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公開番号2025092599
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2025054265,2021573982
出願日2025-03-27,2021-01-21
発明の名称撮像装置、電子機器及び撮像方法
出願人ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
代理人個人
主分類H04N 25/77 20230101AFI20250612BHJP(電気通信技術)
要約【課題】感度向上と暗電流の減少を図るとともに、消費電力を低減する。
【解決手段】撮像装置は、それぞれが入射光を光電変換して電気信号を生成する複数の光電変換素子を有する光電変換部と、複数の光電変換素子のそれぞれの電気信号の変化量が所定の閾値を超えたか否かを示す検出信号を出力する検出部と、電気信号に基づいて画素信号を生成する画素信号生成部と、電気信号を画素信号生成部に転送する制御を行う転送制御部と、画素信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、を備える。光電変換部の低電位側基準電位と、検出部の低電位側基準電位と、画素信号生成部の低電位側基準電位と、アナログデジタル変換器の低電位側基準電位と、転送制御部のオフ電位とは、電位レベルがそれぞれ異なる3つ以上の電位を含んでいる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
それぞれが入射光を光電変換して電気信号を生成する複数の光電変換素子を有する光電変換部と、
前記複数の光電変換素子のそれぞれの前記電気信号の変化量が所定の閾値を超えたか否かを示す検出信号を出力する検出部と、
前記電気信号に基づいて画素信号を生成する画素信号生成部と、
前記電気信号を前記画素信号生成部に転送する制御を行う転送制御部と、
前記画素信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、を備え、
前記光電変換部の低電位側基準電位と、前記検出部の低電位側基準電位と、前記画素信号生成部の低電位側基準電位と、前記アナログデジタル変換器の低電位側基準電位と、前記転送制御部のオフ電位とは、電位レベルがそれぞれ異なる３つ以上の電位を含んでいる、撮像装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記光電変換部の低電位側基準電位は、前記検出部の低電位側基準電位よりも電位レベルが低い、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光電変換部の低電位側基準電位は、前記転送制御部のオフ電位よりも電位レベルが高い、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光電変換部の低電位側基準電位は、前記画素信号生成部及び前記アナログデジタル変換器の少なくとも一方の低電位側基準電位よりも電位レベルが低い、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光電変換部の低電位側基準電位、前記検出部の低電位側基準電位、前記画素信号生成部の低電位側基準電位、前記アナログデジタル変換器の低電位側基準電位、及び前記転送制御部のオフ電位の少なくとも一つは接地電位であり、かつその他の少なくとも一つは前記接地電位よりも電位レベルが低い第１基準電位であり、かつその他の少なくとも一つは前記第１基準電位よりも電位レベルが低い第２基準電位である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光電変換部の低電位側基準電位は前記第２基準電位であり、
前記検出部、前記画素信号生成部及び前記アナログデジタル変換器の低電位側基準電位は前記接地電位であり、
前記転送制御部のオフ電位は前記第２基準電位である、請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記接地電位は０Ｖであり、
前記第１基準電位は負電位であり、
前記第２基準電位は、前記第１基準電位よりも電位レベルが低い負電位である、請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換部、前記画素信号生成部及び前記アナログデジタル変換器の低電位側基準電位は略等しい、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記光電変換部の低電位側基準電位、前記検出部の低電位側基準電位、前記画素信号生成部の低電位側基準電位、前記アナログデジタル変換器の低電位側基準電位、及び前記転送制御部のオフ電位の少なくとも一つは接地電位であり、かつその他の少なくとも一つは前記接地電位よりも電位レベルが高い第１基準電位であり、かつその他の少なくとも一つは前記接地電位よりも電位レベルが低い第２基準電位である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記光電変換部、前記画素信号生成部及び前記アナログデジタル変換器の低電位側基準電位は前記接地電位であり、
前記検出部の低電位側基準電位は前記第１基準電位であり、
前記転送制御部のオフ電位は前記第２基準電位である、請求項９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】
本開示は、撮像装置、電子機器及び撮像方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置では、垂直同期信号などの同期信号に同期して画像データ（フレーム）を撮像する同期型の撮像素子を用いるのが一般的である。この種の同期型の撮像素子は、同期信号の周期（例えば、１／６０秒）ごとにしか画像データを取得することができないため、画像データをより高速に取得する用途には適さない。そこで、画素アドレスごとに、その画素の光量が閾値を超えた旨をイベントとしてリアルタイムに検出するイベント検出回路を画素毎に設けた非同期型の撮像素子が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この撮像素子では、フォトダイオードと、イベントを検出するための複数のトランジスタとが画素毎に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１６－５３３１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の非同期型の撮像素子では、同期型の撮像素子よりも遥かに高速にデータを生成して出力することができる。このため、例えば、交通分野において、人や障害物を画像認識する処理を高速に実行して、安全性を向上させることができる。しかしながら、電源電圧の低下や接地電圧の上昇などの電圧変動によりフォトダイオードの逆バイアスが低くなると、そのフォトダイオードの感度が低下し、暗電流が増大するおそれがある。このため、これらの感度の不足や暗電流に起因して、信号品質が低下するという問題がある。フォトダイオードの面積を大きくすれば、感度を向上させ、暗電流を低減することができるが、単位面積当たりの画素数が減少するため望ましくない。また、電源電圧を充分に高くすることによっても感度を向上させ、暗電流を低減することができるが、消費電力が増大するため好ましくない。
【０００５】
本開示は、感度向上と暗電流の減少を図るとともに、消費電力を低減可能な撮像装置、電子機器及び撮像方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本開示によれば、それぞれが入射光を光電変換して電気信号を生成する複数の光電変換素子を有する光電変換部と、
前記複数の光電変換素子のそれぞれの前記電気信号の変化量が所定の閾値を超えたか否かを示す検出信号を出力する検出部と、
前記電気信号に基づいて画素信号を生成する画素信号生成部と、
前記電気信号を前記画素信号生成部に転送する制御を行う転送制御部と、
前記画素信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、を備え、
前記光電変換部の低電位側基準電位と、前記検出部の低電位側基準電位と、前記画素信号生成部の低電位側基準電位と、前記アナログデジタル変換器の低電位側基準電位と、前記転送制御部のオフ電位とは、電位レベルがそれぞれ異なる３つ以上の電位を含んでいる、撮像装置。
【０００７】
前記光電変換部の低電位側基準電位は、前記検出部の低電位側基準電位よりも電位レベルが低くてもよい。
【０００８】
前記光電変換部の低電位側基準電位は、前記転送制御部のオフ電位よりも電位レベルが高くてもよい。
【０００９】
前記光電変換部の低電位側基準電位は、前記画素信号生成部及び前記アナログデジタル変換器の少なくとも一方の低電位側基準電位よりも電位レベルが低くてもよい。
【００１０】
前記光電変換部の低電位側基準電位、前記検出部の低電位側基準電位、前記画素信号生成部の低電位側基準電位、前記アナログデジタル変換器の低電位側基準電位、及び前記転送制御部のオフ電位の少なくとも一つは接地電位であり、かつその他の少なくとも一つは前記接地電位よりも電位レベルが低い第１基準電位であり、かつその他の少なくとも一つは前記第１基準電位よりも電位レベルが低い第２基準電位であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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