JPH0362965A - Photo sensor with memory - Google Patents
Photo sensor with memoryInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、同一基板上にフォトセンサと共に書き込み/
消去可能なメモリを設けてなるメモリ機能付フォトセン
サに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a method for writing/writing together with a photosensor on the same substrate.
The present invention relates to a photosensor with a memory function provided with an erasable memory.
[従来の技術]
従来、電子スチルカメラやビデオカメラ装置等では、光
電変換素子としてFETタイプのアモルファスSt(シ
リコン)フォトセンサを使用し、光学系を介して与えら
れる光学的信号をフォトセンサにより電気的な画素信号
に変換してコンデンサに蓄え、駆動回路のセンスアンプ
を使用して読出すように構成している。[Prior Art] Conventionally, in electronic still cameras, video camera devices, etc., FET type amorphous St (silicon) photosensors are used as photoelectric conversion elements, and optical signals given through an optical system are converted into electricity by the photosensors. The pixel signal is converted into a typical pixel signal, stored in a capacitor, and read out using the sense amplifier of the drive circuit.
[発明が解決しようとする課題]
しかし、この種、従来のFETタイプのアモルファスS
iフォトセンサを用いた電子スチルカメラ等は、フォト
センサの各画素の易動度が低いこと、及び順次走査で各
画素信号を取出す駆動回路が低速であること等の理由か
ら高速の連続撮影ができないという問題があった。また
、フォトセンサにより電気的信号に変換した画素信号を
コンデンサに蓄えておき、駆動回路のセンスアンプを用
いて読出すようしているので、撮影時にセンスアンプ以
降の周辺回路や表示装置または記憶装置が必要であった
。[Problem to be solved by the invention] However, this kind of conventional FET type amorphous S
Electronic still cameras and other devices using i-photo sensors cannot perform high-speed continuous shooting due to the low mobility of each pixel of the photosensor and the slow speed of the drive circuit that takes out each pixel signal in sequential scanning. The problem was that I couldn't do it. In addition, the pixel signal converted into an electrical signal by the photo sensor is stored in a capacitor and read out using the sense amplifier of the drive circuit, so when shooting, peripheral circuits after the sense amplifier, display device, or storage device was necessary.
本発明は上記実情に鑑みて成されたもので、高速撮影、
連続撮影が可能で、しかも、撮影時にはセンスアンプや
このセンスアンプ以降の記憶装置が不要なメモリ機能付
フォトセンサを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances.
To provide a photosensor with a memory function that is capable of continuous photographing and does not require a sense amplifier or a storage device after the sense amplifier during photographing.
[課題を解決するための手段]
本発明は、薄膜トランジスタを用いて構成したフォトセ
ンサアレイ及び、メモリ用薄膜トランジスタにより構成
した複数のフレームメモリを設け、上記フォトセンサア
レイから出力される画像情報を上記複数のフレームメモ
リに選択的に記憶するようにしたものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a photosensor array configured using thin film transistors and a plurality of frame memories configured using thin film transistors for memory, and the image information output from the photosensor array is transmitted to the plurality of frames. The data is selectively stored in the frame memory of the frame memory.
[作用]
上記のように構成された上記メモリ機能付フォトセンサ
は、シャッタ操作により撮影が行なわれると、その都度
フレームメモリが順次切換えられ、フォトセンサアレイ
から出力される画像情報が複数のフレームメモリに順次
記憶される。従って、撮影した画像情報の読出しを待た
ずに撮影を続行することができ、高速撮影及び連続撮影
が可能になる。[Function] In the photosensor with a memory function configured as described above, each time a photograph is taken by operating the shutter, the frame memories are sequentially switched, and the image information output from the photosensor array is stored in multiple frame memories. are stored sequentially. Therefore, it is possible to continue photographing without waiting for the readout of the photographed image information, and high-speed photographing and continuous photographing are possible.
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。[Example] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の概念図である。第1図において11は
1フレームに対応する数のフォトセンサがアレイ状に配
置されてなるフォトセンサアレイで、光学系(図示せず
)から光学像が入射光として与えられる。このフォトセ
ンサアレイ11は、入射光(光学像)を電気的な信号、
つまり、画素信号に変換して切換えスイッチ12に出力
する。FIG. 1 is a conceptual diagram of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a photosensor array in which a number of photosensors corresponding to one frame are arranged in an array, and an optical image is provided as incident light from an optical system (not shown). This photosensor array 11 converts incident light (optical image) into an electrical signal.
That is, it is converted into a pixel signal and output to the changeover switch 12.
この切換えスイッチ12は、例えばシャッタ操作が行な
われる毎にフレームメモリ131,132゜・・・、1
3nを順次切換え、フォトセンサアレイ′11から出力
される画素信号を選択したフレームメモリ131,13
□、・・・、13nに出力する。This changeover switch 12 switches the frame memories 131, 132°, 131, 132°, 1
3n sequentially to select the pixel signal output from the photosensor array '11.
Output to □, ..., 13n.
これらのフレームメモリ13+、132.・・・13n
は、切換えスイッチ12により選択されると、フォトセ
ンサアレイ11から送られてくる画素信号を1フレ一ム
分、つまり、写真1枚分の画像情報を記憶する。These frame memories 13+, 132 . ...13n
When selected by the changeover switch 12, stores the pixel signals sent from the photosensor array 11 for one frame, that is, the image information for one photograph.
そして、上記フレームメモリ13、〜13nに記憶され
た画像情報は、撮影終了後の読出しモードにおいて、切
換えスイッチ14により選択されて順次読出し回路15
へ送られる。上記フォトセンサアレイ11から切換えス
イッチ14まで、あるいはフォトセンサアレイ11から
順次読出し回路15までを1つの基板上に例えばFET
型の薄膜トランジスタ(T P T)で構成する。The image information stored in the frame memories 13 to 13n is selected by the changeover switch 14 and sequentially read out by the readout circuit 15 in the readout mode after the photographing is completed.
sent to. From the photosensor array 11 to the changeover switch 14, or from the photosensor array 11 to the sequential readout circuit 15, are arranged on one substrate using, for example, an FET.
It consists of thin film transistors (TPT).
そして、上記順次読出し回路15は、切換えスイッチ1
4により選択されたフレームメモリ13+〜13nの1
つから記憶情報を順次読出して信号増幅回路16へ出力
する。この信号増幅回路16により増幅された画像情報
は、1フレ一ム分の記憶容量を有する画像メモリ17に
送られて表示部18に表示されると共に、例えばフロッ
ピーディスク等の大容量の外部記憶装置19へ送られて
記憶される。The sequential reading circuit 15 has a changeover switch 1.
1 of frame memories 13+ to 13n selected by 4
The stored information is sequentially read out from the beginning and output to the signal amplification circuit 16. The image information amplified by this signal amplification circuit 16 is sent to an image memory 17 having a storage capacity for one frame and displayed on a display unit 18, and is also displayed on a large capacity external storage device such as a floppy disk. 19 and stored.
上記の構成において、撮影モードでシャッタ操作が行な
われると、撮影した光学像がフォトセンサアレイ11に
より電気的画像情報に変換され、切換えスイッチ12に
より選択されたフレームメモリ131〜13nの1つに
記憶される。また、上記シャッタ操作が行なわれる毎に
切換えスイッチ12によりフレームメモリ131〜13
nが順次切換えられ、撮影した画像情報がフレームメモ
リ13.〜13nに順次記憶される。このフレームメモ
リ131〜13nに記憶した画像情報は、シャッタ操作
毎に読出す必要は無く、このため高速撮影、連続撮影が
可能になる。In the above configuration, when a shutter operation is performed in the photographing mode, a photographed optical image is converted into electrical image information by the photosensor array 11 and stored in one of the frame memories 131 to 13n selected by the changeover switch 12. be done. Also, each time the shutter operation is performed, the frame memories 131 to 13 are switched by the changeover switch 12.
n is sequentially switched, and the photographed image information is stored in the frame memory 13. ~13n are sequentially stored. The image information stored in the frame memories 131 to 13n does not need to be read out every time the shutter is operated, thus enabling high-speed photography and continuous photography.
そして、上記フレームメモリ13.〜13nに記憶した
画像情報は、撮影終了後に読出しモードを指定すること
により、切換えスイッチ14によって順次選択され、順
次読出し回路15を介して順次読出される。このフレー
ムメモリ13+〜13nから読出された画像情報は、画
像メモリ17に蓄えられて表示部18に表示される。従
って、フレームメモリ13□〜13n1こl記憶した撮
影画像は、表示部18により確認しながら大容量の外部
記憶装置19に記憶させる事ができる。Then, the frame memory 13. The image information stored in 13n to 13n is sequentially selected by the changeover switch 14 by designating the readout mode after photographing is completed, and sequentially read out via the sequential readout circuit 15. The image information read from the frame memories 13+ to 13n is stored in the image memory 17 and displayed on the display section 18. Therefore, the photographed images stored in the frame memories 13□ to 13n1 can be stored in the large-capacity external storage device 19 while being checked on the display section 18.
第2図は、上記フォトセンサアレイ11からフレームメ
モリ131〜13nまでの回路における画素1セル部分
を取り出して示す撮影時の等価回路である。フォトセン
サアレイ11におけるフォトトランジスタFTには、撮
影時(シャッタ操作時)にドレイン電極り及びゲート電
極Gに所定のパルス信号が印加される。上記フォトトラ
ンジスタFTのソース電極Sは、プルダウン抵抗Raを
介して接地される。FIG. 2 is an equivalent circuit at the time of photographing, showing one pixel cell portion in the circuit from the photosensor array 11 to the frame memories 131 to 13n. A predetermined pulse signal is applied to the drain electrode and gate electrode G of the phototransistor FT in the photosensor array 11 during photographing (shutter operation). The source electrode S of the phototransistor FT is grounded via a pull-down resistor Ra.
そして、シャッタ操作に同期して上記フォトトランジス
タFTのゲート電極G及びドレイン電極りにパルス信号
を印加することにより、ソース電極Sと抵抗Raとの接
続点Aに光量に応じたパルス信号が発生する。このA点
に生じる信号が各フレームメモリ131〜13n内のメ
モリ用薄膜トランジスタMTII、 MT21.−MT
nLのゲート電極に入力される。この薄膜トランジスタ
MTII〜M T nlは、それぞれドレイン電極とソ
ース電極が一括接続されて抵抗R1〜Rnを介して接地
されると共に、切換えスイッチSWI 、SW2 、・
・・SWnを介して端子21に接続される。上記切換え
スイッチSWI 、SW2 、・・・SWnの一端、つ
まり、端子21に対する共通接続点Bには1、上記A点
に発生する信号に同期した反転電位のパルス信号が印加
される。Then, by applying a pulse signal to the gate electrode G and drain electrode of the phototransistor FT in synchronization with the shutter operation, a pulse signal corresponding to the amount of light is generated at the connection point A between the source electrode S and the resistor Ra. . A signal generated at this point A is transmitted to memory thin film transistors MTII, MT21 . -MT
It is input to the gate electrode of nL. The thin film transistors MTII to MTnl have drain electrodes and source electrodes connected together and are grounded via resistors R1 to Rn, and are connected to changeover switches SWI, SW2, .
...Connected to terminal 21 via SWn. A pulse signal of an inverted potential synchronized with the signal generated at the point A is applied to one end of the changeover switches SWI, SW2, .
上記第2図に示す構成において、シャッタ操作を行なう
と、このシャッタ操作に同期して上記フォトトランジス
タFTのゲート電極G及びドレイン電極りにパルス信号
が印加され、ソース電極Sと抵抗Raとの接続点Aに光
量に応じたパルス信号が発生する。一方、切換えスイッ
チSWt〜SWnの共通接続点Bには、上記A点に発生
した信号に同期して反転電位のパルス信号が印加される
。従って、今、切換えスイッチSWIによりフレームメ
モリ13.のメモリ用薄膜トランジスタMTIIが選択
されているとすれば、この薄膜トランジスタMTIIの
ゲートとソース・ドレイン間に光量に応じた大きな電位
差が発生し、薄膜トランジスタMTIIのVt(ドレイ
ン電流が流れ始めるゲート電圧)をシフトさせることで
画素信号が書込まれる。他のメモリ用#Jii)ランジ
スタM T 21〜MT、nlは、切換えスイッチSW
2〜SWnがオフしているので、ソース・ドレインがプ
ルダウン抵抗R2〜Rnにより接地レベルとなっており
、ゲートとソース・ドレインとの間には選択された薄膜
トランジスタMTIIより小さな電位差しか生じない。In the configuration shown in FIG. 2, when a shutter operation is performed, a pulse signal is applied to the gate electrode G and drain electrode of the phototransistor FT in synchronization with the shutter operation, and the connection between the source electrode S and the resistor Ra is A pulse signal corresponding to the amount of light is generated at point A. On the other hand, a pulse signal of an inverted potential is applied to the common connection point B of the changeover switches SWt to SWn in synchronization with the signal generated at the point A. Therefore, now the frame memory 13. If memory thin film transistor MTII is selected, a large potential difference will occur between the gate and source/drain of this thin film transistor MTII depending on the amount of light, which will shift the Vt (gate voltage at which drain current begins to flow) of thin film transistor MTII. By doing so, pixel signals are written. For other memories #Jii) Transistors MT 21 to MT, nl are changeover switches SW
Since 2 to SWn are off, the source and drain are at the ground level by the pull-down resistors R2 to Rn, and only a smaller potential difference than that of the selected thin film transistor MTII occurs between the gate and the source and drain.
この場合、メモリ用薄膜トランジスタMTII〜MTn
lの特性として、この電位差レベルでは記憶データが変
化しないように設定しておくことにより、データの書込
みは行なわれない。In this case, memory thin film transistors MTII to MTn
By setting the characteristic of 1 such that stored data does not change at this potential difference level, no data is written.
また、このとき選択されているフレームメモリ131で
は、他の画素でも同様にしてデータが書込まれるが、各
画素毎に入射光量が異なるので、それに応じて異なった
データ(Vtのシフト量)が:記憶される。In addition, in the frame memory 131 selected at this time, data is written in the same way for other pixels, but since the amount of incident light differs for each pixel, different data (shift amount of Vt) is written accordingly. :Remembered.
第3図は、フレームメモリ131〜13n内の読出し時
における画素1セル部分を取出して示す等価回路である
。同図に示すようにアドレスラインA及びデータライン
Dがマトリックス状に配列され、その交点部分にメモリ
用薄膜トランジスタMT及び選択用薄膜トランジスタS
Tが設けられる。メモリ用薄膜トランジスタMTは、ド
レイン電極に読出しパルス信号Vdが印加され、ゲート
電極が接地され、更にソース電極がプルダウン抵抗Rを
介して接地されると共に、選択用用薄膜トランジスタS
Tのドレイン電極に接続される。この選択用薄膜トラン
ジスタSTはゲート電極がアドレスラインAに接続され
、ソース電極がデータラインDに接続される。FIG. 3 is an equivalent circuit showing one pixel cell portion extracted from the frame memories 131 to 13n at the time of reading. As shown in the figure, address lines A and data lines D are arranged in a matrix, and a memory thin film transistor MT and a selection thin film transistor S are located at the intersections of the address lines A and data lines D.
T is provided. The memory thin film transistor MT has a drain electrode applied with a read pulse signal Vd, a gate electrode grounded, a source electrode grounded via a pull-down resistor R, and a selection thin film transistor S.
Connected to the drain electrode of T. The selection thin film transistor ST has a gate electrode connected to an address line A, and a source electrode connected to a data line D.
上記の構成において、データ読出し時にメモリ用薄膜ト
ランジスタMTのソース電極に読出しパルス信号が与え
られると共に、アドレスラインAに選択用薄膜トランジ
スタSTを指定するパルス信号が与えられる。このアド
レスラインAに与えられるパルス信号により選択用薄膜
トランジスタSTがオン状態となる。そして、上記読出
しパルス信号によりメモリ用薄膜トランジスタMTから
ドレイン・ソース間のチャンネル抵抗に応じた電位の信
号が読出され、選択用薄膜トランジスタSTを介してデ
ータラインDに出力される。メモリ用薄膜トランジスタ
MTのドレイン・ソース間のチャンネル抵抗の値は、上
記したデータの書込み時に画素信号のレベルに応じて記
憶設定されるので、一定電位の読出しパルスを印加する
ことにより、メモリ用薄膜トランジスタMTから記憶画
素信号に応じた電位の信号が読出される。In the above configuration, when reading data, a read pulse signal is applied to the source electrode of the memory thin film transistor MT, and a pulse signal specifying the selection thin film transistor ST is applied to the address line A. The pulse signal applied to the address line A turns on the selection thin film transistor ST. Then, a signal of a potential corresponding to the channel resistance between the drain and source is read out from the memory thin film transistor MT by the read pulse signal, and is output to the data line D via the selection thin film transistor ST. The value of the channel resistance between the drain and source of the memory thin film transistor MT is stored and set according to the level of the pixel signal when writing the data described above, so by applying a read pulse of a constant potential, the memory thin film transistor MT A signal with a potential corresponding to the storage pixel signal is read out from.
上記第2図及び第3図に示した回路は、書込み/読出し
時の各動作モードでの等価回路であるので、実際の回路
ではこの両方の回路を切換えて実現するが、この切換回
路を含めた1セル当たりの概略図を第4図に示す。同図
に示すようにフォトトランジスタFTは、ドレイン電極
りに動作電圧1/2Vpが供給され、ソース電極Sが書
込み/読出し切換スイッチ31及びプルダウン抵抗Ra
を介して接地される。上記書込み/読出し切換スイッチ
31は、書込み/読出し切換回路33からの切換え信号
によりオン/オフ制御される。The circuits shown in Figures 2 and 3 above are equivalent circuits for each operation mode during writing/reading, so in actual circuits, both of these circuits are switched. However, this switching circuit is not included. A schematic diagram of each cell is shown in FIG. As shown in the figure, the phototransistor FT has a drain electrode supplied with an operating voltage 1/2Vp, and a source electrode S connected to a write/read changeover switch 31 and a pull-down resistor Ra.
grounded via. The write/read changeover switch 31 is controlled on/off by a changeover signal from a write/read changeover circuit 33.
そして、上記書込み/読出し切換スイッチ31と抵抗R
aとの接続点Aに生じる光量に応じたパルス信号が各フ
レームメモリ131〜13nにおける1ドツトの薄膜ト
ランジスタMTII−MTnlのゲート電極に入力され
る。この薄膜トランジスタM T 11= M T n
lのドレイン電極及びソース電極は、フレームメモリ選
択デコーダ32に接続される。このフレームメモリ選択
デコーダ32は、データ書込み時には切換えスイッチ1
2の操作に応じて薄膜トランジスタM T ll= M
T nlを選択し、データ読出し時は切換えスイッチ
14の操作に応じて薄膜トランジスタMTII〜MTn
lを選択し、選択した薄膜メモリ素子MTは選択ライン
34を介して、また、非選択薄膜トランジスタMTは非
選択ライン35を介して上記書込み/読出し切換回路3
3に接続する。この書込み/読出し切換回路33は、選
択系33a及び非選択系33bからなり、選択系33a
には書込み用のHi、Loの端子にそれぞれr−1/2
VpJの電圧を供給し、読出し用のHi端子にドレイン
電圧Vdを供給してLo端子から読出されるデータを選
択用薄膜トランジスタSTのドレイン電極に入力する。Then, the write/read changeover switch 31 and the resistor R
A pulse signal corresponding to the amount of light generated at the connection point A with a is input to the gate electrodes of the one-dot thin film transistors MTII to MTnl in each frame memory 131 to 13n. This thin film transistor M T 11= M T n
The drain and source electrodes of 1 are connected to a frame memory selection decoder 32. This frame memory selection decoder 32 uses the changeover switch 1 during data writing.
2, the thin film transistor M T ll = M
Tnl is selected, and when reading data, thin film transistors MTII to MTn are selected according to the operation of the changeover switch 14.
The selected thin film memory element MT is connected to the write/read switching circuit 3 through the selection line 34, and the unselected thin film transistor MT is connected through the unselected line 35.
Connect to 3. This write/read switching circuit 33 consists of a selection system 33a and a non-selection system 33b.
r-1/2 to the Hi and Lo terminals for writing, respectively.
A voltage of VpJ is supplied, a drain voltage Vd is supplied to the read Hi terminal, and data read from the Lo terminal is input to the drain electrode of the selection thin film transistor ST.
この選択用薄膜トランジスタSTは、ゲート電極がアド
レスラインAに接続され、ソース電極がデータラインD
に接続される。また、上記非選択系33bにおいては、
書込み用Hi及びLO端子を共に接地し、読出し用Hi
及びLo端子を共にオープン状態に保持する。The selection thin film transistor ST has a gate electrode connected to the address line A, and a source electrode connected to the data line D.
connected to. Moreover, in the non-selective system 33b,
Ground both Hi and LO terminals for writing, and Hi terminal for reading.
and Lo terminals are both held open.
上記の構成において、撮影時、つまり、データの書込み
モードにおいては、書込み/読出しl;/ll開回路3
3ら書込み/読出し切換スイッチ31にオン指令が送ら
れ、この切換スイッチ31がオン状態に保持される。こ
の状態でシャッタが操作されると、このシャッタ操作に
同期してフォトトランジスタFTのドレイン電極に1/
2Vpのパルス信号が印加されると共に、ゲート電極に
読出しパルスが入力されてフォトトランジスタFTが動
作し、A点に光量に応じたパルス信号が発生する。In the above configuration, at the time of photographing, that is, in the data write mode, the write/read l;/ll open circuit 3
An on command is sent to the write/read changeover switch 31, and this changeover switch 31 is held in the on state. When the shutter is operated in this state, the drain electrode of the phototransistor FT is
A pulse signal of 2 Vp is applied, and a read pulse is input to the gate electrode to operate the phototransistor FT, and a pulse signal corresponding to the amount of light is generated at point A.
また、上記シャッタ操作に同期して書込み/読出し切換
回路33における選択系33aの書込み用Hi端子及び
Lo端子にr−1/2VpJのパルス信号が人力される
。従って、書込み/読出し切換回路33からフレームメ
モリ選択デコーダ32に対し、選択ライン34を介して
書込み゛電圧r−1/2VpJが送られると共に、非選
択ライン35を介して書込み電圧として接地電位が送ら
れる。フレームメモリ選択デコーダ32は、書込み/読
出し切換回路33からの書込み電圧を切換えスイッチ1
2の指定に応じて薄膜トランジスタM T 11〜M
T nlに出力する。例えば切換えスイッチ12により
薄膜トランジスタMTIIが指定されているとすれば、
フレームメモリ選択デコーダ32は、選択されている薄
膜トランジスタMTllのドレイン電極及びソース電極
に書込み電圧r−1/2VpJを与え、非選択の他の薄
膜トランジスタMT21−MTnlのドレイン電極及び
ソース電極に接地電位を与える。従って、選択されてい
る薄膜トランジスタMTIIのゲートとソース・ドレイ
ンとの間に大きな電位差が発生し、薄膜トランジスタM
TIIに画素信号が書込まれる。他の非選択の薄膜トラ
ンジスタMT21−MTnlには、ドレイン電極及びソ
ース電極には接地電位がLpえられるので、そのゲート
とソース・ドレインとの間の電位差は小さく、記憶デー
タは変化しない。Further, in synchronization with the shutter operation, a pulse signal of r-1/2VpJ is manually applied to the writing Hi terminal and Lo terminal of the selection system 33a in the writing/reading switching circuit 33. Therefore, the write voltage r-1/2VpJ is sent from the write/read switching circuit 33 to the frame memory selection decoder 32 via the selection line 34, and the ground potential is sent as the write voltage via the non-selection line 35. It will be done. The frame memory selection decoder 32 switches the write voltage from the write/read switching circuit 33 to the switch 1.
Thin film transistors M T 11 to M according to the specifications of 2.
Output to T nl. For example, if the thin film transistor MTII is specified by the changeover switch 12,
The frame memory selection decoder 32 applies a write voltage r-1/2VpJ to the drain electrode and source electrode of the selected thin film transistor MTll, and applies a ground potential to the drain electrode and source electrode of the other unselected thin film transistors MT21 to MTnl. . Therefore, a large potential difference occurs between the gate and source drain of the selected thin film transistor MTII, and the thin film transistor M
A pixel signal is written to TII. Since the ground potential Lp is applied to the drain and source electrodes of the other unselected thin film transistors MT21 to MTnl, the potential difference between the gate and the source/drain is small, and the stored data does not change.
上記のようにして選択された薄膜トランジスタM’rt
tに画素信号が書込まれる。The thin film transistor M'rt selected as described above
A pixel signal is written to t.
一方、読出しモードが指定されると、書込み/読出し切
換回路33から書込み/読出し切換スイッチ31にオフ
信号が送られる。これにより切換スイッチ31がオフし
、フォトトランジスタFTが薄膜トランジスタMTII
−MTnlから切り離される。また、読出しモードでは
、書込み/読出し切換回路33は、選択系33aの読出
し用Hi端子及びLo端子を選択ライン34に切換え接
続すると共に、非選択系33bの読出し用Hi端子及び
Lo端子を非選択ライン35に切換え接続する。On the other hand, when the read mode is designated, an off signal is sent from the write/read changeover circuit 33 to the write/read changeover switch 31. As a result, the changeover switch 31 is turned off, and the phototransistor FT is switched to the thin film transistor MTII.
- separated from MTnl. In the read mode, the write/read switching circuit 33 switches and connects the reading Hi terminal and Lo terminal of the selection system 33a to the selection line 34, and unselects the reading Hi terminal and Lo terminal of the non-selection system 33b. Switch connection to line 35.
この結果、書込み/読出し切換回路33内の選択系33
aの読出し用Hi端子に与えられる読出しパルス信号V
dが選択ライン34を介してフレームメモリ選択デコー
ダ32へ送られると共に、非選択ライン35がオーブン
状態に保持される。フレームメモリ選択デコーダ32は
、切換えスイッチ14により選択指定された薄膜トラン
ジスタMTのドレイン電極に読出しパルスVdを与え、
非選択の薄膜トランジスタMTのドレイン電極及びソー
ス電極をオーブン状態に保持する。例えば切換えスイッ
チ14により薄膜トランジスタMTIIが選択指定され
たとすると、この薄膜トランジスタMTIIのドレイン
電極に読出しパルスVdが与えられ、他の非選択の薄膜
トランジスタMT21〜M T nlのドレイン電極及
びソース電極はオーブン状態に保持される。上記選択さ
れた薄膜トランジスタMTIIのドレイン電極に読出し
パルスVdが与えられことにより、ドレイン・ソース間
のチャンネル抵抗に応じた電位の信号が読出され、フレ
ームメモリ選択デコーダ32から選択ライン34を介し
て書込み/読出し切換回路33へ送られる。この書込み
/続出し切換回路33は、メモリ用薄膜トランジスタM
Tから読出されたデータを選択系33aの読出し用Lo
端子より選択用薄膜トランジスタSTに出力する。この
とき選択用薄膜トランジスタSTのゲートにアドレスラ
インAよりパルス信号が与えられ、上記読出しデータが
ドレインラインDに出力される。一方、上記非選択の薄
膜トランジスタMT21−MTnlは、ドレイン電極及
びソース電極がオーブン状態に保持されるので、データ
の読出しは行なわれない。As a result, the selection system 33 in the write/read switching circuit 33
The read pulse signal V given to the read Hi terminal of a
d is sent to the frame memory selection decoder 32 via the selection line 34, while the non-selection line 35 is kept open. The frame memory selection decoder 32 applies a read pulse Vd to the drain electrode of the thin film transistor MT selected by the changeover switch 14.
The drain and source electrodes of unselected thin film transistors MT are kept in an oven state. For example, when the thin film transistor MTII is selected and designated by the changeover switch 14, the read pulse Vd is applied to the drain electrode of this thin film transistor MTII, and the drain electrodes and source electrodes of the other unselected thin film transistors MT21 to MTnl are kept in an oven state. be done. By applying the read pulse Vd to the drain electrode of the selected thin film transistor MTII, a signal with a potential corresponding to the channel resistance between the drain and source is read out, and is transmitted from the frame memory selection decoder 32 via the selection line 34 to the write/write signal. The signal is sent to the readout switching circuit 33. This write/continue output switching circuit 33 is a thin film transistor M for memory.
The data read from T is read out by the selection system 33a.
It is output from the terminal to the selection thin film transistor ST. At this time, a pulse signal is applied from the address line A to the gate of the selection thin film transistor ST, and the read data is outputted to the drain line D. On the other hand, the drain electrodes and source electrodes of the unselected thin film transistors MT21 to MTnl are kept in an oven state, so that no data is read out.
上記実施例では、フォトトランジスタFT及びメモリ素
子として通常のFETタイプのものを使用したが、第5
図及び第6図に示すような2つのゲートを備えた構造の
薄膜トランジスタを用いても良い。In the above embodiment, ordinary FET type ones were used as the phototransistor FT and the memory element.
A thin film transistor having a structure with two gates as shown in FIG. 6 and FIG. 6 may also be used.
第5図は2つのゲートを備えた構造のフォトトランジス
タFTの構成を示したもので、ここでは逆スタガー型の
薄膜トランジスタを利用したものを示している。同図に
おいて、41はガラス等からなる絶縁基板、Glはこの
絶縁基板41上に形成された下部ゲート電極、42は上
記下部ゲート電極Glの上に基板41のほぼ全面に亘っ
て形成された下部ゲート絶縁膜であり、例えばシリコン
原子Siと窒素原子Nとの組成比St/Nの値を化学量
論比(S i/N−0,75)とほぼ同じ値に設定した
SiN膜からなっている。又、43は前記下部ゲート絶
縁膜42の上に上記下部ゲート電極Glと対向させて形
成されたl型a−3i(アモルファス・シリコン)から
なる半導体層、S、Dはこの半導体層43の上に形成し
たソース。FIG. 5 shows the configuration of a phototransistor FT having a structure including two gates, and here, a structure using an inverted staggered thin film transistor is shown. In the figure, 41 is an insulating substrate made of glass or the like, Gl is a lower gate electrode formed on this insulating substrate 41, and 42 is a lower gate electrode formed over almost the entire surface of the substrate 41 on the lower gate electrode Gl. It is a gate insulating film, and is made of, for example, an SiN film in which the composition ratio St/N of silicon atoms Si and nitrogen atoms N is set to approximately the same value as the stoichiometric ratio (Si/N-0,75). There is. Further, 43 is a semiconductor layer made of l-type a-3i (amorphous silicon) formed on the lower gate insulating film 42 to face the lower gate electrode Gl, and S and D are semiconductor layers on this semiconductor layer 43. sauce formed into.
ドレイン電極である。また、上記半導体層43及びこれ
に接続されたソース、ドレイン電極S、 Dの上には
、基板41のほぼ全面に亘って上部ゲート絶縁膜44が
形成されており、この上部ゲート絶縁膜44の上には、
上記半導体層43と対向する上部透明電極(上部ゲート
電極)GAが形成されている。上記上部ゲート絶縁膜4
4は、例えばシリコン原子Stと窒素原子Nとの組成比
SL/N17)値を化学量論比(Si/N−0,75)
とほぼ同じ値のSiN膜からなっている。This is the drain electrode. Further, an upper gate insulating film 44 is formed over almost the entire surface of the substrate 41 on the semiconductor layer 43 and the source and drain electrodes S and D connected thereto. On top,
An upper transparent electrode (upper gate electrode) GA facing the semiconductor layer 43 is formed. The upper gate insulating film 4
4 is, for example, the composition ratio SL/N17) of silicon atoms St and nitrogen atoms N as the stoichiometric ratio (Si/N-0,75).
It is made of a SiN film with approximately the same value as .
上記のように構成されたフォトトランジスタFTは、下
部ゲート電極Gl及びドレイン電極りに動作電圧を供給
すると、上部透明電極GAへの入射光に応じてチャンネ
ル抵抗が変化し、このチャンネル抵抗に応じた信号がソ
ース電極Sから出力される。In the phototransistor FT configured as described above, when an operating voltage is supplied to the lower gate electrode GL and the drain electrode, the channel resistance changes according to the incident light to the upper transparent electrode GA, and the channel resistance changes according to this channel resistance. A signal is output from the source electrode S.
第6図は第5図と同様に2つのゲートを備えた構造のメ
モリ用薄膜トランジスタMTの構成を示したものである
。この2つのゲートを備えた構造のメモリ用薄膜トラン
ジスタMTは、上記第5図に示したフォトトランジスタ
FTにおいて、下部ゲート絶縁膜42を電荷蓄積機能を
持つ絶縁膜、例えばシリコン原子Siと窒素原子Nとの
組成比S i / Nの値をrS i/N−0,85〜
1.1」に設定してヒステリシス特性を持たせると共に
、上部透明電極GAに代えて上部ゲート電極G2を設け
たもので、その他は第5図の構成と同じである。FIG. 6 shows the structure of a memory thin film transistor MT having a structure with two gates, similar to FIG. 5. In the memory thin film transistor MT having this two-gate structure, in the phototransistor FT shown in FIG. The value of the composition ratio S i /N of rS i /N-0,85~
1.1'' to provide a hysteresis characteristic, and an upper gate electrode G2 is provided in place of the upper transparent electrode GA, but the other configuration is the same as that shown in FIG.
上記のように構成された2つのゲートを備えた構造のメ
モリ用薄膜トランジスタMTは、ゲート電極Gl、G2
のうち、電荷蓄積機能を持つ下部ゲート絶縁膜42を介
して半導体層43と対向する下部ゲート電極Glは書込
み/消去用電極とされ、電荷蓄積機能を持たない上部ゲ
ート絶縁膜44を介して半導体層43と対向する上部ゲ
ート電極G2は読出し用電極とされる。The memory thin film transistor MT having the structure with two gates configured as described above has gate electrodes Gl and G2.
Among them, the lower gate electrode Gl, which faces the semiconductor layer 43 via the lower gate insulating film 42 having a charge storage function, is used as a write/erase electrode, and is connected to the semiconductor layer 43 via the upper gate insulating film 44, which does not have a charge storage function. The upper gate electrode G2 facing the layer 43 is used as a reading electrode.
即ち、上記2つのゲートを備えた構造のメモリ用薄膜ト
ランジスタMTを用いた場合、データの書込みは下部ゲ
ート電極Glを利用して行なわれ、記憶データの読出し
は上部ゲート電極G2を利用して行なわれる。従って、
このような構造のメモリ用薄膜トランジスタMTを用い
た読出し回路は、第7図に示すように選択用薄膜トラン
ジスタを用いずに構成される。すなわち、同図に示すよ
うにメモリ用薄膜トランジスタMTは、上部ゲート電極
G2がアドレスラインAに、ソース電極がデータライン
Dに接続され、下部ゲート電極Gl及びドレイン電極り
が接地される。そして、アドレスラインAに選択パルス
信号を与えると共にデータラインAに読出しパルス信号
を与えることにより、メモリ用薄膜トランジスタMTの
チャンネル抵抗に応じた信号をデータラインDを介して
取り出すことができる。That is, when using the memory thin film transistor MT having the above two gate structure, writing of data is performed using the lower gate electrode Gl, and reading of stored data is performed using the upper gate electrode G2. . Therefore,
A readout circuit using a memory thin film transistor MT having such a structure is constructed without using a selection thin film transistor, as shown in FIG. That is, as shown in the figure, in the memory thin film transistor MT, the upper gate electrode G2 is connected to the address line A, the source electrode is connected to the data line D, and the lower gate electrode Gl and drain electrode are grounded. By applying a selection pulse signal to the address line A and a read pulse signal to the data line A, a signal corresponding to the channel resistance of the memory thin film transistor MT can be extracted via the data line D.
[発明の効果]
以上詳記したように本発明によれば、薄膜トランジスタ
を用いて構成したフォトセンサアレイ及び、メモリ用薄
膜トランジスタにより構成した複数のフレームメモリを
設け、上記フォトセンサアレイから出力される画像情報
を上記複数のフレームメモリに順次選択的に記憶するよ
うにしたので、撮影した画像情報の読出しを待たずに次
の撮影を行なうことができ、高速撮影及び連続撮影が可
能になる。また、撮影した画像情報は、複数のフレーム
メモリに記憶されるので、撮影時には画像情報読出しの
ためのセンスアンプや、それ以降の周辺回路等が不要に
なる。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, a photosensor array configured using thin film transistors and a plurality of frame memories configured using memory thin film transistors are provided, and images output from the photosensor array are provided. Since the information is sequentially and selectively stored in the plurality of frame memories, the next photograph can be taken without waiting for the readout of the photographed image information, and high-speed photographing and continuous photographing become possible. Moreover, since the image information taken is stored in a plurality of frame memories, a sense amplifier for reading out the image information and subsequent peripheral circuits, etc. are not required when taking images.
第1図ないし第7図は本発明の実施例を示すもので、第
1図は全体の概略構成を示すブロック図、第2図は撮影
時における画素1セル部分を取り出して示す等価回路図
、第3図は読出し時における画素lセル部分を取り出し
て示す等価回路図、第4図は撮影時の回路及び読出し時
の回路を切換えるための切換え回路を含む1セル当たり
の概略構成図、第5図は2つのゲートを備えた構造の薄
膜トランジスタによりフォトトランジスタを構成した例
を示す断面図、第6図は2つのゲートを備えた構造の薄
膜トランジスタによりメモリ用トランジスタを構成した
例を示す断面図、第7図は第6図のメモリ用トランジス
タを用いた場合の画素1セル当たりの等価回路図である
。
11・・・フォトセンサアレイ、12.14・・・切換
えスイッチ、13.〜13n・・・フレームメモリ、1
5・・・順次読出し回路、16・・・信号増札回路、1
7・・・画像メモリ、18・・・表示部、1つ・・・外
部記憶装置、21・・・端子、31・・・書込み/読出
し切換スイッチ、32・・・フレームメモリ選択デコー
ダ、33・・・書込み/読出し切換回路、33a・・・
選択系、33b・・・非選択系、34・・・選択ライン
、35・・・非選択ライン、41・・・基板、G1・・
・下部ゲート電極、42・・・下部ゲート絶縁膜、43
・・・半導体層、44・・・上部ゲート絶縁膜、GA・
・・上部透明電極、G2・・・上部ゲート電極、FT・
・・フォトトランジスタ、MT・・・メモリ用薄膜トラ
ンジスタ、ST・・・選択用薄膜トランジスタ、GA・
・・上部透明電極。1 to 7 show embodiments of the present invention; FIG. 1 is a block diagram showing the overall schematic configuration; FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing one pixel cell portion taken out at the time of photographing; FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing the pixel l cell portion taken out during readout, FIG. 4 is a schematic configuration diagram per cell including a switching circuit for switching the circuit during imaging and the circuit during readout, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a phototransistor configured using a thin film transistor having a structure with two gates. FIG. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram per pixel cell when the memory transistor shown in FIG. 6 is used. 11... Photo sensor array, 12.14... Changeover switch, 13. ~13n...Frame memory, 1
5... Sequential reading circuit, 16... Signal multiplication circuit, 1
7... Image memory, 18... Display unit, 1... External storage device, 21... Terminal, 31... Write/read changeover switch, 32... Frame memory selection decoder, 33... ...Write/read switching circuit, 33a...
Selection system, 33b...Non-selection system, 34...Selection line, 35...Non-selection line, 41...Substrate, G1...
- Lower gate electrode, 42... Lower gate insulating film, 43
... Semiconductor layer, 44... Upper gate insulating film, GA.
・Top transparent electrode, G2 ・Top gate electrode, FT・
...Phototransistor, MT...Thin film transistor for memory, ST...Thin film transistor for selection, GA...
...Top transparent electrode.
Claims (1)
ジスタをアレイ状に配置してなるフォトセンサアレイと
、メモリ用薄膜トランジスタにより構成され、上記フォ
トセンサアレイから出力されるフレーム単位の画像情報
を記憶する複数のフレームメモリと、この複数のフレー
ムメモリを選択的に上記フォトセンサアレイに切換え接
続するメモリ切換え手段とを具備したことを特徴とする
メモリ機能付フォトセンサ。A photosensor array formed by arranging a plurality of phototransistors formed of thin film transistors in an array; and a plurality of frame memories formed of thin film transistors for memory and storing image information in units of frames output from the photosensor array. , and memory switching means for selectively switching and connecting the plurality of frame memories to the photosensor array.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1198395A JPH0362965A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Photo sensor with memory |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1198395A JPH0362965A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Photo sensor with memory |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0362965A true JPH0362965A (en) | 1991-03-19 |
Family
ID=16390416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1198395A Pending JPH0362965A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Photo sensor with memory |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0362965A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06237008A (en) * | 1993-02-08 | 1994-08-23 | Casio Comput Co Ltd | Photosensor |
| WO2009148084A1 (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-10 | シャープ株式会社 | Display device |
-
1989
- 1989-07-31 JP JP1198395A patent/JPH0362965A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06237008A (en) * | 1993-02-08 | 1994-08-23 | Casio Comput Co Ltd | Photosensor |
| WO2009148084A1 (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-10 | シャープ株式会社 | Display device |
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