7中累积的信号电荷是由在用图6中的符号T2表示的期间中的光入射累积的。因此，置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期间等于用图6中的符号T2表示的期间。
此外，由于在由图6中的符号t3表示的定时，置于第3N行的受光部分7的信号电荷被读出到垂直传送部分8，因此置于第3N行的受光部分7的曝光期间变成等于由图6中的符号T3表示的期间。
即，在由图6中的符号T1表示的期间中，光入射到置于第3N行的受光部分7上。但是，由从曝光期间的开始定时延续到用图6中的符号t3表示的定时的期间内的光入射累积的信号电荷被读出到垂直传送部分8。于是，在由图6中的符号t4表示的定时，在置于第3N行的受光部分7中累积的信号电荷是由在用图6中的符号T3表示的期间中的光入射累积的。因此，置于第3N行的受光部分7的曝光期间等同于用图6中的符号T3表示的期间。
置于第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间对应于用图6中的符号T1表示的期间。
这里，当机械快门被关闭，并且曝光期间结束时，开始帧读出期间，其中借助帧读出，读出整个受光部分7的信号电荷。
在帧读出期间中，首先用垂直传送部分8的高速传送驱动，清除垂直传送部分8中的信号电荷。借助高速传送驱动，在用图6中的符号t2表示的定时和用图6中的符号t3表示的定时，从受光部分7读出到垂直传送部分8的信号电荷也能够被清除。
借助上面的方法，能够获得具有曝光期间T1的电压信号，具有曝光期间T2的电压信号和具有曝光期间T3的电压信号。
在第二实施例中，作为例子说明了在用图6中的符号t2表示的定时，对置于第(3N-2)行的受光部分7的读出栅极10施加读出脉冲XSG的情况。此外，在第二实施例中，作为例子说明了在用图6中的符号t3表示的定时，对置于第3N行的受光部分7的读出栅极10施加读出脉冲XSG的情况。但是，并不总是需要在用图6中的符号t2表示的定时，对置于第(3N-2)行的受光部分7进行读出操作，相反可对任意受光部分7进行读出操作。类似地，并不总是需要在用图6中的符号t3表示的定时，对置于第3N行的受光部分7进行读出操作，相反可对任意受光部分7进行读出操作。不过，必须保证其中在用图6的符号t2表示的定时进行读出操作的受光部分7不同于在用图6的符号t3表示的定时进行读出操作的受光部分7。
具有曝光期间T1的图像信号的采集
由上述方法获得的电压信号对置于第(3N-1)行的受光部分7来说具有曝光期间T1，对置于第(3N-2)行的受光部分7来说具有曝光期间T2。另外，该电压信号对置于第3N行的受光部分7来说具有曝光期间T3。为了获得具有曝光期间T1的图像信号，必须得到整个受光部分7的具有曝光期间T1的电压信号。于是，必须计算置于第(3N-2)行和第3N行的受光部分7的具有曝光期间T1的电压信号。
下面，说明置于第(3N-2)行和第3N行的受光部分7的具有曝光期间T1的电压信号的计算例子。
情况1：曝光期间为T2和T3的电压信号具有足够的信号量
通过把置于第(3N-2)行的受光部分7的电压信号乘以T1/T2，能够计算置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期间为T1的电压信号。此外，通过把置于第3N行的受光部分7的电压信号乘以T1/T3，能够计算置于第3N行的受光部分7的曝光期间为T1的电压信号(参见图7A)。
图7A中的符号“R”、“G”和“B”表示滤色器的颜色“红”、“绿”和“蓝”。
情况2：曝光期间为T2和T3的电压信号不具有足够的信号量
通过利用置于第(3N-1)行的受光部分7的电压信号，能够计算置于第(3N-2)行的受光部分7和置于第3N行的受光部分7的曝光期间为T1的电压信号(参见图7B)。
图7B中的符号“R”、“G”和“B”表示滤色器的颜色“红”、“绿”和“蓝”。图7B图解说明由实线圆圈表示的受光部分7的电压信号是根据由虚线圆圈表示的受光部分7的电压信号计算的。
借助上述方法，能够获得置于第(3N-2)行和第3N行的受光部分7的曝光期间为T1的图像信号。
利用曝光期间T2的图像信号的采集
类似地，为了获得具有曝光期间T2的图像信号，必须得到整个受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。于是，必须计算置于第(3N-1)行和第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。
下面，说明置于第(3N-1)行和第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号的计算例子。
情况1：曝光期间为T1的电压信号具有不饱和的信号量；曝光期间为T3的电压信号具有足够的信号量
通过把置于第(3N-1)行的受光部分7的电压信号乘以T2/T1，能够计算置于第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。此外，通过把置于第3N行的受光部分7的电压信号乘以T2/T3，能够计算置于第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。
情况2：曝光期间为T1的电压信号具有不饱和的信号量；曝光 期间为T3的电压信号不具有足够的信号量
通过把置于第(3N-1)行的受光部分7的电压信号乘以T2/T1，能够计算置于第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。此外，通过利用置于第(3N-2)行的受光部分7的电压信号和置于第(3N-1)行的受光部分7的电压信号，能够计算置于第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。
情况3：曝光期间为T1的电压信号具有饱和的信号量；曝光期间为T3的电压信号具有足够的信号量
通过利用置于第(3N-2)行的受光部分7的电压信号和置于第3N行的受光部分7的电压信号，能够计算置于第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。此外，通过把置于第3N行的受光部分7的电压信号乘以T2/T3，能够计算置于第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。
情况4：曝光期间为T1的电压信号具有饱和的信号量；曝光期间为T3的电压信号不具有足够的信号量
通过利用置于第(3N-2)行的受光部分7的电压信号，能够计算置于第(3N-1)行的受光部分7和置于第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的电压信号。
借助上述方法，能够获得置于第(3N-1)行的受光部分7和置于第3N行的受光部分7的曝光期间为T2的图像信号。
利用曝光期间T3的图像信号的采集
类似地，为了获得具有曝光期间T3的图像信号，必须得到整个受光部分7的曝光期间为T3的电压信号。于是，必须计算置于第(3N-2)行和第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间为T3的电压信号。
下面，说明置于第(3N-2)行和第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间为T3的电压信号的计算例子。
情况1：曝光期间为T1的电压信号具有不饱和的信号量；曝光期间为T2的电压信号具有足够的信号量
通过把置于第(3N-2)行的受光部分7的电压信号乘以T3/T2，能 够计算置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期间为T3的电压信号。此外，通过把置于第(3N-1)行的受光部分7的电压信号乘以T3/T1，能够计算置于第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间为T3的电压信号。
情况2：曝光期间为T1的电压信号具有不饱和的信号量；曝光期间为T2的电压信号不具有足够的信号量
通过把置于第(3N-1)行的受光部分7的电压信号乘以T3/T1，能够计算置于第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间为T3的电压信号。此外，通过利用置于第(3N-1)行的受光部分7的电压信号和置于第3N行的受光部分7的电压信号，能够计算置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期间为T3的电压信号。
情况3：曝光期间为T1的电压信号具有饱和的信号量；曝光期间为T2的电压信号具有足够的信号量
通过利用置于第(3N-2)行的受光部分7的电压信号和置于第3N行的受光部分7的电压信号，能够计算置于第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间为T3的电压信号。此外，通过把置于第(3N-2)行的受光部分7的电压信号乘以T3/T2，能够计算置于第(3N-2)行的受光部分7的曝光期间为T3的电压信号。
借助上述方法，能够获得置于第(3N-2)行和第(3N-1)行的受光部分7的曝光期间为T3的图像信号。
随后，组合曝光期间为T1的图像信号，曝光期间为T2的图像信号和曝光期间为T3的图像信号，以获得具有宽动态范围的组合图像，其具体方法将在后面说明的第三实施例中描述。
按照本发明的第二实施例，能够利用单一读出序列，获得具有不同曝光期间的图像信号。即，在具有曝光期间T1的图像信号的读出序列，具有曝光期间T2的图像信号的读出序列和具有曝光期间T3的图像信号的读出序列之间不发生时移。因此，即使当被摄体高速移动，或者曝光时间较长时，组合图像的分辨率也不会降低。
此外，由于具有不同曝光期间的图像信号是利用单一读出序列获得的，因此即使当拍摄闪烁的被摄体时，也能够恰当地获得具有宽动 态范围的图像。
3.第三实施例
宽D照相机的结构
图8是图解说明宽动态范围照相机(下面称为“宽D照相机”)的一般结构的方框图，所述宽动态范围照相机是按照本发明的一个实施例的成像设备的例子。
图8中图解说明的宽D照相机包括光学组件130，图像传感器131，预处理部分132，信号处理部分133，输出部分134，TG 135，EVR 136，微计算机137，光学组件控制电路138和记录介质139。
光学组件130是透镜或者去除不必要的波长分量的滤光器，例如可以是ND(中性密度)滤光器，所述ND滤光器是光强度调整滤光器。从被摄体入射的并通过光学组件130的光被图像传感器131捕捉，随后被转换成电信号。此外，光学组件130经光学组件控制电路138由微计算机(micom)137控制，以致透镜等的光圈被控制。
第一实施例中的CCD固态图像传感器2被用作图像传感器(成像装置)131。
预处理部分132接收从图像传感器131输出的图像信号，从图像信号中取出视频信号，同时借助CDS(相关双采样)电路的处理降低噪声。此外，预处理部分132酌情对视频信号赋予增益，以把视频信号放大(控制视频信号的增益)到适当的信号电平，并把视频信号传给信号处理部分133。
作为图像传感器131的CCD固态图像传感器的主要噪声包括传送噪声，输出放大器的噪声，复位噪声，由暗电流造成的噪声和光拍摄噪声。复位噪声是当使CCD固态图像传感器的浮动扩散复位时产生的噪声，上面提及的CDS电路使得能够降低复位噪声。
信号处理部分133由两个主要部件构成。一个部件是信号预处理部件140，另一个部件是信号后处理部件(未示出)。
信号预处理部件140执行提取具有不同曝光期间的多个输入图像信号(具有曝光期间T1的图像信号和具有曝光期间T2的图像信 号)，校正具有不同曝光期间的图像信号之间的色平衡，和把具有不同曝光期间的图像信号组合在一起的处理。信号预处理部件140将在后面详细说明。
信号后处理部件执行颜色处理，如进行γ校正和轮廓校正的孔径处理，和根据包含在被摄体中的“白色”调整色温的白平衡。
此外，信号处理部分133具有至少一个检测部分143，能够检测在当前时刻输入的图像信号的诸如亮度信号电平之类的电平信息、颜色信息等等。信号处理部分133能够根据检测的信息调整白平衡。检测部分143将在后面详细说明。
在电压信号由信号处理部分133处理之后，输出部分134从信号处理部分133接收视频信号，并把视频图像输出给显示装置的监视器。
TG(定时信号发生器)135产生和在第一实施例中的定时信号发生电路产生的脉冲种类相同的各种脉冲。
EVR(electric volume)136是其阻值能够由数字信号等调节的可变电阻器，并通过改变阻值控制光学组件控制电路138等。因此，作为光学组件130的透镜的光圈可由EVR 136等调节。另外，EVR 136具有诸如存储器之类的存储装置，即使当电源被关闭时，也能够保存改变后的阻值。
光学组件控制电路138具有进行控制，比如光学组件130的光圈调节之类的控制装置(未示出)。
微计算机137根据检测部分143的检测结果，控制预处理部分132，信号处理部分133，TG 135，EVR 136和光学组件控制电路138的处理。另外，微计算机137确定用于组合和压缩具有曝光期间T1的图像信号和具有曝光期间T2的图像信号的压缩增益等。
此外，微计算机137能够通过经外部接口(I/F)往来于宽D照相机的外部装置传输/接收用于控制宽D照相机的控制数据，来控制宽D照相机。例如，外部I/F可以是诸如10Base-T或10Base-2之类的以太网(注册商标)，EIA-232，EIA-485等。
例如，记录介质139能够保存为控制宽D照相机的每个部分而 必需的控制数据、调节被摄体的曝光的调节数据、可由宽D照相机的用户不同地设定的诸如色彩校正和AE之类的用户设定数据。
例如，记录介质139可以是能够通过把数据写入其中而保存数据的ROM，和能够通过借助电擦除保存或擦除数据的EEPROM(电可擦可编程ROM)。
信号预处理部件的详细说明
下面参考图9，说明包括在信号处理部分133中的信号预处理部件140。图9是图解说明信号预处理部件140的一般结构的方框图。
如图9中所示，信号预处理部件140包括钳位处理部分(1)141，钳位处理部分(2)142，检测部分143和组合部分144。
首先，长曝光图像信号被传送给钳位处理部分(1)141，短曝光图像信号被传送给钳位处理部分(2)142。这里，“长曝光图像信号”是包含由图像传感器131(长时间)成像的长曝光图像的信号，“短曝光图像信号”是包含由图像传感器131(短时间)成像的短曝光图像的信号。
“长曝光图像信号”对应于第一实施例中的“具有曝光期间T1的图像信号”，“短曝光图像信号”对应于第一实施例中的“具有曝光期间T2的图像信号”。
随后，钳位处理部分(1)141和钳位处理部分(2)142根据长曝光图像和短曝光图像的亮度信号电平，确定“0电平(黑色电平)”基准(钳位处理)。在确定了0电平之后，钳位处理部分(1)141和钳位处理部分(2)142分别把长曝光图像和短曝光图像输出给组合部分144和检测部分143。
钳位处理部分(1)141和钳位处理部分(2)142通过利用长曝光图像信号和短曝光图像信号具有周期性的事实，再现直流分量，除去低频噪声分量，和确定0电平在何处。在复合的视频信号和亮度信号中，黑色电平被用作基准，直流电压值代表信息。因此，在信号处理中，黑色电平(0电平)被固定，并根据这些电平进行处理。
检测部分143检测分别从钳位处理部分(1)141和钳位处理部分(2)142输出的长曝光图像信号和短曝光图像信号的信号量和亮度信号 电平。亮度信号电平(亮度电平)指示明亮度。
这里，检测部分143的检测结果被输出给诸如微计算机137之类的每个部分，从而每个部分变得能够执行处理。
特别地，微计算机137必须确定组合长曝光图像和短曝光图像的切换点。为此，检测部分143检测输入其中的长曝光图像和短曝光图像的信号量或亮度信号电平的分布(亮度信号电平的直方图)。
组合部分144对输入其中的长曝光图像和短曝光图像的曝光电平进行电平调节，并通过以像素为单位进行切换处理，把它们组合为一个图像。产生的组合图像作为组合的图像信号被输出。关于长曝光图像和短曝光图像的组合部分144的组合处理将在后面详细说明。
微计算机137能够接收由检测部分143从长曝光图像信号和短曝光图像信号中检测的信号量或亮度信号电平的直方图。另外，根据亮度信号电平的信号量计算高亮度区或低-中亮度区的平均亮度信号电平等。
微计算机137根据诸如从检测部分143获得的检测结果之类的信息，调节长曝光图像和短曝光图像的曝光。此外，微计算机137校正将输出为视频信号的输出图像的动态范围中的高亮度动态范围和低-中亮度动态范围的比例。此外，微计算机137确定组合长曝光图像和短曝光图像的切换点。切换点由微计算机137传送给信号预处理部件140的每个处理部分。
图像输出操作
下面，说明具有上述结构的宽D照相机的图像输出操作。
成像处理(S160)
首先，如图10中图解所示，作为宽D照相机的成像设备借助图像传感器131对被摄体进行成像处理(S160)。具体地说，按照结合第一实施例中的“固态成像装置的操作”说明的流程进行成像处理。
当完成成像处理时，从图像传感器131输出并经过预处理部分132的CDS处理的长曝光图像和短曝光图像被传送给信号处理部分133的信号预处理部件140。
检测处理(S162)
在信号预处理部件140中，在长曝光图像和短曝光图像分别在钳位处理部分(1)141和钳位处理部分(2)142中经过钳位处理之后，处理后的长曝光图像和短曝光图像被传送给检测部分143和组合部分144。
当长曝光图像和短曝光图像被传送给检测部分143时，检测部分143对长曝光图像和短曝光图像进行检测处理(S162)。
根据检测处理中的检测结果，微计算机137确定表示长曝光图像的低-中亮度区中的最高亮度信号电平的La(切换亮度信号电平)。此外，微计算机137确定表示短曝光图像的高亮度区中的最高亮度信号电平的Lb。
组合处理(S164)
当完成检测处理时，组合部分144对长曝光图像和短曝光图像进行组合处理(S164)，以产生组合图像。组合部分144根据从微计算机137传来的诸如La之类的信息进行组合处理。
按照第三实施例的组合处理根据切换点进行切换，以便就低于切换点的亮度信号电平而论，采用与长曝光图像的亮度信号电平对应的像素。当输入的亮度信号电平超过切换点时，进行切换，以便采用与短曝光图像的亮度信号电平对应的像素。
即，在切换点，将被采用作组合图像的图像以像素为单位从长曝光图像被切换到短曝光图像，从而获得一个组合图像。
下面，参考图11说明按照第三实施例的切换点。
如图11中所示，短曝光图像的输入/输出特性被描述成短输入/输出特性170，长曝光图像的输入/输出特性被描述成长输入/输出特性171，作为视频信号从信号处理部分133输出的输出图像的输入/输出特性被描述成输出图像输入/输出特性172。图11中所示的水平轴代表输入到组合部分144的图像信号的输入亮度信号电平，垂直轴代表从组合部分144输出的图像信号的输出亮度信号电平。
首先，对于组合来说，把长曝光图像和短曝光图像的曝光比乘以短曝光图像，从而调节两个图像的电平。例如，如果长曝光图像和短 曝光图像的曝光比为10∶1，那么短曝光图像的曝光期间为长曝光图像的十分之一。但是，存在的光的量为短曝光图像的亮度信号电平的10倍。因此，通过把短曝光图像乘以10，调节电平。
因此，短输入/输出特性170的倾斜度沿图11中所示的箭头所示的方向移动，以致短输入/输出特性170的电平与长输入/输出特性171的电平相符。此外，根据适当的切换点使短输入/输出特性170倾斜预定量的倾斜度，从而，获得输出图像输入/输出特性172。
预定倾斜度被保存在记录介质139中，微计算机137进行把其电平由上面提及的乘法调节的短输入/输出特性170倾斜预定量的倾斜度的处理。把短输入/输出特性170倾斜上面提及的倾斜量的原因是为了防止动态范围变得过宽，和防止诸如图像失真之类的噪声。
当完成两个图像的上述电平调节时，根据图11中所示的切换点，把将被采纳为组合图像的像素从长曝光图像切换到短曝光图像，从而把图像组合为一个组合图像。
当完成组合处理(S164)时，组合部分144把输出图像作为视频信号传给信号后处理部件，一系列的图像输出操作结束。
在本发明的第三实施例中，以和第一实施例相同的方式获得长曝光图像和短曝光图像。于是，能够利用单一的读出序列获得具有不同曝光期间的图像信号，从而在长曝光图像和短曝光图像之间不产生任何时移。因此，通过组合处理而获得的输出图像的分辨率不降低。另外，即使当拍摄闪烁的被摄体时，也能够恰当地获得具有宽动态范围的图像。
此外，由于能够利用单一读出序列获得具有不同曝光期间的图像信号，因此不必对长曝光图像信号和短曝光图像信号进行同步处理。从而，能够简化宽D照相机的图像输出操作。
即，当在获得具有不同曝光期间的图像信号的时候执行具有不同定时的读出序列时，必须把被传给预处理部分132的长曝光图像信号和短曝光图像信号的定时调节(同步)到已同步的定时。这意味宽D照相机的图像输出操作需要同步处理。
于是，由于能够利用单一读出序列获得具有不同曝光期间的图像信号，因此同步处理不是必需的。因此，能够简化宽D照相机的图像输出操作。
本申请包含与分别在2009年2月10日和2009年6月2日向日本专利局提出的日本优选权专利申请JP2009-028773和JP2009-132688中公开的主题相关的主题，这两件专利申请的整个内容在此引为参考。
本领域的技术人员应明白根据设计要求和其它因素，可产生各种改进、组合、子组合和变更，只要它们在附加权利要求或其等同物的范围之内。
Claims (10)
1.一种固态成像装置，包括：
累积与入射光对应的信号电荷的受光部分；
邻近受光部分形成的传送从受光部分读出的信号电荷的电荷传送部分；
读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到电荷传送部分的读出电压；和
控制器，所述控制器被配置成能够在受光部分中累积信号电荷的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压。
2.一种固态成像装置，包括：
受光部分，所述受光部分被排列成矩阵形式，以便累积与入射光对应的信号电荷；
为受光部分的每个垂直列设置的、沿垂直传送方向传送从受光部分读出的信号电荷的垂直传送部分；
读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到垂直传送部分的读出电压；
水平传送部分，信号电荷从垂直传送部分被传送给水平传送部分，水平传送部分沿水平方向对传送的信号电荷进行传送；和
控制器，所述控制器被配置成能够在受光部分中累积信号电荷的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压。
3.按照权利要求1或2所述的固态成像装置，其中控制器被配置成能够在曝光期间中在对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压之后，对与第二预定受光部分对应的读出电极施加读出电压，所述第二预定受光部分是不同于第一预定受光部分的受光部分的一部分。
4.一种固态成像装置的驱动方法，包括下述步骤：
在受光部分中累积与入射光对应的信号电荷的曝光期间中，把在作为受光部分的一部分的第一预定受光部分中累积的信号电荷读出到邻近第一预定受光部分形成的电荷传送部分。
5.按照权利要求4所述的固态成像装置的驱动方法，还包括下述步骤：
在曝光期间中在累积在第一预定受光部分中的信号电荷被读出之后，把在第二预定受光部分中累积的信号电荷读出到邻近第二预定受光部分形成的电荷传送部分，所述第二预定受光部分是不同于第一预定受光部分的受光部分的一部分。
6.一种成像设备，包括：
固态成像装置；和
光学系统，其中
固态成像装置包括：
累积与入射光对应的信号电荷的受光部分；
邻近受光部分形成的传送从受光部分读出的信号电荷的电荷传送部分；
读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到电荷传送部分的读出电压；和
控制器，所述控制器被配置成能够在受光部分中累积信号电荷的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压，
光学系统把入射光导引到受光部分。
7.一种成像设备，包括：
固态成像装置；和
光学系统，其中
固态成像装置包括：
受光部分，所述受光部分被排列成矩阵形式，以便累积与入射光对应的信号电荷；
为受光部分的每个垂直列设置的沿垂直传送方向传送从受光部分读出的信号电荷的垂直传送部分；
读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到垂直传送部分的读出电压；
水平传送部分，信号电荷从垂直传送部分被传送给水平传送部分，水平传送部分沿水平方向对传送的信号电荷传送；和
控制器，所述控制器被配置成能够在受光部分中累积信号电荷的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压，
光学系统把入射光导引到受光部分。
8.一种成像设备，包括：
固态成像装置，所述固态成像装置包括：
累积与入射光对应的信号电荷的受光部分，
邻近受光部分形成的传送从受光部分读出的信号电荷的电荷传送部分，和
读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到电荷传送部分的读出电压；
聚集将由受光部分接收的入射光的光学系统；
阻断由光学系统聚集的入射光的机械快门；和
控制器，所述控制器在信号电荷被累积在受光部分中的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压，从而把第一预定受光部分的曝光期间设定为在对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压之后延续到关闭机械快门为止的期间。
9.一种成像设备，包括：
固态成像装置，所述固态成像装置包括：
受光部分，所述受光部分被排列成矩阵形式，以便累积与入射光对应的信号电荷，
为受光部分的每个垂直列设置的、沿垂直传送方向传送从受光部分读出的信号电荷的垂直传送部分，和
读出电极，所述读出电极被施加用于把累积在受光部分中的信号电荷读出到垂直传送部分的读出电压；
聚集将由受光部分接收的入射光的光学系统；
阻断由光学系统聚集的入射光的机械快门；和
控制器，所述控制器在信号电荷被累积在受光部分中的曝光期间中，对与作为受光部分的一部分的第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压，从而把第一预定受光部分的曝光期间设定为在对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压之后延续到关闭机械快门为止的期间。
10.按照权利要求8或9所述的成像设备，其中在曝光期间中在对与第一预定受光部分对应的读出电极施加读出电压之后，控制器对与第二预定受光部分对应的读出电极施加读出电压，所述第二预定受光部分是不同于第一预定受光部分的受光部分的一部分，从而把第二预定受光部分的曝光期间设定为在对与第二预定受光部分对应的读出电极施加读出电压之后延续到关闭机械快门为止的期间。
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