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公開番号2025141576
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024041584
出願日2024-03-15
発明の名称光電変換装置、制御装置および光電変換システム
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 25/773 20230101AFI20250919BHJP(電気通信技術)
要約【課題】互いに異なる波長域の画像を撮像する装置において取得される画像の品質を向上させるために有利な技術を提供する。
【解決手段】光電変換装置は、入射した光子の数に応じたデジタルデータを出力する複数の画素を有する撮像素子と、投影部を制御する制御部と、を備える。前記複数の画素は、第1波長域の光に感度を有する第1画素と、前記第1波長域とは異なる第2波長域の光に感度を有する第2画素とを含み、前記投影部は、前記第2波長域を含む投影光を発生し、前記制御部は、前記投影光の強度が所定強度より大きい実効発光期間と、前記投影光の強度が前記所定強度より小さい非実効発光期間とが規定されるように前記投影部を制御し、前記第1画素が撮像を行う第1撮像期間は、前記非実効発光期間の少なくとも一部を含み、前記実効発光期間を含まず、前記第2画素が撮像を行う第2撮像期間は、前記実効発光期間の少なくとも一部と前記非実効発光期間の少なくとも一部とを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入射した光子の数に応じたデジタルデータを出力する複数の画素を有する撮像素子と、投影部を制御する制御部と、を備える光電変換装置であって、
前記複数の画素は、第１波長域の光に感度を有する第１画素と、前記第１波長域とは異なる第２波長域の光に感度を有する第２画素とを含み、
前記投影部は、前記第２波長域を含む投影光を発生し、
前記制御部は、前記投影光の強度が所定強度より大きい実効発光期間と、前記投影光の強度が前記所定強度より小さい非実効発光期間とが規定されるように前記投影部を制御し、
前記第１画素が撮像を行う第１撮像期間は、前記非実効発光期間の少なくとも一部を含み、前記実効発光期間を含まず、
前記第２画素が撮像を行う第２撮像期間は、前記実効発光期間の少なくとも一部と前記非実効発光期間の少なくとも一部とを含む、
ことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１波長域は、可視光の波長域を含み、
前記第２波長域は、赤外光の波長域を含む、
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】
前記制御部は、１つの撮像周期が前記実効発光期間および前記非実効発光期間を含むように前記実効発光期間および前記非実効発光期間を規定する、
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４】
前記制御部は、１つの撮像周期が、前記非実効発光期間と、前記非実効発光期間に続く前記実効発光期間とを含むように前記実効発光期間および前記非実効発光期間を規定し、
前記第１撮像期間は、前記非実効発光期間の開始から終了までの期間であり、
前記第２撮像期間は、前記非実効発光期間の開始から前記実効発光期間の終了までの期間である、
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５】
前記複数の画素の各々は、入射した光子の数に応じたデジタルデータを生成するカウンタと、前記カウンタの出力をラッチするラッチ動作を行うラッチ回路とを含み、
前記複数の画素の各々の前記ラッチ回路は、前記第１撮像期間の終了時に前記ラッチ動作を行い、前記第２撮像期間の終了時に再び前記ラッチ動作を行う、
ことを特徴とする請求項４に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記複数の画素の各々の前記カウンタは、前記第１撮像期間および前記第２撮像期間の開始時にリセットが解除され、前記第２撮像期間にわたってカウント動作がイネーブルされる、
ことを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記第１撮像期間の終了後に前記第１画素の前記ラッチ回路からデジタルデータを読み出し、前記第２撮像期間の終了後に前記第２画素の前記ラッチ回路からデジタルデータを読み出す読出部を更に備える、
ことを特徴とする請求項６に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記制御部は、１つの撮像周期が、前記実効発光期間と、前記実効発光期間に続く前記非実効発光期間とを含むように前記実効発光期間および前記非実効発光期間を規定し、
前記第１撮像期間は、前記非実効発光期間の開始時に開始し、前記非実効発光期間において終了し、
前記第２撮像期間は、前記実効発光期間の開始時に開始し、前記非実効発光期間において終了する、
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９】
前記複数の画素の各々は、入射した光子の数に応じたデジタルデータを生成するカウンタを含み、
前記複数の画素の各々の前記カウンタは、前記第２撮像期間の開始時にカウント動作がイネーブルされ、前記第２撮像期間の終了時に前記カウント動作がディスエーブルされ、
前記第１画素の前記カウンタは、前記第１撮像期間の開始時にリセットが解除され、
前記第２画素の前記カウンタは、前記第２撮像期間の開始時にリセットが解除される、
ことを特徴とする請求項８に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記第１撮像期間および前記第２撮像期間の終了後に前記第１画素および前記第２画素の前記カウンタからデジタルデータを読み出す読出部を更に備える、
ことを特徴とする請求項９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、制御装置および光電変換システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
現実空間に仮想空間の情報をリアルタイムに重畳し利用者に表示する複合現実感において、現実空間に存在する物体等の三次元形状を推定する必要がある。特に仮想空間と重ね合わせる現実空間の特定の被写体の三次元形状を高精度かつ高速に推定することでより高い複合現実感を得ることができる。そのために、現実空間の撮像と三次元形状の推定を同時に行う手法がある。特許文献１では、可視光および赤外光の撮像が可能な固体撮像装置により、１フレーム走査期間ごとに可視光および赤外光の撮像を行いながら、撮影対象空間へのＩＲパルスの照射を１フレーム走査期間おきに行う距離画像センサが記載されている。この距離画像センサでは、ＩＲパルスの照射時の撮像によって得られたＩＲ画素信号（からＩＲパルスの非照射時の撮像によって得られたＩＲ画素信号を減算することによって、外光中の赤外成分による影響を排除した距離画像を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－８７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可視光域および赤外域のような互いに異なる波長域の画像を撮像する装置において、互いに異なる波長域を撮像するための２種類の画素による撮像期間を排他的に定めると、２種類の画素のそれぞれの目的に応じた品質を有する画像を得ることが難しい場合がある。
【０００５】
本発明は、互いに異なる波長域の画像を撮像する装置において取得される画像の品質を向上させるために有利な技術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】
本発明の１つの側面は、入射した光子の数に応じたデジタルデータを出力する複数の画素を有する撮像素子と、投影部を制御する制御部と、を備える光電変換装置に係り、前記光電変換装置において、前記複数の画素は、第１波長域の光に感度を有する第１画素と、前記第１波長域とは異なる第２波長域の光に感度を有する第２画素とを含み、前記投影部は、前記第２波長域を含む投影光を発生し、前記制御部は、前記投影光の強度が所定強度より大きい実効発光期間と、前記投影光の強度が前記所定強度より小さい非実効発光期間とが規定されるように前記投影部を制御し、前記第１画素が撮像を行う第１撮像期間は、前記非実効発光期間の少なくとも一部を含み、前記実効発光期間を含まず、前記第２画素が撮像を行う第２撮像期間は、前記実効発光期間の少なくとも一部と前記非実効発光期間の少なくとも一部とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、互いに異なる波長域の画像を撮像する装置において取得される画像の品質を向上させるために有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態の撮像システムの構成を示す図。
第１実施形態の撮像素子における複数の画素の配列を例示する図。
第１実施形態の撮像素子の構成、および撮像素子が備える各画素の詳細な構成例を示す図。
第１実施形態の撮像システムの動作を例示する図。
第１実施形態の撮像システムによって撮像される第１画像および第２画像を模式的に示す図。
第２実施形態の撮像システムの動作を例示する図。
第２実施形態の撮像システムの動作を例示する図。
第３実施形態の撮像システムの動作を例示する図。
第４実施形態の撮像システムの動作を例示する図。
第５実施形態の撮像システムの構成を示す図。
第５実施形態の撮像素子の構成、および撮像素子が備える各画素の詳細な構成例を示す図。
第５実施形態の撮像システムの動作を例示する図。
第６実施形態の撮像システムの構成を示す図。
第６実施形態の撮像素子の構成、および撮像素子が備える各画素の詳細な構成例を示す図。
第５実施形態の撮像システムの動作を例示する図。
第７実施形態の撮像システムの構成を示す図。
第７実施形態の撮像素子の構成、および撮像素子が備える各画素の詳細な構成例を示す図。
第７実施形態の撮像システムの動作を例示する図。
第８実施形態の撮像システムの動作を例示する図。
第８実施形態の撮像素子の構成、および撮像素子が備える各画素の詳細な構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
以下で説明する撮像システムは、本発明の光電変換装置あるいは光電変換システムの適用例である。
（【００１１】以降は省略されています）

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