CN115004688A - 成像装置、电子装置和成像方法 - Google Patents

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Abstract

[问题]为了提高灵敏度、降低暗电流、降低功耗。[解决方案]一种成像装置包括：光电转换单元，包括多个光电转换元件，每个光电转换元件光电转换入射光以产生电信号；检测器，被配置为输出指示多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号；像素信号生成单元，被配置为基于电信号生成像素信号，传输控制器，被配置为执行将所述电信号传送到像素信号生成单元的控制，以及模数转换器，被配置为将像素信号转换成数字信号。光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位、模数转换器的低电位侧参考电位以及传输控制器的关断电位包括具有不同电位电平的三个或更多电位。

Description

成像装置、电子装置和成像方法
技术领域
本公开涉及成像装置、电子装置和成像方法。
背景技术
在常规成像装置中，通常使用与诸如垂直同步信号的同步信号同步地捕获图像数据(帧)的同步成像元件。这种同步成像元件仅能获取同步信号的1个周期(例如1/60秒)内的图像数据，因此不适于高速地获取图像数据。因此，提出了异步成像元件，在该异步成像元件中，对每个像素设置事件检测电路，该事件检测电路针对每个像素地址实时地检测像素的光量超过阈值作为事件(例如参照专利文献1)。在这些成像元件中，为每个像素设置光电二极管和用于检测事件的多个晶体管。
引用列表
专利文献
专利文献1：PCT国际公开的公开的日本翻译第2016-533140号
发明内容
本发明要解决的问题
在上述异步成像元件中，与同步成像元件相比，能够高速生成并输出数据。为此，例如，在交通领域中，可以通过高速执行识别人或障碍物的图像的处理来提高安全性。然而，当光电二极管的反向偏压由于电源电压的降低或接地电压的升高等电压波动而降低时，光电二极管的灵敏度可能降低，暗电流可能增加。因此，存在由于不足的灵敏度和暗电流导致信号质量劣化的问题。增加光电二极管的面积可以改善灵敏度并且降低暗电流，但是这是不希望的，因为这减少了每单位面积的像素数。此外，通过充分增加电源电压，可以改善灵敏度并且可以降低暗电流，但是功耗因此增加，这不是优选的。
本公开提供一种能够提高灵敏度、降低暗电流并降低功耗的成像装置、电子装置和成像方法。
问题的解决方案
为了解决上述问题，根据本公开，提供了一种成像装置，包括：光电转换单元，包括多个光电转换元件，每个光电转换元件光电转换入射光以产生电信号；检测器，被配置为输出指示多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号，像素信号生成单元，被配置为基于电信号生成像素信号，传输控制器，被配置为执行将电信号传送到像素信号生成单元的控制，以及模数转换器，被配置为将像素信号转换成数字信号，其中，光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位，像素信号生成单元的低电位侧参考电位、模数转换器的低电位侧参考电位、以及传输控制器的关断电位包括具有不同电位电平的三个或更多电位。
光电转换单元的低电位侧参考电位的电位电平可以低于检测器的低电位侧参考电位的电位电平。
光电转换单元的低电位侧参考电位的电位电平可以高于传输控制器的关断电位的电位电平。
光电转换单元的低电位侧参考电位的电位电平可以低于像素信号产生单元和模数转换器中的至少一个的低电位侧参考电位的电位电平。
光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位、模数转换器的低电位侧参考电位和传输控制器的关断电位中的至少一个可以是接地电位，其他中的至少一个可以是电位电平比接地电位低的第一参考电位，其他的至少一个可以是电位电平低于第一参考电位的第二参考电位。
光电转换单元的低电位侧参考电位可以是第二参考电位，检测器的低电位侧参考电位、像素信号产生单元的低电位侧参考电位和模数转换器的低电位侧参考电位可以是接地电位，并且传输控制器的关断电位可以是第二参考电位。
接地电位可以是0V，第一参考电位可以是负电位，并且第二参考电位可以是具有比第一参考电位的电位电平低的电位电平的负电位。
光电转换单元的低电位侧参考电位、像素信号产生单元的低电位侧参考电位和模数转换器的低电位侧参考电位可基本上相等。
光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位，模数转换器的低电位侧参考电位和传输控制器的关断电位中的至少一个可以是接地电位，其他中的至少一个可以是电位电平比接地电位低的第一参考电位，并且其他电位中的至少一个可以是具有比接地电位高的电位电平的第二参考电位。
光电转换单元的低电位侧参考电位、像素信号产生单元的低电位侧参考电位和模数转换器的低电位侧参考电位可以是接地电位，检测器的低电位侧参考电位可以是第一参考电位，并且传输控制器的关断电位可以是第二参考电位。
接地电位可以是0V，第一参考电位可以是正电位，并且第二参考电位可以是负电位。
根据本公开，提供了一种成像装置，包括：光电转换单元，包括多个光电转换元件，每个光电转换元件光电转换入射光以产生电信号；检测器，被配置为输出指示多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号；像素信号生成单元，被配置为基于电信号生成像素信号，传输控制器，被配置为执行将电信号传送到像素信号生成单元的控制；模数转换器，被配置为将像素信号转换成数字信号，以及电位选择单元，被配置为切换光电转换单元的低电位侧参考电位。
当检测器检测到变化量超过预定阈值时，模数转换器可将像素信号转换为数字信号，并且电位选择单元可在检测器检测到变化量是否超过预定阈值的时间段内选择第一参考电位，并在模数转换器将像素信号转换为数字信号的时间段内选择具有比第一参考电位更高的电位电平的第二参考电位。
第一参考电位可以是负电位，第二参考电位可以是接地电位。
光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位、模数转换器的低电位侧参考电位、以及传输控制器的关断电位可以包括具有不同电位电平的两个或更多个电位。
检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位、以及模数转换器的低电位侧参考电位可以是接地电位，并且传输控制器的关断电位可以是负电位。
可包括电位产生单元，其被配置为产生第一参考电位和第二参考电位中的至少一个。
至少检测器可以设置在堆叠在第一基板上的第二基板上，光电转换单元设置在第一基板上。
传输控制器中的晶体管的背栅可以被设置为与光电转换单元的低电位侧参考电位处于相同电位电平的电位。
根据本公开的另一方面，提供了一种电子装置，包括：成像装置，被配置为输出捕获图像数据；以及
处理器，被配置为对图像数据执行预定信号处理，其中，成像装置包括：
光电转换单元，包括多个光电转换元件，多个光电转换元件中的每个光电转换元件对入射光进行光电转换以产生电信号；
检测器，被配置为输出指示多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号，像素信号生成单元，被配置为基于电信号生成像素信号，传输控制器，被配置为执行将电信号传送到像素信号生成单元的控制，以及模数转换器，被配置为将像素信号转换成数字信号，其中，光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位，像素信号生成单元的低电位侧参考电位、模数转换器的低电位侧参考电位以及传输控制器的关断电位包括具有不同电位电平的三个或更多电位。
根据本公开的另一方面，提供了一种成像方法，包括：利用多个光电转换元件光电转换入射光以产生电信号的步骤；输出指示多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号的步骤；传输电信号的步骤；基于所传输的电信号生成像素信号的步骤以及将像素信号转换成数字信号的步骤，其中，光电转换时的低电位侧参考电位、输出检测信号时的低电位侧参考电位、生成像素信号时的低电位侧参考电位、在将像素信号转换成数字信号时的低电位侧参考电位，以及在传送电信号时的关断电位包括具有不同电位电平的三个或更多电位；并且
使用这些电位，执行生成电信号的步骤、输出检测信号的步骤、传送电信号的步骤、生成像素信号的步骤和将检测信号转换成数字信号的步骤。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的成像装置的配置实例的框图。
图2是示出根据第一实施方式的固态图像感测装置的层压结构的实例的示图。
图3是示出第一实施方式中的固态图像感测装置的配置实例的框图。
图4是示出了根据第一实施方式的像素阵列单元的配置实例的框图。
图5是示出根据第一实施方式的像素块的配置实例的电路图。
图6是示出地址事件检测器的第一配置实例的框图。
图7是示出了根据第一实施方式的电流-电压转换器的配置实例的电路图。
图8是示出了根据第一实施方式的减法器和量化器的配置实例的电路图。
图9是示出了根据第一实施方式的列ADC的配置实例的框图。
图10是示出根据第一实施方式的固态图像感测装置的操作的实例的时序图。
图11是示出根据第一实施方式的固态图像感测装置的操作的实例的流程图。
图12是示出根据第一实施方式的成像装置中的各单元所使用的低电位侧参考电位和关断电位的示图。
图13A是示出在第一实施方式的传输晶体管(transfer transistor)关断的情况下的电位电平的实例的示图。
图13B是示出了在第一实施方式的传输晶体管导通的情况下的电位电平的实例的示图。
图14是示出根据第二实施方式的由成像装置中的每个单元使用的低电位侧参考电位和关断电位的示图。
图15A是示出第二实施方式的传输晶体管关断的情况下的电位电平的实例的示图。
图15B是示出在第二实施方式的传输晶体管导通的情况下的电位电平的实例的示图。
图16是示出由根据第三实施方式的成像装置中的每个单元使用的低电位侧参考电位和关断电位的示图。
图17是示出地址事件检测器的第二配置实例的框图。
图18是示出扫描型成像装置的配置实例的框图。
图19是示出了作为移动体控制系统的实例的车辆控制系统的示意性配置实例的框图。
图20是示出成像单元和车外信息检测器的安装位置的实例的示图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述成像装置、电子装置和成像方法的实施方式。虽然以下将主要描述成像装置和电子装置的主要配置部件，但是成像装置和电子装置可具有未示出或描述的部件和功能。以下描述不排除未示出或描述的配置组件和功能。
<1.第一实施方式>
[成像装置的配置实例]
图1是示出根据本公开的第一实施方式的成像装置100的配置实例的框图。成像装置100包括成像透镜110、固态图像感测装置200、记录单元120和控制器130。作为成像装置100，假设为安装在工业机器人上的照相机、车载照相机等。
成像透镜110会聚入射光并且将光引导至固态图像感测装置200。固态图像感测装置200光电转换入射光以捕获图像数据。固态图像感测装置200对捕获的图像数据执行预定信号处理(诸如图像识别处理)，并且经由信号线209将指示处理结果的数据和地址事件的检测信号输出至记录单元120。稍后将描述生成检测信号的方法。
记录单元120记录来自固态图像感测装置200的数据。控制器130控制固态图像感测装置200捕获图像数据。
[固态图像感测装置的配置实例]
图2是示出根据本公开的第一实施方式的固态图像感测装置200的层压结构的实例的示图。固态图像传感装置200包括检测芯片202和堆叠在检测芯片202上的光接收芯片201。这些芯片经由诸如过孔的连接部电连接。注意，除了通孔之外，还可以通过Cu-Cu结合或凸块来进行连接。
图3是示出本发明的第一实施方式中的固态图像感测装置200的构造实例的框图。固态图像感测装置200包括驱动电路211、信号处理单元212、仲裁器(arbiter)213、列ADC220和像素阵列单元300。
在像素阵列单元300中，多个像素以二维格状图案布置。此外，像素阵列单元300被划分为多个像素块，每个像素块包括预定数量的像素。在下文中，在水平方向上排列的一组像素或像素块称为“行”，并且在垂直于行的方向上排列的一组像素或像素块称为“列”。
每个像素产生对应于光电流的电压的模拟信号作为像素信号。此外，每个像素块基于光电流的变化量是否超过预定阈值来检测地址事件的存在或不存在。然后，当地址事件发生时，像素块将请求输出到仲裁器213。
驱动电路211驱动每个像素以将像素信号输出至列ADC 220。
仲裁器213仲裁来自每个像素块的请求并基于仲裁结果向像素块发送响应。接收到响应的像素块将指示检测结果的检测信号提供至驱动电路211和信号处理单元212。
对于像素块的每一列，列ADC 220将来自该列的模拟像素信号转换成数字信号。列ADC 220将数字信号提供至信号处理单元212。
信号处理单元212对来自列ADC 220的数字信号执行预定信号处理，诸如，相关双采样(CDS)处理或图像识别处理。信号处理单元212将指示处理结果的数据和检测信号经由信号线209提供至记录单元120。
[像素阵列单元的配置实例]
图4是示出根据本公开的第一实施方式的像素阵列单元300的配置实例的框图。像素阵列单元300被划分为多个像素块310。在每个像素块310中，多个像素以I行×J列(I和J是整数)布置。
此外，像素块310包括像素信号生成单元320、I行×J列的多个光接收单元330和地址事件检测器400。像素块310中的多个光接收单元330共享像素信号生成单元320和地址事件检测器400。然后，包括在特定坐标处的光接收单元330、像素信号生成单元320和地址事件检测器400的电路用作坐标处的像素。此外，为像素块310的每列布线垂直信号线VSL。当像素块310的列数是m(m是整数)时，布置m条垂直信号线VSL。
光接收单元330对入射光进行光电转换而生成光电流。在驱动电路211的控制下，光接收单元330将光电流提供至像素信号生成单元320或地址事件检测器400。
像素信号生成单元320产生对应于光电流的电压的信号作为像素信号SIG。像素信号生成单元320经由垂直信号线VSL将生成的像素信号SIG提供至列ADC 220。
地址事件检测器400基于来自每个光接收单元330的光电流的变化量是否超过预定阈值来检测地址事件的存在或不存在。地址事件包括例如指示变化量超过上限阈值的接通事件和指示变化量下降到下限阈值以下的断开事件。此外，地址事件的检测信号包括例如指示接通事件的检测结果的1位和指示断开事件的检测结果的1位。注意，地址事件检测器400也可以仅检测接通事件。
当地址事件发生时，地址事件检测器400向仲裁器213提供用于请求检测信号的传输的请求。然后，当从仲裁器213接收到对请求的响应时，地址事件检测器400将检测信号提供给驱动电路211和信号处理单元212。注意，地址事件检测器400是权利要求中所述的检测器的实例。
[像素块的配置实例]
图5是示出根据本公开的第一实施方式的像素块310的配置实例的电路图。在像素块310中，像素信号生成单元320包括复位晶体管321、放大晶体管322、选择晶体管323和浮置扩散层324。像素块310中的多个光接收单元330经由连接节点340共同连接至地址事件检测器400。
此外，光接收单元330中的每个光接收单元包括传输晶体管331、过流栅极(OFG)晶体管332和光电转换元件333。假设像素块310中的像素的数量是N(N是整数)，则布置N个传输晶体管331、N个OFG晶体管332以及N个光电转换元件333。转移信号(transfer signal)TRGn由驱动电路211提供至像素块310中的第n(n是从1至N的整数)个传输晶体管331的栅极。控制信号OFGn通过驱动电路211提供给第n个OFG晶体管332的栅极。在本说明书中，传输晶体管331和OFG晶体管332统称为传输控制器(transfer transistor)335，并且光电转换元件被称为光电转换单元334。
此外，例如，N型金属氧化物半导体(MOS)晶体管被用作复位晶体管321、放大晶体管322以及选择晶体管323。类似地，N型MOS晶体管用于传输晶体管331和OFG晶体管332。
此外，光电转换元件333中的每一个布置在光接收芯片201上。除了光电转换元件333以外的所有元件布置在检测芯片202上。应注意，还可想到其中除了光电转换元件333以外的元件的一部分设置在光接收芯片201上的修改实例。
光电转换元件333光电转换入射光以产生电荷。传输晶体管331根据转移信号TRGn将电荷从相应的光电转换元件333传送至浮置扩散层324。OFG晶体管332根据控制信号OFGn将由相应的光电转换元件333生成的电信号提供至连接节点340。这里，所提供的电信号是包含电荷的光电流。
浮置扩散层324累积电荷并且生成与累积电荷量相对应的电压。复位晶体管321根据来自驱动电路211的复位信号来初始化浮置扩散层324的电荷量。放大晶体管322放大浮置扩散层324的电压。选择晶体管323根据来自驱动电路211的选择信号SEL经由垂直信号线VSL将放大的电压信号作为像素信号SIG输出至列ADC 220。
当控制器130指示开始检测地址事件时，驱动电路211通过控制信号OFGn驱动所有像素的OFG晶体管332以将光电流供应至连接节点340。因此，像素块310中的所有光接收单元330的光电流的总和的电流被提供给地址事件检测器400。
然后，当在特定像素块310中检测到地址事件时，驱动电路211关断块的所有OFG晶体管332并且停止向地址事件检测器400提供光电流。接着，驱动电路211通过转移信号TRGn顺序地驱动每个传输晶体管331以将电荷传输至浮置扩散层324。因此，顺序输出像素块310中的多个像素中的每个像素的像素信号。
以这种方式，固态图像感测装置200仅将其中已检测到地址事件的像素块310的像素信号输出至列ADC 220。因此，与输出所有像素的像素信号的情况相比，不管地址事件的存在或不存在，都可以减少固态图像感测装置200的功耗和图像处理的处理量。
此外，由于多个像素共享地址事件检测器400，因此与为每个像素设置地址事件检测器400的情况相比，可以减小固态图像传感装置200的电路规模。
[地址事件检测器400的配置实例]
图6是示出根据本公开的第一实施方式的地址事件检测器400的第一配置实例的框图。地址事件检测器400包括电流-电压转换器410、缓冲器420、减法器430、量化器440和传输单元450。
电流电压转换器410将来自相应的光接收单元330的光电流转换为对数电压信号。电流-电压转换器410将电压信号供应至缓冲器420。
缓冲器420校正来自电流电压转换器410的电压信号。缓冲器420将校正的电压信号输出至减法器430。
减法器430根据来自驱动电路211的行驱动信号，降低来自缓冲器420的电压信号的电平。减法器430将减小的电压信号供应至量化器440。
量化器440将来自减法器430的电压信号量化成数字信号并且将该数字信号作为检测信号输出至传输单元450。
传输单元450将来自量化器440的检测信号传输至信号处理单元212等。当检测到地址事件时，传输单元450向仲裁器213提供请求发送检测信号的请求。然后，当从仲裁器213接收到对请求的响应时，传输单元450将检测信号提供给驱动电路211和信号处理单元212。
[电流电压转换器的配置实例]
图7是示出根据本公开的第一实施方式的电流-电压转换器410的配置实例的电路图。电流-电压转换器410包括N型晶体管411和413以及P型晶体管412。作为这些晶体管，例如，使用MOS晶体管。
N型晶体管411的源极连接至光接收单元330，并且其漏极连接至电源端。P型晶体管412和N型晶体管413串联连接在电源端和接地端之间。此外，P型晶体管412和N型晶体管413的连接节点连接至N型晶体管411的栅极和缓冲器420的输入端。此外，预定的偏置电压Vbias被施加至P型晶体管412的栅极。
N型晶体管411和413的漏极连接至电源侧，并且这样的电路被称为源跟随器。来自光接收单元330的光电流通过以环路形状连接的两个源跟随器被转换成对数电压信号。此外，P型晶体管412向N型晶体管413提供恒定电流。
[减法器和量化器的配置实例]
图8是示出了根据本发明的第一实施方式的减法器430和量化器440的配置实例的电路图。减法器430包括电容器431和433、反相器432和开关434。此外，量化器440包括比较器441。
电容器431的一端连接至缓冲器420的输出端，并且另一端连接至反相器432的输入端。电容器433并联连接到反相器432。开关434根据行驱动信号打开和关闭连接电容器433的两端的路径。
反相器432将经由电容器431输入的电压信号反相。反相器432将反相信号输出至比较器441的非反相输入端(+)。
当开关434导通时，电压信号Vinit被输入到电容器431的缓冲器420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，电容器431中累积的电位Qinit由以下等式表示，其中，电容器431的电容是C1。另一方面，由于电容器433的两端短路，因此蓄积的电荷为零。
Qinit＝C1×Vinit ...(1)
接着，考虑开关434断开，电容器431的缓冲器420侧的电压变为Vafter的情况，电容器431中累积的电荷Qafter由以下等式表示。
Qafter＝C1×Vafter ...(2)
另一方面，当输出电压为Vout时，电容器433中累积的电荷Q2由以下等式表示。
Q2＝-C2×Vout ...(3)
此时，由于电容器431和433的总电荷量不改变，因此下面的等式成立。
Qinit＝Qafter+Q2 ...(4)
当等式(1)至(3)被代入等式(4)并被变形时，获得以下等式。
Vout＝-(C1/C2)×(Vafter-Vinit)...(5)
等式(5)表示电压信号的减法运算，减法结果的增益为C1/C2。通常，因为期望使增益最大化，所以优选地将电容器431的电容C1设计为大并且将电容器433的电容C2设计为小。另一方面，当C2太小时，kTC噪声增加，并且噪声特性可能劣化。因此，C2的容量降低被限制在可容忍噪声的范围内。此外，因为为每个像素块安装包括减法器430的地址事件检测器400，所以电容C1和C2具有面积限制。考虑到这些，确定电容C1和C2的值。
比较器441将来自减法器430的电压信号与施加至反相输入端(-)的预定阈值电压Vth进行比较。比较器441将指示比较结果的信号作为检测信号输出至传输单元450。
此外，当电流-电压转换器410的转换增益是CGIog并且缓冲器420的增益是“1”时，整个地址事件检测器400的增益A由以下等式表示。
[公式1]
Figure BDA0003760396490000161
在以上等式中，iphoto_n是第n个像素的光伏电流，并且单位是例如安培(A)。N是像素块310中的像素的数量。
[列ADC 220的配置实例]
图9是示出根据本公开的第一实施方式的列ADC 220的配置实例的框图。列ADC220包括用于每列像素块310的ADC 230。此外，列ADC 220包括参考信号生成单元223和输出单元222。参考信号生成单元223生成参考信号(诸如斜坡信号)并且将参考信号供应至每个ADC 230。数模转换器(DAC)等用作参考信号生成单元223。输出单元222将来自ADC 230的数字信号提供至信号处理单元212。
ADC 230将经由垂直信号线VSL供应的模拟像素信号SIG转换成数字信号。ADC 230包括比较器236、计数器237、开关238以及存储器239。比较器236将参考信号与像素信号SIG相比较，并且计数器237在一段时间内对计数值进行计数，直到比较结果反相。开关238在定时控制电路(未示出)等的控制下将计数值提供并保持在存储器239中。存储器239在水平驱动单元(未示出)等的控制下将指示计数值的数字信号提供至输出单元222。利用该配置，像素信号SIG被转换为具有比检测信号更大的位深度的数字信号。例如，当检测信号是2位时，像素信号被转换成3位或更多(16位等)的数字信号。应注意，ADC 230是权利要求中描述的模数转换器的实例。
[固态图像感测装置的操作实例]
图10是示出根据本公开第一实施方式的固态图像感测装置200的操作的实例的时序图。在定时T0，当控制器130发出开始检测地址事件的指令时，驱动电路211将所有控制信号OFGn设置为高电平并且接通所有像素的OFG晶体管332。因此，所有像素的光电流的总和被提供给地址事件检测器400。另一方面，转移信号TRGn均处于低电平，并且所有像素的传输晶体管331处于关断状态。
然后，假设地址事件检测器400检测地址事件并且在定时T1输出高电平检测信号。这里，检测信号被假定为指示接通事件的检测结果的1位信号。
当接收到检测信号时，驱动电路211在定时T2将所有控制信号OFGn设置为低电平以停止向地址事件检测器400提供光电流。此外，驱动电路211在某个脉冲周期内将选择信号SEL设置为高电平并且将复位信号RST设置为高电平以初始化浮置扩散层324。像素信号生成单元320输出初始化时的电压作为复位电平，并且ADC 230将复位电平转换成数字信号。
在转换复位电平之后的定时T3，驱动电路211在某个脉冲周期内提供高电平转移信号TRG1，并且使第一像素输出电压作为信号电平。ADC 230将信号电平转换为数字信号。信号处理单元212获得复位电平与信号电平之间的差值作为净像素信号。该处理称为CDS处理。
在转换信号电平之后的时刻T4，驱动电路211在某个脉冲周期内提供高电平转移信号TRG2，并且使第二像素输出信号电平。信号处理单元212获得复位电平与信号电平之间的差值作为净像素信号。此后，执行类似处理，并且依次输出像素块310中的各个像素的像素信号。
当输出所有像素信号时，驱动电路211将所有控制信号OFGn设置为高电平并导通所有像素的OFG晶体管332。
图11是示出根据本公开第一实施方式的固态图像感测装置200的操作的实例的流程图。例如，当执行用于检测地址事件的预定应用时，开始该操作。
每个像素块310检测地址事件的存在或不存在(步骤S901)。驱动电路211确定在任何像素块310中是否存在地址事件(步骤S902)。在存在地址事件的情况下(步骤S902：是)，驱动电路211顺序输出已发生地址事件的像素块310中的每个像素的像素信号(步骤S903)。
在不存在地址事件的情况下(步骤S902：否)，或者在步骤S903之后，固态图像感测装置200重复步骤S901和后续步骤。
如上所述，根据本公开的第一实施方式，因为地址事件检测器400检测多个(N个)光电转换元件333(像素)中的每一个的光电电流的变化量，所以所布置的地址事件检测器400的数量可以是每N个像素一个。因为N个像素以这种方式共享一个地址事件检测器400，所以与其中地址事件检测器400不被共享并且为每个像素提供的配置相比，电路规模可以减小。
注意，上述N的值是任意的。例如，在不需要考虑电路规模的减小的情况下，可以针对N＝1的每个像素设置地址事件检测器400。
在第一实施方式中，成像装置100中的每个单元使用的低电位侧参考电位和关断电位包括具有不同电位电平的三种或更多种类型的电位。低电位侧参考电位和关断电位通常是接地电位GND，但是在本实施方式中，假设成像装置100中的每个单元使用除了接地电位GND以外的电位电平的电位。
更具体地，光电转换单元334的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元320的低电位侧参考电位、列ADC220的低电位侧参考电位以及传输控制器335的关断电位包括具有不同电位电平的三个或更多电位。
例如，光电转换单元334的低电位侧参考电位的电位电平可以低于地址事件检测器400的低电位侧参考电位的电位电平。此外，光电转换单元334的低电位侧参考电位的电位电平可以高于传输控制器335的关断电位的电位电平。此外，光电转换单元334的低电位侧参考电位的电位电平可以低于像素信号生成单元320和列ADC 220中的至少一个的低电位侧参考电位的电位电平。
图12是示出根据第一实施方式的成像装置100中的每个单元使用的低电位侧参考电位和关断电位的示意图。图12示出了其中由成像装置100中的每个单元使用的低电位侧参考电位和关断电位包括具有不同电位电平的三个电位的实例。在图12的实例中，这三个电位被设置为接地电位、第一参考电位以及第二参考电位。接地电位例如是0V，第一参考电位是电位电平低于接地电位GND的负电位，并且第二参考电位是电位电平低于第二参考电位的负电位。
第一参考电位和第二参考电位从负电位供应单元235供应。负电位供应单元235使用例如电荷泵生成第一参考电位和低于地电位GND的第二参考电位。
在图12的实例中，光电转换单元334的低电位侧参考电位是第一参考电位。此外，地址事件检测器400的低电位侧参考电位、像素信号生成单元320的低电位侧参考电位和列ADC 220的低电位侧参考电位是接地电位GND。传输控制器335的关断电位是第二参考电位。传输控制器335包括传输晶体管331和OFG晶体管332，并且传输控制器335的关断电位是指用于关断传输晶体管331和OFG晶体管332的栅极的电位。
在图12中，通过将光电转换单元334的低电位侧参考电位设置为作为负电位的第二参考电位，与光电转换单元334的低电位侧参考电位被设置为接地电位GND的情况相比，光电转换单元334中的光电二极管(光电转换元件)的反向偏压增加。因此，光电二极管311的灵敏度增加，并且可以减小暗电流。
此外，传输控制器335中的传输晶体管331和OFG晶体管332的背栅极可被设置为负电位Vn。因此，与将电位设定为参考电位的情况相比，能够防止由于基板偏置效应引起的各晶体管的阈值电压变高且各晶体管的栅极-源极电压变为零或更小。当栅极-源极电压变为零或更小时，由于像素信号生成单元320的电路配置而不能获得正常输出。因此，可以通过向背栅提供负电位Vn来抑制这种情况。如上所述，可以通过提高光电二极管311的灵敏度、减小暗电流和增大阈值电压来提高检测信号的信号质量。
在图12中，地址事件检测器400的低电位侧参考电位(第一参考电位)被设置为高于光电转换单元334的低电位侧参考电位(第一参考电位)的电位电平。如果地址事件检测器400的低电位侧参考电位被设置为低于光电转换单元334的低电位侧参考电位，则未向光电转换单元334中的光电二极管施加足够的反向偏压，并且存在响应由于漏电流的增加或噪声的增加而延迟的可能性。如图12所示，通过将地址事件检测器400的低电位侧参考电位设置为高于光电转换单元334的低电位侧参考电位的电位电平，可以向光电二极管施加足够的反向偏压，并且可以减小噪声并且可以提高响应速度。
在地址事件检测器400执行地址事件检测处理的情况下，传输控制器335中的OFG晶体管332导通。此时，传输晶体管331需要关断。此外，当地址事件检测器400检测到地址事件时，OFG晶体管332关断，并且传输晶体管331导通。当传输晶体管331导通时，由光电二极管光电转换的电信号(光电流)经由传输晶体管331被发送至像素信号生成单元320以生成像素信号，然后被发送至列ADC 220以生成数字信号。
以这种方式，OFG晶体管332和传输晶体管331排他地导通/关断。为了可靠地使OFG晶体管332和传输晶体管331执行排他地操作，希望将正电位施加到要导通的晶体管的栅极并且将负电位施加到要关断的晶体管的栅极。因此，在图12中，传输控制器335的关断电位被设置为作为负电位的第二参考电位。
图13A和图13B是提供给根据第一实施方式的成像装置100中的每个单元的低电位侧参考电位和关断电位的特定电位电平的实例。图13A示出了在传输晶体管关断的情况下的电位电平，并且图13B示出了在传输晶体管导通的情况下的电位电平。在执行地址事件检测的情况下，在图13A中，电位电平设为电位电平。注意，图13A和图13B中的电位水平是实例，并且可想到各种变形例。
如图13A所示，在传输晶体管关断的情况下，光电二极管的阳极被设置为-0.6V的负电位。此外，传输晶体管的栅极被设置为-1.8V的负电位。因此，传输晶体管被可靠地关断。像素信号生成单元320中的复位晶体管的栅极被设置为2.2V。因此，复位晶体管导通，并且浮置扩散层324的电荷量被初始化。像素信号生成单元320的正电位侧参考电位被设置为2.8V。
虽然在图13A中未示出，但是在执行地址事件检测的情况下，OFG晶体管的栅极被设置为约2.2至2.8V。此外，地址事件检测器400的低电位侧参考电位被设置为高于光电二极管的阳极电位的接地电位GND(0V)。地址事件检测器400的正电位侧参考电位被设置为2.2V。
如图13B所示，在传输晶体管导通的情况下，光电二极管的阳极也设置为-0.6V。此外，传输晶体管的栅极被设置为2.2V。像素信号生成单元320中的复位晶体管的栅极被设置为-0.6V的负电位。复位晶体管的漏极被设定为2.2V。像素信号生成单元320中的放大晶体管322的漏极被设置成2.8V。
虽然在图13A中未示出，但是OFG晶体管的栅极被设置为-1.8V。地址事件检测器400的低电位侧参考电位是如图13A中的接地电位GND(0V)。
如上所述，在第一实施方式中，成像装置100中的每个单元使用的低电位侧参考电位和关断电位包括具有不同电位电平的三种或更多种类型的电位。因此，可以优化成像装置100中的每个单元的操作。例如，由于光电转换单元334的低电位侧参考电位被设置为参考电位，因此可以提高光电二极管的灵敏度，并且可以减小暗电流。此外，通过将地址事件检测器400的低电位侧参考电位设置为高于光电转换单元334的低电位侧参考电位，足够的反向偏置被施加到光电二极管，使得可以实现噪声降低和响应速度的提高。此外，通过将传输控制器335的关断电位设置为负电位，传输晶体管和OFG晶体管可以可靠地排他地操作。
(第二实施方式)
图14是示出根据第二实施方式的由成像装置100中的每个单元使用的低电位侧参考电位和关断电位的示图。同样，在图14的实例中，具有不同电位电平的三种类型的参考电位被用作由成像装置100中的每个单元使用的低电位侧参考电位和关断电位，但是这三种类型的参考电位的电位电平不同于图12中的电位电平。更具体地，图14中的第一参考电位的电位电平高于接地电位GND，并且第二参考电位的电位电平低于接地电位GND。
第二参考电位从负电位供应单元235供应。第一参考电位从电源单元(未示出)提供。
在图14的实例中，光电转换单元334的低电位侧参考电位、像素信号生成单元320的低电位侧参考电位和列ADC 220的低电位侧参考电位是接地电位GND(0V)。此外，地址事件检测器400的低电位侧参考电位是作为正电位的第一参考电位。此外，传输控制器335的关断电位是第二参考电位，第二参考电位是低于第一参考电位的负电位。
在图14的情况下，由于光电转换单元334的低电位侧参考电位被设置为低于地址事件检测器400的低电位侧参考电位，因此可以充分增加光电转换单元334中的光电二极管的反向偏压，并且可以实现降噪和响应速度的提高。此外，由于传输控制器335的关断电位被设置为作为低于第一参考电位的负电位的第二参考电位，传输晶体管和OFG晶体管可以可靠地排他地操作。
图15A和图15B是提供给根据第二实施方式的成像装置100中的每个单元的低电位侧参考电位和关断电位的特定电位电平的实例。图15A示出了在传输晶体管关断的情况下的电位电平，并且图15B示出了在传输晶体管导通的情况下的电位电平。
如图15A所示，在传输晶体管关断的情况下，光电二极管的阳极被设置为作为负电位的接地电位GND(0V)。此外，传输晶体管的栅极被设置为-1.2V的负电位。因此，传输晶体管被可靠地关断。像素信号生成单元320中的复位晶体管的栅极被设置为2.8V。因此，复位晶体管导通，并且浮置扩散层324的电荷量被初始化。像素信号生成单元320的正电位侧参考电位被设置为2.8V。地址事件检测器400的低电位侧参考电位被设置为比光电二极管的阳极电位高0.6V。地址事件检测器400的正电位侧参考电位被设置为2.8V。
如图15B所示，在传输晶体管导通的情况下，光电二极管的阳极也设置为接地电位GND(0V)。此外，传输晶体管的栅极被设置为2.8V。像素信号生成单元320中的复位晶体管的栅极被设置为接地电位GND(0V)。复位晶体管的漏极被设定为2.8V。像素信号生成单元320中的放大晶体管322的漏极被设置成2.8V。
在图13A、图13B、图15A和图15B中，2.2V和2.8V混合作为正电位侧参考电位，但是这些是示例，并且正电位侧参考电位可被设置成特定电位。
如上所述，在第二实施方式中，由于除了接地电位GND之外，正电位的第一参考电位和负电位的第二参考电位还在成像装置100中被设置为低电位侧参考电位和关断电位，所以可在成像装置100的每个单元中设置最佳电压电平的低电位侧参考电位，并且可优化每个单元的操作。具体地，通过将地址事件检测器400的低电位侧参考电位设置为高于光电转换单元334的低电位侧参考电位，足够的反向偏置被施加到光电二极管，使得可以实现噪声降低和响应速度的提高。此外，通过将传输控制器335的关断电位设置为负电位，传输晶体管和OFG晶体管可以可靠地排他地操作。
另外，在第二实施方式中，作为低电位侧参考电位和关断电位，仅使用一种负电位，因此能够简化负电位供给部235的电路结构。
(第三实施方式)
图16是示出根据第三实施方式的由成像装置100中的每个单元使用的低电位侧参考电位和关断电位的示图。
如图16所示，根据第三实施方式的成像装置100包括切换光电转换单元334的低电位侧参考电位的电位选择单元336。电位选择单元336在地址事件检测器400检测由地址事件检测器400中的光电二极管光电转换的电信号(光电流)的变化量是否超过预定阈值的时间段期间选择第一参考电位，并且在模数转换器将像素信号转换成数字信号的时间段期间选择电位电平比第一参考电位高的第二参考电位。
根据第三实施方式的成像装置100的每个单元使用的低电位侧参考电位和关断电位分别是具有不同电位电平的第一参考电位和第二参考电位。即，第三实施方式具有比第一实施方式和第二实施方式少一个数量的参考电位。
第三实施方式中的第二参考电位例如是接地电位GND(0V)，第一参考电位是电位电平低于接地电位GND的负电位。第一参考电位从负电位供应单元235供应。
在图16的成像装置100中，地址事件检测器400的低电位侧参考电位、像素信号生成单元320的低电位侧参考电位和列ADC 220的低电位侧参考电位是接地电位GND(第二参考电位)。传输控制器335的关断电位是负电位(第一参考电位)。
地址事件检测器400需要基于由光电转换单元334中的光电二极管光电转换的电信号来快速检测地址事件。因此，在地址事件检测器400执行地址事件检测操作的时间段期间，光电转换单元334的低电位侧参考电位被降低到负电位以改善光电二极管的灵敏度并减小暗电流。另一方面，当地址事件检测器400检测到地址事件时，通过像素信号生成单元320执行生成像素信号的操作，但是由于不必在该时间段内提高光电二极管的灵敏度，接收单元的低电位侧参考电位被设置为接地电位GND，因此功耗降低。
如上所述，在第三实施方式中，由于在执行地址事件检测的情况和生成像素信号的情况之间切换光电转换单元334的低电位侧参考电位，所以可提高地址事件检测时光电二极管的灵敏度并且可降低暗电流，并且可降低生成像素信号时的功耗。
(第四实施方式)
在上述第一至第三实施方式中，已经描述了包括图6中的地址事件检测器400的成像装置100，但地址事件检测器400的内部配置不必限于图6。图17是示出地址事件检测器400的第二配置实例的框图。如图17所示，除了电流-电压转换器410、缓冲器420、减法器430、量化器440以及传输单元450之外，根据本配置实例的地址事件检测器400包括存储单元460和控制器470。
存储单元460被设置在量化器440与传输单元450之间，并且基于从控制器470供应的采样信号累积量化器440的输出(即，量化器440中的比较器441的比较结果)。存储单元460可以是诸如开关、塑料或电容器的采样电路，或者可以是诸如锁存器或触发器的数字存储器电路。
控制器470将预定阈值电压Vth供应至比较器441的反相(-)输入端。从控制器470供应至比较器441的阈值电压Vth可以以时分的方式具有不同的电压值。例如，控制器470在不同的定时供应与表示光电流的变化量超过上限阈值的接通事件对应的阈值电压Vth1和与表示变化量下降到下限阈值以下的断开事件对应的阈值电压Vth2，使得一个比较器441可检测多种类型的地址事件。
例如，在对应于断开事件的阈值电压Vth2从控制器470供应至比较器441的反相(-)输入端的时间段中，存储单元460可使用对应于接通事件的阈值电压Vth1累积比较器441的比较结果。应注意，存储单元460可在像素30内部或可在像素30外部。此外，存储单元460不是地址事件检测器400的必要配置元件。即，可以省略存储单元460。
[根据第二配置实例的成像装置100(扫描方法)]
包括上述图6中所示的地址事件检测器400的第一配置实例的成像装置10020是通过异步读取方法读取事件的异步成像装置100。然而，事件读取方法不限于异步读取方法，而可以是同步读取方法。应用同步读取方法的成像装置100与以预定帧速率执行成像的普通成像装置100是相同的扫描型成像装置100。
图18是示出根据第二配置实例的成像装置10020的配置的实例的框图，即，扫描型成像装置100用作应用根据本公开的技术的成像系统10中的成像装置100。
如图18中所示，根据如本公开的成像装置10020的第二配置实例的成像装置100包括像素阵列单元21、驱动单元22、信号处理单元25、读取区域选择单元27和信号生成单元221。
像素阵列单元21包括多个像素30。多个像素30响应于读取区域选择单元27的选择信号而输出输出信号。例如，如图7所示，多个像素30中的每一个可在像素中具有量化器。多个像素30输出与光强度的变化量相对应的输出信号。如图18所示，多个像素30可以二维排布成矩阵。
驱动单元22驱动多个像素30中的每一个以将在每个像素30中生成的像素信号输出至信号处理单元25。应注意，驱动单元22和信号处理单元25是用于获取梯度信息(gradation information)的电路单元。因此，在仅获取事件信息的情况下，可以不设置驱动单元22和信号处理单元25。
读取区域选择单元27选择像素阵列单元21中包括的多个像素30中的一些。例如，读取区域选择单元27在对应于像素阵列单元21的二维矩阵的结构中包括的行中选择任何一个或多个行。读取区域选择单元27按照预设周期顺序地选择一个或多个行。此外，读取区域选择单元27可响应于来自像素阵列单元21的每个像素30的请求来确定选择的区域。
信号生成单元221基于由读取区域选择单元27选择的像素的输出信号生成与所选择的像素中已经检测到事件的活动像素对应的事件信号。事件是光强度改变的事件。活动像素是对应于输出信号的光强度的变化量超过或低于预设阈值的像素。例如，信号生成单元221将像素的输出信号与参考信号进行比较，在输出信号大于或小于参考信号的情况下检测输出输出信号的活动像素，并且生成与活动像素对应的事件信号。
信号生成单元221可以包括例如仲裁进入信号生成单元221的信号的列选择电路。此外，信号生成单元221可以被配置为不仅输出已经检测到事件的活动像素的信息，而且还输出没有检测到事件的非活动像素的信息。
其中已经检测到事件的活动像素的地址信息和时间戳信息(例如，(X,Y,T))通过输出线15从信号生成单元221输出。然而，从信号生成单元221输出的数据不仅可以是地址信息和时间戳信息，而且可以是帧格式的信息(例如，(0,0,1,0,...))。
[芯片结构的配置实例]
作为根据上述第一配置示例或第二配置示例的成像装置10020的芯片(半导体集成电路)结构，如图2所示，可以采用堆叠芯片结构。堆叠芯片结构，即，堆叠结构具有堆叠作为第一芯片的光接收芯片201和作为第二芯片的检测芯片202中的至少两个芯片的结构。然后，在图4所示的像素30的电路配置中，每个光接收单元330布置在光接收芯片201上，并且除了光接收元件311、像素30的其他电路部分的元件等之外的所有元件布置在检测芯片202上。光接收芯片201和检测芯片202经由诸如过孔(VIA)、Cu-Cu键合或凸块的连接部电连接。
应注意，在此，已经示例了其中光接收元件311布置在光接收芯片201上并且除了光接收元件311之外的元件、像素30的其他电路部分的元件等布置在检测芯片202上的配置实例，但是本发明不限于该配置实例。
例如，在图4所示的像素30的电路配置中，光接收单元330的每个元件、像素信号生成单元320的复位晶体管321以及浮置扩散层324可布置在光接收芯片201中，并且其他元件可布置在检测芯片202中。可替换地，配置地址事件检测器400的一些元件可以与光接收单元330等的每个元件一起布置在光接收芯片201上。
[列处理单元的配置实例]
图9示出了其中模数转换器(ADC)230以与像素阵列单元21的像素列一一对应的方式设置在列ADC 220中的配置实例，但是本发明不限于该配置实例。例如，可以以多个像素列为单位布置模数转换器(ADC)230，并且可以在多个像素列之间以时分方式使用模数转换器(ADC)230。
模数转换器(ADC)230将经由垂直信号线VSL供应的模拟像素信号SIG转换成具有比上述地址事件的检测信号更大的位数的数字信号。例如，当地址事件的检测信号是2位时，像素信号被转换成3位或更多(16位等)的数字信号。模数转换器(ADC)230将通过模数转换生成的数字信号供应至信号处理单元25。
[关于噪声事件]
顺便提及，根据第一配置示例的成像装置10020是称为DVS的异步成像装置100，对于每个像素30，该异步成像装置100包括检测器(即，地址事件检测器400)，该检测器对于每个像素地址，实时地检测像素的光量超过预定阈值作为地址事件。
在根据异步第一配置实例的成像装置100中，当一些事件(即，真实事件)最初在场景中发生时，获取由于真实事件的发生而产生的数据。然而，在异步成像装置100中，即使在没有发生真实事件的场景中，也存在由于诸如传感器噪声的噪声事件(错误事件)而浪费地获取数据的情况。因此，不仅读取噪声信号，而且信号输出的吞吐量降低。
<根据本公开的技术的应用例>
根据本公开的技术可以应用于各种产品。在下文中，将描述更具体的应用实例。例如，根据本公开的技术可实现为安装在任何类型的移动体(诸如汽车、电动车辆、混合电动车辆、摩托车、自行车、个人移动性、飞机、无人机、船舶、机器人、建筑机器和农业机器(牵引车))上的距离测量装置。
[移动体]
图19是示出了车辆控制系统7000的示意性配置实例的框图，车辆控制系统7000是可以应用根据本公开的技术的移动体控制系统的实例。车辆控制系统7000包括经由通信网络7010连接的多个电子控制单元。在图19所示的示例中，车辆控制系统7000包括驱动系统控制单元7100、车身系统控制单元7200、电池控制单元7300、车辆外部信息检测单元7400、车内信息检测单元7500和集成控制单元7600。连接多个控制单元的通信网络7010可以是例如符合任意标准的车载通信网络，诸如控制器局域网(CAN)、局域互联网(LIN)、局域网(LAN)或FlexRay(注册商标)。
每个控制单元包括根据各种程序执行算术处理的微型计算机(处理器)、存储由微型计算机执行的程序的存储单元、用于各种计算的参数等、以及驱动要控制的各种装置的驱动电路。每个控制单元包括用于经由通信网络7010与其他控制单元通信的网络I/F，以及用于通过有线通信或无线通信与车辆内部和外部的装置、传感器等通信的通信I/F。在图19中，作为集成控制单元7600的功能配置，示出了微型计算机7610、通用通信I/F7620、专用通信I/F7630、定位单元7640、信标接收单元7650、车载装置I/F7660、音频图像输出单元7670、车载网络I/F7680和存储单元7690。其他控制单元类似地包括微计算机、通信I/F、存储单元等。
驱动系统控制单元7100根据各种程序来控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元7100用作诸如内燃机或驱动电动机的用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置、用于向车轮传输驱动力的驱动力传输机构、用于调整车辆的转向角的转向机构、用于产生车辆的制动力的制动装置等的控制装置。驱动系统控制单元7100可以具有作为诸如防抱死制动系统(ABS)或电子稳定控制(ESC)的控制装置的功能。
车辆状态检测部7110连接至驱动系统控制部7100。车辆状态检测器7110包括例如检测车身的轴向旋转运动的角速度的陀螺仪传感器、检测车辆的加速度的加速度传感器和用于检测加速踏板的操作量、制动踏板的操作量、方向盘的转向角、发动机转速、车轮转速等的传感器中的至少一个。驱动系统控制部7100使用从车辆状态检测部7110输入的信号进行运算处理，对内燃机、驱动电动机、电动动力转向装置、制动装置等进行控制。
车身系统控制单元7200根据各种程序控制安装在车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元7200用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、闪光信号灯或雾灯的各种灯的控制装置。在这种情况下，从替代按键的便携式装置发射的无线电波或各种开关的信号可以被输入到车身系统控制单元7200。车身系统控制单元7200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。
电池控制单元7300根据各种程序控制作为驱动电动机的电源的二次电池7310。例如，诸如电池温度、电池输出电压或电池的剩余容量的信息从包括二次电池7310的电池装置被输入到电池控制单元7300。电池控制单元7300使用这些信号执行算术运算处理，并且执行二次电池7310的温度调节控制或者包括在电池装置中的冷却装置等的控制。
车外信息检测单元7400检测安装有车辆控制系统7000的车辆外部的信息。例如，成像单元7410和车外信息检测器7420中的至少一个连接至车外信息检测单元7400。成像单元7410包括飞行时间(ToF)相机、立体相机、单目相机、红外相机和其他相机中的至少一个。车外信息检测器7420包括例如用于检测当前气候或天气的环境传感器和用于检测在其上安装有车辆控制系统7000的车辆周围的另一车辆、障碍物、行人等的周围信息检测传感器中的至少一个。
例如，环境传感器可以是检测雨天的雨滴传感器、检测雾的雾传感器、检测阳光程度的阳光传感器和检测降雪的雪传感器中的至少一个。周围信息检测传感器可以是超声波传感器、雷达装置和光检测和测距、激光成像检测和测距(LIDAR)装置中的至少一个。成像单元7410和车外信息检测器7420可以被设置为独立的传感器或装置，或者可以被设置为其中多个传感器或装置被集成的装置。
这里，图20是示出了成像单元7410和车外信息检测器7420的安装位置的实例的示图。成像单元7910、7912、7914、7916和7918例如设置在车辆7900的车辆内部中的前鼻、侧视镜、后保险杠、后门、和挡风玻璃的上部中的至少一个位置。设置前鼻处的成像单元7910和设置于车辆内部挡风玻璃的上部处的成像单元7918主要获取车辆7900的前方的图像。设置在侧视镜处的成像单元7912和7914主要获取车辆7900的侧面的图像。设置在后保险杠或后门上的成像单元7916主要获取车辆7900后面的图像。设置在车辆内部的挡风玻璃的上部处的成像单元7918主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通灯、交通标志、车道等。
需注意，图20示出各个成像单元7910、7912、7914和7916的成像范围的实例。成像范围a指示设置在前鼻处的成像单元7910的成像范围，成像范围b和c指示分别设置在侧视镜处的成像单元7912和7914的成像范围，并且成像范围d指示设置在后保险杠或后门处的成像单元7916的成像范围。例如，通过重叠由成像单元7910、7912、7914、7916捕获的图像数据，能够获得从上方观察到的车辆7900的俯瞰图像。
设置在车辆7900的车辆内部的挡风玻璃的前部、后部、侧部、拐角和上部的车外信息检测器7920、7922、7924、7926、7928和7930可以是例如超声波传感器或雷达装置。设置在车辆7900的前鼻、后保险杠、后门、以及车辆内部的挡风玻璃的上部处的车外信息检测器7920、7926、以及7930可以是例如LIDAR装置。这些车外信息检测器7920至7930主要用于检测前方车辆、行人、障碍物等。
返回图19，将继续描述。车外信息检测单元7400使成像单元7410捕获车外的图像并接收捕获的图像数据。另外，车外信息检测单元7400从所连接的车外信息检测单元7420接收检测信息。在车外信息检测单元7420是超声波传感器、雷达装置、LIDAR装置的情况下，车外信息检测单元7400发送超声波、电磁波等，并且接收接收到的反射波的信息。车外信息检测单元7400可以基于接收到的信息进行人、车辆、障碍物、标志、路面上的文字等的对象检测处理或距离检测处理。车辆外部信息检测单元7400可以基于接收到的信息执行识别降雨、雾、路面状况等的环境识别处理。车外信息检测单元7400可以基于所接收的信息来计算到车辆外部的对象的距离。
另外，车外信息检测单元7400也可以基于接收到的图像数据来进行对人、汽车、障碍物、标志、路面上的文字等进行识别的图像识别处理或距离检测处理。车外信息检测单元7400可以对接收到的图像数据实施扭曲校正、对准等处理，将由不同的成像单元7410捕获的图像数据进行合成而生成俯瞰图像、全景图像等。车外信息检测单元7400可以使用由不同的成像单元7410捕获的图像数据来进行视点变换处理。
车内信息检测单元7500检测车辆内部的信息。例如，检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测器7510连接到车内信息检测单元7500。驾驶员状态检测器7510可包括捕获驾驶员的相机、检测驾驶员的生物信息的生物传感器、收集车辆内部中的音频的麦克风等。例如，生物传感器设置在座椅表面、方向盘等上，并且检测坐在座椅上的乘客或保持方向盘的驾驶员的生物信息。车内信息检测单元7500可以基于从驾驶员状态检测器7510输入的检测信息计算驾驶员的疲劳度或集中度，或者可以确定驾驶员是否打瞌睡。车内信息检测单元7500可以对收集的音频信号执行诸如噪声消除处理的处理。
集成控制单元(integrated control unit)7600根据各种程序控制车辆控制系统7000中的整体操作。输入单元7800连接到集成控制单元7600。输入单元7800由例如触摸面板、按钮、麦克风、开关或能够由乘客操作以进行输入的杆等装置实现。通过对由麦克风输入的音频执行音频识别而获得的数据可被输入到集成控制单元7600。输入单元7800可以是，例如，使用红外线或其他无线电波的远程控制装置，或与车辆控制系统7000的操作相对应的外部连接装置，诸如移动电话或个人数字助理(PDA)。输入单元7800可以是例如照相机，并且在这种情况下，乘客可以通过手势输入信息。可替代地，可输入通过检测乘客穿戴的可穿戴装置的移动而获得的数据。此外，上述输入单元7800可以包括，例如，基于乘员等使用输入单元7800输入的信息来产生输入信号并将该输入信号输出到集成控制单元7600的输入控制电路等。通过操作输入单元7800，乘员等向车辆控制系统7000输入各种数据或指示处理操作。
存储单元7690可以包括存储将由微型计算机执行的各种程序的只读存储器(ROM)以及存储各种参数、计算结果、传感器值等的随机存取存储器(RAM)。此外，存储单元7690可以通过诸如硬盘驱动器(HDD)的磁存储装置、半导体存储装置、光存储装置、磁光存储装置等来实现。
通用通信I/F 7620是对与存在于外部环境7750中的各种装置的通信进行调解的通用通信I/F。通用通信I/F 7620可以实现蜂窝通信协议，诸如全球移动通信系统(GSM)(注册商标)、WiMAX、长期演进(LTE)或高级LTE(LTE-A)，或另一无线通信协议，诸如无线LAN(也称为Wi-Fi(注册商标))或蓝牙(注册商标)。通用通信I/F 7620可以经由例如基站或接入点连接到存在于外部网络(例如，互联网、云网络或公司特定网络)上的装置(例如，应用服务器或控制服务器)。此外，通用通信I/F 7620可以使用例如对等(P2P)技术连接到存在于车辆附近的终端(例如，驾驶员的终端、行人或商店的终端、或机器型通信(MTC)终端)。
专用通信I/F 7630是支持为在车辆中使用而制定的通信协议的通信I/F。例如，专用通信I/F 7630可实现诸如车辆环境中的无线接入(WAVE)(其是下层的IEEE802.11p和上层的IEEE802.1609的组合)、专用短程通信(DSRC)或蜂窝通信协议之类的标准协议。专用通信I/F 7630通常执行V2X通信，V2X通信是包括车辆到车辆通信、车辆到基础设施通信、车辆到家庭通信以及车辆到行人通信中的一种或多种的概念。
定位单元7640例如从GNSS卫星接收全球导航卫星系统(GNSS)信号(例如，来自GPS卫星的全球定位系统(GPS)信号)，执行定位，并且生成包括车辆的纬度、经度和海拔的位置信息。注意，定位单元7640可通过与无线接入点交换信号来指定当前位置，或者可从诸如移动电话、PHS或具有定位功能的智能电话的终端获取位置信息。
信标接收单元7650接收例如从安装在道路上的无线站等发送的无线电波或电磁波，并且获取诸如当前位置、交通拥堵、封闭道路、所需时间等的信息。注意，信标接收单元7650的功能可以被包括在上述专用通信I/F7630中。
车载装置I/F 7660是调解微型计算机7610和车辆中存在的各种车载装置7760之间的连接的通信接口。车载装置I/F 7660可以使用诸如无线LAN、蓝牙(注册商标)、近场通信(NFC)或无线USB(WUSB)的无线通信协议来建立无线连接。此外，车载装置I/F 7660可以经由未示出的连接端(以及，如果必要的话，电缆)建立诸如通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)(注册商标)或移动高清链路(MHL)的有线连接。车载装置7760可包括例如乘客拥有的移动装置或可穿戴装置和车辆中携带或附接至车辆的信息装置中的至少一个。此外，车载装置7760可以包括搜索到任意目的地的路线的导航装置。车载装置I/F7660与这些车载装置7760交换控制信号或数据信号。
车载网络I/F 7680是协调微型计算机7610与通信网络7010之间的通信的接口。车载网络I/F 7680根据通信网络7010所支持的预定协议来发送和接收信号等。
集成控制单元7600的微型计算机7610基于经由通用通信I/F 7620、专用通信I/F7630、定位单元7640、信标接收单元7650、车载装置I/F 7660和车载网络I/F 7680中的至少一个获取的信息，根据各种程序控制车辆控制系统7000。例如，微型计算机7610可以基于所获取的关于车辆内部和外部的信息计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元7100输出控制命令。例如，微计算机7610可以执行协作控制以实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能，包括车辆的碰撞避免或冲击缓解、基于车辆间距离的跟随行驶、车辆速度维持行驶、车辆碰撞警告、车辆车道偏离警告等。此外，微型计算机7610可以通过基于所获取的车辆周围的信息控制驱动力生成装置、转向机构、制动装置等，来执行用于自动驾驶等目的的协作控制，在自动驾驶中车辆不依赖于驾驶员的操作而自主行驶。
微型计算机7610可以基于经由通用通信I/F 7620、专用通信I/F 7630、定位单元7640、信标接收单元7650、车载装置I/F 7660和车载网络I/F 7680中的至少一个获取的信息来生成车辆和诸如周围结构或人的对象之间的三维距离信息，并且创建包括车辆的当前位置的周围信息的局部地图信息。此外，微型计算机7610可基于所获取的信息预测危险(诸如车辆的碰撞、行人的接近等)或进入封闭道路，并产生警告信号。警告信号例如可以是用于产生警告声音或打开警告灯的信号。
音频图像输出单元7670将音频和图像中的至少一个的输出信号发送到能够视觉地或听觉地向车辆的乘员或车辆外部通知信息的输出装置。在图19的实例中，音频扬声器7710、显示单元7720和仪表板7730被示出为输出装置。显示单元7720可以包括例如板载显示器和平视显示器中的至少一个。显示单元7720可具有增强现实(AR)显示功能。输出装置可以是不同于这些装置的另一装置，诸如可佩带装置，诸如由乘客佩戴的头戴式耳机或眼镜型显示器、投影仪或灯。在输出装置是显示装置的情况下，显示装置以各种格式(诸如文本、图像、表格和图形)可视地显示通过由微型计算机7610执行的各种处理所获得的结果或从另一控制单元接收的信息。此外，在输出装置是音频输出装置的情况下，音频输出装置将包括再现的音频数据、音频数据等的音频信号转换成模拟信号，并且可听地输出该模拟信号。
应注意，在图19中所示的实例中，经由通信网络7010连接的至少两个控制单元可被集成为一个控制单元。可选地，每个控制单元可包括多个控制单元。此外，车辆控制系统7000可包括另一控制单元(未示出)。另外，在以上描述中，由任何控制单元执行的功能中的一些或全部可以提供给另一控制单元。也就是说，只要经由通信网络7010发送和接收信息，就可以由任何控制单元执行预定算术处理。类似地，连接到任意控制单元的传感器或装置可以连接到另一控制单元，并且多个控制单元可以经由通信网络7010相互发送和接收检测信息。
上面已经描述了可以应用根据本公开的技术的车辆控制系统的实例。根据本公开的技术能够应用于例如上述配置之中的成像单元7910、7912、7914、7916和7918、车外信息检测器7920、7922、7924、7926、7928和7930、驾驶员状态检测器7510等。具体而言，包括本公开的成像装置100的图1中的成像系统10可应用于这些成像单元和检测器。然后，通过应用根据本公开的技术，可减轻诸如传感器噪声的噪声事件的影响，并且可可靠且快速地感测真实事件的发生，从而可实现安全车辆行驶。
应注意，本公开可具有以下配置。
(1)一种成像装置，包括：
光电转换单元，包括多个光电转换元件，多个光电转换元件中的每个光电转换元件对入射光进行光电转换以产生电信号；
检测器，被配置为输出指示多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号；
像素信号生成单元，被配置为基于电信号生成像素信号；
传输控制器，被配置为执行将电信号传送到像素信号生成单元控制；以及
模数转换器，被配置为将像素信号转换成数字信号；
其中，光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位、模数转换器的低电位侧参考电位、以及传输控制器的关断电位包括具有不同电位电平的三个或更多电位。
(2)根据(1)所述的成像装置，其中，光电转换单元的低电位侧参考电位的电位电平低于检测器的低电位侧参考电位的电位电平。
(3)根据(1)或(2)所述的成像装置，其中，光电转换单元的所述低电位侧参考电位的电位电平高于传输控制器的关断电位的电位电平。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的成像装置，其中，光电转换单元的低电位侧参考电位的电位电平低于像素信号生成单元和模数转换器中的至少一个的低电位侧参考电位的电位电平。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的成像装置，其中，光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位、模数转换器的低电位侧参考电位以及传输控制器的所述关断电位中的至少一个是接地电位，其他中的至少一个是电位水平低于接地电位的第一参考电位，并且其他中的至少一个是电位水平低于第一参考电位的第二参考电位。
(6)根据(5)所述的成像装置，其中，光电转换单元的低电位侧参考电位是第二参考电位，
检测器低电位侧参考电位、像素信号生成单元的所述低电位侧参考电位和模数转换器的低电位侧参考电位是接地电位，并且传输控制器的关断电位是第二参考电位。
(7)根据(5)或(6)所述的成像装置，其中，接地电位是0V，
第一参考电位是负电位；并且
第二参考电位是电位电平比第一参考电位的电位电平低的电位电平的负电位。
(8)根据(1)至(3)中任一项所述的成像装置，其中，光电转换单元的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位和模数转换器的低电位侧参考电位基本上相等。
(9)根据(1)至(3)和(8)中任一项所述的成像装置，其中，光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位、模数转换器的低电位侧参考电位以及传输控制器的关断电位中的至少一个是接地电位，其他中的至少一个是电位电平低于接地电位的第一参考电位，并且其他电位中的至少一个是电位电平高于接地电位的第二参考电位。
(10)根据(9)所述的成像装置，其中，光电转换单元的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位和模数转换器的低电位侧参考电位是接地电位，
检测器的低电位侧参考电位是第一参考电位；并且
传输控制器的关断电位是第二参考电位。
(11)根据(9)或(10)所述的成像装置，其中，接地电位是0V，
第一参考电位是正电位；并且
第二参考电位是负电位。
(12)一种成像装置，包括：
光电转换单元，包括多个光电转换元件，多个光电转换元件中的每个光电转换元件对入射光进行光电转换以产生电信号；
检测器，被配置为输出指示多个光电转换元件中的每的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号；
像素信号生成单元，被配置为基于电信号生成像素信号；
传输控制器，被配置为执行控制以将电信号传送到像素信号生成单元；
模数转换器，被配置为将像素信号转换成数字信号；以及
电位选择单元，被配置为切换光电转换单元的低电位侧参考电位；
(13)根据(12)所述的成像装置，其中，当检测器检测到变化量超过预定阈值时，模数转换器将像素信号转换成数字信号；并且
电位选择单元在检测器检测变化量是否超过预定阈值的时间段内选择第一参考电位，并且在模数转换器将像素信号转换成数字信号的时间段内选择电位电平比第一参考电位的电位电平高的第二参考电位。
(14)根据(13)所述的成像装置，其中，第一参考电位是负电位，并且
第二参考电位是接地电位。
(15)根据(12)至(14)中任一项所述的成像装置，其中，光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位、模数转换器的低电位侧参考电位以及传输控制器的关断电位包括具有不同电位电平的两个或更多个电位。
(16)根据(12)至(15)中任一项所述的成像装置，其中，检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位和模数转换器的低电位侧参考电位是接地电位，并且
传输控制器的关断电位为负电位。
(17)根据(5)至(7)、(9)至(11)和(13)中任一项所述的成像装置，进一步包括被配置为生成第一参考电位和第二参考电位中的至少一个的电位生成单元。
(18)根据(1)至(17)中任一项所述的成像装置，其中，至少检测器布置在堆叠在布置有光电转换单元的第一基板上的第二基板上。
(19)根据(1)至(18)中任一项所述的成像装置，其中，传输控制器中的晶体管的背栅被设置为与光电转换单元的低电位侧参考电位处于相同电位电平的电位。
(20)一种电子装置，包括：
成像装置，被配置为输出捕获图像数据；和
处理器，被配置为对图像数据执行预定信号处理；
其中，成像装置包括：
光电转换单元，包括多个光电转换元件，多个光电转换元件中的每个光电转换元件对入射光进行光电转换以产生电信号；
检测器，被配置为输出指示多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号；
像素信号生成单元，被配置为基于电信号生成像素信号；
传输控制器，被配置为执行将所述电信号传送到所述像素信号生成单元的控制；以及
模数转换器，被配置为将像素信号转换成数字信号；并且
其中，光电转换单元的低电位侧参考电位、检测器的低电位侧参考电位、像素信号生成单元的低电位侧参考电位、模数转换器的低电位侧参考电位以及传输控制器的关断电位包括具有不同电位电平的三个或更多电位。
(21)一种成像方法，包括：
利用多个光电转换元件光电转换入射光以产生电信号的步骤；
输出指示多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号的步骤；
传送电信号的步骤；
基于所传送的电信号生成像素信号的步骤；以及
将像素信号转换成数字信号的步骤；
其中，光电转换时的低电位侧参考电位、输出检测信号时的低电位侧参考电位、生成像素信号时的低电位侧参考电位、将像素信号转换成数字信号时的低电位侧参考电位以及传送电信号时的关断电位包括具有不同电位电平的三个或更多电位；并且
使用这些电位，执行生成电信号的步骤、输出检测信号的步骤、传送电信号的步骤、生成像素信号的步骤和将检测信号转换成数字信号的步骤。
本公开的各方面不限于上述各个实施方式，而是包括可由本领域技术人员想到的各种修改，并且本公开的效果不限于上述内容。即，在不背离从在权利要求及其等同物中限定的内容获得的本公开的概念构思和精神的情况下，可进行各种添加、修改、以及部分删除。
附图标记列表
100 成像装置
110 成像透镜
120 记录单元
130 控制器
200 固态图像感测装置
201 光接收芯片
202 检测芯片
211驱动电路
212 信号处理单元
213 仲裁器
220 列ADC
221 信号生成单元
223 参考信号生成单元
222 输出单元
230 ADC
235 负电位供应单元
236 比较器
237 计数器
238 开关
239 存储器
240 差分放大器电路
241、242、412 P型晶体管
243、244、245、411、413 N型晶体管
250 计数器
300 像素阵列单元
310 像素块
311 像素
312 正常像素
313 地址事件检测像素
320 像素信号生成单元
321 复位晶体管
322 放大晶体管
323 选择晶体管
324 浮置扩散层
330 光接收单元
331 传输晶体管
332 OFG晶体管
333 光电转换元件
334 光电转换单元
335 传输控制器
400 地址事件检测器
410 电流-电压转换器
420 缓冲器
430 减法器
431、433 电容器
432 反相器
434 开关
440 量化器
441 比较器
450 传输单元
12031 成像单元。

Claims (21)

1.一种成像装置，包括：
光电转换单元，包括多个光电转换元件，所述多个光电转换元件中的每个光电转换元件光电转换入射光以产生电信号；
检测器，被配置为输出指示所述多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号；
像素信号生成单元，被配置为基于所述电信号生成像素信号；
传输控制器，被配置为执行将所述电信号传送到所述像素信号生成单元的控制；以及
模数转换器，被配置为将所述像素信号转换成数字信号，
其中，所述光电转换单元的低电位侧参考电位、所述检测器的低电位侧参考电位、所述像素信号生成单元的低电位侧参考电位、所述模数转换器的低电位侧参考电位以及所述传输控制器的关断电位包括具有不同电位电平的三个或更多电位。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述光电转换单元的所述低电位侧参考电位的电位电平低于所述检测器的所述低电位侧参考电位的电位电平。
3.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述光电转换单元的所述低电位侧参考电位的电位电平高于所述传输控制器的关断电位的电位电平。
4.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述光电转换单元的所述低电位侧参考电位的所述电位电平低于所述像素信号生成单元和所述模数转换器中的至少一个的所述低电位侧参考电位的所述电位电平。
5.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述光电转换单元的所述低电位侧参考电位、所述检测器的所述低电位侧参考电位、所述像素信号生成单元的所述低电位侧参考电位、所述模数转换器的所述低电位侧参考电位以及所述传输控制器的关断电位中的至少一个是接地电位，其他中的至少一个是电位电平低于接地电位的第一参考电位，并且其他中的至少一个是电位电平低于所述第一参考电位的第二参考电位。
6.根据权利要求5所述的成像装置，其中，所述光电转换单元的所述低电位侧参考电位是所述第二参考电位，
所述检测器的所述低电位侧参考电位、所述像素信号生成单元的所述低电位侧参考电位和所述模数转换器的所述低电位侧参考电位是所述接地电位，并且
所述传输控制器的关断电位是所述第二参考电位。
7.根据权利要求5所述的成像装置，其中，所述接地电位是0V，
所述第一参考电位是负电位，并且
所述第二参考电位是电位电平比所述第一参考电位的电位电平低的负电位。
8.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述光电转换单元的所述低电位侧参考电位、所述像素信号生成单元的所述低电位侧参考电位和所述模数转换器的所述低电位侧参考电位基本上相等。
9.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述光电转换单元的所述低电位侧参考电位、所述检测器的所述低电位侧参考电位、所述像素信号生成单元的所述低电位侧参考电位、所述模数转换器的所述低电位侧参考电位以及所述传输控制器的所述关断电位中的至少一个是接地电位，其他中的至少一个是电位电平高于接地电位的第一参考电位，并且其他中的至少一个是电位电平低于接地电位的第二参考电位。
10.根据权利要求9所述的成像装置，其中，所述光电转换单元的所述低电位侧参考电位、所述像素信号生成单元的所述低电位侧参考电位和所述模数转换器的所述低电位侧参考电位是所述接地电位，
所述检测器的所述低电位侧参考电位是所述第一参考电位，并且
所述传输控制器的所述关断电位是所述第二参考电位。
11.根据权利要求9所述的成像装置，其中，所述接地电位是0V，
所述第一参考电位是正电位，并且
所述第二参考电位是负电位。
12.一种成像装置，包括：
光电转换单元，包括多个光电转换元件，所述多个光电转换元件中的每个光电转换元件光电转换入射光以产生电信号；
检测器，被配置为输出指示所述多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号；
像素信号生成单元，被配置为基于所述电信号生成像素信号；
传输控制器，被配置为执行将所述电信号传送到所述像素信号生成单元的控制；
模数转换器，被配置为将所述像素信号转换成数字信号；以及
电位选择单元，被配置为切换所述光电转换单元的低电位侧参考电位。
13.根据权利要求12所述的成像装置，其中，当所述检测器检测到所述变化量超过所述预定阈值时，所述模数转换器将所述像素信号转换成所述数字信号，并且
所述电位选择单元在所述检测器检测所述变化量是否超过所述预定阈值的时间段内选择第一参考电位，并且在所述模数转换器将所述像素信号转换成所述数字信号的时间段内选择电位电平比所述第一参考电位的电位电平高的第二参考电位。
14.根据权利要求13所述的成像装置，其中，所述第一参考电位是负电位，并且
所述第二参考电位是接地电位。
15.根据权利要求12所述的成像装置，其中，所述光电转换单元的所述低电位侧参考电位、所述检测器的所述低电位侧参考电位、所述像素信号生成单元的所述低电位侧参考电位、所述模数转换器的所述低电位侧参考电位以及所述传输控制器的关断电位包括两个或更多具有不同电位电平的电位。
16.根据权利要求12所述的成像装置，其中，所述检测器的所述低电位侧参考电位、所述像素信号生成单元的所述低电位侧参考电位和所述模数转换器的所述低电位侧参考电位是所述接地电位，并且
所述传输控制器的关断电位为负电位。
17.根据权利要求5所述的成像装置，包括被配置为生成所述第一参考电位和所述第二参考电位中的至少一个的电位生成单元。
18.根据权利要求1所述的成像装置，其中，至少所述检测器布置在第二基板上，所述第二基板堆叠在布置有所述光电转换单元的第一基板上。
19.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述传输控制器中的晶体管的背栅被设定为与所述光电转换单元的所述低电位侧参考电位相同的电位电平的电位。
20.一种电子装置，包括：
成像装置，被配置为输出所捕获的图像数据；和
处理器，被配置为对所述图像数据执行预定信号处理；
其中，所述成像装置包括：
光电转换单元，包括多个光电转换元件，所述多个光电转换元件中的每个光电转换元件对入射光进行光电转换以产生电信号；
检测器，被配置为输出指示所述多个光电转换元件中的每一个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号；
像素信号生成单元，被配置为基于所述电信号生成像素信号；
传输控制器，被配置为执行将所述电信号传送到所述像素信号生成单元的控制；以及
模数转换器，被配置为将所述像素信号转换成数字信号，以及其中，所述光电转换单元的低电位侧参考电位、所述检测器的低电位侧参考电位、所述像素信号生成单元的低电位侧参考电位、所述模数转换器的低电位侧参考电位以及所述传输控制器的关断电位包括三个或更多具有不同电位电平的电位。
21.一种成像方法，包括：
使用多个光电转换元件对入射光进行光电转换以产生电信号的步骤；
输出指示所述多个光电转换元件中的每个光电转换元件的电信号的变化量是否超过预定阈值的检测信号的步骤；
传送所述电信号的步骤；
基于所传送的电信号生成像素信号的步骤；以及
将所述像素信号转换成数字信号的步骤；
其中，所述光电转换时的低电位侧参考电位、输出所述检测信号时的低电位侧参考电位、产生所述像素信号时的低电位侧参考电位、将所述像素信号转换成数字信号时的低电位侧参考电位以及传送所述电信号时的关断电位包括三个或更多具有不同电位电平的电位，并且
使用这些电位，执行生成电信号的步骤、输出检测信号的步骤、传送电信号的步骤、生成像素信号的步骤以及将检测信号转换成数字信号的步骤。
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