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公開番号2024122375
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023029888
出願日2023-02-28
発明の名称光電変換装置、光電変換装置の制御方法およびプログラム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H04N 25/773 20230101AFI20240902BHJP(電気通信技術)
要約【課題】 APDを有する光電変換装置において、長時間駆動した場合でも、黒レベルのずれを低減する。
【解決手段】アバランシェフォトダイオードで構成された、光を受光する有効画素と、光が遮光されるオプティカルブラック画素とからなる複数の画素を有する光電変換手段と、前記オプティカルブラック画素から取得された信号に基づいて、前記有効画素の信号値を補正するための補正値を決定する決定手段と、前記補正値を用いて画像を出力する出力手段と、を有する光電変換装置であって、前記決定手段は、遮光部を結像光学系の光路に挿入した状態の前記オプティカルブラック画素の信号値を示す第1の信号値と、前記有効画素の信号値を示す第2の信号値との差分と、前記遮光部を結像光学系の光路から抜去した状態の前記オプティカルブラック画素の信号値を示す第3の信号値とに基づいて、前記補正値を決定することを特徴とする。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
アバランシェフォトダイオードで構成された、光を受光する有効画素と、光が遮光されるオプティカルブラック画素とからなる複数の画素を有する光電変換手段と、
前記オプティカルブラック画素から取得された信号に基づいて、前記有効画素の信号値を補正するための補正値を決定する決定手段と、
前記補正値を用いて画像を出力する出力手段と、を有する光電変換装置であって、
前記決定手段は、遮光部を結像光学系の光路に挿入した状態の前記オプティカルブラック画素の信号値を示す第１の信号値と、前記有効画素の信号値を示す第２の信号値との差分と、前記遮光部を結像光学系の光路から抜去した状態の前記オプティカルブラック画素の信号値を示す第３の信号値とに基づいて、前記補正値を決定することを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記光電変換装置の画像取得条件を検知する検知手段を更に有し、
前記検知手段によって前記遮光部を結像光学系の光路に挿入した状態での第１の条件と、前記遮光部を結像光学系の光路から抜去した状態での第２の条件が異なることが検知された場合に、
前記決定手段は、前記第１の条件と前記第２の条件との差異を補正するための補正係数を用いて、前記第１の信号値と、前記第２の信号値との差分を示す第４の信号値を補正した第５の信号値に基づいて、前記補正値を決定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の条件と前記第２の条件は、前記光電変換手段の画素に入射する光子の数を積分する積分時間と、積分した光子の数にかけるデジタルゲイン、の少なくとも１つを示すことを特徴とする、請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第１の条件と前記第２の条件は、前記光電変換手段の温度を示すことを特徴とする、請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記光電変換手段は、オンチップカラーフィルタを有し、
前記決定手段は、色チャネル毎に前記第１の信号値、前記第２の信号値、前記第３の信号値を取得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６】
前記決定手段は、第１の温度における前記第２の信号値と、第１の温度よりも高い第２の温度における前記第２の信号値とを用いて求めた前記補正係数を用いて前記補正値を決定す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７】
前記出力手段は、前記第１の温度における前記第２の信号値の取得と、前記第２の温度における前記第２の信号値の取得の間に、前記遮光部を抜去して通常の撮影画像を出力す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】
ユーザーによって設定された実行条件において前記第１の信号値と前記第２の信号値とを取得するように制御する制御手段を有す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９】
前記実行条件が時刻である場合に、
前記制御手段は、ユーザーによって設定された時刻をトリガーとして前記第１の信号値と前記第２の信号値とを取得するよう制御することを特徴とする、請求項８に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、ユーザーが設定した時刻における前記光電変換手段の温度が閾値以上であるか否かを判断し、
前記決定手段は、前記温度が前記閾値以上である場合に、高温時の前記第２の信号値を取得し、前記温度が前記閾値未満の場合に、低温時の前記第２の信号値を取得することを特徴とする、請求項９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ものである。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）に到来する光子の数をデジタル的に計数し、計数値を光電変換されたデジタル信号として画素から出力する光電変換装置が提案されている。
【０００３】
ＡＰＤを有する画素の信号には、入射光に応じた光電変換に基づく信号に加え、画素のトラップ準位で発生する暗電子に起因する信号が含まれる。非特許文献１には、ＡＰＤを有する光電変換装置を長時間駆動することで、暗電流が増加する現象が報告されている。
【０００４】
光電変換装置を長時間駆動することで暗電流が増加してしまう場合、信号の黒レベルが徐々にずれていってしまう。その結果、光電変換装置からの出力を用いて画像を形成した場合の、画質の低下が発生してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１０６６４９号公報
【非特許文献】
【０００６】
Ｃ．Ｚｈａｎｇ， “ＳＰＡＤｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｒｏｍｃｏｎｓｕｍｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔｏａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ，” Ｉｎｔ．ＳＰＡＤＳｅｎｓｏｒＷｏｒｋｓｈｏｐ（２０２２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的な固体撮像素子を用いた撮像装置において、有効画素領域外にオプティカルブラック画素を有し、オプティカルブラック画素（ОＢ画素）の値を利用して、有効画素の黒レベルを補正する、という方法が知られている。
【０００８】
しかしながら、ＡＰＤを有する光電変換装置においては、ＡＰＤに入射する光が多いほど、大きなアバランシェ電流が流れるため、画素に新たなトラップ準位が発生する可能性がある。また、大きなアバランシェ電流に起因して局所的に温度が上昇し、トラップ準位で発生した暗電子がアバランシェ増倍領域に流入する可能性が高くなり得る。
【０００９】
従って、光電変換装置を長時間駆動した場合、入射する光が多い有効画素領域と、光が入射しないОＢ画素の間で、黒レベルのずれ方が異なってしまう。その結果、従来のＯＢ画素を利用した黒レベル補正を用いた場合、信号の黒レベルのずれを十分に補正することが困難である。
【００１０】
そこで、本発明では、ＡＰＤを有する光電変換装置において、長時間駆動した場合でも、黒レベルのずれを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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