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公開番号2024175482
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2023093307
出願日2023-06-06
発明の名称光電変換装置、基板及び機器
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H04N 25/77 20230101AFI20241211BHJP(電気通信技術)
要約【課題】
画素から信号を読み出してアナログデジタル変換するときに要する時間を欄祝するのに有利な技術を提供すること。
【解決手段】
光電変換素子を有し、振幅が異なる2つの信号を出力する画素と、前記画素から出力される前記2つの信号をそれぞれサンプルホールドするサンプルホールド部と、前記サンプルホールド部から出力される前記2つの信号を順にアナログデジタル変換するオーバーサンプリング型の変換回路と、を備える光電変換装置であって、前記2つの信号のうち振幅が小さい方の信号をアナログデジタル変換するための期間は、前記2つの信号のうち振幅の大きい方の信号をアナログデジタル変換するための期間より短く設定されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光電変換素子を有し、振幅が異なる２つの信号を出力する画素と、
前記画素から出力される前記２つの信号をそれぞれサンプルホールドするサンプルホールド部と、
前記サンプルホールド部から出力される前記２つの信号を順にアナログデジタル変換するオーバーサンプリング型の変換回路と、を備える光電変換装置であって、
前記２つの信号のうち振幅が小さい方の信号をアナログデジタル変換するための期間は、前記２つの信号のうち振幅の大きい方の信号をアナログデジタル変換するための期間より短く設定されている、光電変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
光電変換素子を有し、振幅が異なる２つの信号を出力する画素と、
前記画素から出力される前記２つの信号をそれぞれサンプルホールドするサンプルホールド部と、
前記サンプルホールド部から出力される前記２つの信号を順にアナログデジタル変換するオーバーサンプリング型の変換回路と、を備える光電変換装置であって、
前記２つの信号のうち振幅が小さい方の信号をサンプルホールドする期間は、前記２つの信号のうち振幅の大きい方の信号をサンプルホールドする期間より短く設定されている、光電変換装置。
【請求項３】
前記サンプルホールド部と前記変換回路との間に前記サンプルホールド部から出力される前記２つの信号の大きさを調整する回路を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記大きさを調整する回路は、前記２つの信号のそれぞれの大きさを調整することを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記サンプルホールド部は増幅回路を備え、前記２つの信号は前記増幅回路を介して出力されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記変換回路は、前記２つの信号と、前記光電変換素子のリセットレベルの信号との差分をアナログデジタル変換することを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記画素は２つの光電変換素子を有し、前記２つの光電変換素子の一方の光電変換素子からの信号と前記２つの光電変換素子からの信号とを、前記２つの信号とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記２つの光電変換素子は行列状に配置された前記画素のうちの異なる行に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記画素に対応してマイクロレンズが配置されており、前記２つの信号に基づいて位相差信号を生成することを特徴とする請求項７に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
同じ期間に入射する光に対して前記２つの光電変換素子が生成する電荷の量が異なるように構成されていることを特徴とする請求項７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、基板及び機器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
デルタシグマ（ΔΣ）型のアナログデジタル変換回路を有する固体撮像素子がある。特許文献１には画素からの信号を記憶する２つの容量素子を設け、２つの容量素子に記憶された電圧の加重平均を出力とすることにより、広い入力電圧レンジに対応可能な固体撮像素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
ＷＯ２０１９－０６９６１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１つの画素から電圧範囲の異なる信号を読み出し、アナログデジタル変換して出力することがある。異なる信号の読出しと変換を行うために、読み出しと変換に要する時間の長さが問題となることがあった。本発明の目的は、画素から信号を読み出してアナログデジタル変換するときに要する時間を短縮するのに有利な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る光電変換装置は、光電変換素子を有し、振幅が異なる２つの信号を出力する画素と、前記画素から出力される前記２つの信号をそれぞれサンプルホールドするサンプルホールド部と、前記サンプルホールド部から出力される前記２つの信号を順にアナログデジタル変換するオーバーサンプリング型の変換回路とを備え、前記２つの信号のうち振幅が小さい方の信号をアナログデジタル変換するための期間は、前記２つの信号のうち振幅の大きい方の信号をアナログデジタル変換するための期間より短く設定されている。
【発明の効果】
【０００６】
画素から信号を読み出してアナログデジタル変換するときに要する時間を短縮するのに有利な技術を提供できること。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態に係る光電変換装置の模式図。
実施形態に係る画素の例を示す模式図。
実施形態１に係る光電変換装置の模式図。
実施形態１に係る光電変換装置のタイミング図。
実施形態１に係る画素の変形例。
実施形態２に係る光電変換装置のタイミング図。
実施形態３に係る光電変換装置の模式図。
実施形態３に係る光電変換装置のタイミング図。
実施形態４に係る光電変換装置の模式図。
実施形態４に係る光電変換装置のタイミング図。
実施形態の変形例に係る光電変換装置の模式図。
実施形態の変形例に係る光電変換装置のタイミング図。
実施形態に係る光電変換装置の適用例。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【０００９】
また、本明細書では信号の大きさを示す表現として、「振幅」を用いることがある。この振幅とは、基準となる信号と、説明対象の信号との電圧差である。
【００１０】
（実施形態１）
図１は本実施形態に係る光電変換装置の模式図である。光電変換装置は、画素基板１、回路が搭載された回路基板２を有する。画素基板１には画素部５が配置されている。画素部５には、入射した光に応じた信号電荷を生成する光電変換素子をそれぞれが含む複数の画素１０が行列状に配置されている。複数の画素からの出力は垂直信号線３０を介して回路基板２へ出力される。画素基板１と回路基板２とは同じ基板に形成されてもよいし、画素基板１に対して回路基板２が積層されていてもよい。なお、ここで列方向は、図１において上下の方向を指し、垂直信号線３０が画素基板１から回路基板２延びる向きの上下の方向を指す。行方向は、図１において左右の方向を指し、垂直信号線３０と直交する方向である。
（【００１１】以降は省略されています）

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