CN108780798A - 摄像元件及摄像装置 - Google Patents

Abstract

摄像元件具备对入射的光进行光电转换的光电转换层、设置于光电转换层的一面的第一电极、设置于一面且包围第一电极的周围的第二电极。

Description

摄像元件及摄像装置

技术领域

本发明涉及摄像元件及摄像装置。

背景技术

目前已知有配置有具有有机光电转换膜的像素的摄像元件。

但是，在现有的摄像元件中，不能改变各像素的受光区域的大小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－169584号公报

发明内容

本发明第一方面提供一种摄像元件，其具备：光电转换层，其对入射的光进行光电转换；第一电极，其设置于所述光电转换层的一面；第二电极，其设置于所述一面、且包围所述第一电极的周围。

本发明第二方面的摄像元件在第一方面的基础上，优选的是，所述第二电极包围所述第一电极的全周。

本发明第三方面的摄像元件在第一或第二方面的基础上，优选的是，所述第一电极及第二电极呈同心圆状地设置。

本发明第四方面的摄像元件在第一～第三方面中任一方面的基础上，优选的是，还具备第三电极，该第三电极设于所述一面、且包围所述第二电极的周围。

本发明第五方面的摄像元件在第一～第四方面中任一方面的基础上，优选的是，具备：第一摄像元件部，其配置有多个具有所述光电转换层和所述第一电极及所述第二电极的第一像素；第二摄像元件部，其配置有多个接收从所述第一摄像元件部的所述光电转换层和所述第一电极及所述第二电极透射的透射光的第二像素。

本发明第六方面的摄像元件在第五方面的基础上，优选的是，所述第二摄像元件部的所述第二像素形成在半导体基板上。

本发明第七方面的摄像元件在第五方面的基础上，优选的是，所述第二摄像元件部的各第二像素具有接收从摄影光学***的开放F值的光瞳区域通过了的光束的光电转换部。

本发明第八方面提供一种摄像装置，其具备：第五～第七方面中任一方面的摄像元件；第一图像数据生成部，其根据基于所述第一像素的所述第一电极及所述第二电极中的一方的光电转换信号，生成具有第一景深的第一图像数据；以及第二图像数据生成部，其根据基于所述第二像素的光电转换部的光电转换信号，生成具有第二景深的第二图像数据。

本发明第九方面的摄像装置在第八方面的基础上，优选的是，还具备第三图像数据生成部，该第三图像数据生成部根据基于所述第一像素的所述第一电极及所述第二电极中的一方的光电转换信号和基于所述第二像素的所述光电转换部的光电转换信号，生成具有第一景深及第二景深的第三图像数据。

本发明第十方面提供一种摄像装置，其具备第一～第四方面中任一方面所述的摄像元件，所述摄像元件具备第一摄像元件部，该第一摄像元件部配置有多个具有所述光电转换层和所述第一电极及所述第二电极的第一像素，所述摄像装置还具备：亮度检测部，其检测所述第一摄像元件部的摄像面中的被摄体的亮度；以及读出部，其根据由所述亮度检测部检测到的所述被摄体的亮度，读出基于所述第一电极及所述第二电极中的一方或两方的光电转换信号。

本发明第十一方面的摄像装置在第十方面的基础上，优选的是，还具备对由所述读出部读出的所述光电转换信号进行修正的修正部，所述亮度检测部检测每个所述第一像素的被摄体亮度，所述读出部在检测到通过所述亮度检测部检测到的所述第一像素的被摄体亮度为规定亮度以上的情况下，读出基于所述第一电极及所述第二电极中的一方的光电转换信号，在检测到通过所述亮度检测部检测到的所述第一像素的被摄体亮度为比所述规定亮度小的亮度的情况下，读出基于所述第一电极及所述第二电极两方的光电转换信号，所述修正部根据由所述亮度检测部检测到的每个所述第一像素的被摄体亮度，修正所述光电转换信号。

本发明第十二方面提供一种摄像装置，其具备：摄像元件，其配置有多个具有对入射的光进行光电转换的光电转换层和第一电极及第二电极的像素，且所述像素包含光谱感光度不同的多种像素；加法部，其针对彼此相邻的光谱感光度不同的像素，将基于一像素的所述第一电极及所述第二电极中的与另一像素接近的电极的光电转换信号、和基于该另一像素的所述第一电极及所述第二电极中的与该一像素接近的部分电极的光电转换信号相加。

本发明第十三方面的摄像装置在第十二方面的基础上，优选的是，所述像素还具有第三电极及第四电极，所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极在行方向及列方向上呈2行2列配置，所述加法部针对彼此沿行方向相邻的光谱感光度不同的像素，将基于一像素的所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极中的与另一像素接近的两个电极的两个光电转换信号、和基于该另一像素的所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极中的与该一像素接近的两个电极的两个光电转换信号相加，生成第一相加光电转换信号，并且针对彼此沿列方向相邻的光谱感光度不同的像素，将基于一像素的所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极中的与另一像素接近的两个电极的两个光电转换信号、和基于该另一像素的所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极中的与该一像素接近的两个电极的两个光电转换信号相加，生成第二相加光电转换信号。

本发明第十四方面的摄像装置在第十三方面的基础上，优选的是，所述加法部将基于像素内的所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极的四个光电转换信号相加，生成第三相加光电转换信号，所述摄像装置还具备图像数据生成部，该图像数据生成部基于所述第一相加光电转换信号及所述第二相加光电转换信号中的至少一方和所述第三相加光电转换信号，生成图像数据。

本发明第十五方面的摄像装置在第十三方面的基础上，优选的是，所述摄像元件具有：第一摄像元件部，其沿行方向及列方向配置有具有所述光电转换层和所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极的第一像素；以及第二摄像元件部，其沿行方向及列方向配置有接收从所述第一摄像元件部的所述光电转换层和所述第一电极至所述第四电极透射的透射光的第二像素，所述摄像装置还具备图像数据生成部，该图像数据生成部基于所述第一相加光电转换信号及所述第二相加光电转换信号中的至少一方和基于所述第二像素的光电转换部的光电转换信号，生成图像数据。

本发明第十六方面提供一种摄像装置，其具备：第一摄像元件部，其具有多个第一像素，所述多个第一像素各自具有第一光电转换区域及第二光电转换区域；第二摄像元件部，其具有多个第二像素，所述多个第二像素分别接收分别从所述多个第一像素透射的透射光；以及曝光控制部，其以第一曝光值对所述第二像素进行曝光控制，并且针对所述第一像素，以比所述第一曝光值大的第二曝光值对所述第一光电转换区域进行曝光控制，且以比所述第一曝光值小的第三曝光值对所述第二光电转换区域进行曝光控制。

本发明第十七方面提供一种摄像装置，其具备：第一摄像元件部，其具有多个第一像素；第二摄像元件部，其具有分别接收分别从所述多个第一像素透射的透射光的多个第二像素，且所述第二像素具有第一光电转换区域及第二光电转换区域；以及曝光控制部，其以第一曝光值对所述第二像素进行曝光控制，并且针对所述第二像素，以比所述第一曝光值大的第二曝光值对所述第一光电转换区域进行曝光控制，且以比所述第一曝光值小的第三曝光值对所述第二光电转换区域进行曝光控制。

本发明第十八方面的摄像装置在第十六或第十七方面的基础上，优选的是，所述第一曝光值为正常曝光值。

本发明第十九方面的摄像装置在第十六方面的基础上，优选的是，所述第一像素输出基于所述第一光电转换区域的第一光电转换信号和基于所述第二光电转换区域的第二光电转换信号，所述第二像素输出第三光电转换信号，所述摄像装置还具备图像数据生成部，该图像数据生成部基于所述第一光电转换信号、所述第二光电转换信号、及所述第三光电转换信号，分别生成第一图像数据、第二图像数据、及第三图像数据，且将所述第一图像数据、所述第二图像数据、及所述第三图像数据合成。

本发明第二十方面的摄像装置在第十七方面的基础上，优选的是，所述第一像素输出第一光电转换信号，所述第二像素输出基于所述第一光电转换区域的第二光电转换信号和基于所述第二光电转换区域的第三光电转换信号，所述摄像装置还具备图像数据生成部，该图像数据生成部基于所述第一光电转换信号、所述第二光电转换信号、及所述第三光电转换信号，分别生成第一图像数据、第二图像数据、及第三图像数据，且将所述第一图像数据、所述第二图像数据、及所述第三图像数据合成。

本发明第二十一方面的摄像装置在第十六～第二十方面中任一方面的基础上，优选的是，所述第一光电转换区域及所述第二光电转换区域各自具有多个部分区域，所述第一光电转换区域的所述部分区域和所述第二光电转换区域的所述部分区域以彼此呈棋盘格状的方式配置。

附图说明

图1是示例第一实施方式的数码相机的结构的图。

图2是表示第一及第二摄像元件部的概要的图。

图3的(a)是表示第一摄像元件部的一部分即10行×6列的像素的配置的图，(b)是表示第二摄像元件部的一部分即10行×6列的像素的配置的图。

图4的(a)是从被摄体侧观察第一摄像元件部的一个像素的图，(b)是从与被摄体侧相反侧观察像素的图，(c)是(a)的c1－c1向视剖视图。

图5是示意性表示第二摄像元件部的像素的构造的图，是从被摄体侧观察第二摄像元件部的一个像素的图。

图6是表示第一及第二摄像元件部的一个像素的结构的剖视图。

图7是示例第一摄像元件部的一个像素的信号读出电路结构的图。

图8是表示从被摄体侧观察的、在像素的有机光电转换膜上读出电荷的光电转换区域的图。

图9是用于说明高动态范围摄影模式的框图。

图10是表示从被摄体侧观察的、在像素的有机光电转换膜上读出电荷的光电转换区域的变形例的图。

图11表示部分电极的变形例。

图12是示例第二实施方式的数码相机的结构的图。

图13的(a)表示第一摄像元件部的一部10行×6列的像素的配置的图，(b)是表示第二摄像元件部的一部10行×6列的像素的配置的图。

图14的(a)是从被摄体侧观察摄像元件的一个像素的俯视图，(b)是从侧面观察像素的侧视图，(c)是从被摄体侧观察的第一～第四部分电极的配置的图。

图15是示例第一摄像元件部的一个像素的信号读出电路结构的图。

图16是表示部分电极和光电转换区域的对应关系的图。

图17是对黄色的假想像素的设定进行说明的图。

图18是对青色的假想像素的设定进行说明的图。

图19是对品红的假想像素的设定进行说明的图。

图20是表示第一摄像元件部的“R”、“G”、“B”像素的像素重心位置、和黄色、青色、及品红的假想像素的像素重心位置的图。

图21是对(R+B+G+G)的假想像素的设定进行说明的图。

图22是表示第一摄像元件部的“R”、“G”、“B”像素的像素重心位置、和黄色、青色、及(W+G)的假想像素的像素重心位置的图。

图23是示例第三实施方式的数码相机的结构的图。

图24是对各光电转换区域的分组进行说明的图。

图25是表示第三实施方式的变形例的图。

具体实施方式

－－－第一实施方式－－－

图1是示例本发明第一实施方式的数码相机1的结构的图。数码相机1具有摄影光学***10、摄像部11、控制部12、操作部13、图像处理部14、液晶监视器15、缓冲存储器16。另外，在数码相机1上安装有存储卡17。存储卡17由非易失性的闪存等构成，相对于数码相机1可装拆。

摄影光学***10由多个透镜及光圈构成，在摄像部11的摄像面成像被摄体像。构成摄影光学***10的多个透镜包含为了进行焦点调节而沿光轴方向被驱动的聚焦透镜。聚焦透镜被未图示的透镜驱动部沿光轴方向驱动。

摄像部11具有：具有相互层叠的第一及第二摄像元件部21、22的摄像元件、放大电路23、AD转换电路24。第一及第二摄像元件部21、22各自由二维排列的多个像素构成，经由摄影光学***10接收来自被摄体的光束，进行光电转换，输出光电转换信号。第一及第二摄像元件部21、22的各像素如后所详述，分别输出模拟的光电转换信号。这些光电转换信号如后述被用作摄影图像用的信号。放大电路23将光电转换信号以规定的放大率(增益)放大并输出到AD转换电路24。AD转换电路24对光电转换信号进行AD转换。

此外，第一及第二摄像元件部21、22相互同时地开始摄像动作、即曝光操作。

控制部12由微处理器及其***电路构成，通过执行存储于未图示的ROM的控制程序，进行数码相机1的各种控制。另外，控制部12功能上具有焦点检测部12a和图像合成部12b。该功能部通过上述的控制程序以软件方式安装。此外，也可以由电路构成该功能部。

控制部12将由AD转换电路24进行了AD转换后的光电转换信号存储于缓冲存储器16。焦点检测部12a基于存储于缓冲存储器16的第一摄像元件部21的光电转换信号、和/或存储于缓冲存储器16的第二摄像元件部22的光电转换信号，分别进行公知的对比度检测方式的焦点检测处理。

图像处理部14由ASIC等构成。图像处理部14对第一及第二摄像元件部21、22的光电转换信号分别进行插值处理、压缩处理、白平衡处理等各种图像处理，生成图像数据。图像合成部12b将基于第一摄像元件部21的光电转换信号的图像数据和基于第二摄像元件部22的光电转换信号的图像数据合成，生成合成图像数据。这些图像数据及合成图像数据被显示于液晶监视器15、或存储于存储卡17。

操作部13由释放操作部件、模式切换操作部件、焦点检测区域设定用的操作部件、电源操作部件等各种操作部件构成，由摄影者进行操作。模式切换操作部件选择设定例如之后详述的多个焦点深度(景深)摄影模式或高动态范围摄影模式等。操作部13将与摄影者进行的上述各操作部件的操作对应的操作信号输出到控制部12。

(第一及第二摄像元件部21、22的说明)

图2是表示本实施方式的第一及第二摄像元件部21、22的概要的图。摄像元件具有相互层叠的第一及第二摄像元件部21、21。第一摄像元件部21具有有机光电转换膜作为光电转换部，第二摄像元件部22具有形成于半导体基板的光电二极管作为光电转换部。第一摄像元件部21层叠于第二摄像元件部22，第一及第二摄像元件部21、22以图1所示的摄影光学***10的光轴穿过第一及第二摄像元件部21、22的各个摄像面的中心的方式配置于摄影光学***10的光路中。此外，第一及第二摄像元件部21、22在图2中为了避免图示的复杂化而仅示出4行×3列的像素210、220，但在本实施方式中，均排列m行×n列的像素，且第一摄像元件部21的像素和第二摄像元件部22的像素为同一尺寸。

第一摄像元件部21的各像素210具有吸收(光电转换)规定的颜色成分的光的有机光电转换膜。未由第一摄像元件部21吸收(光电转换)的颜色成分的光透过第一摄像元件部21入射到第二摄像元件部22，由第二摄像元件部22进行光电转换。此外，由第一摄像元件部21光电转换的颜色成分和由第二摄像元件部22光电转换的颜色成分为补色关系。详细而言，第一摄像元件部21的各像素210与位于该像素210的正后方的第二摄像元件部22的像素220处于对应关系，即，第一摄像元件部21的各像素210与接收通过了自身的光束的第二摄像元件部22的像素220处于对应关系，处于这种对应关系的第一及第二摄像元件部21、22的像素210、220相互吸收补色关系的颜色成分并进行光电转换。

图3是分别表示作为第一摄像元件部21的一部分的10行×6列的像素210的配置和作为第二摄像元件部22的一部分的10行×6列的像素220的配置的图。图3的(a)中，对于第一摄像元件部21，对像素210标注的“Mg”表示该像素吸收品红的颜色成分进行光电转换的像素、即具有品红的光谱感光度的像素，同样，对像素210标注的“Ye”表示该像素吸收黄色的颜色成分进行光电转换的像素、即具有黄色的光谱感光度的像素，对像素210标注的“Cy”表示该像素吸收青色的颜色成分进行光电转换的像素、即具有青色的光谱感光度的像素。就第一摄像元件部21而言，在奇数行的像素列将“Mg”像素210和“Ye”像素210交互排列，在偶数行的像素列将“Cy”像素210和“Mg”像素210交互排列。

在图3的(b)中，关于第二摄像元件部22，对像素220标注的“G”表示该像素吸收绿色的颜色成分进行光电转换的像素、即具有绿色的光谱感光度的像素，同样，对像素220标注的“B”表示该像素吸收蓝色的颜色成分进行光电转换的像素、即具有蓝色的光谱感光度的像素，对像素220标注的“R”表示该像素吸收红色的颜色成分进行光电转换的像素、即具有红色的光谱感光度的像素。第二摄像元件部22在奇数行的像素列将“G”像素220和“B”像素220交互排列，在偶数行的像素列将“R”像素220和“G”像素220交互排列。即，第二摄像元件部22中像素被排列成拜尔阵列。

在图3的(a)及(b)中，第一摄像元件部21的“Mg”像素210和第二摄像元件部22的“G”像素220处于对应关系，第一摄像元件部21的“Ye”像素210和第二摄像元件部22的“B”像素220处于对应关系，第一摄像元件部21的“Cy”像素210和第二摄像元件部22的“R”像素220处于对应关系。

这样，由有机光电转换膜构成的第一摄像元件部21相对于第二摄像元件部22实现彩色滤光片的作用，从第二摄像元件部22获得第一摄像元件部21的补色图像(在图3的例子中为拜耳阵列的图像)。因此，能够从第一摄像元件部21取得由Cy、Mg、Ye这三色构成的CMY图像，能够从第二摄像元件部22取得由R、G、B这三色构成的RGB图像。此外，从第一摄像元件部21取得的CMY图像在图1所示的图像处理部14通过公知的表色***转换处理转换成RGB图像。

图4的(a)～(c)是示意性表示第一摄像元件部21的像素210的构造的图。图4的(a)是从被摄体侧观察第一摄像元件部21的一个像素210的图，图4的(b)是从与被摄体侧相反侧观察像素210的图，图4的(c)是图4的(a)的c1－c1向视剖视图。第一摄像元件部21的各像素210具有：吸收品红的颜色成分、黄色的颜色成分、或青色的颜色成分的有机光电转换膜230；形成于有机光电转换膜230的上表面即有机光电转换膜230的被摄体侧的面的透明共用电极231；以及形成于有机光电转换膜230的下表面的透明的部分电极232。部分电极232具有第一～第三部分电极232a、232b、232c。此外，将共用电极231也称作上部电极层，将第一～第三部分电极232a、232b、232c也称作下部电极层。另外，将有机光电转换膜230也称作光电转换层。

如图4的(b)所示，第一部分电极232a为圆形的电极，配置于像素210的中心。第二部分电极232b为包围第一部分电极232a的全周围的圆环状的电极。第三部分电极232c为包围第二部分电极232b的全周围的圆环状的电极。即，第二部分电极232b的外径d2比第一部分电极232a的外径d1大，第三部分电极232c的外径d3比第二部分电极232b的外径d2大。

在这样构成的像素210中，如后述，能够利用第一～第三部分电极232a～232c的组合选择从有机光电转换膜230读出电荷的区域。

共用电极231可以对于第一摄像元件部21的全部的像素210设为共用的电极，也可以针对每一像素210设为共用。即，共用电极231可以对于全部像素210设为共用，也可以相对于各像素的部分电极232a～232c设为共用。

图5是示意性表示第二摄像元件部22的像素220的构造的图，是从被摄体侧观察第二摄像元件部22的一个像素220的图。像素220具有圆形的光电转换部220a。光电转换部220a的外径与第一摄像元件部21的像素210的第三部分电极232c的外径d3相等。此外，光电转换部220a接收通过了摄影光学***10的光圈的开放F值的光瞳区域的全区域的光束。

图6是表示第一及第二摄像元件部21、22的一个像素210、220的结构的剖视图。如图6所示，第二摄像元件部22形成于半导体基板50，各像素220具有光电转换部220a。在第二摄像元件部22的表面、即上表面隔着平坦化层55层叠有第一摄像元件部21。在该平坦化层55内形成有未图示的配线层。

另外，在第一摄像元件部21的各像素210的上方分别配置有微透镜233，各微透镜233、第一摄像元件部21的各像素210以及第二摄像元件部22的各像素220在微透镜233的光轴方向上对齐配置。

图7是示例第一摄像元件部21的一个像素210的信号读出电路结构的图。各像素210的信号读出电路具有电极选择晶体管301、302、复位晶体管303、输出晶体管304、行选择晶体管305。共用电极231与地线连接。第一部分电极232a与输出晶体管304的栅极连接。第二部分电极232b和输出晶体管303的栅极经由电极选择晶体管301连接，第三部分电极232c和输出晶体管304的栅极经由电极选择晶体管302连接。

输出晶体管304将基于来自第一部分电极232a的电荷的电压信号放大。另外，当电极选择晶体管301导通、即成为导通状态时，将来自第二部分电极232b的电荷与来自第一部分电极232a的电荷相加，输出晶体管304将基于该相加的电荷的电压信号放大。当电极选择晶体管301及302均导通时，将来自第二部分电极232b的电荷和来自第三部分电极231c的电荷与来自第一部分电极232a的电荷相加，输出晶体管304将基于该相加电荷的电压信号放大。另外，当电极选择晶体管301截止，电极选择晶体管302导通时，将来自第三部分电极231c的电荷与来自第一部分电极232a的电荷相加，输出晶体管304将基于该相加电荷的电压信号放大。

由输出晶体管304放大的信号经由行选择晶体管305从端子Vout读出。复位晶体管303根据复位信号排出不需要电荷(即重置为规定电位)。

此外，第二摄像元件部22的一个像素220的信号读出电路结构是公知的，因此省略说明。

－－－有关从像素210读出电荷的区域－－－

参照图8，对根据电极选择晶体管301、302的通断状态在像素210的有机光电转换膜230上形成多个光电转换区域的例子进行说明。图8的(a)～(c)是表示从被摄体侧观察的在像素210的有机光电转换膜230读出电荷的光电转换区域的图。在第一摄像元件部21，如以下所说明，能够读出由有机光电转换膜230产生的电荷的光电转换区域为被共用电极231和第一～第三部分电极232a～232c夹着的区域中、共用电极231和用于读出的部分电极重叠的区域。

(1)关于图8的(a)所示的电荷读出区域的图案

图8的(a)是在有机光电转换膜230上形成第一～第三光电转换区域251～253的例子。第一光电转换区域251与第一部分电极232a覆盖(即盖住)的有机光电转换膜230的区域对应，第二光电转换区域252与第二部分电极232b覆盖的有机光电转换膜230的区域对应，第三光电转换区域253与第三部分电极232c覆盖的有机光电转换膜230的区域对应。为了读出基于来自该第一～第三光电转换区域251～253的相加了的电荷的光电转换信号，通过控制信号ΦP1、ΦP2使电极选择晶体管301、302导通。

当通过控制信号ΦP1、ΦP2使电极选择晶体管301、302导通时，如上述，在有机光电转换膜230中，向输出晶体管304的栅极输出将在共用电极231和第一部分电极232a的重叠区域产生的电荷、在共用电极231和第二部分电极232b的重叠区域产生的电荷、在共用电极231和第三部分电极232c的重叠区域产生的电荷相加的相加电荷。因此，从端子Vout读出基于在图8的(a)中标注了阴影的第一～第三光电转换区域251～253产生的相加电荷的光电转换信号。图1的图像处理部14基于该读出的光电转换信号生成图像数据。

此外，该图像数据是摄影光学***10的光圈为开放F值时的图像。

此外，将基于在第一光电转换区域251产生的电荷的光电转换信号也称作基于第一部分电极232a的光电转换信号，将基于在第二光电转换区域252产生的电荷的光电转换信号也称作基于第二部分电极232b的光电转换信号，将基于在第三光电转换区域253产生的电荷的光电转换信号也称作基于第三部分电极232c的光电转换信号。

(2)关于图8的(b)所示的电荷读出区域的图案

图8的(b)是在有机光电转换膜230上形成第一及第二光电转换区域251、252的例子。为了读出来自第一及第二光电转换区域251、252的光电转换信号，通过控制信号ΦP1使电极选择晶体管301导通。

当通过控制信号ΦP1使电极选择晶体管301导通，且通过信号ΦP2使电极选择晶体管302截止时，如上述，在有机光电转换膜230上，向输出晶体管304的栅极输出在共用电极231和第一及第二部分电极232a、232b的各重叠区域产生的电荷的相加电荷。因此，从端子Vout读出基于在图8的(b)中标注了阴影的第一及第二光电转换区域251、252产生的相加电荷的光电转换信号。图1的图像处理部14基于该读出的光电转换信号生成图像数据。

此外，该图像数据是将摄影光学***10的光圈从开放F值缩小至规定的第一F值时的图像。

(3)关于图8的(c)所示的电荷读出区域的图案

图8的(c)是在有机光电转换膜230上形成第一光电转换区域251的例子。为了读出基于来自第一光电转换区域251的电荷的光电转换信号，使电极选择晶体管301、302保持截止。

当使电极选择晶体管301、302均截止时，如上述，将在有机光电转换膜230上的共用电极231和第一部分电极232a的重叠区域产生的电荷输出到输出晶体管304的栅极。因此，从端子Vout读出基于在图8的(c)中标注了阴影的第一光电转换区域251产生的电荷的光电转换信号。图1的图像处理部14基于该读出的光电转换信号生成图像数据。

此外，该图像数据是将摄影光学***10的光圈从第一F值进一步缩小至第二F值时的图像。

如果将由图8的(a)的光电转换区域获得的与开放F值对应的图像数据、由图8的(b)的光电转换区域获得的与第一F值对应的图像数据、由图8的(c)的光电转换区域获得的与第二F值对应的图像数据相比，则与开放F值对应的图像数据为相对较浅或较小的焦点深度(景深)的图像，与第一F值对应的图像数据为相对而言为中位的焦点深度(景深)的图像，与第二F值对应的图像数据为相对较大的焦点深度(景深)的图像。

另一方面，如上述，第二摄像元件部22的各像素220具有接收通过了摄影光学***10的光圈的开放F值的光瞳区域的全区域的光束的光电转换部220a，在图1的图像处理部14基于从各像素220读出的光电转换信号生成图像数据。

此外，透过第一摄像元件部21的各像素210而向第二摄像元件22的对应的像素220入射的光量与图8的(a)～(c)所示的像素210的电荷读出的图案无关，是相同的。因此，基于从第二摄像元件22的各像素220读出的光电转换信号的图像数据是摄影光学***10的光圈为开放F值时的图像。与基于该第二摄像元件部22的开放F值对应的图像数据是焦点深度(景深)相对较浅或较小的图像。

接着，对数码相机1通过进行一次摄像动作而生成焦点深度(景深)不同的图像数据的方法进行说明。当图1所示的操作部13选择设定多个焦点深度(景深)摄影模式内的大焦点深度(景深)摄影模式时，将摄影光学***10的光圈设定为开放F值，电极选择晶体管301、302均成为截止状态。第一及第二摄像元件部21、22同时开始摄像动作、即曝光动作。第一摄像元件部21的各像素210读出基于在图8的(c)所示的第一光电转换区域251产生的电荷的光电转换信号，图1的图像处理部14对该读出的光电转换信号实施图像处理，生成摄影光学***10的光圈为第二F值时的图像数据。此外，图像处理部14在对来自第一摄像元件部21的光电转换信号进行图像处理时，将CMY图像数据通过表色***转换处理转换成RGB图像数据。

与此同时，第二摄像元件部22的各像素220读出基于光电转换部220a的光电转换信号，图1的图像处理部14基于该读出的光电转换信号生成摄影光学***10的光圈为开放F值时的RGB图像数据。

与第二F值对应的图像数据和与开放F值对应的图像数据根据需要分别显示于液晶监视器15，并且记录于存储卡17。

另外，与第二F值对应的图像数据和与开放F值对应的图像数据通过图1的图像合成部12b进行图像合成，生成合成图像，该合成图像也根据需要显示于液晶监视器15，并且记录于存储卡17。

如上述，与开放F值对应的图像数据的焦点深度(景深)小，另一方面，与第二F值对应的图像数据的焦点深度(景深)大。因此，与开放F值对应的图像数据为例如与近景(最近距离的)主要被摄体像对焦但不与远景及中景的背景像对焦而产生了模糊的图像、或者为例如虽然与中景被摄体像对焦但不与近景及远景的被摄体像不对焦而模糊的图像、或者为虽然焦点与远景被摄体像对焦但不与近景及中景被摄体像对焦而模糊的图像。另一方面，与第二F值对应的图像数据为例如与近景、中景、及远景的所有被摄体像对焦的图像。

另外，通过图1的图像合成部12b进行了图像合成的合成图像数据为，例如从与开放F值对应的图像数据提取模糊的中景被摄体像的图像数据，从与第二F值对应的图像数据提取对焦的近景及远景的被摄体像的图像数据，若将所提取的图像进行合成，则上述合成图像数据与近景及远景的被摄体像对焦，而在中景的被摄体像上产生了模糊。这样，通过将焦点深度浅的与开放F值对应的图像数据和焦点深度深的与第二F值对应的图像数据合成，也能够获得从通常的摄影光学***不能获得的合成图像数据。

当图1所示的操作部13选择设定多个焦点深度(景深)摄影模式内的中位焦点深度(景深)摄影模式时，摄影光学***10的光圈设定为开放F值，电极选择晶体管301导通，且电极选择晶体管302截止，第一摄像元件部21的各像素210读出基于在图8的(b)所示的第一及第二光电转换区域251、252产生的电荷的光电转换信号，图1的图像处理部14对该读出的光电转换信号实施包含上述的表色***转换处理的图像处理，生成摄影光学***10的光圈为第一F值时的RGB图像数据。

与此同时，第二摄像元件部22的各像素220读出基于光电转换部220a的光电转换信号，图1的图像处理部14基于该读出的光电转换信号生成摄影光学***10的光圈为开放F值时的RGB图像数据。

与第一F值对应的图像数据和与开放F值对应的图像数据根据需要分别显示于液晶监视器15，并且记录于存储卡17。

另外，与第一F值对应的图像数据和与开放F值对应的图像数据通过图1的图像合成部12b进行图像合成，生成合成图像，该合成图像也根据需要显示于液晶监视器15，并且记录于存储卡17。

此外，就第一摄像元件21的与第一F值对应的图像数据而言，因为具有相对而言为中位的焦点深度(景深)，所以例如是虽然与近景及中景的被摄体像对焦但远景被摄体像为模糊的图像、或者是虽然与中景及远景被摄体像对焦但近景被摄体像模糊的图像。通过将这种与第一F值对应的图像数据和与开放F值对应的图像数据合成，能够获得各种合成图像，特别是，能够获得从通常的摄影光学***不能获得的合成图像。

当图1所示的操作部13选择设定多个焦点深度(景深)摄影模式内的小焦点深度(景深)摄影模式时，摄影光学***10的光圈设定为开放F值，电极选择晶体管301、302均导通，第一摄像元件部21的各像素210读出基于在图8的(a)所示的第一、第二、及第三光电转换区域251、252、253产生的电荷的光电转换信号，图1的图像处理部14对该读出的光电转换信号实施包含上述的表色***转换处理的图像处理，生成摄影光学***10的光圈为开放F值时的RGB图像数据。

与此同时，第二摄像元件部22的各像素220读出基于光电转换部220a的光电转换信号，图1的图像处理部14基于该读出的光电转换信号生成摄影光学***10的光圈为开放F值时的RGB图像数据。

基于第一及第二摄像元件部21、22的与开放F值对应的图像数据根据需要分别显示于液晶监视器15，并且记录于存储卡17。

另外，基于第一及第二摄像元件部21、22的与开放F值对应的图像数据通过图1的图像合成部12b进行图像合成，生成合成图像，该合成图像也根据需要显示于液晶监视器15，并且记录于存储卡17。

基于第一摄像元件部21的图像数据和基于第二摄像元件部22的图像数据由于均与开放F值对应，因此焦点深度相同，但能够通过图像合成而生成例如高画质的图像。

图9是用于说明高动态范围摄影模式的框图。控制部12功能上具有亮度分布检测部12c。亮度分布检测部12c例如从由第二摄像元件部22以规定的时间间隔(例如60帧/每秒)重复摄像所得的透视图像(through image)中，以第二摄像元件部22的像素220单位检测摄像面上的被摄体的亮度分布。由亮度分布检测部12b检测到的每一像素220的亮度信息被看作是与第二摄像元件部22的像素220处于对应关系的第一摄像元件部21的像素210的亮度信息，与像素210的位置信息建立关联并存储于作为缓冲存储器16的存储区域的一部分的亮度分布信息存储器16a。

摄像部11的部分电极控制部25基于存储于亮度分布信息存储器16a的每一像素210的亮度信息，控制各像素210的电极选择晶体管301、302的通断。部分电极控制部25在与各像素210建立关联并存储的亮度为相对低亮度且为第一规定亮度以下的情况下，对于该像素210以使电极选择晶体管301、302导通的方式进行控制，形成图8的(a)所示的第一、第二、及第三光电转换区域251、252、253。另外，部分电极控制部25在与各像素210建立关联并存储的亮度为相对高亮度且比第二规定亮度高的情况下，对于该像素210以使电极选择晶体管301、302截止的方式进行控制，形成图8的(c)所示的第一光电转换区域251。另外，部分电极控制部25在与各像素210建立关联并存储的亮度为相对中位的亮度且比第一规定亮度高且为第二规定亮度以下的情况下，对于该像素210以使电极选择晶体管301导通且使电极选择晶体管302截止的方式进行控制，形成图8的(b)所示的第一、及第二光电转换区域251、252。

读出部26读出第一摄像元件部21的各像素210的光电转换信号，放大电路23将读出的光电转换信号以基于存储于亮度分布信息存储器16a的每一像素210的亮度的信息的放大率放大。即，被读出部26读出的光电转换信号按像素210依次输出，并由放大电路23以规定的放大率放大并输出。具体而言，放大电路23对于从读出部26按像素210依次输出的光电转换信号，以基于存储于亮度分布信息存储器16a的该像素210的亮度的信息设定的放大率进行放大。基于该放大电路23的每一像素210的放大率以下详述。

为了便于说明，在以下说明中，将亮度为第一规定亮度以下的像素210称作低亮度像素，将亮度比第一规定亮度高且为第二规定亮度以下的像素210称作中亮度像素，将亮度比第二规定亮度高的像素210称作高亮度区域像素。放大电路23在由读出部26读出的光电转换信号涉及低亮度像素的情况下，将其以第一放大率放大，在由读出部26读出的光电转换信号涉及中亮度像素的情况下，将其以比第一放大率大的第二放大率放大，在由读出部26读出的光电转换信号涉及高亮度像素的情况下，将其以比第二放大率大的第三放大率放大。该情况下，放大电路23作为根据亮度值修正光电转换信号的修正部起作用。

这样，关于低亮度像素，将由具有相对较宽面积的第一、第二及第三光电转换区域251、252、253进行了光电转换的光电转换信号以相对较小的放大率放大，关于高亮度像素，将由具有相对较小面积的第一光电转换区域251进行了光电转换的光电转换信号以相对较大的放大率放大，关于中亮度像素，将由具有相对而言为中位面积的第一及第二光电转换区域251、252进行了光电转换的光电转换信号以相对而言为中位的放大率放大。由此，从高亮度至低亮度，能够获得宽动态范围的光电转换信号。

此外，在以上的说明中，第二摄像元件部22按像素220检测被摄体的亮度，生成亮度分布信息，部分电极控制部25基于该亮度分布信息选择第一摄像元件部21的各像素210的第一、第二、第三光电转换区域251、252、253。代替此，第二摄像元件部22检测有关摄像面的规定区域的平均的亮度值、或代表性亮度值，将该亮度值信息与规定区域建立关联并存储于亮度分布信息存储器16a，部分电极控制部25也可以对于与该规定区域对应的第一摄像元件部21的多个像素210选择第一、第二、第三光电转换区域251、252、253。

另外，摄像面上的被摄体的亮度分布由第二摄像元件部22进行检测，代替之，也可以利用第一摄像元件部21、或利用其他测光传感器进行检测。在利用第一摄像元件部21检测被摄体亮度分布的情况下，将第一摄像元件部21的全部像素210例如确定为图8的(a)～(c)的某一种状态，检测被摄体亮度分布，之后，部分电极控制部25如上述对应于所检测的被摄体亮度分布对各像素210的部分电极232a、232b、232c进行选择控制。

在本实施方式中，也考虑如下的变形例。

(1)在上述的第一实施方式中，在像素210上呈同心圆状地设有三个部分电极232a～232c，但部分电极的数量可以是两个，也可以是四个以上。部分电极的数量越多，能够获得越多不同景深的图像数据，并且能够获得更宽动态范围的图像数据。

(2)像素210上的电荷读出区域的图案不限于图8的(a)～(c)所示的图案。例如，可以如图10的(a)所示，仅读出基于由标注了阴影的第二光电转换区域252产生的电荷的光电转换信号，也可以如图10的(b)所示，仅读出基于由标注了阴影的第三光电转换区域253产生的电荷的光电转换信号，还可以如图10的(c)所示，仅读出基于由标注了阴影的第二及第三光电转换区域252、253产生的电荷的光电转换信号。为了获得这种图10的(a)～(c)的光电转换区域252、253，在图7中，只要在部分电极232a和输出晶体管304的栅极之间设置与电极选择晶体管301、302相同的电极选择晶体管即可。

(3)在上述的说明中，外侧的部分电极为包围内侧的部分电极全周的闭环状、即圆环状的电极，但未必需要外侧的部分电极包围内侧的部分电极全周。例如，如图11的(a)所示的第二部分电极232b，部分电极可以在圆周方向上局部切断，也可以如图11的(a)所示的第三部分电极232c，在圆周方向上分割成两个。此外，部分电极也可以在圆周方向上分割成三个以上。即，如图11的(a)所示的第二及第三部分电极232b、232c，外侧的部分电极也可以不包围内侧的部分电极全周，只要包围在其周围即可。另外，在“外侧的部分电极包围内侧的部分电极”这一状态下，如图11的(b)所示的第三部分电极232c，只要沿着内侧的部分电极的外周配置，也包含图示左右分割的外侧的电极彼此的分开距离大的状态。

(4)如图11的(c)所示，也可以将第一部分电极232a一分为二。进而，如图11的(d)所示，也可以将第一～第三部分电极232a～232c一分为二。另外，第一部分电极232a的形状为圆形，第二及第三部分电极的形状为圆环形，但第一部分电极232a的形状可以为椭圆形，且第二及第三部分电极的形状也可以为椭圆的圆环形。另外，第一部分电极232a的形状可以为多边形，且第二及第三部分电极的形状也可以为多边形的环形。

(5)在上述的第一实施方式中，将第一～第三光电转换区域251～253的电荷从第一～第三部分电极232a～232c读出，但也可以从共用电极231读出。即，也可以将共用电极231与输出晶体管304的栅极连接，将第一部分电极232a直接与地线连接、或者经由电极选择晶体管与地线连接，将第二部分电极232b经由电极选择晶体管301与地线连接，将第三部分电极232c经由电极选择晶体管302与地线连接。

(6)在上述的第一实施方式中，如图7所示，将由第一～第三部分电极232a～232c读出的第一～第三光电转换区域251～253的电荷相加，将基于相加的电荷的光电转换信号利用输出晶体管304及行选择晶体管305从输出端子Vout输出。但是，也可以将由第一～第三部分电极232a～232c读出的第一～第三光电转换区域251～253的电荷分别独立地以时间序列读出，之后相加。

(7)在上述的实施方式中，第一摄像元件部21将上部电极层作为共用电极231，且由第一～第三部分电极232a、232b、232c构成下部电极层。代替之，上部电极层也可以与下部电极层相同，也由多个部分电极构成。

(8)在上述的实施方式中，从第一摄像元件部21取得CMY图像，从第二摄像元件部22取得RGB图像，但也可以与其相反，从第一摄像元件部21取得RGB图像，从第二摄像元件部22取得CMY图像。

在上述的第一实施方式中，实现如下的作用效果。

(1)以具备光电转换层即有机光电转换膜230、设置于有机光电转换膜230的一面的第一部分电极232a、包围第一部分电极232a的周围的第二部分电极232b的方式构成像素210。由此，通过适当选择第一部分电极或第二部分电极，能够从一个像素210读出多个光电转换信号。

(2)以第二部分电极232b包围第一部分电极232a全周且第三部分电极232c包围第二部分电极232b全周的方式构成像素210。另外，将第一～第三部分电极232a～232c设为同心圆状。由此，通过第一摄像元件部21拍摄而获得的图像的模糊方式美观、即所谓的模糊化好，因此，能够提高画质。

(3)设置有接收第一摄像元件部21的透射光的第二摄像元件部22。由此，能够利用第一及第二摄像元件部21、22同时取得有关同一被摄体的两个图像数据，因此，该图像数据的利用范围广，便利性提高。

(4)以光电转换部220a接收通过了摄影光学***10的开放F值的光瞳区域的全区域的光束的方式构成第二摄像元件部22的像素220。由此，能够对入射光高效地进行光电转换，因此，第二摄像元件部22的灵敏度提高，即使在被摄体光量少的情况下，也能够拍摄被摄体像。

(5)通过适当设定像素210上的电荷读出区域的大小，利用第一摄像元件部21和第二摄像元件部22同时取得景深不同的两个图像数据。由此，如上述，从景深不同的两个图像数据获得存在景深不同的区域的一个图像数据等，图像数据的利用范围宽，便利性提高。

(6)数码相机1构成为，获得将第一图像数据中的部分区域的图像，用景深与第一图像数据不同的第二图像数据中的部分区域的图像置换后的图像数据，其中，第二图像数据中的部分区域与第一图像数据中的部分区域对应。由此，能够使图像表现多样化。

(7)检测摄像面上的被摄体的亮度分布，根据检测到的亮度分布变更像素210的光电转换区域251、252、253的大小。由此，能够抑制拍摄获得的图像中的、所谓的晕光或黑斑，能够提高画质。另外，如上述，放大电路23根据由读出部26读出的光电转换信号是有关低亮度像素的信号、是有关中亮度像素的信号、还是有关高亮度像素的信号来变更放大率。即，根据由亮度分布检测部12b检测到的每一像素210的亮度的信息，通过放大电路23修正光电转换信号。由此，能够取得动态范围宽的图像。

－－－第二实施方式－－－

参照图12～22说明第二实施方式。在以下的说明中，对于与第一实施方式相同的构成要素标注同一附图标记并主要说明不同点。关于未特别说明的点，与第一实施方式相同。在本实施方式中，如下提高拍摄获得的图像的分辨率。

图12是示例第二实施方式的数码相机1的结构的图。第二实施方式的数码相机1和图1所示的第一实施方式的数码相机1的结构的不同，是控制部12在功能上进一步具有图像生成部12d这一点、和第一及第二摄像元件部21、22的构造及功能。图像生成部12d根据存储于缓冲存储器16的第一及第二摄像元件部21、22的光电转换信号生成图像信号。此外，第一及第二摄像元件部21、22与第一实施方式相同，彼此同时开始摄像动作、即曝光操作。

图13是分别表示本实施方式的第一摄像元件部21的一部分即10行×6列的像素210的配置和第二摄像元件部22的一部分即10行×6列的像素220的配置的图。在本实施方式中，为了便于说明，与第一实施方式相反，从第一摄像元件部21取得RGB图像，从第二摄像元件部22取得CMY图像，但与第一实施方式相同，也可以从第一摄像元件部21取得CMY图像，从第二摄像元件部22取得RGB图像。

图13的(a)中，对于第一摄像元件部21，对像素210A标注的“G”表示该像素吸收绿色的颜色成分进行光电转换的像素、即具有绿色的光谱感光度的像素，同样，对像素210A标注的“B”表示该像素吸收蓝色的颜色成分进行光电转换的像素、即具有蓝色的光谱感光度的像素，对像素210A标注的“R”表示该像素吸收红色的颜色成分进行光电转换的像素、即具有红色的光谱感光度的像素。就第一摄像元件部21而言，在奇数行的像素列将“G”像素210A和“B”像素210A交互排列，在偶数行的像素列将“R”像素210A和“G”像素210A交互排列。即，第一摄像元件部21中像素被排列成拜耳阵列。

第二实施方式的第二摄像元件部22具有与第一实施方式的第二摄像元件部22相同的构造，但因为第一摄像元件部21的“R”、“G”、“B”像素210A相对于第二摄像元件部22实现彩色滤光片的作用，所以具有青色的光谱感光度、品红的光谱感光度以及黄色的光谱感光度。以下详述。

图13的(b)中，对于第二摄像元件部22，对像素220标注的“Mg”表示该像素吸收品红的颜色成分进行光电转换的像素、即具有品红的光谱感光度的像素，同样，对像素220标注的“Ye”表示该像素吸收黄色的颜色成分进行光电转换的像素、即具有黄色的光谱感光度的像素，对像素220标注的“Cy”表示该像素吸收青色的颜色成分进行光电转换的像素、即具有青色的光谱感光度的像素。就第二摄像元件部22而言，在奇数行的像素列将“Mg”像素220和“Ye”像素220交互排列，在偶数行的像素列将、“Cy”像素220和“Mg”像素220交互排列。

图13的(a)及(b)中，第一摄像元件部21的“G”像素210A和第二摄像元件部22的“Mg”像素220处于对应关系，第一摄像元件部21的“B”像素210A和第二摄像元件部22的“Ye”像素220处于对应关系，第一摄像元件部21的“R”像素210A和第二摄像元件部22的“Cy”像素220处于对应关系。

图14的(a)、(b)是示意性表示第一摄像元件部21的像素210A的构造的图。图14的(a)是从被摄体侧观察摄像元件21的一个像素210A的俯视图，图14的(b)是像素210A的侧视图，图14的(c)是表示从被摄体侧观察到的第一～第四部分电极的配置的图。第一摄像元件部21的各像素210A具有：吸收绿色的颜色成分、蓝色的颜色成分、或红色的颜色成分的有机光电转换膜230；形成于有机光电转换膜230的上表面即有机光电转换膜230的被摄体侧的面的透明的共用电极231；以及形成于有机光电转换膜230的下表面的透明的第一～第四部分电极234a、234b、234c、234d。

第一～第四部分电极234a、234b、234c、234d为同一尺寸的矩形形状，沿行方向及列方向呈2行2列配置。图14的(c)中，左上的部分电极为第一部分电极234a，左下的部分电极为第二部分电极234b，右上的部分电极为第三部分电极234c，右下的部分电极为第四部分电极234d。

图15是示例第一摄像元件部21的一个像素210A的信号读出电路结构的图。各像素210A的信号读出电路具有输出晶体管331～334、行选择晶体管321～324、复位晶体管331～334。共用电极231与地线连接。第一部分电极234a与输出晶体管311的栅极连接，第二部分电极234b与输出晶体管312的栅极连接，第三部分电极234c与输出晶体管313的栅极连接，第四部分电极234d与输出晶体管314的栅极连接。

输出晶体管311将基于来自第一部分电极234a的电荷的电压信号放大，输出晶体管312将基于来自第二部分电极234b的电荷的电压信号放大，输出晶体管313将基于来自第三部分电极234c的电荷的电压信号放大，输出晶体管314将基于来自第四部分电极234d的电荷的电压信号放大。

由输出晶体管311放大的信号经由行选择晶体管321从端子Vout＿1读出，由输出晶体管312放大的信号经由行选择晶体管322从端子Vout＿2读出，由输出晶体管313放大的信号经由行选择晶体管323从端子Vout＿3读出，由输出晶体管314放大的信号经由行选择晶体管324从端子Vout＿4读出。复位晶体管331～334根据复位信号排出不需要电荷。

－－－有关从像素210A读出电荷的区域－－－

在本实施方式的第一摄像元件部21，能够读出由有机光电转换膜230产生的电荷的光电转换区域是被共用电极231和第一～第四部分电极234a～234d夹持的区域中的共用电极231和用于读出的部分电极重合的区域。如图16所示，第一光电转换区域256与第一部分电极234a覆盖的有机光电转换膜230的区域对应，第二光电转换区域257与第二部分电极234b覆盖的有机光电转换膜230的区域对应，第三光电转换区域258与第三部分电极234c覆盖的有机光电转换膜230的区域对应，第四光电转换区域259与第四部分电极234d覆盖的有机光电转换膜230的区域对应。

根据复位信号使复位晶体管331～334同时导通，将第一～第四光电转换区域256、257、258、259的电荷排出、即复位。在该复位后曝光规定的曝光时间，之后，通过行选择信号ΦSEL＿1、ΦSEL＿2、ΦSEL＿3、ΦSEL＿4使行选择晶体管321、322、323、324同时导通时，从端子Vout＿1分别读出基于在第一～第四光电转换区域256、257、258、259分别产生的电荷的光电转换信号。

－－－关于像素信号的生成－－－

图像生成部12d按像素210A将来自第一～第四光电转换区域256～259的光电转换信号相加，生成第一像素信号。由此，例如，从“G”像素210A获得“G”像素210A的中心位置、即“G”像素210A的重心位置的绿色的像素信号作为第一像素信号。同样，从“B”像素210A获得“B”像素210A的重心位置的蓝色的像素信号作为第一像素信号，从“R”像素210A获得“R”像素210A的重心位置的红色的像素信号作为第一像素信号。

另外，图像生成部12d从第二摄像元件部22的各像素220取得第二像素信号。即，图像生成部12d从“Mg”像素220获得“Mg”像素220的中心位置、即“Mg”像素220的重心位置的品红的像素信号作为第二像素信号。同样，图像生成部12d从“Ye”像素220获得“Ye”像素220的重心位置的黄色的像素信号作为第二像素信号。图像生成部12d从“Cy”像素220获得“Cy”像素220的重心位置的青色的像素信号作为第二像素信号。

－－－关于假想像素信号－－－

另外，如以下所说明，控制部12对于第一摄像元件部21，在沿行方向或列方向相邻的两个像素210A的中间位置设定假想像素。图17～20是表示第一摄像元件部21的一部分即5行×6列的像素210A的配置的图，图17～20中的左右方向为行方向，从上的行依次为第1行、第2行···第m行，图17中的上下方向为列方向，从左的列依次为第1列、第2列···第n列。

(1)黄色的假想像素

控制部12在沿行方向或列方向相邻的“R”像素210A和“G”像素210A的中间位置设定黄色的假想像素。图17分别表示在沿行方向、即左右方向相邻的“R”像素210A和“G”像素210A的中间位置设定的黄色的假想像素271A及其重心位置271a、在沿列方向、即上下方向相邻的“R“像素210A和”G“像素210A的中间位置设定的黄色的假想像素271B及其重心位置271b。

黄色的假想像素271A由“R”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259和与其在行方向上相邻的“G”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257构成，并且，由“G”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259和与其在行方向上相邻的“R”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257构成。

另外，黄色的假想像素271B由“G”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259和与其在列方向上相邻的“R”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258构成，并且由“R”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259和与其在列方向上相邻的“G”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258构成。

首先，对在沿行方向相邻的“R”像素210A和“G”像素210A的中间位置设定的黄色的假想像素271A进行说明。图像生成部12c例如将来自图17的第2行第1列的“R”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259的各光电转换信号、和来自与该“R”像素210A相邻的第2行第2列的“G”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257的各光电转换信号分别相加，生成相加像素信号。

该相加像素信号是将来自“R”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259的有关红色(R)的波长区域的光的光电转换信号和来自“G”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257的有关绿色(G)的波长区域的光的光电转换信号相加所得的信号，因此，与来自由“R”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259和“G”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257构成的黄色(Ye)的假想像素271A的像素信号相当。

该黄色(Ye)的假想像素271A与“R”像素210A和“G”像素210A错开半个间距，假想像素271A的重心位置271a位于相邻的“R”像素210A和“G”像素210A的边界区域。

同样，图像生成部12d将来自第2行第2列的“G”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259的各光电转换信号和来自第2行第3列的“R”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257的各光电转换信号相加，生成相加像素信号。以下相同，关于1行～m行所有的行，对在行方向上相互相邻的“G”像素210A及“R”像素210A生成相加像素信号。

这样，遍及第一摄像元件部21的摄像面整体，如图17所示，在沿行方向相邻的“G”像素210A及“R”像素210A的中间位置形成黄色(Ye)的假想像素271A。

接着，对在沿列方向、即上下方向相邻的“R”像素210A和“G”像素210A的中间位置设定的黄色的假想像素271B进行说明。

图像生成部12c例如将来自图17中的第1行第五列的“G”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259的各光电转换信号，和来自与该“R”像素210A在列方向上相邻的第2行第五列的“R”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258的各光电转换信号分别相加，生成相加像素信号。

该相加像素信号是将来自“G”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259的有关绿色(G)的波长区域的光的光电转换信号，和来自“R”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258的有关红色(R)的波长区域的光的光电转换信号相加的信号，因此，与来自由“G”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259和“R”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258构成的黄色(Ye)的假想像素271B的像素信号相当。

该黄色(Ye)的假想像素271B与在列方向上相邻的“G”像素210A和“R”像素210A错开半个间距，假想像素271B的重心位置271b位于相邻的“G”像素210A和“R”像素210A的边界区域。

同样，图像生成部12d将来自第2行第五列的“R”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259的各光电转换信号和来自第3行第五列的“G”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258的各光电转换信号相加，生成相加像素信号。以下相同，关于1列～n列所有的列，对在列方向上信号相邻的“G”像素210A及“R”像素210A生成相加像素信号。

这样，遍及第一摄像元件部21的摄像面整体，如图17所示，在沿列方向相邻的“G”像素210A及“R”像素210A的中间位置形成黄色(Ye)的假想像素271B。

如上，在第一摄像元件部21的摄像面整体上，在沿行方向或列方向相邻的“R”像素210A和“G”像素210A的中间位置设定黄色的假想像素271A、271B，获得黄色的假想像素信号。

(2)青色的假想像素

图18分别表示在沿行方向、即左右方向相邻的“G”像素210A和“B”像素210A的中间位置设定的青色的假想像素272A及其重心位置272a，和在沿列方向、即上下方向相邻的“R”像素210A和“G”像素210A的中间位置设定的青色的假想像素272B及其重心位置272b。

青色的假想像素272A由“G”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259和与其在行方向上相邻的“B”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257构成，并且，由“B”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259和与其在行方向上相邻的“G”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257构成。

另外，青色的假想像素272B由“B”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259和与其在列方向上相邻的“G”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258构成，并且由“G”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259和与其在列方向上相邻的“B”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258构成。

首先，对在沿行方向相邻的“G”像素210A和“B”像素210A的中间位置设定的青色的假想像素272A进行说明。图像生成部12d例如将来自图18中的第1行第1列的“G”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259的光电转换信号和来自第1行第2列的“B”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257的光电转换信号相加，生成相加像素信号。

该相加像素信号是将来自“G”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259的有关绿色(G)的波长区域的光的光电转换信号，和来自“B”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257的有关蓝色(B)的波长区域的光的光电转换信号相加的信号，因此，与来自由“G”像素210A的第三及第四光电转换区域258、259和“B”像素210A的第一及第二光电转换区域256、257构成的青色(Cy)的假想像素272A的像素信号相当。

该青色(Cy)的假想像素272A与“G”像素210A和“B”像素210A错开半个间距，假想像素272A的重心位置272a位于相邻的“R”像素210A和“G”像素210A的边界区域。

同样，遍及第一摄像元件部21的摄像面整体，在沿行方向相邻的“G”像素210A及“B”像素210A的中间位置设定青色(Cy)的假想像素272A。

接着，对在沿列方向相邻的“G”像素210A和“B”像素210A的中间位置设定的青色的假想像素272B进行说明。即，图像生成部12d例如将来自第1行第四列的“B”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259的各自的光电转换信号和来自与该“B”像素210A在列方向上相邻的第2行第四列的“G”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258的各自的光电转换信号分别相加，生成相加像素信号。

该相加像素信号是将来自“B”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259的有关蓝色(B)的波长区域的光的光电转换信号，和来自“G”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258的有关绿色(G)的波长区域的光的光电转换信号相加的信号，因此，与来自由“B”像素210A的第二及第四光电转换区域257、259和“G”像素210A的第一及第三光电转换区域256、258构成的青色(Cy)的假想像素272B的像素信号相当。

该青色(Cy)的假想像素272B与在列方向上相邻的“B”像素210A和“G”像素210A错开半个间距，假想像素272B的重心位置272b位于相邻的“B”像素210A和“G”像素210A的边界区域。

同样，遍及第一摄像元件部21的摄像面整体，在沿列方向相邻的“G”像素210A及“B”像素210A的中间位置设定青色(Cy)的假想像素272A。

如上，在第一摄像元件部21的摄像面整体，在沿行方向或列方向相邻的“B”像素210A和“G”像素210A的中间位置设定青色的假想像素272A、272B，获得青色的假想像素信号。

(3)品红的假想像素

图19分别表示在于像素210A的一对角方向上相邻的“R”像素210A和“B”像素210A的中间位置设定的品红的假想像素273A及其重心位置273a，和在于像素210A的另一对角方向上相邻的“R”像素210A和“B”像素210A的中间位置设定的品红的假想像素273B及其重心位置273b。

品红的假想像素273A由“R”像素210A的第三光电转换区域258和与其在一对角方向上相邻的“B”像素210A的第二光电转换区域257构成，并且由“B”像素210A的第三光电转换区域258和与其在一对角方向上相邻的“R”像素210A的第二光电转换区域257构成。

另外，品红的假想像素273B由“B”像素210A的第四光电转换区域259和与其在另一对角方向上相邻的“R”像素210A的第一光电转换区域256构成，并且由“R”像素210A的第四光电转换区域259和与其在另一对角方向上相邻的“B”像素210A的第一光电转换区域256构成。

首先，对在于一对角方向上相邻的“R”像素210A和“B”像素210A的中间位置设定的品红的假想像素273A进行说明。图像生成部12d例如将来自图19中的第2行第1列的“R”像素210A的第三光电转换区域258的光电转换信号和来自第1行第2列的“B”像素210A的第二光电转换区域257的光电转换信号相加，生成相加像素信号。

该相加像素信号是将来自“R”像素210A的第三光电转换区域258的有关红色(R)的波长区域的光的光电转换信号，和来自“B”像素210A的第二光电转换区域257的有关蓝色(B)的波长区域的光的光电转换信号相加的信号，与来自由“R”像素210A的第三光电转换区域258和“B”像素210A的第二光电转换区域257构成的品红(Mg)的假想像素273A的像素信号相当。

该品红(Mg)的假想像素273A的排列间距为对角线方向的像素210A的排列间距的1/2倍，假想像素272A的重心位置273a位于在一对角方向上相邻的“R”像素210A和“B”像素210A的边界。

同样，遍及第一摄像元件部21的摄像面整体，在沿一对角方向上相邻的“R”像素210A及“B”像素210A的中间位置设定品红(Mg)的假想像素273A。

接着，对在沿像素210A的另一对角方向相邻的“R”像素210A和“B”像素210A的中间位置设定的品红的假想像素273B进行说明。即，图像生成部12d例如将来自图19中的第1行第四列的“B”像素210A的第四光电转换区域259的光电转换信号和来自第2行第五列的“R”像素210A的第一光电转换区域256的光电转换信号相加，生成相加像素信号。

该相加像素信号是将来自“B”像素210A的第四光电转换区域259的有关蓝色(B)的波长区域的光的光电转换信号，和来自“R”像素210A的第一光电转换区域256的有关红色(R)的波长区域的光的光电转换信号相加的信号，与来自由“B”像素210A的第四光电转换区域259和“R”像素210A的第一光电转换区域256构成的品红(Mg)的假想像素273B的像素信号相当。

该品红(Mg)的假想像素273B的排列间距为对角线方向的像素210A的排列间距的1/2倍，假想像素273B的重心位置273b位于在另一对角方向上相邻的“B”像素210A和“R”像素210A的边界。

同样，遍及第一摄像元件部21的摄像面整体，在沿另一对角方向相邻的“B”像素210A及“R”像素210A的中间位置设定品红(Mg)的假想像素273B。

如上，在第一摄像元件部21的摄像面整体，在沿“B”或“R”像素的一对角线方向或另一对角线方向相邻的“B”像素210A和“R”像素210A的中间位置设定品红的假想像素273A、273B，获得品红的假想像素信号。

此外，这样获得的来自品红的假想像素273A、273B的假想像素信号是将来自两个光电转换区域的光电转换信号、即“R”像素的两个光电转换区域的光电转换信号和“B”像素的一个光电转换区域的光电转换信号相加的信号。与之相对，上述的黄色及青色的假想像素信号是将来自四个光电转换区域的光电转换信号相加的信号。因此，品红的假想像素信号的信号强度被放大例如2倍，如后述由图像处理部14利用。

－－－关于高分辨率图像数据的生成－－－

图20是表示第一摄像元件部21的“R”、“G”、“B”像素210A的像素重心位置和黄色、青色、及品红的假想像素的像素重心位置的图。在图20中，将输出绿色的像素信号的“G”像素210A的重心位置281、输出蓝色的像素信号的“B”像素210A的重心位置282、输出红色的像素信号的“R”像素210A的重心位置283按照图13的(a)的“G”、“B”、“R”像素210A的排列进行排列。

输出黄色的假想像素信号的假想像素的重心位置284、输出青色的假想像素信号的假想像素的重心位置285、输出品红的假想像素信号的假想像素的重心位置286，分别按照图17所示的像素重心271a、271b、图18所示的像素重心272a、272b、图19所示的各像素重心273a、273b，位于“G”像素的重心位置281、“B”像素的重心位置282以及“R”像素的重心位置283各自的周围。

这样，在行方向、列方向及对角方向上以绿色“G”、蓝色“B”、及红色“R”的像素210A的像素重心281、282、283的一半间距，排列黄色、青色、及品红的假想像素的像素重心284、285、286。

图12所示的图像生成部12d如上述，基于来自第一摄像元件部21的“R”、“G”、“B”像素210A的第一像素信号，生成黄色、青色、及品红的假想像素信号。图12所示的图像处理部14基于来自第一摄像元件部21的“R”、“G”、“B”像素210A的像素信号，生成第一RGB图像数据，同时，基于来自图像生成部12d的黄色、青色、及品红的假想像素信号，生成CMY图像数据，且将该CMY图像数据通过表色***转换处理转换成第二RGB图像数据。

图像处理部14根据第一RGB图像数据和第二RGB图像数据生成高分辨率的RGB图像数据。

接着，说明第二实施方式的第一变形例。

在上述的实施方式中，设定、黄色(Ye)的假想像素、青色(Cy)的假想像素以及品红(Mg)的假想像素，但在第一变形例中，代替品红(Mg)的假想像素的设定而设定(R+B+G+G)的假想像素。并且，(R+B+G+G)中的(R+B+G)相当于白色(W)，因此将(R+B+G+G)记为(W+G)。图21表示在2行×2列的四个像素210A的中心位置设定的(R+B+G+G)的假想像素274A及其重心位置274a。

(W+G)的假想像素274A由2行×2列的四个像素210A的、左上的像素210A的第四光电转换区域259、左下的像素210A的第三光电转换区域258、右上的像素210A的第二光电转换区域257、右下的像素210A的第一光电转换区域256构成。

图像生成部12d在图21中例如将来自第1行第1列的“G”像素210A的第四光电转换区域259的光电转换信号、来自第2行第1列的“R”像素210A的第三光电转换区域258的光电转换信号、来自第1行第2列的“B”像素210A的第二光电转换区域257的光电转换信号、来自第2行第2列的“G”像素210A的光第一电转换区域256的光电转换信号相加，生成相加像素信号。该相加像素信号是(R+B+G+G)的假想像素274A的假想像素信号。

遍及第一摄像元件部21的摄像面整体设定(W+G)的假想像素274A，生成假想像素信号。

与第二实施方式相同，设定图17所示的黄色(Ye)的假想像素271A、271B，生成该假想像素信号。另外，设定图18所示的青色的假想像素272A、272B，生成其假想像素信号。

图22是表示第一摄像元件部21的“R”、“G”、“B”像素210A的像素重心位置、和黄色、青色、及(W+G)的假想像素的像素重心位置的图。在图22中，将输出绿色的像素信号的“G”像素210A的重心位置281、输出蓝色的像素信号的“B”像素210A的重心位置282、输出红色的像素信号的“R”像素210A的重心位置283按照图13的(a)的“G”、“B”、“R”像素210A的排列进行排列。

将输出黄色的假想像素信号的假想像素的重心位置284、输出青色的假想像素信号的假想像素的重心位置285、输出(W+G)的假想像素信号的假想像素的重心位置287，分别按照图17所示的像素重心271a、271b、图18所示的像素重心272a、272b、图21所示的各像素重心274a位于“G”像素的重心位置281、“B”像素的重心位置282以及“R”像素的重心位置283各自的周围。

这样，在行方向、列方向及对角方向上以绿色“G”、蓝色“B”、及红“R”的像素210A的像素重心281、282、283的一半间距排列黄色、青色、及(W+G)的假想像素的像素重心284、285、287。

图12所示的图像生成部12d如上述，基于来自第一摄像元件部21的“R”、“G”、“B”像素210A的第一像素信号生成黄色、青色、及(W+G)的假想像素信号。图12所示的图像处理部14基于来自第一摄像元件部21的“R”、“G”、“B”像素210A的像素信号，生成第一RGB图像数据，同时，基于来自图像生成部12d的黄色、青色、及(W+G)的假想像素信号，生成CMY图像数据，并将该CMY图像数据通过表色***转换处理转换为第二RGB图像数据。

图像处理部14根据第一RGB图像数据和第二RGB图像数据生成高分辨率的RGB图像数据。

接着，说明第二实施方式的第二变形例。

在第二实施方式中，根据来自第一摄像元件部21的像素的光电转换区域的光电转换信号生成假想像素的假想像素信号，基于第一摄像元件部21的各像素的像素信号和其假想像素信号，生成高分辨率的图像数据。第二变形例根据来自第一摄像元件部21的像素的光电转换区域的光电转换信号生成假想像素的假想像素信号，且基于该假想像素信号和第二摄像元件部22的各像素的像素信号，生成高分辨率的图像数据。

图像生成部12d基于来自第一摄像元件部21的各像素的光电转换区域的光电转换信号，生成黄色(Ye)、青色(Cy)、及品红(Mg)或(W+G)的假想像素信号。第二摄像元件部22的“Ye”、“Cy”、“Mg”像素220输出黄色(Ye)、青色(Cy)、及品红(Mg)的第二像素信号。图像处理部14基于来自第二摄像元件部22的第二像素信号、和黄色、青色、及品红或(W+G)的假想像素信号，生成高分辨率的图像数据。

接着，说明有关第二实施方式的第三变形例。

(1)在上述的第二实施方式中，像素210A具有沿行方向及列方向呈2行2列配置的第一～第四部分电极234a、234b、234c、234d。但是，也可以以像素210A具有沿行方向、或列方向并排的两个部分电极的方式构成第一摄像元件部21。在像素210A具有沿行方向并排的第一及第二部分电极的情况下，由彼此相邻的光谱感光度不同的像素210A中的、一像素210A的第二部分电极、即第二光电转换区域、和另一像素210A的第一部分电极(接近上述一像素的第二部分电极的部分电极)、即第一光电转换区域构成假想像素，同时，由彼此相邻的光谱感光度不同的像素210A中的、一像素210A的第一部分电极、即第一光电转换区域、和另一像素210A的第二部分电极(接近上述一像素的第一部分电极的部分电极)、即第二光电转换区域构成假想像素。

这样，在像素210具有沿行方向并排的第一及第二部分电极的情况下，能够在沿行方向相邻的光谱感光度不同的像素210A的中间位置设定假想像素，能够使用该假想像素信号，提高基于第一或第二摄像元件部21、22的第一或第二像素信号的图像数据的行方向的分辨率。

在像素210A具有沿列方向并排的第一及第二部分电极的情况下，能够在沿列方向相邻的光谱感光度不同的像素210A的中间位置设定假想像素，能够使用该假想像素信号，提高基于第一或第二摄像元件部21、22的第一或第二像素信号的图像数据的列方向的分辨率。

接着，说明有关第二实施方式的第四变形例。

(2)在上述的第二实施方式中，由彼此沿行方向相邻的光谱感光度不同的两个像素210A设定假想像素，由彼此沿列方向相邻的光谱感光度不同的两个像素210A设定假想像素，由沿对角方向相邻的光谱感光度不同的两个像素210A设定假想像素。但是，也可以至少在行方向、列方向及对角方向这三个方向中的某一方向上，在相邻的光谱感光度不同的两个像素210A的中间位置设定假想像素。

在上述的第二实施方式中，除第一实施方式的作用效果之外，还实现以下的作用效果。

(1)以像素210A具有沿行方向及列方向呈2行2列配置的第一～第四部分电极234a、234b、234c、234d的方式构成第一摄像元件部21。图像生成部12d对于彼此沿行方向相邻的光谱感光度不同的像素210A，将基于一像素210A的第一～第四部分电极234a～234d中的、接近另一像素210A的两个部分电极的两个光电转换信号，和基于该另一像素210A的第一～第四部分电极234a～234d中的、接近该一像素210A的两个部分电极的两个光电转换信号相加，生成相加像素信号。另外，图像生成部12d对于彼此沿列方向相邻的光谱感光度不同的像素210A，将基于一像素的第一～第四部分电极234a～234d中的、接近另一像素210A的两个部分电极的两个光电转换信号，和基于该另一像素210A的第一～第四部分电极234a～234d中的、接近该一像素210A的两个部分电极的两个光电转换信号相加，生成相加像素信号。

由此，因为能够将像素和假想像素的行方向及列方向上的排列间距设为一半的长度，所以能够提高通过一次拍摄而获得的图像数据的分辨率，能够提高图像的画质。

(2)构成为基于上述的第一图像信号和黄色、青色、及品红的假想像素信号，图像处理部14生成图像数据。由此，获得分辨率相较于仅基于第一图像信号生成的图像数据高的图像数据。

－－－第三实施方式－－－

参照图23～25说明第三实施方式。在以下的说明中，对于与第一或第二实施方式相同的构成要素标注同一附图标记并主要说明不同点。未特别说明的点与第一或第二实施方式相同。在本实施方式中，如下取得高动态范围图像。

图23是示例第三实施方式的数码相机1的结构的图。与图12所示的第二实施方式的数码相机1的结构的不同之处是控制部12功能上还具有曝光控制部12e这一点。曝光控制部12e如后述控制第一及第二摄像元件部21、22的曝光参数。此外，第一及第二摄像元件部21、22与第一实施方式相同，相互同时地开始摄像动作、即曝光操作。

第三实施方式的第一及第二摄像元件部21、22的结构与图13～16所示的第二实施方式的第一及第二摄像元件部21、22的结构相同。即，第一摄像元件部21的各像素210A如图14所示具有第一～第四部分电极234a、234b、234c、234d，由此，如图16所示具有第一～第四光电转换区域256、257、258、259。另一方面，第二摄像元件部22的各像素220具有例如如图5所示的一个光电转换部。

－－－关于第一及第二摄像元件部21、22的曝光控制－－－

曝光控制部12e基于例如由以通过第二摄像元件部22规定的时间间隔(例如60帧/每秒)重复拍摄而得到的透视图像检测到的被摄体亮度，算出成为适当曝光的曝光时间即各像素的电荷蓄积时间、及摄像元件部22的灵敏度即放大电路23的放大率。然后，曝光控制部12e将第二摄像元件部22的曝光时间设定为成为适当曝光的曝光时间，同时，将放大电路23的放大率设定为成为适当曝光的放大率。

另外，曝光控制部12e以少于适当曝光时间的曝光时间控制第一摄像元件部21的各像素210A的第一～第四光电转换区域的一部分，以超过适当曝光时间的曝光时间控制其余部分。详细而言，图24表示第一摄像元件部21的像素210A的一部分即2行×2列的像素210A，曝光控制部12e将各像素210A的第一～第四光电转换区域256～259中的、沿一对角方向配置的第一及第四光电转换区域256、259的曝光时间(电荷蓄积时间)设定为比适当曝光时间短的曝光时间，且将沿另一对角方向配置的第二及第三光电转换区域257、258的曝光时间(电荷蓄积时间)设定为比适当曝光时间长的曝光时间。

第一及第二摄像元件部21、22以如上述设定的曝光时间同时开始拍摄、即同时开始曝光(电荷蓄积)。由此，来自第二摄像元件部22的各像素220的图像信号成为以适当曝光拍摄的图像信号，另外，来自第一摄像元件部21的各像素210A的第一及第四光电转换区域256、259的光电转换信号成为以曝光不足拍摄的光电转换信号，来自第二及第三光电转换区域257、258的光电转换信号成为曝光过度的光电转换信号。

图像生成部12d通过将来自第一及第四光电转换区域256、259的各光电转换信号按像素210A相加，生成曝光不足的像素信号，通过将来自第二及第三光电转换区域257、258的各光电转换信号按像素210A相加，生成曝光过度的像素信号。

图像处理部14基于来自第一摄像元件部21的曝光不足及曝光过度的像素信号和来自第二摄像元件部22的适当曝光的像素信号，合成动态范围扩大了的高动态范围图像。即，图像处理部14对于低亮度的区域使用曝光过度的状态的像素信号生成图像数据，对于高亮度的区域使用曝光不足的状态的像素信号生成图像数据，对于中亮度的区域使用来自第二摄像元件部22的适当曝光的像素信号生成图像数据。由此，能够抑制晕光或黑斑，生成高动态范围的图像数据。

此外，在本实施方式中，曝光不足的像素信号如图24的(a)所示基于来自沿各像素的对角线方向并排的第一及第四光电转换区域256、259的光电转换信号生成，曝光过度的像素信号如图24的(b)所示基于来自沿各像素的对角线方向并排的第二及第三光电转换区域257、258的光电转换信号生成。其理由是为了防止向第一及第四光电转换区域256、259分别入射的两个光束通过摄影光学***的射出光瞳的两个区域、和向第二及第三光电转换区域257、258分别入射的两个光束通过摄影光学***的射出光瞳的两个区域相互偏斜。

此外，生成曝光不足的像素信号的像素210A的光电转换区域256、259的面积、及生成曝光过度的像素信号的像素210A的光电转换区域257、258的面积，为生成来自第二摄像元件部22的适当曝光的像素信号的光电转换区域的面积的一半。因此，为了消除该面积的不同的影响，图像生成部12d也可以将曝光不足的像素信号及曝光过度的像素信号放大2倍。

(1)接着，说明第三实施方式的第一变形例。在上述的第三实施方式中，通过曝光时间(电荷蓄积时间)的控制生成曝光不足的像素信号及曝光过度的像素信号，但也可以代替之、或者在此基础上，通过摄像元件部的灵敏度即相对于像素信号的放大率的控制而生成。

即，将相对于第二摄像元件部22的各像素220的像素信号的放大率设为赋予适当曝光的第一放大率，将相对于第一摄像元件部21的像素210A的光电转换区域256、259的光电转换信号的放大率设为比第一放大率小的放大率，将相对于第一摄像元件部21的像素210A的光电转换区域257、258的光电转换信号的放大率设为比第一放大率大的放大率。

(2)在上述的第三实施方式中，以各像素210A具有沿行方向及列方向呈2行2列配置的第一～第四部分电极234a、234b、234c、234d的方式构成第一摄像元件部21。但是，也可以以各像素210A具有例如沿行方向或列方向并排的第一及第二部分电极的方式构成第一摄像元件部21。该情况下，通过在与第一部分电极覆盖的有机光电转换膜230的区域对应的第一光电转换区域和与第二部分电极覆盖的有机光电转换膜230的区域对应的第二光电转换区域设定为不同的曝光时间，如上述，能够获得曝光不足的状态及曝光过度的状态的图像信号。

(3)另外，也可以将各像素210A的部分电极的数量从4个进一步增加。例如，如图25的(a)所示，在各像素210A上，也可以设置沿行方向及列方向呈4行4列配置的第一～第十六部分电极235a～235p、即第一～第十六光电转换区域1251～1266。该情况下，如图25的(b)所示，根据来自标注了斜线的第一、第三、第六、第八、第九、第十一、第十四、第十六光电转换区域1251、1253、1256、1258、1259、1261、1264、1266的光电转换信号生成曝光不足的像素信号。另外，根据来自第二、第四、第五、第七、第十、第十二、第十三、第十五光电转换区域1252、1254、1255、1257、1260、1262、1263、1265的光电转换信号生成曝光过度的像素信号。

这样，生成曝光不足的像素信号的第一、第三、第六、第八、第九、第十一、第十四、第十六光电转换区域1251、1253、1256、1258、1259、1261、1264、1266、和生成曝光过度的像素信号的第二、第四、第五、第七、第十、第十二、第十三、第十五光电转换区域1252、1254、1255、1257、1260、1262、1263、1265以呈棋盘格状(两种不同颜色相间的方格花纹)的方式分布。由此，生成曝光不足的像素信号的第一、第三、第六、第八、第九、第十一、第十四、第十六光电转换区域1251、1253、1256、1258、1259、1261、1264、1266在行方向或列方向上彼此不相邻，同样，生成曝光过度的像素信号的第二、第四、第五、第七、第十、第十二、第十三、第十五光电转换区域1252、1254、1255、1257、1260、1262、1263、1265在行方向或列方向上彼此也不相邻。

(4)在上述的第三实施方式中，将各像素210A的第一～第四光电转换区域分为曝光时间或灵敏度不同的第一组(第一及第四光电转换区域)和第二组(第二及第三光电转换区域)，分别生成曝光不足的像素信号和曝光过度的像素信号，但组数不限于两组。例如，也可以增加各像素210A上的部分电极(光电转换区域)的数量，并设定曝光时间或灵敏度不同的三个以上的组。由此，能够生成与适当曝光相比不足或过度曝光的三个以上的像素信号，能够生成更高动态范围的图像数据。

(5)在上述的第三实施方式中，将第二摄像元件部22的曝光时间设定为成为适当曝光的曝光时间，但也可以将第一摄像元件部21的第一及第二组中的一组的光电转换区域的曝光时间设定为适当曝光时间。而且，也可以将另一组的光电转换区域的曝光时间设定为例如比适当曝光时间短的曝光时间，将第二摄像元件部22的曝光时间设定为例如比适当曝光时间长的曝光时间。

(6)第二摄像元件部22具备在上述的第三实施方式中形成于半导体基板的光电二极管作为光电转换部，但也可以与第一摄像元件部21同样地具备有机光电转换膜作为光电转换部。

(7)在上述的第三实施方式中，对于暗的区域使用曝光过度状态的图像信号生成图像数据，对于亮的区域使用曝光不足状态的图像信号生成图像数据，对于其他亮度的区域使用来自第二摄像元件部22的图像信号生成图像数据，但在不存在产生晕光或黑斑的暗的区域或亮的区域的情况下，图像处理部14也可以不使用曝光过度状态的图像信号或曝光不足状态的图像信号，而仅使用来自第二摄像元件部22的图像信号生成图像数据。

在上述的第三实施方式中，除第一及第二实施方式的作用效果之外，实现如下的作用效果。

(1)将各像素210A的第一～第四光电转换区域分成第一组和第二组进行设定。而且，在第一组和第二组以不同的曝光时间或不同的放大率进行拍摄。由此，能够获得曝光条件不同的两种图像信号，因此，能够生成抑制了晕光或黑斑的、动态范围扩大的图像数据。

(2)第二摄像元件部22的各像素220的光电转换区域的面积比第一摄像元件部21的像素210A的光电转换区域256、259的合计面积及光电转换区域257、258的合计面积大，因此，能够以成为适当曝光的方式设定第二摄像元件部22的曝光时间或放大率。由此，因为由第二摄像元件部22拍摄而得到的图像数据的曝光状态适当，且成为高动态范围图像的合成基础的图像的画质提高，所以高动态范围图像的画质也提高。

(3)基于来自第一摄像元件部21的曝光不足状态及曝光过度状态的像素信号和以来自第二摄像元件部22的适当曝光拍摄的像素信号，合成动态范围扩大了的高动态范围图像。由此，容易获得高动态范围图像。

(4)第一摄像元件部21和第二摄像元件部22同时开始曝光，因此，适当曝光的图像数据、曝光不足的图像数据、曝光过度的图像数据均为有关同一被摄体的图像，即使被摄体动作，也能够获得被摄体像鲜艳的高动态范围图像。

此外，上述的各实施方式及变形例也可以分别组合。

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。在本发明的技术思想的范围内考虑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编入于此。

日本专利申请2016年第2730号(2016年1月8日申请)

附图标记说明

1；数码相机、10；摄影光学***、11；摄像部、12；控制部、12b；图像合成部、12c；亮度检测部、12d；图像生成部、12e；曝光控制部、14；图像处理部、21；第一摄像元件部、22；第二摄像元件部、23；増幅部、25；部分电极控制部、26；读出部、210、210A、220；像素、230；有机光电转换膜、232；部分电极、232a、234a；第一部分电极、232b、234b；第二部分电极、232c、234c；第三部分电极、234d；第四部分电极、251、256；第一光电转换区域、252、257；第二光电转换区域、253、258；第三光电转换区域、259；第四光电转换区域。

Claims (21)

1.一种摄像元件，其特征在于，具备：

光电转换层，其对入射的光进行光电转换；

第一电极，其设置于所述光电转换层的一面；

第二电极，其设置于所述一面、且包围所述第一电极的周围。

2.根据权利要求1所述的摄像元件，其特征在于，

所述第二电极包围所述第一电极的全周。

3.根据权利要求1或2所述的摄像元件，其特征在于，

所述第一电极及所述第二电极呈同心圆状地设置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的摄像元件，其特征在于，

还具备第三电极，该第三电极设于所述一面、且包围所述第二电极的周围。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的摄像元件，其特征在于，

具备：

第一摄像元件部，其配置有多个具有所述光电转换层和所述第一电极及所述第二电极的第一像素；

第二摄像元件部，其配置有多个接收从所述第一摄像元件部的所述光电转换层和所述第一电极及所述第二电极透射的透射光的第二像素。

6.根据权利要求5所述的摄像元件，其特征在于，

所述第二摄像元件部的所述第二像素形成在半导体基板上。

7.根据权利要求5所述的摄像元件，其特征在于，

所述第二摄像元件部的各第二像素具有接收从摄影光学***的开放F值的光瞳区域通过了的光束的光电转换部。

8.一种摄像装置，其特征在于，具备：

权利要求5～7中任一项所述的摄像元件；

第一图像数据生成部，其根据基于所述第一像素的所述第一电极及所述第二电极中的一方的光电转换信号，生成具有第一景深的第一图像数据；以及

第二图像数据生成部，其根据基于所述第二像素的光电转换部的光电转换信号，生成具有第二景深的第二图像数据。

9.根据权利要求8所述的摄像装置，其特征在于，

还具备第三图像数据生成部，该第三图像数据生成部根据基于所述第一像素的所述第一电极及所述第二电极中的一方的光电转换信号和基于所述第二像素的所述光电转换部的光电转换信号，生成具有第一景深及第二景深的第三图像数据。

10.一种摄像装置，其特征在于，

具备权利要求1～4中任一项所述的摄像元件，

所述摄像元件具备第一摄像元件部，该第一摄像元件部配置有多个具有所述光电转换层和所述第一电极及所述第二电极的第一像素，

所述摄像装置还具备：

亮度检测部，其检测所述第一摄像元件部的摄像面中的被摄体的亮度；以及

读出部，其根据由所述亮度检测部检测到的所述被摄体的亮度，读出基于所述第一电极及所述第二电极中的一方或两方的光电转换信号。

11.根据权利要求10所述的摄像装置，其特征在于，

还具备对由所述读出部读出的所述光电转换信号进行修正的修正部，

所述亮度检测部检测每个所述第一像素的被摄体亮度，

所述读出部在检测到通过所述亮度检测部检测到的所述第一像素的被摄体亮度为规定亮度以上的情况下，读出基于所述第一电极及所述第二电极中的一方的光电转换信号，在检测到通过所述亮度检测部检测到的所述第一像素的被摄体亮度为比所述规定亮度小的亮度的情况下，读出基于所述第一电极及所述第二电极两方的光电转换信号，

所述修正部根据由所述亮度检测部检测到的每个所述第一像素的被摄体亮度，修正所述光电转换信号。

12.一种摄像装置，其特征在于，具备：

摄像元件，其配置有多个具有对入射的光进行光电转换的光电转换层和第一电极及第二电极的像素，且所述像素包含光谱感光度不同的多种像素；以及

加法部，其针对彼此相邻的光谱感光度不同的像素，将基于一像素的所述第一电极及所述第二电极中的与另一像素接近的电极的光电转换信号、和基于该另一像素的所述第一电极及所述第二电极中的与该一像素接近的部分电极的光电转换信号相加。

13.根据权利要求12所述的摄像装置，其特征在于，

所述像素沿行方向及列方向配置，

所述像素还具有第三电极及第四电极，所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极在行方向及列方向上呈2行2列配置，

所述加法部针对彼此沿行方向相邻的光谱感光度不同的像素，将基于一像素的所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极中的与另一像素接近的两个电极的两个光电转换信号、和基于该另一像素的所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极中的与该一像素接近的两个电极的两个光电转换信号相加，生成第一相加光电转换信号，并且针对彼此沿列方向相邻的光谱感光度不同的像素，将基于一像素的所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极中的与另一像素接近的两个电极的两个光电转换信号、和基于该另一像素的所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极中的与该一像素接近的两个电极的两个光电转换信号相加，生成第二相加光电转换信号。

14.根据权利要求13所述的摄像装置，其特征在于，

所述加法部将基于像素内的所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极的四个光电转换信号相加，生成第三相加光电转换信号，

所述摄像装置还具备图像数据生成部，该图像数据生成部基于所述第一相加光电转换信号及所述第二相加光电转换信号中的至少一方和所述第三相加光电转换信号，生成图像数据。

15.根据权利要求13所述的摄像装置，其特征在于，

所述摄像元件具有：第一摄像元件部，其沿行方向及列方向配置有具有所述光电转换层和所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极的第一像素；以及第二摄像元件部，其沿行方向及列方向配置有接收从所述第一摄像元件部的所述光电转换层和所述第一电极至所述第四电极透射的透射光的第二像素，

所述摄像装置还具备图像数据生成部，该图像数据生成部基于所述第一相加光电转换信号及所述第二相加光电转换信号中的至少一方和基于所述第二像素的光电转换部的光电转换信号，生成图像数据。

16.一种摄像装置，其特征在于，具备：

第一摄像元件部，其具有多个第一像素，所述多个第一像素各自具有第一光电转换区域及第二光电转换区域；

第二摄像元件部，其具有多个第二像素，所述多个第二像素分别接收分别从所述多个第一像素透射的透射光；以及

曝光控制部，其以第一曝光值对所述第二像素进行曝光控制，并且针对所述第一像素，以比所述第一曝光值大的第二曝光值对所述第一光电转换区域进行曝光控制，且以比所述第一曝光值小的第三曝光值对所述第二光电转换区域进行曝光控制。

17.一种摄像装置，其特征在于，具备：

第一摄像元件部，其具有多个第一像素；

第二摄像元件部，其具有分别接收分别从所述多个第一像素透射的透射光的多个第二像素，且所述第二像素具有第一光电转换区域及第二光电转换区域；以及

曝光控制部，其以第一曝光值对所述第二像素进行曝光控制，并且针对所述第二像素，以比所述第一曝光值大的第二曝光值对所述第一光电转换区域进行曝光控制，且以比所述第一曝光值小的第三曝光值对所述第二光电转换区域进行曝光控制。

18.根据权利要求16或17所述的摄像装置，其特征在于，

所述第一曝光值为正常曝光值。

19.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，

所述第一像素输出基于所述第一光电转换区域的第一光电转换信号和基于所述第二光电转换区域的第二光电转换信号，

所述第二像素输出第三光电转换信号，

所述摄像装置还具备图像数据生成部，该图像数据生成部基于所述第一光电转换信号、所述第二光电转换信号、及所述第三光电转换信号，分别生成第一图像数据、第二图像数据、及第三图像数据，且将所述第一图像数据、所述第二图像数据、及所述第三图像数据合成。

20.根据权利要求17所述的摄像装置，其特征在于，

所述第一像素输出第一光电转换信号，

所述第二像素输出基于所述第一光电转换区域的第二光电转换信号和基于所述第二光电转换区域的第三光电转换信号，

所述摄像装置还具备图像数据生成部，该图像数据生成部基于所述第一光电转换信号、所述第二光电转换信号、及所述第三光电转换信号，分别生成第一图像数据、第二图像数据、及第三图像数据，且将所述第一图像数据、所述第二图像数据、及所述第三图像数据合成。

21.根据权利要求16～20中任一项所述的摄像装置，其特征在于，

所述第一光电转换区域及所述第二光电转换区域各自具有多个部分区域，

所述第一光电转换区域的所述部分区域和所述第二光电转换区域的所述部分区域以彼此呈棋盘格状的方式配置。