JPH10336510A

JPH10336510A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH10336510A
Application number: JP9145201A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ueno; 博之上野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】固体撮像装置を低速シャッタ駆動で動作させ
ても、ブレの無い静止画像を撮像することができる。【解決手段】ＣＣＤ５３の露光期間の直前に、ＣＣＤ
５３からの現撮像データｓ１とその直前の撮像データと
を比較する手振れ傾向取得期間を設ける。駆動制御回路
５６では、その手振れ傾向取得期間の数垂直期間で各画
素の時間的なズレ（手振れ）が検知され、その結果、手
振れの傾向情報がわかる。その傾向情報（予測値）が手
振れ制御回路５５を介して光学系５２へ供給され、露光
期間中の光学系５２の手振れ補正制御に反映する。ま
た、手振れ傾向取得期間では、間引き読み出し駆動によ
り２倍速でＣＣＤ５３から信号電荷が読み出されるた
め、１／２の時間で読み出すことができる。そして、露
光期間中に蓄積された電荷は、読み出し期間で読み出さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、特に電子スチル
カメラおよびコンピュータ用のカメラといった映像機器
における光学系制御を用いて手振れ補正機能を実現する
ようにした固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にビデオカメラや電子スチルカメラ
では、撮像装置として固体撮像装置が用いられる。固体
撮像装置による映像の撮像における手振れ補正制御手段
には、電子式と光学式がある。電子式には、半導体メモ
リを使って画枠を移動するメモリ制御方式と、ＣＣＤ
（固体撮像素子、Charge Coupled Device ）から映像信
号を読み出すタイミングを変えるＣＣＤ駆動制御方式と
がある。また、光学式には、本体の動きに合わせてレン
ズ自体を動かすジンバルメカ方式と、２枚のガラスの間
に高屈折率の液体を封入し蛇腹でつなぎ、その２枚のガ
ラスをそれぞれ縦と横に回転軸を付けて自由に動くよう
にしたアクティブ・プリズムをカメラ・レンズの前に配
置するようにしたアクティブ・プリズム方式がある。

【０００３】また、手振れ検出の方法としては、半導体
メモリを利用し、画像処理で被写体の移動量と方向を検
出する動きベクトル検出と、角速度センサによってカメ
ラ本体の揺れを直接検出する角速度検出とがある。従
来、特に動画像を対象とした固体撮像装置においては、
上述の手振れ補正制御手段と手振れ検出とを組み合わせ
て手振れ補正を実現していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子スチル
カメラの場合、一般に静止画像を対象にその撮像を行う
ことが多くなる。一見、手振れ補正とは縁が無くなるか
のようであるが、実際には、フィルムカメラの例でも見
られるように、機材を用いてカメラを固定しなかった場
合、やはり手振れ現象は生じる可能性が残っている。そ
して、これは低速シャッタ駆動を想定した場合、さらに
大きな問題となる。

【０００５】従って、この発明の目的は、静止画像を撮
像する際、特に低速シャッタ駆動を行う場合にも、ブレ
の無い画像を得ることが可能な固体撮像装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、撮像データを出力する固体撮像素子と、固体撮像素
子に画像を収斂する光学手段と、固体撮像素子の露光期
間の直前に、読み出される撮像データに基づいて露光期
間における手振れ補正制御を行う制御手段とからなるこ
とを特徴とする固体撮像装置である。

【０００７】低速シャッタ駆動を行う際に、その露光期
間の直前の手振れ傾向取得期間において数垂直期間に渡
って手振れの動きの傾向情報を取得する。この傾向情報
が手振れ補正制御の予測値として露光期間に反映され
る。

【０００８】さらに、手振れ傾向取得期間において、よ
り精度を上げるため、全画素読み出しと、ライン数が間
引かれる間引き読み出しとが選択的に可能となるＣＣＤ
を用いて、このＣＣＤをｎ倍速で駆動する。この場合通
常駆動と同じ時間内において、ｎ倍の情報を得ることと
なるので、より詳細な手振れの傾向情報を得ることがで
き、その傾向情報がより詳細な手振れ補正制御の予測値
として露光期間に反映される。

【０００９】さらにまた、より精度を上げるため、ズレ
具合の検知に最低限必要な水平期間分を除いて、高速掃
き出し駆動を行わせる。この場合も、垂直期間当りの単
位時間を短縮できるため、通常駆動と同じ時間内におい
て、より詳細な手振れの傾向情報を得ることができ、そ
の傾向情報がより詳細な手振れ補正制御の予測値として
露光期間に反映される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて図面を参照して説明する。まず、この発明の説明
を容易とするため、概略図である図１を用いてこの発明
に用いられるｎ倍速の読み出しが可能なＣＣＤの一例を
説明する。この一例では、ＣＣＤ１はインターライン方
式を採用し、イメージエリアに２次元配列されたフォト
センサ（例えばフォトダイオード）２と、フォトセンサ
２の間に設けられ、フォトセンサ２からの信号電荷を水
平ＣＣＤ（水平転送部）４へ転送するための垂直ＣＣＤ
（垂直転送部）３と、水平ＣＣＤ４に接続されたバッフ
ァアンプ５とを有する。

【００１１】フォトセンサ２には、後述するような配列
の色フィルタを通った撮像光が入射する。一つのフォト
センサ２と垂直ＣＣＤ３中の１ビットとが対応するよう
に構成され、各フォトセンサ２からの信号電荷を混合す
ることなく垂直ＣＣＤ３に読み出し、全画素の信号を混
合することなく順次、水平ＣＣＤ４に転送することが可
能とされている。そして、水平ＣＣＤ４を駆動すること
によって、信号をフローティングディフュージョンエリ
アであるバッファアンプ５に転送し、順次電圧に変換し
て出力する。

【００１２】ＣＣＤ１の単位画素の平面図を図２に示
し、垂直ＣＣＤ３の構造を図３に示す。垂直ＣＣＤ３
は、例えば３層電極３相駆動の構成とされている。図２
において、６は、垂直ＣＣＤ３の転送チャンネル、７
は、各画素間、並びに画素および転送チャンネル間を分
離するためのチャンネルストッパ、８、９および１０
は、それぞれ垂直ＣＣＤ３の転送ゲートである。転送ゲ
ート９は、読み出しゲートを兼用している。なお、図２
では、遮光膜等についての図示が省略されている。転送
ゲート８、９、１０は、図３に示すように、第１、第２
および第３の多結晶シリコン電極を加工して形成され
る。これらの転送ゲート８、９、１０に対して、垂直駆
動パルスφＶ₁、φＶ₂、φＶ₃がそれぞれ印加され
る。

【００１３】フォトセンサ２から垂直ＣＣＤ３へ信号を
読み出す場合、フォトセンサ２に隣接した転送ゲート、
すなわち、読み出しゲートを兼ねる転送ゲート９に対し
て、垂直転送クロックφＶ₂のハイレベルより高いバイ
アス電圧（読み出しパルスと称する）を印加する。ゲー
ト９に読み出しパルスを供給すると、１つの画素が垂直
ＣＣＤ３の１ビットに対応しているので、全てのフォト
センサ２から信号電荷が垂直ＣＣＤ３に読み出される。
水平ＣＣＤ４は、転送クロックφＨ₁、φＨ₂によっ
て、１ライン分のデータを出力する。なお、水平ＣＣＤ
４としては、例えば複合チャンネル水平ＣＣＤ構造を採
用することができる。その場合、出力部が２チャンネル
の構成とされる。

【００１４】上述したＣＣＤは、全画素の信号を混合す
ることなく順次出力することができるので、電子スチル
カメラ、画像取込みに適している。しかしながら、上述
したように、インターレース出力を行う同じ画素数のビ
デオカメラ用撮像素子と比較して、同じクロックで電荷
の転送を行うと、１画面（画面の上端から下端まで）の
出力時間が倍となる。この一例では、手振れの傾向情報
を得るための撮像信号として、水平ライン数を減少させ
ることによって、１画面の撮像信号を高速に出力するも
のであり、且つ、このライン間引きの場合に、カラーフ
ィルタの配列で規定される垂直方向の色シーケンスが崩
れることがないようにするものである。

【００１５】上述した全画素読み出し可能なＣＣＤにお
いて、ライン数を間引くためには、フォトセンサ２から
の信号電荷の読み出しに寄与している転送ゲート（第２
の多結晶シリコン）９に対する配線を二つに分けること
によって可能である。色の繰り返し周期をＮで表す。図
４は、上下２画素で１周期となる（Ｎ＝２）の場合にこ
の発明を適用した撮像素子の一例である。

【００１６】単板式のＣＣＤの色フィルタの配列として
は、Ｒ（赤色を通すフィルタ）、Ｇ（緑色を通すフィル
タ）、Ｂ（青色を通すフィルタ）を図５Ａに示すように
配列したもの（ベイヤ方式）が知られている。全体の半
分の画素に感度の高いＧのフィルタを配置する。また、
図５Ｂに示す補色市松配置の色フィルタも知られてい
る。図５Ｂにおいて、Ｙｅ、Ｃｙ、Ｍｇは、それぞれ黄
色、シアン、マゼンタのフィルタである。図５Ｂに示す
補色フィルタは、原色フィルタに比して解像度を高める
ことができるので、ビデオカメラに採用されることが多
い。一方、図５Ａに示す原色フィルタは、色の再現性の
点で優れ、電子スチルカメラに採用されることが多い。

【００１７】この発明は、原色フィルタを有する単板式
撮像素子、および補色フィルタを有する単板式撮像素子
の何れに対しても適用できる。さらに、図示しないが、
Ｇのフィルタを備えた撮像素子と、ＲおよびＢのフィル
タの配列を備えた撮像素子とからなり、二つの撮像素子
の位置関係が水平方向、または水平および垂直方向に画
素ピッチの１／２だけずらされた方式の撮像素子（いわ
ゆる空間絵素ずらし方式）に対しても適用することがで
きる。

【００１８】図５Ａの配列は、垂直方向の色の繰り返し
周期Ｎが（Ｎ＝２）であり、図５Ｂの配列は、（Ｎ＝
４）である。図４は、（Ｎ＝２）であって、垂直方向の
１列のフォトセンサ２、垂直ＣＣＤ３および垂直ＣＣＤ
３のゲートのバス配線を１列の一部に関して示した模式
図である。フォトセンサ２のうちで左上コーナーに斜線
部を設けたものが一つの色フィルタ例えばＧのフィルタ
に対応し、斜線部を設けないものが他の色フィルタ、例
えばＢのフィルタと対応している。垂直ＣＣＤ３は、上
述したように３層電極３相駆動形式のもので、ＣＣＤの
開口画素（遮光されていない画素）に隣接して３ビット
のゲートを有する。また、垂直ＣＣＤ３は、第１の領域
Ａと、第２の領域Ｂを含む。第１の領域Ａは、ゲート２
１、２２、２３からなり、第２の領域Ｂは、ゲート３
１、３２、３３からなる。ゲート２２および３２が転送
兼読み出しゲートである。４１、４２、４２´、４３
は、垂直転送用の駆動パルスφＶ₁、φＶ₂、φＶ
₂´、φＶ₃がそれぞれ供給されるバス配線である。

【００１９】ゲート２１および３１がバス配線４１に接
続され、ゲート２３および３３がバス配線４３に接続さ
れる。これらのバス配線４１、４３には、それぞれ駆動
パルスφＶ₁、φＶ₃が供給される。駆動パルスφＶ₂
に関して、２本のバス４２および４２´が設けられる。
第１の領域Ａとは、転送兼読み出しゲート２２がバス４
２と接続されるものを指し、第２の領域Ｂは、転送兼読
み出しゲート３２がバス４２´と接続されるものを指
す。なお、図４では、簡略化のために、バスラインが片
側しか描かれていないが、フォトセンサ２の両側にバス
ラインを配して、両側駆動するのが普通である。

【００２０】この発明では、ライン間引きのために、第
１の領域Ａがｍ（ｍ＝１，２，３，・・・）並んだ範囲
と、第２の領域ＢがＮ×ａ並んだ範囲とが垂直方向に交
互に形成される。図４に示す例は、（Ｎ＝２、ｍ＝３、
ａ＝２）の場合である。なお、ｍおよびａの値を任意に
選ぶことができるが、ｍおよびａを大きな値としても、
（ｍ＋Ｎ×ａ）が有効画素数の垂直画素数より小さいこ
とが必要である。

【００２１】上述した一例において、第１の動作モー
ド、すなわち、全画素の信号を読み出すフルフレームの
動作時では、垂直ＣＣＤ３の第１の領域Ａおよび第２の
領域Ｂの両者にフォトセンサ２から信号が読み出され
る。そのためには、バス配線４２および４２´を通じて
ゲート２２および３２の両者に読み出しパルスが印加さ
れる。この場合、色フィルタの配列の順序と対応する色
シーケンス、例えばＧ、Ｂ、Ｇ、Ｂ、・・・のシーケン
スでもって色信号が出力される。

【００２２】一方、第２の動作モード、すなわち、ライ
ン間引き動作時では、第１の領域Ａのゲート２２にのみ
バス配線４２を介して読み出しパルスが印加される。従
って、ｍの範囲から信号が読み出され、Ｎ×ａの範囲か
らは、信号が読み出されない。図４の例では、（ｍ＝
３）ラインから信号が発生し、（Ｎ×ａ＝４）ラインか
ら信号が発生しない。間引かれるライン数が色の繰り返
し同期Ｎの整数倍であるので、ライン間引きの場合の撮
像出力の色信号の順序は、フルフレーム読み出しと同一
の関係に保たれる。

【００２３】図６Ａ〜図６Ｃは、撮像素子を駆動する場
合のタイミングを示し、図６Ａがフルフレームの読み出
しを行う場合のタイミングを示す。各水平ブランキング
期間において、ラインシフトパルスＬＳとしての３相の
駆動パルスφＶ₁、φＶ₂、φＶ₂´、φＶ₃が垂直Ｃ
ＣＤ３の第１の領域Ａのゲート２１、２２および２３
と、第２の領域Ｂのゲート３１、３２および３３にそれ
ぞれ供給される。また、読み出しパルスも１Ｖ毎にゲー
ト２２および３２との両者に対して印加される。この読
み出しパルスによって、全てのフォトセンサから信号電
荷が垂直ＣＣＤ３に読み出される。図６Ｂの詳細なタイ
ミングチャートに示すように、水平ブランキング期間内
で発生する駆動パルスφＶ₁、φＶ₂、φＶ₂´、φＶ
₃が３相のものであり、１つのラインシフト期間によっ
て１ライン分電荷のシフトがなされる。フルフレームの
読み出し時には、各水平ブランキング期間内で、１ライ
ンシフトがなされる。

【００２４】一方、ライン間引きの読み出しの場合で
は、図６Ｃに示すように、第１の領域Ａのゲート２２に
のみ読み出しパルスが印加される。それによって、第１
の領域Ａに隣接したフォトセンサのみから信号電荷が読
み出される。ライン間引きの場合では、間引かれたライ
ンの垂直ＣＣＤには、信号電荷が読み出されず、無信号
となる。この無信号期間は、ラインシフト動作を複数回
繰り返すことによって除去できる。

【００２５】例えば、図４に示す色配列の場合には、Ｈ
１で示される３画素分の電荷、具体的には、ひとつの第
１の領域Ａの信号電荷と、２つの第２の領域Ｂの無信号
を、図７に示すように、第１の水平期間Ｈ１においてラ
インシフトパルスＬＳを３回供給することにより、水平
ＣＣＤ４において合成する。同様に、第２の水平期間Ｈ
２においてラインシフトパルスＬＳを３回供給すること
により、ひとつの第１の領域Ａの信号電荷と、２つの第
２の領域Ｂの無信号を、水平ＣＣＤ４において合成す
る。また、第３の水平期間Ｈ３において、ラインシフト
パルスＬＳを１回供給することにより、ひとつの第１の
領域Ａの信号電荷を１水平期間に水平ＣＣＤ４に供給す
る。従って、各水平期間において、ひとつの第１の領域
からの信号電荷が、色シーケンスが変わることなく出力
されることになる。この図７に示す期間の動作が３水平
期間毎に繰り返される。

【００２６】上述したこの発明に係るＣＣＤは、実際の
出力となるライン数を減少することができるので、垂直
ＣＣＤ３の第１の領域Ａの並ぶ数ｍ、第２の領域Ｂの並
ぶ数Ｎ×ａの値を選ぶことによって、１フィールドのテ
レビジョンの水平走査線数以下に出力撮像信号のライン
数を抑えることができる。ベイヤ方式の色フィルタ配列
のような（Ｎ＝２）の場合を例に出力ライン数の一例を
説明する。

【００２７】図８に示すように、有効画素数（垂直×水
平）が（４８０×６４０）のＶＧＡ(Video Graphics Ar
ray)対応の撮像素子に対してこの発明を適用した場合で
は、（ａ＝１、ｍ＝２）とされる。従って、ライン間引
きモードでは、出力ライン数を半分の２４０ラインとで
きる。図９に、図８に示す撮像素子の場合の垂直１列の
垂直ＣＣＤの構造を、図１０に図９に示す撮像素子を第
２の動作モードで駆動するための駆動パルスのタイミン
グチャートを示す。尚、図４と対応する部分には、同一
の符号を付してその説明を省略する。この場合、各水平
期間において、２回ラインシフトパルスＬＳが供給され
る。また、第２の動作モードにおいて、第１の水平期間
Ｈ１には、Ｒのみの信号が、第２の水平期間Ｈ２には、
Ｇのみの信号が読み出される。この図９に示す例では、
各水平期間に加算されるライン数が同じなので、色ずれ
の問題などが生じない。

【００２８】上述したようなＣＣＤを適用したこの発明
の実施の一形態を、図１１に示す固体撮像装置の概略構
成図を用いて説明する。５１に示す固体撮像装置は、Ｃ
ＣＤ（固体撮像素子）５３と、そこに画像を収斂する光
学系５２と、このＣＣＤ５３と光学系５２とを制御する
手振れ制御回路５５と、ＣＣＤ５３を駆動するタイミン
グ発生回路５４と、これら全体の駆動を制御する駆動制
御回路５６とから構成される。例えば、光学系５２は、
手振れ補正を含む。具体的には、光学式のジンバルメカ
方式またはアクティブ・プリズム方式などの公知のもの
を使用できる。さらにこの発明では、これらに限らず、
光軸を制御例えば光軸を移動させたり、光軸を曲げたり
できるようなものであればどのようなものでも良い。

【００２９】そして、各ブロック間には、ＣＣＤ５３か
ら出力される撮像データｓ１と、ＣＣＤ５３を駆動する
タイミング信号ｓ２と、手振れ補正を行うように、光学
系５２を制御するための手振れ制御信号ｓ３と、タイミ
ング発生回路５４の駆動を制御する駆動制御信号ｓ４
と、手振れ制御回路５５に与えられる駆動制御データｓ
５とが存在する。

【００３０】この固体撮像装置５１の動作を説明する。
まず、光学系５２で収斂された画像がＣＣＤ５３に供給
される。この光学系５２では、手振れ制御信号ｓ３によ
って光軸を曲げるために、レンズを変形（拡張／収縮）
することが可能なものが使用されている。ＣＣＤ５３
は、タイミング発生回路５４の発生するタイミング信号
ｓ２に応じた駆動を行い、撮像データｓ１を出力する。
そして、これを受け取った駆動制御回路５６は、撮像デ
ータｓ１とその直前の撮像データとからその各画素の時
間的なズレ具合を検知し、その手振れ傾向を駆動制御デ
ータ（傾向情報）ｓ５として手振れ制御回路５５へ出力
する。手振れ制御回路５５は、そのデータを元に光学系
５２に対して、手振れ補正のフィードバックをかける。
一方で、駆動制御回路５６は、タイミング発生回路５４
に対して駆動制御信号ｓ４を出力し、上述した処理を果
たす役割も持っている。

【００３１】駆動制御回路５６では、ＣＣＤ５３から供
給された現撮像データｓ１とその直前の撮像データとの
比較を行う。例えば、図示しないが駆動制御回路５６に
結合された半導体メモリを利用し、画像処理で被写体の
移動量と方向を検出する。具体的には、現フレームとそ
の直前のフレームとの差分をとり、画像の動き（手振
れ）を検出し、その検出結果を駆動制御データｓ５とし
て手振れ制御回路５５へ供給する。このとき、５ライン
上側にズレていたとすると、手振れ制御回路５５からの
手振れ制御信号ｓ３によって、光軸を５ライン分曲げる
ように光学系５２の例えばアクティブ・プリズム方式を
制御することによって、静止画像がＣＣＤ５３へ収斂さ
れる。このように、手振れ補正は制御される。

【００３２】なお、図１１に示す概略構成図は、この発
明の実施の一形態を示すものであるので、その構成は、
種々の変形が可能である。例えば、駆動制御回路５６に
ついては、撮像データｓ１とその直前の撮像データとか
らそのズレ具合を検知する信号処理を果たし、その結果
から手振れ補正回路５５へ供給する手振れ駆動データｓ
５を生成する部分と、タイミング発生回路５４を制御す
るための駆動制御信号ｓ４を生成する所謂マイコン（マ
イクロコンピュータ）部分とを分割しても良い。あるい
は、タイミング発生回路５４と、手振れ制御回路５５と
を統合した枠組みにすることも考えられる。具体的に、
これらをＩＣとして分割する、あるいは統合するといっ
た変形も可能である。

【００３３】次に、この発明の実施の形態における固体
撮像装置の駆動の遷移をタイミングチャートを用いて説
明する。まず、図１２は、固体撮像装置の駆動の遷移の
実施の一形態のタイミングチャートを示す。一般に、低
速シャッタを実現する場合、駆動制御回路５６は、タイ
ミング発生回路５４に対して駆動制御信号ｓ４を供給
し、これによって発生させたタイミング信号によってＣ
ＣＤ５３を制御して実現する。すなわち、図１２中の露
光期間ｔ１２に示すように、１垂直期間の長さを越えて
任意のｍ垂直期間（ｍ：整数）で読み出し信号を発生さ
せず、ＣＣＤ５３に電荷を蓄積する。そして、任意の露
光期間ｔ１２が経過したところで、読み出し信号を発生
させ、その後の１垂直期間（読み出し期間ｔ１３）で蓄
積された電荷を読み出すようになされる。

【００３４】ここで、露光期間ｔ１２に着目すると、通
常駆動の遷移において、読み出し間隔は、１垂直期間に
１回の割合で発生するが、この通常駆動の遷移時より読
み出し間隔が長いということで、撮像時にブレが生じる
可能性は大きくなることが予想される。これは通常のフ
ィルムカメラの撮影を考えると、容易に想像できる。つ
まり、特に静止映像の撮像に関して、こうした露光期間
ｔ１２において手振れ補正制御への要求は高いと言え
る。ところが、図１２を見てもわかる通り、この露光期
間ｔ１２においては、読み出し信号が発生していないた
め、ＣＣＤ５３より読み出される情報がない。すなわ
ち、露光期間ｔ１２中の信号に応じて手振れ補正制御を
行いたいが、読み出し信号が発生していないため、リア
ルタイムに手振れ補正制御を行うことができない。

【００３５】もちろん、別途手振れ補正制御専用にＣＣ
Ｄを設けるとか、後段の信号処理系において低速シャッ
タ的な信号処理を施すなど、方法は考えられる。しかし
ながら、この発明では、露光期間ｔ１２の直前の数垂直
期間（手振れ傾向取得期間ｔ１１）で、手振れ補正用に
ズレ具合の傾向情報を取得し、この傾向情報を予測値と
して実際に露光期間ｔ１２中に光学系５２の手振れ補正
制御に反映するものである。

【００３６】さて、図１２の手振れ傾向取得期間ｔ１１
においては、その固体撮像装置の駆動は通常の固体撮像
装置の駆動と差異はない。これはすなわち、手振れ補正
の精度を上げようと、より多くの情報を取得するため
に、垂直期間数を増やすことによって、単純にその分よ
り多くの時間が費やされる。それによって、取得される
手振れの傾向情報が大雑把な情報になってしまうことが
懸念される。そこで、これらの点を解決するために、こ
の発明の実施の一形態においては、この手振れ傾向取得
期間ｔ１１において上述したＣＣＤの間引き読み出しモ
ードを用いて、ｎ倍速の読み出しを行うようにしてい
る。

【００３７】ｎ倍速の読み出しによる固体撮像装置の駆
動の遷移の一例および他の例を図１３および図１４のタ
イミングチャートを用いて説明する。図１３および図１
４のタイミングチャートには、垂直期間信号、水平期間
信号、読み出し信号および垂直転送信号が示されてい
る。また、図１３Ａ中および図１４Ａ中の円で囲まれた
部分を拡大したものを図１３Ｂおよび図１４Ｂに示す。

【００３８】ここでは、上述したように、垂直方向の一
部の画素列からのみ信号電荷を読み出す、間引き読み出
し駆動ができるＣＣＤを用いるものである。一例とし
て、間引き読み出し駆動によって２倍速の読み出しとな
るＣＣＤを用いると、図１３に示すように手振れ傾向取
得期間ｔ２１は、期間ｔ１１と同じ垂直期間数であって
も、時間としては１／２になる。このように、間引き読
み出し駆動によって読み出され、１／２となった信号電
荷の現フレームと直前のフレームとを比較して、手振れ
の傾向情報を得ることができる。つまり、通常の読み出
しの１垂直期間と同じ時間内に、より詳細な手振れの傾
向情報を得ることができる。

【００３９】この傾向情報は、間引き読み出しによって
信号電荷が１／２に減少したものを比較した結果得るこ
とができたものであるが、同じラインのデータを比較し
た結果得ることができるものであるので、信号電荷が１
／２に減少したことはそれほど問題にはならない。

【００４０】そして、手振れ傾向取得期間ｔ２１の直
後、得られた傾向情報によって手振れ補正制御がなされ
る露光期間ｔ２２を経て、読み出し期間ｔ２３におい
て、蓄積された電荷が読み出される。このような駆動の
遷移は、駆動制御回路５６によって全て制御されるもの
である。

【００４１】さらに、図１４に示すように、ｎ倍速駆動
を行う手振れ傾向取得期間ｔ３１において、ある一定の
水平期間分だけ通常駆動、あるいはｎ倍速駆動を行い、
その前後の部分は高速掃き出し駆動を行うことで、１垂
直期間としての時間を短縮する応用も考えられる。この
図１４は、説明を容易とするために垂直期間を２つとし
たが、高速掃き出し駆動ができるＣＣＤを使用している
ため複数の垂直期間、例えば４つまたは５つの垂直期間
が上述した通常の１垂直期間内に起こるようにしても良
い。このとき、４つまたは５つのフレームから手振れの
傾向情報を得ることができる。つまり、通常の読み出し
の１垂直期間と同じ時間内に、より詳細な手振れの傾向
情報を得ることができる。

【００４２】また、この傾向情報は、高速掃き出しによ
って信号電荷がかなり減少したものを比較した結果得る
ことができたものであるが、同じラインのデータを比較
した結果得ることができるものであるので、信号電荷が
かなり減少したことはそれほど問題にはならない。

【００４３】そして、手振れ傾向取得期間ｔ３１の直
後、得られた傾向情報によって手振れ補正制御がなされ
る露光期間ｔ３２を経て、読み出し期間ｔ３３におい
て、蓄積された電荷が読み出される。このような駆動の
遷移は、駆動制御回路５６によって全て制御されるもの
である。

【００４４】このとき、手振れの傾向情報を把握するの
に最低限必要な水平期間の数が、全水平期間の数に対し
て比較的少ない、例えば画角の中央の１００本程度の場
合など、高画素系の全画素読み出し方式のＣＣＤ固体撮
像装置を用いる場合に、読み出しの単位時間を短縮でき
るという点で有効な駆動方法である。

【００４５】なお、上述した実施の一形態では、代表的
な例として低速シャッタの場合を示したが、無論高速シ
ャッタの場合でも、この駆動方法を利用することは可能
である。例えば、電子スチルカメラでは、図１５に示す
ように、各画素の信号電荷を垂直ＣＣＤ中で混合せずに
同一時刻に独立に読み出す、所謂全画素読み出し方式の
ＣＣＤ固体撮像装置が用いられている。これは、図１６
に示すような従来よりビデオカメラ等で主に利用されて
きた、フィールド読み出し方式のＣＣＤを用いた撮像装
置に比べ、同じ画素数の場合でも垂直方向にて２画素の
信号電荷を混合しないので解像度は高くできるが、撮像
信号の出力に２倍の時間を要するという欠点がある。将
来的に高画素系に推移した際、１垂直期間がそれに伴っ
て長時間になることが予想される。従って、この発明に
依れば、従来低速シャッタと定義されていた露光期間を
高速シャッタの枠組みの中で実現することも可能であ
る。故に、この駆動方法は、高速シャッタの場合でも、
有効なものとなり得る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に依れ
ば、低速シャッタの露光期間の直前の数垂直期間におい
て手振れの動きの傾向情報を取得し、これを実際の露光
期間中の手振れ補正に反映することにより、特に静止画
像を撮像する際、ブレの無い画像を得ることが可能とな
る。また、高速シャッタの場合にも、この手振れ補正は
有効に適用することが可能である。

【００４７】また、この発明に依れば、露光期間の直前
に手振れの傾向情報を得ることができる手振れ傾向取得
期間を設けて、その傾向情報を用いて露光期間に手振れ
補正を行うようにしているため、手振れを検出するため
のジャイロセンサ等のセンサを省略することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一例の概略的構成を示す略線図であ
る。

【図２】この発明の一例の１画素の部分の拡大平面図で
ある。

【図３】この発明の一例の垂直ＣＣＤの構造を示す略線
図である。

【図４】この発明の一例の垂直１列のバス配線を示す略
線図である。

【図５】この発明を適用することができる色フィルタの
一例および他の例を示す略線図である。

【図６】この発明の一例を駆動するための駆動パルスの
タイミングチャートである。

【図７】図４に示す撮像素子の駆動パルスのタイミング
チャートである。

【図８】この発明の具体的な一例を示す略線図である。

【図９】図８に示す撮像素子の垂直１列のバス配線を示
す略線図である。

【図１０】図８に示す撮像素子の駆動パルスのタイミン
グチャートである。

【図１１】この発明の固体撮像装置の実施の一形態を示
すブロック図である。

【図１２】この発明の固体撮像装置の駆動の遷移の実施
の一形態を示したタイミングチャートである。

【図１３】この発明の固体撮像装置の駆動の遷移の実施
の一形態の一例を示したタイミングチャートである。

【図１４】この発明の固体撮像装置の駆動の遷移の実施
の一形態の他の例を示したタイミングチャートである。

【図１５】全画素読み出し方式の説明に用いる略線図で
ある。

【図１６】フィールド読み出し方式の説明に用いる略線
図である。

【符号の説明】

５１・・・固体撮像装置、５２・・・光学系、５３・・
・ＣＣＤ（固体撮像素子）、５４・・・タイミング発生
回路、５５・・・手振れ制御回路、５６・・・駆動制御
回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像データを出力する固体撮像素子と、上記固体撮像素子に画像を収斂する光学手段と、上記固体撮像素子の露光期間の直前に、読み出される上
記撮像データに基づいて上記露光期間における手振れ補
正制御を行う制御手段とからなることを特徴とする固体
撮像装置。
【請求項２】請求項１に記載の固体撮像装置におい
て、上記光学手段は、光学的に手振れを補正する光学的補正
手段を含み、上記露光期間に、上記光学的補正手段を制御することに
よって手振れ補正を行うようにすることを特徴とする固
体撮像装置。
【請求項３】請求項１に記載の固体撮像装置におい
て、上記露光期間の直前に、上記固体撮像素子より得られる
情報から各画素の時間的なズレを検知し、上記ズレの傾向情報を把握するようにしたことを特徴と
する固体撮像装置。
【請求項４】請求項１に記載の固体撮像装置におい
て、低速シャッタ駆動とすることを特徴とする固体撮像装
置。
【請求項５】請求項３に記載の固体撮像装置におい
て、上記ズレを検知する際、ｎ（ｎは整数）倍速の読み出し
駆動を行うタイミング発生手段を有することを特徴とす
る固体撮像装置。
【請求項６】請求項３に記載の固体撮像装置におい
て、上記ズレを検知する際、検知に最低限必要な水平期間分
以外の部分を高速掃き出し駆動を行うタイミング発生手
段を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項７】請求項３に記載の固体撮像装置におい
て、上記手振れ補正制御は、検知した上記ズレの傾向情報を
反映するようにしたことを特徴とする固体撮像装置。