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公開番号2025083413
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2025036256,2021539688
出願日2025-03-07,2020-07-28
発明の名称撮像装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H04N 25/76 20230101AFI20250523BHJP(電気通信技術)
要約【課題】新規な構成の撮像装置を提供する。
【解決手段】複数の画素が設けられた撮像領域を有する撮像装置である。撮像領域が有する複数の画素には、第1の画素と第2の画素とを含む。撮像装置は、第1または第2の領域を選択する機能を有する。第1の領域は第2の領域と同じ数の画素を含み、第1の領域は少なくとも第1および第2の画素とを含み、第2の領域は少なくとも第2の画素を含み、第1の領域または第2の領域が有する画素は、それぞれ取得した撮像信号を出力する機能を有する。撮像装置は、第1の領域が有する画素が出力する撮像信号を同時に読み出して演算することで第1の画像データを生成する。撮像装置は、第2の領域が有する画素が出力する撮像信号を同時に読み出して演算することで第2の画像データを生成する。第1のイメージ画像は、第1の画像データと第2の画像データを用いて生成することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
マトリクス状に配置されたＭ×Ｎ個（Ｍ、Ｎは自然数）の画素を有する撮像装置であって、
第１期間に、ｍ×ｎ個（ｍはＭより小さい自然数、ｎはＮより小さい自然数）の画素を含む第１領域をＭ×Ｎ個の画素において重複しないように複数設定し、それぞれの前記第１領域において含まれる画素の撮像信号をそれぞれの画素で重みづけした後に加算したデータを出力する動作を行い、第１位相イメージデータを作成し、
第２期間に、前記第１領域を前記第１期間とは異なる画素の組み合わせとなるようにＭ×Ｎ個の画素において重複しないように複数設定し、それぞれの前記第１領域において含まれる画素の撮像信号をそれぞれの画素で重みづけした後に加算したデータを出力する動作を行い、第２位相イメージデータを作成し、
前記第１位相イメージデータと前記第２位相イメージデータとを加算又は乗算することで第１イメージデータを作成し、
第３期間に、ｐ×ｑ個（ｐはＭより小さい自然数、ｑはＮより小さい自然数、ｐはｍと異なる又はｑはｎと異なる）の画素を含む第２領域をＭ×Ｎ個の画素において重複しないように複数設定し、それぞれの前記第２領域において含まれる画素の撮像信号をそれぞれの画素で重みづけした後に加算したデータを出力する動作を行い、第３位相イメージデータを作成し、
第４期間に、前記第２領域を前記第３期間とは異なる画素の組み合わせとなるようにＭ×Ｎ個の画素において重複しないように複数設定し、それぞれの前記第２領域において含まれる画素の撮像信号をそれぞれの画素で重みづけした後に加算したデータを出力する動作を行い、第４位相イメージデータを作成し、
前記第３位相イメージデータと前記第４位相イメージデータとを加算又は乗算することで第２イメージデータを作成する、撮像装置。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第１イメージデータの各要素をｍ×ｎ個に分割して第３イメージデータを作成し、
前記第２イメージデータの各要素をｐ×ｑ個に分割して第４イメージデータを作成し、
前記第３イメージデータと前記第４イメージデータとを加算又は乗算することで、ポップアップイメージを作成する、撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記画素はトランジスタを有し、
前記トランジスタは金属酸化物を含む半導体層を有する、撮像装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記金属酸化物はインジウムを含む、撮像装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、撮像装置、または撮像装置を含む撮像システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、又は、製造方法に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、撮像装置、受光装置、記憶装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法に関する。
【０００３】
なお、本明細書等において、半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる素子、回路、又は装置等を指す。一例としては、トランジスタ、ダイオード、受光素子、発光素子等の半導体素子は半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路は、半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路を備えた装置は、半導体装置である。
【背景技術】
【０００４】
近年、人工知能（ＡＩ：ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）を用いた画像認識の開発が進められている。画像に被写体として何が写っているかの認識率は向上し続けている。ただし、ＡＩは、学習済の内容については対応できるが学習したことのない画像から画像内の構成要素などを認識するまたは説明するのが難しい。
【０００５】
例えば、生産工程では、生産時に混入する異物、製造不良などを検査するための外観検査が行われている。最近では、外観検査に画像検査を取り入れることで効率的に外観検査を行うための開発が進められている。例えば、マシンビジョン（コンピュータシステムを利用する画像処理システム）では、様々な検出アルゴリズムが提案されている。その中で、人間の視覚機構にヒントを得たアルゴリズムが提案されている（特許文献１）。当該アルゴリズムは、人間の視覚機構の周辺視と固視微動からヒントを得たものであり、規則的なパターンの中に存在する異常箇所を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１３－１８５８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
教師データを用いずに、画像から特徴を抽出するアルゴリズムをプロセッサまたはＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）を用いてデジタル処理する場合、消費電力は、演算量に比例して増大する課題がある。つまり、対象とする画像のサイズは、演算量および消費電力と比例する課題がある。また、当該アルゴリズムを用いた場合、処理時間は、演算量に比例して長くなる課題がある。また、当該アルゴリズムは、中間処理において画像サイズよりも大きなデータを扱うために画像サイズよりも大きなデータ領域を必要とする課題がある。
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明の一態様は、新規な構成の撮像装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、撮像領域よりも大きなデータを扱うことができる撮像装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、演算の処理時間の増加を抑制する撮像装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、消費電力の増加を抑制する撮像装置を提供することを課題の一とする。
【０００９】
本発明の一態様は、新規な構成の撮像システムを提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、撮像領域よりも大きなデータを扱うことができる撮像システムを提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、演算の処理時間の増加を抑制する撮像システムを提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、消費電力の増加を抑制する撮像システムを提供することを課題の一とする。
【００１０】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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