CN114650379A - 用于空间信息提取的事件驱动像素 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及用于空间信息提取的事件驱动像素。一种事件驱动传感器包含光电二极管的布置，所述光电二极管的布置包含由外部部分横向环绕的内部部分。外部像素单元电路经耦合以响应于由所述外部部分生成的光电流而生成外部像素值。所述外部像素值是表示所述光电二极管的布置上的入射光的亮度的平均值的合并信号。内部像素单元电路经耦合到所述内部部分以响应于由所述内部部分生成的光电流而生成内部像素值。事件驱动电路经耦合到所述外部像素单元电路及所述内部像素单元电路。所述事件驱动电路经耦合以响应于相对于由所述外部像素值指示的外部亮度的由所述内部像素值指示的内部亮度而生成输出信号。

Description

用于空间信息提取的事件驱动像素
技术领域
本公开大体上涉及图像传感器，且特定来说而非排他地，涉及感测事件的图像传感器。
背景技术
图像传感器已变得无处不在且现在广泛用于数码相机、蜂窝电话、监控摄像机，以及医疗、汽车及其它应用中。随着图像传感器被集成到更广泛的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如，分辨率、功耗、动态范围等)增强其功能性、性能指标及其类似者。
典型的图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射到图像传感器上而操作。所述图像传感器包含像素阵列，所述像素阵列具有光敏元件(例如，光电二极管)，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分并在吸收图像光时生成图像电荷。由像素光生的图像电荷可被测量为列位线上的依据入射图像光变化的模拟输出图像信号。换句话说，所生成的图像电荷的量与图像光的强度成比例，所述图像电荷作为模拟图像信号从列位线读出并转换为数字值以提供表示外部场景的信息。
发明内容
在一个方面中，本申请案提供一种事件驱动传感器，其包括：光电二极管的布置，其包含由外部部分横向环绕的内部部分，其中所述光电二极管的布置经光学耦合以接收来自场景的入射光；外部像素单元电路，其耦合到所述光电二极管的布置的所述外部部分，其中所述外部像素单元电路经耦合以响应于由所述光电二极管的布置的所述外部部分生成的光电流而在所述外部像素单元电路的输出处生成外部像素值，其中所述外部像素值是表示所述光电二极管的布置的所述外部部分上来自所述场景的所述入射光的亮度的平均值的合并信号；内部像素单元电路，其耦合到所述光电二极管的布置的所述内部部分，其中所述内部像素单元电路经耦合以响应于由所述光电二极管的布置的所述内部部分生成的光电流而在所述内部像素单元电路的输出处生成内部像素值；及事件驱动电路，其耦合到所述外部像素单元电路及所述内部像素单元电路，其中所述事件驱动电路经耦合以响应于相对于由所述外部像素值指示的外部亮度的由所述内部像素值指示的内部亮度而生成输出信号。
在另一方面中，本申请案进一步提供一种用于感测事件的方法，其包括：将来自场景的入射光接收到光电二极管的布置上，其中所述光电二极管的布置包含由外部部分横向环绕的内部部分；响应于由所述光电二极管的布置的所述外部部分生成的光电流而在外部像素单元电路的输出处生成外部像素值，其中所述外部像素值是表示所述光电二极管的布置的所述外部部分上来自所述场景的所述入射光的亮度的平均值的合并信号；响应于由所述光电二极管的布置的所述内部部分生成的光电流而在内部像素单元电路的输出处生成内部像素值；比较从外部像素单元电路的所述输出接收的所述外部像素值与从所述内部像素单元电路的所述输出接收的所述内部像素值；响应于所述内部像素值相对于所述外部像素值的比较而在事件驱动电路的输出处生成输出信号。
附图说明
参考以下附图描述本发明的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有指定，否则类似参考编号贯穿各种视图指代类似部分。
图1说明根据本发明的教示的包括包含在事件驱动传感器中的内部部分及外部部分的光电二极管的布置的一个实例。
图2说明根据本发明的教示的包括包含在事件驱动传感器中的内部部分及外部部分的光电二极管的布置的另一实例。
图3说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动传感器的事件驱动电路的内部部分及外部部分的光电二极管的布置的示意图的一个实例。
图4是说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动传感器的事件驱动电路的内部部分及外部部分的光电二极管的布置的各种实例的异步操作的图的一个实例。
图5说明根据本发明的教示的耦合到包含在事件驱动传感器的事件驱动电路中的阈值检测电路的比较器的示意图的一个实例。
图6是说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动传感器的事件驱动电路的内部部分及外部部分的光电二极管的布置的各种实例的异步操作的图的另一实例。
图7是说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动传感器的事件驱动电路的内部部分及外部部分的光电二极管的布置的各种实例的异步操作的图的又一实例。
图8说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动传感器的事件驱动电路的内部部分及外部部分以提取空间对比度的光电二极管的布置的示意图的另一实例。
图9说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动传感器的事件驱动电路的内部部分及外部部分的光电二极管的布置的示意图的又一实例。
图10说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动传感器的事件驱动电路的内部部分及外部部分的光电二极管的布置的示意图的又一实例。
图11说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动传感器的事件驱动电路的内部部分及外部部分的光电二极管的布置的示意图的又一实例。
对应的参考字符指示贯穿附图的多个视图的对应组件。所属领域技术人员将理解，图中的元件是为了简单及清楚而说明的，不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可相对于其它元件被放大以帮助改进对本发明的各种实施例的理解。另外，为了较少地妨碍对本发明的这些各种实施例的观察，通常不描绘在商业上可行的实施例中有用或必要的常见但众所周知的元件。
具体实施方式
本文描述涉及事件驱动传感器的各种实例。在以下描述中，阐述许多特定细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可在没有一或多个特定细节的情况下或用其它方法、组件、材料等实践本文中所描述的技术。在其它情况下，未详细地展示或描述众所周知的结构、材料或操作以避免模糊某些方面。
在本说明书中对“一个实例”或“一个实施例”的引用意味着结合所述实例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实例中”或“在一个实施例中”不一定都指同一实例。此外，可在一或多个实例中以任何合适的方式组合所述特定特征、结构或特性。
空间相对术语，例如“下面”、“下方”、“上方”、“之下”、“上方”、“上”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“中心”、“中间”及其类似者可在本文中为了易于描述而用于描述一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系，如图中所说明。应理解，空间相对术语希望涵盖除了图中描绘的定向之外的装置在使用或操作中的不同定向。例如，如果图中的装置被旋转或翻转，那么被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”或“之下”的元件将被定向为在所述其它元件或特征“上方”。因此，示范性术语“下方”及“之下”可涵盖上方及下方的两种定向。装置可以其它方式定向(旋转90度或以其它定向)，且相应地解释本文中使用的空间相对描述词。另外，还将理解，当一个元件被称为在两个其它元件“之间”时，其可为两个其它元件之间的唯一元件，或者也可存在一或多个介入元件。
贯穿此说明书，使用若干技术术语。这些术语具有其所属的技术领域中的一般含义，除非本文中另有明确定义或其使用上下文另有清楚指示。应注意，本文件中元素名称及符号可互换使用(例如，Si与硅)；但两者具有相同的含义。
如将要讨论的，公开包含具有由外部部分横向环绕的内部部分的光电二极管的布置的事件驱动传感器的各种实例。在各种实例中，根据本发明的教示，事件驱动传感器包含耦合到事件驱动电路的光电二极管的布置，所述光电二极管的布置具有由外部部分横向环绕的内部部分，这使得事件驱动传感器的实例除了时间事件信息之外还能够从场景中提取静态及/或空间对比度事件信息。
为了说明，图1说明根据本发明的教示光电二极管102的布置的一个实例，光电二极管102的布置包括包含在事件驱动传感器中的内部部分104及外部部分106。在各种实例中，内部部分104包含至少一个光电二极管，且外部部分106包含多个光电二极管，其横向环绕内部部分104。例如，图1中所描绘的实例说明其中光电二极管102的布置是光电二极管的3x3布置的实例，其中内部部分104包含一个光电二极管104且外部部分106包含八个光电二极管106A、106B、106C、106D、106E、106F、106G。在一个实例中，包含在光电二极管102的布置中的每一光电二极管的像素间距可为5.6μm。
图2说明根据本发明的教示的光电二极管202的布置的另一实例，光电二极管202包括包含在事件驱动传感器中的内部部分204及外部部分206。与上文在图1中所展示的实例类似，在图2中所说明的实例中，内部部分204包含至少一个光电二极管，且外部部分206包含多个光电二极管，其横向环绕内部部分204。例如，图2中所描绘的实例说明其中光电二极管202的布置是光电二极管的4x4布置的实例，其中内部部分204包含四个光电二极管204A、204B、204C、204D的2x2布置，且外部部分206包含十二个光电二极管206A、206B、206C、206D、206E、206F、206G、206H、206I、206J、206K、206L。在一个实例中，包含在光电二极管202的布置中的每一光电二极管的像素间距可为1.4μm。
应理解，图1到2中所展示的实例是为了解释目的而提供，且在其它实例中，根据本发明的教示，包含由外部部分106、206横向环绕的内部部分104、204的光电二极管102、202的布置可包含具有在光电二极管的布置中被外部部分横向环绕的内部部分的不同数目的光电二极管的组合。
根据本发明的教示，使用图1到2中所描绘的实例布置102、202，空间对比信息可由事件驱动传感器从自场景接收的入射光中提取，所述事件驱动传感器耦合到经配置以区分由内部部分104、204相对于外部部分106、206检测到的亮中心或暗中心的光电二极管的布置。在各种实例中，除了时域或时间事件信息之外，还可由事件驱动传感器提供空间对比度事件信息。
图3说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动电路312的光电二极管302的布置的事件驱动传感器300的示意图的一个实例。应理解，包含在图3的事件驱动传感器300中的光电二极管302的布置可为图1的光电二极管102的布置的实例，且上文描述的类似地命名及编号的元件在下文类似地耦合并起作用。
在图3中所描绘的实例中，事件驱动传感器300包含光电二极管302的布置，其包含由外部部分306横向环绕的内部部分304。在一个实例中，内部部分304包含N个光电二极管，其可为一或多个光电二极管，且外部部分306包含多个M个光电二极管。在所描绘的实例中，M＝8个光电二极管及N＝1个光电二极管。在所述实例中，光电二极管302的布置经光学耦合以接收来自场景的入射光。
在图3中所说明的实例中，外部像素单元电路310包含或经耦合到光电二极管302的布置的外部部分306。外部像素单元电路310经耦合以响应于由光电二极管302的布置的外部部分306响应于入射光而生成的光电流，在外部像素单元电路310的输出352处生成外部像素值。如所描绘的实例中所展示，外部像素单元电路310是多个M＝8外部像素单元电路中的一者，使得多个M＝8个外部转换器电路中的每一者包含或经耦合到光电二极管302的布置的外部部分306的多个M＝8个光电二极管中的相应一者，以将由光电二极管302的布置的外部部分306生成的光电流转换为外部电压。在所述实例中，M＝8个外部像素单元电路中的每一者的输出在输出352处彼此耦合。在所述实例中，输出352处的外部像素值的外部电压是表示光电二极管302的布置的外部部分306上来自场景的入射光的亮度的平均值的合并信号。
图3中所说明的实例展示内部像素单元电路308包含或经耦合到光电二极管302的布置的内部部分304。内部像素单元电路308经耦合以响应于由光电二极管302的布置的内部部分304生成的光电流而在内部像素单元电路308的输出354处生成具有内部电压的内部像素值。
在所说明的实例中，事件驱动电路312经耦合到外部像素单元电路310及内部像素单元电路308以从输出352接收外部像素值及从输出354接收内部像素值。在操作中，事件驱动电路312经耦合以响应于相对于由来自外部像素单元电路310的外部像素值指示的外部亮度的由来自内部像素单元电路308的内部像素值指示的内部亮度而生成输出信号。
在所述一个实例中，内部像素单元电路308包含内部转换器电路，其经耦合以将由光电二极管302的布置的内部部分304生成的光电流转换为内部电压。因此，内部转换器电路具有耦合到光电二极管302的布置的内部部分304的输入及输出。在图3中所描绘的实例中，在内部部分304中存在N＝1个光电二极管，且因此，存在N＝1个内部像素单元电路308。在所描绘的实例中，内部转换器电路包含第一晶体管314、第二晶体管316、第三晶体管318及第一电流源320。
如所展示，第一晶体管314具有耦合到光电二极管302的布置的内部部分304的源极及耦合到电压供应器的漏极。第二晶体管316具有耦合到第一晶体管314的源极及光电二极管302的布置的内部部分304的栅极。在所述实例中，内部转换器电路的输入经耦合到第一晶体管314的源极及第二晶体管316的栅极。第二晶体管316的源极经耦合到接地。第三晶体管318具有耦合到第一晶体管314的栅极及第一电流源320的漏极。在所述实例中，内部转换器电路的输出Vc2经耦合到第三晶体管318的漏极及第一晶体管314的栅极。第三晶体管318的源极经耦合到第二晶体管316的漏极。第三晶体管318的栅极经耦合到偏置电压Vb。
在所述实例中，内部电压缓冲器电路经耦合到内部转换器电路的输出Vc2以响应于由光电二极管302的布置的内部部分304生成的光电流而生成内部像素值，所述内部像素值经耦合到内部像素单元电路的输出354。在所描绘的实例中，内部电压缓冲器电路包含第四晶体管322及第二电流源324。如所展示，第四晶体管322具有耦合到第三晶体管318的漏极及第一晶体管314的栅极的栅极。第四晶体管322经配置为源极跟随器，其源极耦合到第二电流源324。第四晶体管322的源极经耦合到内部像素单元电路的输出354。
在所描绘的实例中，M＝8个外部像素单元电路310中的每一者包含外部转换器电路，其经耦合以将由光电二极管302的布置的外部部分306生成的光电流转换为外部电压。因此，外部转换器电路具有耦合到光电二极管302的布置的外部部分306的输入及输出。在图3中所描绘的实例中，在外部部分306中存在M＝8个光电二极管，且因此，存在M＝8个外部像素单元电路310。在所描绘的实例中，每一外部转换器电路包含第五晶体管326、第六晶体管328、第七晶体管330及第三电流源332。
如所展示，第五晶体管326具有耦合到光电二极管302的布置的外部部分306的源极及耦合到电压供应器的漏极。第六晶体管328具有耦合到第五晶体管326的源极及光电二极管302的布置的外部部分306的栅极。在所述实例中，外部转换器电路的输入经耦合到第五晶体管326的源极及第六晶体管328的栅极。第六晶体管328的源极经耦合到接地。第七晶体管330具有耦合到第五晶体管326的栅极及第三电流源332的漏极。在所述实例中，外部转换器电路的输出Vc1经耦合到第七晶体管330的漏极及第五晶体管326的栅极。第七晶体管330的源极经耦合到第六晶体管328的漏极。第七晶体管330的栅极经耦合到偏置电压Vb。
在所述实例中，外部电压缓冲器电路经耦合到外部转换器电路的输出Vc1以响应于由光电二极管302的布置的外部部分306生成的光电流而生成外部像素值，所述外部像素值经耦合到外部像素单元电路的输出352。在所描绘的实例中，外部电压缓冲器电路包含第八晶体管334及第四电流源336。如所展示，第八晶体管334具有耦合到第七晶体管330的漏极及第五晶体管326的栅极的栅极。第八晶体管334经配置为源极跟随器，其源极耦合到第四电流源336。第八晶体管334的源极经耦合到外部像素单元电路的输出352。
图3中所描绘的实例展示事件驱动电路312包含比较器338，比较器338具有通过第一输入电容器电容地耦合到外部像素单元电路310的输出352以接收外部像素值的第一输入(例如，反相输入)。比较器338还包含通过第二输入电容器电容地耦合到内部像素单元电路308的输出354以接收内部像素值的第二输入(例如，非反相输入)。第一自动调零开关S-346经耦合在比较器338的第一输入与比较器338的输出之间。第二自动调零开关S+348经耦合在比较器338的第二输入与比较器338的输出之间。
在一个实例中，事件驱动电路312还包含耦合在外部像素单元电路310的输出352与内部像素单元电路308的输出354之间的均衡开关Seq 350。如将在以下各种实例中讨论的，均衡开关Seq 350可在比较阶段之前的事件驱动传感器300的复位或自动调零阶段期间接通。在其它配置中，均衡开关Seq 350可在复位或自动调零阶段期间以及比较阶段期间关断。
在所述实例中，第一阈值检测电路340经耦合到比较器338的输出，且第二阈值检测电路342经耦合到比较器338的输出。在一个实例中，事件驱动传感器300的输出信号响应于第一阈值检测电路340的输出OUT+及第二阈值检测电路342的输出OUT-。根据本发明的教示，所说明的实例展示控制电路344经耦合以接收第一及第二阈值检测电路340及342的输出，并控制第一自动调零开关S-346、第二自动调零开关S+348及均衡开关Seq 350的切换以异步控制事件驱动传感器300的握手及复位操作。
在图3中所说明的实例中，在M＝8个外部像素及N＝1个内部像素的情况下，事件驱动传感器300利用源极跟随器(例如，第八晶体管334)合并以获得包含在外部部分306中的环绕光电二极管的平均值。例如，在所描绘的实例M＝8且N＝1中，外部像素中的每一者贡献如输出352处所表示的外部部分306的平均值的1/8，而内部像素贡献如输出354处所表示的内部部分304的平均值的全部(1/1)。比较器338然后比较在输出352与输出354处表示的平均值，以在第一阈值检测器340及第二阈值检测器342的输出OUT+及OUT-处提供输出信号。在所述实例中，输出包含指示内部部分304与外部部分306之间的对比信息的三种状态：(1)内部部分304与外部部分306基本上相等或相同，(2)内部部分304比外部部分306大(例如，更亮)，或(3)内部部分304比外部部分306小(例如，更暗)。
图4是说明根据本发明的教示的事件驱动传感器的各种实例的异步操作的图456的一个实例，事件驱动传感器包含包括例如上文在图3中所描述那样耦合到事件驱动电路的内部部分及外部部分的光电二极管的布置。
在一个实例中，在自动调零阶段458(例如，复位阶段)期间，如图3中所展示，第一自动调零开关S-346、第二自动调零开关S+348及均衡开关Seq 350闭合或接通(例如，“1”)。因此，比较器338的输出被复位，且输出352及354在自动调零阶段458期间被均衡化。在此阶段期间，输出352及354处的源极跟随器输出通过均衡开关Seq 350短接在一起，这使内部部分304的值与外部部分306的值平均化。另外，在自动调零开关S-346及S+348接通的情况下，比较器输入及输出也会在此平均电平处自动调零。
在比较阶段460期间，所有三个开关(第一自动调零开关S-346、第二自动调零开关S+348及均衡开关Seq 350)随后断开或关断(例如，“0”)以开始比较阶段460，这使比较器338的输出能够开始响应于由场景接收的入射光而在比较阶段460期间在内部部分304与外部部分306之间连续提供对比信息。
如果场景是静态的且如果内部部分304上的入射光的亮度大于或小于外部部分306上的入射光的亮度，那么比较器338检测输出352与354之间的此亮度差。在此实例中，由于比较器338如上所讨论在自动调零阶段458期间在平均电平处被复位或自动调零，因此比较器338将在比较阶段460期间相应地翻转，这将在第一及第二阈值检测器340及342的输出处得到反映。因此，根据本发明的教示，事件驱动传感器300能够响应于从场景接收的入射光而检测静态场景事件信息以及提供关于场景的空间事件信息。
继续所述实例，如果从场景入射在内部部分304及外部部分306上的光的亮度处在与自动调零阶段458期间相同的水平，且如果入射在内部部分304及外部部分306上的来自场景的光在时域中在比较阶段460期间一起变得更亮或更暗，那么比较器338将不会翻转，这将是闪烁期间的情况。因此，事件驱动传感器300对监测器闪烁不敏感。
如果在自动调零阶段458期间从场景入射在内部部分304与外部部分306上的光处于相同水平，且如果内部部分304与外部部分306的入射光亮度在相反方向上改变，那么比较器338将翻转。因此，事件驱动传感器300也对时间变化敏感以提供时间事件信息。然而，根据本发明的教示，比较器338输出仍然还指示空间事件信息，例如，光电二极管302(内部部分304或外部部分306)的布置的哪一部分变得更亮(例如，开)或更暗(例如，关)。
在另一实例中，在自动调零阶段458期间，均衡开关Seq 350可关断，而第一自动调零开关S-346及第二自动调零开关S+348接通。在此实例中，来自外部部分306及内部部分304的352及354的输出在自动调零阶段458期间不再均衡，因为均衡开关Seq350在自动调零阶段458期间关断。因此，比较器338在静态场景处在自动调零阶段458期间自动调零，如输出352及354所指示。因此，如果均衡开关Seq 350在自动调零阶段458期间关断，那么事件驱动传感器300失去在比较阶段460期间检测静态场景的能力。然而，应理解，在均衡开关Seq350在自动调零阶段458期间关断的这种配置中，实现了失配减少，这提供了改进的性能。
图5说明根据本发明的教示的耦合到包含耦合到阈值检测电路的比较器的事件驱动传感器的事件驱动电路512的示意图的一个实例。应理解，图5的事件驱动电路512可为如图3中所展示的事件驱动电路312的实例实施方案，且上文描述的类似地命名及编号的元件在下文类似地耦合并起作用。例如，图5中所描绘的实例展示事件驱动电路512包含耦合到第一阈值检测电路540及第二阈值检测电路542的比较器538。
在一个实例中，比较器538包含经形成为第九晶体管562耦合到第十晶体管564的电流镜。第九晶体管562具有耦合到电压供应器的漏极，且第十晶体管564具有耦合到电压供应器的漏极。第十晶体管564的栅极经耦合到第九晶体管562的栅极及源极。第十一晶体管566具有耦合到第九晶体管562的源极的漏极。比较器538的第一输入(例如，反相输入)经耦合到第十一晶体管566的栅极。第十二晶体管568具有耦合到第十晶体管564的源极的漏极。比较器538的第二输入(例如，非反相输入)经耦合到第十二晶体管568的栅极。在一个实例中，比较器538的输出经耦合到第十二晶体管568的漏极。所说明的实例还展示第一可调谐电流源570经耦合到第十一晶体管566的源极及第十二晶体管568的源极。在一个实例中，第一自动调零开关546经耦合在第十一晶体管566的栅极与漏极之间，且第二自动调零开关548经耦合在第十二晶体管568的栅极与漏极之间。
所说明的实例还展示第一阈值检测电路540包含第十三晶体管572，所述第十三晶体管572具有耦合到电压供应器的漏极、耦合到比较器538的输出(例如，第十二晶体管568的漏极)的栅极及耦合到第一阈值检测电路540的输出(例如，OUT+)的源极。在一个实例中，第二可调谐电流源574经耦合到第十三晶体管572的源极，如所展示。
所说明的实例进一步展示第二阈值检测电路542包含第十四晶体管576，所述第十四晶体管576具有耦合到电压供应器的漏极、耦合到比较器538的输出(例如，第十二晶体管568的漏极)的栅极及耦合到第二阈值检测电路542的输出(例如，OUT-)的源极。在一个实例中，第三可调谐电流源578经耦合到第十四晶体管576的源极，如所展示。
在一个实例中，第一可调谐电流源570、第二可调谐电流源574及第三可调谐电流源578经配置以分别提供可调谐偏置电压Vb、Vb+及Vb-，如所展示。在一个实例中，比较器538的阈值的翻转响应于可调谐偏置电压Vb、Vb+及Vb-。因此，应理解，根据本发明的教示，可调谐偏置电压Vb、Vb+及Vb-可经调谐或改变以提供用于事件驱动电路512的不同的灵敏度及/或阈值电平。
图6是说明根据本发明的教示的事件驱动传感器的各种实例的异步操作的图680的另一实例，事件驱动传感器包含具有如上文在图3到5中所描述那样耦合到事件驱动电路的内部部分及外部部分的光电二极管的布置。
所说明的图680展示Seq/S+/S-650，其在一个实例中可与图3的均衡开关350、第一自动调零开关346及第二自动调零开关348对应。图680的SF输出634可分别与图3的源极跟随器晶体管334及322的输出352及354对应。图680的comp输入652可与图3的比较器338的反相及非反相输入对应。图680的comp输出638可与图3的比较器338的输出对应。
在所描绘的实例中，在自动调零阶段658期间，Seq/S+/S-650展示均衡开关350、第一自动调零开关346及第二自动调零开关348闭合或接通。在比较阶段660期间，Seq/S+/S-650展示均衡开关350、第一自动调零开关346及第二自动调零开关348断开或关断。在自动调零阶段658期间，SF输出634展示源极跟随器晶体管334及322的输出352及354被平均化为一个值，其可由以下等式表示：
Figure BDA0003331148880000101
SF Outputs表示输出352及354的等化平均值，Vc1及Vc2分别表示源极跟随器晶体管334及322的栅极处的电压，Vth_sf1表示SF晶体管中的一者(例如，晶体管334)的阈值电压，且Vth_sf2表示SF晶体管中的另一者(例如，晶体管322)的阈值电压。在此实例中，应理解，在自动调零阶段658期间，比较器338无法看到阈值电压Vth差，这是因为均衡开关Seq350在自动调零阶段658期间关断。还应注意，在自动调零阶段658期间，比较器输出Comp输出638被自动调零到On阈值与Off阈值之间的值，如所展示。
接下来，在比较阶段660期间，SF输出634展示源极跟随器的输出各自转变为其相应的输出Vin-及Vin+。例如，参考图3中所描绘的实例，在比较阶段660期间，源极跟随器晶体管334的输出转变为Vin-，且源极跟随器晶体管322的输出转变为Vin+。在所述实例中，Vin-及Vin+可用以下等式表示：
Vin-＝Vc1-Vth_sf1，
Vin+＝Vc2-Vth_sf2。
因此，在比较阶段660期间激活SF输出634的情况下，到比较器Comp输入652的输入也转变为其相应的值Vcomp-及Vcomp+，如所展示。在比较阶段660期间激活Comp输入652的情况下，阈值电压Vth差将因此反映在比较器输出Comp输出638中。因此，比较器输出Comp输出638然后转变为输出值Vcomp_o，如所展示。在所描绘的实例中，Vcomp_o响应于比较器338的输入而转变为小于Off阈值的值。
图7是说明根据本发明的教示的事件驱动传感器的各种实例的异步操作的图780的又一实例，事件驱动传感器包含具有如上文在图3到5中所描述那样耦合到事件驱动电路的内部部分及外部部分的光电二极管的布置。应理解，图7的图780与图6的图680共享一些相似性。
图7的图780与图6的图680之间的区别中的一者是，在图7的图780中，表示均衡开关350的Seq 750展示均衡开关350在自动调零阶段758期间以及在比较阶段760期间保持断开或关断。表示第一自动调零开关346及第二自动调零开关348的S+/S-750展示第一自动调零开关346及第二自动调零开关348在自动调零阶段758期间闭合或接通，并在比较阶段760期间断开或关断。
与图6类似，图7的图780的SF输出734可分别与图3的源极跟随器晶体管334及322的输出352及354对应。图780的comp输入752可与图3的比较器338的反相及非反相输入对应。图780的comp输出738可与图3的比较器338的输出对应。
在图7中所描绘的实例中，由于均衡开关350在自动调零阶段758期间断开或关断，因此SF输出在自动调零阶段758期间不等化到平均值。相反，SF输出734在整个自动调零阶段758以及比较阶段760中分别反映输入电压Vin-及Vin+。如图6中所描述的实例中所提及的，图7的实例中的Vin-及Vin+电压也可根据以下等式表示：
Vin-＝Vc1-Vth_sf1，
Vin+＝Vc1-Vth_sf2。
类似地，Comp输入752在整个自动调零阶段758及比较阶段760中反映其相应的Vcomp-及Vcomp+值，如所展示。因此，在自动调零阶段758期间，比较器338能够在自动调零阶段758期间看到阈值电压Vth差。因此，在比较阶段760期间，阈值电压Vth差将不会反映在比较器输出Vcomp_o中。因此，Comp输出738在整个自动调零阶段758及比较阶段760中保持在输出电压Vcomp_0处，如所展示。
图8说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动电路812的光电二极管802的布置的事件驱动传感器800的示意图的另一实例。应理解，包含在图8的事件驱动传感器800中的光电二极管802的布置可为图1的光电二极管102的布置的实例，且上文描述的类似地命名及编号的元件在下文类似地耦合并起作用。还应理解，图8的事件驱动传感器800与图3的实例事件驱动传感器300共享许多相似之处。
例如，图8中所说明的实例事件驱动传感器800还包含光电二极管802的布置，其包含由外部部分806横向环绕的内部部分804。在一个实例中，内部部分804包含N个光电二极管，其可为一或多个光电二极管，且外部部分806包含多个M个光电二极管。在所描绘的实例中，M＝8个光电二极管及N＝1个光电二极管。在所述实例中，光电二极管802的布置经光学耦合以接收来自场景的入射光。
在图8中所说明的实例中，外部像素单元电路810包含或经耦合到光电二极管802的布置的外部部分806。外部像素单元电路810经耦合以响应于由光电二极管802的布置的外部部分806响应于入射光而生成的光电流，在外部像素单元电路810的输出852处生成外部像素值。如所描绘的实例中所展示，外部像素单元电路810是多个M＝8外部像素单元电路中的一者，使得多个M＝8个外部转换器电路中的每一者经耦合到光电二极管802的布置的外部部分806的多个M＝8个光电二极管中的相应一者，以将由光电二极管802的布置的外部部分806生成的光电流转换为外部电压。在所述实例中，M＝8个外部像素单元电路中的每一者的输出在输出852处彼此耦合。在所述实例中，输出852处的外部像素值的外部电压是表示光电二极管802的布置的外部部分806上来自场景的入射光的亮度的平均值的合并信号。
图8中所说明的实例展示内部像素单元电路808包含或经耦合到光电二极管802的布置的内部部分804。内部像素单元电路808经耦合以响应于由光电二极管802的布置的内部部分804生成的光电流而在内部像素单元电路808的输出854处生成具有内部电压的内部像素值。
在所说明的实例中，事件驱动电路812经耦合到外部像素单元电路810及内部像素单元电路808以从输出852接收外部像素值及从输出854接收内部像素值。在操作中，事件驱动电路812经耦合以响应于相对于由来自外部像素单元电路810的外部像素值指示外部亮度的由来自内部像素单元电路808的内部像素值指示的内部亮度而生成输出信号。
在所说明的实例中，内部像素单元电路808包含内部转换器电路，其经耦合以将由光电二极管802的布置的内部部分804生成的光电流转换为内部电压。因此，内部转换器电路具有耦合到光电二极管802的布置的内部部分804的输入及输出。在图8中所描绘的实例中，在内部部分804中存在N＝1个光电二极管，且因此，存在N＝1个内部像素单元电路808。在所描绘的实例中，内部转换器电路包含第一晶体管814、第二晶体管816、第三晶体管818及第一电流源820。
如所展示，第一晶体管814具有耦合到光电二极管802的布置的内部部分804的源极及耦合到电压供应器的漏极。第二晶体管816具有耦合到第一晶体管814的源极及光电二极管802的布置的内部部分804的栅极。在所述实例中，内部转换器电路的输入经耦合到第一晶体管814的源极及第二晶体管816的栅极。第二晶体管816的源极经耦合到接地。第三晶体管818具有耦合到第一晶体管814的栅极及第一电流源820的漏极。在所述实例中，内部转换器电路的输出Vc2经耦合到第三晶体管818的漏极及第一晶体管814的栅极。第三晶体管818的源极经耦合到第二晶体管816的漏极。第三晶体管818的栅极经耦合到偏置电压Vb。
在所述实例中，内部电压缓冲器电路经耦合到内部转换器电路的输出Vc2以响应于由光电二极管802的布置的内部部分804生成的光电流而生成内部像素值，所述内部像素值经耦合到内部像素单元电路的输出854。在所描绘的实例中，内部电压缓冲器电路包含第四晶体管822及第二电流源824。如所展示，第四晶体管822具有耦合到第三晶体管818的漏极及第一晶体管814的栅极的栅极。第四晶体管822经配置为源极跟随器，其源极耦合到第二电流源824。第四晶体管822的源极经耦合到内部像素单元电路的输出854。
在所描绘的实例中，M＝8个外部像素单元电路810中的每一者包含外部转换器电路，其经耦合以将由光电二极管802的布置的外部部分806生成的光电流转换为外部电压。因此，每一外部转换器电路具有耦合到光电二极管802的布置的外部部分806的输入及输出。在图8中所描绘的实例中，在外部部分806中存在M＝8个光电二极管，且因此，存在M＝8个外部像素单元电路810。在所描绘的实例中，每一外部转换器电路包含第五晶体管826、第六晶体管828、第七晶体管830及第三电流源832。
如所展示，第五晶体管826具有耦合到光电二极管802的布置的外部部分806的源极及耦合到电压供应器的漏极。第六晶体管828具有耦合到第五晶体管826的源极及光电二极管802的布置的外部部分806的栅极。在所述实例中，外部转换器电路的输入经耦合到第五晶体管826的源极及第六晶体管828的栅极。第六晶体管828的源极经耦合到接地。第七晶体管830具有耦合到第五晶体管826的栅极及第三电流源832的漏极。在所述实例中，外部转换器电路的输出Vc1经耦合到第七晶体管830的漏极及第五晶体管826的栅极。第七晶体管830的源极经耦合到第六晶体管828的漏极。第七晶体管830的栅极经耦合到偏置电压Vb。
在所述实例中，外部电压缓冲器电路经耦合到外部转换器电路的输出Vc1以响应于由光电二极管802的布置的外部部分806生成的光电流而生成外部像素值，所述外部像素值经耦合到外部像素单元电路810的输出852。在所描绘的实例中，外部电压缓冲器电路包含第八晶体管834及第四电流源836。如所展示，第八晶体管834具有耦合到第七晶体管830的漏极及第五晶体管826的栅极的栅极。第八晶体管834经配置为源极跟随器，其源极耦合到第四电流源836。第八晶体管834的源极经耦合到外部像素单元电路的输出852。
图8中所描绘的实例展示事件驱动电路812包含比较器838，比较器838具有通过第一输入电容器电容地耦合到外部像素单元电路810的输出852以接收外部像素值的第一输入(例如，反相输入)。比较器838还包含通过第二输入电容器电容地耦合到内部像素单元电路808的输出854以接收内部像素值的第二输入(例如，非反相输入)。第一自动调零开关S-846经耦合在比较器838的第一输入与比较器838的输出之间。第二自动调零开关S+848经耦合在比较器838的第二输入与比较器838的输出之间。
在一个实例中，事件驱动电路812还包含耦合在外部像素单元电路810的输出852与内部像素单元电路808的输出854之间的均衡开关Seq 850。在各种实例中，均衡开关Seq850可在比较阶段之前的事件驱动传感器800的复位或自动调零阶段期间接通。在其它实例中，均衡开关Seq 850可在复位或自动调零阶段期间以及比较阶段期间关断。
在所述实例中，第一阈值检测电路840经耦合到比较器838的输出，且第二阈值检测电路842经耦合到比较器838的输出。在一个实例中，事件驱动传感器800的输出信号响应于第一阈值检测电路840的输出OUT+及第二阈值检测电路842的输出OUT-。
图8的事件驱动传感器800与图3的事件驱动传感器300之间的区别中的一者是，图8的事件驱动传感器800还包含耦合在外部像素单元电路810的输出Vin-与耦合到比较器838的反相输入的第一输入电容器之间的开关S1 882。另外，事件驱动传感器800进一步包含耦合在耦合到比较器838的反相输入的第一输入电容器与接地之间的开关S2 884，如所展示。
在操作中，开关S1 882可闭合或接通以使比较器838的反相输入能够接收外部像素单元电路810的输出Vin-。当开关S1 882闭合或接通时，开关S2 884断开或关断。开关S1882可断开或关断以使比较器838的反相输入无法接收外部像素单元电路810的输出Vin-。当开关S1 882断开或关断时，开关S2 884闭合或接通，使得比较器838的反相输入经启用以接收接地信号。
在具有使比较器838的反相输入能够响应于设置开关S1 882及开关S2 884接收外部像素单元电路810的输出Vin-或接地信号的灵活性的情况下，如上文所描述，图8的事件驱动传感器800可经重新配置为时间敏感而不是空间敏感的。根据本发明的教示，例如，通过在启用或接通开关S2 884的同时停用或关断均衡开关Seq 850及开关S1 882，比较器838可经重新配置以仅使用光电二极管802的布置的内部部分804来捕获时间变化。
图9说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动电路912的光电二极管902的布置的事件驱动传感器900的示意图的又一实例。应理解，包含在图9的事件驱动传感器900中的光电二极管902的布置可为图2的光电二极管202的布置的实例，且上文描述的类似地命名及编号的元件在下文类似地耦合并起作用。还应理解，图9的事件驱动传感器900与图8的实例事件驱动传感器800共享许多相似之处。
例如，图9中所说明的实例事件驱动传感器900还包含光电二极管902的布置，其包含由外部部分906横向环绕的内部部分904。在一个实例中，内部部分904包含N个光电二极管，其可为一或多个光电二极管，且外部部分906包含多个M个光电二极管。图9的事件驱动传感器900与图8的事件驱动传感器800之间的区别中的一者是，在图9的事件驱动传感器900中，M＝12个光电二极管且N＝4个光电二极管，例如上文在图2中所描绘的实例。在其它实例中，应理解，M与N可具有不同的值。在所述实例中，光电二极管902的布置经光学耦合以接收来自场景的入射光。
与图8的实例事件驱动传感器800类似，图9的事件驱动传感器900也包含开关S1982，其耦合在外部像素单元电路910的输出Vin-与耦合到比较器938的反相输入的第一输入电容器之间。另外，事件驱动传感器900还进一步包含耦合在耦合到比较器938的反相输入的第一输入电容器与接地之间的开关S2 984，如所展示。
使用开关S1 982及开关S2 984，图9的事件驱动传感器900也可经重新配置为时间敏感或空间敏感的。例如，根据本发明的教示，在一个实例中，通过在启用或接通开关S2984的同时停用或关断均衡开关Seq 950及开关S1 982，比较器938可经配置以仅使用内部部分904捕捉时间变化。
在另一配置中，通过启用或接通开关S1 982及停用或关断开关S2 984，然后通过在自动调零阶段期间接通均衡开关Seq 950、第一自动调零开关946及第二自动调零开关948，然后在比较阶段期间关断均衡开关Seq 950、第一自动调零开关946及第二自动调零开关948，比较器938可经配置以使用内部部分904及外部部分906检测来自场景的空间信息。在又一实例中，应理解，根据本发明的教示，如上文所讨论的，均衡开关950可在自动调零阶段期间关断以捕获空间-时间信息。
图9的事件驱动传感器900与图8的事件驱动传感器800之间的另一区别在于，图9的实例事件驱动传感器900是更紧凑的解决方案，这是因为在包含在外部部分906中的多个M个光电二极管(例如，M＝12个光电二极管)之间仅共享一个外部像素单元电路910，且在包含在内部部分904中的多个N个光电二极管(例如，N＝4个光电二极管)之间仅共享一个内部像素单元电路908。换句话说，源极跟随器晶体管934在包含在外部部分906中的多个M个光电二极管中共享，且源极跟随器晶体管922在包含在内部部分904中的多个N个光电二极管中共享。
如所提及的，图9的事件驱动传感器900在其它方面与图8的实例事件驱动传感器800共享许多相似之处。例如，在图9中所说明的实例中，外部像素单元电路910包含或经耦合到光电二极管902的布置的外部部分906。外部像素单元电路910经耦合以响应于由光电二极管902的布置的外部部分906响应于入射光而生成的光电流，在外部像素单元电路910的输出952处生成外部像素值。在所述实例中，输出952是表示光电二极管902的布置的外部部分906上来自场景的入射光的亮度的平均值的合并信号。
图9中所说明的实例还展示内部像素单元电路908经耦合到光电二极管902的布置的内部部分904的多个N个光电二极管。内部像素单元电路908经耦合以响应于由光电二极管902的布置的内部部分904生成的光电流而在内部像素单元电路908的输出954处生成具有内部电压的内部像素值。在所述实例中，输出954是表示光电二极管904的布置的内部部分904上来自场景的入射光的亮度的平均值的合并信号。
在所说明的实例中，事件驱动电路912经耦合到外部像素单元电路910及内部像素单元电路908以接收来自输出952的外部像素值(如上文所讨论的，当开关S1 982接通且开关S2 984关断时)及来自输出954的内部像素值。在操作中，事件驱动电路912经耦合以响应于相对于由来自外部像素单元电路910的外部像素值指示的外部亮度的由来自内部像素单元电路908的内部像素值指示的内部亮度而生成输出信号。
在所说明的实例中，内部像素单元电路908包含内部转换器电路，其经耦合以将由光电二极管902的布置的内部部分904生成的光电流转换为内部电压。因此，内部转换器电路具有包含或经耦合到光电二极管902的布置的内部部分904的输入及输出。在所描绘的实例中，内部转换器电路包含第一晶体管914、第二晶体管916、第三晶体管918及第一电流源920。
如所展示，第一晶体管914具有耦合到光电二极管902的布置的内部部分904的源极及耦合到电压供应器的漏极。第二晶体管916具有耦合到第一晶体管914的源极及光电二极管902的布置的内部部分904的栅极。在所述实例中，内部转换器电路的输入经耦合到第一晶体管914的源极及第二晶体管916的栅极。第二晶体管916的源极经耦合到接地。第三晶体管918具有耦合到第一晶体管914的栅极及第一电流源920的漏极。在所述实例中，内部转换器电路的输出Vc2经耦合到第三晶体管918的漏极及第一晶体管914的栅极。第三晶体管918的源极经耦合到第二晶体管916的漏极。第三晶体管918的栅极经耦合到偏置电压Vb。
在所述实例中，内部电压缓冲器电路经耦合到内部转换器电路的输出Vc2以响应于由光电二极管902的布置的内部部分904生成的光电流而生成内部像素值，所述内部像素值经耦合到内部像素单元电路的输出954。在所描绘的实例中，内部电压缓冲器电路包含第四晶体管922及第二电流源924。如所展示，第四晶体管922具有耦合到第三晶体管918的漏极及第一晶体管914的栅极的栅极。第四晶体管922经配置为源极跟随器，其源极耦合到第二电流源924。第四晶体管922的源极经耦合到内部像素单元电路的输出954。
在所描绘的实例中，外部转换器电路经耦合以将由光电二极管902的布置的外部部分906生成的光电流转换为外部电压。因此，外部转换器电路具有耦合到光电二极管902的布置的外部部分906的输入及输出。在所描绘的实例中，外部转换器电路包含第五晶体管926、第六晶体管928、第七晶体管930及第三电流源932。
如所展示，第五晶体管926具有耦合到光电二极管902的布置的外部部分906的源极及耦合到电压供应器的漏极。第六晶体管928具有耦合到第五晶体管926的源极及光电二极管902的布置的外部部分906的栅极。在所述实例中，外部转换器电路的输入经耦合到第五晶体管926的源极及第六晶体管928的栅极。第六晶体管928的源极经耦合到接地。第七晶体管930具有耦合到第五晶体管926的栅极及第三电流源932的漏极。在所述实例中，外部转换器电路的输出Vc1经耦合到第七晶体管930的漏极及第五晶体管926的栅极。第七晶体管930的源极经耦合到第六晶体管928的漏极。第七晶体管930的栅极经耦合到偏置电压Vb。
在所述实例中，外部电压缓冲器电路经耦合到外部转换器电路的输出Vc1以响应于由光电二极管902的布置的外部部分906生成的光电流而生成外部像素值，所述外部像素值经耦合到外部像素单元电路910的输出952。在所描绘的实例中，外部电压缓冲器电路包含第八晶体管934及第四电流源936。如所展示，第八晶体管934具有耦合到第七晶体管930的漏极及第五晶体管926的栅极的栅极。第八晶体管934经配置为源极跟随器，其源极耦合到第四电流源936。第八晶体管934的源极经耦合到外部像素单元电路的输出952。
图9中所描绘的实例展示事件驱动电路912包含比较器938，比较器938具有通过第一输入电容器电容地耦合到外部像素单元电路910的输出952以接收外部像素值的第一输入(例如，反相输入)。比较器938还包含通过第二输入电容器电容地耦合到内部像素单元电路908的输出954以接收内部像素值的第二输入(例如，非反相输入)。第一自动调零开关S-946经耦合在比较器938的第一输入与比较器938的输出之间。第二自动调零开关S+948经耦合在比较器938的第二输入与比较器938的输出之间。
在一个实例中，事件驱动电路912还包含耦合在外部像素单元电路910的输出952与内部像素单元电路908的输出954之间的均衡开关Seq 950。在各种实例中，均衡开关Seq950可在比较阶段之前的事件驱动传感器900的复位或自动调零阶段期间接通。在其它实例中，均衡开关Seq 950可在复位或自动调零阶段期间以及比较阶段期间关断。
在所述实例中，第一阈值检测电路940经耦合到比较器938的输出，且第二阈值检测电路942经耦合到比较器938的输出。在一个实例中，事件驱动传感器900的输出信号响应于第一阈值检测电路940的输出OUT+及第二阈值检测电路942的输出OUT-。
图10说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动电路1012的光电二极管1002的布置的事件驱动传感器1000的示意图的又一实例。应理解，包含在图10的事件驱动传感器1000中的光电二极管1002的布置可为图2的光电二极管202的实例，且上文描述的类似地命名及编号的元件在下文类似地耦合并起作用。还应理解，图10的事件驱动传感器1000与图9的实例事件驱动传感器900共享许多相似之处。
例如，图10中所说明的实例事件驱动传感器1000还包含光电二极管1002的布置，其包含由外部部分1006横向环绕的内部部分1004。在一个实例中，内部部分1004包含N个光电二极管，其可为一或多个光电二极管，且外部部分1006包含多个M个光电二极管。在所描绘的实例中，M＝12个光电二极管且N＝4个光电二极管，例如上文在图2中所描绘的实例。在其它实例中，应理解M与N可具有不同的值。在所述实例中，光电二极管1002的布置经光学耦合以接收来自场景的入射光。
与图8的实例事件驱动传感器800及/或图9的事件驱动传感器900类似，图10的事件驱动传感器1000也包含开关S1 1082，其耦合在外部像素单元电路1010的输出Vin-与耦合到比较器1038的反相输入的第一输入电容器之间。另外，事件驱动传感器1000还进一步包含耦合在耦合到比较器1038的反相输入的第一输入电容器与接地之间的开关S2 1084，如所展示。
使用开关S1 1082及开关S2 1084，图10的事件驱动传感器1000也可经重新配置为时间敏感或空间敏感的。例如，根据本发明的教示，在一个实例中，通过在启用或接通开关S2 1084的同时停用或关断均衡开关Seq 1050及开关S1 1082，比较器1038可经配置以仅使用内部部分1004捕捉时间变化。
在另一实例中，通过启用或接通开关S1 1082及停用或关断开关S2 1084，然后通过在自动调零阶段期间接通均衡开关Seq 1050、第一自动调零开关1046及第二自动调零开关1048，然后在比较阶段期间关断均衡开关Seq 1050、第一自动调零开关1046及第二自动调零开关1048，比较器1038可经配置以使用内部部分1004及外部部分1006检测来自场景的空间信息。在又一实例中，应理解，根据本发明的教示，如上文所讨论的，均衡开关1050可在自动调零阶段期间关断以捕获空间-时间信息。
与图9的事件驱动传感器900类似，图10的实例事件驱动传感器1000是更紧凑的解决方案，因为在包含在外部部分1006中的多个M个光电二极管(例如，M＝12个光电二极管)之间仅共享一个外部像素单元电路1010，且在包含在内部部分1004中的多个N个光电二极管(例如，N＝4个光电二极管)之间仅共享一个内部像素单元电路1008。换句话说，源极跟随器晶体管1034在包含在外部部分1006中的多个M个光电二极管中共享，且源极跟随器晶体管1022在包含在内部部分1004中的多个N个光电二极管中共享。
因此，外部像素单元电路1010包含或经耦合到光电二极管1002的布置的外部部分1006的多个M个光电二极管。外部像素单元电路1010经耦合以响应于由光电二极管1002的布置的外部部分1006响应于入射光而生成的光电流，在外部像素单元电路1010的输出1052处生成外部像素值。在所述实例中，输出1052是表示光电二极管1002的布置的外部部分1006上来自场景的入射光的亮度的平均值的合并信号。
类似地，内部像素单元电路1008包含或经耦合到光电二极管1002的布置的内部部分1004的多个N个光电二极管。内部像素单元电路1008经耦合以响应于由光电二极管1002的布置的内部部分1004生成的光电流而在内部像素单元电路1008的输出1054处生成具有内部电压的内部像素值。在所述实例中，输出1054是表示光电二极管1004的布置的内部部分1004上来自场景的入射光的亮度的平均值的合并信号。
图10的实例事件驱动传感器1000与图9的事件驱动传感器900之间的一个区别是，图10的实例事件驱动传感器1000还包含求和开关，其在图10中展示为在晶体管1016的栅极处的内部转换器电路的输入处耦合在光电二极管的布置的外部部分1006与内部部分1004之间的晶体管1086，如所展示。因此，当求和开关或晶体管1086接通时，外部像素单元电路1010可被停用，使得来自外部部分1006以及内部部分1004的所有光电二极管电流可由内部像素单元电路1008使用晶体管1016的栅极被读出，以通过内部部分1004及外部部分1006从场景中读出时间信息。在此配置中，在外部像素单元电路1010被停用的情况下，开关S11082也被停用或关断，且开关S2 1084被启用或接通。
在所说明的实例中，事件驱动电路1012经耦合到外部像素单元电路1010及内部像素单元电路1008以接收来自输出1052的外部像素值(如上文所讨论的，当开关S1 1082接通且开关S2 1084关断时)及来自输出1054的内部像素值。在操作中，事件驱动电路1012经耦合以响应于相对于由来自外部像素单元电路1010的外部像素值指示的外部亮度的由来自内部像素单元电路1008的内部像素值指示的内部亮度而生成输出信号。
在所说明的实例中，内部像素单元电路1008包含内部转换器电路，其经耦合以将由光电二极管1002的布置的内部部分1004生成的光电流转换为内部电压。因此，内部转换器电路具有耦合到光电二极管1002的布置的内部部分1004的输入及输出。在所描绘的实例中，内部转换器电路包含第一晶体管1014、第二晶体管1016、第三晶体管1018及第一电流源1020。
如所展示，第一晶体管1014具有耦合到光电二极管1002的布置的内部部分1004的源极及耦合到电压供应器的漏极。第二晶体管1016具有耦合到第一晶体管1014的源极及光电二极管1002的布置的内部部分1004的栅极。在所述实例中，内部转换器电路的输入经耦合到第一晶体管1014的源极及第二晶体管1016的栅极。第二晶体管1016的源极经耦合到接地。第三晶体管1018具有耦合到第一晶体管1014的栅极及第一电流源1020的漏极。在所述实例中，内部转换器电路的输出Vc2经耦合到第三晶体管1018的漏极及第一晶体管1014的栅极。第三晶体管1018的源极经耦合到第二晶体管1016的漏极。第三晶体管1018的栅极经耦合到偏置电压Vb。
在所述实例中，内部电压缓冲器电路经耦合到内部转换器电路的输出Vc2以响应于由光电二极管1002的布置的内部部分1004生成的光电流而生成内部像素值，所述内部像素值经耦合到内部像素单元电路的输出1054。在所描绘的实例中，内部电压缓冲器电路包含第四晶体管1022及第二电流源1024。如所展示，第四晶体管1022具有耦合到第三晶体管1018的漏极及第一晶体管1014的栅极的栅极。第四晶体管1022经配置为源极跟随器，其源极耦合到第二电流源1024。第四晶体管1022的源极经耦合到内部像素单元电路的输出1054。
在所描绘的实例中，外部转换器电路经耦合以将由光电二极管1002的布置的外部部分1006生成的光电流转换为外部电压。因此，外部转换器电路具有耦合到光电二极管1002的布置的外部部分1006的输入及输出。在所描绘的实例中，外部转换器电路包含第五晶体管1026、第六晶体管1028、第七晶体管1030及第三电流源1032。
如所展示，第五晶体管1026具有耦合到光电二极管1002的布置的外部部分1006的源极及耦合到电压供应器的漏极。第六晶体管1028具有耦合到第五晶体管1026的源极及光电二极管1002的布置的外部部分1006的栅极。在所述实例中，外部转换器电路的输入经耦合到第五晶体管1026的源极及第六晶体管1028的栅极。第六晶体管1028的源极经耦合到接地。第七晶体管1030具有耦合到第五晶体管1026的栅极及第三电流源1032的漏极。在所述实例中，外部转换器电路的输出Vc1经耦合到第七晶体管1030的漏极及第五晶体管1026的栅极。第七晶体管1030的源极经耦合到第六晶体管1028的漏极。第七晶体管1030的栅极经耦合到偏置电压Vb。
在所述实例中，外部电压缓冲器电路经耦合到外部转换器电路的输出Vc1以响应于由光电二极管1002的布置的外部部分1006生成的光电流而生成外部像素值，所述外部像素值经耦合到外部像素单元电路的输出1052。在所描绘的实例中，外部电压缓冲器电路包含第八晶体管1034及第四电流源1036。如所展示，第八晶体管1034具有耦合到第七晶体管1030的漏极及第五晶体管1026的栅极的栅极。第八晶体管1034经配置为源极跟随器，其源极耦合到第四电流源1036。第八晶体管1034的源极经耦合到外部像素单元电路的输出1052。
图10中所描绘的实例展示事件驱动电路1012还包含比较器1038，比较器1038具有通过第一输入电容器电容地耦合到外部像素单元电路1010的输出1052以接收外部像素值的第一输入(例如，反相输入)。比较器1038还包含通过第二输入电容器电容地耦合到内部像素单元电路1008的输出1054以接收内部像素值的第二输入(例如，非反相输入)。第一自动调零开关S-1046经耦合在比较器1038的第一输入与比较器1038的输出之间。第二自动调零开关S+1048经耦合在比较器1038的第二输入与比较器1038的输出之间。
在一个实例中，事件驱动电路1012还包含耦合在外部像素单元电路1010的输出1052与内部像素单元电路1008的输出1054之间的均衡开关Seq 1050。在各种实例中，均衡开关Seq 1050可在比较阶段之前的事件驱动传感器1000的复位或自动调零阶段期间接通。在其它实例中，均衡开关Seq 1050可在复位或自动调零阶段期间以及比较阶段期间关断。
在所述实例中，第一阈值检测电路1040经耦合到比较器1038的输出，且第二阈值检测电路1042经耦合到比较器1038的输出。在一个实例中，事件驱动传感器1000的输出信号响应于第一阈值检测电路1040的输出OUT+及第二阈值检测电路1042的输出OUT-。
图11说明根据本发明的教示的包含耦合到事件驱动电路1112的光电二极管1102的布置的事件驱动传感器1100的示意图的又一实例。应理解，包含在图11的事件驱动传感器1100中的光电二极管1102的布置可为图2的光电二极管202的实例，且上文描述的类似地命名及编号的元件在下文类似地耦合并起作用。还应理解，图11的事件驱动传感器1100也与图9的实例事件驱动传感器900共享许多相似性。
例如，图11中所说明的实例事件驱动传感器1100还包含光电二极管1102的布置，其包含由外部部分1106横向环绕的内部部分1104。在一个实例中，内部部分1104包含N个光电二极管，其可为一或多个光电二极管，且外部部分1106包含多个M个光电二极管。在所描绘的实例中，M＝12个光电二极管且N＝4个光电二极管，例如上文在图2中所描绘的实例。在其它实例中，应理解M与N可具有不同的值。在所述实例中，光电二极管1102的布置经光学耦合以接收来自场景的入射光。
与图9的实例事件驱动传感器900类似，图11的事件驱动传感器1100也包含开关S11182，其耦合在外部像素单元电路1110的输出Vin-与耦合到比较器1138的反相输入的第一输入电容器之间。另外，事件驱动传感器1100还进一步包含耦合在耦合到比较器1138的反相输入的第一输入电容器与接地之间的开关S2 1184，如所展示。
使用开关S1 1182及开关S2 1184，图11的事件驱动传感器1100也可经重新配置为时间敏感或空间敏感的。例如，根据本发明的教示，在一个实例中，通过在启用或接通开关S2 1184的同时停用或关断均衡开关Seq 1150及开关S1 1182，比较器1138可经配置以仅使用内部部分1104捕捉时间变化。
在另一实例中，通过启用或接通开关S1 1182及停用或关断开关S2 1184，然后通过在自动调零阶段期间接通均衡开关Seq 1150、第一自动调零开关1146及第二自动调零开关1148，然后在比较阶段期间关断均衡开关Seq 1150、第一自动调零开关1146及第二自动调零开关1148，比较器1138可经配置以使用内部部分1104及外部部分1106检测来自场景的空间信息。在又一实例中，应理解，根据本发明的教示，如上文所讨论的，均衡开关1150可在自动调零阶段期间关断以捕获空间-时间信息。
与图9的事件驱动传感器900类似，图11的实例事件驱动传感器1100是更紧凑的解决方案，这是因为在包含在外部部分1106中的多个M个光电二极管(例如，M＝12个光电二极管)之间仅共享一个外部像素单元电路1110，且在包含在内部部分1104中的多个N个光电二极管(例如，N＝4个光电二极管)之间仅共享一个内部像素单元电路1108。换句话说，源极跟随器晶体管1134在包含在外部部分1106中的多个M个光电二极管中共享，且源极跟随器晶体管1122在包含在内部部分1104中的多个N个光电二极管中共享。
因此，外部像素单元电路1110包含或经耦合到光电二极管1102的布置的外部部分1106的多个M个光电二极管。外部像素单元电路1110经耦合以响应于由光电二极管1102的布置的外部部分1106响应于入射光而生成的光电流在外部像素单元电路1110的输出1152处生成外部像素值。在所述实例中，输出1152是表示光电二极管1102的布置的外部部分1106上来自场景的入射光的亮度的平均值的合并信号。
类似地，内部像素单元电路1108包含或经耦合到光电二极管1102的布置的内部部分1104的多个N个光电二极管。内部像素单元电路1108经耦合以响应于由光电二极管1102的布置的内部部分1104生成的光电流而在内部像素单元电路1108的输出1154处生成具有内部电压的内部像素值。在所述实例中，输出1154是表示光电二极管1104的布置的内部部分1004上来自场景的入射光的亮度的平均值的合并信号。
在所说明的实例中，事件驱动电路1112经耦合到外部像素单元电路1110及内部像素单元电路1108以接收来自输出1152的外部像素值(如上文所讨论的，当开关S1 1182接通且开关S2 1184关断时)及来自输出1154的内部像素值。在操作中，事件驱动电路1112经耦合以响应于相对于由来自外部像素单元电路1110的外部像素值指示的外部亮度的由来自内部像素单元电路1108的内部像素值指示的内部亮度而生成输出信号。
在所说明的实例中，内部像素单元电路1108包含内部转换器电路，其经耦合以将由光电二极管1102的布置的内部部分1104生成的光电流转换为内部电压。因此，内部转换器电路具有耦合到光电二极管1102的布置的内部部分1104的输入及输出。在所描绘的实例中，内部转换器电路包含第一晶体管1114、第二晶体管1116、第三晶体管1118及第一电流源1120。
如所展示，第一晶体管1114具有耦合到光电二极管1102的布置的内部部分1104的源极及耦合到电压供应器的漏极。第二晶体管1116具有耦合到第一晶体管1114的源极及光电二极管1102的布置的内部部分1104的栅极。在所述实例中，内部转换器电路的输入经耦合到第一晶体管1114的源极及第二晶体管1116的栅极。第二晶体管1116的源极经耦合到接地。第三晶体管1118具有耦合到第一晶体管1114的栅极及第一电流源1120的漏极。在所述实例中，内部转换器电路的输出Vc2经耦合到第三晶体管1118的漏极及第一晶体管1114的栅极。第三晶体管1118的源极经耦合到第二晶体管1116的漏极。第三晶体管1118的栅极经耦合到偏置电压Vb。
在所述实例中，内部电压缓冲器电路经耦合到内部转换器电路的输出Vc2以响应于由光电二极管1102的布置的内部部分1104生成的光电流而生成内部像素值，所述内部像素值经耦合到内部像素单元电路的输出1154。在所描绘的实例中，内部电压缓冲器电路包含第四晶体管1122及第二电流源1124。如所展示，第四晶体管1122具有耦合到第三晶体管1118的漏极及第一晶体管1114的栅极的栅极。第四晶体管1122经配置为源极跟随器，其源极耦合到第二电流源1124。第四晶体管1122的源极经耦合到内部像素单元电路的输出1154。
在所描绘的实例中，外部转换器电路经耦合以将由光电二极管1102的布置的外部部分1106生成的光电流转换为外部电压。因此，外部转换器电路具有耦合到光电二极管1102的布置的外部部分1106的输入及输出。在所描绘的实例中，外部转换器电路包含第五晶体管1126、第六晶体管1128、第七晶体管1130及第三电流源1132。
如所展示，第五晶体管1126具有耦合到光电二极管1102的布置的外部部分1106的源极及耦合到电压供应器的漏极。第六晶体管1128具有耦合到第五晶体管1126的源极及光电二极管1102的布置的外部部分1106的栅极。在所述实例中，外部转换器电路的输入经耦合到第五晶体管1126的源极及第六晶体管1128的栅极。第六晶体管1128的源极经耦合到接地。第七晶体管1130具有耦合到第五晶体管1126的栅极及第三电流源1132的漏极。在所述实例中，外部转换器电路的输出Vc1经耦合到第七晶体管1130的漏极及第五晶体管1126的栅极。第七晶体管1130的源极经耦合到第六晶体管1128的漏极。第七晶体管1130的栅极经耦合到偏置电压Vb。
在所述实例中，外部电压缓冲器电路经耦合到外部转换器电路的输出Vc1以响应于由光电二极管1102的布置的外部部分1106生成的光电流而生成外部像素值，所述外部像素值经耦合到外部像素单元电路的输出1152。在所描绘的实例中，外部电压缓冲器电路包含第八晶体管1134及第四电流源1136。如所展示，第八晶体管1134具有耦合到第七晶体管1130的漏极及第五晶体管1126的栅极的栅极。第八晶体管1134经配置为源极跟随器，其源极耦合到第四电流源1136。第八晶体管1134的源极经耦合到外部像素单元电路的输出1152。
图11中所描绘的实例展示事件驱动电路1112还包含比较器1138，比较器1138具有通过第一输入电容器电容地耦合到外部像素单元电路1110的输出1152以接收外部像素值的第一输入(例如，反相输入)。比较器1138还包含通过第二输入电容器电容地耦合到内部像素单元电路1108的输出1154以接收内部像素值的第二输入(例如，非反相输入)。第一自动调零开关S-1146经耦合在比较器1138的第一输入与比较器1138的输出之间。第二自动调零开关S+1148经耦合在比较器1138的第二输入与比较器1138的输出之间。
图11的实例事件驱动传感器1100与图9的事件驱动传感器900之间的一个区别是，图11的实例事件驱动传感器1100说明为具有闭环配置而不是开环配置。特定来说，图11中描绘的实例展示反馈电容器Cfb 1188也被包含且经耦合在比较器1138的反相输入与比较器1138的输出之间。另外，接地电容器Cgnd 1190也被包含且经耦合在比较器1138的非反相输入与接地之间。
在一个实例中，事件驱动电路1112还包含耦合在外部像素单元电路1110的输出1152与内部像素单元电路1108的输出1154之间的均衡开关Seq 1150。在各种实例中，均衡开关Seq 1150可在比较阶段之前的事件驱动传感器1100的复位或自动调零阶段期间接通。在其它实例中，均衡开关Seq 1150可在复位或自动调零阶段期间以及比较阶段期间关断。
在所述实例中，第一阈值检测电路1140经耦合到比较器1138的输出，且第二阈值检测电路1142经耦合到比较器1138的输出。在一个实例中，事件驱动传感器1100的输出信号响应于第一阈值检测电路1140的输出OUT+及第二阈值检测电路1142的输出OUT-。
对本发明的所说明的实例的上述描述(包含摘要中所描述的内容)并不希望为穷尽性的，或不希望将本发明限于所公开的精确形式。虽然本文中出于说明性目的而描述本发明的特定实例，但如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内各种修改是可能的。
依据上述详细描述，可对本发明进行这些修改。所附权利要求书中所使用的术语不应被解释为将本发明限于本说明书中所公开的特定实例。而是，本发明的范围将完全由所附权利要求书确定，所述权利要求书将根据权利要求书解释的既定原则来解释。

Claims (39)

1.一种事件驱动传感器，其包括：
光电二极管的布置，其包含由外部部分横向环绕的内部部分，其中所述光电二极管的布置经光学耦合以接收来自场景的入射光；
外部像素单元电路，其耦合到所述光电二极管的布置的所述外部部分，其中所述外部像素单元电路经耦合以响应于由所述光电二极管的布置的所述外部部分生成的光电流而在所述外部像素单元电路的输出处生成外部像素值，其中所述外部像素值是表示所述光电二极管的布置的所述外部部分上来自所述场景的所述入射光的亮度的平均值的合并信号；
内部像素单元电路，其耦合到所述光电二极管的布置的所述内部部分，其中所述内部像素单元电路经耦合以响应于由所述光电二极管的布置的所述内部部分生成的光电流而在所述内部像素单元电路的输出处生成内部像素值；及
事件驱动电路，其耦合到所述外部像素单元电路及所述内部像素单元电路，其中所述事件驱动电路经耦合以响应于相对于由所述外部像素值指示的外部亮度的由所述内部像素值指示的内部亮度而生成输出信号。
2.根据权利要求1所述的事件驱动传感器，
其中所述光电二极管的布置的所述内部部分包含至少一个光电二极管，且
其中所述光电二极管的布置的所述外部部分包含横向环绕所述光电二极管的布置的所述内部部分的多个外部光电二极管。
3.根据权利要求2所述的事件驱动传感器，其中所述内部像素单元电路包括：
内部转换器电路，其具有耦合到所述光电二极管的布置的所述内部部分的输入，所述内部转换器电路用以将由所述光电二极管的布置的所述内部部分生成的所述光电流转换为内部电压；及
内部电压缓冲器电路，其耦合到所述内部转换器电路的输出以响应于由所述光电二极管的布置的所述内部部分生成的所述光电流而生成耦合到所述内部像素单元电路的所述输出的所述内部像素值。
4.根据权利要求3所述的事件驱动传感器，其中所述内部转换器电路包括：
第一晶体管，其具有：
耦合到所述光电二极管的布置的所述内部部分的源极，及
耦合到电压供应器的漏极；
第二晶体管，其具有：
耦合到所述第一晶体管的所述源极及所述光电二极管的布置的所述内部部分的栅极，其中所述内部转换器电路的所述输入耦合到所述第一晶体管的所述源极及所述第二晶体管的所述栅极；及
耦合到接地的源极；及
第三晶体管，其具有：
耦合到所述第一晶体管的栅极及第一电流源的漏极；及
耦合到所述第二晶体管的漏极的源极。
5.根据权利要求4所述的事件驱动传感器，其中所述内部电压缓冲器电路包括第四晶体管，其具有：
耦合到所述第三晶体管的所述漏极及所述第一晶体管的所述栅极的栅极；及
耦合到第二电流源的源极，其中所述第四晶体管的所述源极耦合到所述内部像素单元电路的所述输出。
6.根据权利要求3所述的事件驱动传感器，其中所述光电二极管的布置的所述内部部分包含多个光电二极管，其中所述内部像素单元电路的所述内部转换器电路的所述输入经耦合到所述光电二极管的布置的所述内部部分的所述多个光电二极管中的每一者。
7.根据权利要求3所述的事件驱动传感器，其中所述外部像素单元电路包括：
外部转换器电路，其具有耦合到所述光电二极管的布置的所述外部部分的输入，所述外部转换器电路用以将由所述光电二极管的布置的所述外部部分生成的所述光电流转换为外部电压；及
外部电压缓冲器电路，其耦合到所述外部转换器电路的输出以响应于由所述光电二极管的布置的所述外部部分生成的所述光电流而生成耦合到所述外部像素单元电路的所述输出的所述外部像素值。
8.根据权利要求7所述的事件驱动传感器，其中所述外部转换器电路包括：
第五晶体管，其具有：
耦合到所述光电二极管的布置的所述外部部分的源极，及
耦合到电压供应器的漏极；
第六晶体管，其具有：
耦合到所述第五晶体管的所述源极及所述光电二极管的布置的所述外部部分的栅极，其中所述外部转换器电路的所述输入耦合到所述第五晶体管的所述源极及所述第六晶体管的所述栅极；及
耦合到接地的源极；及
第七晶体管，其具有：
耦合到所述第五晶体管的栅极及第三电流源的漏极；及
耦合到所述第六晶体管的漏极的源极。
9.根据权利要求8所述的事件驱动传感器，其中所述外部电压缓冲器电路包括第八晶体管，其具有：
耦合到所述第七晶体管的所述漏极及所述第五晶体管的所述栅极的栅极；及
耦合到第四电流源的源极，其中所述第八晶体管的所述源极耦合到所述外部像素单元电路的所述输出。
10.根据权利要求9所述的事件驱动传感器，其中所述外部像素单元电路是多个外部像素单元电路中的一者，其中每一外部像素单元电路的所述多个外部转换器电路中的每一者的所述输入经耦合到所述光电二极管的布置的所述外部部分的所述多个光电二极管中的相应一者，其中所述多个外部像素单元电路的所述输出彼此耦合。
11.根据权利要求9所述的事件驱动传感器，其中所述外部转换器电路的所述输入经耦合到所述光电二极管的布置的所述外部部分的所述多个外部光电二极管中的每一者。
12.根据权利要求7所述的事件驱动传感器，其中所述事件驱动电路包括：
比较器，其具有：
第一输入，其通过第一输入电容器电容地耦合到所述外部像素单元电路的所述输出以接收所述外部像素值，及
第二输入，其通过第二输入电容器电容地耦合到所述内部像素单元电路的所述输出以接收所述内部像素值；
第一自动调零开关，其耦合在所述比较器的所述第一输入与所述比较器的输出之间；
第二自动调零开关，其耦合在所述比较器的所述第二输入与所述比较器的所述输出之间；
均衡开关，其耦合在所述外部像素单元电路的所述输出与所述内部像素单元电路的所述输出之间；
第一阈值检测电路，其耦合到所述比较器的所述输出；及
第二阈值检测电路，其耦合到所述比较器的所述输出，
其中所述事件驱动传感器的所述输出信号响应于所述第一阈值检测电路的输出及所述第二阈值检测电路的输出。
13.根据权利要求12所述的事件驱动传感器，其中所述比较器包括：
第九晶体管，其具有耦合到电压供应器的漏极；
第十晶体管，其具有：
耦合到所述电压供应器的漏极，及
耦合到所述第九晶体管的栅极及所述第九晶体管的源极的栅极；
第十一晶体管，其具有耦合到所述第九晶体管的所述源极的漏极，其中所述比较器的所述第一输入经耦合到所述第十一晶体管的栅极；
第十二晶体管，其具有耦合到所述第十晶体管的源极的漏极，其中所述比较器的所述第二输入经耦合到所述第十二晶体管的栅极，其中所述比较器的所述输出经耦合到所述第十二晶体管的所述漏极；及
第一可调谐电流源，其耦合到所述第十一晶体管的源极及所述第十二晶体管的源极。
14.根据权利要求12所述的事件驱动传感器，其中所述第一阈值检测电路包括：
第十三晶体管，其具有：
耦合到所述电压供应器的漏极，及
耦合到所述比较器的所述输出的栅极，
耦合到所述第一阈值检测电路的所述输出的源极；及
第二可调谐电流源，其耦合到所述第十三晶体管的所述源极。
15.根据权利要求12所述的事件驱动传感器，其中所述第二阈值检测电路包括：
第十四晶体管，其具有：
耦合到所述电压供应器的漏极，及
耦合到所述比较器的所述输出的栅极，
耦合到所述第二阈值检测电路的所述输出的源极；及
第三可调谐电流源，其耦合到所述第十四晶体管的所述源极。
16.根据权利要求12所述的事件驱动传感器，
其中所述事件驱动传感器的所述输出信号响应于所述第一及第二阈值检测电路的所述输出指示所述外部像素值大于所述内部像素值而处于第一状态，
其中所述事件驱动传感器的所述输出信号响应于所述第一及第二阈值检测电路的所述输出指示所述外部像素值小于所述内部像素值而处于第二状态，且
其中所述事件驱动传感器的所述输出信号的输出响应于所述第一及第二阈值检测电路指示所述外部像素值与所述内部像素值基本上相等而处于第三状态。
17.根据权利要求12所述的事件驱动传感器，
其中所述第一自动调零开关、所述第二自动调零开关及所述均衡开关同时接通以复位所述事件驱动传感器，且
其中所述第一自动调零开关、所述第二自动调零开关及所述均衡开关同时关断以响应于相对于由所述外部像素值指示的所述外部亮度的由所述内部像素值指示的所述内部亮度而生成所述输出信号，其中所述输出信号经配置以提供来自所述场景的静态、空间及时间事件信息。
18.根据权利要求12所述的事件驱动传感器，
其中所述均衡开关关断，
其中所述第一自动调零开关与所述第二自动调零开关同时接通以复位所述事件驱动传感器，且
其中所述第一自动调零开关与所述第二自动调零开关同时关断以响应于相对于由所述外部像素值指示的所述外部亮度的由所述内部像素值指示的所述内部亮度而生成所述输出信号，其中所述输出信号经配置以提供来自所述场景的时间事件信息。
19.根据权利要求12所述的事件驱动传感器，其中所述事件驱动电路进一步包括：
外部输入启用开关，其耦合在所述外部像素单元电路的所述输出与所述第一输入电容器之间；及
外部接地启用开关，其耦合在所述第一输入电容器与接地之间。
20.根据权利要求19所述的事件驱动传感器，
其中所述均衡开关及所述外部输入启用开关关断，且其中所述外部接地启用开关接通，
其中所述第一自动调零开关与所述第二自动调零开关同时接通以复位所述事件驱动传感器，且
其中所述第一自动调零开关与所述第二自动调零开关同时关断以响应于由所述内部像素值指示的所述内部亮度而生成所述输出信号，其中所述输出信号经配置以提供来自所述场景的时间事件信息。
21.根据权利要求19所述的事件驱动传感器，
其中所述外部接地启用开关及所述均衡开关关断，且所述外部输入启用开关接通，
其中所述第一自动调零开关与所述第二自动调零开关同时接通以复位所述事件驱动传感器，且
其中所述第一自动调零开关与所述第二自动调零开关同时关断以响应于由所述内部像素值指示的所述内部亮度及由所述外部像素值指示的所述外部亮度而生成所述输出信号。
22.根据权利要求12所述的事件驱动传感器，其进一步包括耦合在所述光电二极管的布置的所述外部部分与所述内部转换器电路的所述输入之间的求和开关。
23.根据权利要求22所述的事件驱动传感器，
其中所述均衡开关及所述外部输入启用开关关断，且其中所述求和开关及所述外部接地启用开关接通，
其中所述第一自动调零开关与所述第二自动调零开关同时接通以复位所述事件驱动传感器，且
其中所述第一自动调零开关与所述第二自动调零开关同时关断以响应于所述光电二极管的布置的所述内部部分及所述光电二极管的布置的所述外部部分而生成由所述内部像素值指示的所述内部亮度所表示的所述输出信号。
24.根据权利要求12所述的事件驱动传感器，其中所述事件驱动电路进一步包括：
反馈电容器，其耦合在所述比较器的所述第一输入与所述比较器的所述输出之间；及
接地电容器，其耦合在所述比较器的所述第二输入与接地之间。
25.一种用于感测事件的方法，其包括：
将来自场景的入射光接收到光电二极管的布置上，其中所述光电二极管的布置包含由外部部分横向环绕的内部部分；
响应于由所述光电二极管的布置的所述外部部分生成的光电流而在外部像素单元电路的输出处生成外部像素值，其中所述外部像素值是表示所述光电二极管的布置的所述外部部分上来自所述场景的所述入射光的亮度的平均值的合并信号；
响应于由所述光电二极管的布置的所述内部部分生成的光电流而在内部像素单元电路的输出处生成内部像素值；
比较从外部像素单元电路的所述输出接收的所述外部像素值与从所述内部像素单元电路的所述输出接收的所述内部像素值；
响应于所述内部像素值相对于所述外部像素值的比较而在事件驱动电路的输出处生成输出信号。
26.根据权利要求25所述的方法，
其中所述光电二极管的布置的所述内部部分包含至少一个光电二极管，且
其中所述光电二极管的布置的所述外部部分包含横向环绕所述光电二极管的布置的所述内部部分的多个外部光电二极管。
27.根据权利要求26所述的方法，其中在所述内部像素单元电路的所述输出处生成所述内部像素值包括：
使用内部转换器电路将由所述光电二极管的布置的所述内部部分生成的所述光电流转换为内部电压；及
使用内部电压缓冲器电路缓冲由所述内部转换器电路生成的所述内部电压以生成所述内部像素值。
28.根据权利要求27所述的方法，其中在所述外部像素单元电路的所述输出处生成所述外部像素值包括：
使用外部转换器电路将由所述光电二极管的布置的所述外部部分生成的所述光电流转换为外部电压；及
使用外部电压缓冲器电路缓冲由所述外部转换器电路生成的所述外部电压以生成所述外部像素值。
29.根据权利要求28所述的方法，其中比较从所述外部像素单元电路的所述输出接收的所述外部像素值与从所述内部像素单元电路的所述输出接收的所述内部像素值包括：
在比较器的第一输入处接收所述外部像素值；
在所述比较器的第二输入处接收所述内部像素值；及
生成由相对于所述外部像素值的所述内部像素值指示的所述内部亮度的比较。
30.根据权利要求29所述的方法，其中响应于所述内部像素值相对于所述外部像素值的所述比较而在所述事件驱动电路的所述输出处生成所述输出信号包括：
使用第一阈值检测电路接收由相对于所述外部像素值的所述内部像素值指示的所述内部亮度的所述比较；
使用第二阈值检测电路接收由相对于所述外部像素值的所述内部像素值指示的所述内部亮度的所述比较；及
响应于所述第一阈值检测电路的输出及所述第二阈值检测电路的输出而生成所述输出信号。
31.根据权利要求30所述的方法，
其中所述事件驱动传感器的所述输出信号响应于所述第一及第二阈值检测电路的所述输出指示所述外部像素值大于所述内部像素值而处于第一状态，
其中所述事件驱动传感器的所述输出信号响应于所述第一及第二阈值检测电路的所述输出指示所述外部像素值小于所述内部像素值而处于第二状态，且
其中所述事件驱动传感器的所述输出信号的输出响应于所述第一及第二阈值检测电路指示所述外部像素值与所述内部像素值基本上相等而处于第三状态。
32.根据权利要求31所述的方法，其进一步包括复位所述比较器，其中复位所述比较器包括：
接通耦合在所述外部像素单元电路的所述输出与所述内部像素单元电路的所述输出之间的均衡开关；
接通耦合在所述比较器的所述第一输入与所述比较器的输出之间的第一自动调零开关；
接通耦合在所述比较器的所述第二输入与所述比较器的所述输出之间的第二自动调零开关。
33.根据权利要求32所述的方法，其中生成所述内部像素值相对于所述外部像素值的所述比较包括在复位所述比较器之后同时关断所述第一自动调零开关、所述第二自动调零开关及所述均衡开关，其中所述事件驱动电路的所述输出处的所述输出信号经配置以提供来自所述场景的静态、空间及时间事件信息。
34.根据权利要求31所述的方法，其进一步包括复位所述比较器，其中复位所述比较器包括：
关断耦合在所述外部像素单元电路的所述输出与所述内部像素单元电路的所述输出之间的均衡开关；
接通耦合在所述比较器的所述第一输入与所述比较器的输出之间的第一自动调零开关；
接通耦合在所述比较器的所述第二输入与所述比较器的所述输出之间的第二自动调零开关。
35.根据权利要求34所述的方法，其中生成所述内部像素值相对于所述外部像素值的所述比较包括在复位所述比较器之后关断所述第一自动调零开关及所述第二自动调零开关，其中所述事件驱动电路的所述输出处的所述输出信号经配置以提供来自所述场景的空间及时间事件信息。
36.根据权利要求31所述的方法，其进一步包括复位所述比较器，其中复位所述比较器包括：
关断耦合在所述外部像素单元电路的所述输出与所述内部像素单元电路的所述输出之间的均衡开关；
关断耦合在所述外部像素单元电路的所述输出与所述第一输入电容器之间的外部输入启用开关；
接通耦合在所述比较器的所述第一输入与接地之间的外部接地启用开关以用接地代替所述外部像素值；
接通耦合在所述比较器的所述第一输入与所述比较器的输出之间的第一自动调零开关；
接通耦合在所述比较器的所述第二输入与所述比较器的所述输出之间的第二自动调零开关。
37.根据权利要求36所述的方法，其中生成所述内部像素值相对于所述外部像素值的所述比较包括在复位所述比较器之后关断所述第一自动调零开关及所述第二自动调零开关，其中所述事件驱动电路的所述输出处的所述输出信号经配置以提供来自所述场景的时间事件信息。
38.根据权利要求31所述的方法，其进一步包括复位所述比较器，其中复位所述比较器包括：
接通耦合在所述光电二极管的布置的所述外部部分与所述内部转换器电路的所述输入之间的求和开关；
关断耦合在所述外部像素单元电路的所述输出与所述内部像素单元电路的所述输出之间的均衡开关；
关断耦合在所述外部像素单元电路的所述输出与所述第一输入电容器之间的外部输入启用开关；
接通耦合在所述比较器的所述第一输入与接地之间的外部接地启用开关以用接地代替所述外部像素值；
接通耦合在所述比较器的所述第一输入与所述比较器的输出之间的第一自动调零开关；
接通耦合在所述比较器的所述第二输入与所述比较器的所述输出之间的第二自动调零开关。
39.根据权利要求38所述的方法，其中生成所述内部像素值相对于所述外部像素值的所述比较包括在复位所述比较器之后关断所述第一自动调零开关及所述第二自动调零开关，其中所述事件驱动电路的所述输出处的所述输出信号经配置以提供来自所述场景的时间事件信息。
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