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公開番号2025132089
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024029426
出願日2024-02-29
発明の名称光電変換装置及びその駆動方法
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 25/70 20230101AFI20250903BHJP(電気通信技術)
要約【課題】センシング用信号を高速に取得しつつ画質に優れた表示用信号を取得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、複数行及び複数列をなすように配された複数の画素と、各列に配され各々が第1及び第2出力線を含む出力線群と、複数の画素からの信号の読み出しを行単位で制御する画素制御部と、出力線群に出力される信号がとり得る信号振幅の範囲を制限する振幅制限部と、を有する。画素制御部は、各列の第1出力線に接続された画素の信号を順次読み出す第1走査と各列の第2出力線に接続された画素の信号を順次読み出す第2走査とを実行する。第1走査により第1画素の信号を読み出す期間と第2走査により第1画素が接続された第1出力線と隣り合う第2出力線に接続された第2画素の信号を読み出す期間とが重複している場合、振幅制限部は、第1出力線及び第2出力線における最大信号振幅を異なる範囲に制限する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
複数の行及び複数の列をなすように配され、各々が光電変換部を含む複数の画素と、
前記複数の列の各々に配され、各々が少なくとも第１出力線及び第２出力線を含む複数の出力線群と、
前記複数の画素から前記複数の出力線群への信号の読み出しを前記行の単位で制御する画素制御部と、
前記複数の出力線群に出力される信号がとり得る信号振幅の範囲を制限する振幅制限部と、を有し、
前記画素制御部は、各列の前記第１出力線に接続された画素の信号を前記行の単位で順次読み出す第１走査と、各列の前記第２出力線に接続された画素の信号を前記行の単位で順次読み出す第２走査と、を実行するように構成されており、
前記第１走査によって第１画素の信号を前記第１出力線に読み出す期間と、前記第２走査によって前記第１画素が接続された前記第１出力線と隣り合う前記第２出力線に接続された第２画素の信号を前記第２出力線に読み出す期間と、が重複しており、
前記振幅制限部は、前記第１画素及び前記第２画素から読み出しを行う際に、前記第１出力線における最大信号振幅と前記第２出力線における最大信号振幅とが異なるように、前記第１出力線及び前記第２出力線における信号振幅の範囲を制限するように構成されている
ことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記複数の画素の各々は、前記光電変換部の電荷が転送される浮遊拡散部と、前記浮遊拡散部の電位に応じた信号を対応する出力線に出力する増幅トランジスタと、前記浮遊拡散部の電位をリセットするリセットトランジスタと、を有し、
前記画素制御部は、前記第１画素の前記リセットトランジスタを非リセット状態に制御する際のゲート電位と、前記第２画素の前記リセットトランジスタを非リセット状態に制御する際のゲート電位と、を異なる電位に設定することにより、前記リセットトランジスタを前記振幅制限部として機能させる
ことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記第１画素の前記リセットトランジスタを前記非リセット状態に制御する際の前記ゲート電位は、前記リセットトランジスタをリセット状態に制御する際のゲート電位に対し、前記第２画素の前記リセットトランジスタを前記非リセット状態に制御する際の前記ゲート電位よりも深く、
前記第１出力線における前記最大信号振幅は、前記第２出力線における前記最大信号振幅よりも広い
ことを特徴とする請求項２記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記複数の画素の各々は、前記浮遊拡散部に接続された容量切り替えトランジスタを更に有し、
前記画素制御部は、前記容量切り替えトランジスタをオン状態に制御する場合に、前記リセットトランジスタを前記振幅制限部として機能させる
ことを特徴とする請求項２記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記複数の画素の各々は、前記光電変換部の電荷が転送される浮遊拡散部と、前記浮遊拡散部の電位に応じた信号を前記複数の出力線群のうちの対応する出力線に出力する増幅トランジスタと、前記浮遊拡散部に接続された容量切り替えトランジスタと、を有し、
前記画素制御部は、前記第１画素の前記容量切り替えトランジスタをオフ状態に制御する際のゲート電位と、前記第２画素の前記容量切り替えトランジスタをオフ状態に制御する際のゲート電位と、を異なる電位に設定することにより、前記容量切り替えトランジスタを前記振幅制限部として機能させる
ことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記第１画素の前記容量切り替えトランジスタを前記オフ状態に制御する際の前記ゲート電位は、前記容量切り替えトランジスタをオン状態に制御する際のゲート電位に対し、前記第２画素の前記容量切り替えトランジスタを前記オフ状態に制御する際の前記ゲート電位よりも深く、
前記第１出力線における前記最大信号振幅は、前記第２出力線における前記最大信号振幅よりも広い
ことを特徴とする請求項５記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記複数の画素の各々は、前記浮遊拡散部の電位をリセットするリセットトランジスタを更に有し、
前記容量切り替えトランジスタは、前記リセットトランジスタと前記浮遊拡散部との間に接続されている
ことを特徴とする請求項５記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記容量切り替えトランジスタは、前記浮遊拡散部と接地電圧ノードとの間に接続されている
ことを特徴とする請求項５記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記複数の画素の各々の前記光電変換部は、１つのマイクロレンズの異なる瞳領域を通過した光を受光するように構成された第１光電変換部及び第２光電変換部を有し、
前記振幅制限部は、前記第１画素及び前記第２画素から前記第１光電変換部の電荷に基づく信号の読み出しを行う際に、前記第１出力線における前記最大信号振幅と前記第２出力線における前記最大信号振幅とが同じになるように、前記第１出力線及び前記第２出力線における信号振幅の範囲を制限し、
前記振幅制限部は、前記第１画素及び前記第２画素から前記第１光電変換部及び前記第２光電変換部の電荷に基づく信号の読み出しを行う際に、前記第１出力線における前記最大信号振幅と前記第２出力線における前記最大信号振幅とが異なるように、前記第１出力線及び前記第２出力線における信号振幅の範囲を制限する
ことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記振幅制限部は、前記複数の出力線の各々に対応して設けられ、固定電圧が供給されるノードと対応する出力線との間に接続された振幅制限トランジスタを各々が有する複数の振幅制限回路を有し、
前記振幅制限部は、前記第１画素及び前記第２画素から読み出しを行う際に、前記第１出力線に接続された前記振幅制限回路の前記振幅制限トランジスタに供給するゲート電位と、前記第２出力線に接続された前記振幅制限回路の前記振幅制限トランジスタに供給するゲート電位と、を異なる電位に設定する
ことを特徴とする請求項１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、光電変換装置及びその駆動方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、画素領域の各画素列に２本の出力線を配し、表示用信号とセンシング用信号のようなフレームレートの異なる画像信号をこれら２本の出力線から同時に読み出すように構成した撮像装置が記載されている。特許文献１に記載の撮像装置によれば、センシング用信号を高速に取得しつつ、画像表示装置のフレームレートに合わせて表示用信号を取得することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－０３３０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の撮像装置では、表示用信号を読み出す出力線とセンシング用信号を読み出す出力線との間の寄生容量について特段の考慮はなされていなかった。そのため、表示用信号を読み出す出力線とセンシング用信号を読み出す出力線との間の寄生容量を介してクロストークが発生し、同時刻に読み出しているセンシング用信号の強度に応じて表示用信号の画質劣化が生じることがあった。
【０００５】
本発明の目的は、センシング用信号を高速に取得しつつ画質に優れた表示用信号を取得し得る光電変換装置及びその駆動方法を提供することにある。
【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、複数の行及び複数の列をなすように配され、各々が光電変換部を含む複数の画素と、前記複数の列の各々に配され、各々が少なくとも第１出力線及び第２出力線を含む複数の出力線群と、前記複数の画素から前記複数の出力線群への信号の読み出しを前記行の単位で制御する画素制御部と、前記複数の出力線群に出力される信号がとり得る信号振幅の範囲を制限する振幅制限部と、を有し、前記画素制御部は、各列の前記第１出力線に接続された画素の信号を前記行の単位で順次読み出す第１走査と、各列の前記第２出力線に接続された画素の信号を前記行の単位で順次読み出す第２走査と、を実行するように構成されており、前記第１走査によって第１画素の信号を前記第１出力線に読み出す期間と、前記第２走査によって前記第１画素が接続された前記第１出力線と隣り合う前記第２出力線に接続された第２画素の信号を前記第２出力線に読み出す期間と、が重複しており、前記振幅制限部は、前記第１画素及び前記第２画素から読み出しを行う際に、前記第１出力線における最大信号振幅と前記第２出力線における最大信号振幅とが異なるように、前記第１出力線及び前記第２出力線における信号振幅の範囲を制限するように構成されている光電変換装置が提供される。
【０００７】
また、本明細書の他の一開示によれば、複数の行及び複数の列をなすように配され、各々が光電変換部を含む複数の画素と、前記複数の列の各々に配され、各々が少なくとも第１出力線及び第２出力線を含む複数の出力線群と、を有する光電変換装置の駆動方法であって、各列の前記第１出力線に接続された画素の信号を前記行の単位で順次読み出す第１走査と、各列の前記第２出力線に接続された画素の信号を前記行の単位で順次読み出す第２走査と、を実行する際に、前記第１走査によって第１画素の信号を読み出す期間と、前記第２走査によって前記第１画素が接続された前記第１出力線と隣り合う前記第２出力線に接続された第２画素の信号を読み出す期間と、が重複している場合に、前記第１出力線における最大信号振幅と前記第２出力線における最大信号振幅とが異なるように、第１出力線及び第２出力線における信号振幅の範囲を制限する光電変換装置の駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、センシング用信号を高速に取得しつつ画質に優れた表示用信号を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態による光電変換装置の概略構成を示すブロック図である。
第１実施形態による光電変換装置の画素の構成例を示す等価回路図である。
第１実施形態による光電変換装置の垂直駆動回路の構成例を示すブロック図である。
第１実施形態による光電変換装置の駆動方法における行方向の走査方法を示す図である。
第１実施形態による光電変換装置におけるクロストークを概念的に示す図である。
第１実施形態による光電変換装置の駆動方法を示すタイミング図である。
第２実施形態による光電変換装置の画素の構成例を示す等価回路図である。
第２実施形態による光電変換装置の垂直駆動回路の構成例を示すブロック図である。
第２実施形態による光電変換装置の駆動方法を示すタイミング図（その１）である。
第２実施形態による光電変換装置の駆動方法を示すタイミング図（その２）である。
第３実施形態による光電変換装置の画素の構成例を示す等価回路図である。
第３実施形態による光電変換装置の駆動方法を示すタイミング図である。
第４実施形態による光電変換装置の振幅制限回路の構成例を示す回路図である。
第４実施形態による光電変換装置の駆動方法を示すタイミング図である。
第５実施形態による光電変換装置の駆動方法を示すタイミング図（その１）である。
第５実施形態による光電変換装置の駆動方法を示すタイミング図（その２）である。
第６実施形態による光電変換装置の駆動方法を示すタイミング図である。
第７実施形態による光電変換装置の駆動方法における行方向の走査方法を示す図である。
第８実施形態による光電変換システムの概略構成を示すブロック図である。
第９実施形態による光電変換システム及び移動体の構成例を示す図である。
第１０実施形態による機器の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。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総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。
（【００１１】以降は省略されています）

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