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公開番号2024165438
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023081648
出願日2023-05-17
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 20230101AFI20241121BHJP(電気通信技術)
要約【課題】入射光の検出精度を向上し得る光電変換装置を提供する。
【解決手段】光電変換部と、前記光電変換部への入射光に基づくカウント値を生成するカウント部と、を各々が含む複数の画素と、前記カウント値に対して補間処理を行う演算部と、を有し、前記複数の画素の各々は、前記カウント値の生成が有効化されている第1状態と前記カウント値の生成が無効化されている第2状態とのいずれかに制御され、第1サブフレーム期間において、第1画素は前記第1状態に制御され、第2画素は前記第2状態に制御され、第2サブフレーム期間において、前記第2画素は前記第1状態に制御され、前記第1画素は前記第2状態に制御され、前記演算部は、前記第2画素において前記第2サブフレーム期間に生成された第1カウント値を用いた前記補間処理により、前記第2サブフレーム期間における前記第1画素の第2カウント値を算出する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
光電変換部と、前記光電変換部への入射光に基づくカウント値を生成するカウント部と、を各々が含む複数の画素と、
前記カウント値に対して補間処理を行う演算部と、
を有し、
前記複数の画素の各々は、前記入射光に基づく前記カウント値の生成が有効化されている第１状態と前記入射光に基づく前記カウント値の生成が無効化されている第２状態とのいずれかに制御され、
前記複数の画素は、第１画素及び第２画素を含み、
１フレーム期間内の第１サブフレーム期間において、前記第１画素は前記第１状態に制御され、前記第２画素は前記第２状態に制御され、
前記１フレーム期間内の第２サブフレーム期間において、前記第２画素は前記第１状態に制御され、前記第１画素は前記第２状態に制御され、
前記演算部は、前記第２画素において前記第２サブフレーム期間に生成された第１カウント値を用いた前記補間処理により、前記第２サブフレーム期間における前記第１画素の第２カウント値を算出する
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】
前記複数の画素は、複数の前記第２画素を含み、
前記演算部は、複数の前記第２画素において前記第２サブフレーム期間にそれぞれ生成された複数の第１カウント値を用いた前記補間処理により、前記第２サブフレーム期間における前記第１画素の第２カウント値を算出する
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】
前記複数の画素は、４以上の前記第２画素を含み、
前記演算部は、４以上の前記第２画素において前記第２サブフレーム期間に生成された４以上の第１カウント値を用いた前記補間処理により、前記第２サブフレーム期間における前記第１画素の第２カウント値を算出する
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４】
前記演算部は、前記第１画素において前記第１サブフレーム期間に生成された第３カウント値と、前記第２画素において前記第２サブフレーム期間に生成された第１カウント値とを用いた前記補間処理により、前記第２サブフレーム期間における前記第１画素の第２カウント値を算出する
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５】
前記補間処理は、前記第１画素において前記第１サブフレーム期間に生成された第３カウント値と、前記第２画素において前記第２サブフレーム期間に生成された第１カウント値とを重み付け加算する演算を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記第１画素において前記第１サブフレーム期間に生成された第３カウント値と、前記第２画素において前記第２サブフレーム期間に生成された第１カウント値とを用いて前記補間処理に用いられる補間パラメータを算出する
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７】
前記演算部は、前記複数の画素の各々に対応して配されている
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８】
前記複数の画素は、複数の行及び複数の列をなすように配されており、
前記演算部は、１つの列の複数の画素から信号が共通の信号線を介して入力されるように配されている
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９】
前記複数の画素は、第３画素及び第４画素を更に含み、
前記１フレーム期間は前記第１サブフレーム期間、前記第２サブフレーム期間、第３サブフレーム期間及び第４サブフレーム期間を含み、
前記第１サブフレーム期間、前記第２サブフレーム期間、前記第３サブフレーム期間及び前記第４サブフレーム期間の各々において、前記第１画素、前記第２画素、前記第３画素及び前記第４画素の一部が前記第１状態に制御され、前記第１画素、前記第２画素、前記第３画素及び前記第４画素の他の一部が前記第２状態に制御される
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サブフレーム期間、前記第２サブフレーム期間、前記第３サブフレーム期間及び前記第４サブフレーム期間の各々において、前記第１画素、前記第２画素、前記第３画素及び前記第４画素のうちの１つが前記第１状態に制御され、前記第１画素、前記第２画素、前記第３画素及び前記第４画素のうちの他の３つが前記第２状態に制御される
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。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アバランシェフォトダイオードを用いた撮像装置が開示されている。特許文献１の撮像装置は、光子を検出する状態と光子を検出しない状態とを１つの露光期間内で切り替える。これにより、特許文献１の撮像装置においては消費電力が低減されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－２８０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように光子を検出しない期間が存在する光電変換装置においては、入射光の検出精度が十分でない場合があり得る。
【０００５】
本発明は、入射光の検出精度を向上し得る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、光電変換部と、前記光電変換部への入射光に基づくカウント値を生成するカウント部と、を各々が含む複数の画素と、前記カウント値に対して補間処理を行う演算部と、を有し、前記複数の画素の各々は、前記入射光に基づく前記カウント値の生成が有効化されている第１状態と前記入射光に基づく前記カウント値の生成が無効化されている第２状態とのいずれかに制御され、前記複数の画素は、第１画素及び第２画素を含み、１フレーム期間内の第１サブフレーム期間において、前記第１画素は前記第１状態に制御され、前記第２画素は前記第２状態に制御され、前記１フレーム期間内の第２サブフレーム期間において、前記第２画素は前記第１状態に制御され、前記第１画素は前記第２状態に制御され、前記演算部は、前記第２画素において前記第２サブフレーム期間に生成された第１カウント値を用いた前記補間処理により、前記第２サブフレーム期間における前記第１画素の第２カウント値を算出す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、入射光の検出精度を向上し得る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２画素分の画素の構成例を示す概略ブロック図である。
第１実施形態に係る画素配列及び駆動タイミングを示す図である。
第１実施形態に係る出力値演算部を示す図である。
第２実施形態に係る画素配列及び出力値演算部を示す図である。
第３実施形態に係る画素配列及び出力値演算部を示す図である。
第４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４実施形態に係る２画素分の画素の構成例を示す概略ブロック図である。
第４実施形態に係る画素配列を示す図である。
第４実施形態に係る駆動タイミングを示す図である。
第４実施形態に係る画素配列及び出力値演算部を示す図である。
第５実施形態に係る画素ブロックの配列を示す図である。
第６実施形態に係る光検出システムのブロック図である。
第７実施形態に係る光検出システムのブロック図である。
第８実施形態に係る内視鏡手術システムの概略図である。
第９実施形態に係る光検出システムの概略図である。
第９実施形態に係る移動体の概略図である。
第９実施形態に係る光検出システムの動作を表すフローチャートである。
第１０実施形態に係る電子機器の具体例を示す図である。
【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。以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を限定するものではない。各図面が示す部材の大きさ及び位置関係は、説明を明確にするために誇張されていることがある。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】
なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向又は位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語）が用いられる。それらの用語の使用は図面を参照した実施形態の理解を容易にするためのものであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が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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