CN110249623B - 摄像元件及电子相机 - Google Patents

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Abstract

摄像元件具备像素，该像素具有：第1光电转换部及第2光电转换部，其对光进行光电转换而生成电荷；输出部，其输出基于由所述第1光电转换部生成的电荷的第1信号及基于由所述第2光电转换部生成的电荷的第2信号；和调整部，其在从所述输出部输出所述第1信号及所述第2信号时，对所述输出部的电容进行调整。

Description

摄像元件及电子相机
技术领域
本发明涉及摄像元件及电子相机。
背景技术
已知有将2个受光元件的电荷相加(混合)，读出与相加电荷对应的电位的摄像装置(专利文献1)。但是，以往的摄像装置存在将相加电荷转换为电位时的转换增益变动的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2016-139859号公报
发明内容
根据本发明的第1方式，摄像元件具备像素，该像素具有：对光进行光电转换而生成电荷的第1光电转换部及第2光电转换部；输出部，该输出部输出基于由所述第1光电转换部生成的电荷的第1信号及基于由所述第2光电转换部生成的电荷的第2信号；和调整部，在从所述输出部输出所述第1信号及所述第2信号时，所述调整部对所述输出部的电容进行调整。
根据本发明的第2方式，摄像元件具备像素，该像素具有：对光进行光电转换而生成电荷的第1光电转换部及第2光电转换部；第1输出部，该第1输出部与第1信号线连接，并输出基于由所述第1光电转换部生成的电荷的信号；第2输出部，该第2输出部与第2信号线连接，并输出基于由所述第2光电转换部生成的电荷的信号；和第1连接部，该第1连接部配置在所述第1输出部与所述第2输出部之间。
根据本发明的第3方式，电子相机具备：根据第1方式或第2方式的摄像元件；和图像生成部，其基于从所述摄像元件输出的信号而生成图像数据。
附图说明
图1是表示第1实施方式的摄像装置的构成的框图。
图2是表示第1实施方式的像素的构成的电路图。
图3是用于说明第1实施方式的摄像元件的动作例的图。
图4是用于说明第1实施方式的摄像元件的其他动作例的图。
图5是表示第1实施方式的摄像元件的一部分构成的电路图。
图6是表示第1实施方式的摄像元件的动作例的时序图。
图7是表示第1实施方式的摄像元件的其他动作例的时序图。
图8是表示第2实施方式的像素的构成的电路图。
图9是表示第3实施方式的像素的构成的电路图。
图10是表示第3实施方式的摄像元件的一部分构成的电路图。
图11是表示第3实施方式的摄像元件的动作例的时序图。
图12是表示第3实施方式的摄像元件的其他动作例的时序图。
图13是表示变形例1的像素的构成的电路图。
具体实施方式
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式的摄像装置的构成的框图。图1中示出了作为第1实施方式的摄像装置的一例的电子相机1(以下，称为相机1)的构成例。相机1具备：摄像光学***(成像光学***)2、摄像元件3、控制部4、存储器5、显示部6、及操作部7。摄像光学***2具有包括对焦透镜(聚焦透镜)在内的多个透镜及光阑，使被摄体像在摄像元件3上成像。另外，摄像光学***2可以形成为能够从相机1装拆。
摄像元件3是例如CMOS图像传感器。摄像元件3接受从摄像光学***2的射出光瞳通过的光束，而拍摄被摄体像。在摄像元件3，如后文详述那样，以二维状(行方向及与其交叉的列方向)配置有具有微透镜和多个光电转换部(例如2个光电转换部)的多个像素。光电转换部由例如光电二极管(PD)构成。摄像元件3对入射的光进行光电转换而生成信号，并将生成的信号向控制部4输出。
关于摄像元件3，详情将于后文叙述，其向控制部4输出用于生成图像数据的信号即摄像信号、和用于对摄像光学***2的焦点进行相位差式焦点检测的一对焦点检测信号即第1焦点检测信号及第2焦点检测信号。该第1焦点检测信号及第2焦点检测信号是分别对由第1光束及第2光束(其分别从摄像光学***2的射出光瞳的第1区域及第2区域通过)而生成的第1像及第2像进行光电转换而得到的信号。
存储器5是例如存储卡等存储介质。在存储器5中存储有图像数据等。对存储器5写入数据和/或从存储器5读出数据由控制部4进行。显示部6显示基于图像数据的图像、快门速度和/或光圈值等与撮影相关的信息、及菜单画面等。操作部7包括释放按钮、电源开关等各种设定开关等，向控制部4输出与各操作相应的操作信号。
控制部4由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(Read-OnlyMemory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等构成，基于控制程序而控制相机1的各部。控制部4具有图像数据生成部4a和焦点检测部4b。图像数据生成部4a对从摄像元件3输出的摄像信号进行各种图像处理而生成图像数据。图像处理包括例如灰度转换处理、颜色插值处理、轮廓强调处理等公知的图像处理。
焦点检测部4b通过公知的相位差检测方式，进行摄像光学***2的自动对焦(AF)所需的焦点检测处理。具体而言，焦点检测部4b基于从摄像元件3输出的一对焦点检测信号，检测第1像及第2像的像偏差量，并基于检测到的像偏差量计算出散焦量。通过根据散焦量来驱动对焦透镜，能够自动地进行对焦。
控制部4进行将来自摄像元件3的各像素的多个光电转换部的信号单独地读出的处理(第1控制模式)、和将来自多个光电转换部的信号相加并读出的处理(第2控制模式)。在本实施方式中，控制部4在第1控制模式的情况下，将由第1光电转换部生成的电荷所产生的信号和由第2光电转换部生成的电荷所产生的信号作为一对焦点检测信号而单独地、即独立地读出，其详情将于后文叙述。
在第2控制模式中，控制部4进行将来自第1光电转换部及第2光电转换部各自的信号相加的处理，并作为摄像信号读出。此处，“相加处理”包括将多个信号平均化的处理、和/或对多个信号进行加权并相加的处理等。控制部4在进行相位差方式的AF的情况下进行第1控制模式而从摄像元件3读出一对焦点检测信号，在进行图像数据的生成的情况下进行第2控制模式而从摄像元件3读出摄像信号。
图2是表示第1实施方式的摄像元件3的像素的构成的电路图。像素10具有微透镜ML、第1光电转换部11a、第2光电转换部11b、第1传输部12a、第2传输部12b、第1重置部13a、第2重置部13b、第1浮置扩散部(FD：floating diffusion)14a、和第2浮置扩散部(FD)14b。像素10还具有第1放大部15a、第2放大部15b、第1选择部16a、第2选择部16b、加法开关部17、和结合开关部18。
微透镜ML将经由图1的摄像光学***2入射的光向第1光电转换部11a及第2光电转换部11b会聚。另外，为了示出从微透镜ML通过的光束入射到第1光电转换部11a及第2光电转换部11b，用包围第1光电转换部11a及第2光电转换部11b的椭圆形状的线示出微透镜ML。该椭圆形状并不表示微透镜ML的实际大小及实际形状。
第1光电转换部11a及第2光电转换部11b是光电二极管PD(PDa、PDb)，具有将入射的光转换为电荷，并蓄存光电转换后的电荷的作用。第1光电转换部11a及第2光电转换部11b与一个微透镜ML对应地配置，接受从摄像光学***2的射出光瞳的互不相同的区域通过后的光束。即，第1光电转换部11a及第2光电转换部11b分别对由第1光束及第2光束生成的第1像及第2像进行光电转换，其中第1光束及第2光束是分别从摄像光学***2的射出光瞳的第1区域及第2区域通过后的光束。
第1传输部12a由晶体管M1a(其由信号TX1控制)构成，将由第1光电转换部11a光电转换后的电荷向第1FD14a传输。即，第1传输部12a在第1光电转换部11a与第1FD14a之间形成电荷传输路径。晶体管M1a为第1传输晶体管。第1FD14a的电容Ca蓄存(保持)传输到第1FD14a的电荷，并将电荷转换为除以电容Ca的电容值所得到的电压。表示电容的符号Ca示意性地示出了对第1FD14a附加的电容。电容Ca包括与第1FD14a连接的第1放大部15a的栅极电容等各晶体管的电容(寄生电容)和/或布线电容等。另外，栅极电容是晶体管的栅极与背栅之间的寄生电容。
第1放大部15a将由蓄存在电容Ca中的电荷产生的信号放大并输出。第1放大部15a由漏极(端子)、栅极(端子)及源极(端子)分别与电源VDD、第1FD14a及第1选择部16a连接的晶体管M3a构成。第1放大部15a的源极经由第1选择部16a与第1垂直信号线VLa连接。第1放大部15a将图3所示的第1电流源25a作为负载电流源而作为源极跟随电路的一部分发挥作用。晶体管M3a为第1放大晶体管。
第1重置部13a由晶体管M2a(其由信号RS1控制)构成，重置电容Ca的电荷，并重置第1FD14a的电压。晶体管M2a为第1重置晶体管。第1选择部16a由晶体管M4a(其由信号SEL1控制)构成，将来自第1放大部15a的信号向第1垂直信号线VLa输出。晶体管M4a为第1选择晶体管。根据本实施方式的第1输出部由第1放大部15a和第1选择部16a构成，生成并输出基于由第1光电转换部11a生成的电荷的信号。
第2传输部12b由晶体管M1b(其由信号TX2控制)构成，将由第2光电转换部11b光电转换后的电荷向第2FD14b传输。即，第2传输部12b在第2光电转换部11b与第2FD14b之间形成电荷传输路径。晶体管M1b为第2传输晶体管。第2FD14b的电容Cb蓄存传输到第2FD14b的电荷，并将电荷转换为除以电容Cb的电容值所得到的电压。表示电容的符号Cb示意性地示出了对第2FD14b附加的电容。电容Cb包括与第2FD14b连接的第2放大部15b的栅极电容等各晶体管的电容和/或布线电容等。
第2放大部15b将由蓄存于电容Cb的电荷而产生的信号放大并输出。第2放大部15b由漏极、栅极及源极分别与电源VDD、第2FD14b及第2选择部16b连接的晶体管M3b构成。第2放大部15b的源极经由第2选择部16b与第2垂直信号线VLb连接。第2放大部15b将图3所示的第2电流源25b作为负载电流源而作为源极跟随电路的一部分发挥作用。晶体管M3b为第2放大晶体管。
第2重置部13b由晶体管M2b(其由信号RS2控制)构成，重置电容Cb的电荷，并重置第2FD14b的电压。晶体管M2b为第2重置晶体管。第2选择部16b由晶体管M4b(其由信号SEL2控制)构成，将来自第2放大部15b的信号向第2垂直信号线VLb输出。晶体管M4b为第2选择晶体管。根据本实施方式的第2输出部由第2放大部15b和第2选择部16b构成，生成并输出基于由第2光电转换部11b生成的电荷的信号。
加法开关部17由晶体管M7(其由信号ADD_FD控制)构成，将第1FD14a和第2FD14b连接(结合)。结合开关部18由晶体管M8(其由信号ADD_SF控制)构成，将第1放大部15a和第2放大部15b连接。更详细而言，结合开关部18将第1放大部15a的晶体管M3a的源极与第2放大部15b的晶体管M3b的源极连接。此外，也可以说结合开关部18将第1放大部15a与第1选择部16a之间和第2放大部15b与第2选择部16b之间连接。
在第1控制模式中，控制部4控制摄像元件3，使加法开关部17的晶体管M7截止(状态)，并使结合开关部18的晶体管M8也截止。由第1光电转换部11a光电转换后的电荷被第1传输部12a传输到第1FD14a。然后，与被传输到第1FD14a的电荷对应的信号(第1像素信号)由第1放大部15a及第1选择部16a读出到第1垂直信号线VLa。此外，由第2光电转换部11b光电转换后的电荷被第2传输部12b传输到第2FD14b。与被传输到第2FD14b的电荷对应的信号(第2像素信号)由第2放大部15b及第2选择部16b读出到第2垂直信号线VLb。
像这样，在第1控制模式中，根据来自第1光电转换部11a的电荷而生成的第1像素信号被输出到第1垂直信号线VLa，根据来自第2光电转换部11b的电荷而生成的第2像素信号被输出到第2垂直信号线VLb。第1像素信号及第2像素信号在被实施了由后文所述的列电路等进行的信号处理后，作为一对焦点检测信号被输出到控制部4。
接下来，对第2控制模式的基本动作进行说明。在第2控制模式中，控制部4使加法开关部17的晶体管M7导通，使结合开关部18的晶体管M8也导通。此外，控制部4例如使第1选择部16a的晶体管M4a导通，使第2选择部16b的晶体管M4b截止。分别由第1光电转换部11a及第2光电转换部11b进行了光电转换的电荷分别由第1传输部12a及第2传输部12b传输，由加法开关部17相加，并被蓄存到第1FD14a及第2FD14b中。利用第1放大部15a及第2放大部15b、结合开关部18和第1选择部16a，根据相加后的电荷生成相加像素信号，并读出到第1垂直信号线VLa。
另外，在第2控制模式中，在使第1选择部16a的晶体管M4a截止，第2选择部16b的晶体管M4b导通的情况下，相加像素信号被读出到第2垂直信号线VLb。
在本实施方式中，第2控制模式具有：1行读出方式，即按二维配置的像素10的每1行来读出信号；和2行同时读出方式，即同时读出2行信号。以下，参照图3对第2控制模式的“1行读出方式”进行说明，参照图4对第2控制模式的“2行同时读出方式”进行说明。
图3示出了二维状配置的多个像素10中的一个像素列。在摄像元件3，对沿列方向、即纵向排列的多个像素10的列，设置有第1垂直信号线VLa及第2垂直信号线VLb。此外，对第1垂直信号线VLa设置有第1电流源25a及第1列电路部40a，对第2垂直信号线VLb设置有第2电流源25b及第2列电路部40b。另外，在图3示出的例子中，为了简化说明，像素10仅图示出了行方向1像素×列方向3像素，但摄像元件3具有例如数百万像素～数亿像素、或其以上的像素。
第1电流源25a经由第1垂直信号线VLa与各像素10连接，第2电流源25b经由第2垂直信号线VLb与各像素10连接。第1电流源25a及第2电流源25b生成用于从各像素10读出信号的电流。第1电流源25a将生成的电流向第1垂直信号线VLa和各像素10的第1选择部16a及第1放大部15a供给。同样地，第2电流源25b将生成的电流向第2垂直信号线VLb和各像素10的第2选择部16b及第2放大部15b供给。
第1列电路部40a及第2列电路部40b构成为分别包括模拟/数字转换部(AD转换部)。第1列电路部40a将从各像素10经由第1垂直信号线VLa输入的信号转换为数字信号。第2列电路部40b将从各像素10经由第2垂直信号线VLb输入的信号转换为数字信号。第1列电路部40a及第2列电路部40b将转换后的数字信号向后文所述的水平传输部输出。
在第2控制模式的1行读出方式中，摄像元件3将与使第1光电转换部11a的电荷和第2光电转换部11b的电荷相加所得到的电荷对应的信号(相加像素信号)读出到例如第1垂直信号线VLa。在图3所示的例子中，示出了从第1行像素10、即最下行的像素10读出相加像素信号的例子，在第1行的像素10中，加法开关部17的晶体管M7导通，结合开关部18的晶体管M8也导通。此外，第1选择部16a的晶体管M4a导通，第2选择部16b的晶体管M4b截止。另一方面，在第2行及第3行等其他行的像素10中，第1选择部16a及第2选择部16b的晶体管M4a、M4b截止。另外，在图3中，ON表示晶体管导通(连接状态、导通状态、短路状态)，OFF表示晶体管截止(切断状态、非导通状态、开放状态、断开状态)。
在第1行像素10中，加法开关部17的晶体管M7导通，由此，第1FD14a与第2FD14b彼此电连接。此外，第1传输部12a与第2传输部12b彼此电连接。由此，从第1光电转换部11a传输来的电荷与从第2光电转换部11b传输来的电荷相加。也可以称作由第1光电转换部11a及第2光电转换部11b各自生成的电荷混合(合成)。电容Ca和电容Cb成为电连接的状态，从第1光电转换部11a及第2光电转换部11b传输来的电荷被分配到电容Ca和电容Cb，第1FD14a的电压和第2FD14b的电压被平均化，并被输入到第1放大部15a及第2放大部15b。即，在第1放大部15a及第2放大部15b分别输入有将电容Ca的蓄存电荷和电容Cb的蓄存电荷相加所得到的电荷除以电容Ca和电容Cb的合成电容值而得到的电压。
使第1选择部16a的晶体管M4a导通，第2选择部16b的晶体管M4b截止，结合开关部18的晶体管M8导通，由此，第1放大部15a及第2放大部15b均从第1电流源25a供给有电流而成为在饱和区域进行动作。第1放大部15a及第2放大部15b的晶体管M3a、M3b在饱和区域进行动作，因此，第1放大部15a及第2放大部15b的栅极电容均成为大致一定的电容值。
像这样第1放大部15a及第2放大部15b的栅极电容为大致定值，因此，第1FD14a的电容及第2FD14b的电容也保持规定值。因而，第1放大部15a及第2放大部15b基于将电容Ca的蓄存电荷和电容Cb的蓄存电荷相加所得到的电荷除以电容Ca和电容Cb的合成电容值而得到的电压，分别输出放大的信号。第1放大部15a的信号和第2放大部15b的信号经由第1选择部16a，作为相加像素信号被发送至第1垂直信号线VLa。
如上文那样，若从第1行的像素10向第1垂直信号线VLa读出了相加像素信号，那么然后，在摄像元件3中，按照第2行、第3行这样以行为单位依次选择像素10，并进行从像素10向第1垂直信号线VLa的相加像素信号的读出。输出到第1垂直信号线VLa的像素10的相加像素信号由第1列电路部40a被转换为数字信号，然后，作为摄像信号被输出到控制部4。
在图3所示的例子中，各行的像素10的相加像素信号被读出到第1垂直信号线VLa。因此，摄像元件3能够使与未被读入相加像素信号的第2垂直信号线VLb连接的第2电流源25b进行的电流的生成停止，能够使摄像元件3的耗电减少。另外，在将第1选择部16a的晶体管M4a截止、第2选择部16b的晶体管M4b导通的情况下，能够从像素10向第2垂直信号线VLb读出相加像素信号。
在本实施方式中，第1FD14a及第2FD14b将电荷转换为电压时的转换增益，即电容Ca和电容Cb的合成电容值的倒数总是大致一定的。因此，相加像素信号成为依赖于第1FD14a及第2FD14b的蓄存电荷而线性度(1inearity)高的信号。以下，通过与比较例对比，来说明第1FD14a及第2FD14b的转换增益总是大致一定的。
在本实施方式中，通过像上述那样使晶体管M4a和晶体管M8导通，并使晶体管M4b截止，晶体管M3a、M3b均从第1电流源25a被供给有电流而成为在饱和区域进行动作。因此，第1放大部15a及第2放大部15b的晶体管M3a、M3b的栅极电容均成为大致一定的电容值，实质上不变动。因而，第1FD14a的电容Ca及第2FD14b的电容Cb也不受晶体管M3a、M3b的栅极电容变动的影响而保持规定值，即，大致一定的值。因而，第1FD14a及第2FD14b的转换增益总是大致一定的。伴随像素微细化的推进，可以想到栅极电容相对于第1FD14a及第2FD14b的合成电容之比会变大，该情况下，能够防止栅极电容变动而致使第1FD14a及第2FD14b的电荷电压转换的线性度恶化。
与此相对，比较例是在图3的像素10中删除了结合开关部18的构成。在使第1选择部16a的晶体管M4a导通、第2选择部16b的晶体管M4b截止时，电流被供给至第1放大部15a，但对第2放大部15b不供给电流，导致第2放大部15b在弱反型区进行动作。由于在该弱反型区的动作，第2放大部15b的晶体管M3b的栅极电容成为根据输入到栅极的信号而变动的状态。由于第2放大部15b的栅极电容的变动，第1FD14a及第2FD14b的电容也产生变动，进而导致电荷电压的转换增益变动。
图4是用于说明第2控制模式的2行同时读出方式的图。第2控制模式的2行同时读出方式是：对于两行像素，从一行像素向第1垂直信号线VLa读出相加像素信号，与此同时，从另一行像素向第2垂直信号线VLb读出相加像素信号。以下进行详细说明。
在图4中，在最下行的第1行像素10中，加法开关部17的晶体管M7导通、结合开关部18的晶体管M8也导通、第1选择部16a的晶体管M4a也导通、第2选择部16b的晶体管M4b截止。此外，在与第1行的像素相邻的第2行像素10中，加法开关部17的晶体管M7导通、结合开关部18的晶体管M8也导通、第1选择部16a的晶体管M4a截止、第2选择部16b的晶体管M4b导通。
在第1行像素10及第2行像素10各自，加法开关部17的晶体管M7为导通状态，因此，从第1光电转换部11a传输来的电荷和从第2光电转换部11b传输来的电荷相加。此外，在第1行的像素10各自，由于第1选择部16a的导通及结合开关部18的导通，第1电流源25a分别向第1放大部15a和第2放大部15b供给电流。另一方面，在各第2行的像素10，由于第2选择部16b的导通及结合开关部18的导通，第2电流源25b分别向第1放大部15a和第2放大部15b供给电流。像这样，第1行及第2行中，各像素10的第1放大部15a及第2放大部15b的晶体管M3a、M3b均在饱和区域进行动作，晶体管M3a、M3b的栅极电容均成为大致一定的值。
从第1行像素10向第1垂直信号线VLa读出有基于相加的电荷的相加像素信号，与此同时，从第2行像素10向第2垂直信号线VLb读出有基于相加的电荷的相加像素信号。第1行像素及第2行像素的同时读出结束后，进行从第3行像素及第4行像素的同时读出，然后，依次进行从它们之后的彼此相邻的第奇数行及第偶数行像素的同时读出。
像这样，在图4所示的2行同时读出方式中，能够同时进行2行像素的相加像素信号的读出。因此，能够从配置于摄像元件3的各像素10高速地读出信号。此外，在2行同时读出方式中，第1放大部15a及第2放大部15b的晶体管M3a、M3b也被供给有来自第1电流源25a或第2电流源25b的电流，成为在饱和区域进行动作。因此，晶体管M3a、M3b的栅极电容均成为大致一定的值，相加像素信号成为依赖于第1FD14a及第2FD14b的蓄存电荷而线性度高的信号。
参照图5～图7，对第1实施方式的摄像元件3的更详细的电路构成及动作进行说明。图5是以二维状示出第1实施方式的摄像元件3的像素10，并示出其更详细的电路构成的电路图。图6是表示第2控制模式的1行读出方式的情况下的摄像元件3的动作例的时序图。图7是表示第2控制模式的2行同时读出方式的情况下的摄像元件3的动作例的时序图。
如图5所示，摄像元件3具有配置为行列状的多个像素10、第1电流源25a(第1电流源25a1～第1电流源25a3)、和第2电流源25b(第2电流源25b1～第2电流源25b3)。此外，摄像元件3具有第1电流控制部30a(第1电流控制部30a1～第1电流控制部30a3)和第2电流控制部30b(第2电流控制部30b1～第2电流控制部30b3)。摄像元件3还具有第1列电路部40a(第1列电路部40a1～第1列电路部40a3)、第2列电路部40b(第2列电路部40b1～第2列电路部40b3)、垂直传输部50、和水平传输部60。
与像素10的各列对应地设置有第1垂直信号线VLa(第1垂直信号线VLa1～第1垂直信号线VLa3)及第2垂直信号线VLb(第2垂直信号线VLb1～第2垂直信号线VLb3)。对第1垂直信号线VLa设置有第1电流源25a、第1电流控制部30a及第1列电路部40a。此外，对第2垂直信号线VLb设置有第2电流源25b、第2电流控制部30b及第2列电路部30b。另外，在图5所示的例子中，为了简化说明，像素10仅图示出行方向3像素×列方向3像素。将图5所示的多个像素10中的左下像素10作为第1行第1列的像素10(0，0)，在图5中，图示了像素10(0，0)至像素10(2，2)。第1电流源25a及第2电流源25b例如分别由2个晶体管的级联连接而构成，基于偏置电压(电压Bias1、电压Bias2)而生成电流。
垂直传输部50将信号TX、信号RS、信号SEL1、信号SEL2、信号ADD_FD、信号ADD_SF、及电源电压VDD向各像素10供给，控制各像素10。第1电流控制部30a具有开关部31a、32a及逆变器部33a，第2电流控制部30b具有开关部31b、32b及逆变器部33b。垂直传输部50将信号CS1_EN、信号CS2_EN、及电压Vclip向第1电流控制部30a及第2电流控制部30b供给。另外，在图5所示的例子中，像素10的第1传输部12a及第2传输部12b由同一信号TX控制，第1重置部13a及第2重置部13b由同一信号RS控制。
水平传输部60将由第1列电路部40a及第2列电路部40b转换的数字信号依次向未图示的信号处理部传输。信号处理部对从水平传输部60输入的信号进行相关双采样和/或校正信号量的处理等信号处理，并向相机1的控制部4输出。
在图6所示的时序图中，横轴表示时刻，示出了在第2控制模式的1行读出方式的情况下输入到图5的摄像元件3的各部的控制信号。此外，在图6中，在控制信号为高电平(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。
垂直传输部50使信号ADD_FD及信号ADD_SF成为高电平，设定为第2控制模式。通过使信号ADD_FD成为高电平，各像素10的第1FD14a与第2FD14b彼此电连接。此外，通过使信号ADD_SF成为高电平，各像素10的第1放大部15a与第2放大部15b电连接。
使信号CS1_EN成为高电平，使信号CS2_EN成为低电平。通过信号CS1_EN成为高电平，第1电流控制部30a的开关部31a导通，开关部32a通过逆变器部33a而被输入低电平，由此截止。由此，从第1电流源25a经由开关部31a向第1垂直信号线VLa供给电流。
通过使信号CS2_EN成为低电平，第2电流控制部30b的开关部31b截止，开关部32b导通。由此，对于第2垂直信号线VLb，来自第2电流源25b的电流的供给停止，经由开关部32b对第2垂直信号线VLb供给电压Vclip。第2垂直信号线VLb成为被固定为规定电压的状态，可避免成为浮置状态。另外，从第1电流源25a经由第1选择部16a及结合开关部18对第2放大部15b供给电流，因此，可避免第2放大部15b在弱反型区进行动作。
在图6所示的时刻t1，信号RS<0>成为高电平，由此在第1行像素即像素10(0，0)～像素10(0，2)中，各自的第1重置部13a及第2重置部13b的晶体管M2a、M2b导通，第1FD14a及第2FD14b的电位分别成为重置电位。该情况下，如上所述，像素10的第1FD14a与第2FD14b连接，因此，第1FD14a及第2FD14b的电位被平均化。
而且，在时刻t1，通过信号SEL1<0>成为高电平，基于重置电位的信号通过第1放大部15a、第2放大部15b、及第1选择部16a而被输出到第1垂直信号线VLa。即，在将第1FD14a及第2FD14b的电位重置到重置电位时的信号(噪声信号)被读出到第1垂直信号线VLa。被输出到第1垂直信号线VLa的来自第1行的各像素10的噪声信号分别被输入到第1列电路部40a1～40a3并被转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX<0>成为高电平，由此第1传输部12a及第2传输部12b的晶体管M1a、M1b导通，由第1光电转换部11a及第2光电转换部11b光电转换后的电荷被传输到第1FD14a及第2FD14b。该情况下，第1FD14a与第2FD14b连接，因此，从2个光电转换部传输来的电荷被分配到电容Ca及电容Cb。
此外，在时刻t2，信号SEL1<0>为高电平，因此，相加像素信号通过第1放大部15a、第2放大部15b、及第1选择部16a而被输出到第1垂直信号线VLa。被输出到第1垂直信号线VLa的来自第1行的各像素10的相加像素信号分别被输入到第1列电路部40a1～40a3并被转换为数字信号。被转换为数字信号的噪声信号和相加像素信号经由水平传输部60而被输入到信号处理部。信号处理部进行对像素10的噪声信号和相加像素信号进行差分处理的相关双采样。
在时刻t3～时刻t5，与从时刻t1至时刻t3的期间的情况同样地，从第2行像素进行噪声信号的读出和相加像素信号的读出。在时刻t5～时刻t7，与从时刻t1至时刻3的期间的情况同样地，从第3行像素进行噪声信号的读出和相加像素信号的读出。像这样，在图6所示的1行读出方式中，能够以行为单位依次选择像素10，将由像素10的2个光电转换部产生的信号相加，并将相加像素信号向第1垂直信号线VLa读出。此外，通过停止从第2电流源25b的电流的供给，能够减少摄像元件3的耗电。
在图7所示的时序图中，横轴表示时刻，示出了在第2控制模式的2行同时读出方式的情况下输入到图5的摄像元件3的各部的控制信号。垂直传输部50与图6所示的1行读出方式的情况同样地，使信号ADD_FD及信号ADD_SF成为高电平。此外，信号CS1_EN被设为高电平，从第1电流源25a向第1垂直信号线VLa供给电流。而且，在图7的2行同时读出方式中，信号CS2_EN被设为高电平。通过使信号CS2_EN成为高电平，第2电流控制部30b的开关部31b导通。由此，从第2电流源25b经由开关部31b向第2垂直信号线VLb供给电流。
在时刻t1，通过信号RS<0>、RS<1>成为高电平，第1行像素及第2行像素(像素10(0，0)～像素10(1，2))各自的第1重置部13a及第2重置部13b的晶体管M2a、M2b导通。由此，第1FD14a及第2FD14b的电位分别成为重置电位。并且，第1FD14a与第2FD14b连接，因此，第1FD14a及第2FD14b的电位被平均化。
此外，在时刻t1，通过信号SEL1<0>成为高电平，第1行像素10的被平均化的噪声信号被输出至第1垂直信号线VLa。来自第1行各像素10的噪声信号分别被输入至第1列电路部40a1～40a3并被转换为数字信号。而且，在时刻t1，通过信号SEL2<1>成为高电平，第2行像素10的被平均化的噪声信号被输出至第2垂直信号线VLb。来自第2行各像素10的噪声信号分别被输入到第2列电路部40b1～40b3并被转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX<0>成为高电平，由此第1行像素10的第1传输部12a及第2传输部12b的晶体管M1a、M1b导通，第1光电转换部11a及第2光电转换部11b的电荷被传输至第1FD14a及第2FD14b。此外，在时刻t2，信号TX<1>成为高电平，由此第2行像素10的第1光电转换部11a及第2光电转换部11b的电荷被传输至第1FD14a及第2FD14b。该情况下，在第1行像素10及第2行像素10各自，第1FD14a与第2FD14b连接，因此，从2个光电转换部传输来的电荷被分配至电容Ca及电容Cb。
此外，在时刻t2，因为信号SEL1<0>、信号SEL2<1>为高电平，所以第1行像素10的相加像素信号被输出至第1垂直信号线VLa，第2行像素10的相加像素信号被输出至第2垂直信号线VLb。输出至第1垂直信号线VLa的来自第1行的各像素10的相加像素信号分别被输入至第1列电路部40a1～40a3并被转换为数字信号。输出至第2垂直信号线VLb的来自第2行各像素10的相加像素信号分别被输入至第2列电路部40b1～40b3并被转换为数字信号。
在时刻t3～时刻t5，与从时刻t1至时刻t3的期间的情况同样地，同时进行从第3行像素的信号的读出和从第4行像素的信号的读出。在时刻t5～时刻t7，与时刻t1至时刻t3的期间的情况同样地，同时进行从第5行的像素的信号的读出和从第6行的像素的信号的读出。像这样，图7所示的2行同时读出方式能够同时进行2行像素的信号的读出。因此，能够从配置于摄像元件3的各像素10高速地读出信号。
接下来，对于第1控制模式、第2控制模式的1行读出方式、和第2控制模式的2行同时读出方式的区分使用进行说明。控制部4在相机1进行对焦动作的情况下，以第1控制模式控制摄像元件3。此外，控制部4在相机1在显示部6显示被摄体的实时取景图像(即时预览图像)的情况下，以第2控制模式的1行读出方式或2行同时读出方式来控制摄像元件3。因而，在相机1在显示部6显示被摄体的实时取景图像(即时预览图像)并进行对焦动作的情况下，控制部4分时地以第2控制模式的1行读出方式或2行同时读出方式控制摄像元件3，并且以第1控制模式进行控制。在操作部7的释放操作部件***作了的情况下，控制部4以第2控制模式的1行读出方式或2行同时读出方式来控制摄像元件3。
而且，在相机1进行高帧频的撮影，例如高速连拍和/或动态图像撮影的情况下，控制部4为了高速读出相加像素信号而以第2控制模式的2行同时读出方式来控制摄像元件3。此外，在设置于相机1的被摄体移动速度检测部检测到被摄体以较高的速度移动的情况下，控制部4为了高速读出相加像素信号并减少图像的晃动，也以第2控制模式的2行同时读出方式来控制摄像元件3。另一方面，在电池余量检测部检测到相机1的驱动电池的剩余量变少的情况下，控制部4为了减少电池的消耗，而以第2控制模式的1行读出方式来控制摄像元件3。
根据上述实施方式，可得到如下的作用效果。
(1)摄像元件3具备像素10和第1信号线(第1垂直信号线VLa)。上述像素10具有：第1光电转换部11a及第2光电转换部11b，其对入射光进行光电转换并生成电荷；第1蓄存部(第1FD14a)，其蓄存由第1光电转换部11a生成的电荷；第2蓄存部(第2FD14b)，其蓄存由第2光电转换部11b生成的电荷；第1输出部(第1放大部15a及第1选择部16a)，其生成并输出基于由第1光电转换部11a生成的电荷的信号；第2输出部(第2放大部15b及第2选择部16b)，其生成并输出基于由第2光电转换部11b生成的电荷的信号；第1连接部(结合开关部18)，其配置在第1输出部与第2输出部之间；和第2连接部(加法开关部17)，其具备将第1光电转换部11a与第2光电转换部11b电连接、切断的第2开关。上述第1信号线(第1垂直信号线VLa)与第1输出部连接，被输出有来自第1输出部的信号。在本实施方式中，通过经由结合开关部18将第1放大部15a与第2放大部15b连接，能够抑制第2放大部15b的栅极电容的变动。因此，能够抑制电荷电压的转换增益的变动。其结果是，能够得到线性度高的相加像素信号。
(2)摄像元件3还具有控制部(垂直传输部50)。控制部使第1选择开关(第1选择部16a)及第1连接部(结合开关部18)成为连接状态，使第2选择开关(第2选择部16b)成为切断状态，使第1输出部的信号和第2输出部的信号经由第1选择开关(第1选择部16a)向第1信号线(第1垂直信号线VLa)输出。在本实施方式中，通过使结合开关部18的晶体管M8导通，从第1电流源25a向第2放大部15b供给电流。因此，能够使第2放大部15b的晶体管M3b在饱和区域进行动作，能够使第2放大部15b的栅极电容大致一定。其结果是，能够抑制电荷电压的转换增益的变动。
(第2实施方式)
参照图8对第2实施方式的摄像元件进行说明。图8是表示第2实施方式的摄像元件3的像素10的构成的电路图。在第1实施方式中，如图2等所示，在像素10配置有加法开关部17。在第2实施方式中，如图8所示，像素10成为不具有加法开关部17的构成。其他构成与第1实施方式相同。
在第1控制模式中，结合开关部18的晶体管M8截止，成为与第1实施方式的情况相同的动作。即，由第1光电转换部11a光电转换后的电荷被传输至第1FD14a，由第2光电转换部11b光电转换后的电荷被传输至第2FD14b。并且，基于来自第1光电转换部11a的电荷而生成的第1像素信号被输出至第1垂直信号线VLa，基于来自第2光电转换部11b的电荷而生成的第2像素信号被输出至第2垂直信号线VLb。
在第2控制模式中，结合开关部18的晶体管M8导通，第1放大部15a与第2放大部15b连接。由此，第1放大部15a及第2放大部15b的信号的被相加平均的相加像素信号被输出至例如第1垂直信号线VL1。输出至第1垂直信号线VL1的相加像素信号成为与基于第1FD14a的电位而由第1放大部15a生成的信号和基于第2FD14b的电位而由第2放大部15b生成的信号的平均值对应的信号。
像这样，在本实施方式中，通过将第1放大部15a与第2放大部15b经由结合开关部18相互连接，将来自2个光电转换部的信号相加并向垂直信号线输出。第1放大部15a的信号及第2放大部15b的信号的相加(混合)在第1放大部15a的晶体管M3a的源极及第2放大部15b的晶体管M3b的源极进行。因此，不需要用于将来自2个光电转换部的电荷相加的加法开关部17和与加法开关部17连接的布线，能够减少配置于各像素10的元件数和/或布线数。其结果是，能够实现像素的微细化和/或减小摄像元件的芯片面积。此外，能够避免在像素内配置多个元件等而导致光电转换部的面积变小。
此外，在本实施方式中，转换增益为一个FD的电容值的倒数，因此，与转换增益为两个FD的合成电容值的倒数的情况相比，能够增大转换增益。其结果是，能够相对减小混入到相加像素信号的噪声，能够增大S/N比。
(第3实施方式)
参照图9，对第3实施方式的摄像元件进行说明。图9是表示第3实施方式的摄像元件3的像素的构成例的概念图。在第1实施方式中，对按每个像素10配置有多个光电转换部的例子进行了说明。在第3实施方式中，如图9所示，像素10成为具有一个光电转换部的构成。其他构成与第1实施方式相同。
像素10具有微透镜ML、光电转换部11、传输部12、重置部13、浮置扩散部(FD)14、放大部15、选择部16、加法开关部17和结合开关部18。微透镜ML将经由摄像光学***2入射的光会聚到光电转换部11。光电转换部11与一个微透镜ML对应地配置。加法开关部17将例如分别在行方向上配置的多个像素10各自的FD14连接，结合开关部18将例如分别在行方向上配置的多个像素10各自的放大部15连接。
在本实施方式中，控制部4例如在进行静态图像撮影的情况下进行第1控制模式而分别读出摄像元件3的各像素10的信号，在进行动态图像撮影的情况下进行第2控制模式而将多个像素10的信号相加并读出。在第1控制模式中，控制部4控制摄像元件3，使各像素10的加法开关部17的晶体管M7截止，也使结合开关部18的晶体管M8截止。在各像素10中，由光电转换部11光电转换后的电荷通过传输部12而被传输至FD14。并且，与传输到FD14的电荷对应的像素信号由放大部15及选择部16读出至垂直信号线VL。像这样，在第1控制模式中，各像素的像素信号被分别读出至垂直信号线VL。
在第2控制模式中，控制部4使加法开关部17及结合开关部18导通，分别由各像素10的光电转换部11光电转换后的电荷相加。并且，利用放大部15、选择部16和结合开关部18，根据相加的电荷而生成相加像素信号并读出至垂直信号线VL。以下，参照图10及图11对第2控制模式的1行读出方式进行说明，参照图10及图12对第2控制模式的2行同时读出方式进行说明。
图10是表示第3实施方式的摄像元件的一部分构成的电路图。图11是表示第2控制模式的1行读出方式的情况下的摄像元件3的动作例的时序图。图12是表示第2控制模式的2行同时读出方式的情况下的摄像元件3的动作例的时序图。另外，在图10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3像素。将图10所示的多个像素10中的左下的像素10作为第1行第1列的像素10(0，0)，在图10中示出了像素10(0，0)至像素10(2，3)。
如图10所示，摄像元件3具有：配置为行列状的多个像素10、电流源25(电流源25a～电流源25d)、电流控制部30(电流控制部30a～电流控制部30d)、列电路部40(列电路部40a～列电路部40d)、垂直传输部50、和水平传输部60。与像素10的各列对应地设置有垂直信号线VL(垂直信号线VLa～垂直信号线VLd)。对垂直信号线VL设置有电流源25、电流控制部30、及列电路部40。
在图11所示的1行读出方式中，垂直传输部50将信号ADD_FD2及信号ADD_SF2设为高电平。另外，信号ADD_FD1及信号ADD_SF1分别被设为低电平。通过信号ADD_FD2成为高电平，像素10(0，0)的FD14与像素10(0，1)的FD14彼此电连接，像素10(0，2)的FD14与像素10(0，3)的FD14彼此电连接。此外，像素10(1，0)的FD14与像素10(1，1)的FD14彼此电连接，像素10(1，2)的FD14与像素10(1，3)的FD14彼此电连接。而且，像素10(2，0)的FD14与像素10(2，1)的FD14彼此电连接，像素10(2，2)的FD14与像素10(2，3)的FD14彼此电连接。
通过信号ADD_SF2成为高电平，像素10(0，0)的放大部15与像素10(0，1)的放大部15彼此电连接，像素10(0，2)的放大部15与像素10(0，3)的放大部15彼此电连接。此外，像素10(1，0)的放大部15与像素10(1，1)的放大部15彼此电连接，像素10(1，2)的放大部15与像素10(1，3)的放大部15彼此电连接。而且，像素10(2，0)的放大部15与像素10(2，1)的放大部15彼此电连接，像素10(2，2)的放大部15与像素10(2，3)的放大部15彼此电连接。
使信号CS1_EN成为高电平，使信号CS2_EN成为低电平。通过信号CS1_EN成为高电平，电流控制部30a、30c各自的开关部31导通。由此，分别从电流源25a、25c向垂直信号线VLa、VLc供给电流。此外，通过信号CS2_EN成为低电平，电流控制部30b、30d各自的开关部31截止，开关部32导通。由此，垂直信号线VLb、VLd分别被供给有电压Vclip。
在图11所示的时刻t1，信号RS<0>成为高电平，由此第1行像素即像素10(0，0)～像素10(0，3)各自的重置部13的晶体管M2导通，FD14的电位成为重置电位。该情况下，在像素10(0，0)及像素10(0，1)的彼此电连接的FD14之间，FD14的电位被平均化。此外，在像素10(0，2)及像素10(0，3)的彼此电连接的FD14之间，FD14的电位被平均化。
而且，在时刻t1，通过信号SEL1<0>成为高电平，像素10(0，0)及像素10(0，1)这2个像素的被平均化了的噪声信号经由像素10(0，0)的选择部16被输出至垂直信号线VLa。此外，像素10(0，2)及像素10(0，3)这2个像素的被平均化了的噪声信号经由像素10(0，2)的选择部16被输出至垂直信号线VLc。被输出至垂直信号线VLa、VLc的来自第1行的各像素10的噪声信号分别被输入到列电路部40a、40c并被转换为数字信号。
在时刻t2，信号TX<0>成为高电平，由此在像素10(0，0)、像素10(0，1)、像素10(0，2)、及像素10(0，3)，传输部12的晶体管M1导通，由光电转换部11光电转换后的电荷被传输至FD14。该情况下，从像素10(0，0)及像素10(0，1)各自的光电转换部11传输来的电荷被分配至像素10(0，0)的FD14的电容C和像素10(0，1)的FD14的电容C。此外，从像素10(0，2)及像素10(0，3)各自的光电转换部11传输来的电荷被分配至像素10(0，2)的FD14的电容C和像素10(0，3)的FD14的电容C。
此外，在时刻t2，因为信号SEL1<0>为高电平，所以将像素10(0，0)及像素10(0，1)这2个像素的信号平均化而得到的相加像素信号经由像素10(0，0)的选择部16被输出至垂直信号线VLa。此外，将像素10(0，2)及像素10(0，3)这2个像素的信号平均化而得到的相加像素信号经由像素10(0，2)的选择部16被输出至垂直信号线VLc。输出至垂直信号线VLa、VLc的来自第1行的各像素10的相加像素信号被分别输入到列电路部40a、40c并被转换为数字信号。
在时刻t3～时刻t5，与时刻t1至时刻t3期间的情况同样地，从第2行的像素进行噪声信号的读出和相加像素信号的读出。在时刻t5～时刻t7，与时刻t1至时刻t3期间的情况同样地，从第3行的像素进行噪声信号的读出、和相加像素信号的读出。像这样，在1行读出方式中，能够以行为单位依次选择像素10，将由2个像素10的光电转换部产生的信号相加，并将相加像素信号读出至第1垂直信号线VLa。此外，通过停止从第2电流源25b的电流的供给，能够减少摄像元件3的耗电。
在图12所示的2行同时读出方式中，垂直传输部50与上述图11的1行读出方式的情况同样地，将信号ADD_FD2及信号ADD_SF2设为高电平。另外，信号ADD_FD1及信号ADD_SF1分别被设为低电平。此外，使信号CS1_EN成为高电平，使信号CS2_EN也成为高电平。通过信号CS1_EN成为高电平，分别从电流源25a、25c向垂直信号线VLa、VLc供给电流。此外，通过信号CS2_EN成为高电平，分别从电流源25b、25d向垂直信号线VLb、VLd供给电流。
在图12所示的时刻t1，通过信号RS<0>、RS<1>成为高电平，第1行像素和第2行像素(像素10(0，0)～像素10(1，3))各自的重置部13的晶体管M2导通。该情况下，在彼此电连接的FD14之间，FD14的电位被平均化。
此外，在时刻t1，通过信号SEL1<0>成为高电平，像素10(0，0)及像素10(0，1)这2个像素的被平均化的噪声信号经由像素10(0，0)的选择部16被输出至垂直信号线VLa。此外，像素10(0，2)及像素10(0，3)这2个像素的被平均化的噪声信号经由像素10(0，2)的选择部16被输出至垂直信号线VLc。而且，在时刻t1，通过信号SEL2<1>成为高电平，像素10(1，0)及像素10(1，1)这2个像素的被平均化的噪声信号经由像素10(1，1)的选择部16被输出至垂直信号线VLb。此外，像素10(1，2)及像素10(1，3)这2个像素的被平均化的噪声信号经由像素10(1，3)的选择部16被输出至垂直信号线VLd。输出至垂直信号线VLa～VLd的来自第1行及第2行各像素10的噪声信号分别被输出至列电路部40a～40d并被转换为数字信号。
在时刻t2，通过信号TX<0>成为高电平，在像素10(0，0)～像素10(0，3)，传输部12的晶体管M1导通，由光电转换部11光电转换后的电荷被传输至FD14。此外，在时刻t2，通过信号TX<1>成为高电平，在像素10(1，0)～像素10(1，3)，传输部12的晶体管M1导通，由光电转换部11光电转换后的电荷被传输至FD14。
此外，在时刻t2，因为信号SEL1<0>为高电平，所以像素10(0，0)及像素10(0，1)这2个像素的相加像素信号经由像素10(0，0)的选择部16被输出至垂直信号线VLa。此外，像素10(0，2)及像素10(0，3)这2个像素的相加像素信号经由像素10(0，2)的选择部16被输出至垂直信号线VLc。而且，在时刻t2，因为信号SEL2<1>为高电平，所以像素10(1，0)及像素10(1，1)这2个像素的相加像素信号经由像素10(1，1)的选择部16被输出至垂直信号线VLb。此外，像素10(1，2)及像素10(1，3)这2个像素的相加像素信号经由像素10(1，3)的选择部16被输出至垂直信号线VLd。输出至垂直信号线VLa～VLd的来自第1行及第2行各像素10的相加像素信号分别被输入到列电路部40a～40d并被转换为数字信号。
在时刻t3～时刻t5，与时刻t1至时刻t3的期间的情况同样地，同时进行从第3行的像素的信号的读出和从第4行的像素的信号的读出。在时刻t5～时刻t7，与时刻t1至时刻3的期间的情况同样地，同时进行从第5行的像素的信号的读出和从第6行的像素的信号的读出。像这样，2行同时读出方式能够同时进行2行的像素的信号的读出。因此，能够从配置于摄像元件3的各像素10高速地读出信号。
下面这样的变形也在本发明的范围内，也能够将变形例之一或多个变形例与上述实施方式组合。
(变形例1)
在上述第3实施方式中，对在像素10设置有加法开关部17的例子进行了说明。但是，如图13所示，也可以对像素的构成采用不具有加法开关部17的构成。该情况下，在第1控制模式中，结合开关部18的晶体管M8截止，成为与第3实施方式的情况同样的动作。此外，在第2控制模式中，结合开关部18的晶体管M8导通，各像素10各自的放大部15彼此电连接。由此，各像素10的放大部15的信号的相加平均化了的相加像素信号被输出至垂直信号线VL。像这样，在变形例1中，通过将多个像素10各自的放大部15经由结合开关部18彼此连接，能够将来自多个光电转换部的信号相加并输出至垂直信号线。另外，结合开关部18可以按每个像素10进行配置。也可以采用结合开关部18按每多个像素进行配置，由多个像素共有的构成。此外，也可以采用加法开关部17按每多个像素进行配置，由多个像素共有的构成。
(变形例2)
在上述第1实施方式中，对在1个像素配置2个光电转换部的例子进行了说明，但像素的构成不限定于此。像素的构成也可以采用每1个像素具有3个以上光电转换部的构成。该情况下，也可以是，例如在第1控制模式中，分别读出来自多个光电转换部的信号，在第2控制模式中，将来自多个光电转换部中的2个以上的光电转换部的信号相加并读出。
(变形例3)
在上述实施方式及变形例中，对使用光电二极管作为光电转换部的例子进行了说明。但是，也可以使用光电转换膜作为光电转换部。
(变形例4)
上述实施方式及变形例中说明的摄像元件3也可以适用于相机、智能手机、平板电脑、内置于PC的相机、车载相机、搭载于无人机(无人驾驶飞机、无线电控制机等)的相机等。
在上文中，对各种实施方式及变形例进行了说明，但本发明不限定于这些内容。本发明的技术思想的范围内可想到的其他方式也包含在本发明的范围内。
下面的优先权基础申请的公开内容作为引用文而组入于此。
日本国专利申请2017年第16283号(2017年1月31日提出申请)
附图标记说明
3摄像元件、4控制部、10像素、11a第1光电转换部、11b第2光电转换部、17加法开关部、18结合开关部、50垂直传输部。

Claims (19)

1.一种摄像元件，其特征在于，
具备像素，该像素具有：对光进行光电转换而生成电荷的第1光电转换部及第2光电转换部；第1蓄存部，该第1蓄存部蓄存由所述第1光电转换部生成的电荷；第2蓄存部，该第2蓄存部蓄存由所述第2光电转换部生成的电荷；第1传输部，该第1传输部将由所述第1光电转换部生成的电荷向所述第1蓄存部传输；第2传输部，该第2传输部将由所述第2光电转换部生成的电荷向所述第2蓄存部传输；第1输出部，该第1输出部输出基于蓄存在所述第1蓄存部中的电荷的第1信号；第2输出部，该第2输出部输出基于蓄存在所述第2蓄存部中的电荷的第2信号；和第1连接部，在从所述第1输出部输出所述第1信号及所述第2信号时，所述第1连接部通过将所述第1输出部与所述第2输出部连接，使所述第1输出部和所述第2输出部均从第1电流源被供给有电流以调整所述第1输出部的电容。
2.如权利要求1所述的摄像元件，其特征在于，
在从所述第1输出部输出所述第1信号及所述第2信号时，所述第1连接部通过将所述第1输出部与所述第2输出部连接，使所述第1输出部和所述第2输出部均从第1电流源被供给有电流而在饱和区域进行动作以调整所述第1输出部的电容。
3.如权利要求2所述的摄像元件，其特征在于，
所述第1连接部对所述第1输出部的电容进行调整，以使得从所述第1输出部及所述第2输出部输出所述第1信号及所述第2信号时的所述第1输出部的电容与从所述第1输出部输出所述第1信号及所述第2信号时的所述第1输出部的电容相同。
4.如权利要求1所述的摄像元件，其特征在于，
所述第1连接部是将所述第1输出部与所述第2输出部电连接、切断的开关。
5.一种摄像元件，其特征在于，
具备像素，该像素具有：对光进行光电转换而生成电荷的第1光电转换部及第2光电转换部；第1蓄存部，该第1蓄存部蓄存由所述第1光电转换部生成的电荷；第2蓄存部，该第2蓄存部蓄存由所述第2光电转换部生成的电荷；第1传输部，该第1传输部将由所述第1光电转换部生成的电荷向所述第1蓄存部传输；第2传输部，该第2传输部将由所述第2光电转换部生成的电荷向所述第2蓄存部传输；第1输出部，该第1输出部与第1信号线连接，从第1电流源被供给有电流并输出基于蓄存在所述第1蓄存部中的电荷的信号；第2输出部，该第2输出部与第2信号线连接，从第2电流源被供给有电流并输出基于蓄存在所述第2蓄存部中的电荷的信号；和第1连接部，该第1连接部配置在所述第1输出部与所述第2输出部之间，
在从所述第1输出部将所述第1信号及所述第2信号输出到所述第1信号线时，所述第1连接部通过将所述第1输出部与所述第2输出部连接，而将所述第1电流源与所述第2输出部连接。
6.如权利要求5所述的摄像元件，其特征在于，
在从所述第1输出部将所述第1信号及所述第2信号输出到所述第1信号线时，所述第1连接部通过将所述第1输出部与所述第2输出部连接，而将所述第1电流源与所述第2输出部连接，使所述第1输出部和所述第2输出部均从所述第1电流源被供给有电流而在饱和区域进行动作。
7.如权利要求5或6所述的摄像元件，其特征在于，
在基于由所述第1光电转换部生成的电荷的信号被输出至所述第1信号线、基于由所述第2光电转换部生成的电荷的信号被输出至所述第2信号线时，所述第1连接部将所述第1输出部与所述第2输出部切断。
8.如权利要求5所述的摄像元件，其特征在于，
所述像素具有第2连接部，该第2连接部将所述第1蓄存部与所述第2蓄存部连接。
9.如权利要求8所述的摄像元件，其特征在于，
在基于由所述第1光电转换部生成的电荷及由所述第2光电转换部生成的电荷的信号被输出至所述第1信号线时，所述第2连接部将所述第1蓄存部与所述第2蓄存部切断。
10.如权利要求8或9所述的摄像元件，其特征在于，
在通过所述第1连接部将所述第1输出部与所述第2输出部连接时，所述第2连接部将所述第1蓄存部与所述第2蓄存部切断。
11.如权利要求5所述的摄像元件，其特征在于，
所述第1输出部具有：第1放大晶体管，该第1放大晶体管生成基于由所述第1光电转换部生成的电荷的第1信号；和第1选择晶体管，该第1选择晶体管将所述第1放大晶体管与所述第1信号线连接，
所述第2输出部具有：第2放大晶体管，该第2放大晶体管生成基于由所述第2光电转换部生成的电荷的第2信号；和第2选择晶体管，该第2选择晶体管将所述第2放大晶体管与所述第2信号线连接，
所述第1连接部将所述第1放大晶体管与所述第1选择晶体管之间、和所述第2放大晶体管与所述第2选择晶体管之间连接。
12.如权利要求11所述的摄像元件，其特征在于，
在所述第1信号及所述第2信号被输出至所述第1信号线时，所述第1连接部将所述第1放大晶体管与所述第1选择晶体管之间、和所述第2放大晶体管与所述第2选择晶体管之间连接。
13.如权利要求11或12所述的摄像元件，其特征在于，
在所述第1放大晶体管与所述第1信号线通过第1选择晶体管连接、所述第2放大晶体管与所述第2信号线未通过第2选择晶体管连接时，所述第1连接部将所述第1放大晶体管与所述第1选择晶体管之间、和所述第2放大晶体管与所述第2选择晶体管之间连接。
14.如权利要求11所述的摄像元件，其特征在于，
在所述第1信号被输出至所述第1信号线、所述第2信号被输出至所述第2信号线时，所述第1连接部将所述第1放大晶体管与所述第1选择晶体管之间、和所述第2放大晶体管与所述第2选择晶体管之间切断。
15.如权利要求11所述的摄像元件，其特征在于，
在所述第1放大晶体管与所述第1信号线通过第1选择晶体管连接、所述第2放大晶体管与所述第2信号线通过第2选择晶体管连接时，所述第1连接部将所述第1放大晶体管与所述第1选择晶体管之间、和所述第2放大晶体管与所述第2选择晶体管之间切断。
16.如权利要求5所述的摄像元件，其特征在于，
所述像素在第1方向上配置有多个，多个所述像素具有第1像素和第2像素，
基于由所述第1像素的所述第1光电转换部及第2光电转换部生成的电荷的信号被输出至所述第1信号线，基于由所述第2像素的所述第1光电转换部及第2光电转换部生成的电荷的信号被输出至所述第2信号线。
17.如权利要求16所述的摄像元件，其特征在于，
具有第1动作和第2动作，
在所述第1动作中，基于由所述第1像素的所述第1光电转换部及第2光电转换部生成的电荷的信号被输出至所述第1信号线，基于由所述第2像素的所述第1光电转换部及第2光电转换部生成的电荷的信号被输出至所述第2信号线，
在所述第2动作中，基于由所述第1像素的所述第1光电转换部及第2光电转换部生成的电荷的信号、和基于由所述第2像素的所述第1光电转换部及第2光电转换部生成的电荷的信号被输出至所述第1信号线。
18.如权利要求5所述的摄像元件，其特征在于，
所述第1连接部是将所述第1输出部与所述第2输出部电连接、切断的开关。
19.一种电子相机，其特征在于，具备：
权利要求1～18中任一项所述的摄像元件；和
图像生成部，其基于从所述摄像元件输出的信号而生成图像数据。
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