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公開番号2025100583
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025062238,2021554423
出願日2025-04-04,2020-10-27
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 25/77 20230101AFI20250626BHJP(電気通信技術)
要約【課題】低消費電力の撮像装置を提供する。
【解決手段】画素には、第1の回路および第の2の回路が設けられる。第1の回路は撮像データを生成することができ、初期フレームで取得したデータとの差分データを保持することができる。第2の回路には、当該差分データと任意に設定する電圧範囲を比較する回路が設けられる。第2の回路は、その比較結果に従った読み出し信号を第1の回路に供給する。当該構成を用いることで、当該差分データが設定した電圧範囲内にあると判定された場合は画素から読み出しを行わず、電圧範囲内にないと判定された場合のみ画素から読み出しを行うことができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の回路と、第２の回路と、を画素に有する撮像装置であって、
前記第１の回路は、光電変換デバイスと、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、第５のトランジスタと、第６のトランジスタと、第１のキャパシタと、第２のキャパシタと、を有し、
前記光電変換デバイスの一方の電極は、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方、前記第３のトランジスタのゲート、前記第１のキャパシタの一方の電極及び前記第２のキャパシタの一方の電極と電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１の電源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又はドレインの一方は、前記第４のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第５のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第５のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２の電源線と電気的に接続され、
前記第２のキャパシタの他方の電極は、前記第６のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第６のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第３の電源線と電気的に接続され、
前記第１の電源線、前記第２の電源線及び前記第３の電源線のそれぞれには、前記光電変換デバイスの他方の電極よりも高い電位が与えられ、
前記第１の回路は、前記第１の回路の前記第３のトランジスタのゲートにおいて、第１のフレーム期間で生成された第１の画像データを保持する機能を有し、
前記第１の回路は、前記第３のトランジスタのゲートにおいて、第ｎのフレーム期間（ｎは２以上の自然数）で生成された第２の画像データを保持する機能を有し、
前記第１の回路は、前記第１の回路の前記第６のトランジスタのソース又はドレインの一方において、前記第１の画像データと、前記第２の画像データとの差分である差分データを保持する機能を有し、
前記第５のトランジスタは、前記第１の画像データ及び前記第２の画像データの出力を制御する機能を有し、
前記第２の回路は、比較回路と、出力回路と、を有し、
前記比較回路は、任意に設定された電圧範囲に前記差分データがあるか否かを判定する機能を有し、
前記出力回路は、前記差分データが前記電圧範囲内にあるとき、前記第５のトランジスタをオフにする電圧を出力し、前記差分データが前記電圧範囲内にないとき、前記第５のトランジスタをオンする電圧を出力する機能を有する、
撮像装置。
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第１のトランジスタ乃至前記第６のトランジスタのそれぞれは、チャネル形成領域に金属酸化物を有する、
撮像装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記金属酸化物は、少なくともＩｎ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、撮像装置に関する。
続きを表示（約 1,400 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、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの動作方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【０００３】
なお、本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路は半導体装置の一態様である。また、記憶装置、表示装置、撮像装置、電子機器は、半導体装置を有する場合がある。
【背景技術】
【０００４】
基板上に形成された酸化物半導体薄膜を用いてトランジスタを構成する技術が注目されている。例えば、酸化物半導体を有するオフ電流が極めて低いトランジスタを画素回路に用いる構成の撮像装置が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１１－１１９７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＣＭＯＳイメージセンサなどを用いた動画像の撮像では、フレーム毎に全画素で取得したデータを読み出す動作が行われる。当該動作では、連続する複数のフレームにおいて、同一の画素で同一とみなせるデータが取得されることがある。
【０００７】
例えば、屋外で静止している被写体では、時間経過とともに自然光の明暗の変化などを受けるが、動画像のフレームレートに相当する１／１０秒以下の短い間隔では、人が判断できるほどの変化はほとんどない。すなわち、複数のフレームに亘って、同一とみなせるデータが取得されているといえる。
【０００８】
当該データはフレーム毎に読み出され、電力を消費している。同一とみなせるデータであれば、読み出し動作を省くことで消費電力を削減することができる。
【０００９】
したがって、本発明の一態様では、低消費電力の撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、被写体の変化を検出することができる撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、信頼性の高い撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、新規な撮像装置などを提供することを目的の一つとする。または、上記撮像装置の動作方法を提供することを目的の一つとする。または、新規な半導体装置などを提供することを目的の一つとする。
【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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