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公開番号2025087376
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023201979
出願日2023-11-29
発明の名称光電変換装置、光電変換装置の駆動方法、機器
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 25/772 20230101AFI20250603BHJP(電気通信技術)
要約【課題】高品質な信号を出力することが可能である。
【解決手段】入射光に応じた電荷を生成する光電変換素子と、浮遊拡散領域と、電荷を浮遊拡散領域に転送する転送トランジスタとを有する画素と、画素と電気的に接続可能であり、電荷に基づく画素信号を出力する出力線と、出力線と電気的に接続可能であり、出力線に電流を供給する電流源と、を備える光電変換装置の駆動方法であって、第1のタイミングにおいて、転送トランジスタがオン状態となって電荷が浮遊拡散領域に転送され、第2のタイミングにおいて、第1のタイミングに浮遊拡散領域に転送された電荷に基づく画素信号と閾値電圧との比較を完了し、第1のタイミングと第2のタイミングとの間において、画素と電流源との接続状態を導通状態から非導通状態に変化させる第1の駆動を行うことを特徴とする光電変換装置の駆動方法。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
入射光に応じた電荷を生成する光電変換素子と、浮遊拡散領域と、前記電荷を前記浮遊拡散領域に転送する転送トランジスタと、を有する画素と、
前記画素と電気的に接続可能であり、前記電荷に基づく画素信号を出力する出力線と、
前記出力線と電気的に接続可能であり、前記出力線に電流を供給する電流源と、
を備える光電変換装置の駆動方法であって、
第１のタイミングにおいて、前記転送トランジスタがオン状態となって前記電荷が前記浮遊拡散領域に転送され、
第２のタイミングにおいて、前記第１のタイミングに前記浮遊拡散領域に転送された前記電荷に基づく前記画素信号と閾値電圧との比較を完了し、
前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの間において、前記画素と前記電流源との接続状態を導通状態から非導通状態に変化させる第１の駆動を行う
ことを特徴とする光電変換装置の駆動方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの間の第３のタイミングにおいて、前記転送トランジスタをオフ状態にし、前記第１のタイミングと前記第３のタイミングとの間において、前記第１の駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の駆動方法。
【請求項３】
前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの間において、前記第１の駆動を行った後に、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの間において、前記画素と前記電流源との接続状態を非導通状態から導通状態に変化させることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の駆動方法。
【請求項４】
前記電流源から第１の電流が供給される第１の動作モードと、前記電流源から第１の電流よりも大きい第２の電流が供給される第２の動作モードと、を有する光電変換装置の駆動方法であって、
前記第１の動作モードにおいて、前記画素と前記電流源との接続状態が非導通状態である期間は、前記第２の動作モードにおいて、前記画素と前記電流源との接続状態が非導通状態である期間よりも長いことを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置の駆動方法。
【請求項５】
前記出力線と電気的に接続可能な複数の比較器を備え、
前記出力線に電気的に接続される前記複数の比較器の数が異なる複数の動作モードを有する光電変換装置の駆動方法であって、
前記複数のモードの１つである第１の動作モードにおいて、前記出力線に電気的に接続される前記複数の比較器の数は、前記複数のモードの１つである第２の動作モードにおいて、前記出力線に電気的に接続される前記複数の比較器の数よりも多く、前記第１の動作モードにおいて、前記画素と前記電流源との接続状態が非導通状態である期間は、前記第２の動作モードにおいて、前記画素と前記電流源との接続状態が非導通状態である期間よりも長いことを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置の駆動方法。
【請求項６】
前記画素信号と前記閾値電圧との前記比較を行う比較器を備える光電変換装置の駆動方法であって、
前記画素に電源電圧を供給する経路と前記比較器に電源電圧を供給する経路とは異なることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の駆動方法。
【請求項７】
前記出力線と電気的に接続可能なトランジスタを有する前記画素を備える光電変換装置の駆動方法であって、
前記トランジスタをオフ状態にすることによって、前記第１の駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の駆動方法。
【請求項８】
前記画素と前記電流源との間に配されたスイッチを有する前記出力線を備える光電変換装置の駆動方法であって、
前記スイッチをオフ状態にすることによって、前記第１の駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の駆動方法。
【請求項９】
前記電流源と電気的に接続可能であり、前記出力線とは異なるその他の出力線を備える光電変換装置の駆動方法であって、
前記出力線を用いて、前記第１の駆動を行った後に、前記その他の出力線を用いて前記第１の駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の駆動方法。
【請求項１０】
入射光に応じた電荷を生成する光電変換素子と、浮遊拡散領域と、前記電荷を前記浮遊拡散領域に転送する転送トランジスタと、を有する画素と、
前記画素と電気的に接続可能であり、前記電荷に基づく画素信号を出力する出力線と、
前記出力線と電気的に接続可能であり、前記出力線の電圧値の静定を高速化させるための高速化回路と、
を備える光電変換装置の駆動方法であって、
第１のタイミングにおいて、前記転送トランジスタがオン状態となって前記電荷が前記浮遊拡散領域に転送され、
第２のタイミングにおいて、前記第１のタイミングにおいて前記浮遊拡散領域に転送された前記電荷に基づく前記画素信号と閾値電圧との比較を完了し、
前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの間において、前記高速化回路の動作を伴って、前記出力線が前記画素信号を出力する
ことを特徴とする光電変換装置の駆動方法。
（【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、光電変換装置の駆動方法、機器に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、画素から出力された画素信号の電圧値（信号振幅の値）を判定し、画素信号の電圧値（信号振幅の値）に応じてＡＤ変換ゲインを切り替えてＡＤ変換をする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－２５１６７７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、特許文献１に示すような光電変換装置において、画素信号の電圧値（信号振幅の値）の判定精度向上に対して改良の余地があった。画素信号の電圧値（信号振幅の値）の判定精度を向上させることによって、光電変換装置は高品質な信号を出力することができる。
【０００５】
本発明は、高品質な信号を出力することが可能な光電変換装置の駆動方法を提供することを目的としたものである。
【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、入射光に応じた電荷を生成する光電変換素子と、浮遊拡散領域と、前記電荷を前記浮遊拡散領域に転送する転送トランジスタと、を有する画素と、前記画素と電気的に接続可能であり、前記電荷に基づく画素信号を出力する出力線と、前記出力線と電気的に接続可能であり、前記出力線に電流を供給する電流源と、を備える光電変換装置の駆動方法であって、第１のタイミングにおいて、前記転送トランジスタがオン状態となって前記電荷が前記浮遊拡散領域に転送され、第２のタイミングにおいて、前記第１のタイミングに前記浮遊拡散領域に転送された前記電荷に基づく前記画素信号と閾値電圧との比較を完了し、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの間において、前記画素と前記電流源との接続状態を導通状態から非導通状態に変化させる第１の駆動を行うことを特徴とする光電変換装置の駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高品質な信号を出力することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る光電変換装置を説明するブロック図
第１実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
第１実施形態に係る光電変換装置を説明する駆動タイミングチャート図
第１実施形態に係る光電変換装置を説明する駆動タイミングチャート図
第１実施形態に係る光電変換装置を説明する駆動タイミングチャート図
第１実施形態の第１変形例に係る光電変換装置を説明するブロック図
第１実施形態の第２変形例に係る光電変換装置を説明するブロック図
第１実施形態の第２変形例に係る光電変換装置を説明する駆動タイミングチャート図
第１実施形態の第３変形例に係る光電変換装置を説明する回路図
第１実施形態の第３変形例に係る光電変換装置を説明する駆動タイミングチャート図
第２実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
第２実施形態に係る光電変換装置を説明する駆動タイミングチャート図
第３実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
第４実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
第４実施形態に係る光電変換装置を説明する駆動タイミングチャート図
第５実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
第６実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
第７実施形態に係る機器を説明する模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら各実施形態を説明する。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。また、以下に述べる各実施形態では、光電変換装置の一例として、撮像向けのセンサを中心に説明する。ただし、各実施形態は、撮像向けのセンサに限られるものではなく、光電変換装置の他の例にも適用可能である。例えば、撮像装置、測距装置（焦点検出やＴＯＦ（ＴｉｍｅＯｆＦｌｉｇｈｔ）を用いた距離測定等の装置）、測光装置（入射光量の測定等の装置）などがある。
【００１０】
本明細書において、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」および、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。
（【００１１】以降は省略されています）

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