JP2022045792A - 検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偽造品の製造を抑制するため、ＰＵＦを利用した撮像データを生成可能な検出装置を提供すること。【解決手段】検出装置は、第１のトランジスタのゲート電極に光電変換素子が接続された画素を有し、第１のトランジスタのゲート電極をリセットするリセット期間と、光電変換素子を露光する露光期間と、光電変換素子の露光に伴う電圧を読み出す期間と、を有し、リセット期間において、第１のトランジスタのゲート電極にリセット電圧を供給する第１の期間に第１の電圧を読み出し、第１のトランジスタのゲート電極にリセット電圧の供給を停止した後の第２の期間に第２の電圧を読み出し、露光期間である第３の期間ののち前記読み出す期間である第４の期間に第３の電圧を読み出し、第１の電圧と第２の電圧の差をＰＵＦ－ＩＤデータとして出力し、第３の電圧と第２の電圧の差を検出データとして出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、検出装置、及び検出装置の駆動方法に関する。

近年、半導体集積回路を有する電子部品、前記電子部品を備えた電子機器、又はそれらを利用したシステムにおいて、模倣品、海賊版、又は偽造品が問題となっている。例えば、前記電子部品、前記電子機器、又はそれらを利用したシステムの模倣品、海賊版、又は偽造品の製造を防止するため、秘密鍵を利用する暗号化技術を用いることは、これらの問題に対する対策の一つである。

また、これらの問題に対する他の対策として、特許文献１及び特許文献２には、ＰＵＦ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｎｃｌｏｎａｂｌｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を利用した撮像データを生成可能な固体撮像装置が開示されている。

特開２０１９－１８０００３号公報 国際公開第２０１６／１６７０７６号

本発明の課題の一つは、模倣品、海賊版、又は偽造品の製造を抑制するため、ＰＵＦを利用した撮像データを生成可能な検出装置を提供することを課題の一つとする。

検出装置は、電源線と読み出し信号線との間に接続された第１のトランジスタのゲート電極に光電変換素子の第１の電極が接続された少なくとも１つの画素を有し、第１のトランジスタのゲート電極をリセットするリセット期間と、光電変換素子を露光する露光期間と、光電変換素子の露光に伴う電圧を読み出す期間と、を有し、リセット期間において、第１のトランジスタのゲート電極にリセット電圧を供給する第１の期間に、読み出し信号線から第１の電圧を読み出し、第１のトランジスタのゲート電極にリセット電圧の供給を停止した後の第２の期間に、読み出し信号線から第２の電圧を読み出し、露光期間である第３の期間ののち、前記読み出す期間である第４の期間において、読み出し信号線から第３の電圧を読み出し、第１の電圧と第２の電圧の差をＰＵＦ－ＩＤデータとして出力し、第３の電圧と第２の電圧の差を検出データとして出力する。

本発明の一実施形態に係る検出装置の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る画素回路を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置の駆動方法を示すタイミングチャートである。 図４に示すタイミングにおける画素の動作状態を示す模式的な図である。 図４に示すタイミングにおける画素の動作状態を示す模式的な図である。 図４に示すタイミングにおける画素の動作状態を示す模式的な図である。 図４に示すタイミングにおける画素の動作状態を示す模式的な図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る画素回路を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置の駆動方法を示すタイミングチャートである。 図１１に示すタイミングにおける画素の動作状態を示す模式的な図である。 図１１に示すタイミングにおける画素の動作状態を示す模式的な図である。 図１１に示すタイミングにおける画素の動作状態を示す模式的な図である。 図１１に示すタイミングにおける画素の動作状態を示す模式的な図である。 本発明の一実施形態に係る検出装置を用いた駆動方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状、構成等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。なお、各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。

検出装置は、指紋などの生体情報を検出する装置や固体撮像装置を含む。固体撮像装置には、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサなどがある。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサである。本明細書においては、固体撮像装置を例に説明するが、本発明の内容は固体撮像装置に限らず指紋センサなどの生体情報を検出するための検出装置においても当然適用可能である。また、指紋センサなどの検出装置に本発明を適用するにあたり、後述する撮像データは検出データと言い換えてもよい。

＜１．第１実施形態＞
＜１－１．固体撮像装置１００の構成＞
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の構成を示す模式的な平面図である。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の構成は、図１及び図２に示された構成に限定されない。

図１に示されるように、固体撮像装置１００は、電源回路２００、駆動タイミング制御回路３００、行選択回路４００、画素部５０４、読み出し回路６００、及び信号処理回路７００を有する。画素部５０４は、被写体を撮像する複数の画素５０２を有する。

複数の画素５０２は、ｘ方向と、ｘ方向に交差するｙ方向にマトリクス状に配列する。詳細は後述するが、複数の画素５０２のそれぞれは、画素回路１２０を構成する複数のトランジスタ（図３）、複数の容量素子（図３）、及び受光素子（図３）を有する。本発明の一実施形態において、例えば、ｘ方向は第１の方向と呼ばれ、ｙ方向は第２の方向と呼ばれる。また、本発明の一実施形態において、受光素子は光起電力を発生する光電変換素子である例を示すが、本発明の一実施形態はこの例に限定されない。本発明の一実施形態において、光電変換素子の具体例としてフォトダイオード（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ、ＰＤ）を示す。

電源回路２００は、駆動タイミング制御回路３００、信号処理回路７００、読み出し回路６００、及び行選択回路４００に電気的に接続する。電源回路２００は、論理回路（図示せず）、電圧生成回路（図示せず）を有する。電源回路２００は、論理回路、電圧生成回路を用いて、信号または電源電圧を生成し、生成した信号、電源電圧、又は電力を、駆動タイミング制御回路３００、信号処理回路７００、読み出し回路６００、及び行選択回路４００に供給する。

駆動タイミング制御回路３００は、信号処理回路７００、読み出し回路６００、及び行選択回路４００に電気的に接続する。駆動タイミング制御回路３００は、例えば、信号処理回路７００、読み出し回路６００、及び行選択回路４００等の信号処理に必要なタイミング信号を生成し、信号処理回路７００、読み出し回路６００、及び行選択回路４００に当該タイミング信号を供給する。タイミング制御信号は、例えば、行選択回路４００の行選択を制御するクロック信号、及びスタートパルスを生成し、生成した各信号を行選択回路４００に供給する。

行選択回路４００は、例えば、画素部５０４に対してｘ方向に隣接する位置に配置される。行選択回路４００には、例えば、リセット信号線４１２（図３）、走査信号線４１０（図３）、バイアス電圧供給線４１８（図３）、基準電位線ＰＶＳＳ、第１の駆動電源線ＰＶＤＤ１が接続される。走査信号線４１０は、同じ行に配列された複数の画素５０２に接続される。

読み出し回路６００は、信号処理回路７００に接続する。読み出し回路６００は、例えば、画素部５０４に対してｙ方向に隣接する位置に配置される。読み出し回路６００には、複数の読み出し信号線４２０（図３）、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２（図３）が接続される。読み出し信号線４２０は、同じ列に配列された複数の画素５０２に接続される。

読み出し回路６００は、例えば、ＡＤ変換器（図示は省略）、及び水平転送走査回路（図示は省略）を有する。読み出し信号線４２０に供給される出力信号ＯＵＴ（ｎ）（図４）は、ＡＤ変換器によってデジタル信号に変換される。デジタル信号は、水平転送走査回路に転送される。水平転送走査回路は、デジタル信号を列毎に順次読み出す。すなわち、水平転送走査回路は、行選択回路４００を用いて選択された行の複数の画素５０２のそれぞれに対応する出力信号ＯＵＴ（ｎ）をデジタル信号として読み出すことができる。よって、読み出し回路６００は、出力信号ＯＵＴ（ｎ）を入力し、デジタル信号を出力する。

信号処理回路７００は、ＰＵＦ－ＩＤ抽出回路７１０、及び画像処理回路７２０を有する。ＰＵＦ－ＩＤ抽出回路７１０は、例えば、読み出し回路６００から出力された複数のデジタル信号を用いて固体撮像装置１００に固有の識別子（Ｉｄｅｎｔｉｆｅｒ、ＩＤ）、即ち、ＰＵＦ－ＩＤを生成する。画像処理回路７２０は、例えば、読み出し回路６００から出力された複数のデジタル信号に対して、ガンマ補正、ノイズ除去などの画像処理を実行し、画像データを生成する。画像データは、例えば、撮像された被写体の撮像データである。なお、図示は省略するが、信号処理回路７００、ＰＵＦ－ＩＤ抽出回路７１０、及び画像処理回路７２０のそれぞれは、演算処理回路、記憶回路を有する。本発明の一実施形態において、演算処理回路は、例えば、プロセッサ、ＣＰＵなどであり、記憶回路は、例えば、揮発性メモリ、不揮発性メモリである。

図２に示されるように、行選択回路４００は、画素部５０４内のｎ行目に位置する複数の画素５０２（画素回路１２０）のそれぞれに、共通に、リセット信号ＲＧ（ｎ）と、走査信号ＳＧ（ｎ）と、バイアス電圧供給信号ＶＢと、基準電位ＶＳＳと、第１の駆動電圧ＶＰＰ１とを供給する。読み出し回路６００は、画素部５０４内のｍ列目に位置する複数の画素５０２の画素回路１２０のそれぞれに、第２の駆動電圧ＶＰＰ２を供給する。本発明の一実施形態において、複数の画素５０２は、例えば、ｘ方向（第１の方向）にｍ個配列し、ｙ方向（第２方向）にｎ個配列する。数値ｍ及び数値ｎはそれぞれ自然数である。例えば、３行５列に配列する画素５０２は、３行５列の画素５０２、または座標（３、５）の画素５０２などと呼ばれる。

複数の画素５０２のそれぞれは、複数のサブ画素を含んでもよい。例えば、１つの画素５０２は、３つのサブ画素を有し、３つのサブ画素のそれぞれは画素回路１２０を有してもよい。３つのサブ画素は、互いに異なる色を呈すカラーフィルタを有してもよい。例えば、３つの画素のうち、第１のサブ画素は赤色を呈すカラーフィルタを有し、第２のサブ画素は緑色を呈すカラーフィルタを有し、第３のサブ画素は青色を呈すカラーフィルタを有する。また、３つの画素５０２を１単位として、３つの画素が互いに異なる色を呈すカラーフィルタを有してもよい。例えば、３つの画素のうち、第１の画素は赤色を呈すカラーフィルタを有し、第２の画素は緑色を呈すカラーフィルタを有し、第３の画素は青色を呈すカラーフィルタを有する。画素及びサブ画素の構成はここで示す例に限定されない。例えば、画素５０２は４つ以上の互いに異なる色を呈すカラーフィルタを有するサブ画素を有してもよく、４つ以上の互いに異なる色を呈すカラーフィルタを有する画素５０２を１単位としてもよい。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００は、４つ以上の互いに異なる色を呈すカラーフィルタを有する画素またはサブ画素を備えることで、被写体の色再現性の高い撮像データを生成することができる。

また、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００では、複数の画素５０２の配列は、ストライプ配列である例を示す。なお、複数の画素５０２の配列には制限がなく、例えば、固体撮像装置１００の用途又は仕様に基づき適宜決めればよい。

なお、各信号、電源、電圧、及び電力の基となる信号、電源、電圧、及び電力が、外部回路（図示は省略）から電源回路２００、駆動タイミング制御回路３００、及び信号処理回路７００に供給されてもよい。各信号、電源、電圧、及び電力に基づき、電源回路２００、駆動タイミング制御回路３００、及び信号処理回路７００において加工された所望の信号、所望の電源、所望の電圧、及び所望の電力が、行選択回路４００、画素部５０４、及び読み出し回路６００に供給されてもよい。

＜１－２．画素５０２の構成＞
図３は、本発明の一実施形態に係る画素回路１２０を示す回路図である。複数の画素５０２のそれぞれは、画素回路１２０を構成する複数のトランジスタと、容量素子と、光電変換素子とを有する。図３は、図２に示したｎ行ｍ列の画素５０２の、画素回路１２０を構成する構成要素を示す。図３に示す画素回路１２０の構成は一例であって、画素回路１２０の構成は、図３に示す構成に限定されない。図１及び図２と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。

図３に示すように、画素回路１２０は、例えば、リセットトランジスタＭｒｓｔ（第１のスイッチ）、駆動トランジスタＭｓｆ（第２のスイッチ）、選択トランジスタＭｓｗ（第３のスイッチ）、負荷トランジスタＭｃｃ（第４のスイッチ）、光電変換素子ＰＤ、第１の容量素子ＳＣ１、第２の容量素子ＳＣ２、第３の容量素子ＳＣ３、及び第４の容量素子ＳＣ４から構成される。これらのトランジスタのそれぞれは、ゲート電極（第１の電極）、ソース電極及びドレイン電極からなる一対の電極（第２の電極及び第３の電極からなる一対の電極）を有する。これらの容量素子のそれぞれは、一対の電極（第１の電極、第２の電極）を有する。なお、ソース電極及びドレイン電極に印加される電圧によって、各々の電極のソースとしての機能とドレインとしての機能とが入れ替わってもよい。

駆動トランジスタＭｓｆ、選択トランジスタＭｓｗ、及び負荷トランジスタＭｃｃはソースフォロア１２１を構成する。ソースフォロア１２１は、所謂ドレイン接地回路であり、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２から基準電位線ＰＶＳＳに電流を流し、駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）に供給された電圧に対応した出力信号ＯＵＴ（ｎ）を出力する。

画素５０２を駆動する電源として、第１の駆動電源線ＰＶＤＤ１から第１の駆動電圧ＶＰＰ１が供給され、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２から第２の駆動電圧ＶＰＰ２が供給され、基準電位線ＰＶＳＳから基準電圧ＶＳＳが供給され、コモン電位線ＶＣＯＭからコモン電圧が供給される。第１の駆動電源線ＰＶＤＤ１は第１の駆動電源線４１４であり、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２は第２の駆動電源線４２８であり、基準電位線ＰＶＳＳは基準電位線４２４である。コモン電位線ＶＣＯＭはコモン電極４２２に接続する。

本発明の一実施形態では、第１の駆動電源線ＰＶＤＤ１、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２、基準電位線ＰＶＳＳ、及びコモン電位線ＶＣＯＭは、複数の画素５０２に対して共通に設けられるが、第１の駆動電源線ＰＶＤＤ１、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２、基準電位線ＰＶＳＳ、及びコモン電位線ＶＣＯＭは、複数の画素５０２に対して共通に設けられなくてもよい。第１の駆動電圧ＶＰＰ１は、第２の駆動電圧ＶＰＰ２と同一または略同一であってよく、第２の駆動電圧ＶＰＰ２より小さくてもよい。第１の駆動電圧ＶＰＰ１は、定電圧であって、ノードｎｏｄｅＡに定電圧を供給し、画素５０２をリセットまたは初期化可能な電圧であればよい。コモン電圧は、基準電圧ＶＳＳと同一または略同一であってよく、基準電圧ＶＳＳより小さくてもよい。コモン電圧は、定電圧であって、コモン電極４２２の変動を抑制可能な電圧であればよい。

また、本発明の一実施形態では、バイアス電圧供給信号ＶＢ、基準電位線ＰＶＳＳ、及び第１の駆動電源線ＰＶＤＤ１は、行選択回路４００に設けられ、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ、基準電圧ＶＳＳ、及び第１の駆動電圧ＶＰＰ１は、行選択回路４００から、複数の画素５０２に供給する例を示すが、この例に限定されない。バイアス電圧供給信号ＶＢ、基準電位線ＰＶＳＳ、及び第１の駆動電源線ＰＶＤＤ１は、読み出し回路６００に設けられてもよく、バイアス電圧供給信号ＶＢ、基準電位線ＰＶＳＳ、及び第１の駆動電源線ＰＶＤＤ１の一部が行選択回路４００に設けられ、残りの一部が読み出し回路６００に設けられてもよい。第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２は読み出し回路６００に設けられ、第２の駆動電圧ＶＰＰ２は読み出し回路６００から、複数の画素５０２に供給する例を示すが、この例に限定されない。第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２は行選択回路４００に設けられてもよい。バイアス電圧供給信号ＶＢ、基準電位線ＰＶＳＳ、第１の駆動電源線ＰＶＤＤ１、及び第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２は、電源回路２００に設けられ、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ、基準電圧ＶＳＳ、第１の駆動電圧ＶＰＰ１、及び第２の駆動電圧ＶＰＰ２は、電源回路２００から複数の画素５０２に供給してもよい。また、図示は省略するが、例えば、コモン電位線ＶＣＯＭは電源回路２００に設けられ、コモン電圧は電源回路２００から複数の画素５０２のコモン電極４２２に供給されるが、この例に限定されない。コモン電位線ＶＣＯＭは電源回路２００に設けられ、コモン電圧は電源回路２００から行選択回路４００または読み出し回路６００を経由し、複数の画素５０２のコモン電極４２２に供給されてもよい。本発明の一実施係る固体撮像装置１００においては、用途、仕様等に合わせて、電源線などの配置を適宜変えてもよい。

リセットトランジスタＭｒｓｔは、リセット信号ＲＧ（ｎ）に基づき、ノードｎｏｄｅＡに第１の駆動電圧ＶＰＰ１を供給し、画素５０２をリセット状態または初期化状態にする。ノードｎｏｄｅＡは、駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）、光電変換素子ＰＤの第１の電極、第１の容量素子の第２の電極、及び第２の容量素子の第２の電極に接続する。

駆動トランジスタＭｓｆは、入力された第１の駆動電圧ＶＰＰ１を用いて、リセット状態または初期化状態における画素５０２のソースフォロア１２１に流す電流を調整する。また、駆動トランジスタＭｓｆは、画素５０２の露光に伴い光電変換素子ＰＤが受光した光に基づき発生された光起電力を用いてソースフォロア１２１に流す電流を調整する。なお、本発明の一実施形態において、画素５０２の露光は、画素５０２が受光すること、画素５０２を露光することと言い換えてもよく、光電変換素子ＰＤが受光することは、光電変換素子ＰＤの露光、光電変換素子ＰＤを露光することと言い換えてもよい。

選択トランジスタＭｓｗは、走査信号ＳＧ（ｎ）に基づき、ソースフォロア１２１を駆動するか否かを制御する。すなわち、選択トランジスタＭｓｗは、走査信号ＳＧ（ｎ）に基づき、ソースフォロア１２１が電流を流すか否かを制御する。

負荷トランジスタＭｃｃは、バイアス電圧供給信号ＶＢに基づき、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２から基準電位線ＰＶＳＳに定電流を流すか否かを制御する。バイアス電圧Ｖｂｉａｓが負荷トランジスタＭｃｃに入力されると、負荷トランジスタＭｃｃは導通状態となり、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２から基準電位線ＰＶＳＳに定電流を流す。すなわち、負荷トランジスタＭｃｃは定電流源となる。

第１の容量素子ＳＣ１は、リセットトランジスタＭｒｓｔのゲート電極（第１の電極）とリセットトランジスタＭｒｓｔのソース電極またはドレイン電極（第２の電極または第３の電極）との間に設けられる。また、第１の容量素子ＳＣ１は、リセット信号線４１２とノードｎｏｄｅＡとの間に設けられる。第１の容量素子ＳＣ１の容量値は、容量値Ｃｇｓ（Ｍｒｓｔ）である。第３の容量素子ＳＣ３は、駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）と駆動トランジスタＭｓｆのソース電極またはドレイン電極（第３の電極６３０）との間に設けられる。また、第３の容量素子ＳＣ３は、ノードｎｏｄｅＡと第２の駆動電源線４２８との間に設けられる。第３の容量素子ＳＣ３の容量値は、容量値Ｃｇｄ（Ｍｓｆ）である。第４の容量素子ＳＣ４は、駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）と駆動トランジスタＭｓｆのソース電極またはドレイン電極（第２の電極６１０）との間に設けられる。第４の容量素子ＳＣ４の容量値は、容量値Ｃｇｓ（Ｍｓｆ）である。第１の容量素子ＳＣ１、第３の容量素子ＳＣ３、及び第４の容量素子ＳＣ４は、例えば、各トランジスタと配線等との間の寄生容量及び付加容量である。第１の容量素子ＳＣ１、第３の容量素子ＳＣ３、及び第４の容量素子ＳＣ４は、ノードｎｏｄｅＡに供給される第１の駆動電圧ＶＰＰ１に相当する電荷を保持してもよく、光電変換素子ＰＤが受光した光に基づき発生された光起電力に相当する電荷を保持してもよい。

第２の容量素子ＳＣ２は、ノードｎｏｄｅＡに供給される第１の駆動電圧ＶＰＰ１に相当する電荷を保持する。また、第２の容量素子ＳＣ２は、光電変換素子ＰＤが受光した光に基づき発生された光起電力に相当する電荷を保持する。第２の容量素子ＳＣ２の容量値は、容量値Ｃｄｉｏｄｅである。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００は、第２の容量素子ＳＣ２を有することで、第１の駆動電圧ＶＰＰ１に相当する電荷の放電を抑制し、画素５０２のリセット状態または初期化状態を維持することができる。また、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００は、第２の容量素子ＳＣ２を有することで、光起電力に相当する電荷の放電を抑制し、画素５０２の露光状態を維持することができる。その結果、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００は、リセット状態または初期化状態、露光状態における各電圧を一定に保つことができるため、より偽造品の製造を抑制可能なＰＵＦ－ＩＤを安定して生成し、かつ、被写体の撮像データを安定して生成し、偽造を抑制可能なＰＵＦ－ＩＤを備える撮像データを安定して生成することができる。

リセットトランジスタＭｒｓｔのゲート電極（第１の電極）は、リセット信号線４１２に電気的に接続する。リセット信号線４１２には、リセット信号ＲＧ（ｎ）が供給される。リセットトランジスタＭｒｓｔは、リセット信号線４１２に供給される信号によって、導通状態、非導通状態が制御される。リセット信号線４１２に供給される信号がハイ（Ｈｉｇｈ、Ｈ）レベルのとき、リセットトランジスタＭｒｓｔは、導通状態となる。リセット信号線４１２に供給される信号がロー（Ｌｏｗ、Ｌ）レベルのとき、リセットトランジスタＭｒｓｔは、非導通状態となる。リセットトランジスタＭｒｓｔのソース電極（第２電極）は、第１の駆動電源線４１４に電気的に接続する。第１の駆動電源線４１４には、第１の駆動電圧ＶＰＰ１が供給される。リセットトランジスタＭｒｓｔのドレイン電極（第３電極）は、ノードｎｏｄｅＡに接続する。なお、本発明の一実施形態では、ハイレベルは第１の駆動電圧ＶＰＰ１でもよく、第２の駆動電圧ＶＰＰ２でもよく、ローレベルは基準電圧ＶＳＳでもよく、コモン電圧でもよい。

選択トランジスタＭｓｗのゲート電極（第１の電極）は、走査信号線４１０に電気的に接続される。走査信号線４１０には、走査信号ＳＧ（ｎ）が供給される。選択トランジスタＭｓｗは、走査信号ＳＧ（ｎ）に供給される信号によって、導通状態、非導通状態が制御される。走査信号ＳＧ（ｎ）に供給される信号がハイレベルのとき、選択トランジスタＭｓｗは、導通状態となる。走査信号ＳＧ（ｎ）に供給される信号がローレベルのとき、選択トランジスタＭｓｗは、非導通状態となる。選択トランジスタＭｓｗのソース電極（第２の電極）は、読み出し信号線４２０及び負荷トランジスタＭｃｃのドレイン電極（第３の電極）に電気的に接続される。読み出し信号線４２０には、出力信号ＯＵＴ（ｎ）が供給される。

負荷トランジスタＭｃｃのゲート電極（第１の電極）は、バイアス電圧供給線４１８に電気的に接続される。バイアス電圧供給線４１８には、バイアス電圧供給信号ＶＢが供給される。負荷トランジスタＭｃｃは、バイアス電圧供給信号ＶＢに供給される電圧によって、導通状態、非導通状態が制御される。バイアス電圧供給信号ＶＢに供給される電圧がバイアス電圧Ｖｂｉａｓのとき、負荷トランジスタＭｃｃは導通状態となり、負荷トランジスタＭｃｃは定電流を流す。バイアス電圧供給信号ＶＢに供給される電圧がローレベルのとき、負荷トランジスタＭｃｃは非導通状態となる。負荷トランジスタＭｃｃのソース電極（第２の電極）は、基準電位線４２４に電気的に接続する。

光電変換素子ＰＤの第１の電極はノードｎｏｄｅＡに電気的に接続し、光電変換素子ＰＤの第２の電極はコモン電極４２２に電気的に接続する。コモン電極４２２には、コモン電位線ＶＣＯＭからコモン電圧が供給される。

第１の容量素子ＳＣ１の第１の電極はリセットトランジスタＭｒｓｔのゲート電極（第１の電極）に電気的に接続する。第１の容量素子ＳＣ１の第２の電極はリセットトランジスタＭｒｓｔのドレイン電極（第３電極）及びノードｎｏｄｅＡに電気的に接続する。第２の容量素子ＳＣ２の第１の電極はノードｎｏｄｅＡに電気的に接続する。第２の容量素子ＳＣ２の第２の電極はコモン電極４２２に電気的に接続する。

第３の容量素子ＳＣ３の第１の電極は駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）及びノードｎｏｄｅＡに電気的に接続する。第３の容量素子ＳＣ３の第２の電極は駆動トランジスタＭｓｆのドレイン電極６３０（第３の電極６３０）及び第２の駆動電源線４２８に電気的に接続する。第２の駆動電源線４２８には、第２の駆動電圧ＶＰＰ２が供給される。第４の容量素子ＳＣ４の第１の電極は駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）及びノードｎｏｄｅＡに電気的に接続する。第４の容量素子ＳＣ４の第２の電極は駆動トランジスタＭｓｆのソース電極６１０（第２の電極６１０）に電気的に接続する。

本発明の一実施形態では、導通状態とは、トランジスタのソース電極とドレイン電極とが導通し、トランジスタがオン（ＯＮ）の状態を示すものとする。また、本発明の一実施形態において、非導通状態とは、トランジスタのソース電極とドレイン電極とが非導通となり、トランジスタがオフ（ＯＦＦ）の状態を示すものとする。なお、各トランジスタにおいて、ソース電極とドレイン電極とは、各電極の電圧によって、入れ替わる場合がある。また、トランジスタがオフの状態であっても、リーク電流などのように、わずかに電流が流れることは、当業者であれば容易に理解できることである。

本発明の一実施形態では、各トランジスタは、チャネル領域にシリコンやゲルマニウムなどの１４族元素を有する。また、各トランジスタは、チャネル領域に半導体特性を有する酸化物を有してもよい。例えば、各トランジスタのチャネル領域は、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）を有してもよく、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び酸素（Ｏ）を含む酸化物半導体を有してもよい。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００は、用途や仕様に応じて、適宜、トランジスタの構成、保持容量の接続、電源の電圧などを適合させるとよい。

本発明の一実施形態では、一部のトランジスタは隣接する複数の画素間で共有されてもよい。例えば、リセットトランジスタＭｒｓｔは各行に１つ設けてもよく、各行に１つ行選択回路４００内に設けてもよく、複数の行に１つ設けてもよく、複数の行に１つ行選択回路４００内に設けてもよい。

＜１－３．固体撮像装置１００の駆動方法＞
図４は、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００のタイミングチャートを示す模式的な図である。図５～図８は、図４に示すタイミングにおける画素５０２の動作状態を示す模式的な図である。図４～図８に示す駆動方法は、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法の一例であって、固体撮像装置１００の駆動方法は、図４～図８に示す駆動方法に限定されない。図１～図３と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。

例えば、行選択回路４００は、１行目の複数の画素５０２から最終行の複数の画素５０２までの各画素を行毎に選択する。選択された行毎に、各画素５０２が受光した光が各画素に対応する光電変換素子ＰＤによってアナログ信号（光起電力）に変換される。行毎に光電変換された各アナログ信号が、各画素から出力される。読み出し回路６００に含まれるＡＤ変換器は、行毎に出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。読み出し回路６００に含まれる水平転送走査回路は、行毎に変換されたデジタル信号を、行毎に信号処理回路７００に送信する。信号処理回路７００に含まれるＰＵＦ－ＩＤ抽出回路７１０は、行毎に変換されたデジタル信号を受信し、行毎に変換されたデジタル信号を用いて固体撮像装置１００に固有のＰＵＦ－ＩＤを生成する。また、信号処理回路７００に含まれる画像処理回路７２０は、行毎に変換されたデジタル信号を受信し、行毎に変換されたデジタル信号を用いて被写体の撮像データを生成する。さらに、信号処理回路７００は、固体撮像装置１００に固有のＰＵＦ－ＩＤのデータと被写体の撮像データとを合成し、偽造を抑制可能なＰＵＦ－ＩＤを備える撮像データを生成する。

ここでは、ｎ行目の走査信号線４１０に電気的に接続する複数の画素５０２を駆動するため固体撮像装置１００の駆動方法を説明する。図４に示すように、固体撮像装置１００の駆動方法は、リセット期間、露光期間、撮像データ取得期間、及びブランク期間を含む。図４は、一例として、ｎ行目の走査信号線４１０に電気的に接続する複数の画素５０２を駆動するためのタイミングチャートを示す。図５～図８は、ｎ行目ｍ列目の画素５０２の動作状態を示す。図４に示す駆動方法を、１行目の複数の画素５０２から最終行の複数の画素５０２まで繰り返し、行毎に変換されたデジタル信号を信号処理回路７００で処理する。すなわち、図４に示す駆動方法を、複数の画素５０２のそれぞれにおいて、繰り返し実行し、行毎に変換されたデジタル信号を信号処理回路７００で処理する。信号処理回路７００は、固体撮像装置１００に固有のＰＵＦ－ＩＤのデータと被写体の撮像データとを生成し、固体撮像装置１００に固有のＰＵＦ－ＩＤのデータと被写体の撮像データとを用いて、偽造を抑制可能なＰＵＦ－ＩＤを備える撮像データを生成することができる。

＜１－３－１．リセット期間＞
リセット期間は、画素５０２のノードｎｏｄｅＡをリセットし、画素５０２をリセット状態または初期化状態にする期間である。図４に示すように、リセット期間は、第１の期間Ｔ１及び第２の期間Ｔ２を有する。第１の期間Ｔ１は、第１の電圧Ｖ（ｔ１）を取得する期間である。第１の電圧Ｖ（ｔ１）は、ノードｎｏｄｅＡの電圧に対応する出力信号ＯＵＴ（ｎ）である。第２の期間Ｔ２は、第２の電圧Ｖ（ｔ２）を取得する期間である。第２の電圧Ｖ（ｔ２）は、ノードｎｏｄｅＡの電圧の電圧降下に対応する出力信号ＯＵＴ（ｎ）である。本発明の一実施形態では、第１の期間Ｔ１における画素５０２の状態は第１のリセット状態または第１の初期化状態と呼ばれ、第２の期間Ｔ２における画素５０２の状態は第２のリセット状態または第２の初期化状態と呼ばれることがある。また、リセット期間における、第１のリセット状態または第１の初期化状態、第２のリセット状態または第２の初期化状態を、リセット状態または初期化状態と呼ぶことがある。また、詳細は後述するが、リセット期間は、第１の期間Ｔ１において第１の電圧Ｖ（ｔ１）を取得し、第２の期間Ｔ２において、第２の電圧Ｖ（ｔ２）を取得する期間でもある。

はじめに、図４及び図５を用いて、第１の期間Ｔ１における駆動方法を説明する。図４に示すように、時刻ｔ１１において、リセット信号ＲＧ（ｎ）はローレベルからハイレベルに変化し、リセット信号ＲＧ（ｎ）にはハイレベルが供給される。また、時刻ｔ１１において、選択信号ＳＧ（ｎ）はローレベルからハイレベルに変化し、選択信号ＳＧ（ｎ）にはハイレベルが供給される。図示は省略するが、固体撮像装置１００が駆動を開始すると、バイアス電圧供給信号ＶＢは、ローレベルまたは基準電圧ＶＳＳからバイアス電圧Ｖｂｉａｓに変化し、バイアス電圧供給信号ＶＢには、バイアス電圧Ｖｂｉａｓが供給される。リセットトランジスタＭｒｓｔが導通状態となると、ノードｎｏｄｅＡには、第１の駆動電源線４１４から第１の駆動電圧ＶＰＰ１が供給される。その結果、ノードｎｏｄｅＡの電圧は、時刻ｔ１１におけるローレベルから徐々に増加し、時刻ｔ１では第１の駆動電圧ＶＰＰ１となる。すなわち、リセットトランジスタＭｒｓｔが導通状態となると、リセットトランジスタＭｒｓｔは、第１の駆動電源線４１４からノードｎｏｄｅＡ（駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０）に、第１の駆動電圧ＶＰＰ１を供給する。本発明の一実施形態において、第１の駆動電源線ＰＶＤＤ１及び第１の駆動電源線４１４はリセット電圧線と呼ばれることがあり、第１の駆動電圧ＶＰＰ１はリセット電圧と呼ぶことがある。

よって、図５に示すように、リセットトランジスタＭｒｓｔ、選択トランジスタＭｓｗ、及び負荷トランジスタＭｃｃは導通状態である。

ここで、固体撮像装置１００が駆動を開始すると、駆動トランジスタＭｓｆの第２の電極６１０には基準電位線ＰＶＳＳから基準電圧ＶＳＳが供給され、駆動トランジスタＭｓｆの第３の電極６３０には第２の駆動電源線４２８から第２の駆動電圧ＶＰＰ２が供給される。図５に示すように、駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）と駆動トランジスタＭｓｆの第２の電極６１０との間には、ＶＰＰ１－ＶＳＳに相当する電圧が印加され、駆動トランジスタＭｓｆの第３の電極６３０と駆動トランジスタＭｓｆの第２の電極６１０との間には、ＶＰＰ２－ＶＳＳに相当する電圧が印加される。したがって、駆動トランジスタＭｓｆは導通状態となり、ソースフォロア１２１は、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２から基準電位線ＰＶＳＳに電流を流す。その後、ソースフォロア１２１は、駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）と駆動トランジスタＭｓｆの第２の電極６１０との間に、駆動トランジスタＭｓｆの閾値電圧Ｖｔｈ（Ｍｓｆ）相当の電圧を供給する。すなわち、電圧ＶＰＰ１－Ｖｔｈ（Ｍｓｆ）が駆動トランジスタＭｓｆの第２の電極６１０に、供給される。その結果、画素５０２（ソースフォロア１２１）は、駆動トランジスタＭｓｆの第２の電極６１０に供給された電圧ＶＰＰ１－Ｖｔｈ（Ｍｓｆ）に対応した出力信号ＯＵＴ（ｎ）を出力する。

図５に示すように、出力信号ＯＵＴ（ｎ）には、第２の駆動電源線４２８から第２の駆動電圧ＶＰＰ２が供給される。その結果、出力信号ＯＵＴ（ｎ）の電圧は、時刻ｔ１１におけるローレベルから徐々に増加し、時刻ｔ１では第１の電圧Ｖ（ｔ１）となる。第１の電圧Ｖ（ｔ１）は、読み出し信号線４２０に供給される。読み出し回路６００は、読み出し信号線４２０に供給された第１の電圧Ｖ（ｔ１）を読み出す。また、読み出し回路６００は第１の電圧Ｖ（ｔ１）をデジタル信号に変換し、信号処理回路７００に送信してもよく、信号処理回路７００は第１の電圧Ｖ（ｔ１）のデジタル信号を受信してもよい。以上説明したように、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法において、第１の期間Ｔ１は、第１の電圧Ｖ（ｔ１）を取得する期間である。

次に、図４及び図６を用いて、第２の期間Ｔ２における駆動方法を説明する。図４に示すように、時刻ｔ２１において、リセット信号ＲＧ（ｎ）はハイレベルからローレベルに変化し、リセット信号ＲＧ（ｎ）にはローレベルが供給される。また、時刻ｔ２１において、選択信号ＳＧ（ｎ）はハイレベルを維持する。図示は省略するが、バイアス電圧供給信号ＶＢはバイアス電圧Ｖｂｉａｓを維持する。

よって、図６に示すように、リセットトランジスタＭｒｓｔは非導通状態となり、選択トランジスタＭｓｗ、及び負荷トランジスタＭｃｃは導通状態を維持する。

図６に示すように、リセットトランジスタＭｒｓｔが導通状態から非導通状態になることに伴い、ノードｎｏｄｅＡには、第１の駆動電源線４１４から第１の駆動電圧ＶＰＰ１が供給されなくなる。すなわち、リセットトランジスタＭｒｓｔが非導通状態となると、リセットトランジスタＭｒｓｔは、第１の駆動電源線４１４からノードｎｏｄｅＡ（駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０）に、第１の駆動電圧ＶＰＰ１の供給を停止する。また、図４及び図６に示すように、リセットトランジスタＭｒｓｔが導通状態から非導通状態になることに伴い、例えば、リセットトランジスタＭｒｓｔとノードｎｏｄｅＡとの間に設けられた第１の容量素子ＳＣ１、第２の容量素子ＳＣ２、第３の容量素子ＳＣ３及び第４の容量素子ＳＣ４によって、ノードｎｏｄｅＡの電圧が低下する。すなわち、ノードｎｏｄｅＡの電圧は、時刻ｔ２１における第１の駆動電圧ＶＰＰ１から徐々に減少し、電圧Ｖｍになる。

ここで、駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）と駆動トランジスタＭｓｆの第２の電極６１０との間には、駆動トランジスタＭｓｆの閾値電圧Ｖｔｈ（Ｍｓｆ）相当の電圧が供給されている。すなわち、Ｖｍ－Ｖｔｈ（Ｍｓｆ）に相当する電圧が駆動トランジスタＭｓｆの第２の電極６１０に、供給される。その結果、画素５０２（ソースフォロア１２１）は、駆動トランジスタＭｓｆの第２の電極６１０に供給された電圧Ｖｍ－Ｖｔｈ（Ｍｓｆ）に対応した出力信号ＯＵＴ（ｎ）を出力する。

図６に示すように、出力信号ＯＵＴ（ｎ）には、第２の駆動電源線４２８から第２の駆動電圧ＶＰＰ２が供給される。その結果、出力信号ＯＵＴ（ｎ）の電圧は、時刻ｔ２１におけるローレベルから徐々に減少し、時刻ｔ２では第２の電圧Ｖ（ｔ２）となる。第２の電圧Ｖ（ｔ２）は、読み出し信号線４２０に供給される。読み出し回路６００は、読み出し信号線４２０に供給された第２の電圧Ｖ（ｔ２）を読み出す。また、読み出し回路６００は第２の電圧Ｖ（ｔ２）をデジタル信号に変換し、信号処理回路７００に送信してもよく、信号処理回路７００は第２の電圧Ｖ（ｔ２）のデジタル信号を受信してもよい。以上説明したように、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法において、第２の期間Ｔ２は、第２の電圧Ｖ（ｔ２）を取得する期間である。

リセット期間においては、ノードｎｏｄｅＡには、電圧Ｖｍが供給され、ノードｎｏｄｅＡの電圧は電圧Ｖｍに維持される。その結果、画素５０２は、リセットまたは初期化され、画素５０２の状態は、第２のリセット状態または第２の初期化状態となる。

例えば、リセット期間の時刻ｔ２と時刻ｔ３１の間で、信号処理回路７００は、第１の電圧Ｖ（ｔ１）のデジタル信号と第２の電圧Ｖ（ｔ２）のデジタル信号とを用いて、第１の電圧Ｖ（ｔ１）から第２の電圧Ｖ（ｔ２）を減算した電圧（Ｖ（ｔ１）－Ｖ（ｔ２））を生成してもよい。第２の電圧Ｖ（ｔ２）は第１の電圧Ｖ（ｔ１）よりも小さく、第１の電圧Ｖ（ｔ１）と第２の電圧Ｖ（ｔ２）の差が、電圧（Ｖ（ｔ１）－Ｖ（ｔ２））である。

ここで、第１の電圧Ｖ（ｔ１）から第２の電圧Ｖ（ｔ２）を減算した電圧（Ｖ（ｔ１）－Ｖ（ｔ２））は、リセットトランジスタＭｒｓｔのゲート電極の電圧が変化した瞬間に、リセットトランジスタＭｒｓｔのゲート電極と第１の容量素子ＳＣ１とのカップリングによってリセットトランジスタＭｒｓｔのドレイン電極の電圧（すなわちノードｎｏｄｅＡの電圧）が瞬間的に変化する、所謂フィードスルーに伴う電圧の変化分である。本発明の一実施形態では、Ｖ（ｔ１）－Ｖ（ｔ２）をフィードスルー電圧と呼ぶ。フィードスルー電圧は以下に示す数式１となる。ΔＶｇは、リセットトランジスタＭｒｓｔのゲート電極の電圧の変化量である。信号処理回路７００に含まれるＰＵＦ－ＩＤ抽出回路７１０は、フィードスルー電圧を用いて、固体撮像装置１００に固有のＰＵＦ－ＩＤデータを生成する。ＰＵＦ－ＩＤデータは、リセット期間で生成されてもよい。

＜１－３－２．露光期間＞
露光期間は、画素５０２を露光状態にする期間である。すなわち、露光期間は、固体撮像装置１００が画素５０２の露光に伴い光電変換素子ＰＤが受光した光に基づき発生された光起電力を用いてソースフォロア１２１に流す電流を調整する期間である。図４に示すように、露光期間は、第３の期間Ｔ３を有する。

図４及び図７を用いて、第３の期間Ｔ３における駆動方法を説明する。図４に示すように、時刻ｔ３１から時刻ｔ４１の間、リセット信号ＲＧ（ｎ）はローレベルを維持する。また、時刻ｔ３１において、選択信号ＳＧ（ｎ）はハイレベルからローレベルに変化し、選択信号ＳＧ（ｎ）にはローレベルが供給される。選択信号ＳＧ（ｎ）は、時刻ｔ４１まで、ローレベルを維持する。図示は省略するが、時刻ｔ３１から時刻ｔ４１の間、バイアス電圧供給信号ＶＢはバイアス電圧Ｖｂｉａｓを維持する。

よって、図７に示すように、時刻ｔ３１から時刻ｔ４１の間、リセットトランジスタＭｒｓｔ、及び選択トランジスタＭｓｗは非導通状態であり、負荷トランジスタＭｃｃは導通状態である。

画素５０２の露光に伴い、光電変換素子ＰＤが受光した光に基づき光起電力を発生する。その結果、時刻ｔ３１から時刻ｔ４１の間、電流がノードｎｏｄｅＡからコモン電極４２２に向かって流れ、ノードｎｏｄｅＡの電圧は、電圧Ｖｍから徐々に減少する。また、時刻ｔ３１から時刻ｔ４１の間、選択トランジスタＭｓｗは非導通状態であり、負荷トランジスタＭｃｃは導通状態であるため、電流が読み出し信号線４２０から基準電位線ＰＶＳＳに向かって流れ、出力信号ＯＵＴ（ｎ）の電圧は基準電圧ＶＳＳになる。

＜１－３－３．撮像データ取得期間＞
撮像データ取得期間は、画素５０２を撮像データ取得可能状態にし、被写体の撮像データを取得する期間である。詳細は後述するが、撮像データは第２の電圧Ｖ（ｔ２）及び第３の電圧Ｖ（ｔ３）を用いて生成する。図４に示すように、撮像データ取得期間は、第４の期間Ｔ４を有する。

図４及び図８を用いて、第４の期間Ｔ４における駆動方法を説明する。図４に示すように、時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間、リセット信号ＲＧ（ｎ）はローレベルを維持する。また、時刻ｔ４１において、選択信号ＳＧ（ｎ）はローレベルからハイレベルに変化し、選択信号ＳＧ（ｎ）にはハイレベルが供給される。選択信号ＳＧ（ｎ）は、時刻ｔ５１まで、ハイレベルを維持する。図示は省略するが、時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間、バイアス電圧供給信号ＶＢはバイアス電圧Ｖｂｉａｓを維持する。

よって、図８に示すように、時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間、リセットトランジスタＭｒｓｔは非導通状態であり、選択トランジスタＭｓｗ、及び負荷トランジスタＭｃｃは導通状態である。

時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間も、画素５０２の露光に伴い、光電変換素子ＰＤが受光した光に基づき光起電力を発生する。その結果、時刻ｔ３１から続いて、時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間も、電流がノードｎｏｄｅＡからコモン電極４２２に向かって流れ続け、ノードｎｏｄｅＡの電圧は徐々に減少する。また、時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間、選択トランジスタＭｓｗ、及び負荷トランジスタＭｃｃは導通状態であるため、ソースフォロア１２１は、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２から基準電位線ＰＶＳＳに電流を流す。その結果、画素５０２は、駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）に供給された電圧に対応した出力信号ＯＵＴ（ｎ）を出力する。

図４に示すように、ノードｎｏｄｅＡの電圧は徐々に減少し、時刻ｔ３では電圧Ｖｎとなる。また、出力信号ＯＵＴ（ｎ）の電圧は、時刻ｔ４１における基準電圧ＶＳＳから徐々に増加する。時刻ｔ３では、出力信号ＯＵＴ（ｎ）の電圧は、ノードｎｏｄｅＡの電圧Ｖｎに対応した第３の電圧Ｖ（ｔ３）となる。第３の電圧Ｖ（ｔ３）は、読み出し信号線４２０に供給される。読み出し回路６００は、読み出し信号線４２０に供給された第３の電圧Ｖ（ｔ３）を読み出す。また、読み出し回路６００は第３の電圧Ｖ（ｔ３）をデジタル信号に変換し、信号処理回路７００に送信してもよく、信号処理回路７００は第３の電圧Ｖ（ｔ３）のデジタル信号を受信してもよい。以上説明したように、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法において、第４の期間Ｔ４は、第３の電圧Ｖ（ｔ３）を取得する期間でもある。

例えば、撮像データ取得期間の時刻ｔ３と時刻ｔ５１の間で、信号処理回路７００は、第２の電圧Ｖ（ｔ２）のデジタル信号と第３の電圧Ｖ（ｔ３）のデジタル信号とを用いて、第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算したデータ（Ｖ（ｔ２）－Ｖ（ｔ３））を生成してもよい。信号処理回路７００に含まれる画像処理回路７２０は、第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算したデータ（Ｖ（ｔ２）－Ｖ（ｔ３））を用いて、被写体の撮像データを生成する。第３の電圧Ｖ（ｔ２）は第２の電圧Ｖ（ｔ２）よりも小さく、第２の電圧Ｖ（ｔ２）と第３の電圧Ｖ（ｔ３）との差が、電圧（Ｖ（ｔ２）－Ｖ（ｔ３））である。被写体の撮像データは、撮像データ取得期間で生成されてもよい。

＜１－３－４．ブランク期間＞
ブランク期間では、例えば、信号処理回路７００に含まれるＰＵＦ－ＩＤ抽出回路７１０が、行毎に変換されたフィードスルー電圧に対応するデジタル信号を用いて、固体撮像装置１００に固有のＰＵＦ－ＩＤデータを生成する。また、ブランク期間では、例えば、信号処理回路７００に含まれる画像処理回路７２０は、行毎に変換された第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算したデータ（Ｖ（ｔ２）－Ｖ（ｔ３））のデジタル信号を用いて被写体の撮像データを生成する。さらに、ブランク期間では、例えば、信号処理回路７００は、固体撮像装置１００に固有のＰＵＦ－ＩＤデータと被写体の撮像データとを合成し、偽造を抑制可能なＰＵＦ－ＩＤデータを備える撮像データを生成する。図４に示すように、ブランク期間は、第５の期間Ｔ５を有する。また、ブランク期間では、例えば、画素５０２は露光状態と同様の状態である。

図４を用いて、第５の期間Ｔ５における駆動方法を説明する。図４に示すように、時刻ｔ５１から時刻ｔ６１の間、リセット信号ＲＧ（ｎ）はローレベルを維持する。また、時刻ｔ５１において、選択信号ＳＧ（ｎ）はハイレベルからローレベルに変化し、選択信号ＳＧ（ｎ）にはローレベルが供給される。選択信号ＳＧ（ｎ）は、時刻ｔ６１まで、ローレベルを維持する。図示は省略するが、時刻ｔ５１から時刻ｔ６１の間、バイアス電圧供給信号ＶＢはバイアス電圧Ｖｂｉａｓを維持する。

よって、時刻ｔ５１から時刻ｔ６１の間においても、露光期間と同様に光電変換素子ＰＤは受光を継続し、電流がノードｎｏｄｅＡからコモン電極４２２に向かって流れ、ノードｎｏｄｅＡの電圧は徐々に減少し続ける。また、時刻ｔ５１から時刻ｔ６１の間、選択トランジスタＭｓｗは非導通状態であり、負荷トランジスタＭｃｃは導通状態であるため、電流が読み出し信号線４２０から基準電位線ＰＶＳＳに向かって流れ、出力信号ＯＵＴ（ｎ）の電圧は基準電圧ＶＳＳになる。

本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法では、例えば、画素５０２の座標を入力信号（チャレンジ）とし、複数の画素５０２のチャレンジに対応するフィードスルー電圧のデータを抽出し、複数のフィードスルー電圧のデータを用いてＰＵＦ－ＩＤデータ（レスポンス）を生成する。また、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法では、第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算したデータ（Ｖ（ｔ２）－Ｖ（ｔ３））を用いて、被写体の撮像データを生成する。ＰＵＦ－ＩＤデータ（レスポンス）を生成したのち、被写体の撮像データを生成してもよく、被写体の撮像データを生成したのち、ＰＵＦ－ＩＤデータ（レスポンス）を生成してもよい。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法では、ＰＵＦ－ＩＤデータと被写体の撮像データを合成し、ＰＵＦ－ＩＤデータを備える撮像データを生成する。

本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法を用いることで、固体撮像装置１００の画素５０２のフィードスルー電圧に基づく固有のＰＵＦ－ＩＤデータと、固体撮像装置１００で撮像した被写体の撮像データとの２つのデータを、一連の駆動の中で取得することができる。また、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法を用いることで、フィードスルー電圧に基づく固有のＰＵＦ－ＩＤデータと固体撮像装置１００で撮像した被写体の撮像データを合成することができる。固有のＰＵＦ－ＩＤデータは、固体撮像装置１００に固有のＩＤデータであるから、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法を用いることで、一連の駆動の中で取得したＰＵＦ－ＩＤデータと撮像データを用いて、撮像データがこの固体撮像装置１００により撮像されたデータであるという証明を行うことができ、併せて撮像データの模倣を防止し、ひいては模倣品、海賊版、又は偽造品の製造を抑制することができる。

また、電変換素子ＰＤが光起電力または電流（明電流又は暗電流）を用いて生成する固有のＩＤは、明所、暗所、気温などの環境に応じて、変化する可能性があるため、固有のＩＤとして使用することは困難である。一方、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法を用いることで、画素５０２が露光状態、すなわち、光電変換素子ＰＤが光を受光する露光期間におけるデータを用いてＰＵＦ－ＩＤデータを生成するのではなく、画素５０２がリセット状態におけるフィードスルー電圧を用いてＰＵＦ－ＩＤデータを生成する。その結果、固体撮像装置１００は、光の影響を抑制されたＰＵＦ－ＩＤデータを生成することができる。したがって、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法を用いることで、一連の駆動の中で取得したＰＵＦ－ＩＤデータと撮像データを用いて、環境の影響を受けにくく、さらに、撮像データがこの固体撮像装置１００により撮像されたデータであるという証明を行うことができ、併せて撮像データの模倣を防止し、ひいては模倣品、海賊版、又は偽造品の製造を抑制することができる。

＜２．第２実施形態＞
＜２－１．固体撮像装置１００Ｂの構成＞
図９は、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００Ｂの構成を示す模式的な平面図である。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００Ｂの構成は、固体撮像装置１００の構成に、転送信号ＴＸ（ｎ）を加えた構成である。よって、第２実施形態では、主に転送信号ＴＸ（ｎ）に関連する構成を説明する。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００Ｂの構成は、図９に示された構成に限定されない。第１実施形態と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。

図９に示されるように、行選択回路４００Ｂは、行選択回路４００の構成に、さらに、画素部５０４内のｎ行目に位置する複数の画素５０２（画素回路１２０）のそれぞれに、共通に、転送信号ＴＸ（ｎ）を供給する。

＜２－２．画素５０２の構成＞
図１０は、本発明の一実施形態に係る画素回路１２０Ｂを示す回路図である。複数の画素５０２のそれぞれは、画素回路１２０Ｂを構成する複数のトランジスタと、容量素子と、光電変換素子とを有する。図１０は、図９に示したｎ行ｍ列の画素５０２の、画素回路１２０Ｂを構成する構成要素を示す。画素回路１２０Ｂの構成は、固体撮像装置１００の構成に、転送信号ＴＸ（ｎ）と転送トランジスタＭｔｒｇと第５の容量素子ＳＣ５とを加えた構成である。よって、ここでは、主に転送信号ＴＸ（ｎ）と転送トランジスタＭｔｒｇと第５の容量素子ＳＣ５に関連する構成を説明する。図１０に示す画素回路１２０Ｂの構成は一例であって、画素回路１２０Ｂの構成は、図１０に示す構成に限定されない。第１実施形態と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。

図１０に示すように、画素回路１２０Ｂは、画素回路１２０の構成に加えて、例えば、転送トランジスタＭｔｒｇ（第５のスイッチ）を有する。転送トランジスタＭｔｒｇ（第５のスイッチ）も、他のトランジスタと同様に、ゲート電極（第１の電極）、ソース電極及びドレイン電極からなる一対の電極（第２の電極及び第３の電極からなる一対の電極）を有する。ソース電極及びドレイン電極に印加される電圧によって、各々の電極のソースとしての機能とドレインとしての機能とが入れ替わってもよい。

転送トランジスタＭｔｒｇは、転送信号ＴＸ（ｎ）に基づき、ノードｎｏｄｅＡと光電変換素子ＰＤの第１の電極との接続、非接続を選択する。その結果、転送トランジスタＭｔｒｇは、画素５０２の露光に伴い光電変換素子ＰＤが受光した光に基づき発生された光起電力を用いてノードｎｏｄｅＡの電圧を調整する。本発明の一実施形態において、光電変換素子ＰＤが受光した光に基づき発生された光起電力は、光電変換素子の露光により生成される電圧と言い換えてもよい。

転送トランジスタＭｔｒｇのゲート電極（第１の電極）は、転送信号線４１６に電気的に接続する。転送信号線４１６には、転送信号ＴＸ（ｎ）が供給される。転送トランジスタＭｔｒｇは、転送信号線４１６に供給される信号によって、導通状態、非導通状態が制御される。転送信号線４１６に供給される信号がハイレベルのとき、転送トランジスタＭｔｒｇは、導通状態となる。転送信号線４１６に供給される信号がローレベルのとき、転送トランジスタＭｔｒｇは、非導通状態となる。転送トランジスタＭｔｒｇのソース電極（第２電極）は、光電変換素子ＰＤの第１の電極に電気的に接続する。転送トランジスタＭｔｒｇのドレイン電極（第３電極）、及び第５の容量素子の第２の電極は、ノードｎｏｄｅＡに接続する。第５の容量素子の第１の電極は、転送トランジスタＭｔｒｇのゲート電極（第１の電極）に接続する。第５の容量素子ＳＣ５は、第１の容量素子乃至第４の容量素子と同様に、一対の電極（第１の電極、第２の電極）を有する。また、第５の容量素子ＳＣ５は、例えば、ノードｎｏｄｅＡと転送トランジスタＭｔｒｇのゲート電極（第１の電極）との間の寄生容量及び付加容量であり、第５の容量素子ＳＣ５の容量値は、容量値Ｃｇｄ（Ｍｔｒｇ）である。第５の容量素子ＳＣ５は、ノードｎｏｄｅＡに供給される第１の駆動電圧ＶＰＰ１に相当する電荷を保持してもよく、光電変換素子ＰＤが受光した光に基づき発生された光起電力に相当する電荷を保持してもよい。

＜２－３．固体撮像装置１００Ｂの駆動方法＞
図１１は、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００Ｂのタイミングチャートを示す模式的な図である。図１２～図１５は、図１１に示すタイミングにおける画素５０２の動作状態を示す模式的な図である。図１１～図１５に示す駆動方法は、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００Ｂの駆動方法の一例であって、固体撮像装置１００Ｂの駆動方法は、図１１～図１５に示す駆動方法に限定されない。第１実施形態、及び図１０と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。

＜２－３－１．リセット期間＞
図１１～図１３に示すように、リセット期間において、転送信号ＴＸ（ｎ）はローレベルが供給される。よって、図１２及び図１３に示すように、転送トランジスタＭｔｒｇは非導通状態である。リセット期間において、転送信号ＴＸ（ｎ）及び転送トランジスタＭｔｒｇに関連する以外の説明は、第１実施形態の説明と同様であるから、ここでは、説明を省略する。

第２実施形態に係る固体撮像装置１００Ｂでは、フィードスルー電圧（電圧Ｖ（ｔ１）－Ｖ（ｔ２））が以下に示す数式２となる。数式２において、ΔＶｇは、リセットトランジスタＭｒｓｔのゲート電極の電圧の変化量であり、ＣａｌｌｎｏｄｅＡは、ノードｎｏｄｅＡに付加される容量の総和である。ノードｎｏｄｅＡに付加される容量の総和は、容量値Ｃｇｓ（Ｍｒｓｔ）、容量値Ｃｄｉｏｄｅ、容量値Ｃｇｄ（Ｍｓｆ）、容量値Ｃｇｓ（Ｍｓｆ）、容量値Ｃｇｄ（Ｍｔｒｇ）、転送トランジスタＭｔｒｇのノードｎｏｄｅＡ側と光電変換素子ＰＤの第１の電極側との間の容量に対する容量値（図示は省略）、その他の付加容量値及び寄生容量値を含む。

＜２－３－２．露光期間＞
第１実施形態と同様に、第２実施形態においても、露光期間は、画素５０２を露光状態にする期間である。すなわち、露光期間は、固体撮像装置１００Ｂが画素５０２の露光に伴い光電変換素子ＰＤが受光した光に基づき発生された光起電力を用いてソースフォロア１２１に流す電流を調整する期間である。図１１に示すように、露光期間は、第３の期間Ｔ３を有する。

図１１及び図１４を用いて、第３の期間Ｔ３における駆動方法を説明する。図１１に示すように、時刻ｔ３１から時刻ｔ４１の間、リセット信号ＲＧ（ｎ）はローレベルを維持し、選択信号ＳＧ（ｎ）はハイレベルを維持する。また、時刻ｔ３１において、転送信号ＴＸ（ｎ）はローレベルからハイレベルに変化し、転送信号ＴＸ（ｎ）にはハイレベルが供給される。転送信号ＴＸ（ｎ）は、時刻ｔ４１まで、ハイレベルを維持する。図示は省略するが、時刻ｔ３１から時刻ｔ４１の間、バイアス電圧供給信号ＶＢはバイアス電圧Ｖｂｉａｓを維持する。

よって、図１４に示すように、時刻ｔ３１から時刻ｔ４１の間、リセットトランジスタＭｒｓｔは非導通状態であり、選択トランジスタＭｓｗ、転送トランジスタＭｔｒｇ、及び負荷トランジスタＭｃｃは導通状態である。

画素５０２の露光に伴い、光電変換素子ＰＤは受光した光に基づき光起電力を発生する。その結果、時刻ｔ３１から時刻ｔ４１の間、電流がノードｎｏｄｅＡからコモン電極４２２に向かって流れ、ノードｎｏｄｅＡの電圧は、時刻ｔ３１における電圧Ｖｍから、時刻ｔ４１における電圧Ｖｎに徐々に減少する。すなわち、転送トランジスタＭｔｒｇは、光電変換素子の露光により生成される電圧をノードｎｏｄｅＡ（駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０）に供給する。また、時刻ｔ３１から時刻ｔ４１の間、選択トランジスタＭｓｗ及び負荷トランジスタＭｃｃは導通状態であるため、ソースフォロア１２１は、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２から基準電位線ＰＶＳＳに電流を流す。その結果、画素５０２は、駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）に供給された電圧に対応した出力信号ＯＵＴ（ｎ）を出力する。

図１１に示すように、ノードｎｏｄｅＡの電圧の減少に追随するように、出力信号ＯＵＴ（ｎ）の電圧は、時刻ｔ３１における第２の電圧Ｖ（ｔ２）から、時刻ｔ４１におけるノードｎｏｄｅＡの電圧Ｖｎに対応した第３の電圧Ｖ（ｔ３）となる。第３の電圧Ｖ（ｔ３）は、読み出し信号線４２０に供給される。すなわち、出力信号ＯＵＴ（ｎ）の電圧は、ノードｎｏｄｅＡの電圧Ｖｎに対応した第３の電圧Ｖ（ｔ３）となる。

＜２－３－３．撮像データ取得期間＞
第１実施形態と同様に、第２実施形態においても、撮像データ取得期間は、画素５０２を撮像データ取得可能状態にし、被写体の撮像データを取得する期間である。詳細は後述するが、撮像データは第２の電圧Ｖ（ｔ２）及び第３の電圧Ｖ（ｔ３）を用いて生成する。図１１に示すように、撮像データ取得期間は、第４の期間Ｔ４を有する。

図１１及び図１５を用いて、第４の期間Ｔ４における駆動方法を説明する。図１１に示すように、時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間、リセット信号ＲＧ（ｎ）はローレベルを維持し、選択信号ＳＧ（ｎ）はハイレベルを維持する。また、時刻ｔ４１において、転送信号ＴＸ（ｎ）はハイレベルからローレベルに変化し、転送信号ＴＸ（ｎ）にはローレベルが供給される。転送信号ＴＸ（ｎ）は、時刻ｔ４１まで、ローレベルを維持する。図示は省略するが、時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間、バイアス電圧供給信号ＶＢはバイアス電圧Ｖｂｉａｓを維持する。

よって、図１５に示すように、時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間、リセットトランジスタＭｒｓｔ及び転送トランジスタＭｔｒｇは非導通状態であり、選択トランジスタＭｓｗ、及び負荷トランジスタＭｃｃは導通状態である。

時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間、電流がノードｎｏｄｅＡからコモン電極４２２に向かって流れないため、ノードｎｏｄｅＡの電圧は電圧Ｖｎを維持する。また、時刻ｔ４１から時刻ｔ５１の間、選択トランジスタＭｓｗ、及び負荷トランジスタＭｃｃは導通状態であるため、ソースフォロア１２１は、第２の駆動電源線ＰＶＤＤ２から基準電位線ＰＶＳＳに電流を流し続ける。その結果、画素５０２は、駆動トランジスタＭｓｆのゲート電極６２０（第１の電極６２０）に供給された電圧（ノードｎｏｄｅＡの電圧Ｖｎ）に対応した出力信号ＯＵＴ（ｎ）、すなわち、第３の電圧Ｖ（ｔ３）を維持する。

第１実施形態と同様に、第２実施形態においても、読み出し回路６００は、読み出し信号線４２０に供給された第３の電圧Ｖ（ｔ３）を読み出す。また、読み出し回路６００は第３の電圧Ｖ（ｔ３）をデジタル信号に変換し、信号処理回路７００に送信してもよく、信号処理回路７００は第３の電圧Ｖ（ｔ３）のデジタル信号を受信してもよい。以上説明したように、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法において、第４の期間Ｔ４は、第３の電圧Ｖ（ｔ３）を取得する期間でもある。

第１実施形態と同様に、第２実施形態においても、例えば、撮像データ取得期間の時刻ｔ３と時刻ｔ５１の間で、信号処理回路７００は、第２の電圧Ｖ（ｔ２）のデジタル信号と第３の電圧Ｖ（ｔ３）のデジタル信号とを用いて、第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算したデータ（Ｖ（ｔ２）－Ｖ（ｔ３））を生成してもよい。信号処理回路７００に含まれる画像処理回路７２０は、第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算したデータ（Ｖ（ｔ２）－Ｖ（ｔ３））を用いて、被写体の撮像データを生成する。

＜２－３－４．ブランク期間＞
第１実施形態と同様に、第２実施形態においても、ブランク期間では、例えば、信号処理回路７００に含まれるＰＵＦ－ＩＤ抽出回路７１０が、行毎に変換されたフィードスルー電圧に対応するデジタル信号を用いて、固体撮像装置１００に固有のＰＵＦ－ＩＤデータを生成する。また、ブランク期間では、例えば、信号処理回路７００に含まれる画像処理回路７２０は、行毎に変換された第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算したデータ（Ｖ（ｔ２）－Ｖ（ｔ３））のデジタル信号を用いて被写体の撮像データを生成する。さらに、ブランク期間では、例えば、信号処理回路７００は、固体撮像装置１００に固有のＰＵＦ－ＩＤデータと被写体の撮像データとを合成し、偽造を抑制可能なＰＵＦ－ＩＤデータを備える撮像データを生成する。図１１に示すように、ブランク期間は、第５の期間Ｔ５を有する。

図１１を用いて、第５の期間Ｔ５における駆動方法を説明する。図１１に示すように、時刻ｔ５１から時刻ｔ６１の間、リセット信号ＲＧ（ｎ）、及び転送信号ＴＸ（ｎ）はローレベルを維持する。また、時刻ｔ５１において、選択信号ＳＧ（ｎ）はハイレベルからローレベルに変化し、選択信号ＳＧ（ｎ）にはローレベルが供給される。選択信号ＳＧ（ｎ）は、時刻ｔ６１まで、ローレベルを維持する。図示は省略するが、時刻ｔ５１から時刻ｔ６１の間、バイアス電圧供給信号ＶＢはバイアス電圧Ｖｂｉａｓを維持する。

よって、時刻ｔ５１から時刻ｔ６１の間においても、電流がノードｎｏｄｅＡからコモン電極４２２に向かって流れないため、ノードｎｏｄｅＡの電圧は電圧Ｖｎを維持する。また、時刻ｔ５１から時刻ｔ６１の間、選択トランジスタＭｓｗは非導通状態であり、負荷トランジスタＭｃｃは導通状態であるため、電流が読み出し信号線４２０から基準電位線ＰＶＳＳに向かって流れ、出力信号ＯＵＴ（ｎ）の電圧は基準電圧ＶＳＳになる。

本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００Ｂの駆動方法においても、固体撮像装置１００の駆動方法と同様に、複数の画素５０２のチャレンジに対応するフィードスルー電圧のデータを抽出し、複数のフィードスルー電圧のデータを用いてＰＵＦ－ＩＤデータ（レスポンス）を生成することができ、第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算したデータ（Ｖ（ｔ２）－Ｖ（ｔ３））を用いて、被写体の撮像データを生成することができる。その結果、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００Ｂの駆動方法においても、固体撮像装置１００の駆動方法と同様に、ＰＵＦ－ＩＤデータと被写体の撮像データを合成し、ＰＵＦ－ＩＤデータを備える撮像データを生成することができる。

本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００Ｂの駆動方法は、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法と同様の作用効果を得ることができる。

＜２．第３実施形態＞
図１６は、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００または１００Ｂの駆動方法を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００または１００Ｂの駆動方法は、図１６に示されたフローチャートに限定されない。第１実施形態または第２実施形態と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。

図１６に示されるように、例えば、ユーザが固体撮像装置１００または１００Ｂを用いて撮像を開始する。駆動タイミング制御回路３００がチャレンジを、行選択回路４００、読み出し回路６００、信号処理回路７００に送信する。

複数の画素５０２のそれぞれは、チャレンジ及び各信号を受信すると、ステップＳ３１において、複数の画素５０２のそれぞれは、第１の電圧Ｖ（ｔ１）を取得する。すなわち、第１の電圧Ｖ（ｔ１）を出力信号ＯＵＴに供給する。複数の画素５０２のそれぞれは、ステップＳ３１を、第１の期間Ｔ１で実行する。また、例えば、読み出し回路６００は、第１の電圧Ｖ（ｔ１）を受信し、行毎にデジタル信号に変換し、デジタル信号に変換した複数の第１の電圧Ｖ（ｔ１）を、行毎に信号処理回路７００に送信する。信号処理回路７００は、デジタル信号に変換した複数の第１の電圧Ｖ（ｔ１）を、例えば、記憶回路に格納する。

続いて、ステップＳ３３において、複数の画素５０２のそれぞれは、第２の電圧Ｖ（ｔ２）を取得する。すなわち、第２の電圧Ｖ（ｔ２）を出力信号ＯＵＴに供給する。複数の画素５０２のそれぞれは、ステップＳ３３を、第２の期間Ｔ２で実行する。また、例えば、読み出し回路６００は、第２の電圧Ｖ（ｔ２）を受信し、行毎にデジタル信号に変換し、デジタル信号に変換した複数の第２の電圧Ｖ（ｔ２）を、行毎に信号処理回路７００に送信する。信号処理回路７００は、デジタル信号に変換した複数の第２の電圧Ｖ（ｔ２）を、例えば、記憶回路に格納する。

続いて、固体撮像装置１００または１００Ｂは、ステップＳ３３とステップＳ４７の間の処理を並列に実行する。すなわち、ステップＳ３７以降の処理とステップ４１以降の処理とを並列に実行する。ステップＳ３７において、信号処理回路７００が第１の電圧Ｖ（ｔ１）から第２の電圧Ｖ（ｔ２）を減算したフィードスルー電圧を算出する。ステップＳ４１において、複数の画素５０２のそれぞれが第３の電圧Ｖ（ｔ３）を取得する。固体撮像装置１００または１００Ｂは、ステップＳ３７とステップ４１を、例えば、第４の期間Ｔ４で実行する。

ステップＳ３７において、信号処理回路７００は、記憶回路に格納された複数の第１の電圧Ｖ（ｔ１）と複数の第２の電圧Ｖ（ｔ２）とを読み出す。また、信号処理回路７００は、複数の第１の電圧Ｖ（ｔ１）と複数の第２の電圧Ｖ（ｔ２）とを用いて、第１の電圧Ｖ（ｔ１）から第２の電圧Ｖ（ｔ２）を減算した複数のフィードスルー電圧を算出する。第１の電圧Ｖ（ｔ１）、第２の電圧Ｖ（ｔ２）、フィードスルー電圧は、デジタル信号である。

次に、ステップＳ３９において、信号処理回路７００は、複数のフィードスルー電圧を、ＰＵＦ－ＩＤ抽出回路７１０に送信し、ＰＵＦ－ＩＤ抽出回路７１０は複数のフィードスルー電圧を用いて、固体撮像装置１００または１００Ｂに固有のＰＵＦ－ＩＤデータを生成する。

ステップＳ４１において、複数の画素５０２のそれぞれは第３の電圧Ｖ（ｔ３）を取得する。すなわち、第３の電圧Ｖ（ｔ３）を出力信号ＯＵＴに供給する。また、例えば、読み出し回路６００は、複数の画素５０２のそれぞれから第３の電圧Ｖ（ｔ３）を受信し、行毎にデジタル信号に変換し、デジタル信号に変換した複数の第３の電圧Ｖ（ｔ３）を、行毎に信号処理回路７００に送信する。信号処理回路７００は、デジタル信号に変換した複数の第３の電圧Ｖ（ｔ３）を、例えば、記憶回路に格納する。

ステップＳ４３において、信号処理回路７００は、記憶回路に格納された複数の第２の電圧Ｖ（ｔ２）と複数の第３の電圧Ｖ（ｔ３）とを読み出す。また、信号処理回路７００は、複数の第２の電圧Ｖ（ｔ２）と複数の第２の電圧Ｖ（ｔ３）とを用いて、第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算した複数のデータを生成する。第３の電圧Ｖ（ｔ３）は、デジタル信号である。

次に、ステップＳ４５において、信号処理回路７００は、生成した第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算した複数のデータを、画像処理回路７２０に送信する。画像処理回路７２０は第２の電圧Ｖ（ｔ２）から第３の電圧Ｖ（ｔ３）を減算した複数のデータを用いて、撮像データを生成する。

なお、ステップＳ３９ののちにステップＳ４５を実行してよく、ステップ４５ののちにステップ３９を実行してよい。

次に、ステップＳ４７において、画像処理回路７２０は、生成したＰＵＦ－ＩＤデータと生成した撮像データとを合成するか否かを選択する。固体撮像装置１００または１００Ｂは、ステップＳ４７を、例えば、第４の期間Ｔ４で実行してもよく、第５の期間Ｔ５で実行してもよい。

画像処理回路７２０は、生成した固体撮像装置１００または１００Ｂに固有のＰＵＦ－ＩＤデータと生成した撮像データとを合成すること（ＹＥＳ）を選択すると、ステップＳ４９において、画像処理回路７２０は、生成した固体撮像装置１００または１００Ｂに固有のＰＵＦ－ＩＤデータと生成した撮像データとを合成し、偽造を抑制可能なＰＵＦ－ＩＤデータを備える撮像データを生成する。また、画像処理回路７２０は、生成した偽造を抑制可能なＰＵＦ－ＩＤデータを備える撮像データを、例えば、ホスト（図示は省略）または表示装置（図示は省略）に送信する。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００または１００Ｂの駆動方法は終了する。

画像処理回路７２０は、生成した固体撮像装置１００または１００Ｂに固有のＰＵＦ－ＩＤデータと生成した撮像データとを合成しないこと（ＮＯ）を選択すると、ステップＳ５１において、画像処理回路７２０は、生成した固体撮像装置１００または１００Ｂに固有のＰＵＦ－ＩＤデータと生成した撮像データとをそれぞれ出力する。画像処理回路７２０は、生成した固体撮像装置１００または１００Ｂに固有のＰＵＦ－ＩＤデータを出力したのち、生成した撮像データを出力してもよく、生成した撮像データを出力し、生成した固体撮像装置１００または１００Ｂに固有のＰＵＦ－ＩＤデータを出力してもよい。画像処理回路７２０は、生成した固体撮像装置１００または１００Ｂに固有のＰＵＦ－ＩＤデータと生成した撮像データとを、例えば、ホスト（図示は省略）に送信する。本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００または１００Ｂの駆動方法は終了する。

例えば、ホストは、生成した偽造を抑制可能なＰＵＦ－ＩＤデータを備える撮像データ、生成した固体撮像装置１００または１００Ｂに固有のＰＵＦ－ＩＤデータ、または、生成した撮像データを、データストレージに格納する。また、例えば、表示装置は、生成した偽造を抑制可能なＰＵＦ－ＩＤデータを備える撮像データを表示する。

以上説明したように、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置１００の駆動方法を用いることで、一連の駆動の中で取得したＰＵＦ－ＩＤデータと撮像データを用いて、撮像データがこの固体撮像装置１００により撮像されたデータであるという証明を行うことができ、併せて撮像データの模倣を防止し、ひいては模倣品、海賊版、又は偽造品の製造を抑制することができる。

なお、固体撮像装置１００はホスト（図示は省略）と電気的に接続されてもよい。固体撮像装置１００は、例えば、ホストと無線ネットワークを介した双方向通信によって接続されてもよい。ホストは、例えば、無線ネットワークを介して、固体撮像装置１００にアプリケーション又はプログラムを提供するコンピュータである。例えば、固体撮像装置１００からホストにアプリケーションの提供に関する要求があった場合、ホストはアプリケーションのインストールファイルを固体撮像装置１００に提供する。ユーザは、固体撮像装置１００にアプリケーションをインストールし、固体撮像装置１００にインストールされたアプリケーションを利用することができる。例えば、ホストは、ユーザ又は固体撮像装置１００から、撮像データ取得またはＰＵＦ－ＩＤ取得に関するアプリケーション又はプログラムの提供に関する要求があると、ホストはアプリケーションのインストールファイル又はプログラムを固体撮像装置１００に提供する。これによって、ユーザは、固体撮像装置１００にアプリケーションをインストールし、固体撮像装置１００にインストールされたアプリケーションを利用することで、固体撮像装置１００の駆動方法を利用し、固体撮像装置１００の一連の駆動において、固体撮像装置１００に固有なフィードスルー電圧を用いてＰＵＦ－ＩＤデータを生成し出力することと撮像データを生成し出力することとのプログラムを実行させることができる。

本発明の実施形態として上述した各実施形態又は各実施形態の一部は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる別の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１００：固体撮像装置、１００Ｂ：固体撮像装置、１２０：画素回路、１２０Ｂ：画素回路、１２１：ソースフォロア、２００：電源回路、３００：駆動タイミング制御回路、４００：行選択回路、４００Ｂ：行選択回路、４１０：走査信号線、４１２：リセット信号線、４１４：第１の駆動電源線、４１６：転送信号線、４１８：バイアス電圧供給線、４２０：読み出し信号線、４２２：コモン電極、４２４：基準電位線、４２８：第２の駆動電源線、５０２：画素、５０４：画素部、６００：読み出し回路、６１０：第２の電極、６１０：ソース電極、６２０：第１の電極、６２０：ゲート電極、６３０：第３の電極、６３０：ドレイン電極、７００：信号処理回路、７１０：ＰＵＦ－ＩＤ抽出回路、７２０：画像処理回路

Claims (10)

1. 電源線と読み出し信号線との間に接続された第１のトランジスタのゲート電極に光電変換素子の第１の電極が接続された少なくとも１つの画素を有し、
   前記第１のトランジスタのゲート電極をリセットするリセット期間と、
   前記光電変換素子を露光する露光期間と、
   前記光電変換素子の露光に伴う電圧を読み出す期間と、を有し、
   前記リセット期間において、
   前記第１のトランジスタのゲート電極にリセット電圧を供給する第１の期間に、前記読み出し信号線から第１の電圧を読み出し、
   前記第１のトランジスタのゲート電極にリセット電圧の供給を停止した後の第２の期間に、前記読み出し信号線から第２の電圧を読み出し、
   前記露光期間である第３の期間ののち、前記読み出す期間である第４の期間において、前記読み出し信号線から第３の電圧を読み出し、
   前記第１の電圧と前記第２の電圧の差をＰＵＦ－ＩＤデータとして出力し、
   前記第３の電圧と前記第２の電圧の差を検出データとして出力する、
   検出装置。
2. 前記少なくとも１つの画素を含む複数の画素を有し、
   前記第１の電圧、前記第２の電圧、及び前記第３の電圧の読み出しを、前記複数の画素のそれぞれで行う、
   請求項１に記載の検出装置。
3. リセット電圧線と前記第１のトランジスタのゲート電極との間に接続された第２のトランジスタを有し、
   前記第２のトランジスタをオン状態にし、
   前記リセット電圧線から前記第１のトランジスタのゲート電極に、前記リセット電圧を供給する、
   請求項１に記載の検出装置。
4. 前記第１のトランジスタの一対の電極のうち前記電源線が接続されていない電極と、前記読み出し信号線との間に接続された第３のトランジスタを有し、
   前記第３のトランジスタをオン状態にし、
   前記第１の電圧、前記第２の電圧、及び前記第３の電圧の読み出しを行う、
   請求項３に記載の検出装置。
5. 前記読み出し信号線と基準電位線との間に接続された第４のトランジスタを有し、
   前記第４のトランジスタのゲート電極にバイアス電圧を供給し、
   前記第４のトランジスタをオン状態にし、
   前記第４のトランジスタの一対の電極間に定電流を流す、
   請求項４に記載の検出装置。
6. 前記第１のトランジスタと、前記第３のトランジスタと、前記第４のトランジスタとは、ソースフォロアを構成し、
   前記第１のトランジスタと、前記第３のトランジスタと、前記第４のトランジスタとをオン状態にし、
   前記電源線と前記読み出し信号線との間に電流を流す、
   請求項５に記載の検出装置。
7. 前記第１のトランジスタのゲート電極と前記光電変換素子の第１電極との間に接続された第５のトランジスタを有し、
   前記第３の期間において、
   前記第５のトランジスタをオン状態にし、
   前記光電変換素子の露光により生成される電圧を前記第１のトランジスタのゲート電極に供給する、
   請求項６に記載の検出装置。
8. 前記第１の電圧と前記第２の電圧の差は、フィードスルー電圧である、
   請求項１に記載の検出装置。
9. 前記ＰＵＦ－ＩＤデータを生成したのち、前記検出データを生成する、
   請求項１に記載の検出装置。
10. 前記第２の電圧は、前記第１の電圧よりも小さく、前記第３の電圧は、前記第２の電圧よりも小さい、
    請求項１に記載の検出装置。

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