CN113454985A - 固态成像设备与成像设备 - Google Patents

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CN113454985A CN202080013149.7A CN202080013149A CN113454985A CN 113454985 A CN113454985 A CN 113454985A CN 202080013149 A CN202080013149 A CN 202080013149A CN 113454985 A CN113454985 A CN 113454985A
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Abstract

本发明改善了图像质量。根据实施方式的固态成像设备设置有：多个单位像素(310)，排列成矩阵并且每个单位像素包括生成与所接收的光的量对应的电荷的第一光电转换元件(311)和基于第一光电转换元件中所生成的电荷检测地址事件的触发的检测单元(312)；以及重置控制单元(202)，对多个单位像素之中已经检测到地址事件的触发的一个或多个第一单位像素进行重置。重置控制单元对多个单位像素之中的一个或多个第二单位像素进行周期性地重置。

Description

固态成像设备与成像设备
技术领域
本公开涉及一种固态成像设备与成像设备。
背景技术
在常规技术中，执行与诸如垂直同步信号等同步信号同步的图像数据(帧)的成像的同步固态成像设备已经用于成像设备等中。该常见的同步固态成像设备仅能够获取每个同步信号周期(例如，1/60秒)内的图像数据，从而使得难以应付在与运输、机器人等有关的领域中对快速处理的需求。为了克服此困难，已经提出了一种异步固态成像元件，配备有检测电路，实时检测所接收的光的量超过阈值，作为地址事件。该异步固态成像设备也被称为动态视觉传感器(DVS)。
进一步地，近年来，已经开发了通过从其中检测到地址事件的触发的像素中读出与所接收的光的量对应的亮度值而生成图像数据的DVS。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP 2016-533140 A
发明内容
技术问题
然而，传统的DVS由于仅检测到地址事件的像素变成亮度值的读出目标的事实而存在问题。即，例如，在背景与运动对象具有相似颜色或在黑暗中执行拍照的情况下，由于对比度不足，不能在发生亮度变化的所有单位像素中检测到地址事件，在这种情景中，输出图像包含不规则的洞状的不自然丢失部分，从而导致图像质量劣化。
鉴于此，本公开提出了能够改善图像质量的固态成像设备与成像设备。
问题的解决方案
为了解决上述所述问题，根据本公开的一方面的固态成像设备包括：多个单位像素，每个包括生成与所接收的光的量对应的电荷的第一光电转换元件并且包括基于第一光电转换元件中所生成的电荷而检测地址事件的触发的检测器，多个单位像素布置成矩阵；和重置控制器，对多个单位像素之中已经检测到地址事件的触发的一个或多个第一单位像素进行重置；其中，重置控制器对多个单位像素之中的一个或多个第二单位像素进行周期性地重置。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的成像设备的示意性配置例的框图。
图2是示出根据第一实施方式的固态成像设备的示意性配置例的框图。
图3是示出根据第一实施方式的单位像素的示意性配置例的电路图。
图4是示出图3中的电容器的电势变化的波形图。
图5是示出从图3中的比较器输出的输出信号的波形图。
图6是示出图3中的逻辑电路的操作的示图。
图7是示出根据第一实施方式的固态成像设备的操作例的示图(部分1)。
图8是示出根据第一实施方式的固态成像设备的操作例的示图(部分2)。
图9是示出根据第一实施方式的固态成像设备的操作例的示图(部分3)。
图10是示出根据第一实施方式的固态成像设备的操作例的示图(部分4)。
图11是示出根据第一实施方式的固态成像设备的操作例的示图(部分5)。
图12是示出根据第一实施方式的行信号生成电路/列信号生成电路的示意性配置例的电路图。
图13是示出在根据第一实施方式的像素阵列单元的视角内穿过的对象的示图。
图14是示出当对象在图13中示出的视角内穿过时、检测到地址事件的触发的单位像素的实例的示图。
图15是示出通过触发图14中示出的地址事件的检测而生成的图像数据的示图。
图16是示出在第一实施方式中周期性地获取的图像数据的实例的示图。
图17是示出根据第一实施方式的基于地址事件的触发而获取的图像数据与周期性地获取的图像数据的叠加的示图。
图18是示出通过图17中示出的叠加而生成的图像数据的实例的示图。
图19是示出第二实施方式的第一实施例中的列信号生成电路中所保持的列模式信号的实例的示意图。
图20是示出根据第二实施方式的第一实施例的基于地址事件的触发而获取的图像数据与周期性地获取的图像数据的叠加的示图。
图21是示出第二实施方式的第二实施例的行信号生成电路中所保持的行模式信号的实例的示意图。
图22是示出根据第二实施方式的第二实施例的基于地址事件的触发而获取的图像数据与周期性地获取的图像数据的叠加的示图。
图23是示出第二实施方式的第三实施例中的行信号生成电路中所保持的行模式信号与列信号生成电路中所保持的列模式信号的实例的示意图。
图24是示出根据第二实施方式的第三实施例的基于地址事件的触发而获取的图像数据与周期性地获取的图像数据的叠加的示图。
图25是示出第三实施方式的第一实施例中的列信号生成电路中所保持的列模式信号的实例的示意图。
图26是第三实施方式的第一实施例中的周期性地读出像素信号的单位像素中的行方向上的周期性移位的示图。
图27是示出第三实施方式的第二实施例中的行信号生成电路中所保持的行模式信号的实例的示意图。
图28是示出第三实施方式的第二实施例中的周期性地读出像素信号的单位像素中的列方向上的周期性移位的示图。
图29是示出根据第四实施方式的固态成像设备的功能配置例的框图。
图30是示出根据第五实施方式的固态成像设备的功能配置例的框图。
图31是示出根据第五实施方式的事件数量判断电路的示意性操作例的流程图。
图32是示出根据第五实施方式的具有高占空比的使能信号的实例的示图。
图33是示出根据第五实施方式的具有低占空比的使能信号的实例的示图。
图34是示出车辆控制系统的示意性配置的实例的框图。
图35是示出车外信息检测器与成像单元的安装位置的实例的示图。
具体实施方式
下面将参考附图对本公开的实施方式进行详细描述。在下列各个实施方式中，以相同的参考标号表示相同的部分，并且将省去其重复性描述。
将按照下列顺序对本公开进行描述。
1.第一实施方式
1.1成像设备的配置例
1.2固态成像设备的实施例
1.2.1固态成像设备的示意性配置例
1.2.2单位像素的配置例
1.2.3固态成像设备的基本操作例
1.3行/列信号生成电路的配置例
1.4行/列或电路的角色
1.5通过第一实施方式获取的亮度图像
1.6作用/效果
2.第二实施方式
2.1第一实施例
2.2第二实施例
2.3第三实施例
3.第三实施方式
3.1第一实施例
3.2第二实施例
4.第四实施方式
4.1固态成像设备的功能配置例
4.2作用/效果
5.第五实施方式
5.1固态成像设备的功能配置例
5.2事件数量判断电路的操作实施例
5.3作用/效果
6.移动对象的应用例
1.第一实施方式
首先，参考附图对第一实施方式进行详细描述。
1.1成像设备的配置例
图1是示出根据第一实施方式的成像设备的示意性配置例的框图。如图1中示出的，成像设备100是用于捕获亮度图像的设备并且包括例如光学系统110、固态成像设备200、以及数字信号处理(DSP)电路120。成像设备100进一步包括显示单元130、操作单元140、总线150、帧存储器160、存储单元170、以及电源单元180。成像设备100的实施例能够包括诸如数字静态摄像机等数字摄像机、具有成像功能的智能手机或个人电脑、或车载摄像机。
光学系统110采集来自对象的光并且将所采集的光引导至固态成像设备200。例如，固态成像设备200基于通过光电转换所生成的电荷而生成各个像素的亮度信息。进一步地，固态成像设备200经由信号线209将所生成的各个像素的亮度信息供应至DSP电路120。
DSP电路120对来自固态成像设备200的亮度信息执行预定的信号处理。然后，DSP电路120经由总线150将所处理的亮度信息输出至帧存储器160等。
例如，显示单元130显示存储在帧存储器160中的图像数据。显示单元130的实施例能够包括液晶面板或有机电致发光(EL)面板。操作单元140根据用户的操作生成操作信号。
总线150是用于在光学系统110、固态成像设备200、DSP电路120、显示单元130、操作单元140、帧存储器160、存储单元170、以及电源单元180之间交换数据的公共路径。
帧存储器160保存图像数据。例如，由固态成像设备200获取的各个像素的亮度信息根据像素的布置存储在帧存储器160的地址中，由此，在帧存储器160中创建图像数据。
存储单元170存储诸如程序等各种数据及操作成像设备100的各个单元所需的各个设定值。电源单元180向固态成像设备200、DSP电路120、显示单元130等供应电力。
例如，外部接口(I/F)190是诸如通用串行总线(USB)或局域网(LAN)适配器等发送器/接收器，并且将数据等发送至从外部设置的主机1000或从外部设置的主机1000接收数据等。
1.2固态成像设备的实施例
接着，参考附图对根据第一实施方式的固态成像设备200进行详细描述。
1.2.1固态成像设备的示意性配置例
图2是示出根据第一实施方式的固态成像设备的示意性配置例的框图。如图2中示出的，固态成像设备200包括像素阵列单元300。像素阵列单元300具有布置成二维晶格或网格图案(也被称为矩阵图案或矩阵)的多个单位像素310。在下列描述中，将布置在像素阵列单元300中的预定方向(附图中的水平方向或左右方向)上的一组单位像素称为“行”，并且将布置在与行垂直的方向(即，附图中的垂直方向或上下方向)上的一组单位像素称为“列”。
进一步地，固态成像设备200包括相对于像素阵列单元300布置在行方向(附图中的水平方向或左右方向)上的一侧的第一行仲裁器(第一仲裁单元)201A、行重置电路202A、以及行信号生成电路203A、并且包括布置在行方向上的另一侧的第二行仲裁器(第二仲裁单元)205A。
进一步地，固态成像设备200包括相对于像素阵列单元300布置在列方向(附图中的垂直方向或上下方向)上的一侧的第一列仲裁器(第一仲裁单元)201B、列重置电路202B、以及列信号生成电路203B、并且包括布置在列方向上的另一侧的第二列仲裁器(第二仲裁单元)205B。
在下列描述中，当不对第一行仲裁器201A和第一列仲裁器201B彼此进行区分时，将其统称为第一仲裁器201。同样，当不对行重置电路202A和列重置电路202B彼此进行区分时，将其统称为重置电路202。进一步地，当不对行信号生成电路203A和列信号生成电路203B彼此进行区分时，将其统称为信号生成电路203。又进一步地，当不对第二行仲裁器205A和第二列仲裁器205B彼此进行区分时，将其统称为第二仲裁器205。
固态成像设备200进一步包括控制电路220，控制电路220基于从第一仲裁器201或第二仲裁器205输入的请求信号生成指示在像素阵列单元300中检测到地址事件的触发的单位像素310的位置的地址信息并且生成指示检测到地址事件的触发之时的时间的时间戳。控制电路220还基于从第二仲裁器205输入的请求信号生成单位像素310的像素值作为读出目标。
进一步地，控制电路220将其中‘0’和‘1’在预定周期内或随机地发生变化的信号(以下称为模式信号)和使能信号(包括下述所述行使能信号和列使能信号)输入至行信号生成电路203A和列信号生成电路203B中。应注意，被输入至行信号生成电路203A的模式信号(以下称为行模式信号)的比特模式与被输入至列信号生成电路203B的模式信号(以下称为列模式信号)的比特模式彼此可以不同。在下列描述中，当不对行模式信号和列模式信号彼此进行区分时，将其简称为模式信号。该模式信号可以是权利要求中的第二重置信号的实施例。
进一步地，固态成像设备200包括：行逻辑和(或)电路204A，执行从行重置电路202A输出的行重置信号(例如，信号‘0’或‘1’)与从行信号生成电路203A输出的行模式信号的基于行的逻辑和运算；和列逻辑和(或)电路204B，执行从列重置电路202B输出的列重置信号(例如，信号‘0’或‘1’)与从列信号生成电路203B输出的列模式信号的基于列的逻辑和运算。在下列描述中，当不对行重置信号和列重置信号彼此进行区分时，将其简称为重置信号。该重置信号可以是权利要求中的第一重置信号的实施例。
1.2.2单位像素的配置例
此处，对单位像素310的配置例进行描述。图3是示出根据第一实施方式的单位像素的配置例的电路图。图4是示出图3中的电容器的电势变化的波形图。图5是示出从图3中的电容器输出的输出信号的波形图。图6是示出图3中的逻辑电路的操作的示图。在图3中，为简化起见，将第一行仲裁器201A与第一列仲裁器201B无区别地称为第一仲裁器201，将行重置电路202A和列重置电路202B无区别地称为重置电路202，并且将第二行仲裁器205A和第二列仲裁器205B无区别地称为第二仲裁器205。
如图3中示出的，单位像素310包括第一光电二极管311和电荷检测器312作为用于检测地址事件的触发的存在或缺失的配置。第一光电二极管311可以是对入射光进行光电转换而生成电荷的光电转换元件。
此处，如上所述，地址事件包括开启事件和关闭事件，并且检测结果能够包括1比特开启事件检测结果和1比特关闭事件检测结果。
当由单位像素310的光接收元件所接收的光的量波动至比预定参考值更大的值时并且当波动的量的绝对值超过预定阈值时，触发开启事件。相反，当由单位像素310的光接收元件所接收的光的量波动至比预定参考值更小的值时并且当波动的量的绝对值超过预定阈值时，触发关闭事件。在下列描述中，为简化起见，将对开启事件和关闭事件进行无区别地描述。
电荷检测器312基于第一光电二极管311中所生成的电荷而检测地址事件的触发。如下面所述，当检测到地址事件的触发时，电荷检测器322向第一仲裁器201发送请求信号Req_T，请求对存储在电容器314中、用于生成像素值的电荷进行重置(以下简称为单位像素310的重置)。
当从第一仲裁器201输入从第一仲裁器201发出的请求信号Req_T的响应信号AcK_T时，电荷检测器312对自身进行重置并且开始监测下一地址事件的触发。
例如，当仅监测像素阵列单元300的一部分中的地址事件的触发时，允许经由重置电路202将指示其自身单位像素310属于监测目标区域(感兴趣的区域)的信号ROI_T输入至电荷检测器312。
进一步地，单位像素310包括第二光电二极管313、电容器314、重置晶体管315、比较器316、逻辑电路317、以及开关318作为用于生成像素值的配置。第二光电二极管313可以是对入射光进行光电转换以生成电荷的光电转换元件。进一步地，电容器314、重置晶体管315、比较器316、逻辑电路317、以及开关318可以是权利要求中的生成电路的实施例。
电容器314具有连接至第二光电二极管313的阴极的一个电极(以下称为第一电极)并且具有接地的另一电极(以下称为第二电极)。
当将重置信号Rst_B从重置电路202输入至重置晶体管315的栅极时，重置晶体管315通过使电容器314的第一电极连接至电源电压VDD而将预定量的电荷积聚在电容器314中(重置状态)。此时，可以将积聚在第二光电二极管313中的电荷释放至电源电压VDD。
此处，将参考图4对电容器314的第一电极中出现的电势的变化进行描述。如图4中示出的，在重置晶体管315开启并且电容器314重置的状态下，第一电极出现具有V0重置电平的电势Vint。
在这种状态下，当光入射在第二光电二极管313上而生成电荷时，通过第二光电二极管313中所生成的电荷而释放积聚在电容器314中的电荷。此时，当入射在第二光电二极管313上的光的量较小时，缓慢地释放积聚在电容器314中的电荷，从而缓慢地降低以波形L0示出的第一电极的电势Vint。将入射光的量较小时、电势Vint从重置电平V0降至参考电压Vref所需的周期定义为周期T0。
相反，当入射在第二光电二极管313上的光的量较大时，迅速地释放积聚在电容器314中的电荷，从而迅速地降低以波形L1示出的第一电极的电势Vint。即，当入射光的量较大时、电势Vint从重置电平V0降至参考电压Vref所需的周期是周期T1，周期T1比周期T0短。
返回参考图3继续进行描述。比较器316对电容器314的一个电极的电势Vint与从外部输入的参考电压VrefH/VrefL进行比较并且输出‘0’或‘1’的输出信号Vout作为结果。
如图5中示出的，当基于图4中示出的波形图对此进行描述时，比较器316在入射在第二光电二极管上的光的量较小时的周期T0内输出高电平(VDD电平)的输出信号Vout，且在第二光电二极管上的入射光的量较大时、比周期T0更短的周期T1内输出高电平(VDD电平)的输出信号Vout。
返回参考图3继续进行描述。逻辑电路317输入来自重置电路202的重置信号Rst_B、来自比较器316的输出信号Vout、以及来自第二仲裁器205的响应信号Ack_B，并且然后基于这些输入的逻辑运算的结果而输出请求信号Req_B[H/L]。
进一步地，基于逻辑运算的结果，逻辑电路317将切换信号Refsel输出至开关318，切换信号Refsel用于将输入至比较器316的参考电压在高压电平参考电压VrefH与低压电平参考电压VrefL之间切换。
当参考图6对此进行描述时，例如，在接收高电平重置信号Rst_B的输入之时，逻辑电路317输出对开关318进行切换的切换信号Refsel，以使得将参考电压VrefH输入至比较器316。之后，当电容器314的第一电极的电势Vint变得低于参考电压VrefH并且来自比较器316的输出信号Vout从‘1’切换至‘0’时，逻辑电路317将第一请求信号Req_BH发送至第二仲裁器205。
进一步地，在从第二仲裁器205接收第一请求信号Req_BH的响应信号Ack_BH的输入之时，逻辑电路317输出对开关318进行切换的切换信号Refsel，以使得将参考电压VrefL输入至比较器316。该操作使被输入至比较器316的参考电压从参考电压VrefH切换至参考电压VrefL，从而允许从比较器316输出的输出信号从‘0’上升至‘1’。
之后，当第一电极的电势Vint变得低于参考电压VrefL并且来自比较器316的输出信号Vout再次从‘1’切换至‘0’时，逻辑电路317将第二请求信号Req_BL发送至第二仲裁器205。
1.2.3固态成像设备的基本操作例
接着，对固态成像设备200的操作进行描述。图7至图11是示出根据第一实施方式的固态成像设备的操作例的示图。
如图7中示出的，当单位像素310检测到地址事件的触发时，单位像素310将请求对单位像素310进行重置的行请求信号Req_TA发送至第一行仲裁器201A、并且还将请求对单位像素310进行重置的列请求信号Req_TB发送至第一列仲裁器201B。行请求信号Req_TA和列请求信号Req_TB与上述所述请求信号Req_T对应。在该描述中，当不对行请求信号Req_TA和列请求信号Req_TB彼此进行区分时，将其简称为请求信号Req_T。
如图8中示出的，响应此，第一行仲裁器201A指定单位像素310的行地址，即，行请求信号Req_TA的来源，并且对从一个或多个单位像素310输入的行请求信号Req_TA进行仲裁。随后，第一行仲裁器201A将仲裁结果输入至行重置电路202A，并且还将行响应信号Ack_TA发送至作为行请求信号Req_TA的来源的单位像素310。同样，第一列仲裁器201B指定单位像素310的列地址，即，列请求信号Req_TB的来源，并且对从一个或多个单位像素310输入的列请求信号Req_TB进行仲裁。随后，第一列仲裁器201B将仲裁结果输入至列重置电路202B，并且还将列响应信号Ack_TB发送至作为列请求信号Req_TB的来源的单位像素310。行响应信号Ack_TA和列响应信号Ack_TB与上述所述响应信号Ack_T对应，并且在该描述中，当不对行响应信号Ack_TA和列响应信号Ack_TB彼此进行区分时，将其简称为响应信号Ack_T。
进一步地，第一行仲裁器201A和第一列仲裁器201B将其中检测到地址事件的触发的单位像素310的地址信息(行地址和列地址)输入至控制电路220。控制电路220生成指示从第一行仲裁器201A和第一列仲裁器201B输入地址信息之时的时间的时间戳然后将地址信息和时间戳作为事件检测信号输出至DSP电路120。
输出事件检测信号可能在DSP电路120中经过预定处理并且然后可以存储在帧存储器160中或经由外部I/F 190发送至主机1000。
接着，如图9中示出的，行重置电路202A基于从第一行仲裁器201A输入的仲裁结果将行重置信号Rst_BA输出至其中检测地址事件的触发的单位像素310。同样，列重置电路202B基于从第一列仲裁器201B输入的仲裁结果将列重置信号Rst_BB输出至其中检测地址事件的触发的单位像素310。利用该配置，将按照顺序对其中检测地址事件的触发的单位像素310进行重置。行重置信号Rst_BA和列重置信号Rst_BB与上述所述重置信号Rst_B对应。在该描述中，当不对行重置信号Rst_BA和列重置信号Rst_BB彼此进行区分时，将其简称为重置信号Rst_B。
如图10中示出的，当电容器314的第一电极的电势Vint由于暴露于其中对电容器314进行重置的单位像素310的第二光电二极管313而下降至参考电压VrefH以下时，单位像素310将行请求信号Req_BBH发送至第二行仲裁器205A、并且将列请求信号Req_BAH发送至第二列仲裁器205B。行请求信号Req_BBH和列请求信号Req_BAH与上述所述请求信号Req_BH对应。在该描述中，当不对行请求信号Req_BBH和列请求信号Req_BAH彼此进行区分时，将其简称为请求信号Req_BH。
如图11中示出的，响应于此，第二行仲裁器205A指定作为行请求信号Req_BBH的来源的单位像素310的行地址、将所指定的行地址输入至控制电路220、并且将所指定的行响应信号Ack_BBH发送至单位像素310。同样，第二列仲裁器205B指定作为列请求信号Req_BAH的来源的单位像素310的列地址、将所指定的列地址输入至控制电路220、并且将所指定的列响应信号Ack_BAH发送至单位像素310。行响应信号Ack_BBH和列响应信号Ack_BAH与上述所述响应信号Ack_BH对应。在该描述中，当不对行响应信号Ack_BBH和列响应信号Ack_BAH彼此进行区分时，将其简称为响应信号Ack_BH。
再次如图10中示出的，在单位像素310接收行响应信号Ack_BBH和列响应信号Ack_BAH之后并且当电容器314的第一电极的电势Vint由于持续暴露于第二光电二极管313而变得低于参考电压VrefL时，单位像素310将行请求信号Req_BBL发送至第二行仲裁器205A、并且将列请求信号Req_BAL发送至第二列仲裁器205B。行请求信号Req_BBL和列请求信号Req_BAL与上述所述请求信号Req_BL对应。在该描述中，当不对行请求信号Req_BBL和列请求信号Req_BAL彼此进行区分时，将其简称为请求信号Req_BHL。
如上所述，当输入行请求信号Req_BBH和Req_BBL与列请求信号Req_BAH和Req_BAL时，控制电路220生成指示各个信号的输入时间的时间戳。随后，基于上面生成的时间戳，控制电路220指定从输入行请求信号Req_BBH和列请求信号Req_BAH之时的时刻至输入行请求信号Req_BBL和列请求信号Req_BAL之时的时刻的时间差、并且然后基于所指定的时间差生成单位像素310的像素值。随后，将所生成的像素值作为像素信号输出至DSP电路120。在下列描述中，将“生成单位像素310的像素值并且输出值作为像素信号”称为“从单位像素310中读出像素信号”。
读出像素信号可能在DSP电路120中经过预定处理然后可以存储在帧存储器160中或经由外部I/F 190发送至主机1000。
1.3行/列信号生成电路的配置例
图12是示出根据第一实施方式的行信号生成电路/列信号生成电路的示意性配置例的电路图。行信号生成电路203A与列信号生成电路203B可以具有相似的电路配置。
如图12中示出的，信号生成电路203包括：作为针对每行或每列而设置的移位寄存器的多种D型触发器(以下简称为触发器)231、和以相同的方式针对每行或每列而设置的多个逻辑积(与)电路232。
多个触发器231多级连接，以使得将前一级的触发器231的输出端Q输入至后一级的触发器231的输入端D。
布置在第一级中的触发器231的输入端D从控制电路220逐个比特地接收行模式信号PTNR或列模式信号PTNC的输入。
进一步地，将按照预定循环从控制电路220或另一电路输出的时钟CLK输入至各个触发器231的时钟终端。
各级中的触发器231允许从输出端Q输出与时钟CLK同步、以被输入至后一级中的触发器231的输入端D的一比特信号，即，从控制电路220或前一级中的触发器231输入至输入端D的行模式信号PTNR或列模式信号PTNC。因此，在一个时钟循环内将被输入至第一级触发器231的输入端D的行模式信号PTNR或列模式信号PTNC顺次输入至后一级触发器231的输入端D。
顺便提及，例如，最后一级中的触发器231的输出端Q可以连接至第一级中的触发器231的输入端D。在这种情况下，在输入具有特定比特数的行模式信号PTNR或列模式信号PTNC之后，行模式信号PTNR和列模式信号PTNC可以分别在行信号生成电路203A或列信号生成电路203B中循环。
进一步地，还将各级中的触发器231的输出输入至针对每行或每列而设置的与电路232的一个输入端。与电路232的另一输入端接收从控制电路220供应的行使能信号ENR或列使能信号ENC的输入。因此，在行使能信号或列使能信号处于高电平(例如，‘1’)时的周期期间，各个与电路232将从各个级的触发器231的输出端Q输出的行模式信号PTNR或列模式信号PTNC输出至行或电路204A或列或电路204B。
1.4行/列OR电路的角色
针对每行设置的行或电路204A执行从行重置电路202A输出的行重置信号Rst_BA与从行信号生成电路203A输出的行模式信号PTNR的逻辑和运算、并且然后将运算结果作为行重置信号Rst_BA输出至作为行请求信号Req_TA的来源的单位像素310。同样，针对每列设置的列或电路204B执行从列重置电路202B输出的列重置信号Rst_BB与从列信号生成电路203B输出的列模式信号PTNC的逻辑和运算、并且然后将运算结果作为列重置信号Rst_BB输出至作为列请求信号Req_TB的来源的单位像素310。
如此，即使对于尚未检测到地址事件的触发的单位像素310，通过基于模式信号PTN供应伪重置信号Rst_B，也可以读出特定单位像素310的重置和像素信号。
在下列描述中，当不对行或电路204A和列或电路204B彼此进行区分时，将其简称为或电路204。进一步地，本实施方式中的重置电路202、信号生成电路203、以及或电路204可以是权利要求中的重置控制器的实施例。
1.5通过第一实施方式获取的亮度图像
接着，参考下列附图对通过上述所述本实施方式获取的亮度图像进行详细描述。本描述呈现了图13中示出的情况，其中，柱状对象OB穿过像素阵列单元300的视角AR。此外，为简化起见，本描述使用像素阵列单元300包括总共36个(6×6个像素)单位像素310的配置，其中，在帧存储器160中创建6×6个像素的图像数据(亮度图像)。此外，可以在主题1000中、而非帧存储器160中构建图像数据。
如图14中示出的，例如，当对象OB穿过像素阵列单元300的视角AR时的背景与对象OB具有相似的颜色时，存在这样的情况的可能性，即，仅部分单位像素(即，单位像素310之中与视角AR内的对象OB对应的单位像素310X)检测到地址事件的触发，而其他单位像素310没有检测到地址事件的触发。
如图15中示出的，这种情况根据地址事件的触发导致与利用从固态成像设备200输出的像素信号所形成的图像数据G0中的对象OB对应的像素之中出现不规则的洞状丢失像素。
为了解决这个问题，在实施方式中，如图16中示出的，按照下面所述的固定读出循环从一个或多个仲裁单位像素310Y中周期性地读出像素信号。随后，例如，如图17中示出的，将基于地址事件的触发而获取的图像数据G0与通过周期性地读出像素信号而形成的图像数据G1叠加在帧存储器160中，以创建将图像数据G0与图像数据G1彼此整合到帧存储器160中的图像数据G2。顺便提及，被周期性地读出的一个或多个仲裁单位像素310Y是由上述所述行模式信号PTNR和列模式信号PTNC指定的单位像素310。
如图18中示出的，上述叠加通过图像数据G1能够将与对象OB对应的像素的丢失部分插入到图像数据G0中，从而使得可以创建具有较高图像质量的图像数据G2并且使对象OB准确地成像。
例如，图像数据G0可以是利用特定循环(事件累积循环)内从固态成像设备200读出的像素信号而形成的图像数据。在本描述中，将用于生成一条图像数据G0的循环称为事件累积循环，并且将用于从单位像素310Y中读出像素信号的循环称为固定读出循环。
进一步地，与图像数据G0进行整合的图像数据G1并不局限于一条并且可以提供多条。即，通过在特定事件累积循环内从多个单位像素310Y中多次周期性地读出像素信号，并且将通过在每个固定读出循环中读出的像素信号而形成的多条图形数据G1与图像数据G0进行叠加，也可以生成具有更高图像质量的图像数据G2。
1.6作用/效果
如上所述，本实施方式使得可以通过使用周期性地读出的图像数据G1而将丢失部分插入到基于地址事件的触发所生成的图像数据G0中，从而使得生成具有较高图像质量的图像数据G2。
2.第二实施方式
第一实施方式描述了通过使用‘0’和‘1’在预定周期内改变或随机改变的模式信号而指定周期性地读出像素信号(与地址事件的触发无关)的单位像素310Y(以下称为周期性读出目标的单位像素)的情况。相反，在第二实施方式中，通过实施例对作为周期性读出目标的单位像素310Y是固定的情况进行描述。
根据本实施方式的成像设备100与固态成像设备200可以与根据第一实施方式的相似。此外，为简化起见，下列描述使用了像素阵列单元300包括总共36个(6×6像素)单位像素310的配置，其中，在帧存储器160或主机1000中生成6×6个像素的图像数据(亮度图像)。进一步地，在本实施方式中，通过引用而省去与上述所述实施方式中相似的配置、操作、以及效果的详细描述。
2.1第一实施例
首先，通过实施例对列单元中作为周期性读出目标的单位像素310Y是固定的情况进行描述。
图19是示出第一实施例的列信号生成电路中所保持的列模式信号的实施例的示意图。如图19中示出的，当作为周期性读出目标的单位像素310Y被固定在列单元中时，在各个触发器231输出指定的列模式信号PTNC的周期期间，列使能信号ENC被输入到列信号生成电路203B。
具体地，如图19中示出的，当自左侧起的第二列是周期性地读出其像素信号的一列单位像素310时，当列信号生成电路203B中的各个触发器231按照自左侧起的顺序处于保持‘0’、‘1’、‘0’、‘0’、‘0’、以及‘0’的状态时，将列使能信号ENC输入至列信号生成电路203B。
当将列使能信号ENC输入至列信号生成电路203B时，行信号生成电路203A的各个触发器231中所保持的行模式信号PTNR可以全部是‘1’、可以是具有按照成预定比特模式布置的‘0’和‘1’的比特串、或具有随机布置的‘0’和‘1的比特串。
在将列使能信号ENC输入至列信号生成电路203B的同时，还将行使能信号ENR输入至行信号生成电路203A，由此指定单位像素310Y作为周期性的读出目标。
如图20中示出的，如此，即使列单元中作为周期性读出目标的单位像素310Y是固定的，也可以通过允许基于地址事件的触发而获取的图像数据G0(例如，参考图17)与周期性地获取的图像数据G1彼此叠加在帧存储器160或主机1000中而使用图像数据G1将丢失部分插入到图像数据G0中。这使得可以生成具有更高图像质量的图像数据G2。
2.2第二实施例
接着，通过实施例对行单元中作为周期性读出目标的单位像素310Y是固定的情况进行描述。
图21是示出第二实施例的行信号生成电路中所保持的行模式信号的实施例的示意图。如图21中示出的，当作为周期性读出目标的单位像素310Y被固定在行单元中时，在其中个触发器231输出指定的行模式信号PTNR的周期期间，行使能信号ENR被输入到行信号生成电路203A。
具体地，如图21中示出的，当自顶部起的第二行是周期性地读出其像素信号的一行单位像素310时，当行信号生成电路203A中的各个触发器231按照自顶部起的顺序处于保持‘0’、‘1’、‘0’、‘0’、‘0’、以及‘0’的状态时，将行使能信号ENR输入至行信号生成电路203A。
当将行使能信号ENR输入至行信号生成电路203A时，列信号生成电路203B的各个触发器231中所保持的列模式信号PTNC可以全部是‘1’、可以是具有按照预定比特模式布置的‘0’和‘1’的比特串、或具有随机布置的‘0’和‘1’的比特串。
在将行使能信号ENR输入至行信号生成电路203A的同时，还将列使能信号ENC输入至列信号生成电路203B，由此指定单位像素310Y作为周期性读出目标。
如图22中示出的，如此，即使行单元中作为周期性读出目标的单位像素310Y是固定的，也可以通过允许基于地址事件的触发而获取的图像数据G0(例如，参考图17)与周期性地获取的图像数据G1彼此叠加在帧存储器160或主机1000中而使用图像数据G1将丢失部分插入到图像数据G0中。这使得可以生成具有更高图像质量的图像数据G2。
2.3第三实施例
在上述所述第一和第二实施例中，通过具体实施例对行单元或列单元中作为周期性读出目标的单位像素310Y是固定的情况进行了描述。相反，在第三实施例中，通过具体实施例对作为周期性读出目标的单位像素310Y被固定在包括指定单位像素310或者一个或多个单位像素310的区域中的情况进行了描述。
图23是示出第三实施例的行信号生成电路203A中所保持的行模式信号和列信号生成电路中所保持的列模式信号的实施例的示意图。在图23中，示出了第三实施例作为判断单位像素310的左上角的2×2个像素的单位像素310和右下角的2×2个像素的单位像素310作为周期性读出目标的单位像素310Y的情况。
如图23中示出的，当作为周期性读出目的的单位像素310Y被固定在包括指定单位像素310或者一个或多个单位像素310的区域中时，在各个触发器231将指定的行模式信号PTNR输出至行信号生成电路203A的周期期间输入行使能信号ENR，并且在各个触发器231将指定的列模式信号PTNC输出至列信号生成电路203B的周期期间输入列使能信号ENC。
具体地，如图23中示出的，在行信号生成电路203A中的各个触发器231按照自顶部起的顺序保持‘1’、‘1’、‘0’、‘0’、‘1’、‘1’并且列信号生成电路203B中的各个触发器231按照自左起的顺序保持1’、‘1’、‘0’、‘0’、‘1’、以及‘1’的状态下，将行使能信号ENR输入至行信号生成电路203A，并且将列使能信号ENC输入至列信号生成电路203B，该操作将指定单位像素310Y作为周期性读出目标。
如图24中示出的，如此，即使作为周期性读出目标的单位像素310Y被固定在包括指定单位像素310或者一个或多个单位像素310的区域中，也可以通过允许基于地址事件的触发而获取的图像数据G0(例如，参考图17)与周期性地获取的图像数据G1彼此叠加在帧存储器160或主机1000中而使用图像数据G1将丢失部分插入到图像数据G0中。这使得可以生成具有更高图像质量的图像数据G2。
3.第三实施方式
第二实施方式示出了作为周期性读出目标的单位像素310Y被固定在列单元、行单元、或区域单元中的情况。相反，第三实施方式将描述使用实施例对作为周期性读出目的的单位像素310Y进行周期性地改变(将此称为改变循环)的情况。
根据本实施方式的成像设备100和固态成像设备200可以与根据第一实施方式的相似。此外，为简化起见，下列描述使用了像素阵列单元300包括总共36个(6×6个像素)单位像素310的配置，其中，在帧存储器160或主机1000中生成6×6个像素的图像数据(亮度图像)。进一步地，在本实施方式中，通过引用省去与上述所述实施方式相似的配置、操作、以及效果的详细描述。
3.1第一实施例
首先，通过实施例描述作为周期性读出目标的单位像素310Y在预定改变循环内在行方向上发生周期性地移位的情况。
图25是示出第一实施例的列信号生成电路中所保持的列模式信号的实施例的示意图。如图25中示出的，存在作为周期性读出目标的单位像素310Y在行方向上周期性地移位三列的示例性情况。在这种情况下，当由列信号生成电路203B的各个触发器231所保持的列模式信号PTNC在特定周期内按照自左起的顺序为‘0’、‘0’、‘0’、‘0’、‘0’、以及‘1’时，由列信号生成电路203B的各个触发器231所保持的列模式信号PTNC在下一周期内按照自左起的顺序为‘0’、‘0’、‘1’、‘0’、‘0’、以及‘0’。
例如，在假设来自单位像素130Y的像素信号的读出循环是三个时钟CLK的循环时，每隔三个时钟CLK将列使能信号ENC输入至列信号生成电路203B。如图26中示出的，利用这种配置，每次‘1’的列模式信号PTNC向左移三列时，将列使能信号ENC输入至列信号生成电路203B，从而使得可以将作为周期性读出目标的单位像素310Y在行方向上周期性地移动三列。
当将列使能信号ENC输入至列信号生成电路203B时，行信号生成电路203A的各个触发器231中所保持的行模式信号PTNR可以全部是‘1’、可以是具有按照预定比特模式布置的‘0’和‘1’的比特串、或具有随机布置的‘0’和‘1’的比特串。
在将列使能信号ENC输入至列信号生成电路203B的同时，还将行使能信号ENR输入至行信号生成电路203A，由此指定单位像素310Y作为周期性读出目标。
如此，即使作为周期性读出目标的单位像素310Y在行方向上发生周期性地移位，也可以通过允许基于地址事件的触发而获取的图像数据G0(例如，参考图17)与周期性地获取的图像数据G1彼此叠加在帧存储器160或主机1000中而使用图像数据G1将丢失部分插入到图像数据G0中。这使得可以生成具有更高图像质量的图像数据G2。
此外，构成周期性地获取的图像数据G1的像素每次都不同。相应地，通过使用与图像数据G0进行整合的多条图像数据G1，可以将更多的丢失部分插入到图像数据G0中。这使得可以生成具有更高图像质量的图像数据G2。
3.2第二实施例
接着，通过实施例描述作为周期性读出目标的单位像素310Y在预定改变循环内在列方向上发生周期性地移位的情况。
图27是示出第二实施例的行信号生成电路中所保持的行模式信号的实施例的示意图。如图27中示出的，存在作为周期性读出目标的单位像素310Y在列方向上周期性地移动两行的示例性情况。在这种情况下，当由行信号生成电路203A的各个触发器231所保持的行模式信号PTNR在特定周期内按照自顶部起的顺序为‘0’、‘1’、‘0’、‘0’、‘0’、以及‘0’时，由行信号生成电路203A的各个触发器231所保持的行模式信号PTNR在下一周期内按照自顶部起的顺序为‘0’、‘0’、‘0’、‘1’、‘0’、以及‘0’。
在这种情况下，例如，当假设来自单位像素130Y的像素信号的读出循环是两个时钟CLK的循环时，每隔两个时钟CLK将行使能信号ENR输入至行信号生成电路203A。如图28中示出的，利用这种配置，每次‘1’的行模式信号PTNR向底部移两行时，将行使能信号ENR输入至行信号生成电路203A，从而使得可以将作为周期性读出目标的单位像素310Y在列方向上周期性地移动两行。
当将行使能信号ENR输入至行信号生成电路203A时，列信号生成电路203B的各个触发器231中所保持的列模式信号PTNC可以全部是‘1’、可以是具有按照预定比特模式布置的‘0’和‘1’的比特串、或具有随机布置的‘0’和‘1’的比特串。
在将行使能信号ENR输入至行信号生成电路203A时，还将列使能信号ENC输入至列信号生成电路203B，由此指定单位像素310Y作为周期性读出目标。
如此，即使作为周期性读出目标的单位像素310Y在列方向上发生周期性地移位，也可以通过允许基于地址事件的触发而获取的图像数据G0(例如，参考图17)与周期性地获取的图像数据G1彼此叠加在帧存储器160或主机1000中而使用图像数据G1将丢失部分插入到图像数据G0中。这使得可以生成具有更高图像质量的图像数据G2。
此外，构成周期性地获取的图像数据G1的像素每次都不同。相应地，通过使用与图像数据G0进行整合的多条图像数据G1，可以将更多的丢失部分插入到图像数据G0中。这使得可以生成具有更高图像质量的图像数据G2。
4.第四实施方式
第四实施方式使用实施例描述了通过使用伪随机数生成器而生成模式信号的情况。在本实施方式中，通过引用省去与上述所述实施方式相似的配置、操作、以及效果的详细描述。
4.1固态成像设备的功能配置例
图29是示出根据第四实施方式的固态成像设备的功能配置例的框图。如图29中示出的，固态成像设备200A具有与参考第一实施方式中的图3等所描述的固态成像设备200的配置相似的配置，但是，控制电路220包括伪随机数生成器240。
例如，伪随机数生成器240是包括线性反馈移位寄存器(LFSR)等的数字电路并且通过使用种子而生成伪随机数。
例如，伪随机数生成器240从内部保存列出多个种子的种子表并且使用与从外部输入的种子数对应的种子而生成伪随机数。种子数可以是从伪随机数生成器240或控制电路220随机指定或循环调度、或从DSP电路120或主机1000的外部指定的。可替代地，伪随机数生成器240无需包括种子表，并且可以将种子从诸如DSP电路120或主机1000等外部输入至伪随机数生成器240。
伪随机数生成器240可以改变每个固定读出循环所使用的种子、或可以改变多个固定读出循环中的每个固定读出循环所使用的种子。
4.2作用/效果
如上所述，即使作为周期性读出目标的单位像素310Y发生随机改变，也可以通过允许基于地址事件的触发而获取的图像数据G0(例如，参考图17)与周期性地获取的图像数据G1彼此叠加在帧存储器160或主机1000中而使用图像数据G1将丢失部分插入到图像数据G0中。这使得可以生成具有更高图像质量的图像数据G2。
此外，构成周期性地获取的图像数据G1的像素每次都不同。相应地，通过使用与图像数据G0进行整合的多条图像数据G1，可以将更多的丢失部分插入到图像数据G0中。这使得可以生成具有更高图像质量的图像数据G2。
因为其他配置、操作、以及效果可能与上述所述实施方式中的相似，所以此处将省去其详细描述。
5.第五实施方式
上述所述实施方式示出了从单位像素310Y中周期性地读出像素信号的示例性情况，与每个单位时间的地址事件的触发次数无关。然而，例如，当每个单位时间的地址事件的触发发生多次时，从单位像素310Y中频繁地执行周期性的读出将增加数据处理的量，从而产生遗漏地址事件的检测的问题。
因此，在第五实施方式中，通过实施例描述了根据每个单位时间的地址事件的触发次数而改变单位像素310Y的读出循环的情况。在本实施方式中，通过引用省去与上述所述实施方式相似的配置、操作、以及效果的详细描述。进一步地，尽管本实施方式示出了基于第四实施方式的情况，然而，作为基础使用的实施方式并不局限于第四实施方式，并且能够使用其他实施方式。
5.1固态成像设备的功能配置例
图30是示出根据第五实施方式的固态成像设备的功能配置例的框图。如图30中示出的，固态成像设备200B具有与参考第四实施方式中的图29所描述的固态成像设备200A的配置相似的配置，但是，控制电路220包括事件数量判断电路250。
在本实施方式中，第一行仲裁器201A与第一列仲裁器201B分别将行请求信号Req_TA和列请求信号Req_TB输入至事件数量判断电路250。例如，事件数量判断电路250基于所输入的行请求信号Req_TA和列请求信号Req_TB计算每个单位时间(例如，一个事件累积循环)内所触发的地址事件的数量(以下称为实际事件数量)、并且基于所计算的实际事件数量改变被输入至行信号生成电路203A和/或列信号生成电路203B的行使能信号ENR和/或列使能信号ENC的占空比。
5.2事件数量判断电路的操作实施例
接着，对根据本实施方式的事件数量判断电路250的操作实施例进行描述。图31是示出根据第五实施方式的事件数量判断电路的示意性操作实施例的流程图。如图31中示出的，事件数量判断电路250基于分别从第一行仲裁器201A和第一列仲裁器201B输入的行请求信号Req_TA和列请求信号Req_TB而计算每个单位时间的实际事件数量N(步骤S501)。
接着，例如，事件数量判断电路250将每个单位时间的实际事件数量N与预设阈值N_th进行比较(步骤S502)。当实际事件数量N小于阈值N_th时(在步骤S502中，否)，事件数量判断电路250将行使能信号ENR和/或列使能信号ENC的占空比设置为高占空比(步骤S503)并且进行至步骤S505。例如，如图32中示出的，将行使能信号ENR和/或列使能信号ENC的占空比设置为50％。
相反，当每个单位时间的实际事件数量N是阈值N_th或更大时(在步骤S502中，是)，事件数量判断电路250将行使能信号ENR和/或列使能信号ENC的占空比设置为低占空比(步骤S504)并且进行至步骤S505。例如，如图33中示出的，将行使能信号ENR和/或列使能信号ENC的占空比设置为25％，即，小于50％(参考图32)。
在步骤S505中，事件数量判断电路250判断是否结束当前操作。当判断结束操作时(在步骤S505中，是)，事件数量判断电路250结束当前操作。当判断不结束操作时(在步骤S505中，否)，事件数量判断电路250返回至S501并且执行后续的操作。
5.3作用/效果
如上所述，通过根据每个单位时间的实际事件数量改变行使能信号ENR和/或列使能信号ENC的占空比，可以改变从单位像素310Y中读出像素信号的循环。因此，例如，即使每个单位时间的地址事件发生多次触发，仍可以抑制由于数据处理量的增加而遗漏地址事件的检测。
因为其他配置、操作、以及效果可能与上述所述实施方式相似，所以此处将省去其详细描述。
6.移动对象的应用实施例
根据本公开的技术(本技术)可应用于各种产品。根据本公开的技术可以在任意时间应用于安装在诸如汽车、电动车辆、混合电动车辆、摩托车、自行车、个人移动、飞机、无人机、船只、以及机器人等移动对象上的设备。
图34是示出车辆控制系统的示意性配置例的框图，即，可应用根据本公开的技术的移动对象控制系统的实施例。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图34示出的实施例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040、以及集成控制单元12050。进一步地，作为集成控制单元12050的功能配置，示出了微型计算机12051、音频图像输出单元12052、以及车载网络接口(I/F)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统有关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作产生车辆的驱动力的诸如内燃机和驱动电机等驱动力生成设备、将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构、调整车辆的转向角的转向机构、产生车辆的制动力的制动设备等的控制设备。
体系统控制单元12020根据各种程序控制安装在车身上的各个设备的操作。例如，体系统控制单元12020用作无秘钥进入系统、智能秘钥系统、动力车窗设备、诸如头灯、后灯、制动等、转向等、以及雾灯等各种灯的控制设备。在这种情况下，体系统控制单元12020能够接收从适合于各个开关的秘钥或信号的便携式设备传输的无线电波的输入。体系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入并且控制车辆的门锁设备、动力车窗设备、灯等。
车外信息检测单元12030检测配备有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，成像单元12031连接至车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030致使成像单元12031捕获车辆的外部的图像并且接收所捕获的图像。车外信息检测单元12030可以基于所接收的图像对路面上的人、汽车、障碍物、标识、或字符等执行对象检测处理或距离检测处理。
成像单元12031是接收光并且输出与所接收的光的量对应的电信号的光学传感器。成像单元12031能够输出电信号作为图像并且还作为测距信息。进一步地，通过成像单元12031接收的光可以是可见光或诸如红外光等不可见光。
车内信息检测单元12040检测车内信息。例如，车内信息检测单元12040与检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测器12041连接。驾驶员状态检测器12041可以包括例如使驾驶员成像的摄像机。车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳度或专注度、或可以基于从驾驶员状态检测器12041输入的检测信息判断驾驶员是否在打盹。
微型计算机12051能够基于关于通过车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆的内部或外部的信息而计算驱动力生成设备、转向机构、或制动设备的控制目标值、并且能够将控制命令输出至驱动系统控制单元12010。例如，微型计算机12051能够出于实现包括车辆的防碰撞或防冲击的ADAS(先进驾驶员复制系统)的功能之目的而执行协作控制、基于车间距离、匀速行进、车辆碰撞警报、或车辆偏离车道的警报而跟随前方车辆行驶。
进一步地，允许使得微型计算机12051基于关于通过车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆的周围环境的信息而控制驱动力生成设备、转向机构、制动设备等，由此出于自主驾驶之目的等执行协作控制，其中，车辆执行自主行进，而不依赖驾驶员的操作。
进一步地，微型计算机12051能够基于通过车外信息检测单元12030获取的车辆的外部的信息而将控制命令输出至体系统控制单元12020。例如，微型计算机12051能够根据通过车外信息检测单元12030检测的前方车辆或对面车辆的位置控制头灯，并且由此能够执行诸如从高光束切换至低光束等防眩光的协作控制。
音频图像输出单元12052将音频或图像中的至少一项形式的输出信号发送至能够将信息可视或可听地通知给车辆的乘客或车辆外部的输出设备。在图34的实施例中，例证了音频扬声器12061、显示单元12062、以及仪表面板12063作为示例性的输出设备。例如，显示单元12062可以包括机载显示器和头戴显示器中的至少一项。
图35是示出成像单元12031的安装位置的实施例的视图。
在图35中，成像单元12031包括成像单元12101、12102、12103、12104、以及12105。
例如，成像单元12101、12102、12103、12104、以及12105安装在车辆12100的包括前鼻、侧视镜、后保险杠、后门、车辆内部的挡风玻璃的上部的位置处。设置在前鼻处的成像单元12101和设置在车辆内部中的挡风玻璃的上部的成像单元12105主要获取车辆12100的前方的图像。设置在侧视镜上的成像单元12102和12103主要获取车辆12100的侧方的图像。设置在后保险杠或后门上的成像单元12104主要获取车辆12100后方的区域的图像。设置在车辆内部的挡风玻璃的上部的成像单元12105主要用于检测前方车辆或行人、障碍物、交通灯、交通标识、车道等。
应注意，图35示出了成像单元12101至12104的成像范围的实施例。成像范围12111表示设置在前鼻上的成像单元12101的成像范围，成像范围12112和12113分别表示设置在侧视镜上的成像单元12102和12103的成像范围，并且成像范围12114表示设置在后保险杠或后门上的成像单元12104的成像范围。例如，通过由成像单元12101至12104捕获的多条叠加图像数据，可以获得从上方观看的车辆12100的鸟瞰图图像。
成像单元12101至12104中的至少一项可以具有获取距离信息的功能。例如，成像单元12101至12104中的至少一项可以是包括多个成像元件的立体摄像机或可以是具有用于相差检测的像素的成像元件。
例如，微型计算机12051能够基于从成像单元12101至12104获得的距离信息而计算到成像范围12111至12114内的各个三维对象的距离及距离的临时变化(相对于车辆12100的相对速度)并且由此能够提取在车辆12100行驶路径上最靠近并且在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，0km/h或更快)行驶的三维对象作为前方车辆。进一步地，微型计算机12051能够在前方车辆的前方提前设置安全的车间距离并且执行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随开始控制)等。如此，可以出于自主驾驶等目的而执行协作控制，其中，车辆在不依赖驾驶员的操作的情况下自主行进。
例如，基于从成像单元12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051能够通过分类成三维对象而提取关于三维对象的三维对象数据，诸如两轮车辆、标准尺寸的车辆、大尺寸车辆、行人、以及诸如电线杆等其他三维对象，并且能够使用自动避开障碍物的数据。例如，微型计算机12051将车辆12100附近的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够具有高可见性的障碍物或驾驶员具有低可见性的障碍物。因此，微型计算机12051判断指示与各个障碍物发生碰撞的风险的碰撞风险。当碰撞风险是设置值或更大并且存在碰撞风险的可能性时，微型计算机12051能够经由音频扬声器12061和显示单元12062向驾驶员输出警报并且能够经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或渐逝转向，由此实现驾驶辅助来避免碰撞。
成像单元12101至12104中的至少一项可以是检测红外光的红外摄像机。例如，微型计算机12051能够通过判断由成像单元12101至12104捕获的图像中是否存在行人而对行人进行识别。例如，通过提取由成像单元12101至12104(即，红外摄像机)捕获的图像中的特征点的程序和对指示对象的轮廓的一系列特征点执行模式匹配或判断其是否是行人的程序而执行这种行人识别。当微型计算机12051判断由成像单元12101至12104捕获的图像中存在行人并且对行人进行识别时，音频图像输出单元12052控制显示单元12062，以执行用于强化的矩形轮廓线与所识别的行人的叠加显示。进一步地，音频图像输出单元12052可以控制显示单元12062显示指示所需位置处的行人的图标等。
在上文中，已经描述了应用根据本公开的技术的车辆控制系统的实施例。根据本公开的技术能够应用于上述所述配置之中的成像单元12031、驾驶员状态检测器12041等。
上面已经对本公开的实施方式进行了描述。然而，本公开的技术范围并不局限于上述所述实施方式，并且在不偏离本公开的范围的情况下，能够做出各种改造。而且，允许根据需要对不同实施方式的部件与改造进行组合。
本说明书的各个实施方式中所描述的效果仅是实施例，并且由此，可以存在其他效果，并不局限于例证效果。
应注意，本技术还能够具有下列配置。
(1)一种固态成像设备，包括：
多个单位像素，每个单位像素包括第一光电转换元件并且包括检测器，第一光电转换元件生成与所接收的光的量对应的电荷，并且检测器基于第一光电转换元件中所生成的电荷检测地址事件的触发，多个单位像素布置成矩阵；以及
重置控制器，对多个单位像素之中已经检测到地址事件的触发的一个或多个第一单位像素进行重置；
其中，重置控制器对多个单位像素之中的一个或多个第二单位像素进行周期性地重置。
(2)根据(1)所述的固态成像设备，
其中，重置控制器包括：
重置电路，生成用于对第一单位像素进行重置的第一重置信号；
信号生成电路，周期性地生成用于对第二单位像素进行重置的第二重置信号；以及
逻辑和电路，对重置电路和信号生成电路执行逻辑和运算。
(3)根据(2)所述的固态成像设备，
其中，信号生成电路包括移位寄存器，移位寄存器具有多级连接的多个触发器，
逻辑和电路一对一地设置在布置成矩阵的多个单位像素的每行和每列中，
多个触发器中的每个触发器与布置成矩阵的多个单位像素的每行和每列具有一对一的对应性，并且
每个逻辑和电路执行从与逻辑和电路对应的行对应的触发器所输出的第二重置信号和从重置电路输出的第一重置信号的逻辑和运算，然后将逻辑和运算的结果输出至第一单位像素或第二单位像素。
(4)根据(2)或(3)所述的固态成像设备，其中，信号生成电路将预定比特模式的第二重置信号周期地输出至逻辑和电路。
(5)根据(2)至(4)中任一项所述的固态成像设备，其中，信号生成电路包括行信号生成电路和列信号生成电路，行信号生成电路针对矩阵中的每行生成第二重置信号，列信号生成电路针对矩阵中的每列生成第二重置信号。
(6)根据(5)所述的固态成像设备，其中，行信号生成电路或列信号生成电路中的至少一者将具有固定比特模式的第二重置信号周期性地输出至逻辑和电路。
(7)根据(4)或(5)所述的固态成像设备，其中，信号生成电路按照预定的循环改变第二重置信号的比特模式。
(8)根据(4)或(5)所述的固态成像设备，其中，信号生成电路将具有随机比特模式的第二重置信号周期性地输出至逻辑和电路。
(9)根据(8)所述的固态成像设备，进一步包括：
伪随机数生成器，生成伪随机数；
其中，信号生成电路基于由伪随机数生成器生成的伪随机数而生成第二重置信号。
(10)根据(3)所述的固态成像设备，进一步包括：
控制电路，输出许可或禁止输出第二重置信号的使能信号；
其中，信号生成电路进一步包括多个逻辑积电路，在该多个逻辑积电路中，多个触发器中的一个触发器的输出被输入至一个输入端，并且使能信号被输入至另一输入端。
(11)根据(10)所述的固态成像设备，
其中，控制电路计算多个单位像素之中、每个预定周期内检测到地址事件的触发的单位像素的数量，并且当检测到地址事件的触发的单位像素的数量小于预定阈值时，将第一占空比的使能信号输出至信号生成电路，并且当检测到地址事件的触发的单位像素的数量是预定阈值或更大时，将比第一占空比更低的第二占空比的使能信号输出至信号生成电路。
(12)根据(1)或(11)中任一项所述的固态成像设备，进一步包括：
第一仲裁单元，对关于第一单位像素的像素值的读出顺序进行仲裁；
其中，重置控制器根据通过由第一仲裁单元执行的仲裁确定的读出顺序对第一单位像素进行重置。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的固态成像设备，其中，每个单位像素进一步包括：第二光电转换元件，生成与所接收的光的量对应的电荷；以及生成电路，基于第二光电转换元件中生成的电荷而生成用于生成像素值的检测信号。
(14)根据(13)所述的固态成像设备，其中，生成电路包括：电容器，其中一个电极连接至第二光电转换元件；比较器，对电容器的一个电极的电势与参考电压进行比较；开关，将被输入至比较器的参考电压切换至第一参考电压或第二参考电压中的一个参考电压，第二参考电压具有比第一参考电压更低的电压值；以及逻辑电路，基于由比较器执行的比较结果而输出检测信号。
(15)根据(14)所述的固态成像设备，进一步包括：第二仲裁单元，当电容器的一个电极的电势下降至第一参考电压以下时，基于从逻辑电路输出的第一检测信号而生成像素值；并且当一个电极的电势下降至第二参考电压以下时，基于从逻辑电路输出的第二检测信号而生成像素值。
(16)一种成像设备，包括：
固态成像设备；
光学系统，使入射光在固态成像设备的光接收表面聚焦；以及
存储器，存储由固态成像设备获取的图像数据；
其中，固态成像设备包括：
多个单位像素，每个单位像素包括第一光电转换元件和检测器，所述第一光电转换元件生成与所接收的光的量对应的电荷，检测器基于第一光电转换元件中所生成的电荷而检测地址事件的触发，多个单位像素布置成矩阵；以及
重置控制器，对多个单位像素之中已经检测到地址事件的触发的一个或多个第一单位像素进行重置，并且
重置控制器对多个单位像素之中的一个或多个第二单位像素进行周期性地重置。
参考标号列表
100 成像设备
110 光学系统
120 DSP电路
130 显示单元
140 操作单元
150 总线
160 帧存储器
170 存储单元
180 电源单元
190 外部I/F
200,200A,200B 固态成像设备
201 第一仲裁器
201A 第一行仲裁器
201B 第一列仲裁器
202 垂直电路
202A 行重置电路
202B 列重置电路
203A 行信号生成电路
203B 列信号生成电路
204A 行或电路
204B 列或电路
205 第二仲裁器
205A 第二行仲裁器
205B 第二列仲裁器
209 信号线
220 控制电路
231 D-型触发器
232 与电路
240 伪随机数生成器
250 事件数量判断电路
300 像素阵列单元
310,310X,310Y 单位像素
311 第一光电二极管
312 电荷检测器
313 第二光电二极管
314 电容器
315 重置晶体管
316 比较器
317 逻辑电路
1000 主机
G0,G1,G2 图像数据。

Claims (16)

1.一种固态成像设备，包括：
多个单位像素，每个单位像素包括第一光电转换元件并且包括检测器，所述第一光电转换元件生成与所接收的光的量对应的电荷，所述检测器基于所述第一光电转换元件中所生成的所述电荷检测地址事件的触发，所述多个单位像素布置成矩阵；以及
重置控制器，对所述多个单位像素之中已经检测到所述地址事件的所述触发的一个或多个第一单位像素进行重置，
其中，所述重置控制器对所述多个单位像素之中的一个或多个第二单位像素进行周期性地重置。
2.根据权利要求1所述的固态成像设备，
其中，所述重置控制器包括：
重置电路，生成用于对所述第一单位像素进行重置的第一重置信号；
信号生成电路，周期性地生成用于对所述第二单位像素进行重置的第二重置信号；以及
逻辑和电路，对所述重置电路和所述信号生成电路执行逻辑和运算。
3.根据权利要求2所述的固态成像设备，
其中，所述信号生成电路包括移位寄存器，所述移位寄存器具有多级连接的多个触发器，
所述逻辑和电路一对一地设置在布置成所述矩阵的所述多个单位像素的每行和每列中，
所述多个触发器中的每个触发器与布置成所述矩阵的所述多个单位像素的每行和每列具有一对一的对应性，并且
所述逻辑和电路中的每个逻辑和电路执行从与所述逻辑和电路对应的行对应的所述触发器所输出的所述第二重置信号和从所述重置电路输出的所述第一重置信号的逻辑和运算，然后将所述逻辑和运算的结果输出至所述第一单位像素或所述第二单位像素。
4.根据权利要求2所述的固态成像设备，其中，所述信号生成电路将预定比特模式的所述第二重置信号周期地输出至所述逻辑和电路。
5.根据权利要求2所述的固态成像设备，其中，所述信号生成电路包括行信号生成电路和列信号生成电路，所述行信号生成电路针对所述矩阵中的每行生成所述第二重置信号，所述信号生成电路针对所述矩阵中的每列生成所述第二重置信号。
6.根据权利要求5所述的固态成像设备，其中，所述行信号生成电路或所述列信号生成电路中的至少一者将具有固定比特模式的所述第二重置信号周期性地输出至所述逻辑和电路。
7.根据权利要求4所述的固态成像设备，其中，所述信号生成电路按照预定的循环改变所述第二重置信号的比特模式。
8.根据权利要求4所述的固态成像设备，其中，所述信号生成电路将具有随机比特模式的所述第二重置信号周期性地输出至所述逻辑和电路。
9.根据权利要求8所述的固态成像设备，进一步包括：
伪随机数生成器，生成伪随机数；
其中，所述信号生成电路基于由所述伪随机数生成器生成的所述伪随机数而生成所述第二重置信号。
10.根据权利要求3所述的固态成像设备，进一步包括：
控制电路，输出许可或禁止输出所述第二重置信号的使能信号；
其中，所述信号生成电路进一步包括多个逻辑积电路，在所述多个逻辑积电路中，所述多个触发器中的一个触发器的输出被输入至一个输入端，并且所述使能信号被输入至另一输入端。
11.根据权利要求10所述的固态成像设备，
其中，所述控制电路计算所述多个单位像素之中、每个预定周期内检测到所述地址事件的触发的单位像素的数量，并且当检测到所述地址事件的触发的所述单位像素的所述数量小于预定阈值时，将第一占空比的所述使能信号输出至所述信号生成电路，并且当检测到所述地址事件的触发的所述单位像素的所述数量是所述预定阈值或更大时，将比所述第一占空比更低的第二占空比的使能信号输出至所述信号生成电路。
12.根据权利要求1所述的固态成像设备，进一步包括：
第一仲裁单元，对关于所述第一单位像素的像素值的读出顺序进行仲裁；
其中，所述重置控制器根据通过由所述第一仲裁单元执行的仲裁而确定的所述读出顺序对所述第一单位像素进行重置。
13.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中，所述单位像素中的每个单位像素进一步包括：第二光电转换元件，生成与所接收的光的量对应的电荷；以及生成电路，基于所述第二光电转换元件中生成的所述电荷而生成用于生成像素值的检测信号。
14.根据权利要求13所述的固态成像设备，其中，所述生成电路包括：电容器，其中一个电极连接至所述第二光电转换元件；比较器，对所述电容器的所述一个电极的电势与参考电压进行比较；开关，将被输入至所述比较器的所述参考电压切换至第一参考电压或第二参考电压中的一个参考电压，所述第二参考电压具有比所述第一参考电压更低的电压值；以及逻辑电路，基于由所述比较器执行的比较结果而输出检测信号。
15.根据权利要求14所述的固态成像设备，进一步包括：第二仲裁单元，当所述电容器的一个电极的电势下降至所述第一参考电压以下时，基于从所述逻辑电路输出的第一检测信号而生成所述像素值；并且当所述一个电极的电势下降至所述第二参考电压以下时，基于从所述逻辑电路输出的第二检测信号而生成所述像素值。
16.一种成像设备，包括：
固态成像设备；
光学系统，使入射光在所述固态成像设备的光接收表面聚焦；以及
存储器，存储由所述固态成像设备获取的图像数据；
其中，所述固态成像设备包括：
多个单位像素，每个单位像素包括第一光电转换元件和检测器，所述第一光电转换元件生成与所接收的光的量对应的电荷，所述检测器基于所述第一光电转换元件中所生成的所述电荷而检测地址事件的触发，所述多个单位像素布置成矩阵；以及
重置控制器，对所述多个单位像素之中已经检测到所述地址事件的所述触发的一个或多个第一单位像素进行重置，并且
所述重置控制器对所述多个单位像素之中的一个或多个第二单位像素进行周期性地重置。
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