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公開番号2025003109
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023103596
出願日2023-06-23
発明の名称撮像装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体
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 25/704 20230101AFI20241226BHJP(電気通信技術)
要約【課題】1つの画素に複数の光電変換素子を有する場合に、信号の読み出し時間を短縮することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】光電変換素子を有する画素が行列状に配置された画素部と、1つの画素から出力される画素信号に対して、少なくとも3つ配置されたサンプルホールド回路と、少なくとも3つのサンプルホールド回路のうちの2つのサンプルホールド回路の差分を電流信号として出力する電圧電流変換手段と、電圧電流変換手段の出力信号をデジタル信号に変換するAD変換手段と、画素から得られる第1の画素信号を少なくとも3つのサンプルホールド回路のうちの1つのサンプルホールド回路に保持してAD変換を行っている期間に、画素から得られる第2の画素信号を少なくとも3つのサンプルホールド回路のうちの他のサンプルホールド回路に保持する動作を開始するように制御する制御手段とを備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
光電変換素子を有する画素が行列状に配置された画素部と、
１つの画素から出力される画素信号に対して、少なくとも３つ配置されたサンプルホールド回路と、
前記少なくとも３つのサンプルホールド回路のうちの２つのサンプルホールド回路の差分を電流信号として出力する電圧電流変換手段と、
前記電圧電流変換手段の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段と、
前記画素から得られる第１の画素信号を前記少なくとも３つのサンプルホールド回路のうちの１つのサンプルホールド回路に保持してＡＤ変換を行っている期間に、前記画素から得られる第２の画素信号を前記少なくとも３つのサンプルホールド回路のうちの他のサンプルホールド回路に保持する動作を開始するように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記制御手段は、前記画素のリセット信号を、前記少なくとも３つのサンプルホールド回路に保持させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
１つの前記画素は、複数の光電変換素子を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の画素信号は、１つの前記画素の少なくとも１つの光電変換素子の電荷に基づく信号であり、前記第２の画素信号は、１つの前記画素の複数の光電変換素子の電荷に基づく信号であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の画素信号は、１つの前記画素の少なくとも１つの光電変換素子の電荷に基づく信号であり、前記第２の画素信号は、１つの前記画素の他の光電変換素子の電荷に基づく信号であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記ＡＤ変換手段は、第１のＡＤ変換器と第２のＡＤ変換器とを含み、前記制御手段は、前記第１のＡＤ変換器が前記第１の画素信号のＡＤ変換を行っている間に、前記第２のＡＤ変換器が前記第１の画素信号のＡＤ変換を行うように制御することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記ＡＤ変換手段は、第１のＡＤ変換器と第２のＡＤ変換器とを含み、前記制御手段は、前記第１のＡＤ変換器が前記第１の画素信号をデジタル信号に変換している期間に、前記第２のＡＤ変換器が前記第２の画素信号をデジタル信号に変換する動作を開始するように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１の画素信号のＡＤ変換が終了し、かつ第２の画素信号のサンプルホールドが終了した後、前記第１の画素信号を保持していたサンプルホールド回路に第３の画素信号を保持させる動作を開始するように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記ＡＤ変換手段はデルタ－シグマ型のＡＤ変換器を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記画素信号が複数の画素から出力される信号に基づく信号であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
（【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、撮像装置及びその制御方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、撮像素子の１つの画素に複数の光電変換素子を設け、その複数の光電変換素子からの出力信号を用いて焦点検出を行う技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、各画素が１つのマイクロレンズと複数の光電変換素子を備えた撮像素子を用いて焦点検出を行うことを可能とした撮像装置が開示されている。特許文献１では、各画素のリセット信号が読み出された後、各画素から少なくとも１つの光電変換素子の電荷に基づく信号が読み出され、その後、各画素から複数の光電変換素子の電荷に基づく信号が読み出される。
【０００４】
また、特許文献２には、次のような光電変換装置の構成が開示されている。すなわち、１本の出力線に対して２つのサンプルホールド回路が並列に設けられ、１つのサンプルホールド回路に各画素のリセット信号が保持され、もう１つのサンプルホールド回路に光検出信号が保持される。そして、光検出信号とリセット信号との差に基づく電流がＡＤ変換部に出力され、光検出信号とリセット信号との相関二重サンプリングによる補正処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５７５５１１１号公報
特開２０２２－１１９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載された構成では、信号線に接続された２つのサンプルホールド回路で、各画素から読み出されるリセット信号と、少なくとも１つの光電変換素子の電荷に基づく信号と、複数の光電変換素子の電荷に基づく信号をサンプルホールドする場合、次のような処理となる。
【０００７】
まず、１つのサンプルホールド回路に各画素のリセット信号を保持し、各画素における少なくとも１つの光電変換素子の電荷に基づく信号をもう一つのサンプルホールド回路に保持する。その差分に基づく信号をＡＤ変換した後に、各画素における複数の光電変換素子の電荷に基づく信号を、少なくとも１つの光電変換素子の電荷に基づく信号が保持されているサンプルホールド回路に保持する。そして、リセット信号との差分に基づく信号をＡＤ変換する。このように、１回のＡＤ変換が終わった後に、もう１回ＡＤ変換を行う必要があるため、読み出し時間が長くなるという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、１つの画素に複数の光電変換素子を有する場合に、信号の読み出し時間を短縮することができる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わる撮像装置は、光電変換素子を有する画素が行列状に配置された画素部と、１つの画素から出力される画素信号に対して、少なくとも３つ配置されたサンプルホールド回路と、前記少なくとも３つのサンプルホールド回路のうちの２つのサンプルホールド回路の差分を電流信号として出力する電圧電流変換手段と、前記電圧電流変換手段の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段と、前記画素から得られる第１の画素信号を前記少なくとも３つのサンプルホールド回路のうちの１つのサンプルホールド回路に保持してＡＤ変換を行っている期間に、前記画素から得られる第２の画素信号を前記少なくとも３つのサンプルホールド回路のうちの他のサンプルホールド回路に保持する動作を開始するように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、１つの画素に複数の光電変換素子を有する場合に、信号の読み出し時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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