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公開番号2025071959
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182406
出願日2023-10-24
発明の名称光電変換装置
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 25/773 20230101AFI20250430BHJP(電気通信技術)
要約【課題】検出画素および計数画素の構成の差異により生じ得る問題を解消できる光電変換装置を提供する。
【解決手段】本開示の一態様による光電変換装置は、アバランシェフォトダイオード、および前記アバランシェフォトダイオードに入射する光子に基づくカウント値を生成するカウンタをそれぞれが有するとともに、行列状に配された複数の画素部を含む画素アレイと、前記画素アレイが行列状に区分された複数のタイル領域と、前記タイル領域ごとに設けられ、前記カウント値に基づきイベントを検出するために用いられる基準値を保持する記憶部とを備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
アバランシェフォトダイオード、および前記アバランシェフォトダイオードに入射する光子に基づくカウント値を生成するカウンタをそれぞれが有するとともに、行列状に配された複数の画素部を含む画素アレイと、
前記画素アレイが行列状に区分された複数のタイル領域と、
前記タイル領域ごとに設けられ、前記カウント値に基づきイベントを検出するために用いられる基準値を保持する記憶部と
を備える、光電変換装置。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記複数のタイル領域のそれぞれは、前記基準値と前記カウント値との差分に基づき前記イベントを検出する比較部を有する、請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記タイル領域の前記複数の画素部のうちの少なくとも１つは、前記イベントを検出するためのイベント検出画素部である、請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記タイル領域は複数の前記イベント検出画素部を含み、
前記比較部は、前記複数のイベント検出画素部により共有される、
請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記タイル領域は複数の前記イベント検出画素部を含み、
前記記憶部は、前記複数のイベント検出画素部により共有される
請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記記憶部は、前記イベント検出画素部ごとに設けられる、請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記基準値は、前記イベントが検出された期間における前記イベント検出画素部の前記カウント値である、請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記イベントが検出された場合に、前記基準値が前記イベント検出画素部の前記カウント値に更新される、請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記比較部は、前記差分および所定の閾値を比較し、前記イベントが検出されたと判定する、請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
所定の閾値は第１閾値および前記第１閾値と異なる第２閾値を含み、
前記差分が正の数である場合、前記差分は前記第１閾値と比較され、
前記差分が負の数である場合、前記差分は前記第２閾値と比較される、
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】
本開示は、光電変換装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、行列状に配された画素ブロックを含み、各画素ブロックが検出画素および計数画素を備える半導体装置が開示されている。検出画素は入射される光量の変化に基づきイベントの発生を検出する。計数画素は単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）を含み、ＳＰＡＤに入射される光子の数をカウントする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－９６３４７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において、検出画素における光量の変化はフォトダイオードにて生成される光電流に基づき検出される。一方、計数画素においては、ＳＰＡＤに入射された光子の数がカウントされる。すなわち、検出画素および計数画素では互いに異なる信号が生成され、処理される。よって、信号のノイズ耐性、各画素の回路規模等の観点において、同一の画素ブロック内に含まれる検出画素と計数画素との間に相違が生じ得る。
【０００５】
本開示は上記課題を鑑みて為されたものであり、検出画素および計数画素の構成の差異により生じ得る問題を解消できる光電変換装置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】
本開示の一態様による光電変換装置は、アバランシェフォトダイオード、および前記アバランシェフォトダイオードに入射する光子に基づくカウント値を生成するカウンタをそれぞれが有するとともに、行列状に配された複数の画素部を含む画素アレイと、前記画素アレイが行列状に区分された複数のタイル領域と、前記タイル領域ごとに設けられ、前記カウント値に基づきイベントを検出するために用いられる基準値を保持する記憶部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、検出画素および計数画素の構成の差異により生じる問題を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態における光電変換装置の概略図である。
第１実施形態におけるセンサ基板の配置例を示す図である。
第１実施形態におけ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実施形態におけるタイル領域の概略構成を示すブロック図である。
第１実施形態における画素部の概略構成を示す図である。
第１実施形態における画素部の動作を示すタイミング図である。
第１実施形態におけるタイル領域内のレイアウトの一例を示す図である。
第１実施形態におけるタイル領域内のイベント検出画素および撮像画素の配置の一例を示す図である。
第１実施形態におけるタイル領域内のイベント検出画素および撮像画素の配置の一例を示す図である。
第１実施形態におけるタイル領域に配置されるカラーフィルタの配置の一例を示す図である。
第２実施形態における光電変換装置の概略構成を示すブロック図である。
第２実施形態におけるタイル領域の概略構成を示すブロック図である。
第２実施形態におけるタイル領域内の画素のレイアウトの変形例を示す図である。
第２実施形態におけるタイル領域の間を接続するパターンの変形例を示す図である。
第３実施形態における画素部の概略構成を示す図である。
第３実施形態における画素部の動作を示すタイミング図である。
第４実施形態における撮像システムのブロック図である。
第５実施形態における光検出システムのブロック図である。
第６実施形態における内視鏡手術システムの概略図である。
第７実施形態における光検出システムの概略図である。
第７実施形態における移動体の概略図である。
第７実施形態における光検出システムの動作を表すフローチャートである。
第８実施形態における電子機器の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本開示の好ましい実施の形態を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を限定するものではない。各図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするために誇張していることがある。以下の説明において、各図面を通じて共通する機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略または簡略化することがある。
【００１０】
［第１実施形態］
図１から図９を用いて、本実施形態による光電変換装置の構成を説明する。光電変換装置はアバランシェフォトダイオード（以下、「ＡＰＤ」と称する）を含むＳＰＡＤ型の画素を有する。ＡＰＤで生じる電荷対のうち信号電荷として用いられる電荷の導電型を第１導電型と呼ぶ。第１導電型とは、信号電荷と同じ極性の電荷を多数キャリアとする導電型を指す。また、第１導電型と反対の導電型を第２導電型と呼ぶ。以下では、信号電荷が電子であり、第１導電型がＮ型、第２導電型がＰ型である例を説明するが、信号電荷が正孔であり、第１導電型がＰ型、第２導電型がＮ型であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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