(57)【要約】【課題】極めて安全に固有情報を生成し、かつ、生成した固有情報に基づいた暗号化処理を行うことで安全性を高めた暗号処理が可能な固体撮像装置を提供する。【解決手段】素子固有のアナログ情報を生成する固有情報生成部と、前記素子固有のアナログ情報に基づく所定の固有値を生成する固有値生成部と、前記所定の固有値を用いる暗号化処理を行う暗号化処理部と、を備え、前記固有情報生成部、前記固有値生成部、及び暗号化処理部は所定の層により覆われる、固体撮像装置が提供される。【選択図】図１
2018121106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のアナログ情報を生成する固有情報生成部と、
前記所定のアナログ情報に基づく所定の固有値を生成する固有値生成部と、
前記所定の固有値を用いる暗号化処理を行う暗号化処理部と、
を備え、
前記固有情報生成部、前記固有値生成部、及び暗号化処理部は所定の層により覆われる、固体撮像装置。
【請求項２】
２つ以上の半導体基板が接合されている、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記半導体基板は、少なくとも画素アレイを備える画素領域及び前記固有情報生成部が形成された第１半導体基板と、少なくともロジック回路が形成された第２半導体基板と、を備える、請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記暗号化処理部は、前記ロジック回路に形成される、請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第１半導体基板と、前記第２半導体基板とは、配線同士が直接接合されている、請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記配線は銅配線である、請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記固有値生成部は、
前記所定のアナログ情報をデジタル情報に変換する検出部と、
前記デジタル情報を用いて前記所定の固有値を計算する固有値計算部と、
を含む、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記固有値計算部は、複数の前記デジタル情報の中から前記所定の固有値の計算に用いる前記デジタル情報を選択する、請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記固有情報生成部を駆動させる駆動制御部をさらに備える、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記駆動制御部は、画像データを出力させる際と前記所定のアナログ情報を出力させる際とで異なる駆動を行うよう制御する、請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記駆動制御部は、画像データを出力させる際と前記所定のアナログ情報を出力させる際とで異なるバイアス電流で駆動するよう制御する、請求項１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記駆動制御部は、前記画素領域を駆動させる際と前記固有情報生成部を駆動させる際とで異なる駆動を行うよう制御する、請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記固有情報生成部は、外光から遮光されている、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記固有値生成部は、前記所定の固有値の生成の際に生じるノイズ成分を除去する、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記所定のアナログ情報は、画像データの基とはならない情報である、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
固有情報生成部から所定のアナログ情報を生成することと、
固有値生成部で前記所定のアナログ情報に基づく所定の固有値を生成することと、
暗号化処理部で前記所定の固有値を用いる暗号化処理を行うことと、
を含み、
前記固有情報生成部、前記固有値生成部、及び暗号化処理部は所定の層により覆われる、固体撮像装置の固有値生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体撮像装置及び固体撮像装置の情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置として、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等のＭＯＳ型イメージセンサに代表される増幅型固体撮像装置が知られている。また、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサに代表される電荷転送型固体撮像装置が知られている。これら固体撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどに広く用いられている。近年、カメラ付き携帯電話やＰＤＡ（Personal  Digital  Assistant）などのモバイル機器に搭載される固体撮像装置としては、電源電圧が低く、消費電力の観点などからＭＯＳ型イメージセンサが多く用いられている。例えば、特許文献１には、このような固体撮像装置を適用したデジタルカメラの一例が開示されている。
【０００３】
ＭＯＳ型の固体撮像装置は、単位画素が光電変換部となるフォトダイオードと複数の画素トランジスタで形成され、この複数の単位画素が２次元アレイ状に配列された画素アレイ（画素領域）と、周辺回路領域を有して構成される。複数の画素トランジスタは、ＭＯＳトランジスタで形成され、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅とトランジスタの３トランジスタ、あるいは選択トランジスタを加えた４トランジスタで構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７３１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、撮像素子の固有情報を用いて、撮像素子とは別のブロックで暗号キーを作成する。しかしこの技術では、撮像素子から出力される信号をモニタリングすることで、撮像素子の固有情報が流出するおそれがある。
【０００６】
そこで本開示では、極めて安全に固有情報を生成し、かつ、生成した固有情報に基づいた暗号化処理を行うことで、安全性を高めた暗号処理が可能な、新規かつ改良された固体撮像装置及び固体撮像装置の情報処理方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、所定のアナログ情報を生成する固有情報生成部と、前記所定のアナログ情報に基づく所定の固有値を生成する固有値生成部と、前記所定の固有値を用いる暗号化処理を行う暗号化処理部と、を備え、前記固有情報生成部、前記固有値生成部、及び暗号化処理部は所定の層により覆われる、固体撮像装置が提供される。
【０００８】
また本開示によれば、固有情報生成部から所定のアナログ情報を生成することと、固有値生成部で前記所定のアナログ情報に基づく所定の固有値を生成することと、暗号化処理部で前記所定の固有値を用いる暗号化処理を行うことと、を含み、前記固有情報生成部、前記固有値生成部、及び暗号化処理部は所定の層により覆われる、固体撮像装置の固有値生成方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本開示によれば、極めて安全に固有情報を生成し、かつ、生成した固有情報に基づいた暗号化処理を行うことで安全性を高めた暗号処理が可能な、新規かつ改良された固体撮像装置及び固体撮像装置の情報処理方法を提供することが出来る。
【００１０】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施形態に係る固体撮像装置の構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】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３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図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他の構成例を示す図である。
【図７】本開示の一実施形態に係る固体撮像装置の一部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図８】本開示の一実施形態に係る単位画素の回路構成の一例を示した図である。
【図９】本開示の第１の実施形態に係る固体撮像素子の機能構成例を示す説明図である。
【図１０Ａ】同実施形態に係るクリップ回路の回路構成例を示す説明図である。
【図１０Ｂ】同実施形態に係る基準信号生成部、電流源及びコンパレータの回路構成例を示す説明図である。
【図１１Ａ】同実施形態に係る固有情報を生成する際における動作をタイミングチャートで示す説明図である。
【図１１Ｂ】同実施形態に係る固有情報を生成する際における動作をタイミングチャートで示す説明図である。
【図１１Ｃ】同実施形態に係る固有情報を生成する際における動作をタイミングチャートで示す説明図である。
【図１１Ｄ】同実施形態に係る固有情報を生成する際における動作をタイミングチャートで示す説明図である。
【図１１Ｅ】同実施形態に係る固有情報を生成する際における動作をタイミングチャートで示す説明図である。
【図１１Ｆ】同実施形態に係る固有情報を生成する際における動作をタイミングチャートで示す説明図である。
【図１１Ｇ】同実施形態に係る固有情報を生成する際における動作をタイミングチャートで示す説明図である。
【図１１Ｈ】同実施形態に係る固有情報を生成する際における動作をタイミングチャートで示す説明図である。
【図１２】同実施形態に係る固体撮像素子の機能構成例を示す説明図である。
【図１３】同実施形態に係る固体撮像素子の動作例を示す流れ図である。
【図１４】本開示の第２の実施形態に係るＰＵＦ値の生成に係る技術の一例について説明するための説明図である。
【図１５】同実施形態に係るＰＵＦ値の生成に係る技術の一例について説明するための説明図である。
【図１６】同実施形態に係るＰＵＦ値の生成に係る技術の一例について説明するための説明図である。
【図１７】同実施形態に係るＰＵＦ値の生成方法の一例について説明するための説明図である。
【図１８】同実施形態に係るＰＵＦ値の生成方法の一例について説明するための説明図である。
【図１９】同実施形態に係る固体撮像装置の機能構成の一例を示したブロック図である。
【図２０】同実施形態に係る固体撮像装置の一連の処理の流れの一例について示したフローチャートである。
【図２１】同実施形態に係る固体撮像装置１の一連の処理の流れの一例について示したフローチャートである。
【図２２】生体認証に応用する場合の撮像装置の概略的な機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２３】生体認証に応用する場合の撮像装置の概略的な機能構成の他の一例を示すブロック図である。
【図２４】生体認証に応用する場合の撮像装置の概略的な機能構成の他の一例を示すブロック図である。
【図２５】生体認証システムの概略的なシステム構成の一例を示すブロック図である。
【図２６】生体認証システムを構成する撮像装置の概略的な機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２７】生体認証システムを構成するサーバの概略的な機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２８】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２９】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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１３】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．固体撮像装置の構成例
１．１．概略構成
１．２．機能構成
１．３．単位画素の回路構成
２．ＰＵＦの概要
３．第１の実施形態
３．１．構成例
３．２．動作例
４．第２の実施形態
４．１．基本思想
４．２．ＰＵＦ値の生成方法
４．３．機能構成
４．４．処理
４．５．評価
５．応用例
５．１．生体認証システムへの応用例
５．２．移動体への応用例
５．３．移動体への応用例
６．むすび
【００１４】
＜＜１．固体撮像装置の構成例＞＞
本実施形態に係る固体撮像装置の一構成例について以下に説明する。
【００１５】
＜１．１．概略構成＞
図１に、本開示の一実施形態に係る固体撮像装置の構成の一例として、ＣＭＯＳ固体撮像装置の概略構成を示す。このＣＭＯＳ固体撮像装置は、各実施の形態の固体撮像装置に適用される。本例の固体撮像装置１は、図１に示すように、半導体基板１１、例えばシリコン基板に複数の光電変換部を含む画素２が規則的に２次元アレイ状に配列された画素アレイ（いわゆる画素領域）３と、周辺回路部とを有して構成される。画素２は、光電変換部となる例えばフォトダイオードと、複数の画素トランジスタ（いわゆるＭＯＳトランジスタ）を有して成る。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することができる。その他、選択トランジスタ追加して４つのトランジスタで構成することもできる。なお、単位画素の等価回路の一例については別途後述する。画素２は、１つの単位画素として構成することができる。また、画素２は、共有画素構造とすることもできる。この共有画素構造は、複数のフォトダイオードと、複数の転送トランジスタと、共有する１つのフローティングディフージョンと、共有する１つずつの他の画素トランジスタとから構成される。すなわち、共有画素では、複数の単位画素を構成するフォトダイオード及び転送トランジスタが、他の１つずつの画素トランジスタを共有して構成される。
【００１６】
周辺回路部は、垂直駆動回路４と、カラム信号処理回路５と、水平駆動回路６と、出力回路７と、制御回路８などを有して構成される。
【００１７】
制御回路８は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受け取り、また固体撮像装置の内部情報などのデータを出力する。すなわち、制御回路８では、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、これらの信号を垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６等に入力する。
【００１８】
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素を駆動する。すなわち、垂直駆動回路４は、画素アレイ３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線９を通して各画素２の光電変換部となる例えばフォトダイオードにおいて受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素信号をカラム信号処理回路５に供給する。
【００１９】
カラム信号処理回路５は、画素２の例えば列ごとに配置されており、１行分の画素２から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。すなわちカラム信号処理回路５は、画素２固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳや、信号増幅、ＡＤ変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路５の出力段には水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１０との間に接続されて設けられる。
【００２０】
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から画素信号を水平信号線１０に出力させる。
【００２１】
出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１０を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。例えば、バファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などが行われる場合もある。入出力端子１２は、外部と信号のやりとりをする。
【００２２】
また、図２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。
【００２３】
図２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２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。
【００２４】
図２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２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。
【００２５】
図２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。
【００２６】
図２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。
【００２７】
図３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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図４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。
【００３３】
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。
【００３４】
すなわち、図４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３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４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。
【００３５】
図５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。
【００３６】
図５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３の場合と異なる。
【００３７】
図５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。
【００３８】
図６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。
【００３９】
図６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。
【００４０】
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。
【００４１】
図６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。
【００４２】
なお、図６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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
なお、図３〜図６を参照して説明した例において、各種配線には、例えば、銅（Ｃｕ）配線が用いられる。また、以降では、図５に示すように、互いに積層されるセンサダイ間において配線間（例えば、図５に示す配線23110及び23170間）を直接接合する構成を「Ｃｕ−Ｃｕ接合」とも称する。
【００５２】
＜１．２．機能構成＞
続いて、図７を参照して、本開示の一実施形態に係る固体撮像装置の機能構成の一例について説明する。図７は、本開示の一実施形態に係る固体撮像装置の一部の機能構成の一例を示すブロック図である。図７に示される固体撮像装置１は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサ等の、被写体を撮像し、撮像画像のデジタルデータを得る撮像素子である。
【００５３】
図７に示されるように、固体撮像装置１は、制御部１０１、画素アレイ部１１１、選択部１１２、Ａ／Ｄ変換部（ＡＤＣ（Analog  Digital  Converter））１１３、及び定電流回路部１１４を有する。
【００５４】
制御部１０１は、固体撮像装置１の各部を制御し、画像データ（画素信号）の読み出し等に関する処理を実行させる。
【００５５】
画素アレイ部１１１は、フォトダイオード等の光電変換素子を有する画素構成が行列（アレイ）状に配置される画素領域である。画素アレイ部１１１は、制御部１０１に制御されて、各画素で被写体の光を受光し、その入射光を光電変換して電荷を蓄積し、所定のタイミングにおいて、各画素に蓄積された電荷を画素信号として出力する。
【００５６】
画素１２１および画素１２２は、その画素アレイ部１１１に配置される画素群の中の、上下に隣接する２画素を示している。画素１２１および画素１２２は、互いに同じカラム（列）の連続する行の画素である。図７の例の場合、画素１２１および画素１２２に示されるように、各画素の回路には、光電変換素子並びに４つのトランジスタが用いられている。なお、各画素の回路の構成は、任意であり、図７に示される例以外であってもよい。
【００５７】
一般的な画素アレイには、カラム（列）毎に、画素信号の出力線が設けられる。画素アレイ部１１１の場合、１カラム（列）毎に、２本（２系統）の出力線が設けられる。１カラムの画素の回路は、１行おきに、この２本の出力線に交互に接続される。例えば、上から奇数番目の行の画素の回路が一方の出力線に接続され、偶数番目の行の画素の回路が他方の出力線に接続される。図７の例の場合、画素１２１の回路は、第１の出力線（ＶＳＬ１）に接続され、画素１２２の回路は、第２の出力線（ＶＳＬ２）に接続される。
【００５８】
なお、図７においては、説明の便宜上、１カラム分の出力線のみ示されているが、実際には、各カラムに対して、同様に２本ずつ出力線が設けられる。各出力線には、そのカラムの画素の回路が１行おきに接続される。
【００５９】
選択部１１２は、画素アレイ部１１１の各出力線をＡＤＣ１１３の入力に接続するスイッチを有し、制御部１０１に制御されて、画素アレイ部１１１とＡＤＣ１１３との接続を制御する。つまり、画素アレイ部１１１から読み出された画素信号は、この選択部１１２を介してＡＤＣ１１３に供給される。
【００６０】
選択部１１２は、スイッチ１３１、スイッチ１３２、およびスイッチ１３３を有する。スイッチ１３１（選択SW）は、互いに同じカラムに対応する２本の出力線の接続を制御する。例えば、スイッチ１３１がオン（ＯＮ）状態になると、第１の出力線（ＶＳＬ１）と第２の出力線（ＶＳＬ２）が接続され、オフ（ＯＦＦ）状態になると切断される。
【００６１】
詳細については後述するが、固体撮像装置１においては、各出力線に対してＡＤＣが１つずつ設けられている（カラムＡＤＣ）。したがって、スイッチ１３２およびスイッチ１３３がともにオン状態であるとすると、スイッチ１３１がオン状態になれば、同カラムの２本の出力線が接続されるので、１画素の回路が２つのＡＤＣに接続されることになる。逆に、スイッチ１３１がオフ状態になると、同カラムの２本の出力線が切断されて、１画素の回路が１つのＡＤＣに接続されることになる。つまり、スイッチ１３１は、１つの画素の信号の出力先とするＡＤＣ（カラムＡＤＣ）の数を選択する。
【００６２】
詳細については後述するが、このようにスイッチ１３１が画素信号の出力先とするＡＤＣの数を制御することにより、固体撮像装置１は、そのＡＤＣの数に応じてより多様な画素信号を出力することができる。つまり、固体撮像装置１は、より多様なデータ出力を実現することができる。
【００６３】
スイッチ１３２は、画素１２１に対応する第１の出力線（ＶＳＬ１）と、その出力線に対応するＡＤＣとの接続を制御する。スイッチ１３２がオン（ＯＮ）状態になると、第１の出力線が、対応するＡＤＣの比較器の一方の入力に接続される。また、オフ（ＯＦＦ）状態になるとそれらが切断される。
【００６４】
スイッチ１３３は、画素１２２に対応する第２の出力線（ＶＳＬ２）と、その出力線に対応するＡＤＣとの接続を制御する。スイッチ１３３がオン（ＯＮ）状態になると、第２の出力線が、対応するＡＤＣの比較器の一方の入力に接続される。また、オフ（ＯＦＦ）状態になるとそれらが切断される。
【００６５】
選択部１１２は、制御部１０１の制御に従って、このようなスイッチ１３１〜スイッチ１３３の状態を切り替えることにより、１つの画素の信号の出力先とするＡＤＣ（カラムＡＤＣ）の数を制御することができる。
【００６６】
なお、スイッチ１３２やスイッチ１３３（いずれか一方もしくは両方）を省略し、各出力線と、その出力線に対応するＡＤＣとを常時接続するようにしてもよい。ただし、これらのスイッチによって、これらの接続・切断を制御することができるようにすることにより、１つの画素の信号の出力先とするＡＤＣ（カラムＡＤＣ）の数の選択の幅が拡がる。つまり、これらのスイッチを設けることにより、固体撮像装置１は、より多様な画素信号を出力することができる。
【００６７】
なお、図７においては、１カラム分の出力線に対する構成のみ示されているが、実際には、選択部１１２は、カラム毎に、図７に示されるのと同様の構成（スイッチ１３１〜スイッチ１３３）を有している。つまり、選択部１１２は、各カラムについて、制御部１０１の制御に従って、上述したのと同様の接続制御を行う。
【００６８】
ＡＤＣ１１３は、画素アレイ部１１１から各出力線を介して供給される画素信号を、それぞれＡ／Ｄ変換し、デジタルデータとして出力する。ＡＤＣ１１３は、画素アレイ部１１１からの出力線毎のＡＤＣ（カラムＡＤＣ）を有する。つまり、ＡＤＣ１１３は、複数のカラムＡＤＣを有する。１出力線に対応するカラムＡＤＣは、比較器、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）、およびカウンタを有するシングルスロープ型のＡＤＣである。
【００６９】
比較器は、そのDAC出力と画素信号の信号値とを比較する。カウンタは、画素信号とＤＡＣ出力が等しくなるまで、カウント値（デジタル値）をインクリメントする。比較器は、ＤＡＣ出力が信号値に達すると、カウンタを停止する。その後カウンタ１，２によってデジタル化された信号をＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２より固体撮像装置１の外部に出力する。
【００７０】
カウンタは、次のＡ／Ｄ変換のためデータ出力後、カウント値を初期値（例えば０）に戻す。
【００７１】
ＡＤＣ１１３は、各カラムに対して２系統のカラムＡＤＣを有する。例えば、第１の出力線（ＶＳＬ１）に対して、比較器１４１（ＣＯＭＰ１）、ＤＡＣ１４２（ＤＡＣ1）、およびカウンタ１４３（カウンタ１）が設けられ、第２の出力線（ＶＳＬ２）に対して、比較器１５１（ＣＯＭＰ２）、ＤＡＣ１５２（ＤＡＣ2）、およびカウンタ１５３（カウンタ２）が設けられている。図示は省略しているが、ＡＤＣ１１３は、他のカラムの出力線に対しても同様の構成を有する。
【００７２】
ただし、これらの構成の内、ＤＡＣは、共通化することができる。ＤＡＣの共通化は、系統毎に行われる。つまり、各カラムの互いに同じ系統のＤＡＣが共通化される。図７の例の場合、各カラムの第１の出力線（ＶＳＬ１）に対応するＤＡＣがＤＡＣ１４２として共通化され、各カラムの第２の出力線（ＶＳＬ２）に対応するＤＡＣがＤＡＣ１５２として共通化されている。なお、比較器とカウンタは、各出力線の系統毎に設けられる。
【００７３】
定電流回路部１１４は、各出力線に接続される定電流回路であり、制御部１０１により制御されて駆動する。定電流回路部１１４の回路は、例えば、ＭＯＳ（Metal  Oxide  Semiconductor）トランジスタ等により構成される。この回路構成は任意であるが、図７においては、説明の便宜上、第１の出力線（ＶＳＬ１）に対して、ＭＯＳトランジスタ１６１（ＬＯＡＤ１）が設けられ、第２の出力線（ＶＳＬ２）に対して、ＭＯＳトランジスタ１６２（ＬＯＡＤ２）が設けられている。
【００７４】
制御部１０１は、例えばユーザ等の外部から要求を受け付けて読み出しモードを選択し、選択部１１２を制御して、出力線に対する接続を制御する。また、制御部１０１は、選択した読み出しモードに応じて、カラムＡＤＣの駆動を制御したりする。さらに、制御部１０１は、カラムＡＤＣ以外にも、必要に応じて、定電流回路部１１４の駆動を制御したり、例えば、読み出しのレートやタイミング等、画素アレイ部１１１の駆動を制御したりする。
【００７５】
つまり、制御部１０１は、選択部１１２の制御だけでなく、選択部１１２以外の各部も、より多様なモードで動作させることができる。したがって、固体撮像装置１は、より多様な画素信号を出力することができる。
【００７６】
なお、図７に示す各部の数は、不足しない限り任意である。例えば、各カラムに対して、出力線が３系統以上設けられるようにしてもよい。また、図７に示した、ＡＤＣ１３２から出力される画素信号の並列数や、ＡＤＣ１３２自体の数を増やすことで、外部に並列して出力される画素信号の数を増やしてもよい。
【００７７】
以上、図７を参照して、本開示の一実施形態に係る固体撮像装置の機能構成の一例について説明した。
【００７８】
＜１．３．単位画素の回路構成＞
続いて、図８を参照して、単位画素の回路構成の一例について説明する。図８は、本開示の一実施形態に係る単位画素の回路構成の一例を示した図である。図８に示すように、本開示の一実施形態に係る単位画素１２１は、光電変換部、例えばフォトダイオードＰＤと、４つの画素トランジスタとを含む。４つの画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタＴｒ１１、リセットトランジスタＴｒ１２、増幅トランジスタＴｒ１３、及び選択トランジスタＴｒ１４である。これらの画素トランジスタは、例えば、ｎチャネルのＭＯＳトランジスタにより構成され得る。
【００７９】
転送トランジスタＴｒ１１は、フォトダイオードＰＤのカソードとフローティングディフュージョン部ＦＤとの間に接続される。フォトダイオードＰＤで光電変換され、ここに蓄積された信号電荷（ここでは、電子）を、ゲートに転送パルスφＴＲＧが与えられることによってフローティングディフュージョン部ＦＤに転送する。なお、参照符号Ｃｆｄは、フローティングディフュージョン部ＦＤの寄生容量を模式的に示している。
【００８０】
リセットトランジスタＴｒ１２は、電源ＶＤＤにドレインが、フローティングディフュージョン部ＦＤにソースがそれぞれ接続される。そして、フォトダイオードＰＤからフローティングディフュージョン部ＦＤへの信号電荷の転送に先立って、ゲートにリセットパルスφＲＳＴが与えられることによってフローティングディフュージョン部ＦＤの電位をリセットする。
【００８１】
増幅トランジスタＴｒ１３は、フローティングディフュージョン部ＦＤにゲートが、電源ＶＤＤにドレインが、選択トランジスタＴｒ１４のドレインにソースがそれぞれ接続される。増幅トランジスタＴｒ１３は、リセットトランジスタＴｒ１２によってリセットした後のフローティングディフュージョン部ＦＤの電位をリセットレベルとして選択トランジスタＴｒ１４に出力する。さらに増幅トランジスタＴｒ１３は、転送トランジスタＴｒ１１によって信号電荷を転送した後のフローティングディフュージョン部ＦＤの電位を信号レベルとして選択トランジスタＴｒ１４に出力する。
【００８２】
選択トランジスタＴｒ１４は、例えば、増幅トランジスタＴｒ１３のソースにドレインが、垂直信号線９にソースがそれぞれ接続される。そして選択トランジスタＴｒ１４のゲートに選択パルスφＳＥＬが与えられることによってオン状態となり、増幅トランジスタＴｒ１３から出力される信号を垂直信号線９に出力する。なお、この選択トランジスタＴｒ１４については、電源ＶＤＤと増幅トランジスタＴｒ１３のドレインとの間に接続した構成を採ることも可能である。
【００８３】
なお、本実施形態に係る固体撮像装置１を、積層型の固体撮像装置として構成する場合には、例えば、フォトダイオード及び複数のＭＯＳトランジスタ等の素子が、図２のＢまたはＣにおけるセンサダイ23021に形成される。また、転送パルス、リセットパルス、選択パルス、電源電圧は、図２のＢまたはＣにおけるロジックダイ23024から供給される。また、選択トランジスタのドレインに接続される垂直信号線９から後段の素子は、選択トランジスタのドレインに接続される垂直信号線９から後段の素子は、ロジック回路23014に構成されており、ロジックダイ23024に形成される。
【００８４】
以上、図８を参照して、単位画素の回路構成の一例について説明した。
【００８５】
＜＜２．ＰＵＦの概要＞＞
続いて、ＰＵＦ（Physically  Unclonable  Function）の概要について説明する。ＰＵＦは、複製困難な物理的特徴を利用してデバイスに固有の値を出力する関数である。ＰＵＦの一例として、Ａｒｂｉｔｅｒ  ＰＵＦ、ＳＲＡＭ  ＰＵＢ、Ｇｌｉｔｃｈ  ＰＵＦ等が挙げられる。
【００８６】
例えば、Ａｒｂｉｔｅｒ  ＰＵＦは、２つの経路を通ってＡｒｂｉｔｅｒと呼ばれる回路に到着する信号の遅延差を利用して、そのデバイスに固有の値を出力する技術である。また、ＳＲＡＭ  ＰＵＦは、ＳＲＡＭ（Static  Random  Access  Memory）に電源を入れた直後の初期値の差異を利用して、そのデバイスに固有の値を出力する技術である。また、Ｇｌｉｔｃｈ  ＰＵＦは、論理回路を構成する各ゲートの入出力信号間の遅延関係によって発生するグリッチ（Glitch）と呼ばれる現象を利用して、そのデバイスに固有の値を出力する技術である。
【００８７】
このようなＰＵＦを利用して生成されるデバイスに固有の値は、複製が困難であるという特性から、例えば、個々のデバイスを識別するための識別子（ＩＤ）としての利用や、所謂鍵情報（例えば、暗号化の鍵）としての利用が期待されている。
【００８８】
以上、ＰＵＦの概要について説明した。なお、以降の説明においては、上記ＰＵＦを利用して生成されたデバイスに固有の値を「ＰＵＦ値」とも称する。
【００８９】
＜＜３．第１の実施形態＞＞
第１の実施形態として、内部で暗号化処理を完結させる固体撮像素子について説明する。従来、固体撮像素子に固有の固有情報に基づき、撮像装置の内部で暗号キーを生成する技術は存在していた。しかし、固体撮像素子から固有情報を出力し、固体撮像素子とは別の機能ブロックで暗号化すると、暗号化に用いられる固有情報が流出する可能性がある。
【００９０】
そこで、第１の実施形態では、固有情報を外部に出力せずに、固有情報を用いた暗号化処理を内部で完結させる固体撮像素子について説明する。
【００９１】
＜３．１．構成例＞
図９は、本開示の第１の実施形態に係る固体撮像素子の機能構成例を示す説明図である。図９に示したのは、固有情報を用いた暗号化処理を内部で完結させる固体撮像装置１の機能構成例である。以下、図９を用いて本開示の第１の実施形態に係る固体撮像素子の機能構成例について説明する。
【００９２】
図９に示したように、本開示の第１の実施形態に係る固体撮像装置１は、駆動制御部２１０と、撮像部２１２及び固有情報生成部２１４を含む、所定の行及び列からなる画素アレイ部２１１と、クリップ回路２１５と、基準信号生成部２１６と、電流源２１７と、検出部２１８と、固有値計算部２２０と、暗号化部２２２と、通信制御部２２４と、を含んで構成される。
【００９３】
駆動制御部２１０は、所定の入力クロック及びデータに基づいて、後述の撮像部２１２や固有情報生成部２１４を駆動させるための信号を生成して、撮像部２１２や固有情報生成部２１４を駆動させる。駆動制御部２１０は、例えば、図１を用いて説明した固体撮像装置１の構成における制御回路８、垂直駆動回路４、水平駆動回路６を含みうる。また駆動制御部２１０は、図２に示した制御回路23013に設けられ得る。
【００９４】
駆動制御部２１０は、画素アレイ部２１１を駆動させる際に、撮像部２１２の駆動と、固有情報生成部２１４の駆動とを切り替える機能を有していても良い。駆動制御部２１０が撮像部２１２の駆動と、固有情報生成部２１４の駆動とを切り替える機能を有することで、撮像部２１２と固有情報生成部２１４との回路との共通化が可能となる。また駆動制御部２１０が撮像部２１２の駆動と固有情報生成部２１４の駆動とを切り替える機能を有することで、固有情報を生成するための特別な素子を必要とせず、固有値が解析されにくくなる。
【００９５】
また駆動制御部２１０は、画素アレイ部２１１における、画像を出力する際に駆動させる素子と、素子固有情報を検出するために駆動させる素子とを分ける機能を有していても良い。駆動制御部２１０が、画像を出力する際に駆動させる素子と、素子固有情報を検出するために駆動させる素子とを分ける機能を有することで、素子固有情報が流出されなくなる。
【００９６】
また駆動制御部２１０は、素子固有情報を検出するための駆動の際は、画像を出力する際の駆動とは異なるバイアス電流で駆動するよう制御しても良い。駆動制御部２１０が、素子固有情報を検出するための駆動の際は、画像を出力する際の駆動とは異なるバイアス電流で駆動するよう制御することで、安定して固有値を得るのに適した駆動が可能となる。具体的には、例えば図７に示した回路におけるＭＯＳトランジスタ１６１（ＬＯＡＤ１）、ＭＯＳトランジスタ１６２（ＬＯＡＤ２）の駆動を、素子固有情報を検出するための駆動の際と、画像を出力するための駆動の際とで変化させる。ＭＯＳトランジスタ１６１（ＬＯＡＤ１）、ＭＯＳトランジスタ１６２（ＬＯＡＤ２）の駆動を変化させることで、増幅トランジスタＡＭＰに出てくる特性を変化させることができる。駆動制御部２１０が、温度に応じたバイアス電流で素子固有情報を検出するための駆動を行うよう制御することで、より安定して固有値を得るのに適した駆動が可能となる。
【００９７】
駆動制御部２１０は、画像を出力する際の駆動とは異なるバイアス電流で素子固有情報を検出するための駆動を行う際は、固体撮像装置１のチップ温度に応じたバイアス電流で駆動するよう制御しても良い。
【００９８】
画素アレイ部２１１は、所定の行及び列からなる単位画素が配列されており、ソースフォロワ回路でデータを出力するよう構成されている。
【００９９】
撮像部２１２は、複数の光電変換部を含む画素が２次元アレイ状に配列された画素アレイを有しており、駆動制御部２１０により駆動されてアナログ信号を出力する。撮像部２１２における各画素の回路構成は例えば図８に示したものである。
【０１００】
固有情報生成部２１４は、例えば撮像部２１２において設けられている画素と同じ構成を有する回路が一次元に配列されており、駆動制御部２１０により駆動されてアナログ信号を出力する。固有情報生成部２１４として形成される回路は、撮像部２１２において設けられている画素と略同一の製造工程で作製されても良い。また駆動制御部２１０は、撮像部２１２の駆動と、固有情報生成部２１４の駆動とを切り替えても良い。
【０１０１】
固有情報生成部２１４は、画素アレイにおけるオプティカルブラック（ＯＰＢ）領域に設けられる画素であってもよい。固有情報生成部２１４として構成される回路における各素子は、製造時に物理的なばらつきを有する。本開示の第１の実施形態に係る固体撮像装置１は、この固有情報生成部２１４が出力するアナログ信号を、固有の複製できない情報（素子固有情報）の基とする。
【０１０２】
固有情報生成部２１４が出力するアナログ信号の生成元の一例を挙げる。以下の説明では、固有情報生成部２１４が図７や図８に示した画素１２１と同様の構成を有しているものとして説明する。
【０１０３】
（フォトダイオードＰＤ）
フォトダイオードＰＤには、製造時の結晶欠陥に起因するノイズ成分がある。結晶欠陥は暗電流のばらつきを引き起こす。結晶欠陥は固定パターンノイズとして現れる。
【０１０４】
（選択トランジスタＳＥＬ）
選択トランジスタＳＥＬには、閾値電圧Ｖｔｈのばらつきに起因するノイズ成分がある。閾値電圧Ｖｔｈのばらつきは、酸化膜、チャネル幅、チャネル長、不純物等の構造的なものに起因する。閾値電圧Ｖｔｈのばらつきは固定パターンノイズとして現れる。
【０１０５】
（リセットトランジスタＲＳＴ）
リセットトランジスタＲＳＴにも、閾値電圧Ｖｔｈのばらつきに起因するノイズ成分がある。閾値電圧Ｖｔｈのばらつきは、酸化膜、チャネル幅、チャネル長、不純物等の構造的なものに起因する。閾値電圧Ｖｔｈのばらつきは固定パターンノイズとして現れる。
【０１０６】
（フローティングディフュージョン部ＦＤ）
フローティングディフュージョン部ＦＤには、製造時の結晶欠陥に起因するノイズ成分がある。結晶欠陥は暗電流のばらつきを引き起こす。結晶欠陥は固定パターンノイズとして現れる。リセットトランジスタＲＳＴがオンからオフに切り替わる際に、フローティングディフュージョン部ＦＤにはｋＴＣノイズ（リセットノイズ）が現れる。このｋＴＣノイズは一時的に生じるものである。リセットトランジスタＲＳＴがオンからオフに切り替わる際に、フローティングディフュージョン部ＦＤにはフィードスルーが現れる。このフィードスルーは寄生容量のばらつきやしきい値に起因するものであり、固定パターンノイズとして現れる。
【０１０７】
（増幅トランジスタＡＭＰ）
増幅トランジスタＡＭＰにも、閾値電圧Ｖｔｈのばらつきに起因するノイズ成分がある。閾値電圧Ｖｔｈのばらつきは、酸化膜、チャネル幅、チャネル長、不純物等の構造的なものに起因する。閾値電圧Ｖｔｈのばらつきは固定パターンノイズとして現れる。また増幅トランジスタＡＭＰには、オーバドライブ電圧に起因するノイズ成分、熱雑音に起因するノイズ成分、１／ｆ雑音に起因するノイズ成分、ランダムテレグラフノイズ（ＲＴＮ）に起因するノイズ成分がある。ＲＴＮは酸化膜中の欠陥による電荷のトラップ・デトラップに起因すると考えられている。酸化膜中の欠陥の有無は固有のばらつきであるが、観測されるのは２値又は多値の時間的な信号レベル変動である。
【０１０８】
これらのノイズ成分が、信号線（ＶＳＬ）を介して後段の検出部２１８に伝達される。通常の駆動時には、これらのノイズ成分のうち、信号の転送の前後で変化しないノイズ成分はＣＤＳ処理により除去されることになる。本実施形態では、固体撮像装置１は、固有値を生成する際には、これらのノイズ成分を除去するのでは無く、固有値の基となる素子固有情報として用いる。固有情報生成部２１４が出力するアナログ信号に含まれるノイズ成分を固有値の基とすることで、固体撮像装置１は、解析されにくい固有値の生成を可能とする。
【０１０９】
固有情報生成部２１４は、例えば外部からの光が届かない位置（遮光された位置）に設けられ得る。固有情報生成部２１４が遮光された位置に設けられることで、固体撮像装置１は、外光の影響を受けずに安定した固有情報の生成を可能とする。また固有情報生成部２１４は、撮像部２１２の画素アレイの列数と同じ数の回路を１または複数行有していても良い。また固有情報生成部２１４は、駆動制御部２１０からの制御信号により動作する行選択スイッチを設けていても良い。
【０１１０】
クリップ回路２１５は、画素アレイ部２１１の列数と同じくｎ列配列される回路であり、画素アレイ部２１１のソースフォロワ回路と並列に接続されるソースフォロワ回路である。クリップ回路２１５は、列ごとの出力線の電圧（ＶＳＬ電圧）が所定の範囲となるようにクリップする機能を有する。
【０１１１】
図１０Ａは、クリップ回路２１５の回路構成例を示す説明図である。クリップ回路２１５は、画素と並列に、出力線ＶＳＬに接続された、行選択可能なソースフォロワ回路である。クリップ回路２１５は、それぞれの出力線ＶＳＬに対応して、トランジスタＣＬＰＳＥＬ、ＣＬＰＡＭＰを備える。トランジスタＣＬＰＳＥＬは、線形動作するトランジスタであり、トランジスタＣＬＰＡＭＰのソースと出力線ＶＳＬとを接続する制御を行う。当該制御はクリップ選択パルスによって行われる。トランジスタＣＬＰＡＭＰは、飽和動作するトランジスタであり、画素の増幅トランジスタＡＭＰと同様に、電流源によりバイアス電流を流すと入力に応じた信号を出力する。入力はクリップ電圧で与えられ、通常は１Ｖ〜２Ｖ程度の中間電位である。
【０１１２】
選択状態では、出力線ＶＳＬに接続されるソースフォロワ（選択行の画素）の出力電圧がクリップ電圧に応じて出力される電圧よりも低くなると、クリップ回路２１５に優先的にバイアス電流が流れるようになる。結果、選択行の画素のソースフォロワ出力は機能しなくなり、クリップ電圧に応じた出力レベルに出力線ＶＳＬの電圧がクリップされる。クリップ電圧は列ごとの単位クリップ回路に共通のＤＣ電圧が供給されるが、このとき、画素ソースフォロワと同様に、個々にしきい値ばらつきやオーバドライブ電圧がばらつく。
【０１１３】
基準信号生成部２１６は、クリップ回路２１５が列ごとに出力するＶＳＬ電圧を平均化して出力する。電流源２１７は、定電流を流し、ＶＳＬ電圧を出力するための回路であり、電流制御電圧生成部２１９によって駆動される。電流源２１７はｎ列配列され、単位画素内の増幅トランジスタとソースフォロワ回路を形成する。電流制御電圧生成部２１９は、バンドギャップリファレンス回路により、電流源２１７の電流値が温度に依存しないよう、電流制御電圧を生成する。
【０１１４】
検出部２１８は、固有情報生成部２１４が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する信号処理を行う。検出部２１８は、コンパレータ２３１と、ＤＡ変換器２３２と、カウンタ２３３と、を含む。コンパレータ２３１は、電流源２１７が出力するＶＳＬ電圧と、ＤＡ変換器２３２が出力する参照波形とを比較して電圧を時間に変換する。コンパレータ２３１は、入力側に設けられる入力容量と、コンパレータ２３１の入出力を短絡するスイッチとを備える。ＤＡ変換器２３２は、コンパレータ２３１に供給する参照波形を生成する。カウンタ２３３は、コンパレータ２３１の出力が反転するまでカウントし、時間をカウント数に変換する機能を有する。
【０１１５】
検出部２１８は、変換後のデジタル信号を固有値計算部２２０に出力する。検出部２１８は、アナログ信号をデジタル信号に変換する機能に加え、２つの入力信号に対して差分処理する機能と、検出部２１８自身で発生するばらつきを除去する機能を備えうる。検出部２１８自身で発生するばらつきを除去する機能を備えることで、固有情報生成部２１４からの信号に余計にばらつきを加えないため、固有値の基となる信号の品質を高めることが可能となる。また検出部２１８は、固有情報生成部２１４が出力するアナログ信号に対して列並列処理を行ってもよく、画素並列処理を行ってもよい。
【０１１６】
検出部２１８は、信号線の電位をクランプする容量と、当該容量の一端を基準電位に設定するためのスイッチを備えてもよい。具体的には、図７に示したＡＤＣ１１３の、比較器１４１、１５１の入力側に設けられる容量素子の一端と、比較器１４１、１５１の出力側とを接続するスイッチを備えていても良い。当該スイッチによって容量素子の一端と、比較器１４１、１５１の出力側とが接続されることで、比較器１４１、１５１に含まれるトランジスタの内、ダイオード接続されるトランジスタが発生することになる。これにより、信号線の電位をクランプする容量の一端が所定の基準電位に設定されるので、アナログ領域でのばらつきの除去が可能となる。また検出部２１８は、ＡＤ変換後のデジタル値を差分処理してもよい。検出部２１８は、ＡＤ変換後のデジタル値を差分処理によって、デジタル領域でのばらつきの除去が可能となる。
【０１１７】
また検出部２１８は、後述するようにクランプのレベルをシフトさせる機能を有していてもよい。検出部２１８は、クランプのレベルをシフトさせることで、アナログ値からデジタル値への変換の際に、所定の基準を中心としたアナログ値の分布を最適なものとすることができる。アナログ値の分布を最適なものとすることで、固有情報生成部２１４が出力する固有情報を損失無く得ることが可能となる。
【０１１８】
検出部２１８が複数配列されている場合、それぞれの検出部２１８は、検出部２１８にそれぞれ入力される信号と、複数の検出部２１８に共通の基準信号との差分を取る機能を有していても良い。この場合、複数の検出部２１８に共通の基準信号は、検出部２１８にそれぞれ入力される信号の平均と略同一であってもよい。
【０１１９】
固有情報生成部２１４と検出部２１８との間には、固有情報生成部２１４が出力する固有情報を一時的に保持するためのメモリ、特にアナログメモリが設けられても良い。アナログメモリとしては、以下で説明するように信号線の寄生容量であっても良い。また、固有情報生成部２１４と複数の検出部２１８との間にそれぞれアナログメモリが設けられる場合、アナログメモリ間を短絡させるスイッチが設けられても良い。固有情報の生成が容易になると共に、アナログメモリ間を短絡させて平均化することで、それぞれのアナログメモリに保持された固有情報は消去される。
【０１２０】
図１０Ｂは、基準信号生成部２１６、電流源２１７及びコンパレータ２３１の回路構成例を示す説明図である。図１０Ｂには、（ｎ−１）番目の出力線ＶＳＬ（ｎ−１）、ｎ番目の出力線ＶＳＬ（ｎ）、（ｎ＋１）番目の出力線ＶＳＬ（ｎ＋１）が示されている。
【０１２１】
出力線ＶＳＬ（ｎ−１）には、基準信号生成部２１６としてスイッチ２５１ａ、２５２ａが設けられており、出力線ＶＳＬ（ｎ−１）には寄生容量２５３ａが存在する。出力線ＶＳＬ（ｎ）には、基準信号生成部２１６としてスイッチ２５１ｂ、２５２ｂが設けられており、出力線ＶＳＬ（ｎ）には寄生容量２５３ｂが存在する。出力線ＶＳＬ（ｎ＋１）には、基準信号生成部２１６としてスイッチ２５１ｃ、２５２ｃが設けられており、出力線ＶＳＬ（ｎ＋１）には寄生容量２５３ｃが存在する。
【０１２２】
電流源２１７として、スイッチ２５２ａの一端にトランジスタ２６１ａが、スイッチ２５２ｂの一端にトランジスタ２６１ｂが、スイッチ２５２ｃの一端にトランジスタ２６１ｃが、それぞれ接続される。
【０１２３】
出力線ＶＳＬ（ｎ−１）には、コンパレータ２３１として入力容量２７１ａ、２７２ａ、スイッチ２７３ａ、２７４ａ、コンパレータ２７５ａが存在する。出力線ＶＳＬ（ｎ）には、コンパレータ２３１として入力容量２７１ｂ、２７２ｂ、スイッチ２７３ｂ、２７４ｂ、コンパレータ２７５ｂが存在する。出力線ＶＳＬ（ｎ＋１）には、コンパレータ２３１として入力容量２７１ｃ、２７２ｃ、スイッチ２７３ｃ、２７４ｃ、コンパレータ２７５ｃが存在する。
【０１２４】
図１１Ａは、固有情報を生成する際における、基準信号生成部２１６、電流源２１７及びコンパレータ２３１の動作をタイミングチャートで示す説明図である。以下では、出力線ＶＳＬ（ｎ−１）上に、または出力線ＶＳＬ（ｎ−１）に沿って設けられる各素子の動作について説明する。
【０１２５】
時刻ｔ１で１水平読み出し期間がスタートする。この時点で行選択信号φＳＥＬがハイになり、行選択が始まる。この時点ではリセットトランジスタＲＳＴがオン状態であるので、フローティングディフュージョン部ＦＤの電圧はＶＤＤに固定されている。これによりフローティングディフュージョン部ＦＤのばらつきは除去される。また固有情報を生成する際に、転送パルスφＴＲＧはローで固定される。転送パルスφＴＲＧがローで固定されることで転送トランジスタＴＲＧがオフとなり、フォトダイオードＰＤのばらつきを除去することが出来る。
【０１２６】
また、時刻ｔ１では電流源２１７を切り離すための電流源切り離しパルスがハイであり、スイッチ２５２ａがオンとなっている。また時刻ｔ１では、ＶＳＬ電圧を平均化するＶＳＬ平均化パルスがローであり、スイッチ２５１ａがオフとなっている。これにより、ソースフォロワ動作していても、ソースフォロワ毎のばらつき情報が出力線ＶＳＬに出力される。
【０１２７】
時刻ｔ２で、行選択信号（選択パルス）φＳＥＬと、電流源切り離しパルスが同時にローになり、列ごとのＶＳＬ電圧が、ＶＳＬの寄生容量２５３ａに保持される。また時刻ｔ２で、ＶＳＬ平均化パルスがハイになり、各列のＶＳＬ電圧が平均化される。この平均化されたＶＳＬ電圧が基準信号となる。
【０１２８】
時刻ｔ３の時点で、コンパレータ２７５ａの内部オフセットと、ＶＳＬ電圧及び参照波形の差分が、入力容量２７２ａに充電され、コンパレータ２７５ａの動作点が初期化される。
【０１２９】
時刻ｔ４で、短絡パルスがローになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになる。これにより、スイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきが発生する。
【０１３０】
時刻ｔ５〜ｔ６が１回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間１）である。この期間において、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。ＤＡ変換器２３２は参照波形をシフトする機能を有しても良い。すなわち、ＤＡ変換器２３２はクランプレベルをシフトする機能を有していてもよい。ＤＡ変換器２３２は参照波形をシフトすることで、カウンタ２３３の出力にオフセットを付けることが出来る。このＡＤＣ期間１では、コンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が発生している。なお図１１Ａにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１３１】
時刻ｔ６でＡＤＣ期間１が終わると、行選択信号φＳＥＬがハイに、電流源切り離しパルスがハイに、ＶＳＬ平均化パルスがローになる。すなわち、スイッチ２５１ａがオフとなり、スイッチ２５２ａがオンとなっている。これにより、ソースフォロワ動作していても、ソースフォロワ毎のばらつき情報（増幅トランジスタの出力のばらつき）が出力線ＶＳＬに出力される。
【０１３２】
時刻ｔ７〜ｔ８が２回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間２）である。この期間においても、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。ここで、変換後のデジタル値には、時刻ｔ４で生じたスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきと、ＡＤＣ期間１で生じたコンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が、同じく含まれる。なお図１１Ａにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１３３】
そこで、ＡＤＣ期間２が終わると、ＡＤＣ期間１でのカウンタ２３３のカウント値と、ＡＤＣ期間２でのカウンタ２３３のカウント値との差分処理を行う。この差分処理によって、検出部２１８で生じるばらつきを除去することが出来る。従って、素子固有情報に、検出部２１８で生じるばらつきが含まれることを防ぐことができる。
【０１３４】
またＡＤＣ期間１において、カウンタ２３３の出力にオフセットを付けているので、上記差分処理が行われても、固有情報生成部２１４によるばらつきが欠損することは無い。固有情報生成部２１４によるばらつきは、基準信号を中心に正規分布する。従って、オフセットが無いと固有情報生成部２１４によるばらつきに負値が発生し、０以下の値が全て０となってしまう。
【０１３５】
ＡＤ変換の際の参照波形の傾きは、所望のデジタル値が得られるように調整（アナログゲイン調整）されるのが望ましい。また、素子固有情報の読み出しの際には、通常の読み出しに対して、電流源の電流（ドレイン電流Ｉｄ）を小さくしてもよい。オーバドライブ電圧は、２×Ｉｄ／ｇｍで求まるが、ばらつきもオーバドライブ電圧に比例するので、ドレイン電流Ｉｄを小さくすると、ソースフォロワに含まれるオーバドライブ電圧のばらつき成分が相対的に小さくなる。つまり、主に増幅トランジスタＡＭＰのしきい値のばらつきの情報が検出できる。また、素子固有情報の読み出しの際には、通常の読み出しに対して、電流源の電流（ドレイン電流Ｉｄ）を大きくしてもよい。電流源の電流を大きくすることで、ソースフォロワに含まれるばらつき情報の内、オーバドライブ電圧のばらつき成分を相対的に大きくすることも出来る。
【０１３６】
テンポラルノイズとして、増幅トランジスタＡＭＰの熱雑音、１／ｆノイズ、ＲＴＮ、周辺回路の熱雑音が含まれるが、これらは、複数回の読み出しを行って加算（平均）すれば、抑圧することができる。
【０１３７】
経時劣化を抑えるために、固体撮像装置１は、以下の条件で、駆動制御することが望ましい。ホットキャリア注入を考慮し、動作時の電流は小さいことが望ましい。すなわちバイアス電流は小さくなるように制御することが望ましい。また同様にホットキャリア注入を考慮し、動作時間が短いことが望ましい。たとえば起動時やリクエスト時のみ駆動するよう制御することが望ましい。また同様にホットキャリア注入を考慮し、不使用時は電流を流さないことが望ましい。すなわち、不使用時には選択トランジスタＳＥＬをオフにすることが望ましい。また酸化膜の破壊を考慮し、不使用時は、対象素子のゲートとソースまたはドレインとの電圧差が小さいことが望ましい。すなわち、不使用時にはリセットトランジスタＲＳＴをオンすることが望ましい。また基板ホットキャリア注入を考慮し、固有情報生成部２１４は、遮光されていることが望ましい。
【０１３８】
選択パルスφＳＥＬのハイレベルの電位はＶＤＤ（２．７Ｖ）程度としてもよいが、中間電位（およそ１Ｖ〜１．５Ｖ程度）としてもよい。選択トランジスタＳＥＬのドレインソース間の電位差（ＶＤＳ）をとり飽和動作させればソースフォロワとなる。例えば、選択トランジスタＳＥＬのドレイン電圧を２．７Ｖとして、選択トランジスタＳＥＬのドレイン側（増幅トランジスタＡＭＰのソース側）は通常２．２Ｖ程度である。これに対して、選択トランジスタＳＥＬのＶＤＳを充分に取れば（少なくとも数百〜７００ｍＶ程度の差が有れば）飽和動作させることが出来る。これにより、選択トランジスタＳＥＬのゲート電圧に応じた出力が出力線ＶＳＬに伝達される。選択トランジスタＳＥＬも増幅トランジスタＡＭＰと同様、飽和動作させると、しきい値とオーバドライブ電圧とが素子ごとにばらつくので、選択トランジスタＳＥＬのしきい値とオーバドライブ電圧のばらつきを検出することができる。この際、非選択行の画素とクリップ回路２１５は、選択スイッチがオフされており、読み出しに関与しない。
【０１３９】
電流制御電圧生成部２１９は、電流制御電圧をＡＤＣ期間１とＡＤＣ期間２とで異なる電圧で駆動することにより、オーバドライブ電圧を変化させることができる。このときのオーバドライブ電圧の変化量がばらつくので、オーバドライブ電圧の変化量を素子固有情報として検出できる。
【０１４０】
図１１Ｂは、固有情報を生成する際における、基準信号生成部２１６、電流源２１７及びコンパレータ２３１の動作をタイミングチャートで示す説明図である。以下では、出力線ＶＳＬ（ｎ−１）上に、または出力線ＶＳＬ（ｎ−１）に沿って設けられる各素子の動作について説明する。図１１Ａのタイミングチャートとは、電流源切り離しパルス、ＶＳＬ平均化パルスが常にローレベルである点で異なっている。
【０１４１】
時刻ｔ１で１水平読み出し期間がスタートする。この時点で行選択信号φＳＥＬがハイになり、行選択が始まる。この時点ではリセットトランジスタＲＳＴがオン状態であるので、フローティングディフュージョン部ＦＤの電圧はＶＤＤに固定されている。これによりフローティングディフュージョン部ＦＤのばらつきは除去される。また固有情報を生成する際に、転送パルスφＴＲＧはローで固定される。転送パルスφＴＲＧがローで固定されることで転送トランジスタＴＲＧがオフとなり、フォトダイオードＰＤのばらつきを除去することが出来る。
【０１４２】
時刻ｔ２の時点で、コンパレータ２７５ａの内部オフセットと、ＶＳＬ電圧及び参照波形の差分が、入力容量２７２ａに充電され、コンパレータ２７５ａの動作点が初期化される。
【０１４３】
時刻ｔ３で、短絡パルスがローになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになる。これにより、スイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきが発生する。
【０１４４】
時刻ｔ４〜ｔ５が１回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間１）である。この期間において、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。このＡＤＣ期間１では、コンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が発生している。なお図１１Ｂにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１４５】
続いて時刻ｔ６の時点で、電流制御電圧生成部２１９は、バイアス電流が大きくなるように電流制御電圧を制御する。
【０１４６】
時刻ｔ７〜ｔ８が２回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間２）である。この期間においても、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。ここで、変換後のデジタル値には、時刻ｔ４で生じたスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきと、ＡＤＣ期間１で生じたコンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が、同じく含まれる。なお図１１Ｂにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１４７】
そこで、ＡＤＣ期間２が終わると、ＡＤＣ期間１でのカウンタ２３３のカウント値と、ＡＤＣ期間２でのカウンタ２３３のカウント値との差分処理を行う。この差分処理によって、検出部２１８で生じるばらつきを除去することが出来る。ＡＤＣ期間１とＡＤＣ期間２では、バイアス電流値が異なるだけなので、しきい値情報はキャンセルされ、オーバドライブ電圧の成分の抽出が可能となる。ここで、トランジスタの利得係数βは、（Ｗ／Ｌ）×μ×Ｃｏｘである。Ｗはゲート幅、Ｌはゲート長、μは電子の移動度、Ｃｏｘは単位面積当たりの酸化膜容量である。また相互インダクタンスｇｍは、ほぼ２1/2×β×Ｉｄである。従ってオーバドライブ電圧は２×Ｉｄ／ｇｍ＝（２×Ｉｄ／β）1/2である。βは素子固有のばらつきを持つので、バイアス電流と素子ばらつきに応じた出力が得られる。βの中には移動度μが含まれており、移動度μには温度特性が含まれる。従って、後述するように温度に応じてバイアス電流や参照波形の傾き及びシフト量を調整することで、温度による特性変化を緩和し、適切なレンジでＡＤ変換を行うことが可能となる。固体撮像装置１の動作温度では格子散乱が支配的なため、移動度の温度特性は、絶対温度Ｔ−３／２に依存する。
【０１４８】
図１１Ｂに示したタイミングチャートで動作させる場合でも、選択パルスφＳＥＬのハイレベルの電位はＶＤＤ（２．７Ｖ）程度としてもよいが、中間電位（およそ１Ｖ〜１．５Ｖ程度）としてもよい。選択トランジスタＳＥＬのドレインソース間の電位差（ＶＤＳ）をとり飽和動作させればソースフォロワとなる。
【０１４９】
ＲＴＮは、時間変動する成分でもあるが、発生する素子が決まっている（ＦＰＮ成分）。従って、ＲＴＮの検出も可能である。
【０１５０】
一般に、ＲＴＮは、欠陥準位への電子の捕獲または放出過程で発生し、振幅が大きいために２値または多値の出力を発生させる。ＲＴＮの検出は、通常は時間的な変化を含むため、連続的に観測するか、複数回のサンプリングによって行われる。ここで、時間的な変化とは、欠陥の持つエネルギー準位と、画素の増幅トランジスタＡＭＰのチャネル電子のフェルミ準位との差によって発生する時定数を持ち、２値または複数の状態が任意のタイミングで発生することを指す。
【０１５１】
図１１Ｃは、固有情報を生成する際における、基準信号生成部２１６、電流源２１７及びコンパレータ２３１の動作をタイミングチャートで示す説明図である。以下では、出力線ＶＳＬ（ｎ−１）上に、または出力線ＶＳＬ（ｎ−１）に沿って設けられる各素子の動作について説明する。
【０１５２】
時刻ｔ１で１水平読み出し期間がスタートする。この時点で行選択信号φＳＥＬがハイになり、行選択が始まる。この時点ではリセットトランジスタＲＳＴがオン状態であるので、フローティングディフュージョン部ＦＤの電圧はＶＤＤに固定されている。これによりフローティングディフュージョン部ＦＤのばらつきは除去される。また固有情報を生成する際に、転送パルスφＴＲＧはローで固定される。転送パルスφＴＲＧがローで固定されることで転送トランジスタＴＲＧがオフとなり、フォトダイオードＰＤのばらつきを除去することが出来る。
【０１５３】
時刻ｔ２の時点で、コンパレータ２７５ａの内部オフセットと、ＶＳＬ電圧及び参照波形の差分が、入力容量２７２ａに充電され、コンパレータ２７５ａの動作点が初期化される。
【０１５４】
時刻ｔ３で、短絡パルスがローになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになる。これにより、スイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきが発生する。
【０１５５】
時刻ｔ４〜ｔ５が１回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間１）である。この期間において、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。このＡＤＣ期間１では、コンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が発生している。なお図１１Ｃにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１５６】
続いて時刻ｔ６の時点で、電流制御電圧生成部２１９は、バイアス電流が大きくなるように電流制御電圧を制御する。
【０１５７】
時刻ｔ７〜ｔ８が２回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間２）である。この期間においても、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。ここで、変換後のデジタル値には、時刻ｔ４で生じたスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきと、ＡＤＣ期間１で生じたコンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が、同じく含まれる。なお図１１Ｃにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１５８】
そこで、ＡＤＣ期間２が終わると、ＡＤＣ期間１でのカウンタ２３３のカウント値と、ＡＤＣ期間２でのカウンタ２３３のカウント値との差分処理を行う。この差分処理によって、検出部２１８で生じるばらつきを除去することが出来る。また、この差分処理によってＲＴＮが発生したかどうかのデータを取得することができる。このデータ取得を複数回行うことで、画素の増幅トランジスタＡＭＰごとのＲＴＮの発生頻度を評価することができる。したがって、増幅回路の持つ熱雑音や１／ｆで発生する電圧振幅よりも大きな電圧振幅を持つ場合に、それを検出できた素子のアドレスを素子固有情報として持つことが可能である。この場合、ＲＴＮは、上述したようにエネルギー差に基づいて時定数が変化する、すなわち検出確率が変化するので、温度ごとのアドレスのテーブルを持つことが望ましい。
【０１５９】
図１１Ｃに示したタイミングチャートで動作させる場合でも、選択パルスφＳＥＬのハイレベルの電位はＶＤＤ（２．７Ｖ）程度としてもよいが、中間電位（およそ１Ｖ〜１．５Ｖ程度）としてもよい。選択トランジスタＳＥＬのドレインソース間の電位差（ＶＤＳ）をとり飽和動作させればソースフォロワとなる。
【０１６０】
上述したように、クリップ回路２１５もソースフォロワ回路であり、図１１Ａに示した動作と同様の動作で素子固有情報を得ることが出来る。
【０１６１】
図１１Ｄは、固有情報を生成する際における、クリップ回路２１５、基準信号生成部２１６、電流源２１７及びコンパレータ２３１の動作をタイミングチャートで示す説明図である。以下では、出力線ＶＳＬ（ｎ−１）上に、または出力線ＶＳＬ（ｎ−１）に沿って設けられる各素子の動作について説明する。
【０１６２】
図１１Ｄのタイミングチャートでは、画素は全行非選択とする。すなわち行選択信号φＳＥＬはローで固定されている。他の画素駆動用のパルスの状態は任意である。時刻ｔ１で１水平読み出し期間がスタートする。この時点でクリップ選択パルスφＣＬＰＳＥＬがハイになりクリップ回路２１５が選択される。また短絡パルスがハイになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａが接続される。電流源２１７を切り離すためのスイッチ２５２ａがオンであり、ＶＳＬ電圧を平均化するスイッチ２５１ａがオフなので、ソースフォロワ動作しており、クリップ回路２１５のソースフォロワごとのばらつき情報（トランジスタＣＬＰＡＭＰの出力のばらつき）が出力線ＶＳＬに出力される。
【０１６３】
時刻ｔ２の時点で、クリップ選択パルスφＣＬＰＳＥＬと電流源切り離しパルスを同時にローにする。これによりＶＳＬ電圧が寄生容量２５３ａに保持される。ここでＶＳＬ電圧の平均化が行われるので、各列のＶＳＬ電圧が平均化される。この平均化されたＶＳＬ電圧が基準信号となる。
【０１６４】
時刻ｔ３の時点で、コンパレータ２７５ａの内部オフセットと、ＶＳＬ電圧及び参照波形の差分が、入力容量２７２ａに充電され、コンパレータ２７５ａの動作点が初期化される。
【０１６５】
時刻ｔ４で、短絡パルスがローになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになる。これにより、コンパレータ２７５ａの動作点の初期化が終了する。また、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになることでスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきが発生する。
【０１６６】
時刻ｔ５〜ｔ６が１回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間１）である。この期間において、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。ＤＡ変換器２３２は参照波形をシフトする機能を有しても良い。すなわち、ＤＡ変換器２３２はクランプレベルをシフトする機能を有していてもよい。ＤＡ変換器２３２は参照波形をシフトすることで、カウンタ２３３の出力にオフセットを付けることが出来る。このＡＤＣ期間１では、コンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が発生している。なお図１１Ｄにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１６７】
時刻ｔ６の時点でクリップ選択パルスφＣＬＰＳＥＬがハイになりクリップ回路２１５が選択される。この時点で電流源２１７を切り離すためのスイッチ２５２ａがオンであり、ＶＳＬ電圧を平均化するスイッチ２５１ａがオフなので、ソースフォロワ動作しており、クリップ回路２１５のソースフォロワごとのばらつき情報（トランジスタＣＬＰＡＭＰの出力のばらつき）が出力線ＶＳＬに出力される。
【０１６８】
時刻ｔ７〜ｔ８が２回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間２）である。この期間においても、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。ここで、変換後のデジタル値には、時刻ｔ４で生じたスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきと、ＡＤＣ期間１で生じたコンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が、同じく含まれる。なお図１１Ｄにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１６９】
そこで、ＡＤＣ期間２が終わると、ＡＤＣ期間１でのカウンタ２３３のカウント値と、ＡＤＣ期間２でのカウンタ２３３のカウント値との差分処理を行う。この差分処理によって、検出部２１８で生じるばらつきを除去することが出来る。従って、素子固有情報に、検出部２１８で生じるばらつきが含まれることを防ぐことができる。
【０１７０】
またＡＤＣ期間１において、カウンタ２３３の出力にオフセットを付けているので、上記差分処理が行われても、固有情報生成部２１４によるばらつきが欠損することは無い。固有情報生成部２１４によるばらつきは、基準信号を中心に正規分布する。従って、オフセットが無いと固有情報生成部２１４によるばらつきに負値が発生し、０以下の値が全て０となってしまう。
【０１７１】
図１１Ｄに示したタイミングチャートで動作させる場合で、トランジスタＣＬＰＡＭＰではなく、トランジスタＣＬＰＳＥＬを飽和させればソースフォロワ回路となる。トランジスタＣＬＰＳＥＬを選択するパルスのハイレベルの電位はＶＤＤ（２．７Ｖ）程度としてもよいが、中間電位（およそ１Ｖ〜１．５Ｖ程度）としてもよい。トランジスタＣＬＰＳＥＬのドレインソース間の電位差（ＶＤＳ）をとり飽和動作させればソースフォロワとなる。例えば、トランジスタＣＬＰＳＥＬのドレイン電圧を２．７Ｖとして、トランジスタＣＬＰＳＥＬのドレイン側（トランジスタＣＬＰＡＭＰのソース側）は通常２．２Ｖ程度である。これに対して、トランジスタＣＬＰＳＥＬのＶＤＳを充分に取れば（少なくとも数百〜７００ｍＶ程度の差が有れば）飽和動作させることが出来る。これによりトランジスタＣＬＰＳＥＬのゲート電圧に応じた出力が出力線ＶＳＬに伝達される。トランジスタＣＬＰＳＥＬもトランジスタＣＬＰＡＭＰと同様、飽和動作させると、しきい値とオーバドライブ電圧とが素子ごとにばらつくので、トランジスタＣＬＰＳＥＬのしきい値とオーバドライブ電圧のばらつきを検出することができる。
【０１７２】
電流制御電圧生成部２１９は、電流制御電圧をＡＤＣ期間１とＡＤＣ期間２とで異なる電圧で駆動することにより、トランジスタＣＬＰＡＭＰのオーバドライブ電圧を変化させることができる。このときのオーバドライブ電圧の変化量がばらつくので、オーバドライブ電圧の変化量を素子固有情報として検出できる。
【０１７３】
図１１Ｅは、固有情報を生成する際における、クリップ回路２１５、基準信号生成部２１６、電流源２１７及びコンパレータ２３１の動作をタイミングチャートで示す説明図である。以下では、出力線ＶＳＬ（ｎ−１）上に、または出力線ＶＳＬ（ｎ−１）に沿って設けられる各素子の動作について説明する。図１１Ｄのタイミングチャートとは、電流源切り離しパルス、ＶＳＬ平均化パルスが常にローレベルである点で異なっている。
【０１７４】
図１１Ｅのタイミングチャートでは、画素は全行非選択とする。すなわち行選択信号φＳＥＬはローで固定されている。他の画素駆動用のパルスの状態は任意である。時刻ｔ１で１水平読み出し期間がスタートする。この時点でクリップ選択パルスφＣＬＰＳＥＬがハイになりクリップ回路２１５が選択される。また短絡パルスがハイになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａが接続される。
【０１７５】
時刻ｔ２の時点で、コンパレータ２７５ａの内部オフセットと、ＶＳＬ電圧及び参照波形の差分が、入力容量２７２ａに充電され、コンパレータ２７５ａの動作点が初期化される。
【０１７６】
時刻ｔ３で、短絡パルスがローになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになる。これにより、コンパレータ２７５ａの動作点の初期化が終了する。また、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになることでスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきが発生する。
【０１７７】
時刻ｔ４〜ｔ５が１回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間１）である。この期間において、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。このＡＤＣ期間１では、コンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が発生している。なお図１１Ｅにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１７８】
続いて時刻ｔ６の時点で、電流制御電圧生成部２１９は、バイアス電流が大きくなるように電流制御電圧を制御する。
【０１７９】
時刻ｔ７〜ｔ８が２回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間２）である。この期間においても、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。ここで、変換後のデジタル値には、時刻ｔ４で生じたスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきと、ＡＤＣ期間１で生じたコンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が、同じく含まれる。なお図１１Ｅにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１８０】
そこで、ＡＤＣ期間２が終わると、ＡＤＣ期間１でのカウンタ２３３のカウント値と、ＡＤＣ期間２でのカウンタ２３３のカウント値との差分処理を行う。この差分処理によって、検出部２１８で生じるばらつきを除去することが出来る。ＡＤＣ期間１とＡＤＣ期間２では、バイアス電流値が異なるだけなので、しきい値情報はキャンセルされ、オーバドライブ電圧の成分の抽出が可能となる。ここで、トランジスタの利得係数βは、（Ｗ／Ｌ）×μ×Ｃｏｘである。Ｗはゲート幅、Ｌはゲート長、μは電子の移動度、Ｃｏｘは単位面積当たりの酸化膜容量である。また相互インダクタンスｇｍは、ほぼ２1/2×β×Ｉｄである。従ってオーバドライブ電圧は２×Ｉｄ／ｇｍ＝（２×Ｉｄ／β）1/2である。βは素子固有のばらつきを持つので、バイアス電流と素子ばらつきに応じた出力が得られる。βの中には移動度μが含まれており、移動度μには温度特性が含まれる。従って、後述するように温度に応じてバイアス電流や参照波形の傾き及びシフト量を調整することで、温度による特性変化を緩和し、適切なレンジでＡＤ変換を行うことが可能となる。固体撮像装置１の動作温度では格子散乱が支配的なため、移動度の温度特性は、絶対温度Ｔ−３／２に依存する。
【０１８１】
図１１Ｅに示したタイミングチャートで動作させる場合で、トランジスタＣＬＰＡＭＰではなく、トランジスタＣＬＰＳＥＬを飽和させればソースフォロワ回路となる。トランジスタＣＬＰＳＥＬを選択するパルスのハイレベルの電位はＶＤＤ（２．７Ｖ）程度としてもよいが、中間電位（およそ１Ｖ〜１．５Ｖ程度）としてもよい。
【０１８２】
トランジスタＣＬＰＡＭＰで、上述したようなＲＴＮの検出も可能である。トランジスタＣＬＰＡＭＰでＲＴＮを検出する際、クリップ電圧は中間電位（例えば１．５Ｖ〜ＶＤＤ程度）としておく。
【０１８３】
図１１Ｆは、固有情報を生成する際における、クリップ回路２１５、基準信号生成部２１６、電流源２１７及びコンパレータ２３１の動作をタイミングチャートで示す説明図である。以下では、出力線ＶＳＬ（ｎ−１）上に、または出力線ＶＳＬ（ｎ−１）に沿って設けられる各素子の動作について説明する。
【０１８４】
図１１Ｆのタイミングチャートでは、画素は全行非選択とする。すなわち行選択信号φＳＥＬはローで固定されている。他の画素駆動用のパルスの状態は任意である。時刻ｔ１で１水平読み出し期間がスタートする。この時点でクリップ選択パルスφＣＬＰＳＥＬがハイになりクリップ回路２１５が選択される。また短絡パルスがハイになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａが接続される。
【０１８５】
時刻ｔ２の時点で、コンパレータ２７５ａの内部オフセットと、ＶＳＬ電圧及び参照波形の差分が、入力容量２７２ａに充電され、コンパレータ２７５ａの動作点が初期化される。
【０１８６】
時刻ｔ３で、短絡パルスがローになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになる。これにより、コンパレータ２７５ａの動作点の初期化が終了する。また、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになることでスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきが発生する。
【０１８７】
時刻ｔ４〜ｔ５が１回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間１）である。この期間において、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。このＡＤＣ期間１では、コンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が発生している。なお図１１Ｆにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１８８】
時刻ｔ６〜ｔ７が２回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間２）である。この期間においても、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。ここで、変換後のデジタル値には、時刻ｔ４で生じたスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきと、ＡＤＣ期間１で生じたコンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が、同じく含まれる。なお図１１Ｆにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１８９】
そこで、ＡＤＣ期間２が終わると、ＡＤＣ期間１でのカウンタ２３３のカウント値と、ＡＤＣ期間２でのカウンタ２３３のカウント値との差分処理を行う。この差分処理によって、検出部２１８で生じるばらつきを除去することが出来る。また、この差分処理によってＲＴＮが発生したかどうかのデータを取得することができる。このデータ取得を複数回行うことで、トランジスタＣＬＰＡＭＰごとのＲＴＮの発生頻度を評価することができる。したがって、増幅回路の持つ熱雑音や１／ｆで発生する電圧振幅よりも大きな電圧振幅を持つ場合に、それを検出できた素子のアドレスを素子固有情報として持つことが可能である。この場合、ＲＴＮは、上述したようにエネルギー差に基づいて時定数が変化する、すなわち検出確率が変化するので、温度ごとのアドレスのテーブルを持つことが望ましい。
【０１９０】
図１１Ｆに示したタイミングチャートで動作させる場合で、トランジスタＣＬＰＡＭＰではなく、トランジスタＣＬＰＳＥＬを飽和させればソースフォロワ回路となる。トランジスタＣＬＰＳＥＬを選択するパルスのハイレベルの電位はＶＤＤ（２．７Ｖ）程度としてもよいが、中間電位（およそ１Ｖ〜１．５Ｖ程度）としてもよい。
【０１９１】
固体撮像装置１は、コンパレータ２７５ａのフィードスルーばらつきを素子固有情報とすることもできる。
【０１９２】
図１１Ｇは、固有情報を生成する際における、クリップ回路２１５、基準信号生成部２１６、電流源２１７及びコンパレータ２３１の動作をタイミングチャートで示す説明図である。以下では、出力線ＶＳＬ（ｎ−１）上に、または出力線ＶＳＬ（ｎ−１）に沿って設けられる各素子の動作について説明する。
【０１９３】
図１１Ｇのタイミングチャートでは、画素は全行非選択とする。すなわち行選択信号φＳＥＬはローで固定されている。他の画素駆動用のパルスの状態は任意である。時刻ｔ１で１水平読み出し期間がスタートする。この時点でクリップ選択パルスφＣＬＰＳＥＬがハイになりクリップ回路２１５が選択される。また短絡パルスがハイになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａが接続される。
【０１９４】
時刻ｔ２の時点で、コンパレータ２７５ａの内部オフセットと、ＶＳＬ電圧及び参照波形の差分が、入力容量２７２ａに充電され、コンパレータ２７５ａの動作点が初期化される。
【０１９５】
時刻ｔ３〜ｔ４が１回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間１）である。この期間において、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。このＡＤＣ期間１では、コンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が発生している。なお図１１Ｇにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１９６】
時刻ｔ５で、短絡パルスがローになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになる。これにより、コンパレータ２７５ａの動作点の初期化が終了する。また、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになることでスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきが発生する。
【０１９７】
時刻ｔ６〜ｔ７が２回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間２）である。この期間においても、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。ここで、変換後のデジタル値には、時刻ｔ４で生じたスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきと、ＡＤＣ期間１で生じたコンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が、同じく含まれる。なお図１１Ｇにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０１９８】
そこで、ＡＤＣ期間２が終わると、ＡＤＣ期間１でのカウンタ２３３のカウント値と、ＡＤＣ期間２でのカウンタ２３３のカウント値との差分処理を行う。この差分処理によって、スイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきが検出される。
【０１９９】
スイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきの検出を複数回行って平均化することでｋＴＣノイズが抑圧され、フィードスルーばらつき（ＦＰＮ成分）を抽出することが出来る。
【０２００】
固体撮像装置１は、カラムＡＤＣのフィードスルーばらつきを素子固有情報とすることもできる。
【０２０１】
図１１Ｈは、固有情報を生成する際における、クリップ回路２１５、基準信号生成部２１６、電流源２１７及びコンパレータ２３１の動作をタイミングチャートで示す説明図である。以下では、出力線ＶＳＬ（ｎ−１）上に、または出力線ＶＳＬ（ｎ−１）に沿って設けられる各素子の動作について説明する。
【０２０２】
時刻ｔ１で１水平読み出し期間がスタートする。この時点で行選択信号φＳＥＬがハイになり、行選択が始まる。この時点ではリセットトランジスタＲＳＴがオン状態であるので、フローティングディフュージョン部ＦＤの電圧はＶＤＤに固定されている。これによりフローティングディフュージョン部ＦＤのばらつきは除去される。また固有情報を生成する際に、転送パルスφＴＲＧはローで固定される。転送パルスφＴＲＧがローで固定されることで転送トランジスタＴＲＧがオフとなり、フォトダイオードＰＤのばらつきを除去することが出来る。また短絡パルスがハイになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａが接続される。
【０２０３】
時刻ｔ２の時点で、コンパレータ２７５ａの内部オフセットと、ＶＳＬ電圧及び参照波形の差分が、入力容量２７２ａに充電され、コンパレータ２７５ａの動作点が初期化される。
【０２０４】
時刻ｔ３で、短絡パルスがローになり、スイッチ２７３ａ、２７４ａがオフになる。これにより、スイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきが発生する。
【０２０５】
時刻ｔ４〜ｔ５が１回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間１）である。この期間において、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。このＡＤＣ期間１では、コンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が発生している。なお図１１Ｈにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０２０６】
時刻ｔ６でリセットトランジスタＲＳＴがオン状態であるので、フローティングディフュージョン部ＦＤの電圧に、ｋＴＣノイズ（テンポラル成分）とリセットフィードスルーノイズ（ＦＰＮ成分）が保持される。
【０２０７】
時刻ｔ７〜ｔ８が２回目のＡＤ変換期間（ＡＤＣ期間２）である。この期間においても、ＤＡ変換器２３２は参照波形を直線状に所定の傾きで変化させる。そしてコンパレータ２７５ａは、その参照波形を用いて基準信号をＡＤ変換する。ここで、変換後のデジタル値には、時刻ｔ４で生じたスイッチ２７３ａ、２７４ａでのｋＴＣノイズとフィードスルーばらつきと、ＡＤＣ期間１で生じたコンパレータ２７５ａの反転遅延、参照波形の遅延、カウンタのクロック遅延が、同じく含まれる。なお図１１Ｈにおいて三角形が示しているのは、コンパレータ２７５ａの反転タイミングである。
【０２０８】
そこで、ＡＤＣ期間２が終わると、ＡＤＣ期間１でのカウンタ２３３のカウント値と、ＡＤＣ期間２でのカウンタ２３３のカウント値との差分処理を行う。この差分処理によって、検出部２１８で生じるばらつきが除去され、フローティングディフュージョン部ＦＤに保持されたｋＴＣノイズとリセットフィードスルーノイズが検出される。このｋＴＣノイズとリセットフィードスルーノイズの検出を複数回行って平均化することでｋＴＣノイズが抑圧され、リセットフィードスルーばらつき（ＦＰＮ成分）を抽出することが出来る。
【０２０９】
フォトダイオードＰＤの欠陥も素子固有情報とすることができる。フォトダイオードＰＤの欠陥は、通常の駆動で読み出すことが出来る。通常の駆動でフォトダイオードＰＤの欠陥を読み出す際に、光信号及びフローティングディフュージョン部ＦＤの欠陥情報も同時に読み出される。これら以外のＦＰＮ成分及びフローティングディフュージョン部ＦＤをリセットする際のｋＴＣノイズは、ＣＤＳ処理により除去される。フローティングディフュージョン部ＦＤの欠陥情報は、なるべく検出期間が短くなるように駆動されており、かつ欠陥補正されるので除外する。光信号があるとフォトダイオードＰＤの欠陥情報を抽出しにくいので、フォトダイオードＰＤの欠陥を素子固有情報とする場合は、遮光状態でフォトダイオードＰＤの信号が蓄積されていることが望ましい。フォトダイオードＰＤの欠陥を素子固有情報とする場合は、遮光されている画素（オプティカルブラック画素）のフォトダイオードＰＤを用いても良い。
【０２１０】
フォトダイオードＰＤの欠陥による暗信号は、時間依存をもつため、できるだけ長くシャッタ時間を設定し、信号蓄積することが望ましい。また、フォトダイオードＰＤは、一般的に、ＨＡＤ構造（Ｈｏｌｅ  Ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ  Ｄｉｏｄｅ構造）をしており、Ｈｏｌｅ（正孔）で囲まれるように形成され、駆動される。駆動においては、転送トランジスタのチャネルが蓄積状態（ピニング状態）になるように負バイアスが印加される。このようにすることで、転送トランジスタの近傍の欠陥による暗信号が小さく抑えられる。
【０２１１】
信号が非常に小さい、あるいは欠陥数が非常に小さい場合は、信号蓄積時に、転送トランジスタのオフ時の電位を正の方向の中間電位に設定することで、ピニング状態から空乏状態に変えるとよい。転送トランジスタ近傍の欠陥による暗出力が発生する。このようにすることで、フォトダイオードＰＤおよび転送トランジスタ近傍の欠陥情報を検出することができ、たとえば、欠陥として扱われる所望のしきい値レベル以上の画素アドレスを、素子固有情報として扱うことができる。
【０２１２】
これらの欠陥情報は温度特性（活性化エネルギーが０．５５ｅＶ〜１．１ｅＶ程度）を持つため、出力を安定させるためには、温度情報をもとに、蓄積時間、アナログゲインを適切に設定するとともに、欠陥ごとに温度補正テーブルをもち、補正することが望ましい。
【０２１３】
固有値計算部２２０は、検出部２１８から送られるデジタル信号に基づき、固体撮像装置１に固有の値（固有値）を計算する。固有値計算部２２０は、固有値として所定のビット長を有する値を生成する。固有値計算部２２０による固体撮像装置１の固有値の計算方法の一例については後に詳述する。固有値計算部２２０は、固体撮像装置１の固有値を計算すると、その固有値を暗号化部２２２に送る。固有値計算部２２０が生成した固有値は、暗号化部２２２における暗号化処理で用いられるシード、または鍵そのものとなり得る。
【０２１４】
固有値計算部２２０は、複数の素子固有情報のうち、どの素子固有情報を採用するかを選択しても良い。固有値計算部２２０は、素子固有情報を選択する際に、素子固有情報に基づいた演算によってどの素子固有情報を採用するかを選択してもよく、乱数によって素子固有情報を採用するかを選択してもよい。また素子固有情報を選択する際の選択条件は、不揮発性メモリに記憶されていても良い。不揮発性メモリへの選択条件の書き込みは一度だけ行われても良い。不揮発性メモリへの書き込みのタイミングは、例えば検査時、出荷時、最初の使用時など、があり得る。固有値計算部２２０は、比較的情報量の少ない素子固有情報を含めて、固体撮像装置１のチップ内で発生するあらゆる製造ばらつきに基づく素子固有情報を用いて、繰り返して固有値を算出することが出来る。すなわち、素子固有情報の情報量を増やすことが出来る。
【０２１５】
また固有値計算部２２０は、固有情報生成部２１４が生成した素子固有情報のうち、複数の素子固有情報を組み合わせて固有値を計算しても良い。複数の素子固有情報を組み合わせて固有値を計算することで、どのように固有値を算出したかが解析されにくくなる。
【０２１６】
また、固有値計算部２２０が生成した固有値は一時的にメモリに格納されていても良い。固有値計算部２２０が生成した固有値をメモリに格納することで、固有値の算出タイミングを解析されにくくなる。すなわち、固体撮像装置１は、暗号化のリクエストのタイミングで固有値を生成するのでは無く、予め生成しておいた固有値を、暗号化のリクエストに応じて使用してもよい。固体撮像装置１は、例えば、通常の撮像時の駆動を行ってから所定時間経過した後に固有値を計算してもよい。また固体撮像装置１は、暗号化のリクエストのタイミングではなく、固有値を生成するリクエストを受けたタイミングで固有値を生成してもよい。
【０２１７】
また固有値計算部２２０は、同一の駆動条件で得られた固有値を平均化しても良い。同一の駆動条件で得られた固有値を平均化することで、時間方向のノイズを抑圧することができる。
【０２１８】
暗号化部２２２は、固有値計算部２２０が生成した固有値を用いて、データの暗号化処理を実行する。暗号化部２２２は、例えば図２に示したロジック回路23014に設けられ得る。具体的には、暗号化部２２２は、固有値計算部２２０が生成した固有値をシードまたは鍵そのものとして用いてデータの暗号化処理を行う。暗号化の対象となるのは、固有値そのもの、画像情報、画像情報に基づく特徴量、などがありうる。固有値計算部２２０が生成した固有値を用いて暗号化処理を行うことで、固体撮像装置１は、データを極めてセキュアに暗号化することが出来る。
【０２１９】
通信制御部２２４は、データを固体撮像装置１の外部に送信する。通信制御部２２４は、撮像データを出力する場合と、暗号化部２２２が暗号化したデータを出力する場合とで異なる処理を行っても良い。
【０２２０】
図９に示した固体撮像装置１の構成のうち、少なくとも、固有情報を処理する経路は、固体撮像装置１の表面に現れないように形成される。例えば、固有情報を処理する経路は、最表層を含むより上層のメタルで覆われるように配置される。固有情報を処理する経路は所定のシールド層で覆われても良く、ＶＤＤまたはＶＳＳの配線で覆われても良い。固有情報を処理する経路としては、例えば固有情報生成部２１４と、検出部２１８と、固有値計算部２２０と、暗号化部２２２と、が含まれうる。また固有情報を処理する経路には、固有情報をモニタするためのパッドが設けられないように、固体撮像装置１が形成される。このように固体撮像装置１が形成されることで、暗号化処理に用いられる固体撮像装置１の固有情報の外部への流出が妨げられるだけでなく、固有情報を解析しようとすると固体撮像装置１の破壊が避けられず、結果として固有情報の解析が不可能となる。また、本実施形態に係る固体撮像装置１は、固有情報を内部で保持せず、固有情報を都度生成し、生成した固有情報に基づく固有値を用いた暗号化処理を行っている。従って、本実施形態に係る固体撮像装置１は、極めてセキュアな暗号化処理を実施することが可能となる。
【０２２１】
本実施形態に係る固体撮像装置１は、固有情報を内部で保持していないので、固有情報に基づき生成される固有値が生成の度に変化しては、暗号化されたデータの復号が不可能になってしまう。従って、固有値はいつ計算しても同じ値となることが求められる。従って、本実施形態に係る固体撮像装置１は、固有情報生成部２１４が設けられているチップの温度に応じて固有情報生成部２１４が出力する信号に基づいて固有値計算部２２０が計算した固有値を補正する機能を設けても良い。また本実施形態に係る固体撮像装置１は、固有情報生成部２１４が設けられているチップの温度を検出する機能を設けても良い。
【０２２２】
図１２は、本実施形態に係る固体撮像装置１の別の機能構成例を示す説明図である。図１２には、図９に示した固体撮像装置１の構成に加え、チップ温度検出部２２６と、信号補正部２２８と、が設けられている構成が示されている。
【０２２３】
チップ温度検出部２２６は、固有情報生成部２１４が設けられているチップの温度を検出する。チップ温度検出部２２６は、検出したチップの温度の情報を信号補正部２２８に送る。信号補正部２２８は、チップ温度検出部２２６が検出した固有情報生成部２１４が設けられているチップの温度に基づいて、固有値計算部２２０が計算した固有値を補正する。信号補正部２２８は、温度に応じた補正値が格納されたテーブルを保持し、チップ温度検出部２２６が検出した温度に基づいて補正値を決定しても良い。
【０２２４】
＜３．２．動作例＞
続いて、本実施形態に係る固体撮像装置の動作例を説明する。図１３は、本実施形態に係る固体撮像装置の動作例を示す流れ図である。図１３に示したのは、固体撮像装置１が固有値を計算し、その固有値を用いた暗号化処理を行う際の動作例である。
【０２２５】
固体撮像装置１は、まず固有値の基となる、アナログの固有情報を生成する（ステップＳ２０１）。アナログの固有情報は、駆動制御部２１０が固有情報生成部２１４を駆動させることによって生成される。
【０２２６】
アナログの固有情報を生成すると、続いて固体撮像装置１は、アナログの固有情報をデジタル値に変換する（ステップＳ２０２）。アナログの固有情報のデジタル値への変換は、検出部２１８が行う。検出部２１８によるアナログの固有情報のデジタル値への変換処理は上述した通りである。
【０２２７】
アナログの固有情報をデジタル値に変換すると、続いて固体撮像装置１は、変換後のデジタル値を用いて、固体撮像装置１の固有値を計算する（ステップＳ２０３）。固体撮像装置１の固有値の計算は、固有値計算部２２０が行う。
【０２２８】
固体撮像装置１の固有値の計算を行うと、続いて固体撮像装置１は、固有値を用いたデータの暗号化処理を行う（ステップＳ２０４）。固有値を用いたデータの暗号化処理は、暗号化部２２２が行う。
【０２２９】
本実施形態に係る固体撮像装置１は、上述の一連の動作を実行することで、固有情報を外部に出力せずに、固有情報を用いた暗号化処理を内部で完結させることが可能となる。本実施形態に係る固体撮像装置１は、外部に流出されることのない固有情報を用いた暗号化処理を行うことで、重要な情報を極めて安全に暗号化して出力することが出来る。
【０２３０】
＜＜４．第２の実施形態＞＞
続いて、本開示の第２の実施形態として、上述した固体撮像装置１の物理的特徴（即ち、ハードウェア的な特徴）を利用した、当該固体撮像装置１に固有の複製困難な固有値（即ち、ＰＵＦ値）の生成に係る技術の一例について説明する。
【０２３１】
＜４．１．基本思想＞
まず、ＰＵＦに求められる特性について説明したうえで、本実施形態に係るＰＵＦ値の生成に係る技術の基本的な思想について概要を説明する。
【０２３２】
前述したように、ＰＵＦは、複製困難な物理的特徴を利用してデバイスに固有の値を出力する関数である。このようなＰＵＦを利用して生成されるデバイスに固有の値（即ち、ＰＵＦ値）を、例えば、個々のデバイスを識別するための識別子や、暗号化処理等の鍵情報として利用することを想定した場合には、当該ＰＵＦ値の特性として、再現性及び個体差が求められる。
【０２３３】
ここで、再現性とは、温度や電圧等の各種状態の変化やデバイス自体の経年劣化等の条件が、ＰＵＦ値の生成及び再計算時に変化したとしても、所定の入力に対してその都度同じ出力を得られる特性を示している。即ち、理想的には、上記のような条件の変化が生じたとしても、所定の入力に対して同じ出力がその都度完全に再現できることが望ましい。一方で、ＰＵＦ値の生成及び再計算に際し、誤り訂正符号等の技術を応用することも可能である。この場合には、その都度得られる出力のばらつきが、誤り訂正符号等により訂正可能な範囲内であれば、当該出力の再現性は必ずしも完全ではなくてもよい。
【０２３４】
また、個体差としては、デバイスごとに生成されるＰＵＦ値により、個々のデバイスを区別できる程度に、複数のデバイス間において当該ＰＵＦ値に十分な差が生じることが望ましい。本実施形態においては、個体差として、例えば、１２８ｂｉｔのエントロピーを確保できることが望ましい。
【０２３５】
以上のような前提から、本実施形態においては、固体撮像装置１の各画素２を構成する各トランジスタのうち増幅トランジスタＴｒ１３を対象として、当該増幅トランジスタＴｒ１３の閾値電圧ＶｔｈのばらつきをＰＵＦ値の生成に利用する。より具体的には、トランジスタの閾値電圧は、ゲート酸化膜の膜厚、トランジスタのサイズ、イオンインプランテーション（ion  implantation）等のように、製造過程においてデバイスごとのばらつきを与える要素が多く存在する。そのため、上述した個体差の要求特性を満たすことが可能である。また、増幅トランジスタＴｒ１３は、画素２を構成する各トランジスタの中でも比較的後段に位置するため、複合的な要因の影響をより受けにくい傾向にある。このような特性から、上述した再現性の要求特性についても満たすことが可能となる。また、閾値電圧Ｖｔｈのばらつきについては、例えば、所謂閾値電圧Ｖｔｈの補償を行う過程におおいて、画素２からの画素信号（換言すると、画素値）の出力結果として取得することが可能である。
【０２３６】
また、本実施形態においては、固体撮像装置１の各画素２のうち、より安定して動作する画素２の特性を利用してＰＵＦ値が生成されるとよい。具体的な一例として、画素領域３（換言すると、撮像面）のうち所謂ＯＰＢ（Optical  Black）領域の少なくとも一部の領域に含まれる画素２の特性を、ＰＵＦ値の生成に利用してもよい。
【０２３７】
例えば、図１４は、本実施形態に係るＰＵＦ値の生成に係る技術の一例について説明するための説明図であり、固体撮像装置１の画素領域３の構成の一例について示している。図１４に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置１の画素領域３は、例えば、有効画素領域Ｒ５０１と、ＯＰＢ領域Ｒ５０３とを含む。
【０２３８】
有効画素領域Ｒ５０１は、固体撮像装置１の画素領域３のうち、レンズ等の光学系を介して被写体像が結像する領域に相当する。即ち、固体撮像装置１の画素領域３のうち、有効画素領域Ｒ５０１に含まれる画素２から読み出された画素信号（換言すると、画素値）に基づく画像信号が、画像の撮像結果として出力されることとなる。
【０２３９】
ＯＰＢ領域Ｒ５０３は、有効画素領域Ｒ５０１の近傍に設けられ、メタル等により遮光された領域である。ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれる画素２は、例えば、黒レベルを補正するための基準となる画素信号のレベルの測定に利用される。具体的には、ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれる画素２から出力される画素信号のレベルを測定することにより、光が入射していない状態における暗電流や読み出しノイズの影響を含んだ信号のレベル（オフセット量）を認識することが可能となる。そのため、有効画素領域Ｒ５０１中の画素２から読み出された画像信号に対して、ＯＢＰ領域Ｒ５０３中の画素２から出力される画素信号のレベルの測定値（即ち、オフセット量）を減算することで、理想的には黒レベルを０に補正することが可能となる。
【０２４０】
以上のように、ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれる画素２は、メタル等により遮光されているという特性から、レンズ等の光学系を介して入射する光の影響を受けにくい。このような特性から、ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれる画素２からは、有効画素領域Ｒ５０１に含まれる画素２に比べて、受光結果として比較的安定した出力を得ることが可能である。即ち、ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれる画素２の特性を利用することは、有効画素領域Ｒ５０１に含まれる画素２の特性を利用する場合に比べて、ＰＵＦ値の再現性の要件を満たすという観点からもより有効である。
【０２４１】
また、ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれ画素２から出力される画素信号は、画像の撮像結果としては出力されない。そのため、撮像結果として得られる画像の解析結果から、ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれ画素２の特性を推測することは困難である。即ち、ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれ画素２の特性がＰＵＦ値の生成に利用されたとしても、撮像結果として得られる画像の解析結果から当該ＰＵＦ値を推測することは困難となる。
【０２４２】
また、ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれ画素２は、必ずしも常時動作させる必要はないため、有効画素領域Ｒ５０１に含まれる画素２に比べて劣化がしづらい。そのため、ＰＵＦ値の生成に利用するデバイスの特性として、信頼性の観点からもより有効である。
【０２４３】
また、ＯＰＢ領域Ｒ５０３は、既存の固体撮像装置１に既に設けられている領域である。そのため、当該ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれる画素２の特性をＰＵＦ値の生成に利用することで、当該ＰＵＦ値を生成するための専用の領域や専用のデバイスを設ける必要がなくなる。
【０２４４】
例えば、図１４に示す例では、ＯＰＢ領域Ｒ５０３に含まれる画素２のうち、参照符号Ｒ５０５で示された領域に含まれる画素２の特性が、ＰＵＦ値の生成に利用される。
【０２４５】
以上、ＰＵＦに求められる特性について説明したうえで、本実施形態に係るＰＵＦ値の生成に係る技術の基本的な思想について概要を説明した。
【０２４６】
＜４．２．ＰＵＦ値の生成方法＞
続いて、本実施形態に係る固体撮像装置１における、ＰＵＦ値の生成方法の概要について説明する。
【０２４７】
本実施形態に係る固体撮像装置１では、所定の領域（例えば、ＯＰＢ領域）に含まれる画素が、それぞれが１以上の画素を含む複数のブロックに区分されている。このような構成の基で、本実施形態に係る固体撮像装置１では、当該複数のブロックのうち、所定の条件に応じて特定される１以上のブロックが、ＰＵＦ値の生成に利用される。例えば、図１５は、本実施形態に係るＰＵＦ値の生成に係る技術の一例について説明するための説明図であり、上記ブロックの一例について示している。具体的には、図１５に示す例では、２０００×８の画素を、それぞれが２×４の画素を含むブロックに区分しており、この場合には、ブロック数は２０００となる。
【０２４８】
なお、所定の領域に含まれる画素を複数のブロックに区分する場合には、所謂ＡＭＰ回路等のような所定の回路を共有する複数の画素が共通のブロックに含まれるように、各ブロックが規定されるとよい。このような構成とすることで、各ブロックに含まれる画素は、当該画素からの出力信号（即ち、画素値）のばらつきのうち、当該画素間で共有する回路に起因するばらつきが同じ傾向を示すようになる。
【０２４９】
また、本実施形態に係る固体撮像装置１では、各ブロックに含まれる１以上の画素それぞれの画素値に基づき、当該ブロックに対応する画素値が算出される。具体的な一例として、各ブロックに含まれる１以上の画素それぞれの画素値の合計が、当該ブロックに対応する画素値として設定されてもよい。例えば、図１５に示す例において、各画素の画素値が１０ビットで示される場合には、１つのブロックが２×４の画素を含むため、ブロックごとに算出される当該ブロックに対応する画素値は、１３ビットの値として表現することが可能となる。なお、以降では、ブロックごとに算出される当該ブロックに対応する画素値を、単に「ブロックごとの画素値」とも称する。また、画素それぞれの画素値が「第１の画素値」に相当し、ブロックごとの画素値が「第２の画素値」に相当する。なお、各ブロックが１つの画素を含むように規定された場合については、ブロックごとの画素値は、画素ごとの画素値に相当することとなる。
【０２５０】
以上のような構成の基で、本実施形態に係る固体撮像装置１では、上述のように規定された複数のブロックのうち、ブロックごとの画素値が、当該複数のブロック間における当該画素値の平均を含む所定の範囲に含まれないブロックを、ＰＵＦ値の生成に利用する。例えば、図１６は、本実施形態に係るＰＵＦ値の生成に係る技術の一例について説明するための説明図であり、複数のブロック間におけるブロックごとの画素値の分布の一例を示している。また、図１６において、参照符号Ｄ５１０は、複数のブロック間におけるブロックごとの画素値の平均値を示している。
【０２５１】
図１６に示すように、ブロックごとの画素値の分布は、複数のブロック間における当該画素値の平均Ｄ５１０を基準とした所謂正規分布を示す傾向にある。このような構成の基で、本実施形態に係る固体撮像装置１では、平均Ｄ５１０より大きい画素値を示すブロックについては、ＰＵＦ値を生成するための値として「１」を設定し、当該平均Ｄ５１０より小さい画素値を示すブロックについては「０」を設定する。
【０２５２】
一方で、ブロックごとの画素値は、ランダムノイズ等の影響により、その都度（例えば、フレームごとに）変化する場合がある。そのため、例えば、画素値が平均値Ｄ５１０の近傍の値を示すブロックについては、フレームごとに、平均Ｄ５１０より大きい値を示す場合（即ち、ＰＵＦ値を生成するための値として「１」が設定される場合）や、当該平均Ｄ５１０より小さい値を示す場合（即ち、ＰＵＦ値を生成するための値として「０」が設定される場合）がある。このような特性を鑑み、本実施形態に係る固体撮像装置１においては、ブロックごとの画素値が、平均値Ｄ５１０を含む所定の範囲Ｒ５１１に含まれるブロックについては、ＰＵＦ値生成の利用対象からは除外する。換言すると、ブロックごとの画素値が範囲Ｒ５１１に含まれないブロック、即ち、当該画素値が範囲Ｒ５１３及びＲ５１５のいずれかに含まれるブロックが、ＰＵＦ値生成の利用対象として特定される。即ち、ＰＵＦ値を生成するための値として、画素値が範囲Ｒ５１３に含まれるブロックには「０」が設定され、画素値が範囲Ｒ５１５に含まれるブロックには「１」が設定されることとなる。
【０２５３】
なお、図１６に示す範囲Ｒ５１１については、例えば、複数のブロック間における、ブロックごとの画素値の標準偏差σに応じて設定されるとよい。この場合には、ブロックごとの画素値と、ブロック間における当該画素値の平均Ｄ５１０と、の間の差の絶対値（即ち、ブロックごとの画素値と平均Ｄ５１０との間の距離）が、所定の閾値以上となるブロックが、ＰＵＦ値生成の利用対象として特定されることとなる。
【０２５４】
ここで、ブロック内における各画素の画素値の標準偏差をσ’とした場合に、当該標準偏差σ’は、ブロック間におけるブロックごとの画素値の標準偏差σの例えば約１／２０程度となることがある。その際に、ブロックごとの画素値と平均Ｄ５１０との間の距離の閾値を、例えば、０．３σ近傍に設定するとよい。この場合には、ブロックごとの画素値と平均Ｄ５１０との間の距離が当該閾値を超えるブロックにおいて、当該画素値に応じて設定される値が「０」と「１」との間で変化するためには、当該画素値のばらつきが６σ’を超える必要があることとなる。
【０２５５】
このような特性から、本実施形態に係る固体撮像装置１では、画素値が平均値Ｄ５１０の近傍の値を示すブロックについてはＰＵＦ値生成の利用対象から除外し、画素値と平均値Ｄ５１０との間の距離が閾値以上となるブロックをＰＵＦ値生成の利用対象とする。
【０２５６】
なお、図１６に示す範囲Ｒ５１１がより狭く設定されるほど、ＰＵＦ値生成の利用対象の候補となり得るブロックの数がより多くなる一方で、生成されるＰＵＦ値の誤りが発生する確率がより高くなる傾向にある。これに対して、当該範囲Ｒ５１１がより広く設定されるほど、ＰＵＦ値生成の利用対象の候補となり得るブロックの数がより少なくなる一方で、生成されるＰＵＦ値の誤りが発生する確率をより低く抑えることが可能となる。そのため、例えば、ＰＵＦ値生成の利用対象から除外する範囲Ｒ５１１については、生成されるＰＵＦ値に許容される誤り率に応じて設定されてもよい。
【０２５７】
なお、ＰＵＦ値生成の利用対象として特定されたブロックの情報自体は、所謂秘密情報のような保護対象となる情報（機密性を有する情報）ではないため、例えば、固体撮像装置１内の所定の記憶領域（例えば、不揮発性の記憶領域）に記憶させておけばよい。
【０２５８】
次いで、図１６〜図１８を参照して、ブロックごとの画素値に応じて、固体撮像装置１に固有の値（即ち、ＰＵＦ値）を算出する方法の一例について説明する。例えば、図１７及び図１８は、本実施形態に係るＰＵＦ値の生成方法の一例について説明するための説明図である。
【０２５９】
図１７において、参照符号Ｄ５１１は、図１５を参照して説明したように、所定の領域に含まれる画素が区分された複数のブロックを模式的に示している。また、参照符号Ｄ５１１で示された各ブロックに提示された数値は、当該ブロックに対応する画素値が、画素値の平均を含む所定の範囲（即ち、図１６に示す範囲Ｒ５１１）に含まれるか否かを示している。
【０２６０】
即ち、本実施形態に係る固体撮像装置１は、所定の開始位置から各ブロックについて、ブロックごとの画素値が、画素値の平均を含む所定の範囲Ｒ５１１に含まれるか否かを逐次判定し、判定結果に応じて当該ブロックに対して「０」または「１」の値を関連付ける。例えば、図１７の参照符号Ｄ５１１に示す例では、画素値が範囲Ｒ５１１に含まれるブロックに対して「０」が関連付けられており、画素値が範囲Ｒ５１１に含まれない（即ち、範囲Ｒ５１３またはＲ５１５に含まれる）ブロックに対して「１」を関連付けられている。以上のようにして、固体撮像装置１は、ブロックごとの画素値が範囲Ｒ５１１に含まれないブロックの数（即ち、「１」が関連付けられたブロックの数）が所定のビット長以上特定されるまで、上記判定を逐次実行する。そして、固体撮像装置１は、「１」が関連付けられたブロックの位置を、所定の記憶領域に記憶させておく。なお、「１」が関連付けられたブロックが、ＰＵＦ値生成の利用対象となる。
【０２６１】
次いで、固体撮像装置１は、図１７に示すように、ブロックごとの画素値が範囲Ｒ５１１に含まれないブロックの当該画素値を、ブロック間における画素値の平均Ｄ５１０と比較することで、当該ブロックに対応するＰＵＦ値を生成するための値（以降では、「ビット値」とも称する）を特定する。具体的には、固体撮像装置１は、対象となるブロックのうち、ブロックごとの画素値が平均Ｄ５１０より小さいブロックについてはビット値として「０」を設定し、当該画素値が平均Ｄ５１０より大きいブロックについてはビット値として「１」を設定する。例えば、図１７において、参照符号Ｄ５１３は、ＰＵＦ値生成の利用対象となるブロックそれぞれについて設定されたビット値を模式的に示している。
【０２６２】
以上のようにして、固体撮像装置１は、所定のビット長分以上のビット値を確保し、当該ビット値を連結することでＰＵＦ値を生成する。なお、固体撮像装置１は、ＰＵＦ値の生成に際し、確保した一連のビット値のうち一部のビット値を利用して、別途再計算されたＰＵＦ値の誤りを訂正するための誤り訂正符号（ＥＣＣ：Error−Correcting  Code）を算出し、所定の記憶領域に記憶させてもよい。この場合には、誤り訂正符号の算出に利用されるビット値が確保されるように、ＰＵＦ値生成の利用対象となるブロックが多めに特定されるとよい。
【０２６３】
また、ＰＵＦ値を使用する場合には、固体撮像装置１は、所定の記憶領域に記憶された情報に基づき当該ＰＵＦ値を再計算する。即ち、固体撮像装置１は、当該記憶領域に記憶された情報に基づき、ＰＵＦ値生成の利用対象となるブロックを特定し、当該ブロックに対応する画素値（即ち、ブロックごとの画素値）を読み出す。そして、固体撮像装置１は、特定したブロックに対応する画素値を、ブロック間における画素値の平均Ｄ５１０と比較することで、当該ブロックに対応するビット値を特定し、特定したビット値を連結することでＰＵＦ値を再度生成すればよい。また、このとき固体撮像装置１は、所定の記憶領域にＰＵＦ値の誤りを訂正するための誤り訂正符号が記憶されている場合には、当該誤り訂正符号に基づき再度生成したＰＵＦ値の誤り訂正を実行すればよい。
【０２６４】
以上のようにして生成（算出）されたＰＵＦ値は、例えば、固体撮像装置１を識別するための識別子や、固体撮像装置１内で生成された所定の情報を暗号化するための鍵情報として利用することが可能である。
【０２６５】
なお、ＰＵＦ値の生成に利用するブロックごとの画素値として、複数回の撮像間におけるブロックごとの画素値の平均が利用されてもよい。このような構成とすることで、ランダムノイズ等によるブロックごとの画素値のばらつきの影響を低減することが可能となる（換言すると、当該ブロックごとの画素値の誤り率を低減する可能となる）。
【０２６６】
以上、図１５〜図１８を参照して、本実施形態に係る固体撮像装置１における、ＰＵＦ値の生成方法の概要について説明した。
【０２６７】
＜４．３．機能構成＞
続いて、本実施形態に係る固体撮像装置１の機能構成の一例について、特に、当該固体撮像装置１に固有のＰＵＦ値の生成及び再計算に係る部分に着目して説明する。例えば、図１９は、本実施形態に係る固体撮像装置１の機能構成の一例を示したブロック図である。なお、図１９では、本実施形態に係る固体撮像装置１の特徴をよりわかりやすくするために、当該固体撮像装置１に固有のＰＵＦ値の生成に係る構成が示されており、その他の構成については図示を省略している。
【０２６８】
図１９に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置１は、センサ部５１１と、情報処理部５１２と、記憶部５１３とを含む。
【０２６９】
センサ部５１１は、図１を参照して説明した画素アレイ３に相当し、被写体からの光を電気信号に光電変換する。
【０２７０】
情報処理部５１２は、固体撮像装置１に固有のＰＵＦ値の生成に関する各種処理を実行する。図１９に示すように、情報処理部５１２は、例えば、ブロック特定部５１４と、固有情報取得部５１５と、固有値演算部５１６とを含む。なお、情報処理部５１２の各構成の動作については、ＰＵＦ値を生成する場合と、ＰＵＦ値を再計算する場合と、に分けてそれぞれ説明する。まず、ＰＵＦ値を生成する場合に着目して、関連する構成の動作について説明する。
【０２７１】
ブロック特定部５１４は、センサ部５１１を構成する複数の画素のうち、少なくとも一部の領域（例えば、ＯＰＢ領域）に含まれる画素が区分された複数のブロックの中から、所定の条件に応じて、ＰＵＦ値生成の利用対象となる１以上のブロックを特定する。具体的な一例として、ブロック特定部５１４は、ブロックごとの画素値が、複数のブロック間における当該画素値の平均を含む所定の範囲に含まれるか否かに応じて、ＰＵＦ値生成の利用対象となるブロックを特定してもよい。そして、ブロック特定部５１４は、特定したブロックに関する情報を、後述する記憶部５１３に記憶させる。なお、ブロック特定部５１４が、「特定部」の一例に相当する。
【０２７２】
固有情報取得部５１５は、上記所定の領域（例えば、ＯＰＢ領域）に含まれる画素が区分された複数のブロックのうち、ＰＵＦ値生成の利用対象となる所定数以上のブロックから、ブロックごとの画素値を固有情報として取得する。なお、このとき固有情報取得部５１５は、記憶部５１３に記憶された情報に基づき、ＰＵＦ値生成の利用対象となるブロックを特定してもよい。そして、固有情報取得部５１５は、ＰＵＦ値生成の利用対象となる所定数以上のブロックそれぞれから取得された固有情報（即ち、ブロックごとの画素値）を、固有値演算部５１６に出力する。
【０２７３】
固有値演算部５１６は、ＰＵＦ値生成の利用対象となる所定数以上のブロックそれぞれから取得された固有情報を固有情報取得部５１５から取得し、取得した当該固有情報に基づきＰＵＦ値を生成する。具体的な一例として、固有値演算部５１６は、ブロックごとに取得された固有情報が所定の閾値（例えば、ブロック間における画素値の平均）よりも大きいか否かに応じて、当該ブロックに対応するビット値を特定し、ブロックごとに特定されたビット値を連結することでＰＵＦ値を生成してもよい。なお、固有値演算部５１６が、デバイスに固有の値を生成（算出）する「生成部」の一例に相当する。
【０２７４】
また、固有値演算部５１６は、ＰＵＦ値を生成した際に、ブロックごとに特定されたビット値のうち一部のビット値を利用することで、別途再計算されるＰＵＦ値の誤りを訂正するための誤り訂正符号を算出し、当該誤り訂正符号を記憶部５１３に記憶させてもよい。
【０２７５】
以上のようにして、固有値演算部５１６は、ＰＵＦ値を生成し、生成した当該ＰＵＦ値を所定の出力先に出力する。
【０２７６】
記憶部５１３は、固体撮像素子１内の各構成が各種処理を実行するための各種情報を一時的または恒久的に保持する。記憶部５１３は、例えば、電源を供給しなくても記憶内容を保持することが可能な不揮発性の記録媒体（例えば、メモリ等）により構成され得る。記憶部５１３には、例えば、ＰＵＦ値生成の利用対象となるブロックに関する情報が記憶されてもよい。また、記憶部５１３には、ＰＵＦ値の誤りを訂正するための誤り訂正符号が記憶されてもよい。
【０２７７】
続いて、ＰＵＦ値を再計算する場合に着目して、関連する構成の動作について説明する。
【０２７８】
固有情報取得部５１５は、ＰＵＦ値の生成時と同様に、ＰＵＦ値生成の利用対象となる所定数以上のブロックから、ブロックごとの画素値を固有情報として取得する。そして、固有情報取得部５１５は、ＰＵＦ値生成の利用対象となる所定数以上のブロックそれぞれから取得された固有情報を、固有値演算部５１６に出力する。
【０２７９】
固有値演算部５１６は、ＰＵＦ値の生成時と同様に、固有情報取得部５１５から取得したブロックごとの固有情報に基づきＰＵＦ値を再計算する。また、このとき固有値演算部５１６は、記憶部５１３にＰＵＦ値の誤りを訂正するための誤り訂正符号が記憶されている場合には、当該誤り訂正符号に基づき再計算したＰＵＦ値の誤り訂正を行ってもよい。そして、固有値演算部５１６は、再計算したＰＵＦ値を所定の出力先に出力する。
【０２８０】
以上、図１９を参照して、本実施形態に係る固体撮像装置１の機能構成の一例について、特に、当該固体撮像装置１に固有のＰＵＦ値の生成及び再計算に係る部分に着目して説明した。
【０２８１】
＜４．４．処理＞
続いて、本実施形態に係る固体撮像装置１の一連の処理の流れの一例として、当該固体撮像装置１に固有のＰＵＦ値の生成及び再計算に係る処理についてそれぞれ説明する。
【０２８２】
まず、図２０を参照して、ＰＵＦ値の生成に係る処理の一例について説明する。図２０は、本実施形態に係る固体撮像装置１の一連の処理の流れの一例について示したフローチャートであり、ＰＵＦ値の生成に係る処理の流れについて示している。
【０２８３】
図２０に示すように、まず固体撮像装置１（ブロック特定部５１４）は、センサ部５１１を構成する複数の画素のうち、所定の領域に含まれる画素が区分された複数のブロックの中から、ＰＵＦ値生成の利用対象とする所定数以上（少なくとも１以上）のブロックを特定する（Ｓ５０１）。そして、固体撮像装置１は、特定したブロックに関する情報（例えば、当該ブロックの位置を示す情報）を、所定の記憶領域に記憶させる（Ｓ５０３）。
【０２８４】
次いで、固体撮像装置１（固有情報取得部５１５）は、所定の記憶領域に記憶された情報に基づき、ＰＵＦ値生成の利用対象として特定したブロックから、ブロックごとの画素値を固有情報として取得する。そして、固体撮像装置１（固有値演算部５１６）は、利用対象となる所定数以上のブロックそれぞれから取得した固有情報に基づきＰＵＦ値を生成する。具体的な一例として、固体撮像装置１は、ブロックごとに取得した固有情報が所定の閾値よりも大きいか否かに応じて、当該ブロックに対応するビット値を特定し、ブロックごとに特定されたビット値を連結することでＰＵＦ値を生成してもよい（Ｓ５０７）。
【０２８５】
また、固体撮像装置１（固有値演算部５１６）は、ブロックごとに特定されたビット値のうち一部のビット値を利用することで、別途再計算されるＰＵＦ値の誤りを訂正するための誤り訂正符号を算出してもよい。この場合には、固体撮像装置１は、算出した誤り訂正符号を所定の記憶領域に記憶させればよい（Ｓ５０７）。
【０２８６】
以上のようにして、ＰＵＦ値が生成され、生成された当該ＰＵＦ値が所定の出力先に出力される。
【０２８７】
以上、図２０を参照して、ＰＵＦ値の生成に係る処理の一例について説明した。
【０２８８】
次いで、図２１を参照して、ＰＵＦ値の再計算に係る処理の一例について説明する。図２１は、本実施形態に係る固体撮像装置１の一連の処理の流れの一例について示したフローチャートであり、ＰＵＦ値の再計算に係る処理の流れについて示している。
【０２８９】
図２１に示すように、まず固体撮像装置１（固有情報取得部５１５）は、所定の記憶領域に記憶された情報に基づき、ＰＵＦ値生成の利用対象となるブロックの位置を特定する（Ｓ５１１）。
【０２９０】
次いで、固体撮像装置１（固有情報取得部５１５）は、ＰＵＦ値生成の利用対象として特定したブロックから、ブロックごとの画素値を固有情報として取得する。そして、固体撮像装置１（固有値演算部５１６）は、ＰＵＦ値の生成時と同様に、利用対象となる所定数以上のブロックそれぞれから取得した固有情報に基づきＰＵＦ値を再計算する（Ｓ５１３）。
【０２９１】
また、固体撮像装置１（固有情報取得部５１５）は、所定の記憶領域にＰＵＦ値の誤りを訂正するための誤り訂正符号が記憶されている場合には、当該誤り訂正符号に基づき再計算したＰＵＦ値の誤り訂正を行ってもよい（Ｓ５１５）。
【０２９２】
以上のようにして、ＰＵＦ値が再計算され、再計算された当該ＰＵＦ値が所定の出力先に出力される。
【０２９３】
以上、図２１を参照して、ＰＵＦ値の再計算に係る処理の一例について説明した。
【０２９４】
＜４．５．評価＞
以上説明したように、本実施形態に係る固体撮像装置１は、複数の画素が配列された撮像面のうち少なくとも一部の領域（例えば、ＯＰＢ領域）に含まれる画素を区分することで設定された複数のブロックのうち、少なくとも１以上のブロックをＰＵＦ値生成の対象として特定する。なお、各ブロックは、少なくとも１以上の画素を含む。そして、固体撮像装置１は、特定されたブロックに含まれる画素の画素値と、複数のブロック間における画素の画素値のばらつきと、に基づき、当該固体撮像装置１に固有の値（即ち、ＰＵＦ値）を生成する。
【０２９５】
以上のような構成により、固体撮像装置１に固有の値が、複製困難な当該固体撮像装置１の物理的特徴（即ち、ハードウェア的な特徴）を利用して生成されることとなる。そのため、当該固有の値を、例えば、個々のデバイスを識別するための識別子や、暗号化処理等の鍵情報として利用することが可能である。また、上述した構成に基づき固体撮像装置１に固有の値が生成されることで、当該固有の値を、上記識別子や上記鍵情報として利用する場合に、当該識別子や当該鍵情報に要求される再現性や個体差の条件を十分に満たすことが可能である。
【０２９６】
なお、上述した例はあくまで一例であり、画素２ごとに検出可能な物理的特徴であり、かつ、当該ＰＵＦ値に要求される再現性や個体差の条件を満たすことが可能であれば、当該物理的特徴は、必ずしも増幅トランジスタＴｒ１３の閾値電圧Ｖｔｈのばらつきのみには限定されない。例えば、画素２を構成する各トランジスタのうち、増幅トランジスタＴｒ１３以外の他のトランジスタの物理的特徴を利用してもよいし、当該物理的特徴は、必ずしも閾値電圧Ｖｔｈのばらつきのみには限定されない。具体的な一例として、所謂ＲＴＳ（Random  Telegraph  Signal）等のような、デバイスに起因して発生するノイズの検出結果が、ＰＵＦ値の生成に利用されてもよい。
【０２９７】
＜＜５．応用例＞＞
続いて、本開示に係る固体撮像装置の応用例について説明する。
【０２９８】
＜５．１．生体認証への応用例＞
本開示に係る技術の応用例として、本開示の一実施形態に係る固体撮像装置１を、所謂生体情報を利用した生体認証に応用した場合の一例について説明する。お、本設営において「生体情報」とは、例えば、虹彩、指紋、静脈、顔、手形、声紋、脈波および網膜等の人体の特徴を表す情報のことをいうものとする。
【０２９９】
（構成例１：固体撮像装置内で生体認証を行う構成の一例）
まず、図２０を参照して、本応用例に係る固体撮像装置を適用した撮像装置の機能構成の一例について、特に、当該固体撮像装置内で生体認証を行う場合の一例に説明する。図２０は、本開示に係る技術の一応用例について説明するための説明図であり、本応用例に係る撮像装置の概略的な機能構成の一例を示すブロック図である。
【０３００】
図２０に示すように、本応用例に係る撮像装置７１０ａは、固体撮像素子７１１ａと、メインプロセッサ７３１ａとを含む。
【０３０１】
固体撮像素子７１１ａは、前述した本開示の一実施形態に係る固体撮像装置１に相当する。図２０に示すように、固体撮像素子７１１ａは、センサ部７１２と、情報処理部７１３と、記憶部７１９と、情報出力部７２０とを含む。また、図２０では図示を省略しているが、固体撮像素子７１１ａは、外部との設定値の送受信を行うレジスタインタフェースを備えてもよい。ここで、「外部」とは、イメージセンサで生成された画像情報を保存する記録媒体、その画像情報を伝送するネットワーク、並びに、その画像情報を処理するメインプロセッサやデジタルカメラなどの撮像装置本体、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯端末、ゲーム機器、FeliCa（登録商標）などの非接触型ICカード、およびＵＳＢメモリ等のことをいう。
【０３０２】
センサ部７１２は、図１を参照して説明した画素アレイ３に相当し、被写体からの光を電気信号に光電変換する。
【０３０３】
情報処理部７１３ａは、取得した情報に必要に応じて処理を行う。図２０に示すように、情報処理部７１３ａは、例えば、画像情報取得部７１４と、生体情報取得部７１５と、生体判別部７４１と、生体認証部７４２と、固有情報取得部７１６と、固有値演算部７１７と、暗号化処理部７１８とを含む。
【０３０４】
画像情報取得部７１４は、利用者が撮像した被写体の光に基づいて、センサ部７１２で光電変換された電気信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するアナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して、画像情報を取得する。
【０３０５】
生体情報取得部７１５は、利用者の生体認証を行うために撮像した被写体の光に基づいて、センサ部７１２で光電変換された電気信号をＡ／Ｄ変換して、生体情報を取得する。
【０３０６】
固有情報取得部７１６は、固体撮像素子７１１を構成するデバイスに固有の情報（以下、「固有情報」とも称する）を取得する。例えば、固有情報取得部７１６は、第２の実施形態として前述したように、センサ部７１２を構成する複数の画素のうち、少なくとも一部の領域（例えば、ＯＰＢ領域）に含まれる１以上の画素の画素値を固有情報として取得してもよい。また、このとき、固有情報取得部７１６は、例えば、後述する記憶部７１９にあらかじめ保持された情報に基づき、固有情報の取得対象となる画素、または、１以上の画素を含むブロックを特定してもよい。
【０３０７】
固有値演算部７１７は、固有情報取得部７１６により取得された固有情報を入力として、所定の関数（例えば、前述したＰＵＦ）に基づき、固体撮像素子７１１に固有の値を生成（または、算出）する。具体的な一例として、固有値演算部７１７は、第２の実施形態として前述した前述したように、固有情報として取得された所定の画素の画素値を入力として、固体撮像素子７１１に固有のＰＵＦ値を生成してもよい。
【０３０８】
生体判別部７５１は、生体情報取得部７１５により取得された生体情報が、利用者を認証できるものであるか否かを判別する。
【０３０９】
生体認証部７５２は、利用者を認証できるものであると判別された生体情報と、所定の記憶領域（例えば、後述する記憶部７１９）に記憶されている参照情報とを比較して、利用者が利用適格を有する者であるか否かを認証する。なお、当該参照情報は、例えば、固有値演算部７１７により生成された固体撮像素子７１１に固有の値（例えば、ＰＵＦ値）に基づき暗号化されていてもよい。この場合には、生体認証部７５２は、固有値演算部７１７から当該固体撮像素子７１１に固有の値を取得し、取得した当該値に基づき参照情報を復号してもよい。
【０３１０】
暗号化処理部７１８は、利用適格を有する者であると認証された生体認証情報を暗号化して暗号情報を生成し、その暗号情報を情報出力部７２０に送信する。なお、当該暗号化のための鍵情報については、例えば、固有値演算部７１７により生成された固体撮像素子７１１に固有の値（例えば、ＰＵＦ値）に基づき暗号化されていてもよい。この場合には、暗号化処理部７１８は、固有値演算部７１７から当該固体撮像素子７１１に固有の値を取得し、取得した当該値に基づき当該鍵情報を復号してもよい。
【０３１１】
情報出力部７２０は、情報処理部７１３ａから出力される各種情報を、固体撮像素子７１１ａの外部に出力するものであり、例えば、出力切替部７２１と、画像情報出力部７２２とを含む。
【０３１２】
出力切替部７２１は、情報処理部７１３ａから入力された情報の種類に応じて、どの情報を固体撮像素子７１１ａの外部に出力するかの切り替えを行う。すなわち、出力先を切り替えるスイッチの役割を持っている。固体撮像素子７１１ａが出力切替部７２１を備えることにより、利用者は、以下に示す画像情報を出力するのか、または暗号情報を出力するのか、を選択することができる。
【０３１３】
例えば、出力切替部７２１は、暗号情報を出力すると選択した場合に、暗号化処理部７１８で生成された暗号情報（例えば、暗号化された生体認証情報）が、レジスタインタフェース（図示を省略する）等を介してメインプロセッサ７３１ａに送信されるように制御する。
【０３１４】
画像情報出力部７２２は、出力切替部７２１で画像情報を出力すると選択された場合に、画像情報取得部７１４により取得された画像情報を受信し、当該画像情報を固体撮像素子７１１ａの外部に出力する。
【０３１５】
メインプロセッサ７３１ａは、画像情報または暗号情報を固体撮像素子７１１ａから受信し、受信した情報の種別に応じて各種処理を実行する。図２０に示すように、メインプロセッサ７３１ａは、主制御部７３２と、画像情報入力部７３３と、現像処理部７３４とを含む。
【０３１６】
主制御部７３２は、撮像装置７１０ａの各構成の動作を制御する。例えば、主制御部７３２は、固体撮像素子７１１ａに各機能を実行させるために、当該固体撮像素子７１１ａに対して当該機能に応じた制御信号を送信する。また、主制御部７３２は、メインプロセッサ７３１ａの各機能を実現するために、当該メインプロセッサ７３１ａ内の各部に対して当該機能に応じた制御信号を送信する。
【０３１７】
画像情報入力部７３３は、主制御部７３２からの制御信号に応じて、固体撮像素子７１１ａから出力される画像情報を取得する。
【０３１８】
現像処理部７３４は、主制御部７３２からの制御信号に応じて、画像情報入力部７３３が固体撮像素子７１１ａから取得した画像情報に基づき、出力画像の現像処理を行う。
【０３１９】
以上、図２０を参照して、本応用例に係る固体撮像装置を適用した撮像装置の機能構成の一例について、特に、当該固体撮像装置内で生体認証を行う場合の一例に説明した。
【０３２０】
（構成例２：生体情報を暗号化して出力する構成の一例）
次いで、図２１を参照して、本応用例に係る固体撮像装置を適用した撮像装置の機能構成の一例について、特に、当該固体撮像装置が取得した生体情報に対して暗号化処理を施して外部に出力する場合の一例について説明する。図２１は、本開示に係る技術の一応用例について説明するための説明図であり、本応用例に係る撮像装置の概略的な機能構成の他の一例を示すブロック図である。なお、本説明では、図２１に示す撮像装置７１０ｂの機能構成について、特に、図２０を参照して説明した撮像装置７１０ａと異なる部分に着目して説明し、当該撮像装置７１０ａと実質的に同様の部分については、詳細な説明は省略する。
【０３２１】
図２１に示すように、本応用例に係る撮像装置７１０ｂは、固体撮像素子７１１ｂと、メインプロセッサ７３１ｂとを含む。なお、固体撮像素子７１１ｂ及びメインプロセッサ７３１ｂは、図２０に示す撮像装置７１０ａにおける固体撮像素子７１１ａ及びメインプロセッサ７３１ａに相当する。なお、図２１に示す例では、特徴をよりわかりやすくするために、主に、生体情報を対象とした処理に関する構成について示しており、上述した画像情報を対象とした処理に関する構成の図示については省略している。そのため、例えば、図２１に示す例においても、図２０に示す例と同様に、画像情報取得部７１４、出力切替部７２１、画像情報出力部７２２、画像情報入力部７３３等の構成を含んでもよい。
【０３２２】
図２１に示すように、固体撮像素子７１１ｂは、センサ部７１２と、情報処理部７１３ｂと、暗号情報出力部７２３と、記憶部７１９とを含む。また、情報処理部７１３ｂは、例えば、生体情報取得部７１５と、固有情報取得部７１６と、固有値演算部７１７と、暗号化処理部７１８とを含む。なお、センサ部７１２、記憶部７１９、生体情報取得部７１５、固有情報取得部７１６、及び固有値演算部７１７は、図２０に示す撮像装置７１０ａにおけるセンサ部７１２、記憶部７１９、生体情報取得部７１５、固有情報取得部７１６、及び固有値演算部７１７と実質的に同様である。
【０３２３】
暗号化処理部７１８は、生体情報取得部７１５により取得された生体情報（例えば、虹彩、指紋、静脈、顔、手形、声紋、脈波および網膜等の画像情報）を暗号化して暗号情報を生成し、その暗号情報を暗号情報出力部７２３に送信する。なお、当該暗号化のための鍵情報については、例えば、固有値演算部７１７により生成された固体撮像素子７１１に固有の値（例えば、ＰＵＦ値）に基づき暗号化されていてもよい。この場合には、暗号化処理部７１８は、固有値演算部７１７から当該固体撮像素子７１１に固有の値を取得し、取得した当該値に基づき当該鍵情報を復号してもよい。
【０３２４】
暗号情報出力部７２３は、暗号化処理部７１８により生体情報に対して暗号化処理が施されることで生成された暗号情報を受信し、当該暗号情報を固体撮像素子７１１ｂの外部に出力する。
【０３２５】
メインプロセッサ７３１ｂは、主制御部７３２と、暗号情報入力部７３６と、現像処理部７３４と、生体認証部７３５とを含む。
【０３２６】
主制御部７３２は、撮像装置７１０ｂの各構成の動作を制御する。例えば、主制御部７３２は、固体撮像素子７１１ｂに各機能を実行させるために、当該固体撮像素子７１１ｂに対して当該機能に応じた制御信号を送信する。また、主制御部７３２は、メインプロセッサ７３１ｂの各機能を実現するために、当該メインプロセッサ７３１ｂ内の各部に対して当該機能に応じた制御信号を送信する。
【０３２７】
暗号情報入力部７３６は、主制御部７３２からの制御信号に応じて、固体撮像素子７１１ｂから出力される暗号情報を取得する。
【０３２８】
現像処理部７３４は、主制御部７３２からの制御信号に応じて、暗号情報入力部７３６が固体撮像素子７１１ｂから取得した暗号情報を復号し、復号結果として得られる生体情報（画像情報）に基づき、生体認証に利用される出力画像の現像処理を行う。なお、暗号情報の復号のための鍵情報については、当該暗号情報の生成に利用された鍵情報と同様のものが事前に取得され、所定の記憶領域に記憶されていればよい。そして、現像処理部７３４は、現状処理の結果として得られる出力画像を、生体認証部７３５に出力する。
【０３２９】
生体認証部７３５は、現像処理部７３４から出力される出力画像が、利用者を認証できるものであるか否かを判別する。生体認証部７３５は、利用者を認証できるものであると判別された出力画像（換言すると、生体情報）と、所定の記憶領域に記憶されている参照情報とを比較して、利用者が利用適格を有する者であるか否かを認証する。
【０３３０】
以上、図２１を参照して、本応用例に係る固体撮像装置を適用した撮像装置の機能構成の一例について、特に、当該固体撮像装置が取得した生体情報に対して暗号化処理を施して外部に出力する場合の一例について説明した。
【０３３１】
（構成例３：生体情報を暗号化して出力する構成の他の一例）
次いで、図２２を参照して、本応用例に係る固体撮像装置を適用した撮像装置の機能構成の一例について、特に、当該固体撮像装置が取得した生体情報に対して暗号化処理を施して外部に出力する場合の他の一例について説明する。図２２は、本開示に係る技術の一応用例について説明するための説明図であり、本応用例に係る撮像装置の概略的な機能構成の他の一例を示すブロック図である。なお、本説明では、図２２に示す撮像装置７１０ｃの機能構成について、特に、図２１を参照して説明した撮像装置７１０ｂと異なる部分に着目して説明し、当該撮像装置７１０ｂと実質的に同様の部分については、詳細な説明は省略する。
【０３３２】
図２２に示すように、本応用例に係る撮像装置７１０ｃは、固体撮像素子７１１ｃと、メインプロセッサ７３１ｃとを含む。なお、固体撮像素子７１１ｃ及びメインプロセッサ７３１ｃは、図２１に示す撮像装置７１０ｂにおける固体撮像素子７１１ｂ及びメインプロセッサ７３１ｂに相当する。なお、図２２に示す例では、特徴をよりわかりやすくするために、主に、生体情報を対象とした処理に関する構成について示しており、上述した画像情報を対象とした処理に関する構成の図示については省略している。そのため、例えば、図２２に示す例においても、図２０に示す例と同様に、画像情報取得部７１４、出力切替部７２１、画像情報出力部７２２、画像情報入力部７３３等の構成を含んでもよい。
【０３３３】
図２２に示すように、固体撮像素子７１１ｃは、センサ部７１２と、情報処理部７１３ｃと、暗号情報出力部７２３と、記憶部７１９とを含む。また、情報処理部７１３ｃは、例えば、生体情報取得部７１５と、固有情報取得部７１６と、固有値演算部７１７と、暗号化処理部７１８とを含む。
【０３３４】
なお、図２２に示す例では、生体情報取得部７１５により取得された生体情報に暗号化処理を施すための鍵情報として、固有値演算部７１７により生成された固体撮像素子７１１ｃに固有の値（例えば、ＰＵＦ値）が使用される点で、図２２に示す例と異なる。即ち、図２２に示す固体撮像素子７１１ｃは、暗号化処理部７１８の動作が、図２１に示す固体撮像素子７１１ｂと異なり、その他の構成については、当該固体撮像素子７１１ｂと実質的に同様である。
【０３３５】
即ち、暗号化処理部７１８は、生体情報取得部７１５により取得された生体情報を、固有値演算部７１７により生成された固体撮像素子７１１ｃに固有の値を鍵情報として暗号化することで暗号情報を生成し、その暗号情報を暗号情報出力部７２３に送信する。
【０３３６】
また、暗号情報出力部７２３は、暗号化処理部７１８により生体情報に対して暗号化処理が施されることで生成された暗号情報を受信し、当該暗号情報を固体撮像素子７１１ｃの外部に出力する。
【０３３７】
暗号情報入力部７３６は、主制御部７３２からの制御信号に応じて、固体撮像素子７１１ｃから出力される暗号情報を取得する。
【０３３８】
現像処理部７３４は、主制御部７３２からの制御信号に応じて、暗号情報入力部７３６が固体撮像素子７１１ｃから取得した暗号情報を復号し、復号結果として得られる生体情報（画像情報）に基づき、生体認証に利用される出力画像の現像処理を行う。なお、暗号情報の復号のための鍵情報、即ち、固体撮像素子７１１ｃに固有の値（例えば、ＰＵＦ値）については、事前に取得され、所定の記憶領域に記憶されていればよい。そして、現像処理部７３４は、現状処理の結果として得られる出力画像を、生体認証部７３５に出力する。
【０３３９】
なお、以降の処理については、図２１を参照して説明した撮像装置７１０ｂと同様である。
【０３４０】
以上のように、図２２に示す固体撮像素子７１１ｃにおいては、生体情報の暗号化に利用する鍵情報自体を、当該固体撮像素子７１１ｃの記憶領域に記憶させる必要がなくなる。そのため、図２２に示す固体撮像素子７１１ｃに依れば、図２１を参照して説明した固体撮像素子７１１ｂに比べて、生体情報の保護に関するセキュリティ性をさらに向上させることが可能となる。
【０３４１】
以上、図２２を参照して、本応用例に係る固体撮像装置を適用した撮像装置の機能構成の一例について、特に、当該固体撮像装置が取得した生体情報に対して暗号化処理を施して外部に出力する場合の他の一例について説明した。
【０３４２】
＜５．２．生体認証システムへの応用例＞
続いて、本開示に係る技術の応用例として、本開示の一実施形態に係る固体撮像装置１により取得された生体情報がネットワークを介してサーバに転送され、当該サーバにおいて生体認証が実行される、所謂生体認証システムへの応用例について説明する。
【０３４３】
（システム構成）
まず、図２３を参照して、本応用例に係る生体認証システムの概略的なシステム構成の一例について説明する。図２３は、本開示に係る技術の一応用例について説明するための説明図であり、生体認証システムの概略的なシステム構成の一例を示すブロック図である。
【０３４４】
図２３に示すように、本応用例に係る生体認証システム８００は、撮像装置８１０と、サーバ８５０とを含む。また、生体認証システム８００は、端末装置８９０を含んでもよい。撮像装置８１０と、サーバ８５０と、端末装置８９０とは、所定のネットワークＮ８８０を介して互いに情報を送受信可能に構成されている。なお、撮像装置８１０と、サーバ８５０と、端末装置８９０とを接続するネットワークＮ８８０の種別は特に限定されない。例えば、ネットワークＮ８８０は、インターネット、専用線、ＬＡＮ（Local  Area  Network）、または、ＷＡＮ（Wide  Area  Network）等により構成されていてもよい。また、ネットワークＮ８８０は、無線のネットワークにより構成されていてもよく、有線のネットワークにより構成されていてもよい。また、ネットワークＮ８８０は、複数のネットワークを含んでもよく、少なくとも一部が有線のネットワークとして構成されていてもよい。また、各装置間を接続するネットワークが個別に設定されていてもよい。具体的な一例として、撮像装置８１０とサーバ８５０とを接続するネットワークと、サーバ８５０と端末装置８９０とを接続するネットワークとが、互いに異なるネットワークとして構成されていてもよい。
【０３４５】
このような構成に基づき、本応用例に係る生体認証システム８００は、例えば、撮像装置８１０により被写体を撮像することで得られる生体情報が、当該撮像装置８１０からサーバ８５０に送信され、当該サーバ８５０により当該生体情報に基づく生体認証が実行される。そして、サーバ８５０は、例えば、当該生体認証の結果に応じて各種処理を実行し、当該処理の実行結果を、生体認証の結果に基づき特定した利用者の端末装置８９０（例えば、スマートフォン等）に送信する。このような構成により、利用者は、撮像装置８１０による撮像結果に基づく生体認証の結果に応じて実行された各種処理の結果を、自身が保持する端末装置８９０により確認することが可能となる。
【０３４６】
続いて、本応用例に係る生体認証システム８００に含まれる各装置のうち、特に、撮像装置８１０及びサーバ８５０それぞれの機能構成の一例について以下に説明する。
【０３４７】
（撮像装置８１０の機能構成）
まず、図２４を参照して、本応用例に係る撮像装置８１０の機能構成の一例について説明する。図２４は、本開示に係る技術の一応用例について説明するための説明図であり、生体認証システムを構成する撮像装置８１０の概略的な機能構成の一例を示すブロック図である。
【０３４８】
図２４に示すように、本応用例に係る撮像装置８１０は、固体撮像素子８１１と、メインプロセッサ８３１と、通信部８４１とを含む。
【０３４９】
通信部８４１は、撮像装置８１０が、所定のネットワークを介して他の装置との間で各種情報の送受信を行うための構成である。通信部８４１は、例えば、無線のネットワークを介して外部装置との間で各種情報の送受信を行う場合には、通信アンテナ、ＲＦ（Radio  Frequency）回路、ベースバンドプロセッサ等を含み得る。なお、以降の説明では、撮像装置８１０の各構成が、他の装置との間で情報の送受信を行う場合には、特に説明が無い場合には、当該通信部８４１を介して当該情報の送受信が行われるものとする。
【０３５０】
固体撮像素子８１１は、前述した本開示の一実施形態に係る固体撮像装置１に相当する。図２４に示すように、固体撮像素子８１１は、センサ部８１２と、情報処理部８１３と、記憶部８１９と、情報出力部８２０とを含む。また、図２４では図示を省略しているが、固体撮像素子８１１は、外部との設定値の送受信を行うレジスタインタフェースを備えてもよい。ここで、「外部」とは、イメージセンサで生成された画像情報を保存する記録媒体、その画像情報を伝送するネットワーク、並びに、その画像情報を処理するメインプロセッサやデジタルカメラなどの撮像装置本体、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯端末、ゲーム機器、FeliCa（登録商標）などの非接触型ICカード、およびＵＳＢメモリ等のことをいう。
【０３５１】
センサ部８１２は、図１を参照して説明した画素アレイ３に相当し、被写体からの光を電気信号に光電変換する。
【０３５２】
情報処理部８１３は、取得した情報に必要に応じて処理を行う。図２４に示すように、情報処理部８１３は、例えば、画像情報取得部８１４と、生体情報取得部８１５と、固有情報取得部８１６と、固有値演算部８１７と、暗号化処理部８１８とを含む。なお、画像情報取得部８１４、生体情報取得部８１５、固有情報取得部８１６、及び固有値演算部８１７は、図２０を参照して説明した画像情報取得部７１４、生体情報取得部７１５、固有情報取得部７１６、及び固有値演算部７１７と同様のため、詳細な説明や省略する。
【０３５３】
暗号化処理部８１８は、生体情報取得部８１５により取得された利用者の生体情報に対して、所定の条件に基づく暗号化処理を施すことで暗号情報を生成し、当該暗号情報を情報出力部８２０に送信する。このとき、暗号化処理部８１８は、例えば、固有値演算部８１７により生成された、固体撮像素子８１１に固有の値（例えば、ＰＵＦ値）を暗号化の鍵として利用してもよい。また、暗号化処理部８１８は、暗号化の鍵として、既存の暗号化方式で使用される鍵情報（例えば、共通鍵等）を利用してもよい。なお、既存の暗号化方式で使用される鍵情報が利用される場合には、固体撮像素子８１１に固有の値を生成するための構成（例えば、固有情報取得部８１６及び固有値演算部８１７）については、必ずしも設けられていなくてもよい。
【０３５４】
記憶部８１９は、電源を供給しなくても記憶内容を保持することが可能な不揮発性の記録媒体（例えば、メモリ等）により構成され、固体撮像素子８１１内の各構成が各種処理を実行するための各種情報を一時的または恒久的に保持する。例えば、記憶部８１９には、固有情報取得部８１６が、固有情報の取得対象となる画素（または、１以上の画素を含むブロック）を特定するための情報があらかじめ保持されていてもよい。
【０３５５】
情報出力部８２０は、情報処理部８１３から出力される各種情報を、固体撮像素子８１１の外部に出力するものであり、例えば、出力切替部８２１と、画像情報出力部８２２と、暗号情報出力部８２３とを含む。
【０３５６】
出力切替部８２１は、情報処理部８１３から入力された情報の種類に応じて、どの情報を固体撮像素子８１１の外部に出力するかの切り替えを行う。すなわち、出力先を切り替えるスイッチの役割を持っている。固体撮像素子８１１が出力切替部８２１を備えることにより、画像情報取得部８１４により取得された画像情報と、生体情報取得部８１５により取得された生体情報が暗号化された暗号情報と、のいずれを出力するかを選択的に切り替えることが可能となる。
【０３５７】
画像情報出力部８２２は、出力切替部８２１で画像情報を出力すると選択された場合に、画像情報取得部８１４により取得された画像情報を受信し、当該画像情報を固体撮像素子８１１の外部に出力する。
【０３５８】
また、暗号情報出力部８２３は、出力切替部８２１で暗号情報を出力すると選択された場合に、暗号化処理部８１８により生体情報に対して暗号化処理が施されることで生成された暗号情報を受信し、当該暗号情報を固体撮像素子８１１の外部に出力する。
【０３５９】
メインプロセッサ８３１は、画像情報または暗号情報を固体撮像素子８１１から受信し、受信した情報の種別に応じて各種処理を実行する。図２４に示すように、メインプロセッサ８３１は、主制御部８３２と、画像情報入力部８３３と、現像処理部８３４と、暗号情報入力部８３５と、暗号情報転送部８３６とを含む。
【０３６０】
主制御部８３２は、撮像装置８１０の各構成の動作を制御する。例えば、主制御部８３２は、固体撮像素子８１１に各機能を実行させるために、当該固体撮像素子８１１に対して当該機能に応じた制御信号を送信する。また、主制御部８３２は、メインプロセッサ８３１の各機能を実現するために、当該メインプロセッサ８３１内の各部に対して当該機能に応じた制御信号を送信する。
【０３６１】
画像情報入力部８３３は、主制御部８３２からの制御信号に応じて、固体撮像素子８１１から出力される画像情報を取得する。
【０３６２】
現像処理部８３４は、主制御部８３２からの制御信号に応じて、画像情報入力部８３３が固体撮像素子８１１から取得した画像情報に基づき、出力画像の現像処理を行う。また、現像処理部８３４は、現像処理により取得された出力画像を、所定のネットワークを介して接続された他の装置（例えば、図２３に示すサーバ８５０や端末装置８９０）に送信してもよい。
【０３６３】
暗号情報入力部８３５は、主制御部８３２からの制御信号に応じて、固体撮像素子８１１から出力される暗号情報を取得する。
【０３６４】
暗号情報転送部８３６は、主制御部８３２からの制御信号に応じて、暗号情報入力部８３５が固体撮像素子８１１から取得した暗号情報を、所定のネットワークを介して接続された所定の装置（例えば、サーバ８５０等）に転送する。
【０３６５】
なお、図２４に示した構成はあくまで一例であり、上述した撮像装置８１０の各機能が実現可能であれば、当該撮像装置８１０の構成は必ずしも図２４に示す例には限定されない。
【０３６６】
例えば、図２４に示す例では、画像情報出力部８２２と暗号情報出力部８２３とが個別に設けられているが、画像情報出力部８２２と暗号情報出力部８２３とが一体的に構成されていてもよい。即ち、固体撮像素子８１１から出力される情報がどの種類の情報であるかをメインプロセッサ８３１が判別し、出力される当該情報の種類に応じて処理を選択的に切り替えることが可能であれば、画像情報と暗号情報とのそれぞれを出力する出力部が共通化されていてもよい。また、この場合には、画像情報入力部８３３と暗号情報入力部８３５とが一体的に構成されていてもよい。
【０３６７】
また、図２４に示す撮像装置８１０の各構成のうち、一部の構成が当該撮像装置８１０の外部に外付けされていてもよい。
【０３６８】
以上、図２４を参照して、本応用例に係る撮像装置８１０の機能構成の一例について説明した。
【０３６９】
（サーバ８５０の機能構成）
続いて、図２５を参照して、本応用例に係るサーバ８５０の機能構成の一例について説明する。図２５は、本開示に係る技術の一応用例について説明するための説明図であり、生体認証システムを構成するサーバ８５０の概略的な機能構成の一例を示すブロック図である。
【０３７０】
図２５に示すように、本応用例に係るサーバ８５０は、通信部８５１と、情報処理部８５２と、記憶部８５７とを含む。
【０３７１】
通信部８５１は、サーバ８５０が、所定のネットワークを介して他の装置との間で各種情報の送受信を行うための構成である。通信部８５１は、例えば、無線のネットワークを介して外部装置との間で各種情報の送受信を行う場合には、通信アンテナ、ＲＦ回路、ベースバンドプロセッサ等を含み得る。なお、以降の説明では、サーバ８５０の各構成が、他の装置との間で情報の送受信を行う場合には、特に説明が無い場合には、当該通信部８５１を介して当該情報の送受信が行われるものとする。
【０３７２】
情報処理部８５２は、他の装置から送信される暗号情報を復号し、復号結果として得られる生体情報に基づき生体認証を実行する。また、情報処理部８５２は、当該生体認証の結果に応じて、各種処理を実行時してもよい。図２５に示すように、情報処理部８５２は、例えば、復号処理部８５３と、生体判別部８５４と、生体認証部８５５と、処理実行部８５６とを含む。
【０３７３】
復号処理部８５３は、他の装置（例えば、撮像装置８１０）から送信される暗号情報に対して、当該暗号情報の送信元に対応する鍵情報に基づき復号処理を施すことで、暗号化された元となる情報（例えば、上述した生体情報）を復号する。
【０３７４】
なお、暗号情報の復号に使用される当該鍵情報としては、例えば、前述したＰＵＦ値のように、送信元となる装置のデバイス（例えば、固体撮像素子８１１）ごとに固有の値が利用されてもよい。なお、デバイスごとに固有の値については、当該デバイスの製造時等にあらかじめ生成されたものが、復号処理部８５３が読み出し可能な領域（例えば、後述する記憶部８５７）に記憶されていればよい。
【０３７５】
また、他の一例として、暗号情報の復号に使用される当該鍵情報として、既存の暗号化方式で使用される鍵情報（例えば、共通鍵等）が利用されてもよい。
【０３７６】
生体判別部８５４は、取得した生体情報が利用者を認証できるものであるか否かを判別する。
【０３７７】
生体認証部８５５は、利用者を認証できるものであると判別された生体情報と、所定の記憶領域（例えば、後述する記憶部８５７）に記憶されている参照情報とを比較して、利用者が利用適格を有する者であるか否かを認証する。
【０３７８】
処理実行部８５６は、サーバ８５０が提供する各種機能（例えば、アプリケーション）を実行する。例えば、処理実行部８５６は、生体認証部８５５による生体認証の結果に応じて、所定のアプリケーションを所定の記憶部（例えば、後述する記憶部８５７）から抽出し、抽出したアプリケーションを実行してもよい。また、処理実行部８５６は、当該生体認証の結果に応じて利用者を特定し、アプリケーションの実行結果に応じた情報を、特定した利用者に対応する端末装置８９０に送信してもよい。
【０３７９】
記憶部８５７は、サーバ８５０内の各構成が各種処理を実行するための各種情報を一時的または恒久的に保持する。記憶部８５７は、例えば、電源を供給しなくても記憶内容を保持することが可能な不揮発性の記録媒体（例えば、メモリ等）により構成され得る。また、記憶部８５７は、少なくとも一部が揮発性の記録媒体により構成されていてもよい。
【０３８０】
具体的な一例として、記憶部８５７には、撮像装置８１０から送信される暗号情報を復号するための鍵となる情報が保持されていてもよい。当該情報としては、例えば、撮像装置８１０（より具体的には、固体撮像素子８１１）ごとにあらかじめ生成された固有値（例えば、ＰＵＦ値）を示す情報が挙げられる。
【０３８１】
また、他の一例として、記憶部８５７には、生体認証時における生体情報の比較対象となる参照情報が保持されていてもよい。また、記憶部８５７には、各種アプリケーションを実行するためのデータ（例えば、ライブラリ）や各種設定等を管理するための管理データ等が保持されていてもよい。
【０３８２】
なお、図２５に示した構成はあくまで一例であり、上述したサーバ８５０の各機能が実現可能であれば、当該サーバ８５０の構成は必ずしも図２５に示す例には限定されない。具体的な一例として、図２５に示すサーバ８５０の各構成のうち、一部の構成が当該サーバ８５０の外部に外付けされていてもよい。また、他の一例として、上述したサーバ８５０の各機能が、複数の装置による分散処理により実現されてもよい。
【０３８３】
以上、図２５を参照して、本応用例に係るサーバ８５０の機能構成の一例について説明した。
【０３８４】
（評価）
以上のように、本応用例に係る生体認証システム８００においては、撮像装置８１０の固体撮像素子８１１により取得された生体情報は、暗号化処理が施された暗号情報として当該固体撮像素子８１１の外部に出力される。そのため、固体撮像素子８１１の外部の構成については、撮像装置８１０内のデバイスであったとしても、復号のための鍵情報を保持していない場合には、当該固体撮像素子８１１から出力される暗号情報を復号することが困難となる。即ち、上述した生体認証システム８００においては、固体撮像素子８１１により取得された生体情報は、当該固体撮像素子８１１から出力されたサーバ８５０で受信されるまでの経路において暗号化情報として伝搬されることとなる。
【０３８５】
また、生体情報の暗号化には、ＰＵＦ値のように、複製困難な物理的特徴を利用して生成（または、算出）された、個々の固体撮像素子８１１に固有の値を鍵情報として利用することが可能である。
【０３８６】
以上のような構成により、本応用例に係る生体認証システム８００に依れば、撮像装置８１０による撮像結果として取得される利用者の生体情報の保護に関するセキュリティ性をより向上させることが可能となる。
【０３８７】
＜５．３．移動体への応用例＞
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。
【０３８８】
図２６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。
【０３８９】
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２６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。
【０３９０】
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。
【０３９１】
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。
【０３９２】
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。
【０３９３】
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。
【０３９４】
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。
【０３９５】
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。
【０３９６】
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。
【０３９７】
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。
【０３９８】
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２６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。
【０３９９】
図２７は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０４００】
図２７では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０４０１】
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。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、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。
【０４０２】
なお、図２７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。
【０４０３】
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。
【０４０４】
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。
【０４０５】
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。
【０４０６】
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。
【０４０７】
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１２０３１に適用され得る。具体的には、図１に示す固体撮像装置１は、撮像部１２０３１に適用され得る。撮像部１２０３１に対して本開示に係る技術を適用することにより、例えば、撮像部１２０３１により取得された各種情報（例えば、撮像結果として得られる画像情報等）を、当該撮像部１２０３１の内部で、デバイス（固体撮像装置）に固有の情報に基づき暗号化を施すことが可能となる。これにより、例えば、撮像部１２０３１により取得された情報の保護に関するセキュリティ性をより向上させることが可能となる。
【０４０８】
＜＜６．むすび＞＞
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、暗号化処理に用いる固有情報を外部に流出させること無く作成し、内部で暗号化処理を完結させる固体撮像装置１が提供される。本開示の実施の形態に係る固体撮像装置１は、暗号化処理に用いる固有情報を外部に流出させること無く作成し、内部で暗号化処理を完結させることで、極めて安全に固有情報を生成し、かつ、極めて安全な暗号化処理を行うことができる。
【０４０９】
本明細書の各装置が実行する処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、各装置が実行する処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
【０４１０】
また、各装置に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した各装置の構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。
【０４１１】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０４１２】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０４１３】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
所定のアナログ情報を生成する固有情報生成部と、
前記所定のアナログ情報に基づく所定の固有値を生成する固有値生成部と、
前記所定の固有値を用いる暗号化処理を行う暗号化処理部と、
を備え、
前記固有情報生成部、前記固有値生成部、及び暗号化処理部は所定の層により覆われる、固体撮像装置。
（２）
２つ以上の半導体基板が接合されている、前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記半導体基板は、少なくとも画素アレイを備える画素領域及び前記固有情報生成部が形成された第１半導体基板と、少なくともロジック回路が形成された第２半導体基板と、を備える、前記（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記暗号化処理部は、前記ロジック回路に形成される、前記（３）に記載の固体撮像装置。
（５）
前記第１半導体基板と、前記第２半導体基板とは、配線同士が直接接合されている、前記（３）または（４）に記載の固体撮像装置。
（６）
前記配線は銅配線である、前記（５）に記載の固体撮像装置。
（７）
前記固有値生成部は、
前記所定のアナログ情報をデジタル情報に変換する検出部と、
前記デジタル情報を用いて前記所定の固有値を計算する固有値計算部と、
を含む、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（８）
前記固有値計算部は、複数の前記デジタル情報の中から前記所定の固有値の計算に用いる前記デジタル情報を選択する、前記（７）に記載の固体撮像装置。
（９）
前記固有情報生成部を駆動させる駆動制御部をさらに備える、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１０）
前記駆動制御部は、画像データを出力させる際と前記所定のアナログ情報を出力させる際とで異なる駆動を行うよう制御する、前記（９）に記載の固体撮像装置。
（１１）
前記駆動制御部は、画像データを出力させる際と前記所定のアナログ情報を出力させる際とで異なるバイアス電流で駆動するよう制御する、前記（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）
前記駆動制御部は、前記画素領域を駆動させる際と前記固有情報生成部を駆動させる際とで異なる駆動を行うよう制御する、前記（９）〜（１１）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１３）
前記固有情報生成部は、外光から遮光されている、前記（１）〜（１２）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１４）
前記固有値生成部は、前記所定の固有値の生成の際に生じるノイズ成分を除去する、前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１５）
前記所定のアナログ情報は、画像データの基とはならない情報である、前記（１）〜（１４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１６）
固有情報生成部から所定のアナログ情報を生成することと、
固有値生成部で前記所定のアナログ情報に基づく所定の固有値を生成することと、
暗号化処理部で前記所定の固有値を用いる暗号化処理を行うことと、
を含み、
前記固有情報生成部、前記固有値生成部、及び暗号化処理部は所定の層により覆われる、固体撮像装置の固有値生成方法。
（１７）
画素信号を生成する撮像部と、
所定のアナログ情報を生成する固有情報生成部と、
前記所定のアナログ情報に基づく所定の固有値を用いて前記画素信号の暗号化処理を行う暗号化処理部と、
を備え、
前記撮像部と前記固有情報生成部とを有する第１の半導体基板と、前記暗号化処理部を有する第２の半導体基板とを有する、積層型固体撮像装置。
（１８）
入射光に応じて画素信号を生成する第１の画素と、
遮光部に覆われ、所定のアナログ情報を生成する第２の画素と、
前記所定のアナログ情報に基づく所定の固有値を用いて前記画素信号の暗号化処理を行う暗号化処理部と、
を備え、
前記第１の画素と前記第２の画素とを有する第１の半導体基板と、前記暗号化処理部を有する第２の半導体基板とを有する、積層型固体撮像装置。
（１９）
画素信号を生成する撮像部と、
前記画素信号の暗号化処理を行う暗号化処理部と、
を備え、
前記撮像部を有する第１の半導体基板と、前記暗号化処理部を有する第２の半導体基板とを有する、積層型固体撮像装置。
（２０）
前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板とが接合されている、前記（１７）〜（１９）のいずれかに記載の積層型固体撮像装置。
（２１）
前記第１半導体基板と、前記第２半導体基板とは、配線同士が直接接合されている、前記（２０）に記載の積層型固体撮像装置。
（２２）
前記配線は銅配線である、前記（２１）に記載の積層型固体撮像装置。
（２３）
メモリ部を有する第３の半導体基板さらに備える、前記（１７）〜（１９）のいずれかに記載の積層型固体撮像装置。
（２４）
前記第３の半導体基板が、前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板との間に配される、（２３）に記載の積層型固体撮像装置。
【符号の説明】
【０４１４】
１        ：固体撮像装置
２        ：画素
３        ：画素アレイ
４        ：垂直駆動回路
５        ：カラム信号処理回路
６        ：水平駆動回路
７        ：出力回路
８        ：制御回路
９        ：垂直信号線
１０      ：水平信号線
１１      ：半導体基板
１２      ：入出力端子
１０１    ：制御部
１１１    ：画素アレイ部
１１２    ：選択部
１１４    ：定電流回路部
１２１    ：画素
１２２    ：画素
１３１    ：スイッチ
１３２    ：スイッチ
１３３    ：スイッチ
１４１    ：比較器
１４３    ：カウンタ
１５１    ：比較器
１５３    ：カウンタ
１６１    ：ＭＯＳトランジスタ
１６２    ：ＭＯＳトランジスタ
【図１】
2018121106.tif 000003
【図２】
2018121106.tif 000004
【図３】
2018121106.tif 000005
【図４】
2018121106.tif 000006
【図５】
2018121106.tif 000007
【図６】
2018121106.tif 000008
【図７】
2018121106.tif 000009
【図８】
2018121106.tif 000010
【図９】
2018121106.tif 000011
【図１０Ａ】
2018121106.tif 000012
【図１０Ｂ】
2018121106.tif 000013
【図１１Ａ】
2018121106.tif 000014
【図１１Ｂ】
2018121106.tif 000015
【図１１Ｃ】
2018121106.tif 000016
【図１１Ｄ】
2018121106.tif 000017
【図１１Ｅ】
2018121106.tif 000018
【図１１Ｆ】
2018121106.tif 000019
【図１１Ｇ】
2018121106.tif 000020
【図１１Ｈ】
2018121106.tif 000021
【図１２】
2018121106.tif 000022
【図１３】
2018121106.tif 000023
【図１４】
2018121106.tif 000024
【図１５】
2018121106.tif 000025
【図１６】
2018121106.tif 000026
【図１７】
2018121106.tif 000027
【図１８】
2018121106.tif 000028
【図１９】
2018121106.tif 000029
【図２０】
2018121106.tif 000030
【図２１】
2018121106.tif 000031
【図２２】
2018121106.tif 000032
【図２３】
2018121106.tif 000033
【図２４】
2018121106.tif 000034
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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