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公開番号2025092869
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-23
出願番号2023208257
出願日2023-12-11
発明の名称光電変換装置、機器
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H04N 25/772 20230101AFI20250616BHJP(電気通信技術)
要約【課題】画素から信号を読み出す際にノイズまたは消費電力を低減させることが可能である。
【解決手段】入射光に応じて電荷を蓄積する光電変換部を含み、蓄積した電荷に応じて光電変換信号を生成し、生成した光電変換信号を出力する画素と、画素から出力される第1光電変換信号および第2光電変換信号をサンプリングし保持するサンプルホールド部と、サンプルホールド部から出力される第1光電変換信号および第2光電変換信号をアナログデジタル(AD)変換するオーバーサンプリング型の変換部と、を備える光電変換装置であって、第1光電変換信号および第2光電変換信号が生成されてから、第1光電変換信号および第2光電変換信号がAD変換されるまでの処理において、第1光電変換信号に対応して設定されるゲインと、第2光電変換信号に対応して設定されるゲインと、は異なることを特徴とする光電変換装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
入射光に応じて電荷を蓄積する光電変換部を含み、蓄積した前記電荷に応じて光電変換信号を生成し、生成した前記光電変換信号を出力する画素と、
前記画素から出力される第１光電変換信号および第２光電変換信号をサンプリングし保持するサンプルホールド部と、
前記サンプルホールド部から出力される前記第１光電変換信号および前記第２光電変換信号をアナログデジタル（ＡＤ）変換するオーバーサンプリング型の変換部と、
を備える光電変換装置であって、
前記第１光電変換信号および前記第２光電変換信号が生成されてから、前記第１光電変換信号および前記第２光電変換信号がＡＤ変換されるまでの処理において、前記第１光電変換信号に対応して設定されるゲインと、前記第２光電変換信号に対応して設定されるゲインと、は異なる
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光電変換信号および前記第２光電変換信号は出力振幅の範囲が異な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】
前記第１光電変換信号は前記第２光電変換信号よりも出力振幅の範囲が小さく、前記第１光電変換信号は前記第２光電変換信号よりも大きいゲインが設定され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】
前記光電変換部が前記電荷を蓄積する時間が異なり、前記第１光電変換信号に対応する前記電荷を蓄積する時間と前記第２光電変換信号に対応する前記電荷を蓄積する時間とは異な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】
前記第１光電変換信号は前記第２光電変換信号よりも前記電荷を蓄積する時間が短く、前記第１光電変換信号は前記第２光電変換信号よりも大きいゲインが設定される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】
前記変換部は、前記第１光電変換信号および前記第２光電変換信号と、前記光電変換部のリセットレベルの信号との差分をそれぞれＡＤ変換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７】
前記サンプルホールド部は、前記リセットレベルの信号をサンプリングし保持する第１サンプルホールド回路と、前記第１光電変換信号および前記第２光電変換信号をそれぞれサンプリングし保持する第２サンプルホールド回路とを含む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】
前記第１光電変換信号および前記第２光電変換信号は、前記第２サンプルホールド回路が含む２つの容量にそれぞれ保持され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】
前記サンプルホールド部は反転増幅器を含み、前記第１光電変換信号および前記第２光電変換信号は前記反転増幅器を介して出力され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１０】
前記ゲインを設定するゲイン設定部をさらに備え、前記ゲイン設定部は前記第１光電変換信号に対応する前記ゲインおよび前記第２光電変換信号に対応する前記ゲインをそれぞれ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、機器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
オーバーサンプリング型のアナログデジタル（ＡＤ）変換回路のひとつであるデルタシグマ（ΔΣ）型のＡＤ変換回路を有する固体撮像素子がある。特許文献１には画素からの信号を記憶する２つの容量素子を設け、２つの容量素子に記憶された電圧の加重平均を出力とすることにより、広い入力電圧レンジに対応可能な固体撮像素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
ＷＯ２０１９／０６９６１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示すようなΔΣ型のＡＤ変換回路をはじめとする、オーバーサンプリング型のＡＤ変換回路を備えた構成の光電変換装置において、ＡＤ変換の動作最適化に対して改良の余地があった。
【０００５】
本発明は、画素から信号を読み出す際にノイズまたは消費電力を低減させることが可能な光電変換装置を提供することを目的としたものである。
【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、入射光に応じて電荷を蓄積する光電変換部を含み、蓄積した前記電荷に応じて光電変換信号を生成し、生成した前記光電変換信号を出力する画素と、前記画素から出力される第１光電変換信号および第２光電変換信号をサンプリングし保持するサンプルホールド部と、前記サンプルホールド部から出力される前記第１光電変換信号および前記第２光電変換信号をアナログデジタル（ＡＤ）変換するオーバーサンプリング型の変換部と、を備える光電変換装置であって、前記第１光電変換信号および前記第２光電変換信号が生成されてから、前記第１光電変換信号および前記第２光電変換信号がＡＤ変換されるまでの処理において、前記第１光電変換信号に対応して設定されるゲインと、前記第２光電変換信号に対応して設定されるゲインと、は異なることを特徴とする光電変換装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、画素から信号を読み出す際にノイズまたは消費電力を低減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る光電変換装置を説明するブロック図
第１実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
第１実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
第１実施形態に係る光電変換装置を説明する駆動タイミングチャート
参考の光電変換装置を説明する回路図
第１実施形態の変形例に係る光電変換装置を説明する回路図
第２実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
第２実施形態に係る光電変換装置を説明する駆動タイミングチャート
第３実施形態に係る機器を説明する模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら各実施形態を説明する。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。また、以下に述べる各実施形態では、光電変換装置の一例として、撮像向けのセンサを中心に説明する。ただし、各実施形態は、撮像向けのセンサに限られるものではなく、光電変換装置の他の例にも適用可能である。例えば、撮像装置、測距装置（焦点検出やＴＯＦ（ＴｉｍｅＯｆＦｌｉｇｈｔ）を用いた距離測定等の装置）、測光装置（入射光量の測定等の装置）などがある。
【００１０】
本明細書において、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」および、それらの用語を含む別の用語）を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した実施形態の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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