JP2022169083A - 固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】低閾値電圧のトランジスタを用いたカレントミラー回路において、所望の電流をミラーさせることができるようにする。【解決手段】固体撮像装置は、光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタとを少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、カレントミラー回路とを備え、カレントミラー回路は、定電流源からの基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、複数の画素それぞれに配置された電流源トランジスタとを含み構成される。本開示に係る技術は、例えば、DC電流を流すアンプを画素内に有する固体撮像装置等に適用できる。【選択図】図４

Description

本開示は、固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器に関し、特に、低閾値電圧のトランジスタを用いたカレントミラー回路において、所望の電流をミラーさせることができるようにした固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器に関する。

光電変換膜としてＩｎＧａＡｓなどの化合物半導体を用いた固体撮像素子では、光電変換膜を形成する第１の基板と、光電変換膜に蓄積された電荷を読み出す読み出し回路を形成する第２の基板を、バンプや電極で接合した構造が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の画素構造では、第１の基板と第２の基板との接続のノードが電荷の蓄積部にもなっており、完全空乏化ができないため、ノイズが多くなりやすい。ノイズを改善する構成として、画素内にDC電流を流すアンプを搭載した構成が考えられる。

国際公開第２０１７／１５０１６７号

各画素にDC電流を流すアンプを搭載した場合、全画素分の消費電流を考慮すると、流せる電流はナノアンペア（nA）オーダである。また、画素回路の特性上、低閾値電圧のトランジスタを選択せざるを得ないケースがある。

各画素への電流供給は、各画素に配置された電流源トランジスタのゲート電圧を、ミラー元の供給源からカレントミラー回路により取り出す構成が一般的である。低閾値電圧のトランジスタを使ってカレントミラー回路を構成した場合、nAオーダの電流は、低閾値電圧のトランジスタにとってはリーク電流のオーダである故、ミラー元のトランジスタのゲート電圧を受け取った各画素回路の電流源は、ミラーされるべきミラー元の電流を反映しない場合がある。

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、低閾値電圧のトランジスタを用いたカレントミラー回路において、所望の電流をミラーさせることができるようにするものである。

本開示の第１の側面の固体撮像装置は、光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタとを少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、カレントミラー回路とを備え、前記カレントミラー回路は、定電流源からの前記基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、前記基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、複数の前記画素それぞれに配置された前記電流源トランジスタとを含み構成される。

本開示の第２の側面の固体撮像装置の駆動方法は、光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタとを少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、カレントミラー回路とを備え、前記カレントミラー回路は、定電流源からの前記基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、前記基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、複数の前記画素それぞれに配置された前記電流源トランジスタとを含み構成される固体撮像装置の、前記カレントミラー回路が、前記第１の容量に所定の電圧をチャージした後、前記基準電流源トランジスタのゲートまたはドレインの電位を、前記電流源トランジスタのゲートに供給する。

本開示の第３の側面の電子機器は、光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタとを少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、カレントミラー回路とを備え、前記カレントミラー回路は、定電流源からの前記基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、前記基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、複数の前記画素それぞれに配置された前記電流源トランジスタとを含み構成される固体撮像装置を備える。

本開示の第１乃至第３の側面においては、光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタとを少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、カレントミラー回路とが設けられ、前記カレントミラー回路は、定電流源からの前記基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、前記基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、複数の前記画素それぞれに配置された前記電流源トランジスタとを含み構成され、前記カレントミラー回路において、前記第１の容量に所定の電圧がチャージされた後、前記基準電流源トランジスタのゲートまたはドレインの電位が、前記電流源トランジスタのゲートに供給される。

固体撮像装置及び電子機器は、独立した装置であっても良いし、他の装置に組み込まれるモジュールであっても良い。

本開示の技術を適用した固体撮像装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 画素の回路構成例を示す図である。 各画素の電流源トランジスタをミラー先の電流源とするカレントミラー回路の構成例を示す図である。 図１の固体撮像装置に搭載されるカレントミラー回路の基本構成例を示す図である。 図４のカレントミラー回路の動作を説明するタイムチャートである。 第２スイッチとして用いるトランジスタの構成を説明する図である。 図４のカレントミラー回路の第１変形例を示す図である。 図７のカレントミラー回路の動作を説明するタイムチャートである。 図４のカレントミラー回路の第２変形例を示す図である。 図９のカレントミラー回路の動作を説明するタイムチャートである。 図４のカレントミラー回路の第３変形例を示す図である。 図１１のボトムプレートサンプリングのサンプルホールド動作を説明するタイムチャートである。 図１１のボトムプレートサンプリングの具体的回路構成例を示す図である。 図４のカレントミラー回路の第４変形例を示す図である。 図４のカレントミラー回路の第５変形例を示す図である。 図１５のカレントミラー回路の動作を説明するタイムチャートである。 イメージセンサの使用例を説明する図である。 本開示の技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本開示の技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。説明は以下の順序で行う。
１．固体撮像装置の全体構成例
２．画素の回路構成例
３．低閾値電圧のトランジスタを用いたカレントミラー回路の問題
４．カレントミラー回路の基本構成例
５．カレントミラー回路の第１変形例
６．カレントミラー回路の第２変形例
７．カレントミラー回路の第３変形例
８．カレントミラー回路の第４変形例
９．カレントミラー回路の第５変形例
１０．イメージセンサの使用例
１１．電子機器への適用例
１２．移動体への応用例

＜１．固体撮像装置の全体構成例＞
図１は、本開示の技術を適用した固体撮像装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

図１の固体撮像装置１は、タイミング制御部１１、垂直走査回路１２、画素アレイ部１３、定電流源回路部１４、参照信号生成部１５、カラムAD変換部１６、水平走査回路１７、信号処理回路１８、および、出力部１９から構成される。

タイミング制御部１１は、所定周波数のマスタクロックに基づいて、所定の動作に必要なクロック信号やタイミング信号を垂直走査回路１２および水平走査回路１７に供給する。例えば、タイミング制御部１１は、画素２１のシャッタ動作や読み出し動作のタイミング信号を垂直走査回路１２および水平走査回路１７に供給する。また、図示は省略されているが、タイミング制御部１１は、所定の動作に必要なクロック信号やタイミング信号を、参照信号生成部１５、カラムAD変換部１６などにも供給する。

垂直走査回路１２は、画素アレイ部１３の垂直方向に並ぶ画素２１に、順次、所定のタイミングで、画素信号の出力を制御する信号を供給する。

画素アレイ部１３には、複数の画素２１が行列状に配列されている。画素アレイ部１３内の各画素２１は、水平信号線２２を介して垂直走査回路１２から供給される信号に従って、内部に蓄積された電荷に応じた画素信号を、垂直信号線２３に出力する。画素２１の詳細な構成については、図２を参照して後述する。

行列状に配列されている複数の画素２１は、水平信号線２２により、行単位で垂直走査回路１２と接続されている。換言すれば、画素アレイ部１３内の同一行に配置されている複数の画素２１は、同じ一本の水平信号線２２に接続され、その水平信号線２２は、垂直走査回路１２に接続されている。なお、図１では、水平信号線２２について１本の配線として示しているが、１本に限られるものではない。

また、行列状に配列されている複数の画素２１は、垂直信号線２３により、列単位で水平走査回路１７と接続されている。換言すれば、画素アレイ部１３内の同一列に配置されている複数の画素２１は、同じ一本の垂直信号線２３に接続され、その垂直信号線２３は、定電流源回路部１４の定電流源２４と、カラムAD変換部１６のADC(Analog-Digital Converter)２５に接続されている。

定電流源回路部１４は複数の定電流源２４を有し、一本の垂直信号線２３に対して一つの定電流源２４が接続されている。定電流源２４は、垂直信号線２３を介して接続される画素２１内のトランジスタとソースフォロワ回路を構成する。

参照信号生成部１５は、DAC（Digital to Analog Converter）１５aを有して構成されており、タイミング制御部１１からのクロック信号に応じて、ランプ（RAMP）波形の基準信号を生成して、カラムAD変換部１６に供給する。

カラムAD変換部１６には、画素アレイ部１３の列単位にADC２５が設けられている。したがって、一本の垂直信号線２３には、列方向に並ぶ複数の画素２１と、一個の定電流源２４と、ADC２５とが接続されている。

ADC２５は、同じ列の画素２１から垂直信号線２３を介して供給される画素信号を、CDS(Correlated Double Sampling；相関２重サンプリング)処理し、さらにAD変換処理する。

ADC２５それぞれは、AD変換後の画素データを一時的に記憶し、水平走査回路１７の制御に従って、水平出力線２０を介して信号処理回路１８に出力する。

水平走査回路１７は、複数のADC２５に記憶されている画素データを、順次、所定のタイミングで水平出力線２０に出力させる。

水平出力線２０は、信号処理回路１８に接続されており、各ADC２５から出力されたAD変換後の画素データを、信号処理回路１８へ供給する。

信号処理回路１８は、各ADC２５から供給されたAD変換後の画素データに対して、黒レベル調整、列ばらつき補正などの各種のデジタル信号処理を行った後、出力部１９を介して、固体撮像装置１の外部へ出力する。信号処理回路１８は、特定の信号処理を行わずに、バファリングだけ行って、出力してもよい。

以上のように構成される固体撮像装置１は、CDS処理とAD変換処理を行うADC２５が垂直列ごとに配置されたカラムAD方式と呼ばれるCMOSイメージセンサである。

＜２．画素の回路構成例＞
図２は、画素２１の回路構成例を示している。

画素２１は、光電変換素子としてのフォトダイオードPD、転送トランジスタTG、フローティングディフュージョンFD、リセットトランジスタRST、第１増幅トランジスタAMP1、第２増幅トランジスタAMP2、選択トランジスタSEL、および、電流源トランジスタ５１を有する。転送トランジスタTG、リセットトランジスタRST、第１増幅トランジスタAMP1、第２増幅トランジスタAMP2、選択トランジスタSEL、および、電流源トランジスタ５１は、例えば、N型のMOSトランジスタ（MOS FET）により構成される。

フォトダイオードPDは、受光した光量に応じた電荷（信号電荷）を生成し、かつ、蓄積する。フォトダイオードPDは、アノード端子が接地されているとともに、カソード端子が転送トランジスタTGを介して、フローティングディフュージョンFDに接続されている。

転送トランジスタTGは、ゲートに供給される転送信号によりオンされたとき、フォトダイオードPDで生成された電荷を読み出し、フローティングディフュージョンFDに転送する。

フローティングディフュージョンFDは、フォトダイオードPDから読み出された電荷を保持する。リセットトランジスタRSTは、ゲートに供給されるリセット信号によりオンされたとき、フローティングディフュージョンFDに蓄積されている電荷がドレイン（定電圧源VDD）に排出されることで、フローティングディフュージョンFDの電位をリセットする。

第１増幅トランジスタAMP1は、フローティングディフュージョンFDの電位に応じた信号を増幅して、第２増幅トランジスタAMP2のゲートに供給する。第１増幅トランジスタAMP1は、電流源トランジスタ５１とソースフォロワ回路を構成し、フローティングディフュージョンFDに蓄積されている電荷に応じた信号を、第２増幅トランジスタAMP2のゲートに供給する。

第２増幅トランジスタAMP2は、垂直信号線２３を介して接続されている定電流源２４とソースフォロワ回路を構成し、第１増幅トランジスタAMP1からの信号を増幅して、選択トランジスタSELおよび垂直信号線２３を介して、カラムAD変換部１６内のADC２５に出力する。

選択トランジスタSELは、ゲートに供給される選択信号により画素２１が選択されたときオンされ、画素２１の画素信号を、垂直信号線２３を介してカラムAD変換部１６に出力する。転送信号、リセット信号、及び、選択信号が伝送される各信号線は、図１の水平信号線２２に対応する。

画素２１は、以上のように構成される。

＜３．低閾値電圧のトランジスタを用いたカレントミラー回路の問題＞
図１の固体撮像装置１は、図２で説明したように、第１増幅トランジスタAMP1と、所定のDC電流を流す電流源トランジスタ５１とを、各画素２１に有している。画素アレイ部１３に配列された全画素分の消費電流を考慮すると、各画素２１の電流源トランジスタ５１が流せる電流はナノアンペア（nA）オーダである。また、電流源トランジスタ５１には、画素回路の特性上、低閾値電圧のトランジスタが採用される。

各画素２１への電流供給は、各画素２１に配置された電流源トランジスタ５１のゲート電圧を、ミラー元の供給源からカレントミラー回路により取り出す構成が一般的である。

図３は、各画素２１の電流源トランジスタ５１を、ミラー先の電流源とするカレントミラー回路の構成例を示している。図３に示されるカレントミラー回路の構成は固体撮像装置１の構成ではないが、対応関係を分かり易くするため、固体撮像装置１の符号を付して説明する。

図３のカレントミラー回路は、定電流源６１と、ミラー元となるダイオード構成の基準電流源トランジスタ６２と、ミラー先となる各画素２１の電流源トランジスタ５１とで構成される。このカレントミラー回路は、例えば、画素アレイ部１３の行単位に設けられ、基準電流を生成する基準電流生成回路としての定電流源６１と基準電流源トランジスタ６２が垂直走査回路１２に設けられる。生成された基準電流がミラーされる複数の電流源トランジスタ５１は、同一行の各画素２１に配置された電流源トランジスタ５１である。図３の各画素２１において、電流源トランジスタ５１以外の構成は省略されている。

ここで、各電流源トランジスタ５１と基準電流源トランジスタ６２は、低閾値電圧のトランジスタで構成され、ミラーされる電流は、上述した全画素分の消費電流を考慮して、トランジスタのリーク電流程度のnAオーダの電流であるとする。例えば、カレントミラー回路が、１０ｎAの電流をミラーさせるとする。

このように、低閾値電圧のトランジスタを使ってカレントミラー回路を構成した場合、nAオーダの電流は、低閾値電圧のトランジスタにとってはリーク電流のオーダである故、ミラー元の基準電流源トランジスタ６２のゲート電圧が０Vであったとしても、ドレイン電圧が、例えば、０．１Vであれば１０nAを達成する。このことから、カレントミラー回路のミラー元の基準電流源トランジスタ６２のゲート電圧は、０．１V等で静定する。

一方で、基準電流源トランジスタ６２のゲート・ソース間電圧Vgsで１０nAを達成する場合、０Ｖよりもマイナス方向の例えば－０．１Vが適当であるとすると、橋渡しした０．１Vの電圧を受け取った各画素２１の電流源トランジスタ５１は、ミラーされるべき、基準電流源トランジスタ６２の電流を反映しないことになる。電流源トランジスタ５１のドレインの電位に応じて、例えば、３０ｎA等の電流が流れる。電流源トランジスタ５１の電流が、ミラー元と同じ１０ｎAになるのは、電流源トランジスタ５１のドレインの電位がミラー元と同じ０．１Vの場合となるが、実際には、ソースフォロア等で決まる０．１V以外の電位となるため、１０ｎAにはならない。

すなわち、カレントミラー回路は、本来、ドレイン電圧に関係ない飽和領域で動作することが前提となるが、基準電流源トランジスタ６２の１０nAは、飽和領域ではなく、リーク電流で１０ｎAが流れているに過ぎないため、基準電流源トランジスタ６２の電流を反映しないことになる。

したがって、基準電流源トランジスタ６２のゲートとドレインの間に電位差を設け、基準電流源トランジスタ６２を飽和領域で動作させることができれば、カレントミラー回路が正常に機能する。以下では、飽和領域で動作するための基準電流源トランジスタ６２のゲート・ドレイン間の電位差を１．２Vとし、基準電流源トランジスタ６２のゲート・ソース間電圧Vgsで１０nAを達成する場合のゲート電圧が、上述の－０．１Vであるとして説明する。

＜４．カレントミラー回路の基本構成例＞
図４は、固体撮像装置１に搭載されるカレントミラー回路の基本構成例を示している。

図４のカレントミラー回路１００は、図３のカレントミラー回路において垂直走査回路１２に配置される基準電流生成回路として、容量（容量素子）１１１と、第１スイッチSW1、第２スイッチSW2、および、第３スイッチSW3とを追加した構成を有する。

すなわち、カレントミラー回路１００は、定電流源６１と、定電流源６１からの基準電流が入力される基準電流源トランジスタ６２と、容量１１１と、第１スイッチSW1、第２スイッチSW2、および、第３スイッチSW3とを有する。

より詳しくは、容量１１１の一端と、基準電流源トランジスタ６２のゲートとの接続点１１２が電圧供給線１１５に接続され、電圧供給線１１５が、ミラー先の各画素２１の電流源トランジスタ５１のゲートと接続されている。接続点１１２とは反対側の容量１１１の他端は、接続点１１３により、第１スイッチSW1と第３スイッチSW3それぞれの一端と接続されている。第１スイッチSW1は、接続点１１３と、１．２Vの電源電圧との間に挿入されている。第２スイッチSW2は、基準電流源トランジスタ６２のゲートおよび容量１１１の一端、および、電圧供給線１１５が接続された接続点１１２と、グランド（GND）との間に挿入されている。第３スイッチSW3は、接続点１１３と接続点１１４との間に挿入されている。接続点１１４は、定電流源６１と基準電流源トランジスタ６２のドレインとの間の接点である。直列に接続された定電流源６１と基準電流源トランジスタ６２は、例えば３Vの電源電圧とグランドとの間に配置されている。

図５のタイムチャートを参照しながら、図４のカレントミラー回路１００の動作を説明する。

図５の時刻ｔ０から時刻ｔ５までの期間が、1水平同期期間（1XHS）に相当する。

時刻ｔ０から一定時間経過後の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、第１スイッチSW1および第２スイッチSW2がオンされる。これにより、容量１１１に１．２Vがチャージされる。

そして、第１スイッチSW1および第２スイッチSW2がオフされた後、時刻ｔ３から、1水平同期期間の終了直前の時刻ｔ４まで、第３スイッチSW3がオンされる。

以上のように、図４のカレントミラー回路１００は、基準電流源トランジスタ６２のゲートとドレインとの間に容量１１１を挿入し、その容量１１１に１．２Vをチャージすることで、基準電流源トランジスタ６２のゲートとドレイン間に電位差を設け、基準電流源トランジスタ６２を飽和領域で動作させる。

基準電流源トランジスタ６２のゲート・ドレイン間の電位差が１．２Vに設定され、基準電流源トランジスタ６２のゲート電圧が、ゲート・ソース間電圧Vgsで決まる所定の値、上述の－０．１Vに静定し、ドレイン電圧は１．１Vとなる。基準電流源トランジスタ６２は、飽和領域で動作するので、電圧供給線１１５を介して－０．１Vの電圧を受け取った各画素２１の電流源トランジスタ５１には、基準電流源トランジスタ６２の電流を反映した１０nAの電流が流れる。

以上のように、図４のカレントミラー回路１００は、容量１１１に１．２Vをチャージし、容量１１１と基準電流源トランジスタ６２のゲートとの間に接続された電圧供給線１１５を介して、基準電流源トランジスタ６２のゲートの電位を、基準電流源トランジスタ６２のゲートに供給するように構成されている。

なお、第１スイッチSW1ないし第３スイッチSW3のそれぞれをMOSトランジスタで実現する場合、第２スイッチSW2にはマイナス電圧のノードが発生することになるが、不要な電源種類を増やさないようにするため、図６に示されるように、第２スイッチSW2としてのMOSトランジスタのドレインとPウェルを接続するセルフバイアス構成をとることが望ましい。

図４に示したカレントミラー回路１００が、低閾値電圧のトランジスタを用いて所望の電流を正確にミラーさせることができる構成となるが、図４のカレントミラー回路１００は、出力インピーダンスが無限大の回路となる。そのため、実際の実装では、出力インピーダンスを下げておくことが望ましい。

以下では、出力インピーダンスを下げたカレントミラー回路１００の回路構成を変形例として説明する。以下で説明するカレントミラー回路１００の各変形例において、図４のカレントミラー回路１００と共通する部分については同一の符号を付し、その部分の説明は適宜省略する。

＜５．カレントミラー回路の第１変形例＞
図７は、カレントミラー回路１００の第１変形例を示している。

図７のカレントミラー回路１００Aは、ミラー先の各画素２１に、第４スイッチSW4と容量（容量素子）１２１を追加し、各画素２１で１．２Vをチャージし、ホールドする構成である。

電圧供給線１１５の容量１１１への接続先が、基準電流源トランジスタ６２のゲート側の接続点１１２ではなく、ドレイン側の接続点１１３となっている。

各画素２１の容量１２１の一端は、電圧供給線１１５に接続され、他端は、電流源トランジスタ５１のゲートおよび第４スイッチSW4の一端に接続されている。第４スイッチSW4は、電流源トランジスタ５１のゲートおよび容量１２１の他端と、グランドとの間に挿入されている。

図８は、図５のタイムチャートの一部分に相当し、図７のカレントミラー回路１００Aにおける第４スイッチSW4の動作を追加したタイムチャートである。

図７のカレントミラー回路１００Aは、図８に示されるように、第１スイッチSW1および第２スイッチSW2がオンされる時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の最初の所定期間（時刻ｔ１１までの期間）第４スイッチSW4もオンされる。それ以外の第１スイッチSW1ないし第３スイッチSW3の動作は、図６と同様である。

すなわち、初めに、第１スイッチSW1、第２スイッチSW2、および、第４スイッチSW4がオンされることにより、容量１１１と、各画素２１の容量１２１に１．２Vがチャージされる。その後、第１スイッチSW1、第２スイッチSW2、および、第４スイッチSW4がオフされ、第３スイッチSW3がオンされることで、基準電流源トランジスタ６２のゲート電圧が－０．１Vに静定し、基準電流源トランジスタ６２のドレイン電圧が１．１Vとなって、１．１Vの電圧を電圧供給線１１５を介して各画素２１に供給する。各画素２１の電流源トランジスタ５１のゲートには、１．１Vに対して１．２Vの電位差となる－０．１Vの電圧が供給される。これにより、各画素２１の電流源トランジスタ５１には、基準電流源トランジスタ６２の電流を反映した１０nAの電流が流れる。

以上のように、図７のカレントミラー回路１００Aは、容量１１１に１．２Vをチャージするとともに、容量１１１と基準電流源トランジスタ６２のドレインとの間に接続された電圧供給線１１５を介して容量１２１にも１．２Vをチャージし、容量１２１から基準電流源トランジスタ６２のゲートに所定の電位を供給するように構成されている。

図４のカレントミラー回路１００では、基準電流生成回路の出力ノードが、基準電流源トランジスタ６２のゲートのノードとされていたのに対して、図７のカレントミラー回路１００Aでは、基準電流源トランジスタ６２のドレインのノードとされている。これにより、出力インピーダンスを下げることができる。

＜６．カレントミラー回路の第２変形例＞
図９は、カレントミラー回路の第２変形例を示している。

図７のカレントミラー回路１００Bは、各画素２１で１．２Vをチャージし、ホールドする図７のカレントミラー回路１００Aの変形例であり、ミラー先の電流源トランジスタ５１の閾値電圧Vthばらつきによる電流誤差を含めてキャンセルする構成である。

この構成では、画素回路として、図９に示されるように、第１増幅トランジスタAMP1のソースと第２増幅トランジスタAMP2のゲートとの間に、スイッチトランジスタSWが追加される。そのため、図９の画素２１には、リセットトランジスタRST、第１増幅トランジスタAMP1、および、スイッチトランジスタSWが図示されている。また、基準電流生成回路が配置される垂直走査回路１２にも、構成を同一とするためのダミーとして、リセットトランジスタRST、第１増幅トランジスタAMP1、および、スイッチトランジスタSWが配置される。

図７のカレントミラー回路１００Bは、垂直走査回路１２に、基準電流生成回路として、定電流源６１と、基準電流源トランジスタ６２と、容量１１１と、第１スイッチSW1、第５スイッチSW5、および、第６スイッチSW6を有する。また、垂直走査回路１２には、上述したようにダミーの画素回路として、リセットトランジスタRST、第１増幅トランジスタAMP1、および、スイッチトランジスタSWも構成されている。

垂直走査回路１２の第１スイッチSW1の一端は、１．２V電源１４１と接続され、第１スイッチSW1の他端は、接続点１４４および１４５と、電圧供給線１１５に接続されている。接続点１４４は、第６スイッチSW6の一端と接続する接点であり、接続点１４５は、定電流源６１と、容量１１１の一端と、電圧供給線１１５とを接続する接点である。第１スイッチSW1の他端は、電圧供給線１１５を介して、同一行の各画素２１の容量１２１の一端とも接続されている。

垂直走査回路１２の第５スイッチSW5は、接続点１４２と接続点１４３との間に接続されている。接続点１４２は、ダミーのスイッチトランジスタSWのソースと、第６スイッチSW6の他端と、基準電流源トランジスタ６２のドレインとを接続する接点である。接続点１４３は、基準電流源トランジスタ６２のゲートと、容量１１１の他端とを接続する接点である。

第６スイッチSW6は、接続点１４２と接続点１４４との間に配置されている。容量１１１は、接続点１４５と接続点１４３との間に接続されている。

各画素２１に配置された第５スイッチSW5は、接続点１５１と接続点１５２との間に接続されている。接続点１５１は、容量１２１の他端と、電流源トランジスタ５１のゲートとを接続する接点である。接続点１５２は、スイッチトランジスタSWのソース、第２増幅トランジスタAMP2のゲート、および、電流源トランジスタ５１のドレインを接続する接点である。

各画素２１の容量１２１は、接続点１５１と接続点１５３との間に配置されている。接続点１５３は、電圧供給線１１５と、容量１２１の一端とを接続する接点である。

図１０のタイムチャートを参照しながら、図７のカレントミラー回路１００Bの動作を説明する。図１０のタイムチャートは、1水平同期期間（1XHS）の最初の所定期間に相当する。

１水平同期期間の最初の時刻ｔ２１に、リセットトランジスタRSTがオンに制御され、リセット動作が開始される。また、時刻ｔ２１から時刻ｔ２６までの期間、スイッチトランジスタSWのゲートに電圧Vmiddleが印加される。この電圧Vmiddleは、スイッチトランジスタSWの抵抗が十分高くなるような、０より大きい所定の値（例えば、0.5V）とされる。図１０の右側のグラフに示されるように、スイッチトランジスタSWの抵抗が低抵抗である場合は、閾値電圧ずれを正確に補正できないためである。

また、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの期間、第５スイッチSW5がオンに制御され、基準電流源トランジスタ６２および電流源トランジスタ５１がダイオード接続とされる。そして、時刻ｔ２１から時刻ｔ２３までの期間、第１スイッチSW1がオンに制御され、１．２V電源１４１から、１．２Vが、ミラー元の容量１１１とミラー先の容量１２１に供給され、トランジスタの閾値電圧Vthを差し引いた電圧ΔVが容量１１１および１２１にチャージされる。基準電流源トランジスタ６２の閾値電圧をVth、同一行の所定の画素２１の電流源トランジスタ５１の閾値電圧をVth-a、同一行の他の所定の画素２１’の電流源トランジスタ５１の閾値電圧をVth＋a’とし、ミラーされるドレイン電流を１０ｎAとするための調整電圧ΔVthをγとすると、基準電流生成回路の容量１１１にチャージされる電圧ΔVは、ΔV＝（１．２-Vth-γ）、所定の画素２１の容量１２１にチャージされる電圧ΔVは、ΔV＝（１．２-Vth＋a-γ）、所定の画素２１’の容量１２１にチャージされる電圧ΔVは、ΔV＝（１．２-Vth-a’-γ）となる。

容量１１１および１２１へのチャージが完了した後、時刻ｔ２３に第１スイッチSW1がオフに制御され、時刻ｔ２４に第６スイッチSW6がオンに変更されて、基準電流源トランジスタ６２がダイオード接続とされる。

時刻ｔ２５にリセットトランジスタRSTがオフに制御され、リセット動作が終了すると、時刻ｔ２６に、スイッチトランジスタSWのゲートに印加される電圧が、電圧Vmiddleから、スイッチトランジスタSWを無効化させる電圧（例えば３V）に変更される。そして、時刻ｔ２６以降、各画素２１で通常の受光および読み出し動作が実行される。

＜７．カレントミラー回路の第３変形例＞
図１１は、カレントミラー回路の第３変形例を示している。

図１１のカレントミラー回路１００Cは、サンプルホールド回路の一種であるボトムプレートサンプリング１７０を用いることにより、基準電流源トランジスタ６２のゲートとドレインの間に電位差を設けた構成である。また、ボトムプレートサンプリング１７０は、低出力インピーダンスの回路であるので、出力インピーダンスを下げた構成となる。

ボトムプレートサンプリング１７０は、オペアンプ１７１と、容量（容量素子）１７２と、スイッチSW11ないしSW15とにより構成される。

図１２は、ボトムプレートサンプリング１７０のサンプルホールド動作を説明するタイムチャートである。

時刻ｔ３１から時刻ｔ３４の期間、スイッチSW11がオンとされ、１．２Vがオペアンプ１７１の非反転入力端子（＋）に供給される。

また、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２の期間、スイッチSW13がオンとされ、１．２Vがサンプリング（容量１７２へチャージ）されると、時刻ｔ３１からオンとされたスイッチSW12が、時刻ｔ３３にオフされ、反対に、それまでオフとされていたスイッチSW14がオンされる。そして、時刻ｔ３４に、スイッチSW11がオフとされるとともに、スイッチSW15がオンとされることにより、ホールドされた電圧が、電圧供給線１１５から、各画素２１の電流源トランジスタ５１のゲートに供給される。

図１３は、ボトムプレートサンプリング１７０のオペアンプ１７１の具体的回路構成例を示している。図１３に示される回路規模であれば、垂直走査回路１２内に行単位に十分に配置できる構成と言える。

＜８．カレントミラー回路の第４変形例＞
図１４は、カレントミラー回路の第４変形例を示している。

図１４のカレントミラー回路１００Dは、図４のカレントミラー回路１００の基準電流生成回路の出力ノードに、ボルテージフォロア１８１を追加することにより、出力インピーダンスを下げた構成である。すなわち、容量１１１と基準電流源トランジスタ６２のゲートとの接続点１１２と、電圧供給線１１５との間に、ボルテージフォロア１８１が挿入されている。基準電流源トランジスタ６２のゲートの電位が、ボルテージフォロア１８１を介して電圧供給線１１５に供給され、基準電流源トランジスタ６２のゲートに供給される。

図１４のカレントミラー回路１００Dは、インピーダンス変換を行うためのバッファ回路としてボルテージフォロア１８１を用いた例であるが、その他のバッファ回路、例えば、プッシュプル回路等を用いてもよい。

図１４のカレントミラー回路１００Dの動作は、図５のタイムチャートを参照して説明した図４のカレントミラー回路１００と同様であるので、説明は省略する。

＜９．カレントミラー回路の第５変形例＞
図１５は、カレントミラー回路の第５変形例を示している。

図１５のカレントミラー回路１００Eは、垂直走査回路１２内の基準電流生成回路の出力ノードの電圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路２０１を、図７のカレントミラー回路１００Aの回路構成に追加した構成とされている。サンプルホールド回路２０１は、サンプルホールドスイッチSHSWと、容量（容量素子）２０２とで構成される。

図１６は、図８で示した図７のカレントミラー回路１００Aのタイムチャートに、サンプルホールドスイッチSHSWの動作を追加したタイムチャートである。

図１６に示されるように、図１５のカレントミラー回路１００Eにおいて、容量１１１と、各画素２１の容量１２１に１．２Vをチャージし、第３スイッチSW3がオンされる時刻ｔ３までの第１スイッチSW1ないし第４スイッチSW4の動作は、図７のカレントミラー回路１００Aと同様である。

また、時刻ｔ３までの期間、サンプルホールドスイッチSHSWもオンされており、サンプルホールド回路２０１の容量２０２にも、基準電流源トランジスタ６２のドレインと同じ電圧（１．１V）がチャージされる。

そして、時刻ｔ３から所定期間経過後の時刻ｔ３１において、サンプルホールドスイッチSHSWがオフされることにより、サンプルホールド回路２０１が、垂直走査回路１２内の基準電流生成回路と切り離される。時刻ｔ３１以上、サンプルホールド回路２０１の容量２０２が、基準電流源トランジスタ６２のドレインと同じ電圧（１．１V）を保持することで、電流源トランジスタ５１には、基準電流源トランジスタ６２の電流を反映した１０nAの電流が流れる。

サンプルホールド回路２０１を設けたことにより、垂直走査回路１２内の基準電流生成回路と切り離すことができ、垂直走査回路１２側のノイズの伝搬を防止することができ、ノイズ耐性を向上させることができる。

図１５のカレントミラー回路１００Eは、サンプルホールド回路２０１を、図７のカレントミラー回路１００Aの構成に追加した回路構成であるが、上述したカレントミラー回路１００Bないし１００Dの構成にも同様に追加することができる。換言すれば、出力ノードがインピーダンス変換されたカレントミラー回路１００Aないし１００Dの構成であれば、サンプルホールド回路２０１を追加することができる。

＜１０．イメージセンサの使用例＞
図１７は、上述の固体撮像装置１を用いたイメージセンサの使用例を示す図である。

上述の固体撮像装置１を用いたイメージセンサは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。

・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置

＜１１．電子機器への適用例＞
本開示の技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではない。即ち、本開示の技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機など、画像取込部（光電変換素子）に固体撮像装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像装置は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。

図１８は、本開示の技術を適用した電子機器としての、撮像装置の構成例を示すブロック図である。

図１８の撮像装置３００は、レンズ群などからなる光学部３０１、図１の固体撮像装置１の構成が採用される固体撮像装置（撮像デバイス）３０２、およびカメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路３０３を備える。また、撮像装置３００は、フレームメモリ３０４、表示部３０５、記録部３０６、操作部３０７、および電源部３０８も備える。DSP回路３０３、フレームメモリ３０４、表示部３０５、記録部３０６、操作部３０７および電源部３０８は、バスライン３０９を介して相互に接続されている。

光学部３０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像装置３０２の撮像面上に結像する。固体撮像装置３０２は、光学部３０１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像装置３０２として、図１の固体撮像装置１、即ち、画素アレイ部に行列状に配列された各画素の画素内にDC電流を流すアンプを搭載した画素回路を有し、低閾値電圧のトランジスタを用いたカレントミラー回路によりアンプの電流源を構成した固体撮像装置を用いることができる。

表示部３０５は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の薄型ディスプレイで構成され、固体撮像装置３０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部３０６は、固体撮像装置３０２で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。

操作部３０７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置３００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部３０８は、DSP回路３０３、フレームメモリ３０４、表示部３０５、記録部３０６および操作部３０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。

上述したように、固体撮像装置３０２として、上述した固体撮像装置１を用いることで、低閾値電圧のトランジスタを用いたカレントミラー回路において、画素内の電流源が所望の電流を正確にミラーさせることができる。これにより、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置３００においても、撮像画像の高画質化を図ることができる。

＜１２．移動体への応用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。

図１９は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。

車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１９に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。

駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。

ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。

車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。

撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。

車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。

マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。

また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。

音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１９の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。

図２０は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

図２０では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。

撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。

なお、図２０には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。

例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。

撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。

以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、撮像部１２０３１として、上述した固体撮像装置１を適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、小型化しつつも、より見やすい撮影画像を得ることができたり、距離情報を取得することができる。また、得られた撮影画像や距離情報を用いて、ドライバの疲労を軽減したり、ドライバや車両の安全度を高めることが可能になる。

本開示に係る実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

また、本開示に係る技術は、図２で説明した画素回路のように、DC電流を流すアンプ（第１増幅トランジスタAMP1）と、その電流源（電流源トランジスタ５１）を各画素に備え、画素アレイ部全体の消費電流を抑制するため、画素内の電流源トランジスタとして低閾値のトランジスタを用いた固体撮像装置全般に適用することができる。例えば、特許文献１に開示されたような、光電変換膜としてＩｎＧａＡｓなどの化合物半導体を用いたイメージセンサに適用することができる。

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。

なお、本開示に係る技術は、以下の構成を取ることができる。
（１）
光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタと
を少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、
カレントミラー回路と
を備え、
前記カレントミラー回路は、
定電流源からの前記基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、
前記基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、
複数の前記画素それぞれに配置された前記電流源トランジスタと
を含み構成される
固体撮像装置。
（２）
前記電流源トランジスタおよび前記基準電流源トランジスタは、低閾値電圧のトランジスタで構成される
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記カレントミラー回路は、
前記第１の容量に所定の電圧をチャージし、前記基準電流源トランジスタのゲートまたはドレインの電位を、前記電流源トランジスタのゲートに供給するように構成された
前記（１）または（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記カレントミラー回路は、
前記基準電流源トランジスタのゲートと前記第１の容量との間に接続された電圧供給線を介して、所定の電位を前記電流源トランジスタのゲートに供給するように構成された
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（５）
前記カレントミラー回路は、
前記基準電流源トランジスタのドレインと前記第１の容量との間に接続された電圧供給線を介して、所定の電位を前記電流源トランジスタのゲートに供給するように構成された
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（６）
前記画素は、前記電圧供給線と前記電流源トランジスタのゲートとの間に第２の容量をさらに備え、
前記カレントミラー回路は、前記第１の容量および前記第２の容量に所定の電圧をチャージし、前記第２の容量から前記電流源トランジスタのゲートに前記所定の電位を供給するように構成された
前記（５）に記載の固体撮像装置。
（７）
前記カレントミラー回路は、前記第１の容量および前記第２の容量に所定の電圧をチャージする際、前記第２の容量をグランドに接続するスイッチを有する
前記（６）に記載の固体撮像装置。
（８）
前記カレントミラー回路は、前記第１の容量および前記第２の容量に所定の電圧をチャージする際、前記電流源トランジスタのゲートとドレインを接続するスイッチを有する
前記（６）に記載の固体撮像装置。
（９）
前記カレントミラー回路は、前記第２の容量に、前記電流源トランジスタの閾値電圧を差し引いた電圧をチャージするように構成された
前記（８）に記載の固体撮像装置。
（１０）
前記第１の容量として、ボトムプレートサンプリングを備える
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（１１）
前記カレントミラー回路は、バッファ回路をさらに備え、
前記基準電流源トランジスタのゲートまたはドレインの電位を前記バッファ回路を介して電圧供給線に供給し、前記電流源トランジスタのゲートに供給するように構成された
前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１２）
前記バッファ回路は、ボルテージフォロアである
前記（１１）に記載の固体撮像装置。
（１３）
前記基準電流源トランジスタと前記第１の容量とを含む基準電流生成回路からの所定の電圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路をさらに備える
前記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１４）
光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタと
を少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、
カレントミラー回路と
を備え、
前記カレントミラー回路は、
定電流源からの前記基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、
前記基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、
複数の前記画素それぞれに配置された前記電流源トランジスタと
を含み構成される固体撮像装置の、
前記カレントミラー回路が、前記第１の容量に所定の電圧をチャージした後、前記基準電流源トランジスタのゲートまたはドレインの電位を、前記電流源トランジスタのゲートに供給する
固体撮像装置の駆動方法。
（１５）
光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタと
を少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、
カレントミラー回路と
を備え、
前記カレントミラー回路は、
定電流源からの前記基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、
前記基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、
複数の前記画素それぞれに配置された前記電流源トランジスタと
を含み構成される
固体撮像装置
を備える電子機器。

１：固体撮像装置，１２：垂直走査回路，１３：画素アレイ部，２１，２１'：画素，５１：電流源トランジスタ，６１：定電流源，６２：基準電流源トランジスタ，１００：カレントミラー回路，１００A：カレントミラー回路，１００B：カレントミラー回路，１００C：カレントミラー回路，１００D：カレントミラー回路，１００E：カレントミラー回路，１１１：容量，１１５：電圧供給線，１２１：容量，１７０：ボトムプレートサンプリング，１８１：ボルテージフォロア，２０１：サンプルホールド回路，２０２：容量，３００：撮像装置，３０２：固体撮像装置

Claims (15)

1. 光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、
   前記増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタと
   を少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、
   カレントミラー回路と
   を備え、
   前記カレントミラー回路は、
   定電流源からの前記基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、
   前記基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、
   複数の前記画素それぞれに配置された前記電流源トランジスタと
   を含み構成される
   固体撮像装置。
2. 前記電流源トランジスタおよび前記基準電流源トランジスタは、低閾値電圧のトランジスタで構成される
   請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記カレントミラー回路は、
   前記第１の容量に所定の電圧をチャージし、前記基準電流源トランジスタのゲートまたはドレインの電位を、前記電流源トランジスタのゲートに供給するように構成された
   請求項１に記載の固体撮像装置。
4. 前記カレントミラー回路は、
   前記基準電流源トランジスタのゲートと前記第１の容量との間に接続された電圧供給線を介して、所定の電位を前記電流源トランジスタのゲートに供給するように構成された
   請求項１に記載の固体撮像装置。
5. 前記カレントミラー回路は、
   前記基準電流源トランジスタのドレインと前記第１の容量との間に接続された電圧供給線を介して、所定の電位を前記電流源トランジスタのゲートに供給するように構成された
   請求項１に記載の固体撮像装置。
6. 前記画素は、前記電圧供給線と前記電流源トランジスタのゲートとの間に第２の容量をさらに備え、
   前記カレントミラー回路は、前記第１の容量および前記第２の容量に所定の電圧をチャージし、前記第２の容量から前記電流源トランジスタのゲートに前記所定の電位を供給するように構成された
   請求項５に記載の固体撮像装置。
7. 前記カレントミラー回路は、前記第１の容量および前記第２の容量に所定の電圧をチャージする際、前記第２の容量をグランドに接続するスイッチを有する
   請求項６に記載の固体撮像装置。
8. 前記カレントミラー回路は、前記第１の容量および前記第２の容量に所定の電圧をチャージする際、前記電流源トランジスタのゲートとドレインを接続するスイッチを有する
   請求項６に記載の固体撮像装置。
9. 前記カレントミラー回路は、前記第２の容量に、前記電流源トランジスタの閾値電圧を差し引いた電圧をチャージするように構成された
   請求項８に記載の固体撮像装置。
10. 前記第１の容量として、ボトムプレートサンプリングを備える
    請求項１に記載の固体撮像装置。
11. 前記カレントミラー回路は、バッファ回路をさらに備え、
    前記基準電流源トランジスタのゲートまたはドレインの電位を前記バッファ回路を介して電圧供給線に供給し、前記電流源トランジスタのゲートに供給するように構成された
    請求項１に記載の固体撮像装置。
12. 前記バッファ回路は、ボルテージフォロアである
    請求項１１に記載の固体撮像装置。
13. 前記基準電流源トランジスタと前記第１の容量とを含む基準電流生成回路からの所定の電圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路をさらに備える
    請求項１に記載の固体撮像装置。
14. 光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、
    前記増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタと
    を少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、
    カレントミラー回路と
    を備え、
    前記カレントミラー回路は、
    定電流源からの前記基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、
    前記基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、
    複数の前記画素それぞれに配置された前記電流源トランジスタと
    を含み構成される固体撮像装置の、
    前記カレントミラー回路が、前記第１の容量に所定の電圧をチャージした後、前記基準電流源トランジスタのゲートまたはドレインの電位を、前記電流源トランジスタのゲートに供給する
    固体撮像装置の駆動方法。
15. 光電変換素子で生成された電荷に応じた信号を増幅する増幅トランジスタと、
    前記増幅トランジスタに所定の基準電流を供給する電流源トランジスタと
    を少なくとも備える画素が行列状に複数配列された画素アレイ部と、
    カレントミラー回路と
    を備え、
    前記カレントミラー回路は、
    定電流源からの前記基準電流が入力される基準電流源トランジスタと、
    前記基準電流源トランジスタのゲートとドレインとの間に接続される第１の容量と、
    複数の前記画素それぞれに配置された前記電流源トランジスタと
    を含み構成される
    固体撮像装置
    を備える電子機器。

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