JPH08304754A

JPH08304754A - 画像入出力装置

Info

Publication number: JPH08304754A
Application number: JP7128770A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Tashiro; 和昭田代; Isao Kobayashi; 功小林; Noriyuki Umibe; 紀之海部; Tadao Endo; 忠夫遠藤; Shinichi Takeda; 慎市竹田; Toshio Kameshima; 登志男亀島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-01
Filing date: 1995-05-01
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストでかつ高機能なまったく新しいビュ
ーファインダ型画像入出力装置を提供する。【構成】レンズ光学系３、このレンズ光学系を介して
得られる像を電気信号に変換する画像入力部４、この画
像入力部の出力信号に基づき画像を表示する画像出力部
４、およびこの画像を見るための接眼部１を有するビュ
ーファインダ型画像入出力装置において、画像入力部お
よび画像出力部を同一基板の同一面上に、かつレンズ光
学系と接眼部との間の共通光軸上に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ、ビデオカメ
ラ、暗視カメラ、ノクトビジョン等のビューファインダ
に用いられるものであって、レンズからの画像などの入
力情報を画像処理、および情報処理して表示出力するビ
ューファインダ型画像入出力装置。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、ビューファインダ型画像入出力装置は、画像入力部
と画像出力部とが別個の装置として作られ、これらを組
み合わせたものが多い。たとえば従来のビューファイン
ダ型画像入出力装置の一例として、一眼レフカメラに用
いられているものを取り上げる。図１２は、従来のビュ
ーファインダを適用した一眼レフカメラの構造を示す図
である。同図において、Ｌはレンズから入射した光の経
路、１は接眼部窓、７は測光用の光センサ、５はフィル
ム、３はペンタプリズム、１０はフォーカシングプレー
ト、９はハーフミラー、２はミラー、８はオートフォー
カス用光センサである。従来、一眼レフカメラのビュー
ファインダは、写真に撮る対象物をとらえ、ピントを合
わせたり、露出の場所を決定するためのものである。ま
た、最近のカメラのインテリジェント化はめざましく、
自動測光やフィルム自動巻き、オートフォーカスは元よ
り、さまざまな撮影に適した撮影条件を自動選択したり
してこれら撮影条件は不図示の液晶ディスプレイに表示
され、使いやすくなってきている。しかしながら、この
液晶ディスプレイは、ビューファインダとは別のところ
にあり、ビューファインダの周囲に若干の撮影データが
表示されるが、ほとんどの撮影条件はこの液晶ディスプ
レイに表示され、ビューファインダをのぞきながら撮影
条件の選択、設定から確認、撮影等のすべての操作を行
うことができず、さらなるインテリジェント化が図れな
い。

【０００３】また、ビデオカメラでは、レンズからの画
像などの情報はＣＣＤを用いた２次元の光センサで感知
し、画像処理および情報処理を施し、これをまったく別
のところに実装された液晶ディスプレイに表示するよう
になっている。しかしながら、センサと液晶ディスプレ
イに別々のデバイスを用いることで、全体の構造が複雑
になり、さらにコストがかかるという問題がある。

【０００４】一方、近年、２次元の画像入力装置と２次
元の画像出力装置を同一の装置に作り込み一体型２次元
画像入出力装置を実現する試みも盛んである。たとえば
特開平４−２８２６０９号公報においては、透明基板上
に画像入力用のイメージセンサを備えたイメージセンサ
基板と、透明基板上に液晶駆動用薄膜トランジスタおよ
び液晶を備えた液晶ディスプレイ基板を用意し、このイ
メージセンサ基板上に液晶ディスプレイ基板を重ねた例
が開示されている。また特開平５−２４４３４６号公報
においては、液晶ディスプレイ基板上にイメージセンサ
基板を重ねた例が開示されている。

【０００５】しかしながら、これら従来技術は、結局２
個の独立の装置を重ね合わせたものにすぎず、その生産
工程は複雑で、生産コストは非常に高くつくものと思わ
れる。またビューファインダ型画像入出力装置では小型
軽量、低コストであることが必須条件であり、これらの
従来技術でこれを実現することは難しい。

【０００６】さらにまた画像入力部と画像出力部を同一
基板上に一体的に作る試みもなされている。特開昭５８
−１７００５３号公報においては、同一の透明ガラス基
板上に光電変換素子と液晶表示部を設けることが開示さ
れている。特開平２−２１１４２１号公報においては同
一基板上に画素電極とアクティブ素子を設け、このアク
ティブ素子が含む半導体材料の内少なくとも一つの同一
の半導体材料を含む感光素子をやはり同一基板上に形成
した例が開示されている。また特公平３−４５５５３号
公報では、透明基板上にＭＯＳトランジスタ、光導電膜
を有するコンデンサ、および液晶材料層を配置した例が
開示されている。こうした同一基板上に画像入力部と画
像出力部を形成することにより、パネルの製造工程が簡
素化されるとともに、この画像入出力装置をビューファ
インダに応用することにより装置自体が軽量小型化さ
れ、製造コストも下げることができると思われる。

【０００７】しかしながら特開昭５８−１７００５３号
公報においては、単に光電変換素子と液晶表示部を透明
ガラス基板上に配置したのみで、光電変換素子、液晶表
示部、および制御部の関係については多くの考慮がなさ
れていない。従来の光電変換素子と液晶表示の単なる組
み合わせであり、更なる工程の簡略化や低コスト化への
配慮もない。また、特開平２−２１１４２１号公報のも
のにおいては、アクティブ素子が含む半導体材料の内少
なくとも一つの同一の半導体材料を感光素子が含んでい
るが、水素化アモルファスシリコン材料を用いたアクテ
ィブ素子や光電変換素子は従来からあり、これらを単に
同一基板上に配置しただけのものとなっている。この例
においても更なる工程の簡略化や低コスト化への配慮が
なされていない。また特公平３−４５５５３号公報のも
のは、一個のＭＯＳトランジスタで光導電膜を有するコ
ンデンサと液晶材料層を駆動しており、ビューファイン
ダ型画像入力装置のように画像入力部と画像出力部を独
立に制御したい場合、非常に不利である。

【０００８】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、低コストでかつ高機能なまったく新しいビューフ
ァインダ型画像入出力装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、レンズ光学系と画像入力部と画像出力
部とを有するビューファインダ型画像入出力装置におい
て、画像入力部に入力した画像の処理を行なう画像処理
手段を有し、画像入力部と画像処理手段により画像処理
した情報を表示する画像出力部を同一基板の同一面上に
配し、基板をレンズ光学系と接眼部の間の光軸上に配す
ることを特徴としている。また、画像入力部は、二次元
に画素分割し、各画素は基板上に形成され、さらに画像
出力部も二次元に画素分割し、各画素は画像入力部と同
一基板上の同一場所に形成されることを特徴としてい
る。

【００１０】また、画像入力部と画像出力部の少なくと
も一方に、水素化アモルファスシリコンを用いることを
特徴としている。

【００１１】また、画像入力部と画像出力部の少なくと
も一方を、水素化アモルファス窒化シリコンからなる
層、水素化アモルファスシリコンからなる層およびＮ⁺
型水素化アモルファスシリコンあるいはＮ⁺ 型微結晶シ
リコンからなる同一の層構成とし、同一プロセスにより
形成することを特徴としている。

【００１２】さらに、画像入力部が、第１の電極層、第
１導電型のキャリアおよび第１導電型と異なる第２導電
型のキャリアの通過を阻止する第１の絶縁層、光電変換
半導体層、第２の電極層、および第２の電極層と光電変
換半導体層との間にあって光電変換半導体層への第１導
電型のキャリアの注入を阻止する注入素子層を積層した
光電変換素子と、リフレッシュ動作において、第１導電
型のキャリアを光電変換半導体層から第２の電極層に導
く方向に光電変換素子に電界を与え、光電変換動作によ
り光電変換半導体層に入射した光により発生した第１導
電型のキャリアを光電変換半導体層内に留まらせ、第２
導電型のキャリアを第２の電極層に導く方向に光電変換
素子に電界を与え、光電変換動作により光電変換半導体
層に蓄積される第１導電型のキャリアもしくは第２の電
極層に導かれた第２導電型のキャリアを光信号として検
出するように制御するスイッチ素子と、光電変換素子を
二次元的に複数個配置し、光電変換素子ごとにスイッチ
素子を接続するとともに、光電変換素子を複数のブロッ
クに分割し、各ブロックごとにスイッチ素子を動作させ
ることにより光信号を検出する光電変換装置とを有する
ことを特徴としている。

【００１３】

【作用】本発明では、画像入力部と画像出力部とを同一
基板の同一面上に有する。したがって、入力画像と出力
が像が表裏一体となった関係となるとともに、さらに入
力画像に追加の情報を加えて出力画像とすることによ
り、すべての必要な情報がビューファインダ内の画像出
力部に表示され、ビューファインダをのぞきながらあら
ゆる撮影の設定が行なわれる。また、構造が簡単にな
り、低製造コストで小型軽量かつ高機能なビューファイ
ンダ型画像入出力装置が構成され、これを搭載したカメ
ラ、ノクトビジョン等を高度にインテリジェント化する
ことが可能となる。

【００１４】

【実施例】

［実施例１］図１は、本発明の第１の実施例に係るビュ
ーファインダを一眼レフカメラに適用した場合の斜視図
である。図１において、図１２と同一の符号を付したも
のは、同一の構成要素である。画像入出力部４は本実施
例においては、画像出力時に反射型で使うため、光源が
この画像出力部の周囲に配置されている。図中、Ｌは不
図示のレンズ光学系を経て入射する光、１０２はこの光
を反射するミラー、３はミラー１０２で反射した光が入
射するペンタプリズム、１はペンタプリズム３からの光
による像を見るための接眼部である。また、この装置は
光電変換された画像信号に対し所定の画像処理を施す画
像処理手段を備える。また、不図示の駆動用集積回路Ｉ
Ｃおよび信号検出用集積回路ＩＣを有し、それらは、Ｔ
ＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎ
ｇ）を使用してカメラ本体に高密度実装されている。画
像入出力部４は非透過型で２次元の画像入出力を行うよ
うになっている。画像入出力部４の基板は、光軸上に配
することができるので、ビューファインダ自体が非常に
コンパクトに設計できる。図５は、画像入出力部４の一
画素分の平面図を示す。同図において、画像出力部の液
晶部分（不図示）は、図５に示された部分の上に重なっ
ている。図６は、図５におけるＡＢ部の断面図である。
図７は、図５におけるＰＱ部の断面図である。図８は、
画像入出力部４の画像入力部における一画素の等価回路
図であり、図９は、画像出力部における一画素の等価回
路図である。また、図１０は、画像入出力部４における
画像入力部全体の回路図であり、図１１は、画像出力部
全体の回路図である。回路図では、画像入力部、画像出
力部が別個に描かれているが実際の素子としての画像入
力部と画像出力部は同一位置に作り込まれている。

【００１５】図５に示すように、画像入力部は光電変換
素子としてのＭＩＳ型光センサＳ１１、およびこれを駆
動する薄膜トランジスタＴ１１で構成されている。ＳＩ
Ｇは信号線である。薄膜トランジスタＴ１１、液晶駆動
用の薄膜トランジスタＤＴ１１および光電変換素子Ｓ１
１は、ともどもまったく同一のプロセスにより、同一基
板上に形成することができる。これは、光電変換素子Ｓ
１１と薄膜トランジスタＴ１１が、同じ層構成であるこ
とによりはじめて可能なことであり、本実施例の特徴の
１つである。図１０において、Ｓ１１〜Ｓ３３は光電変
換素子である。ＳＴ１１〜ＳＴ３３は光センサ駆動用薄
膜トランジスタであり、ＤＴ１１〜ＤＴ３３は液晶駆動
用の薄膜トランジスタである。Ｖｓは読出し用電源、Ｖ
ｇはリフレッシュ用電源であり、それぞれスイッチＳＷ
ｓ、ＳＷｇを介して全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の下
電極Ｇ３６に接続されている。スイッチＳＷｓはインバ
ータを介して、またスイッチＳＷｇは直接、リフレッシ
ュ制御回路ＲＦに接続しており、リフレッシュ期間はス
イッチＳＷｇがオン、その他の期間はスイッチＳＷｓが
オンすることにより制御されている。信号出力は信号線
ＳＩＧにより検出用集積回路ＩＣに接続されている。図
１０および図１１では、９個の画素を３個のブロックに
分けて、１ブロックあたり３個の画素の出力を同時に転
送し、この信号を検出用集積回路ＩＣによって順次出力
に変換され出力される。ここでは、説明しやすいように
９画素の２次元画像入力部としたが、実際にはさらに高
密度の画素集積も可能である。

【００１６】図１１において、画像出力部は画像出力手
段としての液晶ＬＣ１１〜ＬＣ３３とその駆動用薄膜ト
ランジスタＤＴ１１〜ＤＴ３３から構成されている。光
は光透過性基板側から画像入力部へ入射する。図１１の
画像出力部の全体回路から明かなように、この部分は基
本的に従来の液晶ディスプレイと同様の駆動方法になっ
ている。本実施例の特徴は、これら画像入力部と画像出
力部を一つの画素中になんら矛盾なく、簡単な工程で安
価に作成できることにある。

【００１７】本実施例では画像入力部を構成するＭＩＳ
型センサＳ１１〜Ｓ３３、駆動用薄膜トランジスタＴ１
１〜Ｔ３３および画像出力部の液晶駆動用薄膜トランジ
スタＤＴ１１〜ＤＴ３３は同一層の構成からなる素子で
あり、この構成は、基板上のクロム金属層、水素化アモ
ルファス窒化膜層、水素化アモルファスシリコン層およ
びＮ⁺ 型水素化アモルファスシリコン層あるいはＮ⁺ 型
微結晶シリコン層からなる。これらの層は同一基板上に
同一プロセスで同時に形成される。この構成をとること
により、製造コストを削減することができる。

【００１８】次に、本実施例の装置の製造方法を図５，
図６および図７を用いて説明する。まず、１／２インチ
角の洗浄したガラス基板３５上に、スパッタにより厚さ
５００ÅのＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄ
ｅ）膜を形成する。このＩＴＯ膜に所定形状のフォトレ
ジストのパターンを作り、これをマスクにエッチングを
行い、その後フォトレジストを剥離洗浄することによ
り、各画素のＭＩＳ型光センサ下電極３６を形成する。

【００１９】次に、スパッタにより厚さ５００Åのクロ
ム膜を形成する。このクロムを所望の形状にフォトレジ
ストのパターンを作り、これをマスクにエッチングを行
い、その後フォトレジストを剥離洗浄し、薄膜トランジ
スタのゲート電極３７とする。

【００２０】次に、この上に、ＳｉＨ₄ ガス、ＮＨ₃ ガ
スおよびＨ₂ ガスを使用し、プラズマＣＶＤにより水素
化アモルファス窒化シリコン層３８を形成する。ひきつ
づきＳｉＨ₄ ガスおよびＨ₂ ガスを使用し、プラズマＣ
ＶＤにより水素化アモルファスシリコン層３９を形成す
る。さらにＳｉＨ₄ ガス、ＰＨ₃ ガスおよびＨ₂ ガスを
使用し、プラズマＣＶＤによりＮ⁺ 型水素化アモルファ
スシリコン層あるいはＮ⁺ 型微結晶シリコン層４０を形
成する。

【００２１】次に、フォトリソグラフィによりコンタク
トホールのフォトレジストパターンを形成し、これをマ
スクにドライエッチングにより水素化アモルファス窒化
シリコン層３８、水素化アモルファスシリコン層３９お
よびＮ⁺ 型水素化アモルファスシリコン層あるいはＮ⁺
型微結晶シリコン層４０を一部除去し、フォトレジスト
を剥離して洗浄した後、コンタクトホールを形成し、そ
の上にスパッタ法によりアルミを１μｍ成膜する。

【００２２】その後、このアルミに所定形状のフォトレ
ジストのパターンを作り、これをマスクにエッチングを
行い、フォトレジストを剥離して洗浄することにより、
薄膜トランジスタのソース電極４２、ドレイン電極４
３、ＭＩＳ型センサの上電極４１を形成する。この電極
をマスクにして、不要な部分のＮ⁺ 型アモルファスシリ
コン層あるいはＮ⁺ 型微結晶シリコン層４０をドライエ
ッチングにより除去する。

【００２３】フォトリソグラフィによりアイソレーショ
ン用のフォトレジストパターンを形成し、これをマスク
にドライエッチングにより水素化アモルファス窒化シリ
コン層３８、水素化アモルファスシリコン層３９、Ｎ⁺
型水素化アモルファスシリコン層４０の不要な部分を除
去する。

【００２４】ひきつづきＳｉＨ₄ ガス、ＮＨ₃ ガスおよ
びＨ₂ ガスを使用し、プラズマＣＶＤにより層間絶縁膜
としての水素化アモルファス窒化シリコン層４４を３０
００Å形成する。

【００２５】フォトリソグラフィによりコンタクトホー
ルのフォトレジストパターンを形成し、これをマスクに
ドライエッチングにより不要な部分の水素化アモルファ
ス窒化シリコン層３８を除去し、コンタクトホールを形
成する。

【００２６】その上にスパッタ法により厚さ５００Åの
アルミ膜を形成し、さらにひきつづき厚さ５００Åのク
ロム膜を形成する。

【００２７】その後、このアルミおよびクロム膜に対し
て所望の形状にフォトレジストのパターンを作り、これ
をマスクにエッチングを行ない、フォトレジストを剥離
して洗浄する。これにより、画像出力部となる液晶の下
電極でありかつＭＩＳ型光センサＳ１１〜Ｓ３３および
薄膜トランジスタの遮光層である層４５が形成される。

【００２８】次に、不図示の液晶封止のための周囲の土
手を形成する。そして、これが形成された基板３５上
に、ＩＴＯ４７を蒸着したガラス基板４８を貼り合わ
せ、ネマチック液晶４６を注入する。注入が終わったと
ころで注入口を封止する。これにより、画像入出力部４
が完成する。なお、本実施例では反射型によって液晶を
利用する。

【００２９】次に、装置の動作を説明する。まず画像入
出力部４の動作について述べる。本実施例で用いられる
光電変換素子は特願平５−３３１６９０号公報において
述べられている光電変換素子と同じ原理によるものであ
る。

【００３０】図８は画像入力部における一画素の等価回
路図である。図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれリフ
レッシュモードおよび光電変換モードの動作を示す光電
変換素子のエネルギバンド図である。リフレッシュモー
ドにおいて、上電極４１は下電極３６に対して負の電位
が与えられているために、図２（ａ）に示すように、水
素化アモルファスシリコン層３９内の黒丸で示されたホ
ールは電界により上電極４１に導かれる。同時に白丸で
示された電子は水素化アモルファスシリコン層３９に注
入される。このとき一部のホールと電子はＮ⁺ 水素化ア
モルファスシリコン層あるいはＮ⁺ 型微結晶シリコン層
４０、水素化アモルファスシリコン層３９中において再
結合して消滅する。充分に長い時間この状態が続けば、
水素化アモルファスシリコン層３９内のホールは水素化
アモルファスシリコン層３９から掃き出される。この状
態で光電変換モードになると、上電極４１は下電極３６
に対して正の電位が与えられるために、水素化アモルフ
ァスシリコン層３９中の電子は瞬時に上電極４１に導か
れる。しかしホールはＮ⁺ 型水素化アモルファスシリコ
ン層あるいはＮ⁺ 型微結晶シリコン層４０が注入阻止層
として働くために、水素化アモルファスシリコン層３９
中に導かれることはない。この状態で水素化アモルファ
スシリコン層３内に光が入射すると、光は吸収され電子
とホールの対が発生する。この電子は電界により上電極
４１方向に導かれ、ホールは水素化アモルファスシリコ
ン層３９内を移動し、水素化アモルファス窒化シリコン
層３８の界面に達するが、ここで阻止され、水素化アモ
ルファスシリコン層３９内に留まることになる。このと
き電子は上電極４１に移動し、ホールは水素化アモルフ
ァスシリコン層３９内の水素化アモルファス窒化シリコ
ン層３８界面に移動するため、素子内の電気的中性を保
つために、電流が下電極３６から流れる。この電流は光
により発生した電子・ホールの対に対応するので、入射
した光に比例する。

【００３１】図９は、画像出力部の一画素の等価回路図
である。これは通常の薄膜トランジスタ駆動型である。
薄膜トランジスタＤＴ１１のゲート電極に正の電圧を与
え、トランジスタをオンさせると液晶部ＬＣ１１にしき
い値以上の電圧がかかり、液晶は非光透過性となる。い
わゆる液晶の動的散乱効果により、この時、液晶に入射
した光は液晶中で散乱され人の目に入る。つまり、白の
状態になる。薄膜トランジスタＤＴ１１のゲート電極に
負の電圧を与え、トランジスタをオフさせると液晶部Ｌ
Ｃ１１に電圧がかからず、液晶は光透過性となる。この
時、液晶に入射した照明光は下電極４５のクロム上で反
射され、人の目に入らない。つまり、黒の状態になる。
こうして本実施例では画像表示が行なわれる。なお、Ｔ
Ｎ液晶を使い、偏光板を介して表示する構造とすること
も可能である。

【００３２】これら画像入力部と画像出力部の各画素は
配線部を通して、外部の駆動回路により駆動されてい
る。これらは通常の駆動方法と同様である。１眼レフカ
メラにこのビューファインダ型画像入出力装置を用いた
場合の動作を図１を用いて説明する。カメラのレンズか
ら入った光Ｌはミラー２で反射し、ペンタプリズム３で
向きを変えて画像入出力部４の画像入力部に入射する。
この光は不図示のメモリを通してカメラ内蔵のＣＰＵに
送られる。ここで適当な画像処理を施して、画像入出力
部４の画像出力部に出力される。

【００３３】画像処理としてはまず測光を行う。画像出
力部には測光のモードを選ぶと、測光領域が表示され、
これを見ながら測光を行っていく。画像入力部は画素分
割されているので、画素を自由に選択することで、これ
までにない木目の細かい分割測光が可能となる。測光さ
れたデータはメモリに記憶され、撮影時に利用される。
また入射画像は、アンプ等を通して画像出力部に送ら
れ、表示される。画像出力部は画像ばかりでなく、適当
な領域に分割され、撮影は必要なモード選択などの情報
をも表示できるようになっている。そこで撮影者は、こ
の画像出力部のみを眺めながら、撮影に必要なあらゆる
操作を行うことができる。また、オートフォーカスも画
像処理の１つとして行える。本発明になる画像入出力部
は２次元の画素配列になっているから、従来ＣＣＤライ
ンセンサ等（従来例、図１２中の８）と同等の処理を行
なえる。このように１個の画像入出力部で様々な処理を
行なうことができ、簡単な構成で多機能なものとなる。
その結果カメラの操作性は格段と上がり、カメラの構造
の簡易化、それにともなう低コスト化、カメラのインテ
リジェント化に大きく寄与する。本実施例ではカラーの
表示は行わないが、画像出力部にカラーフィルタなどを
設置し、カラー表示することも可能である。本実施例で
は画像入力部の光電変換素子として、ＭＩＳ型光センサ
を用いているが、光導電型光センサなどを用いても良
い。しかしながら、光導電型では光応答が遅く動画対応
が難しいという問題がある。また、本実施例では１眼レ
フカメラへ応用する場合について説明したが、他のコン
パクトカメラへ応用することもでき、同様の効果を実現
することができる。また画像入力部と画像出力部が同
一の基板上に作り込まれているので、画像入出力部は非
常にコンパクトに、かつ安価に作ることができ、これを
ビデオカメラに応用しても、従来のＣＣＤ型光センサと
液晶ディスプレイを用いたものに比べ格段の低コスト化
と小型化を実現することができる。また本実施例を暗視
カメラ、あるいはノクトビジョンに用いた概略図を図３
に示す。従来はビデオカメラと同じように、レンズ光学
系にＣＣＤ型光センサを組み合わせ、これで画像をとら
え、アンプにより増倍し、その結果を液晶ディスプレイ
に表示するなどしていた。これを図３に示すように本実
施例のビューファインダ型画像入出力装置を用いること
で、双眼鏡タイプの非常にコンパクトなノクトビジョ
ン、あるいは暗視カメラを作成することができる。

【００３４】［実施例２］図４は、本発明の第２の実施
例に係るビューファインダ型画像入出力装置を一眼レフ
カメラに適用した場合の斜視図である。図４において、
図１と同一の符号を付したものは、同一の構成要素であ
ることを示す。４０４はミラー２とペンタプリズム３と
の間に配置した画像入出力部であるが、実施例１のもの
と異なり光透過型で２次元の画像入出力を行うようにな
っている。よってレンズから入射した光Ｌが画像出力部
の光源を兼ねる。

【００３５】基板内の画像入力部と画像出力部のレイア
ウトについては、本実施例のような透過型において、い
ろいろな場合が考えられる。これは従来のビューファイ
ンダ内のレイアウトに共通するものである。

【００３６】画像入出力部４０４の一画素における構造
は、下電極４５をＩＴＯで形成すること以外は、実施例
１のものと同じである。

【００３７】また、製造方法も、コンタクトホールを形
成した後、その上にスパッタ法によりＩＴＯを１０００
Å成膜し、これを所定形状のパターンとする以外は実施
例１の場合と同様である。すなわち、本実施例では透過
型で利用するため液晶の下電極４５は光透過性のＩＴＯ
を利用する。

【００３８】このＩＴＯパターンの形成は、上記ＩＴＯ
膜に所定形状のフォトレジストのパターンを作り、これ
をマスクにエッチングを行ない、その後フォトレジスト
を剥離し洗浄することにより行なう。これにより、画像
出力部となる液晶の下電極４５であり、かつＭＩＳ型光
センサＳ１１〜Ｓ３３および薄膜トランジスタＴ１１〜
Ｔ３３の遮光層４５でもあるＩＴＯパターンが形成され
る。

【００３９】次に、動作を説明する。画像入出力部の動
作は実施例１の場合と基本的に同じである。すなわち、
薄膜トランジスタのゲート電極３７に負の電圧を与え、
トランジスタをオフにすると液晶部に電圧がかからず、
液晶は光透過性となる。この時レンズを通った光は液晶
を透過し、人の目に入る。通常はこの状態でビューファ
インダとして利用する。薄膜トランジスタのゲート電極
３７に正の電圧を与え、トランジスタをオンにすると液
晶部にしきい値以上の電圧がかかり、液晶は非光透過性
となる。いわゆる液晶の動的散乱効果により液晶は白濁
する。この時レンズを通った光は一部白濁した液晶に遮
られ、人の目に入る。このようにして、画像出力部の必
要なところを非透過性とすることにより、文字や数字な
どの情報をファインダー内に表示させることができる。

【００４０】１眼レフカメラにこのビューファインダ型
画像入出力装置を用いた場合の動作を図４を用いて説明
する。カメラのレンズから入った光Ｌはミラー２で反射
し、画像入出力部４０４に入射する。この光の一部は画
像入力部で電気信号に変換され、メモリを通してＣＰＵ
に送られる。残りの光はそのまま画像入出力部を透過し
人の目に入り、従来のビューファインダのように使われ
る。適当な画像処理を施したデータは、画像出力部に出
力される。画像出力部は通常ただの光透過窓として機能
し、画像処理されたデータがその画面上に表示される。
その他、画像処理等の動作等は実施例１の場合と同様で
ある。

【００４１】

【発明の効果】本発明では、画像入力部および画像出力
部を同一基板の同一面上に、かつレンズ光学系と接眼部
との間の共通光軸上に配置したため、入力画像と出力が
像が表裏一体となった関係となるとともに、さらに入力
が像に追加の情報を加えて出力が像とすることにより、
すべての必要な情報がビューファインダ内の画像出力部
に表示され、ビューファインダをのぞきながらあらゆる
撮影の設定ができる。また、構造が簡単になり、低製造
コストで小型軽量かつ高機能なビューファインダ型画像
入出力装置が構成され、これを搭載したカメラ、ノクト
ビジョン等を高度にインテリジェント化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るビューファイン
ダを一眼レフカメラに適用した場合の斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る画像入出力装置
における光電変換素子の動作原理を示すエネルギバンド
図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る画像入出力装置
においてノクトビジョンに応用した場合の斜視図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施例に係るビューファイン
ダを一眼レフカメラに適用した場合の斜視図である。

【図５】本発明の第１および第２の実施例に係る画像
入出力部における一画素の構成を示す平面図である。

【図６】図５におけるＡＢ部の断面図である。

【図７】図５におけるＰＱ部の断面図である。

【図８】本発明の第１および第２の実施例に係る画像
入力部における一画素の等価回路図である。

【図９】本発明の第１および第２の実施例に係る画像
出力部における一画素の等価回路図である。

【図１０】本発明の第１および第２の実施例に係る画
像入力部全体の回路図である。

【図１１】本発明の第１および第２の実施例に係る画
像出力部全体の回路図である。

【図１２】従来のビューファインダを適用した一眼レ
フカメラの構造を示す図である。

【図面の主要な部分を表す符号の説明】

１：接眼部窓、２：ミラー、３：ペンタプリズム、４：
画像入出力部、５：フィルム、６：レンズ、７：測光用
光センサ、８：オートフォーカス用光センサ、９：ハー
フミラー、１０：フォーカシングスクリーン、Ｓ１１〜
Ｓ３３：光電変換素子、Ｔ１１〜Ｔ３３：光電変換素子
駆動薄膜トランジスタ、ＤＴ１１〜ＤＴ３３：液晶駆動
薄膜トランジスタ、ＳＩＧ：信号線、Ｖ_s ：読み出し用
電源、Ｖ_g ：リフレッシュ用電源、ＳＷ_s ：Ｖ_s 用スイ
ッチ、ＳＷ_g ：Ｖ_g 用スイッチ、ＬＣ１１〜ＬＣ３３：
液晶、３５：基板、３６：光電変換素子の下電極、３
７：薄膜トランジスタのゲート電極、３８：水素化アモ
ルファス窒化シリコン層、３９：Ｉ型水素化アモルファ
スシリコン層、４０：Ｎ⁺ 型水素化アモルファスシリコ
ン層あるいはＮ⁺ 型微結晶シリコン層、４１：光電変換
素子の上電極、４２：薄膜トランジスタのソース電極、
４３：薄膜トランジスタのドレイン電極、４４：層間絶
縁膜、４５：液晶下電極、４６：液晶、４７：液晶上電
極、４８：ガラス基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遠藤忠夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者竹田慎市東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者亀島登志男東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズ光学系、このレンズ光学系を介し
て得られる像を電気信号に変換する画像入力部、この画
像入力部の出力信号に基づき画像を表示する画像出力
部、およびこの画像を見るための接眼部を有するビュー
ファインダ型画像入出力装置において、前記画像入力部および画像出力部を同一基板の同一面上
に、かつ前記レンズ光学系と接眼部との間の共通光軸上
に配置したことを特徴とするビューファインダ型画像入
出力装置。
【請求項２】前記画像入力部の各画素は前記画像入力
部の対応する画素と同一位置に位置することを特徴とす
る請求項１記載のビューファインダ型画像入出力装置。
【請求項３】結像光学系、これによって結像される像
を電気信号に変換する画像入力部、およびその電気信号
に基づき画像表示を行なう画像出力部を備えた画像入出
力装置において、前記画像入力部および画像出力部の画素は同一基板面上
の同一位置に位置することを特徴とする画像入出力装
置。
【請求項４】前記画像入力部と前記画像出力部は共通
する水素化アモルファスシリコンを用いて形成されたも
のであることを特徴とする請求項１〜３記載の画像入出
力装置。
【請求項５】前記画像入力部と前記画像出力部は共通
する水素化アモルファス窒化シリコンからなる層、水素
化アモルファスシリコンからなる層およびＮ⁺ 型水素化
アモルファスシリコンからなる層あるいはＮ⁺ 型微結晶
シリコンからなる層を用い、同一プロセスにより形成し
たものであることを特徴とする請求項１〜４記載の画像
入出力装置。
【請求項６】前記画像入力部が、第１の電極層、第１
導電型のキャリアおよび第１導電型と異なる第２導電型
のキャリアの通過を阻止する第１の絶縁層、光電変換半
導体層、第２の電極層、および前記第２の電極層と前記
光電変換半導体層との間にあって前記光電変換半導体層
への第１導電型のキャリアの注入を阻止する注入素子層
を積層した光電変換素子と、リフレッシュ動作において、前記第１導電型のキャリア
を前記光電変換半導体層から前記第２の電極層に導く方
向に前記光電変換素子に電界を与え、前記光電変換半導
体層に入射した光により光電変換動作によって発生する
前記第１導電型のキャリアを前記光電変換半導体層内に
留まらせ、前記第２導電型のキャリアを前記第２の電極
層に導く方向に前記光電変換素子に電界を与え、前記光
電変換動作により前記光電変換半導体層に蓄積される前
記第１導電型のキャリアもしくは前記第２の電極層に導
かれた第２導電型のキャリアを光信号として検出するよ
うに制御するスイッチ素子と、前記光電変換素子を二次元的に複数個配置し、前記光電
変換素子ごとに前記スイッチ素子を接続するとともに、
前記光電変換素子を複数のブロックに分割し、各ブロッ
クごとに前記スイッチ素子を動作させることにより光信
号を検出する光電変換装置とを有することを特徴とする
請求項１〜５記載の型画像入出力装置。
【請求項７】前記画像入力部の出力信号に所定の処理
を施して前記画像出力部に出力する画像処理手段を有す
ることを特徴とする請求項１〜６記載の画像入出力装
置。