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公開番号2025015236
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023118517
出願日2023-07-20
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 25/78 20230101AFI20250123BHJP(電気通信技術)
要約【課題】輝度によらず、出力信号のS/N性能の低下を抑制しつつ、消費電力を低減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、画素部の各画素列に対応して配置され、画素から得られる画素信号をデジタル信号に変換するAD変換部と、異なるN列(Nは2以上の整数)の画素信号を加算する加算部と、加算部により加算された画素信号を、N列に対応する複数のAD変換部を用いてAD変換し、AD変換の期間中において、AD変換の開始から所定の時間が経過した後に、複数のAD変換部のうちの一部のAD変換部を、消費電力を削減する動作に切り替えるように制御する制御部と、を備える。
【選択図】図12A
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、
前記画素部の各画素列に対応して配置され、前記画素から得られる画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段と、
異なるＮ列（Ｎは２以上の整数）の画素信号を加算する加算手段と、
前記加算手段により加算された画素信号を、前記Ｎ列に対応する複数のＡＤ変換手段を用いてＡＤ変換し、該ＡＤ変換の期間中において、前記ＡＤ変換の開始から所定の時間が経過した後に、前記複数のＡＤ変換手段のうちの一部のＡＤ変換手段を、消費電力を削減する動作に切り替え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 960 文字）【請求項２】
前記ＡＤ変換手段は、前記画素信号を、時間に対して所定の傾きで値が変化する参照信号と比較する比較手段と、前記画素信号の電圧と前記参照信号の電圧が一致するまでの時間をカウントするカウント手段と、を有し、前記制御手段は、前記消費電力を削減する動作において、前記比較手段と前記カウント手段への給電を削減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３】
前記制御手段は、前記消費電力を削減する動作において、前記比較手段と前記カウント手段への給電を停止することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記所定の時間を、前記画素信号におけるダークランダムノイズのレベルと光ショットノイズのレベルとに基づいて設定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５】
前記制御手段は、前記所定の時間を、ダークランダムノイズのレベルと光ショットノイズのレベルが同等となる受光量で得られた画素信号をＡＤ変換する時間に相当する時間に設定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記所定の時間を、ＩＳＯ感度が高いほど長い時間に設定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記複数のＡＤ変換手段において、前記画素信号の電圧と前記参照信号の電圧が一致するタイミングをそれぞれ異ならせるように制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記複数のＡＤ変換手段において、前記比較手段の動作の開始タイミングを一定の時間ずつ異ならせることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記複数のＡＤ変換手段に入力される前記参照信号の時間変化の開始タイミングを一定の時間ずつ異ならせることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記画素は、結像光学系の異なる瞳領域をそれぞれ通過する光束を受光する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 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置において、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子が広く使用されている。
【０００３】
これらの撮像素子として、最近では、行列状に配列された画素の列毎にアナログデジタル（ＡＤ）変換を行うＡＤ変換器を備えることで、高速に信号を読み出すことを可能とした撮像素子が多く使用されている。
【０００４】
ここで、ＡＤ変換の方式の一つとして、列毎に配置された比較器で、各画素から出力された画素出力電圧と、時間的に電圧が変化する参照信号とを比較し、比較器の出力が反転するまでの時間をカウントすることで、ＡＤ変換を行う方式が知られている。このような方式は、シングルスロープ方式と呼ばれている。
【０００５】
特許文献１には、複数のＡＤ変換器を動作させ、ＡＤ変換完了後にＡＤ変換器のパワーをセーブすることで消費電力を低減する構成が開示されている。しかし、高輝度条件においてはＡＤ変換器のパワーがセーブされないため、消費電力の低減効果が限定的になる。
【０００６】
特許文献２では、位相差信号の読出し時のみＡＤ変換器のパワーをセーブすることで、消費電力を低減しているが、低輝度時における位相差信号のＳ／Ｎ性能が低下してしまう。また、撮像信号の読出し時はＡＤ変換器のパワーがセーブされないため、消費電力低減効果が限定的となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００９－１５９２７１号公報
特開２０２１－１１４６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１及び特許文献２の構成では、輝度によらず、出力信号のＳ／Ｎ性能の低下を抑制しつつ消費電力を低減することは困難であった。
【０００９】
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、輝度によらず、出力信号のＳ／Ｎ性能の低下を抑制しつつ、消費電力を低減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】
【００１０】
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、前記画素部の各画素列に対応して配置され、前記画素から得られる画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段と、異なるＮ列（Ｎは２以上の整数）の画素信号を加算する加算手段と、前記加算手段により加算された画素信号を、前記Ｎ列に対応する複数のＡＤ変換手段を用いてＡＤ変換し、該ＡＤ変換の期間中において、前記ＡＤ変換の開始から所定の時間が経過した後に、前記複数のＡＤ変換手段のうちの一部のＡＤ変換手段を、消費電力を削減する動作に切り替え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】
（【００１１】以降は省略されています）

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