CN114007025B - 拍摄元件及电子相机 - Google Patents

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Abstract

拍摄元件具备：多个滤光片部，其能够变更透射波长；多个光电转换部，其接收透过所述滤光片部后的光；以及控制部，其变更具有所述多个滤光片部中的第1滤光片部的第1区域的大小，该第1滤光片部使第1波长的光透过并入射到所述光电转换部。

Description

拍摄元件及电子相机
本发明申请是国际申请日为2017年9月27日、国际申请号为PCT/JP2017/035019、进入中国国家阶段的国家申请号为201780073453.9、发明名称为“拍摄元件及电子相机”的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及拍摄元件及电子相机。
背景技术
已知有按每个像素具备能够改变透射波长的可变滤光片的拍摄元件(专利文献1)。以往的拍摄元件中存在无法使分辨率变动的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013－85028号公报
发明内容
根据本发明的第1方式，拍摄元件具备：多个滤光片部，其能够变更透射波长；多个光电转换部，其接收透过所述滤光片部后的光；以及控制部，其变更具有所述多个滤光片部中的第1滤光片部的第1区域的大小，所述第1滤光片部使第1波长的光透过并入射到所述光电转换部。
根据本发明的第2方式，电子相机具备：第1方式的拍摄元件、和基于来自所述拍摄元件的信号而生成图像数据的图像生成部。
附图说明
图1是表示第1实施方式的拍摄装置的构成的框图。
图2是表示第1实施方式的拍摄元件的一部分构成的框图。
图3是用于说明第1实施方式的拍摄元件的截面构造的图。
图4是表示第1实施方式的滤光片部的透射波长的一例的图。
图5是表示第1实施方式的滤光片部的透射波长的变更例的图。
图6是表示第1实施方式的滤光片部的控制的一例的图。
图7是表示第1实施方式的像素的构成的电路图。
图8是表示第1实施方式的拍摄元件的一部分构成的电路图。
图9是用于说明第1实施方式的拍摄元件的动作例的图。
图10是用于说明第1实施方式的拍摄元件的另一动作例的图。
图11是用于说明第1实施方式的拍摄元件的另一动作例的图。
图12是用于说明第2实施方式的拍摄装置的电子调焦功能的图。
图13是表示变形例1的拍摄元件的一部分构成的电路图。
图14是用于说明变形例1的拍摄元件的动作例的图。
图15是用于说明变形例1的拍摄元件的另一动作例的图。
图16是用于说明变形例1的拍摄元件的另一动作例的图。
图17是表示变形例2的拍摄元件的一部分构成的电路图。
图18是用于说明变形例2的拍摄元件的动作例的图。
图19是用于说明变形例2的拍摄元件的另一动作例的图。
图20是用于说明变形例2的拍摄元件的另一动作例的图。
图21是表示变形例3的拍摄元件的一部分构成的电路图。
具体实施方式
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式的拍摄装置的构成的框图。图1中，示出作为电子相机1(其作为第1实施方式的拍摄装置的一例)的构成例。电子相机1具备：摄影光学系统2、拍摄元件3以及控制部4。摄影光学系统2在拍摄元件3成像出被摄体像。拍摄元件3对通过摄影光学系统2形成的被摄体像进行拍摄而生成像素信号。拍摄元件3是例如CMOS图形传感器。控制部4向拍摄元件3输出用于控制拍摄元件3的动作的控制信号。另外，控制部4作为对从拍摄元件3输出的像素信号实施各种图像处理并生成图像数据的图像生成部而发挥功能。此外，摄影光学系统2也可以相对于电子相机1装拆。
参照图2及图3对第1实施方式的拍摄元件3的构成进行说明。图2是表示第1实施方式的拍摄元件3的一部分构成的框图。图3是用于说明第1实施方式的拍摄元件3的图。图3的(a)是表示拍摄元件3的截面构造的一例的图，图3的(b)是用于说明拍摄元件3的滤光片部的透明电极的布局例的俯视图。如图2所示，拍摄元件3具备：多个像素10、滤光片垂直驱动部40、滤光片水平驱动部50、滤光片控制部60、像素垂直驱动部70、列电路部80、水平扫描部90、输出部100以及系统控制部110。拍摄元件3中，像素10呈二维状(作为第1方向的行方向及作为与第1方向交叉的第2方向的列方向)配置。在图2所示的例子中，为了简化说明，像素10仅图示出水平方向16个像素×垂直方向12个像素，但拍摄元件3具有例如数百万像素～数亿像素、或其以上的像素。
拍摄元件3是例如背面照射型的拍摄元件。如图3的(a)所示，拍摄元件3具备：半导体衬底220、层叠于半导体衬底220上的布线层210、支承基板200、微透镜31和滤光片部5。半导体衬底220由硅等的半导体衬底构成，支承基板200由半导体衬底或玻璃衬底等构成。半导体衬底220经由布线层210层叠于支承基板200。布线层210是包含导体膜(金属膜)及绝缘膜的布线层，配置有多条布线和/或过孔等。导体膜使用铜、铝等。绝缘膜由氧化膜和/或氮化膜等构成。如图3的(a)所示，入射光主要向Z轴正方向入射。另外，如坐标轴所示，将与Z轴正交的纸面右方设为X轴正方向，将与Z轴及X轴正交的纸面内侧方向设为Y轴正方向。
半导体衬底220具有：成为光所入射的入射面的第1面201a、以及与第1面201a不同的第2面201b。第2面201b位于与第1面201a相反的位置。布线层210层叠于半导体衬底220的第2面201b侧。由于光从与布线层210为相反侧的第1面201a侧照射，因此拍摄元件3为背面照射型的拍摄元件。半导体衬底220在第1面201a与第2面201b之间具有光电转换部34。光电转换部34是例如光电二极管(PD)，将入射的光转换为电荷。由光电转换部34光电转换得到的电荷所形成的信号被输出到布线层210。具有光电转换部34的像素10在X轴方向及Y轴方向上配置有多个。在半导体衬底220的第1面201a侧，按每个像素10设有滤光片部5及微透镜31。
像素10构成为，包括微透镜31、滤光片部5、遮光膜32和光电转换部34。微透镜31将入射的光汇聚到光电转换部34。遮光膜32配置在相邻的像素10的边界，抑制在相邻像素间漏光。
滤光片部5具有：从微透镜31侧朝向半导体衬底220侧依次层叠的电致变色(以下称为EC)层21、22、23和透明电极11、12、13、14。EC层21～23使用金属氧化物等电致变色材料而形成。透明电极11～14通过例如ITO(氧化铟锡)等形成。在EC层21与透明电极12之间、EC层22与透明电极13之间、以及EC层23与透明电极14之间分别设有绝缘膜33。另外，在滤光片部5设有未图示的电解质层(电解质膜)。
如图3的(b)所明示那样，透明电极11以将沿X方向、即行方向排列的多个EC层21的一个面覆盖的方式按沿行方向排列的每多个EC层而配置。在图2所示的例子中，像素10的排列是12行，因此透明电极11并列设置有12条。透明电极12及透明电极13与透明电极11同样地，以将沿X方向配置的多个EC层22及EC层23的一个面覆盖的方式配置。
透明电极14是对3个EC层21、22、23共用的电极，配置在EC层23的另一面侧。如图3的(b)所明示那样，公共透明电极14沿着在Y方向、即列方向排列的多个EC层23而按沿列方向排列的每多个EC层而配置。在图2所示的例子中，像素10的排列是16列，因此公共透明电极14并列设置有16条。
透明电极11～13及公共透明电极14为相对于EC层21、22、23以矩阵状(网格状)配置的电极。透明电极11～13与滤光片垂直驱动部40连接，公共透明电极14与滤光片水平驱动部50连接。由此，在本实施方式中，能够执行使用矩阵状的电极进行EC层21、22、23的驱动控制的有源矩阵驱动。
EC层21通过由透明电极11和公共透明电极14供给驱动信号而发生氧化还原反应，由此发出Mg(品红)。因此，EC层21通过驱动信号的供给而使入射光中的、与Mg(品红)对应的波段的光透过。EC层22通过由透明电极12和公共透明电极14供给驱动信号而发生氧化还原反应，由此发出Ye(黄色)。因此，EC层22通过驱动信号的供给而使入射光中的、与Ye(黄色)对应的波段的光透过。EC层23通过由透明电极13和公共透明电极14供给驱动信号而发生氧化还原反应，由此发出Cy(蓝绿色)。因此，EC层23通过驱动信号的供给而使入射光中的、与Cy(蓝绿色)对应的波段的光透过。EC层21、22、23在被停止上述驱动信号的供给的情况下，在一定时间内持续上述发色，在被供给了重置信号的情况下，成为使入射到滤光片部5的光中的所有波段的光透过的透明(消色)状态。
如上述那样，多个滤光片部5各自由发出Mg(品红)的EC层21、发出Ye(黄色)的EC层22、以及发出Cy(蓝绿色)的EC层23这三个滤光片构成。由此，滤光片部5通过EC层21～23的透射波长的组合而能够主要使Mg、Ye、Cy、W(白)、BK(黑)、R(红)、G(绿)、B(蓝)的任意波段的光透过。
图2中，滤光片控制部60通过控制从滤光片垂直驱动部40及滤光片水平驱动部50向各滤光片部5输入的信号，而设定(变更)各滤光片部5的透射波长。滤光片垂直驱动部40选择多个滤光片部5的行即选择多个透明电极11～13中预定的透明电极并向其供给驱动信号。滤光片水平驱动部50选择多个滤光片部5的列、即选择多个公共透明电极14中预定的公共透明电极并向其供给驱动信号。像这样，与由滤光片垂直驱动部40选择出的透明电极11～13及由滤光片水平驱动部50选择出的公共透明电极14双方有关的EC层发色。
例如，图3的(b)中，若滤光片水平驱动部50选择3条公共透明电极14中右端的公共透明电极14并供给驱动信号，并且滤光片垂直驱动部40选择9条透明电极11～13中上端的透明电极11并供给驱动信号，则位于右上端的EC层21发色。另外，若滤光片水平驱动部50同样选择公共透明电极14并供给驱动信号，并且滤光片垂直驱动部40选择上端的透明电极12并供给驱动信号，则右上端的EC层22发色。另外，若滤光片水平驱动部50同样选择公共透明电极14并供给驱动信号，并且滤光片垂直驱动部40选择上端的透明电极13并供给驱动信号，则右上端的EC层23发色。
像素垂直驱动部70向各像素10供给后述的信号TX、信号RST、信号SEL等控制信号，来控制各像素10的动作。系统控制部110基于从电子相机1的控制部4输出的用于控制拍摄元件3的动作的控制信号，控制滤光片控制部60、像素垂直驱动部70、列电路部80、水平扫描部90及输出部100。系统控制部110包含脉冲发生电路等，基于来自控制部4的控制信号生成脉冲信号等并将该信号输出到上述滤光片控制部60等而控制它们。
列电路部80构成为，包含多个模拟/数字转换部(AD转换部)，将从各像素10输出的信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号输出到水平扫描部90。水平扫描部90基于从系统控制部110输出的脉冲信号等，将从列电路部80输出的信号依次输出到输出部100。输出部100具有未图示的信号处理部，对从水平扫描部90输入的信号进行相关双采样和/或修正信号量的处理等信号处理，并输出到电子相机1的控制部4。输出部100具有与LVDS和/或SLVS等高速接口对应的输入输出电路等，高速地将信号传送到控制部4。
图4是表示第1实施方式的滤光片部的透射波长的一例的图。在图4所示的例子中，通过EC层21～23的透射波长的组合，滤光片部5表现出主要使W(白)、BK(黑)、Mg(品红)、Ye(黄色)、Cy(蓝绿色)、R(红)、G(绿)、B(蓝)波段的光透过的状态。
图4中，虚线方框所包围的Mg示出EC层21使Mg波段的光透过的状态。虚线方框所包围的Ye示出EC层22使Ye波段的光透过的状态。虚线方框所包围的Cy示出EC层23使Cy波段的光透过的状态。另外，点线四边是EC层透明(消色)的状态，示出EC层使所有波段的光透过的状态。实线方框所包围的W、BK、Mg、Ye、Cy、R、G、B示出透过3个EC层21、22、23的波段(3层EC透射波段)。
在向EC层21供给了驱动信号的情况下，成为EC层21吸收G波段的光、使R及B波段的光透过的状态、即使Mg波段的光透过的状态。另外，在向EC层22供给了驱动信号的情况下，EC层22成为吸收B波段的光、使R及G波段的光透过的状态、即使Ye波段的光透过的状态。另外，在向EC层23供给了驱动信号的情况下，EC层23成为吸收R波段的光、使G及B波段的光透过的状态、即使Cy波段的光透过的状态。
在仅向3个EC层21、22、23中的EC层21、或仅向EC层22、或仅向EC层23供给了驱动信号的情况下，3层EC透射波段分别成为Mg(品红)、Ye(黄色)、Cy(蓝绿色)。另外，在向EC层21、22双方供给了驱动信号的情况下，3层EC透射波段成为R(红)，在向EC层22、23双方供给了驱动信号的情况下，3层EC透射波段成为G(绿)。并且，在向EC层21、23双方供给了驱动信号的情况下，3层EC透射波段成为B(蓝)。在向3个EC层21、22、23均没有供给驱动信号的状态下，EC层21～23分别使所有波段的光透过，因此3层EC透射波段成为W(白)。在向3个EC层21、22、23均供给驱动信号时，EC层21吸收G波段的光，EC层22吸收B波段的光，EC层23吸收R波段的光，因此3层EC透射波段成为BK(黑)。
图5是表示第1实施方式的滤光片部5的透射波长的变更例的图。需要说明的是，在图5所示的例子中，为了简化说明，仅图示出坐标(1,1)到坐标(4，4)的行方向4像素×列方向4像素的滤光片部5。图5的(a)～(g)中，按时序顺序示出：依次向各滤光片部5的透明电极11～14中的预定透明电极施加电压，4×4全部像素从W(白)状态变更为RGB的拜耳阵列的状态的例子。
图5的(a)示出初始状态，所有滤光片部5成为使入射光的全部波段透过的状态、即成为W的滤光片部5。例如，滤光片控制部60向所有滤光片部5的透明电极11～13供给正电位，并向公共透明电极14供给负电位，由此使EC层21～23成为透明(消色)状态，使向滤光片部5入射的光中的全部波段的光透过。
图5的(b)中，滤光片控制部60对第1列及第3列滤光片部5的公共透明电极14和第1行及第3行滤光片部5的透明电极11之间施加与使EC层消色的情况相反的电压，即对公共透明电极14施加正电位，对透明电极11施加负电位。由此，在坐标为(1,1)、(1,3)、(3,1)、(3,3)的滤光片部5中，EC层21成为发出品红的状态，上述4个坐标位置的滤光片部5成为主要使品红的波段的光透过的Mg的滤光片部5。另外，在坐标为(1,1)、(1,3)、(3,1)、(3,3)的滤光片部5中，进行了预定时间期间的电压施加之后，停止电压的施加，但通过EC层所具有的存储器性，发色状态会维持一定时间。
图5的(c)中，滤光片控制部60对第2列及第4列滤光片部5的公共透明电极14施加正电位，对第2行及第4行滤光片部5的透明电极11施加负电位。由此，在坐标为(2,2)、(2,4)、(4,2)、(4,4)的滤光片部5处，成为EC层21发出品红的状态，滤光片部5成为Mg的滤光片部5。
图5的(d)中，滤光片控制部60对第1列及第3列滤光片部5的透明电极14施加正电位，对第1行～第4行滤光片部5的透明电极12施加负电位。由此，在坐标为(2,1)、(2,3)、(4,1)、(4,3)的滤光片部5处，成为EC层22发出黄色的状态，滤光片部5成为主要使黄色波段的光透过的Ye的滤光片部5。另外，在坐标(1,1)、(1,3)、(3,1)、(3,3)的滤光片部5处，成为EC层21为发出品红、EC层22发出黄色的状态，因此滤光片部5成为主要使红色波段的光透过的R的滤光片部5。
图5的(e)中，滤光片控制部60对第2列及第4列滤光片部5的透明电极14和第1行及第3行滤光片部5的透明电极12之间施加电压。由此，在坐标为(1,2)、(1,4)、(3,2)、(3,4)的滤光片部5中，成为EC层22发出黄色的状态，滤光片部5成为Ye的滤光片部5。
图5的(f)中，滤光片控制部60对第1列及第3列滤光片部5的透明电极14和第2行及第4行滤光片部5的透明电极13之间施加电压。由此，在坐标为(2,1)、(2,3)、(4,1)、(4,3)的滤光片部5中，成为EC层22发出黄色、EC层23发出蓝绿色的状态，因此滤光片部5成为主要使绿色波段的光透过的G的滤光片部5。
图5的(g)中，滤光片控制部60对第2列及第4列滤光片部5的透明电极14和第1行～第4行滤光片部5的透明电极13之间施加电压。由此，坐标为(1,2)、(1,4)、(3,2)、(3,4)的滤光片部5成为EC层22发出黄色、EC层23发出蓝绿色的状态，因此成为G的滤光片部5。另外，在坐标为(2,2)、(2,4)、(4,2)、(4,4)的滤光片部5中，成为EC层21发出品红、EC层23发出蓝绿色的状态，因此滤光片部5成为主要使蓝色波段的光透过的B的滤光片部5。
如图5的(g)所示，滤光片控制部60以由具有R的滤光片部5的R像素、具有G的滤光片部5的G像素以及具有B的滤光片部5的B像素构成拜耳阵列的方式，能够控制像素10的滤光片部5。像这样，在本实施方式中，滤光片控制部60能够依次控制各滤光片部5的透射波长，并变更各滤光片部5的透射波长。另外，滤光片控制部60经由呈矩阵状设置的透明电极11～14来进行电气信号的供给及停止，由此，能够同时控制沿行方向或列方向配置的多个滤光片部5的透射波长。
基于本实施方式的拍摄元件3如以下详细说明那样，能够进行从全部像素10单独地读出信号的处理、和将多个像素10的信号相加并读出的处理。例如，拍摄元件3在拍摄静态图像的情况下，进行单独地读出拍摄元件3的全部像素10的信号的处理，在拍摄动态图像的情况下，进行对多个像素10的信号相加并读出的处理。另外，在拍摄元件3具有超多像素(例如数亿像素数)的情况下，利用能够显示与拍摄元件所具有的像素数对应的高分辨率图像的显示装置的情况较少，因此进行将多个像素10的信号相加的处理，生成与使显示装置显示图像所需的像素数对应的信号。在此，所谓“相加的处理”包括将多个信号相加后再平均的处理、对多个信号赋予加权并相加的处理等。需要说明的是，使用来自多个像素的信号生成一个信号的方法不限于这些方法。
图6是表示第1实施方式的滤光片部5的控制的一例的图。如上述那样，滤光片控制部60能够设定各滤光片部5的透射波长，并配置具有R的滤光片部5的R像素、具有G的滤光片部5的G像素、和具有B的滤光片部5的B像素。在图6的(a)中，作为1个R像素的区域41A、作为1个G像素的区域42A、区域43A、和作为1个B像素的区域44A构成拜耳阵列的基本单位(41A、42A、43A、44A)。拍摄元件3中，反复配置有上述2像素×2像素的基本单位(41A、42A、43A、44A)。
图6的(b)是分别具有2×2共4个R像素的区域41B和2×2共4个G像素的区域42B及区域43B、具有2×2共4个B像素的区域44B按拜耳阵列配置的例子。图6的(b)中，由区域41B～44B构成的4×4像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置。图6的(c)是具有3×3共9个R像素的区域41C、分别具有3×3共9个G像素的区域42C及区域43C、和具有3×3共9个B像素的区域44C按拜耳阵列配置的例子。图6的(c)中，由区域41C～44C构成的6×6像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置。像这样，在本实施方式中，滤光片控制部60以使得彼此相邻的多个像素的滤光片部5的透射波段相同的方式控制滤光片部5，由此能够变更拜耳阵列的基本单位的大小。即，能够将拜耳阵列的基本单位的大小如2像素×2像素的区域41A～44A、4像素×4像素的区域41B～44B、或6×6像素的区域41C～44C那样进行变更。
如图6的(b)所示那样，在构成基本单位的区域41B、42B、43B、44B分别由2像素×2像素共4个像素构成的情况下，即将各区域的4个像素的像素信号进行加法处理而生成相加像素信号。具体而言，拍摄元件3如后述那样对多个区域41B～44B的每一个区域分别生成将2×2合计4个像素的像素信号相加得到的相加像素信号。由此，在如图6的(b)那样控制滤光片部5的透射波段而输出相加像素信号的情况下，与如图6的(a)那样从各像素分别输出信号的情况相比，分辨率减少到1/4。同样地，在如图6的(c)所示那样构成基本单位的区域41C、42C、43C、44C分别由3像素×3像素共9个像素构成的情况下，对各区域的9个像素的像素信号进行加法处理而生成相加像素信号。由此，在如图6的(c)那样控制滤光片部5的透射波段而输出相加像素信号的情况下，与如图6的(a)那样从各像素分别输出信号的情况下相比分辨率减少到1/9。
需要说明的是，区域41B～44B的各区域的4个像素的像素信号的相加、以及区域41C～44C的各区域的9个像素的像素信号的相加也可以取代使用图8如后述那样在拍摄元件3内实施，而在图1的控制部4对来自拍摄元件3的像素信号进行加法处理。
电子相机1在显示拍摄元件3的图像数据的显示装置的显示像素与拍摄元件3的像素数大致同等的情况下，优选以高分辨率拍摄，在显示像素比拍摄元件3的像素数少的情况下，优选以相对低的分辨率拍摄。同样地，电子相机1在将图像数据大幅放大并打印的情况下，优选以高分辨率拍摄，在以小尺寸打印图像数据的情况下，优选以低分辨率拍摄。
于是，在本实施方式中，电子相机1在例如通过省略图示的操作部而被设定为高分辨率的摄影模式的情况下，滤光片控制部60如图6的(a)那样控制各像素10的滤光片部5。同样地，电子相机1在例如通过省略图示的操作部而被设定为相对低的分辨率的摄影模式的情况下，滤光片控制部60如图6的(b)或图6的(c)那样控制各像素10的滤光片部5。
另外，在电子相机1通过省略图示的操作部而被设定为静态图像摄影模式的情况下，为了得到高分辨率的图像数据，滤光片控制部60如图6的(a)那样控制各像素10的滤光片部5。相反，在电子相机1通过省略图示的操作部而被设定为动态图像摄影模式的情况下，为了提高帧频，滤光片控制部60如图6的(b)、或图6的(c)那样控制各像素10的滤光片部5。
在无法变更透射波长的滤光片部按拜耳阵列配置的拍摄元件中，为了将多个同色像素的信号相加，而需要对分开位置处的同色像素的信号相加。该情况下，被上述同色像素所夹持的不同色像素的信号不被使用，而造成浪费。而且，可以认为在被相加的同色像素的信号中因来自与该同色像素相邻的不同色像素的串音而产生混色。
另一方面，在本实施方式中，构成拜耳阵列的基本单位的区域41A～44A、41B～44B、41C～44C分别全部由同色的像素构成。因此，能够将各区域41～44内的同色像素的信号相加。由于邻接像素为设有同色滤光片部的像素，因此能够抑制来自不同色的滤光片部的像素的串音。
参照图7及图8对第1实施方式的拍摄元件3的电路构成进行说明。图7是表示第1实施方式的像素10的构成的电路图。图8是表示第1实施方式的拍摄元件3的一部分构成的电路图。像素10具有光电转换部34及读出部20。光电转换部34具有将入射的光转换为电荷，并蓄存经光电转换后的电荷的功能。读出部20具有传输部25、重置部26、浮置扩散部27、放大部28、选择部29、第1开关部18和第2开关部19。
传输部25被信号TX控制，将经光电转换部34光电转换得到的电荷传输到浮置扩散部27。即，传输部25在光电转换部34与浮置扩散部27之间形成电荷传输路径。浮置扩散部27的电容FD蓄存(保持)电荷。放大部28将由电容FD所蓄存的电荷得到的信号放大并输出。在图7所示的例子中，放大部28由晶体管M3构成，该晶体管M3的漏极端子、栅极端子及源极端子分别与电源VDD、浮置扩散部27及选择部29连接。放大部28的源极端子经由选择部29而与垂直信号线101连接。放大部28将图8所示的电流源81作为负载电流源而作为源极跟随电路的一部分发挥作用。
重置部26被信号RST控制，重置电容FD的电荷，将浮置扩散部27的电位重置为重置电位(基准电位)。选择部29被信号SEL控制，将来自放大部28的信号向垂直信号线101输出。传输部25、重置部26及选择部29例如分别由晶体管M1、晶体管M2、晶体管M4构成。
第1开关部18被信号SW＿X控制，如图8所示，连接分别沿行方向(第1方向)配置的多个像素10各自的浮置扩散部27。第2开关部19被信号SW＿Y控制，如图8所示，连接分别沿列方向(第2方向)配置的多个像素10各自的浮置扩散部27。第1开关部18及第2开关部19例如分别由晶体管M5、晶体管M6构成。
读出部20将与通过传输部25被从光电转换部34传输到浮置扩散部27的电荷相应的信号(像素信号)、和将浮置扩散部27的电位重置为重置电位时的信号(噪声信号)读出到垂直信号线101。
如图8所示，拍摄元件3具有呈矩阵状配置的多个像素10、像素垂直驱动部70和列电路部80。列电路部80具有电流源81(电流源81a～电流源81d)及AD转换部82(AD转换部82a～AD转换部82d)。按沿列方向、即纵向排列的多个像素10构成的像素列的每一像素列设有电流源81及AD转换部82。另外，对应于像素10的各列设有垂直信号线101(垂直信号线101a～垂直信号线101d)。需要说明的是，在图8所示的例子中，为了简化说明，像素10仅图示出行方向4像素×列方向4像素。将图8所示的多个像素10中左下像素10设为第1行第1列像素10(1,1)，在图8中图示出了像素10(1,1)到像素10(4,4)。
像素垂直驱动部70向各像素10供给信号TX、信号RST、信号SEL、信号SW＿X及信号SW＿Y。电流源81经由垂直信号线101与各像素10连接，生成用于从各像素10读出像素信号及噪声信号的电流。电流源81向垂直信号线101及各像素10供给所生成的电流。AD转换部82将输出到垂直信号线101的信号转换为数字信号。
本实施方式中，像素垂直驱动部70、第1开关部18、第2开关部19和电容FD作为将来自光电转换部34的信号相加的加法部而发挥作用。具体而言，像素垂直驱动部70向各像素10输出信号SW＿X及信号SW＿Y，进行第1开关部18及第2开关部19的接通断开控制，由此进行将多个光电转换部34的信号相加的处理。
图9是用于说明第1实施方式的拍摄元件3的动作例的图。图9的(a)中示出：由区域41A～44A构成的2×2像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置的例子。图9的(b)是表示如图9的(a)所示那样设定了滤光片部5的透射波长的情况下拍摄元件3的动作例的时序图。图9的(b)中，横轴表示时刻。在图9的(b)所示的时序图中，控制信号为高电平(例如电源电位)的情况下被输入控制信号的晶体管成为导通状态，在控制信号为低电平(例如接地电位)的情况下被输入控制信号的晶体管成为截止状态。
在时刻t1，信号RST1成为高电平，因此第1行像素即像素10(1,1)～像素10(1,4)中，各自的重置部26的晶体管M2成为导通，浮置扩散部27的电位成为重置电位。另外，在时刻t1，信号SEL1a～SEL1f成为高电平，因此像素10(1,1)～像素10(1,4)的噪声信号通过放大部28的晶体管M3及选择部29的晶体管M4而分别被输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d。分别被输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d的来自第1行的各像素10的噪声信号分别被输入到AD转换部82a～AD转换部82d而被转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX1成为高电平，因此第1行像素10(1,1)～像素10(1,4)中，传输部25的晶体管M1导通。由此，由PD11～PD14光电转换得到的电荷分别被传输到浮置扩散部27的电容FD11～电容FD14。浮置扩散部27的电容FD11～电容FD14分别蓄存传输来的电荷。另外，在时刻t2，信号SEL1a～SEL1f为高电平，因此像素10(1,1)～像素10(1,4)的像素信号通过放大部28及选择部29而分别被输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d。分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d的来自第1行的各像素10的像素信号分别被输入到AD转换部82a～AD转换部82d而被转换为数字信号。
在时刻t3～时刻t5，与时刻t1到时刻3的期间的情况同样地，进行来自第2行像素即像素10(2,1)～像素10(2,4)的噪声信号及像素信号的读出。同样地，在时刻t5～时刻t7，进行来自第3行像素即像素10(3,1)～像素10(3,4)的噪声信号及像素信号的读出，在时刻t7～时刻t9，进行来自第4行像素即像素10(4,1)～像素10(4,4)的噪声信号及像素信号的读出。另外，通过AD转换部82转换为数字信号的噪声信号和像素信号经由图2所示的水平扫描部90而被输入到输出部100。输出部100执行进行像素10的噪声信号与像素信号的差分处理的相关双采样。像这样，在本实施方式中，在构成拜耳阵列的基本单位的区域41A～44A分别由1像素构成的情况下，能够单独地读出各像素的像素信号。
图10是用于说明第1实施方式的拍摄元件3的另一动作例的图。在图10的(a)中示出：由区域41B～44B构成的4×4像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置的例子。图10的(b)是表示在如图10的(a)所示那样设定滤光片部5的透射波长的情况下拍摄元件3的动作例的时序图。
在时刻t1，信号SW＿X1a、信号SW＿X2a及信号SW＿Y1成为高电平，由此像素10(1,1)的电容FD11、像素10(1,2)的电容FD12、像素10(2,1)的电容FD21、及像素10(2,2)的电容FD22这4个像素10各自的电容FD彼此电连接。另外，在时刻t1，信号SW＿X1c、信号SW＿X2c及信号SW＿Y1成为高电平，由此像素10(1,3)的电容FD13、像素10(1,4)的电容FD14、像素10(2,3)的电容FD23及像素10(2,4)的电容FD24这4个像素10各自的电容FD彼此电连接。
另外，在时刻t1，信号RST1及信号RST2成为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,4)及像素10(2,1)～像素10(2,4)，各自的重置部26的晶体管M2导通，浮置扩散部27的电位成为重置电位。该情况下，如上述那样，4个像素10的电容FD连接起来，因此像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(2,1)及像素10(2,2)的浮置扩散部27的电位被均化。另外，像素10(1,3)、像素10(1,4)、像素10(2,3)及像素10(2,4)的浮置扩散部27的电位被均化。
而且，在时刻t1，信号SEL1a成为高电平，由此像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(2,1)及像素10(2,2)这4个像素被均化得到的噪声信号通过像素10(1,1)的放大部28及选择部29而被输出到垂直信号线101a。输出到垂直信号线101a的噪声信号被输入到AD转换部82a，由AD转换部82a转换为数字信号。另外，在时刻t1，信号SEL1c成为高电平，由此像素10(1,3)、像素10(1,4)、像素10(2,3)及像素10(2,4)这4个像素被均化得到的噪声信号通过像素10(1,3)的放大部28及选择部29而被输出到垂直信号线101c。被输出到垂直信号线101c的噪声信号被输入到AD转换部82c，由AD转换部82c转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX1及信号TX2成为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,4)及像素10(2,1)～像素10(2,4)，传输部25的晶体管M1导通，由PD11～PD14及PD21～PD24光电转换得到的电荷被传输到浮置扩散部27。该情况下，如上述那样，4个像素10的电容FD被连接起来，因此从PD11、PD12、PD21、及PD22这4个PD传输的电荷被分配给电容FD11、电容FD12、电容FD21及电容FD22这4个电容FD。另外，从PD13、PD14、PD23及PD24这4个PD传输的电荷被分配给电容FD13、电容FD14、电容FD23及电容FD24这4个电容FD。
另外，在时刻t2，信号SEL1a为高电平，因此将像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(2,1)及像素10(2,2)这4个像素的信号均化得到的相加像素信号通过像素10(1,1)的放大部28及选择部29而被输出到垂直信号线101a。被输出到垂直信号线101a的相加像素信号被输入到AD转换部82a而被转换为数字信号。另外，在时刻t2，信号SEL1c为高电平，因此将像素10(1,3)、像素10(1,4)、像素10(2,3)及像素10(2,4)这4个像素的信号均化得到的相加像素信号通过像素10(1,3)的放大部28及选择部29而被输出到垂直信号线101c。被输出到垂直信号线101c的相加像素信号被输入到AD转换部82c而被转换为数字信号。另外，被AD转换部82转换为数字信号的噪声信号和相加像素信号经由图2所示的水平扫描部90而被输入到输出部100。输出部100执行进行像素10的噪声信号与相加像素信号的差分处理的相关双采样。
在时刻t3～时刻t5，与时刻t1到时刻3的期间的情况同样地，进行将像素10(3,1)、像素10(3,2)、像素10(4,1)及像素10(4,2)的信号算术平均得到的信号的读出、和将像素10(3,3)、像素10(3,4)、像素10(4,3)及像素10(4,4)的信号算术平均得到的信号的读出。在时刻t5～时刻t7，与时刻t1到时刻3的期间的情况同样地，进行将像素10(5、1)、像素10(5、2)、像素10(6、1)及像素10(6、2)的信号算术平均得到的信号的读出、和将像素10(5、3)、像素10(5、4)、像素10(6、3)及像素10(6、4)的信号算术平均得到的信号的读出。像这样，在本实施方式中，在构成拜耳阵列的基本单位的区域41B～44B分别由2像素×2像素共4个像素构成的情况下，能够将各区域的4个像素的信号相加并读出。
另外，在图10所示的例子中，将4个像素的信号相加得到的相加像素信号被读出到垂直信号线101a或垂直信号线101c。因此，能够使基于与不读出相加像素信号的垂直信号线101b、101d连接的电流源81b、81d停止电流生成，能够降低拍摄元件3的消耗电流。
图11是用于说明第1实施方式的拍摄元件3的另一动作例的图。在图11的(a)中示出了：由区域41C～44C构成的6×6像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置的例子。图11的(b)是表示在如图11的(a)那样设定了滤光片部5的透射波长的情况下拍摄元件3的动作例的时序图。
在时刻t1，信号SW＿X1a、信号SW＿X1b、信号SW＿X2a、信号SW＿X2b、信号SW＿X3a、信号SW＿X3b、信号SW＿Y1、及信号SW＿Y2成为高电平，由此像素10(1,1)的电容FD11、像素10(1,2)的电容FD12、像素10(1,3)的电容FD13、像素10(2,1)的电容FD21、像素10(2,2)的电容FD22、像素10(2,3)的电容FD23、像素10(3,1)的电容FD31、像素10(3,2)的电容FD32、及像素10(3,3)的电容FD33这9个像素10各自的电容FD彼此电连接。
另外，在时刻t1，信号RST1、信号RST2及信号RST3成为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,3)、像素10(2,1)～像素10(2,3)及像素10(3,1)～像素10(3,3)，各自的重置部26的晶体管M2导通，浮置扩散部27的电位成为重置电位。该情况下，在上述9个像素10的电容FD中，浮置扩散部27的电位被均化。
而且，在时刻t1，信号SEL2b成为高电平，由此上述9个像素被均化得到的噪声信号通过像素10(2,2)的放大部28及选择部29而被输出到垂直信号线101b。被输出到垂直信号线101b的噪声信号被输入到AD转换部82b而被转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX1、信号TX2及信号TX3成为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,3)、像素10(2,1)～像素10(2,3)及像素10(3,1)～像素10(3,3)，传输部25的晶体管M1导通，由PD11～PD13、PD21～PD23及PD31～PD33光电转换得到的电荷被传输到浮置扩散部27。该情况下，从PD11～PD13、PD21～PD23及PD31～PD33这9个PD传输来的电荷被分配给电容FD11、电容FD12、电容FD13、电容FD21、电容FD22、电容FD23、电容FD31、电容FD32及电容FD33这9个电容FD。
另外，在时刻t2，信号SEL2b为高电平，因此将上述9个像素的信号均化得到的相加像素信号通过像素10(2,2)的放大部28及选择部29而被输出到垂直信号线101b。被输出到垂直信号线101b的相加像素信号被输入到AD转换部82b而被转换为数字信号。像这样，在本实施方式中，在构成拜耳阵列的基本单位的区域41C～44C分别由3像素×3像素共9个像素构成的情况下，能够将各区域的9个像素的信号相加并读出。
另外，在图11所示的例子中，将9个像素的信号相加得到的相加像素信号被读出到垂直信号线101b。因此，能够使与未读出相加像素信号的垂直信号线101a、101c连接的电流源81a、81c停止电流的生成，能够降低拍摄元件3的消耗电流。
需要说明的是，在本实施方式中，对在像素10内进行各像素的信号的加法处理的例子进行了说明，但也可以将各像素10的像素信号分别输出到输出部100，在输出部100进行加法处理。
在拍摄元件3为具有工业用和/或监视用等超多像素的拍摄元件的情况下，如单独地读出来自所有像素10的信号，则耗电及读出时间增大。在本实施方式中，能够在保持拜耳阵列的情况下变更具有R、G、B的滤光片部5的区域的大小，将相邻的多个像素10的信号相加并输出。其结果是，由于进行邻接像素的信号的相加，因此与进行分开位置处的像素的信号相加的情况相比，能够降低信号中混入的噪声及消耗电流。另外，由于进行邻接像素的信号的相加，因此与进行分开位置处的像素的信号的相加的情况相比，能够缩短进行加法处理的时间，能够使像素信号的读出时间缩短。
根据上述实施方式，能够得到下面的作用效果。
(1)拍摄元件3具备：多个滤光片部5，其能够变更透射波长；多个光电转换部34，其接收透过滤光片部5后的光；以及控制部(滤光片控制部60)，其变更具有多个滤光片部5中的第1滤光片部5的第1区域的大小，所述第1滤光片部5使第1波长的光透过并入射到光电转换部34。如此，滤光片控制部60能够控制各滤光片部5，来变更分别具有R像素的区域41、G像素的区域42及区域43、和具有B像素的区域44各自的大小。另外，滤光片控制部60以使得彼此相邻的多个像素的滤光片部5的透射波段相同的方式控制滤光片部5，由此能够变更拜耳阵列的基本单位的大小。
(2)本实施方式中，滤光片控制部60在保持拜耳阵列的状态下变更区域41～44的大小。因此，能够将相邻的多个像素10的信号相加并输出。由于进行相邻的同色像素的信号的相加，因此与进行分开位置处的同色像素的信号的相加的情况相比，能够降低信号中混入的噪声及消耗电流。另外，与进行分开位置处的像素的信号的相加的情况相比，能够缩短像素信号的读出时间。
(第2实施方式)
参照图12，对第2实施方式的拍摄元件进行说明。第2实施方式的拍摄元件3与电子相机1的电子调焦功能的变焦倍率相应地，将像素信号的读出区域变更为区域120A、120B、120C，并且如图6的(a)～(c)那样变更读出区域120A～120C内的像素10的滤光片部5的透射波段。
图12的(a)示出电子变焦为较高倍率的情况下像素信号的读出区域120A、和读出区域120A内的R像素、G像素、B像素的排列图案。图12的(b)示出电子变焦为比较中倍率的情况下像素信号的读出区域120B、和读出区域120B内的R像素、G像素、B像素的排列图案。图12的(c)示出电子变焦为较低倍率的情况下像素信号的读出区域120C、和读出区域120C内的R像素、G像素、B像素的排列图案。
图12的(a)中，读出区域120A将2×2共4个像素、即1个R像素、2个G像素和1个B像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置。即，与图6的(a)的情况同样地，读出区域120A中，作为1个R像素的区域41A、作为1个G像素的区域42A、区域43A、和作为1个B像素的区域44A构成拜耳阵列的基本单位。这样的区域41A、42A、43A、44A的排列通过由滤光片控制部5控制各像素10的滤光片部5来进行。
对于高倍率变焦的读出区域120A，选择其中的像素10的个数以使得与例如摄影者等为了鉴赏摄影图像数据所使用的外部的较高分辨率的显示装置的显示像素数大致一致。需要说明的是，该选择例如通过如下方式进行：由摄影者操作电子相机1的未图示的操作部件并向相机1输入上述显示装置的显示像素数，且基于该输入的显示像素数设定读出区域120A。该读出区域120A内的像素10的像素信号通过与图8所示的读出处理相同的处理而被读出。
在图12的(a)所示的例子中，为了简化图示，将读出区域120A内的像素数示出为6×6像素。因此，在图12的(a)的情况下，即高倍率变焦的情况下，拍摄元件3输出36个像素信号。
图12的(b)中，由于电子变焦的倍率为中倍率，因此读出区域120B设定得大于图12的(a)的高倍率时的读出区域120A。具体而言，定为读出区域120A的4倍面积。读出区域120B与图6的(b)的情况同样地，按拜耳阵列配置有：具有2×2共4个R像素的区域41B、分别具有2×2共4个G像素的区域42B及区域43B、具有2×2共4个B像素的区域44B。这样的区域41B、42B、43B、44B的排列通过由滤光片控制部5控制各像素10的滤光片部5来进行。
拍摄元件3在读出区域120B将区域41B的4个R像素的像素信号相加而作为相加像素信号读出，将区域42B的4个G像素的像素信号相加而作为相加像素信号读出。同样地，拍摄元件3在读出区域120B将区域43B的4个G像素的像素信号相加而作为相加像素信号读出，将区域44B的4个B像素的像素信号相加而作为相加像素信号读出。如此，在图12的(b)的情况下，即中倍率变焦的情况下，拍摄元件3也会输出与高倍率变焦的情况相同数量的36个相加像素信号。
图12的(c)中，由于电子变焦的倍率为低倍率，因此读出区域120C设定得比图12的(b)的中倍率时的读出区域120B还大，具体而言，定为高倍率变焦时的读出区域120A的9倍面积。读出区域120C与图6的(c)的情况同样地按拜耳阵列配置有：具有3×3共9个R像素的区域41C、分别具有3×3共9个G像素的区域42C及区域43C、具有3×3共9个B像素的区域44C。这样的区域41C、42C、43C、44C的排列通过由滤光片控制部5控制各像素10的滤光片部5来进行。
拍摄元件3在读出区域120C将区域41C的9个R像素的像素信号相加而作为相加像素信号读出，将区域42C的9个G像素的像素信号相加而作为相加像素信号读出。同样地，拍摄元件3在读出区域120C将区域43C的9个G像素的像素信号相加而作为相加像素信号读出，将区域44C的9个B像素的像素信号相加而作为相加像素信号读出。像这样，在图12的(c)的情况下，即低倍率变焦的情况下，拍摄元件3也会输出与高倍率变焦及中倍率变焦的情况相同数量的36个相加像素信号。
如以上说明那样，在第2实施方式中，滤光片控制部60控制各像素10的滤光片部5，由此例如在图12的(a)所示的区域41A配置1个R像素，在图12的(b)所示的区域41B配置4个R像素，在图12的(c)所示的区域41C配置9个R像素。同样地，滤光片控制部60在图12的(a)的区域42A、43A分别配置1个G像素，在图12的(b)的区域42B、43B分别配置4个G像素，在图12的(c)的区域42C、43C分别配置9个G像素。同样地，滤光片控制部60在图12的(a)的区域44A配置1个B像素，在图12的(b)的区域44B配置4个B像素，在图12的(c)的区域44C配置9个B像素。因此，滤光片控制部60与电子变焦的倍率的变更相应地，变更被控制为相同透射波段的滤光片部5的大小，与变焦倍率无关地将拍摄元件3的像素信号的个数或相加像素信号的个数设为一定个数。
像这样，本实施方式的拍摄元件3在进行电子变焦的情况下，能够在各个变焦倍率下输出相同个数的像素信号或相加像素信号，能够使显示于显示装置的图像的分辨率一定。
根据上述实施方式，不仅能够得到与第1实施方式相同的作用效果，还能够得到下面的作用效果。
(3)在第1控制下来自接收分别透过多个第1滤光片部后的光的多个光电转换部34的信号的总数、和在第2控制下将来自接收透过第1区域后的光的多个光电转换部34的信号相加得到的相加信号的总数大致相等。在第1控制下来自接收分别透过多个第2滤光片部后的光的多个光电转换部34的信号的总数、和在第2控制下将来自接收透过第2区域后的光的多个光电转换部34的信号相加的相加信号的总数大致相等。由此，在进行电子变焦的情况下，能够在各个变焦倍率下输出相同数量的像素信号或相加像素信号。其结果为，能够使显示于显示装置的图像的分辨率为一定。
下面那样的变形也在本发明的范围内，还能够将变形例中的一个或多个与上述实施方式组合。
(变形例1)
参照附图说明变形例1的拍摄元件3。需要说明的是，图中对与第1实施方式相同或等同的部分，标注相同的附图标记，主要说明与第1实施方式的拍摄元件3的不同点。图13是表示变形例1的拍摄元件3的一部分构成的电路图。列电路部80具有开关部SW11(SW11a～SW11f)、开关部SW12(SW12a～SW12f)、开关部SW13(SW13a～SW13f)、运算电路部83(运算电路部83a～运算电路部83f)及开关控制部84。按由列方向、即纵向排列的多个像素10构成的像素列的每一列，设有开关部SW11、开关部SW12、开关部SW13及运算电路部83。另外，在变形例1中，像素10为不具有第1开关部18的结构。
开关部SW11、开关部SW12、及开关部SW13通过开关控制部84而被进行接通断开控制。运算电路部83由例如放大器电路等构成，具有进行所输入的多个信号的加法处理的功能。在本实施方式中，像素垂直驱动部70、第2开关部19、电容FD、开关部SW11、开关部SW12、开关部SW13及运算电路部83作为将来自光电转换部34的信号相加的加法部发挥作用。
图14是用于说明变形例1的拍摄元件3的动作例的图。在图14的(a)中示出了：由区域41A～44A构成的2×2像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置的例子。图14的(b)是表示在如图14的(a)所示那样设定了滤光片部5的透射波长的情况下拍摄元件3的动作例的时序图。图14的(b)中，横轴表示时刻。另外，SW11(SW11a～SW11f)、SW12(SW12a～SW12f)及SW13(SW13a～SW13f)表示输入到开关部SW11(SW11a～SW11f)、开关部SW12(SW12a～SW12f)及开关部SW13(SW13a～SW13f)的控制信号。在图14的(b)所示的时序图中，控制信号为高电平(例如电源电位)的情况下被输入控制信号的晶体管成为导通状态，控制信号为低电平(例如接地电位)的情况下被输入控制信号的晶体管成为截止状态。
在时刻t1，信号RST1成为高电平，由此在第1行像素即像素10(1,1)～像素10(1,4)，各自的重置部26的晶体管M2导通，浮置扩散部27的电位成为重置电位。另外，在时刻t1，信号SEL1成为高电平，由此像素10(1,1)～像素10(1,4)的噪声信号通过放大部28的晶体管M3及选择部29的晶体管M4而被分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d。在时刻t1，信号SW11a～信号SW11d成为高电平，由此分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d的来自第1行的各像素10的噪声信号分别被输入到运算电路部83a～运算电路部83d。运算电路部83a～运算电路部83d将所输入的信号输出到AD转换部82a～AD转换部82d。AD转换部82a～AD转换部82d将所输入的信号转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX1成为高电平，由此在1行像素10(1,1)～像素10(1,4)中，传输部25的晶体管M1导通。由此，由PD11～PD14光电转换得到的电荷分别被传输到浮置扩散部27的电容FD11～电容FD14。另外，在时刻t2，信号SEL1为高电平，因此像素10(1,1)～像素10(1,4)的像素信号通过放大部28及选择部29而被分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d。另外，在时刻t2，信号SW11a～信号SW11d为高电平，因此分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d的来自第1行各像素10的像素信号分别经由运算电路部83a～运算电路部83d而被输入到AD转换部82a～AD转换部82d，并被转换为数字信号。
在时刻t3～时刻t5，与时刻t1到时刻3期间的情况同样地，进行来自第2行像素即像素10(2,1)～像素10(2,4)的噪声信号及像素信号的读出。同样地，在时刻t5～时刻t7，进行来自第3行像素即像素10(3,1)～像素10(3,4)的噪声信号及像素信号的读出，在时刻t7～时刻t9，进行来自第4行像素即像素10(4,1)～像素10(4,4)的噪声信号及像素信号的读出。像这样，在变形例1，与第1实施方式的情况同样地，在构成拜耳阵列的基本单位的区域41A～44A分别由1像素构成的情况下，能够单独地读出各像素的信号。
图15是用于说明变形例1的拍摄元件3的另一动作例的图。在图15的(a)中示出了：由区域41B～44B构成的4×4像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置的例子。图15的(b)是表示在如图15的(a)所示那样设定了滤光片部5的透射波长的情况下拍摄元件3的动作例的时序图。
在时刻t1，信号SW＿Y1为高电平，由此像素10(1,1)的电容FD11及像素10(2,1)的电容FD21、像素10(1,2)的电容FD12及像素10(2,2)的电容FD22、像素10(1,3)的电容FD13及像素10(2,3)的电容FD23、像素10(1,4)的电容FD14及像素10(2,4)的电容FD24分别彼此电连接。
另外，在时刻t1，信号RST1及信号RST2为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,4)及像素10(2,1)～像素10(2,4)，各自的重置部26的晶体管M2导通，浮置扩散部27的电位成为重置电位。
在时刻t1，信号SEL1为高电平，由此像素10(1,1)及像素10(2,1)这2个像素被均化得到的噪声信号通过像素10(1,1)的放大部28及选择部29而被输出到垂直信号线101a。另外，在时刻t1，信号SEL1为高电平，由此像素10(1,2)及像素10(2,2)这2个像素被均化得到的噪声信号、像素10(1,3)及像素10(2,3)这2个像素被均化得到的噪声信号、以及像素10(1,4)及像素10(2,4)这2个像素被均化得到的噪声信号分别被输出到垂直信号线101b～垂直信号线101d。
另外，在时刻t1，信号SW11a、信号SW11c、信号SW13a、信号SW13c为高电平。需要说明的是，信号SW11b、信号SW11d、信号SW13b、信号SW13d、信号SW12a～信号SW12d分别为低电平。由此，被输出到垂直信号线101a的像素10(1,1)及像素10(2,1)这2个像素被均化得到的噪声信号、和被输出到垂直信号线101b的像素10(1,2)及像素10(2,2)这2个像素被均化得到的噪声信号被输入到运算电路部83a且被算术平均。即，运算电路部83a生成像素10(1,1)、像素10(2,1)、像素10(1,2)及像素10(2,2)这4个像素被均化得到的噪声信号，并输出到AD转换部82a。AD转换部82a将所输入的信号转换为数字信号。
同样地，被输出到垂直信号线101c的像素10(1,3)及像素10(2,3)这2个像素被均化得到的噪声信号、被输出到垂直信号线101d的像素10(1,4)及像素10(2,4)这2个像素被均化得到的噪声信号被输入到运算电路部83c而被算术平均。即，运算电路部83c生成像素10(1,3)、像素10(2,3)、像素10(1,4)及像素10(2,4)这4个像素被均化得到的噪声信号，并输出到AD转换部82c。AD转换部82c将所输入的信号转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX1及信号TX2为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,4)及像素10(2,1)～像素10(2,4)，传输部25的晶体管M1导通，由PD11～PD14及PD21～PD24光电转换得到的电荷被传输到浮置扩散部27。
另外，在时刻t2，像素10(1,1)及像素10(2,1)这2个像素被均化得到的相加像素信号被输出到垂直信号线101a。另外，在时刻t2，像素10(1,2)及像素10(2,2)这2个像素被均化得到的相加像素信号、像素10(1,3)及像素10(2,3)这2个像素被均化得到的相加像素信号、及像素10(1,4)及像素10(2,4)这2个像素被均化得到的相加像素信号分别被输出到垂直信号线101b～垂直信号线101d。
而且，在时刻t2，被输出到垂直信号线101a的像素10(1,1)及像素10(2,1)这2个像素被均化得到的相加像素信号、和被输出到垂直信号线101b的像素10(1,2)及像素10(2,2)这2个像素被均化得到的相加像素信号被输入到运算电路部83a并被算术平均。即，运算电路部83a生成像素10(1,1)、像素10(2,1)、像素10(1,2)、及像素10(2,2)这4个像素被均化得到的相加像素信号，并输出到AD转换部82a。AD转换部82a将所输入的信号转换为数字信号。
同样地，被输出到垂直信号线101c的像素10(1,3)及像素10(2,3)这2个像素被均化得到的相加像素信号、和被输出到垂直信号线101d的像素10(1,4)及像素10(2,4)这2个像素被均化得到的相加像素信号被输入到运算电路部83c并被算术平均。即，运算电路部83c生成像素10(1,3)、像素10(2,3)、像素10(1,4)、及像素10(2,4)这4个像素被均化得到的相加像素信号并输出到AD转换部82c。AD转换部82c将所输入的信号转换为数字信号。
在时刻t3～时刻t5，与时刻t1至时刻3期间的情况同样地，进行将像素10(3,1)、像素10(3,2)、像素10(4,1)及像素10(4,2)的信号算术平均得到的信号的读出、和将像素10(3,3)、像素10(3,4)、像素10(4,3)及像素10(4,4)的信号算术平均得到的信号的读出。在时刻t5～时刻t7，与时刻t1到时刻3期间的情况同样地，进行将像素10(5、1)、像素10(5、2)、像素10(6、1)及像素10(6、2)的信号算术平均得到的信号的读出、和将像素10(5、3)、像素10(5、4)、像素10(6、3)及像素10(6、4)的信号算术平均得到的信号的读出。像这样，拍摄元件3在构成拜耳阵列的基本单位的区域41B～44B分别由2像素×2像素共4个像素构成的情况下，能够将各区域的4个像素的信号相加并读出。
图16是用于说明变形例1的拍摄元件3的另一动作例的图。在图16的(a)中示出了：由区域41C～44C构成的6×6像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置的例子。图16的(b)是表示在如图16的(a)所示那样设定了滤光片部5的透射波长的情况下拍摄元件3的动作例的时序图。
在时刻t1，信号SW＿Y1及信号SW＿Y2为高电平，由此像素10(1,1)的电容FD11、像素10(2,1)的电容FD21及像素10(3,1)的电容FD31彼此电连接。另外，像素10(1,2)的电容FD12、像素10(2,2)的电容FD22及像素10(3,2)的电容FD32彼此电连接。而且，像素10(1,3)的电容FD13、像素10(2,3)的电容FD23及像素10(3,3)的电容FD33彼此电连接。
另外，在时刻t1，信号RST1、信号RST2及信号RST3为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,3)、像素10(2,1)～像素10(2,3)及像素10(3,1)～像素10(3,3)，各自的重置部26的晶体管M2导通，浮置扩散部27的电位成为重置电位。该情况下，在彼此电连接的电容FD间，浮置扩散部27的电位被均化。
而且，在时刻t1，信号SEL2为高电平，由此上述像素10(1,1)、像素10(2,1)及像素10(3,1)这3个像素被均化得到的噪声信号通过像素10(2,1)的放大部28及选择部29而被输出到垂直信号线101a。在时刻t1，信号SEL2为高电平，由此上述像素10(1,2)、像素10(2,2)及像素10(3,2)这3个像素被均化得到的噪声信号通过像素10(2,2)的放大部28及选择部29而被输出到垂直信号线101b。在时刻t1，信号SEL2为高电平，由此上述像素10(1,3)、像素10(2,3)及像素10(3,3)这3个像素被均化得到的噪声信号通过像素10(2,3)的放大部28及选择部29而被输出到垂直信号线101c。
在时刻t1，信号SW12a、信号SW11b、信号SW13b为高电平。需要说明的是，信号SW11a、信号SW13a、信号SW12b、信号SW11c、信号SW12c、信号SW13c分别为低电平。由此，分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101c的噪声信号被输入到运算电路部83b并被算术平均。即，运算电路部83b生成像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(1,3)、像素10(2,1)、像素10(2,2)、像素10(2,3)、像素10(3,1)、像素10(3,2)、及像素10(3,3)这9个像素被均化得到的噪声信号，并输出到AD转换部82b。AD转换部82b将所输入的信号转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX1、信号TX2、及信号TX3为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,3)、像素10(2,1)～像素10(2,3)及像素10(3,1)～像素10(3,3)，传输部25的晶体管M1导通，由PD11～PD13、PD21～PD23及PD31～PD33光电转换得到的电荷被传输到浮置扩散部27。
另外，在时刻t2，像素10(1,1)、像素10(2,1)及像素10(3,1)这3个像素被均化得到的相加像素信号被输出到垂直信号线101a。另外，在时刻t2，像素10(1,2)、像素10(2,2)及像素10(3,2)这3个像素被均化得到的相加像素信号、和像素10(1,3)、像素10(2,3)及像素10(3,3)这3个像素被均化得到的相加像素信号分别被输出到垂直信号线101b、垂直信号线101c。
而且，在时刻t2，分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101c的相加像素信号被输入到运算电路部83b并被算术平均。即，运算电路部83b生成将上述9个像素均化得到的相加像素信号，并输出到AD转换部82b。AD转换部82b将所输入的信号转换为数字信号。像这样，拍摄元件3在构成拜耳阵列的基本单位的区域41C～44C分别由3像素×3像素共9个像素构成的情况下，能够将各区域的9个像素的信号相加并读出。
(变形例2)
参照附图说明变形例2的拍摄元件3。需要说明的是，图中对与第1实施方式及变形例1相同或等同的部分标注相同的附图标记，主要说明与第1实施方式及变形例1的不同点。图17是表示变形例2的拍摄元件3的一部分构成的电路图。变形例2中，像素10为不具有第1开关部18及第2开关部19的结构。变形例2中，像素垂直驱动部70、开关部SW11、开关部SW12、开关部SW13及运算电路部83作为将来自光电转换部34的信号相加的加法部而发挥作用。
图18是用于说明变形例2的拍摄元件3的动作例的图。在图18的(a)中示出了：由区域41A～44A构成的2×2像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置的例子。图18的(b)是表示在如图18的(a)所示那样设定了滤光片部5的透射波长的情况下拍摄元件3的动作例的时序图。图18的(b)中，横轴表示时刻。
在时刻t1，信号RST1为高电平，由此在第1行的像素10(1,1)～像素10(1,4)中，各自的重置部26的晶体管M2导通，浮置扩散部27的电位成为重置电位。另外，在时刻t1，信号SEL1为高电平，由此像素10(1,1)～像素10(1,4)的噪声信号通过放大部28的晶体管M3及选择部29的晶体管M4而被分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d。在时刻t1，信号SW11a～信号SW11f为高电平，由此分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d的来自第1行的各像素10的噪声信号分别经由运算电路部83a～运算电路部83d而被输入到AD转换部82a～AD转换部82d。AD转换部82a～AD转换部82d将所输入的信号转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX1为高电平，由此在第1行的像素10(1,1)～像素10(1,4)中，传输部25的晶体管M1导通。由此，由PD11～PD14光电转换得到的电荷分别被传输到电容FD11～电容FD14。另外，在时刻t2，信号SEL1为高电平，因此像素10(1,1)～像素10(1,4)的像素信号通过放大部28及选择部29而被分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d。另外，在时刻t2，信号SW11a～信号SW11d为高电平，因此分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101d的来自第1行的各像素10的像素信号分别经由运算电路部83a～运算电路部83d而被输入到AD转换部82a～AD转换部82d，并被转换为数字信号。
在时刻t3～时刻t5，与时刻t1到时刻3期间的情况同样地，进行来自第2行像素即像素10(2,1)～像素10(2,4)的噪声信号及像素信号的读出。同样地，在时刻t5～时刻t7，进行来自第3行像素即像素10(3,1)～像素10(3,4)的噪声信号及像素信号的读出，在时刻t7～时刻t9，进行来自第4行像素即像素10(4,1)～像素10(4,4)的噪声信号及像素信号的读出。像这样，在变形例2中，与第1实施方式及变形例1的情况同样地，在构成拜耳阵列的基本单位的区域41A～44A分别由1像素构成的情况下，能够单独地读出各像素的信号。
图19是用于说明变形例2的拍摄元件3的另一动作例的图。在图19的(a)中示出了：由区域41B～44B构成的4×4像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置的例子。图19的(b)是表示在如图19的(a)所示那样设定了滤光片部5的透射波长的情况下拍摄元件3的动作例的时序图。
在时刻t1，信号RST1及信号RST2为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,4)及像素10(2,1)～像素10(2,4)，各自的重置部26的晶体管M2导通，浮置扩散部27的电位成为重置电位。
在时刻t1，信号SEL1及信号SEL2为高电平，由此像素10(1,1)及像素10(2,1)各自的放大部28的晶体管M3的源极端子经由垂直信号线101a而彼此电连接。由此，像素10(1,1)及像素10(2,1)这2个像素被算术平均得到的噪声信号被输出到垂直信号线101a。输出到垂直信号线101a的噪声信号成为与像素10(1,1)及像素10(2,1)各自的浮置扩散部27的电位的平均(值)对应的信号。
另外，在时刻t1，信号SEL1及信号SEL2为高电平，由此像素10(1,2)的放大部28及像素10(2,2)的放大部28经由垂直信号线101a而彼此电连接。由此，像素10(1,2)及像素10(2,2)这2个像素被均化得到的噪声信号被输出到垂直信号线101b。同样地，在时刻t1，信号SEL1及信号SEL2为高电平，由此像素10(1,3)及像素10(2,3)这2个像素被均化得到的噪声信号、和像素10(1,4)及像素10(2,4)这2个像素被均化得到的噪声信号分别被输出到垂直信号线101c、垂直信号线101d。
另外，在时刻t1，信号SW11a、信号SW11c、信号SW13a、信号SW13c为高电平。需要说明的是，信号SW11b、信号SW11d、信号SW13b、信号SW13d、信号SW12a～信号SW12d分别被设为低电平。由此，输出到垂直信号线101a的像素10(1,1)及像素10(2,1)这2个像素被均化得到的噪声信号、和输出到垂直信号线101b的像素10(1,2)及像素10(2,2)这2个像素被均化得到的噪声信号被输入到运算电路部83a并被算术平均。即，运算电路部83a生成将像素10(1,1)、像素10(2,1)、像素10(1,2)及像素10(2,2)这4个像素被均化得到的噪声信号，并输出到AD转换部82a。AD转换部82a将所输入的信号转换为数字信号。
同样地，输出到垂直信号线101c的像素10(1,3)及像素10(2,3)这2个像素被均化得到的噪声信号、和输出到垂直信号线101d的像素10(1,4)及像素10(2,4)这2个像素被均化得到的噪声信号被输入到运算电路部83c并被算术平均。即，运算电路部83c生成像素10(1,3)、像素10(2,3)、像素10(1,4)及像素10(2,4)这4个像素被均化得到的噪声信号，并输出到AD转换部82c。AD转换部82c将所输入的信号转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX1及信号TX2为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,4)及像素10(2,1)～像素10(2,4)，传输部25的晶体管M1导通，由PD11～PD14及PD21～PD24光电转换得到的电荷被传输到浮置扩散部27。
另外，在时刻t2，像素10(1,1)及像素10(2,1)各自的放大部28彼此电连接，因此像素10(1,1)及像素10(2,1)这2个像素被均化得到的相加像素信号被输出到垂直信号线101a。输出到垂直信号线101a的相加像素信号成为与像素10(1,1)及像素10(2,1)各自的浮置扩散部27的电位平均对应的信号。即，成为基于与由像素10(1,1)的PD11光电转换得到的电荷的电位和由像素10(2,1)的PD21光电转换得到的电荷的电位的平均对应的信号。
另外，在时刻t2，像素10(1,2)及像素10(2,2)这2个像素被均化得到的相加像素信号、像素10(1,3)及像素10(2,3)这2个像素被均化得到的相加像素信号、及像素10(1,4)及像素10(2,4)这2个像素被均化得到的相加像素信号分别被输出到垂直信号线101b～垂直信号线101d。
而且，在时刻t2，被输出到垂直信号线101a的像素10(1,1)及像素10(2,1)这2个像素被均化得到的相加像素信号、被输出到垂直信号线101b的像素10(1,2)及像素10(2,2)这2个像素被均化得到的相加像素信号被输入到运算电路部83a并被算术平均。即，运算电路部83a生成像素10(1,1)、像素10(2,1)、像素10(1,2)、及像素10(2,2)这4个像素被均化得到的相加像素信号，并输出到AD转换部82a。AD转换部82a将所输入的信号转换为数字信号。
同样地，输出到垂直信号线101c的像素10(1,3)及像素10(2,3)这2个像素被均化得到的相加像素信号、和输出到垂直信号线101d的像素10(1,4)及像素10(2,4)这2个像素被均化得到的相加像素信号被输入到运算电路部83c并被算术平均。即，运算电路部83c生成像素10(1,3)、像素10(2,3)、像素10(1,4)、及像素10(2,4)这4个像素被均化得到的相加像素信号，并输出到AD转换部82c。AD转换部82c将所输入的信号转换为数字信号。
在时刻t3～时刻t5，与时刻t1到时刻3期间的情况同样地，进行将像素10(3,1)、像素10(3,2)、像素10(4,1)及像素10(4,2)的信号算术平均得到的信号的读出、和将像素10(3,3)、像素10(3,4)、像素10(4,3)及像素10(4,4)的信号算术平均得到的信号的读出。在时刻t5～时刻t7，与时刻t1到时刻3期间的情况同样地，进行将像素10(5、1)、像素10(5、2)、像素10(6、1)及像素10(6、2)的信号算术平均得到的信号的读出、将像素10(5、3)、像素10(5、4)、像素10(6、3)及像素10(6、4)的信号算术平均得到的信号的读出。像这样，拍摄元件3在构成拜耳阵列的基本单位的区域41B～44B分别由2像素×2像素共4个像素构成的情况下，能够将各区域的4个像素的信号相加并读出。
图20是用于说明变形例2的拍摄元件3的另一动作例的图。在图20的(a)中示出了：由区域41C～44C构成的6×6像素作为拜耳阵列的基本单位而反复配置的例子。图20的(b)是表示在如图20的(a)所示那样设定了滤光片部5的透射波长的情况下拍摄元件3的动作例的时序图。
在时刻t1，信号RST1、信号RST2及信号RST3为高电平，由此在像素10(1,1)～像素10(1,3)、像素10(2,1)～像素10(2,3)及像素10(3,1)～像素10(3,3)，各自的重置部26的晶体管M2导通，浮置扩散部27的电位成为重置电位。
在时刻t1，信号SEL1、信号SEL2及信号SEL3为高电平，由此像素10(1,1)、像素10(2,1)及像素10(3,1)各自的放大部28的晶体管M3的源极端子经由垂直信号线101a而彼此电连接。由此，像素10(1,1)、像素10(2,1)及像素10(3,1)这3个像素被算术平均得到的噪声信号被输出到垂直信号线101a。
另外，在时刻t1，信号SEL1、信号SEL2及信号SEL3为高电平，由此像素10(1,2)、像素10(2,2)、像素10(3,2)各自的放大部28经由垂直信号线101a而彼此电连接。由此，像素10(1,2)、像素10(2,2)及像素10(3,2)这3个像素被均化得到的噪声信号被输出到垂直信号线101b。同样地，在时刻t1，信号SEL1、信号SEL2及信号SEL3为高电平，由此像素10(1,3)、像素10(2,3)及像素10(3,3)这3个像素被均化得到的噪声信号被输出到垂直信号线101c。
在时刻t1，信号SW12a、信号SW11b、信号SW13b为高电平。需要说明的是，信号SW11a、信号SW13a、信号SW12b、信号SW11c、信号SW12c、信号SW13c分别被设为低电平。由此，分别被输出到垂直信号线101a～垂直信号线101c的噪声信号被输入到运算电路部83b并被算术平均。即，运算电路部83生成像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(1,3)、像素10(2,1)、像素10(2,2)、像素10(2,3)、像素10(3,1)、像素10(3,2)、及像素10(3,3)这9个像素被均化得到的噪声信号，并输出到AD转换部82b。AD转换部82b将所输入的信号转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX1、信号TX2及信号TX3为高电平，由此，在像素10(1,1)～像素10(1,3)、像素10(2,1)～像素10(2,3)及像素10(3,1)～像素10(3,3)，传输部25的晶体管M1导通，由PD11～PD13、PD21～PD23及PD31～PD33光电转换得到的电荷被传输到浮置扩散部27。
另外，在时刻t2，像素10(1,1)、像素10(2,1)及像素10(3,1)这3个像素被均化得到的相加像素信号被输出到垂直信号线101a。另外，在时刻t2，像素10(1,2)、像素10(2,2)及像素10(3,2)这3个像素被均化得到的相加像素信号、和像素10(1,3)、像素10(2,3)及像素10(3,3)这3个像素被均化得到的相加像素信号分别被输出到垂直信号线101b、垂直信号线101c。
而且，在时刻t2，分别输出到垂直信号线101a～垂直信号线101c的相加像素信号被输出到运算电路部83b并被算术平均。即，运算电路部83b生成将上述9个像素均化得到的相加像素信号，并输出到AD转换部82b。AD转换部82b将所输入的信号转换为数字信号。像这样，拍摄元件3在构成拜耳阵列的基本单位的区域41C～44C分别由3像素×3像素共9个像素构成的情况下，能够将各区域的9个像素的信号相加并读出。
像这样，在本变形例中，使沿列方向配置的多个像素10的放大部28经由垂直信号线101而彼此电连接，由此在垂直信号线101中将多个像素10的信号相加。因此，不需要用于将列方向的多个像素10的信号相加的第2开关部19、及连接第2开关部19和浮置扩散部27的布线。另外，在本变形例中，由运算电路部83将沿行方向配置的多个像素10的信号相加，因此不需要用于将行方向的多个像素10的信号相加的第1开关部18、及连接第1开关部18和浮置扩散部27的布线。其结果为，能够将像素精细化、并降低拍摄元件的芯片面积。
另外，在将多个放大部28彼此连接并将像素的信号相加的方法中，若待相加的各像素10的信号之差、即各像素的浮置扩散部27的电位差不小，则无法进行正确的相加。例如在待相加的2个像素各自的浮置扩散部27的电位之差大的情况下，电流源81的电流大部分流到信号大的像素的放大部28，无法得到与各浮置扩散部27的电位的平均对应的信号。另一方面，在本变形例中，区域41A～44A、41B～44B、41C～44C各自的像素10全部由同色的像素构成，因此可以认定待相加的各像素10的信号之差小。其结果为，在本变形例中能够进行正确的加法处理。
(变形例3)
在变形例2说明了在垂直信号线101将沿列方向配置的多个像素10的信号相加，在运算电路部83将沿行方向配置的多个像素10的信号相加的例子。但是，也可以使沿列方向配置的多个像素10的信号、及沿行方向配置的多个像素10的信号均在垂直信号线101中相加。图21是表示变形例3的拍摄元件3的一部分构成的电路图。变形例3中，列电路部80成为不具有运算电路部83的结构。示出变形例3的拍摄元件3的动作例的时序图与图18～图20所示的时序图相同，因此省略图示及其详细说明。以下说明与变形例2的拍摄元件3的主要不同。
在图19的时刻t1，信号SEL1、信号SEL2、信号SW11a及信号SW13a为高电平，由此像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(2,1)及像素10(2,2)各自的放大部28经由垂直信号线101a、101b而彼此电连接。由此，像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(2,1)及像素10(2,2)这4个像素被均化得到的噪声信号被输出到AD转换部82a并被转换为数字信号。同样地，在时刻t1，信号SW11c及信号SW13c为高电平，像素10(1,3)、像素10(2,3)、像素10(1,4)及像素10(2,4)这4个像素被均化得到的噪声信号被输出到AD转换部82c并被转换为数字信号。
在图19的时刻t2，信号TX1及信号TX2为高电平，像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(2,1)及像素10(2,2)这4个像素被均化得到的相加像素信号被输出到AD转换部82a并被转换为数字信号。同样地，在时刻t2，像素10(1,3)、像素10(2,3)、像素10(1,4)及像素10(2,4)这4个像素被均化得到的相加像素信号被输出到AD转换部82c并被转换为数字信号。
在图19的时刻t3～时刻t5，与时刻t1到时刻3期间的情况同样地，进行将像素10(3,1)、像素10(3,2)、像素10(4,1)及像素10(4,2)的信号算术平均得到的信号的读出、和将像素10(3,3)、像素10(3,4)、像素10(4,3)及像素10(4,4)的信号算术平均得到的信号的读出。在时刻t5～时刻t7，与时刻t1到时刻3期间的情况同样地，进行将像素10(5、1)、像素10(5、2)、像素10(6、1)及像素10(6、2)的信号算术平均得到的信号的读出、和将像素10(5、3)、像素10(5、4)、像素10(6、3)及像素10(6、4)的信号算术平均得到的信号的读出。
在图20的时刻t1，在时刻t1，信号SEL1、信号SEL2、信号SEL3、信号SW12a、信号SW11b及信号SW13b为高电平。由此，像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(1,3)、像素10(2,1)、像素10(2,2)、像素10(2,3)、像素10(3,1)、像素10(3,2)及像素10(3,3)各自的放大部28经由垂直信号线101a、101b、101c而彼此电连接。由此，像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(1,3)、像素10(2,1)、像素10(2,2)、像素10(2,3)、像素10(3,1)、像素10(3,2)及像素10(3,3)这9个像素被均化得到的噪声信号被输出到AD转换部82b并被转换为数字信号。
在图20的时刻t2，信号TX1、信号TX2及信号TX3为高电平。由此，像素10(1,1)、像素10(1,2)、像素10(1,3)、像素10(2,1)、像素10(2,2)、像素10(2,3)、像素10(3,1)、像素10(3,2)及像素10(3,3)这9个像素被均化得到的相加像素信号被输出到AD转换部82b并被转换为数字信号。
像这样，在变形例3中，在构成拜耳阵列的基本单位的区域41B～44B分别由2像素×2像素共4个像素构成的情况下，在垂直信号线101将各区域的4个像素的信号相加。另外，在变形例3中，在构成拜耳阵列的基本单位的区域41C～44C分别由3像素×3像素共9个像素构成的情况下，在垂直信号线101将各区域的9个像素的信号相加。因此，不需要用于将行方向的多个像素10的信号相加的运算电路部83。其结果为，能够降低拍摄元件的芯片面积。
(变形例4)
在上述实施方式及变形例中，对滤光片部5由发出Mg(品红)的EC层21、发出Ye(黄色)的EC层22及发出Cy(蓝绿色)的EC层23这3个滤光片构成的例子进行了说明。但也可以是，滤光片部5由发出R(红)的EC层、发出G(绿)的EC层及发出B(蓝)的EC层这3个滤光片构成。另外，也可以对滤光片部5使用采用了液晶的可变滤光片。
(变形例5)
在上述实施方式及变形例中，对控制各像素10的滤光片部5来配置R像素、G像素和B像素的例子进行了说明。但也可以是，控制各像素10的滤光片部5来配置具有W(白)的滤光片部5的W像素、和具有BK(黑)的滤光片部5的BK像素。该情况下，也可以变更具有W(白)的滤光片部5的W像素的区域及具有BK(黑)的滤光片部5的BK像素的区域各区域的大小。
(变形例6)
在上述实施方式及变形例中，作为光电转换部对使用光电二极管的例子进行了说明。但作为光电转换部也可以使用光电转换膜。
(变形例7)
在上述实施方式及变形例中，对拍摄元件3采用背面照射型的构成的例子进行了说明。但也可以是，将拍摄元件3设为在光所入射的入射面侧设置布线层210的表面照射型的构成。
(变形例8)
在上述实施方式及变形例中说明的拍摄元件3也可以适用于相机、在智能手机、平板、PC中内置的相机、搭载于车载相机、无人航空器(无人机、无线遥控飞机等)的相机等。
在上述说明了各种实施方式及变形例，但本发明不限于这些内容。本发明的技术思想范围内可想到的其他方式也包含在本发明的范围内。
下述优先权基础申请的公开内容作为引用文而援引到本说明书中。
日本专利申请2016年第192249号(2016年9月29日申请)
日本专利申请2017年第61131号(2017年3月27日申请)
附图标记说明
3拍摄元件、5滤光片部、10像素、34光电转换部、60滤光片控制部。

Claims (8)

1.一种拍摄元件，具备：
滤光片，其使光透射并变更光的波长，所述滤光片包括第1滤光区域和第2滤光区域；
第1光电转换部，其将透过所述第1滤光区域后的光转换为电荷；
第2光电转换部，其将透过所述第2滤光区域后的光转换为电荷；
第1蓄存部，其对由所述第1光电转换部生成的电荷进行蓄存；
第2蓄存部，其对由所述第2光电转换部生成的电荷进行蓄存；
连接部，其连接所述第1蓄存部与所述第2蓄存部，
滤光片控制部，其分别变更所述第1滤光区域以及所述第2滤光区域的透射波长；以及
控制部，其控制所述连接部的电连接状态，
所述第1滤光区域与所述第2滤光区域相邻配置，
所述控制部基于所述第1滤光区域与所述第2滤光区域被所述滤光片控制部控制为分别透射不同波长的光，将所述连接部控制为电隔断的状态，
所述控制部基于所述第1滤光区域与所述第2滤光区域被所述滤光片控制部控制为透射相同波长的光，将所述连接部控制为电连接的状态。
2.根据权利要求1所述的拍摄元件，其特征在于，
所述第1滤光区域和所述第2滤光区域在所述拍摄元件的列方向上彼此相邻。
3.根据权利要求1所述的拍摄元件，其特征在于，
所述第1滤光区域和所述第2滤光区域在所述拍摄元件的行方向上彼此相邻。
4.根据权利要求1所述的拍摄元件，其特征在于，
所述滤光片构成多个滤光片层，
所述第1光电转换部将透过所述第1滤光区域处的所述滤光片层的每一个的光转换为电荷，所述第2光电转换部将透过所述第2滤光区域处的所述滤光片层的每一个的光转换为电荷。
5.一种电子相机，具备：
权利要求1至4中任一项所述的拍摄元件；和
基于由所述拍摄元件提供的信号而生成图像数据的电路部。
6.根据权利要求5所述的电子相机，其特征在于，
具有第1模式和第2模式，
所述控制部在所述第1模式下基于所述第1滤光区域与所述第2滤光区域被所述滤光片控制部控制为分别透射不同波长的光，将所述连接部控制为电隔断的状态，
所述控制部在所述第2模式下基于所述第1滤光区域与所述第2滤光区域被所述滤光片控制部控制为透射相同波长的光，将所述连接部控制为电连接的状态。
7.根据权利要求6所述的电子相机，其特征在于，
所述第1模式为静态图像摄影模式，
所述第2模式为动态图像摄影模式。
8.根据权利要求6所述的电子相机，其特征在于，
具有显示基于所述图像数据的图像的显示部，
所述第1模式为在所述显示部以第1倍率显示所述图像数据的显示模式，
所述第2模式为在所述显示部以与所述第1倍率不同的第2倍率显示所述图像数据。
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