(57)【要約】【課題】読出し速度の高速化を向上させた固体撮像素子を提供すること。【解決手段】本技術に係る固体撮像素子１は、光電変換部２１で光電変換された電荷を電荷電圧変換部２６に転送する転送ゲート２２を有する、互いに近傍に配置された２つの単位画素３と、２つの単位画素３から出力される信号を読み出す信号線１２と、信号線１２に接続された電流源１３１と、２つの単位画素３のうちの一方の単位画素の電荷の転送期間に、一方の単位画素と信号線１２との間を電気的に遮断し、他方の単位画素と信号線１２との間を電気的に接続する駆動部１０と、を備える。【選択図】図２
2019022020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部で光電変換された電荷を電荷電圧変換部に転送する転送ゲートを有する、互いに近傍に配置された２つの単位画素と、
前記２つの単位画素から出力される信号を読み出す信号線と、
前記信号線に接続された電流源と、
前記２つの単位画素のうちの一方の単位画素の前記電荷の転送期間に、前記一方の単位画素と前記信号線との間を電気的に遮断し、他方の単位画素と前記信号線との間を電気的に接続する駆動部と、を備える固体撮像素子。
【請求項２】
前記２つの単位画素は、前記信号線の延在方向に隣接して配置されている請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記単位画素は、前記電荷電圧変換部で電圧に変換された信号を増幅する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタで増幅された信号を出力する画素を選択する選択トランジスタとを有し、
前記選択トランジスタは、前記駆動部から出力される制御信号に基づいて前記単位画素と前記信号線との間を電気的に接続または遮断する請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記駆動部は、
前記一方の単位画素の前記電荷を転送するか否かを指示する転送信号と、
前記一方の単位画素と前記信号線との間の電気的な接続または遮断を指示する第１の選択信号と、
前記他方の単位画素と前記信号線との間の電気的な接続または遮断を指示する第２の選択信号と、
を出力する単位駆動回路を有する請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記単位駆動回路は、前記電荷の転送を指示する転送信号を出力する期間に、前記一方の単位画素と前記信号線との間の電気的な遮断を指示する第１の選択信号を出力し、前記他方の単位画素と前記信号線との間の電気的な接続を指示する第２の選択信号を出力する請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
複数の前記信号線と、隣接する前記信号線同士の間に配置されたスイッチ素子と、を備え、
前記スイッチ素子は、前記電荷の転送期間に、前記隣接する前記信号線同士を電気的に接続し、全ての前記信号線を短絡させる請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
互いに近傍に配置された２つの単位画素のうちの一方の単位画素で光電変換された電荷を電荷電圧変換部に転送し、
前記電荷を転送する転送期間に、前記一方の単位画素と前記２つの単位画素から出力される信号を読み出す信号線との間を電気的に遮断し、前記２つの単位画素のうちの他方の単位画素と前記信号線との間を電気的に接続する、
固体撮像素子の駆動方法。
【請求項８】
請求項１に記載の固体撮像素子を撮像部として備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像素子、固体撮像素子の駆動方法および電子機器に関し、特に、読出し速度の高速化を図ることが可能な固体撮像素子の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラの普及がますます進んでいる。これに伴い、デジタルカメラの中心部品である固体撮像素子（イメージセンサ）の需要がますます高まっている。固体撮像素子の性能面においては、高画質化および高機能化を実現するための技術開発が進められている。
【０００３】
一般的に、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像素子は、シリコン基板の受光面側に光電変換部や増幅回路、多層配線層を形成し、その上にカラーフィルタやオンチップマイクロレンズを形成することで構成される。さらに、その受光面側には、接着剤等のスペーサによりカバーガラスが貼り合わせられる。また、その受光面の反対側には、端子が形成される。
【０００４】
この固体撮像素子には、出力される信号に対して所定の処理を行う信号処理回路が接続される。固体撮像素子の多機能化に伴い、信号処理回路で行われる処理は増える傾向にある。特に、固体撮像素子の高フレームレート化や多画素化によって、固体撮像素子の低消費電力化および画素から信号を読み出す読出し速度の高速化の要求が高まる傾向にある。
【０００５】
ここで、固体撮像素子の単位画素内において、転送ゲートのゲート電極に転送パルスを印加することで、光電変換部で得た電荷を拡散層（電荷電圧変換部）に転送する転送期間に入る訳であるが、その転送期間において、ゲート電極と拡散層との間に寄生する寄生容量によるカップリングによって拡散層の電位が変動する。そして、拡散層の電位が変動することによって信号線の電位も変動するため、単位画素から信号線へ信号を読み出す際に信号線の電位が安定するまでのセトリング時間（過渡応答時間）が長くなる。
【０００６】
そこで、例えば特許文献１では、固体撮像素子において、光電変換部で光電変換して得た電荷を拡散層に転送する転送ゲートを含む単位画素と、前記単位画素から出力される信号を読み出す信号線と、前記信号線に接続された電流源と、前記転送ゲートによる転送期間に前記単位画素と前記信号線との間、および、前記信号線と前記電流源との間を電気的に遮断する駆動部と、を備えることが提案されている。本開示によれば、電流源の電流量を増やさなくても、信号線の電位のセトリング時間を短縮できるため、消費電力を増大させることなく、読出し速度の高速化を図ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１２３１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１で提案された技術では、読出し速度の高速化のさらなる向上が図れないおそれがある。
【０００９】
そこで、本技術では、このような状況に鑑みてなされたものであり、読出し速度の高速化を向上させた固体撮像素子を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術は、光電変換部で光電変換された電荷を電荷電圧変換部に転送する転送ゲートを有する、互いに近傍に配置された２つの単位画素と、２つの単位画素から出力される信号を読み出す信号線と、信号線に接続された電流源と、２つの単位画素のうちの一方の単位画素の電荷の転送期間に、一方の単位画素と信号線との間を電気的に遮断し、他方の単位画素と信号線との間を電気的に接続する駆動部と、を備える固体撮像素子を提供する。
【００１１】
また、本技術は、互いに近傍に配置された２つの単位画素のうちの一方の単位画素で光電変換された電荷を電荷電圧変換部に転送し、電荷を転送する転送期間に、一方の単位画素と２つの単位画素から出力される信号を読み出す信号線との間を電気的に遮断し、２つの単位画素のうちの他方の単位画素と信号線との間を電気的に接続する、固体撮像素子の駆動方法を提供する。さらに、本技術は、本技術に係る固体撮像素子を撮像部として備える電子機器を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本技術によれば、読出し速度の高速化を向上させた固体撮像素子を提供することができる。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、または、それらと異質な効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本技術に係る第１実施形態の固体撮像素子の構成例を示すブロック図である。
【図２】本技術に係る第１実施形態の単位画素の回路構成例を示す回路図である。
【図３】本技術に係る第１実施形態の単位画素の回路構成例を示す平面図である。
【図４】信号読出し時における垂直信号線の電位のセトリング時間（過渡応答時間）について説明するタイミング波形図である。
【図５】本技術に係る第１実施形態の垂直駆動部を示す回路図である。
【図６】本技術に係る第１実施形態の垂直駆動部の回路動作を説明するグラフである。
【図７】本技術に係る第１実施形態の垂直駆動部の回路動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】本技術に係る第１実施形態の単位画素の回路動作を説明する動作説明図である。
【図９】本技術に係る第２実施形態の単位画素の回路構成例を示す回路図である。
【図１０】本技術に係る第２実施形態の単位画素の回路動作を説明する動作説明図である。
【図１１】本技術を適用した固体撮像素子の使用例を示す図である。
【図１２】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図１３】カメラヘッドおよびＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】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１５】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】
【００１４】
以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、いずれの実施形態を組み合わせることもできる。本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。また、以下に説明する実施形態は、いずれかの一または複数の実施形態を組み合わせることもできる。なお、図面については、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
説明は以下の順序で行う。
１．第１実施形態（固体撮像素子の構成例）
（１−１）固体撮像素子の構成例
（１−２）単位画素の回路構成例
（１−３）垂直信号線の電位のセトリング不足による問題点
（１−４）垂直駆動部の回路構成例
（１−５）垂直駆動部の回路動作例
（１−６）単位画素の回路動作例
２．第２実施形態（固体撮像素子の構成例）
（２−１）単位画素の回路構成例
（２−２）単位画素の回路動作例
３．第３実施形態（電子機器の構成例）
４．本技術を適用した固体撮像素子の使用例
５．内視鏡手術システムへの応用例
６．移動体への応用例
【００１６】
＜１．第１実施形態（固体撮像素子の構成例）＞
図１から図１０を用いて、本技術に係る第１実施形態の固体撮像素子について説明する。本実施形態では、固体撮像素子の一例として、列並列ＡＤ変換回路を備えたＣＭＯＳイメージセンサを用いて説明する。
【００１７】
（１−１）固体撮像素子の構成例
図１は、本技術に係る第１実施形態の固体撮像素子の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の固体撮像素子１は、光電変換部を含む単位画素３が行列状に２次元配置されている画素アレイ部２、画素アレイ部２内の各単位画素３を駆動する駆動系および信号処理系を備えている。
【００１８】
画素アレイ部２は、入射光の光量に応じた光電荷を生成し、かつ、蓄積する光電変換部を有する単位画素３が、水平方向である行方向および垂直方向である列方向に、行列状に２次元配置された構成となっている。ここで、行方向とは画素行の画素の配列方向（図１の横方向）をいい、列方向とは画素列の画素の配列方向（図１の縦方向）をいう。単位画素３の回路構成の詳細については後述する。
【００１９】
また、画素アレイ部２は、例えば、ｍ行×ｎ列の画素配列に対して、画素行ごとに行制御線１３が行方向に沿ってｍ行配線され、画素列ごとに垂直信号線（ＶＳＬ）１２が列方向に沿ってｎ列配線されている。行制御線１３は、単位画素３から信号を読み出す際の制御を行うための制御信号を伝送する。本実施形態の固体撮像素子１では、行制御線１３を１本の配線で示しているが、行制御線の本数は１本に限られず、複数本が束になっていてもよい。ｍ行の行制御線１３の各一端は、垂直駆動部１０の各行に対応した各出力端に接続されている。
【００２０】
画素アレイ部２の周辺回路である駆動系は、例えば、読出し電流源部４、カラム処理部５、垂直駆動部１０、参照電圧生成部１４、通信・タイミング制御部１５および水平駆動部１６を有する。また、画素アレイ部２の周辺回路である信号処理系は、例えば、出力アンプ１８および信号処理部１９を有する。駆動系および信号処理系は、画素アレイ部２と同じ半導体基板（チップ）２０上に集積されている。なお、本実施形態では、周辺回路の全てを画素アレイ部２と同じ半導体基板２０上に集積しているが、本技術はこれに限らず、例えば、周辺回路の一部である信号処理部１９を半導体基板２０の外部に配置させることもできる。
【００２１】
読出し電流源部４は、各垂直信号線１２とグランドなどの基準ノードとの間に接続された電流源１３１を有する。各電流源１３１は、単位画素３の後述する増幅トランジスタ２４と共に垂直信号線１２を介してソースフォロワ回路を構成する。
【００２２】
カラム処理部５は、例えば、画素アレイ部２の画素列毎、即ち、垂直信号線１２毎に設けられたカラムＡＤ変換回路７を有する。各カラムＡＤ変換回路７は、画素アレイ部２の各単位画素３から画素列毎に出力されるアナログ信号（画素信号）をデジタル信号に変換する。
【００２３】
電圧比較器６は、画素アレイ部２の各単位画素３から出力される画素信号に応じた垂直信号線１２の信号電圧Ｖoutを比較入力とし、参照電圧生成部１４から供給されるランプ波の参照信号Ｖrefを基準入力とし、両入力を比較する。そして、電圧比較器６は、例えば、参照信号Ｖrefが信号電圧Ｖoutよりも大なるときに出力Ｖcoが第１の状態（例えば、高レベル）になり、参照信号Ｖrefが信号電圧Ｖout以下のときに出力Ｖcoが第２の状態（例えば、低レベル）になる。
【００２４】
各カラムＡＤ変換回路７は、全て同じ構成となっている。カラムＡＤ変換回路７は、電圧比較器６と、アップ／ダウンカウンタなどのカウンタ部８と、カウンタ部８のカウント結果を転送するスイッチ９と、転送されたカウント結果を格納するメモリ部１１を有する。
【００２５】
カウンタ部８は、非同期カウンタである。カウンタ部８には、参照電圧生成部１４から参照信号Ｖrefが出力されるタイミングと同じタイミングで、通信・タイミング制御部１５からクロックＣＫが与えられる。カウンタ部８は、クロックＣＫに同期してダウン（ＤＯＷＮ）カウント、または、アップ（ＵＰ）カウントを行うことで、電圧比較器６での比較動作の開始から比較動作の終了までの比較期間を計測する。
【００２６】
スイッチ９は、通信・タイミング制御部１５から与えられる制御信号ＣＳ2による制御の下に、ある画素行の単位画素３についてのカウンタ部８のカウント動作が完了した時点でオン（閉）状態となる。そして、スイッチ９は、カウンタ部８のカウント結果をメモリ部１１に転送する。
【００２７】
このようにして、画素アレイ部２の各単位画素３から各垂直信号線１２を経由して画素列毎に読み出されるアナログ信号について、各カラムＡＤ変換回路７において、先ず電圧比較器６で比較動作が行われる。そして、カウンタ部８において、電圧比較器６での比較動作の開始から比較動作の終了までの期間に亘ってカウント動作を行うことで、アナログ信号がデジタル信号に変換され、当該デジタル信号がスイッチ９を介してメモリ部１１に格納される。
【００２８】
垂直駆動部１０は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部２の各単位画素３を例えば行単位で駆動する。すなわち、垂直駆動部１０は、垂直駆動部１０を制御する通信・タイミング制御部１５と共に、画素アレイ部２の各単位画素３を駆動する駆動部を構成している。垂直駆動部１０は、一般的に、読出し走査系と掃出し走査系の２つの走査系を有する構成となっているが、詳細については後述する。
【００２９】
参照電圧生成部１４は、時間が経過するにつれてレベル（電圧値）が階段状に漸次変化する、所謂、ランプ（ＲＡＭＰ）波形（傾斜状の波形）の参照信号Ｖrefを生成する。参照電圧生成部１４において、参照信号Ｖrefの傾きを決めるゲインは、入射光量に応じて設定される。すなわち、参照信号Ｖrefの傾きを決める設定ゲイン値は、入射光量に応じて変化する。参照電圧生成部１４については、例えば、ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換）回路を用いて構成することができる。なお、参照電圧生成部１４としては、ＤＡＣ回路を用いた構成のものに限られるものではない。
【００３０】
参照電圧生成部１４は、通信・タイミング制御部１５から与えられる制御信号ＣＳ1による制御の下に、当該通信・タイミング制御部１５から与えられるクロックＣＫに基づいてランプ波の参照信号Ｖrefを生成する。そして、参照電圧生成部１４は、生成した参照信号Ｖrefをカラム処理部５の各カラムＡＤ変換回路７に対して供給する。
【００３１】
水平駆動部１６は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、カラム処理部５における各カラムＡＤ変換回路７の列アドレスや列走査の制御を行う。この水平駆動部１６による制御の下に、各カラムＡＤ変換回路７の各々でＡＤ変換されたデジタル信号は順に水平信号線１７に例えばＮビットのデータとして読み出される。
【００３２】
水平信号線１７に読み出されたＮビットのデータは、出力アンプ１８で増幅されて信号処理部１９に供給される。信号処理部１９は、Ｎビットのデータに対して所定の信号処理を施して映像データとして半導体基板２０の外部へ出力する。信号処理部１９では、バッファリングだけの処理や、バッファリングの前に黒レベルを調整したり、列ごとのばらつきを補正したりするなど、各種のデジタル信号処理を行うことができる。
【００３３】
（１−２）単位画素の回路構成例
次に、本実施形態の単位画素の回路構成例について説明する。図２は、本実施形態の単位画素の回路構成例を示す回路図である。図３は、本実施形態の単位画素の回路構成例を示す平面図である。
【００３４】
図２に示すように、本実施形態の単位画素３は、信号を読み出す行であるリード行ＲＬに、光電変換部の一例であるフォトダイオード２１と、転送トランジスタ（転送ゲート）２２と、リセットトランジスタ２３と、増幅トランジスタ２４と、選択トランジスタ２５と、電荷電圧変換部であるＦＤ部２６と、を有している。
【００３５】
単位画素３に対して、複数の行制御線１３が同一画素行の各画素に対して共通に配線される。図２では、図面の簡略化のために、複数の行制御線１３については図示を省略している。複数の行制御線１３は、垂直駆動部１０の各画素行に対応した出力端に画素行単位で接続されている。垂直駆動部１０は、画素アレイ部２の各単位画素３の駆動に当たって、複数の行制御線１３に対して転送信号ＴＲＧ、リセット信号ＲＳＴ、および、選択信号ＳＥＬを適宜出力する。
【００３６】
フォトダイオード２１は、アノード電極がグランドなどの負側電源に接続されており、受光した光をその光量に応じた電荷量の光電荷である光電子に光電変換してその光電子を蓄積する。フォトダイオード２１のカソード電極は、転送トランジスタ２２を介して増幅トランジスタ２４のゲート電極と電気的に接続されている。増幅トランジスタ２４のゲート電極は、電荷を電圧に変換するＦＤ（フローティング・ディフュージョン）部２６と電気的に繋がっている。
【００３７】
転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１のカソード電極とＦＤ部２６との間に接続されている。転送トランジスタ２２のゲート電極には、高レベルがＨｉｇｈアクティブとなる転送信号ＴＲＧが垂直駆動部１０から与えられる。転送トランジスタ２２は、転送信号ＴＲＧに応答して導通状態となることで、フォトダイオード２１で光電変換され、蓄積された光電荷をＦＤ部２６に転送する。
【００３８】
リセットトランジスタ２３は、ドレイン電極が電源に、ソース電極がＦＤ部２６にそれぞれ接続されている。リセットトランジスタ２３のゲート電極には、Ｈｉｇｈアクティブのリセット信号ＲＳＴが垂直駆動部１０から与えられる。リセットトランジスタ２３は、リセット信号ＲＳＴに応答して導通状態となり、ＦＤ部２６の電荷を電源に捨てることによってＦＤ部２６をリセットする。
【００３９】
増幅トランジスタ２４は、ゲート電極がＦＤ部２６に、ドレイン電極が電源にそれぞれ接続されている。この増幅トランジスタ２４は、フォトダイオード２１での光電変換によって得られる信号を読み出す読出し回路である、先述したソースフォロワ回路の入力部となる。すなわち、増幅トランジスタ２４は、ソース電極が選択トランジスタ２５を介して垂直信号線１２に接続されることで、垂直信号線１２の一端に接続された電流源１３１とソースフォロワ回路を構成している。
【００４０】
選択トランジスタ２５は、例えば、ドレイン電極が増幅トランジスタ２４のソース電極に、ソース電極が垂直信号線１２にそれぞれ接続されている。選択トランジスタ２５のゲート電極には、Ｈｉｇｈアクティブの選択信号ＳＥＬが垂直駆動部１０から与えられる。選択トランジスタ２５は、選択信号ＳＥＬに応答して導通状態となることで、単位画素３を選択状態として増幅トランジスタ２４で増幅された画素信号を垂直信号線１２に出力する。
【００４１】
なお、選択トランジスタ２５は、増幅トランジスタ２４のドレイン電極と電源ＶＤＤとの間に接続して配置することもできる。すなわち、選択トランジスタ２５は、電源と垂直信号線１２との間において、増幅トランジスタ２４に対して直列に接続されていることで、単位画素３の選択動作を行うことができる。
【００４２】
また、単位画素３は、リード行ＲＬと同様に、フォトダイオード２１で得た電荷をＦＤ部２６に転送する転送期間中に選択される行であるホールド行ＨＬに、フォトダイオード３１と、転送トランジスタ（転送ゲート）３２と、リセットトランジスタ３３と、増幅トランジスタ３４と、選択トランジスタ３５と、ＦＤ部３６と、を有している。選択トランジスタ３５は、ソース電極が垂直信号線１２に接続されている。
【００４３】
図２および図３に示すように、ホールド行ＨＬは、リード行ＲＬの近傍に配置され、一例として、垂直信号線１２の延在方向である、リード行ＲＬの下方の隣接した行に配置されている。また、本実施形態では、リード行ＲＬおよびホールド行ＨＬは、画素領域４１に配置されている。一方、電流源１３１は、負荷ＭＯＳ領域４２に配置されている。図３に示すように、リード行ＲＬおよびホールド行ＨＬは、画素領域４１左側端部のドライバから右側端部のドライバ遠端４３まで水平方向に延在している。なお、リード用およびホールド用の２つの単位画素は、垂直信号線１２の延在方向だけでなく、行制御線１３の延在方向に隣接して配置されていてもよい。
【００４４】
（１−３）垂直信号線の電位のセトリング不足による問題点
ここで、単位画素３から垂直信号線１２への信号の読出し時における、垂直信号線１２の電位が安定するまでのセトリング時間（過渡応答時間）について、図４のタイミング波形図を用いて説明する。図４には、リセット信号ＲＳＴ、転送信号ＴＲＧ、垂直信号線１２の信号電圧ＶＳＬ、参照信号Ｖref、クロックＣＫ、及び、カウンタ部８のカウンタ出力のタイミング関係を示している。
【００４５】
単位画素３から垂直信号線１２に画素信号を読み出す際、転送トランジスタ２２のゲート電極に転送信号ＴＲＧが印加されることにより、当該ゲート電極とＦＤ部２６との間に寄生する寄生容量ＣによるカップリングによってＦＤ部２６の電位が変動する。そして、ＦＤ部２６の電位が変動することによって垂直信号線１２の電位も変動するため、転送信号ＴＲＧが高レベルから低レベルに遷移してから、垂直信号線１２の電位のセトリングが開始する。
【００４６】
そのため、入射光量が所定の光量以下の暗時の場合、参照信号Ｖrefと垂直信号線１２の信号電圧ＶＳＬと参照信号Ｖrefとが交わるまでの時間が短くなるため、垂直信号線１２の電位が安定しない、所謂、垂直信号線１２の電位のセトリング期間不足が生じる。そして、このセトリング期間不足により、図４に示すように、黒レベルが本来の黒レベルからずれてしまう問題（以下、これを「黒ずれ」と呼ぶ）などが発生する。
【００４７】
時間的に余裕がある場合は、垂直信号線１２の電位のセトリング時間を長くすることが可能である。一方、時間的に厳しい場合は、セトリング期間不足を解消するには、例えば、各垂直信号線１２に繋がる各電流源１３１の電流量を増やすなどの対策が必要となる。しかしながら、画素列毎に設けられている電流源１３１の電流量を全て増やすと、消費電力が増大し、低消費電力化は図れない。
【００４８】
本実施形態は、先述した列並列ＡＤ変換回路搭載のＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子１において、垂直信号線１２の電位のセトリング期間不足による黒ずれや消費電力の増大の問題を解消し、高速読出しを実現すべく為されたものである。以下に、具体的な実施形態について説明する。
【００４９】
（１−４）垂直駆動部の回路構成例
次に、本実施形態の垂直駆動部１０の回路構成について説明する。図５は、本実施形態の垂直駆動部１０内の単位駆動回路の一部を示す回路図である。
【００５０】
垂直駆動部１０は、画素制御信号(ＴＲＧ信号、ＲＳＴ信号、ＳＥＬ信号)の単位駆動回路が行毎に配置されている。垂直駆動部１０内の単位駆動回路（ｎ行目）は、論理回路であり、ＳＲラッチ７１と、ＳＲラッチ７１のSet端子に接続されたＡＮＤゲート７２と、ＳＲラッチ７１のOut端子に接続されたＡＮＤゲート７３と、レベルシフタ７４と、レベルシフタ７４に接続されたドライバ７５と、を備えている。ＳＲラッチ７１のReset端子にはラッチリセット信号が入力される。ＡＮＤゲート７２には、アドレスデコーダ出力信号およびリード行ＲＬ用のラッチセット信号が入力される。ＡＮＤゲート７３には、第１の選択信号としてのリードフラグ信号とリード行ＲＬ用の選択信号ＳＥＬパルスが入力される。ドライバ７５は、単位画素３へ選択信号ＳＥＬを出力する。
【００５１】
さらに、垂直駆動部１０内の単位駆動回路は、図５の破線領域８０で示すように、ＳＲラッチ７６と、ＳＲラッチ７６のSet端子に接続されたＡＮＤゲート７７と、ＳＲラッチ７６のOut端子に接続されたＡＮＤゲート７８と、ＡＮＤゲート７３およびＡＮＤゲート７８に接続されたＯＲゲート７９と、を備えている。ＯＲゲート７９は、レベルシフタ７４にも接続されている。ＡＮＤゲート７７には、アドレスデコーダ出力信号およびホールド行ＨＬ用のラッチセット信号が入力される。ＡＮＤゲート７８には、第２の選択信号としてのホールドフラグ信号とホールド行ＨＬ用の選択信号ＳＥＬパルスが入力される。破線領域８０内の回路は、リード行ＲＬかホールド行ＨＬかを識別してそれぞれに紐づいたパルスを選択する機構を備えた回路構成である。
【００５２】
また、垂直駆動部１０内の単位駆動回路は、論理回路であり、アドレス信号、ラッチリセット信号、リード行ＲＬ用ラッチセット信号、ホールド行ＨＬ用ラッチセット信号、リードフラグ信号、ホールドフラグ信号、および選択信号ＳＥＬは、それぞれ「Ｈｉｇｈ」または「Ｌｏｗ」となる論理信号である。
【００５３】
ＳＲラッチ７１は、リード行ＲＬが読み出し行として選択される場合、アドレスデコーダ出力信号を保持する。ＳＲラッチ７６は、ホールド行ＨＬが電荷の転送期間中に選択される場合、アドレスデコーダ出力信号を保持する。ＳＲラッチ７１およびＳＲラッチ７６は、ＡＮＤゲート７２およびＡＮＤゲート７７から出力される信号を、各Set端子から供給し、Out端子からリードフラグ信号およびホールドフラグ信号として出力する。なお、ＳＲラッチ７１およびＳＲラッチ７６は、例えば、Reset端子に供給される信号が「Ｈｉｇｈ」となったタイミングでOut端子から出力するリードフラグ信号およびホールドフラグ信号がリセットされる。
【００５４】
例えば、アドレスデコーダ出力信号が「Ｈｉｇｈ」であるとき、リード行ＲＬ用ラッチセット信号が「Ｈｉｇｈ」となると、ＡＮＤゲート７２から出力される信号も「Ｈｉｇｈ」となり、ＳＲラッチ７１のSet端子に供給される信号が「Ｈｉｇｈ」となる。そして、ＳＲラッチ７１は、Reset端子に供給されるラッチリセット信号が「Ｈｉｇｈ」となるまでの間、Out端子から出力されるリードフラグ信号を「Ｈｉｇｈ」とする。
【００５５】
同様に、アドレスデコーダ出力信号が「Ｈｉｇｈ」であるとき、ホールド行ＨＬ用ラッチセット信号が「Ｈｉｇｈ」となると、ＡＮＤゲート７７から出力される信号も「Ｈｉｇｈ」となり、ＳＲラッチ７６のSet端子に供給される信号が「Ｈｉｇｈ」となる。そして、ＳＲラッチ７６は、Reset端子に供給されるラッチリセット信号が「Ｈｉｇｈ」となるまでの間、Out端子から出力されるホールドフラグ信号を「Ｈｉｇｈ」とする。
【００５６】
ＳＲラッチ７１から出力されるリードフラグ信号が「Ｈｉｇｈ」であるとき、リード行ＲＬ用の選択信号ＳＥＬパルスが「Ｈｉｇｈ」となると、ＡＮＤゲート７３から出力される信号も「Ｈｉｇｈ」となる。これにより、ＡＮＤゲート７３の出力が供給されるＯＲゲート７９から出力される選択信号ＳＥＬが「Ｈｉｇｈ」となって、リード行ＲＬの画素が垂直信号線１２と接続される。したがって、リード行ＲＬの画素に蓄積された電荷が出力され、リード行ＲＬの画素の信号の読み出しが行われることになる。
【００５７】
また、ＳＲラッチ７１のReset端子に供給されるラッチリセット信号が「Ｈｉｇｈ」であるとき、ＳＲラッチ７１はリセット状態となり、ＳＲラッチ７１の出力であるリードフラグ信号は「Ｌｏｗ」となる。
【００５８】
例えば、アドレスデコーダ出力信号が「Ｈｉｇｈ」であるとき、ホールド行ＨＬ用ラッチセット信号が「Ｈｉｇｈ」となると、ＡＮＤゲート７７から出力される信号も「Ｈｉｇｈ」となり、ＳＲラッチ７６のSet端子に供給される信号が「Ｈｉｇｈ」となる。そして、ＳＲラッチ７６は、Reset端子に供給されるラッチリセット信号が「Ｈｉｇｈ」となるまでの間、Out端子から出力されるホールドフラグ信号を「Ｈｉｇｈ」とする。
【００５９】
ＳＲラッチ７６から出力されるホールドフラグ信号が「Ｈｉｇｈ」であるとき、ホールド行ＨＬ用の選択信号ＳＥＬパルスが「Ｈｉｇｈ」となると、ＡＮＤゲート７８から出力される信号も「Ｈｉｇｈ」となる。これにより、ＡＮＤゲート７８から「Ｈｉｇｈ」が供給されたＯＲゲート７９から出力される選択信号ＳＥＬが「Ｈｉｇｈ」となって、ホールド行ＨＬの画素が垂直信号線１２と接続される。
【００６０】
また、ＳＲラッチ７６のReset端子に供給されるラッチリセット信号が「Ｈｉｇｈ」であるとき、ＳＲラッチ７６はリセット状態となり、ＳＲラッチ７６の出力であるホールドフラグ信号は「Ｌｏｗ」となる。
【００６１】
このように、リード行ＲＬおよびホールド行ＨＬの画素に対して画素制御信号であるリードフラグ信号およびホールドフラグ信号が「Ｈｉｇｈ」となって供給されて、リード行ＲＬおよびホールド行ＨＬの画素と垂直信号線１２との接続の切替えが行われる。
【００６２】
なお、以下、各論理回路の各端子に接続された信号線上の電圧値が論理値「Ｈｉｇｈ」になったとき、アドレス信号、画素制御信号およびラッチ制御信号が、その論理回路に供給されたものとして説明する。
【００６３】
（１−５）垂直駆動部の回路動作例
次に、本実施形態の垂直駆動部１０の回路動作の一例について説明する。図６は、本実施形態の垂直駆動部１０における１フレーム内のアドレス信号の推移を示すグラフである。
【００６４】
図６は、単位画素３のリード行ＲＬとホールド行ＨＬとの関係を示すグラフである。図６のグラフは、横軸が時間で、縦軸が画素の行のアドレスを示している。図６に示すように、（時間Ｔ２）−（時間Ｔ１）が１フレーム期間を表し、（アドレスＡ２）−（アドレスＡ１）がリード領域アドレスを表している。本実施形態において、一例として、リード行ＲＬ用アドレスが１フレーム期間インクリメントされた場合に、ホールド行ＨＬ用アドレスはアドレスＡ１だけずれて１フレーム期間インクリメントされる。
【００６５】
図７は、本実施形態の垂直駆動部１０の回路動作を説明する、１フレーム内の一部を拡大したタイミングチャートである。図７において、横軸は時間を表し、動作開始後の１サイクルを、アドレスＮがリード行ＲＬで、アドレスＮ−１がホールド行ＨＬのＡＤ期間Ｐ１としている。また、ＡＤ期間Ｐ１後の１サイクルを、アドレスＮ＋１がリード行ＲＬで、アドレスＮがホールド行ＨＬのＡＤ期間Ｐ２としている。
【００６６】
図７に示す、アドレス信号、ラッチリセット信号、リード行ＲＬ用ラッチセット信号、ホールド行ＨＬ用ラッチセット信号、リード行ＲＬ用の選択信号ＳＥＬパルス、およびホールド行ＨＬ用の選択信号ＳＥＬパルスは、通信・タイミング制御部１５で生成され垂直駆動部１０へ送信される送信信号Ｓ１としている。また、リードフラグ信号、ホールドフラグ信号、および選択信号ＳＥＬは、垂直駆動部１０内のｎ行目の単位駆動回路で生成される内部信号Ｓ２としている。
【００６７】
アドレス信号は、ＡＤ期間Ｐ１内に、まずリード行ＲＬ用アドレスＮが生成され、続いて、ホールド行ＨＬ用アドレスＮ−１が生成される。その後、ＡＤ期間Ｐ２内に、まずリード行ＲＬ用アドレスＮ＋１が生成され、続いて、ホールド行ＨＬ用アドレスＮが生成される。
【００６８】
図７に示すように、まず、ラッチリセット信号がＳＲラッチ７１およびＳＲラッチ７６に供給される。これにより、ＳＲラッチ７１およびＳＲラッチ７６がリセットされる。そして、アドレス信号がアドレスＮとなる期間において、リード行ＲＬ用ラッチセット信号がＳＲラッチ７１に供給される。さらに、アドレス信号がアドレスＮ−１となる期間において、ホールド行ＨＬ用ラッチセット信号がＳＲラッチ７６に供給される。これにより、ＳＲラッチ７１およびＳＲラッチ７６は、それぞれアドレスＮおよびアドレスＮ−１に対応するアドレス信号を保持する。
【００６９】
例えば、リード行ＲＬがアドレスＮにより特定される行である場合、アドレス信号がアドレスＮとなるタイミングでＳＲラッチ７１のSet端子にパルスが供給されて、ＳＲラッチ７１のOut端子から出力されるリードフラグ信号が「Ｈｉｇｈ」となる。また、ホールド行ＨＬがアドレスＮ−１により特定される行である場合、アドレス信号がアドレスＮ−１となるタイミングでＳＲラッチ７６のSet端子にパルスが供給されて、ＳＲラッチ７６のOut端子から出力されるホールドフラグ信号が「Ｈｉｇｈ」となる。このように、ＳＲラッチ７１およびＳＲラッチ７６は、Out端子から出力されるリードフラグ信号およびホールドフラグ信号が「Ｈｉｇｈ」となって、それぞれアドレスＮおよびアドレスＮ−１に対応するアドレス信号を保持する。
【００７０】
ＳＲラッチ７１から出力されるリードフラグ信号が「Ｌｏｗ」とされている状態、またはＳＲラッチ７１から出力されるリードフラグ信号が「Ｈｉｇｈ」とされている状態であってもリード行ＲＬ用の選択信号ＳＥＬパルスが「Ｌｏｗ」とされることにより、リード行ＲＬの画素と垂直信号線１２とが遮断される。このとき、リード行ＲＬとして指定された行の近傍行（ホールド行ＨＬ）に対応する単位駆動回路にて、同じタイミングでＳＲラッチ７６から出力されるホールドフラグ信号が「Ｈｉｇｈ」とされている状態で、ホールド行ＨＬ用の選択信号ＳＥＬパルスが「Ｈｉｇｈ」とされることにより、ホールド行ＨＬの画素と垂直信号線１２とが接続される。
【００７１】
ＡＤ期間Ｐ１内においてはＳＲラッチ７１がアドレスデコーダ出力「Ｈｉｇｈ」を保持し、ＡＤ期間Ｐ２内においてＳＲラッチ７６がアドレスデコーダ出力「Ｈｉｇｈ」を保持する。
【００７２】
リードフラグ信号は、ＡＤ期間Ｐ１内のアドレスＮのリード行ＲＬ用ラッチセット信号が「Ｈｉｇｈ」とされてからＡＤ期間Ｐ２内のラッチリセット信号が「Ｈｉｇｈ」とされるまで「Ｈｉｇｈ」となっている。一方、ホールドフラグ信号は、ＡＤ期間Ｐ２内のアドレスＮのホールド行ＨＬ用ラッチセット信号が「Ｈｉｇｈ」とされてから次のＡＤ期間内のラッチリセット信号が「Ｈｉｇｈ」とされるまで「Ｈｉｇｈ」となっている。
【００７３】
（１−６）単位画素の回路動作例
次に、本実施形態の単位画素３の回路動作の一例について説明する。図８は、本実施形態の単位画素３の動作を説明する動作説明図である。図８の実線は、図３に示すリード行ＲＬおよびホールド行ＨＬの信号ドライバの近端の動作を表す。図８の破線は、図３に示すリード行ＲＬおよびホールド行ＨＬの信号ドライバの遠端４３の動作を表す。
【００７４】
ステップ１において、垂直駆動部１０は、単位画素３のリード行ＲＬからの画素信号の読み出し期間に入ると、選択信号ＳＥＬを「Ｈｉｇｈ」に遷移させて、リード行ＲＬの画素回路を垂直信号線１２に接続する。
【００７５】
ステップ２において、垂直駆動部１０は、リセット信号（ＲＳＴ）にパルスを入力して「Ｈｉｇｈ」に遷移させ、ＦＤをリセットする。
【００７６】
ステップ３において、垂直駆動部１０は、リセットレベルのＶＳＬ電圧をＡＤ変換し、Ｐ相の読み出しを行う。ここで、Ｐ相とは、リセットトランジスタ２３によってリセットされたときのＦＤ部２６の電位のリセット成分をいう。
【００７７】
ステップ４において、垂直駆動部１０は、単位画素３のリード行ＲＬからの画素信号の読出し期間における転送期間に、すなわち、転送トランジスタ２２に与える転送信号ＴＲＧが「Ｈｉｇｈ」の期間に、選択信号ＳＥＬを「Ｌｏｗ」に遷移させて選択トランジスタ２５を非導通（オフ）状態にする。同時に、単位画素３のリード行ＲＬの隣接行であるホールド行ＨＬの選択信号ＳＥＬを「Ｈｉｇｈ」に遷移させて垂直信号線１２の接続をリード行ＲＬからホールド行ＨＬへ切り替える。
【００７８】
これにより、転送トランジスタ２２による転送期間において、リード行ＲＬの画素と垂直信号線１２との間が電気的に遮断され、ホールド行ＨＬの画素と垂直信号線１２との間が電気的に接続される。以上の動作説明から明らかなように、垂直駆動部１０および通信・タイミング制御部１５は、リード行ＲＬの画素と垂直信号線１２との間、および、ホールド行ＨＬの画素と垂直信号線１２との間の接続を電気的に切り替える駆動部を構成している。
【００７９】
ステップ５において、垂直駆動部１０は、リード行ＲＬの転送信号ＴＲＧにパルスを入力して「Ｈｉｇｈ」に遷移させ、ＰＤ２１からＦＤ部２６へ信号電荷を転送する。
【００８０】
ステップ６において、垂直駆動部１０は、リード行ＲＬの選択信号ＳＥＬを「Ｈｉｇｈ」に遷移させると同時にホールド行ＨＬの選択信号ＳＥＬを「Ｌｏｗ」に遷移させて垂直信号線１２との接続をリード行ＲＬに戻す。これにより、単位画素３は、転送期間から、垂直信号線１２の電位が安定するまでのセトリング時間（過渡応答時間）に移行する。
【００８１】
ステップ７において、垂直駆動部１０は、信号レベルのＶＳＬ電圧をＡＤ変換し、Ｄ相の読み出しを行う。ここで、Ｄ相とは、フォトダイオード２１に蓄積された電荷が転送トランジスタ２２によって転送されたときのＦＤ部２６の電位の信号成分をいう。
【００８２】
ステップ８において、垂直駆動部１０は、リード行ＲＬの選択信号ＳＥＬを「Ｌｏｗ」に遷移させて読み出しを完了し、次の新たな行の読み出しに移る。
【００８３】
ステップ９において、垂直駆動部１０は、リセットレベルのＡＤ変換結果と信号レベルのＡＤ変換結果の差分をとった値を信号処理部１９へ転送する。
【００８４】
ここで、特許文献１では、垂直信号線のセトリング時間改善のため、転送信号ＴＲＧのパルス入力時にリード行ＲＬの選択信号ＳＥＬをＯＦＦし、転送トランジスタとＦＤとの間のカップリング容量によるＦＤ電位の変動が垂直信号線に伝わらないようにする技術が提案されている。
【００８５】
しかしながら、特許文献１の技術では、垂直信号線のホールド期間は、リード行の選択信号ＳＥＬをＯＦＦして負荷ＭＯＳ領域のソースフォロワ回路をＯＮするため、画素電源網から電流が引き抜かれる位置が変わる。従って、リード行の電源電圧に着目すると、ＶＳＬホールド期間では、その前後の期間と比較して画素電源の電圧降下が小さくなるため、電源電圧が変動してしまう。電源電圧変動がＤ相のＡＤ変換までに元に戻らない場合はＣＤＳ誤差となる恐れがあり、それを回避するためにはＤ相セトリング期間を伸長する必要がある。これはセトリング時間短縮の効果が薄れることを意味する。このように、特許文献１の技術では、画素電源の変動の問題がある。
【００８６】
さらに、特許文献１の技術では、ＶＳＬホールドの効果を発揮するためには、選択信号ＳＥＬとホールド信号との位相関係が重要である。しかし、選択信号ＳＥＬの信号経路は画素領域で、ホールド信号の信号経路は負荷ＭＯＳ領域であるため信号遅延が揃わず、全領域のＶＳＬに対して最適なタイミングに調整することが難しい。特に、ドライバ遠端ほど遅延差が大きくなる。したがって、選択信号ＳＥＬとホールド信号とのタイミングがずれると、位相関係によってはＶＳＬに対して電荷の出入りが発生し電圧レベルがずれることから、転送終了後ＶＳＬが元に戻る時間が発生するため、セトリング時間短縮の効果が薄れる。このように、特許文献１の技術では、制御パルスタイミングの問題がある。
【００８７】
これに対し、本実施形態の固体撮像素子１は、ＶＳＬホールド期間にＶＳＬとの接続をリード行ＲＬからホールド行ＨＬに切り替えている。すなわち、リード行近傍（リード行がＶＳＬにアクセスした後の行）の選択信号ＳＥＬをＯＮにしてＶＳＬホールド期間のＶＳＬレベルを保持している。このとき、リード行ＲＬとホールド行ＨＬとは、共に画素領域４１に配置され、位置が近いので電流パスが切り替わっても電源電圧変動が小さい。したがって、ホールド期間前後での電源電圧変動が小さく、ＣＤＳ誤差が発生する可能性が低い。また、ドライバ遠端４３であってもリード行ＲＬとホールド行ＨＬの選択信号ＳＥＬの遅延は同等であるため、タイミング管理が容易になる。これにより、セトリング時間改善の効果が大きくなる。
【００８８】
以上のように、本実施形態の固体撮像素子１は、転送中にリード行近傍の画素を選択することでＶＳＬ電位と負荷ＭＯＳ電流を一定に保つことができる。また、制御パルスは画素領域内の信号のみで垂直信号線の接続先を切り替えるので、パルスの位相管理が容易になる。
【００８９】
さらに、負荷ＭＯＳ電流のパスがほとんど変わらず画素電源の電圧変動を抑制することができる。その結果、本実施形態の固体撮像素子１は、セトリング短縮効果の劣化を抑制でき、読出し速度の高速化を向上させることができる。
【００９０】
＜２．第２実施形態（固体撮像素子の構成例）＞
図９および図１０を用いて、本技術に係る第２実施形態の固体撮像素子について説明する。本実施形態が第１実施形態と相違する点は、負荷ＭＯＳ領域４２に、隣接する垂直信号線１２同士の間に配置されたスイッチ素子を備えている点である。
【００９１】
（２−１）単位画素の回路構成例
図９は、本実施形態の単位画素の回路構成例を示す回路図である。なお、第１実施形態の構成と同様の構成には、同一の符号を記し、説明は省略する。
【００９２】
図９に示すように、本実施形態の単位画素１０３は、第１実施形態の単位画素３の構成に加え、負荷ＭＯＳ領域４２に、隣接する垂直信号線１２同士の間に配置されたスイッチ素子１０９を備えている。スイッチ素子１０９は、電荷の転送期間に、隣接する垂直信号線１２同士を電気的に接続し、全ての垂直信号線１２を短絡（ショート）させることができる。
【００９３】
（２−２）単位画素の回路動作例
次に、一例として、本実施形態の単位画素の回路動作について説明する。図１０Ａは、ＶＳＬホールド期間にＶＳＬショートしない場合の単位画素の回路動作を説明する動作説明図である。図１０Ｂは、ＶＳＬホールド期間にＶＳＬショートする場合の単位画素の回路動作を説明する動作説明図である。
【００９４】
図１０Ａに示すように、ＶＳＬホールド期間にＶＳＬショートしない場合は、リード行ＲＬとホールド行ＨＬとで各画素回路間での特性ばらつきに起因してＶＳＬの信号レベルに差が生じ、ＶＳＬが振幅してセトリング時間が長くなるおそれがある。これに対し、図１０Ｂに示すように、ＶＳＬホールド期間にＶＳＬショートする場合は、ホールド行ＨＬ内での各画素回路間の特性ばらつきが平均化され、リード行ＲＬとホールド行ＨＬとのＶＳＬの信号レベルの差を抑制することができるため、セトリング時間をより短縮することができる。
【００９５】
以上のように、本実施形態の固体撮像素子１は、第１実施形態の固体撮像素子１の効果に加え、さらに読出し速度の高速化を向上させることができる。
【００９６】
＜３．第３実施形態（電子機器の構成例）＞
本技術に係る第３実施形態の電子機器は、本技術に係る第１実施形態または第２実施形態の固体撮像素子を備える機器である。本技術に係る第１実施形態または第２実施形態の固体撮像素子は上記のとおりであるので、ここでは説明を省略する。本技術に係る第３実施形態の電子機器は、優れた画質や優れた信頼性を有する固体撮像素子を備えるので、カラー画像の画質等の性能の向上を図ることができる。
【００９７】
＜４．本技術を適用した固体撮像素子の使用例＞
図１１は、イメージセンサとしての本技術に係る第２の実施形態の固体撮像素子の使用例を示す図である。
【００９８】
上述した第２の実施形態の固体撮像素子は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングするさまざまなケースに使用することができる。すなわち、図１１に示すように、例えば、鑑賞の用に供される画像を撮影する鑑賞の分野、交通の分野、家電の分野、医療・ヘルスケアの分野、セキュリティの分野、美容の分野、スポーツの分野、農業の分野等において用いられる装置（例えば、上述した第３の実施形態の電子機器）に、第２の実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【００９９】
具体的には、鑑賞の分野においては、例えば、デジタルカメラやスマートフォン、カメラ機能付きの携帯電話機等の、鑑賞の用に供される画像を撮影するための装置に、第２の実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０１００】
交通の分野においては、例えば、自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置に、第２の実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０１０１】
家電の分野においては、例えば、ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、テレピ受像機や冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置で、第２の実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０１０２】
医療・ヘルスケアの分野においては、例えば、内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置に、第２の実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０１０３】
セキュリティの分野においては、例えば、防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置に、第２の実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０１０４】
美容の分野においては、例えば、肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置に、第２の実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０１０５】
スポーツの分野において、例えば、スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラプルカメラ等の、スポーツの用に供される装置に、第２の実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０１０６】
農業の分野においては、例えば、畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置に、第２の実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０１０７】
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。以下に、内視鏡手術システムへの応用例と移動体への応用例とについて述べる。
【０１０８】
＜５．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用することができる。
【０１０９】
図１２は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【０１１０】
図１２では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【０１１１】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０１１２】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０１１３】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：  Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
【０１１４】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【０１１５】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【０１１６】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【０１１７】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【０１１８】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０１１９】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０１２０】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０１２１】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０１２２】
図１３は、図１２に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１２３】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【０１２４】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【０１２５】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【０１２６】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０１２７】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１２８】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【０１２９】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【０１３０】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【０１３１】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【０１３２】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【０１３３】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【０１３４】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【０１３５】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【０１３６】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【０１３７】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０１３８】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【０１３９】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術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、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、本技術に係る固体撮像素子は、撮像部１１４０２に適用することができる。撮像部１１４０２に、本開示に係る技術を適用することにより、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
【０１４０】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０１４１】
＜６．移動体への応用例＞
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得る。
【０１４２】
図１４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。
【０１４３】
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１４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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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１４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。
【０１５３】
図１５は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１５４】
図１５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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
なお、図１５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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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（撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４及び１２１０５）に適用され得る。具体的には、本技術に係る固体撮像素子は、撮像部１２０３１（撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４及び１２１０５）に適用することができる。撮像部１２０３１（撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４及び１２１０５）に、本開示に係る技術を適用することにより、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
【０１６２】
なお、本技術に係る実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本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。
【０１６３】
また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
【０１６４】
また、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
（１）
光電変換部で光電変換された電荷を電荷電圧変換部に転送する転送ゲートを有する、互いに近傍に配置された２つの単位画素と、
前記２つの単位画素から出力される信号を読み出す信号線と、
前記信号線に接続された電流源と、
前記２つの単位画素のうちの一方の単位画素の前記電荷の転送期間に、前記一方の単位画素と前記信号線との間を電気的に遮断し、他方の単位画素と前記信号線との間を電気的に接続する駆動部と、を備える固体撮像素子。
（２）
前記２つの単位画素は、前記信号線の延在方向に隣接して配置されている（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記単位画素は、前記電荷電圧変換部で電圧に変換された信号を増幅する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタで増幅された信号を出力する画素を選択する選択トランジスタとを有し、
前記選択トランジスタは、前記駆動部から出力される制御信号に基づいて前記単位画素と前記信号線との間を電気的に接続または遮断する（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記駆動部は、
前記一方の単位画素の前記電荷を転送するか否かを指示する転送信号と、
前記一方の単位画素と前記信号線との間の電気的な接続または遮断を指示する第１の選択信号と、
前記他方の単位画素と前記信号線との間の電気的な接続または遮断を指示する第２の選択信号と、
を出力する単位駆動回路を有する（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
前記単位駆動回路は、前記電荷の転送を指示する転送信号を出力する期間に、前記一方の単位画素と前記信号線との間の電気的な遮断を指示する第１の選択信号を出力し、前記他方の単位画素と前記信号線との間の電気的な接続を指示する第２の選択信号を出力する（４）に記載の固体撮像素子。
（６）
複数の前記信号線と、隣接する前記信号線同士の間に配置されたスイッチ素子と、を備え、
前記スイッチ素子は、前記電荷の転送期間に、前記隣接する前記信号線同士を電気的に接続し、全ての前記信号線を短絡させる（１）から（５）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）
互いに近傍に配置された２つの単位画素のうちの一方の単位画素で光電変換された電荷を電荷電圧変換部に転送し、
前記電荷を転送する転送期間に、前記一方の単位画素と前記２つの単位画素から出力される信号を読み出す信号線との間を電気的に遮断し、前記２つの単位画素のうちの他方の単位画素と前記信号線との間を電気的に接続する、
固体撮像素子の駆動方法。
（８）
（１）から（６）のいずれかに記載の固体撮像素子を撮像部として備える電子機器。
【符号の説明】
【０１６５】
１  固体撮像素子
２  画素アレイ部
３、１０３  単位画素
４  読出し電流源部
５  カラム処理部
６  電圧比較器
７  カラムＡＤ変換回路
８  カウンタ部
９  スイッチ
１０  垂直駆動部
１１  メモリ部
１２  垂直信号線（ＶＳＬ）
１３  行制御線
１４  参照電圧生成部
１５  通信・タイミング制御部
１６  水平駆動部
１７  水平信号線
１８  出力アンプ
１９  信号処理部
２０  半導体基板（チップ）
２１、３１  フォトダイオード
２２、３２  転送トランジスタ（転送ゲート）
２３、３３  リセットトランジスタ
２４、３４  増幅トランジスタ
２５、３５  選択トランジスタ
２６、３６  ＦＤ部
４１  画素領域
４２  負荷ＭＯＳ領域
４３  ドライバ遠端
７１、７６  ＳＲラッチ
７２、７３、７７、７８  ＡＮＤゲート
７９  ＯＲゲート
７４  レベルシフタ
７５  ドライバ
８０  破線領域
１３１  電流源
【図１】
2019022020.tif 000003
【図２】
2019022020.tif 000004
【図３】
2019022020.tif 000005
【図４】
2019022020.tif 000006
【図５】
2019022020.tif 000007
【図６】
2019022020.tif 000008
【図７】
2019022020.tif 000009
【図８】
2019022020.tif 000010
【図９】
2019022020.tif 000011
【図１０】
2019022020.tif 000012
【図１１】
2019022020.tif 000013
【図１２】
2019022020.tif 000014
【図１３】
2019022020.tif 000015
【図１４】
2019022020.tif 000016
【図１５】
2019022020.tif 000017