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公開番号2025009968
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024102829
出願日2024-06-26
発明の名称光電変換装置及び該光電変換装置を有する光電変換システム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H04N 25/773 20230101AFI20250109BHJP(電気通信技術)
要約【課題】光電変換装置の感度調整を行い、入射光子数を適切にカウントすることで画質劣化を低減する
【解決手段】アバランシェ増倍によって光子検出信号を発生させる光電変換部と、前記光電変換部から出力される光子検出信号をカウントするカウンタ回路と、1フレームに含まれる第1の期間と、前記1フレームに含まれ、前記第1の期間以降で前記第1の期間と重複しない第2の期間と、を有し、前記第1の期間に1つの前記光子検出信号に基づいてカウンタ回路でカウントされる値は、前記第2の期間に1つの前記光子検出信号に基づいてカウンタ回路でカウントされる値よりも大きいことを特徴とする光電変換装置。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
アバランシェ増倍によって光子検出信号を発生させる光電変換部と、
前記光電変換部から出力される光子検出信号をカウントするカウンタ回路と、
１フレームに含まれる第１の期間と、
前記１フレームに含まれ、前記第１の期間以降で前記第１の期間と重複しない第２の期間と、を有し、
前記第１の期間に１つの前記光子検出信号に基づいてカウンタ回路でカウントされる値は、
前記第２の期間に１つの前記光子検出信号に基づいてカウンタ回路でカウントされる値よりも大きいことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記光電変換部が前記第１の期間に光子検出信号を出力した場合には前記カウンタ回路に自然数Ｎを加算し、
前記光電変換部が前記第２の期間に光子検出信号を出力した場合には前記カウンタ回路に自然数Ｍを加算し、
前記自然数Ｎは前記自然数Ｍより大きい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】
前記自然数Ｍは１であ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４】
前記第１の期間と前記第２の期間とは時間的に接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】
前記光電変換部をリチャージして待機状態にするクロック信号が入力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６】
前記クロック信号の入力の後に前記第１の期間と前記第２の期間とを迎えることを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記第１の期間の長さは前記第２の期間の長さよりも短い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】
前記光電変換部が第３の期間に光子検出信号を出力した場合には前記カウンタ回路に自然数Ｌを加算し、
前記自然数Ｌは前記自然数Ｍより小さい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９】
前のリチャージ周期の光子検出結果に応じた値を加算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１０】
周囲画素の光子検出結果に応じた値を加算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、光電変換装置及び該光電変換装置を有する光電変換システムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
アバランシェ（電子なだれ）増倍を利用し、単一光子レベルの微弱光を検出可能な光電変換装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０３９４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明では、カウント値と露光時間の情報から入射光量を算出し、画素毎に露光時間の制御を行っている。このような構成では、ＬＥＤフリッカの発生による画質劣化の懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの側面は、アバランシェ増倍によって光子検出信号を発生させる光電変換部と、前記光電変換部から出力される光子検出信号をカウントするカウンタ回路と、１フレームに含まれる第１の期間と、前記１フレームに含まれ、前記第１の期間以降で前記第１の期間と重複しない第２の期間と、を有し、前記第１の期間に１つの前記光子検出信号に基づいてカウンタ回路でカウントされる値は、前記第２の期間に１つの前記光子検出信号に基づいてカウンタ回路でカウントされる値よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光電変換装置の感度調整を行い、入射光子数を適切にカウントすることで画質劣化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態にかかる光電変換装置の概略図である。
実施形態にかかる光電変換装置のＰＤ基板の概略図である。
実施形態にかかる光電変換装置の回路基板の概略図である。
実施形態にかかる光電変換装置の画素回路の構成例である。
実施形態にかかる光電変換装置の画素回路の駆動を示す模式図である。
本願発明の原理を説明する図である。
第１の実施形態に係る光電変換装置の画素のブロック図である。
第１の実施形態に係る光電変換装置の画素回路の構成例を示す図である。
第１の実施形態に係る光電変換装置のタイミングチャートである。
第２の実施形態に係る光電変換装置の画素回路の構成例を示す図である。
第２の実施形態に係る光電変換装置のタイミングチャートである。
第２の実施形態に係る光電変換装置のタイミングチャートである。
第３の実施形態に係る光電変換装置の画素回路の構成例を示す図である。
第３の実施形態に係る光電変換装置のタイミングチャートである。
第３の実施形態の変形例に係る光電変換装置の画素回路の構成例を示す図である。
第３の実施形態の変形例に係る光電変換装置のタイミングチャートである。
第４の実施形態の変形例に係る光電変換装置の画素回路の構成例を示す図である。
第４の実施形態の変形例に係る光電変換装置のタイミングチャートである。
第５の実施形態の変形例に係る光電変換装置の画素回路の構成例を示す図である。
第５の実施形態の変形例に係る光電変換装置のタイミングチャートである。
第６の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第７の実施形態にかかる模式図である。
第８の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第９の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第１０の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第１１の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第１２の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に示す形態は、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や位置関係は、説明を明確にするために誇張していることがある。以下の説明において、同一の構成については同一の番号を付して説明を省略することがある。
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語）を用いる。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。
【００１０】
本明細書において、平面視とは、半導体層の光入射面に対して垂直な方向から視ることである。また、断面視とは、半導体層の光入射面と垂直な方向における面をいう。なお、微視的に見て半導体層の光入射面が粗面である場合は、巨視的に見たときの半導体層の光入射面を基準として平面視を定義する。
（【００１１】以降は省略されています）

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