特許ウォッチ

公開番号2024157144
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-07
出願番号2023071302
出願日2023-04-25
発明の名称光電変換装置及び光検出システム
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 25/773 20230101AFI20241030BHJP(電気通信技術)
要約【課題】フリッカの発生を効果的に抑制しうる光電変換装置を提供する。
【解決手段】光電変換装置は、光子の入射に応じた光子検出信号を出力する光電変換部と、前記光電変換部から出力される前記光子検出信号をカウントする計数部と、前記計数部におけるカウント動作を制御する計数制御部と、を有する。計数制御部は、カウント動作の開始から第1時刻までのカウント値が第1閾値未満であり、且つ、カウント動作の開始から第1時刻よりも後の第2時刻までのカウント値が第1閾値よりも大きい第2閾値以上の場合に、カウント値をリセットしてカウント動作を初期値からやり直すように構成されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
光子の入射に応じた光子検出信号を出力する光電変換部と、
前記光電変換部から出力される前記光子検出信号をカウントする計数部と、
前記計数部におけるカウント動作を制御する計数制御部と、を有し、
前記計数制御部は、前記カウント動作の開始から第１時刻までのカウント値が第１閾値未満であり、且つ、前記カウント動作の開始から前記第１時刻よりも後の第２時刻までのカウント値が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上の場合に、前記カウント値をリセットして前記カウント動作を初期値からやり直す
ことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記計数制御部は、前記第１時刻までの前記カウント値が前記第１閾値以上の場合、前記第２時刻までの前記カウント値が前記第１閾値以上の場合、又は、前記第１時刻までの前記カウント値が前記第１閾値未満であり前記第２時刻までの前記カウント値が前記第１閾値以上、前記第２閾値未満の場合に、前記カウント動作を停止する
ことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記計数制御部は、前記第２時刻までの前記カウント値が前記第１閾値未満である場合に、前記カウント動作を継続する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記計数制御部は、前記カウント動作の開始から前記第２時刻よりも後の第３時刻までのカウント値が前記第２閾値以上の場合に、前記カウント値をリセットして前記カウント動作を初期値からやり直す
ことを特徴とする請求項３記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記計数制御部は、前記カウント動作の開始から前記第２時刻よりも後の第３時刻までの前記カウント値が前記第１閾値以上、前記第２閾値未満の場合に、前記カウント動作を停止する
ことを特徴とする請求項３記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記計数制御部は、前記カウント値が前記計数部のカウント上限値に達した場合に、前記カウント動作を停止する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光電変換装置。
【請求項７】
光子の入射に応じた光子検出信号を出力する光電変換部と、
前記光電変換部から出力される前記光子検出信号をカウントする計数部と、
前記計数部におけるカウント動作を制御する計数制御部と、を有し、
前記計数制御部は、
前記カウント動作の開始から第１時刻までのカウント値と第１閾値との比較の結果を保持する第１メモリと、
前記カウント動作の開始から前記第１時刻よりも後の第２時刻までのカウント値と前記第１閾値との比較の結果を保持する第２メモリと、
前記カウント動作の開始から前記第２時刻までの前記カウント値と前記第１閾値よりも大きい第２閾値との比較の結果を保持する第３メモリと、を有し、
前記第１メモリ、前記第２メモリ及び前記第３メモリに保持された情報に基づいて、前記カウント動作を制御する
ことを特徴とする光電変換装置。
【請求項８】
前記計数制御部は、前記第１メモリ、前記第２メモリ及び前記第３メモリに保持された情報に基づいて、前記カウント動作の継続、前記カウント動作の停止及び前記カウント動作のやり直しのいずれかを実行する
ことを特徴とする請求項７記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記計数制御部は、前記第１時刻までの前記カウント値が前記第１閾値未満であることを前記第１メモリが示し、前記第２時刻までの前記カウント値が前記第１閾値以上であることを前記第２メモリが示し、前記第２時刻までの前記カウント値が前記第２閾値以上であることを前記第３メモリが示している場合に、前記カウント値をリセットして前記カウント動作を初期値からやり直す
ことを特徴とする請求項７又は８記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記計数制御部は、前記第１時刻までの前記カウント値が前記第１閾値未満であることを前記第１メモリが示し、前記第２時刻までの前記カウント値が前記第１閾値未満であることを前記第２メモリが示している場合に、前記カウント動作を継続する
ことを特徴とする請求項７又は８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、光電変換装置及び光検出システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
単一光子レベルの微弱光を検出可能な検出器として、単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ：Single Photon Avalanche Diode）が知られている。ＳＰＡＤは、半導体のＰＮ接合部に誘起された強電界により発生するアバランシェ増倍現象を用いることで、光子により励起された信号電荷を数倍～数百万倍程度に増幅するものである。アバランシェ増倍現象により発生した電流をパルス信号に変換し、そのパルス信号の数をカウントすることで、入射するフォトンの個数を直接計測することが可能となる。
【０００３】
特許文献１には、ＳＰＡＤのリチャージを周期的に行うリチャージ方式と画素毎に被写体の明るさに応じた蓄積時間でカウント動作を行う方式とを組み合わせて実行する光電変換装置が記載されている。特許文献１に記載の光電変換装置によれば、ダイナミックレンジの拡大と低消費電力化とを実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－３９４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の光電変換装置では、蛍光灯やＬＥＤ信号機のような点灯と消灯とを周期的に繰り返す光源を撮影した場合にフリッカ現象が生じることがあった。
【０００６】
本発明の目的は、フリッカの発生を効果的に抑制しうる光電変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書の一開示によれば、光子の入射に応じた光子検出信号を出力する光電変換部と、前記光電変換部から出力される前記光子検出信号をカウントする計数部と、前記計数部におけるカウント動作を制御する計数制御部と、を有し、前記計数制御部は、前記カウント動作の開始から第１時刻までのカウント値が第１閾値未満であり、且つ、前記カウント動作の開始から前記第１時刻よりも後の第２時刻までのカウント値が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上の場合に、前記カウント値をリセットして前記カウント動作を初期値からやり直す光電変換装置が提供される。
【０００８】
また、本明細書の他の一開示によれば、光子の入射に応じた光子検出信号を出力する光電変換部と、前記光電変換部から出力される前記光子検出信号をカウントする計数部と、前記計数部におけるカウント動作を制御する計数制御部と、を有し、前記計数制御部は、前記カウント動作の開始から第１時刻までのカウント値と第１閾値との比較の結果を保持する第１メモリと、前記カウント動作の開始から前記第１時刻よりも後の第２時刻までのカウント値と前記第１閾値との比較の結果を保持する第２メモリと、前記カウント動作の開始から前記第２時刻までの前記カウント値と前記第１閾値よりも大きい第２閾値との比較の結果を保持する第３メモリと、を有し、前記第１メモリ、前記第２メモリ及び前記第３メモリに保持された情報に基づいて、前記カウント動作を制御する光電変換装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フリッカの発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１実施形態による光電変換システムの概略構成を示すブロック図である。
本発明の第１実施形態による光電変換装置の概略構成を示すブロック図である。
本発明の第１実施形態による光電変換装置における画素の構成例を示すブロック図である。
本発明の第１実施形態による光電変換装置における計数制御部の構成例を示すブロック図である。
本発明の第１実施形態による光電変換装置における比較部の構成例を示すブロック図である。
本発明の第１実施形態による光電変換装置における光電変換部及び計数部の動作を示すタイミング図である。
カウント値と蓄積時間との関係を示すグラフである。
本発明の第１実施形態による光電変換装置における再カウントの要否判定の基準を示す図である。
本発明の第１実施形態による光電変換装置における再カウントの動作を示すタイミング図である。
ＰＷＥＣ方式を用いた光電変換装置の動作を示すタイミング図である。
本発明の第１実施形態による光電変換装置におけるフリッカ抑制の効果を示すタイミング図である。
本発明の第２実施形態による光電変換装置における比較部の構成例を示すブロック図である。
本発明の第３実施形態による光検出システムの概略構成を示すブロック図である。
本発明の第４実施形態による距離画像センサの概略構成を示すブロック図である。
本発明の第５実施形態による内視鏡手術システムの構成例を示す概略図である。
本発明の第６実施形態による移動体の構成例を示す概略図である。
本発明の第６実施形態による光検出システムの概略構成を示すブロック図である。
本発明の第６実施形態による光検出システムの動作を示すフロー図である。
本発明の第７実施形態による光検出システムの概略構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許