(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間的に連続して撮影された複数の画像のぶれを固体撮像素子の内部で逐次補正しながらアナログ加算することにより、ぶれの補正された画像を生成する電子的ぶれ補正装置であって、
上記固体撮像素子の内部に設けられていて、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、これら複数の画素により画像信号を生成する撮像部と、
上記固体撮像素子の内部に上記撮像部とは別個に設けられていて、該撮像部により撮像された第１画像を記憶するとともに該第１画像を第１の方向へ転送する第１転送レジスタと、該撮像部により上記第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該第２画像を上記第１の方向と交差する第２の方向へ転送する第２転送レジスタと、を有するレジスタ部と、
上記第１画像と上記第２画像との相対的なぶれを検出するぶれ検出部と、
上記第１画像および上記第２画像を、それぞれ上記第１転送レジスタおよび上記第２転送レジスタ内で相対的に転送して、該第１画像および該第２画像の相対的なぶれを補正させ、その後に、該第１画像と該第２画像とをアナログ加算させるように制御する制御部と、
を具備したことを特徴とする電子的ぶれ補正装置。
【請求項２】
上記制御部は、上記第１画像と上記第２画像とをアナログ加算した画像を上記第２転送レジスタに記憶させるように制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の電子的ぶれ補正装置。
【請求項３】
上記ぶれ検出部は、上記第１画像と上記第２画像との相対的な上記第１の方向のぶれと上記第２の方向のぶれとを検出するものであり、上記制御部は、上記第１画像を該第１の方向のぶれに基いて上記第１転送レジスタ内で転送させるように制御するとともに、上記第２画像を該第２の方向のぶれに基いて上記第２転送レジスタ内で転送させるように制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の電子的ぶれ補正装置。
【請求項４】
上記固体撮像素子は、上記撮像部により撮像された画像を上記レジスタ部へフレーム転送するものであることを特徴とする請求項１に記載の電子的ぶれ補正装置。
【請求項５】
上記第１転送レジスタおよび上記第２転送レジスタは、各々、画像を構成する最小単位である１画素当たり４つの電極を有し、これら４つの電極にそれぞれ異なる駆動パルスを印加することにより電荷の転送を行うように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の電子的ぶれ補正装置。
【請求項６】
上記第１転送レジスタおよび上記第２転送レジスタは、各々、相対的に広い面積を有する電極と、相対的に狭い面積を有する電極と、を交互に配置して構成されたものであることを特徴とする請求項５に記載の電子的ぶれ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時間的に連続して撮影された複数の画像をぶれ補正して加算しぶれの補正された画像を生成する電子的ぶれ補正装置に関する。
【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、代表的なぶれ補正機構の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７−２２６４９６号公報には、固体撮像素子およびその製造方法に関する技術が記載されており、電極同士の配線の例が示されている。
【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７−２２６４９６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。加えて、該特開２００１−８６３９８号公報に記載されたような技術では、分割撮影で得られるそれぞれの画像がぶれの発生しない露光時間で撮影されたものになるとはいえ、このときの露光時間は上述したような経験的なデータに基づいて設定されるものであるために、個人差や撮影条件によってはぶれ補正が十分でない場合が生じ得る。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ぶれ補正用の複雑な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精度の高いぶれ補正を可能とする電子的ぶれ補正装置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】
【００１４】
上記の目的を達成するために、第１の発明による電子的ぶれ補正装置は、時間的に連続して撮影された複数の画像のぶれを固体撮像素子の内部で逐次補正しながらアナログ加算することによりぶれの補正された画像を生成する電子的ぶれ補正装置であって、上記固体撮像素子の内部に設けられていてマトリクス状に配列された複数の画素を有しこれら複数の画素により画像信号を生成する撮像部と、上記固体撮像素子の内部に上記撮像部とは別個に設けられていて該撮像部により撮像された第１画像を記憶するとともに該第１画像を第１の方向へ転送する第１転送レジスタと該撮像部により上記第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該第２画像を上記第１の方向と交差する第２の方向へ転送する第２転送レジスタとを有するレジスタ部と、上記第１画像と上記第２画像との相対的なぶれを検出するぶれ検出部と、上記第１画像および上記第２画像をそれぞれ上記第１転送レジスタおよび上記第２転送レジスタ内で相対的に転送して該第１画像および該第２画像の相対的なぶれを補正させその後に該第１画像と該第２画像とをアナログ加算させるように制御する制御部と、を具備したものである。
【００１５】
また、第２の発明による電子的ぶれ補正装置は、上記第１の発明による電子的ぶれ補正装置において、上記制御部が、上記第１画像と上記第２画像とをアナログ加算した画像を上記第２転送レジスタに記憶させるように制御するものである。
【００１６】
さらに、第３の発明による電子的ぶれ補正装置は、上記第１の発明による電子的ぶれ補正装置において、上記ぶれ検出部が、上記第１画像と上記第２画像との相対的な上記第１の方向のぶれと上記第２の方向のぶれとを検出するものであり、上記制御部は、上記第１画像を該第１の方向のぶれに基いて上記第１転送レジスタ内で転送させるように制御するとともに、上記第２画像を該第２の方向のぶれに基いて上記第２転送レジスタ内で転送させるように制御するものである。
【００１７】
第４の発明による電子的ぶれ補正装置は、上記第１の発明による電子的ぶれ補正装置において、上記固体撮像素子は、上記撮像部により撮像された画像を上記レジスタ部へフレーム転送するものである。
【００１８】
第５の発明による電子的ぶれ補正装置は、上記第１の発明による電子的ぶれ補正装置において、上記第１転送レジスタおよび上記第２転送レジスタが、各々、画像を構成する最小単位である１画素当たり４つの電極を有し、これら４つの電極にそれぞれ異なる駆動パルスを印加することにより電荷の転送を行うように構成されたものである。
【００１９】
第６の発明による電子的ぶれ補正装置は、上記第５の発明による電子的ぶれ補正装置において、上記第１転送レジスタおよび上記第２転送レジスタが、各々、相対的に広い面積を有する電極と、相対的に狭い面積を有する電極と、を交互に配置して構成されたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の電子的ぶれ補正装置によれば、ぶれ補正用の複雑な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精度の高いぶれ補正が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
実施形態を詳細に説明する前に、まず、ぶれを補正するための原理について簡単に説明する。
【００２２】
例えば、被写体を測光して得られた適正露光時間（全露光時間）が１／１５秒であるとする。そして、この１／１５秒の露光時間（シャッタ速度）ではぶれが発生するものとする。これに対して、露光時間（シャッタ速度）が１／１２５秒であるときには、ぶれが発生しないか、もしくは発生するぶれが実質的に無視し得るものとする。このようなケースにおいて、上述した全露光時間１／１５秒を、１／１２５秒の露光時間に時分割して、該時分割露光により８回の撮影を行い、この時分割撮影して得られた８枚の画像を加算することにより１／１５秒の適正露光時間の１枚の画像を得るものである。ただし、上記１／１２５秒で撮影した時分割露光画像を単純に加算したのではぶれは補正されないために、各時分割露光画像のぶれを相互に補正してから加算する。このとき、時分割露光の間隔が長いと、ぶれが発生しない高速の露光時間で連続して撮影することはできない。そこで、以下に説明する実施形態では、固体撮像素子の内部において、高速にぶれを補正するとともに、補正後の画像を加算するようにしている。
【００２３】
具体的には、まず、時分割露光により撮影した画像を撮像素子に設けた第２転送レジスタに記憶し、次の時分割露光で撮影した画像を撮像素子に設けた第１転送レジスタに記憶する。そして、ぶれ検出部により検出したぶれ量に基いて、上記第１転送レジスタと上記第２転送レジスタとの内の一方をＸ方向にシフトするとともに他方をＹ方向にシフトして、その後に上記両画像を加算し、加算後の画像を上記第２転送レジスタに記憶する。続いて、次の時分割露光により撮影した画像を再び第１転送レジスタに記憶し、全体の露光量が適正になるまで上述したような補正と加算とを繰り返して行う。
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
［実施形態１］
図１から図１９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。
【００２６】
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、撮影モード設定部２５と、撮影条件設定部２６と、を含んでいる。
【００２７】
撮影レンズ１５は、被写体像を撮像素子１の撮像面へ結像するための撮像光学系である。
【００２８】
絞り１７は、この撮影レンズ１５からの結像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る。
【００２９】
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、被写体の光学像を光電変換する撮像部４１（図２参照）と、連続して撮影された２つの画像を任意の方向にシフトして加算することが可能なように画素の電荷を水平方向と垂直方向とへ転送する補正／加算部４０（図２参照）と、を有している。この撮像素子１のより詳細な構成や作用については、後で説明する。
【００３０】
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る。
【００３１】
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。
【００３２】
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る。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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絞り制御手段である。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。
【００４３】
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１４参照）、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、ぶれ検出手段である。
【００４４】
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１４参照）、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、ぶれ検出手段である。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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自動復帰型の２段スイッチでなるレリーズスイッチの１段目である。レリーズスイッチが押し込まれてこの第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。
【００５０】
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自動復帰型の２段スイッチでなるレリーズスイッチの２段目である。レリーズスイッチがさらに押し込まれてこの第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。
【００５１】
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。
【００５２】
撮影モード設定部２５は、シャッタ優先撮影モード、絞り優先撮影モード、プログラム撮影モードの何れかを選択するためのものである。
【００５３】
撮影条件設定部２６は、シャッタスピード（露光時間）や絞り値、ＩＳＯ感度などの撮影に必要な諸条件を設定するためのものである。
【００５４】
ＣＰＵ７は、後述するプログラム線図やその他の情報を記憶する不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭ２４を内蔵している。この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、Ａ／Ｄ変換器２２を介した角速度センサ２０からの信号、撮影モード設定部２５からの信号、および撮影条件設定部２６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制御部となっている。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。さらに、このＣＰＵ７は、絞り１７の開口を変更する制御や撮像素子１の露光時間制御などを行うようになっている。そして、ＣＰＵ７は、撮影モード設定部２５からの入力に基づきこの電子カメラの撮影モードを設定し、撮影条件設定部２６からの入力に基づき電子カメラに係る撮影条件を設定するようになっている。加えて、ＣＰＵ７は、角速度センサ１９，２０からの出力に基づき、ぶれ量の演算等も行うようになっており、ぶれ検出部を兼ねたものとなっている。
【００５５】
次に、図２は、固体撮像素子１全体の構成の概略を示す図である。
【００５６】
この撮像素子１は、図２に示すように、撮像部４１と、補正／加算部４０と、水平転送部４２と、を有している。
【００５７】
撮像部４１は、撮影レンズ１５により結像された光学像を電気信号に変換するものである。すなわち、撮像部４１は、複数の（実質的には、多数の）フォトダイオード（ＰＤ）３２（図３参照）がマトリクス状に配列されていて、こ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た垂直転送ＣＣＤでなる垂直転送部３３を備えている。この垂直転送部３３は、各フォトダイオード３２で光電変換し蓄積した電荷を、次に述べる補正／加算部４０（＝レジスタ部）へ転送するための第１転送部である。
【００５８】
補正／加算部４０は、撮像部４１に隣接して配設されており、この撮像部４１から転送される複数の時分割画像の相対的なぶれを補正して、補正した時分割画像同士を加算し、加算した画像を記憶するものとなっている。この補正／加算部４０の構成については、後で図３を参照してより詳細に説明する。
【００５９】
水平転送部４２は、補正／加算部４０でぶれが補正された画像を撮像素子１の外部へ読み出すための第２転送部である。
【００６０】
この水平転送部４２から読み出された信号は、アンプ４３によりアナログ増幅されるようになっている。
【００６１】
この図２に示すような構成から明らかなように、撮像素子１は、フレーム・インターライン・トランスファー方式（ＦＩＴ方式）を応用したものとなっており、撮像部４１は、後で図３にも示すように、インターライン・トランスファー方式で構成されている。
【００６２】
次に、図３は固体撮像素子１の撮像部４１と補正／加算部４０との構成を拡大して示す図である。
【００６３】
なお、ＩφＶ０〜ＩφＶ３，ＳφＨ０〜ＳφＨ３，Ｓ１φＶ０〜Ｓ１φＶ３，Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ３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ＩφＶ０」なる記載は、「駆動パルスＩφＶ０を印加する電極」を意味するものとする。
【００６４】
撮像部４１は、マトリクス状に配列された複数のフォトダイオード（ＰＤ）３２と、これらのフォトダイオード３２により光電変換され蓄積された電荷を補正／加算部４０へ転送するための垂直転送部３３と、を備えている。ここに、垂直転送部３３は、転送パルスを印加するための垂直転送電極ＩφＶ０〜ＩφＶ３を含んで構成されている。
【００６５】
また、撮像部４１の１画素３１は、１つのフォトダイオード３２と、２つの垂直転送電極と、を含んで構成されている。このとき、１画素３１には２つのタイプがあり、１つめはフォトダイオード３２と垂直転送電極ＩφＶ０，ＩφＶ３を含むもの、２つめはフォトダイオード３２と垂直転送電極ＩφＶ１，ＩφＶ２を含むものである。そして、この１画素３１は、水平方向（Ｘ方向）のサイズがＬｘ、垂直方向（Ｙ方向）のサイズがＬｙであるものとする。
【００６６】
また、補正／加算部４０は、Ｙ方向転送部３４と、分割画像転送部３５と、Ｘ方向転送部３６と、を含んで構成されている。
【００６７】
分割画像転送部３５は、フォトダイオード３２で蓄積された電荷を補正／加算部４０へ転送する転送部であり、撮像部４１の垂直転送部３３と連続するように垂直方向に配列された垂直転送電極Ｓ１φＶ０〜Ｓ１φＶ３を含んで構成されている。これらの垂直転送電極Ｓ１φＶ０〜Ｓ１φＶ３は、撮像部４１から転送された電荷を補正／加算部４０へ転送するパルスを印加するための電極である。
【００６８】
Ｘ方向転送部３６は、分割画像転送部３５により転送されてきた電荷を水平方向へ転送する転送部（第１転送レジスタ）であり、上述した分割画像転送部３５と交差するように水平方向に配列された水平転送電極ＳφＨ０〜ＳφＨ３を含んで構成されている。これらの水平転送電極ＳφＨ０〜ＳφＨ３は、上述した垂直転送電極Ｓ１φＶ０〜Ｓ１φＶ３の内の電極Ｓ１φＶ０と電極Ｓ１φＶ２との下に転送された電荷を、電子カメラのＸ方向のぶれに応じた量だけ水平方向へ転送する転送パルスを印加するための電極である。
【００６９】
Ｙ方向転送部３４は、時分割露光による複数の電荷を加算してこの加算した電荷を垂直方向へ転送する転送部（第２転送レジスタ）であり、上述した分割画像転送部３５の垂直方向の各配列に隣接してＸ方向転送部３６と交差するように垂直方向に配列された垂直転送電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ３を含んで構成されている。これらの垂直転送電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ３は、ぶれが補正された複数の時分割画像を加算して得られる画像を記憶するとともに、この加算された画像を電子カメラのＹ方向のぶれに応じた量だけ垂直方向へ転送する転送パルスを印加するための電極である。
【００７０】
なお、上述したような各電極の内、電極ＳφＨ２と電極Ｓ１φＶ０、電極ＳφＨ２と電極Ｓ１φＶ２、電極ＳφＨ０と電極Ｓ２φＶ０、はそれぞれ共通である。
【００７１】
また、上述した各電極は、多結晶シリコンから構成されており、隣接する電極同士は層間絶縁層を介して配置されている。そして、隣接する電極同士は、撮像面に垂直な方向から見たときに、端面同士が一部重なるように配設されている。この図３において、電極の破線で示されている端面は、該電極の端面部分が他方の電極の下部に配置されていることを意味している。
【００７２】
そして、同一の駆動パルスを印加する電極同士は、コンタクト部を介して所定の配線層により相互に接続されている。ただし、この図３においては、電極の配置を明瞭にするために、電極同士の配線については図示を省略している。
【００７３】
この補正／加算部４０は、図３において一点鎖線で囲んだ範囲に示すような電極群３７を、撮像部４１の１画素３１に各対応して複数備えている（なお、本実施形態の撮像素子１は、後述するように、動画撮影に適したフィールド読み出しを行うことができるとともに、静止画撮影に適した全画素読み出しも行うことができるようになっている。これらの内のフィールド読み出しを行う場合には、補正／加算部４０に設けられた全ての電極群３７の内の半分（水平方向の数は同一であるが、垂直方向の数が半分）の数の電極群３７を用いることになる。一方、全画素読み出しを行う場合には、補正／加算部４０に設けられた全ての電極群３７を用いることになる。）。
【００７４】
この電極群３７にも、２つのタイプの電極構成が存在している。
【００７５】
まず、第１の電極群３７は、電極ＳφＨ０，ＳφＨ３,ＳφＨ２，ＳφＨ１と、電極Ｓ１φＶ０，Ｓ１φＶ１と、電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ３と、を含む電極群である。これらの中には、上述したように、共通する電極が２カ所あるために、この第１の電極群３７に含まれる電極の数は８である。
【００７６】
また、第２の電極群３７は、電極ＳφＨ０，ＳφＨ３,ＳφＨ２，ＳφＨ１と、電極Ｓ１φＶ２，Ｓ１φＶ３と、電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ３と、を含む電極群である。これらの中にも共通する電極が２カ所あるために、この第２の電極群３７に含まれる電極の数も８である。
【００７７】
従って、Ｘ方向転送部３６を構成する水平転送電極ＳφＨ０〜ＳφＨ３と、Ｙ方向転送部３４を構成する垂直転送電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ３とは、第１の電極群３７と第２の電極群３７との何れにおいても、全ての種類の電極が１つずつ配置されていることになる。これは、ぶれに応じて電荷を転送するときに、水平転送電極ＳφＨ０〜ＳφＨ３下に記憶している電荷と、垂直転送電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ３下に記憶している電荷とが、相互に干渉しないようにするためである。
【００７８】
一方、分割画像転送部３５を構成する垂直転送電極Ｓ１φＶ０〜Ｓ１φＶ３は、加算する直前の電荷を記憶する機能を備える必要がない（この機能は、Ｘ方向転送部３６とＹ方向転送部３４とが担っている）ために、１つの電極群３７内には２種類の電極しか配置されていない。従って、１つの第１の電極群３７と１つの第２の電極群３７とを組にしたときに、初めて分割画像転送部３５を構成する全ての種類の垂直転送電極Ｓ１φＶ０〜Ｓ１φＶ３が１つずつ揃うことになる。こうして、可能な範囲内で、電極の構成をなるべく簡単にするようにしている。
【００７９】
このような構成において、補正／加算部４０から水平転送部４２への画素電荷の読み出しは、２種類の経路により行い得るようになっている。すなわち、Ｙ方向転送部３４と、分割画像転送部３５とは、何れも、水平転送部４２へ接続されていて、画素電荷を該水平転送部４２へ転送することが可能となっている。従って、第１の経路は、Ｙ方向転送部３４を介して水平転送部４２から撮像素子１の外部へ読み出される経路、第２の経路は、分割画像転送部３５を介して水平転送部４２から撮像素子１の外部へ読み出される経路である。
【００８０】
第１の経路は、後述するような、時分割撮影され、ぶれ補正され、加算されてＹ方向転送部３４の垂直転送電極Ｓ２φＶ２下に蓄積された電荷、を転送する際に用いられる。
【００８１】
また、第２の経路は、通常の撮影（１回のみの露光）を行い、その電荷を通常のフレーム・インターライン・トランスファー方式と同様にして分割画像転送部３５を介して転送する際に用いられる。後述するように、時分割撮影によるぶれ補正処理の時間に比べて露光時間が極めて短いときには、通常の撮影が行われるようになっており、このときにはこの第２の経路が用いられる。
【００８２】
なお、電荷を垂直方向へ転送するための垂直転送電極を含む垂直転送ＣＣＤを垂直転送レジスタと呼ぶ。また、電荷を水平方向へ転送するための水平転送電極を含む水平転送ＣＣＤを水平転送レジスタと呼ぶ。従って、垂直転送部３３、分割画像転送部３５、およびＹ方向転送部３４は、垂直転送レジスタである。また、Ｘ方向転送部３６、および水平転送部４２は、水平転送レジスタである。これらの内のＹ方向転送部３４とＸ方向転送部３６とは、さらに、加算しようとする電荷を記憶する機能も果たすようになっている。そして、垂直転送レジスタである分割画像転送部３５およびＹ方向転送部３４と、水平転送レジスタであるＸ方向転送部３６と、を備えた補正／加算部４０は、レジスタ部となっている。
【００８３】
ところで、撮像素子１が精細な静止画を撮像可能なように多画素化されると、静止画よりも少ない画素数で済む動画撮影においては、高速化や画質の向上を図るために、複数の画素データを加算して読み出す処理が行われることが多い。このような画素加算を例えば撮像部４１において行った場合（具体例としては、フィールド読み出しにおいて奇数ラインの電荷と偶数ラインの電荷とを加算して読み出す場合）には、加算を行わない場合に比して、ぶれ量の補正が異なることになる。３以上の画素データを加算する場合には、同様に、加算数に応じてぶれ量の補正が異なってきてしまう。さらに、画素加算が行われると、補正／加算部４０において画像データを記憶するために必要なレジスタの数も異なる。このような個々のケースに応じて、時分割撮影と補正／加算部４０における画素値加算との制御を異ならせると、制御が複雑化してしまうことになる。
【００８４】
そこで、制御を簡潔にするためには、例えば、静止画撮影で多用される全画素読み出しの場合にのみ、時分割撮影および補正／加算部４０における画素値加算を行うことにすることが考えられ、このときには、その他の読み出し（例えば、フィールド読み出し等）においては時分割撮影を行わないことになる（ただし、もちろんこれに限るものではないために、後で、フィールド読み出しにおいて時分割撮影および画素値加算を行う例についても説明する。）。そして、複数回の時分割撮影を行う場合には、Ｘ方向転送部３６の画像とＹ方向転送部３４の画像とを加算してＹ方向転送部３４に蓄積し、最終的にＹ方向転送部３４に蓄積された加算画像を水平転送部４２に転送することにする。これに対して、全画素読み出しであっても時分割撮影を行わない場合、あるいはその他の読み出しを行う場合には、垂直転送部３３から分割画像転送部３５へ転送された画像を、そのまま直接水平転送部４２へ転送するようにする。これにより、静止画ぶれ補正に対応することができ、かつ、従来型の撮像素子と同様の画素加算などの機能を有する、制御が比較的簡単な撮像素子となる。このときにはさらに、Ｘ方向転送部３６は、時分割画像を２回以上転送する機能を備えれば足りるために（つまり、Ｘ方向転送部３６には加算後の画素を蓄積する機能は不要であるために）、Ｘ方向転送部３６における電極の面積をかなり狭くすることができる。ここで、撮像素子１全体の面積を狭くすることに着眼すれば、Ｘ方向転送部３６の縦の幅が短くなるように、該Ｘ方向転送部３６を構成する各電極の形状や大きさを決定すればよい。これにより、補正／加算部４０全体の面積を小さくすることが可能となる。なお、このような構成は、後述する図７においても同様に適用することが可能である。
【００８５】
次に、図４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。
【００８６】
この図４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、φＶ，φＨは、図３に示したような全ての転送電極を総称した記載である。
【００８７】
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、電極φＶ，φＨに高周波の転送パルスを印加する。すると、フォトダイオード３２に蓄積されている電荷と、各転送ＣＣＤに残っている電荷と、が全て排出される。
【００８８】
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、各時分割画像を繰り返しぶれ量に応じて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５および図６を参照してより詳しく説明する。
【００８９】
時刻ｔ03において露光が終了すると、補正／加算部４０のＹ方向転送部３４の垂直転送電極Ｓ２φＶ２の下のポテンシャル（以下では、「ポテンシャル」を省略する。）に蓄積されているぶれの補正された画像が、水平転送部４２（図２参照）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。
【００９０】
次に、図５は、固体撮像素子１の撮像部４１により撮像された画像を補正／加算部４０へ転送する動作を示すタイミングチャートである。
【００９１】
なお、電極に印加される駆動パルスの電圧は、読み出し用のトランスファーパルスとなる高電圧ＶＨ（１５[Ｖ]）、電荷保持用の中電圧ＶＭ（０[Ｖ]）、異なる電極下に保持されている電荷同士の混在を防ぐポテンシャルバリアーを形成するための低電圧ＶＬ（−５[Ｖ]）の３値となっている。ただし、これらの３値の内、高電圧ＶＨが印加されるのは、ゲート電極を兼ねた電極ＩφＶ０，ＩφＶ２のみである。
【００９２】
今、複数回の時分割露光の内の１回の時分割露光が終了したとすると、時刻ｔ１において電極ＩφＶ０および電極ＩφＶ２に高電圧ＶＨ（１５[Ｖ]）を印加する。このときには、電極ＩφＶ１，ＩφＶ３および電極Ｓ１φＶ０〜Ｓ１φＶ３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に蓄積された電荷が、垂直転送部３３の電極ＩφＶ０，ＩφＶ２下へそれぞれシフトされる。シフトが行われたら、電極ＩφＶ０，ＩφＶ２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φＨ２下において保持（蓄積）される。
【００９３】
電極ＩφＶ０，ＩφＶ２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。
【００９４】
時刻ｔ２では、電極ＩφＶ１が中電圧ＶＭとなって、電極ＩφＶ０〜ＩφＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ１においてフォトダイオード３２からＩφＶ０，ＩφＶ２下にシフトした電荷は、電極ＩφＶ０〜ＩφＶ２下に拡散して混合する。従って、ここでは垂直に連続する２つの画素に係る電荷の混合が行われるが、これは、通常のフレームインターライン転送側ＣＣＤの動作と同様に、フィールド読み出しを行うためである。従って、次のフィールドにおいては、垂直に連続する２つの画素の組み合わせを異ならせて読み出すことになる。
【００９５】
時刻ｔ３では、電極ＩφＶ０が低電圧ＶＬとなって、電極ＩφＶ１，ＩφＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ２で電極ＩφＶ０〜ＩφＶ２下に蓄積されていた電荷は、電極ＩφＶ１，ＩφＶ２下に移動する。
【００９６】
時刻ｔ４では、電極ＩφＶ３が中電圧ＶＭとなって、電極ＩφＶ１〜ＩφＶ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ３で電極ＩφＶ１，ＩφＶ２下に蓄積された電荷は、電極ＩφＶ１〜ＩφＶ３の電極下に移動する。さらにこのとき、補正／加算部４０の電極Ｓ１φＶ０が中電圧ＶＭとなって、撮像部４１の最終段の画素に対応する電極ＩφＶ１〜ＩφＶ３下の電荷は、補正／加算部４０の最初の電極Ｓ１φＶ０下にも拡散する。
【００９７】
時刻ｔ５では、電極ＩφＶ１が低電圧ＶＬとなって、電極ＩφＶ２，ＩφＶ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ４で電極ＩφＶ１〜ＩφＶ３下に蓄積されていた電荷は、電極ＩφＶ２，ＩφＶ３下に移動する。また、撮像部４１の最終段の画素の電荷は、電極ＩφＶ２，ＩφＶ３および補正／加算部４０の最初の電極Ｓ１φＶ０下に移動する。
【００９８】
時刻ｔ６では、電極ＩφＶ０が中電圧ＶＭとなって、電極ＩφＶ０，ＩφＶ２，ＩφＶ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ５で電極ＩφＶ２，ＩφＶ３下に蓄積された電荷は、電極ＩφＶ０，ＩφＶ２，ＩφＶ３下に移動する。また、撮像部４１の最終段の画素の電荷は、電極ＩφＶ２，ＩφＶ３および補正／加算部４０の最初の電極Ｓ１φＶ０下に蓄積されたままである。
【００９９】
時刻ｔ７では、電極ＩφＶ２が低電圧ＶＬとなって、電極ＩφＶ０，ＩφＶ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ６で電極ＩφＶ０，ＩφＶ２，ＩφＶ３の電極下に蓄積されていた電荷は、電極ＩφＶ０，ＩφＶ３下に移動する。また、撮像部４１の最終段の画素の電荷は、電極ＩφＶ３および補正／加算部４０の最初の電極Ｓ１φＶ０下に移動する。
【０１００】
時刻ｔ８では、電極ＩφＶ１が中電圧ＶＭとなって、電極ＩφＶ０，ＩφＶ１，ＩφＶ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ７で電極ＩφＶ０，ＩφＶ３下に蓄積されていた電荷は、電極ＩφＶ０，ＩφＶ１，ＩφＶ３下に移動する。また、撮像部４１の最終段の画素の電荷は、電極ＩφＶ３および補正／加算部４０の最初の電極Ｓ１φＶ０下に蓄積されたままである。
【０１０１】
時刻ｔ９では、電極ＩφＶ３が低電圧ＶＬとなって、電極ＩφＶ０，ＩφＶ１が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ８で電極ＩφＶ０，ＩφＶ１，ＩφＶ３下に蓄積されていた電荷は、電極ＩφＶ０，ＩφＶ１下に移動する。さらにこのとき、補正／加算部４０の電極Ｓ１φＶ１が中電圧ＶＭとなって、補正／加算部４０の電極Ｓ１φＶ０，Ｓ１φＶ１が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ８で電極ＩφＶ３，Ｓ１φＶ０下に蓄積されていた電荷は、電極Ｓ１φＶ０，Ｓ１φＶ１下に移動する。
【０１０２】
時刻ｔ１０では、電極ＩφＶ２が中電圧ＶＭとなって、電極ＩφＶ０〜ＩφＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ９で電極ＩφＶ０，ＩφＶ１下に蓄積されていた電荷は、電極ＩφＶ０〜ＩφＶ２下に移動する。さらにこのとき、補正／加算部４０の電極Ｓ１φＶ０が低電圧ＶＬとなり、電極Ｓ１φＶ２が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ１φＶ１，Ｓ１φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ９で電極Ｓ１φＶ０，Ｓ１φＶ１下に蓄積されていた電荷は、電極Ｓ１φＶ１，Ｓ１φＶ２下に移動する。
【０１０３】
以上のような動作を繰り返すことにより、補正／加算部４０の電極Ｓ１φＶ０〜Ｓ１φＶ３下（図３に示した分割画像転送部３５）には、フィールド蓄積モードで転送された電荷が蓄積される。
【０１０４】
なお、撮像部４１から補正／加算部４０への画像転送が終了した時点では、補正／加算部４０においては、電極Ｓ１φＶ０，Ｓ１φＶ２が中電圧ＶＭで、その他の電極Ｓ１φＶ１，Ｓ１φＶ３は低電圧ＶＬとなっている。従って、電荷は、電極Ｓ１φＶ０および電極Ｓ１φＶ２下に蓄積されている。
【０１０５】
また、この図５においては、撮像素子１からフィールド読み出しを行う例について説明したが、本実施形態の撮像素子１は、各電極に印加するパルスを変更することにより、全画素読み出しを行うこともできるようになっている。ここに、全画素読み出しとは、撮像部４１に設けられた全てのフォトダイオード３２から垂直転送部３３へ画素電荷を一斉に転送し、その後に、上記時刻ｔ２において説明したような２つの画素に係る電荷の混合（フィールド読み出しに係る電荷の混合）を行うことなく、各画素電荷を補正／加算部４０の分割画像転送部３５へ転送する読み出しのことである。この全画素読み出しを行った場合には、撮像部４１から補正／加算部４０への画像転送が終了した時点では、補正／加算部４０においては、電極Ｓ１φＶ０および電極Ｓ１φＶ２が中電圧ＶＭで、その他の電極Ｓ１φＶ１，Ｓ１φＶ３は低電圧ＶＬとなる。従って、電荷は、電極Ｓ１φＶ０，Ｓ１φＶ２下に蓄積されることになる。
【０１０６】
次に、図６は、補正／加算部４０において行われるぶれ補正動作と加算動作とを示すタイミングチャートである。
【０１０７】
まず、補正／加算部４０におけるぶれ補正動作および加算動作の概要について説明する。
【０１０８】
上述したような補正／加算部４０の電極構成において、加算された画像は、Ｙ方向転送部３４の電極Ｓ２φＶ２下に記憶（蓄積）されるようになっている。そして、この蓄積された電荷を電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ３に垂直転送パルスを加えて垂直方向（Ｙ方向）に移動することにより、画像の垂直方向のぶれを補正する。また、最新の画像は、Ｘ方向転送部３６の電極ＳφＨ２下に記憶されるようになっている。そして、この蓄積した電荷を電極ＳφＨ０〜ＳφＨ３に水平転送パルスを加えて水平方向（Ｘ方向）に移動することにより、画像の水平方向のぶれを補正する。これにより、加算画像と最新の画像との、垂直方向および水平方向の相対的なぶれが補正される。
【０１０９】
こうしてぶれが補正された加算画像と最新の画像とは、例えば、Ｘ方向転送部３６とＹ方向転送部３４とが交差する位置の電極である電極ＳφＨ０（この電極は、上述したように、電極Ｓ２φＶ０と共通である。）下で加算される。
【０１１０】
こうして加算された画像は、上述したように、Ｙ方向転送部３４の電極Ｓ２φＶ２に記憶（蓄積）される。この電極Ｓ２φＶ２の位置は、次回のぶれ補正／加算動作を行う際に邪魔にならない（つまり、Ｘ方向転送部３６とは直接隣接しておらず、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ３を低電圧ＶＬにしておけば、他の電荷との不要な混合等が生じることはない）位置となっている。
【０１１１】
従って、本実施形態におけるぶれ補正／加算の動作は、基本的に、以下の（１）〜（４）に示すような手順で行われることになる。  
（１） 最新の時分割撮影により得られた電荷を、Ｘ方向のぶれ量に応じて、Ｘ方向転送部３６を介して転送する。  
（２） Ｙ方向のぶれ量に応じて、それまでの時分割撮影による画像を加算した加算画像を、Ｙ方向転送部３４を介して転送する。  
（３） （１）で転送した画像と（２）で転送した画像とを、Ｘ方向転送部３６とＹ方向転送部３４とが交差する電極ＳφＨ０下において加算する。  
（４） （３）で加算した画像を、Ｙ方向転送部３４の下方において最近接する（加算が行われた電極ＳφＨ０と同一の電極群３７に属する）電極Ｓ２φＶ２下へ転送して記憶する。
【０１１２】
続いて、図６のタイミングチャートに沿って、このような動作をより具体的に説明する。この図６には、最新の画像を紙面左方向に１画素分シフトし、その後に、加算画像を紙面上方向に１画素分シフトする例を示している。
【０１１３】
時刻ｔ_1では、電極ＳφＨ２および電極Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭとなっていて、電極ＳφＨ２下には最新の画像が、電極Ｓ２φＶ２下には加算画像が、それぞれ蓄積されている。これらの内の加算画像に係る電荷は、後の時刻ｔ_6に至るまでは、電極Ｓ２φＶ２下にそのまま保持（記憶）される。
【０１１４】
時刻ｔ_2では、電極ＳφＨ３が中電圧ＶＭとなって、電極ＳφＨ２，ＳφＨ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_1で電極ＳφＨ２下に蓄積されていた最新画像に係る電荷は、電極ＳφＨ２，ＳφＨ３下に移動する。
【０１１５】
時刻ｔ_3では、電極ＳφＨ２が低電圧ＶＬとなり、電極ＳφＨ０が中電圧ＶＭとなって、電極ＳφＨ０，ＳφＨ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_2で電極ＳφＨ２，ＳφＨ３下に蓄積されていた最新画像に係る電荷は、電極ＳφＨ０，ＳφＨ３下に移動する。
【０１１６】
時刻ｔ_4では、電極ＳφＨ３が低電圧ＶＬとなり、電極ＳφＨ１が中電圧ＶＭとなって、電極ＳφＨ０，ＳφＨ１が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_3で電極ＳφＨ０，ＳφＨ３下に蓄積されていた電荷は、電極ＳφＨ０，ＳφＨ１下に移動する。
【０１１７】
時刻ｔ_5では、電極ＳφＨ０が低電圧ＶＬとなり、電極ＳφＨ２が中電圧ＶＭとなって、電極ＳφＨ１，ＳφＨ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_4で電極ＳφＨ０，ＳφＨ１下に蓄積されていた電荷は、電極ＳφＨ１，ＳφＨ２下に移動する。
【０１１８】
時刻ｔ_6では、電極ＳφＨ１が低電圧ＶＬとなって、電極ＳφＨ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_5で電極ＳφＨ１，ＳφＨ２下に蓄積されていた電荷は、電極ＳφＨ２下に移動する。
【０１１９】
このような動作を行うことにより、最新の画像が水平（左）方向に１画素分移動して、水平方向の相対的なぶれ（例えば１画素分のぶれ）が補正される。
【０１２０】
次に、時刻ｔ_7では、電極Ｓ２φＶ１が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、それまで電極Ｓ２φＶ２下に蓄積されていた加算画像に係る電荷は、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に移動する。このとき、電極ＳφＨ２は中電圧ＶＭのままであるために、最新の画像は電極ＳφＨ２下に記憶されたままである。この最新の画像に係る電荷は、後の時刻ｔ_10 に至るまでは、電極ＳφＨ２下にそのまま保持（記憶）される。
【０１２１】
時刻ｔ_8では、電極Ｓ２φＶ２が低電圧ＶＬとなり、電極Ｓ２φＶ０が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１が中電圧ＶＭであるために、それまで電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に蓄積されていた電荷は、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１下に移動する。このとき、Ｘ方向転送部３６においては、電極ＳφＨ２だけでなくさらに電極ＳφＨ０も中電圧ＶＭとなるが、電極ＳφＨ０と電極ＳφＨ２との間には、低電圧となっている他の電極（電極ＳφＨ１および電極ＳφＨ３）が存在しているために、電極ＳφＨ２下に蓄積されている最新画像に係る電荷がこの時刻ｔ_7においてＹ方向転送部３４中を転送される加算画像に係る電荷の影響を受けることはない。
【０１２２】
時刻ｔ_9では、電極Ｓ２φＶ１が低電圧ＶＬとなり、電極Ｓ２φＶ３が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ３が中電圧ＶＭであるために、それまで電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１下に蓄積されていた電荷は、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ３下に移動する。このときにも、電極ＳφＨ０が中電圧ＶＭとなるが、時刻ｔ_8において説明した理由により、電極ＳφＨ２下に蓄積されている最新画像に係る電荷がこの時刻ｔ_9においてＹ方向転送部３４中を転送される加算画像に係る電荷の影響を受けることはない。
【０１２３】
時刻ｔ_10 では、電極Ｓ２φＶ０が低電圧ＶＬとなり、電極Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ２，Ｓ２φＶ３が中電圧ＶＭであるために、それまで電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ３下に蓄積されていた電荷は、電極Ｓ２φＶ２，Ｓ２φＶ３下に移動する。
【０１２４】
時刻ｔ_11 では、電極Ｓ２φＶ３が低電圧ＶＬとなり、電極Ｓ２φＶ１が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_10 で電極Ｓ２φＶ２，Ｓ２φＶ３下に蓄積されていた電荷は、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下へ転送される。このときさらに、Ｘ方向転送部３６において電極ＳφＨ３が中電圧ＶＭとなり、電極ＳφＨ２，ＳφＨ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_10 まで電極ＳφＨ２下に蓄積されていた電荷は、電極ＳφＨ２，ＳφＨ３下に移動する。
【０１２５】
このような動作を行うことにより、ある電極Ｓ２φＶ２下に記憶されていた加算画像に係る電荷が、１画素分上の電極Ｓ２φＶ２下に移動され、垂直方向の相対的なぶれ（例えば１画素分のぶれ）が補正される。
【０１２６】
時刻ｔ_12 では、電極Ｓ２φＶ２が低電圧ＶＬとなり、電極Ｓ２φＶ０が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_11 で電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に蓄積されていた電荷は、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１下へ転送される。このときさらに、電極ＳφＨ２が低電圧ＶＬとなり、電極ＳφＨ０が電極Ｓ２φＶ０と共通であるために中電圧ＶＭとなって、電極ＳφＨ０，ＳφＨ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_11 で電極ＳφＨ２，ＳφＨ３下に蓄積されていた電荷は、電極ＳφＨ０，ＳφＨ３下に移動する。従って、この時刻ｔ_12 において、加算画像と最新の画像とが、共通電極である電極ＳφＨ０（つまり、電極Ｓ２φＶ０）を介して混合し、新たな加算電荷が発生したことになる。この新たな加算電荷は、３つの電極、すなわち、電極ＳφＨ０（つまり、電極Ｓ２φＶ０）、電極ＳφＨ３、および電極Ｓ２φＶ１下において保持（蓄積）されている。
【０１２７】
時刻ｔ_13 では、電極ＳφＨ３が低電圧ＶＬとなって、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１が中電圧ＶＭのままであるために、時刻ｔ_12 で電極ＳφＨ０（電極Ｓ２φＶ０）、電極ＳφＨ３、および電極Ｓ２φＶ１下に蓄積されていた電荷は、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１下に移動する。
【０１２８】
時刻ｔ_14 では、電極Ｓ２φＶ０が低電圧ＶＬとなり、電極Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_13 で電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１下に蓄積されていた電荷は、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下へ転送される。なお、このときには、Ｘ方向転送部３６の電極ＳφＨ０〜ＳφＨ３下には、電荷は残っていない。
【０１２９】
時刻ｔ_15 では、電極Ｓ２φＶ１が低電圧ＶＬとなって、電極Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ_14 で電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に蓄積されていた電荷は、電極Ｓ２φＶ２下へ転送される。
【０１３０】
このような動作により、最新の時分割画像とそれまで加算された画像とが、相互のぶれを補正された後に新たに加算され、電極Ｓ２φＶ２下に記憶されたことになる。なお、新たに加算した画像を時刻ｔ_15 で電極Ｓ２φＶ２下に記憶するようにしたのは、上述したように、次回の時分割画像をＸ方向転送部３６（図３）内で転送する際に、既に加算した画像と最新の画像とが相互に干渉しないようにするためである。
【０１３１】
なお、上述では、Ｘ方向のぶれ量が１画素分であり、かつＹ方向のぶれ量が１画素分である例について示したが、より一般のぶれ量の場合には、そのぶれ量に応じた量だけ同様に転送すれば良い。また、Ｘ方向のぶれが、該Ｘ方向における正方向あるいは負方向の何れであっても、電極に印加するパルスの位相を制御することにより、自由にぶれ補正を行うことができる。これは、Ｙ方向のぶれについても全く同様である。
【０１３２】
こうして、撮像素子１の補正／加算部４０におけるＸ方向転送部３６およびＹ方向転送部３４の電極を、１画素相当分当たり４つ設ける（ただし、交差位置の電極（ＳφＨ０，Ｓ２φＶ０）は共通である）ことにより、ぶれ補正のための転送を行う際に、Ｘ方向転送部３６内の新たな画像に係る電荷と、Ｙ方向転送部３４の加算画像に係る電荷と、が相互に干渉することのないようにしている。
【０１３３】
次に、図７を参照して、撮像素子１の変形例について説明する。ここに図７は、変形例における撮像素子１の撮像部４１と補正／加算部４０との構成を拡大して示す図である。
【０１３４】
まず、この変形例の撮像素子１の全体構成は、上述した図２に示したものと同様である。さらに、この変形例の撮像素子１の撮像部４１の構成も、図３に示した撮像素子１と同様である。加えて、この変形例の撮像素子１の補正／加算部４０が、分割画像転送部３５と、Ｘ方向転送部３６と、Ｙ方向転送部３４と、を有して構成されているのも、図３に示した撮像素子１と同様である。
【０１３５】
ただし、この変形例の撮像素子１の補正／加算部４０は、Ｘ方向転送部３６の構成と、Ｙ方向転送部３４の構成とが、図３に示した撮像素子１とはやや異なるものとなっている。
【０１３６】
まず、Ｘ方向転送部３６が、１画素当たり４つの転送電極ＳφＨ０〜ＳφＨ３により構成され、Ｙ方向転送部３４が、１画素当たり４つの転送電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ３により構成されていて、各転送電極が独立の転送パルスにより駆動される、いわゆる４相ＣＣＤとなっているのは、図３に示した撮像素子１と同様である。
【０１３７】
これに対して、この変形例の撮像素子１は、図３に示した撮像素子１に比して、Ｘ方向転送部３６の電極ＳφＨ１および電極ＳφＨ３の面積を電極ＳφＨ０および電極ＳφＨ２の面積に比べて狭くし、Ｙ方向転送部３４の電極Ｓ２φＶ１および電極Ｓ２φＶ３の面積を電極Ｓ２φＶ０および電極Ｓ２φＶ２の面積に比べて狭くしている点が異なっている。こうして、Ｘ方向転送部３６とＹ方向転送部３４とは、相対的に広い面積の電極と相対的に狭い面積の電極とを交互に配置して構成された４相ＣＣＤとなっている。
【０１３８】
なお、各電極が多結晶シリコンにより構成され、電極の破線で示されている端面が他の電極の下部に配置されていることは、上述した図３に示した例と同様である。また、この図７においても、上述した図３と同様に、電極の配置を明瞭にするために、電極同士の配線については図示を省略しているが、同一の駆動パルスを印加する電極同士は、コンタクト部を介して所定の配線層により相互に接続されている。
【０１３９】
そして、Ｘ方向転送部３６の電極ＳφＨ１と電極ＳφＨ３とは電荷の転送にのみ用い、電荷の蓄積は電極ＳφＨ０と電極ＳφＨ２との下においてのみ行うようにしている。同様に、Ｙ方向転送部３４の電極Ｓ２φＶ１と電極Ｓ２φＶ３とは電荷の転送にのみ用い、電荷の蓄積は電極Ｓ２φＶ０と電極Ｓ２φＶ２との下においてのみに行うようにしている。
【０１４０】
このような非均等な電極構成を採用することにより、Ｘ方向転送部３６とＹ方向転送部３４とにおける電荷の蓄積容量を大きくすることが可能となるとともに、補正／加算部４０の面積を狭くして撮像素子の小型化を図ることが可能となる。また、基板面積を小さくすることは、製造時の撮像素子の歩留まりを向上させ、製造コストを下げることにも貢献する。
【０１４１】
次に、この変形例の撮像素子１の動作について説明する。まず、撮像素子１の全体の動作は、図４を参照して説明したものと同様である。次に、撮像素子１の撮像部４１から補正／加算部４０の分割画像転送部３５へ画像を転送する動作についても、図５を参照して説明したものと同様である。
【０１４２】
一方、変形例の撮像素子１の補正／加算部４０の動作の概要は、以下のようになっている。
【０１４３】
上記図３を参照して説明したような撮像素子１の動作は、撮像部４１から補正／加算部４０へ転送された最新の画像を、前回の撮像からの水平方向のぶれ量を補正するようにＸ方向転送部３６内で水平方向へ転送した後に、Ｙ方向転送部３４に記憶されている前回までの加算画像を、垂直方向のぶれ量を補正するようにＹ方向転送部３４内で垂直方向へ転送し、その後に、最新の画像と加算画像とをＸ方向転送部３６とＹ方向転送部３４とが交差する電極（ＳφＨ０，Ｓ２φＶ０）下で加算して、さらにその後に、Ｙ方向転送部３４の電極Ｓ２φＶ２下に再び記憶するようにするものであった。
【０１４４】
これに対して、この変形例の撮像素子１の動作は、Ｙ方向転送部３４に記憶されている前回までの加算画像を、垂直方向のぶれ量を補正するように、まずＹ方向転送部３４内で垂直方向へ転送した後に、撮像部４１から補正／加算部４０へ転送されてＸ方向転送部３６に記憶されている最新の画像を、前回の撮像からの水平方向のぶれ量を補正するようにＸ方向転送部３６内で水平方向へ転送し、その後に、最新の画像と加算画像とをＹ方向転送部３４の電極Ｓ２φＶ２下で加算し、記憶するようにしたものである。
【０１４５】
変形例に係る撮像素子１の補正／加算部４０のこのような動作を、図８を参照して詳細に説明する。図８は、補正／加算部４０において行われるぶれ補正動作と加算動作とを示すタイミングチャートである。なお、この図８には、加算画像を紙面上方向へ１画素分シフトし、最新の画像を紙面左方向へ１画素分シフトする例を示している。
【０１４６】
時刻ｔ-1では、電極ＳφＨ２および電極Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭとなっていて、補正／加算部４０のＸ方向転送部３６における電極ＳφＨ２（電極Ｓ１φＶ０および電極Ｓ１φＶ２）下には最新の画像が、Ｙ方向転送部３４における電極Ｓ２φＶ２下には加算画像が、それぞれ記憶されている。これらの内の最新の画像に係る電荷は、後の時刻ｔ-9に至るまでは、電極ＳφＨ２下にそのまま保持（記憶）される。
【０１４７】
時刻ｔ-2では、電極Ｓ２φＶ１が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-1で電極Ｓ２φＶ２下に記憶されていた画像（加算画像）は、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に移動する。
【０１４８】
時刻ｔ-3では、電極Ｓ２φＶ０が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-2で電極Ｓ２φＶ１と電極Ｓ２φＶ２下に記憶されていた画像（加算画像）は、電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ２下に移動する。
【０１４９】
時刻ｔ-4では、電極Ｓ２φＶ２が低電圧ＶＬとなって、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-3で電極Ｓ２φＶ０〜Ｓ２φＶ２下に記憶されていた画像（加算画像）は、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１下に移動する。
【０１５０】
時刻ｔ-5では、電極Ｓ２φＶ３が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-4で電極Ｓ２φＶ０と電極Ｓ２φＶ１下に記憶されていた画像（加算画像）は、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ３下に移動する。
【０１５１】
時刻ｔ-6では、電極Ｓ２φＶ１が低電圧ＶＬとなって、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-5で電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ３下に記憶されていた画像（加算画像）は、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ３下に移動する。
【０１５２】
時刻ｔ-7では、電極Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭとなって、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ２，Ｓ２φＶ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-6で電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ３下に記憶されていた画像（加算画像）は、電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ２，Ｓ２φＶ３下に移動する。
【０１５３】
時刻ｔ-8では、電極Ｓ２φＶ０が低電圧ＶＬとなって、電極Ｓ２φＶ２，Ｓ２φＶ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-7で電極Ｓ２φＶ０，Ｓ２φＶ２，Ｓ２φＶ３下に記憶されていた画像（加算画像）は、電極Ｓ２φＶ２，Ｓ２φＶ３下に移動する。
【０１５４】
時刻ｔ-9では、電極Ｓ２φＶ３が低電圧ＶＬとなって、電極Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-8で電極Ｓ２φＶ２，Ｓ２φＶ３下に記憶されていた画像（加算画像）は、電極Ｓ２φＶ２下に移動する。
【０１５５】
このような動作を行うことにより、Ｙ方向転送部３４に記憶されている加算画像が、図７の紙面上方向へ１画素分シフトされたことになる。なお、複数画素分の移動を行う場合には、同様の動作を画素数分繰り返して行えば良い。そして、この電極Ｓ２φＶ２下の加算画像に係る電荷は、後の時刻ｔ-12 に至るまでは、そのまま保持（記憶）される。
【０１５６】
こうして加算画像をＹ方向転送部３４を介して所定画素分だけ転送したところで、電極Ｓ２φＶ３が低電圧ＶＬになったことと同期して、Ｘ方向転送部３６の電極ＳφＨ３を中電圧ＶＭにする。
【０１５７】
すると、時刻ｔ-10 では、電極ＳφＨ２，ＳφＨ３が中電圧ＶＭであるために、撮像部４１から補正／加算部４０へ転送され、時刻ｔ-9まで電極ＳφＨ２下に記憶されていた最新の画像は、電極ＳφＨ２，ＳφＨ３下に移動する。
【０１５８】
時刻ｔ-11 では、電極ＳφＨ０が中電圧ＶＭとなって、電極ＳφＨ０，ＳφＨ２，ＳφＨ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-10 で電極ＳφＨ２，ＳφＨ３下に記憶されていた画像は、電極ＳφＨ０，ＳφＨ２，ＳφＨ３下に移動する。
【０１５９】
時刻ｔ-12 では、電極ＳφＨ２が低電圧ＶＬとなって、電極ＳφＨ０，ＳφＨ３が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-11 で電極ＳφＨ０，ＳφＨ２，ＳφＨ３下に記憶されていた画像は、電極ＳφＨ０，ＳφＨ３下に移動する。
【０１６０】
時刻ｔ-13 では、電極Ｓ２φＶ１が中電圧ＶＭとなって、電極ＳφＨ０（Ｓ２φＶ０），ＳφＨ３，Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-12 で電極ＳφＨ０，ＳφＨ３下に記憶されていた最新の画像に係る電荷と、電極Ｓ２φＶ２下に記憶されていた画像（加算画像）に係る電荷とは、電極ＳφＨ０（Ｓ２φＶ０），ＳφＨ３，Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に拡散される。従って、この時点で、最新の画像に係る電荷と、加算画像に係る電荷と、の混合が行われる。
【０１６１】
時刻ｔ-14 では、電極ＳφＨ３が低電圧ＶＬとなって、電極ＳφＨ０（Ｓ２φＶ０），Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-13 で電極ＳφＨ０（Ｓ２φＶ０），ＳφＨ３，Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に記憶されていた画像は、電極ＳφＨ０（Ｓ２φＶ０），Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に移動する。
【０１６２】
時刻ｔ-15 では、電極ＳφＨ０（Ｓ２φＶ０）が低電圧ＶＬとなって、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-14 で電極ＳφＨ０（Ｓ２φＶ０），Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に記憶されていた画像は、電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に移動する。
【０１６３】
時刻ｔ-16 では、電極Ｓ２φＶ１が低電圧ＶＬとなって、電極Ｓ２φＶ２が中電圧ＶＭであるために、時刻ｔ-15 で電極Ｓ２φＶ１，Ｓ２φＶ２下に記憶されていた画像は、電極Ｓ２φＶ２下に移動する。
【０１６４】
このような動作を行うことにより、最新の画像と、前回までのぶれが補正されて加算された時分割画像（加算画像）とが、加算された状態で、Ｙ方向転送部３４の電極Ｓ２φＶ２下に記憶される。
【０１６５】
ところで、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、画素の電荷が図３または図７に示したようなＹ方向転送部３４の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９および図１０を参照して説明する。図９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１０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。
【０１６６】
フォトダイオード３２に強い光が入射すると、フォトダイオード３２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、ｎ（ｎは１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／ｎにしたとしても、各時分割画像を加算した画像の電荷はＹ方向転送部３４の蓄積容量をはるかに超えてあふれ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Ｙ方向転送部３４の蓄積容量を超えないようにする必要がある。
【０１６７】
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を採用して余剰電荷を基板に排出するようにしている。この縦型オーバーフロー構造のＣＣＤは、図９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。
【０１６８】
図１０に示すように、フォトダイオード（ＰＤ）から垂直転送ＣＣＤ（垂直転送部３３）に読み出すためのゲートは、転送電極ＩφＶ０，ＩφＶ２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（垂直転送部３３）へ読み出される。
【０１６９】
このとき、垂直転送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。
【０１７０】
さらに、本実施形態においては、上記ｐウェルとｎ型基板との間の逆バイアス電圧（基板電圧）ＶＳＵＢを、時分割撮影の回数ｍに応じて通常撮影におけるときに比べて高い電圧（図１０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図３あるいは図７に示したＹ方向転送部３４の取扱い電荷量以内に抑えることができる。
【０１７１】
図１１は、基板電圧ＶＳＵＢにより変化するフォトダイオード３２の蓄積電荷量の最大値Ｑを時分割撮影の回数ｍに応じて設定する様子の幾つかの例を示す線図である。この図１１においては、横軸に基板電圧ＶＳＵＢを、縦軸にフォトダイオード３２の蓄積電荷量の最大値Ｑ（ｍａｘ）を、それぞれとっている。
【０１７２】
本実施形態では、時分割撮影の回数ｍとして、ｍ＝１〜１０の１０通りの値を設定することが可能となっている（図１１には、ｍ＝１，２，４，８の例を示している。このときには、ＶＳＵＢは、図示のようなＶ１，Ｖ２，Ｖ４，Ｖ８の各値となる。）。フォトダイオード３２の蓄積電荷量の最大値Ｑ（ｍａｘ）は、ｍ＝１のときを１とすると、ｍが２〜１０の値をとるときには各ｍに対して１／ｍとなる（なお、ｍが１１以上の値を取り得るように設定したときにも、Ｑ（ｍａｘ）が１／ｍとなる規則はそのまま適用可能である。）。また、ｍ＝１は通常の撮影（時分割撮影によらない撮影）の場合のフォトダイオード３２の蓄積電荷量の最大値に対応する。
【０１７３】
なお、ｍの最大値を１０にしたのは、あまり大きな値にすると、画像データのＳ／Ｎを高い値に保持するのが困難になるためである。
【０１７４】
また、本実施形態の技術は、ぶれ限界露光時間ＴLimit でｍ回の分割撮影を行って画像を加算するものであるために、従来、ぶれを許容できる露光時間をＴExp0（例えば、３５ｍｍフィルムカメラに換算した撮影レンズの焦点距離が３００ｍｍでは、およそ１／３００秒のシャッタスピード）とするとき、本実施形態においてはｍ・ＴExp0の露光時間までの撮影を行うことができる（上述したような、撮影レンズの焦点距離が３００ｍｍでは、およそ１／３０秒）ことになる（つまり、ｍ・ＴExp0がぶれ補正可能な最長露光時間となる。）。つまり、ｍの値が大きいほど、より長い時間露光に対してぶれ補正を行うことが可能となるが、上述したように、ｍの値をあまり大きくすると画像データのＳ／Ｎが低くなる可能性がある。従って、ｍの値は、制御の安定性と、分割撮影による画像のＳ／Ｎと、等のバランスを考慮して決めることが望ましい。こうして、本実施形態においてはｍの最大値を１０に設定しているが、これに限る必要はない。
【０１７５】
次に、図１２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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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）。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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、ぶれ限界露光時間ＴLimit を演算する（ステップＳ２）。このぶれ限界露光時間ＴLimit は、露光開始からのぶれ量が許容限界のぶれ量に達すると想定される時間である。
【０１８０】
ここで、ぶれ限界露光時間ＴLimit について説明する。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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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］
0004580838.tif 000002
【０１８３】
なお、この数式１をＴLimit ＝１／ｆ’と表現すると、ｆ’は、一般的に、３５ｍｍフィルムカメラの撮影レンズと同一の画角を有する撮影レンズの焦点距離になっている。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
次に、被写体の明るさを測光する（ステップＳ３）。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、被写体の明るさ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。そして、ＣＰＵ７は、求めた加算平均値に基づいて被写体の明るさを計算する。
【０１８７】
続いて、ＣＰＵ７は、適正露光を得るために必要なシャッタ速度値（露光時間）ＴExp や絞り１７の絞り値を計算するとともに、計算結果に基づき絞り駆動系１６を介して絞り１７の絞り設定を行うためのサブルーチン（図１３参照）を実行する（ステップＳ４）。
【０１８８】
図１３はＴExp と絞り値の演算・設定のサブルーチンを示すフローチャートである。
【０１８９】
このサブルーチンに移行すると、まず、シャッタ優先撮影モードであるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【０１９０】
ここでシャッタ優先撮影モードである場合には、次に、
ＴExp ＞ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit 
であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。ここに、ｍ（ｍａｘ）は、上述したような時分割露光の回数ｍの最大値である。そして、本実施形態においては、ｍとして取り得るのは１〜１０の何れかであるために、ここではｍ（ｍａｘ）＝１０となる。
【０１９１】
ここで、ＴExp ＞ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit である場合には、撮影者により設定された露光時間ＴExp をそのまま用いると、時分割露光の回数がｍ（ｍａｘ）以上になって、画像のＳ／Ｎを確保することができない。従って、この場合には、露光時間ＴExp を記憶するメモリ〔ＴExp 〕に、限界値ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit を記憶する（ステップＳ２３）。なお、〔〕は、括弧内のデータを記憶するメモリを意味している。
【０１９２】
このステップＳ２３の処理を終了したら、次に、絞り値（Ａｖ）を演算する（ステップＳ２４）。アペックス（ＡＰＥＸ（Additive System of Photographic Exposure））方式に基く、露出値、露光時間、絞り値、被写体の明るさ、ＩＳＯ感度をＡＰＥＸ方式に基づく指数で表したものを、それぞれＥｖ（Exosure Vaulue）、Ｔｖ（Time Value）、Ａｖ（Aperture Value）、Ｂｖ（Brightness value）、Ｓｖ（Sensitive Value）とするとき、次の式が成り立つ。  
Ｅｖ＝Ｔｖ＋Ａｖ＝Ｂｖ＋Ｓｖ
【０１９３】
従って、測光により得られた被写体の明るさ（Ｂｖ）と、撮影条件設定部２６により設定されたＩＳＯ感度（Ｓｖ）と、が分かれば露出値（Ｅｖ）が決定され、ＴｖとＡｖとを演算することができる。ここでは、ステップＳ２３において露光時間ＴExp （ひいてはＴｖ）が既に設定されているために、Ａｖを求めることができ、求めたＡｖに対応する絞り値が算出される。
【０１９４】
次に、ステップＳ２４で求めた絞り値になるように、絞り駆動系１６を介して絞り１７を設定し（ステップＳ２５）、その後はこの処理から図１２に示した処理にリターンする。
【０１９５】
また、上述したステップＳ２２において、ＴExp ＞ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit でないと判定された場合には、次に、ＴExp ≦ＴLimit であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。
【０１９６】
ここで、ＴExp ≦ＴLimit である場合には、時分割露光は行わないために、ＴExp は撮影者が設定した値をそのまま用いる。そしてＪ３１に移行して、上述と同様にして、ステップＳ２４の絞り値Ａｖの演算と、ステップＳ２５の絞り１７の設定と、を行う。
【０１９７】
これに対して、ステップＳ２６においてＴExp ≦ＴLimit でないと判定された場合には、時分割撮影を行うことになるために、ｍ・ＴLimit （ｍ＝２〜１０）の中から、撮影者が選択した露光時間ＴExp に最も近いものを露光時間として選択する（ステップＳ２７）。より具体的には、まず、ＴExp ／ＴLimit を算出し、算出した値に最も近いｍの値を選択してｍ・ＴLimit を算出し、この算出値ｍ・ＴLimit を露光時間ＴExp とする。なお、ここで算出されたｍの値は、上述したように、逆バイアス電圧ＶＳＵＢ’の算出にも用いられる。これにより、加算電荷がＹ方向転送部３４のＣＣＤの取扱い電荷量を超えてあふれてしまうのを上述したように抑制することができる。このステップＳ２７が終了したら、Ｊ３１に移行して、上述と同様に、ステップＳ２４およびステップＳ２５の処理を行う。
【０１９８】
以上述べたように、シャッタ優先モードにおいては、撮影者が設定した露光時間を最大限優先して露光時間と絞り値とを設定するようにしている。このときさらに、時分割撮影におけるＹ方向転送部３４の電荷のあふれも防止するようにしている。
【０１９９】
一方、上述したステップＳ２１において、シャッタ優先モードでないと判定された場合には、絞り優先モードであるか否かを判定する（ステップＳ２８）。
【０２００】
ここで絞り優先モードである場合には、次に、アペックス演算に基づいて露光時間ＴExp を演算する（ステップＳ２９）。
【０２０１】
そして、ＴExp ＞ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【０２０２】
ここで、ＴExp ＞ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit である場合には、限界値ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit を露光時間ＴExp に設定、すなわち、ＴExp ＝ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit とする（ステップＳ３１）。その後は、Ｊ３１に移行して、上述と同様に、ステップＳ２４およびステップＳ２５の処理を行う。
【０２０３】
また、上述したステップＳ３０において、ＴExp ＞ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit でないと判定された場合には、ＴExp ≦ＴLimit であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。
【０２０４】
ここで、ＴExp ≦ＴLimit である場合には、時分割露光は行わないために、ＴExp はステップＳ２９において求めた値をそのまま用いる。そしてＪ３１に移行して、上述と同様に、ステップＳ２４およびステップＳ２５の処理を行う。
【０２０５】
一方、ステップＳ３２においてＴExp ≦ＴLimit でないと判定された場合には、時分割撮影を行うことになるために、ｍ・ＴLimit （ｍ＝２〜１０）の中から、ステップＳ２９で求めた露光時間ＴExp に最も近いものを露光時間として選択する（ステップＳ３３）。より具体的には、まず、ＴExp ／ＴLimit を算出し、算出した値に最も近いｍの値を選択してｍ・ＴLimit を算出し、この算出値ｍ・ＴLimit を露光時間ＴExp とする。なお、ここで算出されたｍの値は、上述したように、逆バイアス電圧ＶＳＵＢ’の算出にも用いられる。これにより、Ｙ方向転送部３４のＣＣＤの電荷のあふれを抑制することができる。このステップＳ３３が終了したら、Ｊ３１に移行して、上述と同様に、ステップＳ２４およびステップＳ２５の処理を行う。
【０２０６】
以上述べたように、絞り優先モードにおいては、撮影者が設定した絞り値を最大限優先して絞り値と露光時間とを設定するようにしている。このときさらに、時分割撮影におけるＹ方向転送部３４の電荷のあふれも防止するようにしている。
【０２０７】
また、ステップＳ２８において絞り優先撮影モードでないと判定された場合（つまり、プログラムモードであるとき）には、ＴExp ＞ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。
【０２０８】
ここで、ＴExp ＞ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit である場合には、限界値ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit を露光時間ＴExp に設定、すなわち、ＴExp ＝ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit とする（ステップＳ３５）。その後は、Ｊ３１に移行して、上述と同様に、ステップＳ２４およびステップＳ２５の処理を行う。
【０２０９】
一方、ステップＳ３４においてＴExp ＞ｍ（ｍａｘ）・ＴLimit でないと判定された場合には、ＴExp ≦ＴLimit であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。
【０２１０】
ここで、ＴExp ≦ＴLimit である場合には、時分割露光は行わないために、プログラム線図からＴExp と絞り値を求める（ステップＳ３７）。なお、プログラム線図は、露出値Ｅｖと、最適な露出制御を行うのに必要なＴｖ（露光時間のアペックス値）およびＡｖ（絞り値のアペックス値）の組み合わせと、の関係を記述するものであり、上述したように、ＣＰＵ７に内蔵されたＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されている。その後は、ステップＳ２５へ行って、ステップＳ３７で求めた絞り値になるように、絞り駆動系１６を介して絞り１７を設定する。
【０２１１】
また、ステップＳ３６においてＴExp ≦ＴLimit でないと判定された場合には、時分割撮影を行うことになるために、ｍ・ＴLimit （ｍ＝２〜１０）の中から、上記プログラム線図を参照して求めた露光時間ＴExp に最も近いものを露光時間として選択する（ステップＳ３８）。より具体的には、まず、プログラム線図を参照して求めた露光時間ＴExp を用いてＴExp ／ＴLimit を算出し、算出した値に最も近いｍの値を選択してｍ・ＴLimit を算出し、この算出値ｍ・ＴLimit を露光時間ＴExp とする。なお、ここで算出されたｍの値は、上述したように、逆バイアス電圧ＶＳＵＢ’の算出にも用いられる。これにより、Ｙ方向転送部３４のＣＣＤの電荷のあふれを抑制することができる。このステップＳ３８が終了したら、Ｊ３１に移行して、上述と同様に、ステップＳ２４およびステップＳ２５の処理を行う。
【０２１２】
以上述べたように、プログラム撮影モードにおいては、プログラム線図を参照して求めた露光時間と絞り値との組み合わせを最大限優先して絞り値と露光時間とを設定するようにしている。このときさらに、時分割撮影におけるＹ方向転送部３４の電荷のあふれも防止するようにしている。
【０２１３】
このようにして、ＴExp と絞り値の演算・設定のサブルーチンが行われる。
【０２１４】
図１２の説明に戻って、上述したようなステップＳ４のサブルーチンが終了したら、次に、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Ｓ５）。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、Ｊ２へ分岐してこの第２レリーズスイッチ１８ｂが閉じるのを待機する。
【０２１５】
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、ぶれ限界露光時間ＴLimit による露光が実際に行われた回数ｎを記憶するメモリ〔ｎ〕に、初期値「０」を記憶する（ステップＳ６）。ここに、ぶれ限界露光時間ＴLimit は、後で詳しく説明するように、ぶれの発生を実質的に無視し得る程度以下となるような露光時間である。また、上述したように、〔〕は、括弧内のデータを記憶するメモリを意味している。従って、〔ｎ〕は、括弧内の変数ｎを記憶するメモリを意味する。
【０２１６】
次に、露光を開始する（ステップＳ７）。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４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、ＶＳＵＢの値を上記ｍに応じた値に設定した時点が、この露光開始の時点となる。
【０２１７】
次に、１回分の時分割露光が終了したか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、１回分の時分割露光が終了するまでは、Ｊ３へ分岐して、時分割露光の終了を待機する。
【０２１８】
また、１回分の時分割露光が終了した場合には、時分割撮影により得られた画像を合成するサブルーチン「画素値合成」（図１７参照）を実行する（ステップＳ９）。
【０２１９】
この画素値合成のサブルーチンについて説明する前に、図１４〜図１６を参照して、電子カメラにおけるぶれ量の検出について説明する。まず、図１４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。
【０２２０】
この図１４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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
これら２つの角速度センサ１９，２０は、図１４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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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）。
【０２２７】
また、ＣＰＵ７は、距離検出部２３から被写体距離情報を取得する。
【０２２８】
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。
【０２２９】
次に、図１５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１５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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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１５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］
0004580838.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］
0004580838.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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
なお、上述したように、角度θx は微小量であるために、図１５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。
【０２３６】
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３と同様に、次の数式４に示すように求められる。  
［数４］
0004580838.tif 000005
【０２３７】
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］
0004580838.tif 000006
【０２３８】
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。
【０２３９】
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］
0004580838.tif 000007
【０２４０】
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。
【０２４１】
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］
0004580838.tif 000008
【０２４２】
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］
0004580838.tif 000009
【０２４３】
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。
【０２４４】
図１６は、ＣＰＵ７により移動量ΔＸ，ΔＹ等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１２に示した処理や図１３に示した処理、あるいは後述する図１７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。
【０２４５】
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Ｊ４１へ分岐する）（ステップＳ４１）。
【０２４６】
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Ｓ４２）。これらの焦点距離ｆと被写体距離Ｌとは、この図１６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、別途のプロセッサ等を用いて焦点距離ｆと被写体距離Ｌとを演算し、ＣＰＵ７はこの演算されたデータをステップＳ４２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ともに、リアルタイムへの高い追従性を図ることが可能となる。
【０２４７】
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Ｓ４３）。
【０２４８】
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Ｓ４４）。
【０２４９】
このステップＳ４４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、複数の時分割画像の内の最初の時分割画像の撮影終了時点からの像位置の移動量ΔＹ，ΔＸをそれぞれ算出する（ステップＳ４５）。
【０２５０】
次に、撮像素子１からの読み出しがフィールド読み出しに設定されているか否かを判定し（ステップＳ４６）、フィールド読み出しに設定されている場合には、Ｐｘ＝「ΔＸ／Ｌｘ」と、Ｐｙ＝「ΔＹ／（２・Ｌｙ）」と、を演算する（ステップＳ４７ａ）。なお、Ｌｘ，Ｌｙは、図３に示した撮像部４１の１画素３１のＸ方向、Ｙ方向のサイズをそれぞれ表し、「」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、最初の時分割画像の撮影終了時点からの像位置の移動量ΔＸ，ΔＹを、補正／加算部４０の画素（図３に示した電極群３７を、補正／加算部４０における画素とする）単位で表したものである。
【０２５１】
また、ステップＳ４６において、フィールド読み出しでないと判定された場合、すなわち、全画素読み出しであると判定された場合には、Ｐｘ＝「ΔＸ／Ｌｘ」と、Ｐｙ＝「ΔＹ／Ｌｙ」と、を演算する（ステップＳ４７ｂ）。
【０２５２】
こうしてステップＳ４７ａまたはステップＳ４７ｂが終了したら、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Ｓ４８）。上述したように、記号〔〕は、括弧内のデータを記憶するメモリを示している。
【０２５３】
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Ｓ４９）、露光が終了していない場合にはＪ４２へ分岐して、ステップＳ４３から上述と同様の処理を繰り返して行う。
【０２５４】
一方、ステップＳ４９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。
【０２５５】
続いて、図１７は、画素値合成のサブルーチンを示すフローチャートである。
【０２５６】
図１２のステップＳ９においてこの処理が開始されると、まず、撮像部４１においてフォトダイオード３２の電荷を垂直転送部３３へシフトし、さらに補正／加算部４０の分割画像転送部３５へ転送する（ステップＳ５１）。なお、フォトダイオード３２は、画素電荷を垂直転送部３３へシフトした直後から、次の時分割露光を開始する。
【０２５７】
次に、前回撮影した画像を垂直方向（Ｙ方向）へ転送する転送量（上述したように、補正／加算部４０における画素数に換算した転送量）Ｓｙ（＝（Ｐｙ−Ｓｙ０））を演算する（ステップＳ５２）。ここに、Ｐｙは、最初の露光開始直後からのＹ方向のぶれ量であり、Ｓｙ０は最初の時分割露光を開始した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Ｓ５２においては、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Ｓ４７ａ，Ｓ４７ｂ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Ｓ５２に示したような処理を採用することは有効である。
【０２５８】
続いて、同様に、今回撮影した最新の画像を水平方向（Ｘ方向）へ転送する転送量（上述したように、補正／加算部４０における画素数に換算した転送量）−Ｓｘ（＝−Ｐｘ）を演算する（ステップＳ５３）。ここでＰｘは上述したように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。
【０２５９】
なお、ここで説明している処理においては、加算画像は、Ｙ方向転送部３４に記憶された後は、原則的に、同一のＹ方向転送部３４から移動することがない（Ｘ方向転送部３６上を移動することがなく、他のＹ方向転送部３４へ移動することもない）ために、上述したステップＳ５３においては、ステップＳ５２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。
【０２６０】
次に、今回撮影した最新の画像を、Ｘ方向転送部３６を介して、−Ｓｘの画素数だけ水平方向（Ｘ方向）へ転送する（ステップＳ５４）。
【０２６１】
続いて、前回までに撮影した画像（相対的なぶれが補正されて加算された画像）を、Ｙ方向転送部３４を介して、Ｓｙの画素数だけ垂直方向（Ｙ方向）へ転送する（ステップＳ５５）。
【０２６２】
そして、Ｘ方向転送部３６に記憶した画像とＹ方向転送部３４に記憶した画像とを、図６または図８を参照して説明したように加算する（ステップＳ５６）。
【０２６３】
その後、この加算した画像を、Ｘ方向転送部３６とＹ方向転送部３４とが交差する位置の電極に最近接する紙面下方の電極Ｓ２φＶ２下へ転送する（ステップＳ５７）。これは、上述したように、Ｘ方向転送電極ＳφＨ０とＹ方向転送電極Ｓ２φＶ０とが兼用されているために、次回の時分割撮影により撮影した画像がＸ方向転送部３６を転送されるときに、加算画像と干渉しないようにするためである。
【０２６４】
次に、上記転送量Ｓｙと前回までの転送量Ｓｙ０とを加算して、メモリ〔Ｓｙ０〕に記憶することにより、この加算した値を新たにＳｙ０とする（ステップＳ５８）。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。
【０２６５】
このステップＳ５８の処理を行ったところで、画素値合成のサブルーチンから図１２に示した処理へリターンする。
【０２６６】
なお、上述したステップＳ５４，Ｓ５５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、ベイヤー配列のカラーフィルタを備えた撮像素子から全画素読み出しを行う場合を例にとると、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、「」は上述と同様に小数以下を四捨五入した整数値を意味し、Ｓｘ，Ｓｙは、上述したステップＳ５２，Ｓ５３において求めた値である。
【０２６７】
図１２の説明に戻って、ステップＳ９において画素値合成の処理が終了すると、次に、既に行われた時分割撮影の回数ｎを記憶するメモリ〔ｎ〕にｎ＋１を記憶する（ステップＳ１０）。
【０２６８】
そして、既に行われた時分割撮影の回数ｎが、設定された時分割撮影の回数ｍに等しいか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【０２６９】
ここで、まだｎ＝ｍになっていない場合には、Ｊ３に分岐して、時分割露光の処理と画素値合成の処理とを上述したように繰り返して行う。
【０２７０】
また、ステップＳ１１においてｎ＝ｍであると判定された場合には、分割画像転送部３５（時分割露光でない通常露光の場合）またはＹ方向転送部３４（時分割露光の場合）内の画像信号を、水平転送部４２およびアンプ４３（図２）を介して、この撮像素子１の外部へ読み出す（ステップＳ１２）。
【０２７１】
次に、撮像素子１から読み出した画像信号を、ＣＤＳ２により処理し、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Ｓ１３）。
【０２７２】
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Ｓ１４）。
【０２７３】
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Ｓ１５）。
【０２７４】
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Ｓ１６）、圧縮した画像データを記録媒体１１に記録する（ステップＳ１７）。
【０２７５】
このとき、画像データの付属情報として、上述したようなＳｘ，Ｓｙ０（あるいはさらに、各時分割撮影時のＳｘおよびＳｙ等）を記録媒体１１に記憶するようにしても良い。これにより、記録媒体１１から画像データを読み出した後に、時分割画像が正常に加算されていない部分を除去して、表示や印刷をすることが可能になる。具体的には、例えば、画像のぶれがＸ正方向にΔＸ、Ｙ負方向にΔＹであるときには、画像データのＸ負方向の端部のΔＸの範囲、およびＹ正方向の端部のΔＹの範囲は、時分割画像が正常に加算されていないために、この部分を除去する処理を例えば別途のパーソナルコンピュータ等で行うことができる。このような非正常部分の除去処理は、記録媒体１１から読み出した後に行うに限るものではなく、ステップＳ１４の信号処理において、情報処理部８によりぶれ補正量Ｓｘ，Ｓｙ０（あるいはさらに、各時分割撮影時のＳｘおよびＳｙ等）に基づき不要な画像部分を除去するようにしてももちろん構わない。
【０２７６】
なお、上述では、図１２のステップＳ２において説明したように、ぶれ限界露光時間ＴLimit として、数式１で示したような、撮影レンズの焦点距離ｆから一意的に定まる値を設定していた。しかし、数式１に示される値は、あくまでも経験則により得られた平均的な値である。これに対して、実際に単位時間に発生するぶれ量は、個人差、カメラの大きさ、あるいはカメラの形状等によってばらつくことになる。このようなばらつきに対応可能な技術の例（変形例）について、以下に説明する。
【０２７７】
この変形例は、実際のぶれを補正する前にぶれ限界露光時間ＴLimit を実測して、上述したようなばらつきを考慮したより正確なぶれ補正を行うようにするものである。
【０２７８】
すなわち、この変形例は、上述した図１２のステップＳ２の処理に代えて、ぶれ限界露光時間ＴLimit を実測により求める処理を行うようにしたものである。従って、全体の処理については、ステップＳ２を除く図１２の処理が適用されるものとして、説明を省略する。
【０２７９】
ここに、ぶれ限界露光時間ＴLimit は、Ｘ方向のぶれ量が所定の許容し得るぶれ量（許容限界ぶれ量）αｘに達するまでの時間ＴLimit （ｘ）と、Ｙ方向のぶれ量が所定の許容限界ぶれ量αｙに達するまでの時間ＴLimit （ｙ）と、の内の短い方の時間として設定されるようになっている。
【０２８０】
ここで上記許容限界ぶれ量αｘ，αｙについて説明する。
【０２８１】
今、画像を印画紙にプリントして観察する場合を考える。観察者の眼から印画紙までの距離をＫ、印画紙の対角長をＤp とし、画像のぶれ量が上記印画紙の対角線上で距離ΔＤp であったとする。もし、ΔＤp ／Ｋ［ラジアン］が観察者の肉眼の２点識別分解能ΔΦ以下、すなわち、
［数９］
0004580838.tif 000010
であれば、ぶれは印画紙を観察している観察者の眼には知覚されない。
【０２８２】
ところで、撮像素子の（有効撮像領域の）対角長をＤi 、撮像素子の撮像面上におけるぶれ量（上記ΔＤp に対応する長さ）をΔＤi とすると、印画紙の大きさに対する印画紙上のぶれ量の大きさと、撮像素子の大きさに対する撮像素子上のぶれ量の大きさと、は一致するから、次の数式１０が成り立つ。  
［数１０］
0004580838.tif 000011
【０２８３】
従って、この数式１０に示す関係を用いて、数式９からΔＤp を消去すると、次の数式１１が得られる。  
［数１１］
0004580838.tif 000012
【０２８４】
この数式１１から明らかなように、撮像素子上における許容ぶれ量となるΔＤi は、撮像素子のサイズ（Ｄi ）や画像の観察条件（Ｄp ，Ｋ）により一義的に決まる値である。この対角方向の許容ぶれ量の例と全く同様にして、撮像素子の撮像面上における、Ｘ方向の画像の許容ぶれ量ΔＸi と、Ｙ方向の画像の許容ぶれ量ΔＹi と、を求めることができる。
【０２８５】
今、Ｘ方向の許容ぶれ量ΔＸi とＹ方向の許容ぶれ量ΔＹi とが等しく、ΔＸｉ＝ΔＹｉ＝γであるものとする。
【０２８６】
なお、一般には、肉眼の２点識別分解能ΔΦはおよそ１分とされているが、この値は画像の種類やぶれの態様、さらに個人差によってもばらつくと思われるために、商品の達成目標に応じてΔΦを適宜選べば良い。
【０２８７】
次に、図１８および図１９を参照して、ぶれ限界露光時間ＴLimit を測定する変形例について説明する。まず、図１８は、ぶれ量演算の処理を示すフローチャートである。
【０２８８】
この処理を開始すると、まず、第１レリーズスイッチ１８ａが閉じるのを待機する（ステップＳ６１）。
【０２８９】
そして、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、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Ｓ６２）。これらの焦点距離ｆと被写体距離Ｌとは、この図１８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、上述と同様に、より高速なサイクルでぶれ量を演算するために、別途のプロセッサ等を用いて焦点距離ｆと被写体距離Ｌとを演算し、ＣＰＵ７はこの演算されたデータをステップＳ４２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ともに、リアルタイムへの高い追従性を図ることが可能となる。
【０２９０】
続くステップＳ６３〜Ｓ６５の処理は、図１６に示したステップＳ４３〜Ｓ４５の処理と同様である。
【０２９１】
その後、ステップＳ６５において算出されたΔＸをメモリ〔ΔＸ〕に、ΔＹをメモリ〔ΔＹ〕に、それぞれ記憶する（ステップＳ６６）。
【０２９２】
そして、ＦＬＧ１が１であるか否かを判定する（ステップＳ６７）。このＦＬＧ１は、図１２に示したような全体の処理が開始されたところで、予め０に初期設定されているものとする。そして、後で図１９を参照して説明するように、ぶれ限界露光時間ＴLimit の測定が終了した時点で、１に設定されるようになっている。
【０２９３】
このステップＳ６７において、ＦＬＧ１が１でない（０である）と判定された場合には、Ｊ６１へ分岐して、上述したようなぶれ量の演算と累積加算値の演算とを繰り返して行う。
【０２９４】
一方、ステップＳ６７において、ＦＬＧ１が１であると判定された場合には、この処理を終了する。
【０２９５】
次に、図１９は、ＴLimit の測定のサブルーチンを示すフローチャートである。この図１９に示すサブルーチンは、図１２のステップＳ２のＴLimit の演算の処理に代えて実行されるものとなっている。
【０２９６】
この処理を開始すると、まず、ＣＰＵ７に内蔵される図示しないタイマカウンタをリセットする（ステップＳ７１）。
【０２９７】
次に、図１８に示した処理により演算されたΔＸ，ΔＹを、各対応するメモリ〔ΔＸ〕，〔ΔＹ〕から読み取り、読み取ったΔＸ，ΔＹの値を、メモリ〔ΔＸ（ｉｎｉ）〕、〔ΔＹ（ｉｎｉ）〕にそれぞれ新たに記憶する（ステップＳ７２）。これらΔＸ（ｉｎｉ），ΔＹ（ｉｎｉ）は、ΔＸ，ΔＹの初期値である。
【０２９８】
続いて、上記ΔＸ（ｉｎｉ）と新たにメモリから読み出したΔＸとの差の絶対値を求めて、これをメモリ〔ΔΔＸ〕に記憶する。同様にして、上記ΔＹ（ｉｎｉ）と新たにメモリから読み出したΔＹとの差の絶対値を求めて、これをメモリ〔ΔΔＹ〕に記憶する（ステップＳ７３）。
【０２９９】
そして、ΔΔＸ＜γ、かつΔΔＹ＜γであるか否かを判定する（ステップＳ７４）。ここにγは、上述において数式９〜数式１１等を参照して説明したような、Ｘ方向とＹ方向とが等しいとしたときの許容ぶれ量γである。
【０３００】
ここでΔΔＸ＜γ、かつΔΔＹ＜γである場合には、Ｊ７１に分岐して、上述したようなステップＳ７３の処理を繰り返して行う。このような処理を行うことにより、上述したステップＳ７１においてタイマカウンタをリセットした直後からのＸ方向のぶれ量ΔΔＸとＹ方向のぶれ量ΔΔＹとを求めることができる。
【０３０１】
また、ステップＳ７４において、ΔΔＸとΔΔＹとの少なくとも一方がγ未満でない（少なくとも一方が許容ぶれ量γ以上となった）場合には、メモリ〔ＴLimit 〕にタイマカウンタの情報を記憶する（ステップＳ７５）。従って、このＴLimit は、ぶれ量が許容限界ぶれ量γに達するまでの時間、すなわちぶれ限界露光時間となる。
【０３０２】
その後、メモリ〔ＦＬＧ１〕に１を記憶して（ステップＳ７６）、この処理から図１２に示したような処理に復帰する。
【０３０３】
なお、撮像素子１のぶれ補正を行う補正／加算部４０の領域の内、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、この転送レジスタを含む画像情報が正しくない端部の転送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。
【０３０４】
さらに、上述では、「水平」と「垂直」または「Ｘ」と「Ｙ」の相対的な関係を用いて画素の配置や転送の動作等を説明したが、撮像素子を９０度回転すれば「水平」と「垂直」は、「垂直」と「水平」の関係になり、「Ｘ」と「Ｙ」の関係は「Ｙ」と「Ｘ」の関係になるために、上述における「水平」と「垂直」、「Ｘ」と「Ｙ」を相互に入れ替えて読んでも、実質的には同じである。従って、例えば、Ｘ方向転送部３６とＹ方向転送部３４との内の、一方が第１転送レジスタであるとすると、他方が第２転送レジスタとなる。
【０３０５】
そして、上述では固体撮像素子をぶれ補正に利用する例について説明したが、上述したような構成の固体撮像素子の用途はこれに限るものではなく、例えば、高速連写に用いたり、あるいは、高速に連写された露光レベルの異なる２つの画像を合成して広ダイナミックレンジ画像を得るために用いたりすることも可能であり、これらの例に限らず、その機能が果たし得る範囲内で種々の用途に用いることが可能である。
【０３０６】
このような実施形態１によれば、ぶれを補正するための複雑なメカニカル機構等が不要でありながら、幅広いシャッタスピードに対応した高精度なぶれ補正を行うことが可能となる。
【０３０７】
このとき、時間的に連続して撮影された２つの画像を、第２転送レジスタと第１転送レジスタとにそれぞれ記憶して相対的な位置を調整してから加算するようにしているために、ぶれ補正を超高速に行うことが可能となる。
【０３０８】
加えて、第１転送レジスタと第２転送レジスタとを、１画素当たりにそれぞれ４つの電荷転送用の電極を有するように構成し、４相の異なる駆動パルスを各電極に印加して電荷を転送するようにしたために、第１転送レジスタに記憶された電荷と第２転送レジスタに記憶された電荷とを独立に転送することが可能となる。
【０３０９】
また、狭い面積の電極は単に電荷を転送するためのゲート電極とし、広い面積を有する電極下のポテンシャルに電荷を蓄積して保持するようにしたために、第１転送レジスタおよび第２転送レジスタの蓄積容量を大きくすることができる。
【０３１０】
さらに、画像を加算する場合のレジスタ部における画像転送の制御と、画像を加算しない場合のレジスタ部における画像転送の制御と、を異ならせたために、画像間の相対的な位置補正を超高速に行うことが可能になるとともに、レジスタ部における画像の転送制御が比較的簡単になる。加えて、従来型の固体撮像素子と同一の機能を果たすことも可能となり、汎用性が高まる。
【０３１１】
そして、上述した技術は、露光期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高速のぶれ補正技術であるために、特に、静止画撮影におけるぶれ補正に適したものとなる。
【０３１２】
また、本実施形態においては、フレーム・インターライン・トランスファー方式の撮像素子を採用し、撮像素子上に、撮像部と、画像を蓄積してぶれ補正する補正／加算部と、を別個に設けたために、撮像部として、従来型の撮像素子の構成をそのまま適用することができる。従って、フレーム・インターライン・トランスファー方式ＣＣＤイメージセンサーの利点と、長年蓄積されてきた固体撮像素子の製造ノウハウと、をそのまま引き継いで使用することができる。また、固体撮像素子の汎用性を高めることもできる。
【０３１３】
加えて、シャッタ優先撮影モード、絞り優先撮影モード、プログラム撮影モードの何れにおいても、これらのモードを選択した撮影者の意思を最大限優先しながら、ぶれのない（ぶれの少ない）画像を得ることができる。
【０３１４】
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】
【０３１５】
本発明は、画像のぶれを電子的に補正する電子的ぶれ補正装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０３１６】
【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における固体撮像素子全体の構成の概略を示す図。
【図３】上記実施形態１における固体撮像素子の撮像部と補正／加算部との構成を拡大して示す図。
【図４】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５】上記実施形態１における固体撮像素子の撮像部により撮像された画像を補正／加算部へ転送する動作を示すタイミングチャート。
【図６】上記実施形態１の補正／加算部において行われるぶれ補正動作と加算動作とを示すタイミングチャート。
【図７】上記実施形態１の変形例における撮像素子の撮像部と補正／加算部との構成を拡大して示す図。
【図８】上記実施形態１の補正／加算部において行われるぶれ補正動作と加算動作とを示すタイミングチャート。
【図９】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１０】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。
【図１１】上記実施形態１において、基板電圧ＶＳＵＢにより変化するフォトダイオードの蓄積電荷量の最大値Ｑを時分割撮影の回数ｍに応じて設定する様子の幾つかの例を示す線図。
【図１２】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１３】上記実施形態１において、ＴExp と絞り値の演算・設定のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１４】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１５】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１６】上記実施形態１において、ＣＰＵにより移動量ΔＸ，ΔＹ等を算出する処理の流れを示すフローチャート。
【図１７】上記実施形態１における画素値合成のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１８】上記実施形態１におけるぶれ量演算の処理を示すフローチャート。
【図１９】上記実施形態１におけるＴLimit の測定のサブルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０３１７】
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）
６…シグナルジェネレータ（ＳＧ）
７…ＣＰＵ（制御部、ぶれ検出部）
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
１７…絞り
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（ぶれ検出部）
２１，２２…Ａ／Ｄ変換器
２３…距離検出部
２４…ＥＥＰＲＯＭ
２５…撮影モード設定部
２６…撮影条件設定部
３１…１画素
３２…フォトダイオード（ＰＤ）
３３…垂直転送部（第１転送部）
３４…Ｙ方向転送部（第２転送レジスタ）
３５…分割画像転送部
３６…Ｘ方向転送部（第１転送レジスタ）
３７…電極群
４０…補正／加算部（レジスタ部）
４１…撮像部
４２…水平転送部（第２転送部）
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
【図１】
0004580838.tif 000013
【図２】
0004580838.tif 000014
【図３】
0004580838.tif 000015
【図４】
0004580838.tif 000016
【図５】
0004580838.tif 000017
【図６】
0004580838.tif 000018
【図７】
0004580838.tif 000019
【図８】
0004580838.tif 000020
【図９】
0004580838.tif 000021
【図１０】
0004580838.tif 000022
【図１１】
0004580838.tif 000023
【図１２】
0004580838.tif 000024
【図１３】
0004580838.tif 000025
【図１４】
0004580838.tif 000026
【図１５】
0004580838.tif 000027
【図１６】
0004580838.tif 000028
【図１７】
0004580838.tif 000029
【図１８】
0004580838.tif 000030
【図１９】
0004580838.tif 000031