(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
行方向および列方向にマトリクス状に配置された複数の画素を有する光電変換部と、
上記光電変換部の各画素行に隣接して配置され、該光電変換部の電荷を読み出して得られた第１画像を記憶するとともに、該第１画像を水平方向に転送する水平転送レジスタと、
上記光電変換部の各画素列に隣接して配置され、上記第１画像とは異なる時刻に該光電変換部の電荷を読み出して得られた第２画像を記憶するとともに、該第２画像を垂直方向に転送する垂直転送レジスタと、
上記第１画像と上記第２画像とをアナログ加算する加算部と、
を具備し、
上記水平転送レジスタと上記垂直転送レジスタとを、互いに交差して格子状となるように、かつ互いの交差箇所において転送レジスタを共有するように、形成したことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
上記垂直転送レジスタおよび上記水平転送レジスタは、各々、１つの画素に対して４相の駆動パルスが印加される４つの転送電極を有して構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
上記垂直転送レジスタが有する４つの転送電極の内の１つの転送電極と、上記水平転送レジスタが有する４つの転送電極の内の１つの転送電極と、を同一の電極で兼用することにより、上記交差箇所において共有される転送レジスタを形成したことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
上記加算部は、上記第１画像を上記水平転送レジスタと上記垂直転送レジスタとの何れか一方内で上記第２画像に対して相対的に所定量シフトするとともに、該第２画像を上記水平転送レジスタと上記垂直転送レジスタとの何れか他方内で該第１画像に対して相対的に所定量シフトし、その後に該第１画像と第２画像とを、上記兼用した電極下で加算するものであることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
当該固体撮像素子は、光導電膜積層型の固体撮像素子であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する固体撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を用いて静止画像や動画像を撮像する撮像装置は、手で把持して撮影するように構成されたものが少なくない。このような撮像装置において、例えば被写体の輝度が低い場合には、シャッタ速度が遅くなるために、手ぶれが発生し易くなることが知られている。また、車載カメラ等においては、走行時の振動により、同様にぶれが発生する可能性があることが知られている。
【０００３】
こうしたぶれを補正するための技術は、従来より種々のものが提案されており、その代表的な例の幾つかについて、以下に説明する。
【０００４】
（１）電子式ぶれ補正（特開平６−４６３１６号公報等）
電子式ぶれ補正では、有効画素領域を、撮像素子を用いて撮像可能な最大の画素領域よりもかなり小さめの領域にしておく。そして、電子式ぶれ補正機能を搭載したデジタルカメラで撮影を行ったときには、撮影された画像は、直ちにメモリカードに記録されるのではなく、まず一時的にバッファメモリに記憶される。デジタルカメラは、時間的間隔を離すことなくすぐに次の画像を撮影する。この２番目に撮影された画像も、１番目に撮影された画像と同様に、直ちにメモリカードに記録されるのではなく、まずバッファメモリに記憶される。このとき、２番目に撮影した画像における被写体の位置が、最初に撮影した画像における被写体の位置とずれてしまった（ぶれてしまった）場合には、デジタルカメラは、１枚目の画像と２枚目の画像とを比較して、被写体が同様の構図で画面の中に納まるように使用するデータ領域をずらし、これを２番目の画像における有効画素領域とする。このような技術を用いることにより、各画像間での被写体の位置がずれることのない（つまり、画像間のぶれが発生することのない）画像データを記録することが可能となる。
【０００５】
（２）光学式ぶれ補正（特開平１０−３３６５１０号公報等）
光学式ぶれ補正では、振動ジャイロがカメラの移動を感知すると、光が届く位置のぶれを打ち消す方向にレンズの一部を動かす方式が主流である。このような技術を用いることにより、カメラが動いてぶれが発生しそうになっても、シャッタが開いた後に最初に撮像素子に届いた光の位置と、シャッタが閉じる寸前に撮像素子に届いた光の位置と、を同一の位置にして、ぶれを防ぐことが可能となる。
【０００６】
（３）センサーシフト式ぶれ補正（特開２００４−５６５８１号公報）
センサーシフト式ぶれ補正は、振動ジャイロがカメラの移動を感知すると、撮像面における光の到達位置のぶれ量だけ撮像素子を移動することにより、ぶれを補正する技術である。この技術は、レンズの一部が移動することがないために、画質の劣化を基本的に伴うことなく、ぶれ補正を行うことができる利点がある。そして、この技術は、レンズ交換式のカメラにおけるカメラ本体側に適用することが可能であるために、ぶれ補正の技術が考慮されていない従来の交換レンズを用いても、ぶれ補正を行うことができる利点がある。
【０００７】
（４）特開２００１−８６３９８号公報
この公報に記載された撮像装置は、ぶれが発生しない露光時間間隔で撮影した複数の画像を、撮像素子から読み出してバッファメモリに記憶しておき、このバッファメモリに記憶された複数の画像の相互の像ぶれ（相互の像位置のずれ）を補正した後に、この補正された各画像を加算することによりぶれのない画像を生成するものとなっている。この技術は、電子的にぶれ補正を行うものであるために、複雑なメカニカル機構が不要になる利点がある。
【０００８】
ところで、特開平８−１４８６６７号公報には、光導電膜積層型の固体撮像素子が記載されている。この技術を用いた光導電膜積層型のＣＣＤは、水平走査および垂直走査を行うＣＣＤ上に、光電変換および変換された電荷の蓄積を行う光導電膜を積層し、さらに、この光導電膜に透明電極を積層したものとなっている。
【特許文献１】特開平６−４６３１６号公報
【特許文献２】特開平１０−３３６５１０号公報
【特許文献３】特開２００４−５６５８１号公報
【特許文献４】特開２００１−８６３９８号公報
【特許文献５】特開平８−１４８６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したような電子式ぶれ補正の技術は、複数の画像データを連続してみたときに構図や被写体位置がぶれたりしないようにする技術であって、１枚の画像内においてのみ発生しているぶれを補正する技術とはなっていない。つまり、各１枚毎の画像が例えば露光時間が長いことにより手ぶれしたとしても、その手ぶれを抑制する技術とはなっておらず、静止画におけるぶれ補正にそのまま有効に適用できる技術とはいえない。
【００１０】
一方、上述したような光学式ぶれ補正は、静止画におけるぶれ補正に適用可能であるが、設計が大変に難しく、コストが高いものとなっている。また、ぶれは補正されるものの、例えば色収差が幾らか増大してしまい、厳密に見ると、光学性能の劣化が発生してしまうことになる。さらに、電子式ぶれ補正の技術と異なって、レンズを移動する機構を組み込む必要があるために、該機構を組み込んだデジタルカメラ等は、小型化を図るのが難しくなる。加えて、この技術を例えばレンズ交換式のカメラに適用すると、ぶれ補正機構の少なくとも一部をレンズ側に組み込むことが必要になるために、従来のぶれ補正機能に対応していない交換レンズでは、ぶれ補正を行うことができない。
【００１１】
また、上述したようなセンサーシフト式ぶれ補正は、機構的に撮像素子を駆動するものであるために、該機構を組み込んだデジタルカメラ等の小型化を図るのが難しくなるのは、上述した光学式ぶれ補正の場合と同様である。また、撮像素子が大きい場合には、移動量も大きくなるために、機構が大型化するのは避けられない。そして、撮像素子は、撮影レンズの光軸に対して垂直な撮像平面上でのみ移動することが重要になるが、ガタの発生や、光軸に対する撮像素子の傾き、光軸周りの撮像素子の回転などを防止するのは、困難である。
【００１２】
さらに、上記特開２００１−８６３９８号公報に記載された技術は、１枚の画像データを得るために、撮像素子から複数回の読み出しを行う必要がある。この撮像素子からの読み出しは、撮像素子を構成する画素数が多いほど長い時間を要する。具体的な例を挙げると、６００万画素の撮像素子から３０［ＭＨｚ］の周期で画素信号を読み出す場合には、全画素の信号を１回読み出すだけで２００［ｍｓ］の時間を要することになる。従って、複数回の読み出しを行う場合には、この２００［ｍｓ］の整数倍の時間（もしくはそれ以上の時間）を要することになる。一方、例えば３５ｍｍフィルムカメラにおいては、撮影レンズの焦点距離をｆ［ｍｍ］としたときに、ぶれの発生を概略抑制し得る最長露光時間が１／ｆ［秒］であるということが経験的に知られている。例えば、標準的な５０［ｍｍ］の撮影レンズを用いる場合には、この最長露光時間は２０［ｍｓ］となる。しかし、
上記撮像素子から画像信号を１回読み出す時間２００［ｍｓ］でさえも、この最長露光時間２０［ｍｓ］に比べて極めて長くなってしまうために、ましてや複数回の読み出しを行うのは時間的に長くなり過ぎる。こうして、該公報に記載された技術は、例えば、撮像素子の画素数が少なく、かつ、ぶれの発生を概略抑制し得る最長露光時間が長い（例えば、撮影レンズの焦点距離が短い）というような、限られた条件においてのみ実用的であると考えられる。
【００１３】
こうして、メカニカル機構を不要としながら、幅広いシャッタスピードに対応したぶれ補正を可能とする電子的ぶれ補正装置、異なる時刻に得られた複数の画像を高速に加算することができる固体撮像素子が望まれていた。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、異なる時刻に得られた複数の画像を高速に加算することができる固体撮像素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、第１の発明による固体撮像素子は、行方向および列方向にマトリクス状に配置された複数の画素を有する光電変換部と、上記光電変換部の各画素行に隣接して配置され該光電変換部の電荷を読み出して得られた第１画像を記憶するとともに該第１画像を水平方向に転送する水平転送レジスタと、上記光電変換部の各画素列に隣接して配置され上記第１画像とは異なる時刻に該光電変換部の電荷を読み出して得られた第２画像を記憶するとともに該第２画像を垂直方向に転送する垂直転送レジスタと、上記第１画像と上記第２画像とをアナログ加算する加算部と、を具備し、上記水平転送レジスタと上記垂直転送レジスタとを、互いに交差して格子状となるように、かつ互いの交差箇所において転送レジスタを共有するように、形成したものである。
【００１６】
また、第２の発明による固体撮像素子は、上記第１の発明による固体撮像素子において、上記垂直転送レジスタおよび上記水平転送レジスタが、各々、１つの画素に対して４相の駆動パルスが印加される４つの転送電極を有して構成されたものである。
【００１７】
さらに、第３の発明による固体撮像素子は、上記第２の発明による固体撮像素子において、上記垂直転送レジスタが有する４つの転送電極の内の１つの転送電極と、上記水平転送レジスタが有する４つの転送電極の内の１つの転送電極と、を同一の電極で兼用することにより、上記交差箇所において共有される転送レジスタを形成したものである。
【００１８】
第４の発明による固体撮像素子は、上記第３の発明による固体撮像素子において、上記加算部が、上記第１画像を上記水平転送レジスタと上記垂直転送レジスタとの何れか一方内で上記第２画像に対して相対的に所定量シフトするとともに、該第２画像を上記水平転送レジスタと上記垂直転送レジスタとの何れか他方内で該第１画像に対して相対的に所定量シフトし、その後に該第１画像と第２画像とを、上記兼用した電極下で加算するものである。
【００１９】
第５の発明による固体撮像素子は、上記第１または第２の発明による固体撮像素子において、当該固体撮像素子が、光導電膜積層型の固体撮像素子である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の固体撮像素子によれば、異なる時刻に得られた複数の画像を高速に加算することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
［実施形態１］
図１から図２０は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は電子カメラの主として電気的な構成を示すブロック図である。本実施形態は、電子カメラに電子的ぶれ補正装置を適用したものとなっている。
【００２３】
この電子カメラは、固体撮像素子（以下では適宜、撮像素子と略称する）１と、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）２と、ゲインコントロールアンプ（ＡＭＰ）３と、Ａ／Ｄ変換器４と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）５と、シグナルジェネレータ（ＳＧ）６と、ＣＰＵ７と、情報処理部８と、ＤＲＡＭ９と、圧縮伸張部１０と、記録媒体１１と、液晶表示部１２と、インタフェース部１３と、レンズ駆動系１４と、撮影レンズ１５と、絞り駆動系１６と、絞り１７と、第１レリーズスイッチ１８ａおよび第２レリーズスイッチ１８ｂと、角速度センサ（角速度センサＡ）１９および角速度センサ（角速度センサＢ）２０と、Ａ／Ｄ変換器２１およびＡ／Ｄ変換器２２と、距離検出部２３と、を含んでいる。
【００２４】
撮影レンズ１５は、被写体像を撮像素子１へ結像するための撮像光学系である。
【００２５】
絞り１７は、この撮影レンズ１５からの光束の通過範囲を規定することにより光量の調整を行うための光学絞りであって、露光量制御手段を構成している。
【００２６】
撮像素子１は、絞り１７を介して撮影レンズ１５により結像された被写体像を、光電変換して電気信号として出力するものである。この撮像素子１は、図２等に示すように、画像を光電変換して蓄積するフォトダイオード３２と、このフォトダイオード３２から読み出された電荷を水平方向に転送するための水平転送ＣＣＤ３３と、該フォトダイオード３２から読み出された電荷を垂直方向に転送するための垂直転送ＣＣＤ３４と、を有して構成されている。そして、フォトダイオード３２により光電変換して蓄積された第１の画素電荷は、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４との何れか一方に読み出されて記憶される。この第１の画素電荷を読み出した直後からフォトダイオード３２により光電変換し蓄積された第２の画素電荷は、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４との何れか他方に読み出されて記憶される。そして、第１の画素電荷と第２の画素電荷とを、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４とを用いて相対的にシフトし、ぶれ量を補正するだけシフトした後に、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４とが交差する位置において該第１の画素電荷と第２の画素電荷とを加算することにより、ぶれ補正された画像を生成するようになっている。このような撮像素子１のより詳細な構成や作用については、後で説明する。
【００２７】
ＴＧ５は、この撮像素子１を駆動するための転送パルスを供給するものであり、露光量制御手段を構成している。
【００２８】
ＣＤＳ２は、ＴＧ５から供給されるサンプルホールドパルスに従って駆動され、撮像素子１から出力される画像信号に相関二重サンプリング等の処理を行うことによりリセットノイズを除去するものである。
【００２９】
ＳＧ６は、ＣＰＵ７の制御に基づき、同期信号を生成してＴＧ５へ出力するものであり、露光量制御手段を構成している。
【００３０】
ゲインコントロールアンプ（ＡＭＰ）３は、ＣＤＳ２から出力されるアナログの信号を増幅するものである。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器４は、ＴＧ５から供給される信号に従って、ゲインコントロールアンプ（ＡＭＰ）３から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。
【００３２】
情報処理部８は、Ａ／Ｄ変換器４から出力される画素信号を処理して、画像データを生成するものである。
【００３３】
ＤＲＡＭ９は、情報処理部８から出力される画像データを一時的に記憶するものであるとともに、記録媒体１１から読み出された圧縮画像データを圧縮伸張部１０により伸張して得られた画像データを一時的に記憶するものとなっている。
【００３４】
圧縮伸張部１０は、ＤＲＡＭ９に記憶されている画像データを圧縮するとともに、記録媒体１１から読み出された圧縮画像データを伸張するものである。
【００３５】
記録媒体１１は、圧縮伸張部１０により圧縮された画像データを記録するものであり、例えば不揮発性の記録媒体となっている。
【００３６】
液晶表示部１２は、情報処理部８から出力される画像データ、またはＤＲＡＭ９から出力される伸張された画像データを表示するものである。
【００３７】
インタフェース部１３は、モニタやパーソナルコンピュータ等の外部装置とのデータの授受を行うための端子を含むインタフェースである。このインタフェース部１３を介して、情報処理部８またはＤＲＡＭ９から供給される画像データ等を外部装置へ出力することが可能であり、あるいは場合によっては、外部装置から画像データ等を装置内に取り込むことが可能となっている。
【００３８】
レンズ駆動系１４は、距離検出部２３により検出された被写体距離に基づきＣＰＵ７から指令を受けることにより、撮影レンズ１５を合焦位置へ駆動するものである。このような処理は、いわゆるオートフォーカス制御として公知のものである。なお、ここでは距離検出部２３からの出力に基づきオートフォーカス制御を行っているが、ＣＰＵ７が、ＤＲＡＭ９に記憶された１フレーム（１画面）分の画像データの輝度成分にハイパスフィルタなどを用いて高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分の累積加算値を算出する等により高周波域側の輪郭成分等に対応したＡＦ評価値を算出し、該ＡＦ評価値に基づいて焦点検出を行うようにしても構わない。
【００３９】
絞り駆動系１６は、ＤＲＡＭ９に記憶された画像データに基づきＣＰＵ７が露出演算を行い、該ＣＰＵ７からその結果に基づいた指令を受けることにより、絞り１７を駆動して開口径を変更するものであり、露光量制御手段と絞り制御手段とを兼ねている。このような処理は、いわゆるＡＥ（自動露出）制御として公知のものである。
【００４０】
角速度センサ１９は、電子カメラを被写体側から見たときの左右の方向における右方向をＸ軸方向としたときに（図１５参照）、このＸ軸方向を回転中心として電子カメラを回転したときの角速度を検出するためのものであり、ぶれ検出手段、ぶれ量検出手段である。
【００４１】
一方、角速度センサ２０は、電子カメラの上下方向における上方向をＹ軸方向としたときに（図１５参照）、このＹ軸方向を回転中心として電子カメラを回転したときの角速度を検出するためのものであり、ぶれ検出手段、ぶれ量検出手段である。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換器２１は、角速度センサ１９により検出された角速度を表すアナログ信号を、所定の時間間隔（サンプリング間隔）でデジタル信号に変換するものである。
【００４３】
同様に、Ａ／Ｄ変換器２２は、角速度センサ２０により検出された角速度を表すアナログ信号を、所定の時間間隔（サンプリング間隔）でデジタル信号に変換するものである。
【００４４】
ＣＰＵ７は、Ａ／Ｄ変換器２１により変換されたデジタル信号を時間積分する処理を行う。この時間積分されたデジタル信号は、カメラ本体の上記Ｘ軸を回転中心とする回転量に相当する。また、Ｘ軸周りの回転方向が右回りであるか左回りであるかは、角速度センサ１９のアナログ出力信号が正であるかあるいは負であるかにより判別されるようになっている。
【００４５】
同様に、ＣＰＵ７は、Ａ／Ｄ変換器２２により変換されたデジタル信号を時間積分する処理を行う。この時間積分されたデジタル信号は、カメラ本体の上記Ｙ軸を回転中心とする回転量に相当する。また、Ｙ軸周りの回転方向が右回りであるか左回りであるかは、角速度センサ２０のアナログ出力信号が正であるかまたは負であるかにより判別されるようになっている。
【００４６】
第１レリーズスイッチ１８ａは、撮像動作を指示入力するための２段スイッチでなるレリーズスイッチの１段目である。この第１レリーズスイッチ１８ａがオンされると、測距動作や測光動作が行われるようになっている。
【００４７】
第２レリーズスイッチ１８ｂは、撮像動作を指示入力するための２段スイッチでなるレリーズスイッチの２段目である。この第２レリーズスイッチ１８ｂがオンされると、撮像素子１により撮像動作が行われ、画像データが上述したように生成されて、圧縮された後に記録媒体１１に記録されるようになっている。
【００４８】
距離検出部２３は、被写体までの距離を検出するためのものであり、公知の構成のものを適宜採用することが可能である。
【００４９】
ＣＰＵ７には、第１レリーズスイッチ１８ａからの信号、第２レリーズスイッチ１８ｂからの信号、Ａ／Ｄ変換器２１を介した角速度センサ１９からの信号、およびＡ／Ｄ変換器２２を介した角速度センサ２０からの信号が入力されるようになっている。そしてＣＰＵ７は、ＴＧ５とＳＧ６とへ指令を出力するようになっている。さらに、ＣＰＵ７は、情報処理部８、ＤＲＡＭ９、レンズ駆動系１４、絞り駆動系１６、および距離検出部２３と双方向に接続されていて、これらを含むこの電子カメラ全体を制御するようになっている。具体的には、ＣＰＵ７は、上述したようなオートフォーカス制御やＡＥ制御を行うとともに、第１レリーズスイッチ１８ａおよび第２レリーズスイッチ１８ｂからの静止画像の取り込みを指示する信号に基づき、撮像素子１の駆動モードの切り換えを行うようになっている。このＣＰＵ７は、露光量制御手段、露光時間算出手段、時分割露光制御手段、ぶれ量検出手段、絞り制御手段を兼ねたものである。
【００５０】
次に、図２〜図９を参照して、撮像素子１の動作について説明する。
【００５１】
図２〜図５は、第１の画素電荷をまず垂直転送ＣＣＤ３４に転送し、次に、第２の画素電荷を水平転送ＣＣＤ３３に転送して、その後に第１の画素電荷と第２の画素電荷とを水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４とが交差する電極位置において加算する場合を示している。これにより、連続して撮影された２つの画像を、撮像素子１の内部で水平方向と垂直方向とにシフトして加算することができるようになっている。ここに、図２はフォトダイオードに蓄積された電荷を第１の画素電荷として垂直転送ＣＣＤに転送する様子を示す図、図３は第１の画素電荷読み出し後にフォトダイオードに蓄積された電荷を第２の画素電荷として水平転送ＣＣＤに転送しさらに水平方向に転送するとともに、第１の画素電荷を垂直方向に転送する様子を示す図、図４は第１の画素電荷と第２の画素電荷とを加算する様子を示す図、図５は加算された電荷を同一画素内における垂直転送ＣＣＤの電荷保持部に退避する様子を示す図である。
【００５２】
撮像素子１には、被写体からの光線を受けて電荷を発生するフォトダイオード３２が、複数、マトリクス状に配列されていて、マトリクス状に配列されたこれらのフォトダイオード３２が光電変換部を構成している。
【００５３】
さらに、撮像素子１は、光電変換部のフォトダイオード３２の各行に隣接して行方向に配置されていて、フォトダイオード３２で発生した電荷を読み出して得られた第１画像を記憶するとともに、この第１画像を水平方向に転送する水平転送レジスタでありぶれ補正手段たる水平転送ＣＣＤ３３を備えている。
【００５４】
また、撮像素子１は、光電変換部のフォトダイオード３２の各列に隣接して列方向に配置されていて、第１画像とは異なる時刻に撮影された第２画像を記憶するとともに、この第２画像を垂直方向に転送する垂直転送レジスタでありぶれ補正手段たる垂直転送ＣＣＤ３４を備えている。
【００５５】
そして、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４とが交差する位置に配置された電極部分（図１０に示す電極φＶ０，φＨ０）は、後述するように、第１画像と第２画像とをアナログ加算する加算部（加算手段）として機能するようになっている。
【００５６】
なお、ここでは、複数のフォトダイオード３２が、縦方向と、この縦方向に垂直な横方向と、に配列されてマトリクス状をなしている例を示しているが、実質的なマトリクス状をなす配列であればこれに限るものではない。例えば、一方向と、この一方向に斜めに交差する他方向と、に配列されてマトリクス状をなしているものでも構わない。このときには、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４とを、互いに斜めに交差する方向に配置すれば良い。さらに、フォトダイオード３２の形状も正方形や矩形に限るものではなく、平行四辺形や三角形、六角形等の各種の形状であっても構わない。
【００５７】
そして、撮像素子１における１画素３１は、１つのフォトダイオード３２と、このフォトダイオード３２に隣接する水平転送ＣＣＤ３３の部分および垂直転送ＣＣＤ３４の部分と、を含んでいる。なお、この撮像素子１の転送電極の構造については後述することにする。従って、撮像素子１の１画素に含まれる電極についても後述する。また、１画素３１のサイズを、水平方向（横方向）の長さがＬｘ、垂直方向（縦方向）の長さがＬｙであるとする。
【００５８】
このような構成の撮像素子１の作用の概略について説明する。
【００５９】
以下では、撮像素子１の左上角に配置されたフォトダイオードをＰ1,1 と表記し、水平方向右側へ向かってｉ（ｉは１以上の整数）番目、垂直方向下側へ向かってｊ（ｊは１以上の整数）番目の位置に配置されたフォトダイオードをＰi,j と表記することにする。
【００６０】
図２は、最初に光電変換し蓄積されたフォトダイオードＰi,j の電荷（第１の画素電荷）（図中において丸印で示している）を、このフォトダイオードＰi,j に隣接する垂直転送ＣＣＤ３４にシフトした（読み出した）ところを示している。なお、この図２においては、フォトダイオードＰi,j に係る第１の画素電荷のみを図示しているが、他の全てのフォトダイオードにおいて同一の時間だけ光電変換し蓄積された電荷も、同様に垂直転送ＣＣＤ３４に一斉にシフトされることになる。
【００６１】
図３は、第１の画素電荷をシフトした直後から光電変換し蓄積されたフォトダイオードＰi-1,j-1 の電荷（第２の画素電荷）を、このフォトダイオードＰi-1,j-1 に隣接する水平転送ＣＣＤ３３にまずシフトした（読み出した）ことを示している。なお、この図３においても、フォトダイオードＰi-1,j-1 に係る第２の画素電荷のみを図示しているが、他の全てのフォトダイオードにおいて同一の時間だけ光電変換し蓄積された電荷が、同様に水平転送ＣＣＤ３３に一斉にシフトされることになる。ここに、第１の画素電荷蓄積時にフォトダイオードＰi,j に到達していた被写体からの光が、第２の画素電荷蓄積時には手ぶれ等によりフォトダイオードＰi-1,j-1 に到達する位置に移っているものとする。この光の到達位置の変化は、第２の画素電荷の蓄積が終わった時点で初めて判明するために、図２に示した状態においては、第１の画素電荷はまだ転送されず、垂直転送ＣＣＤ３４に保持（記憶）されるのみである。しかし、第２の画素電荷を読み出した後は、角速度センサ１９，２０の出力により光の到達位置の変化が判明するために、同一の被写体光に係る第１の画素電荷と第２の画素電荷との位置関係が分かり、後述する加算を行うために、互いに近接する位置（同一の１画素３１内の位置）への転送が行われる。すなわち、図３には、第２の画素電荷が水平転送ＣＣＤ３３上を紙面右方向に１画素分転送されるとともに、第１の画素電荷が垂直転送ＣＣＤ３４上を紙面上方向に１画素分転送される例が示されている。水平転送ＣＣＤ３３による１画素分以上の画素電荷の転送と、垂直転送ＣＣＤ３４による１画素分以上の画素電荷の転送と、は後述する図１０に示すような構成では同時に行うことができない（もちろん、同時に行うことができるように構成しても構わない（例えば、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４とを撮像素子１の厚み方向に異なる位置に独立に設けて、さらに独立に加算部を設けるようにすれば良い。））ために、何れか一方の転送を先に行い、その後に他方の転送を行うことになる。なお、第１の画素電荷の転送と第２の画素電荷の転送とが、全てのフォトダイオードに係る画素電荷について行われるのは上述と同様である。このような水平転送ＣＣＤ３３による転送と垂直転送ＣＣＤ３４による転送とを行うためには、各転送ＣＣＤが交差する位置において水平転送ＣＣＤ３３内の電荷と垂直転送ＣＣＤ３４内の電荷とが干渉することのないように、転送電極の配置を工夫する必要があるが、これについては後で説明する。
【００６２】
図４は、第１の画素電荷と第２の画素電荷とを、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４とが交差する位置にシフトして、該交差位置において加算した様子（加算であることを、図４中において「＋」により示している）を示している。この加算は、全てのフォトダイオードに係る第１の画素電荷と、全てのフォトダイオードに係る第２の画素電荷と、について行われることは勿論である。これにより、第１の画像（全ての第１の画素電荷で構成される画像）と、この第１の画像の直後に連続して撮影された第２の画像（全ての第２の画素電荷で構成される画像）と、がぶれ量だけシフトされた後に、つまりぶれを補正された後に、合成されたことになる。
【００６３】
図５は、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４との交差位置において加算された画素電荷を、同一画素内における例えば垂直転送ＣＣＤ３４の該交差位置以外の位置（電荷保持部）に転送した（退避させた）様子を示している。交差位置は、水平転送と垂直転送との両方に用いられるために、該交差位置に画素電荷を保持したままであると、次に読み出した画素電荷との加算を行うことができない。そこで、ここでは、加算後の電荷を、一旦、垂直転送ＣＣＤ３４の電荷保持部へ退避させるようにしたものである。これにより、次の画素電荷を水平転送ＣＣＤ３３へ読み出せば、上述と同様に、画素の加算を行うことが可能となる。なお、ここでは、加算後の電荷を同一画素内における垂直転送ＣＣＤ３４の電荷保持部へ転送した（退避させた）が、これに代えて、同一画素内における水平転送ＣＣＤ３３の電荷保持部へ転送しても（退避させても）構わない。このときには、次の画素電荷は、垂直転送ＣＣＤ３４へ読み出されることになる。また、加算後の画素電荷を退避させるのは、必ずしも同一画素内に限るものではない。
【００６４】
続いて、図６〜図９は、第１の画素電荷をまず水平転送ＣＣＤ３３に転送し、次に、第２の画素電荷を垂直転送ＣＣＤ３４に転送して、その後に第１の画素電荷と第２の画素電荷とを水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４とが交差する電極位置において加算する場合を示している。このような順序でも、連続して撮影された２つの画像を、撮像素子１の内部で水平方向と垂直方向とにシフトして加算することが可能である。ここに、図６はフォトダイオードに蓄積された電荷を第１の画素電荷として水平転送ＣＣＤに転送する様子を示す図、図７は第１の画素電荷読み出し後にフォトダイオードに蓄積された電荷を第２の画素電荷として垂直転送ＣＣＤに転送しさらに垂直方向に転送するとともに、第１の画素電荷を水平方向に転送する様子を示す図、図８は第１の画素電荷と第２の画素電荷とを加算する様子を示す図、図９は加算された電荷を同一画素内における垂直転送ＣＣＤの電荷保持部に退避する様子を示す図である。
【００６５】
図６は、最初に光電変換し蓄積されたフォトダイオードＰi-1,j-1 の電荷（第１の画素電荷）を、このフォトダイオードＰi-1,j-1 に隣接する水平転送ＣＣＤ３３にシフトしたところを示している。このときに、他の全てのフォトダイオードからも、水平転送ＣＣＤ３３へ電荷が一斉にシフトされるのは、上述と同様である。
【００６６】
図７は、第１の画素電荷をシフトした直後から光電変換し蓄積されたフォトダイオードＰi,j の電荷（第２の画素電荷）を、このフォトダイオードＰi,j に隣接する垂直転送ＣＣＤ３４にまずシフトしたことを示している。なお、ここでも、全てのフォトダイオードから、垂直転送ＣＣＤ３４へ電荷が一斉にシフトされるのは、上述と同様である。ここに、第１の画素電荷蓄積時にフォトダイオードＰi-1,j-1 に到達していた被写体からの光が、第２の画素電荷蓄積時には手ぶれ等によりフォトダイオードＰi,j に到達する位置に移っているものとする。そして、この図７には、第２の画素電荷が垂直転送ＣＣＤ３４上を紙面上方向に１画素分転送されるとともに、第１の画素電荷が水平転送ＣＣＤ３３上を紙面右方向に１画素分転送される例が示されている。ここでも、第１の画素電荷の転送と第２の画素電荷の転送とが、全てのフォトダイオードに係る画素電荷について行われるのは上述と同様である。
【００６７】
図８は、第１の画素電荷と第２の画素電荷とを、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４とが交差する位置にシフトして、該交差位置において加算した様子（加算であることを、図８中においても「＋」により示している）を示している。この加算が、全てのフォトダイオードに係る第１の画素電荷と、全てのフォトダイオードに係る第２の画素電荷と、について行われることは上述と同様である。これにより、第１の画像（全ての第１の画素電荷で構成される画像）と、この第１の画像の直後に連続して撮影された第２の画像（全ての第２の画素電荷で構成される画像）と、がぶれ量だけシフトされた後に、つまりぶれを補正された後に、合成されたことになる。
【００６８】
図９は、上記図５と同様に、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４との交差位置において加算された画素電荷を、同一画素内における例えば垂直転送ＣＣＤ３４の該交差位置以外の位置（電荷保持部）に転送した（退避させた）様子を示している。なお、加算後の電荷を、同一画素内における水平転送ＣＣＤ３３の電荷保持部へ転送しても（退避させても）構わないのは、上述と同様である。
【００６９】
なお、上述した図２〜図５においては、第１の画像に対して第２の画像が左方向および上方向にそれぞれ１画素分だけぶれている例を説明し、上述した図６〜図９において、第１の画像に対して第２の画像が右方向および下方向にそれぞれ１画素分だけぶれている例を説明した。より一般に、第１の画像に対して第２の画像が、右方向にｎ（ｎは整数であり、ｎが負であるときは左方向にぶれていることを示す）画素分、上方向にｍ（ｍは整数であり、ｍが負であるときは下方向にぶれていることを示す）画素分だけぶれている例においては、図３や図７に示したような画素の転送を、水平右方向にｎ画素分（ｎが負であるときには水平左方向に（−ｎ）画素分）、垂直上方向にｍ画素分（ｍが負であるときには垂直下方向に（−ｍ）画素分）だけ転送すれば良い。
【００７０】
また、上述したような画像の加算は、連続して撮影された２つの画像を加算する場合に限らず、連続して撮影された２以上の任意数の画像を加算する場合に適用できることは勿論である。このときには、（ｎ＋１）番目の画像が加算されるのは、１〜ｎ番目までの画像が加算された画像（加算画像）となる。加えて、画像の加算を行う場合には、加算された画像に係る電荷が転送ＣＣＤからあふれることのないようにすることが望ましい。
【００７１】
続いて、図１０は、固体撮像素子に設けられたフォトダイオードおよび電極の構成を示す図である。なお、この図１０においては、電極同士を接続する配線の図示を省略している。
【００７２】
上述したように、撮像素子１には、複数の（実質的には、多数の）フォトダイオード（図１０中、「ＰＤ」と記載している）３２が、マトリクス状に配列されている。
【００７３】
１つの画素には、１つのフォトダイオード３２と、水平転送ＣＣＤ３３を構成する４つの電極、すなわち、左から右へ向かって順にφＨ１，φＨ２，φＨ３，φＨ０と、垂直転送ＣＣＤ３４を構成する４つの電極、すなわち、上から下へ向かって順にφＶ０，φＶ１，φＶ２，φＶ３と、が含まれている。
【００７４】
なお、φＶ０〜φＶ３，φＨ０〜φＨ３は、後述するように電荷転送用の駆動パルスを示すものであるが、例えば「転送電極φＶ０」なる記載は、「駆動パルスφＶ０を印加する電極」を意味するものとする。
【００７５】
上述した各転送電極の内の、垂直転送電極φＶ２と水平転送電極φＨ２とはフォトダイオード３２の電荷を読み出すための読み出し電極を兼ねたものとなっている。さらに、これらの垂直転送電極φＶ２と水平転送電極φＨ２とは、上述した電荷保持部を構成する電極となっている。すなわち、垂直転送電極φＶ２は、水平転送ＣＣＤ３３を構成する電極φＨ０，φＨ１，φＨ２，φＨ３の何れとも隣接していないために、φＶ１およびφＶ３をＶＬ（例えば、−５［Ｖ］）にした状態で、φＶ２をＶＭ（例えば、０［Ｖ］）にすれば、この垂直転送電極φＶ２下に加算後の電荷を保持したまま、水平転送ＣＣＤ３３による転送を行うことが可能である（垂直転送電極φＶ２下の電荷が、水平転送ＣＣＤ３３により転送される電荷と混合することはない）。同様に、水平転送電極φＨ２は、垂直転送ＣＣＤ３４を構成する電極φＶ０，φＶ１，φＶ２，φＶ３の何れとも隣接していないために、φＨ１およびφＨ３をＶＬにした状態で、φＨ２をＶＭとすれば、この水平転送電極φＨ２下に加算後の電荷を保持したまま、垂直転送ＣＣＤ３４による転送を行うことが可能である（水平転送電極φＨ２下の電荷が、垂直転送ＣＣＤ３４により転送される電荷と混合することはない）。このような電荷の混合を避ける機能を果たすために、撮像素子１は、１画素に対して、垂直方向転送用に４つの電極を配置するとともに、水平転送用に４つの電極を配置した構成としている。
【００７６】
また、垂直転送ＣＣＤ３４と水平転送ＣＣＤ３３とが交差する位置に配置された転送電極は、垂直転送電極φＶ０と水平転送電極φＨ０とを兼用したものとなっている。従って、同一の電極ではあるが、用途等に応じて、適宜、垂直転送電極φＶ０、水平転送電極φＨ０、あるいは転送電極φＶ０，φＨ０などと称することにする。この転送電極φＶ０，φＨ０は、電荷の垂直方向または水平方向への転送に用いられるだけでなく、電極φＨ２と電極φＶ２との何れか一方の電荷保持部に保持されている電荷と、フォトダイオード３２から電極φＨ２と電極φＶ２との何れか他方へ新たに読み出された電荷と、を加算するための上記加算部として機能するようになっている。
【００７７】
なお、垂直転送電極φＶ０，φＶ１，φＶ２，φＶ３を含む垂直転送ＣＣＤ３４を垂直転送レジスタといい、水平転送電極φＨ０，φＨ１，φＨ２，φＨ３を含む水平転送ＣＣＤ３３を水平転送レジスタという。これら垂直転送レジスタと水平転送レジスタとは、共に、上述したように、電荷を保持（記憶）して転送する機能を備えている。
【００７８】
また、本実施形態においては、複数回の撮影による画素の電荷が加算されるために、画素の電荷が転送レジスタの蓄積容量を超えてあふれる可能性がある。以下では、これを防止するための構成について、図１９および図２０を参照して説明する。図１９は撮像素子が縦型オーバーフロー構造であることを説明するための断面図、図２０は時分割露光の回数に応じて逆バイアス電圧を変化させオーバーフローが発生する蓄積電荷量を制御する様子を示す図である。
【００７９】
フォトダイオードに強い光が入射すると、フォトダイオードからあふれた電荷が隣のフォトダイオードに流れ込むことがある。このブルーミングの現象を防止するために、従来から、様々な工夫が施されている。本実施形態においては、撮像素子１の内部で電荷を加算するために、例え、ｍ（ｍは２以上の整数）回の時分割撮影におけるそれぞれの露光量を、通常撮影における露光量の１／ｍにしたとしても、各時分割画像を加算した画像の電荷は垂直転送ＣＣＤの転送容量をはるかに超えてしまう可能性がある。従って、加算した後の画像の電荷が垂直転送ＣＣＤの転送能力を超えないようにする必要がある。
【００８０】
このために、本実施形態においては、縦型オーバーフロー構造のＣＣＤを採用している。これは、図１９に示すように、ｎ型基板（例えば、ｎ型シリコン基板）の表面に作られたｐ型拡散領域（ｐウェル：ｐ−ｗｅｌｌ）の中にフォトダイオード（ＰＤ）を構成し、ｐウェルとｎ型基板との間の逆バイアス電圧ＶＳＵＢにより、ｐウェルを完全に空乏化するようにしたものである。
【００８１】
図２０に示すように、フォトダイオード（ＰＤ）から垂直転送ＣＣＤまたは水平転送ＣＣＤに読み出すためのゲートは、垂直転送電極φＶ２（または水平転送電極φＨ２）と共通になっている。そして、読み出しゲートの電位φＶＲＧは、転送電極に低電圧（ＶＬ）または中電圧（ＶＭ）が印加されているときには、フォトダイオードの電位φＶＰＤよりも所定電位だけ低くなっている。これに対して、転送電極に高い電圧（ＶＨ）のパルスを印加すると、読み出しゲートの電位φＶＲＧがフォトダイオードの電位φＶＰＤよりも高くなり、フォトダイオード内の信号電荷が垂直転送ＣＣＤまたは水平転送ＣＣＤへ読み出される。
【００８２】
このとき、垂直転送ＣＣＤまたは水平転送ＣＣＤは、転送することが可能な最大の電荷量である取扱い電荷量が限られているために、強い光が入射したときに過剰な電荷を排出する動作が必要になる。この過剰な信号電荷は、転送ＣＣＤ側や他のフォトダイオード側へあふれる前に、縦方向（基板厚み方向）のｎ＋ｐｎの経路を通って基板中に吸収される。すなわち、オーバーフローが行われるｐウェルの電位φＶＯＦＧは、読み出しゲートを兼ねる転送電極の電圧がＶＭ（０［Ｖ］）またはＶＬ（−５［Ｖ］）のときには、読み出しゲート電圧φＶＲＧよりも高くなるように設定されている。これにより、蓄積時に過剰な電荷が垂直転送ＣＣＤまたは水平転送ＣＣＤに漏れるブルーミングの現象を抑制するようになっている。
【００８３】
さらに、本実施形態においては、上記ｐウェルとｎ型基板間の逆バイアス電圧ＶＳＵＢを、時分割撮影の回数ｍ（後述する図１４のステップＳ２１において算出する）に応じて通常撮影におけるときに比べて高い電圧（図２０に示すような逆バイアス電圧ＶＳＵＢ’）に設定する（つまり、ＶＳＵＢ’はｍに依存する）ことにより、オーバーフローが行われるｐウェルの電位をφＶＯＦＧ’（＞φＶＯＦＧ）として、通常撮影のときにフォトダイオードに蓄積される最大電荷量の１／ｍを超える過剰電荷を基板側に排出するようにしている。このようにすることにより、ｍ回の時分割撮影による画像を加算しても、加算後の総電荷量を垂直転送ＣＣＤまたは水平転送ＣＣＤの取扱い電荷量以内に抑えることができる。
【００８４】
図１１は、撮像時における固体撮像素子１の基本的な動作を示すタイミングチャートである。
【００８５】
この図１１において、ＶＳＵＢは、フォトダイオード３２に蓄積された電荷を半導体基板（サブストレート）へ強制排出するための基板印加高電圧パルスである。また、φＶ０〜φＶ３は４相の垂直転送パルス、φＨ０〜φＨ３は４相の水平転送パルスである。
【００８６】
撮影動作を開始すると、所定のタイミングとなる時刻ｔ01から露光（電荷蓄積）開始時刻ｔ02までの間、ＶＳＵＢに高電圧のパルスを印加すると同時に、φＶ０〜φＶ３に高周波の垂直転送パルスを、φＨ０〜φＨ３に高周波の水平転送パルスを、それぞれ印加する。すると、フォトダイオード３２に蓄積されている電荷と、水平転送ＣＣＤ３３に残っている電荷と、垂直転送ＣＣＤ３４に残っている電荷と、が全て排出される。
【００８７】
その後、露光動作開始の信号を受けると、時刻ｔ02のタイミングにおいてＶＳＵＢへの高電圧パルスの印加を停止することにより、受けた光の強度に応じた電荷がフォトダイオード３２に蓄積される。このフォトダイオード３２への電荷の蓄積は、時刻ｔ02から時刻ｔ03までの露光時間ＴExp において継続的に行われる。そして、この露光時間ＴExp をぶれが発生しないような時間間隔に時分割して、各時分割画像をぶれに応じて繰り返し転送し加算することにより、ぶれ補正が行われた露光時間ＴExp の１枚の画像データを得るようになっている。この露光時間ＴExp における撮像素子１の動作については、後で図１２を参照してより詳しく説明する。
【００８８】
時刻ｔ03において露光が終了すると、垂直転送ＣＣＤ３４に蓄積されているぶれの補正された画像が、上記垂直転送ＣＣＤ３４と、撮像領域から外部へ出力するための読出手段たる水平転送ＣＣＤ４２（図１３）と、を介して、通常の読み出し速度で撮像素子１から読み出される。
【００８９】
図１２は、フォトダイオードから画素電荷を読み出して固体撮像素子内で転送し加算するときに各電極に印加される信号の様子を示すタイミングチャートである。なお、ここでは、図１０に示すような構成の撮像素子１により、図２〜図５を参照して説明したような動作を行うときの例について示している。また、電極φＶ０と電極φＶ１とは共通であるために、この図１２においてはまとめて記載している。
【００９０】
今、時分割撮影による最初の露光終了時刻がｔ１であるとする。すると、この時刻ｔ１に、電極φＶ２に読み出し用の高電圧（トランスファーパルス）ＶＨ（１５［Ｖ］）を印加する。このときには、他の電極、φＶ０，φＶ１，φＶ３，φＨ０〜φＨ３は、全て低電圧ＶＬ（−５［Ｖ］）に設定されている。これにより、フォトダイオード３２に蓄積された電荷は、垂直転送ＣＣＤ３４の電極φＶ２下にシフトされる。シフトが行われたら、電極φＶ２への印加電圧は中電圧ＶＭ（０［Ｖ］）になり、読み出された電荷がこの電極φＶ２下において保持される（図２および図１０参照）。この時刻ｔ１以降、時刻ｔ８を過ぎるまでは、電極φＶ２に隣接する電極φＶ１および電極φＶ３の電圧は低電圧ＶＬのまま変化しないために、該電極φＶ２下において保持されている電荷が垂直転送ＣＣＤ３４内で転送されることはない。
【００９１】
電極φＶ２に印加される電圧が高電圧ＶＨ（１５［Ｖ］）から中電圧ＶＭ（０［Ｖ］）に変化すると同時に、フォトダイオード３２では次の撮影のための電荷の蓄積が開始される。すなわち、次の時分割撮影の開始である。
【００９２】
この２番目の時分割撮影による露光終了時刻がｔ２であるとする（すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間が時分割露光の時間となる。）。すると、この時刻ｔ２に、電極φＨ２に読み出し用の高電圧ＶＨ（１５［Ｖ］）を印加する。このときには、電極φＶ２が電荷保持用の中電圧ＶＭ（０［Ｖ］）に設定され、その他の電極φＶ０，φＶ１，φＶ３，φＨ０，φＨ１，φＨ３は低電圧ＶＬ（−５［Ｖ］）に設定されている。これにより、フォトダイオード３２に蓄積された電荷は、水平転送ＣＣＤ３３の電極φＨ２下にシフトされる。シフトが行われたら、電極φＨ２への印加電圧は中電圧ＶＭになり、読み出された電荷がこの電極φＨ２下において保持される（図３および図１０参照）。
【００９３】
その後、時刻ｔ３を過ぎたタイミングで、電極φＨ３に中電圧ＶＭが印加される。これにより、電極φＨ２下において保持されていた電荷が、一部、電極φＨ３下へ転送され、電極φＨ２および電極φＨ３の両方の電極下に保持される。
【００９４】
次に、時刻ｔ４を過ぎたタイミングで、電極φＨ２が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＨ２および電極φＨ３の両方の電極下に保持されていた電荷は、全部、電極φＨ３下へ転送され、この電極φＨ３下に保持される。
【００９５】
電極φＨ２が低電圧ＶＬに設定された直後に、電極φＨ０（電極φＶ０）が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＨ３下に保持されていた電荷が、一部、電極φＨ０下へ転送され、電極φＨ３および電極φＨ０の両方の電極下に保持される。
【００９６】
その後、時刻ｔ５を過ぎたタイミングで、電極φＨ３が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＨ３および電極φＨ０の両方の電極下に保持されていた電荷は、全部、電極φＨ０下へ転送され、この電極φＨ０下に保持される。
【００９７】
電極φＨ３が低電圧ＶＬに設定された直後に、電極φＨ１が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＨ０下に保持されていた電荷が、一部、隣接する画素の電極φＨ１下へ転送され、電極φＨ０および電極φＨ１の両方の電極下に保持される。
【００９８】
時刻ｔ６を過ぎたタイミングで、電極φＨ０が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＨ０および電極φＨ１の両方の電極下に保持されていた電荷は、全部、電極φＨ１下へ転送され、この電極φＨ１下に保持される。
【００９９】
電極φＨ０が低電圧ＶＬに設定された直後に、電極φＨ２が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＨ１下に保持されていた電荷が、一部、電極φＨ２下へ転送され、電極φＨ１および電極φＨ２の両方の電極下に保持される。
【０１００】
その後、時刻ｔ７を過ぎたタイミングで、電極φＨ１が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＨ１および電極φＨ２の両方の電極下に保持されていた電荷は、全部、電極φＨ２下へ転送され、この電極φＨ２下に保持される。
【０１０１】
このようにして、水平転送ＣＣＤ３３のある画素の電極φＨ２下に保持されていた電荷が、右に隣接する画素の電極φＨ２下まで、
電極φＨ２下 → 電極φＨ３下 → 電極φＨ０下 → 電極φＨ１下 → 電極φＨ２下
のように転送される。
【０１０２】
この隣接する画素の電極φＨ２下の電荷は、時刻ｔ１３を過ぎるタイミングまで引き続き該電極φＨ２下に保持（記憶）される（図３参照）。
【０１０３】
なお、ここでは、水平転送ＣＣＤ３３により電荷を１画素分右方向に転送するとき（図３参照）の動作について説明したが、より一般に、ｎ（ｎ≧１）画素分の転送を行うときには、上述したようなφＨ０〜φＨ３の信号をｎ回繰り返して与えれば良い。また、水平転送ＣＣＤ３３により電荷を左方向に転送することも可能である。このときには、上述とは時間反転させた信号を、各電極φＨ０〜φＨ３に与えれば良い。そして、左方向にｎ画素分の転送を行うときには、この時間反転させた信号をｎ回繰り返して各電極φＨ０〜φＨ３に与えることになる。
【０１０４】
続いて、時刻ｔ８を過ぎたタイミングで、電極φＶ１が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＶ２下に保持されていた電荷が、一部、電極φＶ１下へ転送され、電極φＶ２および電極φＶ１の両方の電極下に保持される。
【０１０５】
その後、時刻ｔ９を過ぎたタイミングで、電極φＶ２が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＶ２および電極φＶ１の両方の電極下に保持されていた電荷は、全部、電極φＶ１下へ転送され、この電極φＶ１下に保持される。
【０１０６】
電極φＶ２が低電圧ＶＬに設定された直後に、電極φＶ０（電極φＨ０）が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＶ１下に保持されていた電荷が、一部、電極φＶ０下へ転送され、電極φＶ１および電極φＶ０の両方の電極下に保持される。
【０１０７】
次に、時刻ｔ１０を過ぎたタイミングで、電極φＶ１が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＶ１および電極φＶ０の両方の電極下に保持されていた電荷は、全部、電極φＶ０下へ転送され、この電極φＶ０下に保持される。
【０１０８】
電極φＶ１が低電圧ＶＬに設定された直後に、電極φＶ３が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＶ０下に保持されていた電荷が、一部、電極φＶ３下へ転送され、電極φＶ０および電極φＶ３の両方の電極下に保持される。
【０１０９】
時刻ｔ１１を過ぎたタイミングで、電極φＶ０が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＶ０および電極φＶ３の両方の電極下に保持されていた電荷は、全部、電極φＶ３下へ転送され、この電極φＶ３下に保持される。
【０１１０】
電極φＶ０が低電圧ＶＬに設定された直後に、電極φＶ２が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＶ３下に保持されていた電荷が、一部、電極φＶ２下へ転送され、電極φＶ３および電極φＶ２の両方の電極下に保持される。
【０１１１】
その後、時刻ｔ１２を過ぎたタイミングで、電極φＶ３が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＶ３および電極φＶ２の両方の電極下に保持されていた電荷は、全部、電極φＶ２下へ転送され、この電極φＶ２下に保持される。
【０１１２】
このようにして、垂直転送ＣＣＤ３４のある画素の電極φＶ２下に保持されていた電荷が、上に隣接する画素の電極φＶ２下まで、
電極φＶ２下 → 電極φＶ１下 → 電極φＶ０下 → 電極φＶ３下 → 電極φＶ２下
のように転送される。
【０１１３】
この隣接する画素の電極φＶ２下の電荷は、時刻ｔ１３を過ぎるタイミングまで引き続き該電極φＶ２下に保持（記憶）される（図３参照）。
【０１１４】
なお、ここでは、垂直転送ＣＣＤ３４により電荷を１画素分上方向に転送するとき（図３参照）の動作について説明したが、より一般に、ｎ（ｎ≧１）画素分の転送を行うときには、上述したようなφＶ０〜φＶ３の信号をｎ回繰り返して与えれば良い。また、垂直転送ＣＣＤ３４により電荷を下方向に転送することも可能である。このときには、上述とは時間反転させた信号を、各電極φＶ０〜φＶ３に与えれば良い。そして、下方向にｎ画素分の転送を行うときには、この時間反転させた信号をｎ回繰り返して各電極φＶ０〜φＶ３に与えることになる。
【０１１５】
時刻ｔ１２を過ぎたタイミングにおいて、電極φＶ３が低電圧ＶＬに設定された直後に、電極φＶ１が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＶ２下に保持されていた電荷が、一部、電極φＶ１下へ転送され、電極φＶ２および電極φＶ１の両方の電極下に保持される。
【０１１６】
これと同時に、電極φＨ３が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＨ２下に保持されていた電荷が、一部、電極φＶＨ３下へ転送され、電極φＨ２および電極φＨ３の両方の電極下に保持される。
【０１１７】
時刻ｔ１３を過ぎたタイミングにおいて、電極φＶ２が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＶ２および電極φＶ１の両方の電極下に保持されていた電荷は、全部、電極φＶ１下へ転送され、この電極φＶ１下に保持される。
【０１１８】
これと同時に、電極φＨ２が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＨ２および電極φＨ３の両方の電極下に保持されていた電荷は、全部、電極φＨ３下へ転送され、この電極φＨ３下に保持される。
【０１１９】
電極φＶ２が低電圧ＶＬに設定され、かつ電極φＨ２が低電圧ＶＬに設定された直後に、電極φＶ０，φＨ０が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＶ１下に保持されていた電荷が、一部、電極φＶ０，φＨ０下および電極φＨ３下へ転送されると共に、電極φＨ３下に保持されていた電荷が、一部、電極φＶ０，φＨ０下および電極φＶ１下へ転送される。従って、この時点で、電荷の混合（加算）が生じることになる（図４参照）。
【０１２０】
その後、時刻ｔ１４を過ぎたタイミングにおいて、電極φＨ３が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＨ３、電極φＶ０，φＨ０、および電極φＶ１の各電極下に保持されていた電荷は、電極φＶ０，φＨ０および電極φＶ１の両電極下にのみ保持される。
【０１２１】
続いて、時刻ｔ１５を過ぎたタイミングにおいて、電極φＶ０，φＨ０が低電圧ＶＬに設定される。これにより、電極φＶ０，φＨ０および電極φＶ１の両方の電極下に保持されていた電荷が、全部、電極φＶ１下へ転送され、この電極φＶ１下に保持される。
【０１２２】
電極φＶ０，φＨ０が低電圧ＶＬに設定された直後に、電極φＶ２が中電圧ＶＭに設定される。これにより、電極φＶ１下に保持されていた電荷が、一部、電極φＶ２下へ転送され、電極φＶ１および電極φＶ２の両方の電極下に保持される。
【０１２３】
時刻ｔ１６を過ぎたタイミングにおいて、電極φＶ１が低電圧に設定される。これにより、電極φＶ１および電極φＶ２の両方の電極下に保持されていた電荷が、全部、電極φＶ２下へ転送され、この電極φＶ２下に保持される。
【０１２４】
このように上記時刻ｔ１３を過ぎたタイミングで加算された電荷を、同一画素内の電極φＶ２下に転送して記憶することにより、この記憶した画像と次回の時分割露光による画像との加算を、同様のシーケンスで行うことができる。こうして、複数回の撮影による画像のぶれを補正しながら加算して、最終的にぶれのない（「ぶれのない」とは、ぶれが実質的に無視し得る程度以下であることを意味している。）露光時間ＴExp の画像を得ることができる。
【０１２５】
図１３は、固体撮像素子全体の構成を模式化して示す図である。なお、実用的な固体撮像素子１は例えば数十万〜数百万画素以上の画素数を備えているが、全部を図示することは不可能であるために、この図１３においては、これよりも画素数を少なくする模式化を行っている。
【０１２６】
撮像領域４１は、図２〜図５、あるいは図６〜図９、もしくは図１０に示したような、フォトダイオード３２と、水平転送ＣＣＤ３３と、垂直転送ＣＣＤ３４と、を含んでいる。
【０１２７】
上記撮像領域４１の上記垂直転送ＣＣＤ３４が突き当たる水平方向位置には、水平転送ＣＣＤ４２が配設されている。この水平転送ＣＣＤ４２は、撮像領域４１の垂直転送ＣＣＤ３４において加算された画像を、図１１の時刻ｔ03から時刻ｔ04の間に、通常のＣＣＤ撮像素子（つまり、例えば、上述したような水平転送ＣＣＤ３３を備えていないＣＣＤ撮像素子）と同様に、外部へ読み出すためのものである。なお、この水平転送ＣＣＤ４２には、上述した水平転送ＣＣＤ３３とは異なる水平転送パルスφＨ４，φＨ５が印加され、画素電荷の転送を行うようになっている。
【０１２８】
上記水平転送ＣＣＤ４２の出力側には、該水平転送ＣＣＤ４２から転送されたアナログ信号を増幅するためのアンプ４３が配設されている。こうして、撮像素子１からは、アンプ４３により増幅された信号が出力されるようになっている。
【０１２９】
続いて、図１４は、電子カメラにより画像を撮像して記録するときの処理を示すフローチャートである。
【０１３０】
電子カメラの電源が投入される（例えば、電池が交換されるなど）か、または、図示しない動作開始スイッチ（例えば、電源スイッチ）が操作されると、この電子カメラの動作がスタートする。
【０１３１】
処理を開始すると、所定の初期値設定等を行った後に、まず、撮影者のレリーズ操作によって第１レリーズスイッチ１８ａが閉じた状態になったか否かを判定する（ステップＳ１）。
【０１３２】
ここで、第１レリーズスイッチ１８ａが閉じていない場合には、Ｊ１に分岐して、第１レリーズスイッチ１８ａの検出を同様に繰り返して行う。ただし、実際には、Ｊ１とステップＳ１との間に、表示を行ったり、その他の図示しないキー入力の状態を検出したりする動作等を行うが、こうした一般的な動作については以下においても適宜説明を省略することにする。
【０１３３】
ステップＳ１において第１レリーズスイッチ１８ａが閉じたことが検出された場合には、次に、測光を行う（ステップＳ２）。この測光は、撮像素子１から繰り返し出力される画像信号のレベルをモニタして、適正露光を得るための絞り値やシャッタ速度値を演算するものである。すなわち、撮像素子１から読み出された画像信号は、ＣＤＳ２により処理された後にＡ／Ｄ変換器４によりデジタル値に変換され、情報処理部８を経てＤＲＡＭ９に一時的に記憶される。このＤＲＡＭ９に記憶された画像信号の内、画像全体の中の例えば中央部付近の所定領域の画像信号がＣＰＵ７により読み出されて、そのレベルの加算平均値が求められる。さらにＣＰＵ７は、求めた加算平均値に基づいて、適正露光を得るために必要なシャッタ速度値や絞り値を計算する処理を行う。
【０１３４】
続いて、上述したように求められた、適正露光を得るために必要な露光時間（シャッタ速度）ＴExp が、所定時間ＴLongよりも長時間であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ここで、露光時間（シャッタ速度）ＴExp が所定時間ＴLongよりも長時間であると判定された場合は、ＣＰＵ７は、絞り駆動系１６を介して絞り１７の開口を大きくするように制御し、撮像素子１に入射する光の量を増加させる（ステップＳ４）。これは、後述するような、ぶれが発生しない所定のぶれ限界露光時間ＴLimit で複数回の露光を行う場合のＳ／Ｎを改善するためのものである。つまり、被写体の明るさが暗いと、上記ぶれ限界露光時間ＴLimit では十分な画像信号が得られずＳ／Ｎが悪くなる可能性があるために、これを防止するべく、光量を増やすようにしたものである。ここに、ＴLongとしてどの程度の時間的長さを設定すれば良いかは、信号の固定パターンノイズの大きさ等に依存するが、例えば、ぶれ限界露光時間ＴLimit を基準としてその整数倍（例えば、５〜１０倍）を目安に設定することが考えられる。なお、この絞り１７の開口の制御は、例えば、電子カメラが自動露出モードに設定されているときに行うと想定される。従って、電子カメラが、例えば、絞り優先モードやシャッタ速度優先モード、あるいはマニュアル露出モードに設定されている場合には、上記ステップＳ３から後述するステップＳ５までの処理をスキップするようにしても構わない。
【０１３５】
そして、ステップＳ２における測光値と、ステップＳ４で再設定した絞り値と、に基づいて、改めて露光時間ＴExp を演算する（ステップＳ５）。
【０１３６】
また、ステップＳ３において露光時間ＴExp が所定時間ＴLong以下である（つまり、ＴLongで規定されるシャッタ速度以上に高速である）ときには、Ｊ２に分岐して、ステップＳ２で求めたシャッタ速度そのものを露光時間ＴExp とする。
【０１３７】
こうして、ステップＳ５の処理が終了するか、またはステップＳ３からＪ２に分岐した場合には、第２レリーズスイッチ１８ｂが閉じているか否かを検出する（ステップＳ６）。ここで、第２レリーズスイッチ１８ｂが閉じていない場合には、第１レリーズスイッチ１８ａが閉じている限り、この第２レリーズスイッチ１８ｂが閉じるのを待機する。
【０１３８】
こうして、第２レリーズスイッチ１８ｂが閉じたことが検出された場合には、後述するぶれ限界露光時間ＴLimit による露光を行った回数ｎを記憶するメモリ〔ｎ〕に、初期値“０”を記憶する（ステップＳ７）。ここに、〔ｎ〕は、括弧内の変数ｎを記憶するメモリを意味している。
【０１３９】
次に、露光開始からのぶれ量が許容限界のぶれ量に達するぶれ限界露光時間ＴLimit を演算する（ステップＳ８）。ここに、３５ミリフィルムカメラにおける縦２４ｍｍ×横３６ｍｍ（対角 ４３．２８ｍｍ）のいわゆるライカ版フレーム（別称：ダブルフレーム）カメラに関する長年の経験則として、ミリメートル単位の撮影レンズの焦点距離をｆとしたときに、ぶれ限界露光時間ＴLimit が、ＴLimit ≒１／ｆ（秒）になるということが知られている。本実施形態においては、この経験則を、電子カメラの撮像素子の有効撮像エリア内に設定した撮影画枠の大きさを考慮の上、応用することにする。以下の説明においては、単位ｍｍについての記載を適宜省略して、数値のみを表記することにする。
【０１４０】
電子カメラにおける被写体撮像範囲（撮影画角）は、撮影レンズの焦点距離に反比例し、かつフレームの大きさに比例するために、フレームに対する相対的な像倍率は、焦点距離に比例し、かつフレームの大きさに反比例する。従って、（フレームに対する相対的な）像ぶれもフレームの大きさに反比例する。そこで、上記経験則に対してフレームの大きさ比率に応じた換算係数を乗じて、これを適用すれば良いことになる。この場合、アスペクト比の違いを考慮する必要があるが、本実施の形態に係る電子カメラにおいては、対角線換算を用いることにする。
【０１４１】
撮影画枠の対角長をｄ［ｍｍ］とすると、ＴLimit は次の数式１により表される。  
［数１］
0004558596.tif 000002
【０１４２】
この数式１からも明らかなように、このぶれ限界露光時間ＴLimit は、電子カメラの撮影レンズ１５が単焦点距離の撮影レンズである場合は該焦点距離に応じた１つの値のみを適用すれば良いが、撮影レンズ１５がズームレンズである場合には、焦点距離に応じた異なる値を適用する必要がある。
【０１４３】
なお、ぶれ限界露光時間ＴLimit は、必ずしも、数式１で与えられる値を用いる必要はなく、要するに、ぶれが実質的に発生することのないような露光時間を用いれば良い。従って、ぶれ限界露光時間ＴLimit は、概略、数式１により与えられる露光時間よりも短い時間であれば構わない。
【０１４４】
そして、露光の回数ｍを演算する（ステップＳ２１）。ここに、露光の回数ｍは、ＴExp ／ＴLimit の小数点以下を四捨五入することにより整数値として求めるようになっている。
【０１４５】
次に、露光を開始する（ステップＳ９）。撮像素子１には、露光開始直前から、フォトダイオード３２に蓄積された電荷を半導体基板（サブストレート＝縦形オーバーフロードレインＶＯＦＤ）へ強制排出するための基板印加高電圧パルスＶＳＵＢが図１１に示したように繰り返し印加されており、このＶＳＵＢパルスの印加が終了した時点が、この露光開始の時点となる。
【０１４６】
ここで、上述したように、ＶＳＵＢの値をステップＳ２１で算出したｍに応じた値（図２０に示したようなＶＳＵＢ’）に設定して、フォトダイオードに蓄積する過剰な電荷を基板側に排出することにより、電荷を加算した後の垂直転送ＣＣＤまたは水平転送ＣＣＤの電荷があふれないようにする。
【０１４７】
続いて、ステップＳ５（あるいは、Ｊ２への分岐が行われた場合にはステップＳ２）で求めた露光時間ＴExp と、ステップＳ８で求めたぶれ限界露光時間ＴLimit にステップＳ７で初期値が設定されその後適宜インクリメントされるｎを積算したものｎ・ＴLimit と、の差（以下この差を「未露光時間」とよぶ。）を求めて、この未露光時間がぶれ限界露光時間ＴLimit よりも長いか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【０１４８】
ここで、未露光時間がぶれ限界露光時間ＴLimit よりも長い場合には、ぶれ限界露光時間ＴLimit だけの露光が終了するのを待機する（すなわち、露光が終了するまではＪ４へ分岐する）（ステップＳ１１）。
【０１４９】
ステップＳ１１において、ぶれ限界露光時間ＴLimit だけの露光が終了したと判定された場合には、このぶれ限界露光時間ＴLimit だけフォトダイオード３２に蓄積された電荷を、例えば水平転送ＣＣＤ３３へ読み出し、図２〜図５（あるいは図６〜図９）に示したように、撮像素子１の内部でぶれ量分の補正を行った後に画素電荷の合成を行って、合成後の電荷を電荷保持部へ退避させる（ステップＳ１２）。このステップＳ１２における画素値合成の処理については、後で図１８を参照して、より詳しく説明する。
【０１５０】
このステップＳ１２の処理を行った後は、Ｊ３へ分岐して、上述したステップＳ１０の処理を繰り返して行う。
【０１５１】
こうして、ぶれ限界露光時間ＴLimit による露光を連続してｎ回行った後に、ステップＳ１０において、上述した未露光時間がぶれ限界露光時間ＴLimit 以下になったと判定された場合には、ぶれ限界露光時間ＴLimit 以下になった残りの未露光時間の露光が終了するのを待機する（すなわち、露光が終了するまではＪ５へ分岐する）（ステップＳ１３）。
【０１５２】
ここで、残りの未露光時間の露光が終了したと判定された場合には、ステップＳ１２と同様の画素値合成の処理を行うことにより、ぶれが補正された画像の各画素値を生成する（ステップＳ１４）。
【０１５３】
次に、撮像素子１からぶれが補正された画像信号を読み出して（ステップＳ１５）、ＣＤＳ２により処理を行い、ゲインコントロールアンプ（ＡＭＰ）３により増幅した後に、Ａ／Ｄ変換器４によりデジタル信号に変換する（ステップＳ１６）。
【０１５４】
続いて、画像信号をデジタル化して得られた画像データに、情報処理部８により所定の信号処理を施す（ステップＳ１７）。
【０１５５】
さらに、信号処理された画像データを、ＤＲＡＭ９に一時的に記憶する（ステップＳ１８）。
【０１５６】
その後、圧縮伸張部１０によりＤＲＡＭ９に記憶された画像データを画像圧縮し（ステップＳ１９）、圧縮した画像データを記録媒体１１に記録して（ステップＳ２０）、この処理を終了する。
【０１５７】
なお、画像データに後述するようなぶれ補正量ＳｘとＳｙ０とを付属情報として付加し、この付加情報を伴う画像データを記録媒体１１に記録するようにしても良い。例えば、画像のぶれがＸ正方向にΔｘ、かつＹ負方向にΔｙであるとするとき、画像データのＸ負方向の端面からΔｘの範囲、およびＹ正方向の端面からΔｙの範囲は、正常に時分割画像が加算されていないために、付加情報に基づいてこの部分を除去することにより表示や印刷を行うことが可能になる。もちろん、図１４のステップＳ１７の信号処理において、ぶれ補正量ＳｘとＳｙ０とに基づいて、情報処理部８により不要な画像部分を除去するようにしても構わない。
【０１５８】
次に、電子カメラにおけるぶれ量の検出について詳細に説明する。図１５は、電子カメラに設定した座標軸と２つの角速度センサの配置とを示す図である。
【０１５９】
この図１５において、ある時刻における、撮影レンズ１５の光軸Ｏに沿った被写体側をＺ軸の正方向、Ｚ軸に垂直な撮像面内における電子カメラの左右方向の被写体側から電子カメラを見て右側をＸ軸の正方向、Ｚ軸とＸ軸との交点を通りＺ軸およびＸ軸に直交する電子カメラの上方向をＹ軸の正方向、とするように、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を設定するものとする。そして、これらＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸周りの回転角を、それぞれθx ，θy ，θz とする。なお、上述したある時刻においては、撮影レンズ１５の光軸ＯとＺ軸とは一致しているが、別の時刻においてぶれが発生している場合には、撮影レンズ１５の光軸Ｏは一般にＺ軸とは一致しない。
【０１６０】
この電子カメラのカメラ本体５１には、上述したように、角速度センサ１９と角速度センサ２０とが設けられている。
【０１６１】
角速度センサ１９は、Ｘ軸回りの回転角θx の単位時間当たりの変化量である角速度を検出するためのものである。
【０１６２】
角速度センサ２０は、Ｙ軸回りの回転角θy の単位時間当たりの変化量である角速度を検出するためのものである。
【０１６３】
これら２つの角速度センサ１９，２０は、図１５に示すように、電子カメラにおける上述したＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に関連した配置となるように設けられている。
【０１６４】
これら２つの角速度センサ１９，２０から各出力される検出信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器２１，２２によりデジタルデータに変換されて、ＣＰＵ７に入力される。
【０１６５】
このＣＰＵ７は、撮影レンズ１５から、焦点距離ｆに関する情報を取得する（例えば、撮影レンズ１５が電動ズームである場合には、レンズ駆動系１４を介して情報の取得を行い、あるいは、撮影レンズ１５が交換式のレンズ鏡筒である場合には通信接点等を介して情報の取得を行う）。
【０１６６】
また、ＣＰＵ７は、距離検出部２３から被写体距離情報を取得する。
【０１６７】
これら、焦点距離ｆの情報と、被写体距離情報とは、後述するように、Ｘ方向のぶれ量の演算、およびＹ方向のぶれ量の演算に用いられる。
【０１６８】
次に、図１６を参照して、ぶれ量とぶれ補正量との関係について説明する。図１６は、カメラ本体５１が回転角θx だけぶれた場合の、撮像面上における被写体６３の像の移動状態を示す図である。
【０１６９】
電子カメラがぶれ等によって回転角θx だけ回転したとすると、撮影レンズ１５が、符号１５’に示す位置まで回転して移動するとともに、撮像素子１の撮像面６１も角度θx だけ傾いたＣ−Ｄ面の位置に回転する。
【０１７０】
また、ぶれが発生していないときには符号６２に示す中心位置あった被写体６３の像が、回転角θx のぶれが発生した後には、撮像面Ｃ−Ｄ上の符号６２’に示す位置に移動する。
【０１７１】
ここで、撮影レンズ１５の焦点距離をｆ、ぶれが発生していないときの撮影レンズ１５の物空間焦点から被写体６３までの距離をＬ、ぶれが発生していないときの撮影レンズ１５の像空間焦点から像位置までの距離をＬ’、ぶれによる像位置の移動量をΔＹ、とそれぞれすると、図１６に示すような幾何学的位置関係と、次の数式２に示すニュートン（Newton）の結像公式
［数２］
0004558596.tif 000003
と、を用いることにより、上記移動量ΔＹは、次の数式３に示すように算出される。  
［数３］
0004558596.tif 000004
ここに、βは撮影倍率を示し、ｆ／Ｌである。また、数式３を算出するに当たっては、θx が微小量であるとして、θx の１次のオーダーまでの近似を行っている。
【０１７２】
この数式３における値ｆは、上述したように、レンズ情報としてＣＰＵ７に入力される。また、βを算出するために必要な距離Ｌは、図１に示したような距離検出部２３からの情報に基づき算出することができる。さらに、数式３における角度θx は、上述したような角速度センサ１９からの出力に基いて、算出することができる。
【０１７３】
こうして、数式３に基づいて得られる移動量ΔＹに係る実質的な補正を行うことにより、電子カメラにぶれが発生したとしても、撮像素子１から出力される画像信号に係る画像にはぶれの影響が生じないようにすることができる。
【０１７４】
なお、上述したように、角度θx は微小量であるために、図１６に示すように撮像面Ｃ−ＤがＸ軸周りにＹ軸に対して角度θx だけ傾いても、撮像面の傾きにより生じる像への影響は、上述した移動量ΔＹ以外には問題になることはない。
【０１７５】
また、Ｙ軸回りに回転角θy だけぶれが発生したときの像位置の移動量ΔＸも、上記数式１と同様に、次の数式４に示すように求められる。  
［数４］
0004558596.tif 000005
【０１７６】
上述した数式３の両辺を時間で微分することにより、次の数式５が得られる。  
［数５］
0004558596.tif 000006
【０１７７】
この数式５において、右辺におけるｄ（θx ）／ｄｔは、Ｘ軸周りの角速度そのものであるために、角速度センサ１９の出力をそのまま用いることが可能である。また、数式５の左辺におけるｄ（ΔＹ）／ｄｔは、ｄ（θx ）／ｄｔの角速度が生じた場合のＹ軸方向の像移動速度Ｖy となる。
【０１７８】
同様に、Ｙ軸回りに回転角θy だけぶれが発生したときのＸ軸方向の像位置の移動量ΔＸに関しても、数式４の両辺を時間で微分することにより、次の数式６が得られる。  
［数６］
0004558596.tif 000007
【０１７９】
この数式６において、右辺におけるｄ（θy ）／ｄｔは、Ｙ軸周りの角速度そのものであるために、角速度センサ２０の出力をそのまま用いることが可能である。また、数式６の左辺におけるｄ（ΔＸ）／ｄｔは、ｄ（θy ）／ｄｔの角速度が生じた場合のＸ軸方向の像移動速度Ｖx となる。
【０１８０】
今、所定時間ΔＴ（なお、このΔＴは、Ａ／Ｄ変換器２１，２２が角速度センサ１９，２０の出力をデジタル信号に変換するサンプリング間隔であって、ぶれ限界露光時間ＴLimit と同じか、またはそれよりも短い時間であることが望ましい。）周期で検出した角速度センサ１９の出力ｄ（θx ）／ｄｔが、ωx1，ωx2，ωx3，…，ωx(n-1)，ωxnであったとすると、ｎ×ΔＴの時間が経過した後のＹ軸方向の像位置の移動量ΔＹは、次の数式７に示すように与えられる。  
［数７］
0004558596.tif 000008
【０１８１】
同様に、所定時間ΔＴ毎に（所定時間ΔＴ周期で）検出した角速度センサ２０の出力ｄ（θy ）／ｄｔが、ωy1，ωy2，ωy3，…，ωy(n-1)，ωynであったとすると、ｎ×ΔＴの時間が経過した後のＸ軸方向の像位置の移動量ΔＸは、次の数式８に示すように与えられる。  
［数８］
0004558596.tif 000009
【０１８２】
撮像素子１により、ｎ×ΔＴの時間間隔で露光された２つの画像のぶれ量は、数式７および数式８により計算することができる。従って、これらの数式により算出された移動量（ぶれ量）ΔＸ，ΔＹに基いて、２つの画像のぶれを補正するような画素電荷の移動を行ってから加算することにより、ぶれのない画像を生成することが可能となる。
【０１８３】
図１７は、ＣＰＵ７により移動量ΔＸ，ΔＹを算出する処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、第２レリーズスイッチ１８ｂが閉じたときから露光が終了するまでの間、図１４に示した処理や後述する図１８に示す処理とは独立なプロセスとして実行されるようになっている。
【０１８４】
すなわち、この処理を開始すると、まず、第２レリーズスイッチ１８ｂが閉じるのを待機する（すなわち、第２レリーズスイッチ１８ｂが閉じるまではＪ３１へ分岐する）（ステップＳ３１）。
【０１８５】
そして、第２レリーズスイッチ１８ｂが閉じたことが検出された場合には、次に、撮影レンズ１５の焦点距離ｆと、被写体距離Ｌと、を入力する（ステップＳ３２）。これらの焦点距離ｆと被写体距離Ｌとは、図１７に示すような処理の中において演算するようにしても良いが、より高速なサイクルでぶれ量を演算するために、焦点距離ｆと被写体距離Ｌとは別途のプロセッサ等を用いて演算し、ＣＰＵ７はこの演算されたデータをステップＳ３２において入力するようにすると良い。これにより、処理の高速化を図ると共に、リアルタイムへの高い追従性を図ることが可能となる。
【０１８６】
次に、ＣＰＵ７は、Ａ／Ｄ変換器２１，２２を各介して角速度センサ１９，２０の出力を読み込むことにより、角速度ωx ，ωy を入力する（ステップＳ３３）。
【０１８７】
そして、入力した角速度ωx ，ωy を、前回検出した値までの累積加算値に加算することにより、今回検出した値までの累積加算値Σωx ，Σωy を演算する（ステップＳ３４）。
【０１８８】
このステップＳ３４で演算した累積加算値Σωx ，Σωy を上述した数式７，数式８に代入することにより、像位置の移動量ΔＹ，ΔＸをそれぞれ算出する（ステップＳ３５）。
【０１８９】
次に、Ｐｘ＝「ΔＸ／Ｌｘ」と、Ｐｙ＝「ΔＹ／Ｌｙ」と、を演算する（ステップＳ３６）。なお、Ｌｘ，Ｌｙは１画素のＸ方向、Ｙ方向のサイズをそれぞれ表し（図２参照）、「」は小数以下を四捨五入した整数値を意味するものとする。従って、Ｐｘ，Ｐｙは、ＣＰＵ７が角速度ωy ，ωx の入力を開始してからの、像位置の移動量ΔＸ，ΔＹを画素数単位で表したものである。
【０１９０】
そして、上記Ｐｘ，Ｐｙを、各対応するメモリ〔Ｐｘ〕，〔Ｐｙ〕にそれぞれ記憶する（ステップＳ３７）。なお、記号〔〕は、括弧内のデータを記憶するメモリを示している。
【０１９１】
ここに、ステップＳ３５〜Ｓ３７の処理は、上述したサンプリング間隔であるΔＴ毎に毎回行う必要はない。つまり、ΔＴ間隔でステップＳ３３およびステップＳ３４の処理を行い、ＴLimit の時間が経過する毎に、ステップＳ３５〜Ｓ３７の処理を行うようにしても構わない。
【０１９２】
その後、露光時間ＴExp の露光が終了しているか否かを判定し（ステップＳ３８）、露光が終了していない場合にはＪ３２へ分岐して、ステップＳ３３から上述と同様の処理を繰り返して行う。
【０１９３】
一方、ステップＳ３８において露光が終了していると判定された場合には、この処理を終了する。
【０１９４】
次に、図１８は、画素値合成の処理を示すフローチャートである。
【０１９５】
この図１８に示す画素値合成の処理は、上述したように、ステップＳ１２やステップＳ１４において実行されるサブルーチンとなっている。
【０１９６】
この処理を開始すると、ぶれ限界露光時間ＴLimit による露光を行った回数ｎが０であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。
【０１９７】
ここで、ｎが０である場合には、ｎに１を加えた値をメモリ〔ｎ〕に記憶する（ステップＳ４２）。
【０１９８】
次に、垂直転送電極φＶ２にＶＨ（１５Ｖ）のトランスファーパルス（図１２参照）を印加することにより、撮像素子１の各画素（より詳しくは、各フォトダイオード３２）の電荷を垂直転送ＣＣＤ３４に読み出す（ステップＳ４３）。このステップＳ４３の次に示した点線の矢印は、図１４のＪ３に分岐して、フォトダイオード３２に蓄積された電荷の読み出し完了と同時に次の露光が自動的にスタートすることを意味している。
【０１９９】
続いて、上記Ｐｙ，Ｐｘをメモリ〔Ｐｙ０〕，〔Ｐｘ０〕にそれぞれ記憶し、これらの値をそれぞれ新たなＰｙ０，Ｐｘ０とする（ステップＳ４４）。これらＰｙ０，Ｐｘ０は、ＣＰＵ７が角速度ωx ，ωy の入力を開始してから、フォトダイオード３２により最初の露光を開始した直後までの、画素数単位で表したぶれ量Ｐｙ，Ｐｘ（図１７のステップＳ３７においてメモリ〔Ｐｘ〕，〔Ｐｙ〕にそれぞれ記憶した値）であり、つまり、露光開始時のオフセット量である。
【０２００】
そして、複数回の露光動作における最後の（前回の）時分割露光までの、Ｙ方向のぶれ補正量の累積加算値を記憶するメモリ〔Ｓｙ０〕に０を記憶する（ステップＳ４５）。
【０２０１】
一方、ステップＳ４１においてｎ＝０でない場合には、次に、ｎに１を加えた値をメモリ〔ｎ〕に記憶する（ステップＳ４６）。
【０２０２】
次に、画素の電荷を水平転送ＣＣＤ３３に読み出す（ステップＳ４７）。このステップＳ４７の次に示した点線の矢印は、図１４のＪ３に分岐して、フォトダイオード３２に蓄積された電荷の読み出し完了と同時に次の露光が自動的にスタートすることを意味している。
【０２０３】
続いて、ステップＳ４７で読み出した画像を、−Ｓｘ（＝−（Ｐｘ−Ｐｘ０））の画素数だけ水平（Ｘ）方向へ転送する（図３参照）（ステップＳ４８）。ここで（Ｐｘ−Ｐｘ０）は最初の露光開始直後からの（つまり、オフセット分を取り除いた）Ｘ方向のぶれ量である。また、転送画素数を示す式にマイナスの記号を付したのは、ぶれと反対方向へ画素電荷を移動することにより、新たな読み出し画素電荷を、それまでの加算された画素電荷側へ接近させるためである（図３等参照）。
【０２０４】
さらに、前回までの加算画像を、Ｓｙ（＝（Ｐｙ−Ｐｙ０）−Ｓｙ０）の画素数だけ垂直（Ｙ）方向へ転送する（図３参照）（ステップＳ４９）。ここで（Ｐｙ−Ｐｙ０）は最初の露光開始直後からの（つまり、オフセット分を取り除いた）Ｙ方向のぶれ量であり、Ｓｙ０は最初の露光開始直後から前回の時分割露光までに行われたＹ方向のぶれ補正量（累積ぶれ補正量）である。従って、このステップＳ４９においては、最初の露光開始直後からの今回の時分割露光までのＹ方向のぶれ量と、前回の時分割露光までに実際に補正したぶれ量と、の差分をとったものを、今回の時分割露光に係る補正量としていることになる。このような手段を用いることにより、前後に連続する２回の露光動作の内の、前の画像のぶれ量を基準にして後の画像のぶれ量を求めて補正するのに比して、演算誤差が累積するのを防止することができる。上述したように、ステップＳ３６の演算においては、画素数単位への四捨五入を行っているために、このステップＳ４９に示したような処理を採用することは有効である。
【０２０５】
なお、ここで説明している処理においては、最初の時分割露光に係る画像、そして、この画像に順次加算される加算画像は、原則的に、同一の垂直転送ＣＣＤ３４から移動することがない（水平転送ＣＣＤ３３に移動することがなく、他の垂直転送ＣＣＤ３４に移動することもない）ために、上述したステップＳ４８においては、ステップＳ４９で説明したようなＳｙ０に相当する前回分までの累積ぶれ補正量（例えば、Ｓｘ０）を算出する必要がない。
【０２０６】
これらステップＳ４８，Ｓ４９の処理は、１画素分の整数倍のずれを補正して２つの画像を加算する処理である。しかし、単板式のカラー撮像素子、つまり撮像面の前面にモザイク状のカラーフィルタを配置した撮像素子の場合には、さらに、色信号の混合が発生しないように工夫しなければならない。例えば、ベイヤー配列のカラーフィルタでは、２×２のカラーフィルタを単位とするモザイク状フィルタが繰り返し配列されているために、奇数画素分のぶれを補正して加算すると異なる色の信号が加算されてしまい、正常な色を再現することができなくなる。従って、このような課題を解決するためには、カラーフィルタの水平方向の最小繰り返し周期および垂直方向の最小繰り返し周期（ベイヤー配列の場合はそれぞれ２画素）を最小単位として、ぶれを補正するようにすれば良い。今、ベイヤー配列を例にとると、垂直方向のぶれ補正量を２・「Ｓｙ／２」、水平方向のぶれ補正量を２・「Ｓｘ／２」、とそれぞれすれば良い。ここに、Ｓｘ，Ｓｙは、上述したステップＳ４８，Ｓ４９において求めた値である。
【０２０７】
次に、垂直転送ＣＣＤ３４に記憶した画像と、水平転送ＣＣＤ３３に記憶した画像と、を転送電極φＨ０（または転送電極φＶ０）下（つまり、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４とが交差する位置）に転送することにより、２つの画像を加算する（ステップＳ５０）。
【０２０８】
続いて、加算した電荷を、同一画素内の電荷保持部である垂直転送電極φＶ２下に転送して記憶する（ステップＳ５１）。このようにするのは、上述したように、転送電極φＶ０は水平転送電極φＨ０と兼用しているために、加算した電荷が水平転送ＣＣＤ３３内の電荷と干渉することのないようにするためである。
【０２０９】
そして、上記転送量Ｓｙと前回の転送量Ｓｙ０とを加算してメモリ〔Ｓｙ０〕に記憶することにより上記加算した値を新たにＳｙ０とする（ステップＳ５２）。これにより、メモリ〔Ｓｙ０〕には、最後の（前回の）時分割露光までのＹ方向の転送量の累積加算値が記憶されることになる。
【０２１０】
このステップＳ５２、または上述したステップＳ４５の処理を終えたところで、この画素値合成のサブルーチンから図１４に示したメインルーチンの分岐Ｊ３または分岐Ｊ５へリターンする。
【０２１１】
なお、図１８に示したステップＳ４３においては、１回目の時分割露光に係る画素の電荷を垂直転送ＣＣＤ３４に読み出すようにしているが、これに代えて、画素の電荷を水平転送ＣＣＤ３３にまず読み出して、その後に、この読み出した電荷を同一画素内の垂直転送ＣＣＤ３４の垂直転送電極φＶ２下へ転送して一時的に記憶するようにしても構わない。このような処理を行うようにしても、２回目の時分割露光以降は、上述したのと同一の動作を行うことができる。従って、図１０に示した構成においては、フォトダイオード３２の電荷を読み出し可能な電極としてφＨ２およびφＶ２の２つが設けられていたが、これに限るものではなく、φＨ２またはφＶ２の何れか一方の電極のみがフォトダイオード３２の電荷を読み出し可能な電極となるように構成されていても構わない。
【０２１２】
また、図１８に示した例では、２つの画像の内の前回撮影した画像を垂直転送ＣＣＤ３４に記憶し、今回撮影した画像を水平転送ＣＣＤ３３に記憶して相互に所定量ずらすことにより加算して、ぶれのない画像を生成するようにしたが、水平転送ＣＣＤ３３と垂直転送ＣＣＤ３４との役割を入れ替えて、２つの画像の内の前回撮影した画像を水平転送ＣＣＤ３３に記憶し、今回撮影した画像を垂直転送ＣＣＤ３４に記憶するようにしても勿論構わない。
【０２１３】
加えて、撮像素子１のぶれ補正を行う撮像領域の内、最も端（両端）に位置する行および列の転送電極下の電荷は、それよりもさらに端面方向への電荷の転送を行うことができないために、ぶれ補正のために転送された電荷がこの電極下に滞り、画像情報が正しく記憶されない。従って、このレジスタの画像信号は、読み出した後に無効として、表示や記録の対象としないようになっている。
【０２１４】
さらに、上述した撮像素子１は、図１０の構成からもわかるように、フォトダイオード３２毎に垂直転送電極と水平転送電極とを有しているために、フォトダイオード３２の占める面積が狭くなって感度が低下することが考えられる。この点を改善するために、撮像素子として、公知の光導電膜積層型の撮像素子を用いるようにすると良い。この光導電膜積層型の撮像素子は、光電変換機能と走査−読み出し機能とをそれぞれ別の平面で行うことができるようにした三次元構造をもつ撮像素子であり、通常のＩＣ技術で走査部だけを集積したシリコン（Ｓｉ）基板上に、均質な光導電膜を積層し、そこで光電変換を行わせるものである。このような構成を採用すれば、フォトダイオードの感度を高めることが可能となる。
【０２１５】
そして、上述では、１枚の画像に係る全露光時間を、ＴLimit 単位で時分割して各時分割露光を行い、最後の時分割露光のみ、ＴLimit 以下の部分露光時間で露光を行うようにしていて、つまり、基本的には部分露光がＴLimit の等時間間隔となるようにしているが、これに限るものではなく、ぶれが許容できるような部分露光時間であれば、非均一な時間間隔に時分割しても構わない。例えば、角速度センサにより大きな角速度が検出される場合には、部分露光時間をより短くするようにしても構わない。このように、適応的に部分露光時間を変更すると、時分割画像におけるぶれの発生をより精度良く抑制することが可能となる。
【０２１６】
なお、上述したような電子的ぶれ補正装置の技術は、静止画像を撮影する際のぶれ補正に特に適しているが、動画像の１フレームを撮影する際のぶれ補正にも勿論適用することが可能である。従って、この電子的ぶれ補正装置の技術は、デジタルスチルカメラやアナログスチルカメラに適用し得るだけでなく、デジタルビデオカメラやアナログビデオカメラにも適用することが可能であり、これらに限らず、固体撮像素子を用いて画像を撮影する装置に広く適用することが可能である。
【０２１７】
さらに、上述では、２次元の撮像素子を例に挙げて、ぶれ補正を行う技術を説明したが、例えば１次元の撮像素子（ラインセンサ等）を用いるスキャナ（特に、ハンディスキャナなど）、コピー機、ファクシミリ等においても、上述と同様の技術を適用してぶれ補正を行うことが可能である。ただし、このときには、センサの配列方向に沿った転送ＣＣＤが１つあれば足りる。
【０２１８】
また、上述した技術は、略同一時刻に撮像された複数の画像を加算するものであるために、該技術を、ぶれ補正以外の他の用途に応用することも考えられる。例えば、フォトダイオードに蓄積可能な電荷量よりも垂直点転送ＣＣＤや水平転送ＣＣＤに蓄積可能な電荷量の方が多い場合には、よりダイナミックレンジの広い画像を生成する技術として用いることも可能となる。
【０２１９】
このような実施形態１によれば、電子カメラにぶれが発生し得るときには、そのぶれ量に応じて露光時間を時分割し、時分割して得られた複数の画像信号に対してぶれを補正し、この補正された各画像信号を撮像素子内部で高速にアナログ加算するようにしたために、ぶれを補正するための複雑なメカニカル機構や撮像素子外部の電気回路等が不要になるとともに、幅広いシャッタスピードに対応可能なぶれのない高画質の画像を得ることができる。
【０２２０】
このとき、連続して撮影された時分割画像を垂直転送レジスタと水平転送レジスタとに記憶し、その後に、これら垂直転送レジスタと水平転送レジスタとを用いて転送することによりぶれ補正を行うようにしているために、連続して撮影された時分割画像の位置調整を、極めて高速に行うことが可能となる。
【０２２１】
そして、垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタに、各々、１つの画素に対して４相の駆動パルスが印加される４つの転送電極を設けたために、垂直転送レジスタに記憶された電荷と水平転送レジスタに記憶された電荷とを混交させることなく、転送することが可能となる。
【０２２２】
さらに、垂直方向または水平方向における画素電荷をシフトしてぶれ補正するためのぶれ補正量として、最初の時分割露光を開始した直後から今回の時分割露光までのぶれ量から、最初の時分割露光時から前回の時分割露光時までのぶれ補正量（転送量）の累積加算値を減算したものを用いるようにしたために、演算誤差が累積するのを防止して、正確なぶれ補正を行うことが可能となる。
【０２２３】
また、被写体が低輝度であるときには、絞り開口の大きさをより大きくするように設定し、ぶれ量が許容限界に達する露光時間での撮像素子の電荷蓄積量をなるべく大きくするようにしたために、ぶれのない、かつＳ／Ｎの良好な画像を得ることが可能となる。
【０２２４】
そして、本実施形態で説明した技術は、露光時間中に撮像面に入射する被写体光の位置が変化するぶれに対応可能なぶれ補正の技術であるために、特に、静止画撮影におけるぶれ補正に適したものとなる。
【０２２５】
加えて、上述した技術は、ぶれ補正を撮像素子において行う技術であるために、この技術をレンズ交換式の電子カメラのカメラ本体側に適用すれば、ぶれ補正機能を備えない従来の撮影レンズと組み合わせたときにも、ぶれ補正を行うことができる利点がある。
【０２２６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０２４６】
本発明は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する固体撮像素子に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２４７】
【図１】本発明の実施形態１における電子カメラの主として電気的な構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態１におけるフォトダイオードに蓄積された電荷を第１の画素電荷として垂直転送ＣＣＤに転送する様子を示す図。
【図３】上記実施形態１において、第１の画素電荷読み出し後にフォトダイオードに蓄積された電荷を第２の画素電荷として水平転送ＣＣＤに転送しさらに水平方向に転送するとともに、第１の画素電荷を垂直方向に転送する様子を示す図。
【図４】上記実施形態１において、第１の画素電荷と第２の画素電荷とを加算する様子を示す図。
【図５】上記実施形態１において、加算された電荷を同一画素内における垂直転送ＣＣＤの電荷保持部に退避する様子を示す図。
【図６】上記実施形態１におけるフォトダイオードに蓄積された電荷を第１の画素電荷として水平転送ＣＣＤに転送する様子を示す図。
【図７】上記実施形態１において、第１の画素電荷読み出し後にフォトダイオードに蓄積された電荷を第２の画素電荷として垂直転送ＣＣＤに転送しさらに垂直方向に転送するとともに、第１の画素電荷を水平方向に転送する様子を示す図。
【図８】上記実施形態１において、第１の画素電荷と第２の画素電荷とを加算する様子を示す図。
【図９】上記実施形態１において、加算された電荷を同一画素内における垂直転送ＣＣＤの電荷保持部に退避する様子を示す図。
【図１０】上記実施形態１における固体撮像素子に設けられたフォトダイオードおよび電極の構成を示す図。
【図１１】上記実施形態１において、撮像時における固体撮像素子の基本的な動作を示すタイミングチャート。
【図１２】上記実施形態１において、フォトダイオードから画素電荷を読み出して固体撮像素子内で転送し加算するときに各電極に印加される信号の様子を示すタイミングチャート。
【図１３】上記実施形態１において、固体撮像素子全体の構成を模式化して示す図。
【図１４】上記実施形態１において、電子カメラにより画像を撮像して記録するときの処理を示すフローチャート。
【図１５】上記実施形態１において、電子カメラに設定した座標軸と２つの角速度センサの配置とを示す図。
【図１６】上記実施形態１において、カメラ本体が回転角θx だけぶれた場合の、撮像面上における被写体の像の移動状態を示す図。
【図１７】上記実施形態１において、ＣＰＵにより移動量ΔＸ，ΔＹを算出する処理の流れを示すフローチャート。
【図１８】上記実施形態１における画素値合成の処理を示すフローチャート。
【図１９】上記実施形態１において、撮像素子が縦型オーバーフロー構造であることを説明するための断面図。
【図２０】上記実施形態１において、時分割露光の回数に応じて逆バイアス電圧を変化させオーバーフローが発生する蓄積電荷量を制御する様子を示す図。
【符号の説明】
【０２４８】
１…固体撮像素子
２…相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）
３…ゲインコントロールアンプ（ＡＭＰ）
４…Ａ／Ｄ変換器
５…タイミングジェネレータ（ＴＧ）（露光量制御手段）
６…シグナルジェネレータ（ＳＧ）（露光量制御手段）
７…ＣＰＵ（露光量制御手段、露光時間算出手段、時分割露光制御手段、ぶれ量検出手段、絞り制御手段）
８…情報処理部
９…ＤＲＡＭ
１０…圧縮伸張部
１１…記録媒体
１２…液晶表示部
１３…インタフェース部
１４…レンズ駆動系
１５…撮影レンズ
１６…絞り駆動系（露光量制御手段、絞り制御手段）
１７…絞り（露光量制御手段）
１８ａ…第１レリーズスイッチ
１８ｂ…第２レリーズスイッチ
１９，２０…角速度センサ（ぶれ検出手段、ぶれ量検出手段）
２１，２２…Ａ／Ｄ変換器
２３…距離検出部
３１…１画素
３２…フォトダイオード（光電変換部を構成する）
３３…水平転送ＣＣＤ（水平転送レジスタ）（ぶれ補正手段）
３４…垂直転送ＣＣＤ（垂直転送レジスタ）（ぶれ補正手段）
４１…撮像領域
４２…水平転送ＣＣＤ（読出手段）
４３…アンプ
５１…カメラ本体
６１…ぶれが発生していないときの撮像面
６３…被写体
φＨ０…水平転送電極（加算手段、加算部）
φＨ１…水平転送電極
φＨ２…水平転送電極（電荷保持部）
φＨ３…水平転送電極
φＶ０…垂直転送電極（加算手段、加算部）
φＶ１…垂直転送電極
φＶ２…垂直転送電極（電荷保持部）
φＶ３…垂直転送電極
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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