KR20200028967A - 촬상 장치 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
트랜지스터에 의한 승산의 오프셋 성분을 저감한다. 촬상 장치는 화소 영역, 제 1 회로, 제 2 회로, 제 3 회로, 및 제 4 회로를 갖는다. 화소 영역은 복수의 화소를 갖고, 화소는 제 1 트랜지스터를 갖는다. 제 1 회로와 제 2 회로에 의하여 선택되는 화소에는, 오프셋 전위와 가중 전위를 공급한다. 화소는 광으로부터 광전 변환함으로써 제 1 신호를 취득하고, 제 1 트랜지스터는 제 1 신호와 가중 전위를 승산한다. 제 1 트랜지스터는 제 1 신호와 가중 전위의 승산항과, 오프셋 전위를 사용하여 제 1 오프셋항과 제 2 오프셋항을 생성한다. 제 3 회로는 제 1 오프셋항을 감산하고, 제 4 회로는 제 2 오프셋항을 감산한다. 제 4 회로는 승산항을 판정하고, 또한 제 4 회로가 갖는 뉴럴 네트워크 인터페이스를 통하여 판정 결과를 출력한다.
Description
본 발명의 일 형태는 촬상 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에서 개시(開示)하는 발명의 일 형태의 기술분야는 물건, 방법, 또는 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 일 형태는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 명세서 등에서, 반도체 장치는 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 소자, 회로, 또는 장치 등을 가리킨다. 일례로서는, 트랜지스터, 다이오드 등의 반도체 소자는 반도체 장치이다. 또한, 다른 일례로서는, 반도체 소자를 갖는 회로는 반도체 장치이다. 또한, 다른 일례로서는, 반도체 소자를 갖는 회로를 구비한 장치는 반도체 장치이다.
IoT(Internet of things), AI(Artificial Intelligence) 등의 정보 기술의 발전에 의하여, 취급되는 데이터양이 증대 경향을 보이고 있다. 전자 기기가 IoT, AI 등의 정보 기술을 이용하기 위해서는, 대량의 데이터를 분산시켜 관리하는 것이 요구되고 있다.
화상 데이터는 표시 장치의 고정세(高精細)화, 고계조화에 따라 데이터양이 증대되기 때문에, 효율이 좋은 관리 방법이 요구되고 있다. 또한, 데이터양의 증대는 화상 데이터를 처리하기 위한 연산량이 증대되기 때문에, 소비전력 및 연산 처리 시간도 증대된다.
차재용 전자 기기의 화상 시스템 및 이동하는 대상물을 감시하는 화상 시스템 등에서는, AI 사용에 의한 화상 인식의 향상이 주목을 받고 있다. 예를 들어, 촬상 장치에 연산 기능을 부가하는 기술이 특허문헌 1에 개시되어 있다.
CMOS 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자를 구비하는 촬상 장치에서는, 기술 발달에 의하여 고화질의 화상이 용이하게 촬영할 수 있게 되어 있다. 차세대에서는, 촬상 장치에 더 지적인 기능을 탑재하는 것이 요구되고 있다.
화상 데이터로부터 대상물을 인식하기 위해서는, 고도의 화상 처리가 필요하게 된다. 고도의 화상 처리에서는, 필터 처리, 비교 연산 처리 등의 화상을 해석하기 위한 다양한 해석 처리가 사용된다. 화상 처리를 위한 해석 처리는, 처리하는 화소의 개수에 따라 연산량이 증대되고, 연산량에 따라 처리 시간이 증대된다. 예를 들어, 차재용 화상 시스템 등에서는, 처리 시간의 증대가 안전성에 영향을 미친다는 문제가 있다. 또한, 화상 시스템에서는, 연산량의 증대에 의하여 소비전력이 커진다는 과제가 있다.
상기 문제를 감안하여, 본 발명의 일 형태는, 신규 구성의 촬상 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는, 뉴럴 네트워크의 풀링층을 갖는 촬상 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는, 연산량을 억제하여 처리 시간을 단축할 수 있는 신규 구성의 촬상 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는, 소비전력을 저감할 수 있는 신규 구성의 촬상 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한, 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한, 이들 이외의 과제는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 저절로 명백해지는 것이며 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 이들 이외의 과제를 추출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 과제는 위에 열거한 과제에 한정되지 않는다. 위에 열거한 과제는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한, 다른 과제는 이하에서 기재되는, 본 항목에서 언급하지 않는 과제이다. 본 항목에서 언급하지 않는 과제는, 통상의 기술자라면 명세서 또는 도면 등의 기재로부터 도출할 수 있는 것이고, 이들 기재로부터 적절히 추출할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태는 위에 열거한 기재 및/또는 다른 과제 중 적어도 하나의 과제를 해결하는 것이다.
본 발명의 일 형태는 뉴럴 네트워크 인터페이스를 갖는 촬상 장치이고, 촬상 장치는 화소 영역(10)과, 제 1 회로(11)와, 제 2 회로(12)와, 제 3 회로(13)와, 제 4 회로(14)와, 제 1 신호선(Wx)을 갖고, 화소 영역은 복수의 화소(P)를 갖고, 화소는 제 1 트랜지스터(25)를 갖고, 제 4 회로는 뉴럴 네트워크 인터페이스를 갖는다. 화소는 제 1 신호선(Wx)을 통하여 제 3 회로와 전기적으로 접속되고, 제 3 회로는 제 4 회로와 전기적으로 접속되고, 제 1 회로는 화소에 주사 신호를 공급하는 기능을 갖고, 제 2 회로는 주사 신호에 의하여 선택되는 화소에 가중 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 화소는 광으로부터 광전 변환함으로써 제 1 신호를 취득하는 기능을 갖고, 화소는 제 1 트랜지스터에 의하여 제 1 신호와 가중 전위를 승산하는 기능을 갖고, 제 1 트랜지스터는 제 1 신호와 가중 전위의 승산항과, 제 1 오프셋항(C4)과, 제 2 오프셋항(C6)을 생성하는 기능을 갖는다. 제 3 회로는 제 1 오프셋항을 감산하는 기능을 갖고, 제 4 회로는 제 2 오프셋항을 감산하는 기능을 갖는다. 제 4 회로는 승산항을 판정하는 기능을 갖고, 제 4 회로는 뉴럴 네트워크 인터페이스를 통하여 판정 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치이다.
상기 각 구성에서, 제 2 회로는 주사 신호에 의하여 선택되는 화소에 더 오프셋 전위를 공급하는 기능을 갖고, 화소는 제 1 신호에 오프셋 전위를 가함으로써 제 2 신호를 생성하는 기능을 갖고, 화소는 오프셋 전위에 가중 전위를 가함으로써 제 3 신호를 생성하는 기능을 갖고, 화소는 제 1 신호에 오프셋 전위와 가중 전위를 가함으로써 제 4 신호를 생성하는 기능을 갖는다. 제 1 트랜지스터는 제 2 신호를 임의의 배율로 승산하여 제 5 신호를 생성하는 기능을 갖고, 제 1 트랜지스터는 제 3 신호를 임의의 배율로 승산하여 제 6 신호를 생성하는 기능을 갖고, 제 1 트랜지스터는 제 4 신호를 임의의 배율로 승산하여 제 7 신호를 생성하는 기능을 갖는다. 제 3 회로는 제 2 신호를 기억하는 기능을 갖고, 제 3 회로는 제 7 신호와 제 5 신호를 연산함으로써 제 8 신호를 생성하는 기능을 갖는다. 제 4 회로는 제 8 신호를 기억하는 기능을 갖고, 제 4 회로는 제 8 신호와 제 6 신호를 연산함으로써 제 9 신호를 생성하는 기능을 갖고, 제 9 신호에는 제 1 신호와 가중 전위의 승산항이 출력되고, 제 4 회로는 제 9 신호를 판정하는 기능을 갖고, 제 4 회로는 뉴럴 네트워크 인터페이스를 통하여 판정 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 각 구성에서, 촬상 장치는 아날로그 디지털 변환 회로(15)와, 신호선(Pio)과, 배선(VRS)을 더 갖고, 화소는 신호선(Pio)을 통하여 제 1 데이터를 아날로그 디지털 변환 회로에 출력하는 기능을 갖고, 화소에는, 신호선(Pio)을 통하여 배선(VRS)에 공급되는 제 1 전위가 입력되는 기능을 갖고, 화소는 신호선(Pio)을 통하여 배선(VRS)에 공급되는 제 1 전위가 입력될 때, 뉴럴 네트워크의 뉴런으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 각 구성에서, 촬상 장치는 배선(VPD), 배선(VDM), 신호선(G1), 신호선(G2), 신호선(G3), 신호선(Tx), 신호선(Res), 신호선(S1), 및 신호선(S2)을 더 갖고, 화소는 광전 변환 소자(50), 제 1 트랜지스터(21), 제 2 트랜지스터(22), 제 3 트랜지스터(23), 제 4 트랜지스터(24), 제 5 트랜지스터(25), 제 6 트랜지스터(26), 제 7 트랜지스터(27), 제 1 용량 소자(C1), 제 2 용량 소자(C2), 및 제 3 용량 소자(C3)를 갖는다. 제 1 회로(11)는 신호선(G1)을 통하여 화소와 전기적으로 접속되고, 제 1 회로는 신호선(G2)을 통하여 화소와 전기적으로 접속되고, 제 1 회로는 신호선(G3)을 통하여 화소와 전기적으로 접속되고, 제 2 회로(12)는 신호선(S1)을 통하여 화소와 전기적으로 접속되고, 제 2 회로는 신호선(S2)을 통하여 화소와 전기적으로 접속된다. 광전 변환 소자의 전극 중 한쪽은 배선(VPD)과 전기적으로 접속되고, 광전 변환 소자의 전극 중 다른 쪽은 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되고, 제 1 트랜지스터의 게이트는 신호선(Tx)과 전기적으로 접속되고, 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 제 3 트랜지스터의 게이트와, 제 1 용량 소자의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(VRS)과 전기적으로 접속되고, 제 2 트랜지스터의 게이트는 신호선(Res)과 전기적으로 접속되고, 제 3 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(VDM)과 전기적으로 접속되고, 제 3 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 제 2 용량 소자의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(Pio)과 전기적으로 접속되고, 제 4 트랜지스터의 게이트는 신호선(G3)과 전기적으로 접속되고, 제 2 용량 소자의 다른 쪽의 전극은 제 5 트랜지스터의 게이트와, 제 6 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 제 3 용량 소자의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제 5 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽은 제 1 신호선(Wx)과 전기적으로 접속되고, 제 6 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 신호선(S1)과 전기적으로 접속되고, 제 6 트랜지스터의 게이트는 신호선(G1)과 전기적으로 접속되고, 제 3 용량 소자의 다른 쪽의 전극은 제 7 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되고, 제 7 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 신호선(S2)과 전기적으로 접속되고, 제 7 트랜지스터의 게이트는 신호선(G2)과 전기적으로 접속됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 각 구성에서, 촬상 장치는 신호선(Csw), 신호선(Cswb), 신호선(Eabs), 신호선(Osp), 신호선(Ewx), 신호선(Mac), 및 배선(VIV)을 더 갖고, 제 3 회로는 커런트 미러 회로와, 기억 회로와, 출력 회로를 갖고, 커런트 미러 회로는 제 8 트랜지스터(31), 제 9 트랜지스터(32), 제 10 트랜지스터(33), 제 11 트랜지스터(34), 및 제 12 트랜지스터(35)를 갖고, 기억 회로는 제 13 트랜지스터(36), 제 14 트랜지스터(37), 제 15 트랜지스터(38), 및 제 4 용량 소자(C4)를 갖고, 출력 회로는 제 16 트랜지스터(39) 및 저항 소자(R1)를 갖는다. 배선(VDM)은 제 8 트랜지스터(31)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 제 9 트랜지스터(32)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제 8 트랜지스터(31)의 게이트는 제 9 트랜지스터(32)의 게이트와, 제 10 트랜지스터(33)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 제 11 트랜지스터(34)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제 8 트랜지스터(31)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 제 10 트랜지스터(33)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 제 12 트랜지스터(35)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제 10 트랜지스터(33)의 게이트는 신호선(Cswb)과 전기적으로 접속되고, 제 11 트랜지스터(34)의 게이트는 신호선(Csw)과 전기적으로 접속되고, 제 12 트랜지스터(35)의 게이트는 신호선(Eabs)과 전기적으로 접속되고, 제 12 트랜지스터(35)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 제 1 신호선(Wx)과, 제 16 트랜지스터(36)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제 9 트랜지스터(32)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 제 11 트랜지스터(34)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 제 13 트랜지스터(36)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 제 14 트랜지스터(37)의 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제 14 트랜지스터(37)의 게이트는 신호선(Osp)과 전기적으로 접속되고, 제 14 트랜지스터(37)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 제 15 트랜지스터(38)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 제 4 용량 소자(C4)의 전극 중 한쪽과, 제 13 트랜지스터(36)의 게이트에 전기적으로 접속되고, 제 15 트랜지스터(38)의 게이트는 신호선(Res)과 전기적으로 접속되고, 제 16 트랜지스터(39)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 저항 소자(R1)의 전극 중 한쪽과, 신호선(Mac)에 전기적으로 접속되고, 제 16 트랜지스터(39)의 게이트는 신호선(Ewx)과 전기적으로 접속되고, 저항 소자(R1)의 전극 중 다른 쪽은 배선(VIV)과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 각 구성에서, 촬상 장치는 신호선(Sh), 신호선(CL), 신호선(Out), 배선(VCDS), 및 배선(JD)을 더 갖고, 제 4 회로는 CDS 회로와 판정 회로를 갖고, CDS 회로는 제 5 용량 소자(C5), 제 6 용량 소자(C6), 연산 증폭기(OP1), 및 제 17 트랜지스터(41)를 갖고, 판정 회로는 제 7 용량 소자(C7), 연산 증폭기(OP2), 및 제 18 트랜지스터(41)를 갖는다. 신호선(Mac)은 제 5 용량 소자(C5)의 전극 중 한쪽과 전기적으로 접속되고, 연산 증폭기(OP1)의 제 1 입력 단자는 제 5 용량 소자(C5)의 전극 중 다른 쪽과, 제 6 용량 소자(C6)의 전극 중 한쪽과, 제 17 트랜지스터(41)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제 17 트랜지스터(41)의 게이트는 신호선(CL)과 전기적으로 접속되고, 연산 증폭기(OP1)의 제 2 입력 단자는 배선(VCDS)과 전기적으로 접속되고, 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자는 제 6 용량 소자(C6)의 전극 중 다른 쪽과, 제 17 트랜지스터(41)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 제 18 트랜지스터(42)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제 18 트랜지스터의 게이트는 신호선(Sh)과 전기적으로 접속되고, 제 18 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 연산 증폭기(OP2)의 제 1 입력 단자와, 제 7 용량 소자(C7)의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 연산 증폭기(OP2)의 제 2 입력 단자는 배선(JD)과 전기적으로 접속되고, 연산 증폭기(OP2)의 출력 단자는 신호선(Out)과 전기적으로 접속되고, 신호선(Out)은 뉴럴 네트워크와 접속되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 각 구성에서, 촬상 장치는 제 2 신호선(Wx)과, 신호선(Bsel1)과, 스위치(Bsw)를 더 갖는다. 스위치(Bsw)는 배선(Bsel)에 공급되는 신호에 의하여 제 1 신호선(Wx)과 제 2 신호선(Wx)을 전기적으로 접속하는 기능을 갖고, 제 3 회로에는 제 1 신호선(Wx)과 접속되는 복수의 화소와, 제 2 신호선(Wx)과 접속되는 복수의 화소로부터, 복수의 제 5 신호와, 복수의 제 6 신호와, 복수의 제 7 신호가 공급되는 기능을 갖고, 제 3 회로는 각각의 화소로부터 공급되는 제 5 신호, 제 6 신호, 제 7 신호를 가산하고 나서, 제 1 오프셋항을 감산하는 기능을 갖는다. 촬상 장치는 스위치(Bsw)에 공급하는 신호에 의하여 복수의 화소의 선택 범위를 선택할 수 있는 기능을 갖고, 촬상 장치는 화소의 선택 범위에 따른 풀링 처리가 수행되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 각 구성에서, 광전 변환 소자는 셀레늄, 또는 셀레늄을 포함하는 화합물을 갖는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 각 구성에서, 제 1 트랜지스터(21), 제 2 트랜지스터(22), 제 4 트랜지스터(24), 제 6 트랜지스터(26), 및 제 7 트랜지스터(27) 중 어느 하나 또는 복수가 채널 형성 영역에 금속 산화물을 갖는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 각 구성에서, 제 13 트랜지스터(36)는 제 5 트랜지스터(25)의 채널 길이 및 채널 폭과 같은 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 각 구성에서, 배선(VIV)에 공급되는 제 2 전압은 배선(VDM)에 공급되는 제 3 전압보다 작은 것을 특징으로 하는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 각 구성에서, 금속 산화물은 In과, Zn과, M(M은 Al, Ti, Ga, Sn, Y, Zr, La, Ce, Nd, 또는 Hf)을 갖는 촬상 장치가 바람직하다.
상기 중 어느 하나에 기재된 촬상 장치와, 표시 장치를 갖는 전자 기기가 바람직하다.
상기 문제를 감안하여, 본 발명의 일 형태는, 신규 구성의 촬상 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태는, 뉴럴 네트워크의 풀링층을 갖는 촬상 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태는, 연산량을 억제하여 처리 시간을 단축할 수 있는 신규 구성의 촬상 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태는, 소비전력을 저감할 수 있는 신규 구성의 촬상 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 효과는 위에 열거한 효과에 한정되지 않는다. 위에 열거한 효과는 다른 효과의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한, 다른 효과는 이하에서 기재되는, 본 항목에서 언급하지 않는 효과이다. 본 항목에서 언급하지 않는 효과는 통상의 기술자라면 명세서 또는 도면 등의 기재로부터 도출할 수 있는 것이고, 이들 기재로부터 적절히 추출할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태는 위에 열거한 효과 및/또는 다른 효과 중 적어도 하나의 효과를 갖는 것이다. 따라서, 본 발명의 일 형태는 경우에 따라서는 위에 열거한 효과를 갖지 않는 경우도 있다.
도 1은 촬상 장치를 설명하는 블록도.
도 2는 촬상 장치를 설명하는 회로도.
도 3은 촬상 장치를 설명하는 회로도.
도 4는 촬상 장치의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 5는 촬상 장치를 설명하는 회로도.
도 6은 촬상 장치의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 7은 촬상 장치의 화소의 구성을 설명하는 도면.
도 8은 촬상 장치의 화소의 구성을 설명하는 도면.
도 9는 촬상 장치의 화소의 구성을 설명하는 도면.
도 10은 촬상 장치의 화소의 구성을 설명하는 도면.
도 11은 촬상 장치의 화소의 구성을 설명하는 도면.
도 12는 촬상 장치를 제공한 패키지, 모듈의 사시도.
도 13은 전자 기기를 설명하는 블록도.
도 14는 전자 기기의 구성예를 도시한 도면.
도 15는 전자 기기의 구성예를 도시한 도면.
도 2는 촬상 장치를 설명하는 회로도.
도 3은 촬상 장치를 설명하는 회로도.
도 4는 촬상 장치의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 5는 촬상 장치를 설명하는 회로도.
도 6은 촬상 장치의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 7은 촬상 장치의 화소의 구성을 설명하는 도면.
도 8은 촬상 장치의 화소의 구성을 설명하는 도면.
도 9는 촬상 장치의 화소의 구성을 설명하는 도면.
도 10은 촬상 장치의 화소의 구성을 설명하는 도면.
도 11은 촬상 장치의 화소의 구성을 설명하는 도면.
도 12는 촬상 장치를 제공한 패키지, 모듈의 사시도.
도 13은 전자 기기를 설명하는 블록도.
도 14는 전자 기기의 구성예를 도시한 도면.
도 15는 전자 기기의 구성예를 도시한 도면.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 트랜지스터에 의한 승산을 수행하는 경우에 생성되는 오프셋 성분을 저감하는 촬상 장치에 대하여, 도 1 내지 도 6을 사용하여 설명한다.
먼저, 촬상 장치(100)의 블록도에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다. 촬상 장치(100)는 뉴럴 네트워크(17)와 프로세서(18)에 접속된다. 촬상 장치(100)는 뉴럴 네트워크 인터페이스를 통하여 뉴럴 네트워크(17)에 데이터를 출력하고, 또한 프로세서(18)에 촬상 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 프로세서(18)는 촬상 장치(100)와 뉴럴 네트워크를 제어할 수 있다.
촬상 장치(100)는 화소 영역(10), 회로(11), 회로(12), 회로(13(1)) 내지 회로(13(m/2)), 회로(14(1)) 내지 회로(14(m/2)), 아날로그 디지털 변환 회로(15(1)) 내지 아날로그 디지털 변환 회로(15(m)), 스위치 모듈(16(1)) 내지 스위치 모듈(m/2)을 갖는다. 특히, 좌표가 지정되지 않는 경우에는, 회로(13), 회로(14), 아날로그 디지털 변환 회로(15), 및 스위치 모듈(16)로서 설명한다. m, n은 1 이상의 양의 정수이다.
또한, 촬상 장치(100)는 신호선(Pio(1)) 내지 신호선(Pio(m)), 제 1 신호선(Wx) 내지 신호선(Wx(m/2)), 신호선(Out), 신호선(IOsel), 배선(VRS), 복수의 스위치(Bsw), 복수의 스위치(Bsw2), 및 복수의 신호선(Bsel1)을 갖는다. 또한, 도 1에는 도시되지 않았지만, 신호선(G1(1)) 내지 신호선(G1(n)), 신호선(G2(1)) 내지 신호선(G2(n)), 신호선(G3(1)) 내지 신호선(G3(n)), 신호선(S1(1)) 내지 신호선(S1(m)), 신호선(S2(1)) 내지 신호선(S2(m))을 갖는다.
화소 영역(10)은 화소(P(1, 1)) 내지 화소(P(m, n))를 갖는다. 화소 영역(10)은 임의의 선택 범위에서 화소(P)를 그룹화할 수 있다. 스위치(Bsw), 스위치(Bsw2), 신호선(Bsel1), 및 신호선(Bsel2)에 의하여 선택 범위를 결정할 수 있다. 따라서, 선택 범위에 따라 스위치(Bsw), 스위치(Bsw2), 신호선(Bsel1), 및 신호선(Bsel2)을 배치하는 것이 바람직하다. 이하에서, 화소의 좌표를 지정하지 않을 때에는, 화소(P) 또는 화소 영역의 i열째 j행째의 화소(P(i, j))로서 설명한다. i는 m 이하의 양의 정수이고, j는 n 이하의 양의 정수이다.
도 1에서, 범위(AG1), 범위(AG2), 또는 범위(AG3)는 상이한 개수의 화소를 갖는 선택 가능 범위를 나타낸 것이다. 다만, 선택 가능 범위는 상기에 한정되지 않고, 상이한 범위의 화소를 선택할 수 있는 것이 바람직하다. 선택 가능 범위는 뉴럴 네트워크에서의 풀링 처리의 선택 범위가 된다. 뉴럴 네트워크는 선택 범위가 상이한 풀링 처리에 의하여 연산량을 줄이고, 또한, 특징을 얻기 쉽게 할 수 있다. 따라서, 촬상 장치(100)는 풀링 처리된 촬상 데이터를 뉴럴 네트워크에 출력함으로써, 뉴럴 네트워크의 연산량을 저감하여, 소비전력과 처리 시간을 저감할 수 있다.
도 1에는 도시되지 않았지만, 회로(11)는 신호선(G1)을 통하여, 열 방향으로 연장되는 화소와 전기적으로 접속되고, 또한 회로(11)는 신호선(G2)을 통하여, 열 방향으로 연장되는 화소와 전기적으로 접속되고, 또한 회로(11)는 신호선(G3)을 통하여, 열 방향으로 연장되는 화소와 전기적으로 접속된다. 회로(12)는 신호선(S1)을 통하여, 행 방향으로 연장되는 화소와 전기적으로 접속되고, 또한 회로(12)는 신호선(S2)을 통하여, 행 방향으로 연장되는 화소와 전기적으로 접속된다.
일례로서, 범위(AG2)에서는, 제 1 신호선(Wx)을 통하여 화소(P(1, 1)) 내지 화소(P(2, n))가 회로(13(1))와 전기적으로 접속되고, 회로(13(1))는 회로(14(1))와 전기적으로 접속된다. 회로(14(1))의 출력은 신호선(Out)을 통하여 뉴럴 네트워크와 전기적으로 접속된다.
회로(11)는 신호선(G1(j)) 내지 신호선(G3(j))을 통하여 화소(P(i, j))에 주사 신호를 공급하는 기능을 갖고, 회로(12)는 주사 신호에 의하여 선택되는 화소(P(i, j))에 오프셋 전위(W)와 가중 전위(w(i, j))를 공급할 수 있다.
화소(P(i, j))는 광으로부터 광전 변환함으로써 제 1 신호를 취득할 수 있다. 또한, 화소(P(i, j))는 제 1 신호에 오프셋 전위를 가함으로써 제 2 신호를 생성할 수 있다. 또한, 화소(P(i, j))는 오프셋 전위에 가중 전위를 가함으로써 제 3 신호를 생성할 수 있다. 또한, 화소(P(i, j))는 제 1 신호에 오프셋 전위와 가중 전위를 가함으로써 제 4 신호를 생성할 수 있다.
화소(P(i, j))는 제 2 신호를 임의의 배율로 승산하여 제 5 신호를 생성할 수 있다. 또한, 화소(P(i, j))는 제 3 신호를 임의의 배율로 승산하여 제 6 신호를 생성할 수 있다. 또한, 화소(P(i, j))는 제 4 신호를 임의의 배율로 승산하여 제 7 신호를 생성할 수 있다.
회로(13)는 제 2 신호를 기억할 수 있다. 또한, 회로(13)는 제 7 신호와 제 5 신호를 연산함으로써 제 8 신호를 생성할 수 있다.
회로(14)는 제 8 신호를 기억할 수 있다. 또한, 회로(14)는 제 8 신호와 제 6 신호를 연산함으로써 제 9 신호를 생성할 수 있다. 제 9 신호에는 제 1 신호와 가중 전위의 승산항이 출력된다. 따라서, 회로(14)는 제 9 신호의 판정 결과를 뉴럴 네트워크에 출력할 수 있다. 즉, 회로(14)는 뉴럴 네트워크 인터페이스의 기능을 갖는다.
또한, 일례로서 도 1에서는, 신호선(Pio(1))을 통하여 화소(P(1, 1))가 스위치 모듈(16(1))과 전기적으로 접속된다. 스위치 모듈(1)은 신호선(IOsel)에 공급되는 신호에 따라, 신호선(Pio(1))을 아날로그 디지털 변환 회로(15(1)) 및 배선(VRS) 중 어느 한쪽과 접속할 수 있다. 화소(P(1, 1))는 신호선(Pio)을 통하여 제 1 데이터를 아날로그 디지털 변환 회로(15(1))에 공급함으로써 촬상 소자로서 기능한다. 또는, 화소(P(1, 1))에 신호선(Pio(1))을 통하여, 배선(VRS)에 공급되는 리셋 전위가 입력되는 경우, 화소(P(1, 1))는 뉴럴 네트워크의 뉴런으로서 기능한다.
도 2에서는, 화소(P(i, j)), 회로(13), 및 회로(14)의 상세한 사항에 대하여 회로도를 참조하여 설명한다.
촬상 장치(100)는 신호선(Tx), 신호선(Res), 신호선(Csw), 신호선(Cswb), 신호선(Eabs), 신호선(Osp), 신호선(Ewx), 신호선(Mac), 신호선(Sh), 신호선(CL), 신호선(Out), 배선(VPD), 배선(VDM), 배선(VRS), 배선(VIV), 배선(VCDS), 배선(JD), 및 배선(GND)을 더 갖는다.
화소(P(i, j))는 광전 변환 소자(50), 트랜지스터(21), 트랜지스터(22), 트랜지스터(23), 트랜지스터(24), 트랜지스터(25), 트랜지스터(26), 트랜지스터(27), 용량 소자(C1), 용량 소자(C2), 용량 소자(C3), 노드(FN1), 노드(FN2), 및 노드(FN3)를 갖는다.
광전 변환 소자(50)의 전극 중 한쪽은 배선(VPD)과 전기적으로 접속되고, 광전 변환 소자(50)의 전극 중 다른 쪽은 트랜지스터(21)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(21)의 게이트는 신호선(Tx)과 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(21)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 트랜지스터(22)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 트랜지스터(23)의 게이트와, 용량 소자(C1)의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(22)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(VRS)과 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(22)의 게이트는 신호선(Res)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(23)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(VDM)과 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(23)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 트랜지스터(24)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 용량 소자(C2)의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(24)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(Pio(i))과 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(24)의 게이트는 신호선(G3)과 전기적으로 접속된다.
용량 소자(C2)의 다른 쪽의 전극은 트랜지스터(25)의 게이트와, 트랜지스터(26)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 용량 소자(C3)의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(25)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 신호선(Wx)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(25)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(GND)과 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(26)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 신호선(S1(i))과 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(26)의 게이트는 신호선(G1(j))과 전기적으로 접속된다. 용량 소자(C3)의 다른 쪽의 전극은 트랜지스터(27)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(27)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 신호선(S2(i))과 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(27)의 게이트는 신호선(G2(j))과 전기적으로 접속된다.
노드(FN1)는 트랜지스터(21)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 트랜지스터(22)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 트랜지스터(23)의 게이트와, 용량 소자(C1)의 전극 중 한쪽이 접속됨으로써 형성된다. 노드(FN2)는 트랜지스터(23)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 트랜지스터(24)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 용량 소자(C2)의 전극 중 한쪽이 접속됨으로써 형성된다. 노드(FN3)는 용량 소자(C2)의 다른 쪽의 전극과, 트랜지스터(25)의 게이트와, 트랜지스터(26)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 용량 소자(C3)의 전극 중 한쪽이 접속됨으로써 형성된다.
회로(13)는 커런트 미러 회로와, 기억 회로와, 출력 회로를 갖고, 커런트 미러 회로는 트랜지스터(31), 트랜지스터(32), 트랜지스터(33), 트랜지스터(34), 및 트랜지스터(35)를 갖는다.
기억 회로는 트랜지스터(36), 트랜지스터(37), 트랜지스터(38), 및 용량 소자(C4)를 갖는다.
출력 회로는 트랜지스터(39) 및 저항 소자(R1)를 갖는다.
배선(VDM)은 트랜지스터(31)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 트랜지스터(32)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(31)의 게이트는 트랜지스터(32)의 게이트와, 트랜지스터(33)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 트랜지스터(34)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(31)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 트랜지스터(33)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 트랜지스터(35)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(33)의 게이트는 신호선(Cswb)과 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(34)의 게이트는 신호선(Csw)과 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(35)의 게이트는 신호선(Eabs)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(35)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 신호선(Wx)과, 트랜지스터(39)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(32)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 트랜지스터(34)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 트랜지스터(36)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 트랜지스터(37)의 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(36)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(GND)과 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(37)의 게이트는 신호선(Osp)과 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(37)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 트랜지스터(38)의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 용량 소자(C4)의 전극 중 한쪽과, 트랜지스터(36)의 게이트에 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(38)의 게이트는 신호선(Res)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(38)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 용량 소자(C4)의 전극 중 다른 쪽과, 배선(GND)에 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(39)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 저항 소자(R1)의 전극 중 한쪽과, 신호선(Mac)에 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(39)의 게이트는 신호선(Ewx)과 전기적으로 접속되고, 저항 소자(R1)의 전극 중 다른 쪽은 배선(VIV)과 전기적으로 접속된다.
회로(14)는 CDS 회로와 판정 회로를 갖는다.
CDS 회로는 용량 소자(C5), 용량 소자(C6), 연산 증폭기(OP1), 및 트랜지스터(41)를 갖는다.
판정 회로는 용량 소자(C6), 연산 증폭기(OP2), 및 트랜지스터(42)를 갖는다.
신호선(Mac)은 용량 소자(C5)의 전극 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 연산 증폭기(OP1)의 제 1 입력 단자는 용량 소자(C5)의 전극 중 다른 쪽과, 용량 소자(C6)의 전극 중 한쪽과, 트랜지스터(41)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(41)의 게이트는 신호선(CL)과 전기적으로 접속된다. 연산 증폭기(OP1)의 제 2 입력 단자는 배선(VCDS)과 전기적으로 접속되고, 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자는 용량 소자(C6)의 전극 중 다른 쪽과, 트랜지스터(41)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 트랜지스터(42)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(42)의 게이트는 신호선(Sh)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(42)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 연산 증폭기(OP2)의 제 1 입력 단자와, 용량 소자(C7)의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속되고, 연산 증폭기(OP2)의 제 2 입력 단자는 배선(JD)과 전기적으로 접속된다. 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자는 신호선(Out)과 전기적으로 접속되고, 신호선(Out)은 뉴럴 네트워크와 접속된다.
화소(P(i, j))는 2개의 기능을 구비하는 것이 바람직하다. 제 1 기능은 촬상 소자로서의 기능을 구비한다. 제 2 기능은 뉴런으로서 기능하고, 촬상 데이터에 가중 계수를 승산하는 기능을 구비한다. 가중 계수는 가중 전위로서 전압으로 공급되는 것이 바람직하다.
화소(P(i, j))가 촬상 소자로서 기능할 때에는, 트랜지스터(24)를 통하여 신호선(Pio(i))에 촬상 데이터(vi(i, j))를 출력한다. 촬상 데이터(vi(i, j))는 스위치 모듈(16(i/2))을 통하여 아날로그 디지털 변환 회로(15(i))에 공급되고, 아날로그 디지털 변환 회로(i)는 디지털 변환된 촬상 데이터(vi(i, j))를 프로세서(18)에 출력할 수 있다.
먼저, 화소(P(i, j))가 촬상 소자로서 기능하는 경우에 대하여 상세히 설명한다. 배선(VPD)에는 광전 변환 소자(50)의 전원으로서의 전위가 공급되고, 배선(VRS)에는 트랜지스터(22)를 통하여, 노드(FN1)를 리셋하기 위한 리셋 전위가 공급된다. 트랜지스터(21)는 신호선(Tx)에 공급되는 신호에 의하여 온 상태가 되고, 광전 변환 소자(50)가 광전 변환에 의하여 생성되는 광 전류를 용량 소자(C1)에 공급할 수 있다. 용량 소자(C1)에 공급된 광 전류는 용량 소자(C1)에 의하여 전압 변환되어 노드(FN1)를 갱신한다. 노드(FN2)에는 노드(FN1)의 전위로부터 트랜지스터(23)의 문턱 전압(Vth23)만큼 낮은 전압이 촬상 데이터(vi(i, j))로서 공급된다. 촬상 데이터(vi(i, j))는 트랜지스터(24)를 통하여 신호선(Pio(i))에 출력되고, 또한, 신호선(Pio(i))을 통하여 아날로그 디지털 변환 회로(15(i))에 공급된다. 촬상 데이터(vi(i, j))는 제 1 신호에 상당한다.
다음으로, 화소(P(i, j)), 회로(13), 및 회로(14)가 뉴런으로서 기능하는 경우에 대하여 설명한다. 화소(P(i, j))는 뉴런이 갖는 적화 연산 기능의 승산 기능을 가질 수 있다. 화소(P(i, j))는 용량 소자(C2), 용량 소자(C3), 및 트랜지스터(25) 내지 트랜지스터(27)로 노드(FN3)를 제어함으로써, 트랜지스터를 사용한 승산을 수행할 수 있다. 즉, 화소(P(i, j))는 노드(FN3)의 전위의 변화를 트랜지스터(25)의 드레인 전류의 변화로서 승산 결과를 얻을 수 있다.
먼저, 화소(P(i, j))가 뉴런으로서 기능하는 경우에 대하여 상세히 설명한다. 트랜지스터(25)의 드레인 전류(Id)는 식(1)으로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
여기서, 변수 β를 식(2)으로 나타낼 수 있다. 따라서, 변수 β는 트랜지스터(25)가 갖는 변수인 것을 알 수 있다.
[수학식 2]
트랜지스터(25)를 사용하여 승산하는 경우, 노드(FN3)에는 트랜지스터(26)를 통하여 신호선(S1(i))으로부터 가중 전위(w(i, j))가 공급된다. 이때, 노드(FN2)에는 트랜지스터(22)를 통하여 배선(VRS)에 공급되는 리셋 전위가 공급되고, 노드(FN1)에 리셋 전위가 공급된 경우의 촬상 데이터(vi(i, j))인 것이 바람직하다.
다음으로, 광전 변환 소자(50)에 의하여 생성되는 촬상 데이터(vi(i, j))가 노드(FN2)에 공급된다. 따라서, 트랜지스터(25)의 Vgs의 전위는 노드(FN3)에 기억되는 가중 전위(w(i, j))에, 용량 소자(C2)를 통하여 촬상 데이터(vi(i, j))가 가해진 것이다. 따라서, 트랜지스터(25)의 드레인 전류(Id)는 식(3)으로 나타내어진다. 또한, 식(3)의 문턱값(Vth)은 트랜지스터(25)의 문턱값을 나타낸다.
[수학식 3]
또한, 노드(FN3)의 전위는 용량 소자(C2)와, 용량 소자(C3)와, 트랜지스터(25)의 게이트 용량의 용량비 A에 의하여 환산된다. 다만, 계산식의 설명을 간편하게 하기 위하여 용량비 A를 1로서 설명한다. 용량비 A를 정확히 산출하기 위해서는, 트랜지스터(25)의 게이트 용량뿐만 아니라, 용량 소자(C2), 용량 소자(C3), 트랜지스터(26)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 게이트 사이에서 형성되는 용량, 및 기생 용량 등을 고려하는 것이 바람직하다. A=1로 하면, 드레인 전류(Id)를 식(3.1)으로 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
식(3.1)을 전개하여 정리함으로써 식(4)을 얻을 수 있다. 식(4)은 트랜지스터(25)를 사용한 촬상 데이터와 가중 전위의 승산항과, 승산항 이외의 오프셋항(A1)(식(4.1))으로 정리할 수 있다.
[수학식 5]
식(4)에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터(25)를 사용한 승산에서는, 오프셋항(A1)의 영향을 저감시키는 것이 바람직하다. 따라서, 오프셋항(A1)을 회로로 저감시키는 것이 바람직하다. 따라서, 식(5)에서는 오프셋항(A1)을 저감하기 위하여, 식(3.1)으로부터 촬상 데이터(vi(i, j))에 의존하는 식(5.1)에서 나타내어지는 오프셋항(A2)과, 가중 전위에 의존하는 식(5.2)에서 나타내어지는 오프셋항(A3)을 감산하는 것이 바람직하다.
[수학식 6]
식(5)을 전개함으로써 식(5.3)을 얻을 수 있다.
[수학식 7]
각 항을 정리함으로써 식(6)을 얻을 수 있다. 따라서, 식(3.1)으로부터 오프셋항(A2), 오프셋항(A3)을 감산함으로써, 트랜지스터(25)의 문턱값(Vth)만으로 나타낼 수 있는 크기까지 오프셋항(A1)을 저감할 수 있다.
[수학식 8]
여기서, 가중 전위(w(i, j))에 대하여 설명을 보충한다. 가중 전위(w(i, j))는 가중 계수라고 환언할 수 있다. 양의 값으로부터 음의 값까지 가중 계수를 설정할 수 있다. 다만, 가중 계수가 음의 값이어도 가중 전위(w(i, j))는 양의 전위인 것이 바람직하다. 따라서, 가중 계수가 음의 값이어도 가중 전위(w(i, j))가 양의 전위이기 위해서는, 가중 전위(w(i, j))에 오프셋 전위(W)를 가하는 것이 바람직하다. 따라서, 식(5.4)은 식(5)의 각 항에 오프셋 전위(W)를 가한 것이다.
[수학식 9]
식(5.4)을 전개하여 정리함으로써 식(7)을 얻을 수 있다. 따라서, 오프셋항(A1)의 오프셋 성분은 오프셋 전위(W)와 트랜지스터(25)의 문턱값(Vth)까지 삭감할 수 있다.
[수학식 10]
또한, 화소(P(i, j))에서는 식(5.1), 식(5.2)으로 나타내어진 오프셋 성분을 감산하기 어렵기 때문에, 회로(13) 및 회로(14)를 사용하여 오프셋 성분을 감산하는 것이 바람직하다. 회로(13)는 식(5.1)으로 나타내어진 촬상 데이터(vi(i, j))에 의존하는 오프셋항(A2)을 감산하고, 회로(14)는 식(5.2)으로 나타내어진 가중 전위(w(i, j))에 의존하는 오프셋항(A3)을 감산할 수 있다.
이어서, 도 2를 참조하여, 식(5.1), 식(5.2)으로 나타내어진 오프셋 성분을 감산하는 방법에 대하여 설명한다. 노드(FN3)에는 트랜지스터(26)를 통하여 신호선(S1(i))으로부터 오프셋 전위(W)가 공급된다. 또한, 용량 소자(C3)의 전극 중 다른 쪽에는 트랜지스터(27)를 통하여 신호선(S2(i))으로부터 오프셋 전위(W)가 공급된다. 따라서, 용량 소자(C3)에서는 용량 소자(C3) 중 어느 전극에도 같은 오프셋 전위(W)가 공급된다. 노드(FN2)에는 트랜지스터(24)를 통하여 배선(VRS)에 공급되는 리셋 전위가 공급된다. 또한, 신호선(Res)에 공급되는 신호에 의하여, 노드(FN1)는 트랜지스터(22)를 통하여 리셋 전위가 공급되는 것이 바람직하다. 또한, 용량 소자(C4)에는, 신호선(Res)에 공급되는 신호에 의하여 트랜지스터(38)를 통하여 배선(GND)에 공급되는 전위가 공급된다. 리셋 전위는 배선(VRS)에 공급되는 전위와 같아도 좋고, 촬상 장치(100)의 기준 전위 중 어느 전위이어도 좋다. 또한, 배선(GND)에 공급되는 전위는 촬상 장치(100)의 기준 전위와 같아도 좋다.
또한, 회로(14)에서는, 신호선(CL)에 공급되는 신호에 의하여 트랜지스터(41)가 온 상태가 되면, 연산 증폭기(OP1)는 전압 폴로어를 형성한다. 따라서, 연산 증폭기(OP1)의 제 2 입력 단자와 접속되는 배선(VCDS)에 공급되는 전위가 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자에 출력된다. 따라서, 연산 증폭기(OP1)의 제 1 입력 단자와 접속되는 노드(Cdsin)는 트랜지스터(41)를 통하여 배선(VCDS)에 공급되는 전위가 공급된다. 즉, 용량 소자(C6)는 배선(VCDS)에 공급되는 전위에 의하여 리셋된다. 또한, 신호선(Sh)에 공급되는 신호에 의하여 트랜지스터(42)가 온 상태가 되고, 연산 증폭기(OP2)의 제 1 입력 단자에는 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자에 출력되는 배선(VCDS)에 공급되는 전위가 공급된다. 용량 소자(C7)는 배선(VCDS)에 공급되는 전위로 리셋된다.
다음으로, 광전 변환 소자에 의하여 생성되는 촬상 데이터(vi(i, j))가 노드(FN2)에 공급된다. 따라서, 트랜지스터(25)의 Vgs는 노드(FN3)에 기억되는 오프셋 전위(W)에, 용량 소자(C2)를 통하여 노드(FN2)에 출력되는 촬상 데이터(vi(i, j))가 가해진 전압이 된다. 즉, 제 2 신호는 촬상 데이터(vi(i, j))에 오프셋 전위(W)를 가함으로써 생성된다.
트랜지스터(25)에서는 트랜지스터(25)의 게이트에 공급되는 제 2 신호에 따라 승산된 결과가 드레인 전류로서 신호선(Wx)에 공급된다. 이때, 신호선(Wx)에 공급되는 신호를 제 5 신호로 할 수 있다.
또한, 신호선(Eabs), 신호선(Cswb), 및 신호선(Osp)에 공급되는 신호에 의하여, 트랜지스터(33), 트랜지스터(35), 및 트랜지스터(37)가 온 상태가 된다. 트랜지스터(33) 및 트랜지스터(35)가 온 상태가 됨으로써, 트랜지스터(31), 트랜지스터(32), 및 트랜지스터(33)는 커런트 미러 회로를 형성한다. 트랜지스터(31)를 흐르는 제 5 신호는 트랜지스터(32)에 복사되고, 트랜지스터(37)를 통하여 용량 소자(C4)에 공급된다. 트랜지스터(36)는 트랜지스터(25)와 같은 크기의 채널 길이 및 채널 폭을 갖는 트랜지스터인 것이 바람직하다. 트랜지스터(36)가 트랜지스터(25)를 흐르는 전류와 같은 크기의 전류를 흘림으로써, 노드(FN4)가 노드(FN3)와 같은 크기의 제 2 신호를 기억할 수 있다.
다음으로, 트랜지스터(33) 및 트랜지스터(37)를 오프 상태로 한다. 또한, 용량 소자(C3)의 전극 중 다른 쪽에는 트랜지스터(27)를 통하여 가중 전위(w(i, j))가 공급된다. 노드(FN3)에서는 제 2 신호에 가중 전위(w(i, j))를 가한 제 4 신호가 생성된다. 트랜지스터(25)에서는 트랜지스터(25)의 게이트에 공급되는 신호에 따라 승산된 결과가 드레인 전류로서 신호선(Wx)에 공급된다. 이때, 신호선(Wx)에 공급되는 신호를 제 7 신호로 할 수 있다.
또한, 신호선(Eabs), 신호선(Csw), 및 신호선(Ewx)에 공급되는 신호에 의하여, 트랜지스터(34), 트랜지스터(35), 및 트랜지스터(39)가 온 상태가 된다. 트랜지스터(34) 및 트랜지스터(35)가 온 상태가 됨으로써, 트랜지스터(31), 트랜지스터(32), 및 트랜지스터(34)는 커런트 미러 회로를 형성한다. 트랜지스터(32)를 흐르는 제 5 신호는 트랜지스터(31)에 복사되고, 신호선(Wx)을 흐르는 제 7 신호에서 제 5 신호를 감산할 수 있다. 따라서, 신호선(Wx)에서는 제 7 신호에서 촬상 데이터(vi(i, j))에 의존하는 오프셋항(A2)이 감산된다.
저항 소자(R1)는 트랜지스터(39)를 통하여 신호선(Wx)과 접속된다. 제 8 신호는 제 7 신호에서 제 5 신호가 감산된 전류를 저항 소자(R1)에 의하여 전압으로 변환함으로써 생성된다. 배선(VIV)에 공급되는 전위는 배선(VDM)에 공급되는 커런트 미러 회로의 전원 전압보다 작은 것이 바람직하다. 일례로서, 배선(VDM)과 회로의 기준 전위(GND)의 중간 전위를 배선(VIV)에 공급하면, 가중 계수는 양의 값 및 음의 값 중 어느 값이어도 연산하는 데 적합하다.
제 8 신호는 신호선(Mac)에 공급된다. 배선(Mac)에 공급된 제 8 신호는 회로(14)가 갖는 용량 소자(C5)를 통하여 노드(Cdsin)에 공급된다. 그 후, 트랜지스터(41)는 신호선(CL)에 공급되는 신호에 의하여 오프 상태가 된다. 노드(Cdsin)는 플로팅 노드가 되기 때문에, 제 8 신호를 기억할 수 있다. 또한, 트랜지스터(35)는 신호선(Eabs)에 공급되는 신호에 의하여 오프 상태가 된다.
다음으로, 노드(FN2)에는 트랜지스터(24)를 통하여 리셋 전위가 공급된다. 노드(FN3)에는 오프셋 전위(W)에 가중 전위(w(i, j))를 가한 제 3 신호가 생성된다. 트랜지스터(25)는 게이트에 공급되는 신호에 따라 승산된 결과를 드레인 전류로서 신호선(Wx)에 공급한다. 신호선(Mac)에는 신호선(Wx)의 전위를 저항 소자(R1)에 의하여 전압으로 변환함으로써 생성되는 제 6 신호가 공급된다.
제 6 신호는 용량 소자(C5)를 통하여 노드(Cdsin)에 공급된다. 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자와 접속되는 노드(Cdsout)에는, 제 8 신호에서 제 6 신호가 감산되어 생성되는 제 9 신호가 공급된다. 따라서, 노드(Cdsout)에 공급되는 제 9 신호에서는 제 8 신호에서, 가중 전위(w(i, j))에 의존하는 오프셋항(A3)이 감산된다. 따라서, 제 9 신호는 식(7)에서 나타낸 바와 같이, 촬상 데이터(vi(i, j))와 가중 전위(w(i, j))의 승산항이고, 오프셋 전위(W)와, 트랜지스터(25)의 문턱값(Vth)에 의존하는 오프셋항까지 오프셋 성분을 저감할 수 있다.
제 9 신호는 트랜지스터(42)를 통하여 연산 증폭기(OP2)의 제 1 입력 단자에 공급된다. 신호선(Sh)에 공급되는 신호에 의하여 제 9 신호를 연산 증폭기(OP2)에 공급하는 타이밍을 제어할 수 있다. 연산 증폭기(OP2)의 제 2 입력 단자에는 배선(JD)으로부터 판정 전압이 공급된다. 판정 결과는 연산 증폭기(OP2)의 출력 단자로부터 신호선(Out)에 공급된다.
트랜지스터(21), 트랜지스터(22), 트랜지스터(24), 트랜지스터(26), 및 트랜지스터(27)에는 오프 전류가 작은 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 트랜지스터(21), 트랜지스터(22), 및 트랜지스터(24)에는 오프 전류가 작은 트랜지스터를 사용함으로써, 노드(FN1) 및 노드(FN2)에 기억되는 촬상 데이터의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 트랜지스터(26) 및 트랜지스터(27)에는 오프 전류가 작은 트랜지스터를 사용함으로써, 노드(FN3)에 기억되는 제 2 신호, 제 3 신호, 및 제 4 신호의 열화를 억제할 수 있다. 오프 전류가 작은 트랜지스터에 대해서는, 실시형태 2에서 상세히 설명한다.
도 3에는, 신호선(Wx)을 통하여 복수의 화소(P(i, j)) 내지 화소(P(i+1, j+1))가 회로(13)와 접속되는 예를 도시하였다. 다만, 신호선(Wx)과 접속되는 화소(P)의 개수는 한정되지 않는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 풀링 처리로 선택되는 범위(AG)가 갖는 복수의 화소(P)를 회로(13)와 접속할 수 있다.
화소(P)는 촬상 데이터(vi(i, j)), 가중 전위(w(i, j)), 및 오프셋 전위(W)를 승산하는 기능을 갖고, 회로(13) 및 회로(14)는 화소(P)에서 승산되는 경우에 생성되는 오프셋항을 감산하는 기능을 갖는다. 도 3에서는, 신호선(Wx)을 통하여 복수의 화소(P)와 접속함으로써, 신호선(Wx)은 복수의 화소(P)의 출력을 가산하는 기능을 갖는다. 따라서, 복수의 화소(P), 회로(13), 및 회로(14)는 뉴럴 네트워크의 뉴런이 갖는 적화 연산의 기능을 가질 수 있다. 따라서, 복수의 화소(P), 회로(13), 및 회로(14)에서 연산되는 적화 연산을 식(8)으로 나타낼 수 있다.
[수학식 11]
이어서, 도 2의 촬상 장치(100)의 동작을 도 4의 타이밍 차트를 참조하여 설명한다.
T1에서는, 신호선(Res), 신호선(CL), 신호선(Sh), 및 신호선(G3)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN1), 노드(FN2), 및 노드(FN4)에 각각 리셋 전위(*1)가 공급된다. 노드(Cdsin), 노드(Cdsout)는 각각 배선(VCDS)에 공급되는 전위로 리셋된다. 또한, 신호선(G1(j)) 및 신호선(G2(j))에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN3)와, 노드(FN3)와 접속되는 용량 소자(C3)의 전극 중 다른 쪽에, 신호선(S1(i)) 및 신호선(S2(i))을 통하여 오프셋 전위(W)를 공급할 수 있다.
T2에서는, 신호선(Tx)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 트랜지스터(21)를 통하여 광전 변환 소자(50)가 출력하는 촬상 데이터(data(i, j))(*2)로 노드(FN1)를 갱신할 수 있다. 노드(FN2)에는 촬상 데이터(data(i, j))로부터 트랜지스터(23)의 문턱 전압(Vth23)만큼 낮은 촬상 데이터(vi(i, j))(*3)가 공급된다. 또한, 촬상 데이터(vi(i, j))는 제 1 데이터를 의미한다. 노드(FN3)에는 촬상 데이터(vi(i, j))와 오프셋 전위가 가해진, 제 2 신호가 기억된다.
T3에서는, 신호선(Cswb) 및 신호선(Eabs)에 "L"의 신호를 공급함으로써, 도 13의 커런트 미러 회로를 기동하고, 또한 신호선(Osp)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN3)가 기억하는 제 2 신호를 노드(FN4)에 복사하여 기억시킬 수 있다.
T4에서는, 신호선(G2)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN3)와 접속되는 용량 소자(C3)의 전극 중 다른 쪽에, 신호선(S2(i))을 통하여, 오프셋 전위(W)와 가중 전위(w(i, j))를 가한 제 3 신호(*5)를 공급할 수 있다. 따라서, 노드(FN3)에는 촬상 데이터(vi(i, j))와, 오프셋 전위와, 가중 전위(w(i, j))가 가해진 제 4 신호(*6)가 기억된다.
T5에서는, 신호선(Csw)에 "L"의 신호를 공급함으로써, 트랜지스터(25)에 의하여 생성되는 제 7 신호에서, 트랜지스터(36)에 의하여 생성되는 제 5 신호를 감산할 수 있다. 또한, T5에서는, 신호선(Ewx)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 저항 소자(R1)에 의하여 제 8 신호를 생성하고, 회로(14)의 노드(Cdsin)에 공급하는 제 8 신호(*7)를 공급할 수 있다.
T6에서는, 신호선(Csw)과 신호선(Eabs)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 회로(13)의 커런트 미러 회로를 정지한다. 또한, 신호선(CL)에 "L"의 신호를 공급함으로써, 노드(Cdsin)에 제 8 신호(*7)를 기억시킬 수 있다. 또한, 신호선(G3(j))에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN2)를 리셋 전위로 갱신한다. 따라서, 노드(FN3)는 제 3 신호(*5)로 갱신되고, 회로(14)의 노드(Cdsin)에는 제 9 신호(*8)가 생성된다.
T7에서는, 신호선(Sh)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 제 9 신호(*8)는 배선(JD)에 공급되는 판정 전압에 의하여 판정되고, 연산 증폭기(OP2)는 신호선(Out)에 판정 결과(Result)(*9)를 공급할 수 있다.
도 4에 나타낸 타이밍 차트는, 도 2의 화소(P(i, j))와, 회로(13), 및 회로(14)로 구성되는 예를 사용하여 나타내었지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 화소(P)를 사용하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 복수의 화소(P)를 사용하여 풀링 처리할 때에는, 구동 타이밍을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 촬상 장치(100)는 글로벌 셔터 방식을 사용하여 한 번의 촬상에 의하여 풀링 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 촬상 장치(100)가 풀링 처리 후의 데이터를 출력하는 뉴럴 네트워크 인터페이스를 구비함으로써, 소비전력과 처리 시간을 저감할 수 있다. 또한, 촬상 장치(100)는 화소(P)에 의한 촬상 데이터(vi(i, j))와 가중 전위(w(i, j))의 승산 연산으로 생성되는 오프셋항을 저감할 수 있다.
도 5에는 도 2와 상이한 화소를 갖는 촬상 장치(100)에 대하여 도시하였다. 도 5에서는 도 2와 상이한 점에 대하여 설명한다. 도 5에 도시된 화소(P(i, j))는 신호선(Res2(j))을 더 갖고, 도 2의 화소(P(i, j))가 갖는 트랜지스터(27)와, 용량 소자(C3)를 구비하지 않는 점이 상이하다.
도 5의 촬상 장치(100)의 동작을 도 6의 타이밍 차트를 참조하여 설명한다.
T11에서는, 신호선(Res), 신호선(Res2), 신호선(CL), 신호선(Sh), 및 신호선(G3)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN1), 노드(FN2), 및 노드(FN4)에 각각 리셋 전위(*1)를 공급할 수 있다. 노드(Cdsin), 노드(Cdsout)는 각각 배선(VCDS)에 공급되는 전위로 리셋된다. 또한, 신호선(G1(j))에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN3)에 신호선(S1(i))을 통하여 오프셋 전위(W)를 공급할 수 있다.
T12에서는, 신호선(Tx)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 트랜지스터(21)를 통하여 광전 변환 소자(50)가 출력하는 촬상 데이터(data(i, j))(*2)로 노드(FN1)를 갱신할 수 있다. 노드(FN2)에는 촬상 데이터(data(i, j))로부터 트랜지스터(23)의 문턱 전압(Vth23)만큼 낮은 촬상 데이터(vi(i, j))(*3)가 공급된다. 또한, 촬상 데이터(vi(i, j))는 제 1 데이터를 의미한다. 노드(FN3)에는 촬상 데이터(vi(i, j))와 오프셋 전위가 가해진, 제 2 신호가 기억된다.
T13에서는, 신호선(Cswb) 및 신호선(Eabs)에 "L"의 신호를 공급함으로써, 도 13의 커런트 미러 회로를 기동하고, 또한 신호선(Osp)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN3)가 기억하는 제 2 신호를 노드(FN4)에 복사하여 기억시킬 수 있다.
T14에서는, 신호선(Res), 신호선(CL), 신호선(Sh), 및 신호선(G3)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN1), 노드(FN2), 및 노드(FN4)에 각각 리셋 전위(*1)를 공급할 수 있다. 또한, 신호선(G1(j))에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN3)에, 신호선(S1(i))을 통하여, 오프셋 전위(W)와 가중 전위(w(i, j))를 가한 제 3 신호(*5)를 공급할 수 있다.
T15에서는, 신호선(Tx)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 트랜지스터(21)를 통하여 광전 변환 소자(50)가 출력하는 촬상 데이터(data(i, j))(*2)로 노드(FN1)를 갱신할 수 있다. 노드(FN2)에는 촬상 데이터(vi(i, j))(*3)가 출력된다. 따라서, 노드(FN3)에는 촬상 데이터(vi(i, j))와, 오프셋 전위와, 가중 전위(w(i, j))가 가해진 제 4 신호(*6)가 기억된다.
또한, T5에서는, 신호선(Csw)에 "L"의 신호를 공급함으로써, 트랜지스터(25)에 의하여 생성되는 제 7 신호에서, 트랜지스터(36)에 의하여 생성되는 제 5 신호를 감산할 수 있다. 또한, T15에서는, 신호선(Ewx)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 저항 소자(R1)에 의하여 제 8 신호를 생성하고, 회로(14)의 노드(Cdsin)에 공급하는 제 8 신호(*7)를 공급할 수 있다.
T16에서는, 신호선(Csw)과 신호선(Eabs)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 회로(13)의 커런트 미러 회로를 정지한다. 또한, 신호선(CL)에 "L"의 신호를 공급함으로써, 노드(Cdsin)에 제 8 신호(*7)를 기억시킬 수 있다. 또한, 신호선(G3(j))에 "H"의 신호를 공급함으로써, 노드(FN2)를 리셋 전위로 갱신한다. 따라서, 노드(FN3)가 제 3 신호(*5)로 갱신되고, 회로(14)의 노드(Cdsin)에는 제 9 신호(*8)가 생성된다.
T17에서는, 신호선(Sh)에 "H"의 신호를 공급함으로써, 제 9 신호(*8)가 배선(JD)에 공급되는 판정 전압에 의하여 판정되고, 연산 증폭기(OP2)는 신호선(Out)에 판정 결과(Result)(*9)를 공급할 수 있다.
도 6에 나타낸 타이밍 차트에서는, 도 5의 화소(P(i, j))가 2번 촬상하는 것이 특징이다. 예를 들어, 도 5에서 설명한 화소(P)를 갖는 촬상 장치(100)는 공장에서의 검사 공정과 같이, 항상 안정적인 광원 아래에서 사용하는 데 적합하다. 촬상 장치(100)는 화소(P)의 구성 요소를 적게 함으로써, 더 많은 화소(P)를 가질 수 있다. 따라서, 검사 공정 등에서는, 더 정세도가 높은 상세한 검사를 수행할 수 있다.
이상, 본 실시형태에서 나타낸 구성, 방법은 다른 실시형태에서 나타내는 구성, 방법과 적절히 조합하여 사용할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 촬상 장치의 일례에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
<화소 회로의 구성예>
도 7의 (A)에 실시형태 1에서 설명한 화소 회로를 갖는 화소의 구성을 예시한다. 도 7의 (A)에 도시된 화소는 층(261) 및 층(262)의 적층 구성을 갖는 예이다.
층(261)은 광전 변환 소자(50)를 갖는다. 광전 변환 소자(50)는 도 7의 (C)에 도시된 바와 같이, 층(265a)과, 층(265b)과, 층(265c)의 적층으로 할 수 있다.
도 7의 (C)에 도시된 광전 변환 소자(50)는 pn 접합형 포토다이오드이고, 예를 들어, 층(265a)에 p+형 반도체, 층(265b)에 n형 반도체, 층(265c)에 n+형 반도체를 사용할 수 있다. 또는, 층(265a)에 n+형 반도체, 층(265b)에 p형 반도체, 층(265c)에 p+형 반도체를 사용하여도 좋다. 또는, 층(265b)을 i형 반도체로 한 pin 접합형 포토다이오드이어도 좋다.
상기 pn 접합형 포토다이오드 또는 pin 접합형 포토다이오드는 단결정 실리콘을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, pin 접합형 포토다이오드로서는 비정질 실리콘, 미결정 실리콘, 다결정 실리콘 등의 박막을 사용하여 형성할 수도 있다.
또한, 층(261)이 갖는 광전 변환 소자(50)는 도 7의 (D)에 도시된 바와 같이, 층(266a)과, 층(266b)과, 층(266c)과, 층(266d)의 적층으로 하여도 좋다. 도 7의 (D)에 도시된 광전 변환 소자(50)는 애벌란시 포토다이오드의 일례이며, 층(266a), 층(266d)은 전극에 상당하고, 층(266b), 층(266c)은 광전 변환부에 상당한다.
층(266a)은 저저항의 금속층 등으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 알루미늄, 타이타늄, 텅스텐, 탄탈럼, 은, 또는 이들의 적층을 사용할 수 있다.
층(266d)은 가시광에 대하여 높은 투광성을 갖는 도전층을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 인듐 산화물, 주석 산화물, 아연 산화물, 인듐-주석 산화물, 갈륨-아연 산화물, 인듐-갈륨-아연 산화물, 또는 그래핀 등을 사용할 수 있다. 또한, 층(266d)을 생략하는 구성으로 할 수도 있다.
광전 변환부의 층(266b), 층(266c)은, 예를 들어, 셀레늄계 재료를 광전 변환층으로 한 pn 접합형 포토다이오드의 구성으로 할 수 있다. 층(266b)으로서는 p형 반도체인 셀레늄계 재료를 사용하고, 층(266c)으로서는 n형 반도체인 갈륨 산화물 등을 사용하는 것이 바람직하다.
셀레늄계 재료를 사용한 광전 변환 소자는 가시광에 대한 외부 양자 효율이 높다는 특성을 갖는다. 상기 광전 변환 소자에서는, 애벌란시 증배를 이용함으로써, 입사되는 광량에 대한 캐리어의 증폭을 크게 할 수 있다. 또한, 셀레늄계 재료는 광 흡수 계수가 높기 때문에, 광전 변환층을 박막으로 제작할 수 있다는 등의 생산상의 이점을 갖는다. 셀레늄계 재료의 박막은 진공 증착법 또는 스퍼터링법 등을 사용하여 형성할 수 있다.
셀레늄계 재료로서는, 단결정 셀레늄이나 다결정 셀레늄 등의 결정성 셀레늄, 비정질 셀레늄, 구리, 인듐, 셀레늄의 화합물(CIS), 또는 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄의 화합물(CIGS) 등을 사용할 수 있다.
n형 반도체는 밴드 갭이 넓고, 가시광에 대하여 투광성을 갖는 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 아연 산화물, 갈륨 산화물, 인듐 산화물, 주석 산화물, 또는 이들이 혼재된 산화물 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 재료는 정공 주입 저지층으로서의 기능도 갖고, 암전류를 작게 할 수도 있다.
도 7의 (A)에 도시된 층(262)으로서는, 예를 들어, 실리콘 기판을 사용할 수 있다. 상기 실리콘 기판에는 Si 트랜지스터 등이 제공되고, 상술한 화소 회로 이외에, 상기 화소 회로를 구동하는 회로, 화상 신호의 판독 회로, 화상 처리 회로 등을 제공할 수 있다.
또한, 화소는 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이, 층(261), 층(263), 및 층(262)의 적층 구성을 가져도 좋다.
층(263)은 OS 트랜지스터(예를 들어, 화소 회로의 트랜지스터(21), 트랜지스터(22))를 가질 수 있다. 이때, 층(262)은 Si 트랜지스터(예를 들어, 화소 회로의 트랜지스터(23), 트랜지스터(25))를 갖는 것이 바람직하다.
상기 구성으로 함으로써, 화소 회로를 구성하는 요소를 복수의 층에 분산시키고, 또한 상기 요소를 중첩시켜 제공할 수 있기 때문에, 촬상 장치의 면적을 작게 할 수 있다. 또한, 도 7의 (B)의 구성에서, 층(262)을 지지 기판으로 하고, 층(261) 및 층(263)에 화소 회로를 제공하여도 좋다.
도 8의 (A)는 도 7의 (A)에 도시된 화소의 단면의 일례를 설명하는 도면이다. 층(261)은 광전 변환 소자(50)로서 실리콘을 광전 변환층으로 하는 pn 접합형 포토다이오드를 갖는다. 층(262)은 화소 회로를 구성하는 Si 트랜지스터 등을 갖는다.
광전 변환 소자(50)에서 층(265a)은 p+형 영역, 층(265b)은 n형 영역, 층(265c)은 n+형 영역으로 할 수 있다. 또한, 층(265b)에는 전원선과 층(265c)을 접속하기 위한 영역(236)이 제공된다. 예를 들어, 영역(236)은 p+형 영역으로 할 수 있다.
도 8의 (A)에서, Si 트랜지스터는 실리콘 기판(240)에 채널 형성 영역을 갖는 플레이너(planar)형 구성을 도시하였지만, 도 10의 (A), (B)에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(240)에 FIN형 반도체층을 갖는 구성이어도 좋다. 도 10의 (A)는 채널 길이 방향의 단면, 도 10의 (B)는 채널 폭 방향의 단면에 상당한다.
또는, 도 10의 (C)에 도시된 바와 같이, 실리콘 박막의 반도체층(245)을 갖는 트랜지스터이어도 좋다. 반도체층(245)은, 예를 들어, 실리콘 기판(240) 위의 절연층(246) 위에 형성된 단결정 실리콘(SOI(Silicon on Insulator))으로 할 수 있다.
여기서, 도 8의 (A)에는, 층(261)이 갖는 요소와 층(262)이 갖는 요소의 전기적인 접속을 접합 기술로 얻는 구성예를 도시하였다.
층(261)에는 절연층(242), 도전층(233), 및 도전층(234)이 제공된다. 도전층(233) 및 도전층(234)은 절연층(242)에 매설된 영역을 갖는다. 도전층(233)은 층(265a)과 전기적으로 접속된다. 도전층(234)은 영역(236)과 전기적으로 접속된다. 또한, 절연층(242), 도전층(233), 및 도전층(234)의 표면은, 각각 높이가 일치하도록 평탄화되어 있다.
층(262)에는 절연층(241), 도전층(231), 및 도전층(232)이 제공된다. 도전층(231) 및 도전층(232)은 절연층(241)에 매설된 영역을 갖는다. 도전층(232)은 전원선과 전기적으로 접속된다. 도전층(231)은 트랜지스터(21)의 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속된다. 또한, 절연층(241), 도전층(231), 및 도전층(232)의 표면은 각각 높이가 일치하도록 평탄화되어 있다.
여기서, 도전층(231) 및 도전층(233)은 주성분이 동일한 금속 원소인 것이 바람직하다. 도전층(232) 및 도전층(234)은 주성분이 동일한 금속 원소인 것이 바람직하다. 또한, 절연층(241) 및 절연층(242)은 동일한 성분으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
예를 들어, 도전층(231), 도전층(232), 도전층(233), 도전층(234)에는 Cu, Al, Sn, Zn, W, Ag, Pt, 또는 Au 등을 사용할 수 있다. 접합의 용이성을 고려하여, 바람직하게는 Cu, Al, W, 또는 Au을 사용한다. 또한, 절연층(241), 절연층(242)에는 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 질화 타이타늄 등을 사용할 수 있다.
즉, 도전층(231) 및 도전층(233)의 조합과, 도전층(232) 및 도전층(234)의 조합 각각에, 상기에 나타낸 동일한 금속 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 절연층(241) 및 절연층(242) 각각에, 상기에 나타낸 동일한 절연 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 구성으로 함으로써, 층(261)과 층(262)의 경계를 접합 위치로 하는 접합을 수행할 수 있다.
상기 접합에 의하여, 도전층(231) 및 도전층(233)의 조합과, 도전층(232) 및 도전층(234)의 조합 각각의 전기적인 접속을 얻을 수 있다. 또한, 절연층(241) 및 절연층(242)의 기계적인 강도를 갖는 접속을 얻을 수 있다.
금속층끼리의 접합에는 표면의 산화막 및 불순물의 흡착층 등을 스퍼터링 처리 등으로 제거하고, 청정화 및 활성화된 표면끼리를 접촉시켜 접합하는 표면 활성화 접합법을 사용할 수 있다. 또는, 온도와 압력을 병용하여 표면끼리를 접합하는 확산 접합법 등을 사용할 수 있다. 양쪽 모두 원자 레벨의 결합이 일어나기 때문에, 전기적뿐만 아니라 기계적으로도 우수한 접합을 얻을 수 있다.
또한, 절연층끼리의 접합에는 연마 등에 의하여 높은 평탄성을 얻은 후, 산소 플라스마 등으로 친수성 처리를 수행한 표면끼리를 접촉시켜 일시적으로 접합하고, 열처리에 의한 탈수로 제대로 접합하는 친수성 접합법 등을 사용할 수 있다. 친수성 접합법도 원자 레벨의 결합이 일어나기 때문에, 기계적으로 우수한 접합을 얻을 수 있다.
층(261)과 층(262)을 접합하는 경우, 각각의 접합면에는 절연층과 금속층이 혼재하기 때문에, 예를 들어, 표면 활성화 접합법 및 친수성 접합법을 조합하여 수행하면 좋다.
예를 들어, 연마 후에 표면을 청정화하고, 금속층의 표면에 산화 방지 처리를 수행한 후에, 친수성 처리를 수행하여 접합하는 방법 등을 사용할 수 있다. 또한, 금속층의 표면을 Au 등의 난(難)산화성 금속으로 하고 친수성 처리를 수행하여도 좋다. 또한, 상술한 방법 이외의 접합 방법을 사용하여도 좋다.
도 8의 (B)는 도 7의 (A)에 도시된 화소의 층(261)에 셀레늄계 재료를 광전 변환층으로 하는 pn 접합형 포토다이오드를 사용한 경우의 단면도이다. 한쪽의 전극으로서 층(266a)을, 광전 변환층으로서 층(266b), 층(266c)을, 다른 쪽의 전극으로서 층(266d)을 갖는다.
이 경우, 층(262) 위에 층(261)을 직접 형성할 수 있다. 층(266a)은 트랜지스터(21)의 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속된다. 층(266d)은 도전층(237)을 통하여 전원선과 전기적으로 접속된다.
도 9의 (A)는 도 7의 (B)에 도시된 화소의 단면의 일례를 설명하는 도면이다. 층(261)은 광전 변환 소자(50)로서 실리콘을 광전 변환층으로 하는 pn 접합형 포토다이오드를 갖는다. 층(262)은 Si 트랜지스터 등을 갖는다. 층(263)은 OS 트랜지스터 등을 갖는다. 층(261)과 층(263)은 접합으로 전기적인 접속을 얻는 구성예를 나타내었다.
도 9의 (A)에서, OS 트랜지스터는 셀프 얼라인형의 구성을 도시하였지만, 도 10의 (D)에 도시된 바와 같이, 비셀프 얼라인형의 톱 게이트형 트랜지스터이어도 좋다.
트랜지스터(21)는 백 게이트(235)를 갖는 구성을 나타내었지만, 백 게이트를 갖지 않는 형태이어도 좋다. 백 게이트(235)는, 도 10의 (E)에 도시된 바와 같이, 대향되어 제공되는 트랜지스터의 프런트 게이트와 전기적으로 접속하는 경우가 있다. 또는, 백 게이트(235)에 프런트 게이트와 상이한 고정 전위를 공급할 수 있는 구성이어도 좋다.
백 게이트(235)를 형성하는 도전층과, 도전층(231) 사이에 제공된 절연층(251), 절연층(252), 절연층(253)을 사용하여 용량 소자(C2)를 형성할 수 있다.
OS 트랜지스터가 형성되는 영역과 Si 트랜지스터가 형성되는 영역 사이에는 수소의 확산을 방지하는 기능을 갖는 절연층(243)이 제공된다. 트랜지스터(23), 트랜지스터(25)의 채널 형성 영역 근방에 제공되는 절연층 내의 수소는 실리콘의 댕글링 본드를 종단한다. 한편, 트랜지스터(21)의 채널 형성 영역의 근방에 제공되는 절연층 내의 수소는 산화물 반도체층 내에 캐리어를 생성하는 요인의 하나가 된다.
절연층(243)에 의하여 한쪽의 층에 수소를 가둠으로써 트랜지스터(23), 트랜지스터(25)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 한쪽의 층으로부터 다른 쪽의 층으로의 수소의 확산이 억제됨으로써 트랜지스터(21)의 신뢰성도 향상시킬 수 있다.
절연층(243)으로서는, 예를 들어, 산화 알루미늄, 산화질화 알루미늄, 산화 갈륨, 산화질화 갈륨, 산화 이트륨, 산화질화 이트륨, 산화 하프늄, 산화질화 하프늄, 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ) 등을 사용할 수 있다.
도 9의 (B)는 도 7의 (B)에 도시된 화소의 층(261)에 셀레늄계 재료를 광전 변환층으로 하는 pn 접합형 포토다이오드를 사용한 경우의 단면도이다. 층(263) 위에 층(261)을 직접 형성할 수 있다. 층(261), 층(262), 층(263)의 상세한 사항은 상술한 설명을 참조할 수 있다.
<이 이외의 화소의 구성 요소>
도 11의 (A)는 본 발명의 일 형태의 촬상 장치의 화소에 컬러 필터 등을 부가한 예를 도시한 사시도이다. 상기 사시도에서는 복수의 화소의 단면도 함께 도시하였다. 광전 변환 소자(50)가 형성되는 층(261) 위에는 절연층(280)이 형성된다. 절연층(280)은 가시광에 대하여 투광성이 높은 산화 실리콘막 등을 사용할 수 있다. 또한, 패시베이션층으로서 질화 실리콘막을 적층하여도 좋다. 또한, 반사 방지층으로서 산화 하프늄 등의 유전체막을 적층하여도 좋다.
절연층(280) 위에는 차광층(281)이 형성되어도 좋다. 차광층(281)은 상부의 컬러 필터를 통과하는 광의 혼색을 방지하는 기능을 갖는다. 차광층(281)에는 알루미늄, 텅스텐 등의 금속막을 사용할 수 있다. 또한, 상기 금속막과, 반사 방지층으로서의 기능을 갖는 유전체막을 적층하여도 좋다.
절연층(280) 및 차광층(281) 위에는 평탄화막으로서 유기 수지층(282)을 제공할 수 있다. 또한, 화소 별로 컬러 필터(283)(컬러 필터(283a), 컬러 필터(283b), 컬러 필터(283c))가 형성된다. 예를 들어, 컬러 필터(283a), 컬러 필터(283b), 컬러 필터(283c)에, R(적색), G(녹색), B(청색), Y(황색), C(시안), M(마젠타) 등의 색을 할당함으로써 컬러 화상을 얻을 수 있다.
컬러 필터(283) 위에는 가시광에 대하여 투광성을 갖는 절연층(286) 등을 제공할 수 있다.
또한, 도 11의 (B)에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(283) 대신에 광학 변환층(285)을 사용하여도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 다양한 파장 영역에서의 화상을 얻을 수 있는 촬상 장치로 할 수 있다.
예를 들어, 광학 변환층(285)에 가시광선의 파장 이하의 광을 차단하는 필터를 사용하면, 적외선 촬상 장치로 할 수 있다. 또한, 광학 변환층(285)에 근적외선의 파장 이하의 광을 차단하는 필터를 사용하면, 원적외선 촬상 장치로 할 수 있다. 또한, 광학 변환층(285)에 가시광선의 파장 이상의 광을 차단하는 필터를 사용하면, 자외선 촬상 장치로 할 수 있다. 가시광의 컬러 필터와 적외선 또는 자외선의 필터를 조합하여도 좋다.
또한, 광학 변환층(285)에 신틸레이터를 사용하면, X선 촬상 장치 등에 사용하는 방사선의 강약을 가시화한 화상을 얻는 촬상 장치로 할 수 있다. 피사체를 투과한 X선 등의 방사선이 신틸레이터에 입사되면, 포토루미네선스 현상에 의하여 가시광선이나 자외광선 등의 광(형광)으로 변환된다. 그리고, 상기 광을 광전 변환 소자(50)로 검지함으로써 화상 데이터를 취득한다. 또한, 방사선 검출기 등에 상기 구성의 촬상 장치를 사용하여도 좋다.
신틸레이터는, X선이나 감마선 등의 방사선이 조사되면, 그 에너지를 흡수하여 가시광이나 자외광을 발하는 물질을 포함한다. 예를 들어, Gd2O2S:Tb, Gd2O2S:Pr, Gd2O2S:Eu, BaFCl:Eu, NaI, CsI, CaF2, BaF2, CeF3, LiF, LiI, ZnO 등을 수지나 세라믹에 분산시킨 것을 사용할 수 있다.
또한, 셀레늄계 재료를 사용한 광전 변환 소자(50)에서는 X선 등의 방사선을 전하에 직접 변환할 수 있기 때문에, 신틸레이터가 불필요한 구성으로 할 수도 있다.
또한, 도 11의 (C)에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(283) 위에 마이크로렌즈 어레이(284)를 제공하여도 좋다. 마이크로렌즈 어레이(284)가 갖는 각각의 렌즈를 통과하는 광이 직하의 컬러 필터(283)를 통과하고, 광전 변환 소자(50)에 조사되게 된다. 또한, 도 11의 (B)에 도시된 광학 변환층(285) 위에 마이크로렌즈 어레이(284)를 제공하여도 좋다.
<패키지, 모듈의 구성예>
이하에서는, 이미지 센서 칩을 제공한 패키지 및 카메라 모듈의 일례에 대하여 설명한다. 상기 이미지 센서 칩에는 상기 촬상 장치의 구성을 사용할 수 있다.
도 12의 (A1)은 이미지 센서 칩을 제공한 패키지의 상면 측의 외관 사시도이다. 상기 패키지는 이미지 센서 칩(450)을 고정하는 패키지 기판(410), 커버 유리(420), 및 이들을 접착하는 접착제(430) 등을 갖는다.
도 12의 (A2)는 상기 패키지의 하면 측의 외관 사시도이다. 패키지의 하면에는 땜납 볼을 범프(440)로 한 BGA(Ball grid array)를 갖는다. 또한, BGA에 한정되지 않고, LGA(Land grid array)나 PGA(Pin Grid Array) 등을 가져도 좋다.
도 12의 (A3)은 커버 유리(420) 및 접착제(430)의 일부를 생략하여 도시한 패키지의 사시도이다. 패키지 기판(410) 위에는 전극 패드(460)가 형성되고, 전극 패드(460) 및 범프(440)는 스루 홀을 통하여 전기적으로 접속된다. 전극 패드(460)는 이미지 센서 칩(450)과 와이어(470)에 의하여 전기적으로 접속된다.
또한, 도 12의 (B1)은 이미지 센서 칩을 렌즈 일체형의 패키지에 제공한 카메라 모듈의 상면 측의 외관 사시도이다. 상기 카메라 모듈은 이미지 센서 칩(451)을 고정하는 패키지 기판(411), 렌즈 커버(421), 및 렌즈(435) 등을 갖는다. 또한, 패키지 기판(411)과 이미지 센서 칩(451) 사이에는 촬상 장치의 구동 회로 및 신호 변환 회로 등의 기능을 갖는 IC칩(490)도 제공되고, SiP(System in package)로서의 구성을 갖는다.
도 12의 (B2)는 상기 카메라 모듈의 하면 측의 외관 사시도이다. 패키지 기판(411)의 하면 및 측면에는 실장용 랜드(441)가 제공된 QFN(Quad flat no-lead package)의 구성을 갖는다. 또한, 상기 구성은 일례이고, QFP(Quad flat package)나 상술한 BGA가 제공되어도 좋다.
도 12의 (B3)은 렌즈 커버(421) 및 렌즈(435)의 일부를 생략하여 도시한 모듈의 사시도이다. 랜드(441)는 전극 패드(461)와 전기적으로 접속되고, 전극 패드(461)는 이미지 센서 칩(451) 또는 IC칩(490)과 와이어(471)에 의하여 전기적으로 접속된다.
상술한 바와 같은 형태의 패키지에 이미지 센서 칩을 제공함으로써, 인쇄 기판 등으로의 실장이 용이하게 되어, 다양한 반도체 장치, 전자 기기에 이미지 센서 칩을 실장할 수 있다.
(실시형태 3)
본 발명의 일 형태에 따른 촬상 장치를 사용할 수 있는 전자 기기로서, 표시 기기, 퍼스널 컴퓨터, 기록 매체를 구비한 화상 기억 장치 또는 화상 재생 장치, 휴대 전화, 휴대형을 포함하는 게임기, 휴대 데이터 단말, 전자 서적 단말, 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라 등의 카메라, 고글형 디스플레이(헤드 마운트 디스플레이), 내비게이션 시스템, 음향 재생 장치(카 오디오, 디지털 오디오 플레이어 등), 복사기, 팩시밀리, 프린터, 프린터 복합기, 현금 자동 입출금기(ATM), 자동 판매기 등을 들 수 있다.
이들 전자 기기는 본 발명의 일 형태의 촬상 장치를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 전자 기기는 뉴럴 네트워크(17)를 구비하는 것이 바람직하다. 뉴럴 네트워크(17)는 화상 인식에서, 프로세서에 의한 특징 검출과 비교하여, 연산 처리를 저감하고, 또한 소비전력을 저감할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 촬상 장치는 뉴럴 네트워크(17)에 대하여 풀링 처리된 데이터를 출력하는 뉴럴 네트워크 인터페이스를 구비한다.
도 13은 일례로서, 전자 기기에 공통되는 제어부를 도시한 것이다. 전자 기기의 제어부는 본 발명의 일 형태의 촬상 장치, 뉴럴 네트워크(17), 프로세서(18), 통신 모듈(19)을 구비하는 것이 바람직하다. 촬상 장치는 뉴럴 네트워크 인터페이스로서 기능하는 회로(14)와, 촬상 데이터를 화상으로서 출력하는 아날로그 디지털 변환 회로(15)를 갖는다. 뉴럴 네트워크(17)는 GPU(Graphics Processing Unit)(17a)와, 기억 장치(17b)와, 복수의 센서(17c)를 갖는다.
회로(14)의 출력은 GPU(17a)와 직접 접속하는 것이 바람직하다. 또는, 회로(14)의 출력이 뉴럴 네트워크(17)의 공유 버스와 접속되어도 좋다. 센서는 가속도 센서, 방위 센서, 압력 센서, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서, 측위 센서(예를 들어, GPS(글로벌 측위 시스템)) 등 중 어느 하나 또는 복수를 구비할 수 있다. 전자 기기는 촬상 장치가 취득하는 데이터와, 센서로부터 취득하는 데이터를 관리함으로써, 전자 기기가 사용되는 상태와, 전자 기기가 관리하려고 하는 대상물의 상태를 관리 또는 감시할 수 있다.
이들 전자 기기의 구체적인 예를 도 14에 도시하였다.
도 14의 (A)는 감시 카메라이며, 지지대(951), 카메라 유닛(952), 보호 커버(953) 등을 갖는다. 카메라 유닛(952)에는 회전 기구 등이 제공되고, 천장에 설치함으로써 모든 방향의 촬상이 가능해진다. 상기 카메라 유닛에서의 화상을 취득하기 위한 부품 중 하나로서 본 발명의 일 형태의 촬상 장치를 구비할 수 있다. 또한, 감시 카메라란 관용적인 명칭이고, 용도를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 감시 카메라로서의 기능을 갖는 기기는 카메라 또는 비디오 카메라라고도 불린다.
도 14의 (B)는 비디오 카메라이며, 제 1 하우징(971), 제 2 하우징(972), 표시부(973), 조작 키(974), 렌즈(975), 접속부(976) 등을 갖는다. 조작 키(974) 및 렌즈(975)는 제 1 하우징(971)에 제공되고, 표시부(973)는 제 2 하우징(972)에 제공된다. 상기 비디오 카메라의 화상을 취득하기 위한 부품 중 하나로서 본 발명의 일 형태의 촬상 장치를 구비할 수 있다.
도 14의 (C)는 디지털 카메라이며, 하우징(961), 셔터 버튼(962), 마이크로폰(963), 발광부(967), 렌즈(965) 등을 갖는다. 상기 디지털 카메라의 화상을 취득하기 위한 부품 중 하나로서 본 발명의 일 형태의 촬상 장치를 구비할 수 있다.
도 14의 (D)는 손목시계형의 정보 단말이며, 표시부(932), 하우징 겸 리스트 밴드(933), 카메라(939) 등을 갖는다. 표시부(932)는 정보 단말의 조작을 수행하기 위한 터치 패널을 구비한다. 표시부(932) 및 하우징 겸 리스트 밴드(933)는 가요성을 갖고, 신체에 대한 장착성이 우수하다. 상기 정보 단말의 화상을 취득하기 위한 부품 중 하나로서 본 발명의 일 형태의 촬상 장치를 구비할 수 있다.
도 14의 (E)는 휴대 전화기의 일례이며, 하우징(981), 표시부(982), 조작 버튼(983), 외부 접속 포트(984), 스피커(985), 마이크로폰(986), 카메라(987) 등을 갖는다. 상기 휴대 전화기는 표시부(982)에 터치 센서를 구비한다. 전화를 걸거나 또는 문자를 입력하는 등의 다양한 조작은 손가락이나 스타일러스 등으로 표시부(982)를 터치함으로써 수행할 수 있다. 상기 휴대 전화기에서의 화상을 취득하기 위한 부품 중 하나로서 본 발명의 일 형태의 촬상 장치를 구비할 수 있다.
도 14의 (F)는 휴대 데이터 단말이며, 하우징(911), 표시부(912), 카메라(919) 등을 갖는다. 표시부(912)가 갖는 터치 패널 기능에 의하여 정보의 입출력을 수행할 수 있다. 상기 휴대 데이터 단말의 화상을 취득하기 위한 부품 중 하나로서 본 발명의 일 형태의 촬상 장치를 구비할 수 있다.
또한, 본 명세서 등에서, 표시 소자, 표시 소자를 갖는 장치인 표시 장치, 발광 소자, 및 발광 소자를 갖는 장치인 발광 장치는, 다양한 형태를 사용할 수 있고, 또는 다양한 소자를 가질 수 있다. 표시 소자, 표시 장치, 발광 소자, 또는 발광 장치는, 예를 들어, EL(일렉트로루미네선스) 소자(유기물 및 무기물을 포함하는 EL 소자, 유기 EL 소자, 무기 EL 소자), LED 칩(백색 LED 칩, 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 청색 LED 칩 등), 트랜지스터(전류에 따라 발광하는 트랜지스터), 플라스마 디스플레이 패널(PDP), 전자 방출 소자, 카본 나노 튜브를 사용한 표시 소자, 액정 소자, 전자 잉크, 일렉트로 웨팅 소자, 전기 영동 소자, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)를 사용한 표시 소자(예를 들어, GLV(Grating Light Valve), DMD(Digital Micromirror Device), DMS(Digital Micro Shutter), MIRASOL(등록 상표), IMOD(Interferometric Modulation) 소자, 셔터 방식의 MEMS 표시 소자, 광 간섭 방식의 MEMS 표시 소자, 압전 세라믹 디스플레이 등), 또는 퀀텀닷(quantum dot) 등 중 적어도 하나를 갖는다. 이들 이외에도, 표시 소자, 표시 장치, 발광 소자, 또는 발광 장치는, 전기적 또는 자기적 작용에 의하여, 콘트라스트, 휘도, 반사율, 투과율 등이 변화되는 표시 매체를 가져도 좋다. EL 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는 EL 디스플레이 등이 있다. 전자 방출 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는, FED(Field Emission Display) 또는 SED 방식 평면형 디스플레이(SED: Surface-conduction Electron-emitter Display) 등이 있다. 액정 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는 액정 디스플레이(투과형 액정 디스플레이, 반투과형 액정 디스플레이, 반사형 액정 디스플레이, 직시형 액정 디스플레이, 투사형 액정 디스플레이) 등이 있다. 전자 잉크, 전자 분류체(電子粉流體, Electronic Liquid Powder(등록 상표)), 또는 전기 영동 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는, 전자 페이퍼 등이 있다. 퀀텀닷을 각 화소에 사용한 표시 장치의 일례로서는 퀀텀닷 디스플레이 등이 있다. 또한, 퀀텀닷을 표시 소자로서가 아니라, 백라이트의 일부에 제공하여도 좋다. 퀀텀닷을 사용함으로써, 색순도가 높은 표시를 수행할 수 있다. 또한, 반투과형 액정 디스플레이나 반사형 액정 디스플레이를 실현하는 경우에는 화소 전극의 일부 또는 전부가 반사 전극으로서의 기능을 갖도록 하면 좋다. 예를 들어, 화소 전극의 일부 또는 전부가 알루미늄, 은 등을 갖도록 하면 좋다. 또한, 그 경우, 반사 전극 아래에 SRAM 등의 기억 회로를 제공할 수도 있다. 이로써, 소비전력을 더 저감할 수 있다. 또한, LED 칩을 사용하는 경우, LED 칩의 전극이나 질화물 반도체 아래에, 그래핀이나 흑연을 배치하여도 좋다. 그래핀이나 흑연은 복수의 층을 중첩시켜 다층막으로 하여도 좋다. 이와 같이, 그래핀이나 흑연을 제공함으로써, 그 위에 질화물 반도체, 예를 들어, 결정을 갖는 n형 GaN 반도체층 등을 용이하게 성막할 수 있다. 또한, 그 위에, 결정을 갖는 p형 GaN 반도체층 등을 제공하여, LED 칩을 구성할 수 있다. 또한, 그래핀이나 흑연과, 결정을 갖는 n형 GaN 반도체층 사이에 AlN층을 제공하여도 좋다. 또한, LED 칩이 갖는 GaN 반도체층은 MOCVD로 성막하여도 좋다. 다만, 그래핀을 제공함으로써, LED 칩이 갖는 GaN 반도체층은 스퍼터링법으로 성막할 수도 있다. 또한, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)를 사용한 표시 소자에서는 표시 소자가 밀봉되어 있는 공간(예를 들어, 표시 소자가 배치되는 소자 기판과, 소자 기판에 대향하여 배치되는 대향 기판의 사이)에 건조제를 배치하여도 좋다. 건조제를 배치함으로써, MEMS 등이 수분에 의하여 움직이기 어려워지거나, 열화되기 쉬워지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 15의 (A), (B)를 사용하여, 본 발명의 일 형태의 표시 시스템을 차량에 탑재한 예에 대하여 설명한다.
도 15의 (A)에 차량(5000)의 외관을 도시하였다. 차량(5000)은 복수의 카메라(5005)(도 15의 (A)에서는 카메라(5005a), 카메라(5005b), 카메라(5005c), 카메라(5005d), 카메라(5005e), 및 카메라(5005f))를 갖는다. 예를 들어, 카메라(5005a)는 전방의 상황을 촬상하는 기능을 갖고, 카메라(5005b)는 후방의 상황을 촬상하는 기능을 갖고, 카메라(5005c)는 오른쪽 전방의 상황을 촬상하는 기능을 갖고, 카메라(5005d)는 왼쪽 전방의 상황을 촬상하는 기능을 갖고, 카메라(5005e)는 오른쪽 후방의 상황을 촬상하는 기능을 갖고, 카메라(5005f)는 왼쪽 후방의 상황을 촬상하는 기능을 갖는다. 다만, 차량의 주위를 촬상하는 카메라의 개수 및 기능은 상기 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 차량의 전방에 차량의 후방을 촬상하는 카메라 등을 제공하여도 좋다.
도 15의 (B)에 차량(5000)의 실내를 도시하였다. 차량(5000)은 표시부(5001), 표시 패널(5008a), 표시 패널(5008b), 및 표시 패널(5009)을 갖는다. 표시부(5001), 표시 패널(5008a), 표시 패널(5008b), 및 표시 패널(5009) 중 어느 하나 또는 복수에 본 발명의 일 형태의 표시 시스템의 표시부를 사용할 수 있다. 또한, 도 15의 (B)에는 표시부(5001)가 핸들이 오른쪽에 달린 차량에 탑재된 예를 도시하였지만, 특별히 한정되지 않고, 핸들이 왼쪽에 달린 차량에 탑재될 수도 있다. 이 경우, 도 15의 (B)에 도시된 구성의 좌우 배치가 바뀐다.
도 15의 (B)에는 운전석과 조수석 주변에 배치되는 대시보드(5002), 핸들(5003), 앞유리(5004) 등을 도시하였다. 표시부(5001)는 대시보드(5002)의 소정의 위치, 구체적으로는 운전자의 주변에 배치되고, 대략 T자 형상을 갖는다. 도 15의 (B)에는 복수의 표시 패널(5007)(표시 패널(5007a), 표시 패널(5007b), 표시 패널(5007c), 표시 패널(5007d))을 사용하여 형성되는 하나의 표시부(5001)를 대시보드(5002)를 따라 제공한 예를 도시하였지만, 표시부(5001)를 복수 개소로 나누어 배치하여도 좋다.
또한, 복수의 표시 패널(5007)은 가요성을 가져도 좋다. 이 경우, 표시부(5001)를 복잡한 형상으로 가공할 수 있어, 표시부(5001)를 대시보드(5002) 등의 곡면을 따라 제공하는 구성이나, 핸들의 접속 부분, 계기의 표시부, 송풍구(5006) 등에 표시부(5001)의 표시 영역을 제공하지 않는 구성 등을 용이하게 실현할 수 있다.
표시 패널(5008a), 표시 패널(5008b)은 각각 필러 부분에 제공된다. 차체에 제공된 촬상 수단(예를 들어, 도 15의 (A)에 도시된 카메라(5005))으로부터의 영상을 표시 패널(5008a), 표시 패널(5008b)에 표시함으로써, 필러로 가려진 시야를 보완할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(5008a)에 카메라(5005d)로 촬상한 영상을 영상(5008c)으로서 표시할 수 있다. 마찬가지로, 표시 패널(5008b)에 카메라(5005c)로 촬상한 영상을 표시하는 것이 바람직하다.
표시 패널(5009)은 후방의 촬상 수단(예를 들어, 카메라(5005b))으로부터의 영상을 표시하는 기능을 가져도 좋다.
또한, 표시 패널(5007), 표시 패널(5008a), 표시 패널(5008b), 표시 패널(5009)은 법정 속도나 교통 정보 등을 표시하는 기능을 가져도 좋다.
표시 패널(5008a), 표시 패널(5008b)은 각각 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 필러 부분의 곡면을 따라 표시 패널(5008a), 표시 패널(5008b)을 제공하는 것이 용이해진다.
또한, 운전석으로부터 곡면에 제공된 표시 패널을 볼 때에, 영상이 일그러져 보일 우려가 있다. 그러므로, 표시 패널은 영상의 일그러짐이 저감되도록 보정된 화상을 표시할 수 있는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 상기 화상의 보정에는 뉴럴 네트워크를 사용한 화상 처리가 적합하다.
또한, 도 15의 (A), (B)에는 사이드 미러 대신에 카메라(5005c), 카메라(5005d)를 설치하는 예를 도시하였지만, 사이드 미러와 카메라의 양쪽을 설치하여도 좋다.
카메라(5005)로서는, CCD 카메라나 CMOS 카메라 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 카메라에 더하여 적외선 카메라를 조합하여 사용하여도 좋다. 적외선 카메라는 피사체의 온도가 높을수록 출력 레벨이 높아지기 때문에, 사람이나 동물 등의 생체를 검지 또는 추출할 수 있다.
카메라(5005)로 촬상된 화상을 각각 표시 패널(5007), 표시 패널(5008a), 표시 패널(5008b), 및 표시 패널(5009) 중 어느 하나 또는 복수에 출력할 수 있다. 이 표시부(5001), 표시 패널(5008a), 표시 패널(5008b), 및 표시 패널(5009)을 사용하여 주로 차량의 운전을 지원한다. 카메라(5005)에 의하여 차량의 주위의 상황을 폭넓은 화각으로 촬영하고, 그 화상을 표시 패널(5007), 표시 패널(5008a), 표시 패널(5008b), 및 표시 패널(5009)에 표시함으로써, 운전자가 사각 영역을 시인할 수 있게 되어 사고의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 표시 시스템을 사용함으로써, 표시 패널(5007a), 표시 패널(5007b), 표시 패널(5007c), 및 표시 패널(5007d)의 이음매에서의 영상의 불연속성을 보정할 수 있다. 이로써, 이음매가 눈에 띄지 않는 영상을 표시할 수 있게 되어, 운전 시에서의 표시부(5001)의 시인성을 향상시킬 수 있다.
또한, 자동차의 루프 위 등에 거리 화상 센서를 제공하고, 거리 화상 센서에 의하여 얻어진 화상을 표시부(5001)에 표시하여도 좋다. 거리 화상 센서로서는, 이미지 센서나 라이더(LIDAR: Light Detection and Ranging) 등을 사용할 수 있다. 이미지 센서에 의하여 얻어진 화상과, 거리 화상 센서에 의하여 얻어진 화상을 표시부(5001)에 표시함으로써, 더 많은 정보를 운전자에게 제공하여 운전을 지원할 수 있다.
또한, 표시부(5001)는 지도 정보, 교통 정보, 텔레비전 영상, DVD 영상 등을 표시하는 기능을 가져도 좋다. 예를 들어, 표시 패널(5007a), 표시 패널(5007b), 표시 패널(5007c), 및 표시 패널(5007d)을 하나의 표시 화면으로서 사용하여 지도 정보를 크게 표시할 수 있다. 또한, 표시 패널(5007)의 개수는 표시되는 영상에 따라 늘릴 수 있다.
또한, 표시 패널(5007a), 표시 패널(5007b), 표시 패널(5007c), 및 표시 패널(5007d)에 표시되는 영상은 운선자의 취향에 따라 자유로이 설정할 수 있다. 예를 들어, 텔레비전 영상, DVD 영상을 왼쪽 표시 패널(5007d)에 표시하고, 지도 정보를 중앙부의 표시 패널(5007b)에 표시하고, 계기류를 오른쪽 표시 패널(5007c)에 표시하고, 오디오류를 시프트 레버 근방(또는 운전석과 조수석 사이)의 표시 패널(5007a)에 표시할 수 있다. 또한, 복수의 표시 패널(5007)을 조합함으로써, 표시부(5001)에 페일 세이프 기능을 부가할 수 있다. 예를 들어, 어느 표시 패널(5007)이 어떤 원인으로 고장되더라도 표시 영역을 변경하여 다른 표시 패널(5007)을 사용하여 표시를 수행할 수 있다.
또한, 앞유리(5004)는 표시 패널(5004a)을 갖는다. 표시 패널(5004a)은 가시광을 투과시키는 기능을 갖는다. 운전자는 표시 패널(5004a)을 통하여 배경을 시인할 수 있다. 또한, 표시 패널(5004a)은 운전자에 대하여 주의를 환기시키는 표시 등을 수행하는 기능을 갖는다. 또한, 도 15의 (B)에는 앞유리(5004)에 표시 패널(5004a)을 제공하는 구성에 대하여 예시하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 앞유리(5004)를 표시 패널(5004a)로 치환하여도 좋다.
또한, 본 실시형태는 본 명세서에서 나타낸 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(본 명세서 등의 기재에 관한 부기)
상술한 실시형태에서의 각 구성의 설명에 대하여 이하에 부기한다.
<실시형태에서 설명한 본 발명의 일 형태에 관한 부기>
각 실시형태에 나타내어지는 구성은 다른 실시형태에 나타내어지는 구성과 적절히 조합하여 본 발명의 일 형태로 할 수 있다. 또한, 하나의 실시형태 중에 복수의 구성예가 나타내어지는 경우에는, 구성예를 서로 적절히 조합할 수 있다.
또한, 어떤 하나의 실시형태에서 설명하는 내용(일부의 내용이어도 좋음)은 그 실시형태에서 설명하는 다른 내용(일부의 내용이어도 좋음), 및 하나 또는 복수의 다른 실시형태에서 설명하는 내용(일부의 내용이어도 좋음) 중 적어도 하나의 내용에 대하여 적용, 조합, 또는 치환 등을 수행할 수 있다.
또한, 실시형태에서 설명하는 내용이란 각각의 실시형태에서 다양한 도면을 사용하여 설명하는 내용, 또는 명세서에 기재되는 문장을 사용하여 설명하는 내용을 가리킨다.
또한, 어떤 하나의 실시형태에서 설명하는 도면(일부이어도 좋음)은 그 도면의 다른 부분, 그 실시형태에서 설명하는 다른 도면(일부이어도 좋음), 및 하나 또는 복수의 다른 실시형태에서 설명하는 도면(일부이어도 좋음) 중 적어도 하나의 도면과 조합함으로써 더 많은 도면을 구성할 수 있다.
<서수사에 관한 부기>
본 명세서 등에서 "제 1", "제 2", 및 "제 3"이란 서수사는 구성 요소의 혼동을 피하기 위하여 붙인 것이다. 따라서, 구성 요소의 개수를 한정하는 것은 아니다. 또한, 구성 요소의 순서를 한정하는 것은 아니다. 또한, 예를 들어, 본 명세서 등의 실시형태 중 하나에서 "제 1"로 언급된 구성 요소가 다른 실시형태 또는 청구범위에서 "제 2"로 언급된 구성 요소가 될 수도 있다. 또한, 예를 들어, 본 명세서 등의 실시형태 중 하나에서 "제 1"로 언급된 구성 요소가 다른 실시형태 또는 청구범위에서 생략될 수도 있다.
<도면을 설명하는 기재에 관한 부기>
실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 다만 실시형태는 상이한 많은 형태로 실시할 수 있고, 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 실시형태의 발명의 구성에서 동일한 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면 사이에서 공통적으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다.
또한, 본 명세서 등에서 "위에", "아래에" 등의 배치를 나타내는 어구는 구성끼리의 위치 관계를 도면을 참조하여 설명하기 위하여 편의상 사용하고 있다. 구성끼리의 위치 관계는 각 구성을 묘사하는 방향에 따라 적절히 변화된다. 그러므로, 배치를 나타내는 어구는 명세서에서 설명한 기재에 한정되지 않고, 상황에 따라 적절히 환언할 수 있다.
또한, "위"나 "아래"라는 용어는 구성 요소의 위치 관계가 바로 위 또는 바로 아래이며, 직접 접촉된 것을 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, "절연층(X) 위의 전극 (Y)"이라는 표현이면, 절연층(X) 위에 전극(Y)이 직접 접촉되어 형성될 필요는 없고, 절연층(X)과 전극(Y) 사이에 다른 구성 요소를 포함하는 것을 제외하지 않는다.
또한, 도면에서, 크기, 층의 두께, 또는 영역은 설명의 편의상 임의의 크기로 도시된 것이다. 따라서, 반드시 그 스케일에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면은 명확성을 기하기 위하여 모식적으로 도시된 것이고, 도면에 도시된 형상 또는 값 등에 한정되지 않는다. 예를 들어, 노이즈로 인한 신호, 전압, 또는 전류의 편차, 혹은 타이밍의 어긋남으로 인한 신호, 전압, 또는 전류의 편차 등을 포함할 수 있다.
또한, 도면 중 사시도 등에서 도면의 명확성을 기하기 위하여 일부의 구성 요소의 기재를 생략하는 경우가 있다.
또한, 도면에서 동일한 요소 또는 같은 기능을 갖는 요소, 동일한 재질의 요소, 혹은 동시에 형성되는 요소 등에는 동일한 부호를 붙이는 경우가 있고, 그 반복 설명을 생략하는 경우가 있다.
<환언할 수 있는 기재에 관한 부기>
본 명세서 등에서 트랜지스터의 접속 관계를 설명할 때, "소스 및 드레인 중 한쪽"(또는 제 1 전극 혹은 제 1 단자), "소스 및 드레인 중 다른 쪽"(또는 제 2 전극 혹은 제 2 단자)라고 표기하였다. 이는 트랜지스터의 소스와 드레인은 트랜지스터의 구조 또는 동작 조건 등에 따라 바뀌기 때문이다. 또한, 트랜지스터의 소스와 드레인의 호칭에 대해서는, 소스(드레인) 단자나 소스(드레인) 전극 등, 상황에 따라 적절히 환언할 수 있다. 또한, 본 명세서 등에서는, 게이트 이외의 2개의 단자를 제 1 단자, 제 2 단자라고 부르는 경우나, 제 3 단자, 제 4 단자라고 부르는 경우가 있다. 또한, 본 명세서 등에 기재되는 트랜지스터가 2개 이상의 게이트를 가질 때(이 구성을 듀얼 게이트 구조라고 하는 경우가 있음), 이들 게이트를 제 1 게이트, 제 2 게이트라고 부르는 경우나, 프런트 게이트, 백 게이트라고 부르는 경우가 있다. 특히, "프런트 게이트"라는 어구는 단순히 "게이트"라는 어구로 서로 환언할 수 있다. 또한, "백 게이트"라는 어구는 단순히 "게이트"라는 어구로 서로 환언할 수 있다. 또한, 보텀 게이트란 트랜지스터의 제작 시에 채널 형성 영역보다 먼저 형성되는 단자를 가리키고, "톱 게이트"란 트랜지스터의 제작 시에 채널 형성 영역보다 나중에 형성되는 단자를 가리킨다.
트랜지스터는 게이트, 소스, 및 드레인이라고 불리는 3개의 단자를 갖는다. 게이트는 트랜지스터의 도통 상태를 제어하는 제어 단자로서 기능하는 단자이다. 소스 또는 드레인으로서 기능하는 2개의 입출력 단자는 트랜지스터의 형태 및 각 단자에 공급되는 전위의 고저(高低)에 따라 한쪽이 소스가 되고 다른 쪽이 드레인이 된다. 그러므로, 본 명세서 등에서는, 소스나 드레인이라는 용어는 서로 바꾸어 사용할 수 있는 것으로 한다.
또한, 본 명세서 등에서 "전극"이나 "배선"이라는 용어는 이들 구성 요소를 기능적으로 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, "전극"은 "배선"의 일부로서 사용되는 경우가 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 또한, "전극"이나 "배선"이라는 용어는 복수의 "전극"이나 "배선"이 일체로 형성되는 경우 등도 포함한다.
또한, 본 명세서 등에서 전압과 전위는 적절히 환언할 수 있다. 전압은 기준이 되는 전위와의 전위차를 가리키고, 예를 들어, 기준이 되는 전위를 그라운드 전위(접지 전위)로 하면, 전압을 전위로 환언할 수 있다. 그라운드 전위는 반드시 0V를 의미한다고 한정되는 것은 아니다. 또한, 전위는 상대적인 것이고, 기준이 되는 전위에 따라서는 배선 등에 공급하는 전위를 변화시키는 경우가 있다.
또한, 본 명세서 등에서 "막", "층" 등의 어구는 경우 또는 상황에 따라서 서로 교체할 수 있다. 예를 들어, "도전층"이라는 용어를 "도전막"이라는 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다. 또는, 예를 들어, "절연막"이라는 용어를 "절연층"이라는 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다. 또는, 경우 또는 상황에 따라서 "막", "층" 등의 어구를 사용하지 않고, 다른 용어로 교체할 수 있다. 예를 들어, "도전층" 또는 "도전막"이라는 용어를 "도전체"라는 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다. 또는, 예를 들어, "절연층", "절연막"이라는 용어를 "절연체"라는 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다.
또한, 본 명세서 등에서 "배선", "신호선", "전원선" 등의 용어는 경우 또는 상황에 따라 서로 교체할 수 있다. 예를 들어, "배선"이라는 용어를 "신호선"이라는 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다. 또한, 예를 들어, "배선"이라는 용어를 "전원선" 등의 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다. 또한, 그 반대도 마찬가지로 "신호선", "전원선" 등의 용어를 "배선"이라는 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다. "전원선" 등의 용어는 "신호선" 등의 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다. 또한, 그 반대도 마찬가지로 "신호선" 등의 용어는 "전원선" 등의 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다. 또한, 배선에 인가되는 "전위"라는 용어를 경우 또는 상황에 따라 "신호" 등이라는 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다. 또한, 그 반대도 마찬가지로 "신호" 등의 용어는 "전위"라는 용어로 변경할 수 있는 경우가 있다.
<어구의 정의에 관한 부기>
이하에서는 상기 실시형태 중에서 언급한 어구의 정의에 대하여 설명한다.
≪반도체의 불순물에 대하여≫
반도체의 불순물이란, 예를 들어, 반도체층을 구성하는 주성분 이외를 가리킨다. 예를 들어, 농도가 0.1atomic% 미만인 원소는 불순물이다. 불순물이 포함됨으로써, 예를 들어, 반도체에 DOS(Density of States)가 형성되거나, 캐리어 이동도가 저하되거나, 결정성이 저하되는 것 등이 일어나는 경우가 있다. 반도체가 산화물 반도체인 경우, 반도체의 특성을 변화시키는 불순물로서는, 예를 들어, 1족 원소, 2족 원소, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 주성분 이외의 전이 금속 등이 있고, 특히, 예를 들어, 수소(물에도 포함됨), 리튬, 소듐, 실리콘, 붕소, 인, 탄소, 질소 등이 있다. 산화물 반도체의 경우, 예를 들어, 수소 등의 불순물의 혼입에 의하여 산소 결손이 형성되는 경우가 있다. 또한, 반도체가 실리콘층인 경우, 반도체의 특성을 변화시키는 불순물로서는, 예를 들어, 산소, 수소를 제외한 1족 원소, 2족 원소, 13족 원소, 15족 원소 등이 있다.
≪트랜지스터에 대하여≫
본 명세서에서, 트랜지스터란 게이트와, 드레인과, 소스를 포함하는 적어도 3개의 단자를 갖는 소자이다. 그리고, 드레인(드레인 단자, 드레인 영역, 또는 드레인 전극)과 소스(소스 단자, 소스 영역, 또는 소스 전극) 사이에 채널 형성 영역을 갖는다. 게이트와 소스 사이에 문턱 전압을 넘는 전압을 공급함으로써 채널 형성 영역에 채널이 형성되고, 소스와 드레인 사이에 전류를 흘릴 수 있다.
또한, 소스나 드레인의 기능은 상이한 극성의 트랜지스터를 채용하는 경우나 회로 동작에서 전류의 방향이 변화되는 경우 등에는 바뀌는 경우가 있다. 그러므로, 본 명세서 등에서는, 소스나 드레인이라는 용어는 서로 바꾸어 사용할 수 있는 것으로 한다.
≪스위치에 대하여≫
본 명세서 등에서 스위치란 도통 상태(온 상태) 또는 비도통 상태(오프 상태)가 되어 전류를 흘릴지 여부를 제어하는 기능을 갖는 것을 가리킨다. 또는, 스위치란 전류를 흘리는 경로를 선택하는 기능을 갖는 것을 가리킨다.
일례로서는, 전기적 스위치 또는 기계적 스위치 등을 사용할 수 있다. 즉, 스위치는 전류를 제어할 수 있는 것이면 좋고, 특정한 것에 한정되지 않는다.
전기적 스위치의 일례로서는, 트랜지스터(예를 들어, 바이폴러 트랜지스터, MOS 트랜지스터 등), 다이오드(예를 들어, PN 다이오드, PIN 다이오드, 쇼트키 다이오드, MIM(Metal Insulator Metal) 다이오드, MIS(Metal Insulator Semiconductor) 다이오드, 다이오드 접속의 트랜지스터 등), 또는 이들을 조합한 논리 회로 등이 있다.
또한, 스위치로서 트랜지스터를 사용하는 경우, 트랜지스터의 "도통 상태"란 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극이 전기적으로 단락되어 있다고 간주할 수 있는 상태를 가리킨다. 또한, 트랜지스터의 "비도통 상태"란 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극이 전기적으로 차단되어 있다고 간주할 수 있는 상태를 가리킨다. 또한, 트랜지스터를 단순히 스위치로서 동작시키는 경우에는 트랜지스터의 극성(도전형)은 특별히 한정되지 않는다.
기계적 스위치의 일례로서는 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD)와 같이, MEMS(마이크로·일렉트로·메카니컬·시스템) 기술을 사용한 스위치가 있다. 이 스위치는 기계적으로 움직일 수 있는 전극을 갖고, 그 전극이 움직임으로써 도통과 비도통을 제어하여 동작한다.
≪접속에 대하여≫
본 명세서 등에서 X와 Y가 접속된다고 기재되는 경우에는 X와 Y가 전기적으로 접속되는 경우와, X와 Y가 기능적으로 접속되는 경우와, X와 Y가 직접 접속되는 경우를 포함하는 것으로 한다. 따라서, 소정의 접속 관계, 예를 들어, 도면 또는 문장에 나타내어진 접속 관계에 한정되지 않고, 도면 또는 문장에 나타내어진 접속 관계 이외의 것도 포함하는 것으로 한다.
여기서 사용하는 X, Y 등은 대상물(예를 들어, 장치, 소자, 회로, 배선, 전극, 단자, 도전막, 층 등)인 것으로 한다.
X와 Y가 전기적으로 접속되는 경우의 일례로서는, X와 Y의 전기적인 접속을 가능하게 하는 소자(예를 들어, 스위치, 트랜지스터, 용량 소자, 인덕터, 저항 소자, 다이오드, 표시 소자, 발광 소자, 부하 등)가 X와 Y 사이에 하나 이상 접속될 수 있다. 또한, 스위치는 온/오프가 제어되는 기능을 갖는다. 즉, 스위치는 도통 상태(온 상태) 또는 비도통 상태(오프 상태)가 되어 전류를 흘릴지 여부를 제어하는 기능을 갖는다.
X와 Y가 기능적으로 접속되는 경우의 일례로서는, X와 Y의 기능적인 접속을 가능하게 하는 회로(예를 들어, 논리 회로(인버터, NAND 회로, NOR 회로 등), 신호 변환 회로(DA 변환 회로, AD 변환 회로, 감마 보정 회로 등), 전위 레벨 변환 회로(전원 회로(승압 회로, 강압 회로 등), 신호의 전위 레벨을 변화시키는 레벨 시프터 회로 등), 전압원, 전류원, 전환 회로, 증폭 회로(신호 진폭 또는 전류량 등을 크게 할 수 있는 회로, 연산 증폭기, 차동 증폭 회로, 소스 폴로어 회로, 버퍼 회로 등), 신호 생성 회로, 기억 회로, 제어 회로 등)가 X와 Y 사이에 하나 이상 접속될 수 있다. 또한, 일례로서 X와 Y 사이에 다른 회로를 끼워도 X로부터 출력된 신호가 Y로 전달되는 경우에는 X와 Y는 기능적으로 접속되는 것으로 한다.
또한, X와 Y가 전기적으로 접속된다고 명시적으로 기재하는 경우에는, X와 Y가 전기적으로 접속되는 경우(즉, X와 Y 사이에 다른 소자 또는 다른 회로를 끼워 접속되는 경우)와, X와 Y가 기능적으로 접속되는 경우(즉, X와 Y 사이에 다른 회로를 끼워 기능적으로 접속되는 경우)와, X와 Y가 직접 접속되는 경우(즉, X와 Y 사이에 다른 소자 또는 다른 회로를 끼우지 않고 접속되는 경우)를 포함하는 것으로 한다. 즉, 전기적으로 접속된다고 명시적으로 기재하는 경우에는, 단순히 접속된다고만 명시적으로 기재되는 경우와 같은 것으로 한다.
또한, 예를 들어, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)가 Z1을 통하여(또는 통하지 않고) X와 전기적으로 접속되고, 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)이 Z2를 통하여(또는 통하지 않고) Y와 전기적으로 접속되는 경우나, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)가 Z1의 일부와 직접 접속되고, Z1의 다른 일부가 X와 직접 접속되고, 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)이 Z2의 일부와 직접 접속되고, Z2의 다른 일부가 Y와 직접 접속되는 경우에는 이하와 같이 표현할 수 있다.
예를 들어, "X와, Y와, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)와, 드레인(또는 제 2 단자 등)은 서로 전기적으로 접속되고, X, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등), 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등), Y의 순서로 전기적으로 접속된다"라고 표현할 수 있다. 또는, "트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)는 X와 전기적으로 접속되고, 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)은 Y와 전기적으로 접속되고, X, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등), 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등), Y는 이 순서대로 전기적으로 접속된다"라고 표현할 수 있다. 또는, "X는 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)와 드레인(또는 제 2 단자 등)을 통하여 Y와 전기적으로 접속되고, X, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등), 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등), Y는 이 접속 순서로 제공된다"라고 표현할 수 있다. 이들 예와 같은 표현 방법을 사용하여 회로 구성에서의 접속 순서에 대하여 규정함으로써 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)와 드레인(또는 제 2 단자 등)을 구별하여 기술적 범위를 결정할 수 있다. 또한, 이들 표현 방법은 일례이고, 이들 표현 방법에 한정되지 않는다. 여기서, X, Y, Z1, Z2는 대상물(예를 들어, 장치, 소자, 회로, 배선, 전극, 단자, 도전막, 층 등)인 것으로 한다.
또한, 회로도상에서는 독립되어 있는 구성 요소끼리가 전기적으로 접속되는 것처럼 도시된 경우라도, 하나의 구성 요소가 복수의 구성 요소의 기능을 겸비하는 경우도 있다. 예를 들어, 배선의 일부가 전극으로서도 기능하는 경우에는, 하나의 도전막이 배선의 기능 및 전극의 기능 양쪽의 구성 요소의 기능을 겸비한다. 따라서, 본 명세서에서의 전기적으로 접속이란 이러한 하나의 도전막이 복수의 구성 요소의 기능을 겸비하는 경우도 그 범주에 포함한다.
≪평행, 수직에 대하여≫
본 명세서에서 "평행"이란 2개의 직선이 -10° 이상 10° 이하의 각도로 배치된 상태를 가리킨다. 따라서, -5° 이상 5° 이하의 경우도 포함된다. 또한, "실질적으로 평행"이란 2개의 직선이 -30° 이상 30° 이하의 각도로 배치된 상태를 가리킨다. 또한, "수직"이란 2개의 직선이 80° 이상 100° 이하의 각도로 배치된 상태를 가리킨다. 따라서, 85° 이상 95° 이하의 경우도 포함된다. 또한, "실질적으로 수직"이란 2개의 직선이 60° 이상 120° 이하의 각도로 배치된 상태를 가리킨다.
Bsw: 스위치, Bsw2: 스위치, C1: 용량 소자, C2: 용량 소자, C3: 용량 소자, C4: 용량 소자, C5: 용량 소자, C6: 용량 소자, C7: 용량 소자, FN1: 노드, FN2: 노드, FN3: 노드, FN4: 노드, OP1: 연산 증폭기, OP2: 연산 증폭기, R1: 저항 소자, 10: 화소 영역, 11: 회로, 12: 회로, 13: 회로, 14: 회로, 15: 아날로그 디지털 변환 회로, 16: 스위치 모듈, 17: 뉴럴 네트워크, 17a: GPU, 17b: 기억 장치, 17c: 센서, 18: 프로세서, 19: 통신 모듈, 21: 트랜지스터, 22: 트랜지스터, 23: 트랜지스터, 24: 트랜지스터, 25: 트랜지스터, 26: 트랜지스터, 27: 트랜지스터, 31: 트랜지스터, 32: 트랜지스터, 33: 트랜지스터, 34: 트랜지스터, 35: 트랜지스터, 36: 트랜지스터, 37: 트랜지스터, 38: 트랜지스터, 39: 트랜지스터, 41: 트랜지스터, 42: 트랜지스터, 50: 광전 변환 소자, 100: 촬상 장치, 231: 도전층, 232: 도전층, 233: 도전층, 234: 도전층, 235: 백 게이트, 236: 영역, 237: 도전층, 240: 실리콘 기판, 241: 절연층, 242: 절연층, 243: 절연층, 245: 반도체층, 246: 절연층, 251: 절연층, 252: 절연층, 253: 절연층, 280: 절연층, 281: 차광층, 282: 유기 수지층, 283: 컬러 필터, 283a: 컬러 필터, 283b: 컬러 필터, 283c: 컬러 필터, 284: 마이크로렌즈 어레이, 285: 광학 변환층, 286: 절연층, 410: 패키지 기판, 411: 패키지 기판, 420: 커버 유리, 421: 렌즈 커버, 430: 접착제, 435: 렌즈, 440: 범프, 441: 랜드, 450: 이미지 센서 칩, 451: 이미지 센서 칩, 460: 전극 패드, 461: 전극 패드, 470: 와이어, 471: 와이어, 490: IC 칩, 911: 하우징, 912: 표시부, 919: 카메라, 932: 표시부, 933: 하우징 겸 리스트 밴드, 939: 카메라, 951: 지지대, 952: 카메라 유닛, 953: 보호 커버, 961: 하우징, 963: 마이크로폰, 965: 렌즈, 967: 발광부, 971: 하우징, 972: 하우징, 973: 표시부, 974: 조작 키, 975: 렌즈, 976: 접속부, 981: 하우징, 982: 표시부, 983: 조작 버튼, 984: 외부 접속 포트, 985: 스피커, 986: 마이크로폰, 987: 카메라, 5000: 차량, 5001: 표시부, 5002: 대시보드, 5003: 핸들, 5004: 앞유리, 5004a: 표시 패널, 5005: 카메라, 5005a: 카메라, 5005b: 카메라, 5005c: 카메라, 5005d: 카메라, 5005e: 카메라, 5005f: 카메라, 5006: 송풍구, 5007: 표시 패널, 5007a: 표시 패널, 5007b: 표시 패널, 5007c: 표시 패널, 5007d: 표시 패널, 5008a: 표시 패널, 5008b: 표시 패널, 5008c: 영상, 5009: 표시 패널
Claims (13)
- 뉴럴 네트워크 인터페이스를 갖는 촬상 장치로서,
상기 촬상 장치는 화소 영역과, 제 1 회로와, 제 2 회로와, 제 3 회로와, 제 4 회로와, 제 1 신호선(Wx)을 갖고,
상기 화소 영역은 복수의 화소를 갖고,
상기 화소는 제 1 트랜지스터를 갖고,
상기 제 4 회로는 상기 뉴럴 네트워크 인터페이스를 갖고,
상기 화소는 상기 제 1 신호선(Wx)을 통하여 상기 제 3 회로와 전기적으로 접속되고,
상기 제 3 회로는 상기 제 4 회로와 전기적으로 접속되고,
상기 제 1 회로는 상기 화소에 주사 신호를 공급하는 기능을 갖고,
상기 제 2 회로는 상기 주사 신호에 의하여 선택되는 상기 화소에 가중 전위를 공급하는 기능을 갖고,
상기 화소는 광으로부터 광전 변환함으로써 제 1 신호를 취득하는 기능을 갖고,
상기 화소는 상기 제 1 트랜지스터에 의하여 상기 제 1 신호와 상기 가중 전위를 승산하는 기능을 갖고,
상기 제 1 트랜지스터는 상기 제 1 신호와 상기 가중 전위의 승산항과, 제 1 오프셋항과, 제 2 오프셋항을 생성하는 기능을 갖고,
상기 제 3 회로는 상기 제 1 오프셋항을 감산하는 기능을 갖고,
상기 제 4 회로는 상기 제 2 오프셋항을 감산하는 기능을 갖고,
상기 제 4 회로는 상기 승산항을 판정하는 기능을 갖고,
상기 제 4 회로는 상기 뉴럴 네트워크 인터페이스를 통하여 판정 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는, 촬상 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 회로는 상기 주사 신호에 의하여 선택되는 상기 화소에 더 오프셋 전위를 공급하는 기능을 갖고,
상기 화소는 상기 제 1 신호에 상기 오프셋 전위를 가함으로써 제 2 신호를 생성하는 기능을 갖고,
상기 화소는 상기 오프셋 전위에 상기 가중 전위를 가함으로써 제 3 신호를 생성하는 기능을 갖고,
상기 화소는 상기 제 1 신호에 상기 오프셋 전위와 상기 가중 전위를 가함으로써 제 4 신호를 생성하는 기능을 갖고,
상기 제 1 트랜지스터는 상기 제 2 신호를 임의의 배율로 승산하여 제 5 신호를 생성하는 기능을 갖고,
상기 제 1 트랜지스터는 상기 제 3 신호를 임의의 배율로 승산하여 제 6 신호를 생성하는 기능을 갖고,
상기 제 1 트랜지스터는 상기 제 4 신호를 임의의 배율로 승산하여 제 7 신호를 생성하는 기능을 갖고,
상기 제 3 회로는 상기 제 2 신호를 기억하는 기능을 갖고,
상기 제 3 회로는 상기 제 7 신호와 상기 제 5 신호를 연산함으로써 제 8 신호를 생성하는 기능을 갖고,
상기 제 4 회로는 상기 제 8 신호를 기억하는 기능을 갖고,
상기 제 4 회로는 상기 제 8 신호와 상기 제 6 신호를 연산함으로써 제 9 신호를 생성하는 기능을 갖고,
상기 제 9 신호에는 상기 제 1 신호와 상기 가중 전위의 승산항이 출력되고,
상기 제 4 회로는 상기 제 9 신호를 판정하는 기능을 갖고,
상기 제 4 회로는 상기 뉴럴 네트워크 인터페이스를 통하여 판정 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는, 촬상 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 촬상 장치는 아날로그 디지털 변환 회로와, 신호선(Pio)과, 배선(VRS)을 더 갖고,
상기 화소는 상기 신호선(Pio)을 통하여 상기 제 1 데이터를 상기 아날로그 디지털 변환 회로에 출력하는 기능을 갖고,
상기 화소에는 상기 신호선(Pio)을 통하여 상기 배선(VRS)에 공급되는 제 1 전위가 입력되는 기능을 갖고,
상기 화소는 상기 신호선(Pio)을 통하여 상기 배선(VRS)에 공급되는 제 1 전위가 입력될 때, 뉴럴 네트워크의 뉴런으로서 기능하는 것을 특징으로 하는, 촬상 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 촬상 장치는 배선(VPD), 배선(VDM), 신호선(G1), 신호선(G2), 신호선(G3), 신호선(Tx), 신호선(Res), 신호선(S1), 및 신호선(S2)을 더 갖고,
상기 화소는 광전 변환 소자, 제 2 트랜지스터, 제 3 트랜지스터, 제 4 트랜지스터, 제 5 트랜지스터, 제 6 트랜지스터, 제 7 트랜지스터, 제 1 용량 소자, 제 2 용량 소자, 및 제 3 용량 소자를 갖고,
상기 제 1 회로는 상기 신호선(G1)을 통하여 화소와 전기적으로 접속되고,
상기 제 1 회로는 상기 신호선(G2)을 통하여 화소와 전기적으로 접속되고,
상기 제 1 회로는 상기 신호선(G3)을 통하여 화소와 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 회로는 상기 신호선(S1)을 통하여 화소와 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 회로는 상기 신호선(S2)을 통하여 화소와 전기적으로 접속되고,
상기 광전 변환 소자의 전극 중 한쪽은 상기 배선(VPD)과 전기적으로 접속되고,
상기 광전 변환 소자의 전극 중 다른 쪽은 상기 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(Tx)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 제 3 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 상기 제 4 트랜지스터의 게이트와, 상기 제 1 용량 소자의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 제 3 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 배선(VRS)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 3 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(Res)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽은 상기 배선(VDM)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 제 5 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 상기 제 2 용량 소자의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 제 5 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 배선(Pio)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 5 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(G3)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 용량 소자의 다른 쪽의 전극은 상기 제 1 트랜지스터의 게이트와, 상기 제 6 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 상기 제 3 용량 소자의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽은 상기 제 1 신호선(Wx)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 6 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 신호선(S1)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 6 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(G1)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 3 용량 소자의 다른 쪽의 전극은 상기 제 7 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되고,
상기 제 7 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 신호선(S2)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 7 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(G2)과 전기적으로 접속됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 촬상 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 촬상 장치는 신호선(Csw), 신호선(Cswb), 신호선(Eabs), 신호선(Osp), 신호선(Ewx), 신호선(Mac), 및 배선(VIV)을 더 갖고,
상기 제 3 회로는 커런트 미러 회로와, 기억 회로와, 출력 회로를 갖고,
상기 커런트 미러 회로는 제 8 트랜지스터, 제 9 트랜지스터, 제 10 트랜지스터, 제 11 트랜지스터, 및 제 12 트랜지스터를 갖고,
상기 기억 회로는 제 13 트랜지스터, 제 14 트랜지스터, 제 15 트랜지스터, 및 제 4 용량 소자를 갖고,
상기 출력 회로는 제 16 트랜지스터 및 저항 소자(R1)를 갖고,
상기 배선(VDM)은 상기 제 8 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 상기 제 9 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 제 8 트랜지스터의 게이트는 상기 제 9 트랜지스터의 게이트와, 상기 제 10 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 상기 제 11 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 제 8 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 제 10 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 상기 제 12 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 제 10 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(Cswb)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 11 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(Csw)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 12 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(Eabs)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 12 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 제 1 신호선(Wx)과, 상기 제 15 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 제 9 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 제 11 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 상기 제 13 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 상기 제 14 트랜지스터의 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 제 14 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(Osp)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 14 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 제 15 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과, 상기 제 4 용량 소자의 전극 중 한쪽과, 상기 제 13 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되고,
상기 제 15 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(Res)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 16 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 저항 소자(R1)의 전극 중 한쪽과, 상기 신호선(Mac)에 전기적으로 접속되고,
상기 제 16 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(Ewx)과 전기적으로 접속되고,
상기 저항 소자(R1)의 전극 중 다른 쪽은 상기 배선(VIV)과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는, 촬상 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 촬상 장치는 신호선(Sh), 신호선(CL), 신호선(Out), 배선(VCDS), 및 배선(JD)을 더 갖고,
상기 제 4 회로는 CDS 회로와 판정 회로를 갖고,
상기 CDS 회로는 제 5 용량 소자, 제 6 용량 소자, 연산 증폭기(OP1), 및 제 17 트랜지스터를 갖고,
상기 판정 회로는 제 7 용량 소자, 연산 증폭기(OP2), 및 제 18 트랜지스터를 갖고,
상기 신호선(Mac)은 상기 제 5 용량 소자의 전극 중 한쪽과 전기적으로 접속되고,
상기 연산 증폭기(OP1)의 제 1 입력 단자는 상기 제 5 용량 소자의 전극 중 다른 쪽과, 상기 제 6 용량 소자의 전극 중 한쪽과, 상기 제 17 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 제 17 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(CL)과 전기적으로 접속되고,
상기 연산 증폭기(OP1)의 제 2 입력 단자는 상기 배선(VCDS)과 전기적으로 접속되고,
상기 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자는 상기 제 6 용량 소자의 전극 중 다른 쪽과, 상기 제 17 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 상기 제 18 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 제 18 트랜지스터의 게이트는 상기 신호선(Sh)과 전기적으로 접속되고,
상기 제 18 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 상기 연산 증폭기(OP2)의 제 1 입력 단자와, 상기 제 7 용량 소자의 전극 중 한쪽에 전기적으로 접속되고,
상기 연산 증폭기(OP2)의 제 2 입력 단자는 상기 배선(JD)과 전기적으로 접속되고,
상기 연산 증폭기(OP2)의 출력 단자는 상기 신호선(Out)과 전기적으로 접속되고,
상기 신호선(Out)은 상기 뉴럴 네트워크와 접속되는 것을 특징으로 하는, 촬상 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 촬상 장치는 상기 제 2 신호선(Wx)과, 신호선(Bsel1)과, 스위치(Bsw)를 더 갖고,
상기 스위치(Bsw)는 상기 배선(Bsel)에 공급되는 신호에 의하여 상기 제 1 신호선(Wx)과 상기 제 2 신호선(Wx)을 전기적으로 접속하는 기능을 갖고,
상기 제 3 회로에는 상기 제 1 신호선(Wx)과 접속되는 복수의 상기 화소와, 상기 제 2 신호선(Wx)과 접속되는 복수의 상기 화소로부터, 복수의 상기 제 5 신호와, 복수의 상기 제 6 신호와, 복수의 상기 제 7 신호가 공급되는 기능을 갖고,
제 3 회로는 각각의 화소로부터 공급되는 제 5 신호, 제 6 신호, 및 제 7 신호를 가산하고 나서, 제 1 오프셋항을 감산하는 기능을 갖고,
상기 촬상 장치는 상기 스위치(Bsw)에 공급하는 신호에 의하여 복수의 상기 화소의 선택 범위를 선택할 수 있는 기능을 갖고,
상기 촬상 장치는 상기 화소의 선택 범위에 따른 풀링 처리가 수행되는 것을 특징으로 하는, 촬상 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 광전 변환 소자는 셀레늄, 또는 셀레늄을 포함하는 화합물을 갖는, 촬상 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 트랜지스터, 상기 제 2 트랜지스터, 상기 제 4 트랜지스터, 상기 제 6 트랜지스터, 및 상기 제 7 트랜지스터 중 어느 하나 또는 복수가 채널 형성 영역에 금속 산화물을 갖는, 촬상 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 13 트랜지스터는 상기 제 5 트랜지스터의 채널 길이 및 채널 폭과 같은 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 촬상 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 배선(VIV)에 공급되는 제 2 전위는 상기 배선(VDM)에 공급되는 제 3 전위보다 작은 것을 특징으로 하는, 촬상 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 금속 산화물은 In과, Zn과, M(M은 Al, Ti, Ga, Sn, Y, Zr, La, Ce, Nd, 또는 Hf)을 갖는, 촬상 장치. - 전자 기기로서,
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 촬상 장치와, 표시 장치를 갖는, 전자 기기.
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