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公開番号2024038655
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-21
出願番号2022142845
出願日2022-09-08
発明の名称光電変換装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H04N 25/70 20230101AFI20240313BHJP(電気通信技術)
要約【課題】適正な距離分解能を確保しつつ、フレームレートが向上された光電変換装置を提供すること。
【解決手段】複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の各々への入射光に基づいて、1ビット信号により構成されたマイクロフレームを取得する取得部と、複数の前記マイクロフレームを合成することにより複数ビット信号により構成されたサブフレームを生成する合成部と、を有し、前記複数の光電変換素子は、第1光電変換素子及び第2光電変換素子を含み、1つの前記マイクロフレームの取得期間において、前記第1光電変換素子への前記入射光に基づく前記1ビット信号の生成が行われる第1露光期間と、前記第2光電変換素子への前記入射光に基づく前記1ビット信号の生成が行われる第2露光期間とが互いに異なる。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子の各々への入射光に基づいて、１ビット信号により構成されたマイクロフレームを取得する取得部と、
複数の前記マイクロフレームを合成することにより複数ビット信号により構成されたサブフレームを生成する合成部と、
を有し、
前記複数の光電変換素子は、第１光電変換素子及び第２光電変換素子を含み、
１つの前記マイクロフレームの取得期間において、前記第１光電変換素子への前記入射光に基づく前記１ビット信号の生成が行われる第１露光期間と、前記第２光電変換素子への前記入射光に基づく前記１ビット信号の生成が行われる第２露光期間とが互いに異なる
ことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１光電変換素子は第１波長の光に感度を有し、
前記第２光電変換素子は前記第１波長とは異なる第２波長の光に感度を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記第１光電変換素子への前記入射光に基づく前記マイクロフレームの取得周期と、前記第２光電変換素子への前記入射光に基づく前記マイクロフレームの取得周期とが互いに異なる
ことを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第１光電変換素子への前記入射光に基づく信号は、第１距離範囲の測距に用いられ、
前記第２光電変換素子への前記入射光に基づく信号は、前記第１距離範囲とは異なる第２距離範囲の測距に用いられる
ことを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第１光電変換素子への前記入射光に基づく信号は、画像の生成に用いられ、
前記第２光電変換素子への前記入射光に基づく信号は、測距に用いられる
ことを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記複数の光電変換素子は、第３光電変換素子及び第４光電変換素子を更に含み、
前記第３光電変換素子は、前記第１波長及び前記第２波長のいずれとも異なる第３波長の光に感度を有し、
前記第４光電変換素子は、前記第１波長、前記第２波長及び前記第３波長のいずれとも異なる第４波長の光に感度を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記第１光電変換素子、前記第３光電変換素子及び前記第４光電変換素子への前記入射光に基づく信号は、カラー画像の生成に用いられる
ことを特徴とする請求項６に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記第１波長は可視領域の波長であり、
前記第２波長は赤外領域の波長である
ことを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【請求項９】
１つの前記マイクロフレームの取得期間において、前記第１光電変換素子がリセットされる時刻と前記第２光電変換素子がリセットされる時刻とが互いに異なる
ことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記第１光電変換素子への前記入射光に基づく前記１ビット信号と前記第２光電変換素子への前記入射光に基づく前記１ビット信号とに基づく論理演算により信号を生成する演算部を更に有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光源から光を射出し、物体からの反射光を含む光を受光素子によって受けることにより、物体までの距離を測定する測距装置が開示されている。特許文献１の測距装置では、光電変換により生成された電子を増倍して信号を取得するＳＰＡＤ（ＳｉｎｇｌｅＰｈｏｔｏｎＡｖａｌａｎｃｈｅＤｉｏｄｅ）素子が受光素子として用いられている。特許文献１には、ＳＰＡＤ素子において光子の検出が行われるゲーティング期間を変化させつつ計測を繰り返し行う手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１７／００５２０６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているような測距手法においては、距離分解能とフレームレートの間にはトレードオフの関係がある。しかしながら、測距性能の向上のため、適正な距離分解能の確保とフレームレートの向上の両立が求められる場合がある。
【０００５】
本発明は、適正な距離分解能を確保しつつ、フレームレートが向上された光電変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書の一開示によれば、複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の各々への入射光に基づいて、１ビット信号により構成されたマイクロフレームを取得する取得部と、複数の前記マイクロフレームを合成することにより複数ビット信号により構成されたサブフレームを生成する合成部と、を有し、前記複数の光電変換素子は、第１光電変換素子及び第２光電変換素子を含み、１つの前記マイクロフレームの取得期間において、前記第１光電変換素子への前記入射光に基づく前記１ビット信号の生成が行われる第１露光期間と、前記第２光電変換素子への前記入射光に基づく前記１ビット信号の生成が行われる第２露光期間とが互いに異なることを特徴とする光電変換装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、適正な距離分解能を確保しつつ、フレームレートが向上された光電変換装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る測距装置の概略構成例を示すハードウェアブロック図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の全体構成を示す概略図である。
第１実施形態に係るセンサ基板の構成例を示す概略ブロック図である。
第１実施形態に係る回路基板の構成例を示す概略ブロック図である。
第１実施形態に係る光電変換部及び画素信号処理部の１画素分の構成例を示す概略ブロック図である。
第１実施形態に係るアバランシェフォトダイオードの動作を説明する図である。
第１実施形態に係る測距装置の概略構成例を示す機能ブロック図である。
第１実施形態に係る測距フレーム、サブフレーム及びマイクロフレームを説明するための模式図である。
第１実施形態に係る距離画像生成装置の１測距フレーム期間における動作を示すフローチャートである。
第１実施形態に係る画素アレイの模式図及び駆動タイミング図である。
第２実施形態に係る画素アレイの模式図及び駆動タイミング図である。
第３実施形態に係る画素アレイの模式図及び駆動タイミング図である。
第４実施形態に係る画素の概略ブロック図である。
第４実施形態に係る駆動タイミング図である。
第５実施形態に係る測距装置の概略構成例を示す機能ブロック図である。
第５実施形態に係る外光マップの例を示す模式図である。
第６実施形態に係る機器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。複数の図面にわたって同一の要素又は対応する要素には共通の符号が付されており、その説明は省略又は簡略化されることがある。
【００１０】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る距離画像生成装置３０の概略構成例を示すハードウェアブロック図である。距離画像生成装置３０は、発光装置３１、受光装置３２及び信号処理回路３３を有している。なお、本実施形態において示す距離画像生成装置３０の構成は一例であり、図示された構成に限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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