(57)【要約】【課題】高い感度で光を検出でき、出力飽和の発生を低減可能とする固体撮像装置およびカメラシステムを提供すること。【解決手段】実施形態によれば、固体撮像装置は、画素領域および駆動回路を備える。画素領域は、単位配列を備える。駆動回路は、信号電荷を読み出すための駆動信号を供給する。単位配列は、第１画素および第２画素を備える。第１画素であるＷ画素は、単位配列内の画素のうち光感度が最も高い画素である。第２画素は、第１画素以外の画素である。駆動回路は、露光開始時から第１時間である時間Ｔ１が経過したときに第１画素へ駆動信号を供給する。露光開始時は、第１画素および第２画素での信号電荷の蓄積を開始した時である。駆動回路は、露光開始時から第２時間である時間Ｔ２が経過したときに、第１画素および第２画素へ駆動信号を供給する。第２時間は、固体撮像装置を備えるカメラシステムのフレームレート期間である。【選択図】図５
2017147528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子を含む画素の単位配列を備える画素領域と、
前記光電変換素子で生成された信号電荷を読み出すための駆動信号を前記画素へ供給する駆動回路と、を備える固体撮像装置であって、
前記単位配列は、前記単位配列内の画素のうち光感度が最も高い第１画素と、前記第１画素以外の第２画素とを備え、
前記駆動回路は、前記第１画素および前記第２画素での信号電荷の蓄積を開始した露光開始時から第１時間が経過したときに前記第１画素へ前記駆動信号を供給し、かつ前記露光開始時から、前記固体撮像装置を備えるカメラシステムのフレームレート期間である第２時間が経過したときに、前記第１画素および前記第２画素へ前記駆動信号を供給することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１時間は、前記第１画素に蓄積される信号電荷が飽和電荷量に達するまでの時間であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１時間は、あらかじめ設定された時間であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１時間が経過したときに供給された前記駆動信号に応じて前記第１画素から読み出された第１画素信号からなる第１フレームと、前記第２時間が経過したときに供給された前記駆動信号に応じて前記第１画素から読み出された第２画素信号からなる第２フレームとを合成するフレーム合成部を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像装置の移動量を検出する移動量検出部を備え、
前記フレーム合成部は、前記移動量に応じて位置合わせされた前記第１フレームおよび前記第２フレームを合成することを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１画素は、可視領域全般における波長の光を含む白色光を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第１画素は、緑色光を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
光電変換素子を含む画素の単位配列を備える画素領域と、
前記光電変換素子で生成された信号電荷を読み出すための駆動信号を前記画素へ供給する駆動回路と、
前記画素領域からの信号を処理するプロセッサと、を備えるカメラシステムであって、
前記単位配列は、前記単位配列内の画素のうち光感度が最も高い第１画素と、前記第１画素以外の第２画素とを備え、
前記駆動回路は、前記第１画素および前記第２画素での信号電荷の蓄積を開始した露光開始時から第１時間が経過したときに前記第１画素へ前記駆動信号を供給し、かつ前記露光開始時から、前記カメラシステムのフレームレート期間である第２時間が経過したときに、前記第１画素および前記第２画素へ前記駆動信号を供給し、
前記プロセッサは、前記第１時間が経過したときに供給された前記駆動信号に応じて前記第１画素から読み出された第１画素信号からなる第１フレームと、前記第２時間が経過したときに供給された前記駆動信号に応じて前記第１画素から読み出された第２画素信号からなる第２フレームとを合成するフレーム合成部を備えることを特徴とするカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、固体撮像装置およびカメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置について、高い感度で光を検出するための画素配列が提案されている。固体撮像装置は、画素に蓄積される信号電荷が飽和電荷量に達することによる出力飽和の発生を低減することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７２２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一つの実施形態は、高い感度で光を検出でき、出力飽和の発生を低減可能とする固体撮像装置およびカメラシステムを提供することを目的とする。
【０００５】
一つの実施形態によれば、固体撮像装置は、画素領域および駆動回路を備える。画素領域は、画素の単位配列を備える。画素は、光電変換素子を含む。駆動回路は、画素へ駆動信号を供給する。駆動信号は、光電変換素子で生成された信号電荷を読み出すための信号である。単位配列は、第１画素および第２画素を備える。第１画素は、単位配列内の画素のうち光感度が最も高い画素である。第２画素は、第１画素以外の画素である。駆動回路は、露光開始時から第１時間が経過したときに第１画素へ駆動信号を供給する。露光開始時は、第１画素および第２画素での信号電荷の蓄積を開始した時である。駆動回路は、露光開始時から第２時間が経過したときに、第１画素および第２画素へ駆動信号を供給する。第２時間は、固体撮像装置を備えるカメラシステムのフレームレート期間である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態の固体撮像装置のブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す固体撮像装置を備えるカメラシステムのブロック図である。
【図３】図３は、図１に示す画素領域に備えられた単位配列の模式図である。
【図４】図４は、図３に示す単位配列の画素における露光時間と、画素に蓄積される電子数との関係を示す図である。
【図５】図５は、単位配列の画素における露光時間と、画素に蓄積される電子数との関係を示す図である。
【図６】図６は、図１に示す撮像処理回路および図２に示すＩＳＰの一部構成を示す図である。
【図７】図７は、ＩＳＰにおけるフレーム合成について説明する図である。
【図８】図８は、画素領域に備えられた単位配列の第１変形例を示す図である。
【図９】図９は、画素領域に備えられた単位配列の第２変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態の固体撮像装置の一部構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に図面を参照して、実施形態にかかる固体撮像装置およびカメラシステムを詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の固体撮像装置のブロック図である。図２は、固体撮像装置を備えるカメラシステムのブロック図である。カメラシステム１は、カメラモジュール２を備える電子機器であって、例えばカメラ付き携帯端末である。カメラシステム１は、デジタルカメラ、車載カメラ等の電子機器であっても良い。
【０００９】
カメラシステム１は、カメラモジュール２および後段処理部３を備える。カメラモジュール２は、撮像光学系４および固体撮像装置５を備える。後段処理部３は、イメージシグナルプロセッサ（ＩＳＰ）６、記録部７および表示部８を備える。
【００１０】
撮像光学系４は、被写体からの光を取り込む。撮像光学系４は、被写体像を結像させる撮像レンズ（図示省略）を備える。固体撮像装置５は、被写体像を撮像する。固体撮像装置５は、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサである。固体撮像装置５は、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）であっても良い。
【００１１】
ＩＳＰ６は、固体撮像装置５からの画像信号への信号処理を実施する。ＩＳＰ６は、画素補間（デモザイク）処理、ホワイトバランス調整、カラーマトリクス処理、ガンマ補正等の各種信号処理を実施する。記録部７は、ＩＳＰ６での信号処理を経た画像を記憶媒体等へ記録する。記録部７は、ユーザの操作等に応じて、表示部８へ画像信号を出力する。
【００１２】
表示部８は、ＩＳＰ６からの画像信号、あるいは記録部７から読み出された画像信号に応じて、画像を表示する。表示部８は、例えば、液晶ディスプレイである。カメラシステム１は、ＩＳＰ６での信号処理を経たデータに基づき、カメラモジュール２のフィードバック制御を実施する。
【００１３】
固体撮像装置５は、画素領域１１、制御回路１２、行走査回路１３、列走査回路１４、カラム処理回路１５および撮像処理回路１６を備える。画素領域１１は、画素の単位配列が行列状に配列された領域である。画素は、光電変換素子であるフォトダイオードを備える。光電変換素子は、入射光量に応じた信号電荷を生成する。画素は、入射光量に応じて生成された信号電荷を蓄積する。
【００１４】
制御回路１２、行走査回路１３、列走査回路１４、カラム処理回路１５および撮像処理回路１６は、画素領域１１が実装されているチップ上に集積された周辺回路部を構成する。固体撮像装置５の駆動のための各種データおよびクロック信号は、チップ外部のＩＳＰ６から、撮像処理回路１６を経て制御回路１２へ供給される。
【００１５】
制御回路１２は、クロック信号に応じて、周辺回路部の駆動を制御するための各種パルス信号を生成する。制御回路１２は、駆動タイミングを指示するパルス信号を、行走査回路１３、列走査回路１４、カラム処理回路１５および撮像処理回路１６のそれぞれに供給する。
【００１６】
駆動回路である行走査回路１３は、光電変換素子で生成された信号電荷を読み出すための駆動信号を、画素領域１１の画素へ供給する。行走査回路１３は、シフトレジスタおよびアドレスデコーダ等を備える。
【００１７】
制御回路１２は、垂直同期信号に応じたパルス信号を、行走査回路１３へ供給する。行走査回路１３は、画素信号が読み出される画素行を、制御回路１２からのパルス信号に応じて順次選択する。行走査回路１３は、選択された画素行において画素ごとに順次読み出し信号を供給することによる読み出し走査を行う。読み出し信号は、入射光量に応じて生成された画素信号を画素から読み出すための駆動信号である。
【００１８】
行走査回路１３は、画素ごとへの読み出し信号の供給に先行して、各画素へのリセット信号の供給による掃き出し走査を行う。リセット信号は、光電変換素子に残存されている電荷を排出させるための駆動信号である。各画素は、リセット信号が供給されたときから読み出し信号が供給されるまでの間、入射光量に応じて生成された信号電荷を蓄積する。
【００１９】
駆動信号は、行走査回路１３から各画素へ、画素駆動線１８を通じて伝送される。画素駆動線１８は、画素領域１１の画素行ごとに、駆動信号を供給する。画素行は、行方向（水平方向）へ配列された画素からなる。
【００２０】
画素信号は、各画素からカラム処理回路１５へ、垂直信号線１９を通じて伝送される。垂直信号線１９は、画素領域１１の画素列ごとに設けられている。画素列は、列方向（垂直方向）へ配列された画素からなる。カラム処理回路１５は、垂直信号線１９を伝送した画素信号を、画素列ごとに備えられた単位回路（図示省略）にて処理する。
【００２１】
カラム処理回路１５は、画素信号へ、固定パターンノイズの低減のための相関二重サンプリング処理（ＣＤＳ）を施す。カラム処理回路１５は、アナログ信号である画素信号へ、デジタル信号への変換であるＡＤ変換を施す。カラム処理回路１５は、ＣＤＳおよびＡＤ変換以外の処理を実施しても良い。カラム処理回路１５は、ＣＤＳおよびＡＤ変換を経た画素信号を、単位回路ごとに保持する。
【００２２】
列走査回路１４は、シフトレジスタおよびアドレスデコーダ等を備える。制御回路１２は、水平同期信号に応じたパルス信号を、列走査回路１４へ供給する。列走査回路１４は、画素信号を読み出す画素列を、制御回路１２からのパルス信号に応じて順次選択する。カラム処理回路１５は、列走査回路１４による選択走査に応じて、各単位回路に保持されている信号を順次出力する。
【００２３】
撮像処理回路１６は、カラム処理回路１５からの信号を成分とする画像信号を処理する処理回路である。撮像処理回路１６は、キズ補正、ノイズリダクション、シェーディング補正、ホワイトバランス調整およびハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）合成等の各種信号処理を実施する。
【００２４】
固体撮像装置５は、撮像処理回路１６での処理を経た画像信号をチップ外部へ出力する。カメラシステム１は、本実施形態において固体撮像装置５内で実施するものとした信号処理を、画素領域１１と同じチップ上の周辺回路部以外の回路で実施しても良い。信号処理は、周辺回路部に代えて、後段処理部３のＩＳＰ６が実施しても良い。カメラシステム１は、周辺回路部で実施するものとした信号処理を、周辺回路部とＩＳＰ６の双方で実施しても良い。周辺回路部およびＩＳＰ６は、本実施形態で説明する信号処理以外の信号処理を実施しても良い。
【００２５】
図３は、画素領域１１に備えられた単位配列の模式図である。単位配列は、４つの画素を備える。４個の画素は、行方向へ２個、および列方向へ２個の行列をなす。単位配列の４個の画素は、Ｗ画素、Ｒ画素、Ｂ画素およびＧ画素である。
【００２６】
Ｗ画素は、白色光を検出する画素である。白色光は、可視領域全般における波長の光を含む。Ｗ画素は、白色光を透過させる透明フィルタ（図示省略）を備える。Ｒ画素は、赤色光を検出する画素である。Ｒ画素は、赤色光を選択的に透過させるカラーフィルタ（図示省略）を備える。
【００２７】
Ｇ画素は、緑色光を検出する画素である。Ｇ画素は、緑色光を選択的に透過させるカラーフィルタ（図示省略）を備える。Ｂ画素は、青色光を検出する画素である。Ｂ画素は、青色光を選択的に透過させるカラーフィルタ（図示省略）を備える。
【００２８】
Ｗ画素は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素に比べて、広い波長域の光を検出する。Ｗ画素は、単位配列内の画素のうち光感度が最も高い第１画素である。Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素は、第１画素以外の第２画素である。
【００２９】
Ｒ画素およびＢ画素は、単位配列において互いに斜向かいに配置される。Ｗ画素およびＧ画素は、単位配列において互いに斜向かいに配置される。単位配列は、ベイヤー配列の１個のＧ画素が、Ｗ画素に置き換えられたものである。
【００３０】
画素領域１１は、Ｗ画素およびＲ画素が配列された第１画素列と、Ｂ画素およびＧ画素が配列された第２画素列とを含む。第１画素列には、露光時間を互いに異ならせて生成された画素信号をＷ画素およびＲ画素から読み出し可能とされた画素駆動線１８が設けられている。第２画素列には、同じ露光時間にて生成された画素信号をＢ画素およびＧ画素から読み出し可能とされた画素駆動線１８が設けられている。
【００３１】
図４および図５は、単位配列の画素における露光時間と、画素に蓄積される電子数との関係を示す図である。図４および図５において、横軸は、画素へリセット信号が供給されたときからの時間を表す。横軸の原点は、画素において信号電荷の蓄積が開始されたとき、すなわち露光開始時を表す。縦軸は、画素に蓄積された電子の数を表す。Ｗ、Ｇ、ＲおよびＢの各実線は、それぞれＷ画素、Ｇ画素、Ｒ画素およびＢ画素における露光時間と電子数の関係を表すグラフである。
【００３２】
露光開始時から、各画素の光感度に応じて電子数は増加していく。最も光感度が高いＷ画素は、画素に蓄積された電子数が最も早く増加する。画素に蓄積される信号電荷が飽和電荷量に達すると、出力される画素信号のレベルが一定となる出力飽和の状態となる。時間Ｔ１は、露光を開始してから、Ｗ画素の信号電荷が飽和電荷量に達するまでの時間である。
【００３３】
図４は、制御回路１２が第１の制御を実施する場合の露光時間と電子数の関係を表している。行走査回路１３は、第１の制御により、Ｗ画素、Ｇ画素、Ｒ画素およびＢ画素のそれぞれに対し、リセット信号の供給から時間Ｔ２が経過したときに、読み出し信号を供給する。時間Ｔ２は、カメラシステム１のフレームレート期間である。
【００３４】
Ｗ画素、Ｇ画素、Ｒ画素およびＢ画素からは、読み出し信号に応じて、露光開始時から時間Ｔ２が経過するまでに蓄積された信号電荷が読み出される。Ｗ画素、Ｇ画素、Ｒ画素およびＢ画素は、信号電荷に応じた画素信号を出力する。カメラシステム１は、時間Ｔ２を露光時間とする１つのフレームを生成する。図４の例では、Ｇ画素、Ｒ画素およびＢ画素では入射光量に応じた画素信号が得られる一方、Ｗ画素では出力飽和が生じる。カメラシステム１は、時間Ｔ２ごとに取得された画像を記録する。
【００３５】
図５は、制御回路１２が第２の制御を実施する場合の露光時間と電子数の関係を表している。行走査回路１３は、第２の制御にて、露光開始時から時間Ｔ１が経過したときに、Ｗ画素へ第１の読み出し信号を供給する。
【００３６】
Ｗ画素からは、第１の読み出し信号に応じて、露光開始時から時間Ｔ１が経過するまでに蓄積された信号電荷が読み出される。Ｗ画素は、信号電荷に応じたＷ画素信号（第１画素信号）を出力する。固体撮像装置５は、Ｗ画素信号を含む第１ＲＡＷ信号を出力する。      
【００３７】
行走査回路１３は、第１の読み出し信号の供給の直後に、Ｗ画素へリセット信号を供給する。Ｗ画素は、リセット信号が供給されてから、再び信号電荷を蓄積する。Ｇ画素、Ｒ画素およびＢ画素は、露光開始時から信号電荷の蓄積が継続される。
【００３８】
行走査回路１３は、露光開始時から、フレームレート期間である時間Ｔ２が経過したときに、Ｗ画素、Ｇ画素、Ｒ画素およびＢ画素へ第２の読み出し信号を供給する。
【００３９】
Ｗ画素からは、第２の読み出し信号に応じて、時間Ｔ２−Ｔ１にて蓄積された信号電荷が読み出される。Ｗ画素は、信号電荷に応じたＷ画素信号（第２画素信号）を出力する。Ｇ画素、Ｒ画素およびＢ画素からは、第２の読み出し信号に応じて、露光開始時から時間Ｔ２が経過するまでに蓄積された信号電荷が読み出される。Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素は、信号電荷に応じたＲ画素信号、Ｇ画素信号およびＢ画素信号をそれぞれ出力する。固体撮像装置５は、Ｗ、Ｒ、ＧおよびＢの各画素信号を含む第２ＲＡＷ信号を出力する。
【００４０】
図６は、撮像処理回路１６およびＩＳＰ６の一部構成を示す図である。図６には、撮像処理回路１６およびＩＳＰ６のうち、フレーム合成のための処理を実施する構成を示している。
【００４１】
撮像処理回路１６は、移動量検出部２１を備える。移動量検出部２１は、撮像光学系４の光軸に垂直な二次元方向におけるカメラシステム１の移動量を検出する。かかる二次元方向は、画素領域１１の行方向および列方向に平行である。移動量検出部２１は、センサ（図示省略）からの信号を基に、カメラシステム１の移動量および移動方向を検出する。
【００４２】
センサは、例えば、振動ジャイロ機構を備える角速度センサである。センサは、ホール素子を備えるものであっても良い。ホール素子は、ホール効果を利用して磁界を電気信号へ変換する。なお、移動量検出部２１は、センサからの信号を基に移動量を検出するものに限られない。移動量検出部２１は、画像検出処理により移動量を検出しても良い。
【００４３】
撮像処理回路１６は、第１ＲＡＷデータ（ＲＡＷ１）、第２ＲＡＷデータ（ＲＡＷ２）、および移動量検出部２１で検出された移動量のデータをＩＳＰ６へ送る。
【００４４】
ＩＳＰ６は、位置調整部２２、フレーム合成部２３およびフレームメモリ２４を備える。フレームメモリ２４は、フレームを一時保持する。位置調整部２２は、移動量検出部２１で検出された移動量に応じてフレームの位置合わせを行う。フレーム合成部２３は、フレームの合成を行う。
【００４５】
図７は、ＩＳＰ６におけるフレーム合成について説明する図である。フレームＷ１（第１フレーム）は、ＲＡＷ１のＷ画素信号からなるＲＡＷ画像とする。フレームメモリ２４は、撮像処理回路１６からＲＡＷ１が入力されると、フレームＷ１を保持する。
【００４６】
フレームＷ２（第２フレーム）は、ＲＡＷ２のＷ画素信号からなるＲＡＷ画像とする。フレームＲＧＢ（第３フレーム）は、ＲＡＷ２のＲ、ＧおよびＢの各画素信号からなるＲＡＷ画像とする。フレームメモリ２４は、撮像処理回路１６からＲＡＷ２が入力されると、フレームＷ２およびフレームＲＧＢを保持する。フレームメモリ２４は、３つのフレームＷ１、Ｗ２、ＲＧＢを保持可能な容量を備える。
【００４７】
位置調整部２２は、フレームメモリ２４に保持されたフレームＷ１およびフレームＷ２の切り出し範囲を、移動量データに応じて調整する。位置調整部２２は、フレームＷ１およびフレームＷ２の被写体像の位置合わせを行う。フレーム合成部２３は、位置調整部２２での調整を経たフレームＷ１およびフレームＷ２の合成により、フレームＷ（第４フレーム）を生成する。カメラシステム１は、かかる位置合わせにより、ブレが低減された画像を得ることができる。
【００４８】
フレーム合成部２３は、フレームＷおよびフレームＲＧＢから、フレームＷＲＧＢを合成する。ＩＳＰ６は、フレームＷＲＧＢに対するデモザイク処理により、カラーのビットマップ画像を生成する。
【００４９】
固体撮像装置５は、時間Ｔ１の経過時にＷ画素から一旦信号電荷を読み出すことで、Ｗ画素について出力飽和の発生を低減できる。固体撮像装置５は、時間Ｔ２の経過までに再度Ｗ画素にて光を検出することで、感度を向上させることができる。
【００５０】
固体撮像装置５は、時間Ｔ２をＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素の露光時間とすることで、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素について、Ｗ画素の露光時間より長い露光時間を確保する。固体撮像装置５は、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光の高感度な検出が可能となる。固体撮像装置５は、Ｗ画素に対するＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素の感度不足を十分に補うことができる。カメラシステム１は、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光の高感度な検出により、色ノイズの発生を低減できる。
【００５１】
固体撮像装置５は、例えば、Ｗ画素での出力飽和が検出された場合に、第１の制御から第２の制御への切り換えを行う。固体撮像装置５は、高照度環境での撮影と判断した場合に、第２の制御を実施しても良い。固体撮像装置５は、アナログゲインあるいは照度検知結果に応じて、高照度環境か否かを判断する。固体撮像装置５は、ユーザによる撮影モードの指定に応じて、第１の制御および第２の制御の切り換えを行っても良い。
【００５２】
時間Ｔ１は、露光を開始してからＷ画素の信号電荷が飽和電荷量に達するまでに要した時間に限られない。時間Ｔ１は、Ｗ画素の信号電荷が飽和電荷量に達するまでに要した時間より短い時間であっても良い。固体撮像装置５が駆動可能な最速のフレームレートを第２フレームのフレームレートが上回らないような時間Ｔ２−Ｔ１を確保するために、固体撮像装置５は、時間Ｔ１の長さを調整しても良い。
【００５３】
固体撮像装置５は、適正なフレームレートを得るために、Ｗ画素と、その他の画素、例えばＧ画素とが適切な感度差となるような措置が取られていても良い。例えば、Ｗ画素とＧ画素との感度差は、Ｗ画素の信号電荷が飽和電荷量に達するまでの時間が、Ｇ画素の信号電荷が飽和電荷量に達するまでの時間の半分程度となるように調整される。感度差の調整は、いずれの方法によってなされたものでも良い。例えば、カラーフィルタの顔料とする材料の選択によって、感度差の調整がなされても良い。
【００５４】
時間Ｔ１は、Ｗ画素の信号電荷が飽和電荷量に達するまでの時間の予測によってあらかじめ設定された時間であっても良い。時間Ｔ１は、時間Ｔ２の半分の長さの一定時間としても良い。カメラシステム１のフレームレートが３０ｆｐｓ（frames  per  second）である場合に、時間Ｔ１は６０分の１秒と設定される。カメラシステム１のフレームレート期間である時間Ｔ２は、３０分の１秒と設定される。
【００５５】
図８は、画素領域１１に備えられた単位配列の第１変形例を示す図である。単位配列の４個の画素は、第１画素である２個のＷ画素と、第２画素であるＲ画素およびＢ画素である。第１変形例では、図３に示す単位配列のうちＧ画素がＷ画素に置き換えられている。第１変形例の場合も、固体撮像装置５は、Ｗ画素の出力飽和の発生を低減させ、かつＲ光およびＢ光の高感度な検出が可能となる。
【００５６】
図９は、画素領域１１に備えられた単位配列の第２変形例を示す図である。第２変形例の単位配列は、ベイヤー配列である。４個の画素は、２個のＧ画素と、Ｒ画素およびＢ画素である。
【００５７】
Ｇ画素は、Ｒ画素およびＢ画素に比べて、広い波長域の光を検出する。Ｇ画素は、単位配列内の画素のうち光感度が最も高い第１画素である。Ｒ画素およびＢ画素は、第２画素である。時間Ｔ１は、例えば、露光を開始してから、Ｇ画素の信号電荷が飽和電荷量に達するまでの時間である。第２変形例の場合、固体撮像装置５は、Ｇ画素の出力飽和の発生を低減させ、かつＲ光およびＢ光の高感度な検出が可能となる。
【００５８】
第１の実施形態によると、固体撮像装置５は、露光開始から第１時間の経過時と第２時間の経過時とに第１画素の画素信号を読み出すことで、第１画素の出力飽和の発生を低減させる。固体撮像装置５は、露光開始から第２時間の経過時に第２画素の画素信号を読み出すことで、第１画素に対する第２画素の感度不足を十分に補うことができる。これにより、固体撮像装置５は、高い感度で光を検出でき、かつ出力飽和の発生を低減できるという効果を得ることができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態の固体撮像装置の一部構成を示す図である。第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。図１０には、撮像処理回路１６のうち、フレーム合成のための処理を実施する要素を示している。
【００６０】
撮像処理回路１６は、移動量検出部２１、位置調整部２２、フレーム合成部２３およびフレームメモリ２４を備える。第２の実施形態のカメラシステム１は、第１の実施形態におけるフレームＷＲＧＢの合成までの処理を、撮像処理回路１６にて実施する。ＩＳＰ６は、フレームＷＲＧＢに対するデモザイク処理を実施する。第２の実施形態でも、カメラシステム１は、第１の実施形態と同様に、ブレが低減された画像を得ることができる。
【００６１】
第２の実施形態によれば、固体撮像装置５は、第１の実施形態と同様に、高い感度で光を検出でき、かつ出力飽和の発生を低減できる。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１  カメラシステム、５  固体撮像装置、６  ＩＳＰ、１１  画素領域、１３  行走査回路、１６  撮像処理回路、２１  移動量検出部、２２  位置調整部、２３  フレーム合成部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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