CN109845244B - 固态摄像设备 - Google Patents

Abstract

本发明说明了一种适用于加密数据的固态摄像设备。该固态摄像设备可包括：传感器晶片，其包括形成在传感器晶片的第一侧上的摄像像素阵列和形成在传感器晶片的第二侧上的第一布线层，其中，摄像像素中的至少一者被构造成用于生成特定信号；逻辑晶片，其包括形成在逻辑晶片的第一侧上的第二布线层；以及在逻辑晶片上的加密处理器，其被配置成用于使用特定信号生成加密数据。逻辑晶片的第一侧可以被安装成相邻于传感器晶片的第二侧，并且所述第一布线层电连接到所述第二布线层；其中，摄像像素的所述至少一者、加密处理器和特定信号从摄像像素的所述至少一者到加密处理器所穿过的连接导体位于固态摄像设备的内部。

Description

固态摄像设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年1月23日提交的日本专利申请2017-009259的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及固态摄像设备和固态摄像设备的信息处理方法。

背景技术

作为固态摄像设备，以诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)等之类的MOS型图像传感器为代表的放大型固态摄像设备是已知的。此外，以电荷耦合设备(CCD)图像传感器为代表的电荷传输型固态摄像设备也是已知的。固态摄像设备被广泛用于数码相机、数码摄像机等。近年来，MOS型图像传感器由于其电压和低能耗而常被用作安装在诸如具有相机的移动电话或个人数字助理(PDA)之类的移动设备中的固态摄像设备。例如，专利文献1公开了一种应用有这种固态摄像设备的数码相机的示例。

MOS型固态摄像设备包括像素阵列(像素区域)和外围电路区域，其中，在像素阵列(像素区域)中以二维阵列形式布置有多个单位像素，每个像素由用作光电转换单元的光电二极管和多个像素晶体管构造。多个像素晶体管包括三个MOS晶体管(即传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管)或四个MOS晶体管(即传输晶体管、复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管)。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：JP 2004-173154A

发明内容

技术问题

在专利文献1中，通过不同于摄像元件的区块，使用摄像元件的特定信息生成加密密钥。然而，在该技术中，当监测从摄像元件输出的信号时，摄像元件的特定信息很可能泄露。

在这方面，本发明提出新颖的、改进的且能够通过非常安全地生成特定信息并基于生成的特定信息执行加密处理来以高的安全性执行加密处理的固态摄像设备以及固态摄像设备的信息处理方法。

技术方案

根据本技术的第一方面，提供了一种适用于加密数据的固态摄像设备。所述固态摄像设备可包括：传感器晶片，其包括形成在所述传感器晶片的第一侧上的摄像像素的阵列和形成在所述传感器晶片的第二侧上的第一布线层，其中，所述摄像像素中的至少一者被构造成用于生成特定信号；逻辑晶片，其包括形成在所述逻辑晶片的第一侧上的第二布线层；和所述逻辑晶片上的加密处理器，其被构造成用于使用所述特定信号来生成加密数据，其中，所述逻辑晶片的所述第一侧被安装成相邻于所述传感器晶片的所述第二侧和与所述第二布线层电连接的所述第一布线层，其中，所述摄像像素中的所述至少一者、所述加密处理器以及所述特定信号从所述摄像像素中的所述至少一者到所述加密处理器所穿过的连接导体位于所述固态摄像设备的内部。

根据本技术的第二方面，提供了一种适用于加密数据的固态摄像设备。所述固态摄像设备可包括：包括摄像像素的阵列的传感器晶片，其中，所述摄像像素中的至少一者被构造为用于生成特定信号；包括加密处理器的逻辑晶片，其中，所述逻辑晶片被安装成相邻于所述传感器晶片，并且被构造成用于至少部分地使用从所述传感器晶片接收的所述特定信号来生成加密密钥，其中，所述摄像像素中的所述至少一者、所述加密处理器以及所述特定信号从所述摄像像素中的所述至少一者到所述加密处理器所穿过的连接导体位于所述固态摄像设备的内部。

根据本技术的第三方面，提供了一种适于加密数据的固态摄像设备。所述固态摄像设备可包括：摄像像素的阵列，所述摄像像素中的至少一者被构造用于生成特定信号；和加密处理器，其被构造成用于使用所述特定信号生成加密数据，其中，所述摄像像素中的所述至少一者、所述加密处理器以及所述特定信号从所述摄像像素中的所述至少一者到所述加密处理器所穿过的路径位于所述固态摄像设备的内部。

本发明的有益效果

如上所述，根据本发明的实施例，可以提供新颖的、改进的且能够通过非常安全地生成特定信息并基于生成的特定信息执行加密处理来以高的安全性执行加密处理的固态摄像设备以及固态摄像设备的信息处理方法。

注意，上述效果不必是限制性的。与上述效果一起或代替上述效果，可以实现本说明书中说明的任何效果或可从本说明书领会的其他效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的固态摄像设备的构造的示例的示意性构造图。

图2是示出可以应用有根据本发明的实施例的技术的堆叠型固态摄像设备的构造示例的概述的图。

图3是示出堆叠型固态摄像设备23020的第二构造示例的剖视图。

图4是示出堆叠型固态摄像设备23020的第三构造示例的剖视图。

图5是示出堆叠型固态摄像设备23020的第一构造示例的剖视图。

图6是示出可以应用有根据本发明的实施例的技术的堆叠型固态摄像设备的另一构造示例的图。

图7是示出根据本发明的实施例的固态摄像设备的一部分的功能构造的示例的框图。

图8是示出根据本发明的实施例的单位像素的电路构造的示例的图。

图9是示出根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的功能构造示例的说明图。

图10A是示出根据实施例的限幅电路(clipping circuit)的电路构造示例的说明图。

图10B是示出根据实施例的参考信号生成单元、电流源和比较器的电路构造示例的说明图。

图11A是示出当使用时序图生成根据实施例的特定信息时的操作的说明图。

图11B是示出当使用时序图生成根据实施例的特定信息时的操作的说明图。

图11C是示出当使用时序图生成根据实施例的特定信息时的操作的说明图。

图11D是示出当使用时序图生成根据实施例的特定信息时的操作的说明图。

图11E是示出当使用时序图生成根据实施例的特定信息时的操作的说明图。

图11F是示出当使用时序图生成根据实施例的特定信息时的操作的说明图。

图11G是示出当使用时序图生成根据实施例的特定信息时的操作的说明图。

图11H是示出当使用时序图生成根据实施例的特定信息时的操作的说明图。

图12是示出根据实施例的固态摄像元件的功能构造示例的说明图。

图13是示出根据实施例的固态摄像元件的操作示例的流程图。

图14是用于说明根据本发明的第二实施例的与PUF值的生成相关的技术的示例的说明图。

图15是用于说明根据实施例的与PUF值的生成相关的技术的示例的说明图。

图16是用于说明根据实施例的与PUF值的生成相关的技术的示例的说明图。

图17是用于说明根据实施例的用于生成PUF值的方法的示例的说明图。

图18是用于说明根据实施例的用于生成PUF值的方法的示例的说明图。

图19是示出根据实施例的固态摄像设备的功能构造的示例的框图。

图20是示出根据实施例的固态摄像设备的一系列处理的流程的示例的流程图。

图21是示出根据实施例的固态摄像设备1的一系列处理流程的示例的流程图。

图22是示出应用于生物认证的摄像设备的示意性功能构造的示例的框图。

图23是示出应用于生物认证的摄像设备的示意性功能构造的另一示例的框图。

图24是示出应用于生物认证的摄像设备的示意性功能构造的另一示例的框图。

图25是示出生物认证系统的示意性系统构造的示例的框图。

图26是示出构成生物认证系统的摄像设备的示意性功能构造的示例的框图。

图27是示出构成生物认证系统的服务器的示意性功能构造的示例的框图。

图28是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。

图29是示出车辆外部信息检测部和摄像部的安装位置的示例的说明图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细说明本发明的优选实施例。在本说明书和附图中，具有基本上相同功能和结构的结构元件由相同的附图标记表示，并且省略了这些结构元件的重复说明。

将按下面的次序进行说明。

1.固态摄像设备的构造示例

1.1示意性构造

1.2功能性结构

1.3单位像素的电路构造

2.PUF概述

3.第一实施例

3.1构造示例

3.2操作示例

4.第二实施例

4.1基本概念

4.2生成PUF值的方法

4.3功能构造

4.4处理

4.5评估

5.应用示例

5.1生物认证系统的应用示例

5.2生物认证系统的应用示例

5.3移动物体的应用示例

6.结论

1.固态摄像设备的构造示例

下面将说明根据本实施例的固态摄像设备的构造示例。

1.1示意性构造

图1示出作为根据本发明的实施例的固态摄像设备的构造的示例的互补金属氧化物半导体(CMOS)的示意性构造。CMOS固态摄像设备适用于各个实施例的固态摄像设备。如图1所示，本实施例的固态摄像设备1包括像素阵列3(所谓的像素区域)和外围电路部分，其中，在像素阵列3中，包括多个光电转换单元的像素2以二维阵列形式规则地布置在诸如硅基板之类的半导体基板11上。例如，每个像素2包括用作光电转换单元的光电二极管并包括多个像素晶体管(所谓的MOS晶体管)。多个像素晶体管可以包括三个晶体管，例如传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管。此外，多个像素晶体管可以包括额外包括选择晶体管的四个晶体管。随后将说明单位像素的等效电路图的示例。像素2可以被构造为一个单位像素。此外，像素2可以具有共用像素结构。共用像素结构由多个光电二极管、多个传输晶体管、一个被共用的浮动扩散部和另一个被共用的像素晶体管。换言之，在共用像素中，组成多个单位像素的光电二极管和传输晶体管被构造为共用另一像素晶体管。

外围电路部分包括垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7、控制电路8等。

控制电路8接收用于指示操作模式等的输入时钟和数据，并且输出诸如固态摄像设备的内部信息之类的数据。换言之，控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟生成时钟信号或控制信号，该时钟信号或控制信号用作垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等的操作的基础。然后，这些信号被输入到垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等。

例如，垂直驱动电路4由移位寄存器构造，并且选择像素驱动布线，将用于驱动像素的脉冲提供到所选的像素驱动布线，并且以行为单位驱动像素。换言之，垂直驱动电路4在垂直方向上以行为单位顺序地选择并扫描像素阵列3的像素2，并且通过垂直信号线9基于根据光电二极管(例如，用作每个像素2的光电转换单元)接收的光量生成的信号电荷向列信号处理电路5提供像素信号。

例如，列信号处理电路5针对每列像素2布置，并且针对每列像素对从一行像素2输出的信号执行诸如噪音去除之类的信号处理。换言之，列信号处理电路5执行诸如用于去除像素2固有的固定模式噪声的CDS、信号放大、AD转换等之类的信号处理。水平选择开关(未示出)设置在与水平信号线10连接的列信号处理电路5的输出端。

例如，水平驱动电路6由移位寄存器构造，并且顺序地输出水平扫描脉冲以顺序地选择列列信号处理电路5，并且使像素信号从列信号处理电路5输出到水平信号线10。

输出电路7对通过水平信号线10从列信号处理电路5顺序地提供的信号执行信号处理，并且输出最终的信号。例如，可以仅执行缓冲，或者可以执行黑电平调整、列变化校正、各种数字信号处理等。输入/输出端子12与外部交换信号。

图2是示出可以应用根据本发明实施例的技术的堆叠型固态摄像设备的构造示例的概述的图。

图2的A示出非堆叠型固态摄像设备的示意性构造示例。固态摄像设备23010包括如图2的A所示的一个晶片(半导体基板)23011。以阵列形式布置有像素的像素区域23012、执行像素的驱动和各种其他控制的控制电路23013和用于信号处理的逻辑电路23014设置在晶片23011上。

图2的B和C示出堆叠型固态摄像设备的示意性构造示例。如图2的B和C所示，固态摄像设备23020包括传感器晶片23021和逻辑晶片23024这两个晶片，传感器晶片23021和逻辑晶片23024彼此堆叠并电连接，并且被构造为单半导体芯片。

在图2的B中，像素区域23012和控制电路23013设置在传感器晶片23021上，并且包括用于执行信号处理的信号处理电路的逻辑电路23014设置在逻辑晶片23024上。

在图2的C中，像素区域23012设置在传感器晶片23021上，并且控制电路23013和逻辑电路23014设置在逻辑晶片23024上。

图3是示出堆叠型固态摄像设备23020的第一构造示例的剖视图。

光电二极管(PD)、浮动扩散部(FD)、组成用作像素区域23012的像素的Tr(MOSFET)、用作控制电路23013的Tr等形成在传感器晶片23021上。此外，包括多个层的布线层23101(即，在该示例中，三层布线23110)形成在传感器晶片23021上。控制电路23013(用作控制电路的Tr)可以被构造在逻辑晶片23024上，而不是构造在传感器晶片23021上。

组成逻辑电路23014的Tr形成在逻辑晶片23024上。此外，在该示例中，包括多层(即，三层)布线23170的布线层23161形成在逻辑晶片23024上。此外，在逻辑晶片23024中形成接触孔23171，并且接触孔23171填充有与布线23170等连接的连接导体23173，其中，在接触孔23171的内壁上形成有绝缘膜23172。

传感器晶片23021与逻辑晶片23024彼此附接，使得布线层23101与23161彼此面对，从而相应地组成了堆叠有传感器晶片23021和逻辑晶片23024的堆叠型固态摄像设备23020。诸如保护膜之类的膜23191形成在传感器晶片23021和逻辑晶片23024的附接表面上。

接触孔23111形成在传感器晶片23021中，其中，接触孔23111从传感器晶片23021的背侧(PD上的入射有光的一侧)(上侧)延伸，穿透传感器晶片23021并且到达逻辑晶片23024的最上层布线23170。此外，在传感器晶片23021中，接触孔23121形成在靠近接触孔23111的位置处，其中，接触孔23121从传感器晶片23021的背侧延伸并且到达第一层布线23110。绝缘膜23112形成在接触孔23111的内壁表面上，并且绝缘膜23122形成在接触孔23121的内壁表面上。此外，接触孔23111和23121分别填充有连接导体23113和23123。连接导体23113与连接导体23123在传感器晶片23021的背侧彼此电连接，因而传感器晶片23021与逻辑晶片23024通过布线层23101、接触孔23121、接触孔23111与布线层23161彼此电连接。

图4是示出堆叠型固态摄像设备23020的第二构造示例的剖视图。

在固态摄像设备23020的第二构造示例中，传感器晶片23021(的布线层23101(的布线23110))和逻辑晶片23024(的布线层23161(的布线23170))通过形成在传感器晶片23021中的一个接触孔23211彼此电连接。

换言之，在图4中，接触孔23111形成为从传感器晶片23021的背侧延伸，穿透传感器晶片23021，到达逻辑晶片23024的最上层布线23170并且到达传感器晶片23021的最上层布线23110。绝缘膜23212形成在接触孔23211的内壁表面上，并且接触孔23211填充有连接导体23213。在图3中，传感器晶片23021与逻辑晶片23024通过两个接触孔23111和23121彼此电连接，而在图4中，传感器晶片23021与逻辑晶片23024通过一个接触孔23211彼此电连接。

图5是示出堆叠型固态摄像设备23020的第三构造示例的剖视图。

与图3的固态摄像设备(其中，诸如保护膜之类的膜23191形成在传感器晶片23021和逻辑晶片23024的附接表面上)相比，图5的固态摄像设备23020的不同之处在于，在传感器晶片23021和逻辑晶片23024的附接表面上没有形成诸如保护膜之类的膜23191。

图5的固态摄像设备23020具有如下构造：传感器晶片23021与逻辑晶片23024重叠，使得布线23110和23170彼此直接接触，并且布线23110和23170通过在施加所需重量的同时进行加热而直接接合。

图6是示出可以应用根据本发明的实施例的技术的堆叠型固态摄像设备的另一构造示例的剖视图。

在图6中，固态摄像设备23401具有堆叠有传感器晶片23411、逻辑晶片23412和存储器晶片23413这三个晶片的三层堆叠结构。

例如，存储器晶片23413包括存储器电路，存储器电路存储有逻辑晶片23412执行的信号处理临时需要的数据。

在图6中，逻辑晶片23412与存储器晶片23413依次堆叠在传感器晶片23411下方，但逻辑晶片23412和存储器晶片23413可以按相反的次序堆叠，即存储器晶片23413与逻辑晶片23412可以依次堆叠在传感器晶片23411下方。

在图6中，在传感器晶片23411上形成有用作像素光电转换单元的PD以及像素Tr的源极/漏极区域。

栅极电极形成在PD周围，且在栅极电极与PD之间嵌入有栅极绝缘膜，并且像素Tr23421与像素Tr 23422通过成对地形成的源极/漏极区域以及栅极电极形成。

相邻于PD的像素Tr 23421是传输Tr，并且组成像素Tr 23421的成对的源极/漏极区域中的一者是FD。

层间绝缘膜形成在传感器晶片23411上，并且接触孔形成在层间绝缘膜中。与像素Tr 23421和像素Tr 23422连接的连接导体23431形成在接触孔中。

此外，包括与连接导体23431连接的多层布线23432的布线层23433形成在传感器晶片23411中。

用作外部连接电极的铝焊盘23434形成在传感器晶片23411的布线层23433的最下层中。换言之，在传感器晶片23411中，铝焊盘23434的形成位置比布线23432更靠近与逻辑晶片23412的结合面23440。铝焊盘23434用作相对于外部进行信号输入和信号输出的布线的一端。

此外，用于与逻辑晶片23412的电连接的接触部23441形成在传感器晶片23411上。接触部23441连接到逻辑晶片23412的接触部23451，并且也连接到传感器晶片23411的铝焊盘23442。

在传感器晶片23411中，焊盘孔23443形成为从传感器晶片23411的背侧(上侧)延伸并且到达铝焊盘23442。

根据本发明的实施例的技术可以应用到上述的固态摄像设备。

例如，在参照图3到图6说明的示例中，铜(Cu)布线用于各种布线。在下面的说明中，在如图5所示地在彼此堆叠的传感器晶片之间直接接合布线(例如，图5所示的布线23110和23170)的结构也被称为“Cu-Cu接合”。

1.2功能构造

接下来，将参照图7说明根据本发明的实施例的固态摄像设备的功能构造的示例。图7是示出根据本发明的实施例的固态摄像设备的一部分的功能构造的示例的框图。图7所示的固态摄像设备1是诸如CMOS图像传感器或CCD图像传感器之类的对被摄体进行成像并且获得拍摄图像的数字数据的摄像元件。

如图7所示，固态摄像设备1包括控制单元101、像素阵列单元111、选择单元112、A/D转换单元(模数转换器(ADC))113和恒流电路单元114。

控制单元101控制固态摄像设备1的各个单元，以便执行与图像数据(像素信号)的读取有关的处理。

像素阵列单元111是以矩阵(阵列)形式布置有像素的像素区域，像素具有诸如光电二极管之类的光电转换元件。在控制单元101的控制之下，像素阵列单元111通过像素接收被摄体的光，执行入射光的光电转换，累积电荷，并且在预定时刻将在像素中累积的电荷作为像素信号输出。

像素121和像素122表示布置在像素阵列单元111中的像素组中的在垂直方向上彼此相邻的两个像素。像素121和像素122是同一列中的位于连续行中的像素。在图7的示例的情况下，光电转换元件和四个晶体管用于如在像素121和像素122中所示的每个像素电路。每个像素的电路构造是任意的，并且可以不同于图7所示的示例。

针对每列，普通像素阵列包括像素信号输出线。在像素阵列单元111的情况下，针对每列安装有两条(双系统)输出线。一列中的像素电路每隔一行交替地连接到这两条输出线。例如，从顶部开始的奇数行中的像素的电路连接到一条输出线，并且偶数行中的像素的电路连接到另一条输出线。在图7的示例的情况下，像素121的电路连接到第一输出线(VSL1)，并且像素122的电路连接到第二输出线(VSL2)。

在图7中，为方便说明，只示出一列的输出线，但实际上每列类似地安装有两条输出线。每列中的像素的电路每隔一行连接到每条输出线。

选择单元112包括开关，该开关将像素阵列单元111的输出线连接到ADC 113的输入端，并且被控制单元101控制，使得选择单元112控制像素阵列单元111和ADC 113之间的连接。换言之，通过选择单元112将从像素阵列单元111读取的像素信号提供到ADC 113。

选择单元112具有开关131、开关132和开关133。开关131(选择SW)控制对应于同列的两条输出线之间的连接。例如，如果开关131进入导通状态，第一输出线(VSL1)和第二输出线(VSL2)连接，并且如果开关131进入关断状态，第一输出线(VSL1)和第二输出线(VSL2)断开。

如随后将详细说明，在固态摄像设备1中，针对每条输出线设置一个ADC(列ADC)。因此，如果开关132和开关133均假定处于导通状态，当开关131进入导通状态时，同列的两条输出线连接，因而一个像素的电路连接到两个ADC。相反地，当开关131进入关断状态时，同列的两条输出线断开，并且一个像素的电路连接到一个ADC。换言之，开关131选择一个像素的信号被输出到的ADC(列ADC)的数量。

如随后将详细说明，开关131控制像素信号通过开关131被输出到的ADC的数量，因而，固态摄像设备1能够输出与ADC的数量一致的更加多样化的像素信号。换言之，固态摄像设备1能够执行更多样的数据输出。

开关132控制对应于像素121的第一输出线(VSL1)和对应于像素121的该输出线的ADC之间的连接。如果开关132进入导通状态，第一输出线连接到相应的ADC的比较器的一个输入端。此外，如果开关132进入关断状态，第一输出线与该输入端断开。

开关133控制对应于像素122的第二输出线(VSL2)和对应于像素122的该输出线的ADC之间的连接。如果开关133进入导通状态，第二输出线连接到相应的ADC的比较器的一个输入端。此外，如果开关133进入关断状态，第二输出线与该输入端断开。

根据控制单元101的控制，选择单元112能够通过如上所述地切换开关131至开关133的状态来控制一个像素的信号被输出到的ADC(列ADC)的数量。

此外，可以省略开关132和开关133(中的一者或两者)，并且每条输出线可以始终与对应于输出线的ADC连接。然而，因为通过开关可以控制连接或断开，所以一个像素的信号被输出到的ADC(列ADC)的数量的选择范围增加。换言之，因为设置有开关，所以固态摄像设备1能够输出更加多样化的像素信号。

在图7中，只示出了一列的输出线的构造，但是实际上选择单元112具有与图7针对每列所示的构造类似的构造(开关131至开关133)。换言之，选择单元112在控制单元101控制下针对每一列执行与上述连接控制类似的连接控制。

ADC 113对通过各条输出线从像素阵列单元111提供的像素信号执行A/D转换，并且将获得的信号作为数字信号输出。ADC 113针对来自像素阵列单元111的每条输出线包括ADC(列ADC)。换言之，ADC 113包括多个列ADC。对应于一条输出线的列ADC是具有比较器、D/A转换器(DAC)和计数器的单斜坡型ADC。

比较器将DAC输出与像素信号的信号值进行比较。计数器使计数值(数字值)递增，直到像素信号等于DAC输出。比较器在DAC输出达到信号值时停止计数器。此后，通过计数器1和计数器2获得的数字信号作为DATA1和DATA2被输出到固态摄像设备1的外部。

在输出数据之后，计数器将计数值复位成初始值(例如，0)，以进行下一次A/D转换。

针对每列，ADC 113包括两个系统的列ADC。例如，针对第一输出线(VSL1)设置比较器141(COMP1)、DAC 142(DAC 1)和计数器143(计数器1)，并且针对第二输出线(VSL2)设置比较器151(COMP2)、DAC 152(DAC2)和计数器153(计数器2)。尽管未示出，但ADC 113具有与用于其他列的输出线的类似构造。

然而，DAC可以在组件之间被共用。DAC被每个系统共用。换言之，每列的相同系统的DAC被共用。在图7的示例中，DAC 142是被共用的与每列的第一输出线(VSL1)相对应的DAC，并且DAC 152是被共用的与每列的第二输出线(VSL2)相对应的DAC。针对每条输出线的每个系统设置比较器和计数器。

恒流电路单元114是连接到每条输出线的恒流电路，并且根据控制单元101的控制被驱动。例如，恒流电路单元114的电路由金属氧化物半导体(MOS)晶体管等构造。电路构造是任意的，但是在图7中，为便于说明，针对第一输出线(VSL1)设置MOS晶体管161(负载1)，并且针对第二输出线(VSL2)设置MOS晶体管162(负载2)。

控制单元101接收来自诸如用户之类的外部资源的请求，选择读取模式，控制选择单元112并且控制与输出线的连接。此外，控制单元101根据所选的读取模式控制列ADC的驱动。此外，除了列ADC之外，控制单元101必要时控制恒流电路单元114的驱动，或者控制像素阵列单元111的驱动，例如读取速率或时序等。

换言之，除了对选择单元112的控制之外，控制单元101还能够以各种模式来操作选择单元112以外的组件。因此，固态摄像设备1能够输出更加多样化的像素信号。

除非不够，否则图7所示的每个单元的数量是任意的。例如，针对每列设置三个或更多系统的输出线。此外，可以通过增加图7中的从ADC 132并行地输出的像素信号的数量以及ADC 132的数量来增加被并行地输出到外部的像素信号的数量。

已经参考图7在上文说明了根据本发明的实施例的固态摄像设备的功能构造的示例。

1.3单位像素的电路构造

接下来，将参照图8说明单位像素的电路构造的示例。图8是示出根据本发明的实施例的单位像素的电路构造的示例的图。如图8所示，根据本发明的实施例的单位像素121包括光电转换单元(例如，光电二极管PD)和四个像素晶体管。例如，这四个像素晶体管包括传输晶体管Tr11、复位晶体管Tr 12、放大晶体管Tr 13和选择晶体管Tr 14。例如，每个像素晶体管能够由n沟道MOS晶体管构造。

传输晶体管Tr 11连接在光电二极管PD的阴极和浮动扩散部FD之间。在光电二极管PD中执行光电转换，并且当传输脉冲

施加到栅极时，在光电二极管PD中累积的信号电荷(此处，电子)传输到浮动扩散部FD。附图标记Cfd示意性地示出浮动扩散部FD的寄生电容。

在复位晶体管Tr 12中，漏极连接到电源电压VDD，并且源极连接到浮动扩散部FD。然后，在信号电荷从光电二极管PD传输到浮动扩散部FD之前，复位脉冲

施加到栅极，从而复位浮动扩散部FD的电位。

在放大晶体管Tr 13中，栅极连接到浮动扩散部FD，漏极连接到电压VDD，并且源极连接到选择晶体管Tr 14的漏极。放大晶体管Tr 13将浮动扩散部FD的被复位晶体管Tr 12复位的电位作为复位电平输出到选择晶体管Tr 14。此外，在通过传输晶体管Tr 11传输信号电荷之后，放大晶体管Tr13将浮动扩散部FD的电位作为信号电平输出到选择晶体管Tr14。

例如，在选择晶体管Tr 14中，漏极连接到放大晶体管Tr 13的源极，并且源极连接到垂直信号线9。然后，当选择脉冲

施加到选择晶体管Tr 14的栅极时，选择晶体管Tr14进入导通状态，并且将从放大晶体管Tr 13输出的信号输出到垂直信号线9。也可以采用如下构造：选择晶体管Tr 14连接在电压VDD与放大晶体管Tr 13的漏极之间。

例如，在根据本实施例的固态摄像设备1被构造为堆叠型固态摄像设备的情况下，诸如光电二极管和多个MOS晶体管之类的元件形成在图2的B或C中的传感器晶片23021上。此外，图2的B或C中的逻辑晶片23024提供传输脉冲、复位脉冲、选择脉冲和电源电压。此外，位于与选择晶体管的漏极连接的垂直信号线9的后级处的元件由逻辑电路23014构造，并且形成在逻辑晶片23024上。

上面已经参照图8说明了单位像素的电路构造的示例。

2.PUF概述

接下来，将说明物理不可克隆函数(PUF：physically unclonable function)的概述。PUF是使用难以复制的物理特性输出特定于设备的值的函数。PUF的示例包括仲裁器PUF(Arbiter PUF)、静态随机存取存储器PUF(SRAM PUF)和毛刺PUF(Glitch PUF)。

例如，仲裁器PUF是使用通过两条路径到达被称作仲裁器的电路的信号之间的延迟差来输出特定于设备的值的技术。SRAM PUF是在向静态随机存取存储器(SRAM)供电之后立即使用初始值的差来输出特定于设备的值的技术。毛刺PUF是使用由组成逻辑电路的栅极的输入信号和输出信号之间的延迟关系导致的被称为毛刺的现象来输出特定于设备的值的技术。

例如，因为使用这种PUF产生的特定于设备的值难以复制，所以期望将该值用作用于识别个体设备的识别符(ID)或用作所谓的密匙信息(例如，加密密钥)。

上文已经说明了PUF的概述。在下文中，使用PUF产生的特定于设备的值也被称为“PUF值”。

3.第一实施例

作为第一实施例，将说明在内部完成加密处理的固态摄像元件。过去，基于特定于固态摄像元件的特定信息在摄像设备内部产生加密密钥的技术是已知的。然而，如果特定信息从固态摄像元件输出并且被不同于固态摄像元件的功能块加密，用于加密的特定信息很可能泄露。

在这方面，在第一实施例中，将说明使用特定信息在内部完成加密处理而不将特定信息输出到外部的固态摄像元件。

3.1构造示例

图9是示出根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的功能构造示例的说明图。图9示出使用特定信息在内部完成加密处理的固态摄像设备1的功能构造示例。下面将参照图9说明根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的功能构造示例。

如图9所示，根据本发明的第一实施例的固态摄像设备1包括驱动控制单元210、具有预定矩阵构造的像素阵列单元211、限幅电路215、参考信号生成单元216、电流源217、检测单元218、特定值计算单元220、加密单元222和通信控制单元224，其中，像素阵列单元211包括摄像单元212和特定信息生成单元214。

基于预定输入时钟和数据，驱动控制单元210生成用于驱动随后说明的摄像单元212和特定信息生成单元214的信号，并且驱动摄像单元212和特定信息生成单元214。例如，在上面参照图1说明的固态摄像设备1的构造中，驱动控制单元210可以包括控制电路8、垂直驱动电路4和水平驱动电路6。此外，驱动控制单元210可以设置在图2所示的控制电路23013中。

驱动控制单元210可以具有在驱动像素阵列单元211时切换摄像单元212的驱动和特定信息生成单元214的驱动的功能。因为驱动控制单元210具有切换摄像单元212的驱动和特定信息生成单元214的驱动的功能，所以可以共用摄像单元212和特定信息生成单元214的电路。此外，因为驱动控制单元210具有切换摄像单元212的驱动和特定信息生成单元214的驱动的功能，所以用于生成特定信息的专门元件不是必须的，并且难以分析特定值。

此外，驱动控制单元210可以具有分离被驱动以输出像素阵列单元211的图像的元件与被驱动以检测元件特定信息的元件的功能。因为驱动控制单元210可以具有分离被驱动以输出图像的元件与被驱动以检测元件特定信息的元件的功能，所以元件特定信息不会泄露。

此外，驱动控制单元210可以执行控制，使得用于检测元件特定信息的驱动根据与在执行用于输出图像的驱动时的偏置电流不同的偏置电流来执行。当驱动控制单元210执行控制使得用于检测元件特定信息的驱动根据与执行用于输出图像的驱动时的偏置电流不同的偏置电流来执行时，能够执行适于稳定地获得特定值的驱动。具体地，例如，当执行用于检测元件特定信息的驱动时，图7所示的电路中的MOS晶体管161(负载1)和MOS晶体管162(负载2)的此时的驱动不同于在执行用于输出图像的驱动时的驱动。可以通过改变MOS晶体管161(负载1)和MOS晶体管162(负载2)的驱动来改变放大晶体管AMP中表现出的特性。当驱动控制单元210执行控制使得根据对应于温度的偏置电流来执行用于检测元件特定信息的驱动时，可以执行适于更稳定地获得特定值的驱动。

当用于检测元件特定信息的驱动根据与在执行用于输出图像的驱动时的偏置电流不同的偏置电流来执行时，驱动控制单元210可以执行控制使得驱动根据对应于固态摄像设备1的芯片温度的偏置电流来执行。

像素阵列单元211被构造为布置有具有预定矩阵构造的单位像素，并且通过源极跟随器电路输出数据。

摄像单元212包括像素阵列，在该像素阵列中以二维阵列形式布置有包括多个光电转换单元的像素，并且摄像单元212被驱动控制单元210驱动并且输出模拟信号。例如，摄像单元212中的每个像素具有图8所示的电路构造。

例如，在特定信息生成单元214中，一维地布置有具有与设置在摄像单元212中的像素相同构造的电路，并且这些电路被驱动控制单元210驱动以输出模拟信号。形成为特定信息生成单元214的电路可以通过与设置在摄像单元212中的像素基本上相同的制造工艺来制造。此外，驱动控制单元210可以执行摄像单元212的驱动与特定信息生成单元214的驱动之间的切换。

特定信息生成单元214可以是设置在像素阵列中的光学黑区(OPB region：optical black region)中的像素。在被构造为特定信息生成单元214的电路中，每个元件存在制造时的物理变化。根据本发明的第一实施例的固态摄像设备1使用从特定信息生成单元214输出的模拟信号，作为不可复制的特定信息(元件特定信息)的基础。

将说明从特定信息生成单元214输出的模拟信号的生成源的示例。在下文中，假定特定信息生成单元214具有类似于图7和图8所示的像素121的构造。

光电二极管PD

光电二极管PD具有由制造时的晶体缺陷(crystal defect)导致的噪声成分。晶体缺陷引起暗电流的变化。晶体缺陷表现为固定模式噪声(FPN：fixed pattern noise)。

选择晶体管SEL

选择晶体管SEL具有由阈值电压Vth的变化导致的噪声成分。阈值电压Vth的变化是由诸如氧化膜、沟道宽度、沟道长度、杂质等之类的结构因素导致的。阈值电压Vth的变化表现为固定模式噪声。

复位晶体管RST

复位晶体管RST也具有由阈值电压Vth的变化导致的噪声成分。阈值电压Vth的变化是由诸如氧化膜、沟道宽度、沟道长度、杂质等之类的结构因素导致的。阈值电压Vth的变化表现为固定模式噪声。

浮动扩散部FD

浮动扩散部FD具有由制造时的晶体缺陷导致的噪声成分。晶体缺陷引起暗电流的变化。晶体缺陷表现为固定模式噪声。当复位晶体管RST从导通状态切换成关断状态时，在浮动扩散部FD中出现kTC噪声(复位噪声)。kTC噪声暂时地出现。当复位晶体管RST从导通状态切换成关断状态时，在浮动扩散部FD中出现馈通(feedthrough)。馈通由寄生电容或阈值的变化导致，并且表现为固定模式噪声。

放大晶体管AMP

放大晶体管AMP也具有由阈值电压Vth的变化导致的噪声成分。阈值电压Vth的变化由诸如氧化膜、沟道宽度、沟道长度、杂质等之类的结构因素导致。阈值电压Vth的变化表现为固定模式噪声。放大晶体管AMP还具有由过驱动电压导致的噪声成分、有热噪声导致的噪声成分、由1/f噪声导致的噪声成分以及由随机电报噪声(RTN：random telegraphnoise)导致的噪声成分。RTN被认为是在捕获/释放由氧化膜中的缺陷引起的电荷时导致的。缺陷在氧化膜中存在与否是内在变化，但是观察到瞬时的二进制的或多值的信号电平的波动。

噪声成分通过信号线(VSL)传输到后级处的检测单元218。在正常驱动时，通过CDS处理去除噪声成分之中的在传输信号之前和之后不发生改变的噪声成分。在本实施例中，当生成特定值时，固态摄像设备1不去除噪声成分，而是将它们作为用作特定值基础的元件特定信息来使用。因为使用从特定信息生成单元214输出的模拟信号中包括的噪声成分之外特定值的基础，所以固态摄像设备1能够生成难以分析的特定值。

例如，特定信息生成单元214可以设置在外部光不能到达的位置处(遮光位置处)。因为特定信息生成单元214设置在遮光位置处，所以固态摄像设备1能够在不被外部光影响的情况下稳定地生成特定信息。此外，特定信息生成单元214可以包括一个以上的电路，这些电路的数量与摄像单元212的像素阵列的列数相等。此外，特定信息生成单元214可以设置为具有行选择开关，该行选择开关根据由驱动控制单元210给出的控制信号进行操作。

限幅电路215是设置在n列中的电路，并且是与像素阵列单元211的源极跟随器电路并联连接的源极跟随器电路，其中，该n列的数量与像素阵列单元211的列的数量相等。限幅电路215具有限幅功能，使得每列的输出线的电压(VSL电压)处于预定范围内。

图10A是示出限幅电路215的电路构造示例的说明图。限幅电路215是行可选的源极跟随器电路，其与像素并联地连接到输出线VSL。限幅电路215包括对应于每条输出线VSL的晶体管CLPSEL和CLPAMP。晶体管CLPSEL执行线性操作，并且执行控制使得晶体管CLPAMP的源极连接到输出线VSL。根据限幅选择脉冲来执行该控制。类似于像素的放大晶体管AMP，晶体管CLPAMP执行饱和操作，并且在通过电流源而流经有偏置电流时输出对应于输入的信号。该输入是根据限幅电压施加的，并且通常是约1V到2V的中间电位。

在选择状态下，如果连接到输出线VSL的源极跟随器(所选行中的像素)的输出电压变得低于与限幅电压对应的电压输出，偏置电流优先流向限幅电路215。因此，所选行中的像素的源极跟随器输出不再发挥作用，并且输出线VSL的电压被限幅为对应于限幅电压的输出电平。公共DC电压作为限幅电压被提供到每列的单位限幅电路，但是此时，类似于像素源极跟随器，阈值变化或过驱动电压个别地变化。

参考信号生成单元216针对所有列对从限幅电路215输出的VSL电压取平均，并且输出获得的电压。电流源217是提供恒定电流并输出VSL电压的电路，并且被电流驱动电压生成单元219驱动。电流源217布置在n列中，并且与单位像素中的放大晶体管形成源极跟随器电路。电流控制电压生成单元219通过带隙基准电路来生成电流控制电压，使得电流源217的电流值不依赖于温度。

检测单元218执行用于将从特定信息生成单元214输出的模拟信号转换成数字信号的信号处理。检测单元218包括比较器231、DA转换器232和计数器233。比较器231将从电流源217输出的VSL电压与从DA转换器232输出的参考波形相比较，并且将电压转换成时间。比较器231包括输入电容器和开关，该电容器设置在输入侧，该开关使比较器231的输入端和输出端短路。DA转换器232产生被提供到比较器231的参考波形。计数器233具有直到比较器231的输出反转之前一直进行计数并将时间转换成计数数量的功能。

检测单元218将经转换的数字信号输出到特定值计算单元220。除了将模拟信号转换成数字信号的功能之外，检测单元218还可以具有对两个输入信号执行差分处理的功能以及去除在检测单元218中出现的变化的功能。因为提供了去除在检测单元218中出现的变化的功能，所以没有将该不必要的变化添加到从特定信息生成单元214输出的信号中，从而可以增强用作特定值基础的信号的质量。此外，检测单元218可以对从特定信息生成单元214输出的模拟信号执行列并行处理或像素并行处理。

检测单元218可以设置有用于钳制信号线的电位的电容器和用于将电容器的一端设置成参考电位的开关。具体地，图7所示的ADC 113可包括开关，该开关用于将设置在的每个比较器141、151的输入侧处的电容元件的一端连接到每个比较器141、151的输出侧。因为电容元件的一端通过开关与比较器141、151的输出侧连接，所以在比较器141、151所包括的晶体管中出现二极管接法晶体管。相应地，因为用于钳制信号线电位的电容器的一端被设置为预定参考电位，所以可以去除模拟区域中的变化。此外，检测单位218可以对由AD转换获得的数字值执行差分处理。通过对由AD转换获得的数字值执行差分处理，检测单元218可以去除数字区域中的变化。

此外，检测单元218可以具有稍后说明的使钳位电平移位的功能。因为使钳位电平移位，所以当模拟值被转换成数字值时，检测单元218能够优化模拟值的以预定标准为中心的分布。因为优化模拟值的分布，所以可以无损地获得从特定信息生成单元214输出的特定信息。

在布置多个检测单元218的情况下，每个检测单元218可以具有获得在被输入到每个检测单元218的信号和被多个检测单元218共用的参考信号之间的差值的功能。在这个情况下，被多个检测单元218共用的参考信号可以与被输入到检测单元218的信号的平均值基本上相等。

暂时保持从特定信息生成单元214输出的特定信息的存储器(特别是模拟存储器)可以设置在特定信息生成单元214与检测单元218之间。信号线的寄生电容可以用作稍后说明的模拟存储器。此外，在模拟存储器设置在特定信息生成单元214与多个检测单元218中的每一者之间的情况下，可以设置使模拟存储器短路的开关。容易生成特定信息，并且因为模拟存储器短路，并执行取平均处理，所以擦除每个模拟存储器中保持的特定信息。

图10B是示出参考信号生成单元216、电流源217和比较器231的电路构造示例的说明图。在图10B中，示出第(n-1)条输出线VSL(n-1)、第n条输出线VSL(n)和第n+1条输出线VSL(n+1)。

开关251a和252a作为参考信号生成单元216设置在输出线VSL(n-1)中，并且寄生电容253a存在于输出线VSL(n-1)中。开关251b和开关252b作为参考信号生成单元216设置在输出线VSL(n)中，并且寄生电容253b存在于输出线VSL(n)中。开关251c和开关252c作为参考信号生成单元216设置在输出线VSL(n+1)中，并且寄生电容253c存在于输出线VSL(n+1)中。

作为电流源217，晶体管261a连接到开关252a的一端，晶体管261b连接到开关252b的一端，并且晶体管261c连接到开关252c的一端。

在输出线VSL(n-1)中，输入电容器271a和272a、开关273a和274a和比较器275a作为比较器231存在。在输出线VSL(n)中，输入电容器271b和272b、开关273b和274b和比较器275b作为比较器231存在。在输出线VSL(n+1)中，输入电容器271c和272c、开关273c和274c和比较器275c作为比较器231存在。

图11A是使用时序图示出在生成特定信息时参考信号生成单元216、电流源217和比较器231的操作的说明图。下文将说明在输出线VSL(n-1)上或沿着输出线VSL(n-1)设置的元件的操作。

在时间t1处开始一个水平读取时段。此时，行选择信号

转变为高(Hi)电平，并且开始行选择。因为复位晶体管RST在此时间点处处于导通状态，所以浮动扩散部FD的电压固定到VDD。相应地，去除浮动扩散部FD的变化。此外，在生成特定信息时，传输脉冲

固定到低(L)电平。因为传输脉冲

固定到低电平，所以传输晶体管TRG关断，并且可以去除光电二极管PD的变化。

此外，在时间t1处，用于断开电流源217的电流源断开脉冲具有高电平，并且开关252a导通。此外，在时间t1处，用于对VSL电压取平均的VSL平均脉冲具有低电平，并且开关251a关断。相应地，尽管源极跟随器正在操作，但每个源极跟随器(SF：source follower)的变化信息被输出到输出线VSL。

在时间t2处，行选择信号(选择脉冲)

和电流源断开脉冲同时转变为低电平，并且每列的VSL电压保持在VSL的寄生电容器253a中。此外，在时间t2处，VSL平均脉冲转变为高电平，并且对每列的VSL电压取平均。平均后的VSL电压是参考信号。

在时间t3处，比较器275a的内部偏移(internal offset)以及VSL电压和参考波形之间的差值对输入电容器272a充电，并且比较器275a的操作点被初始化。

在时间t4处，短路脉冲转变为低电平，并且开关273a和274a关断。相应地，在开关273a和274a中出现kTC噪声和馈通变化(feedthrough variation)。

从时间t5到时间t6的时段是第一AD转换时段(第一ADC时段)。在该时段中，DA转换器232以预定的斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。DA转换器232可以具有使参考波形移位的功能。换言之，DA转换器232可以具有使钳位电平移位的功能。DA转换器232能够通过使参考波形移位向计数器233的输出添加偏移。在第一ADC时段中，出现比较器275a的反转延迟(inverted delay)、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11A中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

如果第一ADC时段在时间t6处结束，行选择信号

转变为高电平，电流源断开脉冲转变为高电平，并且VSL平均脉冲转变为低电平。换言之，开关251a关断，并且开关252a导通。相应地，尽管源极跟随器正在操作，但每个源极跟随器的变化信息(放大晶体管的输出的变化)被输出到输出线VSL。

从时间t7到时间t8的时段是第二AD转换时段(第二ADC时段)。此外，在该时段中，DA转换器232以预定斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。此处，相似地，除在时间t4处出现在开关273a和274a中的kTC噪声和馈通变化之外，转换后的数字值包括在第一ADC时段中出现的比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11A中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

因此，当第二ADC时段结束时，执行第一ADC时段中的计数器233的计数值与第二ADC时段中的计数器233的计数值的差分处理。通过该差分处理，可以去除在检测单元218中出现的变化。因此，可以防止出现在检测单元218中的变化被包含在元件特定信息中。

此外，在第一ADC时段中，向计数器233的输出添加偏移，因而尽管执行差分处理，但没有去除由特定信息生成单元214引起的变化。由特定信息生成单元214引起的变化通常以参考信号为中心进行分布。因此，如果没有偏移，则由特定信息生成单元214引起的变化出现负值，并且所有等于或小于0的值变为0。

优选地，对AD转换时的参考波形的斜率进行调整(模拟增益调整)，从而获得期望数字值。此外，当读取元件特定信息时，电流源的电流(漏极电流Id)可以减小成小于正常读取时的电流。可以通过2×Id/gm获得过驱动电压，但是因为变化也正比于过驱动电压，所以如果漏极电流Id减少，那么被包含在源极跟随器中的过驱动电压的变化成分也相对地减少。换言之，可以主要地检测放大晶体管AMP的阈值变化的信息。此外，当读取元件特定信息时，电流源的电流(漏极电流Id)可以增加成大于正常读取时的电流。通过增加电流源的电流，可以相对地增加源极跟随器中包含的变化信息中的过驱动电压的变化成分。

放大晶体管AMP的热噪声、1/f噪声、RTN或外围电路的热噪声作为瞬时噪声被包含，但是通过执行两次以上的读取并且相加(平均)这些噪声，可以抑制这些噪声。

优选地，为了抑制瞬时劣化，在下面的条件下驱动并且控制固态摄像设备1。鉴于热载流子注入，操作期间的电流优选为小。换言之，优选地，执行控制，使得偏置电流为小。类似地，优选地，鉴于热载流子注入，操作时间优选为短。例如，优选地，执行控制，使得只在激活或请求时驱动固态摄像设备。类似地，鉴于热载流子注入，在未使用固态摄像设备时，优选地不提供电流。换言之，在未使用固态摄像设备时，优选地关断选择晶体管SEL。此外，优选地，在未使用固态摄像设备时，鉴于氧化膜的破损，目标器件的栅极与源极或漏极之间的电压差为小。换言之，在未使用固态摄像设备时，优选使复位晶体管RST导通。此外，优选地，鉴于基板热载流子注入，特定信息生成单元214被遮光。

选择脉冲

的高电平电位优选大约是VDD(2.7V)，但可以是中间电位(大约1V到1.5V)。如果选择晶体管SEL的漏极和源极之间的电位差(VDS)满足饱和操作，选择晶体管SEL变为源极跟随器。例如，选择晶体管SEL的漏极电压是2.7V，并且选择晶体管SEL的漏极侧(放大晶体管AMP的源极侧)通常大约是2.2V。另一方面，如果选择晶体管SEL的VDS是足够的(如果存在至少大约几百到700mV的变化)，可以执行饱和操作。相应地，与选择晶体管SEL的栅极电压相对应的输出被传输到输出线VSL。如果选择晶体管SEL如同放大晶体管AMP满足饱和操作，阈值和过驱动电压针对每个元件存在变化，因而可以检测选择晶体管SEL的阈值和过驱动电压的变化。此时，未选择行中的像素和限幅电路215不参与读取，这是因为选择开关关断。

通过在第一ADC时段和第二ADC时段中利用不同的电压来驱动电流控制电压，电流控制电压生成单元219能够改变过驱动电压。此时，因为过驱动电压的改变量存在变化，所以可以检测过驱动电压的改变量，以作为元件特定信息。

图11B是使用时序图示出在生成特定信息时参考信号生成单元216、电流源217和比较器231的操作的说明图。下文将说明在输出线VSL(n-1)上或沿着输出线VSL(n-1)设置的元件的操作。图11B的时序图不同之处在于，电流源断开脉冲和VSL平均脉冲持续地具有低电平。

在时间t1处开始一个水平读取时段。此时，行选择信号

转变为高电平，并且开始行选择。因为复位晶体管RST在该时间点处处于导通状态，所以浮动扩散部FD的电压固定到VDD。相应地，去除浮动扩散部FD的变化。此外，当生成特定信息时，传输脉冲

固定到低电平。因为传输脉冲

固定到低电平，所以传输晶体管TRG关断，并且可以去除光电二极管PD的变化。

在时间t2处，比较器275a的内部偏移以及VSL电压和参考波形之间的差值对输入电容器272a充电，并且比较器275a的操作点被初始化。

在时间t3处，短路脉冲转变为低电平，并且开关273a和274a关断。相应地，在开关273a和274a中出现kTC噪声和馈通变化。

从时间t4到时间t5的时段是第一AD转换时段(第一ADC时段)。在该时段中，DA转换器232以预定的斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。在第一ADC时段中，出现比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11B中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

随后，在时间t6处，电流控制电压生成单元219控制电流控制电压，使得偏置电流增大。

从时间t7到时间t8的时段是第二AD转换时段(第二ADC时段)。此外，在该时段中，DA转换器232以预定斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。此处，类似地，除在时间t4处出现在开关273a和274a中的kTC噪声和馈通变化之外，转换后的数字值包括在第一ADC时段中出现的比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11B中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

因此，当第二ADC时段结束时，执行第一ADC时段中的计数器233的计数值与第二ADC时段中的计数器233的计数值的差分处理。通过该差分处理，可以去除出现在检测单元218中的变化。因为偏置电流值在第一ADC时段和第二ADC时段之间不同，所以消除阈值信息，并且可以提取过驱动电压的成分。此处，晶体管的增益系数β是(W/L)×μ×C_ox。W表示栅极宽度，L表示栅极长度，μ表示电子迁移率，并且C_ox表示每单位面积的氧化膜电容。互感系数gm基本上是2^1/2×β×Id。因此，过驱动电压是2×Id/gm＝(2×Id/β)^1/2。因为β具有元件固有变化，所以获得对应于偏置电流和设备变化的输出。迁移率μ被包含在β中，并且温度特性被包含在迁移率μ中。因此，如下文所述，通过根据温度调整偏置电流或参考波形的斜率和偏移量，可以减轻由温度导致的特性改变，并且在合适范围内执行AD转换。因为在固态摄像设备1的操作温度下晶格散射(lattice scattering)占主导地位，所以迁移率的温度特性依赖于绝对温度T^-3/2。

在执行根据图11B所示的时序图的操作的情况下，优选地，选择脉冲

的高电平电位大约是VDD(2.7V)，但可以是中间电位(大约1V到1.5V)。如果选择晶体管SEL的漏极和源极之间的电位差(VDS)满足饱和操作，选择晶体管SEL变成源极跟随器。

RTN也是随时间变化的成分，但是出现有RTN的元件是已知的(FPN元件)。因此，可以检测RTN。

通常，RTN出现在将电子捕获或释放到缺陷能级(defect level)的处理中，并且因为RTN具有大的振幅，所以RTN导致二进制的或多值的输出的产生。通过持续观察或通过多个采样执行RTN的检测，这是因为RTN通常具有瞬时改变。此处，瞬时改变具有时间常数，该时间常数通过缺陷的能级和像素的放大晶体管AMP的沟道电子的费米能级的能级之间的差值产生，并且表示二进制状态或多个状态出现在任意时刻。

图11C是使用时序图示出在产生特定信息时参考信号生成单元216、电流源217和比较器231的操作的说明图。下面将说明在输出线VSL(n-1)上或沿着输出线VSL(n-1)设置的元件的操作。

在时间t1处开始一个水平读取时段。此时，行选择信号

转变为高电平，并且开始行选择。因为复位晶体管RST在该时间点处处于导通状态，所以浮动扩散部FD的电压固定到VDD。相应地，去除浮动扩散部FD的变化。此外，当生成特定信息时，传输脉冲

固定到低电平。因为传输脉冲

固定到低电平，所以传输晶体管TRG关断，并且可以去除光电二极管PD的变化。

在时间t2处，比较器275a的内部偏移以及VSL电压和参考波形之间的差值对输入电容器272a充电，并且比较器275a的操作点被初始化。

在时间t3处，短路脉冲转变为低电平，并且开关273a和274a关断。相应地，在开关273a和274a中出现kTC噪声和馈通变化。

从时间t4到时间t5的时段是第一AD转换时段(第一ADC时段)。在该时段中，DA转换器232以预定的斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。在第一ADC时段中，出现比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11C中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

从时间t6到时间t7的时段是第二AD转换时段(第二ADC时段)。此外，在该时段中，DA转换器232以预定斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。此处，类似地，除在时间t4处出现在开关273a和274a中的kTC噪声和馈通变化之外，转换后的数字值包括在第一ADC时段中出现的比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11C中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

因此，当第二ADC时段结束时，执行第一ADC时段中的计数器233的计数值与第二ADC时段中的计数器233的计数值的差分处理。通过该差分处理，可以去除出现在检测单元218中的变化。此外，通过差分处理，可以获取用于表示是否已出现RTN的数据。通过执行两次以上的数据获取，可以针对像素的每个放大晶体管AMP评估RTN的出现频率。因此，在电压振幅大于放大电路的热噪声或以1/f产生的电压振幅的情况下，可以具有能够将电压振幅检测为元件特定信息的元件的地址。在这种情况下，因为RTN的时间常数基于能量差变化，即因为检测概率如上所述地改变，所以所以优选地针对每个温度具有地址表。

在执行根据图11C所示的时序图的操作的情况下，选择脉冲

的高电平电位优选地大约是VDD(2.7V)，但可以是中间电位(大约1V到1.5V)。如果选择晶体管SEL的漏极和源极之间的电位差(VDS)满足饱和操作，选择晶体管SEL变成源极跟随器。

如上所述，限幅电路215也用作源极跟随器电路，并且能够通过与图11A所示的操作类似的操作获得元件特定信息。

图11D是使用时序图示出在产生特定信息时限幅电路215、参考信号生成单元216、电流源217和比较器231的操作的说明图。下面将说明在输出线VSL(n-1)上或沿着输出线VSL(n-1)设置的元件的操作。

在图11D的时序图中，没有选择所有行中的像素。换言之，行选择信号

固定到低电平。用于驱动其他像素的脉冲的状态是任意的。在时间t1处开始一个水平读取时段。在该时间点处，限幅选择脉冲

转变为高电平，并且选择限幅电路215。此外，短路脉冲转变为高电平，并且开关273a和274a连接。因为用于断开电流源217的开关252a处于导通状态，并且用于平均VSL电压的开关251a处于关断状态，所以正在执行源极跟随器操作，并且限幅电路215的每个源极跟随器的变化信息(晶体管CLPAMP的输出的变化)被输出到输出线VSL。

在时间t2处，限幅选择脉冲

和电流源断开脉冲同时转变为低电平。相应地，VSL电压保持在寄生电容253a中。此处，因为执行VSL电压的平均，所以各个列的VSL电压被平均。平均后的VSL电压是参考信号。

在时间t3处，比较器275a的内部偏移以及VSL电压和参考波形之间的差值对输入电容器272a充电，并且比较器275a的操作点被初始化。

在时间t4处，短路脉冲转变为低电平，并且开关273a和274a关断。相应地，比较器275a的操作点的初始化结束。此外，开关273a和开关274a关断，并且在开关273a和开关274a中出现kTC噪声和馈通变化。

从时间t5到时间t6的时段是第一AD转换时段(第一ADC时段)。在该时段中，DA转换器232以预定的斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。DA转换器232可以具有使参考波形移位的功能。换言之，DA转换器232可以具有使钳位电平移位的功能。DA转换器232能够通过使参考波形移位将偏移添加到计数器233的输出。在第一ADC时段中，出现比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11D中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

在时间t6处，限幅选择脉冲

转变为高电平，并且限幅电路215被选择。因为此时用于断开电流源217的开关252a处于导通状态，并且用于对VSL电压取平均的开关251a处于关断状态，所以正在执行源极跟随器操作，并且限幅电路215的每个源极跟随器的变化信息(晶体管CLPAMP的输出的变化)被输出到输出线VSL。

从时间t7到时间t8的时段是第二AD转换时段(第二ADC时段)。此外，在该时段中，DA转换器232以预定斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。此处，类似地，除在时间t4处出现在开关273a和274a中的kTC噪声和馈通变化之外，转换后的数字值包括出现在第一ADC时段中的比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11D中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

因此，当第二ADC时段结束时，执行第一ADC时段中的计数器233的计数值与第二ADC时段中的计数器233的计数值的差分处理。通过该差分处理，可以去除出现在检测单元218中的变化。因此，可以防止出现在检测单元218中的变化被包含在元件特定信息中。

此外，在第一ADC时段中，向计数器233的输出添加偏移，因而尽管执行差分处理，但没有去除由特定信息生成单元214引起的变化。由特定信息生成单元214引起的变化通常以参考信号为中心进行分布。因此，如果没有偏移，由特定信息生成单元214引起的变化出现负值，并且所有等于或小于0的值变为0。

在执行根据图11D所示的时序图的操作时，如果晶体管CLPSEL饱和而不是晶体管CLPAMP饱和，晶体管CLPSEL变成源极跟随器电路。选择晶体管CLPSEL的脉冲的高电平电位优选地大约是VDD(2.7V)，但可以是中间电位(大约1V到1.5V)。如果晶体管CLPSEL的漏极和源极之间的电位差(VDS)满足饱和操作，晶体管CLPSEL变成源极跟随器。例如，晶体管CLPSEL的漏极电压是2.7V，并且晶体管CLPSEL的漏极侧(晶体管CLPAMP的源极侧)通常大约是2.2V。另一方面，如果晶体管CLPSEL的VDS是足够的(如果存在至少大约几百到700mV的变化)，可以执行饱和操作。相应地，与晶体管CLPSEL的栅极电压相对应的输出被传输到输出线VSL。如果晶体管CLPSEL如晶体管CLPAMP满足饱和操作，阈值和过驱动电压针对每个元件存在变化，因而可以检测晶体管CLPSEL的阈值和过驱动电压的变化。

通过在第一ADC时段和第二ADC时段中使用不同的电压来驱动电流控制电压，驱动电流控制电压生成单元219能够改变晶体管CLPAMP的过驱动电压。此时，因为过驱动电压的改变的量存在变化，所以可以检测过驱动电压的改变量作为元件特定信息。

图11E是使用时序图示出当生成特定信息时限幅电路215、参考信号生成单元216、电流源217和比较器231的操作的说明图。下文将说明在输出线VSL(n-1)上或沿着输出线VSL(n-1)设置的元件的操作。图11E的时序图的不同之处在于，电流源断开脉冲和VSL平均脉冲持续地具有低电平。

在图11E的时序图中，没有选择所有行中的像素。换言之，行选择信号

固定到低电平。用于驱动其他像素的脉冲的状态是任意的。在时间t1处开始一个水平读取时段。在该时间点处，限幅选择脉冲

转变为高电平，并且限幅电路215被选择。此外，短路脉冲转变为高电平，并且开关273a和274a连接。

在时间t2处，比较器275a的内部偏移以及VSL电压和参考波形之间的差对输入电容器272a充电，并且比较器275a的操作点被初始化。

在时间t3处，短路脉冲转变为低电平，并且开关273a和274a关断。相应地，比较器275a的操作点的初始化结束。此外，开关273a和开关274a关断，并且在开关273a和开关274a中出现kTC噪声和馈通变化。

从时间t4到时间t5的时段是第一AD转换时段(第一ADC时段)。在该时段中，DA转换器232以预定的斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。在第一ADC时段中，出现比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11E中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

随后，在时间t6处，电流控制电压生成单元219控制电流控制电压，使得偏置电流增大。

从时间t7到时间t8的时段是第二AD转换时段(第二ADC时段)。此外，在该时段中，DA转换器232以预定斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。此处，类似地，除在时间t4处出现在开关273a和274a中的kTC噪声和馈通变化之外，转换后的数字值包括出现在第一ADC时段中的比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11E中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

因此，当第二ADC时段结束时，执行第一ADC时段中的计数器233的计数值与第二ADC时段中的计数器233的计数值的差分处理。通过该差分处理，可以去除出现在检测单元218中的变化。因为偏转电流值在第一ADC时段和第二ADC时段之间不同，所以消除阈值信息，并且可以提取过驱动电压的成分。此处，晶体管的增益系数β是(W/L)×μ×C_ox。W表示栅极宽度，L表示栅极长度，μ表示电子迁移率，并且C_ox表示每单位面积的氧化膜电容。互感系数gm基本上是2^1/2×β×Id。因此，过驱动电压是2×Id/gm＝(2×Id/β)^1/2。因为β具有元件固有变化，获得对应于偏置电流和设备变化的输出。迁移率μ被包含在β中，并且温度特性被包含在迁移率μ中。因此，如下文所述，通过根据温度调整偏置电流或参考波形的斜率和偏移量，可以减轻由温度导致的特性改变，并且在合适的范围内执行AD转换。因为固态摄像设备1的操作温度下晶格散射占主导地位，所以迁移率的温度特性依赖于绝对温度T^-3/2。

在执行根据图11E所示的时序图的操作的情况下，如果晶体管CLPSEL饱和而不是晶体管CLPAMP饱和，晶体管CLPSEL变为源极跟随器电路。选取晶体管CLPSEL的脉冲的高电平电位优先地大约是VDD(2.7V)，但可以是中间电位(大约1V到1.5V)。

也可以在晶体管CLPAMP中检测RTN。当在晶体管CLPAMP中检测RTN时，限幅电压保持为具有中间电位(例如，大约1.5V到VDD)。

图11F是使用时序图示出当生成特定信息时限幅电路215、参考信号生成单元216、电流源217和比较器231的操作的说明图。下文将说明在输出线VSL(n-1)上或沿着输出线VSL(n-1)设置的元件的操作。

在图11F的时序图中，没有选择所有行中的像素。换言之，行选择信号

固定到低电平。用于驱动其他像素的脉冲的状态是任意的。在时间t1处开始一个水平读取时段。在该时间点处，限幅选择脉冲

转变为高电平，并且限幅电路215被选取。此外，短路脉冲转变为高电平，并且开关273a和274a连接。

在时间t2处，比较器275a的内部偏移以及VSL电压和参考波形之间的差值对输入电容器272a充电，并且比较器275a的操作点被初始化。

在时间t3处，短路脉冲转变为低电平，并且开关273a和274a关断。相应地，比较器275a的操作点的初始化结束。此外，开关273a和开关274a关断，并且在开关273a和开关274a中出现kTC噪声和馈通变化。

从时间t4到时间t5的时段是第一AD转换时段(第一ADC时段)。在该时段中，DA转换器232以预定的斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。在第一ADC时段中，出现比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11F中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

从时间t6到时间t7的时段是第二AD转换时段(第二ADC时段)。此外，在该时段中，DA转换器232以预定斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。此处，类似地，除在时间t4处出现在开关273a和274a中的kTC噪声和馈通变化之外，转换后的数字值包括出现在第一ADC时段中的比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11F中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

因此，当第二ADC时段结束时，执行第一ADC时段中的计数器233的计数值与第二ADC时段中的计数器233的计数值的差分处理。通过该差分处理，可以去除出现在检测单元218中的变化。此外，通过差分处理，可以获取用于表示是否已出现RTN的数据。通过执行两次以上的数据获取，可以针对每个晶体管CLPAMP评估RTN的出现频率。因此，在电压振幅大于放大电路的热噪声或以1/f生成的电压振幅的情况下，可以具有能够检测RTN作为元件特定信息的元件的地址。在这种情况下，因为RTN的时间常数基于能量差而存在变化，即因为检测概率如上所述地改变，所以优选地针对每个温度具有地址表。

在执行根据图11F所示的时序图的操作的情况下，如果晶体管CLPSEL饱和而不是晶体管CLPAMP饱和，晶体管CLPSEL变为源极跟随器电路。选取晶体管CLPSEL的脉冲的高电平电位优先地大约是VDD(2.7V)，但可以是中间电位(大约1V到1.5V)。

固态摄像设备1也能将比较器275a的馈通变化用作元件特定信息。

图11G是使用时序图示出当生成特定信息时限幅电路215、参考信号生成单元216、电流源217和比较器231的操作的说明图。下文将说明在输出线VSL(n-1)上或沿着输出线VSL(n-1)设置的元件的操作。

在图11G的时序图中，没有选择所有行中的像素。换言之，行选择信号

固定到低电平。用于驱动其他像素的脉冲的状态是任意的。在时间t1处开始一个水平读取时段。在该时间点处，限幅选择脉冲

变为高电平，并且限幅电路215被选取。此外，短路脉冲变为高电平，并且开关273a和274a连接。

在时间t2处，比较器275a的内部偏移以及VSL电压和参考波形之间的差值对输入电容器272a充电，并且比较器275a的操作点被初始化。

从时间t3到时间t4的时段是第一AD转换时段(第一ADC时段)。在该时段中，DA转换器232以预定的斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。在第一ADC时段中，出现比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11G中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

在时间t5时，短路脉冲变为低电平，并且开关273a和开关274a关断。相应地，比较器275a的操作点的初始化结束。此外，开关273a和开关274a关断，且在开关273a和开关274a中出现kTC噪声和馈通变化。

从时间t6到时间t7的时段是第二AD转换时段(第二ADC时段)。此外，在该时段中，DA转换器232以预定斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。此处，类似地，除在时间t4处出现在开关273a和274a中的kTC噪声和馈通变化之外，转换后的数字值包括出现在第一ADC时段中的比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11G中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

因此，当第二ADC时段结束时，执行第一ADC时段中的计数器233的计数值与第二ADC时段中的计数器233的计数值的差分处理。通过该差分处理来检测开关273a和开关274a中的kTC噪声和馈通变化。

通过对开关273a和开关274a中的kTC噪声和馈通变化执行两次以上的检测并且执行平均处理来抑制kTC噪声，因而可以提取馈通变化(FPN成分)。

固态摄像设备1也能够使用列ADC的馈通变化作为元件特定信息。

图11H是使用时序图示出当生成特定信息时限幅电路215、参考信号生成单元216、电流源217和比较器231的操作的说明图。下文将说明在输出线VSL(n-1)上或沿着输出线VSL(n-1)设置的元件的操作。

在时间t1处开始一个水平读取时段。在该时间点处，行选择信号

转变为高电平，并且开始行选择。因为在该时间点复位晶体管RST处于导通状态，所以浮动扩散部FD的电压固定到VDD。相应地，去除浮动扩散部FD的变化。此外，当生成特定信息时，传输脉冲

固定到低电平。因为传输脉冲

固定到低电平，所以传输晶体管TRG关断，并且可以去除光电二极管PD的变化。此外，短路脉冲转变为高电平，并且开关273a和开关274a连接。

在时间t2处，比较器275a的内部偏移以及VSL电压和参考波形之间的差值对输入电容器272a充电，并且比较器275a的操作点被初始化。

在时间t3处，短路脉冲转变为低电平，并且开关273a和274a关断。此外，开关273a和开关274a关断，并且在开关273a和开关274a中出现kTC噪声和馈通变化。

从时间t4到时间t5的时段是第一AD转换时段(第一ADC时段)。在该时段中，DA转换器232以预定的斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。在第一ADC时段中，出现比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11H中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

在时间t6处，因为复位晶体管RST处于导通状态，所以kTC噪声(瞬时成分)和复位馈通噪声(FPN成分)作为浮动扩散部FD的电压被保持。

从时间t7到时间t8的时段是第二AD转换时段(第二ADC时段)。此外，在该时段中，DA转换器232以预定斜率线性地改变参考波形。比较器275a使用参考波形对参考信号执行AD转换。此处，类似地，除在时间t4处出现在开关273a和274a中的kTC噪声和馈通变化之外，转换后的数字值包括出现在第一ADC时段中的比较器275a的反转延迟、参考波形的延迟和计数器的时钟延迟。在图11H中，三角形表示比较器275a的反转时刻。

因此，当第二ADC时段结束时，执行第一ADC时段中的计数器233的计数值与第二ADC时段中的计数器233的计数值的差分处理。通过该差分处理，可以去除出现在检测单元218中的变化，并且检测浮动扩散部FD中保持的kTC噪声和复位馈通。通过对kTC噪声和复位馈通执行两次以上的检测并且执行平均处理来抑制kTC噪声，因而可以提取复位馈通变化(FPN成分)。

也可以使用光电二极管PD的缺陷作为元件特定信息。可以通过正常驱动读取光电二极管PD的缺陷。当通过正常驱动读取光电二极管PD的缺陷时，也同时读取浮动扩散部FD的光学信号和缺陷信息。此外，通过CDS处理去除在浮动扩散部FD被复位时出现的FPTC成分和kTC噪声。因为以尽可能短地减小检测时段的方式执行驱动，并且执行缺陷校正，所以去除浮动扩散部FD的缺陷信息。因为在存在光学信号时难以提取光电二极管PD的缺陷信息，所以在光电二极管PD的缺陷用作元件特定信息的情况下，优选地，光电二极管PD的信号在遮光状态下累积。在光电二极管PD的缺陷用作元件特定信息的情况下，可以使用遮光像素(光学黑像素)的光电二极管PD。

因为由光电二极管PD的缺陷引起的暗信号具有时间依赖性，所以优选地，设置尽可能长的快门时间并且累积信号。此外，光电二极管PD通常具有空穴累积二极管(HAD：holeaccumunlated diode)结构，并且形成为被空穴包围并被驱动。在驱动中，施加负偏置，使得传输晶体管的沟道进入累积状态(钉扎状态)。相应地，可以将由传输晶体管附近的缺陷引起的暗信号抑制成较小。

在信号非常小或缺陷的数量非常小的情况下，当执行信号累积时，通过在正方向上将断开状态下的传输晶体管的电位设置成中间电位，可以执行从钉扎状态到耗尽状态的转变。出现由传输晶体管附近的缺陷引起的暗输出。相应地，可以检测光电二极管PD和传输晶体管附近的缺陷信息，并且例如，可以处理等于或高于被作为元件特定信息处理的期望阈值电平的像素地址。

因为缺陷信息具有温度特性(活化能大约是0.55eV到1.1eV)，所以为了稳定输出，优选地，基于温度信息大致设置累积时间和模拟增益，并且使用用于每种缺陷的温度校正表来执行校正。

特定值计算单元220基于从检测单元218传输的数字信号来计算特定于固态摄像设备1的值。特定值计算单元220生成具有预定位长度的值作为特定值。下面将说明通过特定值计算单元220来计算固态摄像设备1的特定值的方法的示例。如果计算出固态摄像设备1的特定值，特定值计算单元220将该特定值传输到加密单元222。由特定值计算单元220生成的特定值可以是在加密单元222的加密处理中使用的种子或密匙。

特定值计算单元220可以在多条元件特定信息之中选择要采用的元件特定信息。当选择元件特定信息时，特定值计算单元220可以通过基于元件特定信息的操作来选择所要采用的元件特定信息，或者可以使用随机数来选择所要采用的元件特定信息。此外，用于选择元件特定信息的选择条件可以存储在非易失性存储器中。选择条件可以在非易失性存储器中仅写入一次。可以在诸如检查时、加载时、第一次使用时之类的时刻将选择条件写入非易失性存储器中。特定值计算单元220能够使用基于在固态摄像设备1的芯片中出现的任何制造变化的元件特定信息(包括具有相对小的信息量的元件特定信息)来重复地计算特定值。换言之，可以增加元件特定信息的信息量。

此外，特定值计算单元220可以通过组合由特定信息生成单元214生成的元件特定信息之中的多条元件特定信息来计算特定值。因为通过组合多条元件特定信息来计算特定值，所以难以分析特定值是如何计算的。

此外，由特定值计算单元220生成的特定值可以临时地存储在存储器中。因为由特定值计算单元220生成的特定值存储在存储器中，所以难以分析特定值的计算时刻。换言之，固态摄像设备1可以响应于加密请求使用先前生成的特定值，而没有在存在加密请求时生成特定值。例如，固态摄像设备1可以在正常摄像时的驱动之后经过预定时间再计算特定值。此外，固态摄像设备1可以在存在特定值生成请求时而不是在加密请求时刻处生成特定值。

特定值计算单元220可以对在相同驱动条件下获得的特定值进行平均。通过对在相同驱动条件下获得的特定值进行平均，可以抑制噪声。

加密单元222使用由特定值计算单元220生成的特定值执行数据加密处理。例如，加密单元222能够设置在图2所示的逻辑电路23014中。具体地，加密单元222通过将由特定值计算单元220生成的特定值用作种子或密匙对数据执行加密处理。特定值、图像信息、基于图像信息的特征量等可以是加密对象。因为使用由特定值计算单元220生成的特定值执行加密处理，所以固态摄像设备1能够以高度安全性加密数据。

通信控制单元224将数据传送到固态摄像设备1的外部。在输出摄像数据的情况下，通信控制单元224可以执行与在输出被加密单元222加密的数据的情况下的处理不同的处理。

在图9所示的固态摄像设备1的构造中，至少特定信息处理路径形成为没有出现在固态摄像设备1的表面上。例如，特定信息处理路径布置为被包括最外层的上层的金属覆盖。特定信息处理路径可以被预定屏蔽层覆盖，或者可以被VDD或VSS的布线覆盖。例如，特定信息生成单元214、检测单元218、特定值计算单元220和加密单元222可以作为特定信息处理路径被包含。此外，固态摄像设备1形成在特定信息处理路径上，从而没有布置用于监测特定信息的焊盘。当如上所述地形成固态摄像设备1时，可以防止固态摄像设备1的被用于加密处理的特定信息泄露到外部，并且此外，当进行分析特定信息的尝试时，固态摄像设备1不可避免地受到破坏，并且因而不可能分析特定信息。此外，根据本实施例的固态摄像设备1不在内部保持特定信息，但是每次产生特定信息，并且使用基于所产生的特定信息的特定值来执行加密处理。因此，根据本实施例的固态摄像设备1能够实现高度安全的加密处理。

因为根据本实施例的固态摄像设备1不在内部保持特定信息，所以基于特定信息生成的特定值在每次生成特定信息时改变，因而不能解密加密数据。因此，不论计算时刻如何，特定值需要是相同值。因此，根据本实施例的固态摄像设备1可以具有根据包含特定信息生成单元214的芯片的温度对由特定值计算单元220基于从特定信息生成单元214输出的信号来计算的特定值进行校正的功能。此外，根据本实施例的固态摄像设备1可以具有检测包含特定信息生成单元214的芯片的温度的功能。

图12是示出根据本实施例的固态摄像设备1的另一功能构造示例的说明图。图12示出除了图9所示的固态摄像设备1的构造之外还设置有芯片温度检测单元226和信号校正单元228的构造。

芯片温度检测单元226检测包含特定信息生成单元214的芯片的温度。芯片温度检测单元226将所检测的芯片温度的信息传送到信号校正单元228。基于包含特定信息生成单元214的芯片的温度，信号校正单元228校正由特定值计算单元220计算的特定值，其中，芯片的温度由芯片温度检测单元226检测。信号校正单元228可以保持用于存储对应于温度的校正值的表，并且基于由芯片温度检测单元226检测的温度决定校正值。

3.2操作示例

接下来，将说明根据本实施例的固态摄像设备的操作示例。图13是示出根据本实施例的固态摄像设备的操作示例的流程图。图13示出当固态摄像设备1计算特定值并且使用特定值执行加密处理时的操作的示例。

首先，固态摄像设备1生成用作特定值基础的模拟特定信息(步骤S201)。通过驱动控制单元210驱动特定信息生成单元214，以生成模拟特定信息。

如果生成模拟特定信息，固态摄像设备1随后将模拟特定信息转换成数字值(步骤S202)。通过检测单元218执行从模拟特定信息到数字值的转换。由检测单元218执行的从模拟特定信息到数字值的转换处理类似于上述处理。

如果模拟特定信息被转换成数字值，固态摄像设备1使用转换后的数字值计算固态摄像设备1的特定值(步骤S203)。通过特定值计算单元220执行固态摄像设备1的特定值的计算。

如果计算出固态摄像设备1的特定值，固态摄像设备1使用特定值执行数据加密处理(步骤S204)。通过加密单元222执行使用特定值的数据加密处理。

根据本实施例的固态摄像设备1能够通过执行上述一系列操作在不将特定信息输出到外部的情况下使用特定信息在内部完成加密处理。根据本实施例的固态摄像设备1能够通过使用没有泄露到外部的特定信息执行加密处理来高度安全地加密重要信息，并且输出加密信息。

4.第二实施例

接下来，将说明作为本发明的第二实施例的与特定于固态摄像设备1并难以使用固态摄像设备1的物理特征(即，硬件特征)进行复制的特定值(即，PUF值)的生成有关的技术。

4.1基本概念

首先，将说明PUF的必要特征，并然后说明根据本实施例的与PUF值的生成有关的技术的基本概念的概述。

如上所述，PUF是使用难以复制的物理特征来输出特定于设备的值的函数。在假定将使用PUF生成的特定于设备的值(即，PUF值)用作用于识别个体设备的识别符或用于加密处理的密匙信息等的情况下，再现性和个体变化是PUF值的必要特性。

这里，再现性表示尽管在生成并重新计算PUF值时诸如各种状态(例如，设备的温度或电压或时间性劣化)的改变等条件发生改变，但针对预定输入每次都获得相同的输出。换言之，理想地，优选的是，尽管这些条件发生改变，针对预定输入每次都准确无误地再现相同的输出。另一方面，在生成并重新计算PUF值时，也能够应用诸如纠错码(ECC：errorcorreting code)等技术。在此情况下，如果每次获得的输出的变化在能够通过纠错码等纠正的可纠正范围内，则输出的再现性可以不必是准确无误的。

作为个体变化，优选的是，在多个设备之间存在PUF值的充分变化，使得个体设备能够通过为每个设备生成的PUF值来识别。在本实施例中，优选地，能够确保例如128位的熵(entropy)作为个体变化。

在上述假设下，在本实施例中，对于构成固态摄像设备1的每个像素2的晶体管中的放大晶体管Tr13，放大晶体管Tr13的阈值电压Vth的变化用于生成PUF值。更具体地，对于晶体管的阈值电压，存在有多个在制造过程中导致每个设备的变化的因素，例如栅极氧化物膜的厚度、晶体管的尺寸以及离子注入等。因此，能够满足上述个体变化的必要特性。此外，由于放大晶体管Tr13在构成像素2的晶体管中处于相对靠后的级中，所以它不易于受到多个因素的影响。由于这种特性，也能够满足再现性的必要特性。此外，能够例如获取阈值电压Vth的变化，以在补偿阈值电压Vth的处理中作为像素2的像素信号的输出结果(即，像素值)。

在本实施例中，优选地使用固态摄像设备1的像素2之中的较稳定地操作的像素2的特性来生成PUF值。作为特定示例，在像素区域3(即，摄像平面)的OPB区域的至少一部分中所包括的像素2的特性可用于生成PUF值。

例如，图14是用于说明根据本实施例的与PUF值的生成相关的技术的示例的说明图，并图示了固态摄像设备1的像素区域3的构造示例。如图14所示，根据本实施例的固态摄像设备1的像素区域3例如包括有效像素区域R501和OPB区域R503。

有效像素区域R501对应于如下区域，在该区域中，通过诸如透镜等光学系统在固态摄像设备1的像素区域3中形成被摄体图像。换言之，基于从固态摄像设备1的像素区域3的有效像素区域R501中包括的像素2读出的像素信号(即，像素值)的图像信号被作为图像的摄像结果输出。

OPB区域R503是形成在有效像素区域R501附近的区域并被金属等遮光。例如，OPB区域R503中包括的像素2用于测量充当黑电平校正参考的像素信号的电平。具体地，通过测量从OPB区域R503中包括的像素2输出的像素信号的电平，能够识别在不存在入射光的状态下的暗电流的电平(偏移量)，或者能够识别包括读取噪声的影响的信号。因此，理想地，能够通过从读取自有效像素区域R501中的像素2的图像信号中减去从OPB区域R503中的像素2输出的像素信号的电平的测量值(即，偏移量)将黑电平校正为零。

如上所述，由于金属等的遮光的特性，OPB区域R503中包括的像素2受通过诸如透镜等光学系统入射的光的影响小。由于这种特性，与有效像素区域R501中包括的像素2相比，能够从OPB区域R503中包括的像素2获得相对稳定的输出作为受光结果。换言之，使用OPB区域R503中包括的像素2的特性的情况比使用有效像素区域R501中包括的像素2的特性的情况更有效，原因在于PUF值的再现性的要求得到满足。

此外，从OPB区域R503中包括的像素2输出的像素信号没有作为图像的摄像结果输出。因此，难以根据对作为摄像结果获得的图像的分析结果来估计OPB区域R503中包括的像素的特性。换言之，尽管OPB区域R503中包括的像素2的特性用于生成PUF值，但难以根据对作为摄像结果获得的图像的分析结果来估计PUF值。

此外，由于OPB区域R503中包括的像素2不必持续地操作，所以它比有效像素区域R501中包括的像素2更少地劣化。因此，在可靠性方面，它作为用于PUF值的生成的设备特性更有效。

此外，OPB区域R503是已经形成在已有的固态摄像设备1中的区域。因此，当OPB区域R503中包括的像素2的特性用于生成PUF值时，没必要提供专门区域或专门设备以用于生成PUF值。

例如，在图14所示的示例中，OPB区域R503中包括的像素2之中的被包含在由附图标记R505表示的区域中的像素2的特性用于生成PUF值。

已经说明了PUF的必要特性，并且上面然后说明了根据本实施例的与PUF值的生成相关的技术的基本概念的概述。

4.2PUF值的生成方法

接下来，将说明根据本实施例的固态摄像设备1中的生成PUF值的方法的概述。

在根据本实施例的固态摄像设备1中，预定区域(例如，OPB区域)中包括的像素被划分成均包括一个或多个像素的多个区块。基于该构造，在根据本实施例的固态摄像设备1中，多个区块之中的根据预定条件指定的一个或多个区块用于生成PUF值。例如，图15是用于说明根据本实施例的与用于生成PUF值相关的技术示例的说明图，并图示了上述区块的示例。具体地，在图15所示的示例中，2,000×8个像素被划分成包括2×4个像素的区块，且在此情况下，区块的数量是2,000。

在预定区域中包括的像素被划分成多个区块的情况下，根据共用诸如所谓的AMP电路或类似电路等预定电路的多个像素被包括在公共区块中的方式来指定每个区块。在该构造的情况下，每个区块中包括的像素表现出如下趋势：从这些像素输出的输出信号(即，像素值)的变化之中的由这些像素所共用的电路引起变化是相同的。

此外，在根据本实施例的固态摄像设备1中，基于每个区块中包括的一个或多个像素中的每个像素的像素值来计算对应于该区块的像素值。作为具体示例，每个区块中包括的一个或多个像素的像素值的总和可以被设置成对应于该区块的像素值。例如，在图15所示的示例中，在每个像素的像素值由10个位表示的情况下，一个区块包括2×4个像素，所以针对每个区块计算的对应于该区块的像素值被表示为13位的值。在下面的说明中，针对每个区块计算的对应于该区块的像素值也简称为“每个区块的像素值”。此外，每个像素的像素值对应于“第一像素值”，且每个区块的像素值对应于“第二像素值”。在每个区块被指定为包括一个像素的情况下，每个区块的像素值对应于每个像素的像素值。

基于上述构造，在根据本实施例的固态摄像设备1中，在如上所示地指定的多个区块之中，如下区块用于生成PUF值：在这种区块中，每个区块的像素值没有被包含在包括所述多个区块的像素值的平均值的预定范围内。例如，图16是用于说明根据本实施例的与用于生成PUF值相关的技术示例的说明图，并图示了多个区块的像素值的分布示例。此外，在图16中，附图标记D510表示多个区块的像素值的平均值。

如图16所示，区块的像素值的分布趋向于表现为基于多个区块的像素值的平均值D510的所谓的正态分布。基于该构造，在根据本实施例的固态摄像设备1中，对于具有大于平均值D510的像素值的区块，“1”被设置为用于生成PUF值的值，且对于具有小于平均值D510的像素值的区块，“0”被设置为用于生成PUF值的值。

另一方面，每个区块的像素值可以由于随机噪声等的影响而每次(每帧)都发生改变。因此，例如，对于每个帧，像素值具有接近平均值D510的值的区块可能具有大于平均值D510的值(即，“1”可被设置为用于生成PUF值的值)，或者可能具有小于平均值D510的值(即，“0”可被设置为用于生成PUF值的值)。鉴于这种特性，在根据本实施例的固态摄像设备1中，如下区块不用于生成PUF值，在这种区块中，每个区块的像素值被包含在包括平均值D510的预定范围R511中。换言之，如下区块被指定成用于生成PUF值：在这种区块中，每个区块的像素值没有被包含在范围R511中(即，像素值被包含在范围R513或R515中)。换言之，作为用于生成PUF值的值，对具有被包含在范围R513中的像素值的区块设置“0”，且对具有被包含在范围R515中的像素值的区块设置“1”。

可例如根据多个区块的像素值的标准偏差σ来设置图16所示的范围R511。在此情况下，如下区块被指定为用于生成PUF值：在这种区块中，每个区块的像素值与所述多个区块的像素值的平均值D510之间的差值的绝对值(即，每个区块的像素值与平均值D510之间的距离)等于或大于预定阈值。

这里，在区块中的像素的像素值的标准偏差由σ’表示的情况下，标准偏差σ’可以例如是这些区块的像素值的标准偏差σ的约1/20。此时，优选地，将每个区块的像素值与平均值D510之间的距离的阈值设置成例如约0.3σ。在此情况下，在如下区块中，像素值的偏差需要超过6σ’以便使根据像素值设置的值在“0”和“1”之间改变：在这种区块中，每个区块的像素值与平均值D510之间的距离超过阈值。

由于这种特性，在根据本实施例的固态摄像设备1中，其像素值具有接近平均值D510的值的区块不用于生成PUF值，且其像素值与平均值D510之间的距离为阈值以上的区块用于生成PUF值。

随着图16所示的范围R511被设置成变窄，能够作为用于生成PUF值的候选区块的区块的数量增加，且在待生成的PUF值中出现错误的可能性增加。另一方面，随着范围R511被设置成变宽，能够作为用于生成PUF值的候选区块的区块的数量减小，且能够进一步降低在待生成的PUF值中出现错误的可能性。因此，例如，不用于生成PUF值的范围R511可以根据待生成的PUF值所允许的出错率来设置。

由于被指定成用于生成PUF值的区块的信息不是诸如所谓的机密信息(具有保密性的信息)等必需受到保护的信息，所以该信息优选地存储在固态摄像设备1中的预定存储区域(例如，非易失性存储区域)中。

接下来，将参照图17至图18来说明根据每个区块的像素值计算特定于固态摄像设备1的值(即，PUF值)的方法示例。例如，图17和图18是用于说明根据本实施例的PUF值生成方法的示例的说明图。

在图17中，附图标记D511示意性地表示预定区域中包括的多个像素如以参照图15所说明的方式划分成的多个区块。此外，在附图标记D511所表示的每个区块中注明的数字值表示对应于该区块的像素值是否被包含在包括像素值平均值的预定范围内(即，图16所示的范围R511)。

换言之，针对从预定起始位置开始的每个区块，根据本实施例的固态摄像设备1顺序地判定每个区块的像素值是否被包含在包括像素值平均值的预定范围R511中，并根据判定结果将“0”或“1”值与相应区块关联。例如，在图17中的由附图标记D511表示的示例中，“0”与具有被包含在范围R511中的像素值的区块关联，且“1”与具有不被包含在范围R511中(即，被包含在范围R513或R515中)的像素值的区块关联。如上所述，固态摄像设备1顺序地执行判定，直到被指定的均具有不被包含在范围R511中的像素值的区块的数量(即，与“1”关联的区块的数量)等于或大于预定位长度。然后，固态摄像设备1将与“1”关联的区块的位置存储在预定存储区域中。与“1”关联的区块用于生成PUF值。

然后，如图18所示，固态摄像设备1将均具有不被包含在范围R511中的像素值的区块的像素值与区块的像素值平均值D510相比较，并指定对应于该区块的用于生成PUF值的值(下文还将其成为“位值”)。具体地，固态摄像设备1将目标区块之中的均具有小于平均值D510的像素值的区块的位值设置为“0”，且将均具有大于平均值D510的像素值的区块的位值设置为“1”。例如，在图18中，附图标记D513示意性地表示用于生成PUF值的区块的位值。

如上所述，固态摄像设备1确保位值等于或长于预定位长度，连接位值，并生成PUF值。此外，当生成PUF值时，固态摄像设备1可计算纠错码(ECC)，以用于纠正通过使用一系列所确保的位值之中的一些位值单独重新计算的PUF值中的错误，并将ECC保存在预定存储区域中。在此情况下，优选地指定多个区块以用于生成PUF值，从而确保用于计算纠错码的位值。

此外，在使用PUF值的情况下，固态摄像设备1基于预定存储区域中存储的信息重新计算PUF值。换言之，固态摄像设备1基于存储区域中存储的信息指定用于生成PUF值的区块，并读出对应于该区块的像素值(即，每个区块的像素值)。然后，固态摄像设备1可通过将对应于指定区块的像素值与区块的像素平均值D510相比较来指定对应于区块的位值，并通过连接所指定的位值来重新生成PUF值。此时，在预定存储区域中存储有用于纠正PUF值中的错误的纠错码的情况下，固态摄像设备1优选地对基于纠错码重新生成的PUF值执行纠错。

另外，如上所述地生成(计算)的PUF值可以用作识别固态摄像设备1的识别符或对固态摄像设备1中生成的预定信息进行加密的密匙信息。

多个摄像操作期间的区块的像素值的平均值可以用作生成PUF值的每个区块的像素值。在这种构造的情况下，能够降低每个区块的像素值中的由随机噪声等引起的变化的影响(即，能够降低每个区块的像素值的差错率)。

上文参考图15至图18说明了根据本实施例的固态摄像设备1中的PUF值生成方法的概述。

4.3功能构造

接下来，将在尤其着重于与特定于固态摄像设备1的PUF值的生成和重新计算相关的部件的情况下说明根据本实施例的固态摄像设备1的功能构造的示例。例如，图19是图示了根据本实施例的固态摄像设备1的功能构造的示例的框图。在图19中，为了方便理解根据本实施例的固态摄像设备1的特征，说明了与特定于固态摄像设备1的PUF值的生成相关的组件，且省略了其它组件。

如图19所示，根据本实施例的固态摄像设备1包括传感器单元511、信息处理单元512和存储单元513。

传感器单元511对应于上文参照图1说明的像素阵列3，并且执行将来自被摄体的光转换成电信号的光电转换。

信息处理单元512执行与特定于固态摄像设备1的PUF值的生成相关的各种处理。如图19所示，信息处理单元512例如包括区块指定单元514、特定信息获取单元515和特定值计算单元516。将结合生成PUF值的情况以及重新计算PUF值的情况来说明信息处理单元512的各个组件的操作。首先，将结合生成PUF值的情况来说明相关组件的操作。

在构成传感器单元511的多个像素之中的被包含在至少一些区域(例如，OPB区域)中的像素根据预定条件所划分成的多个区块之中，区块指定单元514指定用于生成PUF值的一个或多个区块。作为具体示例，区块指定单元514可根据每个区块的像素值是否被包含在包括多个区块的像素值的平均值的预定范围内来指定用于生成PUF值的区块。然后，区块指定单元514将与所指定的区块相关的信息存储在下文说明的存储单元513中。区块指定单元514对应于“指定单元”的示例。

特定信息获取单元515从被包含在预定区域(例如，OPB区域)中的像素所划分成的多个区块之中的用于生成PUF值的预定数量以上的区块中获取每个区块的像素值，以作为特定信息。此时，特定信息获取单元515可基于存储单元513中存储的信息来指定用于生成PUF值的区块。然后，特定信息获取单元515将从预定数量以上的用于生成PUF值的区块中的每个区块获取的特定信息(即，每个区块的像素值)输出到特定值计算单元516。

特定值计算单元516从特定信息获取单元515获取从预定数量以上的用于生成PUF值的区块中的每个区块获取的特定信息，并基于所获取的特定信息生成PUF值。作为具体示例，特定值计算单元516可根据针对每个区块获取的特定信息是否大于预定阈值(例如，区块的像素值的平均值)来指定对应于区块的位值，并通过连接针对每个区块指定的位值来生成PUF值。特定值计算单元516对应于用于生成(计算)特定于设备的值的“生成单元”的示例。

此外，在生成PUF值时，特定值计算单元516可计算纠错码，以用于纠正通过使用针对每个区块指定的位值之中的一些位值单独重新计算的PUF值的错误，并将纠错码保存在存储单元513中。

如上所述，特定值计算单元516生成PUF值，并将所生成的PUF值输出到预定输出目的地。

存储单元513临时地或永久性地保存在固态摄像设备1中的组件执行各类处理时使用的各类信息。例如，存储单元513可以由即使在没有供电时仍能够保存存储内容的非易失性记录介质(例如，存储器等)构成。例如，可以在存储单元513中存储与用于生成PUF值的区块相关的信息。存储单元513也可以存储用于纠正PUF值中的错误的纠错码。

接下来，将结合重新计算PUF值的情况来说明相关组件的操作。

类似于生成PUF值的情况，特定信息获取单元515从预定数量以上的用于生成PUF值的区块中获取每个区块的像素值，以作为特定信息。然后，特定信息获取单元515将从预定数量以上的用于生成PUF值的区块中的每个区块获取的特定信息输出到特定值计算单元516。

类似于生成PUF值的情况，特定值计算单元516基于从特定信息获取单元515获取的每个区块的特定信息重新计算PUF值。此时，在存储单元513中存储有用于纠正PUF值中的错误的情况下，特定值计算单元516基于纠错码执行重新计算的PUF值的纠错。然后，特定值计算单元516将重新计算的PUF值输出到预定的输出目的地。

已经参照图1在尤其关注与特定于固态摄像设备1的PUF值的生成和重新计算相关的部件的情况下说明了根据本实施例的固态摄像设备1的功能构造的示例。

4.4处理

作为根据本实施例的固态摄像设备1的一系列处理的流程的示例，将说明特定于固态摄像设备1的PUF值的生成和重新计算相关的处理。

首先，将参照图20说明与PUF值的生成相关的处理的示例。图20是图示了根据本实施例的固态摄像设备1的一系列处理的流程的示例的流程图，且图示了与PUF值的生成相关的处理的流程。

如图20所示，在构成传感器单元511的多个像素之中的被包含在预定区域中的像素所划分成的多个区块之中，固态摄像设备1(区块指定单元514)指定预定数量以上(至少一个或多个)的区块以用于PUF值的生成(S501)。然后，固态摄像设备1将与所指定的区块相关的信息(例如，表示区块的位置的信息)存储在预定存储区域中(S503)。

然后，固态摄像设备1(特定信息获取单元515)基于预定存储区域中存储的信息从被指定用于生成PUF值的区块获取每个区块的像素值，以作为特定信息。然后，固态摄像设备1(特定值计算单元516)基于从预定数量以上的被指定用于生成PUF值的区块中的每个区块中获取的特定信息来生成PUF值。作为具体示例，固态摄像设备1根据针对每个区块获取的特定信息是否大于预定阈值来指定对应于该区块的位值，并通过连接针对每个区块指定的位值来生成PUF值(S507)。

此外，固态摄像设备1(特定值计算单元516)可以计算纠错码以用于纠正通过使用针对每个区块指定的位值之中的一些位值单独重新计算的PUF值中的错误。在此情况下，固态摄像设备1可以将计算的纠错码存储在预定存储区域中(S507)。

如上所述，生成PUF值，并将生成的PUF值输出到预定输出目的地。

上文已经参照图20说明了与PUF值的生成相关的处理的示例。

接下来，将参照图21说明与PUF值的重新计算相关的处理的示例。图21是图示了根据本实施例的固态摄像设备1的一系列处理的流程的示例的流程图，并图示了与PUF值的重新计算相关的处理的流程。

如图21所示，首先，固态摄像设备1(特定信息获取单元515)基于预定存储区域中存储的信息指定用于生成PUF值的区块的位置(S511)。

然后，固态摄像设备1(特定信息获取单元515)从被指定用于生成PUF值的区块中获取每个区块的像素值，以作为特定信息。然后，类似于生成PUF值的情况，固态摄像设备1(特定值计算单元516)基于从被指定使用的区块中的每个区块中获取的特定信息来重新计算PUF值(S513)。

此外，在预定存储区域中存储有用于纠正PUF值中的错误的纠错码的情况下，固态摄像设备1(特定信息获取单元515)可基于纠错码纠正PUF值中的错误(S515)。

如上所述，重新计算了PUF值，且将重新计算的PUF值输出到预定输出目的地。

上文已经参照图21说明了与PUF值的重新计算相关的处理。

4.5评估

如上所述，在通过划分被包含在布置有多个像素的摄像平面的至少一些区域(例如，OPB区域)中的像素而设置的多个区块之中，根据本实施例的固态摄像设备1将一个或多个区块指定为用于生成PUF值的区块。每个区块包括至少一个或多个像素。然后，固态摄像设备1基于所指定的区块中包含的像素的像素值以及多个区块的像素的像素值的变化来生成特定于固态摄像设备1的值(即，PUF值)。

在上述构造的情况下，通过使用固态摄像设备1的难以复制的物理特征(即，硬件特征)来生成特定于固态摄像设备1的值。因此，能够将特定值例如用作用于识别每个设备的识别符或加密处理等的密匙信息。此外，在通过上述构造生成固态摄像设备1的特定值并且特定值用作识别符或密匙信息的情况下，能够满足识别符或密匙信息充分所需的再现性或个体变化的条件。

上述示例仅仅是示例，且如果能够针对检测每个像素2的物理特征，并且能够满足PUF值所需的再现性或个体变化的条件，物理特性不仅仅局限于放大晶体管Tr13的阈值电压Vth的变化。例如，也可以使用构成像素2的晶体管之中的除放大晶体管Tr13之外的其它晶体管的物理特性，且物理特征不必仅局限于阈值电压Vth的变化。作为具体示例，由设备引起的诸如所谓的随机电报信号(RTS：random telegraph signal)等噪声的检测结果可以用于生成PUF值。

5.应用示例

接下来，将说明根据本发明的实施例的固态摄像设备的应用示例。

5.1生物认证(biometric authentication)的应用示例

作为本发明的根据本技术的应用示例，将说明如下示例：根据本发明的实施例的固态摄像设备1应用于使用所谓生物信息的生物认证。在本设置中，“生物信息”是指表示诸如虹膜、指纹、静脉、面部、掌纹、声波纹、脉搏波和视网膜等人体特性的信息。

构造示例1：固态摄像设备中的执行生物认证的构造示例

首先，将尤其以结合在固态摄像设备中执行生物认证的示例的方式参照图22说明了应用有根据本应用示例的固态摄像设备的摄像设备的功能构造的示例。图22是说明根据本发明的实施例的技术的应用示例的说明图，即图示了根据本应用示例的摄像设备的示意性功能构造的示例的框图。

如图22所示，根据本应用示例的摄像设备710a包括固态摄像元件711a和主处理器731a。

固态摄像元件711a对应于上述的根据本发明的实施例的固态摄像设备1。如图22所示，固态摄像元件711a包括传感器单元712、信息处理单元713a、存储单元719和信息输出单元720。尽管未在图22中示出，但固态摄像元件711a可具有用于相对于外部执行设定值的发送和接收的寄存器接口(register interface)。这里，“外部”的示例包括存储由图像传感器生成的图像信息的记录介质、用于发送图像信息的网络、诸如主处理器或数码相机等处理图像信息的摄像设备主体、个人计算机(PC)、移动终端、游戏机、诸如Felica(注册商标)等非接触式IC卡和USB存储器。

传感器单元712对应于上文参照图1说明的像素阵列3，并执行将来自被摄体的光转换成电信号的光电转换。

信息处理单元713a必要时对获取的信息执行处理。如图22所示，信息处理单元713a例如包括图像信息获取单元714、生物信息获取单元715、生物判定单元741、生物认证单元742、特定信息获取单元716、特定值计算单元717和加密处理单元718。

基于由用户摄像的被摄体的光，图像信息获取单元714执行用于将由传感器单元712的光电转换获得的电信号从模拟信号转换成数字信号的模数转换(A/D转换)，并获取图像信息。

生物信息获取单元715通过对由传感器单元712的基于被摄像的被摄体的光的光电转换获得的电信号执行A/D转换来获取生物信息，以执行用户的生物认证。

特定信息获取单元716获取特定于用于构成固态摄像元件711a的设备的信息(下文中也称作“特定信息”)。例如，特定信息获取单元716可以获取构成传感器单元712的多个像素之中的被包含在至少一些区域(例如，OPB区域)中的一个或多个像素的像素值，以作为上文在第二实施例中说明的特定信息。此外，此时，特定信息获取单元716可以例如基于下文说明的存储单元719中预先保存的信息来指定充当特定信息获取目标的像素或包括一个或多个像素的区块。

特定值计算单元717基于预定函数(例如，PUF)使用由特定信息获取单元716获取的特定信息作为输入来生成(或计算)特定于固态摄像元件711a的值。作为具体示例，特定值计算单元717使用预定像素的(被作为如上文在第二实施例中说明的特定信息的)像素值作为输入来生成特定于固态摄像元件711a的PUF值。

生物判定单元741判定由生物信息获取单元715获取的生物信息是否能够认证用户。

生物认证单元742将被判定为能够认证用户的生物信息与预定存储区域(例如，下文说明的存储单元719)中存储的参考消息相比较，并认证用户是否有使用资格。例如，参考信息可以基于由特定值计算单元717生成的特定于固态摄像元件711a的值(例如，PUF值)被加密。在此情况下，生物认证单元742可以从特定值计算单元717获取特定于固态摄像元件711a的值，并基于所获得的值来解密参考信息。

加密处理单元718对在人员有使用资格时所认证的生物认证信息进行加密，生成加密信息，并将加密信息发送到信息输出单元720。例如，用于加密的密匙信息可以基于由特定值计算单元717生成的特定于固态摄像元件711a的值(例如，PUF值)进行加密。在此情况下，加密处理单元718可以从特定值计算单元717获取特定于固态摄像元件711a的值，并基于所获取的值解密密匙信息。

信息输出单元720将从信息处理单元713a输出的各类信息输出到固态摄像元件711a的外部，并例如包括输出切换单元721和图像信息输出单元722。

输出切换单元721根据从信息处理单元713a输入的信息类型来切换被输出到固态摄像元件711a的外部的信息。换言之，输出切换单元721具有用于切换目的地的开关的作用。由于固态摄像元件711a装备有输出切换单元721，所以用户能够选择是否输出下文说明的图像信息。

例如，在输出切换单元721选择输出加密信息的情况下，输出切换单元721执行控制，使得由加密处理单元718生成的加密信息(例如，加密的生物认证信息)通过未图示的寄存器接口等被发送到主处理器731a。

在输出切换单元721选择输出图像信息的情况下，图像信息输出单元722接收由图像信息获取单元714获取的图像信息，并将图像信息输出到固态摄像元件711a的外部。

主处理器731a从固态摄像元件711a接收图像信息或加密信息，并根据接收信息的类型执行各种处理。如图22所示，主处理器731a包括主控制单元732、图像信息输入单元733以及显影处理单元734。

主控制单元732控制摄像设备710a的组件的操作。例如，为了使固态摄像元件711a执行各个功能，主控制单元732将对应于这些功能的控制信号发送到固态摄像元件711a。此外，为了实现主处理器731a的各个功能，主控制单元732将对应于该功能的控制信号发送到主处理器731a中的相应单元。

图像信息输入单元733根据从主控制单元732给出的控制信号获取从固态摄像元件711a输出的图像信息。

显影处理单元734根据来自主控制单元732的控制信号基于由图像信息输入单元733从固态摄像元件711a获取的图像信息对输出图像执行显影处理。

上文已经尤其以结合在固态摄像设备中执行生物认证的示例的方式参照图22说明了应用有根据本应用示例的固态摄像设备的摄像设备的功能构造的示例。

构造示例2：加密并输出生物信息的构造示例

接下来，将尤其以结合对由固态摄像设备获取的并被输出到外部的生物信息执行加密处理的示例的方式参照图23来说明应用有根据本应用示例的固态摄像设备的摄像设备的功能构造的示例。图23是用于说明根据本发明的技术的应用示例的说明图，即图示了根据本应用示例的摄像设备的示意性功能构造的另一示例的框图。在本说明书中，尤其着重于与上文参照图22说明的摄像设备710a的不同之处来说明图23所示的摄像设备710b的功能构造，并且将省略与摄像设备710a的部件基本相似的部件的详细说明。

如图23所示，根据本应用示例的摄像设备710b包括固态摄像元件711b和主处理器731b。固态摄像元件711b和主处理器731b对应于图22所示的摄像设备710a中的固态摄像元件711a和主处理器731a。在图23所示的示例中，为了便于理解特征，主要示出了与生物信息处理相关的组件，并且未示出与上文说明的图像信息处理相关的组件。因此，例如，类似于图22所示的示例，在图23所示的示例中，设置了诸如图像信息获取单元714、输出切换单元721、图像信息输出单元722和图像信息输入单元733等组件。

如图23所示，固态摄像元件711b包括传感器单元712、信息处理单元713b、加密信息输出单元723和存储单元719。此外，信息处理单元713b例如包括生物信息获取单元715、特定信息获取单元716、特定值计算单元717和加密处理单元718。传感器单元712、存储单元719、生物信息获取单元715、特定信息获取单元716和特定值计算单元717基本上类似于图22所示的摄像设备710a中的传感器单元712、存储单元719、生物信息获取单元715、特定信息获取单元716和特定值计算单元717。

加密处理单元718加密由生物信息获取单元715获取的生物信息(例如，虹膜、指纹、静脉、面部、掌纹、声波纹、脉搏波、视网膜等的图像信息)以生成加密信息，并将加密信息发送到加密信息输出单元723。例如，用于加密的密匙信息可以基于由特定值计算单元717生成的特定于固态摄像元件711b的值(例如，PUF值)进行加密。在此情况下，加密处理单元718可以从特定值计算单元717获取特定于固态摄像元件711b的值，并且基于所获取的值对密钥信息进行解密。

加密信息输出单元723接收通过加密处理单元718对生物信息执行加密处理而生成的加密信息，并将加密信息输出到固态摄像元件711b的外部。

主处理器731b包括主控制单元732、加密信息输入单元736、显影处理单元734和生物认证单元735。

主控制单元732控制摄像设备710b的组件的操作。例如，为了使固态摄像元件711b执行各个功能，主控制单元732将对应于这些功能的控制信号发送到固态摄像元件711b。此外，为了实现主处理器731b的相应功能，主控制单元732将对应于该功能的控制信号发送到主处理器731b中的相应单元。

加密信息输入单元736根据来自主控制单元732的控制信号来获取从固态摄像元件711b输出的加密信息。

显影处理单元734根据从主控制单元732给出的控制信号对通过加密信息输入单元736从固态摄像元件711b获取的加密信息进行解密，并基于作为解密结果获得的生物信息(图像信息)对用于生物认证的输出图像执行显影处理。优选地，作为用于解密加密信息的密钥信息，预先获取与用于生成加密信息的密钥信息相同的信息并将其存储在预定存储区域中。然后，显影处理单元734将作为当前处理的结果获得的输出图像输出到生物认证单元735。

生物认证单元735判定从显影处理单元734输出的输出图像是否能够认证用户。生物认证单元735将被判定为能够认证用户的输出图像(即，生物信息)与预定存储区域中存储的参考信息进行比较，并验证用户是否有使用资格。

上文已经以尤其结合对由固态摄像设备获取并输出到外部的生物信息执行加密处理的示例的方式参考图23说明了应用有根据本应用示例的固态摄像设备的摄像设备的功能构造的示例。

构造示例3：加密和输出生物信息的构造的另一示例

接下来，将以尤其结合对由固态摄像设备获取并被输出到向外部的生物信息执行加密处理的示例的方式参考图24说明应用有根据本应用示例的固态摄像设备的摄像设备的功能构造的另一示例。图24是用于说明根据本发明的技术的应用示例的说明图，换言之，图示了根据本发明的实施例的摄像设备的示意性功能构造的另一个示例的框图。在本说明书中，尤其着重于与上文参照图22说明的摄像设备710a的不同之处来说明图24所示的摄像设备710c的功能构造，并且将省略与摄像设备710b的部件基本相似的部件的详细说明。

如图24所示，根据本应用示例的摄像设备710c包括固态摄像元件711c和主处理器731c。固态摄像元件711c和主处理器731c对应于图23所示的摄像设备710b中的固态摄像元件711b和主处理器731b。在图24所示的示例中，为了便于理解特征，主要示出了与生物信息处理相关的组件，并且未示出与上述图像信息处理相关的组件。因此，例如，类似于图22所示的示例，在图24所示的示例中，设置了诸如图像信息获取单元714、输出切换部721、图像信息输出单元722以及图像信息输入单元733等组件。

如图24所示，固态摄像元件711c包括传感器单元712、信息处理单元713c、加密信息输出单元723以及存储单元719。此外，信息处理单元713c例如包括生物信息获取单元715、特定信息获取单元716、特定值计算单元717和加密处理单元718。

图24所示的示例与图23所示的示例的不同之处在于由特定值计算单元717生成的特定于固态摄像元件711c的值(例如，PUF值)用作用于对由生物信息获取单元715获取的生物信息执行加密处理的密钥信息。换言之，在图24所示的固态摄像元件711c中，加密处理单元718的操作不同于图23所示的固态摄像元件711b中的加密处理单元的操作，并且其他组件基本上类似于固态摄像元件711b中的组件。

换言之，加密处理单元718通过将由特定值计算单元717生成的特定于固态摄像元件711c的值用作密匙信息来加密由生物信息获取单元715获取的生物信息以生成加密信息，并将加密信息发送到加密信息输出单元723。

此外，加密信息输出单元723接收通过所述加密处理单元718对生物信息执行加密处理生成的加密信息，并将加密信息输出到固态摄像元件711c的外部。

加密信息输入单元736根据来自主控制单元732的控制信号获取从固态摄像元件711c输出的加密信息。

显影处理单元734根据从主控制单元732给出的控制信号来解密通过加密信息输入单元736从固态摄像元件711c获取的加密信息，并基于作为解密结果获得的生物信息(图像信息)对用于生物认证的输出图像执行显影处理。优选地，预先获取用于解密加密信息的密钥信息(即，特定于固态摄像元件711c的值(例如，PUF值))，并将其存储在预定存储区域中。然后，显影处理单元734将作为当前处理的结果获得的输出图像输出到生物认证单元735。

后续处理类似于参考图23说明的摄像设备710b的处理。

如上所述，在图24所示的固态摄像元件711c中，不需要将用于加密生物信息的密钥信息存储在固态摄像元件711c的存储区域中。因此，根据图24所示的固态摄像元件711c，与参照图23说明的固态摄像元件711b相比，可以进一步提高与生物信息保护有关的安全性。

已经以尤其结合对由固态摄像设备获取的生物认证信息执行加密处理并将其输出到外部的另一示例的方式参考图24说明了应用有根据本应用示例的固态摄像设备的摄像设备的功能构造的示例。

5.2生物认证系统的应用示例

接下来，作为根据本发明的技术的应用示例，将说明经由网络将由根据本发明的实施例的固态摄像设备1获得的生物信息传送到服务器并在服务器中执行生物认证的所谓的生物认证系统的应用示例。

系统构造

首先，将参考图25说明根据本应用示例的生物认证系统的示意性系统构造的示例。图25是用于说明根据本发明的技术的应用示例的说明图，即图示了生物认证系统的示意性系统构造的示例的框图。

如图25所示，根据本应用示例的生物认证系统800包括摄像设备810和服务器850。此外，生物认证系统800可以包括终端设备890。摄像设备810、服务器850和终端设备890被构造为能够经由预定网络N880相对彼此进行信息的发送和接收。连接摄像设备810、服务器850和终端设备890的网络N880的类型不受特别限制。例如，网络N880可以利用因特网、专用线路、局域网(LAN)、广域网(WAN)等来构造。此外，网络N880可以利用无线网络构造，或者可以由有线网络构成。此外，网络N880可以包括多个网络，并且其至少一部分可以被构造为有线网络。此外，可以单独地设置用于连接各个设备的网络。作为具体示例，用于将摄像设备810与服务器850连接的网络和将服务器850与终端设备890连接的网络可以被构造为不同网络。

基于该构造，在根据本应用示例的生物认证系统800中，例如，从摄像设备810将通过摄像设备810对被摄体摄像而获得的生物信息发送到服务器850，并且服务器850基于生物信息执行生物认证。然后，例如，服务器850根据生物认证结果执行各种处理，并将执行处理的结果发送到基于生物认证结果被指定的用户的终端设备890(例如，智能手机等)。利用该构造，用户能够通过由用户持有的终端装置890获得的摄像结果来确认根据生物认证的结果执行的各种处理的结果。

接下来，下文将说明根据本应用示例的生物认证系统800中包括的设备之中的摄像设备810和服务器850的功能构造的示例。

摄像设备810的功能构造

首先，将参考图26说明根据本应用示例的摄像设备810的功能构造的示例。图26是用于说明根据本发明的技术的应用示例的说明图，即图示了构成生物认证系统的摄像设备810的示意性功能构造的示例的框图。

如图26所示，根据本应用示例的摄像设备810包括固态摄像元件811、主处理器831和通信单元841。

通信单元841是用于使摄像设备810能够经由预定网络与其他设备进行各种信息的发送和接收的组件。在经由无线网络与外部设备进行各种信息的发送和接收的情况下，通信单元841可以例如包括通信天线、射频(RF)电路、基带处理器等。在以下说明中，在摄像设备810的每个组件与其他装置进行信息的发送和接收的情况下，除非在此另有说明，假设通过通信单元841来进行信息的发送和接收。

固态摄像元件811对应于上述的根据本发明的实施例对固态摄像设备1。如图26所示，固态摄像元件811包括传感器单元812、信息处理单元813、存储单元819和信息输出单元820。尽管未在图26中示出，但固态摄像元件811可具有与外部将进行设定值的发送和接收的寄存器接口。这里，“外部”的示例包括存储由图像传感器生成的图像信息的记录介质、用于发送图像信息的网络、诸如主处理器或数码相机等处理图像信息的摄像设备主体、个人计算机(PC)、移动终端、游戏机、诸如Felica(注册商标)等非接触式IC卡和USB存储器。

传感器单元812对应于上文参考图1说明的像素阵列3，并执行用于将来自被摄体的光转换成电信号的光电转换。

必要时，信息处理单元813处理所获取的信息。如图26所示，信息处理单元813例如包括图像信息获取单元814、生物信息获取单元815、特定信息获取单元816、特定值计算单元817和加密处理单元818。图像信息获取单元814、生物信息获取单元815、特定信息获取单元816和特定值计算单元817类似于上文参照图22说明的图像信息获取单元714、生物信息获取单元715、特定信息获取单元716和特定值计算单元717，并因而省略其详细说明。

加密处理单元818通过基于由生物信息获取单元815获取的用户的生物信息的预定条件执行加密处理来生成加密信息，并将加密信息发送到信息输出单元820。此时，例如，加密处理单元818可以使用由特定值计算单元817生成的特定于固态摄像元件811的值(例如，PUF值)作为加密密钥。此外，加密处理单元818可以使用在现有加密方案中使用的密钥信息(例如，公共密钥等)作为加密密钥。此外，在使用现有加密方案中使用的密钥信息的情况下，不必布置用于生成特定于固态摄像元件811的值的组件(例如，特定信息获取单元816和特定值计算单元817)。

存储单元819利用即使在没有供电时仍能够保存存储内容的非易失性记录介质(例如，存储器等)构造，并且临时或永久地保存在固态摄像元件811中的组件执行各种处理时使用的各种信息。例如，特定信息获取单元816预先将用于识别充当特定信息获取目标的像素(或包括一个或多个像素的区块)的信息保存在存储单元819中。

信息输出单元820将从信息处理单元813输出的各种信息输出到固态摄像元件811的外部，并且例如包括输出切换单元821、图像信息输出单元822、加密信息输出单元823。

输出切换单元821根据从信息处理单元813输入的信息的类型切换被输出到固态摄像元件811外部的信息。换言之，输出切换单元721具有用于切换输出目的地的开关的作用。由于固态摄像元件811配备有输出切换单元821，因此可以选择性地切换由图像信息获取单元814获取的图像信息和通过对由生物信息获取单元815获取的生物信息进行加密获得的加密信息中的任一者的输出。

在选输出切换单元821选择输出图像信息的情况下，图像信息输出单元822接收由图像信息获取单元814获取的图像信息，并将图像信息输出到固态摄像元件811的外部。

此外，在输出切换单元821选择输出加密信息的情况下，加密信息输出单元823接收通过加密处理单元818对生物信息执行加密处理生成的加密信息，并且将加密信息输出到固态摄像元件811的外部。

主处理器831从固态摄像元件811接收图像信息或加密信息，并根据接收信息的类型执行各种处理。如图26所示，主处理器831包括主控制单元832、图像信息输入单元833、显影处理单元834、加密信息输入单元835和加密信息传送单元836。

主控制单元832控制摄像设备810的组件的操作。例如，为了使固态摄像元件811执行相应功能，主控制单元832向固态摄像元件811发送对应于这些控制的控制信号。此外，为了实现主处理器831的相应功能，主控制单元832向主处理器831中的相应单元发送对应于该功能的控制信号。

根据来自主控制单元832给出的控制信号，图像信息输入单元833获取从固态摄像元件811输出的图像信息。

根据从主控制单元832给出的控制信号，显影处理单元834基于通过图像信息输入单元833从固态摄像元件811获取的图像信息对输出图像执行显影处理。此外，显影处理单元834可以将通过显影处理获取的输出图像发送到经由预定网络连接的其他设备(例如，图25中所示的服务器850或终端设备890)。

根据来自主控制单元832的控制信号，加密信息输入单元835获取从固态摄像元件811输出的加密信息。

根据从主控制单元832给出的控制信号，加密信息传送单元836将通过加密信息输入单元835从固态摄像元件811获取的加密信息发送到经由预定网络连接的预定设备(例如，服务器850等)。

图26所示的构造仅仅是示例，并且只要能够实现摄像设备810的功能，摄像设备810的构造不必局限于图26所示的示例。

例如，在图26所示的示例中，图像信息输出单元822和加密信息输出单元823分开设置，但是图像信息输出单元822和加密信息输出单元823可以集成地构造。换言之，如果主处理器831能够确定从固态摄像元件811输出的信息的类型并且根据要输出的信息的类型选择性地切换处理，则输出图像信息和加密信息的输出单元可以被共用。在此情况下，图像信息输入单元833和加密信息输入单元835可以集成地构造。

此外，图26所示的摄像设备810的一些组件可以在外部附接到摄像设备810的外部。

上面已经参考图26说明了根据本应用示例的摄像设备810的功能构造的示例。

服务器850的功能构造

接下来，将参考图27说明根据本应用示例的服务器850的功能构造的示例。图27是用于说明根据本发明的技术的应用示例的说明图，即图示了构成生物体认证系统服务器850的示意性功能构造的示例的框图。

如图27所示，根据本应用示例的服务器850包括通信单元851、信息处理单元852和存储单元857。

通信单元851是用于使服务器850能够通过预定网络与其它设备进行各种信息的发送和接收的组件。在通过无线网络与外部设备进行各种信息的发送和接收的情况下，通信单元851可以例如包括通信天线、RF电路、基带处理器等。在以下说明中，在服务器850的每个组件与其他设备进行信息的发送和接收的情况下，除非这里另有说明，假设通过通信单元85进行信息的发送和接收。

信息处理单元852对从另一设备发送的加密信息进行解密，并基于作为解密结果获得的生物信息执行生物认证。此外，信息处理单元852可以根据生物认证的结果执行各种处理。如图27所示，信息处理单元852例如包括解密处理单元853、生物判定单元854、生物认证单元855和处理执行单元856。

解密处理单元853基于对应于加密信息发送源的密钥信息对从另一设备(例如，摄像设备810)发送的加密信息执行解密处理，由此对加密的原始信息(例如，生物信息)进行解密。

例如，特定于充当发送源(例如，固态摄像元件811)的每个设备的值(例如，PUF值)可以用作用于解密加密信息的密钥信息。在制造设备等时，预先生成每个设备的特定值，但是可以将其存储在能够被解密处理单元853可读的区域(例如，稍后说明的存储单元857)中。

作为另一示例，在现有加密方案中使用的密钥信息(例如，公共密钥等)可以用作用于解密加密信息的密钥信息。

生物判定单元854判定所获取的生物信息是否能够认证用户。

生物认证单元855将被判定为能够认证用户的生物信息与预定存储区域(例如，稍后说明的存储单元857)中存储的参考信息进行比较，并验证用户是否有使用资格。

处理执行单元856执行由服务器850提供的各种功能(例如，应用程序)。例如，根据由生物认证单元855执行的生物认证的结果，处理执行单元856可以从预定存储单元(例如，稍后说明的存储单元857)提取预定应用程序，并执行所提取的应用程序。此外，处理执行单元856可以根据执行生物认证的结果来指定用户，并根据执行应用的结果将信息发送到与所指定的用户相对应的终端设备890。

存储单元857临时或永久地保存在服务器850的组件执行各种处理时使用的各种信息。存储单元857可以利用即使在没有电力供应时仍能够保存存储内容的非易失性记录介质(例如，存储器等)来构造。此外，存储单元857的至少一部分可以利用易失性记录介质构造。

作为具体示例，存储单元857可以保存充当用于解密从摄像设备810发送的加密信息的密钥的信息。作为信息，例如，可以使用针对每个摄像设备810(更具体地，固态摄像元件811)预先生成的用于表示特定值(例如，PUF值)的信息。

作为另一示例，存储单元857可以保存参考信息以在生物认证时与生物信息进行比较。此外，存储单元857可以保存用于执行各种应用程序的数据(例如，库)和用于管理各种设置等的管理数据。

图27所示的构造仅仅是示例，并且只要能够实现服务器850的上述功能，服务器850的构造不必局限于图27所示的示例。作为具体示例，图27所示的服务器850的一些组件包括可以在外部附接在服务器850的外部。此外，作为另一示例，上述的服务器850的功能可以通过由多个设备执行的分布处理来实现。

上文已经参考图27说明了根据本应用示例的服务器850的功能构造的示例。

评估

如上所述，在根据本应用示例的生物认证系统800中，由摄像设备810的固态摄像元件811获取的生物信息作为已经过加密处理的加密信息被输出到固态摄像元件811的外部。因此，在固态摄像元件811外部的组件是摄像设备810中的设备并且没有保存用于解密的密钥信息的情况下，难以解密从固态摄像设备811输出的加密信息。换言之，在生物认证系统800中，由固态摄像元件811获取的生物信息作为加密信息在从固态摄像元件811输出并随后由服务器850接收的路径中传播。

可以使用诸如PUF值等特定于每个单独固态摄像元件811的值来作为用于加密生物信息的密钥信息，该值是通过使用难以复制的物理特性生成(或计算)的。

利用上述构造，根据本应用示例的生物认证系统800，可以进一步提高与作为通过摄像设备810执行的摄像的结果获得的用户生物信息的保护相关的安全性。

5.3移动物体的应用示例

根据本发明的实施例的技术(本技术)适用于各种产品。例如，根据本发明的实施例的技术被实现为安装在诸如汽车、电动车辆、混合动力电动车辆、摩托车、自行车、个人行动设备、飞机、无人驾驶飞机、船舶和机器人等任何类型的移动物体上的设备。

图28是图示了作为能够应用根据本发明的技术的移动物体的示例的车辆控制系统的示意性构造示例。

车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图28所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系控制单元12010、车身系统控制单元12020、车辆外部信息检测单元12030、车辆内部信息检测单元12040和集成控制单元12050。另外，作为功能集成控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、音频和图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053。

驱动系控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系相关的装置的操作。例如，驱动系控制单元12010用作如下部件的控制装：置诸如内燃机、驱动马达等生成车辆的驱动力的驱动力生成装置、将驱动力传输给车轮的驱动力传送机构、调节车辆的转向角度的转向机构、生成车辆的制动力的制动设备等。

车身系统控制单元12020根据各种程序来控制附接于车身上的各类装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无密匙进入系统、智能密匙系统、电动车窗识别或者诸如如车头灯、倒车灯、刹车灯、转弯信号或雾灯之类的各种灯的控制装置。在这种情况下，车身系统控制单元12020可以接收从移动设备发送的用于替代密匙或多种开关的信号的无线电波。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号，并且控制车辆门锁设备、电动车窗设备或灯等。

车辆外部信息检测单元12030检测关于安装有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，摄像部12031连接到车辆外部信息检测单元12030。车辆外部信息检测单元12030使摄像部12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。基于接收的图像，车辆外部信息检测单元12030可以针对人、车辆、障碍物、标志或路面上的字符等执行物体检测处理或距离检测处理。

摄像部12031是用于接收光并且根据所接收的光的光量输出电信号的光传感器。摄像部12301可以将电信号作为图像或距离车辆信息输出。另外，由摄像部12301接收的光可以是可见光或者可以是诸如红外线之类的不可见光。

车辆内部信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。例如，车辆内部信息检测单元12040与用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。例如，驾驶员状态检测部12041包括用于拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车辆内部信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的注意力程度，或者可以判定驾驶员是否在打瞌睡。

例如，基于由车辆外部信息检测单元12030或者车辆内部信息检测单元12040获得的关于车辆内部或外部的信息，微型计算机12051能够计算用于驱动力生成装置、转向装置或制动装置的控制目标值，并将控制命令输出至驱动系统控制单元12010。例如，微型计算机12051可以进行旨在执行高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能的协同控制，ADAS的功能包括车辆碰撞避免和车辆冲击减缓、基于车间距的跟随驾驶、恒定车辆速度驾驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。

此外，微型计算机12051可以基于由车辆外部信息检测单元12030或车辆内部信息检测单元12040在车辆周围区域获取的信息来控制驱动力生成装置、转向机构、制动装置等，由此执行用于允许车辆在不依赖驾驶员的操作的情况下自动地行驶的自动驾驶等的协作控制。

另外，微型计算机12051可以基于由车辆外部信息检测单元12030获取的关于车辆外部的信息向车身系统控制单元12020输出控制指令。例如，微型计算机12051可以根据由外部信息检测部12030检测的前车位置或对向驶来的车辆的位置来控制车头灯，并可以执行将诸如远光灯切换为近光灯的协作控制以旨在防止眩光。

音频和图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送到能够将信息在视觉上或听觉上通知给车辆的乘客或车辆外部的输出设备。在图28所示的示例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063被例示为输出设备。例如，显示部12062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。

图29是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。

在图29中，车辆12100包括作为摄像部12031的摄像部12101、12102、12103、12104和12105。

例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105定位在诸如前鼻、侧视镜、后保险杠、后门和车辆12100的车厢的前风挡玻璃的上部处。附接在前鼻处的摄像部12101和附接在车厢的前挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要拍摄车辆12100前方区域的图像。附接在侧视镜处的摄像部12102和12103主要拍摄车辆12100侧面区域的图像。附接在后保险杠或后门处的摄像部12104主要拍摄车辆12100后方区域的图像。由摄像部12101和12105获得的前侧的图像主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号、车道等。

注意，图29示出摄像部12101至12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示附接在前鼻处的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113表示附接在侧视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示附接在后保险杠或后门处的摄像部12104的摄像范围。例如，由摄像部12101至12104拍摄的各条图像数据的拼合获得了从上方看到的车辆12100的俯瞰图像。

摄像部12101至12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像部12101至12104中的至少一者可以是包括多个图像传感器的立体照相机，或者可以是包括用于相位差检测的像素的图像传感器。

例如，微型计算机12051可以基于从摄像部12101至12014获得的距离信息来获得距摄像范围12111至12114内的每个三维物体的距离以及距离的时间性改变(相对于车辆12100的相对速度)，由此通过特别地使用存在于车辆12100的行驶路线上的最接近的三维物体将以预定速度(例如，0km/h以上)在与车辆12100大致相同的方向上行驶的三维物体提取为前方车辆。另外，微型计算机12051能够预先设定车间距离以确保与前方车辆的间隔，并能够执行自动刹车控制(也包括跟踪巡航停止控制)或自动加速控制(也包括跟踪巡航启动控制)。因而，能够执行旨在用于执行自动巡航等的协同控制，以自主地行驶而不取决于驾驶员的操作。

例如，微型计算机12051可以基于从摄像部12010至12104获得的距离信息将关于三维物体的三维物体数据分类成诸如摩托车、普通车辆、大型车辆、行人、电线杆等其它三维物体，并可以使用这些其它三维物体来自动地规避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为对于车辆12100的驾驶员可见的障碍物和难以看见的障碍物。接着，微型计算机12051可以判定表示与每个障碍物发生碰撞的危险的碰撞风险，且由于碰撞风险被设定成等于或大于设定值，微型计算机12051能够通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警报，或者可以经由驱动系控制单元12010执行强制减速或规避转向来执行驾驶辅助以避免碰撞。

摄像部12010至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外线摄像机。例如，微型计算机12051能够通过判定在摄像部12101至12104的拍摄图像内是否存在行人来识别行人。例如可以在如下过程中来识别行人：在充当红外摄像机的摄像部12101至12104的拍摄图像中提取特征点的过程；以及使用于表示物体轮廓的系列特征点应用模式匹配(patternmatching)处理以判定是否存在行人的过程。微型计算机12051判定出在摄像部12101至12104的拍摄图像内存在行人。在识别出行人时，音频和图像输出部12052控制显示部12062使得用于着重强调的矩形轮廓线叠加在被识别的行人上。此外，音频图像输出部12052控制显示部12062，使得在期望位置显示用于表示行人的图标等。

上面已经说明了可以应用有根据本发明的技术的车辆控制系统的示例。根据本发明的技术可以应用于上述构造中的摄像部12031。具体地，图1所示的固态摄像设备1可以应用于固体摄像部12031。例如，当根据本发明的技术应用于摄像部12031时，可以基于特定于设备(固态摄像设备)的信息来在摄像部12031中加密由摄像部12031获取的各种类型的信息(例如，作为摄像结果获得的图像信息等)。因此，例如，可以进一步提高与由摄像部12031获取的信息的保护相关的安全性。

6.结论

如上所述，根据本发明的实施例，提供了固态摄像设备1，固态摄像设备能够生成用于加密处理的特定信息而不使其泄漏到外部并且在内部完成加密处理。由于根据本发明的实施例的固态摄像设备1生成用于加密处理的特定信息而不使其泄漏到外部并且在内部完成加密处理，因此可以高度安全地生成特定信息并执行极其安全的加密处理。

可以不必按顺序图或流程图中说明的顺序按时间顺序执行由本说明书的每个设备执行的处理中的各个步骤。例如，可以以与流程图中说明的顺序不同的顺序处理由每个设备执行的处理中的各个步骤，并且还可以并行处理。

此外，可以生成计算机程序，该计算机程序使每个设备中包括的诸如CPU、ROM和RAM的硬件设备拥有与上述设备的构造等同的功能。另外，还可以提供存储计算机程序的存储介质。另外，功能框图所示的各个功能区块可以由硬件设备或硬件电路构成，使得一系列处理可以由硬件设备或硬件电路实现。

上文已经参照附图说明了本发明的优选实施例，而本发明不局限于上述示例。本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内找到各种变形和修改，并且应该理解，这些变形和修改自然地落入本发明的技术范围内。

此外，本说明书中说明的效果仅仅是说明性的或示例性的效果，并不是限制性的。也就是说，利用或代替上述效果，根据本发明的技术可以从本说明书的说明中实现本领域技术人员清楚的其他效果。

本领域技术人员应该理解，可以根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

应注意，本技术可采用以下构造。

(1)一种适用于加密数据的固态摄像设备，所述固态摄像设备包括：

传感器晶片，其包括形成在所述传感器晶片的第一侧上的摄像像素的阵列和形成在所述传感器晶片的第二侧上的第一布线层，其中，所述摄像像素中的至少一者被构造成用于生成特定信号；

逻辑晶片，其包括形成在所述逻辑晶片的第一侧上的第二布线层；和

所述逻辑晶片上的加密处理器，其被构造成用于使用所述特定信号来生成加密数据，其中，所述逻辑晶片的所述第一侧被安装成相邻于所述传感器晶片的所述第二侧，并且所述第一布线层电连接到所述第二布线层，其中，所述摄像像素中的所述至少一者、所述加密处理器以及所述特定信号从所述摄像像素中的所述至少一者到所述加密处理器所穿过的连接导体位于所述固态摄像设备的内部。

(2)根据(1)所述的固态摄像设备，其还包括特定信息获取单元，所述特定信息获取单元在所述逻辑晶片上，并且被布置成用于从所述传感器晶片接收所述特定信号。

(3)根据(1)或(2)所述的固态摄像设备，其还包括特定值计算器，所述特定值计算器在所述逻辑晶片上，并且被布置成用于根据所述特定信号来计算特定值并将所述特定值提供到所述加密处理器，其中，所述加密处理器被构造为用于使用所述特定值生成所述加密数据。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是噪声信号，所述噪声信号包括从所述传感器晶片中的至少一个晶体管生成的噪声。

(5)根据(1)至(3)中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是噪声信号，所述噪声信号包括从所述传感器晶片上的所述摄像像素的至少一个光电二极管生成的噪声。

(6)根据(1)至(3)中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是暗电流信号，所述暗电流信号包括来自位于所述摄像像素的所述阵列的光学黑区中的至少一个光电二极管的暗电流。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的固态摄像设备，其还包括特定值计算器，所述特定值计算器在所述逻辑晶片上，并且被布置成用于根据所述特定信号来计算特定值，其中，所述加密处理器被布置成用于使用所述特定值来加密用于验证用户的生物信息。

(8)根据(1)至(7)中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述连接导体包括与填充有导体的第二接触孔电连接的填充有导体的第一接触孔。

(9)根据(1)至(7)中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述连接导体包括填充有导体的单个接触孔，所述单个接触孔具有电连接到所述第一布线层的第一部分和电连接到所述第二布线层的第二部分。

(10)根据(1)至(7)中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述连接导体包括所述第一布线层的与所述第二布线层的第二布线接触部直接接触的第一布线接触部。

(11)一种适用于加密数据的固态摄像设备，所述固态摄像设备包括：

包括摄像像素的阵列的传感器晶片，其中，所述摄像像素中的至少一者被构造为用于生成特定信号；

包括加密处理器的逻辑晶片，其中，所述逻辑晶片被安装成相邻于所述传感器晶片，并且被构造成用于至少部分地使用从所述传感器晶片接收的所述特定信号来生成加密密钥，其中，所述摄像像素中的所述至少一者、所述加密处理器以及所述特定信号从所述摄像像素中的所述至少一者到所述加密处理器所穿过的连接导体位于所述固态摄像设备的内部。

(12)根据(11)所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是噪声信号，所述噪声信号包括从所述传感器晶片中的至少一个晶体管生成的噪声。

(13)根据(11)所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是噪声信号，所述噪声信号包括从所述传感器晶片上的所述摄像像素的至少一个光电二极管生成的噪声。

(14)根据(11)所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是暗电流信号，所述暗电流信号包括来自位于所述摄像像素的所述阵列的光学黑色区域中的至少一个光电二极管的暗电流。

(15)根据(11)至(14)中任一项所述的固态摄像设备，其还包括所述逻辑晶片上的特定值计算器，所述特定值计算器被构造成用于根据所述特定信号生成特定值并将所述特定值提供到所述加密处理器。

(16)根据(11)至(15)中任一项所述的固态摄像设备，其还包括所述逻辑晶片上的生物认证器，所述生物认证器被布置成用于从所述特定值计算器接收所述特定值并接收用于认证用户的生物数据。

(17)根据(16)所述的固态摄像设备，其中，所述生物认证器还被构造成用于使用所述特定值来解密参考数据并将所解密的参考数据与所述生物数据进行比较。

(18)根据(15)至(17)中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述加密处理器还被构造成用于使用所述特定值来加密所述生物数据。

(19)根据(16)至(18)中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述生物数据包括特定于所述用户且利用所述摄像像素的所述阵列获取的数据。

(20)一种适用于加密数据的固态摄像设备，所述固态摄像设备包括：

摄像像素的阵列，所述摄像像素中的至少一者被构造用于生成特定信号；和

加密处理器，其被构造成用于使用所述特定信号生成加密数据，其中，所述摄像像素中的所述至少一者、所述加密处理器以及所述特定信号从所述摄像像素中的所述至少一者到所述加密处理器所穿过的路径位于所述固态摄像设备的内部。

(21)一种固态摄像设备，其包括：

特定信息生成单元，其被构造成用于生成预定模拟信息；

特定值生成单元，其被构造成用于基于所述预定模拟信息生成预定特定值；和

加密处理单元，其被构造成用于使用所述预定特定值执行加密处理，

其中，所述特定信息生成单元、所述特定值生成单元和所述加密处理单元被预定层覆盖。

(22)根据(21)所述的固态摄像设备，

其中，两个以上的半导体基板接合。

(23)根据(22)所述的固态摄像设备，

其中，所述半导体基板包括第一半导体基板和第二半导体基板，在所述第一半导体基板上形成有至少包括像素阵列的像素区域和所述特定信息生成单元，在所述第二半导体基板上至少形成有逻辑电路。

(24)根据(23)所述的固态摄像设备，

其中，所述加密处理单元形成在所述逻辑电路中。

(25)根据(23)或(24)所述的固态摄像设备，

其中，所述第一半导体基板的布线和所述第二半导体基板的布线直接接合。

(26)根据(25)所述的固态摄像设备，

其中，所述布线是铜布线。

(27)根据(21)至(26)中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述特定值生成单元包括：

检测单元，其被构造成用于将所述预定模拟信息转换为数字信息，和

特定值计算单元，其被构造成用于使用所述数字信息计算所述预定特定值。

(28)根据(27)所述的固态摄像设备，

其中，所述特定值计算单元从多条所述数字信息之中选择用于计算所述预定特定值的一条所述数字信息。

(29)根据(21)至(27)中任一项所述的固态摄像设备，其还包括：

驱动控制单元，其被构造成用于驱动所述特定信息生成单元。

(30)根据(29)所述的固态摄像设备，

其中，所述驱动控制单元执行控制，使得在输出图像数据的情况下执行的驱动与在输出所述预定模拟信息的情况下执行的驱动不同。

(31)根据(30)所述的固态摄像设备，

其中，所述驱动控制单元执行控制，使得针对在输出所述图像数据的情况下的所述驱动使用的偏置电流不同于针对在输出所述预定模拟信息的情况下的所述驱动使用的偏置电流。

(32)根据(29)至(31)中任一项所述的固态摄像设备，

其中，所述驱动控制单元执行控制，使得在驱动所述像素区域的情况下的驱动不同于在驱动所述特定信息生成单元的情况下的驱动。

(33)根据(21)至(32)中任一项所述的固态摄像设备，

其中，所述特定信息生成单元被屏蔽外部光。

(34)根据(21)至(33)中任一项所述的固态摄像设备，

其中，所述特定值生成单元去除在生成所述预定特定值时出现的噪声成分。

(35)根据(21)至(34)中任一项所述的固态摄像设备，

其中，所述预定模拟信息是不用作图像数据的基础的信息。

(36)一种用于固态摄像设备的特定值生成方法，所述方法包括：

通过特定信息生成单元，生成预定模拟信息；

通过特定值生成单元，基于所述预定模拟信息生成预定特定值；以及

通过加密处理单元，使用所述预定特定值执行加密处理，

其中，所述特定信息生成单元、所述特定值生成单元和所述加密处理单元被预定层覆盖。

(37)一种堆叠式固态摄像设备，其包括：

摄像单元，其被构造成用于生摄像素信号；

特定信息生成单元，其被构造成用于生成预定模拟信息；和

加密处理单元，其被构造成用于使用基于所述预定模拟信息的预定特定值对所述像素信号执行加密处理，

其中，所述摄像单元和所述特定信息生成单元被包含在第一半导体基板中，并且所述加密处理单元被包含在第二半导体基板中。

(38)一种堆叠式固态摄像设备，其包括：

第一像素，其被构造成用于根据入射光生摄像素信号；

第二像素，其被遮光部覆盖，并被构造成用于生成预定模拟信息；和

加密处理单元，其被构造成用于使用基于所述预定模拟信息的预定特定值对所述像素信号执行加密处理，

其中，所述第一像素和所述第二像素被包含在第一半导体基板中，并且所述加密处理单元被包含在第二半导体基板中。

(39)一种堆叠式固态摄像设备，其包括：

摄像单元，其被构造成用于生摄像素信号；和

加密处理单元，其被构造成用于对所述像素信号执行加密处理，

其中，所述摄像单元被包含在第一半导体基板中，并且所述加密处理单元被包含在第二半导体基板中。

(40)根据(37)至(39)中任一项所述的堆叠型固态摄像设备，其中，所述第一半导体基板和所述第二半导体基板接合。

(41)根据(40)所述的堆叠型固态摄像设备，其中，所述第一半导体基板的布线和所述第二半导体基板的布线直接接合。

(42)根据(41)所述的堆叠型固态摄像设备，其中，所述布线是铜布线。

(43)根据(37)至(39)中任一项所述的堆叠型固态摄像设备，其还包括：

第三半导体基板，其包括存储器单元。

(44)根据(43)所述的堆叠型固态摄像设备，其中，所述第三半导体基板设置在所述第一半导体基板和所述第二半导体基板之间。

[附图标记列表]

1 固态摄像设备

2 像素

3 像素阵列

4 垂直驱动电路

5 列信号处理电路

6 水平驱动电路

7 输出电路

8 控制电路

9 垂直信号线

10 水平信号线

11 半导体基板

12 输入/输出端子

101 控制单元

111 像素阵列单元

112 选择单位

114 恒流电路单元

121 像素

122 像素

131 开关

132 开关

133 开关

141 比较器

143 计数器

151 比较器

153 计数器

161 MOS晶体管

162 MOS晶体管

Claims (20)

1.一种适用于加密数据的固态摄像设备，所述固态摄像设备包括：

传感器晶片，其包括形成在所述传感器晶片的第一侧上的摄像像素的阵列和形成在所述传感器晶片的第二侧上的第一布线层，其中，所述摄像像素中的至少一者被构造成用于生成特定信号；

逻辑晶片，其包括形成在所述逻辑晶片的第一侧上的第二布线层；和

所述逻辑晶片上的加密处理器，其被构造成用于使用所述特定信号来生成加密数据，其中，所述逻辑晶片的所述第一侧被安装成相邻于所述传感器晶片的所述第二侧，并且所述第一布线层电连接到所述第二布线层，其中，所述摄像像素中的所述至少一者、所述加密处理器以及所述特定信号从所述摄像像素中的所述至少一者到所述加密处理器所穿过的连接导体位于所述固态摄像设备的内部。

2.根据权利要求1所述的固态摄像设备，其还包括特定信息获取单元，所述特定信息获取单元在所述逻辑晶片上，并且被布置成用于从所述传感器晶片接收所述特定信号。

3.根据权利要求1所述的固态摄像设备，其还包括特定值计算器，所述特定值计算器在所述逻辑晶片上，并且被布置成用于根据所述特定信号来计算特定值并将所述特定值提供到所述加密处理器，其中，所述加密处理器被构造为用于使用所述特定值生成所述加密数据。

4.根据权利要求1所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是噪声信号，所述噪声信号包括从所述传感器晶片中的至少一个晶体管生成的噪声。

5.根据权利要求1所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是噪声信号，所述噪声信号包括从所述传感器晶片上的所述摄像像素的至少一个光电二极管生成的噪声。

6.根据权利要求1所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是暗电流信号，所述暗电流信号包括来自位于所述摄像像素的所述阵列的光学黑区中的至少一个光电二极管的暗电流。

7.根据权利要求1或2所述的固态摄像设备，其还包括特定值计算器，所述特定值计算器在所述逻辑晶片上，并且被布置成用于根据所述特定信号来计算特定值，其中，所述加密处理器被布置成用于使用所述特定值来加密用于验证用户的生物信息。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述连接导体包括与填充有导体的第二接触孔电连接的填充有导体的第一接触孔。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述连接导体包括填充有导体的单个接触孔，所述单个接触孔具有电连接到所述第一布线层的第一部分和电连接到所述第二布线层的第二部分。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的固态摄像设备，其中，所述连接导体包括所述第一布线层的与所述第二布线层的第二布线接触部直接接触的第一布线接触部。

11.一种适用于加密数据的固态摄像设备，所述固态摄像设备包括：

包括摄像像素的阵列的传感器晶片，其中，所述摄像像素中的至少一者被构造成用于生成特定信号；

包括加密处理器的逻辑晶片，其中，所述逻辑晶片被安装成相邻于所述传感器晶片，并且被构造成用于至少部分地使用从所述传感器晶片接收的所述特定信号来生成加密密钥，其中，所述摄像像素中的所述至少一者、所述加密处理器以及所述特定信号从所述摄像像素中的所述至少一者到所述加密处理器所穿过的连接导体位于所述固态摄像设备的内部。

12.根据权利要求11所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是噪声信号，所述噪声信号包括从所述传感器晶片中的至少一个晶体管生成的噪声。

13.根据权利要求11所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是噪声信号，所述噪声信号包括从所述传感器晶片上的所述摄像像素的至少一个光电二极管生成的噪声。

14.根据权利要求11所述的固态摄像设备，其中，所述特定信号是暗电流信号，所述暗电流信号包括来自位于所述摄像像素的所述阵列的光学黑色区域中的至少一个光电二极管的暗电流。

15.根据权利要求11-14中任一项所述的固态摄像设备，其还包括所述逻辑晶片上的特定值计算器，所述特定值计算器被构造成用于根据所述特定信号生成特定值并将所述特定值提供到所述加密处理器。

16.根据权利要求15所述的固态摄像设备，其还包括所述逻辑晶片上的生物认证器，所述生物认证器被布置成用于从所述特定值计算器接收所述特定值并接收用于认证用户的生物数据。

17.根据权利要求16所述的固态摄像设备，其中，所述生物认证器还被构造成用于使用所述特定值来解密参考数据并将所解密的参考数据与所述生物数据进行比较。

18.根据权利要求17所述的固态摄像设备，其中，所述加密处理器还被构造成用于使用所述特定值来加密所述生物数据。

19.根据权利要求16所述的固态摄像设备，其中，所述生物数据包括特定于所述用户且利用所述摄像像素的所述阵列获取的数据。

20.一种适用于加密数据的固态摄像设备，所述固态摄像设备包括：

摄像像素的阵列，所述摄像像素中的至少一者被构造用于生成特定信号；和

加密处理器，其被构造成用于使用所述特定信号生成加密数据，其中，所述摄像像素中的所述至少一者、所述加密处理器以及所述特定信号从所述摄像像素中的所述至少一者到所述加密处理器所穿过的路径位于所述固态摄像设备的内部。

Images