JP7314135B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態では、本発明の一態様の撮像パネルの構成について、図1乃至図3、図5および図6を参照しながら説明する。
本実施の形態で説明する撮像パネル800は、撮像領域241を有する(図1参照)。
撮像領域241は、光電変換素子PD(i,j)、画素802(i,j)を備える(図1および図2(A)参照)。また、撮像領域241は導電膜WX(j)、導電膜VCOM、導電膜VPI、導電膜VRおよび導電膜BW(j)を備える(図2(B)参照)。
画素802(i,j)は画素回路430(i,j)を備える(図2(A)参照)。
光電変換素子PD(i,j)は導電膜VCOMと電気的に接続される第1の端子および画素回路430(i,j)と電気的に接続される第2の端子を備える。
画素回路430(i,j)はスイッチSW1、スイッチSW2、スイッチSW3、トランジスタMおよび容量素子C1を備える。
スイッチSW1は第1のトランジスタを含み、第1のトランジスタは、酸化物半導体を備える。
また、画素回路430(i,j)は、スイッチSW4を備える(図5参照)。
また、画素802(i,j)は、光電変換素子PD(i,j)を含む。言い換えれば、各画素は光電変換素子を備える。
また、撮像領域241は、画素802(i+1,j)を備える。
画素802(i+1,j)は、画素回路430(i+1,j)を備える。
光電変換素子PD(i,j)は、画素回路430(i+1,j)と電気的に接続される第2の端子を備える(図6参照)。言い換えれば、複数の画素が一つの光電変換素子を備える。これにより、光電変換素子PD(i,j)が受光する面積を広くすることができる。または、一つの光電変換素子PD(i,j)に入射する光の変化を、二つの画素回路を用いて記録できる。または、二つの期間に、一つの光電変換素子PD(i,j)に入射する光を、二つの画素回路を用いて記録できる。
本発明の一態様の撮像パネルの別の構成について、図7を参照しながら説明する。
また、撮像領域241は、一群の画素802(1,j)乃至802(m,j)、他の一群の画素802(i,1)乃至802(i,n)を備える(図3参照)。また、配線TX(i)、配線SE(i)および配線RS(i)を備える(図2(B)参照)。
配線TX(i)は、行方向に配設される一群の画素802(i,1)乃至802(i,n)と電気的に接続される。
配線SE(i)は、行方向に配設される一群の画素802(i,1)乃至802(i,n)と電気的に接続される。
配線RS(i)は、行方向に配設される一群の画素802(i,1)乃至802(i,n)と電気的に接続される。
導電膜WX(j)は、列方向に配設される一群の画素802(1,j)乃至802(m,j)と電気的に接続される。
導電膜BW(j)は、列方向に配設される一群の画素802(1,j)乃至802(m,j)と電気的に接続される。
本発明の一態様の撮像パネルの別の構成について、図8を参照しながら説明する。
スイッチSW5はノードFD1(i,j)と電気的に接続される第1の端子を備える(図8参照)。
配線CT(i)は、行方向に配設される一群の画素802(i,1)乃至802(i,n)と電気的に接続される。
本実施の形態では、本発明の一態様の撮像パネルの構成について、図3および図4を参照しながら説明する。
本実施の形態で説明する撮像パネル800は、選択線駆動回路GD、信号線駆動回路BWDおよび読み出し回路RDを有する(図3参照)。
選択線駆動回路GDは、駆動回路RSD、駆動回路TXD,駆動回路SEDを備え、第1の選択信号、第2の選択信号および第3の選択信号を供給する機能を備える。
信号線駆動回路BWDは、重みデータを供給する。
読み出し回路RDは第1の画像信号を供給され、読み出し回路RDは画像データを供給する。
配線TX(i)は、前記第1の選択信号を供給される。
配線SE(i)は、前記第2の選択信号を供給される。
配線RS(i)は、前記第3の選択信号を供給される。
導電膜BW(j)は、前記重みデータを供給される。
スイッチSW1は、第1の選択信号に基づいて動作する。
スイッチSW2は、前記第2の選択信号に基づいて動作する。
スイッチSW3は、前記第3の選択信号に基づいて動作する。
撮像パネル800を用いて、露光量EXP(i,j)乃至露光量EXP(i+2,j)を記録する方法について説明する(図4参照)。なお、記録する期間を、符号1Writeを用いて、図4(A)に示す。
第1のステップにおいて、画素802(i,j)を初期化する。
第2のステップにおいて、期間T1における露光量EXP(i,j)を画素802(i,j)に記録する。
第3のステップにおいて、期間T1および期間T2における露光量EXP(i+1,j)を画素802(i+1,j)に記録する。なお、期間T2は期間T0と比べると十分に短くすることができる。また、配線TX(i+1)に供給する信号の立ち上がりは、配線TX(i)に供給する信号の立ち上がりと一致していなくてもよい。例えば、配線TX(i+1)に供給する信号の立ち上がりを、配線TX(i)に供給する信号の立ち上がりより遅らすことができる。具体的には、10nsより短い期間遅らすことができる。または、配線TX(i+1)に供給するパルス状の信号の幅を、配線TX(i+1)に供給するパルス状の信号の幅と同じにすることができる。
第4のステップにおいて、期間T1乃至期間T3における露光量EXP(i+2,j)を画素802(i+2,j)に記録する。
画素802(i,j)の露光量EXP(i,j)と重みデータW(i,j)の積の値に比例する重み付き情報を、導電膜WX(j)を流れる電流から取得する方法を説明する。
第1のステップにおいて、重みデータW(i,j)を適用しない場合に、導電膜WX(j)を流れる電流I(i,j,0)を測定する。
第2のステップにおいて、重みデータW(i,j)を適用する場合に、導電膜WX(j)を流れる電流I(i,j,w)を測定する。
第3のステップにおいて、導電膜WX(j)を流れる電流の、重みデータW(i,j)の有無に由来する変化量Idif(i,j,w)を取得する。
第4のステップにおいて、第3のステップで取得した変化量Idif(i,j,w)から、露光されていない場合の変化量Idif0(i,j,w)を差し引いて、IDELTA(i,j,w)を算出する。
撮像パネル800に入射する定常的な光に由来する成分を差し引く方法を説明する。例えば、画素802(i,j)、画素802(i+1,j)および画素802(i+2,j)を用いて、これらに入射する定常的な環境光に由来する成分を差し引くことができる。
第1のステップにおいて、例えば、演算装置を用いて、画素802(i,j)について、IDELTA(i,j,w)を算出する。
第2のステップにおいて、例えば、演算装置を用いて、画素802(i+1,j)について、IDELTA(i+1,j,w)を算出する。
第3のステップにおいて、例えば、演算装置を用いて、画素802(i+2,j)について、IDELTA(i+2,j,w)を算出する。
第4のステップにおいて、例えば、演算装置を用いて、第1のステップ乃至第3のステップで算出した、IDELTA(i,j,-w)、IDELTA(i+1,j,-2w)およびIDELTA(i+2,j,w)の和の値SUMを算出する。なお、和の値SUMはpにwを乗じた値に比例する。
図8(A)を用いて説明した撮像パネルの駆動方法について説明する(図8(B)参照)。なお、記録する期間を、符号1Writeを用いて、図8(B)に示す。重み付き情報を取得する期間を、符号1Readを用いて、図8(B)に示す。
第1のステップにおいて、画素802(i,j)を初期化する。
第2のステップにおいて、期間T1における露光量EXP(i,j)を画素802(i,j)に記録する。
第3のステップにおいて、露光による影響がなく、重みデータW(i,j)を適用しない場合に、導電膜WX(j)を流れる電流I(i,j,0)を測定する。
第4のステップにおいて、露光による影響がなく、重みデータW(i,j)を適用する場合に、導電膜WX(j)を流れる電流I(i,j,w)を測定する。
第5のステップにおいて、露光による影響がない場合の、導電膜WX(j)を流れる電流の、重みデータW(i,j)の有無に由来する変化量Idif0(i,j,w)を取得する。
第6のステップにおいて、露光された状態の、重みデータW(i,j)を適用しない場合に、導電膜WX(j)を流れる電流I(i,j,0)を測定する。
第7のステップにおいて、露光された状態の、重みデータW(i,j)を適用する場合に、導電膜WX(j)を流れる電流I(i,j,w)を測定する。
第8のステップにおいて、露光された場合の、導電膜WX(j)を流れる電流の、重みデータW(i,j)の有無に由来する変化量Idif(i,j,w)を取得する。
本実施の形態では、本発明の一態様の撮像装置の構造例などについて説明する。
本発明の一態様に係る撮像装置を用いることができる電子機器として、表示機器、パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像記憶装置または画像再生装置、携帯電話、携帯型を含むゲーム機、携帯データ端末、電子書籍端末、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等)、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プリンタ複合機、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図16(A)乃至図16(F)に示す。
本実施の形態では、本発明の一態様の撮像装置の構成について、図17を参照しながら説明する。
本実施の形態で説明する撮像装置は、光源249と、撮像パネル800と、制御部248と、を有する(図17(A)参照)。
例えば、発光ダイオードを光源249に用いることができる。具体的には、レーザーダイオードを光源249に用いることができる。例えば、近赤外のレーザーダイオードを用いることができる。
撮像パネル800は、制御信号SPに基づいて撮影する。
制御部248は、制御情報CIおよび画像データIDを供給される。
本実施の形態で説明する撮像装置5200Bは、演算装置5210、表示部5230、入力部5240、検知部5250、通信部5290、操作情報を供給する機能および画像情報を供給される機能を備える。例えば、本発明の一態様の撮影パネルを検知部5250に用いることができる。
、T13:期間、T14:期間、241:撮像領域、248:制御部、249:光源、430(i,j):画素回路、800:撮像パネル、802(i,j):画素、2201:ゲート電極、2202:ゲート絶縁膜、2203:ソース領域、2204:ドレイン領域、2205:ソース電極、2206:ドレイン電極、2207:酸化物半導体層、2410:パッケージ基板、2411:パッケージ基板、2420:カバーガラス、2421:レンズカバー、2430:接着剤、2435:レンズ、2440:バンプ、2441:ランド、2450:イメージセンサチップ、2451:イメージセンサチップ、2460:電極パッド、2461:電極パッド、2470:ワイヤ、2471:ワイヤ、2490:ICチップ、2531:導電層、2532:導電層、2533:導電層、2534:導電層、2535:バックゲート、2536:領域、2540:シリコン基板、2541:絶縁層、2542:絶縁層、2543:絶縁層、2545:半導体層、2546:絶縁層、2561:層、2562:層、2563:層、2565a:層、2565b:層、2565c:層、2566a:層、2566b:層、2566c:層、2566d:層、2567a:層、2567b:層、2567c:層、2567d:層、2567e:層、2580:絶縁層、2581:遮光層、2582:有機樹脂層、2583:カラーフィルタ、2583a:カラーフィルタ、2583b:カラーフィルタ、2583c:カラーフィルタ、2584:マイクロレンズアレイ、2585:光学変換層、2586:絶縁層、2911:筐体、2912:表示部、2913:スピーカ、2919:カメラ、2932:表示部、2933:筐体兼リストバンド、2939:カメラ、2951:支持台、2952:カメラユニット、2953:保護カバー、2961:筐体、2962:シャッターボタン、2963:マイク、2965:レンズ、2967:発光部、2971:筐体、2972:筐体、2973:表示部、2974:操作キー、2975:レンズ、2976:接続部、2977:スピーカ、2978:マイク、2981:筐体、2982:表示部、2983:操作ボタン、2984:外部接続ポート、2985:スピーカ、2986:マイク、2987:カメラ、5200B:撮像装置、5210:演算装置、5230:表示部、5240:入力部、5250:検知部、5290:通信部
Claims (3)
- 光電変換素子と、回路と、を有し、
前記回路は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、第4のトランジスタと、容量素子と、を有し、
前記第1のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記光電変換素子と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース及びドレインの他方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第3のトランジスタのソース及びドレインの一方と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記容量素子の一対の電極の一方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記容量素子の一対の電極の他方は、第1の配線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソース及びドレインの他方は、第2の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートは、第3の配線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、第4の配線と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは、第5の配線と電気的に接続され、
前記第3の配線には、前記第1のトランジスタのオン状態又はオフ状態を選択する信号が入力され、
前記第4の配線には、前記第3のトランジスタのオン状態又はオフ状態を選択する信号が入力され、
前記第5の配線には、前記第4のトランジスタのオン状態又はオフ状態を選択する信号が入力され、
前記第2のトランジスタのゲートの電位に対応するデータを、前記第2の配線から読み出す撮像装置であって、
前記第1の配線には、重みデータが入力される、撮像装置。 - 請求項1において、
前記光電変換素子は、第1の層に配置され、
前記第1のトランジスタと前記第4のトランジスタとは、第2の層に配置され、
前記第2のトランジスタと前記第3のトランジスタとは、第3の層に配置され、
前記第3の層の上方に前記第2の層が配置され、
前記第2の層の上方に前記第1の層が配置される、撮像装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記第1のトランジスタと前記第4のトランジスタとは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有し、
前記第2のトランジスタと前記第3のトランジスタとは、チャネル形成領域にシリコンを有する、撮像装置。
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