(57)【要約】【課題】温度による特性の変化によらず、良好な出力信号を得ることができるようにする。【解決手段】第１の光電変換部を有し、対数特性の出力信号が得られる第１の画素と、温度を検出するための温度検出用信号が得られる第２の画素とを行列状に配置した画素アレイ部と、温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、出力信号を補正する補正部とを備える固体撮像装置が提供される。本開示に係る技術は、例えば、太陽電池モードの対数センサに適用することができる。【選択図】図５
2018125599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光電変換部を有し、対数特性の出力信号が得られる第１の画素と、
温度を検出するための温度検出用信号が得られる第２の画素と
を行列状に配置した画素アレイ部と、
前記温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、前記出力信号を補正する補正部と
を備える固体撮像装置。
【請求項２】
前記温度情報に基づいて、前記第１の光電変換部をリセットするためのリセット電圧を設定するリセット電圧設定部と、
前記温度情報に基づいて、黒レベルを設定する黒基準設定部と
をさらに備え、
前記補正部は、前記リセット電圧が設定された状態で得られる前記出力信号に対し、前記黒レベルから得られるオフセット量を補正する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記リセット電圧設定部は、ログ応答遷移期間がより短くなるように、前記リセット電圧を設定する
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記黒基準設定部は、前記温度情報が示す温度を、PN接合の熱平衡状態により定義される前記黒レベルに換算することで、前記オフセット量を算出する
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記画素アレイ部は、開口領域と遮光領域を有し、
前記第１の画素は、前記開口領域に配置され、
前記第２の画素は、前記遮光領域に配置される
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第２の画素は、１又は行単位若しくは列単位で複数配置される
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第２の画素は、前記開口領域の近傍に配置される
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第２の画素は、
第２の光電変換部と、
前記第２の光電変換部に対して接続され、定電流を印加する容量と、
リセット信号に応じて、前記第２の光電変換部をリセットする第２のリセットトランジスタと、
前記第２の光電変換部からの信号を増幅する第２の増幅トランジスタと、
選択信号に応じて、前記第２の増幅トランジスタからの信号を、垂直信号線に印加する第２の選択トランジスタと
を有する
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第１の画素は、
前記第１の光電変換部と、
リセット信号に応じて、前記第１の光電変換部をリセットする第１のリセットトランジスタと、
前記第１の光電変換部からの信号を増幅する第１の増幅トランジスタと、
選択信号に応じて、前記第１の増幅トランジスタからの信号を、垂直信号線に印加する第１の選択トランジスタと
を有する
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の画素からの前記出力信号及び前記第２の画素からの前記温度検出用信号のうち、少なくとも前記出力信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換するAD変換部と、
デジタル信号又はアナログ信号の前記温度検出用信号に基づいて、前記温度情報を算出する温度算出部と
をさらに備える請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記画素アレイ部に、前記第２の画素が複数配置される場合に、複数の前記第２の画素からの前記温度検出用信号から得られる統計値を算出する統計値算出部をさらに備え、
前記温度算出部は、前記温度検出用信号から得られる統計値に基づいて、前記温度情報を算出する
請求項１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記固体撮像装置は、太陽電池モードの対数センサである
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
開口領域に配置される第１の画素と、
遮光領域に配置される第２の画素と
を行列状に配置した画素アレイ部を備え、
前記第１の画素は、
第１の光電変換部と、
第１のリセット信号に応じて、前記第１の光電変換部をリセットする第１のリセットトランジスタと、
前記第１の光電変換部からの信号を増幅する第１の増幅トランジスタと、
第１の選択信号に応じて、前記第１の増幅トランジスタからの信号を、第１の垂直信号線に印加する第１の選択トランジスタと
を有し、
前記第２の画素は、
第２の光電変換部と、
前記第２の光電変換部に対して接続される容量と、
第２のリセット信号に応じて、前記第２の光電変換部をリセットする第２のリセットトランジスタと、
前記第２の光電変換部からの信号を増幅する第２の増幅トランジスタと、
第２の選択信号に応じて、前記第２の増幅トランジスタからの信号を、第２の垂直信号線に印加する第２の選択トランジスタと
を有する
固体撮像装置。
【請求項１４】
光電変換部を有し、対数特性の出力信号が得られる第１の画素と、
温度を検出するための温度検出用信号が得られる第２の画素と
を行列状に配置した画素アレイ部と、
前記温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、前記出力信号を補正する補正部と
を有する固体撮像装置
を搭載した電子機器。
【請求項１５】
開口領域に配置されて対数特性の出力信号が得られる第１の画素と、遮光領域に配置されて温度を検出するための温度検出用信号が得られる第２の画素とを行列状に配置した画素アレイ部と、
前記温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、前記出力信号を補正する補正部と
を備え、
前記第１の画素は、
第１の光電変換部と、
リセット信号に応じて、前記第１の光電変換部をリセットする第１のリセットトランジスタと、
前記第１の光電変換部からの信号を増幅する第１の増幅トランジスタと、
選択信号に応じて、前記第１の増幅トランジスタからの信号を、垂直信号線に印加する第１の選択トランジスタと
を有し、
前記第２の画素は、
第２の光電変換部と、
前記第２の光電変換部に対して接続され、定電流を印加する容量と、
リセット信号に応じて、前記第２の光電変換部をリセットする第２のリセットトランジスタと、
第２の光電変換部からの信号を増幅する第２の増幅トランジスタと、
選択信号に応じて、前記第２の増幅トランジスタからの信号を、垂直信号線に印加する第２の選択トランジスタと
を有する
固体撮像装置の駆動方法であって、
前記第２の光電変換部において前記定電流を光電変換により発生する光電流に置き換えることで、前記温度検出用信号が得られるように、前記第２のリセットトランジスタ及び前記第２の選択トランジスタを駆動する
駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体撮像装置、電子機器、及び駆動方法に関し、特に、温度による特性の変化によらず、良好な出力信号を得ることができるようにした固体撮像装置、電子機器、及び駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトダイオードを、太陽電池と同様に、開回路で動作させて、出力電圧を計測する対数センサ（Logarithmic Image Sensor）が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このような太陽電池モードの対数センサは、PNジャンクションの順方向に電流を流したときに生じる電位差、すなわち、電圧が電流の対数と比例する関係を用いている。この順方向の電流を、光電変換によって発生した光電流に置き換えて、PNジャンクションの順方向の電圧をモニタすれば、それは、光電流を対数圧縮した信号となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】2011年 International Image Sensor Workshop (IISW), 2011/6/9, 講演 R35, "A 768x576 Logarithmic Image Sensor with Photodiode in Solar Cell mode" Yang Ni, YiMing Zhu, Bogdan Arion New Imaging Technologies SA
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、太陽電池モードの対数センサには、出力電圧に温度特性があることが知られている。ここで、太陽電池モードの対数センサにおける黒レベルは、PN接合の熱平衡状態で定義されるが、温度が変われば、熱平衡状態が遷移するため、黒レベルも変動する。そのため、温度特性が、出力信号のオフセット成分として現れる。
【０００６】
また、太陽電池モードの対数センサにおいては、黒レベルが変動することで、適切なリセットレベルも温度ごとに異なる。このように適切なリセットレベルが変動してしまい、不適切なリセットレベルが設定されると、ログ応答遷移期間が長くなってしまい、低照度領域ではログ応答せず、SN比が悪化することになる。
【０００７】
本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、太陽電池モードの対数センサにおいて、温度による特性の変化によらず、良好な出力信号を得ることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一側面の固体撮像装置は、第１の光電変換部を有し、対数特性の出力信号が得られる第１の画素と、温度を検出するための温度検出用信号が得られる第２の画素とを行列状に配置した画素アレイ部と、前記温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、前記出力信号を補正する補正部とを備える固体撮像装置である。
【０００９】
本開示の一側面の電子機器は、光電変換部を有し、対数特性の出力信号が得られる第１の画素と、温度を検出するための温度検出用信号が得られる第２の画素とを行列状に配置した画素アレイ部と、前記温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、前記出力信号を補正する補正部とを有する固体撮像装置を搭載した電子機器である。
【００１０】
本開示の一側面の固体撮像装置及び電子機器においては、第２の画素からの温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、第１の光電変換部を有する第１の画素からの対数特性の出力信号が補正される。
【００１１】
なお、本開示の一側面の固体撮像装置又は電子機器は、独立した装置であってもよいし、１つの装置を構成している内部ブロックであってもよい。
【００１２】
本開示の一側面の駆動方法は、開口領域に配置されて対数特性の出力信号が得られる第１の画素と、遮光領域に配置されて温度を検出するための温度検出用信号が得られる第２の画素とを行列状に配置した画素アレイ部と、前記温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、前記出力信号を補正する補正部とを備え、前記第１の画素は、第１の光電変換部と、リセット信号に応じて、前記第１の光電変換部をリセットする第１のリセットトランジスタと、前記第１の光電変換部からの信号を増幅する第１の増幅トランジスタと、選択信号に応じて、前記第１の増幅トランジスタからの信号を、垂直信号線に印加する第１の選択トランジスタとを有し、前記第２の画素は、第２の光電変換部と、前記第２の光電変換部に対して接続され、定電流を印加する容量と、リセット信号に応じて、前記第２の光電変換部をリセットする第２のリセットトランジスタと、第２の光電変換部からの信号を増幅する第２の増幅トランジスタと、選択信号に応じて、前記第２の増幅トランジスタからの信号を、垂直信号線に印加する第２の選択トランジスタとを有する固体撮像装置の駆動方法であって、前記第２の光電変換部において前記定電流を光電変換により発生する光電流に置き換えることで、前記温度検出用信号が得られるように、前記第２のリセットトランジスタ及び前記第２の選択トランジスタを駆動する駆動方法である。
【００１３】
本開示の一側面の駆動方法においては、第２の光電変換部において定電流を光電変換により発生する光電流に置き換えることで、温度検出用信号が得られるように、第２のリセットトランジスタ及び第２の選択トランジスタが駆動される。
【発明の効果】
【００１４】
本開示の一側面によれば、温度による特性の変化によらず、良好な出力信号を得ることができる。
【００１５】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な太陽電池モードの対数センサの画素の構成を示す図である。
【図２】一般的な太陽電池モードの対数センサの画素の駆動方法を説明するタイミングチャートである。
【図３】リセット電位と収束電位差による収束時間の関係を表した図である。
【図４】本開示に係る技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す上面図である。
【図５】本開示に係る技術を適用した固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】撮像用画素の構成例を示す回路図である。
【図７】温度検出用画素の構成例を示す回路図である。
【図８】温度補正用画素の駆動方法を説明するタイミングチャートである。
【図９】本開示に係る技術を適用した固体撮像装置を有する電子機器の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【図１１】本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。
【図１２】積層型の固体撮像装置の第１の構成例を示す断面図である。
【図１３】積層型の固体撮像装置の第２の構成例を示す断面図である。
【図１４】積層型の固体撮像装置の第３の構成例を示す断面図である。
【図１５】本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
【図１６】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【図１８】体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本開示に係る技術（本技術）の実施の形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行うものとする。
【００１８】
１．本開示に係る技術の概要
２．本開示に係る技術を適用した固体撮像装置の構成例
３．変形例
４．本開示に係る技術を適用した固体撮像装置を有する電子機器の構成例
５．本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の断面構成例
６．本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例
７．移動体への応用例
８．体内情報取得システムへの応用例
【００１９】
＜１．本開示に係る技術の概要＞
【００２０】
（対数センサの画素の構成）
図１は、一般的な太陽電池モードの対数センサの画素の構成を示す図である。
【００２１】
図１において、対数センサの画素は、フォトダイオード１１、リセットトランジスタ１２、増幅トランジスタ１３、バイアストランジスタ１４、増幅トランジスタ１５、及び選択トランジスタ１６を含んで構成される。
【００２２】
フォトダイオード１１は、n型の半導体領域と、p型の半導体領域からなる光電変換部である。リセットトランジスタ１２は、そのゲート電極に印加されるリセット信号（RST）のオンオフに応じて、フォトダイオード１１のリセットを制御する。
【００２３】
増幅トランジスタ１３は、そのゲート電極に印加されるフォトダイオード１１からの信号を増幅し、増幅トランジスタ１５に出力する。バイアストランジスタ１４は、基準となる電流を設定する。
【００２４】
増幅トランジスタ１５は、そのゲート電極に印加されるフォトダイオード１１からの信号を増幅し、選択トランジスタ１６に出力する。選択トランジスタ１６は、そのゲート電極に印加される選択信号（SEL）のオンオフに応じて、増幅トランジスタ１５からの信号を、垂直信号線２１に出力する。
【００２５】
なお、図１の対数センサの画素は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の固体撮像装置において、画素アレイ部に行列状に配置される複数の画素のうちの１つの画素に相当するものである。
【００２６】
また、この画素アレイ部に行列状に配置される複数の画素に対しては、行単位で画素を駆動するためパルス信号を供給するための画素駆動線（不図示）と、列単位で各画素にて生成された画素信号を後段の信号処理回路に供給するための垂直信号線２１が設けられている。
【００２７】
（対数センサの画素の駆動方法）
図２は、一般的な太陽電池モードの対数センサの画素の駆動方法を説明するタイミングチャートである。
【００２８】
図２のタイミングチャートには、対数センサの画素（図１）における、選択トランジスタ１６のゲート電極に印加される選択信号（SEL）と、リセットトランジスタ１２のゲート電極に印加されるリセット信号（RST）と、垂直信号線２１に印加される信号（VSL）のレベルが、時系列で表されている。
【００２９】
また、図２において、SH Line（m line）は、水平mライン目のシャッタ駆動期間を表し、RD Line（n Line）は、mラインよりも後の水平nライン目の読み出し駆動期間を表している。また、SH Lineの期間が終わって、RD Lineの期間が始まるまでの間は、露光時間（Exposure time）を表している（図中の双方向の矢印で示した期間）。
【００３０】
図２に示すように、リセット信号（RST）がHレベルとなり、リセットトランジスタ１２によって、フォトダイオード１１がリセットされた後に、露光時間（Exposure time）において、フォトダイオード１１には、電荷が蓄積される。
【００３１】
そして、選択信号（SEL）がHレベルとなり、選択トランジスタ１６によって、フォトダイオード１１に溜まった電荷が、信号レベル（S：Signal）として読み出され、さらにその後に、リセット信号（RST）がHレベルとなって、フォトダイオード１１がリセットされた状態で、ノイズレベル（N：Noise）が読み出される。このようにして得られる信号レベル（S）とノイズレベル（N）との差分（S-N）が、出力信号（Output）となる。
【００３２】
ここで、対数センサの画素は、フォトダイオード１１に電荷が溜まるまでは、線形の信号（光の強度に対して比例するような信号）を出力し、フォトダイオード１１に電荷が溜まると、発生する電圧に対して電流が指数的に流れるため、電圧と電流とが対数関係となって、対数の信号の出力が開始される。
【００３３】
また、対数センサの画素においては、図中のVSLのBrightの点線で示すように、十分な入射光照度がある場合には、フォトダイオード１１のPNジャンクションに起因する容量が充電され、平衡状態で光電流を対数圧縮した信号が出力される。
【００３４】
一方で、図中のVSLのDarkの実線で示すように、入射光照度が少ない低照度条件において、フォトダイオード１１の容量の充電が不十分である場合、対数センサの画素は、完全な対数出力ではない蓄積された信号を出力することになる。
【００３５】
このとき、VSLのDarkで示される暗時の出力信号が、黒レベルに相当するが、温度が変わると、熱平衡状態が遷移（シフト）するため、黒レベルも変動する。そのため、基準となる黒レベルが変動すると、光入射時の信号も合わせて変動してしまい、温度特性が、出力信号のオフセット成分として現れることになる。
【００３６】
このように、一般的な太陽電池モードの対数センサの画素においては、PN接合の熱平衡状態により、黒レベルが定義されるが、黒レベルが温度依存を持つことになるため、出力信号に、温度依存のあるオフセット成分が重畳することになる。
【００３７】
また、黒レベルが変動することで、フォトダイオード１１の適切なリセットレベルが変動し、温度ごとに、適切なリセットレベルが異なる。
【００３８】
ここで、図３には、リセットレベル（リセット電位）と収束電位差による収束時間の関係を表している。図３においては、横軸は、時間(秒)を表し、縦軸は、フォトダイオード１１に設定され得るリセットレベルを表している。なお、縦軸のリセットレベルは、図中の上側に向かうほど、その値が大きいことを意味する。
【００３９】
線Ｌ１Lと線Ｌ１Hは、温度がt℃となる場合の収束時間の関係を表しているが、「L」と「H」は、リセットレベル（リセット電位）として、L(Low)レベルとH(High)レベルであることをそれぞれ意味している。
【００４０】
温度がt℃となる場合において、線Ｌ１Lと線Ｌ１Hを比べれば、線Ｌ１Lよりも線Ｌ１Hのほうが、収束時間が短いことが分かる。すなわち、温度がt℃の場合、リセットレベルとして、Hレベルを設定したほうが、Lレベルを設定した場合よりも、図中の双方向の矢印で示した時間D1だけ収束時間が短くなるので、Hレベルが、より適切なリセットレベルであると言える。
【００４１】
また、線Ｌ２Lと線Ｌ２Hは、温度が10t℃（t℃の10倍の温度）となる場合の収束時間の関係を表している。温度が10t℃の場合には、リセットレベルとして、Hレベルを設定したほうが、Lレベルを設定した場合よりも、図中の双方向の矢印で示した時間D2だけ収束時間が短くなる。そのため、Hレベルが、より適切なリセットレベルであると言える。
【００４２】
同様に、線Ｌ３Lと線Ｌ３Hは、温度が100t℃（t℃の100倍の温度）となる場合の収束時間の関係、線Ｌ４Lと線Ｌ４Hは、温度が1000t℃（t℃の1000倍の温度）となる場合の収束時間の関係をそれぞれ表している。これらの温度の場合でも、収束時間を短くできる最適なリセットレベルは、LレベルとHレベルのうち、どちらかのレベルになる。
【００４３】
このように、一般的な太陽電池モードの対数センサの画素においては、黒レベルが変動することで温度ごとに、最適なリセットレベルが異なるため、不適切なリセットレベルを設定してしまうと、露光開始からリセットレベルが収束するまでの時間（ログ応答遷移期間）が長くなってしまう。その結果として、ログ応答遷移期間が、露光時間（Exposure time）を超えてしまうような場合があり、そのような場合には、ログ応答遷移期間の終了前に、信号の読み出しが開始されてしまい、低照度領域でログ応答せずに、SN比を悪化させることになる。
【００４４】
以上をまとめると、一般的な太陽電池モードの対数センサの画素においては、温度による特性の変化があるため、次のような問題がある。
【００４５】
すなわち、第１に、黒レベルが温度依存を持つことで、出力信号に、温度依存のあるオフセット成分が重畳してしまう。そのため、正しい出力信号を得るためには、このオフセット成分を除去する必要がある。
【００４６】
第２に、黒レベルが遷移することで、適切なリセットレベルが温度ごとに異なるため、不適切なリセットレベルが設定されると、ログ応答遷移期間が長くなって、低照度領域でログ応答せずに、SN比が悪化してしまう。そのため、温度ごとに適切なリセットレベルを設定する必要がある。
【００４７】
そこで、本開示に係る技術（本技術）では、上述した問題を解決するために、温度による特性の変化によらず、良好な出力信号を得ることができる、太陽電池モードの対数センサ（固体撮像装置）を提案する。以下、このような問題点を解決するための構成を有する固体撮像装置について説明する。
【００４８】
＜２．本開示に係る技術を適用した固体撮像装置の構成例＞
【００４９】
（固体撮像装置の構成例）
次に、図４及び図５を参照して、本開示に係る技術を適用した固体撮像装置の構成例を説明する。図４は、固体撮像装置１００（の画素アレイ部）を、光入射側から見た場合の上面図を表している。
【００５０】
図４において、固体撮像装置１００は、光電流を対数圧縮した信号を出力する、太陽電池モードの対数センサであって、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等のイメージセンサとして構成される。
【００５１】
固体撮像装置１００において、画素アレイ部１０１は、光入射側の一部の領域が、遮光膜等の入射光を遮ることが可能な部材によって、額縁状に遮光されている。すなわち、画素アレイ部１０１においては、光入射側の領域が、光が入射される開口領域１０２と、光が遮光される遮光領域１０３とに分けられている。
【００５２】
画素アレイ部１０１には、撮像用画素１１１Ｉと温度検出用画素１１１Ｔが行列状に配置されるが、中央の開口領域１０２に、複数の撮像用画素１１１Ｉが配置され、その周辺の遮光領域１０３に、１又は複数の温度検出用画素１１１Ｔが配置される。なお、遮光領域１０３には、後段の信号処理回路で用いられる黒レベルを検出するための黒レベル検出用画素が配置されている。
【００５３】
開口領域１０２においては、光入射側にフィルタを設けることで、例えばベイヤー配列により、複数の撮像用画素１１１Ｉを２次元状に配置することができる。ここで、ベイヤー配列とは、緑（G）のG画素が市松状に配され、残った部分に、赤（R）のR画素と、青（B）のB画素とが一列ごとに交互に配される配列パターンである。
【００５４】
撮像用画素１１１Ｉは、太陽電池と同様に開回路で動作するフォトダイオードと、画素トランジスタを有し、対数特性の出力信号（色成分信号）を生成する。なお、撮像用画素１１１Ｉの詳細な構成は、図６を参照して後述する。
【００５５】
一方で、遮光領域１０３においては、任意の領域に、任意の数の温度検出用画素１１１Ｔを配置することができる。すなわち、温度検出用画素１１１Ｔは、遮光領域１０３内であれば、配置される場所に制限はなく、１画素だけ配置してもよいし、行単位（例えば１行や複数行）や列単位（例えば１列や複数例）で複数の画素を配置するようにしてもよい。
【００５６】
ただし、遮光領域１０３に配置される温度検出用画素１１１Ｔとしては、開口領域１０２に配置される撮像用画素１１１Ｉに対し、より近くの位置に、より多くの数を配置することで、検出結果のばらつきを抑制して、より正確な温度情報を得ることができるため、そのような配置にすることが好ましい。
【００５７】
温度検出用画素１１１Ｔは、太陽電池と同様に開回路で動作するフォトダイオードと、画素トランジスタとともに、当該フォトダイオードに対し、容量を接続して外部から定電流を印加することで、温度検出用信号を生成する。なお、温度検出用画素１１１Ｔの詳細な構成は、図７を参照して後述する。
【００５８】
図５は、図４に示した撮像用画素１１１Ｉと温度検出用画素１１１Ｔの後段に設けられる信号処理回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【００５９】
すなわち、固体撮像装置１００は、撮像用画素１１１Ｉと温度検出用画素１１１Ｔが行列状に配置された画素アレイ部１０１（図４）のほかに、信号増幅部１１２、AD変換部１１３、平均値算出部１１４、温度算出部１１５、リセット電圧設定部１１６、黒基準設定部１１７、及びオフセット補正部１１８を含んで構成される。
【００６０】
ただし、図５においては、画素アレイ部１０１に行列状に配置される複数の画素のうち、撮像用画素１１１Ｉと温度検出用画素１１１Ｔを１つずつ例示している。また、図５においては、撮像用画素１１１Ｉからの色成分信号に応じた信号の流れを通常の線で表し、温度検出用画素１１１Ｔからの温度検出信号に応じた信号の流れを太線で表している。
【００６１】
撮像用画素１１１Ｉにより得られる色成分信号は、信号増幅部１１２に供給される。また、温度検出用画素１１１Ｔにより得られる温度検出用信号は、信号増幅部１１２に供給される。
【００６２】
信号増幅部１１２は、撮像用画素１１１Ｉからの色成分信号を増幅し、AD変換部１１３に供給する。また、信号増幅部１１２は、温度検出用画素１１１Ｔからの温度検出用信号を増幅し、AD変換部１１３に供給する。
【００６３】
AD変換部１１３は、信号増幅部１１２からの色成分信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換して、オフセット補正部１１８に供給する。また、AD変換部１１３は、信号増幅部１１２からの温度検出用信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換して、平均値算出部１１４に供給する。
【００６４】
ただし、ここでは、画素アレイ部１０１（図４）の遮光領域１０３に、複数の温度検出用画素１１１Ｔが配置される場合を例示しており、平均値算出部１１４には、複数の温度検出用画素１１１Ｔからの温度検出用信号であって、増幅及びAD変換が施された信号が入力されることになる。
【００６５】
平均値算出部１１４は、そこに入力される複数の温度検出用信号に応じた値の平均値を算出し、温度算出部１１５に供給する。
【００６６】
温度算出部１１５は、平均値算出部１１４からの平均値に基づいて、遮光領域１０３に配置される温度検出用画素１１１Ｔの近傍の温度を算出する。温度算出部１１５は、算出した温度情報を、リセット電圧設定部１１６及び黒基準設定部１１７に供給する。
【００６７】
リセット電圧設定部１１６は、温度算出部１１５からの温度情報に基づいて、撮像用画素１１１Ｉのフォトダイオード（図６のフォトダイオード１５１）に設定されるリセットレベルを、適切なリセットレベルに換算（変換）する。リセット電圧設定部１１６は、換算により得られる適切なリセットレベルを、撮像用画素１１１Ｉのフォトダイオード（図６のフォトダイオード１５１）のリセットレベルとして設定する（フィードバックする）。
【００６８】
黒基準設定部１１７は、温度算出部１１５からの温度情報に基づいて、黒レベル検出用画素から得られる黒レベルを、適切な黒レベルに換算（変換）して、オフセット量を算出する。黒基準設定部１１７は、換算により得られるオフセット量を、オフセット補正部１１８に設定する。
【００６９】
オフセット補正部１１８には、AD変換部１１３からの信号と、黒基準設定部１１７からのオフセット量が入力される。オフセット補正部１１８は、黒基準設定部１１７により設定されたオフセット量に基づいて、撮像用画素１１１Ｉからの色成分信号であって、増幅及びAD変換が施された信号を補正する。このオフセット量を補正することで得られる出力信号は、後段の画像処理回路（不図示）に出力される。
【００７０】
以上のように構成される固体撮像装置１００においては、温度検出用画素１１１Ｔの出力が、撮像用画素１１１Ｉの出力と同様にAD変換され、複数の温度検出用画素１１１Ｔを有する場合には、その平均値が算出される。また、温度算出部１１５によって、温度情報が算出され、黒基準設定部１１７では、温度情報が黒レベルに換算されてオフセット量が算出される。
【００７１】
一方で、リセット電圧設定部１１６では、温度情報が適切なリセットレベルに換算され、撮像用画素１１１Ｉ（のフォトダイオード）のリセットレベルとしてフィードバックされる。そして、この状態で、撮像用画素１１１Ｉでは、読み出しが行われ、その結果得られる出力信号（色成分信号）が、オフセット補正部１１８によって、先に算出しておいたオフセット量を用いて補正される。これにより、温度に合わせたリセットレベルで撮像された出力信号（色成分信号）から、オフセット量を補正することが可能となる。
【００７２】
（撮像用画素の回路図）
図６は、図４又は図５の撮像用画素１１１Ｉの構成例を示す回路図である。
【００７３】
図６において、撮像用画素１１１Ｉは、フォトダイオード１５１、リセットトランジスタ１５２、増幅トランジスタ１５３、バイアストランジスタ１５４、増幅トランジスタ１５５、及び選択トランジスタ１５６から構成される。
【００７４】
フォトダイオード１５１は、n型の半導体領域と、p型の半導体領域からなる光電変換部である。フォトダイオード１５１において、カソード電極は、中間電位Vmidに接続され、アノード電極は、リセットトランジスタ１５２のソースと増幅トランジスタ１５３のゲートに接続される。
【００７５】
リセットトランジスタ１５２において、そのドレインは、リセット電位Vresetに接続され、そのソースは、フォトダイオード１５１と増幅トランジスタ１５３のゲートに接続される。なお、このリセット電位Vresetが、上述のリセットレベル（リセット電位）に相当する。また、リセットトランジスタ１５２のゲート電極には、リセット信号（RST）が印加される。このリセット信号（RST）がアクティブ状態になると、リセットトランジスタ１５２のリセットゲートが導通状態となり、フォトダイオード１５１の電位がリセットされる。ただし、フォトダイオード１５１のリセットレベル（リセット電位）は、リセット電圧設定部１１６（図５）により設定される。
【００７６】
増幅トランジスタ１５３において、そのドレインは、電源電圧Vddと接続され、そのソースは、バイアストランジスタ１５４のドレインと増幅トランジスタ１５５のゲートに接続される。増幅トランジスタ１５３のゲートは、フォトダイオード１５１とリセットトランジスタ１５２のドレインに接続される。増幅トランジスタ１５３のゲート電極には、フォトダイオード１５１からの信号が印加されるので、その信号を増幅して、増幅トランジスタ１５５に出力する。
【００７７】
バイアストランジスタ１５４において、そのドレインは、増幅トランジスタ１５３のソースと増幅トランジスタ１５５のゲートに接続され、そのソースは接地されている。バイアストランジスタ１５４のゲート電極には、所定の信号が印加され、基準となる電流を設定する。
【００７８】
増幅トランジスタ１５５において、そのドレインは、電源電圧Vddと接続され、そのソースは、選択トランジスタ１５６のドレインと接続される。増幅トランジスタ１５５のゲートは、増幅トランジスタ１５３のソースとバイアストランジスタ１５４のドレインに接続される。増幅トランジスタ１５５のゲート電極には、フォトダイオード１５１からの信号が印加されるので、その信号を増幅して、選択トランジスタ１５６に出力する。
【００７９】
選択トランジスタ１５６は、そのドレインが、増幅トランジスタ１５５のソースと接続され、そのソースが、垂直信号線（VSL）１６１に接続される。また、選択トランジスタ１５６のゲート電極には、選択信号（SEL）が印加される。この選択信号（SEL）がアクティブ状態になると、選択トランジスタ１５６が導通状態となり、撮像用画素１１１Ｉが選択状態となる。これにより、増幅トランジスタ１５５から出力される信号が、選択トランジスタ１５６を介して、垂直信号線１６１に出力される。
【００８０】
なお、図６の撮像用画素１１１Ｉは、太陽電池モードの対数センサの画素であって、画素アレイ部１０１の開口領域１０２に行列状に配置される複数の画素のうちの１つの画素に相当する。また、この画素アレイ部１０１の開口領域１０２に配置される複数の撮像用画素１１１Ｉに対しては、行単位で画素を駆動するためのパルス信号を供給するための画素駆動信号（不図示）と、列単位で各画素にて生成された画素信号（色成分信号）を後段の信号処理回路（図５）に供給するための垂直信号線１６１が設けられている。
【００８１】
以上のように構成される撮像用画素１１１Ｉにおいては、PNジャンクションの順方向に電流を流したときに生じる電位差、すなわち、電圧が電流の対数と比例する関係を用い、この順方向の電流を、光電変換によって発生した光電流に置き換えて、PNジャンクションの順方向の電圧をモニタすることで、光電流を対数圧縮した信号を得ることができる。
【００８２】
（温度検出用画素の回路図）
図７は、図４又は図５の温度検出用画素１１１Ｔの構成例を示す回路図である。
【００８３】
図７において、温度検出用画素１１１Ｔは、フォトダイオード１７１、リセットトランジスタ１７２、増幅トランジスタ１７３、バイアストランジスタ１７４、増幅トランジスタ１７５、選択トランジスタ１７６、及びコンデンサ１９１を含んで構成される。
【００８４】
図７の温度検出用画素１１１Ｔにおいて、フォトダイオード１７１乃至選択トランジスタ１７６は、図６の撮像用画素１１１Ｉのフォトダイオード１５１乃至選択トランジスタ１５６と同様に構成される。すなわち、図７の温度検出用画素１１１Ｔにおいては、フォトダイオード１７１に対して、コンデンサ１９１が接続されている点が、図６の撮像用画素１１１Ｉと異なる。
【００８５】
コンデンサ１９１は、一方の電極が、フォトダイオード１７１、リセットトランジスタ１７２のソース、及び増幅トランジスタ１７３のゲートに接続され、他方の電極が、定電流源からの定電流が流れる駆動線WDRVに接続される。このような構成によって、フォトダイオード１７１に対して、容量を接続することで、外部から定電流を印加することができる。
【００８６】
ここで、温度検出用画素１１１Ｔは、遮光領域１０３に配置され、入射光が遮られているため、コンデンサ１９１を介して、フォトダイオード１７１に印加される定電流が、光電流に相当し、この光電流によって、ある光が入射した際に出力される信号電圧を読み取ることが可能となる。そして、この信号電圧が、温度に応じて変動するため、後段の温度算出部１１５（図５）では、温度検出用画素１１１Ｔの出力（温度検出用信号）から、当該信号電圧に応じた温度情報を得ることが可能となる。
【００８７】
すなわち、光電流に相当する定電流が一定である場合に、遮光領域１０３に配置された温度検出用画素１１１Ｔからの出力（温度検出用信号）が異なれば、その出力の変動は、温度の変動に相当しているため、温度算出部１１５は、その変動に応じた温度情報を得ることができる。
【００８８】
（温度検出用画素の駆動方法）
図８は、図７の温度検出用画素１１１Ｔの駆動方法を説明するタイミングチャートである。
【００８９】
図８のタイミングチャートには、行アドレス（Row Address）とともに、温度検出用画素１１１Ｔ（図７）における、駆動線WDRVの定電流と、リセットトランジスタ１７２のゲート電極に印加されるリセット信号（RST）と、選択トランジスタ１７６のゲート電極に印加される選択信号（SEL）のレベルが、時系列で表されている。
【００９０】
図８に示すように、選択信号（SEL）がHレベルとなり、選択トランジスタ１７６によって、フォトダイオード１７１から信号レベル（S）が読み出され（図中の「Data read」）、さらにその後に、リセット信号（RST）がHレベルとなって、フォトダイオード１７１がリセットされた状態で、ノイズレベル（N）が読み出される（図中の「Reset read」）。
【００９１】
ここで、信号レベル（S）が読み出される「Data read」のタイミングで、駆動線WDRVをスイープすることにより、フォトダイオード１７１には、ランプ波となる定電流が印加される。このフォトダイオード１７１に印加される定電流が、光電流に相当するので、ある光が入射した際に出力される信号電圧を読み取ることが可能となる。
【００９２】
以上のように構成される温度検出用画素１１１Ｔにおいては、フォトダイオード１７１に対して容量が接続され、外部から定電流が印加されるようにすることで、その出力（温度検出用信号）が、温度で変動するため、後段の温度算出部１１５（図５）では、温度情報を取得することができる。
【００９３】
以上のように、固体撮像装置１００の画素アレイ部１０１においては、中央の開口領域１０２に配置される撮像用画素１１１Ｉのほかに、その周辺の遮光領域１０３に、温度検出用画素１１１Ｔを配置することで、温度検出用画素１１１Ｔから出力される温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、撮像用画素１１１Ｉから出力される色成分信号を補正することができる。
【００９４】
このとき、固体撮像装置１００においては、撮像用画素１１１Ｉのフォトダイオード１５１が、リセット電圧設定部１１６により設定される、温度情報に応じた適切なリセットレベルでリセットされる。また、黒基準設定部１１７によって、温度情報に応じた適切な黒レベルが設定される。そして、オフセット補正部１１８によって、適切なリセットレベルが設定された状態で得られる色成分信号に対し、適切な黒レベルから得られるオフセット量を補正することになる。
【００９５】
これにより、一般的な太陽電池モードの対数センサの画素においては、温度による特性の変化があるために、黒レベルが温度依存を持つことで、出力信号に、温度依存のあるオフセット成分が重畳してしまうという問題があったが、本開示に係る技術によれば、オフセット補正部１１８によって、色成分信号に対し、適切な黒レベルから得られるオフセット量を補正することで、温度依存のあるオフセット成分が除去され、正しい出力信号を得ることができる。
【００９６】
また、黒レベルが温度依存を持つことで、黒レベルが遷移すると、撮像用画素１１１Ｉのフォトダイオード１５１に対する適切なリセットレベルが、温度ごとに異なるため、不適切なリセットレベルが設定されると、ログ応答遷移期間が長くなって、低照度領域でログ応答せずにSN比が悪化する問題があったが、本開示に係る技術によれば、リセット電圧設定部１１６によって、温度情報に応じたリセットレベルを設定することで、温度ごとに、適切なリセットレベル（例えばログ応答遷移期間がより短くなるようなリセットレベル）を設定して、ログ応答遷移期間が長くなるのを防ぎ、SN比の悪化を抑制することができる。
【００９７】
なお、上述した図２の例においては、VSLのDarkとBrightの信号の両方に、温度に応じたオフセット成分が含まれることになるが、本開示に係る技術によれば、オフセット量を、DarkとBrightの信号の両方に補正することができる。
【００９８】
＜３．変形例＞
【００９９】
上述した説明では、温度検出用画素１１１Ｔ（図５）から出力される温度検出信号を、AD変換部１１３（図５）によって、アナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号として処理する構成を説明したが、温度検出信号は、デジタル信号に変換せずに、アナログ信号のまま処理するようにしてもよい。また、撮像用画素１１１Ｉ（図５）から出力される出力信号（色成分信号）は、オフセット補正部１１８（図５）の前段でAD変換するのではなく、オフセット補正部１１８によりオフセット補正された後に、AD変換するようにしてもよい。
【０１００】
また、上述した説明では、温度検出用画素１１１Ｔの構成として、フォトダイオード１７１に対して容量を接続する構成を説明したが、この構成は一例であって、温度情報を得ることが可能な構成であれば、他の構成を用いるようにしてもよい。
【０１０１】
また、上述した説明では、平均値算出部１１４（図５）により、複数の温度検出用画素１１１Ｔ（図５）から得られる温度検出信号の平均値が算出されるとして説明したが、平均値以外の統計値（例えば、中央値や最頻値、最大値、最小値など）を算出して用いるようにしてもよい。
【０１０２】
また、遮光領域１０３内における温度検出用画素１１１Ｔの配置によっては、複数の温度検出用画素１１１Ｔから温度検出信号が得られる場合でも、平均化などを行わずに、各列での補正が行われるようにしてもよい。さらに、例えば、遮光領域１０３内に、温度検出用画素１１１Ｔが１つだけ設けられる場合などには、平均値を算出する必要はないので、平均値算出部１１４（図５）を設ける必要はない。
【０１０３】
さらに、上述した説明では、黒基準設定部１１７により、オフセット量が算出されるとして説明したが、オフセット量は、オフセット補正部１１８により算出されるようにしてもよい。
【０１０４】
なお、固体撮像装置１００においては、例えば、図３に示した収束時間の関係が得られる場合に、温度算出部１１５によりt℃が算出されたとき、リセット電圧設定部１１６によって、HレベルとLレベルのうち、より収束するまでの時間が短い（ログ応答遷移期間がより短い）Hレベルを、フォトダイオード１５１のリセットレベル（リセット電位）として設定することができる。
【０１０５】
ただし、図３の例では、HレベルとLレベルの２値で比較しているが、HレベルとLレベルの２値に限定されるものではなく、システムの設定し得るリセット電位のうち、最適なリセット電位を選択して、フォトダイオード１５１のリセットレベル（リセット電位）として設定することができる。すなわち、ここで設定し得るリセット電位の数は、システムに依存することになる。
【０１０６】
＜４．本開示に係る技術を適用した固体撮像装置を有する電子機器の構成例＞
【０１０７】
図９は、本開示に係る技術を適用した固体撮像装置を有する電子機器１０００の構成例を示すブロック図である。
【０１０８】
電子機器１０００は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、スマートフォンやタブレット型端末等の携帯端末装置などの電子機器である。
【０１０９】
電子機器１０００は、固体撮像素子１００１、DSP回路１００２、フレームメモリ１００３、表示部１００４、記録部１００５、操作部１００６、及び、電源部１００７から構成される。また、電子機器１０００において、DSP回路１００２、フレームメモリ１００３、表示部１００４、記録部１００５、操作部１００６、及び電源部１００７は、バスライン１００８を介して相互に接続されている。
【０１１０】
固体撮像素子１００１は、上述した固体撮像装置１００に対応しており、図４や図５等に示した構成からなる。すなわち、固体撮像装置１００において、画素アレイ部１０１には、開口領域１０２に、複数の撮像用画素１１１Ｉが配置され、遮光領域１０３に、１又は複数の温度検出用画素１１１Ｔが配置されている。
【０１１１】
DSP回路１００２は、固体撮像素子１００１から供給される信号を処理するカメラ信号処理回路である。DSP回路１００２は、固体撮像素子１００１からの信号を処理して得られる画像データを出力する。フレームメモリ１００３は、DSP回路１００２により処理された画像データを、フレーム単位で一時的に保持する。
【０１１２】
表示部１００４は、例えば、液晶パネルや有機EL(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像素子１００１で撮像された動画又は静止画を表示する。記録部１００５は、固体撮像素子１００１で撮像された動画又は静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体に記録する。
【０１１３】
操作部１００６は、ユーザによる操作に従い、電子機器１０００が有する各種の機能についての操作指令を出力する。電源部１００７は、DSP回路１００２、フレームメモリ１００３、表示部１００４、記録部１００５、及び、操作部１００６の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【０１１４】
電子機器１０００は、以上のように構成される。本開示に係る技術は、以上説明したように、固体撮像素子１００１に適用される。具体的には、図５の固体撮像装置１００は、固体撮像素子１００１に適用することができる。固体撮像素子１００１に本開示に係る技術を適用することにより、例えば、温度による特性の変化によらず、良好な出力信号を得ることができるため、温度が変化し得る環境においても、より高品質な撮像画像を得ることができる。
【０１１５】
＜５．本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の断面構成例＞
【０１１６】
図１０は、本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【０１１７】
固体撮像装置では、画素２００１０を構成するＰＤ（フォトダイオード）２００１９が、半導体基板２００１８の裏面（図では上面）側から入射する入射光２０００１を受光する。ＰＤ２００１９の上方には、平坦化膜２００１３，ＣＦ（カラーフィルタ）２００１２、及び、マイクロレンズ２００１１が設けられており、ＰＤ２００１９では、各部を順次介して入射した入射光２０００１を、受光面２００１７で受光して光電変換が行われる。
【０１１８】
例えば、ＰＤ２００１９は、ｎ型半導体領域２００２０が、電荷（電子）を蓄積する電荷蓄積領域として形成されている。ＰＤ２００１９においては、ｎ型半導体領域２００２０は、半導体基板２００１８のｐ型半導体領域２００１６，２００４１の内部に設けられている。ｎ型半導体領域２００２０の、半導体基板２００１８の表面（下面）側には、裏面（上面）側よりも不純物濃度が高いｐ型半導体領域２００４１が設けられている。つまり、ＰＤ２００１９は、ＨＡＤ（Ｈｏｌｅ−Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｄｉｏｄｅ）構造になっており、ｎ型半導体領域２００２０の上面側と下面側との各界面において、暗電流が発生することを抑制するように、ｐ型半導体領域２００１６，２００４１が形成されている。
【０１１９】
半導体基板２００１８の内部には、複数の画素２００１０の間を電気的に分離する画素分離部２００３０が設けられており、この画素分離部２００３０で区画された領域に、ＰＤ２００１９が設けられている。図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、画素分離部２００３０は、例えば、複数の画素２００１０の間に介在するように格子状に形成されており、ＰＤ２００１９は、この画素分離部２００３０で区画された領域内に形成されている。
【０１２０】
各ＰＤ２００１９では、アノードが接地されており、固体撮像装置において、ＰＤ２００１９が蓄積した信号電荷（例えば、電子）は、図示せぬ転送Ｔｒ（ＭＯＳ  ＦＥＴ）等を介して読み出され、電気信号として、図示せぬＶＳＬ（垂直信号線）へ出力される。
【０１２１】
配線層２００５０は、半導体基板２００１８のうち、遮光膜２００１４，ＣＦ２００１２、マイクロレンズ２００１１等の各部が設けられた裏面（上面）とは反対側の表面（下面）に設けられている。
【０１２２】
配線層２００５０は、配線２００５１と絶縁層２００５２とを含み、絶縁層２００５２内において、配線２００５１が各素子に電気的に接続するように形成されている。配線層２００５０は、いわゆる多層配線の層になっており、絶縁層２００５２を構成する層間絶縁膜と配線２００５１とが交互に複数回積層されて形成されている。ここでは、配線２００５１としては、転送Ｔｒ等のＰＤ２００１９から電荷を読み出すためのＴｒへの配線や、ＶＳＬ等の各配線が、絶縁層２００５２を介して積層されている。
【０１２３】
配線層２００５０の、ＰＤ２００１９が設けられている側に対して反対側の面には、支持基板２００６１が設けられている。例えば、厚みが数百μｍのシリコン半導体からなる基板が、支持基板２００６１として設けられている。
【０１２４】
遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の裏面（図では上面）の側に設けられている。
【０１２５】
遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の上方から半導体基板２００１８の下方へ向かう入射光２０００１の一部を、遮光するように構成されている。
【０１２６】
遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の内部に設けられた画素分離部２００３０の上方に設けられている。ここでは、遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の裏面（上面）上において、シリコン酸化膜等の絶縁膜２００１５を介して、凸形状に突き出るように設けられている。これに対して、半導体基板２００１８の内部に設けられたＰＤ２００１９の上方においては、ＰＤ２００１９に入射光２０００１が入射するように、遮光膜２００１４は、設けられておらず、開口している。
【０１２７】
つまり、図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、遮光膜２００１４の平面形状は、格子状になっており、入射光２０００１が受光面２００１７へ通過する開口が形成されている。
【０１２８】
遮光膜２００１４は、光を遮光する遮光材料で形成されている。例えば、チタン（Ｔｉ）膜とタングステン（Ｗ）膜とを、順次、積層することで、遮光膜２００１４が形成されている。この他に、遮光膜２００１４は、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）膜とタングステン（Ｗ）膜とを、順次、積層することで形成することができる。また、遮光膜２００１４は、ナイトライド（Ｎ）などで被覆されていても良い。
【０１２９】
遮光膜２００１４は、平坦化膜２００１３によって被覆されている。平坦化膜２００１３は、光を透過する絶縁材料を用いて形成されている。
【０１３０】
画素分離部２００３０は、溝部２００３１、固定電荷膜２００３２、及び、絶縁膜２００３３を有する。
【０１３１】
固定電荷膜２００３２は、半導体基板２００１８の裏面（上面）の側において、複数の画素２００１０の間を区画している溝部２００３１を覆うように形成されている。
【０１３２】
具体的には、固定電荷膜２００３２は、半導体基板２００１８において裏面（上面）側に形成された溝部２００３１の内側の面を一定の厚みで被覆するように設けられている。そして、その固定電荷膜２００３２で被覆された溝部２００３１の内部を埋め込むように、絶縁膜２００３３が設けられている（充填されている）。
【０１３３】
ここでは、固定電荷膜２００３２は、半導体基板２００１８との界面部分において正電荷（ホール）蓄積領域が形成されて暗電流の発生が抑制されるように、負の固定電荷を有する高誘電体を用いて形成されている。固定電荷膜２００３２が負の固定電荷を有するように形成されていることで、その負の固定電荷によって、半導体基板２００１８との界面に電界が加わり、正電荷（ホール）蓄積領域が形成される。
【０１３４】
固定電荷膜２００３２は、例えば、ハフニウム酸化膜（ＨｆＯ２膜）で形成することができる。また、固定電荷膜２００３２は、その他、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、アルミニウム、タンタル、チタン、マグネシウム、イットリウム、ランタノイド元素等の酸化物の少なくとも１つを含むように形成することができる。
【０１３５】
本開示に係る技術は、以上のような固体撮像装置に適用することができる。
【０１３６】
＜６．本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例＞
【０１３７】
図１１は、本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。
【０１３８】
図１１のＡは、非積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置２３０１０は、図１１のＡに示すように、１枚のダイ（半導体基板）２３０１１を有する。このダイ２３０１１には、画素がアレイ状に配置された画素領域２３０１２と、画素の駆動その他の各種の制御を行う制御回路２３０１３と、信号処理するためのロジック回路２３０１４とが搭載されている。
【０１３９】
図１１のＢ及びＣは、積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置２３０２０は、図１１のＢ及びＣに示すように、センサダイ２３０２１とロジックダイ２３０２４との２枚のダイが積層され、電気的に接続されて、１つの半導体チップとして構成されている。
【０１４０】
図１１のＢでは、センサダイ２３０２１には、画素領域２３０１２と制御回路２３０１３が搭載され、ロジックダイ２３０２４には、信号処理を行う信号処理回路を含むロジック回路２３０１４が搭載されている。
【０１４１】
図１１のＣでは、センサダイ２３０２１には、画素領域２３０１２が搭載され、ロジックダイ２３０２４には、制御回路２３０１３及びロジック回路２３０１４が搭載されている。
【０１４２】
図１２は、積層型の固体撮像装置２３０２０の第１の構成例を示す断面図である。
【０１４３】
センサダイ２３０２１には、画素領域２３０１２となる画素を構成するＰＤ（フォトダイオード）や、ＦＤ（フローティングディフュージョン）、Ｔｒ（ＭＯＳ  ＦＥＴ）、及び、制御回路２３０１３となるＴｒ等が形成される。さらに、センサダイ２３０２１には、複数層、本例では３層の配線２３１１０を有する配線層２３１０１が形成される。なお、制御回路２３０１３（となるＴｒ）は、センサダイ２３０２１ではなく、ロジックダイ２３０２４に構成することができる。
【０１４４】
ロジックダイ２３０２４には、ロジック回路２３０１４を構成するＴｒが形成される。さらに、ロジックダイ２３０２４には、複数層、本例では３層の配線２３１７０を有する配線層２３１６１が形成される。また、ロジックダイ２３０２４には、内壁面に絶縁膜２３１７２が形成された接続孔２３１７１が形成され、接続孔２３１７１内には、配線２３１７０等と接続される接続導体２３１７３が埋め込まれる。
【０１４５】
センサダイ２３０２１とロジックダイ２３０２４とは、互いの配線層２３１０１及び２３１６１が向き合うように貼り合わされ、これにより、センサダイ２３０２１とロジックダイ２３０２４とが積層された積層型の固体撮像装置２３０２０が構成されている。センサダイ２３０２１とロジックダイ２３０２４とが貼り合わされる面には、保護膜等の膜２３１９１が形成されている。
【０１４６】
センサダイ２３０２１には、センサダイ２３０２１の裏面側（ＰＤに光が入射する側）（上側）からセンサダイ２３０２１を貫通してロジックダイ２３０２４の最上層の配線２３１７０に達する接続孔２３１１１が形成される。さらに、センサダイ２３０２１には、接続孔２３１１１に近接して、センサダイ２３０２１の裏面側から１層目の配線２３１１０に達する接続孔２３１２１が形成される。接続孔２３１１１の内壁面には、絶縁膜２３１１２が形成され、接続孔２３１２１の内壁面には、絶縁膜２３１２２が形成される。そして、接続孔２３１１１及び２３１２１内には、接続導体２３１１３及び２３１２３がそれぞれ埋め込まれる。接続導体２３１１３と接続導体２３１２３とは、センサダイ２３０２１の裏面側で電気的に接続され、これにより、センサダイ２３０２１とロジックダイ２３０２４とが、配線層２３１０１、接続孔２３１２１、接続孔２３１１１、及び、配線層２３１６１を介して、電気的に接続される。
【０１４７】
図１３は、積層型の固体撮像装置２３０２０の第２の構成例を示す断面図である。
【０１４８】
固体撮像装置２３０２０の第２の構成例では、センサダイ２３０２１に形成する１つの接続孔２３２１１によって、センサダイ２３０２１（の配線層２３１０１（の配線２３１１０））と、ロジックダイ２３０２４（の配線層２３１６１（の配線２３１７０））とが電気的に接続される。
【０１４９】
すなわち、図１３では、接続孔２３２１１が、センサダイ２３０２１の裏面側からセンサダイ２３０２１を貫通してロジックダイ２３０２４の最上層の配線２３１７０に達し、且つ、センサダイ２３０２１の最上層の配線２３１１０に達するように形成される。接続孔２３２１１の内壁面には、絶縁膜２３２１２が形成され、接続孔２３２１１内には、接続導体２３２１３が埋め込まれる。上述の図１２では、２つの接続孔２３１１１及び２３１２１によって、センサダイ２３０２１とロジックダイ２３０２４とが電気的に接続されるが、図１３では、１つの接続孔２３２１１によって、センサダイ２３０２１とロジックダイ２３０２４とが電気的に接続される。
【０１５０】
図１４は、積層型の固体撮像装置２３０２０の第３の構成例を示す断面図である。
【０１５１】
図１４の固体撮像装置２３０２０は、センサダイ２３０２１とロジックダイ２３０２４とが貼り合わされる面に、保護膜等の膜２３１９１が形成されていない点で、センサダイ２３０２１とロジックダイ２３０２４とが貼り合わされる面に、保護膜等の膜２３１９１が形成されている図１２の場合と異なる。
【０１５２】
図１４の固体撮像装置２３０２０は、配線２３１１０及び２３１７０が直接接触するように、センサダイ２３０２１とロジックダイ２３０２４とを重ね合わせ、所要の加重をかけながら加熱し、配線２３１１０及び２３１７０を直接接合することで構成される。
【０１５３】
図１５は、本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
【０１５４】
図１５では、固体撮像装置２３４０１は、センサダイ２３４１１と、ロジックダイ２３４１２と、メモリダイ２３４１３との３枚のダイが積層された３層の積層構造になっている。
【０１５５】
メモリダイ２３４１３は、例えば、ロジックダイ２３４１２で行われる信号処理において一時的に必要となるデータの記憶を行うメモリ回路を有する。
【０１５６】
図１５では、センサダイ２３４１１の下に、ロジックダイ２３４１２及びメモリダイ２３４１３が、その順番で積層されているが、ロジックダイ２３４１２及びメモリダイ２３４１３は、逆順、すなわち、メモリダイ２３４１３及びロジックダイ２３４１２の順番で、センサダイ２３４１１の下に積層することができる。
【０１５７】
なお、図１５では、センサダイ２３４１１には、画素の光電変換部となるＰＤや、画素Ｔｒのソース／ドレイン領域が形成されている。
【０１５８】
ＰＤの周囲にはゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され、ゲート電極と対のソース／ドレイン領域により画素Ｔｒ２３４２１、画素Ｔｒ２３４２２が形成されている。
【０１５９】
ＰＤに隣接する画素Ｔｒ２３４２１が転送Ｔｒであり、その画素Ｔｒ２３４２１を構成する対のソース／ドレイン領域の一方がＦＤになっている。
【０１６０】
また、センサダイ２３４１１には、層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜には、接続孔が形成される。接続孔には、画素Ｔｒ２３４２１、及び、画素Ｔｒ２３４２２に接続する接続導体２３４３１が形成されている。
【０１６１】
さらに、センサダイ２３４１１には、各接続導体２３４３１に接続する複数層の配線２３４３２を有する配線層２３４３３が形成されている。
【０１６２】
また、センサダイ２３４１１の配線層２３４３３の最下層には、外部接続用の電極となるアルミパッド２３４３４が形成されている。すなわち、センサダイ２３４１１では、配線２３４３２よりもロジックダイ２３４１２との接着面２３４４０に近い位置にアルミパッド２３４３４が形成されている。アルミパッド２３４３４は、外部との信号の入出力に係る配線の一端として用いられる。
【０１６３】
さらに、センサダイ２３４１１には、ロジックダイ２３４１２との電気的接続に用いられるコンタクト２３４４１が形成されている。コンタクト２３４４１は、ロジックダイ２３４１２のコンタクト２３４５１に接続されるとともに、センサダイ２３４１１のアルミパッド２３４４２にも接続されている。
【０１６４】
そして、センサダイ２３４１１には、センサダイ２３４１１の裏面側（上側）からアルミパッド２３４４２に達するようにパッド孔２３４４３が形成されている。
【０１６５】
本開示に係る技術は、以上のような固体撮像装置に適用することができる。
【０１６６】
＜７．移動体への応用例＞
【０１６７】
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１６８】
図１６は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０１６９】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１６に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（Interface）１２０５３が図示されている。
【０１７０】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１７１】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１７２】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０１７３】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１７４】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１７５】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１７６】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１７７】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１７８】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１６の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１７９】
図１７は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１８０】
図１７では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【０１８１】
撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１８２】
なお、図１７には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１８３】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１８４】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０km/h以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１８５】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０１８６】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０１８７】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２１０１に適用され得る。具体的には、図５の固体撮像装置１００は、撮像部１２１０１に適用することができる。撮像部１２１０１に本開示に係る技術を適用することにより、例えば、温度による特性の変化によらず、良好な出力信号を得ることができるため、温度が変化し得る環境においても、より正確に歩行者等の障害物を認識することが可能になる。
【０１８８】
＜８．体内情報取得システムへの応用例＞
【０１８９】
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１９０】
図１８は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【０１９１】
体内情報取得システム１０００１は、カプセル型内視鏡１０１００と、外部制御装置１０２００とから構成される。
【０１９２】
カプセル型内視鏡１０１００は、検査時に、患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡１０１００は、撮像機能及び無線通信機能を有し、患者から自然排出されるまでの間、胃や腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、当該臓器の内部の画像（以下、体内画像ともいう）を所定の間隔で順次撮像し、その体内画像についての情報を体外の外部制御装置１０２００に順次無線送信する。
【０１９３】
外部制御装置１０２００は、体内情報取得システム１０００１の動作を統括的に制御する。また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信されてくる体内画像についての情報を受信し、受信した体内画像についての情報に基づいて、表示装置（図示せず）に当該体内画像を表示するための画像データを生成する。
【０１９４】
体内情報取得システム１０００１では、このようにして、カプセル型内視鏡１０１００が飲み込まれてから排出されるまでの間、患者の体内の様子を撮像した体内画像を随時得ることができる。
【０１９５】
カプセル型内視鏡１０１００と外部制御装置１０２００の構成及び機能についてより詳細に説明する。
【０１９６】
カプセル型内視鏡１０１００は、カプセル型の筐体１０１０１を有し、その筐体１０１０１内には、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、給電部１０１１５、電源部１０１１６、及び制御部１０１１７が収納されている。
【０１９７】
光源部１０１１１は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、撮像部１０１１２の撮像視野に対して光を照射する。
【０１９８】
撮像部１０１１２は、撮像素子、及び当該撮像素子の前段に設けられる複数のレンズからなる光学系から構成される。観察対象である体組織に照射された光の反射光（以下、観察光という）は、当該光学系によって集光され、当該撮像素子に入射する。撮像部１０１１２では、撮像素子において、そこに入射した観察光が光電変換され、その観察光に対応する画像信号が生成される。撮像部１０１１２によって生成された画像信号は、画像処理部１０１１３に提供される。
【０１９９】
画像処理部１０１１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサによって構成され、撮像部１０１１２によって生成された画像信号に対して各種の信号処理を行う。画像処理部１０１１３は、信号処理を施した画像信号を、ＲＡＷデータとして無線通信部１０１１４に提供する。
【０２００】
無線通信部１０１１４は、画像処理部１０１１３によって信号処理が施された画像信号に対して変調処理等の所定の処理を行い、その画像信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して外部制御装置１０２００に送信する。また、無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から、カプセル型内視鏡１０１００の駆動制御に関する制御信号を、アンテナアンテナ１０１１４Ａを介して受信する。無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から受信した制御信号を制御部１０１１７に提供する。
【０２０１】
給電部１０１１５は、受電用のアンテナコイル、当該アンテナコイルに発生した電流から電力を再生する電力再生回路、及び昇圧回路等から構成される。給電部１０１１５では、いわゆる非接触充電の原理を用いて電力が生成される。
【０２０２】
電源部１０１１６は、二次電池によって構成され、給電部１０１１５によって生成された電力を蓄電する。図１８では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部１０１１６からの電力の供給先を示す矢印等の図示を省略しているが、電源部１０１１６に蓄電された電力は、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び制御部１０１１７に供給され、これらの駆動に用いられ得る。
【０２０３】
制御部１０１１７は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び、給電部１０１１５の駆動を、外部制御装置１０２００から送信される制御信号に従って適宜制御する。
【０２０４】
外部制御装置１０２００は、ＣＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載されたマイクロコンピュータ若しくは制御基板等で構成される。外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００の制御部１０１１７に対して制御信号を、アンテナ１０２００Ａを介して送信することにより、カプセル型内視鏡１０１００の動作を制御する。カプセル型内視鏡１０１００では、例えば、外部制御装置１０２００からの制御信号により、光源部１０１１１における観察対象に対する光の照射条件が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部１０１１２におけるフレームレート、露出値等）が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、画像処理部１０１１３における処理の内容や、無線通信部１０１１４が画像信号を送信する条件（例えば、送信間隔、送信画像数等）が変更されてもよい。
【０２０５】
また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信される画像信号に対して、各種の画像処理を施し、撮像された体内画像を表示装置に表示するための画像データを生成する。当該画像処理としては、例えば現像処理（デモザイク処理）、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ(Noise reduction)処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の信号処理を行うことができる。外部制御装置１０２００は、表示装置の駆動を制御して、生成した画像データに基づいて撮像された体内画像を表示させる。あるいは、外部制御装置１０２００は、生成した画像データを記録装置（図示せず）に記録させたり、印刷装置（図示せず）に印刷出力させてもよい。
【０２０６】
以上、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１０１１２に適用され得る。具体的には、図５の固体撮像装置１００は、撮像部１０１１２に適用することができる。撮像部１０１１２に本開示に係る技術を適用することにより、例えば、温度による特性の変化によらず、良好な出力信号を得ることができるため、温度が変化し得る環境においても、より正確に、患者の体内情報を取得することが可能となる。
【０２０７】
なお、本開示に係る技術（本技術）の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示に係る技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２０８】
また、本開示に係る技術は、以下のような構成をとることができる。
【０２０９】
（１）
第１の光電変換部を有し、対数特性の出力信号が得られる第１の画素と、
温度を検出するための温度検出用信号が得られる第２の画素と
を行列状に配置した画素アレイ部と、
前記温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、前記出力信号を補正する補正部と
を備える固体撮像装置。
（２）
前記温度情報に基づいて、前記第１の光電変換部をリセットするためのリセット電圧を設定するリセット電圧設定部と、
前記温度情報に基づいて、黒レベルを設定する黒基準設定部と
をさらに備え、
前記補正部は、前記リセット電圧が設定された状態で得られる前記出力信号に対し、前記黒レベルから得られるオフセット量を補正する
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記リセット電圧設定部は、ログ応答遷移期間がより短くなるように、前記リセット電圧を設定する
前記（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記黒基準設定部は、前記温度情報が示す温度を、PN接合の熱平衡状態により定義される前記黒レベルに換算することで、前記オフセット量を算出する
前記（２）又は（３）に記載の固体撮像装置。
（５）
前記画素アレイ部は、開口領域と遮光領域を有し、
前記第１の画素は、前記開口領域に配置され、
前記第２の画素は、前記遮光領域に配置される
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（６）
前記第２の画素は、１又は行単位若しくは列単位で複数配置される
前記（５）に記載の固体撮像装置。
（７）
前記第２の画素は、前記開口領域の近傍に配置される
前記（５）又は（６）に記載の固体撮像装置。
（８）
前記第２の画素は、
第２の光電変換部と、
前記第２の光電変換部に対して接続され、定電流を印加する容量と、
リセット信号に応じて、前記第２の光電変換部をリセットする第２のリセットトランジスタと、
前記第２の光電変換部からの信号を増幅する第２の増幅トランジスタと、
選択信号に応じて、前記第２の増幅トランジスタからの信号を、垂直信号線に印加する第２の選択トランジスタと
を有する
前記（５）乃至（７）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（９）
前記第１の画素は、
前記第１の光電変換部と、
リセット信号に応じて、前記第１の光電変換部をリセットする第１のリセットトランジスタと、
前記第１の光電変換部からの信号を増幅する第１の増幅トランジスタと、
選択信号に応じて、前記第１の増幅トランジスタからの信号を、垂直信号線に印加する第１の選択トランジスタと
を有する
前記（５）乃至（８）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１０）
前記第１の画素からの前記出力信号及び前記第２の画素からの前記温度検出用信号のうち、少なくとも前記出力信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換するAD変換部と、
デジタル信号又はアナログ信号の前記温度検出用信号に基づいて、前記温度情報を算出する温度算出部と
をさらに備える前記（２）に記載の固体撮像装置。
（１１）
前記画素アレイ部に、前記第２の画素が複数配置される場合に、複数の前記第２の画素からの前記温度検出用信号から得られる統計値を算出する統計値算出部をさらに備え、
前記温度算出部は、前記温度検出用信号から得られる統計値に基づいて、前記温度情報を算出する
前記（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）
前記固体撮像装置は、太陽電池モードの対数センサである
前記（１）乃至（１１）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１３）
開口領域に配置される第１の画素と、
遮光領域に配置される第２の画素と
を行列状に配置した画素アレイ部を備え、
前記第１の画素は、
第１の光電変換部と、
第１のリセット信号に応じて、前記第１の光電変換部をリセットする第１のリセットトランジスタと、
前記第１の光電変換部からの信号を増幅する第１の増幅トランジスタと、
第１の選択信号に応じて、前記第１の増幅トランジスタからの信号を、第１の垂直信号線に印加する第１の選択トランジスタと
を有し、
前記第２の画素は、
第２の光電変換部と、
前記第２の光電変換部に対して接続される容量と、
第２のリセット信号に応じて、前記第２の光電変換部をリセットする第２のリセットトランジスタと、
前記第２の光電変換部からの信号を増幅する第２の増幅トランジスタと、
第２の選択信号に応じて、前記第２の増幅トランジスタからの信号を、第２の垂直信号線に印加する第２の選択トランジスタと
を有する
固体撮像装置。
（１４）
光電変換部を有し、対数特性の出力信号が得られる第１の画素と、
温度を検出するための温度検出用信号が得られる第２の画素と
を行列状に配置した画素アレイ部と、
前記温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、前記出力信号を補正する補正部と
を有する固体撮像装置
を搭載した電子機器。
（１５）
開口領域に配置されて対数特性の出力信号が得られる第１の画素と、遮光領域に配置されて温度を検出するための温度検出用信号が得られる第２の画素とを行列状に配置した画素アレイ部と、
前記温度検出用信号から得られる温度情報に基づいて、前記出力信号を補正する補正部と
を備え、
前記第１の画素は、
第１の光電変換部と、
リセット信号に応じて、前記第１の光電変換部をリセットする第１のリセットトランジスタと、
前記第１の光電変換部からの信号を増幅する第１の増幅トランジスタと、
選択信号に応じて、前記第１の増幅トランジスタからの信号を、垂直信号線に印加する第１の選択トランジスタと
を有し、
前記第２の画素は、
第２の光電変換部と、
前記第２の光電変換部に対して接続され、定電流を印加する容量と、
リセット信号に応じて、前記第２の光電変換部をリセットする第２のリセットトランジスタと、
第２の光電変換部からの信号を増幅する第２の増幅トランジスタと、
選択信号に応じて、前記第２の増幅トランジスタからの信号を、垂直信号線に印加する第２の選択トランジスタと
を有する
固体撮像装置の駆動方法であって、
前記第２の光電変換部において前記定電流を光電変換により発生する光電流に置き換えることで、前記温度検出用信号が得られるように、前記第２のリセットトランジスタ及び前記第２の選択トランジスタを駆動する
駆動方法。
【符号の説明】
【０２１０】
１００  固体撮像装置，  １１１Ｉ  撮像用画素，  １１１Ｔ  温度検出用画素，  １１２  信号増幅部，  １１３  AD変換部，  １１４  平均値算出部，  １１５  温度算出部，  １１６  リセット電圧設定部，  １１７  黒基準設定部，  １１８  オフセット補正部，  １５１  フォトダイオード，  １５２  リセットトランジスタ，  １５３  増幅トランジスタ，  １５４  バイアストランジスタ，  １５５  増幅トランジスタ，  １５６  選択トランジスタ，  １７１  フォトダイオード，  １７２  リセットトランジスタ，  １７３  増幅トランジスタ，  １７４  バイアストランジスタ，  １７５  増幅トランジスタ，  １７６  選択トランジスタ，  １９１  コンデンサ，  １０００  電子機器，  １００１  固体撮像素子
【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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