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公開番号2025096963
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212996
出願日2023-12-18
発明の名称光電変換装置及び光電変換装置の制御方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H04N 25/705 20230101AFI20250623BHJP(電気通信技術)
要約【課題】消費電力を低減し得る光電変換装置を提供する。
【解決手段】光電変換装置は、光電変換素子を含む光検出部と、前記光検出部及び光源装置を制御する制御部と、前記光検出部への入射光の検出結果を示す信号を処理する処理部と、を有する。前記制御部は、パルス光が前記光源装置から射出されるように前記光源装置を制御し、ある距離に対応する時間窓において前記光検出部に入射する光を検出するように前記光検出部を制御する。前記処理部は、前記光検出部から出力された前記発光回数に相当する個数の検出結果を示す信号に対して論理和を算出することにより、1ビット信号で構成された光検出フレームを出力する。前記発光回数は、測定する距離に応じて異なる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
光電変換素子を含む光検出部と、
前記光検出部及び光源装置を制御する制御部と、
前記光検出部への入射光の検出結果を示す信号を処理する処理部と、
を有し、
第１測定において、前記制御部は、第１発光回数の第１パルス光が前記光源装置から射出されるように前記光源装置を制御し、第１距離に対応する第１時間窓において前記光検出部に入射する光を検出するように前記光検出部を制御し、
前記第１測定において、前記処理部は、前記光検出部から出力された前記第１発光回数に相当する個数の検出結果を示す信号に対して論理和を算出することにより、１ビット信号で構成された第１光検出フレームを出力し、
第２測定において、前記制御部は、前記第１発光回数とは異なる第２発光回数の第２パルス光が前記光源装置から射出されるように前記光源装置を制御し、前記第１距離とは異なる第２距離に対応する第２時間窓において前記光検出部に入射する光を検出するように前記光検出部を制御し、
前記第２測定において、前記処理部は、前記光検出部から出力された前記第２発光回数に相当する個数の検出結果を示す信号に対して論理和を算出することにより、１ビット信号で構成された第２光検出フレームを出力する
ことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１発光回数及び前記第２発光回数を設定する発光回数設定部を更に有し、
前記発光回数設定部は、前記第１距離に基づいて前記第１発光回数を設定し、前記第２距離に基づいて前記第２発光回数を設定する
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３】
前記発光回数設定部は、距離と発光回数の関係を示すテーブルを参照することにより前記第１発光回数及び前記第２発光回数を設定する
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４】
前記テーブルは、前記発光回数が前記距離の２乗に比例する区間を含むように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記テーブルは、前記発光回数が前記距離に対して階段状に変化する区間を含むように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記発光回数設定部は、距離と発光回数の関係を示す計算式を用いて前記第１発光回数及び前記第２発光回数を設定する
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７】
前記光検出部が受けるノイズを示すノイズ情報を取得するノイズ情報取得装置を更に有し、
前記発光回数設定部は、前記ノイズ情報に更に基づいて前記第１発光回数及び前記第２発光回数を設定する
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８】
前記ノイズ情報取得装置は、前記光電変換装置の周囲の光量を前記ノイズ情報として取得する
ことを特徴とする請求項７に記載の光電変換装置。
【請求項９】
所定の監視範囲内を監視する監視装置を更に有し、
前記発光回数設定部は、前記監視装置による監視結果に更に基づいて前記第１発光回数及び前記第２発光回数を設定する
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】
所定の監視範囲内を監視する監視装置を更に有し、
前記制御部は、前記監視装置による監視結果に基づいて前記光検出部及び前記光源装置の動作状態の切り替えを行う
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、光電変換装置及び光電変換装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、隣接するアバランシェダイオード間のクロストークが抑制された画素構造を有する光電変換装置を開示する。また、特許文献１は、タイムゲーティングＴｏＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）型の距離画像センサを開示する。タイムゲーティングＴｏＦにおいては、光子検出期間であるゲートウィンドウの時間位置を掃引して各時間位置におけるフォトンカウント値の分布を取得することにより被写体と光電変換装置の間の距離の計測が行われる。特許文献１の距離画像センサの駆動時には、各ゲートウィンドウでの測定においてレーザーパルス光の照射及び光の検出が複数回行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２―２２８８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に開示されているようなタイムゲーティングＴｏＦの技術において、複数回の測定に伴う消費電力の低減が課題となり得る。
【０００５】
本発明は、消費電力を低減し得る光電変換装置及び光電変換装置の制御方法を提供することを目的とする。
【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、光電変換素子を含む光検出部と、前記光検出部及び光源装置を制御する制御部と、前記光検出部への入射光の検出結果を示す信号を処理する処理部と、を有し、第１測定において、前記制御部は、第１発光回数の第１パルス光が前記光源装置から射出されるように前記光源装置を制御し、第１距離に対応する第１時間窓において前記光検出部に入射する光を検出するように前記光検出部を制御し、前記第１測定において、前記処理部は、前記光検出部から出力された前記第１発光回数に相当する個数の検出結果を示す信号に対して論理和を算出することにより、１ビット信号で構成された第１光検出フレームを出力し、第２測定において、前記制御部は、前記第１発光回数とは異なる第２発光回数の第２パルス光が前記光源装置から射出されるように前記光源装置を制御し、前記第１距離とは異なる第２距離に対応する第２時間窓において前記光検出部に入射する光を検出するように前記光検出部を制御し、前記第２測定において、前記処理部は、前記光検出部から出力された前記第２発光回数に相当する個数の検出結果を示す信号に対して論理和を算出することにより、１ビット信号で構成された第２光検出フレームを出力することを特徴とする光電変換装置が提供される。
【０００７】
本明細書の一開示によれば、光電変換素子を含む光検出部を有する光電変換装置の制御方法であって、第１発光回数の第１パルス光が光源装置から射出されるように前記光源装置を制御し、第１距離に対応する第１時間窓において前記光検出部に入射する光を検出するステップと、前記光検出部から出力された前記第１発光回数に相当する個数の検出結果を示す信号に対して論理和を算出することにより、１ビット信号で構成された第１光検出フレームを出力するステップと、前記第１発光回数とは異なる第２発光回数の第２パルス光が前記光源装置から射出されるように前記光源装置を制御し、前記第１距離とは異なる第２距離に対応する第２時間窓において前記光検出部に入射する光を検出するステップと、前記光検出部から出力された前記第２発光回数に相当する個数の検出結果を示す信号に対して論理和を算出することにより、１ビット信号で構成された第２光検出フレームを出力するステップと、を有することを特徴とする光電変換装置の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、消費電力を低減し得る光電変換装置及び光電変換装置の制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
タイムゲーティングＴｏＦ型測距装置の動作及び課題を説明するグラフである。
第１実施形態に係る測距装置の構成例を示すブロック図である。
第１実施形態に係る測距装置の動作の概略を模式的に示す図である。
発光回数の調整による効果を説明するグラフである。
第１実施形態に係る測距装置の動作を示すフローチャートである。
第１実施形態における発光回数の計算例を示すグラフである。
第２実施形態に係る測距装置の動作の概略を模式的に示す図である。
第３実施形態における発光回数の計算例を示すグラフである。
第４実施形態に係る測距装置の動作の概略を模式的に示す図である。
第５実施形態に係る光電変換装置の全体構成を示す概略図である。
第５実施形態に係るセンサ基板の構成例を示す概略ブロック図である。
第５実施形態に係る回路基板の構成例を示す概略ブロック図である。
第５実施形態に係る光電変換部及び画素信号処理部の１画素分の構成例を示す概略ブロック図である。
第５実施形態に係るアバランシェフォトダイオードの動作を説明する図である。
第６実施形態に係る機器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。複数の図面にわたって同一の要素又は対応する要素には共通の符号が付されており、その説明は省略又は簡略化されることがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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