WO2020100697A1 - 固体撮像素子、固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

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    • B60R11/04—Mounting of cameras operative during drive; Arrangement of controls thereof relative to the vehicle

Definitions

  • the present disclosure relates to a solid-state imaging device, a solid-state imaging device, and electronic equipment.
  • an imaging device configured by stacking a pixel substrate on which pixels are arranged and a logic substrate on which peripheral circuits are mounted.
  • an image pickup device has been proposed in which pixels are arranged in a two-dimensional lattice pattern on a pixel substrate, and an analog-digital converter that processes pixel signals output from the pixels is arranged on a logic substrate (for example, Patent Document 1). 1).
  • the pixel and the analog-digital converter are arranged on different substrates, so the wiring connecting the pixel and the analog-digital converter becomes long. Since the analog pixel signal has a relatively weak signal level, it is easily affected by noise when it is transmitted through the wiring. Therefore, a technique capable of reducing the influence of noise is desired.
  • the present disclosure proposes a solid-state imaging device, a solid-state imaging device, and an electronic device that can reduce the influence of noise.
  • a solid-state imaging device is to generate a pixel signal by photoelectrically converting light incident on a pixel by a photoelectric conversion unit, and amplify the pixel signal.
  • a pixel circuit in which one transistor is arranged is provided, and the pixel circuit outputs a bias current to a second transistor to which a reference signal is input from a reference signal generation unit, the first transistor, and the second transistor. And a third transistor.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of components of a solid-state image sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a laminated structure of the solid-state image sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a pixel according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a pixel circuit according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of arrangement of transistors in a pixel according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a cross section of a pixel according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of components of a solid-state image sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a laminated structure of the solid-state image sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of transistors in a pixel according to a first modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of transistors in a pixel according to a second modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of transistors in a pixel according to a third modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of transistors in a pixel according to a fourth modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of transistors in a pixel according to a fourth modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of transistors in a pixel according to a fourth modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a circuit diagram showing a pixel according to a fourth modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of transistors in a pixel according to a fifth modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a cross section of a pixel according to a fifth modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of transistors in a pixel according to a sixth modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a cross section of a pixel according to a sixth modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • Embodiment 1-1 Configuration of solid-state image sensor 1-2. Stacked structure of solid-state image sensor 1-3. Pixel circuit configuration 2.
  • First modification example 3.
  • Second modified example 4.
  • Third modified example 5.
  • Fourth modified example 6.
  • Fifth modified example 7.
  • Sixth modified example 8.
  • Application example to solid-state imaging device 9.
  • Application to endoscopic surgery system 10.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of constituent elements of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the solid-state image sensor according to the embodiment of the present disclosure can be applied to various electronic devices including a digital camera and the like.
  • the solid-state imaging device 1 includes a pixel array unit 110, a pixel drive circuit 220, a DAC 230, a vertical drive circuit 240, a timing generation circuit 250, and an output unit 260.
  • a plurality of pixels 111 are arranged in a two-dimensional array in the pixel array section 110.
  • the configuration of the pixel 111 will be described later.
  • the pixel drive circuit 220 drives, for example, the pixel circuit shown in FIG. 3 in the pixel 111.
  • the DAC 230 generates, for example, a reference signal REF whose voltage monotonously decreases with the passage of time.
  • the DAC 230 outputs the generated reference signal REF to the pixel 111, for example.
  • the vertical drive circuit 240 controls to output the digital pixel signal generated in the pixel 111 to the output unit 260 in a predetermined order based on the timing signal supplied from the timing generation circuit 250, for example.
  • the timing generation circuit 250 generates various timing signals, for example.
  • the timing generation circuit 250 outputs, for example, various generated timing signals to the pixel drive circuit 220, the DAC 230, the vertical drive circuit 240, and the like.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the laminated structure of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the solid-state imaging device 1 has a structure in which a first substrate 100 and a second substrate 200 are laminated.
  • the solid-state imaging device 1 includes, for example, a pixel array unit 110, a logic circuit 210, a pixel drive circuit 220, a DAC (Digital to Analog Converter) 230, a vertical drive circuit 240, a timing generation circuit 250, and an output unit 260.
  • a pixel array unit 110 for example, a pixel array unit 110, a logic circuit 210, a pixel drive circuit 220, a DAC (Digital to Analog Converter) 230, a vertical drive circuit 240, a timing generation circuit 250, and an output unit 260.
  • DAC Digital to Analog Converter
  • the first substrate 100 and the second substrate 200 are, for example, obtained by dividing the first substrate 100 and the second substrate 200 into chips, and then separating the divided first substrate 100 and the second substrate 200 into chips.
  • the so-called CoC (Chip on Chip) method may be used.
  • the singulated first substrate 100 is not singulated (that is, The wafer may be attached to the second substrate 200 in a so-called CoW (Chip on Wafer) method.
  • the first substrate 100 and the second substrate 200 may be bonded together in a wafer state by a so-called WoW (Wafer on Wafer) method.
  • first substrate 100 and the second substrate 200 for example, plasma joining or the like can be used.
  • plasma joining for example, plasma joining or the like
  • present invention is not limited to this, and various joining methods may be used.
  • the sizes of the first substrate 100 and the second substrate 200 may be the same or different.
  • the first substrate 100 and the second substrate 200 are semiconductor substrates such as silicon substrates, for example.
  • the pixel array unit 110 is arranged on the first substrate 100, for example.
  • the second substrate 200 includes, for example, a logic circuit 210, a pixel drive circuit 220, a DAC 230, a vertical drive circuit 240, a timing generation circuit 250, and an output section 260.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the pixel 111 according to this embodiment.
  • the pixel 111 includes a pixel circuit 20 and a current mirror circuit 30.
  • the pixel circuit 20 which will be specifically described later, has, for example, a photoelectric conversion unit that generates and accumulates a charge signal according to the amount of received light, and generates an analog pixel signal. Further, the pixel circuit 20 has a function of converting the generated analog pixel signal into a digital pixel signal, for example. That is, the pixel circuit 20 converts the generated analog image signal into a digital image signal by itself. Specifically, the pixel circuit 20 includes a transistor to which the reference signal REF is input from the DAC 230 and a transistor to which a bias current is input.
  • the current mirror circuit 30 outputs a predetermined signal to the peripheral circuit 270 when the pixel signal SIG is larger than the reference signal REF.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the pixel circuit according to the embodiment of the present disclosure.
  • the pixel circuit 20 includes a photoelectric conversion unit 21, an ejection transistor 22, a transfer transistor 23, a reset transistor 24, a floating diffusion layer (FD) 25, an amplification transistor 26, and a reference transistor 27. And a bias transistor 28. That is, in the present embodiment, the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 are arranged inside the pixel circuit 20. In other words, in this embodiment, the current source of the reference signal and the current source of the bias current are arranged inside the pixel circuit 20.
  • the current mirror circuit 30 has a transistor 31 and a transistor 32.
  • the transistors 31 and 32 are, for example, PMOS transistors.
  • the photoelectric conversion unit 21 receives, for example, light and performs photoelectric conversion to generate an electric charge according to the amount of received light.
  • the photoelectric conversion unit 21 can be realized by, for example, a photodiode.
  • the discharge transistor 22 is used when adjusting the exposure period. Specifically, when the discharge transistor is turned on when it is desired to start the exposure period at an arbitrary timing, the charge accumulated in the photoelectric conversion unit 21 until then is discharged to the overflow drain 41. Therefore, the exposure period is started after the discharge transistor 22 is turned off next time.
  • the transfer transistor 23 transfers the electric charge generated by the photoelectric conversion unit 21 to the floating diffusion layer 25.
  • the reset transistor 24 resets the electric charge held in the floating diffusion layer 25.
  • the gate of the amplification transistor 26 is connected to the floating diffusion layer 25. Therefore, the amplification transistor 26 amplifies the charge signal output from the floating diffusion layer 25.
  • the source of the amplification transistor 26 is connected to the drain of the bias transistor 28. Here, the source of the amplification transistor and the drain of the bias transistor 28 are connected by a lead wiring 61.
  • the drain of the amplification transistor 26 is connected to the drain of the transistor 32.
  • the reference transistor 27 and the amplification transistor 26 form a differential pair. That is, the pixel circuit 20 is provided with a part of the differential amplifier. Specifically, the amplification transistor 26, the reference transistor 27, the bias transistor 28, and the current mirror circuit 30 function as a differential amplification unit.
  • the reference signal REF output from the DAC 230 is input to the gate of the reference transistor 27.
  • the source of the reference transistor 27 is connected to the drain of the bias transistor 28.
  • the source of the reference transistor 27 and the drain of the bias transistor 28 are connected by the lead wiring 61.
  • the drain of the reference transistor 27 is connected to the gates of the transistors 31 and 32.
  • the drain of the reference transistor 27 is connected to the drain of the transistor 31.
  • the gate of the bias transistor 28 is connected to a current source (not shown). Then, a current signal is output from the current source to the gate of the bias transistor 28.
  • the source of the bias transistor 28 is connected to GND. Therefore, the bias transistor 28 outputs the bias current Vb to the amplification transistor 26 and the reference transistor 27.
  • the pixel circuit 20 has the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28. Therefore, inside the pixel circuit 20, an analog pixel signal can be converted into a digital pixel signal. As a result, the routing wiring 61 that connects the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 can be shortened. Thereby, the influence of noise can be reduced.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of the transistors according to the embodiment of the present disclosure.
  • the photoelectric conversion unit 21 is connected to the first discharge transistor 21-1, the second discharge transistor 21-2, and the transfer transistor 23.
  • the first discharge transistor 21-1 discharges the charge accumulated in the photoelectric conversion unit 21 to the first overflow drain 41-1.
  • the first discharge transistor 21-1 discharges the electric charge accumulated in the photoelectric conversion unit 21 closer to the first discharge transistor 21-1 than the second discharge transistor 21-2.
  • the second discharge transistor 21-2 discharges the electric charge accumulated in the photoelectric conversion unit 21 to the second overflow drain 41-2.
  • the second discharging transistor 21-2 discharges the electric charge accumulated in the photoelectric conversion unit 21 closer to the second discharging transistor 21-2 than the first discharging transistor 21-1. In this way, by connecting the two discharge transistors to the photoelectric conversion unit 21, the charges accumulated in the photoelectric conversion unit 21 can be efficiently discharged.
  • the photoelectric conversion unit 21 is connected to two transistors, a first discharging transistor 21-1 and a second discharging transistor 21-2, but this is an example and does not limit the present disclosure.
  • the number of discharge transistors connected to the photoelectric conversion unit 21 may be one, or may be three or more. That is, at least one discharge transistor may be connected to the photoelectric conversion unit 21.
  • a plurality of discharge transistors are connected to the photoelectric conversion unit 21, they may be connected to the same side or different sides.
  • the transfer transistor 23 transfers the electric charge generated in the photoelectric conversion unit 21 to the floating diffusion layer 25, as described above.
  • the floating diffusion layer 25 is connected to the ground pad GND and the amplification transistor 26.
  • the ground is determined by the SUB pad.
  • the reset transistor 24, the amplification transistor 26, and the reference transistor 27 are linearly arranged.
  • the reset transistor 24, the amplification transistor 26, and the reference transistor 27 are electrically connected by the first diffusion layer 51.
  • the terminal CUL and the terminal CUR are terminals for outputting the output signals of the amplification transistor 26 and the reference transistor 27 to the peripheral circuits.
  • the bias transistor 28 is electrically connected to the second diffusion layer 52 different from the first diffusion layer 51.
  • the first diffusion layer 51 and the second diffusion layer 52 are not electrically connected. Therefore, the bias transistor 28 and the amplification transistor 26 and the reference transistor 27 are electrically connected by the wiring 61.
  • the reference transistor 27 and the bias transistor 28 are arranged in the pixel circuit 20, and the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 are electrically connected by the routing wiring 61. is doing.
  • the length of the routing wiring can be shortened as compared with the case where the bias transistor 28 functioning as a constant current source is arranged outside the pixel circuit 20. This reduces the influence of noise.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a cross section of a pixel according to the embodiment.
  • FIG. 6 shows the photoelectric conversion unit 21, the discharge transistor 22, the transfer transistor 23, the reset transistor 24, and the floating diffusion layer 25 formed on the first substrate.
  • an N + layer relatively doped with donor is formed on the left side of the drain transistor 22, an N + layer relatively doped with donor is formed.
  • the photoelectric conversion unit 21 is provided between the discharge transistor 22 and the transfer transistor 23, and is configured by stacking a P + layer on an N-type semiconductor.
  • the floating diffusion layer 25 is formed of an N + layer.
  • the first substrate 100 and the second substrate 200 are connected by, for example, a connection wiring 70 provided so as to connect the N + layers formed respectively.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the arrangement of transistors in the pixel according to the first modification of the present embodiment.
  • the reset transistor 24, the amplification transistor 26, and the reference transistor 27 are linearly arranged.
  • the reset transistor 24, the amplification transistor 26, and the reference transistor 27 are electrically connected by the first diffusion layer 51.
  • the bias transistor 28 is electrically connected to the second diffusion layer 52 different from the first diffusion layer 51.
  • the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 are arranged in this order along the first diffusion layer 51.
  • the length of the leading wiring 61 that electrically connects the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 can be further shortened. As a result, it is possible to further reduce the influence of noise.
  • the source of the reference transistor 27 and the ground node to which the drain of the bias transistor 28 is connected are adjacent to each other. Dark current can be suppressed by making the source of the reference transistor 27 adjacent to the ground.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the arrangement of transistors in pixels according to the second modification of the present embodiment.
  • the reset transistor 24, the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 are electrically connected by the same third diffusion layer 53. That is, the reset transistor 24, the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 share the diffusion layer. Specifically, the drain of the bias transistor 28 is connected to the third diffusion layer. Therefore, in the second modification, it is not necessary to provide the routing wiring 61 that electrically connects the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28. Thereby, the second modification can reduce the cost, for example. Further, since it is not necessary to consider the routing pattern of the routing wiring 61, the design becomes easy.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an arrangement of transistors in a pixel according to the third modified example of this embodiment.
  • FIG. 9 shows a first pixel circuit 20C-1 and a second pixel circuit 20C-2.
  • the first pixel circuit 20C-1 has the same configuration as the pixel circuit 20 shown in FIG.
  • the second pixel circuit 20C-2 differs from the pixel circuit 20 shown in FIG. 5 in that it does not include the bias transistor 28.
  • the first pixel circuit 20C-1 and the second pixel circuit 20C-2 share the bias transistor 28 included in the first pixel circuit 20C-1.
  • the second pixel circuit 20C-2 and the bias transistor 28 are connected by a routing wiring 61 provided between the first pixel circuit 20C-1 and the second pixel circuit 20C-2.
  • the bias transistor 28 outputs a bias current to the amplification transistor 26 and the reference transistor 27 of each of the first pixel circuit 20C-1 and the second pixel circuit 20C-2.
  • the number of bias transistors 28 used in the entire solid-state image sensor can be reduced.
  • costs can be reduced.
  • the configuration in which the bias transistor is shared by the two pixel circuits is described in FIG. 9, this is an example and does not limit the present disclosure.
  • the present disclosure may share a bias transistor with three or more pixel circuits. In this case, for example, a leading wiring may be provided over a plurality of pixels.
  • a plurality of pixel circuits including a bias transistor and a plurality of pixel circuits including no bias transistor may be combined.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the arrangement of transistors in the pixel according to the fourth modification of the present embodiment.
  • the 10 is different from the pixel circuit 20 shown in FIG. 5 in that the first pixel circuit 20D-1 and the second pixel circuit 20D-2 do not include the bias transistor 28, respectively.
  • the bias transistor 28 is mounted, for example, in the peripheral circuit of the pixel array section. That is, in the fourth modification, the amplification transistor 26 and the reference transistor 27 are arranged inside the first pixel circuit 20D-1 and the second pixel circuit 20D-2, but the bias transistor 28 is arranged outside.
  • the first pixel circuit 20D-1 and the second pixel circuit 20D-2 share the bias transistor 28 arranged outside. Specifically, the first pixel circuit 20D-1 and the second pixel circuit 20D-2 are electrically connected to the bias transistor 28 by, for example, a routing wiring 61. In this case, the bias transistor 28 inputs a bias current to the amplification transistor 26 and the reference transistor 27 of each of the first pixel circuit 20D-1 and the second pixel circuit 20D-2. As a result, the number of bias transistors 28 used in the entire solid-state image sensor can be reduced. As a result, costs can be reduced.
  • bias transistor 28 is shared between the pixel circuits in the same substrate in FIG. 10, this is an example and does not limit the present disclosure.
  • the present disclosure may share the bias transistor 28 between pixel circuits arranged on different substrates, for example.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example in which the bias transistor 28 is shared between pixel circuits provided in different substrates.
  • the bias transistor 28 is provided, for example, on a substrate between the substrate on which the first pixel circuit 20D-1 is arranged and the substrate on which the second pixel circuit 20D-2 is arranged. It may be. Further, in FIG. 11, the bias transistor 28 may be arranged in, for example, the first pixel circuit 20D-1 or the second pixel circuit 20D-2. Further, in FIG. 11, the bias transistor 28 may be shared between the pixel circuits provided on a plurality of substrates of two or more layers.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing a pixel circuit according to a fourth modification of this embodiment.
  • the first pixel circuit 20D-1 and the second pixel circuit 20D-2 are the same as the pixel circuit 20 shown in FIG. 4 except that the bias transistor 28 is provided outside. It has a circuit configuration of.
  • the first pixel circuit 20D-1 is connected to the first current mirror circuit 30-1 and the second pixel circuit 20D-2 is connected to the second current mirror circuit 30-2.
  • one bias transistor provided outside the pixel circuit may be shared by three or more pixel circuits.
  • two or more bias transistors provided outside may be shared by a plurality of pixel circuits. By providing two or more bias transistors, the plurality of pixel circuits can stably receive the bias current.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing the arrangement of transistors in the pixel according to the fifth modification of the present embodiment.
  • the bias transistor 28 is provided on a substrate different from the substrate on which the pixel circuit 20E is provided, and thus the pixel circuit shown in FIG. Different from twenty.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of a cross section of the pixel circuit 20E.
  • the pixel circuit 20E is arranged on the first substrate 100.
  • the second substrate 200A stacked on the first substrate 100 has a pixel region 80 and a logic region 90, for example.
  • the bias transistor 28 is provided in the pixel region 80 of the second substrate 200A different from the first substrate 100, and the bias current is applied to the amplification transistor 26 and the reference transistor 27, which are not shown in FIG. To supply.
  • the bias transistor 28 may be arranged in the logic region 90, for example.
  • the configuration of the first substrate 100 is the same as that in FIG.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing the arrangement of transistors in the pixel according to the sixth modification of the present embodiment.
  • the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 are provided on a substrate different from the substrate on which the pixel circuit 20F is provided.
  • the pixel circuit 20 differs from the pixel circuit 20 shown in FIG.
  • the cross section of the sixth modification has, for example, the same configuration as the pixel circuit 20E of the fifth modification shown in FIG.
  • the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 are arranged in the pixel region 80, for example.
  • the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 may be arranged in the logic region 90. Further, the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 may be separately arranged in the pixel region 80 and the logic region 90.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of a cross section of the pixel circuit 20F.
  • a first substrate 100, a second substrate 200B, and a third substrate 300 are shown.
  • the pixel circuit 20F is arranged on the first substrate 100, for example.
  • the second substrate 200B is a logic substrate on which peripheral circuits such as logic circuits are arranged.
  • the third substrate 300 located between the first substrate 100 and the second substrate 200B is a pixel substrate.
  • the amplification transistor 26, the reference transistor 27, and the bias transistor 28 are separately arranged on, for example, the second substrate 200B and the third substrate 300.
  • the amplification transistor 26 and the reference transistor 27 may be arranged on the second substrate 200B, and the bias transistor 28 may be arranged on the third substrate 300.
  • the first substrate 100 and the third substrate 300 are connected by, for example, the connection wiring 70-1 provided so as to connect the N + layers formed in each.
  • the second substrate 200B and the third substrate 300 are connected by, for example, a connection wiring 70-2 provided so as to connect the N + layers formed respectively.
  • each solid-state image pickup device is, for example, various electronic devices such as an image pickup system such as a digital still camera or a digital video camera, a mobile phone having an image pickup function, or another device having an image pickup function. Can be applied to.
  • an image pickup system such as a digital still camera or a digital video camera
  • a mobile phone having an image pickup function or another device having an image pickup function. Can be applied to.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration example of a solid-state imaging device mounted on an electronic device.
  • the solid-state imaging device 1010 includes an optical system 1020, a solid-state imaging device 1030, and a DSP (Digital Signal Processor) 1040.
  • the DSP 1040 is configured by connecting a display device 1050, an operation system 1060, a memory 1080, a recording device 1090, and a power supply system 1100 via a bus 1070.
  • the solid-state imaging device 1010 can capture a still image and a moving image.
  • the optical system 1020 is configured to have one or a plurality of lenses, guides image light (incident light) from a subject to the solid-state image sensor 1030, and forms an image on the light-receiving surface (sensor unit) of the solid-state image sensor 1030.
  • the solid-state image sensor 1030 As the solid-state image sensor 1030, the above-mentioned solid-state image sensors are applied. Electrons are accumulated in the solid-state imaging device 1030 for a certain period according to the image formed on the light receiving surface via the optical system 1020. Then, a signal corresponding to the electrons accumulated in the solid-state image sensor 1030 is supplied to the DSP 1040.
  • the DSP 1040 performs various signal processing on the signal from the solid-state image sensor 1030 to obtain an image, and temporarily stores the image data in the memory 1080.
  • the image data stored in the memory 1080 is recorded in the recording device 1090 or is supplied to the display device 1050 to display the image.
  • the operation system 1060 receives various operations by the user and supplies an operation signal to each block of the solid-state imaging device 1010, and the power supply system 1100 supplies power necessary for driving each block of the solid-state imaging device 1010. ..
  • the technology according to the present disclosure (this technology) can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure (the present technology) can be applied.
  • FIG. 18 illustrates a situation in which an operator (doctor) 11131 is operating on a patient 11132 on a patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as a pneumoperitoneum tube 11111 and an energy treatment tool 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100.
  • a cart 11200 on which various devices for endoscopic surgery are mounted.
  • the endoscope 11100 includes a lens barrel 11101 into which a region of a predetermined length from the distal end is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 configured as a so-called rigid endoscope having the rigid barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible barrel. Good.
  • An opening in which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101. It is irradiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 via the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct-viewing endoscope, or may be a perspective or side-viewing endoscope.
  • An optical system and an image pickup device are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is condensed on the image pickup device by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the imaging element, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted to the camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201 as RAW data.
  • the CCU 11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202 in a centralized manner. Further, the CCU 11201 receives the image signal from the camera head 11102, and performs various image processing such as development processing (demosaic processing) on the image signal for displaying an image based on the image signal.
  • image processing such as development processing (demosaic processing)
  • the display device 11202 displays an image based on the image signal subjected to the image processing by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies the endoscope 11100 with irradiation light when photographing a surgical site or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies the endoscope 11100 with irradiation light when photographing a surgical site or the like.
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various kinds of information and instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • the treatment instrument control device 11205 controls driving of the energy treatment instrument 11112 for cauterization of tissue, incision, sealing of blood vessel, or the like.
  • the pneumoperitoneum device 11206 is used to inflate the body cavity of the patient 11132 through the pneumoperitoneum tube 11111 in order to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the visual field by the endoscope 11100 and the working space of the operator.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various information regarding surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various information regarding surgery in various formats such as text, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies irradiation light to the endoscope 11100 when imaging a surgical site can be configured by, for example, an LED, a laser light source, or a white light source configured by a combination thereof.
  • a white light source is formed by a combination of RGB laser light sources
  • the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy, so that the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
  • the laser light from each of the RGB laser light sources is time-divided to the observation target, and the drive of the image pickup device of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing, so that each of the RGB colors can be handled. It is also possible to take the captured image in time division. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter on the image sensor.
  • the drive of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light at predetermined time intervals.
  • the drive of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of changing the intensity of the light to acquire an image in a time-division manner and synthesizing the images, a high dynamic without so-called blackout and whiteout. Images of the range can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • the special light observation for example, the wavelength dependence of the absorption of light in body tissues is used to irradiate a narrow band of light as compared with the irradiation light (that is, white light) at the time of normal observation, so that the mucosal surface layer
  • the so-called narrow band imaging is performed in which a predetermined tissue such as blood vessels is imaged with high contrast.
  • fluorescence observation in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating the excitation light may be performed.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe the fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is also injected.
  • the excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent can be irradiated to obtain a fluorescence image and the like.
  • the light source device 11203 can be configured to be capable of supplying narrowband light and / or excitation light compatible with such special light observation.
  • FIG. 19 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and the CCU 11201 shown in FIG.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a driving unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • the CCU 11201 has a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and the CCU 11201 are communicably connected to each other via a transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at the connecting portion with the lens barrel 11101.
  • the observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the image pickup unit 11402 includes an image pickup element.
  • the number of image pickup elements forming the image pickup section 11402 may be one (so-called single-plate type) or plural (so-called multi-plate type).
  • image signals corresponding to RGB are generated by each image pickup element, and a color image may be obtained by combining them.
  • the image capturing unit 11402 may be configured to have a pair of image capturing elements for respectively acquiring the image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (Dimensional) display. By performing the 3D display, the operator 11131 can more accurately grasp the depth of the living tissue in the operation site.
  • a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each image pickup element.
  • the image pickup unit 11402 does not necessarily have to be provided in the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is composed of an actuator, and moves the zoom lens and the focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. Accordingly, the magnification and focus of the image captured by the image capturing unit 11402 can be adjusted appropriately.
  • the communication unit 11404 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the driving of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies it to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information that specifies the frame rate of the captured image, information that specifies the exposure value at the time of capturing, and / or information that specifies the magnification and focus of the captured image. Contains information about the condition.
  • the image capturing conditions such as the frame rate, the exposure value, the magnification, and the focus may be appropriately designated by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. Good. In the latter case, the so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are installed in the endoscope 11100.
  • AE Auto Exposure
  • AF Auto Focus
  • AWB Auto White Balance
  • the camera head control unit 11405 controls driving of the camera head 11102 based on a control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives the image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the driving of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • the image signal and the control signal can be transmitted by electric communication, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various types of image processing on the image signal that is the RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls regarding imaging of a surgical site or the like by the endoscope 11100 and display of a captured image obtained by imaging the surgical site or the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the driving of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display a captured image of the surgical site or the like based on the image signal subjected to the image processing by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques.
  • the control unit 11413 detects a surgical instrument such as forceps, a specific body part, bleeding, and a mist when the energy treatment instrument 11112 is used by detecting the shape and color of the edge of the object included in the captured image. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may superimpose and display various types of surgery support information on the image of the operation unit using the recognition result. By displaying the surgery support information in a superimposed manner and presenting it to the operator 11131, the burden on the operator 11131 can be reduced, and the operator 11131 can proceed with the operation reliably.
  • the transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electric signal cable compatible with electric signal communication, an optical fiber compatible with optical communication, or a composite cable of these.
  • wired communication is performed using the transmission cable 11400, but communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 11402 among the configurations described above.
  • the solid-state imaging device 1 of FIG. 1 can be applied to the imaging unit 10402.
  • the technology according to the present disclosure (this technology) can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on any type of moving body such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. May be.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system which is an example of a mobile body control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, a vehicle exterior information detection unit 12030, a vehicle interior information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio / video output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (interface) 12053 are illustrated as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 includes a drive force generation device for generating a drive force of a vehicle such as an internal combustion engine or a drive motor, a drive force transmission mechanism for transmitting the drive force to wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a steering mechanism for adjusting and a control device such as a braking device for generating a braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a head lamp, a back lamp, a brake lamp, a winker, or a fog lamp.
  • the body system control unit 12020 can be input with radio waves or signals of various switches transmitted from a portable device that substitutes for a key.
  • the body system control unit 12020 receives input of these radio waves or signals and controls the vehicle door lock device, power window device, lamp, and the like.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
  • the image pickup unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the image capturing unit 12031 to capture an image of the vehicle exterior and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as people, vehicles, obstacles, signs, or characters on the road surface based on the received image.
  • the image pickup unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of received light.
  • the image pickup unit 12031 can output the electric signal as an image or as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the state of the driver is connected.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated or it may be determined whether or not the driver is asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generation device, the steering mechanism or the braking device based on the information on the inside and outside of the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030 or the inside information detection unit 12040, and the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes a function of ADAS (Advanced Driver Assistance System) that includes collision avoidance or impact mitigation of a vehicle, follow-up traveling based on an inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance traveling, a vehicle collision warning, or a vehicle lane departure warning. It is possible to perform cooperative control for the purpose.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generation device, the steering mechanism, the braking device, or the like on the basis of the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, so that the driver's It is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving or the like that autonomously travels without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamp according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of antiglare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.
  • the voice image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of a voice and an image to an output device capable of visually or audibly notifying information to a passenger of the vehicle or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 has image pickup units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 as the image pickup unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 are provided at positions such as the front nose of the vehicle 12100, the side mirrors, the rear bumper, the back door, and the upper part of the windshield inside the vehicle.
  • the image capturing unit 12101 provided on the front nose and the image capturing unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 included in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 12100.
  • the image capturing unit 12104 provided in the rear bumper or the back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100.
  • the front images acquired by the image capturing units 12101 and 12105 are mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, a traffic signal, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 21 shows an example of the shooting range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors
  • the imaging range 12114 indicates The imaging range of the imaging part 12104 provided in a rear bumper or a back door is shown. For example, by overlaying the image data captured by the image capturing units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the image capturing units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of image capturing elements or may be an image capturing element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, the distance to each three-dimensional object in the imaging range 12111 to 12114 and the temporal change of this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100). It is possible to extract the closest three-dimensional object on the traveling path of the vehicle 12100, which is traveling in a substantially same direction as the vehicle 12100 at a predetermined speed (for example, 0 km / h or more), as a preceding vehicle. it can. Further, the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in front of the preceding vehicle in advance, and can perform automatic braking control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, which autonomously travels without depending on the operation of the driver.
  • automatic braking control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • the microcomputer 12051 uses the distance information obtained from the image capturing units 12101 to 12104 to convert three-dimensional object data regarding a three-dimensional object to other three-dimensional objects such as two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, telephone poles, and the like. It can be classified, extracted, and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or more than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 outputs the audio through the audio speaker 12061 and the display unit 12062. A driver can be assisted for avoiding a collision by outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration or avoidance steering through the drive system control unit 12010.
  • At least one of the image capturing units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not the pedestrian is present in the images captured by the imaging units 12101 to 12104. To recognize such a pedestrian, for example, a procedure for extracting a feature point in an image captured by the image capturing units 12101 to 12104 as an infrared camera and pattern matching processing on a series of feature points indicating the contour of an object are performed to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian.
  • the voice image output unit 12052 causes the recognized pedestrian to have a rectangular contour line for emphasis.
  • the display unit 12062 is controlled so as to superimpose. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 to display an icon indicating a pedestrian or the like at a desired position.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the solid-state imaging device 1 of FIG. 1 can be applied to the imaging unit 12031.
  • a pixel circuit in which a first transistor that generates a pixel signal by photoelectrically converting light incident on a pixel by a photoelectric conversion unit and that amplifies the pixel signal is provided;
  • the pixel circuit is A second transistor to which the reference signal is input from the reference signal generator, A third transistor that outputs a bias current to the first transistor and the second transistor, Solid-state image sensor.
  • Sources of the first transistor and the second transistor are connected to a drain of the third transistor,
  • the reference signal generator is connected to the gate of the second transistor,
  • the source of the third transistor is connected to ground,
  • the drains of the first transistor and the second transistor are connected to an external current mirror circuit, The solid-state imaging device according to (1) or (2) above.
  • the first transistor, the second transistor, and the third transistor are linearly arranged in this order.
  • a source of the second transistor and a ground node to which the drain of the third transistor is connected are arranged adjacent to each other, The solid-state imaging device according to (4) above.
  • the first transistor, the second transistor, and the third transistor share a diffusion layer, The solid-state imaging device according to any one of (1) to (5) above.
  • the third transistor is shared by the plurality of pixel circuits, The solid-state image sensor according to any one of (1) to (6) above.
  • the third transistor is shared by a lead wiring formed across the plurality of pixel circuits, The solid-state image sensor according to (7).
  • the plurality of pixel circuits are provided over a plurality of stacked semiconductor substrates, The third transistor is shared by the plurality of pixel circuits provided over the plurality of semiconductor substrates.
  • the first transistor and the second transistor are arranged in the pixel of the second semiconductor substrate, The solid-state image sensor according to (10).
  • the first transistor, the second transistor, and the third transistor are arranged on a substrate different from the substrate on which the pixel circuit is arranged, The solid-state image sensor according to (1) above.
  • a pixel circuit in which a first transistor that generates a pixel signal by photoelectrically converting light incident on a pixel by a photoelectric conversion unit and that amplifies the pixel signal is provided;
  • the pixel circuit is A second transistor to which the reference signal is input from the reference signal generator,
  • a solid-state imaging device having a first transistor and a second transistor that outputs a bias current to the second transistor;
  • An optical system that guides incident light from a subject to the solid-state imaging device, Solid-state imaging device.
  • a pixel circuit in which a first transistor that generates a pixel signal by photoelectrically converting light incident on a pixel by a photoelectric conversion unit and that amplifies the pixel signal is provided;
  • the pixel circuit is A second transistor to which the reference signal is input from the reference signal generator, A solid-state image sensor having the first transistor and the second transistor, and a third transistor that outputs a bias current;
  • the solid-state imaging device is equipped with a solid-state imaging device including an optical system that guides incident light from a subject, Electronics.
  • Solid-state image sensor 20 Pixel circuit 21 Photoelectric conversion part 22 Ejection transistor 23 Transfer transistor 24 Reset transistor 25 Floating diffusion layer (FD) 26 Amplification transistor (first transistor) 27 Reference transistor (second transistor) 28 Bias transistor (third transistor) 30 current mirror circuit 31, 32 transistor 100 first substrate 110 pixel array section 111 pixel 200 second substrate 210 logic circuit 220 pixel drive circuit 230 DAC 240 vertical drive circuit 250 timing generation circuit 260 output unit 270 peripheral circuit 300 third substrate 1010 solid-state imaging device 11000 endoscopic surgery system 12000 vehicle control system

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Abstract

固体撮像素子（１）は、画素に入射された光を光電変換部によって光電変換することで画素信号を生成し、画素信号を増幅する第１トランジスタ（２６）が配置された画素回路（２０）を備える。画素回路（２０）は、参照信号発生部から参照信号が入力される第２トランジスタ（２７）と、第１トランジスタ（２６）と、第２トランジスタ（２７）とに、バイアス電流を出力する第３トランジスタ（２８）と、を有する。

Description

固体撮像素子、固体撮像装置及び電子機器
　本開示は、固体撮像素子、固体撮像装置及び電子機器に関する。
　小型化するとともに画素の開口率を向上させるため、画素が配置された画素基板と、周辺回路が実装されたロジック基板とを積層して構成された撮像装置が知られている。
　例えば、画素基板には画素が２次元格子状に配置されており、画素から出力された画素信号を処理するアナログデジタル変換器をロジック基板に配置する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
国際公開第２０１６／００９８３２号
　しかしながら、上記の従来技術では、画素とアナログデジタル変換器とが異なる基板に配置されているため、画素とアナログデジタル変換器とを接続する配線が長くなる。アナログの画素信号は信号レベルが比較的弱いため、配線を伝達する際にノイズの影響を受けやすい。そのため、ノイズの影響を軽減することのできる技術が望まれている。
　そこで、本開示では、ノイズの影響を軽減することのできる固体撮像素子、固体撮像装置及び電子機器を提案する。
　上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の固体撮像素子は、画素に入射された光を光電変換部によって光電変換することで画素信号を生成し、前記画素信号を増幅する第１トランジスタが配置された画素回路を備え、前記画素回路は、参照信号発生部から参照信号が入力される第２トランジスタと、前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタとに、バイアス電流を出力する第３トランジスタと、を有する。
本開示の実施形態に係る固体撮像素子の構成要素の一例を示すブロック図である。 本開示の実施形態に係る固体撮像素子の積層構造を説明するための模式図である。 本開示の実施形態に係る画素の構成を示す模式図である。 本開示の実施形態に係る画素回路の構成を示す回路図である。 本開示の実施形態に係る画素内のトランジスタの配置の一例を示す模式図である。 本開示の実施形態に係る画素の断面の構成の一例を示す模式図である。 本開示の実施形態の第１変形例に係る画素内のトランジスタの配置の一例を示す模式図である。 本開示の実施形態の第２変形例に係る画素内のトランジスタの配置の一例を示す模式図である。 本開示の実施形態の第３変形例に係る画素内のトランジスタの配置の一例を示す模式図である。 本開示の実施形態の第４変形例に係る画素内のトランジスタの配置の一例を示す模式図である。 本開示の実施形態の第４変形例に係る画素内のトランジスタの配置の一例を示す模式図である。 本開示の実施形態の第４変形例に係る画素を示す回路図である。 本開示の実施形態の第５変形例に係る画素内のトランジスタの配置の一例を示す模式図である。 本開示の実施形態の第５変形例に係る画素の断面の構成の一例を示す模式図である。 本開示の実施形態の第６変形例に係る画素内のトランジスタの配置の一例を示す模式図である。 本開示の実施形態の第６変形例に係る画素の断面の構成の一例を示す模式図である。 固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一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。
　以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
　また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
　　１．実施形態
　　　１－１．固体撮像素子の構成
　　　１－２．固体撮像素子の積層構造
　　　１－３．画素回路の構成
　　２．第１変形例
　　３．第２変形例
　　４．第３変形例
　　５．第４変形例
　　６．第５変形例
　　７．第６変形例
　　８．固体撮像装置への適用例
　　９．内視鏡手術システムへの応用例
　　１０．移動体への応用例
（１．実施形態）
［１－１．固体撮像素子の構成］
　図１を用いて、本開示の実施形態に係る固体撮像素子の構成要素について説明する。図１は、本開示の実施形態に係る固体撮像素子の構成要素の一例を示すブロック図である。本開示の実施形態に係る固体撮像素子は、デジタルカメラなどを搭載する種々の電子機器に適用することができる。
　図１に示すように、固体撮像素子１は、画素アレイ部１１０と、画素駆動回路２２０と、ＤＡＣ２３０と、垂直駆動回路２４０と、タイミング生成回路２５０と、出力部２６０とを備える。
　画素アレイ部１１０には、複数の画素１１１が２次元アレイ状に配列されている。画素１１１の構成については後述する。
　画素駆動回路２２０は、例えば、画素１１１内の図３に示される画素回路を駆動する。
　ＤＡＣ２３０は、例えば、時間経過に応じて電圧が単調減少する参照信号ＲＥＦを生成する。ＤＡＣ２３０は、例えば、生成した参照信号ＲＥＦを画素１１１に出力する。
　垂直駆動回路２４０は、例えば、画素１１１内で生成されたデジタルの画素信号を、タイミング生成回路２５０から供給されるタイミング信号に基づいて、所定の順番で出力部２６０に出力させる制御を行う。
　タイミング生成回路２５０は、例えば、各種のタイミング信号を生成する。タイミング生成回路２５０は、例えば、生成した各種のタイミング信号を、画素駆動回路２２０、ＤＡＣ２３０及び垂直駆動回路２４０などに出力する。
［１－２．固体撮像素子の積層構造］
　図２を用いて、本開示の実施形態に係る固体撮像素子の積層構造について説明する。図２は、本開示の実施形態に係る固体撮像素子の積層構造を説明するための模式図である。
　図２に示すように、固体撮像素子１は、第１基板１００と、第２基板２００とが積層された構造を有している。固体撮像素子１は、例えば、画素アレイ部１１０と、ロジック回路２１０と、画素駆動回路２２０と、ＤＡＣ（Digital　to　Analog　Converter）２３０と、垂直駆動回路２４０と、タイミング生成回路２５０と、出力部２６０とを備える。
　第１基板１００と、第２基板２００とは、例えば、第１基板１００及び第２基板２００をそれぞれチップに個片化した後、これら個片化された第１基板１００及び第２基板２００を貼り合わせる、いわゆるＣｏＣ（Chip　on　Chip）方式で貼り合わせればよい。また、第１基板１００と第２基板２００とのうち一方（例えば、第１基板１００）をチップに個片化した後、この個片化された第１基板１００を個片化前（すなわち、ウエハ状態）の第２基板２００に貼り合わせる、いわゆるＣｏＷ（Chip　on　Wafer）方式で貼り合わせてもよい。さらに、第１基板１００と第２基板２００とを共にウエハの状態で、いわゆるＷｏＷ（Wafer　on　Wafer）方式で貼り合わせてもよい。
　第１基板１００と第２基板２００との接合方法には、例えば、プラズマ接合等を使用することができる。ただし、これに限定されず、種々の接合方法が用いられてよい。
　第１基板１００と、第２基板２００とのサイズは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１基板１００と、第２基板２００とは、例えば、シリコン基板などの半導体基板である。
　第１基板１００には、例えば、画素アレイ部１１０が配置されている。
　第２基板２００には、例えば、ロジック回路２１０と、画素駆動回路２２０と、ＤＡＣ２３０と、垂直駆動回路２４０と、タイミング生成回路２５０と、出力部２６０とを備える。
　図３を用いて、本実施形態に係る画素１１１について説明する。図３は、本実施形態に係る画素１１１の構成を示すブロック図である。
　図３に示すように、画素１１１は、画素回路２０と、カレントミラー回路３０とを備える。
　画素回路２０は、具体的には後述するが、例えば、受光した光の光量に応じた電荷信号を生成し、かつ蓄積する光電変換部を有し、アナログの画素信号を生成する。また、画素回路２０は、例えば、生成したアナログの画素信号をデジタルの画素信号に変換する機能を有している。すなわち、画素回路２０は、生成したアナログの画像信号を、自らデジタルの画像信号に変換する。具体的には、画素回路２０には、ＤＡＣ２３０から参照信号ＲＥＦが入力されるトランジスタと、バイアス電流が入力されるトランジスタとを備えている。
　カレントミラー回路３０は、画素信号ＳＩＧが参照信号ＲＥＦよりも大きい場合に、所定の信号を周辺回路２７０に出力する。
［１－３．画素回路の構成］
　図４を用いて、本開示の実施形態に係る画素回路の構成について説明する。図４は、本開示の実施形態に係る画素回路の構成を示す回路図である。
　図４に示すように、画素回路２０は、光電変換部２１と、排出トランジスタ２２と、転送トランジスタ２３と、リセットトランジスタ２４と、浮遊拡散層（ＦＤ）２５と、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とを備える。すなわち、本実施形態は、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とが、画素回路２０の内部に配置されている。言い換えれば、本実施形態は、画素回路２０の内部に、参照信号の電流源と、バイアス電流の電流源とが配置されている。
　カレントミラー回路３０は、トランジスタ３１と、トランジスタ３２とを有している。トランジスタ３１と、トランジスタ３２とは、例えば、ＰＭＯＳトランジスタで構成される。
　光電変換部２１は、例えば、光を受光して光電変換を実行し、受光した光の光量に応じた電荷を生成する。光電変換部２１は、例えば、フォトダイオードで実現することができる。
　排出トランジスタ２２は、露光期間を調整する場合に使用される。具体的には、露光期間を任意のタイミングで開始したいときに排出トランジスタをオンにすると、それまでの間に光電変換部２１に蓄積されていた電荷が、オーバーフロードレイン４１に排出される。そのため、排出トランジスタ２２が次にオフされた以降から、露光期間が開始されることになる。
　転送トランジスタ２３は、光電変換部２１で生成された電荷を浮遊拡散層２５に転送する。
　リセットトランジスタ２４は、浮遊拡散層２５に保持されている電荷をリセットする。
　増幅トランジスタ２６のゲートは、浮遊拡散層２５に接続されている。このため、増幅トランジスタ２６は、浮遊拡散層２５から出力される電荷信号を増幅する。増幅トランジスタ２６のソースは、バイアストランジスタ２８のドレインと接続されている。ここで、増幅トランジスタのソースと、バイアストランジスタ２８とのドレインとは、引き回し配線６１によって接続されている。増幅トランジスタ２６のドレインは、トランジスタ３２のドレインと接続されている。
　参照トランジスタ２７は、増幅トランジスタ２６と差動対を構成している。すなわち、画素回路２０には、差動増幅部の一部が設けられている。具体的には、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８と、カレントミラー回路３０とで差動増幅部として機能する。参照トランジスタ２７のゲートには、ＤＡＣ２３０から出力された参照信号ＲＥＦが入力される。参照トランジスタ２７のソースは、バイアストランジスタ２８のドレインと接続されている。ここで、参照トランジスタ２７のソースと、バイアストランジスタ２８のドレインとは、引き回し配線６１によって接続されている。参照トランジスタ２７のドレインは、トランジスタ３１及びトランジスタ３２のゲートと接続されている。また、参照トランジスタ２７のドレインは、トランジスタ３１のドレインと接続されている。
　バイアストランジスタ２８のゲートは、図示しない電流源に接続されている。そして、バイアストランジスタ２８のゲートには、電流源から電流信号を出力する。バイアストランジスタ２８のソースはＧＮＤに接続されている。このため、バイアストランジスタ２８は、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７とに対し、バイアス電流Ｖｂを出力する。
　上述したように、画素回路２０は、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とを有している。そのため、画素回路２０の内部において、アナログの画素信号を、デジタルの画素信号に変換することができる。その結果、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とを接続する引き回し配線６１を短くすることができる。これにより、ノイズの影響を低減することができる。
　図５を用いて、画素回路２０内における各トランジスタの配置例について説明する。図５は、本開示の実施形態に係る各トランジスタの配置の一例を示す模式図である。
　光電変換部２１には、第１排出トランジスタ２１－１と、第２排出トランジスタ２１－２と、転送トランジスタ２３と接続されている。この場合、第１排出トランジスタ２１－１は、第１オーバーフロードレイン４１－１に、光電変換部２１に蓄積されている電荷を排出する。具体的には、第１排出トランジスタ２１－１は、光電変換部２１において、第２排出トランジスタ２１－２よりも第１排出トランジスタ２１－１側に蓄積されている電荷を排出する。第２排出トランジスタ２１－２は、第２オーバーフロードレイン４１－２に、光電変換部２１に蓄積されている電荷を排出する。具体的には、第２排出トランジスタ２１－２は、光電変換部２１において、第１排出トランジスタ２１－１よりも第２排出トランジスタ２１－２側に蓄積されている電荷を排出する。このように、光電変換部２１に２つの排出トランジスタを接続することで、光電変換部２１に蓄積された電荷を効率的に排出することができる。
　光電変換部２１には、第１排出トランジスタ２１－１と、第２排出トランジスタ２１－２との２つのトランジスタに接続されているが、これは例示であり、本開示を限定するものではない。光電変換部２１に接続されている排出トランジスタの数は、１つであってもよいし、３個以上であってもよい。すなわち、光電変換部２１には、少なくとも１つの排出トランジスタが接続されていればよい。また、光電変換部２１に複数の排出トランジスタを接続する場合には、それぞれを同じ辺に接続してもよいし、異なる辺に接続してもよい。
　転送トランジスタ２３は、上述したように、光電変換部２１で生成された電荷を浮遊拡散層２５に転送する。浮遊拡散層２５は、グランドパッドＧＮＤと、増幅トランジスタ２６に接続されている。なお、画素回路２０にいて、グランドはＳＵＢパットにより決められる。
　リセットトランジスタ２４と、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７は、直線状に配置されている。リセットトランジスタ２４と、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７は、第１拡散層５１によって電気的に接続されている。端子ＣＵＬと、端子ＣＵＲとは、増幅トランジスタ２６や、参照トランジスタ２７の出力信号を周辺回路に出力させるための端子である。
　バイアストランジスタ２８は、第１拡散層５１とは異なる第２拡散層５２と電気的に接続されている。ここで、第１拡散層５１と、第２拡散層５２とは、電気的に接続されていない。そのため、バイアストランジスタ２８と、増幅トランジスタ２６及び参照トランジスタ２７との間を引き回し配線６１で電気的に接続している。
　上述のとおり、本実施形態では、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とを画素回路２０に配置し、引き回し配線６１によって、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とを電気的に接続している。これにより、定電流源として機能するバイアストランジスタ２８が画素回路２０の外部に配置されている場合と比較して、引き回し配線の長さを短くすることができる。これにより、ノイズの影響が軽減される。
　図６は、実施形態に係る画素の断面の構成を示す模式図である。図６には、第１基板上に形成された、光電変換部２１と、排出トランジスタ２２と、転送トランジスタ２３と、リセットトランジスタ２４と、浮遊拡散層２５とが示されている。排出トランジスタ２２の左部には、ドナーが比較的多くドープされたＮ＋層が形成されている。光電変換部２１は、排出トランジスタ２２と、転送トランジスタ２３との間に設けられており、Ｎ型の半導体の上部にＰ＋層を積層することで構成されている。浮遊拡散層２５は、Ｎ＋層で形成されている。また、第１基板１００と、第２基板２００とは、例えば、それぞれに形成されているＮ＋層間を繋ぐように設けられた接続配線７０によって接続されている。
（２．第１変形例）
　図７を用いて、本実施形態の第１変形例に係る画素内のトランジスタの配置について説明する。図７は、本実施形態の第１変形例に係る画素内のトランジスタの配置を示す模式図である。
　図７に示すように、リセットトランジスタ２４と、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７は、直線状に配置されている。リセットトランジスタ２４と、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７は、第１拡散層５１によって電気的に接続されている。バイアストランジスタ２８は、第１拡散層５１とは異なる第２拡散層５２と電気的に接続されている。
　ここで、画素回路２０Ａにおいて、第１拡散層５１に沿って、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とは、この順で配置されている。これにより、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とを電気的に接続する引き回し配線６１の長さをより短くすることができる。その結果、ノイズの影響をより軽減することができる。
　第１変形例において、参照トランジスタ２７のソースと、バイアストランジスタ２８のドレインが接続されているグランドノードとが隣接していることが好ましい。参照トランジスタ２７のソースを、グランドに隣接させることで暗電流を抑制することができる。
（３．第２変形例）
　図８を用いて、本実施形態の第２変形例に係る画素内のトランジスタの配置について説明する。図８は、本実施形態の第２変形例に係る画素内のトランジスタの配置を示す模式図である。
　図８に示すように、リセットトランジスタ２４と、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とは、同一の第３拡散層５３によって、電気的に接続されている。すなわち、リセットトランジスタ２４と、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とは、拡散層を共有している。具体的には、第３拡散層には、バイアストランジスタ２８のドレインが接続されている。そのため、第２変形例では、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とを電気的に接続する引き回し配線６１を設ける必要がなくなる。これにより、第２変形例は、例えば、コストを削減することができる。また、引き回し配線６１の引き回しパターンを考慮しなくともよいため、設計が容易になる。
（４．第３変形例）
　図９を用いて、本実施形態の第３変形例に係る画素内のトランジスタの配置について説明する。図９は、本実施形態の第３変形例に係る画素内のトランジスタの配置を示す模式図である。
　図９には、第１画素回路２０Ｃ－１と、第２画素回路２０Ｃ－２とが示されている。第１画素回路２０Ｃ－１は、図５に示した画素回路２０と同様の構成を有している。第２画素回路２０Ｃ－２は、バイアストランジスタ２８を備えていない点で図５に示した画素回路２０とは異なっている。
　図９に示すように、第１画素回路２０Ｃ－１と、第２画素回路２０Ｃ－２とは、第１画素回路２０Ｃ－１が備えるバイアストランジスタ２８を共有している。具体的には、第２画素回路２０Ｃ－２と、バイアストランジスタ２８とは、第１画素回路２０Ｃ－１と、第２画素回路２０Ｃ－２との間に設けられた引き回し配線６１によって接続されている。この場合、バイアストランジスタ２８は、第１画素回路２０Ｃ－１及び第２画素回路２０Ｃ－２それぞれの増幅トランジスタ２６及び参照トランジスタ２７にバイアス電流を出力する。これにより、固体撮像素子の全体で使用するバイアストランジスタ２８の個数を少なくすることができる。その結果、コストを削減することができる。
　なお、図９では、バイアストランジスタを２つの画素回路で共有している構成について説明したが、これは例示であり、本開示を限定するものではない。本開示は、３個以上の画素回路で、バイアストランジスタを共有してもよい。この場合、例えば、複数の画素に渡って引き回し配線も設ければよい。さらに、本開示では、バイアストランジスタを備えた複数の画素回路と、バイアストランジスタを備えていない複数の画素回路とを組み合わせてもよい。
（５．第４変形例）
　図１０を用いて、本実施形態の第４変形例に係る画素内のトランジスタの配置について説明する。図１０は、本実施形態の第４変形例に係る画素内のトランジスタの配置を示す模式図である。
　図１０には、第１画素回路２０Ｄ－１と、第２画素回路２０Ｄ－２とは、それぞれ、バイアストランジスタ２８を備えていない点で図５に示した画素回路２０とは異なっている。
　第４変形例では、バイアストランジスタ２８は、例えば、画素アレイ部の周辺回路に搭載されている。すなわち、第４変形例では、増幅トランジスタ２６及び参照トランジスタ２７は第１画素回路２０Ｄ－１及び第２画素回路２０Ｄ－２内に配置されているが、バイアストランジスタ２８は外部に配置されている。
　第１画素回路２０Ｄ－１と、第２画素回路２０Ｄ－２とは、外部に配置されたバイアストランジスタ２８を共有している。具体的には、第１画素回路２０Ｄ－１と、第２画素回路２０Ｄ－２とは、例えば、引き回し配線６１によって、バイアストランジスタ２８と電気的に接続されている。この場合、バイアストランジスタ２８は、第１画素回路２０Ｄ－１及び第２画素回路２０Ｄ－２それぞれの増幅トランジスタ２６及び参照トランジスタ２７にバイアス電流を入力する。これにより、固体撮像素子の全体で使用するバイアストランジスタ２８の個数を少なくすることができる。その結果、コストを削減することができる。
　なお、図１０では同じ基板内の画素回路間でバイアストランジスタ２８を共有するものとして説明したが、これは例示であり、本開示を限定するものではない。本開示は、例えば、異なる基板に配置されている画素回路間でバイアストランジスタ２８を共有してもよい。
　図１１は、異なる基板内に設けられた画素回路間でバイアストランジスタ２８を共有する例を示す模式図である。図１１に示すように、バイアストランジスタ２８は、例えば、第１画素回路２０Ｄ－１が配置されている基板と、第２画素回路２０Ｄ－２が配置されている基板との、間の基板に設けられていてもよい。また、図１１において、バイアストランジスタ２８は、例えば、第１画素回路２０Ｄ－１や、第２画素回路２０Ｄ－２に配置されていてもよい。さらに、図１１において、２層以上の複数の基板に設けられた画素回路間で、バイアストランジスタ２８を共有してもよい。
　図１２は、本実施形態の第４変形例に係る画素回路を示す回路図である。図１２に示すように、第１画素回路２０Ｄ－１と、第２画素回路２０Ｄ－２とは、バイアストランジスタ２８が外部に設けられている点を除き、図４に示した画素回路２０と同様の回路構成を有している。また、第４変形例では、第１画素回路２０Ｄ－１は第１カレントミラー回路３０－１と接続され、第２画素回路２０Ｄ－２は第２カレントミラー回路３０－２と接続されている。
　なお、図１０～図１２では、２つの画素回路間で、画素回路の外部に設けられた１つのバイアストランジスタを共有する構成について説明したが、これは例示であり、本開示を限定するものではない。本開示では、外部に設けられた１つのバイアストランジスタを３個以上の画素回路で共有してもよい。また、外部に設けられた２つ以上のバイアストランジスタを、複数の画素回路で共有してもよい。バイアストランジスタを２つ以上設けることで、複数の画素回路は、安定してバイアス電流を受けることができるようになる。
（６．第５変形例）
　図１３を用いて、本実施形態の第５変形例に係る画素内のトランジスタの配置について説明する。図１３は、本実施形態の第５変形例に係る画素内のトランジスタの配置を示す模式図である。
　図１３に示すように、本実施形態に係る画素回路２０Ｅは、バイアストランジスタ２８が、画素回路２０Ｅが設けられている基板とは異なる基板に設けられている点で、図５に示した画素回路２０とは異なっている。
　図１４は、画素回路２０Ｅの断面の一例を示す模式図である。図１４に示す例では、例えば、画素回路２０Ｅは、第１基板１００に配置されているものとする。そして、第１基板１００に積層された第２基板２００Ａには、例えば、画素領域８０と、ロジック領域９０とを有しているものとする。この場合、例えば、バイアストランジスタ２８は、第１基板１００とは異なる第２基板２００Ａの画素領域８０に設けられており、図１４には図示されていない、増幅トランジスタ２６及び参照トランジスタ２７にバイアス電流を供給する。なお、バイアストランジスタ２８は、例えば、ロジック領域９０に配置されていてもよい。図１４において、第１基板１００の構成は、図６と同様なので説明は省略する。
（７．第６変形例）
　図１５を用いて、本実施形態の第６変形例に係る画素内のトランジスタの配置について説明する。図１５は、本実施形態の第６変形例に係る画素内のトランジスタの配置を示す模式図である。
　図１５に示すように、本実施形態に係る画素回路２０Ｆは、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とが、画素回路２０Ｆが設けられている基板とは異なる基板に設けられている点で、図５に示した画素回路２０とは異なっている。
　第６変形例の断面は、例えば、図１４に示した第５変形例の画素回路２０Ｅと同様の構成を有している。この場合、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とは、例えば、画素領域８０に配置されている。なお、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とは、ロジック領域９０に配置されていてもよい。また、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とは、画素領域８０と、ロジック領域９０とに分かれて配置されていてもよい。
　また、第６変形例では、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とは、例えば、３つ以上の基板に分かれて配置されていてもよい。図１６は、画素回路２０Ｆの断面の一例を示す模式図である。図１６に示す例では、第１基板１００と、第２基板２００Ｂと、第３基板３００とが示されている。ここで、画素回路２０Ｆは、例えば、第１基板１００に配置されているものとする。そして、第２基板２００Ｂは、ロジック回路などの周辺回路が配置されているロジック基板であるものとする。また、第１基板１００と、第２基板２００Ｂとの間に位置する第３基板３００は、画素基板であるものとする。
　図１６に示す例の場合、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７と、バイアストランジスタ２８とは、例えば、第２基板２００Ｂと、第３基板３００とに分かれて配置されている。この場合、例えば、増幅トランジスタ２６と、参照トランジスタ２７とを第２基板２００Ｂに配置して、バイアストランジスタ２８を第３基板３００配置するようにすればよい。この場合、第１基板１００と、第３基板３００とは、例えば、それぞれに形成されているＮ＋層間を繋ぐように設けられた接続配線７０－１によって接続されている。また、第２基板２００Ｂと、第３基板３００とは、例えば、それぞれに形成されているＮ＋層間を繋ぐように設けられた接続配線７０－２によって接続されている。
（８．固体撮像装置への適用例）
　また、上述したような、各固体撮像素子は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
　図１７を用いて、電子機器に搭載される固体撮像装置の構成例について説明する。図１７は、電子機器に搭載される固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
　図１７に示すように、固体撮像装置１０１０は、光学系１０２０と、固体撮像素子１０３０と、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）１０４０を備えている。ＤＳＰ１０４０は、バス１０７０を介して、表示装置１０５０と、操作系１０６０と、メモリ１０８０と、記録装置１０９０と、電源系１１００とが接続されて構成されている。このような構造を有しているので、固体撮像装置１０１０は、静止画像および動画像を撮像可能である。
　光学系１０２０は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの像光（入射光）を固体撮像素子１０３０に導き、固体撮像素子１０３０の受光面（センサ部）に結像させる。
　固体撮像素子１０３０とはしては、上述した各固体撮像素子が適用される。固体撮像素子１０３０には、光学系１０２０を介して受光面に結像される像に応じて、一定期間、電子が蓄積される。そして、固体撮像素子１０３０に蓄積された電子に応じた信号がＤＳＰ１０４０に供給される。
　ＤＳＰ１０４０は、固体撮像素子１０３０からの信号に対して各種の信号処理を施して画像を取得し、その画像のデータを、メモリ１０８０に一時的に記憶させる。メモリ１０８０に記憶された画像のデータは、記録装置１０９０に記録されたり、表示装置１０５０に供給されて画像が表示されたりする。また、操作系１０６０は、ユーザによる各種の操作を受け付けて固体撮像装置１０１０の各ブロックに操作信号を供給し、電源系１１００は、固体撮像装置１０１０の各ブロックの駆動に必要な電力を供給する。
（９．内視鏡手術システムへの応用例）
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図１８は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　図１８では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
　内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
　鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
　カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：　Ｃａｍｅｒａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
　ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
　表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
　光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
　入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
　処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
　なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
　また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
　また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ　Ｂａｎｄ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
　図１９は、図１８に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
　カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
　レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
　撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
　また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
　駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
　通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
　また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ　Ｗｈｉｔｅ　Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
　カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
　通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
　また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
　画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
　制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
　また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
　カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
　ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば撮像部１１４０２に適用され得る。例えば、図１の固体撮像素子１は、撮像部１０４０２に適用することができる。
　なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
（１０．移動体への応用例）
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図２０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２０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２０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２１は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図２１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２１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例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、図１の固体撮像素子１は、撮像部１２０３１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無く、また他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　画素に入射された光を光電変換部によって光電変換することで画素信号を生成し、前記画素信号を増幅する第１トランジスタが配置された画素回路を備え、
　前記画素回路は、
　参照信号発生部から参照信号が入力される第２トランジスタと、
　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタとに、バイアス電流を出力する第３トランジスタと、を有する、
　固体撮像素子。
（２）
　前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタのソースは、前記第３トランジスタのドレインと接続され、
　前記第２トランジスタのゲートに前記参照信号発生部が接続され、
　前記第３トランジスタのソースはグランドに接続されている、
　前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
　前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタのドレインは、外部のカレントミラー回路に接続されている、
　前記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタと、前記第３トランジスタとは、この順で直線状に配置されている、
　前記（１）～（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
　前記第２トランジスタのソースと、前記第３トランジスタのドレインが接続されているグランドノードとが、隣接して配置されている、
　前記（４）に記載の固体撮像素子。
（６）
　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタと、前記第３トランジスタとは、拡散層を共有している、
　前記（１）～（５）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）
　前記第３トランジスタは、複数の前記画素回路で共有されている、
　前記（１）～（６）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）
　前記第３トランジスタは、複数の前記画素回路に渡って形成された引き回し配線によって共有されている、
　前記（７）に記載の固体撮像素子。
（９）
　複数の前記画素回路は、積層された複数の半導体基板に渡って設けられており、
　前記第３トランジスタは、複数の前記半導体基板に渡って設けられた複数の前記画素回路で共有されている、
　前記（７）または（８）に記載の固体撮像素子。
（１０）
　前記画素回路が配置された第１半導体基板と、
　前記第１半導体基板に積層され、前記画素回路が配置されていない第２半導体基板とを備え、
　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタと、前記第３トランジスタとのうち、少なくとも前記第３トランジスタは、前記第２半導体基板の前記画素に配置されている、
　前記（１）に記載の固体撮像素子。
（１１）
　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタとは、前記第２半導体基板の前記画素に配置されている、
　前記（１０）に記載の固体撮像素子。
（１２）
　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタと、前記第３トランジスタとが、前記画素回路が配置された基板とは異なる基板に配置されている、
　前記（１）に記載の固体撮像素子。
（１３）
　画素に入射された光を光電変換部によって光電変換することで画素信号を生成し、前記画素信号を増幅する第１トランジスタが配置された画素回路を備え、
　前記画素回路は、
　参照信号発生部から参照信号が入力される第２トランジスタと、
　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタとに、バイアス電流を出力する第３トランジスタと、を有する固体撮像素子と、
　前記固体撮像素子に、被写体からの入射光を導く光学系と、を有する、
　固体撮像装置。
（１４）
　画素に入射された光を光電変換部によって光電変換することで画素信号を生成し、前記画素信号を増幅する第１トランジスタが配置された画素回路を備え、
　前記画素回路は、
　参照信号発生部から参照信号が入力される第２トランジスタと、
　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタとに、バイアス電流を出力する第３トランジスタと、を有する固体撮像素子と、
　前記固体撮像素子に、被写体からの入射光を導く光学系と、を含む、固体撮像装置を搭載した、
　電子機器。
　１　固体撮像素子
　２０　画素回路
　２１　光電変換部
　２２　排出トランジスタ
　２３　転送トランジスタ
　２４　リセットトランジスタ
　２５　浮遊拡散層（ＦＤ）
　２６　増幅トランジスタ（第１トランジスタ）
　２７　参照トランジスタ（第２トランジスタ）
　２８　バイアストランジスタ（第３トランジスタ）
　３０　カレントミラー回路
　３１，３２　トランジスタ
　１００　第１基板
　１１０　画素アレイ部
　１１１　画素
　２００　第２基板
　２１０　ロジック回路
　２２０　画素駆動回路
　２３０　ＤＡＣ
　２４０　垂直駆動回路
　２５０　タイミング生成回路
　２６０　出力部
　２７０　周辺回路
　３００　第３基板
　１０１０　固体撮像装置
　１１０００　内視鏡手術システム
　１２０００　車両制御システム

Claims (14)

  1. 　画素に入射された光を光電変換部によって光電変換することで画素信号を生成し、前記画素信号を増幅する第１トランジスタが配置された画素回路を備え、
    　前記画素回路は、
    　参照信号発生部から参照信号が入力される第２トランジスタと、
    　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタとに、バイアス電流を出力する第３トランジスタと、を有する、
    　固体撮像素子。
  2. 　前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタのソースは、前記第３トランジスタのドレインと接続され、
    　前記第２トランジスタのゲートに前記参照信号発生部が接続され、
    　前記第３トランジスタのソースはグランドに接続されている、
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  3. 　前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタのドレインは、外部のカレントミラー回路に接続されている、
    　請求項２に記載の固体撮像素子。
  4. 　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタと、前記第３トランジスタとは、この順で直線状に配置されている、
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  5. 　前記第２トランジスタのソースと、前記第３トランジスタのドレインが接続されているグランドノードとが、隣接して配置されている、
    　請求項４に記載の固体撮像素子。
  6. 　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタと、前記第３トランジスタとは、拡散層を共有している、
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  7. 　前記第３トランジスタは、複数の前記画素回路で共有されている、
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  8. 　前記第３トランジスタは、複数の前記画素回路に渡って形成された引き回し配線によって共有されている、
    　請求項７に記載の固体撮像素子。
  9. 　複数の前記画素回路は、積層された複数の半導体基板に渡って設けられており、
    　前記第３トランジスタは、複数の前記半導体基板に渡って設けられた複数の前記画素回路で共有されている、
    　請求項７に記載の固体撮像素子。
  10. 　前記画素回路が配置された第１半導体基板と、
    　前記第１半導体基板に積層され、前記画素回路が配置されていない第２半導体基板とを備え、
    　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタと、前記第３トランジスタとのうち、少なくとも前記第３トランジスタは、前記第２半導体基板の前記画素に配置されている、
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  11. 　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタとは、前記第２半導体基板の前記画素に配置されている、
    　請求項１０に記載の固体撮像素子。
  12. 　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタと、前記第３トランジスタとが、前記画素回路が配置された基板とは異なる基板に配置されている、
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  13. 　画素に入射された光を光電変換部によって光電変換することで画素信号を生成し、前記画素信号を増幅する第１トランジスタが配置された画素回路を備え、
    　前記画素回路は、
    　参照信号発生部から参照信号が入力される第２トランジスタと、
    　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタとに、バイアス電流を出力する第３トランジスタと、を有する固体撮像素子と、
    　前記固体撮像素子に、被写体からの入射光を導く光学系と、を有する、
    　固体撮像装置。
  14. 　画素に入射された光を光電変換部によって光電変換することで画素信号を生成し、前記画素信号を増幅する第１トランジスタが配置された画素回路を備え、
    　前記画素回路は、
    　参照信号発生部から参照信号が入力される第２トランジスタと、
    　前記第１トランジスタと、前記第２トランジスタとに、バイアス電流を出力する第３トランジスタと、を有する固体撮像素子と、
    　前記固体撮像素子に、被写体からの入射光を導く光学系と、を含む、固体撮像装置を搭載した、
    　電子機器。
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