(57)【要約】【課題】従来の撮像装置では困難であった画面サイズ及び画素密度が同一の縦長画像及び横長画像を、撮像装置を回転させずに効率良く、しかも簡単に切り替えて撮像することができる固体撮像装置を提供する。【解決手段】縦横に２次元配列された複数の光電変換部１１３を有する受光領域１１１と、光電変換部１１３から信号電荷を受け取り転送する電荷転送レジスタと、が半導体基板に形成され、信号電荷に基づく画像データを出力する固体撮像素子であって、光電変換部１１３が配列される受光領域１１１の幅を、半導体基板平面上の縦方向と横方向で略等しくした。【選択図】図２
2009027242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦横に２次元配列された複数の光電変換部を有する受光領域と、前記光電変換部から信号電荷を受け取り転送する電荷転送レジスタと、が半導体基板に形成され、前記信号電荷に基づく画像データを出力する固体撮像素子であって、
前記光電変換部が配列される受光領域の幅が、前記半導体基板平面上の縦方向と横方向で略等しくされた固体撮像素子。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像素子であって、
前記光電変換部の配列ピッチが、前記縦方向と前記横方向で略等しくされた固体撮像素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の固体撮像素子であって、
前記受光領域は、複数の異なる画面サイズの出力を行う場合に、蓄積された信号電荷が常に前記撮像データの生成に使用される第１の領域と、いずれかの画面サイズの場合にのみ前記蓄積された信号電荷が使用される第２の領域とを有し、
前記第２の領域に蓄積された信号電荷に対して、出力する画面サイズに対応して前記信号電荷を選択的に除去する信号電荷選択除去手段を備えた固体撮像素子。
【請求項４】
請求項３記載の固体撮像素子であって、
前記信号電荷選択除去手段は、前記出力する画面サイズが縦長の画面サイズである場合に、前記第２の領域のうち、前記第１の領域から前記縦方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷を出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷を除去するものである固体撮像素子。
【請求項５】
請求項４記載の固体撮像素子であって、
前記電荷転送レジスタが、前記光電変換部から信号電荷を受け取り転送する複数列の第１電荷転送レジスタと、複数の前記第１電荷転送レジスタが出力する信号電荷をそれぞれ受け取り転送する第２転送レジスタとを有し、
前記信号電荷選択除去手段は、前記第１電荷転送レジスタと前記第２電荷転送レジスタとの境界部分に前記第１電荷転送レジスタから転送されてくる前記他の領域に対する信号電荷を掃き捨てる掃き出しドレインを有する固体撮像素子。
【請求項６】
請求項３記載の固体撮像素子であって、
前記信号電荷選択除去手段は、前記出力する画面サイズが横長の画面サイズである場合に、前記第２の領域のうち、前記第１の領域から前記横方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷を出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷を除去するものである固体撮像素子。
【請求項７】
請求項６記載の固体撮像素子であって、
前記信号電荷選択除去手段は、前記光電変換部に蓄積される信号電荷を前記第１電荷転送レジスタに読み出す電荷読み出し信号と、前記第１電荷転送レジスタの信号電荷を前記第２電荷転送レジスタに向けて転送する駆動信号とを印加するための複数段の転送電極を有し、前記受光領域の第１の領域に対する前記転送電極と、第２の領域に対する前記転送電極とが、それぞれ独立して電圧印加可能に構成された固体撮像素子。
【請求項８】
請求項６記載の固体撮像素子であって、
前記電荷転送レジスタが、前記光電変換部から信号電荷を受け取り転送する複数列の第１電荷転送レジスタと、複数の前記第１電荷転送レジスタが出力する信号電荷をそれぞれ受け取り転送する第２転送レジスタとを有し、
前記信号電荷選択除去手段は、前記第２電荷転送レジスタの前記第１電荷転送レジスタとの接続側とは反対側に、前記第２電荷転送レジスタに転送された信号電荷を掃き捨てる掃き出しドレインを備えた固体撮像素子。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の受光領域に結像させる光学レンズと、
を備えた撮像装置。
【請求項１０】
請求項９記載の撮像装置であって、
前記固体撮像素子の受光領域の対角線が、前記光学レンズによる結像面（イメージサークル）の直径より大きい撮像装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０記載の撮像装置であって、
出力する画面サイズが、縦長の画面サイズか横長の画面サイズかを切り換える縦横切り換えスイッチと、
前記縦横切り換えスイッチの状態に応じて、必要とされる前記受光領域の信号電荷を前記信号電荷選択除去手段により切り出して出力させる制御部と、
を備えた撮像装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の撮像装置であって、
前記縦横切り換えスイッチが縦長の画面サイズに設定された場合に表示画像の画面サイズを縦長サイズとして表示し、横長の画面サイズに設定された場合に横長サイズとして表示する機能を有する表示手段を備えた撮像装置。
【請求項１３】
縦横に２次元配列された複数の光電変換部を有する受光領域と、前記光電変換部から信号電荷を読み出して転送する複数列の第１電荷転送レジスタと、前記複数列の第１電荷転送レジスタが出力する前記信号電荷を受け取って転送する第２電荷転送レジスタと、を備え、前記信号電荷に基づく撮像データを出力する固体撮像素子の制御方法であって、
前記受光領域は、複数の異なる画面サイズの出力を行う場合に、蓄積された信号電荷が常に前記撮像データの生成に使用される第１の領域と、いずれかの画面サイズの場合にのみ蓄積された信号電荷が使用される第２の領域とを有し、
出力する画面サイズが縦長の画面サイズである場合、前記第１の領域に対する蓄積された信号電荷、および、前記第１の領域に蓄積された信号電荷及び前記第２の領域のうち前記第１の領域から縦方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷をそれぞれ出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷を前記第１電荷転送レジスタと前記第２電荷転送レジスタとの境界部分に配設された掃き出しドレインから掃き捨て除去する固体撮像素子の制御方法。
【請求項１４】
縦横に２次元配列された複数の光電変換部を有する受光領域と、前記光電変換部から信号電荷を読み出して転送する複数列の第１電荷転送レジスタと、前記複数列の第１電荷転送レジスタが出力する前記信号電荷を受け取って転送する第２電荷転送レジスタと、を備え前記信号電荷に基づく撮像データを出力する固体撮像素子の制御方法であって、
前記受光領域は、複数の異なる画面サイズの出力を行う場合に、蓄積された信号電荷が常に前記撮像データの生成に使用される第１の領域と、いずれかの画面サイズの場合にのみ前記蓄積された信号電荷が使用される第２の領域とを有し、
出力する画面サイズが横長の画面サイズである場合、前記第１の領域に対する蓄積された信号電荷、および、前記第２の領域のうち前記第１の領域から横方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷を前記第１電荷転送レジスタにそれぞれ読み出し、前記第１電荷転送レジスタ及び前記第２電荷転送レジスタを介して出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷は掃き捨て除去する固体撮像素子の制御方法。
【請求項１５】
縦横に２次元配列された複数の光電変換部を有する受光領域と、前記光電変換部から信号電荷を読み出して転送する複数列の第１電荷転送レジスタと、前記複数列の第１電荷転送レジスタが出力する前記信号電荷を受け取って転送する第２電荷転送レジスタと、を備え、前記信号電荷に基づく画像データを出力する固体撮像素子の制御方法であって、
前記受光領域は、複数の異なる画面サイズの出力を行う場合に、蓄積された信号電荷が常に前記撮像データの生成に使用される第１の領域と、いずれかの画面サイズの場合にのみ前記蓄積された信号電荷が使用される第２の領域とを有し、
出力する画面サイズが横長の画面サイズである場合、前記第１電荷転送レジスタから前記第２電荷転送レジスタに受け渡される前記信号電荷のうち、前記第１の領域に蓄積された信号電荷、および、前記第２の領域のうち前記第１の領域から横方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷を前記第２電荷転送レジスタを介してそれぞれ出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷は前記第２電荷転送レジスタに近接して配置された掃き出しドレインから掃き捨て除去する固体撮像素子の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子、撮像装置、及びその制御方法に関し、より詳細には、同じ画面サイズを有し、且つ画素密度が同じである縦長画像及び横長画像を出力することができる固体撮像素子、撮像装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ型固体撮像素子やＭＯＳ型固体撮像素子を用いた固体撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの画像入力装置として多用されている。このような固体撮像装置では、固体撮像素子の小型化や信号処理時間の短縮化などの理由から、一般的に画像表示装置のフォーマットに従ったサイズの画像エリアを有する固体撮像素子が用いられている。画像表示装置の画面サイズとしては、その縦横比がパーソナルコンピュータのモニタ、テレビ、プリンタなどで採用されている横４：縦３、ＨＤＴＶ（High Definition TeleVision）モニタなどで採用されている横１６：縦９、銀塩写真などで採用されている横３：縦２などがある。
【０００３】
このような横長の画像表示装置に対応するため、固体撮像素子の撮像面（有効画素領域）も同様の縦横比となっている。例えば、小型のデジタルスチルカメラに用いられる固体撮像素子は、図１２に示すように、光学レンズのイメージサークル１に内接し、縦横比が横４：縦３である撮像面３を有する。ＨＤＴＶモニタや銀塩写真に用いられる固体撮像素子も、同様に縦横比が横１６：縦９の撮像面５、及び横３：縦２の撮像面７となっている。
【０００４】
また、特許文献１に記載の固体撮像装置は、図１３に示すように、多数の光センサ１１が縦長に２次元配列された従来の固体撮像素子１０を用いて縦長画像を撮像する構成となっている。この固体撮像素子１０は、通常通りの構えで被写体を撮像したときに縦長画面となるように構成されている。ＣＣＤ型の固体撮像素子１０の概略構造は、図１３に示すように、列方向の配列数が行方向の配列数より多くなるように２次元配列された多数の光センサ１１と、垂直電荷転送レジスタ１３と、水平電荷転送レジスタ１５と、出力アンプ１７と、を備える。光センサ１１が受光して生成された信号電荷は、垂直電荷転送レジスタ１３に取り込まれ、例えばＶ１〜Ｖ４の垂直転送信号によって４相駆動されて水平電荷転送レジスタ１５へ転送される。そして、水平電荷転送レジスタ１５から出力アンプ１７によって増幅されて電圧信号である画像信号として取り出される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１５５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、撮像する被写体は、横長に適した被写体ばかりではなく、人物の全身像や高層建築物など縦長に適したものが多数あり、このような縦長の被写体を撮像する場合には、デジタルスチルカメラを９０°回転させて横長の撮像面３を縦配置して撮像する。この回転操作は面倒であるばかりでなく、姿勢が不安定であり、正確に９０°回転させることができずに画像が傾いて撮像されてしまうなどの不具合があった。三脚を使用する場合には、画像の傾き問題は解消されるが、カメラ固定台の開放、９０°回転、カメラ固定台の固定など、多くの操作を要し、早い動きの被写体ではシャッターチャンスを逃してしまう場合も多い。
また、特許文献１に開示されている固体撮像装置によれば、縦長画像についてはカメラを９０°回転させて構えることはないが、逆に横長画像を撮像する際に回転させる必要があり、依然としてカメラの回転操作を必要としている。
【０００７】
さらに、横長画像に対応する固体撮像素子の構成で横長画像を撮像する場合、例えば図１２に示すように、横３：縦４の縦長撮像面９とする場合には、実際に使用する画素数が大幅に減少することになり、画素数が少ない低品質の画像しか得られない問題があった。このような画素数が少ない画像は、大きなサイズに引伸し処理したとき、粒子の粗れや解像度の低さなどが顕著となる問題があった。また、画素領域全体の信号電荷を取り込んだ後に縦長撮像面９の領域を切り分ける処理をする場合には、画像データに用いない無駄な領域に対する信号処理を行うことなり、信号処理が非効率であった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来の撮像装置では困難であった画面サイズ及び画素密度が同一の縦長画像及び横長画像を効率良く、しかも簡単に切り替えて撮像することができる固体撮像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】
【０００９】
本発明に係る上記目的は、下記固体撮像素子及び撮像装置によって達成される。
（１）  縦横に２次元配列された複数の光電変換部を有する受光領域と、前記光電変換部から信号電荷を受け取り転送する電荷転送レジスタと、が半導体基板に形成され、前記信号電荷に基づく画像データを出力する固体撮像素子であって、
前記光電変換部が配列される受光領域の幅が、前記半導体基板平面上の縦方向と横方向で略等しくされた固体撮像素子。
【００１０】
上記構成の固体撮像素子によれば、光電変換部が配列される受光領域の幅が縦方向と横方向で略等しくされているので、１つの固体撮像素子によって、固体撮像素子の向きを変更することなく、固体撮像素子上で略同じ画面サイズを有する縦長画像及び横長画像を容易に撮像することができる。
【００１１】
（２）  （１）記載の固体撮像素子であって、
前記光電変換部の配列ピッチが、前記縦方向と前記横方向で略等しくされた固体撮像素子。
【００１２】
上記構成の固体撮像素子によれば、光電変換部の配列ピッチが、縦方向と横方向で略等しくされているので、縦長画像及び横長画像いずれの画像を撮像しても、縦横方向の画素密度が同一の高画質の画像を撮像することができる。
【００１３】
（３）  （１）または（２）記載の固体撮像素子であって、
前記受光領域は、複数の異なる画面サイズの出力を行う場合に、蓄積された信号電荷が常に前記撮像データの生成に使用される第１の領域と、いずれかの画面サイズの場合にのみ前記蓄積された信号電荷が使用される第２の領域とを有し、
前記第２の領域に蓄積された信号電荷に対して、出力する画面サイズに対応して前記信号電荷を選択的に除去する信号電荷選択除去手段を備えた固体撮像素子。
【００１４】
上記構成の固体撮像素子によれば、第１の領域と第２の領域とからなる受光領域と、信号電荷選択除去手段を備える。第１の領域の信号電荷は撮像される画像の画面サイズに係わらず常に画像形成に使用し、第１の領域の周辺部に配置された第２の領域の信号電荷は画面サイズに応じて信号電荷選択除去手段によって選択的に除去される。つまり、縦長画像を撮像する場合には第１の領域の横方向に延設された第２の領域の信号電荷を除去し、横長画像を撮像する場合には第１の領域の縦方向に延設された第２の領域の信号電荷を選択的に除去する。従って、同一の固体撮像素子によって縦長画像及び横長画像を任意に切り出して撮像することが可能となる。また、この縦長画像及び横長画像は、固体撮像素子上で略同一の画面サイズを有し、その画素密度も同じである。
【００１５】
（４）  （３）記載の固体撮像素子であって、
前記信号電荷選択除去手段は、前記出力する画面サイズが縦長の画面サイズである場合に、前記第２の領域のうち、前記第１の領域から前記縦方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷を出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷を除去するものである固体撮像素子。
【００１６】
上記構成の固体撮像素子によれば、信号電荷選択除去手段が、画面サイズが縦長の画面サイズである場合に、第１の領域、および、第２の領域のうち第１の領域から縦方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷を出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷を除去するようにしたので、無駄に信号処理を増やすことなく、縦長画像を効率良く形成することができる。
【００１７】
（５）  （４）記載の固体撮像素子であって、
前記電荷転送レジスタが、前記光電変換部から信号電荷を受け取り転送する複数列の第１電荷転送レジスタと、複数の前記第１電荷転送レジスタが出力する信号電荷をそれぞれ受け取り転送する第２転送レジスタとを有し、
前記信号電荷選択除去手段は、前記第１電荷転送レジスタと前記第２電荷転送レジスタとの境界部分に前記第１電荷転送レジスタから転送されてくる前記他の領域に対する信号電荷を掃き捨てる掃き出しドレインを有する固体撮像素子。
【００１８】
上記構成の固体撮像素子によれば、第１電荷転送レジスタと第２転送レジスタとの境界部分に信号電荷の掃き出しドレインを配置し、この掃き出しドレインによって第１電荷転送レジスタから第２転送レジスタへ転送されてくる信号電荷のうち不要な信号電荷を選択的に掃き捨て可能にしたので、縦長画像形成には不要となる信号電荷を効率良く処理することができる。これにより、無駄な信号処理を行うことなく、縦長画像を短時間で形成することができる。
【００１９】
（６）  （３）記載の固体撮像素子であって、
前記信号電荷選択除去手段は、前記出力する画面サイズが横長の画面サイズである場合に、前記第２の領域のうち、前記第１の領域から前記横方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷を出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷を除去するものである固体撮像素子。
【００２０】
上記構成の固体撮像素子によれば、信号電荷選択除去手段が、画面サイズが横長の画面サイズである場合に、第１の領域、および、第２の領域のうち第１の領域から横方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷を出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷を除去するようにしたので、無駄に信号処理を増やすことなく、縦長画像を効率良く形成することができる。
【００２１】
（７）  （６）記載の固体撮像素子であって、
前記信号電荷選択除去手段は、前記光電変換部に蓄積される信号電荷を前記第１電荷転送レジスタに読み出す電荷読み出し信号と、前記第１電荷転送レジスタの信号電荷を前記第２電荷転送レジスタに向けて転送する駆動信号とを印加するための複数段の転送電極を有し、前記受光領域の第１の領域に対する前記転送電極と、第２の領域に対する前記転送電極とが、それぞれ独立して電圧印加可能に構成された固体撮像素子。
【００２２】
上記構成の固体撮像素子によれば、信号電荷選択除去手段が、転送電極を受光領域の第１の領域と第２の領域に対してそれぞれ独立して電圧印加可能としているので、第１の領域に対応する転送電極には常に電荷取り出し信号を印加し、第２の領域に対応する転送電極には画面サイズに応じて電荷取り出し信号を選択的に印加することができる。これにより、例えば横長画像を形成する場合、第２の領域のうち、第１の領域の縦方向に延設された領域には電荷取り出し電圧を印加せず、その領域の光電変換部から第１電荷転送レジスタへの信号電荷の読み出しをしないことにより、横長画像の形成に不要となる部分の信号電荷を短時間で処理して、効率良く横長画像を形成することができる。
【００２３】
（８）  （６）記載の固体撮像素子であって、
前記電荷転送レジスタが、前記光電変換部から信号電荷を受け取り転送する複数列の第１電荷転送レジスタと、複数の前記第１電荷転送レジスタが出力する信号電荷をそれぞれ受け取り転送する第２転送レジスタとを有し、
前記信号電荷選択除去手段は、前記第２電荷転送レジスタの前記第１電荷転送レジスタとの接続側とは反対側に、前記第２電荷転送レジスタに転送された信号電荷を掃き捨てる掃き出しドレインを備えた固体撮像素子。
【００２４】
上記構成の固体撮像素子によれば、横長画像形成には不要となる信号電荷を掃き出しドレインで纏めて除去できるので、短時間で効率良く不要な信号電荷を処理することができる。
【００２５】
（９）  （１）〜（８）のいずれか１項記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の受光領域に結像させる光学レンズと、
を備えた撮像装置。
【００２６】
上記構成の撮像装置によれば、上記したいずれかの固体撮像素子の受光領域に結像させる光学レンズを備えたので、縦長画像及び横長画像を容易に切り替えて撮像することができる撮像装置が得られる。
【００２７】
（１０）  （９）記載の撮像装置であって、
前記固体撮像素子の受光領域の対角線が、前記光学レンズによる結像面（イメージサークル）の直径より大きい撮像装置。
【００２８】
上記構成の撮像装置によれば、固体撮像素子の受光領域の対角線が、光学レンズによる結像面の直径より大きいので、１台の撮像装置によって、複数設定される各画面サイズ、および縦長画像、横長画像のいずれの組み合わせに対しても、大きく有効画素数を低下させることなく、高画質の画像で撮像することができる。
【００２９】
（１１）  （９）または（１０）記載の撮像装置であって、
出力する画面サイズが、縦長の画面サイズか横長の画面サイズかを切り換える縦横切り換えスイッチと、
前記縦横切り換えスイッチの状態に応じて、必要とされる前記受光領域の信号電荷を前記信号電荷選択除去手段により切り出して出力させる制御部と、
を備えた撮像装置。
【００３０】
上記構成の撮像装置によれば、出力する画面サイズを切り換える縦横切り換えスイッチと、縦横切り換えスイッチの状態に応じて画像成形に必要な領域の信号電荷を出力するように制御する制御部とを備えるので、縦横切り換えスイッチを操作するだけで、簡単にして縦長の画面サイズ及び横長の画面サイズの画像に切り替えて画像を形成することができる。またこれによって、縦長画像を撮像する際にも撮像装置を９０°回転させるなどの面倒な操作の必要がなく、シャッターチャンスを逃したり、被写体が斜めになる等の失敗をなくすことができる。
【００３１】
（１２）  （１１）記載の撮像装置であって、
前記縦横切り換えスイッチが縦長の画面サイズに設定された場合に表示画像の画面サイズを縦長サイズとして表示し、横長の画面サイズに設定された場合に横長サイズとして表示する機能を有する表示手段を備えた撮像装置。
【００３２】
上記構成の撮像装置によれば、横長画像の撮像時には横長サイズとして表示し、縦長画像の撮像時には縦長サイズとして表示することができ、これにより、撮像状態の確認が簡単にかつ確実に行え、使い勝手よく画像を撮像することができる。
【００３３】
（１３）    縦横に２次元配列された複数の光電変換部を有する受光領域と、前記光電変換部から信号電荷を読み出して転送する複数列の第１電荷転送レジスタと、前記複数列の第１電荷転送レジスタが出力する前記信号電荷を受け取って転送する第２電荷転送レジスタと、を備え、前記信号電荷に基づく撮像データを出力する固体撮像素子の制御方法であって、
前記受光領域は、複数の異なる画面サイズの出力を行う場合に、蓄積された信号電荷が常に前記撮像データの生成に使用される第１の領域と、いずれかの画面サイズの場合にのみ蓄積された信号電荷が使用される第２の領域とを有し、
出力する画面サイズが縦長の画面サイズである場合、前記第１の領域に対する蓄積された信号電荷、および、前記第１の領域に蓄積された信号電荷及び前記第２の領域のうち前記第１の領域から縦方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷をそれぞれ出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷を前記第１電荷転送レジスタと前記第２電荷転送レジスタとの境界部分に配設された掃き出しドレインから掃き捨て除去する固体撮像素子の制御方法。
【００３４】
上記構成の制御方法によれば、出力する画面サイズが縦長の画面サイズである場合、第１の領域及び第１の領域から縦方向に延設された第２の領域に蓄積された信号電荷は出力し、他の領域に蓄積された信号電荷は掃き出しドレインから掃き捨て除去するようにしたので、縦長画面のデータ処理を短時間で行って縦長画像を効率良く形成することがきる。
【００３５】
（１４）    縦横に２次元配列された複数の光電変換部を有する受光領域と、前記光電変換部から信号電荷を読み出して転送する複数列の第１電荷転送レジスタと、前記複数列の第１電荷転送レジスタが出力する前記信号電荷を受け取って転送する第２電荷転送レジスタと、を備え前記信号電荷に基づく撮像データを出力する固体撮像素子の制御方法であって、
前記受光領域は、複数の異なる画面サイズの出力を行う場合に、蓄積された信号電荷が常に前記撮像データの生成に使用される第１の領域と、いずれかの画面サイズの場合にのみ前記蓄積された信号電荷が使用される第２の領域とを有し、
出力する画面サイズが横長の画面サイズである場合、前記第１の領域に対する蓄積された信号電荷、および、前記第２の領域のうち前記第１の領域から横方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷を前記第１電荷転送レジスタにそれぞれ読み出し、前記第１電荷転送レジスタ及び前記第２電荷転送レジスタを介して出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷は掃き捨て除去する固体撮像素子の制御方法。
【００３６】
上記構成の制御方法によれば、出力する画面サイズが横長の画面サイズである場合、第１の領域及び第１の領域から横方向に延設された第２の領域に蓄積された信号電荷を第１電荷転送レジスタに読み出し、他の領域に蓄積された信号電荷は第１電荷転送レジスタに読み出さないようにしたので、横長画面に対応したデータのみを第１電荷転送レジスタ及び第２電荷転送レジスタを介して短時間で出力することができ、これによって横長画像を効率良く形成することがきる。
【００３７】
（１５）    縦横に２次元配列された複数の光電変換部を有する受光領域と、前記光電変換部から信号電荷を読み出して転送する複数列の第１電荷転送レジスタと、前記複数列の第１電荷転送レジスタが出力する前記信号電荷を受け取って転送する第２電荷転送レジスタと、を備え、前記信号電荷に基づく画像データを出力する固体撮像素子の制御方法であって、
前記受光領域は、複数の異なる画面サイズの出力を行う場合に、蓄積された信号電荷が常に前記撮像データの生成に使用される第１の領域と、いずれかの画面サイズの場合にのみ前記蓄積された信号電荷が使用される第２の領域とを有し、
出力する画面サイズが横長の画面サイズである場合、前記第１電荷転送レジスタから前記第２電荷転送レジスタに受け渡される前記信号電荷のうち、前記第１の領域に蓄積された信号電荷、および、前記第２の領域のうち前記第１の領域から横方向に延設された領域に対する蓄積された信号電荷を前記第２電荷転送レジスタを介してそれぞれ出力し、他の領域に対する蓄積された信号電荷は前記第２電荷転送レジスタに近接して配置された掃き出しドレインから掃き捨て除去する固体撮像素子の制御方法。
【００３８】
上記構成の制御方法によれば、出力する画面サイズが横長の画面サイズである場合、信号電荷が第１電荷転送レジスタから第２電荷転送レジスタに受け渡された際、第１の領域及び第１の領域から横方向に延設された第２の領域に蓄積された信号電荷は第２電荷転送レジスタを介して出力し、他の領域に蓄積された信号電荷は第２電荷転送レジスタに受け渡されたとき、第２電荷転送レジスタに近接配置された掃き出しドレインから掃き捨て除去するようにしたので、横長画面に対応したデータのみを短時間で出力することができ、これによって横長画像を効率良く形成することがきる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、従来の撮像装置では困難であった画面サイズ及び画素密度が同一の縦長画像及び横長画像を効率良く、しかも撮像装置を回転させずに簡単に切り替えて撮像することができる固体撮像素子、固体撮像装置及びその制御方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明に係る固体撮像素子及び撮像装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では撮像装置としてＣＣＤ型の固体撮像素子を備えたデジタルカメラを例に説明するが、後述するようにＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型の撮像素子を用いていてもよい。
【００４１】
（第１実施形態）
まず、本実施形態の固体撮像素子が搭載されたデジタルカメラの構成から説明する。
図１は本実施形態のＣＣＤ型の固体撮像素子を搭載したデジタルカメラのブロック図である。
本実施形態のデジタルカメラ（撮像装置）５００は、撮影レンズ５１と、固体撮像素子（ＣＣＤ型固体撮像素子）１００と、この両者の間に設けられた絞り５３と、赤外線カットフィルタ５５と、光学ローパスフィルタ５７とを備える。デジタルカメラ５００の全体を統括制御するＣＰＵ５９は、フラッシュ発光部６１及び受光部６３を制御し、レンズ駆動部６５を制御して撮影レンズ５１の位置をフォーカス位置に調整し、絞り駆動部６７を介して絞り５３の開口量を制御して露光量調整を行う。
【００４２】
また、ＣＰＵ５９は、撮像素子駆動部６９を介して固体撮像素子１００を駆動し、撮影レンズ５１を通して撮像した被写体画像を色信号として出力させる。ＣＰＵ５９には、操作部７１及び縦横切り換えスイッチ７３を通してユーザからの指示信号が入力され、ＣＰＵ５９はこの指示にしたがって各種制御を行う。
【００４３】
デジタルカメラ５００の電気制御系は、固体撮像素子１００の出力に接続されたアナログ信号処理部７７と、このアナログ信号処理部７７から出力されたＲＧＢの色信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路７９とを備え、これらはＣＰＵ５９によって制御される。
【００４４】
さらに、このデジタルカメラ５００の電気制御系は、メインメモリ（フレームメモリ）８１に接続されたメモリ制御部８３と、ガンマ補正演算，ＲＧＢ／ＹＣ変換処理，画像合成処理等の画像処理を行うデジタル信号処理部８５と、撮像画像をＪＰＥＧ画像に圧縮したり圧縮画像を伸張したりする圧縮伸張処理部８７と、測光データを積算しデジタル信号処理部８５が行うホワイトバランス補正のゲインを求める積算部８９と、着脱自在の記録媒体９１が接続される外部メモリ制御部９３と、カメラ背面等に搭載されたモニタ９５及びファインダ１０３が接続される表示制御部９７と、を備え、これらは、制御バス９９及びデータバス１０１によって相互に接続され、ＣＰＵ５９からの指令によって制御される。
【００４５】
図２に図１におけるＣＣＤ型の固体撮像素子と光学レンズによるイメージサークルの関係を説明する説明図、図３にＣＣＤ型の固体撮像素子の光電変換部の配列を示す受光領域の拡大図で、（ａ）は正方格子型の画素配列を示す拡大図、（ｂ）はハニカム型の画素配列を示す拡大図を示した。
図２に示すように、ＣＣＤ型の固体撮像素子１００は、光電変換部が２次元配列される受光領域１１１の幅が、縦方向と横方向で略等しくされている。即ち、受光領域１１１は全体として正方形となっている。更に、図３に示すように、受光領域１１１に２次元配列された複数の光電変換部１１３の配列ピッチＰａ、Ｐｂは、縦方向と横方向で略等しくされている。
【００４６】
また、図２に示すＣＣＤ型の固体撮像素子１００は、前述の図１３に示すように、縦横に２次元配列された複数の光電変換部１１３の列に沿って光電変換部１１３の列と交互に配置された第１電荷転送レジスタ１４１と、第１電荷転送レジスタ１４１の下端部に配置された第２電荷転送レジスタ１４３と、第２電荷転送レジスタ１４３の左端部に配置された出力アンプ１４５とを有する。更に、詳細は後述するが、第２の領域における第１電荷転送レジスタ１４１と第２電荷転送レジスタ１４３との境界部分には、第１電荷転送レジスタ１４１から転送されてくる信号電荷を掃き捨て除去する掃き出しドレイン１４７（図２参照）を有する。
【００４７】
第１電荷転送レジスタ１４１は、光電変換部１１３から読み出された信号電荷を第２電荷転送レジスタ１４３に向けて垂直転送し、第２電荷転送レジスタ１４３は、第１電荷転送レジスタ１４１から受け渡された信号電荷を出力アンプ１４５に向けて水平転送する。
【００４８】
図２に示すように、受光領域１１１の対角線１１５の長さは、撮影レンズ５１による結像面（イメージサークル）１１７の直径Ｄより大きく設定されている。これにより、結像面１１７内に同一の面積（同一画面サイズ）で、縦横比が例えば縦３：横４の横長撮像領域１１９と、縦４：横３の縦長撮像領域１２１等が設定可能となっている。
【００４９】
受光領域１１１は、図中斜線で示される第１の領域１２３と、第１の領域１２３の周辺部に縁状に配置された第２の領域１２５とからなる。第２の領域１２５は、更に第１の領域１２３の縦方向に延設された上下領域１２７（上領域１２７ａ、下領域１２７ｂ）と、第１の領域１２３の横方向に延設された左右領域１２９（左領域１２９ａ、右領域１２９ｂ）とに分割される。
【００５０】
なお、第１の領域１２３から縦方向に延設された上下領域１２７と、横方向に延設された左右領域１２９とは、正方形の受光領域１１１の４ヶ所の角部で重なって重複領域１３１を形成するが、該４ヶ所の重複領域１３１は、両方の領域１２７、１２９に含まれるものとする。
【００５１】
ここで、異なる画面サイズ（縦長画面及び横長画面）の出力を行う場合、第１の領域１２３の光電変換部１１３に蓄積された信号電荷は、常に撮像データの生成に使用される。一方、第２の領域１２５の光電変換部１１３に蓄積された信号電荷は、いずれかの画面サイズの場合にのみ（縦長画面サイズのみ、または横長画面サイズのみ）選択的に使用される。
【００５２】
第１の領域１２３及び左右領域１２９から重複領域１３１を除いた領域には、複数の光電変換部１１３に蓄積された信号電荷を第１電荷転送レジスタ１４１に読み出し、更に第１電荷転送レジスタ１４１から第２電荷転送レジスタ１４３に向けて垂直転送するための複数の第１垂直転送電極１４２が配設されている。つまり、光電変換部１１３に蓄積される信号電荷を第１電荷転送レジスタ１４１に読み出す電荷読み出し信号と、第１電荷転送レジスタ１４１の信号電荷を第２電荷転送レジスタ１４３に向けて転送する駆動信号とは、第１垂直転送電極１４２から印加する。また、上下領域１２７には、同様の機能を有する複数の第２垂直転送電極１４４が配設されている。更に、第１電荷転送レジスタ１４１と第２電荷転送レジスタ１４３との境界部分には、第１電荷転送レジスタ１４１から転送されてくる信号電荷の一部を掃き捨てる掃き出しドレイン１４７が形成されている。掃き出しドレイン１４７には、ドレイン電極１４６が配設されている。
【００５３】
図４に第１電荷転送レジスタの信号電荷を転送駆動するクロックパルスの駆動タイミングを示すタイミングチャートを示した。
第１垂直転送電極１４２及び第２垂直転送電極１４４には、図４に示す駆動タイミングで駆動パルス（４相駆動）Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３、Ｖａ４及びＶｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３、Ｖｂ４が印加されて、第１電荷転送レジスタ１４１の信号電荷を第２電荷転送レジスタ１４３に向けて転送駆動（４相駆動）する。また、ドレイン電極１４６に所定の制御電圧が印加されているとき、第１電荷転送レジスタ１４１から転送された信号電荷は、掃き出しドレイン１４７から掃き捨てられる。
【００５４】
ここで、第１垂直転送電極１４２及び第２垂直転送電極１４４は、光電変換部１１３に蓄積された信号電荷を、光電変換部１１３から第１電荷転送レジスタ１４１へ読み出すための電荷読出し信号を印加する読出し電極を兼ねているので、第１垂直転送電極１４２及び第２垂直転送電極１４４からそれぞれ独立して電荷読み出し信号の印加が可能であり、第２の領域１２７ａ，１２７ｂに対応する信号電荷を選択的に取り出し、または除去することができる。
【００５５】
つまり、第１電荷転送レジスタ１４１、第１垂直転送電極１４２、第２垂直転送電極１４４、第２電荷転送レジスタ１４３、出力アンプ１４５は、受光領域１１１から信号電荷を読み出す信号読出し手段として機能する。また、第２垂直転送電極１４４、掃き出しドレイン１４７は、信号電荷選択除去手段として機能し、出力する画面サイズに対応して光電変換部１１３からの信号電荷を選択的に除去する。この具体的な駆動制御については、後に詳述する。
【００５６】
図５（ａ）は横長画像を撮像するとき画像形成に使用される受光領域の有効範囲を示す説明図、（ｂ）は縦長画像を撮像するとき画像形成に使用される受光領域の有効範囲を示す説明図である。
図５（ａ）に示すように、横長画像Ａの撮像においては、正方形の受光領域１１１のうち、上下領域１２７（１２７ａ、１２７ｂ）に配置された光電変換部１１３に蓄積された信号電荷を掃き捨てることにより横長画像Ａが得られる。また、図５（ｂ）に示すように、縦長画像Ｂの撮像においては、正方形の受光領域１１１のうち、左右領域１２９（１２９ａ、１２９ｂ）に配置された光電変換部１１３に蓄積された信号電荷を掃き捨てることにより縦長画像Ｂが得られる。
【００５７】
先ず、横長画像Ａの撮像方法について説明する。横長画像Ａを撮像するとき、不要となる上下領域１２７の信号電荷の掃き捨ては、次のように行う。即ち、図２において、第１垂直転送電極１４２に電荷読み出し信号を入力して、第１の領域１２３及び左右領域１２９から重複領域１３１を除いた領域の光電変換部１１３から、蓄積された信号電荷を一斉に第１電荷転送レジスタ１４１（図１３参照）へ読み出す。
【００５８】
そして、第１垂直転送電極１４２及び第２垂直転送電極１４４に、図４に示す駆動タイミングで駆動パルス（４相駆動）Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３、Ｖａ４及びＶｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３、Ｖｂ４を印加して第１電荷転送レジスタ１４１に読み出された信号電荷を第２電荷転送レジスタ１４３に向けて転送駆動する。
【００５９】
このとき、上下領域１２７（１２７ａ、１２７ｂ）に対応する第２垂直転送電極１４４には電荷読み出し信号が入力されていないので、横長画像Ａの形成には不要である上下領域１２７の信号電荷は、第１電荷転送レジスタ１４１に移動していない。従って、第１電荷転送レジスタ１４１に読み出されている信号電荷を、第２電荷転送レジスタ１４３を介して出力することによって、横長画像Ａが得られる。
【００６０】
なお、第１電荷転送レジスタ１４１へ読み出されずに残っている上下領域１２７（１２７ａ、１２７ｂ）の光電変換部１１３の信号電荷は、横長画像Ａの形成に必要な上記した信号電荷が第２電荷転送レジスタ１４３を介して転送し終わった後に、図示しない基板電極にリセット電圧を印加することで基板側に掃き捨てられる。これにより、光電変換部１１３の信号電荷が初期状態に戻される。
【００６１】
次に、縦長画像Ｂについて説明する。縦長画像Ｂを撮像するとき、不要となる左右領域１２９（１２９ａ、１２９ｂ）の信号電荷の掃き捨て作用は、次のようにして行われる。
ここで、図６に縦長画像を撮像するとき不要の信号電荷が掃き捨てられる過程（ａ），（ｂ），（ｃ）を表す模式図を示した。
まず、図２に示す第１垂直転送電極１４２及び第２垂直転送電極１４４に電荷読み出し信号を入力して、全ての光電変換部１１３から一斉に複数列の第１電荷転送レジスタ１４１に信号電荷を読み出す。図６（ａ）に読み出された信号電荷（ここでは便宜的に記号ｅｂで示す）は、第１垂直転送電極１４２及び第２垂直転送電極１４４に同期して印加される駆動パルスＶａ１、Ｖａ２、Ｖａ３、Ｖａ４及びＶｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３、Ｖｂ４によって、２次元配列された光電変換部１１３の１行分毎の信号電荷が第１電荷転送レジスタ１４１から第２電荷転送レジスタ１４３に向けて順次、転送駆動される。
【００６２】
このとき、第１電荷転送レジスタ１４１と第２電荷転送レジスタ１４３との境界部分に設けられている掃き出しドレイン１４７（図２も参照）には、ドレイン電極１４６から制御電圧が印加されているので、図６（ｂ）に示すように信号電荷が掃き出しドレイン１４７に転送されると、図６（ｃ）に示すように、この信号電荷は掃き出しドレイン１４７から掃き捨てられる。
【００６３】
掃き出しドレイン１４７は、図２に示すように、縦長画像Ｂの画像形成には不要な左右領域１２９（１２９ａ、１２９ｂ）に対応して配設されているので、左右領域１２９に配置された光電変換部１１３に蓄積された不要な信号電荷が排出される。なお、掃き出しドレイン１４７への制御電圧の印加は、縦横切り換えスイッチ７３（図１参照）の切換え状態等に基づいてＣＰＵ５９が制御する。
【００６４】
このように、第２の領域１２５の左領域１２９ａ及び右領域１２９ｂの信号電荷を排出し、その他の領域（第１の領域１２３及び第１の領域１２３から縦方向に延設された領域１２７ａ，１２７ｂ）の信号電荷だけを第２電荷転送レジスタ１４３を介して出力アンプ１４５から出力することにより、縦長画像Ｂの画像データが得られる。
【００６５】
本実施形態の撮像装置５００によれば、上記したように、単に、縦横切り換えスイッチ７３を切り替える操作を行うだけで、デジタルカメラ（撮像装置）５００を横向きに構えたままで横長画像Ａ及び縦長画像Ｂを任意に切り替えて撮像することができる。また、デジタルカメラ５００のグリップやシャッタボタンなどの操作部７１は、デジタルカメラ５００の横構えに適するように配置されているが、横構えのまま縦長画像Ｂの撮像が可能であるので、失敗のない縦長画像Ｂを容易に撮像することができる。
【００６６】
図７に１台のデジタルカメラにより縦長画像及び横長画像を撮像する状態を示す説明図、図８はファインダ及びモニタに示された撮像画像の表示例を表す説明図を示した。
【００６７】
図７に示すように、デジタルカメラ（撮像装置）５００は、横長画像Ａ及び縦長画像Ｂは、縦横切り換えスイッチ７３の切換え操作に基づくＣＰＵ５９の制御によって切り換えられる。例えば、図８（ａ）に示すように、縦長画像Ｂの撮像時にはモニタ９５に縦長状態で画像が表示され、図８（ｂ）に示すように、横長画像Ａの撮像時にはモニタ９５に横長状態で画像が表示される。また、図８（ｃ）に示すように他の縦横比で撮像する場合であっても、モニタ９５に撮像状態に合わせて縦横切り替えられた横長または縦長の画像が表示される。モニタ９５の余白部分には、そのときの絞り値やシャッタスピードなどの撮像条件を表示するようにしてもよい。なお、モニタ９５の上記表示内容は、ファインダ１０３における表示についても同様であり、撮像状態に合わせて縦横切り替えられた横長または縦長の画像を表示してもよい。これにより、カメラの姿勢を変えることなく、仕上がり状態を確認しながらの撮像が行える。
【００６８】
以上のように、本実施形態によれば、同一の固体撮像素子によって縦長画像及び横長画像を任意に切り出して撮像することが可能となる。また、この縦長画像及び横長画像は、固体撮像素子上で略同一の画面サイズを有し、その画素密度も同じであるので、縦横変更に伴う画質の変化はない。さらに、縦横切り換えスイッチを操作するだけで、簡単にして縦長の画面サイズ及び横長の画面サイズの画像に切り替えて画像を形成することができる。またこれによって、縦長画像を撮像する際にも撮像装置を９０°回転させるなどの面倒な操作の必要がなく、シャッターチャンスを逃したり、被写体が斜めになる等の失敗をなくすことができる。
そして、大きなサイズに引伸し処理したとき、粒子の粗れの増大や解像度を低下させることなく、高品質で良好な画像データを効率良い信号処理により得ることができる。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、横長画像を撮像する第２実施形態の固体撮像素子について説明する。
図９（ａ）はＣＣＤ型の固体撮像素子のラインメモリ部から掃き出しドレインにかけての領域を示す概略平面拡大図、（ｂ）は第２電荷転送レジスタのＱ−Ｑ断面を示す概略断面拡大図、図１０は横長画像を撮像するとき不要となる信号電荷が掃き捨てられる過程（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）を示す模式図である。
【００７０】
なお、第２実施形態の固体撮像素子２００は、横長画像Ａを撮像するとき不要となる信号電荷の掃き捨て方法が異なる以外は、第１実施形態の固体撮像素子１００と同様であるので、異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態の固体撮像素子１００と共通する部分の説明を省略する。
【００７１】
本実施形態においては、横長画像Ａを撮像する際に、不要となる領域１２７ａ、１２７ｂに対する信号電荷を第２電荷転送レジスタ１４３に一旦転送した後、除去するものである。
この第２実施形態の固体撮像素子２００は、第２電荷転送レジスタ１４３の第１電荷転送レジスタ１４１との接続側とは反対側に、第２電荷転送レジスタ１４３に転送された信号電荷を掃き捨てる掃き出しドレイン１４９を有する。また、垂直転送電極は、第１の領域１２３と第２の領域１２５とで独立して設けられた第１実施形態の固体撮像素子１００とは異なり、第１の領域１２３及び第２の領域１２５の垂直転送電極が電気的に接続され、同期した駆動パルス（Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３、Ｖａ４）が印加される。
【００７２】
詳細には、図９（ａ）に示すように、第２電荷転送レジスタ１４３は、水平方向（図の左右方向）に延在する水平転送チャネル１５１、及び、水平転送チャネル１５１上方に形成された多数組の水平転送電極１５３（第１層水平転送電極１５３ａ及び第２層水平転送電極１５３ｂ）を含む。そして、垂直転送電極１５７（第１層垂直転送電極１５７ａ及び第２層垂直転送電極１５７ｂ）の駆動により、第１電荷転送レジスタ１４１を転送されてきた不要信号電荷は、ラインメモリ部１５９を経て、水平転送チャネル１５１に転送された後、掃き出しドレイン１４９に掃き捨てられる。
【００７３】
更に詳細に不要信号電荷排出構造を説明すると、図９（ｂ）を参照して、ｎ型の半導体基板１６１の表面側にはｐ型半導体層１６３が形成され、ｐ型半導体層１６３に、ｎ型の水平転送チャネル１５１と、ｎ＋型の掃き出しドレイン１４９とが形成される。ｐ型半導体層１６３の表面には絶縁膜１６５が設けられ、絶縁膜１６５を介して、水平転送チャネル１５１の上方に、第２層水平転送電極１５３ｂが形成されている。水平転送チャネル１５１と掃き出しドレイン１４９との間のｐ型半導体層１６３の上方に、不要信号電荷排出用の制御電極１６７が設けられる。そして、第２層水平転送電極１５３ｂの下方の水平転送チャネル１５１に不要信号電荷が転送されてきたとき、制御電極１６７に制御電圧が印加されると、不要信号電荷は掃き出しドレイン１４９に移されて掃き捨てられる。
【００７４】
そして、横長画像Ａを撮像するとき不要となる上下領域１２７の信号電荷の掃き捨て動作は、下記のようにして行われる。即ち、図１０（ａ）に示すように、光電変換部１１３（図２参照）から一斉に第１電荷転送レジスタ１４１に読み出す。図１０（ａ）に示される信号電荷（ここでは便宜的に記号ｅｂで示す）は、２次元配列された光電変換部１１３の１行分毎の信号電荷が、図１０（ｂ）に示すように垂直転送電極１５７に印加される駆動パルス（Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３、Ｖａ４）に同期して第１電荷転送レジスタ１４１から第２電荷転送レジスタ１４３に向けて順次、転送駆動される。
【００７５】
次いで、図１０（ｃ）に示す画像形成に不要な信号電荷、具体的には、上下領域１２７（１２７ａ、１２７ｂ）に配置された光電変換部１１３に蓄積された信号電荷が第２電荷転送レジスタ１４３に転送されたとき、制御電極１６７（図９参照）に制御電圧を印加することによって、図１０（ｄ）に示すように、１行分の不要信号電荷が一斉に掃き出しドレイン１４９に移されて掃き捨てられる。制御電極１６７への制御電圧の印加は、縦横切り換えスイッチ７３（図１参照）の切換え状態等に基づいてＣＰＵ５９が制御する。
【００７６】
このように、下領域１２７ｂ及び上領域１２７ａの信号電荷を掃き捨てて、その他の領域の信号電荷だけを第２電荷転送レジスタ１４３を介して出力アンプ１４５から出力することにより、横長画像Ａの画像データが得られる。このように、横長画像形成には不要となる信号電荷を掃き出しドレイン１４９で纏めて除去できるので、短時間で効率良く不要な信号電荷を処理することができる。
【００７７】
なお、縦長画像Ｂの処理については、第１実施形態の固体撮像素子１００と同様に行われる。また、その他の作用効果は、第１実施形態の固体撮像素子１００及び撮像装置５００と同様である。
【００７８】
（第３実施形態）
上記実施形態では、固体撮像素子としてＣＣＤ固体撮像素子を用いたデジタルカメラについて説明したが、他の形式の固体撮像素子とすることもできる。
【００７９】
図１１は、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子の一部表面模式図である。ＣＭＯＳ型の固体撮像素子３００の表面には、多数の画素２０１が、正方格子状に配列形成されており、各画素２０１の底部には、各画素２０１で検出したＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の信号電荷に応じた画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを読み出す信号読出回路２０３が形成されている。本実施形態では、信号読出回路２０３は、３トランジスタ構成の信号読出回路を図示する。この信号読出回路２０３は、１画素当たり３つ設けられ、各信号読出回路２０３が、Ｒ，Ｇ，Ｂの夫々の検出信号を垂直シフトレジスタ２０５，水平シフトレジスタ２０７で指定されたとき、出力信号部２０９に読み出され、アナログ信号処理部７７（図１参照）に送出される。その後の信号処理は、図１で既に説明した手順と同様である。
【００８０】
ＣＭＯＳ型の固体撮像素子３００においては、垂直シフトレジスタ２０５，及び水平シフトレジスタ２０７によって指定された信号読出回路２０３が、各画素２０１から検出信号を読み出すようになっているので、縦長画像及び横長画像に対応するそれぞれの画素２０１を直接指定することにより、容易に横長画像Ａ及び縦長画像Ｂが得られる。
【００８１】
なお、各実施形態に示される固体撮像素子は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、上記実施形態では、ＣＣＤ型の固体撮像素子やＣＭＯＳ型の固体撮像素子を用いたデジタルカメラについて説明したがこれに限らず、動画撮影用のビデオカメラなどの他の撮像装置に対しても同様に適用可能である。また、画面サイズの縦横比が異なる、例えば、横１６：縦９や横３：縦２の画面サイズ等についても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明の固体撮像素子、撮像装置、及びその制御方法は、例えばデジタルカメラのような様々な撮影装置に利用することができ、特に、画面サイズ及び画素密度が同一の縦長画像及び横長画像を効率良く、しかも簡単に切り替えて撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１実施形態であるＣＣＤ型の固体撮像素子を搭載したデジタルカメラのブロック図である。
【図２】図１における固体撮像素子と光学レンズによるイメージサークルの関係を示す説明図である。
【図３】ＣＣＤ型の固体撮像素子の光電変換部の配列を示す受光領域の拡大図で、（ａ）は正方格子型の画素配列を示す拡大図、（ｂ）はハニカム型の画素配列を示す拡大図である。
【図４】第１電荷転送レジスタの信号電荷を転送駆動するクロックパルスの駆動タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】（ａ）は横長画像を撮像するとき画像形成に使用される受光領域の有効範囲を示す説明図、（ｂ）は縦長画像を撮像するとき画像形成に使用される受光領域の有効範囲を示す説明図である。
【図６】縦長画像を撮像するとき不要の信号電荷が掃き捨てられる過程（ａ），（ｂ），（ｃ）を表す模式図である。
【図７】１台のデジタルカメラにより縦長画像及び横長画像を撮像する状態を示す説明図である。
【図８】ファインダ及びモニタに示された撮像画像の表示例を示す説明図である。
【図９】（ａ）はＣＣＤ型の固体撮像素子のラインメモリ部から掃き出しドレインにかけての領域を示す概略平面拡大図、（ｂ）は第２電荷転送レジスタのＱ−Ｑ断面を示す概略断面拡大図である。
【図１０】横長画像を撮像するとき不要となる信号電荷が掃き捨てられる過程（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）を示す模式図である。
【図１１】ＣＭＯＳ型の固体撮像素子の一部表面模式図である。
【図１２】従来の固体撮像素子の受光領域とイメージサークルの位置関係を示す模式図である。
【図１３】ＣＣＤ型の固体撮像素子の一部表面模式図である。
【符号の説明】
【００８４】
５１  撮影レンズ（光学レンズ）
５９  ＣＰＵ（制御部）
７３  縦横切り換えスイッチ
９５  モニタ（表示手段）
１００  ＣＣＤ型固体撮像素子（固体撮像素子）
１０３  ファインダ（表示手段）
１１１  受光領域
１１３  光電変換部
１１５  固体撮像素子の受光領域の対角線
１１７  結像面（イメージサークル）
１２３  第１の領域
１２５  第２の領域
１２７  上下領域（第１の領域から縦方向に延設された領域）
１２９  左右領域（第１の領域から横方向に延設された領域）
１４１  第１電荷転送レジスタ
１４２  第１垂直転送電極（転送電極）
１４３  第２電荷転送レジスタ
１４４  第２垂直転送電極（転送電極）
１４７  掃き出しドレイン
１４９  掃き出しドレイン
１６１  半導体基板
２００  ＣＣＤ型固体撮像素子（固体撮像素子）
３００  ＣＭＯＳ型固体撮像素子（固体撮像素子）
５００  デジタルカメラ（撮像装置）
Ｄ  結像面（イメージサークル）の直径
Pａ、Pｂ  光電変換部の配列ピッチ
【図１】
2009027242.tif 000003
【図２】
2009027242.tif 000004
【図３】
2009027242.tif 000005
【図４】
2009027242.tif 000006
【図５】
2009027242.tif 000007
【図６】
2009027242.tif 000008
【図７】
2009027242.tif 000009
【図８】
2009027242.tif 000010
【図９】
2009027242.tif 000011
【図１０】
2009027242.tif 000012
【図１１】
2009027242.tif 000013
【図１２】
2009027242.tif 000014
【図１３】
2009027242.tif 000015