CN114245986A - 固态成像元件、成像装置和用于控制固态成像元件的方法 - Google Patents

固态成像元件、成像装置和用于控制固态成像元件的方法 Download PDF

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Abstract

在检测地址事件的存在与否的本固态成像元件中，有利于像素的小型化。该固态成像元件包括多个检测像素和检测电路。在包括多个检测像素和检测电路的固态成像元件中，多个检测像素中的每一个检测像素根据光电流的对数值生成电压信号。此外，在包括多个检测像素和检测电路的固态成像元件中，检测电路检测多个检测像素中由输入选择信号指示的检测像素的电压信号的变化量是否超过预定的阈值。

Description

固态成像元件、成像装置和用于控制固态成像元件的方法
技术领域
本技术涉及固态成像元件、成像装置和用于控制固态成像元件的方法。具体地，本技术涉及比较亮度的变化量与阈值的固态成像元件、成像装置以及用于控制固态成像元件的方法。
背景技术
通常，与诸如垂直同步信号的同步信号同步地捕获图像数据(帧)的同步固态成像元件已经在成像装置等中使用。根据该常规的同步固态成像元件，图像数据仅可以在同步信号的每个周期(例如，1/60秒)中获得，从而难以应对在与交通、机器人等相关的领域中需要更快处理的情况。因此，已经提出了异步固态成像元件，该异步固态成像元件将关于每个像素地址的像素亮度的变化量超过阈值的事实检测为地址事件(例如，参见专利文献1)。如上所述，检测每个像素的地址事件的固态成像元件被称为动态视觉传感器(DVS)。
引用列表
专利文献1：日本专利号5244587。
发明内容
本发明要解决的问题
在上述异步固态成像元件中，检测地址事件的存在与否以提高诸如图像识别等处理的速度。然而，需要针对每个像素设置诸如对数响应单元、缓冲器、差分器以及比较器的大量电路以检测地址事件的存在与否，从而与同步固态成像元件相比，每个像素的电路规模增大。由于该原因，存在像素的小型化变得困难的问题。
考虑到这种情况构思了本技术，并且本技术的目的在于有利于检测地址事件的存在与否的固态成像元件中的像素的小型化。
问题的解决方案
本技术被构思以解决上述问题，并且其第一方面是固态成像元件及其控制方法，该固态成像元件包括多个检测像素和检测电路，每个检测像素生成对应于光电流的对数值的电压信号，并且检测电路检测多个检测像素中由输入选择信号指示的检测像素的电压信号的变化量是否超过预定阈值。这实现了减小固态成像元件的电路规模的效果。
此外，在第一方面中，检测电路可以包括选择单元，其用于选择多个检测像素中的每一个的任意电压信号；差分器，用于获得并输出所选择的电压信号的变化量；以及比较单元，用于将输出的变化量与阈值进行比较。这实现了减小差分器和后续元件的电路规模的效果。
此外，在第一方面中，差分器可以保持所选择的变化量并将其输出到比较单元。这实现了了检测所选择的检测像素的地址事件的效果。
此外，在第一方面中，差分器可以保持多个检测像素中的每一个的变化量，并且可以将对应于所选择的检测像素的变化量输出到比较单元。这实现了抑制地址事件的检测遗漏的效果。
此外，在第一方面中，多个检测像素中的每一个可以包括生成电压信号的对数响应单元和获得所生成的电压信号的变化量并将该变化量输出到检测电路的差分器。这实现了减小比较单元和后续元件的电路规模的效果。
此外，在第一方面中，检测电路可以包括比较单元，比较单元选择多个检测像素中的每一个的任意变化量，并将所选择的变化量与阈值进行比较。这实现了检测所选择的检测像素的地址事件的效果。
此外，在第一方面中，检测电路可以包括选择单元；其选择多个检测像素中的每一个的任意变化量；以及比较单元，其将所选择的变化量与阈值进行比较。这实现了检测所选择的检测像素的地址事件的效果。
此外，在第一方面，阈值可以包括彼此不同的上限阈值和下限阈值，并且检测电路可以包括将上限阈值与变化量进行比较的上限侧比较器和将下限阈值与变化量进行比较的下限侧比较器。这实现了检测接通事件和断开事件的效果。
此外，在第一方面中，阈值可以包括彼此不同的上限阈值和下限阈值，并且检测电路可以包括选择上限阈值或下限阈值的选择开关和将选择的阈值与变化量进行比较的比较器。这实现了减小比较单元的电路规模的效果。
此外，在第一方面中，可以进一步包括多个灰度像素，每个灰度像素生成对应于曝光量的像素信号。这实现了可以获得具有更大信息量的图像的效果。
再者，在第一方面中，阈值可以包括彼此不同的上限阈值和下限阈值，并且检测电路可以包括：上限侧选择器，其选择两个检测像素中的一个检测像素的变化量；下限侧选择器，其选择两个检测像素中的另一个检测像素的变化量；上限侧比较器，将选择的一个检测像素的变化量与上限阈值进行比较；下限侧比较器，将选择的另一个检测像素的变化量与上限阈值进行比较。这实现了同时检测接通事件和断开事件的效果。
此外，在第一方面中，检测电路可以包括多个比较器，其将彼此不同的检测像素的变化量与阈值进行比较；选择单元，其选择任一个比较器的比较结果；缓冲器，输出所选择的比较结果。这实现了由多个检测像素共用缓冲器的效果。
此外，在第一方面中，多个检测像素和检测电路的一部分可以设置在预定的光接收芯片上，多个检测像素和检测电路的其余部分可以设置在预定的检测芯片上。这实现了减小检测芯片的电路规模的效果。
此外，本技术的第二方面是一种成像装置，包括多个检测像素，每个检测像素生成与光电流的对数值相对应的电压信号；检测电路，检测多个检测像素中由输入选择信号指示的检测像素的电压信号的变化量是否超过预定阈值；以及信号处理单元，其处理指示检测电路的检测结果的检测信号。这实现了减小成像装置的电路规模的效果。
附图说明
图1是示出根据本技术的第一实施例的成像装置的示例性配置的框图。
图2是示出根据本技术的第一实施例的固态成像元件的示例性叠层结构的框图示图。
图3是根据本技术的第一实施例的光接收芯片的示例性平面图。
图4是根据本技术的第一实施例的检测芯片的示例性平面图。
图5是根据本技术的第一实施例的地址事件检测单元的示例性平面图。
图6是示出根据本技术的第一实施例的对数响应单元的示例性配置的电路图。
图7是示出根据本技术的第一实施例的检测块的示例性配置的框图。
图8是示出根据本技术的第一实施例的差分器的示例性配置的电路图。
图9是示出根据本技术的第一实施例的比较单元的示例性配置的电路图。
图10是示出根据本技术的第一实施例的差分器、选择器和比较器的示例性配置的电路图。
图11是示出根据本技术的第一实施例的行驱动电路的示例性控制的时序图。
图12是示出根据本技术的第一实施例的检测像素和检测电路的示例性配置的框图。
图13是示出根据本技术的第一实施例的固态成像元件的示例性操作的流程图。
图14是示出根据本技术的第一实施例的变型的检测像素和检测电路的示例性配置的框图。
图15是示出根据本技术的第一实施例的变型的行驱动电路的示例性控制的时序图。
图16是示出根据本技术的第二实施例的检测像素和检测电路的示例性配置的框图。
图17是示出根据本技术的第三实施例的差分器的示例性配置的电路图。
图18是示出根据本技术的第三实施例的固态成像元件的示例性操作的时序图。
图19是示出根据本技术的第四实施例的比较单元的示例性配置的电路图。
图20是示出根据本技术的第五实施例的差分器和比较器的示例性配置的电路图。
图21是根据本技术的第六实施例的光接收芯片的示例性平面图。
图22是根据本技术的第六实施例的检测芯片的示例性平面图。
图23是示出根据本技术的第六实施例的灰度像素的示例性配置的电路图。
图24是示出根据本技术的第七实施例的比较单元的示例性配置的电路图。
图25是示出车辆控制系统的示例性示意配置的框图。
图26是示出用于安装车辆外部信息检测单元和成像单元的示例性位置的示例性框图。
具体实施方式
以下，将描述用于执行本技术的方式(以下称为实施例)。将按以下顺序进行描述。
1.第一实施例(多个检测像素共用检测电路的示例)
2.第二实施例(多个检测像素共用包括差分器的检测电路的示例)
3.第三实施例(多个检测像素共用检测电路并且差分器保持多个变化量的示例)
4.第四实施例(多个检测像素共用检测电路并且切换阈值的示例)
5.第五实施例(多个检测像素共用检测电路并且比较器执行切换的示例)
6.第六实施例(多个检测像素共用检测电路并且配置灰度像素的示例)
7.第七实施例(多个检测像素共用检测电路并且在检测电路中配置两级元件的示例)
8.移动体的应用
<1.第一实施例>
[成像装置的示例性配置]
图1是示出根据本技术的第一实施例的成像装置100的示例性配置的框图。成像装置100包括光学单元110、固态成像元件200、记录单元120和控制单元130。将安装在工业机器人上的相机、车载相机等假设为成像装置100。
光学单元110会聚入射光并将其引导到固态成像元件200。固态成像元件200光电转换入射光以捕获图像数据。对于捕获的图像数据，固态成像元件200对图像数据执行诸如图像识别处理的预定信号处理，并经由信号线209将处理后的数据输出到记录单元120。
记录单元120记录来自固态成像元件200的数据。控制单元130控制固态成像元件200以捕获图像数据。
[固态成像元件的示例性配置]
图2是示出根据本技术的第一实施例的固态成像元件200的示例性叠层结构的示图。固态成像元件200包括检测芯片202、以及层叠在检测芯片202上的光接收芯片201。这些芯片通过诸如通孔的连接部电连接。注意，连接也可以通过Cu-Cu接合或凸点实现。
图3是根据本技术的第一实施例的光接收芯片201的示例性平面图。光接收芯片201设置有光接收单元220以及通孔布置部211、212和213。
连接到检测芯片202的通孔布置在通孔布置部211、212和213中。此外，在光接收单元220中以二维格子图案布置多个共用块221。
多个对数响应单元310布置在每个共用块221中。例如，四个对数响应单元310以2行×2列的形式布置在每一个共用块221中。这四个对数响应单元310共用检测芯片202上的电路。共用电路的细节将在后面描述。注意，共用块221中的对数响应单元310的数量不限于四个。
对数响应单元310生成与光电流的对数值相对应的电压信号。包括行地址和列地址的像素地址被分配给每个对数响应单元310。
图4是根据本技术的第一实施例的检测芯片202的示例性平面图。检测芯片202包括通孔布置部231、232和233、信号处理电路240、行驱动电路251、列驱动电路252和地址事件检测单元260。连接到光接收芯片201的通孔布置在通孔布置部231、232和233中。
地址事件检测单元260检测每个对数响应单元310的地址事件的存在与否，并生成表示检测结果的检测信号。
行驱动电路251选择行地址，并使地址事件检测单元260输出与行地址对应的检测信号。
列驱动电路252选择列地址，并使地址事件检测单元260输出与列地址对应的检测信号。
信号处理电路240对来自地址事件检测单元260的检测信号执行预定的信号处理。信号处理电路240将检测信号作为像素信号以二维格子图案排列，并获得针对每个像素具有2比特信息的图像数据。然后，信号处理电路240对图像数据执行诸如图像识别处理的信号处理。
图5是根据本技术的第一实施例的地址事件检测单元260的示例性平面图。在地址事件检测单元260中布置多个检测块320。在光接收芯片201上针对每个共用块221设置检测块320。在共用块221的数目为N(N为整数)的情况下，布置N个检测块320。每个检测块320连接到对应的共用块221。
[对数响应单元的示例配置]
图6是示出根据本技术的第一实施例的对数响应单元310的示例性配置的电路图。对数响应单元310包括光电转换元件311、n沟道金属氧化物半导体(nMOS)晶体管312和313、以及p沟道MOS(pMOS)晶体管314。其中，例如，光电转换元件311和nMOS晶体管312和313设置在光接收芯片201上，以及pMOS晶体管314设置在检测芯片202上。
nMOS晶体管312的源极连接到光电转换元件311的阴极，漏极连接到电源端。pMOS晶体管314和nMOS晶体管313串联连接在电源端和接地端之间。此外，pMOS晶体管314和nMOS晶体管313的连接点连接到nMOS晶体管312的栅极和检测块320的输入端。此外，预定的偏置电压Vbias1被施加到pMOS晶体管314的栅极。
nMOS晶体管312和313的漏极连接到电源侧，并且这样的电路被称为源跟随器。环路形连接的两个源跟随器将来自光电转换元件311的光电流转换为对应于对数值的电压信号。此外，pMOS晶体管314向nMOS晶体管313提供恒定电流。
此外，光接收芯片201的接地和检测芯片202的接地彼此分离作为对抗干扰的对策。
[检测块的示例性配置]
图7是示出根据本技术的第一实施例的检测块320的示例性配置的框图。检测块320包括多个缓冲器330、多个差分器340、选择单元400、比较单元500、以及传输电路360。缓冲器330和差分器340被配置用于在共用块221中的每个对数响应单元310。例如，在共用块221中的对数响应单元310的数目是四个的情况下，设置四个缓冲器330和四个差分器340。
缓冲器330将电压信号从对应的对数响应单元310输出至差分器340。可以利用缓冲器330提高用于驱动后级的驱动力。此外，可以利用缓冲器330确保与后级中的切换操作相关联的噪声隔离。
差分器340获得电压信号的变化量作为差分信号的。差分器340经由缓冲器330从对应的对数响应单元310接收电压信号，并且通过差分获得电压信号的变化量。然后，差分器340将差分信号供应至选择单元400。检测块320中的第m(m是1至M的整数)个差分信号Sin被设置为Sinm。
选择单元400根据来自行驱动电路251的选择信号来选择M个差分信号中任一个。选择单元400包括选择器410和420。
M个差分信号Sin被输入到选择器410。选择器410根据选择信号选择这些差分信号Sin中的任一个，并且将其作为Sout+供应给比较单元500。M个差分信号Sin也被输入到选择器420。选择器420根据选择信号选择这些差分信号Sin中的任一个，并且将其作为Sout-供应给比较单元500。
比较单元500将由选择单元400选择的差分信号(即，变化量)与预定阈值进行比较。比较单元500将指示比较结果的信号作为检测信号供应给传输电路360。
传输电路360根据来自列驱动电路252的列驱动信号将检测信号传送到信号处理电路240。
[差分器的示例性配置]
图8是示出根据本技术的第一实施例的差分器340的示例性配置的电路图。差分器340包括电容器341和343、反相器342和开关344。
电容器341的一端连接到缓冲器330的输出端，其另一端连接到反相器342的输入端。电容器343与反相器342并联连接。开关344根据行驱动信号打开和闭合连接电容器343的两端的路径。
反相器342使经由电容器341输入的电压信号反相。反相器342将反相的信号输出至选择单元400。
当开关344接通时，电压信号Vinit被输入到电容器341的缓冲器330侧，并且相对侧变成虚拟接地端。为了方便起见，虚拟接地端的电位被设置为零。此时，累积在电容器341中的电荷Qinit用以下公式表示，其中电容器341的电容为Cl。另一方面，由于电容器343的两端短路，因此积累的电荷为零。
Qinit＝C1×Vinit...公式1
接着，考虑开关344断开并且电容器341的缓冲器330侧的电压变为Vafter的情况，累积在电容器341中的电荷Qafter用下式表示。
Qafter＝C1×Vafter...公式2
同时，累积在电容器343中的电荷Q2由下式表示，其中输出电压为Vout。
Q2＝-C2×Vout...公式3
此时，电容器341和343的总电荷量不改变，因此建立以下公式。
Qinit＝Qafter+Q2...公式4
当公式1至公式3被代入公式4并且转换时，获得以下公式。
Vout＝-(C1/C2)×(Vafter-Vinit)...公式5
公式5表示电压信号的减法运算，减法结果的增益为C1/C2。因为通常期望使增益最大化，所以优选地将C1设计为大并且将C2设计为小。同时，由于当C2太小时，kTC噪声增加并且噪声特性可能劣化，所以C2的电容减小被限制在可容忍噪声的范围内。此外，因为安装差分器340用于每个像素，所以电容C1和C2具有面积限制。考虑到以上情况，例如，C1被设置为20至200飞法(fF)的值，并且C2被设置为1至20飞法(fF)的值。
[比较单元的示例性配置]
图9是示出根据本技术的第一实施例的比较单元500的示例性配置的电路图。比较单元500包括比较器510和520。
比较器510将来自选择器410的差分信号Sout+与预定的上限阈值Vrefp进行比较。比较器510将比较结果作为检测信号DET+提供给传输电路360。检测信号DET+表示接通事件存在与否。这里，接通事件表示亮度的变化量超过预定的上限阈值。
比较器520将来自选择器420的差分信号Sout-与低于上限阈值Vrefp的下限阈值Vrefn进行比较。比较器520将比较结果作为检测信号DET-提供给传输电路360。检测信号DET-表示断开事件的存在与否。这里，断开事件表示亮度的变化量小于预定下限阈值。注意，尽管比较单元500检测接通事件和断开事件两者的存在与否，但是也可能仅检测其中之一。
应注意，比较器510是在权利要求中描述的上限侧比较器的示例，而比较器520是在权利要求中描述的下限侧比较器的示例。
图10是示出根据本技术的第一实施例的差分器340、选择器410和比较器510的示例性配置的电路图。
差分器340包括电容器341和343、pMOS晶体管345和346以及nMOS晶体管347。pMOS晶体管345和nMOS晶体管347串联连接在电源端和接地端之间，pMOS晶体管345设置在电源侧。电容器341插入在pMOS晶体管345和nMOS晶体管347的栅极与缓冲器330之间。pMOS晶体管345和nMOS晶体管347的连接点连接到选择器410。通过该连接配置，pMOS晶体管345和nMOS晶体管347用作反相器342。
此外，电容器343和pMOS晶体管346并联连接在pMOS晶体管345和nMOS晶体管347的连接点与电容器341之间。pMOS晶体管346用作开关344。
此外，多个pMOS晶体管411设置在选择器410中。pMOS晶体管411被设置用于每个差分器340。
pMOS晶体管411插入在对应的差分器340和比较器510之间。此外，选择信号SEL被单独地输入到每个pMOS晶体管411的栅极。第m个pMOS晶体管411的选择信号SEL被设置为SELm。根据这些选择信号SEL，行驱动电路251可以控制M个pMOS晶体管411中的任一个处于导通状态，并且控制其他处于断开状态。然后，差分信号Sout+经由处于导通状态的pMOS晶体管411被输出到比较器510作为选择的信号。要注意的是，选择器420的电路配置与选择器410的电路配置相似。
比较器510包括pMOS晶体管511和nMOS晶体管512。pMOS晶体管511和nMOS晶体管512串联连接在电源端和接地端之间。此外，差分信号Sout+输入到pMOS晶体管511的栅极，并且上限阈值Vrefp的电压输入到nMOS晶体管512的栅极。从pMOS晶体管511和nMOS晶体管512的连接点输出检测信号DET+。注意，比较器520的电路配置与比较器510的电路配置相似。
要注意的是，差分器340、选择器410以及比较器510的各个电路配置不限于在图10中示例的那些，只要它们具有参照图7描述的功能即可。例如，nMOS晶体管和pMOS晶体管可以互换。
图11是示出根据本技术的第一实施例的行驱动电路251的示例性控制的时序图。在时间T0，行驱动电路251利用行驱动信号L1选择第一行，并且驱动所选行的差分器340。第一行的差分器340中的电容器343由行驱动信号L1初始化。并且，行驱动电路251利用选择信号SEL1在一特定时间段内选择共用块221中2行×2列的左上方，并驱动选择单元400。通过这样的布置，在第一行的奇数列中检测地址事件的存在与否。
接下来，在时间T1，行驱动电路251利用行驱动信号L1再次驱动第一行的差分器340。此外，行驱动电路251利用选择信号SEL2在一特定时间段内选择共用块221中2行×2列的右上方。通过这样的布置，在第一行的偶数列中检测地址事件的存在与否。
在时间T2，行驱动电路251用行驱动信号L2驱动第二行的差分器340。第二行的差分器340中的电容器343利用行驱动信号L2初始化。此外，行驱动电路251利用选择信号SEL3在一特定时间段内选择共用块221中的2行×2列的左下方。通过这样的布置，在第二行的奇数列中检测地址事件的存在与否。
随后，在时间T3，行驱动电路251利用行驱动信号L2再次驱动第二行的差分器340。此外，行驱动电路251利用选择信号SEL4在一特定时间段内选择共用块221中的2行×2列的右下方。通过这样的布置，在第二行的偶数列中检测地址事件的存在与否。
此后，行驱动电路251顺序地选择其中布置了对数响应单元310的行，并以类似的方式用行驱动信号驱动所选择的行。此外，每次行驱动电路251选择行时，它用选择信号顺序地选择所选择的行的共用块221中的每个检测像素300。例如，在共用块221中布置2行×2列的检测像素300的情况下，每次选择行时顺序选择奇数列和偶数列。
注意，行驱动电路251还可以顺序地选择其中布置共用块221的行(即，2行对数响应单元310)。在这种情况下，每次选择行时，顺序选择所选行的共用块221中的四个检测像素。
图12是示出根据本技术的第一实施例的检测像素300和检测电路305的示例性配置的框图。在由共用块221中的多个对数响应单元310共用的检测块320中，包括选择单元400、比较单元500和传输电路360的电路被称为检测电路305。此外，包括对数响应单元310、缓冲器330和差分器340的电路被称为检测像素300。如图中所例示，检测电路305由多个检测像素300共用。
共用检测电路305的多个检测像素300中的每一个生成与光电流的对数值相对应的电压信号。然后，每个检测像素300根据行驱动信号将表示电压信号的变化量的差分信号Sin输出到检测电路305。在每个检测像素300中，对数响应单元310生成与对数值对应的电压信号，差分器340生成差分信号。
选择信号(例如选择信号SEL1和SEL2)共同输入到检测电路305中的选择器410和420。检测电路305在多个检测像素300中选择由选择信号表示的检测像素的差分信号(即，变化量)，并检测变化量是否超过预定阈值。然后，检测电路305根据列驱动信号将检测信号传送到信号处理电路240。在检测电路305中，选择单元400选择差分信号，并且比较单元500执行与阈值的比较。此外，传输电路360传送检测信号。
这里，在常规DVS中，比较单元500和传输电路360被配置与对数响应单元310、缓冲器330和差分器340一起用于每个检测像素。同时，与不进行共用的情况相比，其中多个检测像素300共用包括比较单元500和传输电路360的检测电路305的上述配置可以减小固态成像元件200的电路规模。这有助于像素的小型化。
具体地，在采用叠层结构的情况下，检测芯片202的电路规模大于不共用检测电路305的常规配置的光接收芯片201的电路规模。因此，像素的密度受到检测芯片202侧的电路的限制，从而难以使像素小型化。然而，在多个检测像素300共用检测电路305的情况下，可以减小检测芯片202的电路规模，并有利于像素的小型化。
注意，尽管针对每个检测像素300设置缓冲器330，但配置不限于此，并且可以不设置缓冲器330。
此外，尽管光电转换元件311和对数响应单元310的nMOS晶体管312和313被配置在光接收芯片201上，pMOS晶体管314和后续元件被设置在检测芯片202上，但配置不限于此。例如，仅光电转换元件311可以设置在光接收芯片201上，而其他元件可以设置在检测芯片202上。此外，仅对数响应单元310可以设置在光接收芯片201上，而缓冲器330和后续元件可以设置在检测芯片202上。此外，对数响应单元310和缓冲器330可以设置在光接收芯片201上，差分器340和后续元件可以设置在检测芯片202上。此外，对数响应单元310、缓冲器330和差分器340可以设置在光接收芯片201上，并且检测电路305和后续元件可以设置在检测芯片202上。此外，可以在光接收芯片201上设置多达选择单元400的元件，并且可以在检测芯片202上设置比较单元500和后续元件。
[固态成像元件的示例性操作]
图13是示出根据本技术的第一实施例的固态成像元件200的示例性操作的流程图。例如，当执行用于检测地址事件的存在与否的预定应用时，该操作开始。
行驱动电路251选择其中一行(步骤S901)。然后，行驱动电路251选择并驱动所选择的行中的每个共用块221中的任一个检测像素300(步骤S902)。检测电路305检测选择的检测像素300中的地址事件的存在与否(步骤S903)。在步骤S903之后，固态成像元件200重复执行步骤S901和后续步骤。
如上所述，根据本技术的第一实施例，多个检测像素300共用于检测地址事件的存在与否的检测电路305，借此与不共用检测电路305的情况相比，可以减小电路规模。这有助于检测像素300的小型化。
[变型]
在上述第一实施例中，固态成像元件200逐一选择检测像素，并同时检测检测像素的接通事件和断开事件。然而，固态成像元件200还可以选择两个检测像素来检测其中一个检测像素的接通事件并检测另一个检测像素的断开事件。根据第一实施例的变型的固态成像元件200与第一实施例的不同之处在于，对于两个检测像素中的一个检测像素检测接通事件，并且对于另一个检测像素检测断开事件。
图14是示出根据本技术的第一实施例的变型的检测像素300和检测电路305的示例性配置的框图。根据第一实施例的变型的检测电路305与第一实施例的检测电路的不同之处在于，选择信号(诸如选择信号SEL1p和SEL2p)被输入到选择器410，以及诸如选择信号SEL1n和SEL2n的选择信号被输入到选择器420。在第一实施例的变型中，选择两个检测像素300，选择器410根据选择信号SEL1p、SEL2p等选择两个检测像素中的一个检测像素的差分信号。同时，选择器420根据选择信号SEL1n、SEL2n等选择另一个检测像素的差分信号。
图15是示出根据本技术的第一实施例的变型的行驱动电路251的示例性控制的时序图。假设在时间T0到T2选择两个检测像素，两个检测像素包括输出差分信号Sin1的检测像素300和输出差分信号Sin2的检测像素300。在时间T0到T1，行驱动电路251将选择信号SEL1p与SEL2n设置为高电平，并将选择信号SEL2p和SEL1n设置为低电平。通过这种配置，针对与差分信号Sin1对应的像素检测接通事件，并且针对与差分信号Sin2对应的像素检测断开事件。
然后，在时间T1到T2，行驱动电路251将选择信号SEL1p和SEL2n设置为低电平，并将选择信号SEL2p和SEL1n设置为高电平。通过这种配置，针对与差分信号Sin2对应的像素检测接通事件，并且针对与差分信号Sin1对应的像素检测断开事件。
如上所述，根据本技术的第一实施例的变型，针对两个检测像素中的一个检测像素检测接通事件，针对两个检测像素中的另一个检测像素检测断开事件，由此可以同时以空间并行的方式检测接通事件和断开事件。
<2.第二实施例>
虽然在上述第一实施例中多个检测像素300共用比较单元500和传输电路360，但电路规模随着像素的数量增加而增加。根据第二实施例的固态成像元件200与第一实施例的固态成像元件的不同之处在于，除了比较单元500和传输电路360之外，多个检测像素300共用差分器340，以减小电路规模。
图16是示出根据本技术的第二实施例的检测像素300和检测电路305的示例性配置的框图。根据第二实施例检测电路305与第一实施例的检测电路的不同之处在于，进一步包括差分器340。同时，根据第二实施例的每个检测像素300不包括差分器340。
此外，根据第二实施例的选择单元400包括多个开关431。开关431被设置用于每个检测像素300。开关431根据选择信号SEL打开和闭合对应的检测像素300和差分器340之间的路径。多个检测像素300中的每一个的任一个电压信号由那些开关431选择。在后级中的差分器340获得所选择的电压信号的变化量，并将其输出到比较单元500。
如图中所例示，由于除了比较单元500和传输电路360之外，多个检测像素300共用差分器340，因此与不共用差分器340的情况相比，可以减小检测电路305的电路规模。
如上所述，根据本技术的第二实施例，多个检测像素300进一步共用差分器340，由此与不共用差分器340的第一实施例相比，可以减小检测电路305的电路规模。
<3.第三实施例>
当在上述第二实施例中差分器340仅保持所选择的检测像素300的变化量时，利用该配置，当地址事件发生在未选择的检测像素300中时，可能会检测不到地址事件。根据第三实施例的固态成像元件200与第二实施例的固态成像元件的不同之处在于，未选择的检测像素300的变化量也被保持以抑制地址事件的检测遗漏。
图17是示出根据本技术的第三实施例的差分器340的示例性配置的电路图。在根据第三实施例的差分器340中，在前级侧设置多个电容器(例如电容器351和352)来代替电容器341。这些电容器被设置用于每个检测像素300。此外，在后级侧，设置多个开关(如开关353和354)以及多个电容器(如电容器355和356)来代替电容器343。这些电容器和开关被配置用于每个检测像素300。在图中，省略了与第三和后续检测像素300相对应的电容器和开关。
前级侧的电容器351和352中的每个的一端连接到相应的开关431，另一端共同连接到反相器342的输入端。开关353和电容器355串联连接在反相器342的输入端和输出端之间。开关354和电容器356也串联连接在反相器342的输入端和输出端之间。开关344的连接配置类似于第一实施例的连接配置。
行驱动电路251利用选择信号SEL1打开和闭合开关353，并利用选择信号SEL2打开和闭合开关354。第三和后续的开关也通过选择信号SEL3和后续的信号以类似的方式打开和闭合。
注意，尽管用于选择的开关431设置在对数响应单元310和前级侧的电容器(电容器351等)之间，但开关431也可以配置在这些电容器和对数响应单元310之间。
图18是示出根据本技术的第三实施例的固态成像元件200的示例性操作的时序图。
行驱动电路251在从时间T0的预定脉冲周期内提供行驱动信号L1。通过这种布置，第一行中的电容器355被初始化。此外，行驱动电路251利用选择信号SEL1在一特定时间段内选择共用块221中的2行×2列的左上方(奇数列)。假设在第一行中的奇数列的选择期间，奇数列中的光电转换元件311的光电流PX1没有变化。因此，第一行中的差分器340的差分信号保持在中间电位，并且没有检测到地址事件。
然后，行驱动电路251在从时间T1的脉冲周期内再次提供行驱动信号L1。此外，行驱动电路251利用选择信号L2在一特定时间段内选择共用块221中的2行×2列的右上方(偶数列)。
假设，在第一行的偶数列的选择周期中的时间T2，未选择的奇数列中的光电流PX1发生变化，并且电平减小。同时，假设在选择周期的时间T3，所选择的偶数列中的光电流PX2也发生变化，并且电平增加。差分器340利用电容器352和356保持所选择的光电流PX2的变化量，并以低于中间电位的电平输出差分信号。通过这种布置，针对所选择的偶数列中的检测像素300检测断开事件。
行驱动电路251利用选择信号L1在自时间T4的特定时间段内再次选择奇数列，在时间T4，偶数列的选择周期已经逝去。然而，在选择周期中不提供行驱动信号L1。差分器340利用差分器340中的电容器351和355保持在未选择奇数列的周期中生成的光电流PX1的变化量，并以高于中间电位的电平输出差分信号。利用该配置，针对奇数列中的检测像素300检测在未选择周期中发生的接通事件。
这里，如第一实施例中仅在差分器340中设置电容器341、343的情况下，即使在执行图中例示的控制时，也会发生地址事件的检测遗漏。在第一实施例的配置中，在时间T2到时间T4的期间内，根据光电流PX2的变化的电荷被保持在电容器341、343中。由于这些电容器在时间T4不复位，所以在时间T2生成的光电流PX1的变化量在时间T4后没有保持，并且差分信号没有充分变化。图中的粗虚线表示第一实施例中的差分信号的电平。因此，利用第一实施例的配置，即使当地址事件发生在未选择周期时，其检测也可能失败。
同时，根据第三实施例，针对每个检测像素300设置电容器，由此可以针对每个检测像素300保持变化量。通过该布置，如图中所示，可以抑制未选择周期中地址事件的检测遗漏。
请注意，第二行是在第一行中奇数列的第二选择周期过去之后选择的。第二行和后续行的控制与第一行的控制相似。
如上所述，根据本技术的第三实施例，差分器340保持多个检测像素300中的每一个的变化量，因此可以抑制地址事件的检测遗漏。
<4.第四实施例>
尽管在上述第一实施例中在比较单元500中设置有用于检测接通事件的比较器510和用于检测断开事件的比较器520，但是，通过该配置，电路规模随着像素数的增加而增加。根据第四实施例的固态成像元件200与第一实施例的固态成像元件的不同之处在于，增加了用于切换阈值的开关，并且减少了比较器。
图19是示出根据本技术的第四实施例的比较单元500的示例性配置的电路图。根据第四实施例比较单元500与第一实施例的比较单元500的不同之处在于，设置开关530来代替比较器520。此外，根据第四实施例的选择单元400与第一实施例的选择单元400的不同之处在于没有设置选择器420。
开关530根据选择信号SELv选择上限阈值Vrefp或下限阈值Vrefn，并将其提供给比较器510。然后，比较器510将选择的阈值与来自选择器410的差分信号Sout进行比较。
每次选择检测像素300时，行驱动电路251利用选择信号SELv顺序地选择上限阈值Vrefp和下限阈值Vrefn。此外，比较器510在选择上限阈值Vrefp时输出表示是否存在接通事件的检测信号DET+，在选择下限阈值Vrefn时输出表示是否存在断开事件的检测信号DET。
如图中所示，开关530切换阈值并将其提供给比较器510，由此不需要配置比较器520，并且可以减小比较单元500的电路规模。
注意，根据第四实施例的固态成像元件200也可以采用第二和第三实施例中的那些固态成像元件。
如上所述，根据本技术的第四实施例，开关530选择上限阈值或下限阈值，并将其提供给比较器510，由此可以减少比较器520。通过这种布置，可以减小检测电路305的电路规模。
<5.第五实施例>
在上述第一实施例中，用于选择差分信号的pMOS晶体管411设置在比较器510和520的前级中。然而，用于选择差分信号的pMOS晶体管可以配置在比较器中。根据第五实施例的固态成像元件200与第一实施例的不同之处在于，用于选择差分信号的pMOS晶体管配置在比较器中。
图20是示出根据本技术的第五实施例的差分器340和比较器510的示例性配置的电路图。根据第五实施例的比较器510包括多个pMOS晶体管511、多个pMOS晶体管513和nMOS晶体管512。
每一个pMOS晶体管511和513被设置用于每一个差分器340。在共用块221中布置2行×2列的检测像素300的情况下，提供四组pMOS晶体管511和513。这四组并联连接在电源端和nMOS晶体管512之间。此外，在每组中，pMOS晶体管511和513串联连接。来自相应差分器340的差分信号被输入到pMOS晶体管511的栅极。对应的检测像素300的选择信号SEL被输入到pMOS晶体管513的栅极。
注意，比较器520的电路配置类似于比较器510的电路配置。
在图中例示的电路配置中，比较器510根据选择信号SEL选择多个差分器340的差分信号(变化量)中的任一个，并将变化量与阈值进行比较。比较器520以类似的方式操作。
注意，根据第五实施例的固态成像元件200也可以采用第二至第四实施例的这些固态成像元件。
如上所述，根据本技术的第五实施例，用于选择差分信号的pMOS晶体管513被设置在比较器510中，由此不需要在比较器510的前级设置选择单元400。
<6.第六实施例>
虽然在上述第一实施例中检测像素300被设置以检测每个像素的地址事件的存在与否，但不可能根据曝光量生成像素信号。根据第六实施例的固态成像元件200与第一实施例的固态成像元件的不同之处在于，进一步设置用于根据曝光量生成像素信号的灰度像素。
图21是根据本技术的第六实施例的光接收芯片201的示例性平面图。根据第六实施例的光接收芯片201与第一实施例的光接收芯片201的不同之处在于，灰度像素370进一步被设置在共用块221中。
此外，共用块221被划分为多个检测区域。图中由粗虚线包围的区域表示检测区域。多个灰度像素370和一个检测像素300被配置在每个检测区域中。例如，在检测区域中配置2行×2列的像素，其中一个是检测像素300，其余三个是灰度像素370。共用块221中的多个检测像素300以与第一实施例类似的方式共用检测电路305。
注意，虽然检测像素300中的电路的对数响应单元310的一部分仅配置在光接收芯片201中，但从技术上讲，为了便于说明，在图中的光接收芯片201中示出了检测像素300。
灰度像素370生成对应于曝光量的模拟信号作为像素信号。
例如，行驱动电路251顺序驱动检测像素300的行。然后，在存在发生了地址事件的检测像素300的情况下，驱动与检测像素300对应的检测区域中的三个灰度像素370以输出像素信号。
图22是根据本技术的第六实施例的检测芯片202的示例性平面图。根据第六实施例的检测芯片202与第一实施例的检测芯片202的不同之处在于，进一步设置了列模数转换器(ADC)270。
每个灰度像素370在行驱动电路251的控制下向列ADC 270提供模拟像素信号。列ADC 270对每个像素的像素信号执行模数(AD)转换。列ADC 270将AD转换后的数字信号提供给信号处理电路240。信号处理电路240对包括那些数字信号的图像数据执行预定的图像处理。
图23是示出根据本技术的第六实施例的灰度像素370的示例性配置的电路图。灰度像素370包括光电转换元件371、传输晶体管372、复位晶体管373、浮动扩散层374、放大晶体管375和选择晶体管376。
光电转换元件371通过光电转换生成电荷。传输晶体管372根据来自行驱动电路251的选择信号SELp将来自光电转换元件371的电荷传输到浮动扩散层374。
复位晶体管373根据来自行驱动电路251的复位信号RST从浮动扩散层374提取电荷，并对其进行初始化。浮动扩散层374累积传输的电荷，并生成与电荷量相对应的电压。
放大晶体管375放大浮动扩散层374的电压。选择晶体管376根据来自行驱动电路251的选择信号SELp将放大后的电压的信号作为像素信号SIG提供给列ADC 270。像素信号SIG被转换成比特深度大于检测信号的比特深度的数字信号。例如，当检测信号为2比特时，像素信号SIG被转换成等于或大于3比特(16比特等)的数字信号。通过这种布置，使得信号处理电路240能够获得对于已经发生地址事件的区域而具有更大信息量的图像。
注意，根据第六实施例的固态成像元件200也可以采用第二至第五实施例的那些固态成像元件。
如上所述，根据本技术的第六实施例，进一步配置用于生成与曝光量相对应的像素信号的灰度像素370，由此可以获得对于已经发生地址事件的区域具有更大信息量的图像。
<7.第七实施例>
虽然在上述第一实施例中比较器510和520被设置在比较单元500中，但也可以在比较单元510中配置两级元件并共用后级中的元件。第七实施例与第一实施例的不同之处在于，在比较单元510中配置两级元件，并且共用后级中的元件。
图24是示出根据本技术的第七实施例的比较单元500的示例性配置的电路图。在根据第七实施例的比较单元500中，配置了多个电容器541、多个比较器542、多个开关543、缓冲器544和开关551至553。针对每个检测像素300设置电容器541、比较器542和开关543。此外，在第七实施例中，在检测像素300中不设置差分器340。
电容器541插入在对应的缓冲器320和比较器542的非反相输入端(+)之间。开关543根据对应的选择信号SEL打开和闭合对应的比较器542的输出端和缓冲器544之间的路径。开关551至553根据选择信号SELv将上限阈值Vrefp、下限阈值Vrefn或复位电压Vrst中的任一个提供给每个比较器542的反相输入端(-)。如图中所例示的，多个检测像素300共用缓冲器544和比较器542的两个级中的后级。
如上所述，根据本技术的第七实施例，共用比较器542和缓冲器544的两级中的后级中的缓冲器544，由此与不共用的情况相比，可以减小电路规模。
<8.移动体的应用>
根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以被实现为安装在任何类型的移动体上的装置，移动体例如车辆、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船舶和机器人。
图25是示出作为可应用根据本公开的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性示例配置的框图。
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25所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车体系统控制单元12020、车辆外部信息检测单元12030、车辆内部信息检测单元12040和集成控制单元12050。此外，作为集成控制单元12050的功能配置，在图中示出了微型计算机12051、音频图像输出单元12052和车载网络接口(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装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作用于生成诸如内燃机和驱动电动机的车辆的驱动力的驱动力生成装置的控制装置、用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构、用于调节车辆转向角的转向机构、用于生成车辆的制动力的制动装置等。
车体系统控制单元12020根据各种程序控制安装在车体上的各种装置的操作。例如，车体系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、后照灯、制动灯、转向指示灯和雾灯的各种灯的控制装置。在这种情况下，从代替钥匙的便携式装置发送的无线电波或各种开关的信号可以输入到车体系统控制单元12020。车体系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入，并控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。
车辆外部信息检测单元12030检测与安装了车辆控制系统12000的车辆的外部有关的信息。例如，成像单元12031连接到车辆外部信息检测单元12030。车辆外部信息检测单元12030使成像单元12031捕获车辆外部的图像，并接收所捕获的图像。车辆外部信息检测单元12030可以基于接收到的图像执行诸如人、车辆、障碍物、标志和道路上的文字的对象的检测处理或距离检测处理。
成像单元12031是接收光并输出与接收的光的量相对应的电信号的光学传感器。成像单元12031可以将电信号作为图像或作为关于距离测量的信息输出。此外，由成像单元12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线的不可见光。
车辆内部信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。例如，用于检测驾驶员的状况的驾驶员状况检测单元12041连接到车辆内部信息检测单元12040。驾驶员状况检测单元12041例如包括用于对驾驶员成像的照相机，并且车辆内部信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或集中程度，或者可以基于从驾驶员状况检测单元12041输入的检测信息来确定驾驶员是否正在打瞌睡。
微型计算机12051能够基于由车辆外部信息检测单元12030或车辆内部信息检测单元12040获得的关于车辆外部/内部的信息来计算驱动力生成装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051能够执行协同控制，以实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能，包括避免车辆的碰撞或减轻冲击、基于车辆之间的距离的跟车功能、定速巡航、车辆碰撞警告、车辆车道偏离警告等。
此外，微型计算机12051基于由车辆外部信息检测单元12030或车辆内部信息检测单元12040获得的关于车辆周围的信息来控制驱动力生成装置、转向机构、制动装置等，从而可以执行以自动行驶而不依赖于驾驶员等的操作的自主驾驶为目的的协同控制。
此外，微型计算机12051能够基于由车辆外部信息检测单元12030获得的关于车辆外部的信息向车体系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051能够通过根据由车辆外部信息检测单元12030检测到的前方车辆或迎面车辆的位置，控制前照灯来执行诸如从远光灯切换到近光灯等针对防眩光的协同控制。
音频图像输出单元12052将声音或图像中的至少一个的输出信号发送到能够以可视或可听的方式向车辆的乘客或车辆外部通知信息的输出装置。在图22的示例中，音频扬声器12061、显示器12062和仪表板12063作为输出装置例示。显示器12062可以包括例如机载显示器或平视显示器中的至少一个。
图26是示出成像单元12031的示例性安装位置的示图。
在图26中，成像单元12101、12102、12103、12104和12105被包括作为成像单元12031。
例如，成像单元12101、12102、12103、12104和12105设置在诸如车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠、后门和车辆内部挡风玻璃的上部的位置处。设置在前鼻上的成像单元12101和设置在车辆内部挡风玻璃的上部上的成像单元12105主要获取车辆12100前方的图像。设置在侧视镜上的成像单元12102和12103主要获得车辆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后面的图像。设置在车辆内部挡风玻璃上部的成像单元12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号、交通标志、车道等。
注意，成像单元12101至12104的示例性成像范围在图26中示出。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，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，叠加由成像单元12101至12104捕获的图像数据，由此可以获得从上方观看的车辆12100的鸟瞰图像。
成像单元12101至12104中的至少一个可以具有获取距离信息的功能。例如，成像单元12101至12104中的至少一个可以是包括多个成像元件的立体相机，或者可以是具有用于检测相位差的像素的成像元件。
例如，微型计算机12051基于从成像单元12101至12104获得的距离信息，计算到成像范围12111至12114内的每个三维对象的距离和该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，由此特别地，可以提取以预定速度(例如，0km/h或以上)在与车辆12100大致相同的方向行进的三维对象作为引导车辆，该三维对象是车辆12100的行进路线上最近的三维对象。此外，微型计算机12051能够通过在引导车辆之前预先设定要保持的车辆之间的距离来执行自动制动控制(包括跟随行驶停止控制)、自动加速控制(包括跟随行驶起动控制)等。以这种方式，协同控制旨在可以执行用于不依赖于驾驶员等的操作的自动行驶的自动驾驶。
例如，微型计算机12051可以基于从成像单元12101至12104获得的距离信息，在将三维对象划分为摩托车、普通汽车、大型车辆、行人和诸如电线杆的其他三维对象之后，提取与三维对象相关的三维对象数据，可用于自动避开障碍物的。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为可由车辆12100的驾驶员视觉识别的障碍物和不太可能视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与每个障碍物发生碰撞的危险程度的碰撞危险，并且在碰撞危险等于或高于设定值并且存在碰撞可能性的情况下，通过音频扬声器12061或显示器12062向驾驶员输出警告，或者通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或避免转向，由此可以执行用于冲突回避的驾驶支持。
成像单元12101至12104中的至少一个可以是用于检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过确定行人是否存在于由成像单元12101至12104捕获的图像中来识别行人。例如，通过提取由作为红外相机的成像单元12101至12104捕获的图像中的特征点的过程，以及对表示对象的轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理以确定其是否为行人的过程，来执行行人的这种识别。当微型计算机12051确定在由成像单元12101至12104拍摄的图像中存在行人并识别行人时，音频图像输出单元12052以这样的方式控制显示器12062，即以叠加的方式显示用于强调识别的行人的正方形轮廓。此外，音频图像输出单元12052可以以表示行人的图标等显示在期望位置的方式控制显示器12062。
上面已经描述了可应用根据本公开的技术的示例性车辆控制系统。根据本公开的技术可以应用于上述配置中的成像单元12031。具体地，图1中的成像装置100可以应用于成像单元12031。通过将根据本公开的技术应用于成像单元12031，像素被小型化并且可以获得更易于观看的捕获图像，由此可以减轻驾驶员的疲劳。
注意，上面描述的实施例是用于实现本技术的示例，并且实施例中的事项与权利要求中用于指定本发明的事项具有对应关系。类似地，权利要求中用于指定本发明的事项与本技术实施例中名称相同的事项具有对应关系。然而，本技术不限于实施例，并且可以通过在不脱离其要旨的情况下进行各种修改的实施例来实施。
注意，这里描述的效果仅仅是示例而不是限制，并且可以包括额外的效果。
注意，本技术还可以采用以下配置。
(1)一种固态成像元件，包括：
多个检测像素，每个检测像素生成与光电流的对数值对应的电压信号；以及
检测电路，检测所述多个检测像素中由输入选择信号表示的检测像素的电压信号的变化量是否超过预定阈值。
(2)上述(1)所述的固态成像元件，其中
所述检测电路包括：
选择单元，选择所述多个检测像素中的每一个的任意所述电压信号；
差分器，获得并输出所选择的电压信号的变化量；以及
比较单元，将输出的变化量与阈值进行比较。
(3)上述(2)所述的固态成像元件，其中
所述差分器保持所述选择的变化量并且将所述选择的变化量输出至所述比较单元。
(4)上述(2)所述的固态成像元件，其中
所述差分器保持所述多个检测像素中的每一个的所述变化量，并且将与所述选择的检测像素对应的所述变化量输出至所述比较单元。
(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述多个检测像素中的每一个包括：
对数响应单元，生成所述电压信号；以及
差分器，获取所述生成的电压信号的变化量并且将所述变化量输出至所述检测电路。
(6)根据上述(5)所述的固态成像元件，其中，所述检测电路包括比较单元，所述比较单元选择任意的所述多个检测像素中的每一个的变化量并将所述选择的变化量与所述阈值进行比较。
(7)上述(5)所述的固态成像元件，其中
所述检测电路包括：
选择单元，选择任意的所述多个检测像素中的每一个的变化量；以及
比较单元，将所述选择的变化量与所述阈值进行比较。
(8)上述(7)所述的固态成像元件，其中
所述阈值包括彼此不同的上限阈值和下限阈值，并且
所述检测电路包括：
上限侧比较器，所述上限侧比较器将所述上限阈值与所述变化量进行比较；以及
下限侧比较器，将所述下限阈值与所述变化量进行比较。
(9)上述(7)所述的固态成像元件，其中
所述阈值包括彼此不同的上限阈值和下限阈值，并且
所述检测电路包括：
选择开关，选择所述上限阈值或所述下限阈值；以及
比较器，将所述选择的阈值与所述变化量进行比较。
(10)根据上述(1)～(9)中任一项所述的固态成像元件，进一步包括：多个灰度像素，每个灰度像素生成对应于曝光量的像素信号。
(11)上述(1)所述的固态成像元件，其中
所述阈值包括彼此不同的上限阈值和下限阈值，以及
所述检测电路包括：
上限侧选择器，选择两个检测像素中的一个检测像素的所述变化量；
下限侧选择器，选择所述两个检测像素中的另一个检测像素的所述变化量；
上限侧比较器，所述上限侧比较器将所述选择的一个检测像素的变化量与所述上限阈值进行比较；以及
下限侧比较器，将所述选择的另一个检测像素的变化量与所述下限阈值进行比较。
(12)上述(1)所述的固态成像元件，其中
所述检测电路包括：
多个比较器，将彼此不同的所述检测像素的所述变化量与阈值进行比较；
选择单元，选择任意的所述比较器的比较结果；以及
缓冲器，输出选择的比较结果。
(13)根据上述(1)～(11)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述多个检测像素和所述检测电路的一部分配置在预定的光接收芯片上，并且
所述多个检测像素和所述检测电路的剩余帮扶恩配置在预定的检测芯片上。
(14)一种成像装置，包括：
多个检测像素，每个检测像素生成与光电流的对数值对应的电压信号；
检测电路，检测所述多个检测像素中由输入选择信号表示的检测像素的所述电压信号的变化量是否超过预定阈值；以及
信号处理单元，所述信号处理单元处理表示所述检测电路的检测结果的检测信号。
(15)一种用于控制固态成像元件的方法，所述方法包括：
电压信号生成步骤，其中，多个检测像素中的每一个生成与光电流的对数值对应的电压信号；以及
检测步骤，其中，检测电路检测所述多个检测像素中由输入选择信号表示的检测像素的所述电压信号的变化量是否超过预定阈值。
参考符号列表
100 成像装置
110 光学单元
120 记录单元
130 控制单元
200 固态成像元件
201 光接收芯片
202 检测芯片
211至213、231至233 通孔布置部
220 光接收单元
221 共用块
240 信号处理电路
251 行驱动电路
252 列驱动电路
260 地址事件检测单元
270 列ADC
300 检测像素
305 检测电路
310 对数响应单元
311、371 光电转换元件
312、313、347、512 nMOS晶体管
314、345、346、411、511、513 pMOS晶体管
320 检测块
330、544 缓冲器
340 差分器
341、343、351、352、355、356 电容器
342 反相器
344、353、354、431、530、543、544、551至553 开关
360 传输电路
370 灰度像素
372 传输晶体管
373 复位晶体管
374 浮动扩散层
375 放大晶体管
376 选择晶体管
400 选择单元
410、420 选择器
500 比较单元
510、520、542 比较器
541、542 电容器
12031 成像单元。

Claims (15)

1.一种固态成像元件，包括：
多个检测像素，每个检测像素生成与光电流的对数值对应的电压信号；以及
检测电路，检测所述多个检测像素中由输入选择信号指示的检测像素的所述电压信号的变化量是否超过预定的阈值。
2.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中，
所述检测电路包括：
选择单元，选择所述多个检测像素中的每一个检测像素的所述电压信号中的任一个；
差分器，获得并输出选择的所述电压信号的变化量；以及
比较单元，将输出的所述变化量与所述阈值进行比较。
3.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中，
所述差分器保持选择的变化量并且将所述选择的变化量输出至所述比较单元。
4.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中，
所述差分器保持所述多个检测像素中的每一个检测像素的所述变化量，并且将与选择的检测像素对应的所述变化量输出至所述比较单元。
5.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中
所述多个检测像素中的每一个包括：
对数响应单元，生成所述电压信号；以及
差分器，获得生成的所述电压信号的变化量并且将所述变化量输出至所述检测电路。
6.根据权利要求5所述的固态成像元件，其中，所述检测电路包括比较单元，所述比较单元选择所述多个检测像素中的每一个检测像素的变化量中的任一个并将选择的变化量与所述阈值进行比较。
7.根据权利要求5所述的固态成像元件，其中
所述检测电路包括：
选择单元，选择所述多个检测像素中的每一个检测像素的变化量中的任一个；以及
比较单元，将选择的变化量与所述阈值进行比较。
8.根据权利要求7所述的固态成像元件，其中，
所述阈值包括彼此不同的上限阈值和下限阈值，并且
所述检测电路包括：
上限侧比较器，将所述上限阈值与所述变化量进行比较；以及
下限侧比较器，将所述下限阈值与所述变化量进行比较。
9.根据权利要求7所述的固态成像元件，其中，
所述阈值包括彼此不同的上限阈值和下限阈值，并且
所述检测电路包括：
选择开关，选择所述上限阈值或所述下限阈值；以及
比较器，将选择的阈值与所述变化量进行比较。
10.根据权利要求1所述的固态成像元件，进一步包括：多个灰度像素，每个灰度像素生成对应于曝光量的像素信号。
11.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中，
所述阈值包括彼此不同的上限阈值和下限阈值，并且
所述检测电路包括：
上限侧选择器，选择两个检测像素中的一个检测像素的所述变化量；
下限侧选择器，选择所述两个检测像素中的另一个检测像素的所述变化量；
上限侧比较器，将选择的所述一个检测像素的所述变化量与所述上限阈值进行比较；以及
下限侧比较器，将选择的所述另一个检测像素的所述变化量与所述上限阈值进行比较。
12.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中，
所述检测电路包括：
多个比较器，将彼此不同的所述检测像素的所述变化量与阈值进行比较；
选择单元，选择所述多个比较器中任一个比较器的比较结果；以及
缓冲器，输出选择的所述比较结果。
13.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中，
所述多个检测像素和所述检测电路的一部分设置在预定的光接收芯片上，并且
所述多个检测像素和所述检测电路的其余部分设置在预定的检测芯片上。
14.一种成像装置，包括：
多个检测像素，每个检测像素生成与光电流的对数值对应的电压信号；
检测电路，检测所述多个检测像素中由输入选择信号指示的检测像素的所述电压信号的变化量是否超过预定的阈值；以及
信号处理单元，处理表示所述检测电路的检测结果的检测信号。
15.一种用于控制固态成像元件的方法，所述方法包括：
电压信号生成步骤：多个检测像素中的每一个检测像素生成与光电流的对数值对应的电压信号；以及
检测步骤：检测电路检测所述多个检测像素中由输入选择信号指示的所述检测像素的所述电压信号的变化量是否超过预定的阈值。
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