(57)【要約】【課題】高速化と多画素化（高解像度化）とが両立され、画素加算を行う際に十分な感度を得ることができる固体撮像装置およびその駆動方法を提供する。【解決手段】カラーフィルタを有する複数の画素で構成された撮像領域を有する固体撮像装置において、列方向または行方向に２つずつの同色画素を配置する。画素加算を行うモードで駆動する際には、互いに隣接する同色画素からの信号を加算して出力する。各画素は、画素加算が行われた状態で高い解像度が得られるように配置される。【選択図】図２
2009005318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を光電変換する光電変換素子を有する画素を備えた固体撮像装置において、
前記固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、
前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、
同じ色の複数の画素からの信号を画素加算した後の重心の配列が斜めに傾斜したベイヤー配列を構成する固体撮像装置。
【請求項２】
入射光を光電変換する光電変換素子を有する画素を備えた固体撮像装置において、
前記固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、
前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、
前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ列と第（ｎ＋２）列の画素列は前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）列と第（ｎ＋３）列の画素列は、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも列方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）列の画素列と前記第（ｎ＋３）列の画素列とは前記画素の配置が列方向にｍ画素分ずれており、
同じ色の複数の画素からの前記信号が画素加算される固体撮像装置。
【請求項３】
前記増幅型固体撮像装置は、
前記光電変換素子で生じた前記信号を増幅して出力する増幅トランジスタを有する前記画素が行列状に配置された撮像領域と、
前記画素の行ごとに設けられ、行方向に延び、前記増幅トランジスタで増幅された前記信号を伝送する垂直信号線と、
前記画素の行ごとに設けられ、前記垂直信号線を介して伝送された前記信号を一時的に保持する信号蓄積容量と、
前記信号蓄積容量に保持された前記信号を列方向に伝送する水平信号線と、
複数個の前記信号蓄積容量に保持された前記信号のうちから、前記水平信号線に転送させる信号を選択する水平アドレス回路と、
前記水平信号線に接続され、選択された前記信号を画像信号として出力する出力部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第（ｎ＋１）列の画素列と前記第（ｎ＋３）列の画素列は、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも列方向に２個ずつ交互に配置されてなり、且つ第（ｎ＋１）列の画素列と第（ｎ＋３）列の画素列とは前記画素の配置が列方向に２画素分ずれていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
入射光を光電変換する光電変換素子を有する画素を備えた固体撮像装置において、
前記固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、
前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、
前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ行と第（ｎ＋２）行の画素ラインは前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）行と第（ｎ＋３）行の画素ラインは、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも行方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）行の画素ラインと前記第（ｎ＋３）行の画素ラインとは前記画素の配置が行方向にｍ画素分ずれており、
同じ色の複数の画素から出力された信号が画素加算される固体撮像装置。
【請求項６】
前記増幅型固体撮像装置は、
前記光電変換素子で生じた信号を増幅して出力する増幅トランジスタを有する前記画素が行列状に配置された撮像領域と、
前記画素の行ごとに設けられ、行方向に延び、前記増幅トランジスタで増幅された前記信号を伝送する垂直信号線と、
前記画素の行ごとに設けられ、前記垂直信号線を介して伝送された前記信号を一時的に保持する信号蓄積容量と、
前記信号蓄積容量に保持された前記信号を列方向に伝送する水平信号線と、
複数個の前記信号蓄積容量に保持された前記信号のうちから、前記水平信号線に転送させる信号を選択する水平アドレス回路と、
前記水平信号線に接続され、選択された前記信号を画像信号として出力する出力部とを備え、
前記信号蓄積容量は前記画素の行ごとにｌ（ｌは２以上の自然数）個以上ずつ設けられている請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第（ｎ＋１）行の画素ラインと前記第（ｎ＋３）行の画素ラインは、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも行方向に２個ずつ交互に配置されてなり、且つ第（ｎ＋１）行の画素ラインと第（ｎ＋３）行の画素ラインとは前記画素の配置が行方向に２画素分ずれていることを特徴とする請求項５または６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記固体撮像装置は少なくとも第１のモードで駆動され、前記垂直信号線を介して出力された信号を列ごとに振り分けて、少なくともｍ列分の前記画素の信号を同時に前記信号蓄積容量に保持させる振り分けスイッチをさらに備えており、
前記第１のモードにおいて、前記水平アドレス回路は、行方向にｍ個連続して配置された同色の前記画素から出力された前記信号を同時に前記水平信号線に転送させ、前記出力部は、ｍ個の前記信号が加算された画素加算信号を前記画像信号として出力することを特徴とする請求項６または７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
入射光を光電変換する光電変換素子と、前記光電変換素子で生じた信号を増幅する増幅トランジスタとを有する画素が行列状に配置された撮像領域と、前記画素の行ごとに設けられ、行方向に延びる垂直信号線と、前記画素の行ごとに設けられた信号蓄積容量と、水平信号線と、水平アドレス回路と、出力部とを備えた固体撮像装置の駆動方法であって、
前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、
前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ列と第（ｎ＋２）列の画素列は前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）列と第（ｎ＋３）列の画素列は、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも列方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）列の画素列と前記第（ｎ＋３）列の画素列とは前記画素の配置が列方向にｍ画素分ずれており、
前記駆動方法は、
前記光電変換素子で生成され、前記増幅トランジスタで増幅された前記信号を１つの画素列について各行の前記垂直信号線に読み出すステップ（ａ）と、
一列分の前記画素から出力された前記信号を前記信号蓄積容量に保持させるステップ（ｂ）と、
前記信号蓄積容量に保持された前記信号のうち、列方向にｍ個連続する同色画素から出力された前記信号を前記水平信号線に同時に転送させて前記同色画素から出力された前記信号を加算させるステップ（ｃ）と、
前記信号が加算された画素加算信号を前記出力部が出力するステップ（ｄ）とを備える、
あるいは、
前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、
前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ行と第（ｎ＋２）行の画素ラインは前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）行と第（ｎ＋３）行の画素ラインは、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも行方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）行の画素ラインと前記第（ｎ＋３）行の画素ラインとは前記画素の配置が行方向にｍ画素分ずれており、
前記信号蓄積容量は前記画素の行ごとにｍ個以上ずつ設けられており、
前記駆動方法は、
前記光電変換素子で生成され、前記増幅トランジスタで増幅された前記信号を１つの画素列について各行の前記垂直信号線に読み出すステップ（ｅ）と、
第一列から第ｍ列までの前記画素から出力された前記信号を列ごとに順次前記信号蓄積容量に保持させるステップ（ｆ）と、
前記信号蓄積容量に保持された前記信号のうち、行方向にｍ個連続する同色画素から出力された前記信号を前記水平信号線に同時に転送させて前記同色画素から出力された前記信号を加算させるステップ（ｇ）と、
前記信号が加算された画素加算信号を前記出力部が出力するステップ（ｈ）とを備えることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１０】
固体撮像装置と、前記固体撮像装置から出力された前記信号を処理する画像処理回路と、を備えた撮像装置であって、
前記固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、
前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、
同じ色の複数の画素からの信号を画素加算した後の重心の配列が、斜めに傾斜したベイヤー配列を構成する撮像装置。
【請求項１１】
固体撮像装置と、前記固体撮像装置から出力された前記信号を処理する画像処理回路とを備えた撮像装置であって、
前記固体撮像装置は、前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ列と第（ｎ＋２）列の画素列は前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）列と第（ｎ＋３）列の画素列は、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも列方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）列の画素列と前記第（ｎ＋３）列の画素列とは前記画素の配置が列方向にｍ画素分ずれており、
同じ色の複数の画素からの信号が画素加算される撮像装置。
【請求項１２】
固体撮像装置と、前記固体撮像装置から出力された前記信号を処理する画像処理回路とを備えた撮像装置であって、
前記固体撮像装置は、前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ行と第（ｎ＋２）行の画素ラインは前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）行と第（ｎ＋３）行の画素ラインは、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも行方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）行の画素ラインと前記第（ｎ＋３）行の画素ラインとは前記画素の配置が行方向にｍ画素分ずれており、
同じ色の複数の画素からの信号が画素加算される撮像装置。
【請求項１３】
前記画像処理回路は、画素加算圧縮データと画素未加算ＲＡＷデータを出力することを特徴とする請求項１０〜１２のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記画像処理回路は、圧縮未画素加算データと画素加算ＲＡＷデータを出力することを特徴とする請求項１０〜１２のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画素加算モードを備える撮像装置およびこれに用いられる固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラなどの撮像装置は画質及び機能の更なる向上が要望されており、これらの撮像装置に搭載される固体撮像装置では、信号処理の高速化が望まれている。いわゆる画素加算（画素混合）は、複数の画素から出力された信号を加算して固体撮像装置の外部に出力する手法である。
【０００３】
以下、特許文献１に示された画素加算モードを備えた従来の固体撮像装置について説明する。
【０００４】
図１４は、従来の固体撮像装置の構成を示す図である。同図に示すように、従来の固体撮像装置は、光電変換素子と当該光電変換素子の上方に装着されたカラーフィルタとを有する画素５４１が多数個行列状に配置されてなる撮像領域と、各行の画素に隣接して配置されたゲートＶ１〜ゲートＶ１２までの１２相の垂直転送段５４２と、垂直転送段５４２の延長部分であって、撮像領域の縁部に配置されたゲートＶ１３〜ゲートＶ４８で構成される垂直−水平転送制御部５１５と、Ｈ１とＨ２とで構成される２相の水平転送段５１３と、出力アンプ５１４とを備えている。カラーフィルタの配列としては、例えばベイヤー配列が採用される。ここで、図１４中のＧｒとＧｂは実際には共に緑（Ｇ）フィルタを有する画素を示すが、動作の説明の便宜上、水平両サイドを赤（Ｒ）フィルタを有する画素で挟まれる画素をＧｒ、水平両サイドを青（Ｂ）フィルタを有する画素で挟まれる画素をＧｂと表記する。
【０００５】
また、図１４において、符号５１６はＧｒの画素加算エリアの基本単位を示し、符号５１７はＢの画素加算エリアの基本単位を示し、符号５１８はＧｂの画素加算エリアの基本単位を示し、符号５１９はＲの画素加算エリアの基本単位を示している。
【０００６】
また、信号電荷は画素５４１内の光電変換素子から垂直転送段５４２へと読み出される。次いで、各々同色の画素５４１から読み出された信号電荷は３画素分が垂直転送段５４２内で加算される。続いて、垂直−水平転送制御部５１５はゲートＶ１３からゲートＶ４８までの全てのゲートを垂直転送段５４２と同様に６相モードで駆動することで、垂直−水平転送制御部５１５内に３画素分が加算されたＧｒ及びＲの信号電荷が蓄積される。次に、垂直−水平転送制御部５１５のＶ３７〜Ｖ４２とＶ１９〜Ｖ２４のみを通常の６相駆動で動作させることで、Ｖ４２を含む行とＶ２４を含む行の各々に蓄積されたＧｒとＲの信号電荷のみが水平転送段５１３内へ転送される。次に、水平転送段５１３を通常の２相駆動モードで動作させ、転送されたＧｒとＲの信号電荷を２段転送する。その後、垂直−水平転送制御部５１５のＶ２５〜Ｖ３０とＶ４３〜Ｖ４８のみを通常の６相駆動で動作させることで、Ｖ３０を含む行とＶ４８を含む行の各々に蓄積されたＧｒとＲの信号電荷のみが水平転送段５１３内へ転送され、水平転送段５１３内の同色の信号電荷と加算される。これにより、水平転送段５１３内で都合６画素のＧｒとＲの信号電荷が加算される。更に、水平転送段５１３を通常の２相駆動モードで、２段転送した後、垂直−水平転送制御部５１５のＶ１３〜Ｖ１８とＶ３１〜Ｖ３６のみを通常の６相駆動で動作させることで、Ｖ１８の列とＶ３６の列の各々ＧｒとＲの信号電荷のみが水平転送段５１３内へ転送され、水平転送段５１３内の同色の信号電荷とそれぞれ加算される。これにより、水平転送段５１３内で都合９画素の各々ＧｒとＲの信号電荷が加算される。その後、水平転送段５１３を通常の２相駆動で動作させ、出力アンプ５１４を介して、固体撮像素子から各々９画素加算されたＧｒとＲの信号をそれぞれ出力する。
【０００７】
以上の一連の動作を繰り返すことにより、次のラインでは、固体撮像素子からそれぞれ９画素加算されたＢとＧｂの信号をそれぞれ出力する。以上で説明した画素加算を行うことで、出力アンプ５１４が１フレーム当たりに出力する信号数を減らし、画素数が信号処理の高速化を図ることができる。
【０００８】
また、特許文献２には４画素加算（一部、２画素加算）を行う固体撮像装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３１２１４０号公報
【特許文献２】特開２００１−３６９２０号公報
【特許文献３】ＷＯ２００２／０８５００２号パンフレット
【特許文献４】特開２０００−１２５３１１号公報
【特許文献５】特開２００５−１７５５１７号公報
【特許文献６】特開平９−４６５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
現在のデジタルスチルカメラでは、静止画を撮影する際には画素加算を行わないモードで固体撮像装置を駆動させ、高い解像度が要求されないモニターで静止画を撮影する際や、信号処理が増える動画撮影の際には画素加算を行うモードで固体撮像装置を駆動させることが多い。
【００１０】
一方、固体撮像装置が搭載されるデジタルスチルカメラの画素数は、現在最も多いもので１０００万画素程度であり、処理の高速化と高画素化（高解像度化）をさらに高い次元で両立させることが固体撮像装置に求められている。
【００１１】
しかし、特許文献１に示された９画素加算方式の固体撮像装置は、加算（混合）後の画素数の減少が大きいために、高速化と高画素化を高い次元での両立が求められる撮像装置（例えば、一眼レフデジタルスチルカメラ、コンパクトデジタルカメラ）には用いることが困難であった。
【００１２】
また、画素加算が行われる場合、水平転送段５１３を流れる信号の電荷量が大きくなるので、理論的には固体撮像装置の感度が向上する。しかしながら、従来の固体撮像装置では、出力アンプ５１４からの出力信号の大きさは画素加算を行うモードと行わないモードとで一定となるので、画素加算を行う場合には出力アンプ５１４のゲインを加算した分だけ小さくしなければならない。その結果、相対的に雑音が大きくなってしまい、感度を十分に向上させることができない。
【００１３】
特許文献２に記載の固体撮像装置においては、画素が斜め方向の一方にのみ加算されているので、右斜め方向と左斜め方向で解像度が異なるだけでなく偽解像（モアレ）の原因になる、という課題を有していた。
【００１４】
前記課題に鑑み、本発明は高速化と多画素化（高解像度化）とが両立され、偽解像等の不具合を生じず、画素加算を行う際に十分な感度を得ることができる固体撮像装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前期課題に鑑み、本発明では、ｍ画素加算（ｍは２以上の整数）可能な固体撮像装置であり、例えば２画素の同色画素の信号を加算した場合でも、各画素を独立に読み出した場合に近い解像度が得られるフィルタ配列を提案する。
【００１６】
すなわち、本発明の第１の固体撮像装置は、入射光を光電変換する光電変換素子を有する画素を備えた増幅型固体撮像装置であり、前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、同じ色の複数の画素からの信号を画素加算した後の重心の配列が斜めに傾斜したベイヤー配列を構成する。
【００１７】
また、本発明の第２の固体撮像装置は、入射光を光電変換する光電変換素子を有する画素を備えた増幅型固体撮像装置であり、前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ列と第（ｎ＋２）列の画素列は前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）列と第（ｎ＋３）列の画素列は、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも列方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）列の画素列と前記第（ｎ＋３）列の画素列とは前記画素の配置が列方向にｍ画素分ずれており、同じ色の複数の画素からの前記信号が画素加算される。
【００１８】
また、前記増幅型固体撮像装置は、前記光電変換素子で生じた信号を増幅して出力する増幅トランジスタを有する前記画素が行列状に配置された撮像領域と、前記画素の行ごとに設けられ、行方向に延び、前記増幅トランジスタで増幅された前記信号を伝送する垂直信号線と、前記画素の行ごとに設けられ、前記垂直信号線を介して伝送された前記信号を一時的に保持する信号蓄積容量と、前記信号蓄積容量に保持された前記信号を列方向に伝送する水平信号線と、複数個の前記信号蓄積容量に保持された前記信号のうちから、前記水平信号線に転送させる信号を選択する水平アドレス回路と、前記水平信号線に接続され、選択された前記信号を画像信号として出力する出力部とを備えていてもよい。
【００１９】
本発明の第３の固体撮像装置は、入射光を光電変換する光電変換素子を有する画素を備えた増幅型固体撮像装置であって、前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ行と第（ｎ＋２）行の画素ラインは前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）行と第（ｎ＋３）行の画素ラインは、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも行方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）行の画素ラインと前記第（ｎ＋３）行の画素ラインとは前記画素の配置が行方向にｍ画素分ずれており、前記信号蓄積容量は前記画素の行ごとにｍ個以上ずつ設けられている。
【００２０】
第１〜３の固体撮像装置とも、ディジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に組み込むことで、動画撮影など、単位時間当たりに処理すべき信号が多い場合であっても、画素加算を行うことで、静止画撮影時などに近い解像度を得ることができる。
【００２１】
本発明の固体撮像装置の駆動方法は、入射光を光電変換する光電変換素子と、前記光電変換素子で生じた信号を増幅する増幅トランジスタとを有する画素が行列状に配置された撮像領域と、前記画素の行ごとに設けられ、行方向に延びる垂直信号線と、前記画素の行ごとに設けられた信号蓄積容量と、水平信号線と、水平アドレス回路と、出力部とを備えた固体撮像装置の駆動方法であって、前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ列と第（ｎ＋２）列の画素列は前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）列と第（ｎ＋３）列の画素列は、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも列方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）列の画素列と前記第（ｎ＋３）列の画素列とは前記画素の配置が列方向にｍ画素分ずれており、前記駆動方法は、前記光電変換素子で生成され、前記増幅トランジスタで増幅された前記信号を１つの画素列について各行の前記垂直信号線に読み出すステップ（ａ）と、一列分の前記画素から出力された前記信号を前記信号蓄積容量に保持させるステップ（ｂ）と、前記信号蓄積容量に保持された前記信号のうち、列方向にｍ個連続する同色画素から出力された前記信号を前記水平信号線に同時に転送させて前記同色画素から出力された前記信号を加算させるステップ（ｃ）と、前記信号が加算された画素加算信号を前記出力部が出力するステップ（ｄ）とを備える、あるいは、前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ行と第（ｎ＋２）行の画素ラインは前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）行と第（ｎ＋３）行の画素ラインは、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも行方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）行の画素ラインと前記第（ｎ＋３）行の画素ラインとは前記画素の配置が行方向にｍ画素分ずれており、前記信号蓄積容量は前記画素の行ごとにｍ個以上ずつ設けられており、前記駆動方法は、前記光電変換素子で生成され、前記増幅トランジスタで増幅された前記信号を１つの画素列について各行の前記垂直信号線に読み出すステップ（ｅ）と、第一列から第ｍ列までの前記画素から出力された前記信号を列ごとに順次前記信号蓄積容量に保持させるステップ（ｆ）と、前記信号蓄積容量に保持された前記信号のうち、行方向にｍ個連続する同色画素から出力された前記信号を前記水平信号線に同時に転送させて前記同色画素から出力された前記信号を加算させるステップ（ｇ）と、前記信号が加算された画素加算信号を前記出力部が出力するステップ（ｈ）とを備えている。
【００２２】
本発明の第１の撮像装置は、固体撮像装置と、前記固体撮像装置から出力された前記信号を処理する画像処理回路とを備えた撮像装置であって、前記固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、同じ色の複数の画素からの信号を画素加算した後の重心の配列が、斜めに傾斜したベイヤー配列を構成する。
【００２３】
本発明の第２の撮像装置は、固体撮像装置と、前記固体撮像装置から出力された前記信号を処理する画像処理回路とを備えた撮像装置であって、前記固体撮像装置は、前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ列と第（ｎ＋２）列の画素列は前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）列と第（ｎ＋３）列の画素列は、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも列方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）列の画素列と前記第（ｎ＋３）列の画素列とは前記画素の配置が列方向にｍ画素分ずれており、同じ色の複数の画素からの信号が画素加算される。
【００２４】
本発明の第３の撮像装置は、固体撮像装置と、前記固体撮像装置から出力された前記信号を処理する画像処理回路とを備えた撮像装置であって、前記固体撮像装置は、前記画素には前記入射光の赤、緑、青の成分をそれぞれ前記信号に変換する赤画素、緑画素、青画素があり、前記撮像領域において、ｎを正の整数、ｍを２以上の整数とすると、第ｎ行と第（ｎ＋２）行の画素ラインは前記緑画素で構成され、第（ｎ＋１）行と第（ｎ＋３）行の画素ラインは、前記赤画素と前記青画素とが少なくとも行方向にｍ個ずつ交互に配置されてなり、且つ前記第（ｎ＋１）行の画素ラインと前記第（ｎ＋３）行の画素ラインとは前記画素の配置が行方向にｍ画素分ずれており、同じ色の複数の画素からの信号が画素加算される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、例えば２つの同色画素を加算した場合でも、画素加算せずに各画素を個別に読み出しをする場合に近い解像度が得ることができる。すなわち、本発明の固体撮像装置は、高速化と多画素化（高解像度化）をさらに高い次元で両立させることができる。
【００２６】
例えば、本発明の第１の固体撮像装置によれば、連続して配置されるｍ個の画素から出力された信号を加算するように駆動した場合であっても、画素加算後の重心の配置がベイヤー配列（あるいは斜めに傾斜したベイヤー配列）を構成するなど最適化されているので、各画素からの信号を個別に読み出した場合に近い解像度を得ることができる。また、本発明の第１〜３の固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であるので、画素加算を行うことで、信号処理速度を向上させるとともに、感度および飽和特性を十分に向上させることが可能となる。また、画面の方向によって解像度が異なるような不具合も生じない。
【００２７】
特に、ｍ＝２の場合には、画素加算後の重心が正方格子状に配置されることになるので、画像を表示装置に表示させるための演算量を少なくすることができる。
【００２８】
また、本発明の第２の固体撮像装置のように、列方向にｍ個ずつ連続して同色画素が配置される場合であっても、これらｍ個の同色画素からの信号を加算して出力することができる。この構成により、第１の固体撮像装置と同様に、フレームレートを上げつつ、感度と飽和特性を大きく向上させ、且つ各画素からの信号を個別に読み出した場合に近い解像度を得ることができる。
【００２９】
本発明の駆動方法によって、画素加算を行う場合であっても、感度および飽和特性を共に向上させ、フレームレートを大きくし、且つ解像度を大きくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１の実施形態）
本発明の固体撮像装置はカラーフィルタ配列に特徴を有するＭＯＳ型固体撮像装置である。以下、第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成および駆動方法を図を用いて順に説明する。なお、以下の説明において、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のカラーフィルタを有する画素のことを略してそれぞれ「Ｒ（の）画素」、「Ｇ（の）画素」、「Ｂ（の）画素」と称する。また、図２に示すマス目の各々は画素を模式的に表したものである。
【００３１】
−固体撮像装置の構成−
図１は、本実施形態に係る固体撮像装置における画素回路の構成を示す回路図であり、図２は、本実施形態の固体撮像装置の撮像領域における各色画素（各色カラーフィルタ）の配置と、画素加算後の各色画素の重心の配置とを模式的に示す図である。また、図３は、本実施形態に係る固体撮像装置の構成を模式的に示す回路図である。
【００３２】
図３に示すように、本実施形態の固体撮像装置は、光電変換素子５１と当該光電変換素子の上方に装着されたカラーフィルタ（図示せず）とを有する画素が多数個行列状に配置されてなる撮像領域と、撮像領域上に配置され、画素の行ごとに設けられた垂直信号線５０と、各行の垂直信号線５０に接続され、画素から読み出された信号を保持する信号蓄積部１０と、信号蓄積部１０に蓄積された信号を水平方向（列方向）に転送する水平信号線５７と、信号蓄積部１０から水平信号線への信号転送を制御する水平アドレス回路５５と、外部の信号処理回路等に信号を出力する出力部５９とを備えている。なお、本明細書において行方向とは垂直信号線５０が伸びる方向のことを意味するものとし、列方向とは水平信号線５７が伸びる方向を意味するものとする。
【００３３】
図１に示すように、例えば各画素は光電変換素子５１の他に、光電変換素子５１で生じた電荷をＦＤ部（フローティングディフュージョン、フローティング拡散層）２に転送する転送トランジスタ５２と、ＦＤ部２に蓄積された電荷量に応じた電圧信号を出力する増幅トランジスタ５３と、ＦＤ部２に蓄積された電荷を掃き出すリセットトランジスタ４とを有している。また、撮像領域上には、転送トランジスタ５２を駆動するためのＲＥＡＤ信号を印加する読み出しパルス線８、リセットトランジスタ４を駆動するためのＲＥＳＥＴ信号を印加するリセットパルス線９、各行の垂直信号線５０の一端にそれぞれ接続され、増幅トランジスタ５３と共にソースフォロワアンプを形成するロードトランジスタ（列選択トランジスタ）６、ロードトランジスタ６のゲートにロードゲート信号ＬＧＣＥＬを印加するためのロードゲート線１１、全てのロードトランジスタ６の一端に電源電圧信号ＳＣＥＬを印加するソース共通電源線１２などが設けられている。
【００３４】
信号蓄積部１０は、各行の垂直信号線５０ごとに設けられ、その両端にトランジスタからなるスイッチが接続された信号蓄積容量５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ、５８ｅ、５８ｆ…で構成されている。
【００３５】
以上説明したように、本発明の固体撮像装置は、増幅型固体撮像装置、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＭＯＳイメージセンサである。
【００３６】
また、本実施形態の固体撮像装置の特徴は、図２に示すように、Ｇの画素のみが並ぶ列（図中の第ｎ列、第（ｎ＋２）列など）が１列おきに配置され、且つＧ画素のみで構成された列の間には、Ｒ画素２つとＢ画素２つずつとが交互に並んだ画素列が配置されていることにある。ただし、ｋを正の奇数とするとき、第（ｎ＋ｋ）列と第（ｎ＋ｋ＋２）列とでは、画素の色が列方向に２画素分ずれており、同じ行におけるＲ画素とＢ画素の位置が逆になっている。例えば、画素の配列（言い換えれば、カラーフィルタの配列）は、第ｎ列がＧ、Ｇ、Ｇ．Ｇ、Ｇ、Ｇ、Ｇ、Ｇ…、第（ｎ＋１）列が、Ｒ、Ｒ、Ｂ、Ｂ、Ｒ、Ｒ、Ｂ、Ｂ…、第（ｎ＋２）列が、Ｇ、Ｇ、Ｇ、Ｇ、Ｇ、Ｇ．Ｇ．Ｇ…、第（ｎ＋３）列が、Ｂ、Ｂ、Ｒ、Ｒ、Ｂ、Ｂ、Ｒ、Ｒ…となっている。
【００３７】
−固体撮像装置の駆動方法−
本実施形態の固体撮像装置は、大きく分けて画素加算を行わない（未加算）モードと、画素加算を行うモードの２種類のモードで駆動することができる。なお、それぞれのモードは、静止画撮影、動画撮影またはモニター用などに適宜用いられる。
【００３８】
画素加算を行うモードでは、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素のそれぞれについて、列方向に隣接する同色画素からの信号を２画素ずつ加算する。この際に、加算されたある列のＧ画素の重心は、当該Ｇ画素に隣接する列のＢ画素およびＲ画素の加算後の重心と比べて１画素分ずれるようにする。
【００３９】
具体的には、図２を参照して、第ｎ列ではＧ１２＋Ｇ１３、Ｇ１４＋Ｇ１５、Ｇ１６＋Ｇ１７…、第（ｎ＋１）列ではＲ２１＋Ｒ２２、Ｂ２３＋Ｂ２４、Ｒ２５＋Ｒ２６、Ｂ２７＋Ｂ２８…、第（ｎ＋２）列ではＧ３２＋Ｇ３３、Ｇ３４＋Ｇ３５、Ｇ３６＋Ｇ３７…、第（ｎ＋３）列ではＢ４１＋Ｂ４２、Ｒ４３、＋４４、Ｂ４５＋Ｂ４６、Ｒ４７＋Ｒ４８…というように画素加算を行う。
【００４０】
このとき、画素加算後の画素重心は加算された２画素分の領域の中央部に位置することになり、第ｎ列において重心２１、２２、２３…、第（ｎ＋１）列において重心２４、２５、２６、２７…、第（ｎ＋２）列において重心２８、２９、３０…、第（ｎ＋３）列において重心３１、３２、３３、３４…のようになっている。
【００４１】
本実施形態の固体撮像装置では、画素加算を行うモードにおいて、全画素を独立して読み出すモードに近い解像度を得ることができるように、画素加算後の重心の色配置が最適化されている。
【００４２】
例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画素が存在する場合、図２に示すように、画素加算後の重心の色配置は例えば斜め４５度に傾斜したベイヤー配列となっている。このため、動画撮影などで画素加算モードを使用する場合であっても、本実施形態の固体撮像装置によれば、解像度の高い映像を得ることができる。これに対し、カラーフィルタの配置をベイヤー配列とした図１４に示す従来例では、画素混合の数が大きすぎるため画素加算を行うモードにおける解像度が画素加算を行わないモードにおける解像度に比べて著しく低くなってしまう。
【００４３】
さらに、偶数列の画素の重心位置と奇数列の画素の重心位置とは互いに一画素分ずれており、重心位置は行方向、列方向ともに千鳥状になっている。人間の目は斜め方向よりも縦横方向の解像度が高いので、このように重心を配置することにより目視による解像度を向上させることができる。
【００４４】
また、本実施形態の固体撮像装置では、図２に示すように、同じ色のフィルタを有する画素同士が列方向に２つずつ並んでいる。このため、画素加算後の重心同士を結んだ図形を正方形にすることができる。撮像装置の表示装置では各画素のデータが格子状に配列された形で表示されることになるが、その際に、固体撮像装置の画素の重心同士が正方格子状に配置されていることにより、画像処理装置（ＤＳＰ）などでの演算量を減らすことができる。そのため、画像処理を迅速に行うことができる。なお、同じ色の画素同士が３つ以上ずつ列方向に並んでいてもよいが、画素加算後の重心で構成される格子の形状が菱形になるため、画素の配置を正方格子状にする演算が別途必要になる。さらに、各重心から見て加算された２つの画素は左右対称の位置にあることから、画面の方向による解像度の違いがなく、偽解像などの不具合の発生が抑えられている。
【００４５】
また、本実施形態の固体撮像装置においては、上述のように静止画を撮影する際などには画素加算を行わないモードで駆動させてもよい。画素加算を行わない場合には、画素加算を行うモードに比べて単純計算で２倍の画素を用いることになるので、より解像度の高い画像を得ることができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態の固体撮像装置では、画素加算を行うモードでの画質の向上を図りながら、必要に応じて画素加算を行わないモードで駆動することができる。そのため、本実施形態の固体撮像装置を搭載した撮像装置は、動画撮影時の解像度が静止画撮影時の解像度と比べて極端に低くなるようなことがないなど、ユーザーにとって使いやすい、バランスの取れた設計となっている。
【００４７】
なお、本実施形態の固体撮像装置において、２つの隣接する同色画素のうちの一方は、「冗長画素」として用いることができる。ここで、「冗長画素」とは、メモリにおける冗長メモリと同様に、ある画素に故障が生じた場合に、当該画素に代替して用いられる予備的な画素のことを言うものとする。例えば、一千万画素の固体撮像装置の場合、２つずつ隣接する同色画素のいずれか一方のみの信号を用いて画像処理を行い、五百万画素の固体撮像装置として用いる。そして、２つの同色画素のうち一方が故障した場合には故障がない方の画素の信号を用いることにより、製品の不良率を大幅に低くすることができる。あるいは、画素加算する際に、２つの同色画素のうち故障がない方の画素のみを用いて画素加算後の信号を作ることもできる。画素加算前のカラーフィルタ配置がベイヤー配列であった場合、Ｂ画素やＲ画素に故障が発生したときには２画素分離れた位置にある同色画素の信号を用いて信号の欠失を補うことになるが、本実施形態の固体撮像装置では、いずれの色の画素が故障した場合でも、隣接する画素からの信号で信号の欠失を補うことができるので、故障があった場合でも、違和感の無い画像を出力させることができる。また、出力画像において固体撮像装置に多い縦キズの発生を抑えることができる。これは、一行分の画素すべてに故障が生じた場合でも、これらの画素に隣接する画素から出力された信号を用いて信号の欠失を補うことができるためである。
【００４８】
なお、本実施形態の固体撮像装置の各画素にはカラーフィルタが設けられているが、赤、緑、青の各光線が半導体基板内に到達する深さの違いを利用して各色の光を検出するタイプの光電変換部を用いる場合にはカラーフィルタを設ける必要はない。
【００４９】
本実施形態の固体撮像装置はいずれのタイプの撮像装置であっても用いることができるが、特に、一眼レフなどの高級機種では、固体撮像装置のサイズの制限は携帯電話等に比べて厳しくないため、このような冗長画素が好ましく用いられる。また、１０００画素を超えるようなコンパクトデジタルカメラに用いることもできる。
【００５０】
次に、固体撮像装置全体における信号の流れを説明する。
【００５１】
図３は、本実施形態の固体撮像装置において、信号蓄積部１０にＧ画素から出力された信号が保持されている場合を示している。図４は、本実施形態の固体撮像装置において、信号蓄積部１０にＢ画素またはＲ画素から出力された信号が保持されている場合を示している。
【００５２】
まず、図１および図３に示すように、シリコン基板内部に設けられた光電変換素子５１に入射した光は光電変換され、信号電荷として蓄積される。そして、信号電荷はあらかじめ決められた時間蓄積された後、転送トランジスタ５２を導通状態にすることにより、増幅トランジスタ５３のゲート電極（ＦＤ部２）に転送され、ここで増幅された信号は垂直信号線５０に信号電圧として出力される。なお、図３には選択トランジスタの記載がないが、選択トランジスタが形成されている場合もある。
【００５３】
各画素から垂直信号線５０に読み出された信号は、スイッチを介して信号蓄積部１０に保持される。ここで、信号の読み出しは列ごとに行われる。図３に示す例では第ｎ列の画素であるＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４、Ｇ１５、およびＧ１６から出力された信号がそれぞれ信号蓄積容量５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ、５８ｅ、５８ｆに保持される。ここで、図３では信号蓄積容量が各行に１つ設けられている例を示しているが、２つ以上設けられていてもよい。また、水平信号線５７も一本だけでなく複数本設けられていてもよい。
【００５４】
図３に示す例では、水平アドレス回路５５によって、まず信号蓄積容量５８ｂ、５８ｃに保持されたＧ１２、Ｇ１３の信号を水平信号線５７に同時に転送させる。これにより、Ｇ１２とＧ１３の信号が加算された信号が水平信号線５７に流れることになる。次いで、信号蓄積容量５８ｄ、５８ｅに保持されたＧ１４、Ｇ１５の信号を水平信号線５７に同時に転送させる。以下、同様にして信号蓄積容量に保持されたＧ画素の信号を２つずつ同時に順次読み出してゆくことで、２つの互いに隣接する画素から出力された信号を加算した状態で出力部５９から出力することができる。
【００５５】
なお、水平信号線５７において画素加算をするためにはマルチプレクサ（水平アドレス回路５５）が用いられる。また、マルチプレクサ（水平アドレス回路５５）は、信号出力線が１本で信号を水平信号線５７に読み出すためのスイッチを同時に複数個（例えば、２つ）オン状態にする制御を行う。
【００５６】
次に、図４に示すように、第（ｎ＋１）列の画素から信号を読み出し、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｂ２３、Ｂ２４、Ｒ２５、Ｒ２６の信号をそれぞれ信号蓄積容量５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ、５８ｅ、５８ｆに保持させる。次いで、水平アドレス回路５５が信号蓄積容量５８ａ、５８ｂに保持されたＲ２１とＲ２２の信号を同時に水平信号線５７へと転送させる。次に、信号蓄積容量５８ｃ、５８ｄに保持されたＢ２３とＢ２４の信号を同時に水平信号線５７へと転送させる。以下、同色の画素からの信号を２つずつ順次水平信号線５７へと転送する。
【００５７】
本実施形態の固体撮像装置によれば、複数列の画素から出力された信号を加算する場合に比べて信号蓄積容量の個数を行ごとに１つにすることができるので、回路面積を小さくすることができる。
【００５８】
また、本実施形態の固体撮像装置では、ＭＯＳ型固体撮像装置において２つの画素から出力された信号の加算が実現されている。このため、図１４に示す従来例のように、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型固体撮像装置において画素加算を行う場合に比べて感度を向上させることができる。
【００５９】
ＣＣＤ型固体撮像装置の場合、外部回路に出力される電圧信号の大きさを一定とすると、２画素加算を行う際には出力アンプのゲインを１／２にしなければならない。すると、相対的に雑音が大きくなるので、画素加算を行っても十分に感度を向上させることはできない。
【００６０】
これに対し、本実施形態の固体撮像装置のような増幅型（ＭＯＳ型）固体撮像装置では、アンプのゲインを容易に切り替えることができるので、雑音の影響を大きく受けることなく感度を十分に向上させることができる。なお、アンプのゲインの切り替えは、特許文献５に記載されているように、光電変換素子５１に近い位置で行うことが好ましい。
【００６１】
さらに、本実施形態の固体撮像装置のような増幅型（ＭＯＳ型）固体撮像装置では、画素の飽和特性も向上させることができる。例えば、２つの画素からの信号を加算すると、画素の飽和特性が２倍になる。このとき、ＣＣＤ型固体撮像装置では、電荷を転送するＣＣＤ部の転送容量を２倍にしなければならない。また、ＣＣＤ型固体撮像装置には水平ＣＣＤと垂直ＣＣＤとが設けられているが、このうち垂直ＣＣＤは、その転送容量を２倍にすると、面積も大きくなる。その結果、撮像領域に占める光電変換素子の面積率が小さくなり、光電変換素子の面積を十分に確保しようとすると垂直ＣＣＤの転送容量を２倍より小さくせざる得ない。逆に、光電変換素子の面積を小さくして垂直ＣＣＤの転送容量を大きくしても、感度が低下するため、感度が２倍で且つ飽和特性も２倍にすることはできない。さらに、水平ＣＣＤの転送容量を２倍にすると、水平ＣＣＤを駆動する際の負荷容量が２倍になり、消費電力が増えてしまう。
【００６２】
これに対し、本実施形態のようなＭＯＳ型固体撮像装置では、画素から出力された信号は微細加工された金属配線を通して水平信号線に読み出されるのでＣＣＤ型固体撮像装置に比べて小さな面積で大きな電流の信号を読み出すことができる。従って、画素加算を行う場合に感度と飽和特性を共に向上させることが可能となる。
【００６３】
さらに、一般的には固体撮像装置、撮像領域、画素が微細化すると飽和特性が低下し、実現できる分光特性の範囲は狭くなる。しかし、本発明は飽和特性が向上させることができ、これにより、実現できる分光特性の範囲を拡げることができるため（分光特性に対する合わせ込み許容度（合わせ込みマージン）を拡げることができるため）、固体撮像装置、撮像領域、画素の微細化を実現することができる。したがって、本発明は一眼レフデジタルカメラとともに、撮像装置の小型化が重要な要件であるコンパクトデジタルカメラにも用いることができる。
【００６４】
また、２画素分の信号を加算することで、処理する画像信号の数が半分になり、一画面分のデータを読み出すのに要する時間が短縮される。こうしてフレームレートが上がった場合、ＣＣＤ型固体撮像装置では水平ＣＣＤの負荷容量が２倍になることでその動作速度の上限が元の２倍よりも小さくなる。従って、画素加算を行うＣＣＤ型固体撮像装置は、高速読み出しが要求される用途には適さない。
【００６５】
これに対し、本実施形態の固体撮像装置は、フレームレートが上がった場合に高速で動作するのは水平信号線５７に信号を読み出させるための水平スイッチ（ＭＯＳトランジスタ）である。トランジスタは水平ＣＣＤに比べると格段に容量が小さく、同時に２つのトランジスタを駆動しても消費電力および動作速度は画素加算を行わない場合とほとんど同じである。従って、本実施形態の固体撮像装置では、フレームレートを容易に増加させることができる。
【００６６】
また、ＭＯＳ型固体撮像装置は一般的に、一画面において画素ごとに信号の蓄積時間が異なるという技術的な課題がある。この課題に対し、フレームレートを上げることで、画素ごとの信号の蓄積時間の違いを小さくすることができる。本実施形態の固体撮像装置は上述のように、フレームレートを容易に増加させることができるので、画素に蓄積される信号値のばらつきを抑えることができる。なお、ＣＣＤ型固体撮像装置では画素ごとに信号の蓄積時間が異なるという課題はない。
【００６７】
また、ＭＯＳ型固体撮像装置では、出力端子を増やすのが容易であり、フレームレートを増加できる利点は多い。
【００６８】
なお、２つの画素から出力される信号を加算できる構成として、特許文献６に記載の２画素単位で１つのセルを構成する技術が知られている。しかしながら、この場合には１つのセルを構成する２つの画素同士の特性を合わせるのが難しく、特性を揃えるために本来得られるはずの特性を十分に発揮することが困難である。例えば、画素の中心をずらして感度や飽和を大きくするように設計すると、偽解像などの雑音が発生する。これに対し、本実施形態の固体撮像装置では２つの画素からの信号を加算する場合に最大の性能を発揮できることを目的としているので、設計上の制約を気にする必要はない。
【００６９】
すなわち、本実施形態（図１）では、1つの光電変換素子５１から１つのＦＤ部２に読み出す、いわゆる１画素１セル構造と呼ばれる構造を用いて説明したが、本発明では、図１３に示すように、複数の光電変換素子５１がＦＤ部２を共有する、いわゆる多画素１セル構造を用いる場合も、優れた特性（画像特性）を得ることができる。
【００７０】
なお、図１３に示す画素は、第１の光電変換素子３０２ａおよび第２の光電変換素子３０２ｂと、第１の光電変換素子３０２ａ、第２の光電変換素子３０２ｂによって蓄積された電荷がそれぞれ転送される第１のＦＤ部３０３ａ、第２のＦＤ部３０３ｂと、第１の光電変換素子３０２ａから第１のＦＤ部３０３ａへの電荷の転送を制御する第１の転送トランジスタ３１１ａと、第２の光電変換素子３０２ｂから第２のＦＤ部３０３ｂへの電荷の転送を制御する第２の転送トランジスタ３１１ｂと、第１のＦＤ部３０３ａおよび第２のＦＤ部３０３ｂの電位を初期化するリセットトランジスタ３１２と、増幅トランジスタ３０８と、増幅トランジスタ３０８のソースと垂直信号線３０７との間に設けられた選択トランジスタ３２０とを備えている。
【００７１】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の撮像領域における各色画素の配置と、画素加算後の各色画素の重心の配置とを模式的に示す図である。また、図６は、本実施形態に係る固体撮像装置の構成を模式的に示す回路図である。なお、画素回路の構成など、第１の実施形態と同じ構成については説明を簡略化し、主に本実施形態の特徴部分について以下に説明する。
【００７２】
図６に示すように、本実施形態の固体撮像装置は、光電変換素子５１とカラーフィルタ（図示せず）とを有する画素が多数個行列状に配置されてなる撮像領域と、垂直信号線５０と、１本の垂直信号線５０に対して複数個（この例では４個）ずつ設けられた信号蓄積容量５８により構成される信号蓄積部１０と、各行について、垂直信号線５０と信号蓄積容量５８との間に介設されたスイッチ６０と、水平信号線５７と、各行について、信号蓄積容量５８と水平信号線５７との間に介設されたスイッチと、信号蓄積部１０から水平信号線への信号転送を制御する水平アドレス回路５５と、外部の信号処理回路等に信号を出力する出力部５９とを備えている。ここで、本実施形態の固体撮像装置は以下で説明する画素加算を行うために、行ごとに少なくとも２個以上設けられる信号蓄積容量５８を有している点が第１の実施形態の固体撮像装置と異なっている。なお、本実施形態の説明で信号蓄積容量５８ａ１、５８ａ２、５８ａ３、５８ａ４…の各々を個々に区別せずに示すときは単に「信号蓄積容量５８」と表記する。
【００７３】
図５に示すように、本実施形態の固体撮像装置の最も大きな特徴は、Ｇの画素のみが並ぶ行が一行おきに配置され、且つＧ画素のみで構成された行の間には、Ｒ画素２つとＢ画素２つずつとが交互に並んだラインが配置されていることにある。ただし、ｋを正の奇数とするとき、第（ｎ＋ｋ）行と第（ｎ＋ｋ＋２）行とでは、画素の色が行方向に２画素分ずれており、同じ列におけるＲ画素とＢ画素の位置が逆になっている。すなわち、本実施形態の固体撮像装置における画素（カラーフィルタ）配列は、第１の実施形態のカラーフィルタ配列の縦と横を入れ替えたものである。
【００７４】
本実施形態の固体撮像装置は、第１の実施形態の固体撮像装置と同様に画素加算を行わないモードと、動画撮影用やモニター用に画素加算を行うモードの２種類のモードで駆動することができる。
【００７５】
画素加算を行うモードでは、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素のそれぞれについて、行方向に隣接する同色画素からの信号を２画素ずつ加算する。この際に、加算されたある行のＧ画素の重心は、当該Ｇ画素に隣接する行のＢ画素およびＲ画素の加算後の重心と比べて１画素分ずれるようにする。
【００７６】
具体的には、図６を参照して、第ｎ行ではＧ２１＋Ｇ３１、Ｇ４１＋Ｇ５１、…、第（ｎ＋１）行ではＢ１２＋Ｂ２２、Ｒ３２＋Ｒ４２、…、第（ｎ＋２）行ではＧ２３＋Ｇ３３、Ｇ４３＋Ｇ５３、…、第（ｎ＋３）行ではＲ１４＋Ｒ２４、Ｂ３４＋Ｂ４４、…、第（ｎ＋４）行ではＧ２５＋Ｇ３５、Ｇ４５＋Ｇ５５、…、第（ｎ＋５）行ではＢ１６＋Ｂ２６、Ｒ３６＋Ｒ４６、…、第（ｎ＋６）行ではＧ２７＋Ｇ３７、Ｇ４７＋Ｇ５７、…、第（ｎ＋７）行ではＲ１８＋Ｒ２８、Ｂ３８＋Ｂ４８、…、というように画素加算を行う。
【００７７】
このとき、画素加算後の画素重心は加算された２画素分の領域の中央部に位置することになり、第ｎ行において、重心６５、７３…、第（ｎ＋１）行において、重心６１、６９…、第（ｎ＋２）行において、重心６６、７４…、第（ｎ＋３）行において、重心６２、７０…、第（ｎ＋４）行において、重心６７、７５…、第（ｎ＋５）行において、重心６３、７１…、第（ｎ＋６）行において、重心６８、７６…、第（ｎ＋７）行において、重心６４、７２…、のようになっている。
【００７８】
本実施形態の固体撮像装置でも、第１の実施形態の固体撮像装置と同様に、画素加算を行うモードにおいて、全画素を独立して読み出すモードに近い解像度を得ることができるように、画素加算後の重心の色配置が最適化されている。
【００７９】
例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画素が存在する場合、図５に示すように、画素加算後の重心の色配置はベイヤー配列となっている。このため、動画撮影などで画素加算モードを使用する場合であっても、本実施形態の固体撮像装置によれば、解像度の高い映像を得ることができる。
【００８０】
さらに、偶数列の画素の重心位置と奇数列の画素の重心位置とは互いに一画素分ずれており、重心位置は行方向、列方向ともに千鳥状になっている。このように重心を配置することにより、目視による解像度を向上させることができる。
【００８１】
また、本実施形態の固体撮像装置においても同じ色のフィルタを有する画素同士が行方向に２つずつ並んでいる。このため、画素加算後の重心同士を結んだ図形が正方形にすることができる。撮像装置の表示装置では各画素のデータが格子状に配列された形で表示されることになるが、その際に、固体撮像装置の画素の重心同士が正方格子状に配置されていることにより、画像処理装置などでの演算量を減らすことができる。そのため、画像処理を迅速に行うことができる。
【００８２】
以上のように、本実施形態の固体撮像装置では、画素加算を行うモードでの画質の向上を図りながら、必要に応じて画素加算を行わないモードで駆動することができる。そのため、本実施形態の固体撮像装置を搭載した撮像装置は、例えば、画素加算モードを用いた動画撮影時の解像度が未画素加算モードを用いた静止画撮影時の解像度と比べて極端に低くなるようなことがないなど、ユーザーにとって使いやすい、バランスの取れた設計となっている。
【００８３】
また、本実施形態の固体撮像装置も２つの隣接する同色画素のうちの一方を冗長画素として用いることができる。２つの互いに隣接する同色画素のうち一方が故障により有効な信号を出力できなくなった場合でも、本実施形態の固体撮像装置によれば違和感の無い画像を出力させることができる。特に、本実施形態の固体撮像装置では、出力画像において横方向（列方向）に延びるキズが発生するのを抑えることができる。
【００８４】
次に、固体撮像装置全体における信号の流れを説明する。
【００８５】
まず、図６に示すように、第１の実施形態で説明した通り、光電変換素子５１によって生成された電荷は増幅トランジスタ５３で増幅され、垂直信号線５０に信号電圧として出力される。
【００８６】
各画素から垂直信号線５０に読み出された信号は、スイッチを介して信号蓄積部１０に保持される。ここで、信号の読み出しは列ごとに行われる。図６に示す例では第ｎ列の画素であるＧ１１、Ｂ１２、Ｇ１３、Ｒ１４、Ｇ１５、Ｂ１６から出力された信号がそれぞれスイッチ６０を介して信号蓄積容量５８ａ１、５８ｂ１、５８ｃ１、５８ｄ１、５８ｅ１、５８ｆ１に保持される。
【００８７】
次に、第（ｎ＋１）列の画素であるＧ２１、Ｂ２２、Ｇ２３、Ｒ２４、Ｇ２５、Ｂ２６から出力された信号がそれぞれスイッチ６０を介して信号蓄積容量５８ａ２、５８ｂ２、５８ｃ２、５８ｄ２、５８ｅ２、５８ｆ２に保持される。図６は、第（ｎ＋１）の画素からの信号が信号蓄積部１０に保持された状態を示している。この状態で、水平アドレス回路５５が信号蓄積容量５８ｂ１、５８ｂ２に保持されたＢ１２、Ｂ２２の信号を水平信号線５７に同時に転送させると、Ｂ１２とＢ２２の信号が加算された信号が水平信号線５７に流れることになる。次いで、信号蓄積容量５８ｄ１、５８ｄ２に保持されたＲ１４とＲ２４の信号を加算させる。以下、同様にして信号蓄積容量５８ｆ１、５８ｆ２に保持されたＢ１６とＢ２６の信号を加算させる。これらの加算された信号は順次出力部５９から出力される。なお、簡単のために説明を省略したが、Ｂ１２とＢ２２の信号を加算する前にＧ１１、Ｇ１３、Ｇ１５の信号はそれぞれ第（ｎ−１）列のＧ画素と加算されている。
【００８８】
その後、第（ｎ＋２）列の画素であるＧ３１、Ｒ３２、Ｇ３３、Ｂ３４、Ｇ３５、Ｒ３６から出力された信号がスイッチ６０を介して信号蓄積容量５８ａ３、５８ｂ３、５８ｃ３、５８ｄ３、５８ｅ３、５８ｆ３に保持される。この状態で、水平アドレス回路５５が信号蓄積容量５８ａ２、５８ａ３に保持されたＧ２１、Ｇ３１の信号を水平信号線５７に同時に転送させ、両信号を加算させる。次いで、水平アドレス回路５５は、信号蓄積容量５８ｃ２に保持されたＧ２３の信号と信号蓄積容量５８ｃ３に保持されたＧ３３の信号とを加算させる。次に、水平アドレス回路５５は、信号蓄積容量５８ｅ２に保持されたＧ２５の信号と信号蓄積容量５８ｅ３に保持されたＧ３５の信号とを加算させる。このようにして、第（ｎ＋２）列のＧ画素の信号が順次加算される。
【００８９】
次に、第（ｎ＋３）列の画素であるＧ４１、Ｒ４２、Ｇ４３、Ｂ４４、Ｇ４５、Ｒ４６から出力された信号がそれぞれスイッチ６０を介して信号蓄積容量５８ａ４、５８ｂ４、５８ｃ４、５８ｄ４、５８ｅ４、５８ｆ４に保持される。この状態で、水平アドレス回路５５が信号蓄積容量５８ｂ３、５８ｂ４に保持されたＲ３２、Ｒ４２の信号を水平信号線５７に同時に転送し、両信号を加算させる。以下、同様にしてＢ３４とＢ４４の信号、Ｒ３６とＲ４６の信号を順次加算させる。以上の動作を順次繰り返すことで、すべての画素についての画素加算が実行される。
【００９０】
なお、図６では信号蓄積容量が各行に４つ設けられている例を示しているが、信号蓄積容量が各行につき２つ以上設けられていれば、行方向に連続して配置される２つの画素の信号を加算することができる。なお、行方向に連続してｍ個ずつ同色画素が配置される場合、これらの同色画素の信号を加算するためには各行につき少なくともｍ個の信号蓄積容量が設けられていればよい。
【００９１】
また、図５および図６では行方向に２画素ずつ同色画素を配置する例を説明したが、行方向に３画素以上ずつ同色画素を連続して配置し、これら連続する同色画素から出力された信号を加算しても感度および飽和特性を向上させることができる。
【００９２】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す回路図である。同図に示すように、信号蓄積部１０を構成する信号蓄積容量５８が一本の垂直信号線５０につき３個設けられていてもよい。この場合も、画素から信号蓄積容量５８へと列ごとに信号が転送され、画素加算が順次行われる。ただし、画像処理装置における演算量が増えるため、２画素ずつ同色画素を配置することが最も好ましい。
【００９３】
本実施形態の固体撮像装置によれば、第１の実施形態の固体撮像装置と同様に、画素加算を行うことによりフレームレートを上げつつ感度と電荷の飽和特性とを共に大きく向上させることができるので、従来の固体撮像装置に比べて画素加算を行う場合の解像度および画質を著しく向上させることが可能となっている。
【００９４】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。同図に示す撮像装置は、第１の実施形態または第２の実施形態で説明した固体撮像装置を搭載している。
【００９５】
本実施形態の撮像装置（カメラ、デジタルスチルカメラ、一眼レフデジタルスチルカメラなど）は、絞り羽１３１と、外光を集めるレンズ１３２と、光学ローパスフィルター、色補正フィルター、および赤外線カット用フィルター等が組み合わされたフィルター群１３３と、撮像領域１３４、Ｘアドレス選択部１３６、およびＹアドレス選択部１３５を有する固体撮像装置１６０と、タイミング調整部１３７と、ＡＧＣ（Auto Gain Control)１４０と、Ａ／Ｄ変換器１４１と、カメラＤＳＰ１４２と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）１４３と、ビデオエンコーダ１４５と、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）１４６と、ビューファインダ１４７と、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）１４４と、画像記録媒体１４８と、発振器１３９と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１３８とを備えている。本実施形態の撮像装置は以下のように駆動される。なお、理解を容易にするため、第１の実施形態に係る固体撮像装置を撮像装置に用いた場合の駆動方法を例にとって説明する。
【００９６】
まず、被写体からの光が絞り羽１３１を通り、レンズ１３２によりカラーフィルタを有した受光部（画素）が形成された撮像領域１３４へ結像されることで光電変換が行われる。なお、フィルター群１３３のうち、光学ローパスフィルターはモアレ等を防ぐために光の高域をカットする。
【００９７】
撮像領域１３４で光電変換された光信号は、画素加算を行うモードで駆動する場合、ＴＧ１３８からの信号に従って、Ｘアドレス選択部１３６及びＹアドレス選択部１３５が２次元での画素位置を選択し、列方向に隣接する同色画素から出力される信号を２つずつ加算した信号がタイミング調整部１３７に読み出される。このタイミング調整部１３７では撮像領域１３４からの出力（１または複数の出力信号）のタイミング調整が行われる。そして、タイミング調整を受けた信号はＡＧＣ１４０によりその電圧を制御された後、Ａ／Ｄ変換器１４１でデジタル信号に変換される。
【００９８】
次いで、カメラＤＳＰ１４２は、動画または静止画の画像処理を行う。また、ＭＰＵ１４４はこの画像処理の際に使われるパラメータをカメラＤＳＰ１４２に設定したり、ＡＥ（Automatic Exposure）、ＡＦ（Auto Focus)処理を行ったりする。なお、画像処理する際の一時的な記憶領域としてＤＲＡＭ１４３が用いられ、不揮発性の記憶領域として画像記録媒体１４８が用いられる。
【００９９】
また、画像処理後の表示を行うためにビデオエンコーダ１４５およびＣＲＴ１４６等が設けられている。ビューファインダ１４７は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）などであり、画像記録媒体１４８に画像を記憶させる前に被写体を確認するためなどに用いられる。これらの画像の表示装置としては、ＣＲＴ１４６やビューファインダ１４７に限らず、プリンタ等を用いてもよい。
【０１００】
本実施形態の撮像装置では、固体撮像装置１６０において、画素加算を行うモードと全画素からの信号を独立して出力させるモードとを切り替える場合には、ＭＰＵ１４４がいずれのモードに設定されているかを判断し、表示装置（ＣＲＴ１４６、ビューファインダ１４７）、力メラＤＳＰ１４２、画像記録媒体１４８、ＡＧＣ１４０、ＴＧ１３８等にそれぞれのモードに対応した信号を送る。ここでＴＧ１３８には動画であるか静止画であるかにより固体撮像装置１６０から信号を読み出すタイミング、あるいはＡ／Ｄ変換を行うタイミングを切り替える。またカメラＤＳＰ１４２には、どちらのモードでも信号出力の順序が同じ構成を取れるので、モード別に処理そのものを変える必要がない。
【０１０１】
なお、図８では、ＴＧ１３８、タイミング調整部１３７、ＡＧＣ１４０、Ａ／Ｄ変換器１４１、カメラＤＳＰ１４２、ＭＰＵ１４４、ＤＲＡＭ１４３、ビデオエンコーダ１４５が固体撮像装置１６０外に設けられている例を示しているが、これらの回路が固体撮像装置１６０と同一のチップ上に設けられていてもよい。これにより、画像処理速度の向上や装置面積の縮小などを実現することが可能となる。これは、本発明の固体撮像装置がＭＯＳ型固体撮像装置であるため、共通の半導体プロセスでこれらの回路を形成することができるからである。
【０１０２】
（第４の実施形態）
一眼レフデジタルスチルカメラなどの高級機の場合は、ＪＰＥＧ圧縮などの画像信号圧縮がされた画像データとともに、いわゆるＲＡＷデータを出力することが行われている。ここで、「ＲＡＷ」とは、固体撮像装置が捉えた情報（色情報等）をすべて保存できるデジタルカメラ独自の画像フォーマットであり、コンピュータ等のハード機器にこのＲＡＷデータを取り込むことで、ユーザが任意の画像処理を行い、再生画像を得ることが可能となる。本実施形態では、このような圧縮データおよびＲＡＷデータを出力可能な一眼レフデジタルスチルカメラ等の高級機種の撮像装置に本発明の固体撮像装置を搭載した例について説明する。
【０１０３】
図９は、本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示すセンサ２０１は第１の実施形態または第２の実施形態に係る固体撮像装置であり、Ａ／Ｄ変換器２０２は図８に示すＡ／Ｄ変換器１４１と同じものであり、信号処理チップ２０４はカメラＤＳＰ１４２に相当するものである。また、図９では、理解を容易にするために主要な構成部分のみ示しているが、これ以外の構成部分は基本的に図８に示す第３の実施形態の撮像装置と同じである。
【０１０４】
まず、２画素加算（２画素混合）が可能な本発明の固体撮像装置２０１から出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２０２でデジタル変換された後、信号処理チップ２０４内の前置処理部２０３に入力される。なお、前置処理部２０３では、例えば画像信号のノイズ除去やキズ補正など、ＪＰＥＧ圧縮等の画像信号圧縮前の信号処理を行なう。
【０１０５】
なお、信号処理チップ（ＤＳＰ）２０４は、ノイズ除去、キズ補正、信号圧縮のほかに色信号の補間処理が行われる。このとき、図９に示すように信号処理部２０４に前置処理部２０３が含まれている回路では高精度な補間処理を行うことができる。但し、その他の特性を優先する場合は、前置処理部２０３を構成するチップと画像圧縮回路を構成するチップは別チップであってもよい。
【０１０６】
そして、画像信号が画素加算されたものである場合、画像信号は、信号処理チップ２０４によりＪＰＥＧ等の方式で圧縮された後、圧縮信号パス２０７を通り、不揮発性メモリ２０５（例えば、メモリーカード）に蓄積される。
【０１０７】
一方、画素加算が行われない画像信号は、前置処理部２０３での処理後、ＲＡＷデータとしてＲＡＷデータパス２０６を介して不揮発性メモリ２０５に蓄積される。
【０１０８】
このような構成により、本実施形態に係る撮像装置では、２画素加算された画像信号のデータ量をさらに小さくすることができる。従って、より多くの静止画等のデータをメモリに蓄積させることができる。静止画以外にも、動画や連写データなど、容量が大きくなりがちなデータであってもメモリに多数保存させることができる。
【０１０９】
また、画素加算されていない画像信号を固体撮像装置２０１から読み出す場合は、信号処理チップ２０４からＲＡＷデータとして出力することができる。これにより、圧縮されていない画像データをコンピュータ等のハードウェアに取り込んだ上で、当該画像データを所望の方法で加工することができる。
【０１１０】
さらに、未加算データ（画素加算されていない画像データ）に対しては、前置処理部２０３での処理を除き、信号処理チップ２０４が処理を行わないため、信号処理を行うための回路を低減することができ、カメラシステムの低コスト化を実現することができる。
【０１１１】
なお、画素加算しない信号の蓄積は、前置処理部２０３からＲＡＷデータパス２０６を通り、不揮発性メモリ２０５に蓄積される場合と、Ａ／Ｄ変換器２０２の出力が経路２０８を通って直接不揮発性メモリ２０５に書き込まれる場合とがある。前置処理部２０３からＲＡＷデータパス２０６を介して不揮発性メモリ２０５に画像データが蓄積される場合には、画像欠陥補正等の前置処理をして画像データを書き込むことができる。また、画素加算された信号を圧縮せずにＲＡＷデータパス２０６を介して不揮発性メモリ２０５に送る場合には、画像信号のノイズ除去やキズ補正などの処置も含めてユーザーが任意にコンピュータ等のハード機器で画像処理を行うことができる。
【０１１２】
また、２画素加算をセンサ２０１内で行わず、信号処理チップ２０４行うこともできる。この場合、センサ２０１の動作方法は、２画素加算を行う場合と、２画素加算を行わない場合で同じとなり、その切り替えは信号処理チップ２０４だけで決めることができる。
【０１１３】
なお、本実施形態の撮像装置において、Ａ／Ｄ変換器２０２はセンサ２０１内に設けられていてもよく、信号処理チップ２０４内に設けられていてもよい。
【０１１４】
さらに、Ａ／Ｄ変換器２０２がセンサ２０１内に設けられる撮像装置には、Ａ／Ｄ変換器２０２が水平信号線５７（図３等参照）の後段に搭載される場合と、垂直信号線５０ごとに個別に搭載される場合、いわゆるカラムＡＤが搭載される場合とがある。
【０１１５】
なお、図１０に示すように、本発明の撮像装置は、ＲＡＷデータのかわりに、画像信号を高圧縮データと低圧縮データとして出力することもできる。この際に、画素未加算低圧縮データは、前置処理部２０３から不揮発メモリ２０５に出力されてもよいし、前置処理部２０３以外の信号処理チップ２０４から不揮発メモリ２０５に出力されてもよい。
【０１１６】
−第４の実施形態の変形例−
図１１は、本発明の第４の実施形態の変形例に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図１１では、理解を容易にするために主要な構成部分のみ示しているが、撮像装置のその他の構成部分は基本的に図８に示す第３の実施形態の撮像装置と同じである。
【０１１７】
図９に示す第４の実施形態に係る撮像装置では、画素加算された画像データはカメラ内で画像処理され、画素加算されてない画像データはＲＡＷデータとして出力される。
【０１１８】
これに対し、図１１に示す本変形例に係る撮像装置では、撮像装置（カメラ特性）の感度、ダイナミックレンジという特性を優先し、画素混合された画像データが信号処理チップ２０４からＲＡＷデータとして出力される。これにより、画素加算された画像データについてもコンピュータ等を用いてユーザが自由に編集等の処理をすることができるようになる。
【０１１９】
一方、画素加算されていない画像データを、圧縮してＲＡＷデータパス２０６を介して不揮発性メモリ２０５へ出力してもよいし、圧縮せずに圧縮信号パス２０７を介して不揮発性メモリ２０５へ出力してもよい。画素加算されていない画像データがＲＡＷデータで出力される場合には、ユーザが所望の画像処理を行えるようになり、当該画像データが圧縮した状態で出力される場合には、画像データの容量を減らし、多数の静止画や動画などをメモリに保存することが可能となる。
【０１２０】
なお、図１２に示すように、本発明は、ＲＡＷデータのかわりに、画像信号を高圧縮データと低圧縮データとして出力することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明に係る固体撮像装置は、画像の記録、撮影、表示等を行う撮像装置に好ましく用いられ、特に一眼レフデジタルスチルカメラ、コンパクトデジタルカメラなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置における画素回路の構成を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態に係る固体撮像装置の撮像領域における各色画素の配置と、画素加算後の各色画素の重心の配置とを模式的に示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成を模式的に示す回路図である。
【図４】第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成を模式的に示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の撮像領域における各色画素の配置と、画素加算後の各色画素の重心の配置とを模式的に示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成を模式的に示す回路図である。
【図７】第２の実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す回路図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】第４の実施形態の変形例に係る撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】第４の実施形態の変形例に係る撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の固体撮像装置における画素回路の一例を示す図である。
【図１４】従来の固体撮像装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
２      ＦＤ部 
４      リセットトランジスタ  
６      ロードトランジスタ 
８      読み出しパルス線 
９      リセットパルス線 
１０      信号蓄積部 
１１      ロードゲート線 
１２      ソース共通電源線  
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７      重心
２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４      重心 
５０、３０７      垂直信号線 
５１      光電変換素子  
５２      転送トランジスタ  
５３      増幅トランジスタ  
５５      水平アドレス回路  
５７      水平信号線 
５８、５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ、５８ｅ、５８ｆ      信号蓄積容量 
５８ａ１、５８ａ２、５８ａ３、５８ａ４    信号蓄積容量
５８ｂ１、５８ｂ２、５８ｂ３、５８ｂ４    信号蓄積容量
５８ｃ１、５８ｃ２、５８ｃ３、５８ｃ４    信号蓄積容量
５８ｄ１、５８ｄ２、５８ｄ３、５８ｄ４    信号蓄積容量
５８ｅ１、５８ｅ２、５８ｅ３、５８ｅ４    信号蓄積容量
５８ｆ１、５８ｆ２、５８ｆ３、５８ｆ４    信号蓄積容量  
５９      出力部 
６０      スイッチ 
６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８      重心 
６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６      重心  
１３１      絞り羽 
１３２      レンズ 
１３３      フィルター群 
１３４      撮像領域 
１３５      Ｙアドレス選択部 
１３６      Ｘアドレス選択部 
１３７      タイミング調整部 
１３８      ＴＧ 
１３８      タイミングジェネレータＴＧ 
１３９      発振器 
１４０      ＡＧＣ 
１４１      Ａ／Ｄ変換器 
１４２      カメラＤＳＰ  
１４３      ＤＲＡＭ 
１４４      ＭＰＵ 
１４５      ビデオエンコーダ  
１４６      ＣＲＴ 
１４７      ビューファインダ  
１４８      画像記録媒体 
１６０      固体撮像装置
２０１      センサ  
２０２      Ａ／Ｄ変換器 
２０３      前置処理部 
２０４      信号処理チップ 
２０５      不揮発性メモリ 
２０６      ＲＡＷデータパス 
２０７      圧縮信号パス 
２０８      経路
３０２ａ    第１の光電変換素子
３０２ｂ    第２の光電変換素子
３０３ａ    第１のＦＤ部
３０３ｂ    第２のＦＤ部
３０８      増幅トランジスタ
３１１ａ    第１の転送トランジスタ
３１１ｂ    第２の転送トランジスタ
【図１】
2009005318.tif 000003
【図２】
2009005318.tif 000004
【図３】
2009005318.tif 000005
【図４】
2009005318.tif 000006
【図５】
2009005318.tif 000007
【図６】
2009005318.tif 000008
【図７】
2009005318.tif 000009
【図８】
2009005318.tif 000010
【図９】
2009005318.tif 000011
【図１０】
2009005318.tif 000012
【図１１】
2009005318.tif 000013
【図１２】
2009005318.tif 000014
【図１３】
2009005318.tif 000015
【図１４】
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