CN116057956A - 固态成像装置和成像装置 - Google Patents

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井本努
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Abstract

本发明使得即使在低照度下也能够获得动态范围。一种固态成像装置(200)，包括：多个检测像素(300)，每个检测像素输出入射光的亮度变化；检测电路(305)，其根据从每个检测像素输出的亮度变化来输出事件信号；以及第一公共线(3101)，将多个检测像素彼此连接，其中，每个检测像素包括：光电转换元件(311)；对数转换电路(312、313)，将从光电转换元件流出的光电流转换为与光电流的对数值对应的电压信号；第一电路(340)，基于从对数转换电路输出的电压信号输出入射在光电转换元件上的入射光的亮度变化；第一晶体管(317)，连接在光电转换元件和对数转换电路之间；以及第二晶体管(318)，连接在光电转换元件与第一共用线之间，以及检测电路包括第二电路(500)，第二电路(500)基于从每个检测像素输出的亮度变化来输出事件信号。

Description

固态成像装置和成像装置
技术领域
本公开涉及固态成像装置和成像装置。
背景技术
与成像装置等相关的常规技术已经使用同步固态成像装置，该同步固态成像装置与同步信号(诸如垂直同步信号)同步地捕获图像数据(帧)。这种典型的同步固态成像装置仅能够在每个同步信号周期(例如，1/60秒)获取图像数据，使得在与运输、机器人等相关的领域中需要时难以处理更快的处理。为了解决这个问题，已经提出了异步固态成像装置，其对于每个像素地址，检测像素的亮度的变化量超过阈值的事件作为地址事件(例如，参考专利文献1)。以这种方式检测每个像素的地址事件的固态成像设备也称为基于事件的视觉传感器(EVS)或动态视觉传感器(DVS)。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 5244587 B2
发明内容
技术问题
在上述异步固态成像器件中，构成地址事件检测电路的晶体管在亚阈值区域中操作，并且因此，低照度下的动态范围极大地取决于SN比，SN比是晶体管中的光电流(S)与热噪声(N)的比率。特别地，当伴随小型化和高分辨率的趋势执行时，像素微制造将引起每像素的光电流的减少，导致在低照度下SN比的劣化和较窄的动态范围。这可能引起诸如地址事件发生的灵敏度降低以及检测错误的增加的问题。
鉴于此，本公开提出了一种即使在低照度下也能够获得动态范围的固态成像装置和成像装置。
问题的解决方案
为了解决上述问题，根据本公开的一个方面的固态成像装置包括：多个检测像素，每个检测像素输出入射光的亮度变化；检测电路，基于从每个检测像素输出的亮度变化输出事件信号；以及第一共用线，将所述多个检测像素彼此连接，其中所述检测像素中的每个包括：光电转换元件；对数转换电路，将从所述光电转换元件流出的光电流转换为对应于所述光电流的对数值的电压信号；第一电路，基于从对数转换电路输出的电压信号输出入射在光电转换元件上的入射光的亮度变化；第一晶体管，连接在所述光电转换元件与所述对数转换电路之间；以及第二晶体管，连接在光电转换元件与第一共用线之间，并且检测电路包括第二电路，该第二电路基于从每个检测像素输出的亮度变化来输出事件信号。
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示例的框图。
图2是描绘了根据第一实施方式的固态成像装置的堆叠结构的示例的示图。
图3是根据第一实施方式的光接收芯片的平面图的示例。
图4是根据第一实施方式的检测芯片的平面图的示例。
图5是根据第一实施方式的地址事件检测部的平面图的示例。
图6是描述根据第一实施方式的对数响应部的配置示例的电路图。
图7是描绘了根据第一实施方式的对数响应部的另一配置示例的电路图。
图8是示出了根据第一实施方式的检测块的配置示例的框图。
图9是描绘了根据第一实施方式的微分器的配置示例的电路图。
图10是描述根据第一实施方式的比较部的配置示例的电路图。
图11是描绘了根据第一实施方式的微分器、选择器和比较器的配置示例的电路图。
图12是示出根据第一实施方式的行驱动电路的控制的示例的时序图。
图13是描绘了根据第一实施方式的检测像素和检测电路的配置示例的框图。
图14是描绘了根据第一实施方式的固态成像装置的操作的示例的流程图。
图15是示出根据本技术的第一实施方式的变形例的检测像素和检测电路的配置示例的框图。
图16是描绘本技术的第一实施方式的变形例中的行驱动电路的控制的示例的时序图。
图17是示出了根据第一实施方式的共享块的示意性配置示例的电路图。
图18是描绘了根据第一实施方式的共享块的布局示例的平面图。
图19是示出根据第一实施方式的在高分辨率模式和合并模式下的开关晶体管的示例性控制的时序图。
图20是描述根据第一实施方式的成像装置的操作示例的流程图。
图21是示出了根据第二实施方式的共享块的示意性配置示例的电路图。
图22是描绘了根据第二实施方式的共享块的布局示例的平面图。
图23是示出根据第二实施方式的在高分辨率模式和合并模式下的开关晶体管的示例性控制的时序图。
图24是描绘根据第三实施方式的共享块的示意性配置示例的电路图。
图25是示出根据第三实施方式的高分辨率模式和合并模式下的开关晶体管的示例性控制的时序图。
图26是示出了根据第四实施方式的共享块的示意性配置示例的电路图。
图27是示出根据第四实施方式的变形例的共享块的示意性配置示例的电路图。
图28是示出根据第四实施方式的读出电路的示意性配置示例的电路图。
图29是根据第四实施方式的检测芯片的平面图的示例。
图30是示出了根据第四实施方式的切换目标检测模式和灰度图像读出模式的执行的操作示例的流程图。
图31是示出了根据第五实施方式的共享块的示意性配置示例的电路图。
图32是示出了根据第五实施方式的变形例的共享块的示意性配置示例的电路图。
图33是根据第六实施方式的检测芯片的平面图的示例。
图34是示出了车辆控制系统的示意性配置的示例的框图。
图35是辅助说明车辆外部信息检测单元和成像部的安装位置的示例的图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本公开的实施方式。在下述实施方式的每个中，相同的部件由相同的参考符号表示，并且将省略重复描述。
将按照以下顺序描述本公开。
1.第一实施方式
1.1成像装置的配置示例
1.2固态成像装置的配置示例
1.3对数响应部的配置示例
1.3.1对数响应部的变形例
1.4检测块的配置示例
1.4.1微分器、选择器以及比较器的配置示例
1.5行驱动电路的控制示例
1.6检测像素和检测电路的配置示例
1.6.1固态成像装置的操作示例
1.7检测像素和检测电路的变形例
1.7.1根据变形例的行驱动电路的控制示例
1.8共享块的配置示例
1.9共享块的布局示例
1.10操作示例
1.10.1时序图
1.10.2流程图
1.11作用和效果
2.第二实施方式
2.1共享块的配置示例
2.2共享块的布局示例
2.3操作示例(时序图)
2.4作用和效果
3.第三实施方式
3.1共享块的配置示例
3.2操作示例(时序图)
3.3作用和效果
4.第四实施方式
4.1共享块的配置示例
4.1.1共享块的变形例
4.2读出电路的配置示例
4.3检测芯片的配置示例
4.4操作示例
4.5作用和效果
5.第五实施方式
5.1共享块的配置示例
5.1.1共享块的变形例
5.2操作示例
6.第六实施方式
7.应用于移动物体的示例
1.第一实施方式
首先，将参考附图详细描述第一实施方式。
1.1成像装置的配置示例
图1是示出根据本公开的第一实施方式的成像装置100的配置示例的框图。成像装置100包括光学部110、固态成像装置200、记录部120和控制部130。假设成像装置100的示例包括诸如安装在工业机器人上的照相机和车载照相机的装置。
光学部110会聚入射光并且将所会聚的光引导至固态成像装置200。固态成像装置200光电转换入射光以产生图像数据。固态成像装置200对生成的图像数据执行预定信号处理(诸如，图像识别处理)，并且通过信号线209将处理的数据输出至记录部120。
例如，记录部120包括诸如闪存的装置，并且记录从固态成像装置200输出的数据和从控制部130输出的数据。
例如，控制部130包括诸如应用处理器的信息处理装置，并且控制固态成像装置200输出图像数据。
1.2固态成像装置的配置示例
(层叠结构的示例)
图2是描述根据本实施方式的固态成像装置200的堆叠结构的示例的示图。固态成像装置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。这些芯片通过诸如过孔的连接部分彼此电连接。除了通孔之外，Cu-Cu接合或凸块可用于连接。例如，光接收芯片201可以是权利要求中的第一芯片的示例，并且检测芯片202可以是权利要求中的第二芯片的示例。
(光接收芯片的布局示例)
图3是根据本实施方式的光接收芯片201的平面图的示例。光接收芯片201包括光接收部220和通孔布置部211、212和213。
通孔布置部211、212和213是布置连接至检测芯片202的通孔的部分。光接收部220是其中多个共享块221以二维格状图案布置的位置。
在每个共享块221中，布置一个或多个对数响应部310。例如，对于每个共享块221，以2行×2列模式布置四个对数响应部310。这四个对数响应部310共享检测芯片202上的电路。以下将描述共享电路的细节。共享块221中的对数响应部310的数目不限于四个。此外，在每个对数响应部310中除光电转换元件311以外的电路配置的一部分或全部可以布置在检测芯片202侧。
对数响应部310将从光电转换元件311流出的光电流转换为对应于光电流的对数值的电压信号。包括行地址和列地址的像素地址被分配给每个对数响应部310。应注意，例如，本公开中的像素可具有基于下面将描述的光电转换元件311的配置，并且本实施方式中的像素可具有与下面将描述的检测像素300对应的配置。
(检测芯片的布局示例)
图4是根据本实施方式的检测芯片202的平面图的示例。检测芯片202包括通孔配置部231、232和233、信号处理电路240、行驱动电路251、列驱动电路252和地址事件检测部260。通孔布置部231、232和233是布置连接至光接收芯片201的通孔的部分。
地址事件检测部260检测每个对数响应部310的地址事件的存在或不存在，并且生成指示检测结果的检测信号。
行驱动电路251选择行地址并且使地址事件检测部260输出与行地址对应的检测信号。
列驱动电路252选择列地址并且使地址事件检测部260输出与列地址对应的检测信号。
信号处理电路240对从地址事件检测部260输出的检测信号执行预定信号处理。信号处理电路240将检测信号作为像素信号布置为二维格状图案，并且为每个像素生成具有2位信息的图像数据。信号处理电路240然后对图像数据执行诸如图像识别处理等的信号处理。
(检测芯片的布局示例)
图5是根据本实施方式的地址事件检测部260的平面图的示例。地址事件检测部260是其中布置了多个检测块320的部。在光接收芯片201上为每个共享块221布置检测块320。在共享块221的数量是N(N是整数)的情况下，布置N个检测块320。每个检测块320连接到对应的共享块221。
1.3对数响应部的配置示例
图6是描述根据本实施方式的对数响应部的基本配置示例的电路图。对数响应部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，两个nMOS晶体管312和313例如构成将从光电转换元件311流出的光电流转换为与光电流的对数值对应的电压信号的对数转换电路。此外，pMOS晶体管314作为对数转换电路的负载MOS晶体管来操作。注意，例如，光电转换元件311和nMOS晶体管312和313可被布置在光接收芯片201上，而pMOS晶体管314可被布置在检测芯片202上。
关于nMOS晶体管312，其源极连接到光电转换元件311的阴极，而其漏极连接到电源端子。pMOS晶体管314和nMOS晶体管313在电源端子和接地端子之间串联连接。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的输入端子。此外，预定的偏置电压V偏差1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极跟随器。以环形连接的两个源极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供给恒定电流。
此外，光接收芯片201的地和检测芯片202的地彼此隔离以用于对抗干扰的防范。
1.3.1对数响应部的变形例
尽管图6是源跟随器类型对数响应部310的配置的示例，但是该部的配置不限于这种示例。图7是描述根据本实施方式的变形例的对数响应部的基本配置示例的电路图。如图7所示，例如，对数响应部310A具有被称为增益升压型电路配置的配置，相对于图6所示的源极跟随器型电路配置，包括串联连接在nMOS晶体管312和电源线之间的附加nMOS晶体管315以及串联连接在nMOS晶体管313和pMOS晶体管314之间的附加nMOS晶体管316。四个nMOS晶体管312、313、315和316例如构成将从光电转换元件311流出的光电流转换为与光电流的对数值对应的电压信号的对数转换电路。
以这种方式，即使使用增益升压型对数响应部310A，也可以将来自光电转换元件311的光电流转换为对应于电荷量的对数值的电压信号。
1.4检测块的配置示例
图8是示出根据本实施方式的检测块320的配置示例的框图。检测块320包括多个缓冲器330、多个微分器340、选择部400、比较部500和传输电路360。缓冲器330和微分器340被布置为用于共享块221中的每个对数响应部310。例如，当共享块221中的对数响应部310的数量是四个时，布置四个缓冲器330和四个微分器340。
缓冲器330将来自相应的对数响应部310的电压信号输出至微分器340。缓冲器330可以改善用于驱动后续级的驱动力。此外，缓冲器330可确保与后续阶段中的切换操作相关联的噪声的隔离。
微分器340获得电压信号的变化量，即，入射在光电转换元件311上的光的亮度变化作为微分信号。微分器340通过缓冲器330从相应的对数响应部310接收电压信号，并且通过微分获得电压信号的变化量。随后，微分器340将微分信号供应至选择部400。检测块320中的第m(m是1至M的整数)个微分信号Sin被定义为Sinm。微分器340可对应于(例如)权利要求中的第一电路。
选择部400根据来自行驱动电路251的选择信号来选择M个微分信号中的一个。选择部400包括选择器410和420。
M个微分信号Sin被输入到选择器410。选择器410根据选择信号选择这些微分信号Sin中的一个，并且将所选择的微分信号Sin作为Sout+供应至比较部500。M个微分信号Sin也被输入到选择器420。选择器420根据选择信号选择这些微分信号Sin中的一个，并且将所选择的微分信号Sin提供给比较部500作为Sout-。
比较部500将由选择部400选择的微分信号(即，变化量)与预定阈值进行比较。比较部500将表示比较结果的信号作为检测信号提供至传输电路360。例如，比较部500可对应于权利要求中的第二电路。
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。
(微分器的配置示例)
图9是示出根据本实施方式的微分器340的配置示例的电路图。微分器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的输出端子，另一端连接到反相器342的输入端子。电容器343并联连接到反相器342。开关344根据行驱动信号打开和关闭连接电容器343的端部的路径。
反相器342将通过电容器341输入的电压信号反相。反相器342将经反相信号输出至选择部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，使得相对侧成为虚拟接地端子。为了方便起见，假设虚拟接地端子的电位为零。此时，当电容器341的电容为Cl时，电容器341中累积的电位Qinit由下面的公式(1)表示。另一方面，由于电容器343的两端短路，因此蓄积的电荷为0。
Qinit＝C1×Vinit(1)
接着，假设开关344断开，电容器341的缓冲器330侧的电压变成电压Vafter，电容器341中蓄积的电荷Qafter用下式(2)表示。
Qafter＝C1×Vafter(2)
另一方面，当输出电压为Vout时，电容器343中积聚的电荷Q2由以下公式(3)表示。
Q2＝-C2×Vout(3)
此时，由于电容器341和343的总电荷量不改变，因此下面的公式(4)成立。
Qinit＝Qafter+Q2(4)
当式(1)至式(3)取代为式(4)时，结果可以转换为下式(5)。
Vout＝-(C1/C2)×(Vafter-Vinit)(5)
公式(5)表示电压信号的减法运算，其中，减法结果的增益为C1/C2。由于最大增益在通常情况下是期望的，因此优选地将C1设计为大并且将C2设计为小。另一方面，过小的C2将增加kTC噪声并且导致噪声特性的劣化。因此，C2的容量减小限于噪声容许范围。此外，因为为每个像素设置微分器340，所以电容C1和C2具有面积限制。考虑到这些，例如，C1被设置为20至200飞托法(fF)的值，并且C2被设置为1至20飞托法(fF)的值。
(比较部的配置示例)
图10是示出根据本实施方式的比较部500的配置示例的电路图。比较部500包括比较器510和520。
比较器510将来自选择器410的微分信号Sout+与预定的上阈值Vrefp进行比较。比较器510将比较结果提供至传输电路360作为检测信号DET+。检测信号DET+表示存在或不存在接通事件。这里，开启事件表示亮度的变化量超过预定的上阈值的事件。
比较器520将来自选择器420的微分信号Sout-与低于上阈值Vrefp的下阈值Vrefn进行比较。比较器520将比较结果提供至传输电路360作为检测信号DET-。检测信号DET-指示断开事件的存在或不存在。这里，关闭事件表示亮度的变化量小于预定的下阈值的事件。应注意，尽管比较部500检测接通事件和断开事件两者的存在或不存在，但是也可仅检测接通事件和断开事件中的一个。
应注意，例如，比较器510可以是权利要求中所描述的第一比较器的示例，并且比较器520可以是权利要求中所描述的第二比较器的示例。例如，上限阈值可以是在权利要求中描述的第一阈值的示例，并且下限阈值可以是在权利要求中描述的第二阈值的示例。
1.4.1微分器、选择器以及比较器的配置示例
图11是描述根据本实施方式的检测块320中的微分器340、选择器410以及比较器510的配置示例的电路图。
微分器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以pMOS晶体管345为电源侧，在电源端子和接地端子之间串联连接。电容器341插入在pMOS晶体管345/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341和pMOS晶体管345并联连接在连接pMOS晶体管346和nMOS晶体管347的连接点与电容器343之间。pMOS晶体管346用作开关344。
此外，选择器410设置有多个pMOS晶体管411。为每个微分器340布置pMOS晶体管411。
pMOS晶体管411插入在相应的微分器340和比较器510之间。此外，选择信号SEL被单独输入到pMOS晶体管411的每个栅极。第mpMOS晶体管411的选择信号SEL称为SELm。通过这些选择信号SEL，行驱动电路251可以控制导通M个pMOS晶体管411中的一个并且截止其余的另一个。此外，微分信号Sout+通过接通状态下的pMOS晶体管411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串联连接在电源端子和接地端子之间。此外，微分信号Sout+被输入到pMOS晶体管511的栅极，而上阈值Vrefp的电压被输入到nMOS晶体管512的栅极。检测信号DET+从pMOS晶体管511和nMOS晶体管512的连接点输出。注意，比较器520的电路配置与比较器510的电路配置相似。
应注意，微分器340、选择器410和比较器510的电路配置不限于图11中描述的示例，只要它们具有参考图8描述的功能即可。例如，nMOS晶体管和pMOS晶体管是可互换的。
1.5行驱动电路的控制示例
图12是示出根据本实施方式的行驱动电路251的控制的示例的时序图。在时刻T0，行驱动电路251通过行驱动信号L1选择第一行，并且驱动所选行的微分器340。行驱动信号L1对第一行的微分器340中的电容器343进行初始化。此外，行驱动电路251在某个时间段上通过选择信号SEL1选择共享块221中的2行×2列模式的左上方，并且驱动选择部400。通过该驱动器，在第一行的奇数列中检测地址事件的存在或不存在。
接下来，在时刻T1，行驱动电路251通过行驱动信号L1再次驱动第一行的微分器340。此外，行驱动电路251通过选择信号SEL2在一定时间段内选择共享块221中的2行×2列图案的右上方。因而，在第一行的偶数列中检测地址事件的存在或不存在。
在时刻T2，行驱动电路251通过行驱动信号L2驱动第二行中的微分器340。行驱动信号L2初始化第二行中的微分器340中的电容器343。此外，行驱动电路251在一定时间段内通过选择信号SEL3选择共享块221中的2行×2列图案的左下方。通过该驱动器，在第二行的奇数列中检测地址事件的存在或不存在。
随后，在时刻T3，行驱动电路251通过行驱动信号L2再次驱动第二行中的微分器340。此外，行驱动电路251通过选择信号SEL4在一定时间段内选择共享块221中的2行×2列图案的右下方。因而，在第二行的偶数列中检测地址事件的存在或不存在。
此后，类似地，行驱动电路251顺次选择布置对数响应部310的行，并且通过行驱动信号驱动所选择的行。此外，每当选择了行时，行驱动电路251通过选择信号依次选择所选行的共享块221中的每个检测像素300。例如，在2行×2列图案的检测像素300布置在共享块221中的情况下，每次选择行时，依次选择该行中的奇数列和偶数列。
应注意，行驱动电路251还可顺次选择其中布置共享块221的行(换言之，具有对数响应部310的两行)。在这种情况下，每次选择一行时，依次选择该行的共享块221中的四个检测像素。
1.6检测像素和检测电路的配置示例
图13是示出根据本实施方式的检测像素300和检测电路305的配置示例的框图。在由共享块221中的多个对数响应部310共享的检测块320中，包括选择部400、比较部500和传输电路360的电路被定义为检测电路305。此外，包括对数响应部310、缓冲器330、以及微分器340的电路被定义为检测像素300。如图所示，检测电路305由多个检测像素300共享。
共用检测电路305的多个检测像素300的每产生与光电流的对数值对应的电压信号。随后，检测像素300中的每个根据行驱动信号将指示电压信号的变化量的微分信号Sin输出至检测电路305。在每个检测像素300中，由对数响应部310生成对应于对数值的电压信号，而由微分器340生成微分信号。
诸如选择信号SEL1和SEL2之类的选择信号被共同输入到检测电路305中的选择器410和420。检测电路305从多个检测像素300中选择选择信号所指示的检测像素的微分信号(即，变化量)，并检测变化量是否超过预定阈值。检测电路305然后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，通过选择部400选择微分信号，并且通过比较部500进行与阈值的比较。此外，检测信号由传输电路360传输。
这里，在典型的DVS中，比较部500和传输电路360与对数响应部310、缓冲器330和微分器340一起为每个检测像素布置。相反，在包括比较部500和传输电路360的检测电路305由多个检测像素300共享的上述配置中，与检测电路不被共享的情况相比，可以减小固态成像装置200的电路规模。这有助于像素的微制造。
当特别地采用堆叠结构时，使用没有共用检测电路305的传统配置将导致与光接收芯片201相比，检测芯片202的电路规模更大。根据该结构，由于检测芯片202上的电路限制像素的密度，因此难以实现像素的微细加工。然而，通过使用其中多个检测像素300共享检测电路305的配置，可以减小检测芯片202的电路规模，便于像素的微细制造。
虽然对于每个检测像素300布置缓冲器330，但是配置不限于该配置，并且还可以省略缓冲器330。
此外，尽管对数响应部310的光电转换元件311和nMOS晶体管312和313被布置在光接收芯片201上，并且pMOS晶体管314和随后的晶体管被布置在检测芯片202上，但是配置不限于该示例。例如，光电转换元件311可以单独布置在光接收芯片201上，并且其他装置可以布置在检测芯片202上。可替代地，对数响应部310可单独布置在光接收芯片201上，并且缓冲器330和后续装置可布置在检测芯片202上。仍然可替代地，对数响应部310和缓冲器330可以布置在光接收芯片201上，而微分器340和随后的装置可以布置在检测芯片202上。此外，对数响应部310、缓冲器330、以及微分器340可被布置在光接收芯片201上，并且检测电路305以及随后的电路可被布置在检测芯片202上。可替代地，直至选择部400的部分可以布置在光接收芯片201上，而比较部500和随后的组件可以布置在检测芯片202上。
1.6.1固态成像装置的操作示例
图14是描述根据本实施方式的固态成像装置200的操作的示例的流程图。例如，在用于检测地址事件的存在或不存在的预定应用的执行的定时开始操作。
行驱动电路251选择行之一(步骤S901)。行驱动电路251选择并驱动所选行中的每个共享块221中的检测像素300中的一个(步骤S902)。检测电路305检测所选择的检测像素300中是否存在地址事件(步骤S903)。在步骤S903之后，固态成像装置200重复地执行步骤S901和后续步骤。
以这种方式，本实施方式具有这样的配置，其中检测地址事件的存在或不存在的检测电路305被多个检测像素300共享，使得与检测电路305不被共享的情况相比可以减小电路规模。这有助于检测像素300的微制造。
1.7检测像素和检测电路的变形例
在上述第一实施方式中，固态成像装置200逐一选择检测像素300，并且同时检测检测像素的开启事件和关闭事件。可替代地，固态成像装置200还可选择两个检测像素，检测其中一个检测像素的开启事件，并检测另一个检测像素的关闭事件。根据第一实施方式的变形例的固态成像装置200与第一实施方式的不同之处在于，对于两个检测像素中的一个检测开启事件并且对于另一个检测像素检测关闭事件。
图15是示出根据本实施方式的变形例的检测像素300和检测电路305的配置示例的框图。根据第一实施方式的变形例的检测电路305与第一实施方式的检测电路305的不同之处在于，诸如选择信号SEL1p或选择信号SEL2p被输入到选择器410，而诸如选择信号SEL1n或选择信号SEL2n被输入到选择器420。在第一实施方式的变形例中，选择两个检测像素300，并且选择器410根据选择信号SEL1p、SEL2p等选择一个微分信号。同时，选择器420根据选择信号SEL1n、SEL2n等选择另一微分信号。
1.7.1根据变形例的行驱动电路的控制示例
图16是描绘本实施方式的变形例中的行驱动电路251的控制的示例的时序图。在时刻T0至T2处，假设选择了两个像素，即，输出微分信号Sin1的检测像素300和输出微分信号Sin2的检测像素300。在时刻T0至T1，行驱动电路251将选择信号SEL1p和SEL2n设定为高电平，将选择信号SEL2p和SEL1n设定为低电平。利用这种设置，针对与微分信号Sin1相对应的像素检测接通事件，并且针对与微分信号Sin2相对应的像素检测断开事件。
接着，在时刻T1至T2，行驱动电路251将选择信号SEL1p和SEL2n设定为低电平，将选择信号SEL2p和SEL1n设定为高电平。利用这种设置，针对与微分信号Sin2相对应的像素检测接通事件，并且针对与微分信号Sin1相对应的像素检测断开事件。
以这种方式，根据本实施方式的变形例，由于对于两个检测像素中的一个检测接通事件并且对于另一个检测像素检测断开事件，所以可以在空间上同时并行地检测接通事件和断开事件。
1.8共享块的配置示例
接下来，下面将参考附图详细描述上述描述中的每个共享块221的更具体的配置示例。例如，以下描述使用图7中所示的增益升压型对数响应部310A作为对数响应部310。然而，该配置不限于该示例，并且可允许使用根据光电流的对数值生成电压信号的各种电路，例如，诸如图6中所示的源极跟随器类型对数响应部310。此外，以下描述使用其中一个共享块221包括2行×2列模式的总共四个对数响应部310A的示例性情况。然而，配置不限于该示例，并且每个共享块221可以包括一个或两个或更多个对数响应部310A。
图17是描述根据本实施方式的共享块的示意性配置示例的电路图。如图17所示，每个共享块221包括四个对数响应部310A1至310A4。对数响应部310A1至310A4中的每个(在下文中，当对数响应部310A1至310A4没有彼此区分时，称为对数响应部310An)具有其中两个开关晶体管317和318已被添加到图6中描述的对数响应部310A的基本配置的配置。两个开关晶体管317和318中的每个可以是nMOS晶体管或pMOS晶体管。例如，开关晶体管317可以是权利要求中的第一晶体管的示例，并且开关晶体管318可以是权利要求中的第二晶体管的示例。
开关晶体管317例如连接在光电转换元件311的阴极、nMOS晶体管312的漏极和nMOS晶体管313的栅极之间，并控制从光电转换元件311流入对数转换电路的光电流的流入。
开关晶体管318连接在例如光电转换元件311的阴极和共用线3101之间。共用线3101通过开关晶体管318与包括在相同共享块221中的所有对数响应部310An中的光电转换元件311的阴极连接。例如，共用线3101可为权利要求中的第一共同线的示例。
在上述配置中，通过接通包括在共享块221中的对数响应部310An之中的两个或更多个对数响应部310An中的开关晶体管318，接通两个或更多个对数响应部310An之中的对数响应部310An(称为对数响应部310A1)的开关晶体管317，并且截止其他对数响应部310An的开关晶体管317，可以允许流出对数响应部310A1的光电转换元件311的光电流和流出开关晶体管317已经截止的对数响应部310An的光电转换元件311的光电流集中流入对数响应部310A1的对数转换电路。即，可以将流出开关晶体管317截止并且开关晶体管318导通的对数响应部310An的光电转换元件311的光电流收集至开关晶体管317和318都导通的对数响应部310An的对数转换电路。
以这种方式，通过采用可以将从多个光电转换元件311流出的光电流聚集成一个对数转换电路的配置，可以获得更大的光电流量，导致光电流检测中的动态范围扩大。这使得即使在诸如低照度的条件下也可以获得足够宽的动态范围。
另一方面，在能够获得足够的照度的情况下，通过在所有或必要且足够数量的对数响应部310An中截止开关晶体管318并且导通开关晶体管317，可以允许所有或必要且足够数量的对数响应部310An作为一个地址事件检测像素操作，导致实现高分辨率的地址事件的检测、操作功率的降低等。
1.9共享块的布局示例
接下来，将描述在图17中描述的共享块221的布局示例。图18是描述根据本实施方式的共享块的布局示例的平面图。为了便于说明，图18描述了在其上形成光电转换元件311的半导体基板的元件形成表面侧上的示意性布局示例以及在基板的元件形成表面上形成的布线层的一部分的示意性布局示例。此外，为了清楚起见，图18通过栅电极的位置描绘了nMOS晶体管312、313、315和316以及开关晶体管317和318的布置。图18通过粗箭头进一步示出在下文描述的合并模式中形成的电流路径的轮廓。
这里，在本实施方式中，存在对一个像素的至少两个定义。在一个定义中，像素是在光接收部220的设计中以重复图案形成的布局上的像素，并且在另一个定义中，像素是在作为一个检测像素300操作的电路上的像素。电路上的每个像素包括一个对数响应部310An。在以下描述中，布局上的像素被称为布局像素，电路上的像素被称为电路像素。此外，由于布置在光接收部220中的检测像素300的配置是对数响应部310An的全部或一部分，因此，此处，将对数响应部310An描述为电路像素。
(布局像素)
如图18所示，其中一个布局像素10布置在光接收芯片201中的像素区域由在行方向和列方向上延伸的像素隔离部12分割。每个布局像素10包括：基本上布置在中心处的光电转换元件311；多个nMOS晶体管312、313、315和316，沿像素区域的外周部分布置，换言之，布置成从至少两个方向(图18中的三个方向)围绕光电转换元件311；开关晶体管317和318；以及触点314c，用于与设置在检测芯片202侧的pMOS晶体管314形成连接。
在图18所示的布局示例中，例如，在图17所示的每个对数响应部310An中，左列中的nMOS晶体管312和315被布置在光电转换元件311的左侧，并且右列中的nMOS晶体管313和316被布置在光电转换元件311的右侧。此外，例如，两个开关晶体管317和318布置在光电转换元件311的上侧或下侧。这样，通过采用光电转换元件311夹在两个nMOS晶体管之间的高度对称的布局，可以提高制造时的工艺精度和成品率。
此外，例如，两个开关晶体管317和318布置在奇数行中的光电转换元件311的下侧，并且布置在偶数行中的光电转换元件311的上侧。即，偶数行中的布局像素10具有通过垂直反转奇数行中的布局像素10而获得的布局。通过采用这种布局，一个布局像素10的模式可以用于所有布局像素10，使得可以便于光接收部220的布局设计。
此外，通过将布局像素10布置在其中奇数行和偶数行被垂直反转的布局中，构成共享块221的对数响应部310An的开关晶体管317和318可以彼此靠近，使得可以实现共用线3101的布局设计的便利、共用线3101的布线长度的减小等。
(电路像素)
另一方面，在该电路上，特定布局像素10中的光电转换元件311、布置在光电转换元件311的左侧的两个nMOS晶体管312和315、以及布置在光电转换元件311的右侧的两个nMOS晶体管313和316在与左侧的布局像素10相邻的布局像素10中构成一个电路像素(这里，对数响应部310An)。即，在布局上的电路像素(在此，对数响应部310An)中，包括四个nMOS晶体管312、313、315和316的对数转换电路被配置为跨像素隔离部12布置。
通过以这种方式在相邻布局像素10之间的对数响应部310An中的对数转换电路的这种配置，可以减小对数转换电路的布线长度，即，连接构成对数转换电路的nMOS晶体管312、313、315和316的布线长度，同时保持布局像素10的对称性。这使得可以减小由构成对数转换电路的布线形成的时间常数，导致对数转换电路的响应速度提高。
1.10操作示例
接下来，将描述根据本实施方式的成像装置100的操作示例。如上所述，在本实施方式中，通过控制开关晶体管317和318的开/关，可以在两种模式之间切换，即，一个对数响应部310(其可以是对数响应部310A)作为一个像素操作的模式(在下文中，称为高分辨率模式)和共享块221中的两个或更多个对数响应部310作为一个像素操作的模式(在下文中，称为合并模式)。此外，还可以实现一些共享块221在高分辨率模式下被驱动并且其余共享块221在合并模式下被驱动的模式(在下文中，称为ROI模式)。例如，合并模式和ROI模式可以是权利要求中的第一模式的示例，高分辨率模式可以是权利要求中的第二模式的示例。分格模式可以是权利要求中的第三模式的示例，并且ROI模式可以是权利要求中的第四模式的示例。
1.10.1时序图
图19是示出根据本实施方式的高分辨率模式和合并模式下的开关晶体管的示例性控制的时序图。如图19所示，在部分T10至T11所示的高分辨率模式下，在每个对数响应部310A1至310A4中，开关晶体管317导通，并且开关晶体管318截止。这导致形成从每个对数响应部310A1至310A4的光电转换元件311流出的光电流流入其自身的对数转换电路的电流路径。
相反，在部分T11至T12所示的合并模式中，对数响应部310A1的开关晶体管317和318均导通。另一方面，在对数响应部310A2至310A4中，开关晶体管317截止，而开关晶体管318导通。这导致形成从每个对数响应部310A1至310A4的光电转换元件311流出的光电流流入对数响应部310A1的对数转换电路的电流路径。
1.10.2流程图
接下来，将描述成像装置100的操作示例。图20是表示本实施方式的成像装置的操作示例的流程图，是表示对所有像素以合并模式操作的模式(以下称为全像素组合模式)、对所有像素以高分辨率模式操作的模式(以下称为全像素高分辨率模式)以及ROI模式进行切换的操作示例的流程图。本描述将描述其中成像装置100中的控制部130(参考图1)控制固态成像装置200的操作模式的示例性情况。然而，操作模式的控制不限于该示例，并且固态成像装置200中的信号处理电路240可被配置为控制操作模式。此外，图20中描述的操作可以通过例如关于控制部130或固态成像装置200的中断操作等终止。
如图20所示，在本操作中，在激活之后，控制部130例如将固态成像装置200的操作模式设置为全像素组合模式(步骤S101)。在全像素组合模式下，如上所述，在组合模式下驱动光接收部220的所有共享块221。在这种情况下，例如，在图17中所示的示例中，每个共享块221中的所有对数响应部310A1至310A4的开关晶体管317导通，对数响应部310A1的开关晶体管318导通，并且对数响应部310A2至310A4的开关晶体管318截止。这导致形成从所有对数响应部310A1至310A4的光电转换元件311流出的光电流流入对数响应部310A1的对数转换电路的电流路径。
接着，控制部130判断是否在全像素组合模式下检测到被摄体(步骤S102)，继续进行全像素组合模式，直到检测到被摄体为止(步骤S102为“否”)。例如，可以基于诸如在任何共享块中是否已经检测到地址事件(接通事件和/或断开事件)、或者其中已经检测到地址事件的区域是否具有一定程度的面积或像素数目(例如，预设阈值或更多)的条件来执行对象检测确定。对象的检测不需要在一个帧中确定，并且可以在若干连续帧中确定。注意，一个帧可以是例如包括在预定时间段内已经在其上检测到地址事件的像素的地址信息(其可以包括时间戳)的图像数据。此外，可以通过诸如图像数据上的对象识别等处理来执行对象的检测。
当已经检测到对象时(在步骤S102中为是)，控制部130确定例如所检测的对象是否是宽范围的对象、所检测的对象是否是多个对象等(步骤S103)。应注意，例如，宽范围可以是相对于光接收部220占据预定比率(例如，面积的20％或像素数量等)以上的范围。
当检测到的对象不是宽范围的对象时(在步骤S103中为“否”)，例如，控制部130将固态成像装置200的操作模式设定为ROI模式(步骤S104)。ROI模式是例如以高分辨率模式驱动包含光接收部220中检测到被摄体的区域的一部分区域、以组合模式驱动其他区域的模式。
接下来，控制部130确定是否已经检测到对象(步骤S105)。在未检测到被摄体的情况下(步骤S105为“否”)，控制部130使处理返回到步骤S101，重新开始对固体成像装置200设定全像素组合模式。当已经检测到对象时(在步骤S105中为是)，控制部130例如类似于步骤S103确定检测到的对象是否是宽范围的对象、检测到的对象是否是多个对象等(步骤S106)。当检测到的对象不是宽范围的对象时(在步骤S106中为“否”)，控制部130将处理返回至步骤S105以继续ROI模式。
当在步骤S103或步骤S106中检测到宽范围的对象时(在步骤S103/S106中“是”)，例如，控制部130将固态成像装置200的操作模式设定为全像素高分辨率模式(步骤S107)。如上所述，全像素高分辨率模式是以高分辨率模式驱动光接收部220的所有共享块221的模式。在这种情况下，例如，在图17中所示的示例中，每个共享块221中的所有对数响应部310A1至310A4的开关晶体管317截止，并且开关晶体管318导通。这导致形成从每个对数响应部310A1至310A4的光电转换元件311流出的光电流流入其自身的对数转换电路的单独的电流路径。
接下来，控制部130确定是否已经检测到对象(步骤S108)。在未检测到被摄体的情况下(步骤S108为“否”)，控制部130使处理返回到步骤S101，重新开始对固体成像装置200设定全像素组合模式。当已经检测到对象时(步骤S108中的“是”)，类似于步骤S103，控制部130确定例如所检测的对象是否是宽范围的对象、所检测的对象是否是多个对象等(步骤S109)。当检测到的对象是宽范围的对象时(步骤S109中的“是”)，控制部130将处理返回至步骤S108以继续全像素高分辨率模式。相反，当检测的对象不是宽范围的对象或多个对象时(步骤S109中的否)，控制部130进行至步骤S104，将固态成像装置200的操作模式设定为ROI模式并且执行后续操作。
1.11作用和效果
如上所述，根据本实施方式，通过将从多个光电转换元件311流出的光电流聚集成一个对数转换电路的结构，可以获得更大的光电流量，使得能够扩大光电流检测中的动态范围。这使得即使在诸如低照度的条件下也可以获得足够宽的动态范围。
另一方面，在能够获得足够的照度的情况下，通过在所有或必要且足够数量的对数响应部310An中截止开关晶体管318并且导通开关晶体管317，可以允许所有或必要且足够数量的对数响应部310An作为一个地址事件检测像素操作，导致实现高分辨率的地址事件的检测、操作功率的降低等。
进一步，在分格模式中，恒定地导通共享对数响应部310An(例如，共享块221中的所有对数响应部310An)的开关晶体管318将允许从每个对数响应部310A2至310An到对数响应部310A1的对数转换电路的电流路径的恒定形成。这使得可以通过多个检测像素300共享一个对数转换电路，而不包括诸如浮动扩散区域的电荷存储部，如CMOS图像传感器的情况。
2.第二实施方式
接下来，将参考附图详细描述第二实施方式。在本实施方式中，将通过示例描述在第一实施方式中参照图17描述的共享块221的另一种配置。
在第一实施方式中，如参考图17和图18所描述的，流出对数响应部310A2至310A4的光电转换元件311的光电流(其中，开关晶体管318在组合模式下截止)流动通过共用线3101，然后通过对数响应部310A1的开关晶体管317、光电转换元件311的阴极，并且通过开关晶体管318，以便流入对数响应部310A1的对数转换电路。因此，在第一实施方式中，需要实现从对数响应部310A1的开关晶体管317穿过光电转换元件311的阴极直至开关晶体管318的电位设计，使得从对数响应部310A2至310A4的光电转换元件311流出的光电流平稳地流入对数响应部310A1的对数转换电路。因而，在第二实施方式中，将用示例描述能够大大放宽对可能设计的限制的共享块。
根据本实施方式的成像设备和固态成像设备的配置和操作可以类似于根据上述第一实施方式的成像设备100和固态成像设备200的配置和操作，并且因此，在此处将省略详细描述。然而，在本实施方式中，根据第一实施方式的共享块221用以下描述的共享块621替换。
2.1共享块的配置示例
图21是描述根据本实施方式的共享块的示意性配置示例的电路图。以下示例的对数响应部310Bn是基于图7中示例的增益升压型对数响应部310A的对数响应部的示例。然而，配置不限于此，例如，还可允许具有基于生成对应于光电流的对数值的电压信号的各种电路的对数响应部310B，诸如在图6中举例说明的源极跟随器类型的对数响应部310。进一步地，以下描述使用一个共享块621包括2行×2列模式中的总共四个对数响应部310Bn的示例性情况。然而，配置不限于该示例，并且每个共享块621可以包括一个或者两个或更多个对数响应部310Bn。
如图21所示，根据本实施方式的对数响应部310B1至310B4(在本说明书中，当不区分对数响应部310B1至310B4时，使用参考标号310Bn表示)均具有开关晶体管319被进一步加入类似于第一实施方式中参照图17描述的对数响应部310An的配置来配置。开关晶体管319例如与开关晶体管318的漏极连接，例如与开关晶体管317的漏极、nMOS晶体管312的源极、nMOS晶体管313的栅极连接。例如，开关晶体管319可以是权利要求中的第三晶体管的示例。此外，例如，将开关晶体管317的漏极、nMOS晶体管312的源极和nMOS晶体管313的栅极彼此连接的节点可以是权利要求中的第二节点的示例，而开关晶体管318的漏极可以是权利要求中的第二节点的示例。
2.2共享块的布局示例
接下来，将描述图21中描述的共享块621的布局示例。图22是描述根据本实施方式的共享块的布局示例的平面图。为了便于说明，图22描绘了其上形成光电转换元件311的半导体基板的元件形成表面侧上的示意性布局示例以及形成在基板的元件形成表面上的配线层的一部分的示意性布局示例。此外，为了清楚起见，图22示出了nMOS晶体管312、313、315和316以及开关晶体管317至319的栅电极位置的布置。图22通过粗箭头进一步示出在下文将描述的合并模式中形成的电流路径的轮廓。例如，nMOS晶体管312可以是权利要求中的第四晶体管的示例，nMOS晶体管313可以是权利要求中的第五晶体管的示例，nMOS晶体管315可以是权利要求中的第六晶体管的示例，并且nMOS晶体管316可以是权利要求中的第七晶体管的示例。
如图22中所示，根据本实施方式的每个布局像素20具有一种配置，其中开关晶体管319被添加到开关晶体管317的相同侧上，开关晶体管317相对于光电转换元件311设置，该配置类似于在第一实施方式中参考图18描述的布局像素10。通过采用这种布局，可以减少从共用线3101到开关晶体管319的布线。
2.3操作示例(时序图)
接下来，将描述对数响应部310Bn的操作示例。图23是示出根据本实施方式的高分辨率模式和合并模式中的开关晶体管的示例性控制的时序图。如图23所示，在部分T20至T21所示的高分辨率模式下，在每个对数响应部310B1至310B4中，开关晶体管317和319截止，并且开关晶体管318导通。这导致形成从每个对数响应部310B1至310B4的光电转换元件311流出的光电流流入其自身的对数转换电路的电流路径。
另一方面，在部分T21至T22所示的合并模式中，对数响应部310B1的开关晶体管317导通，开关晶体管318截止，开关晶体管319导通。另一方面，在对数响应部310B2至310B4中，开关晶体管317截止，开关晶体管318导通，并且开关晶体管319截止。这导致形成从每个对数响应部310B1至310B4的光电转换元件311流出的光电流流入对数响应部310B1的对数转换电路的电流路径。
2.4作用和效果
如上所述，根据本实施方式，在组合模式下，可以形成电流路径，在该电流路径中流过共用线3101的光电流通过对数响应部310B1的开关晶体管319流入对数响应部310B1的对数转换电路，而不通过对数响应部310B1的开关晶体管318、光电转换元件311的阴极、或开关晶体管317。这使得可以大大放宽对从开关晶体管318至开关晶体管317范围中的潜在设计的限制。
由于其他配置、操作和效果可类似于上述实施方式中的配置、操作和效果，因此这里将省略详细描述。
3.第三实施方式
接着，参照附图详细说明第3实施方式。在本实施方式中，将通过示例描述第一实施方式中参照图17描述的共享块221的又一配置。
根据本实施方式的成像设备和固态成像设备的配置和操作可以类似于根据上述第一实施方式的成像设备100和固态成像设备200的配置和操作，并且因此，在此处将省略详细描述。然而，在本实施方式中，根据第一实施方式的共享块221用以下描述的共享块721替换。
3.1共享块的配置示例
图24是描述根据本实施方式的共享块的示意性配置示例的电路图。以下示例的对数响应部310Cn是基于图7中示例的增益升压型对数响应部310A的对数响应部的示例。然而，配置不限于此，例如，还可允许基于产生对应于光电流的对数值的电压信号的各种电路具有对数响应部310B，诸如在图6中举例说明的源极跟随器类型对数响应部310。此外，以下描述使用其中一个共享块721包括2行×2列模式的总共四个对数响应部310Cn的示例性情况。然而，配置不限于该示例，并且每个共享块721可以包括一个或两个或更多个对数响应部310Cn。
如图24所示，根据本实施方式的对数响应部310C1至310C4(在本说明书中，当不区分对数响应部310C1至310C4时使用参考标号310Cn表示)各自具有从与第二实施方式中参考图21所描述的对数响应部310Bn相似的配置中省略开关晶体管319的配置。此外，在对数响应部310Cn中，开关晶体管317的漏极连接到nMOS晶体管312的源极，源极连接到nMOS晶体管313的栅极和光电转换元件311的阴极，并且开关晶体管318的漏极连接到开关晶体管317的源极、nMOS晶体管313的栅极和光电转换元件311的阴极。
3.2操作示例(时序图)
接下来，将描述对数响应部310Cn的操作示例。图25是示出根据本实施方式的高分辨率模式和合并模式下的开关晶体管的示例性控制的时序图。如图25所示，在部分T30至T31所示的高分辨率模式下，在每个对数响应部310C1至310B4中，开关晶体管317导通，并且开关晶体管318截止。这导致形成从每个对数响应部310C1至310C4的光电转换元件311流出的光电流流入其自身的对数转换电路的电流路径。
相反，在部分T31至T32中描述的合并模式中，对数响应部310C1的开关晶体管317和318均导通。另一方面，在对数响应部310C2到310C4中，开关晶体管317截止，而开关晶体管318导通。这导致形成从每个对数响应部310C1至310C4的光电转换元件311流出的光电流流入对数响应部310C1的对数转换电路的电流路径。
3.3作用和效果
如上所述，根据本实施方式，例如，与第二实施方式相比，由于可以省略开关晶体管319，因此可以减小对数响应部310Cn在像素区域中占据的面积。这使得可以增加光电转换元件311的光接收表面的面积，导致实现固态成像装置200的灵敏度改善和动态范围扩展。此外，省略开关晶体管319使得可以进一步减小驱动电流。
由于其他配置、操作和效果可类似于上述实施方式中的配置、操作和效果，因此这里将省略详细描述。
4.第四实施方式
以上实施方式是其中固态成像装置200输出包括指示每个像素的地址事件的存在或不存在的检测信号的帧数据(对应于图像数据)的示例性配置。相反，第四实施方式将用示例描述，关于其中固态成像装置200除了包括每个像素的检测信号的图像数据之外，还可输出包括根据每个像素的曝光量的像素信号的图像数据(在下文中，也称为灰度图像数据)的配置。
根据本实施方式的成像设备和固态成像设备的配置和操作可以类似于根据上述第一实施方式的成像设备100和固态成像设备200的配置和操作，并且因此，在此处将省略详细描述。然而，在本实施方式中，根据第一实施方式的共享块221被替换成下面将要描述的共享块821，并且检测芯片202被替换成下面将要描述的检测芯片802。
4.1共享块的配置示例
图26是示出了根据本实施方式的共享块的示意性配置示例的电路图。以下例示的共享块821基于图17中例示的共享块221。然而，配置不限于此，例如，共享块821可以基于根据第二实施方式的共享块621或者根据第三实施方式的共享块721。
如图26中所示，根据本实施方式的共享块821具有其中用于读取像素信号的读出电路370以类似于在第一实施方式中参考图17所描述的共享块221的配置连接至共用线3101的配置。
4.1.1共享块的变形例
此外，例如，根据本实施方式的共享块821还可基于在第二实施方式中参考图21所描述的共享块621来形成。同样在这种情况下，如图27中所示，共享块821具有类似于参考图21所描述的共享块621的配置，其中用于读取像素信号的读出电路370连接至共用线3101。
4.2读出电路的配置示例
图28是示出根据本实施方式的读出电路的示意性配置示例的电路图。如图28所示，根据本实施方式的读出电路370包括复位晶体管373、放大晶体管375和选择晶体管376。
读出电路370与对数响应部310An的光电转换元件311和开关晶体管318一起操作，以用作产生对应于接收的光量的像素信号的灰度像素810。即，在本实施方式中，每个对数响应部310An的开关晶体管318也用作灰度像素810中的传输晶体管。此外，开关晶体管318的漏极、复位晶体管373的源极和放大晶体管375的栅极连接至其的节点用作具有电流-电压转换功能(即，将累积的电荷转换成与电荷量相对应的电压的功能)的浮动扩散区(FD)374。
例如，复位晶体管373的漏极和放大晶体管375的漏极连接至电源电压VDD。然而，例如，复位晶体管373的漏极可连接至不同于电源电压VDD的复位电压。放大晶体管375的源极连接至选择晶体管376的漏极，并且选择晶体管376的源极连接至用于将模拟像素信号输入至下面将描述的列模数转换器(列ADC)270的垂直信号线VSL。
当读取像素信号时，将高电平传输信号TRG从行驱动电路251施加至开关晶体管318的栅极。这导通开关晶体管318，使得积累在光电转换元件311的阴极中的电荷通过开关晶体管318传输到浮动扩散区域374。结果，具有与在浮置扩散区374中积累的电荷的电荷量相对应的电压值的像素信号出现在放大晶体管375的源极处。随后，通过将从行驱动电路251施加至选择晶体管376的栅极的选择信号SEL设置为高电平，出现在放大晶体管375的源极中的像素信号出现在垂直信号线VSL中。
此外，当释放在浮动扩散区374中累积的电荷以重置浮动扩散区374时，从行驱动电路251向复位晶体管373的栅极施加高电平重置信号RST。这允许在浮动扩散区374中积累的电荷通过复位晶体管373释放至电源侧(FD复位)。此时，通过在相同周期期间导通开关晶体管318，还可以将光电转换元件311的阴极中积累的电荷释放至电源侧(PD复位)。
在每个共享块821中，在读出灰度图像数据时同时连接到读出电路370的光电转换元件311的数量，即在相同时间段期间导通的开关晶体管318(转移晶体管)的数量不限于一个，并且可以是多个。例如，当在每个共享块821中读取高分辨率灰度图像数据时，开关晶体管318可按时分顺序连接到读出电路370，并且当在低照度等下以扩大的动态范围执行读取时(在组合时)，两个或更多个开关晶体管318可在同一时间段期间导通。
4.3检测芯片的配置示例
图29是根据本实施方式的检测芯片的平面图的示例。根据本实施方式的检测芯片802具有这样的配置，其中，用于读取从灰度像素810输出的模拟像素信号作为数字像素信号的列ADC 270被添加到类似于在第一实施方式中参考图4描述的检测芯片202的配置。
在行驱动电路251的控制下，每个灰度像素810使模拟像素信号出现在垂直信号线VSL上，从而将模拟像素信号供应至列ADC 270。列ADC270包括例如用于每个垂直信号线VSL的AD转换器，并且对经由每个垂直信号线VSL输入的模拟像素信号执行模数(AD)转换。随后，列ADC270将经历AD转换的数字信号提供至信号处理电路240。信号处理电路240对包括数字信号的图像数据执行预定图像处理。应注意，列ADC 270可包括例如相关双采样(CDS)电路并且可减少包括在数字像素信号中的kTC噪声。
4.4操作示例
例如，当在任何检测像素300中检测到发生地址事件时，可通过从所有灰度像素810读取像素信号来执行灰度图像数据的读出，或者可通过从属于检测到发生地址事件的区域(换言之，由检测像素300检测到对象的区域)的灰度像素810读取像素信号来执行灰度图像数据的读出。图30描述了在执行操作时切换根据本实施方式的目标检测模式和灰度图像读取模式的操作示例。本描述将描述其中成像装置100中的控制部130(参考图1)控制固态成像装置200的操作模式的示例性情况。然而，操作模式的控制不限于该示例，并且固态成像装置200中的信号处理电路240可被配置为控制操作模式。此外，图30中描绘的操作可以通过例如关于控制部130或固态成像装置200的中断操作等终止。
如图30所示，在本操作中，在激活之后，控制部130将目标检测模式设置为例如固态成像装置200的操作模式(步骤S201)。对象检测模式是检测地址事件的发生的操作模式，并且可以是例如执行第一实施方式中参考图20描述的操作的模式。
接下来，控制部130确定是否已经在目标检测模式中检测到目标(步骤S202)，并且继续地址事件检测模式，直到检测到目标(在步骤S202中为否)。例如，物体检测确定可类似于在第一实施方式中的图20中的步骤S102、S105和S108中所描述的操作。
在已经检测到物体的情况下(步骤S202中“是”)，控制部130基于从固态成像装置200输出的帧数据指定已经检测到物体的区域(步骤S203)。注意，已经检测到对象的区域可以是例如包括已经检测到接通事件(或断开事件)的像素的区域。
接下来，控制部130指示固态成像装置200从已检测到物体的区域中读取像素信号(步骤S204)。通过该操作，从固态成像装置200输出包括从属于已检测到对象的区域的灰度像素810读取的像素信号的灰度图像数据。
4.5作用和效果
如上所述，根据本实施方式，不仅能够基于地址事件的存在或不存在来执行对象的检测，而且能够进行已检测到对象的区域或所有像素的灰度图像数据的获取。
由于其他配置、操作和效果可类似于上述实施方式中的配置、操作和效果，因此这里将省略详细描述。
5.第五实施方式
上述第四实施方式是其中读出电路370在能够读出除被摄体检测之外的灰度图像数据的配置中连接到共用线3101的示例性配置。相比之下，在第五实施方式中，将用示例描述读出电路370连接到与共用线3101不同的共用线的情况。
根据本实施方式的成像设备和固态成像设备的配置和操作可以类似于根据上述第四实施方式的成像设备100和固态成像设备200的配置和操作，并且因此，在此处将省略详细描述。然而，在本实施方式中，根据第四实施方式的共享块821被替换成下面将描述的共享块921。
5.1共享块的配置示例
图31是示出了根据本实施方式的共享块的示意性配置示例的电路图。以下示例的共享块921基于在图17中示例的共享块221。然而，配置不限于此，例如，共享块921也可以基于根据第二实施方式的共享块621或根据第三实施方式的共享块721。
如图31所示，根据本实施方式的共享块921具有这样的配置，其中在两个或更多个或所有对数响应部310An中的光电转换元件311的阴极通过公共线3102连接，该公共线3102不同于类似于第一实施方式中参考图17描述的共享块221的配置的共用线3101。读出电路370连接至共用线3102。此外，也用作转移晶体管的开关晶体管377设置在读出电路370与每个对数响应部310An的光电转换元件311之间，并且通过开关晶体管377控制光电转换元件311和读出电路370之间的连接。例如，共用线3102可以是权利要求中的第二共用线的示例。
5.1.1共享块的变形例
此外，例如，根据本实施方式的共享块921还可基于第二实施方式中参考图21所描述的共享块621形成。即使在这种情况下，如图32所示，共享块921具有与参照图21描述的共享块621类似的配置，其中在两个或更多个或所有对数响应部310An中的光电转换元件311的阴极通过共用线3102连接，读出电路370连接到共用线3102，并且开关晶体管377设置在读出电路370和每个对数响应部310An的光电转换元件311之间。
5.2操作示例
在以上配置中，在从包括读出电路370的灰度像素读取像素信号时，所有对数响应部310A的开关晶体管317和318截止，并且对应于单独的对数响应部310A的灰度像素的开关晶体管377以时分顺序连接至读出电路370。然而，在分格时，当在低照度等下以扩展的动态范围执行读取时，在相同时间段期间两个或更多个开关晶体管318导通，从而实现以扩展的动态范围执行读取。
6.第六实施方式
上述实施方式是不需要仲裁用于请求读取从每个共享块221等输出的检测信号的请求的同步EVS被应用于固态成像装置200的示例性情况。然而，该配置不限于这样的示例。例如，如在图33中所描绘的固态成像装置中，还可允许应用包括行仲裁器280的异步EVS，行仲裁器280仲裁从地址事件检测部260的每一行输出的请求并确定检测信号的读出行的顺序。需注意，图33描绘了根据本实施方式的固态成像装置中的检测芯片1002。
以这种方式，即使在应用异步EVS的情况下，与上述实施方式相似，可以将从多个光电转换元件311流出的光电流聚集到一个对数转换电路中，使得可以获得更大的光电流量。由此，光电流检测的动态范围扩大，即使在低照度等条件下，也能够得到足够宽的动态范围。
另一方面，在能够获得足够的照度的情况下，通过在所有或必要且足够数量的对数响应部310An等中截止开关晶体管318并且导通开关晶体管317，可以将所有或必要且足够数量的对数响应部310An等作为一个地址事件检测像素来操作，导致实现高分辨率的地址事件的检测、操作功率的降低等。
由于其他配置、操作和效果可类似于上述实施方式中的配置、操作和效果，因此这里将省略详细描述。
7.应用于移动物体的示例
根据本公开的技术(本技术)可应用于各种产品。根据本公开的技术可应用于安装在任何移动物体上的装置，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、船舶以及机器人。
图34是示出了作为可应用根据本公开的实施方式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配置的示例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图34所示的例子中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车辆外部信息检测单元12030、车辆内部信息检测单元12040以及集成控制单元12050。另外，作为集成控制单元12050的功能结构，例示了微型计算机12051、音频/图像输出部12052、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相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置(诸如内燃机、驱动电机等)、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。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制设置在车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作用于无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、后备灯、制动灯、转向信号、雾灯等的各种灯的控制装置。在这种情况下，从作为按键的替代物的移动装置发送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12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且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检测包含车辆控制系统12000的车外的信息。例如，在车辆外部信息检测单元12030上连接有成像部12031。车辆外部信息检测单元12030使成像部12031拍摄车外的图像，并接收该拍摄图像。另外，车辆外部信息检测单元12030也可以基于接收到的图像，进行检测人、车辆、障碍物、标志、路面上的文字等对象物的处理、或者检测其距离的处理等。
成像部12031是接收光并且输出对应于接收到的光的光量的电信号的光学传感器。成像部12031可以输出电信号作为图像，或者可以输出电信号作为关于测量距离的信息。此外，成像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等不可见光。
车辆内部信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。车辆内部信息检测单元12040例如与检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括拍摄驾驶员的照相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车辆内部信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳度或驾驶员的集中度，或者可以确定驾驶员是否打瞌睡。
微型计算机12051可以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获得的关于车辆内部或外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，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能的协作控制，该功能包括用于车辆的防碰撞或减震、基于跟随距离的跟随驾驶、维持驾驶的车辆速度、车辆碰撞的警告、车辆与车道的偏离的警告等。
另外，微型计算机12051通过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获得的关于车外或车内信息的信息来控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等，可以执行用于自动驾驶的协作控制，这使得车辆不依赖于驾驶员的操作等而自动行驶。
另外，微型计算机12051可以基于由车辆外部信息检测单元12030获得的关于车外的信息，将控制命令输出到车身系统控制单元12020。例如，微型计算机12051可以通过根据由车辆外部信息检测单元12030检测的前方车辆或对面车辆的位置，控制前照灯以从远光改变到近光，来执行旨在防止眩光的协作控制。
音频/图像输出部12052将声音和图像中的至少一个的输出信号发送到输出装置，该输出装置能够视觉地或听觉地将信息通知给车辆的乘员或车辆外部。在图35的示例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063被示出为输出设备。例如，显示部12062可包括板上显示器和平视显示器中的至少一个。
图35是描述成像部12031的安装位置的示例的示意图。
在图35中，成像部12031包括成像部12101、12102、12103、12104和12105。
成像部12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门上的位置以及车辆内部挡风玻璃的上部的位置上。设置在车辆内部内的前鼻部的成像部12101和设置在挡风玻璃的上部的成像部12105主要获得车辆12100的前方的图像。设置到侧视镜的成像部12102和12103主要获得车辆12100的侧面的图像。设置到后保险杠或后门的成像部12104主要获得车辆12100的后部的图像。设置在车辆内部内的挡风玻璃的上部的成像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志、车道等。
顺便提及，图35描述了成像部12101至12104的拍摄范围的示例。成像范围12111表示设置到前鼻的成像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示设置到侧视镜的成像部12102和12103的成像范围。成像范围12114表示设置到后保险杠或后门的成像部12104的成像范围。例如，通过叠加由成像部12101至12104成像的图像数据来获得从上方观看的车辆12100的鸟瞰图像。
成像部12101至12104中的至少一个可具有获得距离信息的功能。例如，成像部12101至12104中的至少一个可以是由多个成像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。
例如，微型计算机12051可以基于从成像部12101至12104获得的距离信息确定在成像范围12111至12114内到每个三维物体的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，并且由此提取最近的三维物体作为前方车辆，该最近的三维物体具体地存在于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，等于或大于0km/小时)在与车辆12100基本相同的方向上行驶。另外，微型计算机12051可以预先设定跟随距离以保持在前行车辆的后方，并且执行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随起动控制)等。由此，能够进行不依赖于驾驶员的操作等而使车辆自动行驶的自动驾驶用的协调控制。
例如，微型计算机12051可以基于从成像部12101至12104获得的距离信息将与三维物体有关的三维物体数据分类为二轮车、标准车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他三维物体的三维物体数据，提取分类的三维物体数据，并且将所提取的三维物体数据用于自动躲避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员可以视觉识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定指示与每个障碍物碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值并且因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且经由驾驶系统控制单元12010执行强制减速或躲避转向。微型计算机12051可由此辅助驾驶以避免碰撞。
成像部12101至12104中的至少一个可以是检测红外线的红外相机。微型计算机12051例如可以通过确定在成像部12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。行人的这种识别例如通过提取作为红外照相机的成像部12101至12104的成像图像中的特征点的过程以及通过对表示对象的轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理来确定是否是行人的过程来执行。当微型计算机12051确定在成像部12101到12104的成像图像中存在行人并因此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得用于强调的正方形轮廓线被显示为叠加在识别出的行人上。音频/图像输出部12052还可控制显示部12062，使得在期望位置处显示表示行人的图标等。
在上文中，已经描述了根据本公开的技术可应用的车辆控制系统的示例。根据本公开的技术可适当地应用于上述配置之中的成像部12031。具体而言，图1中的成像装置100可应用于成像部12031。通过将根据本公开的技术应用于成像部12031，可以实现像素的微制作和在捕捉图像中更高的可视性，从而缓解驾驶员的疲劳。
应注意，上述实施方式描述了用于体现本技术的示例，因此，实施方式中的事项与指定权利要求中的事项的本发明具有对应关系。类似地，权利要求中指定本发明的事项和本技术的实施方式中由与指定本发明的事项相同的名称表示的事项具有对应关系。然而，本技术不限于实施方式，并且在不背离本技术的范围和精神的情况下，可以通过对实施方式做出各种修改来体现。
本说明书中描述的效果仅是示例，并且因此，可存在不限于示例性效果的其他效果。
应注意，本技术还可具有以下配置。
(1)
一种固态成像装置，包括：
多个检测像素，每个检测像素输出入射光的亮度变化；
检测电路，基于从每个检测像素输出的亮度变化输出事件信号；以及
第一共用线，将所述多个检测像素彼此连接，
其中，每个检测像素包括：
光电转换元件；
对数转换电路，将从所述光电转换元件流出的光电流转换为对应于所述光电流的对数值的电压信号；
第一电路，基于从对数转换电路输出的电压信号输出入射在光电转换元件上的入射光的亮度变化；
第一晶体管，连接在所述光电转换元件与所述对数转换电路之间；以及
第二晶体管，连接在所述光电转换元件与所述第一共用线之间，以及
所述检测电路包括第二电路，所述第二电路基于从所述检测像素中的每个输出的所述亮度变化来输出所述事件信号。
(2)
根据(1)所述的固态成像装置，
其中，每个检测像素还包括：
第三晶体管，连接在第一节点与第二节点之间，所述第一节点被配置为将所述第一晶体管和所述对数转换电路彼此连接，所述第二节点被配置为将所述第二晶体管和所述第一共用线彼此连接。
(3)
根据(1)所述的固态成像装置，其中所述第二晶体管连接在所述第一共用线与节点之间，所述节点被配置为将所述光电转换元件和所述第一晶体管彼此连接。
(4)
根据(1)至(3)中任一项所述的固态成像装置，进一步包括读出电路，所述读出电路连接至第一共用线并且生成具有对应于在光电转换元件中积累的电荷的电压值的像素信号。
(5)
根据(4)所述的固态成像装置，
其中，所述读出电路包括：
重置晶体管，连接在所述第一公共线与电源线之间；以及
放大晶体管，所述放大晶体管的栅极连接至所述第一共用线。
(6)
根据(1)至(3)中任一项所述的固态成像装置，进一步包括：
第二共用线，将所述多个检测像素彼此连接；
多个第四晶体管，连接在每个所述检测像素中的所述光电转换元件与所述第二公共线之间；以及
读出电路，连接至所述第二共用线并且生成具有对应于积累在所述光电转换元件中的电荷的电压值的像素信号。
(7)
根据(6)所述的固态成像装置，
其中，所述读出电路包括：
重置晶体管，连接在所述第二共用线与电源线之间；以及
放大晶体管，所述放大晶体管的栅极连接至所述第二共用线。
(8)
根据(1)至(7)中任一项所述的固态成像装置，
其中，所述检测像素中的每个还包括：
微分器，生成表示从所述对数转换电路输出的所述电压信号的转换量的微分信号。
(9)
根据(8)所述的固态成像装置，
其中，所述检测电路包括：
选择部，选择从每个所述检测像素输出的所述微分信号中的一个；以及
比较器，基于所述微分信号输出所述事件信号。
(10)
根据(9)所述的固态成像装置，
其中，所述比较器包括：
第一比较器，检测所述微分信号的电压值超过第一阈值并且输出所述事件信号；以及
第二比较器，检测所述微分信号的电压值已经下降到低于所述第一阈值的电压电平的第二阈值以下并且输出所述事件信号。
(11)
根据(1)至(10)中任一项所述的固态成像装置，包括
多个所述检测电路，
所述检测电路中的每个被配置为当在所述多个检测像素中的至少一个中检测到地址事件时，输出用于请求从所述检测电路读出检测信号的请求，
所述固态成像装置进一步包括仲裁器，所述仲裁器被配置成用于仲裁从所述多个检测电路中的至少一个检测电路输出的所述请求并且确定已经输出所述请求的所述检测电路的所述检测信号的读出顺序。
(12)
根据(1)至(11)中任一项所述的固态成像装置，进一步包括：第一芯片，包括光接收部，所述光接收部具有以二维格状图案布置的多个对数响应部，所述多个对数响应部中的每个包括光电转换元件、对数转换电路、第一晶体管以及第二晶体管。
(13)
根据(12)所述的固态成像装置，
其中，所述对数转换电路包括：
第四晶体管，所述第四晶体管的源极连接至所述第一晶体管；以及
第五晶体管，所述第五晶体管的栅极连接至所述第四晶体管的源极并且所述第五晶体管的源极接地，以及
所述第四晶体管的栅极连接所述第五晶体管的漏极。
(14)
根据(13)所述的固态成像装置，
其中，所述对数转换电路包括：
第六晶体管，所述第六晶体管的源极连接到所述第四晶体管的漏极，所述第六晶体管的漏极连接到电源线；以及
第七晶体管，所述第七晶体管的栅极连接至所述第四晶体管的漏极，所述第七晶体管的源极连接至所述第五晶体管的漏极，以及
所述第六晶体管的栅极连接所述第七晶体管的漏极。
(15)
根据(12)所述的固态成像装置，
其中，所述光接收部进一步包括以格状图案延伸的像素隔离部，以及
每个所述对数响应部设置在由像素隔离部划分为二维格状图案的每个像素区域中。
(16)
根据(15)所述的固态成像装置，
其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管、不同于所述第一晶体管或所述第二晶体管的至少两个晶体管、以及所述光电转换元件布置在所述像素区域中，
所述至少两个晶体管设置在所述像素区域中横跨所述光电转换元件的位置处，以及
所述对数转换电路由在相邻的所述两个像素区域中的每个像素区域中使用所述至少两个晶体管中的至少一个构成。
(17)
根据(12)至(16)中任一项所述的固态成像装置，进一步包括
第二芯片，多个所述检测电路被布置在所述第二芯片上，
其中，所述第一芯片和所述第二芯片构成单个堆叠芯片。
(18)
一种成像装置，包括：
根据(1)至(17)中任一项所述的固态成像装置；以及
控制部，控制所述固态成像装置。
(19)
根据(18)所述的成像装置，
其中，所述固态成像装置包括多个共享块，所述多个共享块包括所述多个检测像素，并且
所述控制部将所述固态成像装置的操作模式切换至第一模式或第二模式中的一个，
第一模式，所述第一模式是在所述多个共享块的至少一个中执行晶体管导通/截止的模式，所述晶体管导通/截止被配置为执行使得所述多个检测像素中的一个检测图像中的所述第一晶体管和所述第二晶体管导通，所述多个检测像素中的至少另一个检测图像中的所述第一晶体管截止，并且所述第二晶体管导通，
所述第二模式是在所有所述多个共享块中执行晶体管导通/截止的模式，所述晶体管导通/截止被配置为执行使得所述多个检测像素中的每的所述第一晶体管导通，并且所述第二晶体管截止。
(20)
根据(19)所述的成像装置，
其中，所述第一模式包括：
第三模式和第四模式，
所述第三模式是在所有所述多个共享块中执行晶体管导通/截止的模式，所述晶体管导通/截止被配置为执行使得所述多个检测像素中的一个检测图像中的所述第一晶体管和所述第二晶体管导通，所述多个检测像素中的至少一个其他检测图像中的所述第一晶体管截止，并且所述第二晶体管导通，
所述第四模式是在所述多个共享块的一部分中和在所述多个共享块之中的剩余共享块中执行晶体管导通/截止的模式，
当在所述多个共享块的一部分中执行时，所述第四模式的所述晶体管导通/截止被配置为执行使得所述多个检测像素中的一个检测图像中的所述第一晶体管和所述第二晶体管导通，所述多个检测像素中的至少一个其他检测图像中的所述第一晶体管截止，并且所述第二晶体管导通，
当在所述多个共享块之中的剩余共享块中执行时所述第四模式的所述晶体管导通/截止被配置为执行使得所述多个检测像素中的每个的所述第一晶体管导通，并且所述第二晶体管截止，以及
所述控制部将所述固态成像装置的所述操作模式切换至所述第二模式至所述第四模式中的一个。
参考标号列表
10、20 布局像素
12 像素隔离部
100 成像装置
110 光学部
120 记录部
130 控制部
200 固态成像装置
201 光接收芯片
202、802、1002 检测芯片
211、212、213、231、232、233 通孔布置部
220 光接收部
221、621、721、821、921 共享块
240 信号处理电路
251 行驱动电路
252 列驱动电路
260 地址事件检测部
270 列ADC
280 行仲裁器
300 检测像素
305 检测电路
310、310A、310An、310Bn、310Cn 对数响应部
311 光电转换元件
312、313、315、316、512 nMOS晶体管
314、411、511 pMOS晶体管
314c 触点
317至319、377 开关晶体管
320 检测模块
330 缓冲器
340 微分器
341、343 电容器
342 反相器
344 开关
360 传输电路
370 读出电路
373 复位晶体管
374 浮动扩散区域
375 放大晶体管
376 选择晶体管
400 选择部
410、420 选择器
500 比较部
510、520 比较器
3101、3102 共用线

Claims (20)

1.一种固态成像装置，包括：
多个检测像素，每个检测像素输出入射光的亮度变化；
检测电路，基于从每个检测像素输出的亮度变化输出事件信号；以及
第一共用线，将所述多个检测像素彼此连接，
其中，每个检测像素包括：
光电转换元件；
对数转换电路，将从所述光电转换元件流出的光电流转换为对应于所述光电流的对数值的电压信号；
第一电路，基于从对数转换电路输出的电压信号输出入射在光电转换元件上的入射光的亮度变化；
第一晶体管，连接在所述光电转换元件与所述对数转换电路之间；以及
第二晶体管，连接在所述光电转换元件与所述第一共用线之间，以及
所述检测电路包括第二电路，所述第二电路基于从所述检测像素中的每个输出的所述亮度变化来输出所述事件信号。
2.根据权利要求1所述的固态成像装置，
其中，每个检测像素还包括：
第三晶体管，连接在第一节点与第二节点之间，所述第一节点被配置为将所述第一晶体管和所述对数转换电路彼此连接，所述第二节点被配置为将所述第二晶体管和所述第一共用线彼此连接。
3.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述第二晶体管连接在所述第一共用线与节点之间，所述节点被配置为将所述光电转换元件和所述第一晶体管彼此连接。
4.根据权利要求1所述的固态成像装置，进一步包括：读出电路，连接至所述第一共用线并且生成具有对应于积累在所述光电转换元件中的电荷的电压值的像素信号。
5.根据权利要求4所述的固态成像装置，
其中，所述读出电路包括：
重置晶体管，连接在所述第一公共线与电源线之间；以及
放大晶体管，所述放大晶体管的栅极连接至所述第一共用线。
6.根据权利要求1所述的固态成像装置，进一步包括：
第二共用线，将所述多个检测像素彼此连接；
多个第四晶体管，连接在每个所述检测像素中的所述光电转换元件与所述第二公共线之间；以及
读出电路，连接至所述第二共用线并且生成具有对应于积累在所述光电转换元件中的电荷的电压值的像素信号。
7.根据权利要求6所述的固态成像装置，
其中，所述读出电路包括：
重置晶体管，连接在所述第二共用线与电源线之间；以及
放大晶体管，所述放大晶体管的栅极连接至所述第二共用线。
8.根据权利要求1所述的固态成像装置，
其中，所述检测像素中的每个还包括：
微分器，生成表示从所述对数转换电路输出的所述电压信号的转换量的微分信号。
9.根据权利要求8所述的固态成像装置，
其中，所述检测电路包括：
选择部，选择从每个所述检测像素输出的所述微分信号中的一个；以及
比较器，基于所述微分信号输出所述事件信号。
10.根据权利要求9所述的固态成像装置，
其中，所述比较器包括：
第一比较器，检测所述微分信号的电压值超过第一阈值并且输出所述事件信号；以及
第二比较器，检测所述微分信号的电压值已经下降到低于所述第一阈值的电压电平的第二阈值以下并且输出所述事件信号。
11.根据权利要求1所述的固态成像装置，包括：
多个所述检测电路，
所述检测电路中的每个被配置为当在所述多个检测像素中的至少一个中检测到地址事件时，输出用于请求从所述检测电路读出检测信号的请求，
仲裁器，所述仲裁器被配置成通过仲裁从所述多个检测电路中的至少一个检测电路输出的所述请求，从而确定已经输出所述请求的所述检测电路的所述检测信号的读出顺序。
12.根据权利要求1所述的固态成像装置，进一步包括：第一芯片，包括光接收部，所述光接收部具有以二维格状图案布置的多个对数响应部，所述多个对数响应部中的每个包括光电转换元件、对数转换电路、第一晶体管以及第二晶体管。
13.根据权利要求12所述的固态成像装置，
其中，所述对数转换电路包括：
第四晶体管，所述第四晶体管的源极连接至所述第一晶体管；以及
第五晶体管，所述第五晶体管的栅极连接至所述第四晶体管的源极并且所述第五晶体管的源极接地，以及
所述第四晶体管的栅极连接所述第五晶体管的漏极。
14.根据权利要求13所述的固态成像装置，
其中，所述对数转换电路包括：
第六晶体管，所述第六晶体管的源极连接到所述第四晶体管的漏极，所述第六晶体管的漏极连接到电源线；以及
第七晶体管，所述第七晶体管的栅极连接至所述第四晶体管的漏极，所述第七晶体管的源极连接至所述第五晶体管的漏极，
其中，所述第六晶体管的栅极连接所述第七晶体管的漏极。
15.根据权利要求12所述的固态成像装置，
其中，所述光接收部进一步包括以格状图案延伸的像素隔离部，以及
每个所述对数响应部设置在由像素隔离部划分为二维格状图案的每个像素区域中。
16.根据权利要求15所述的固态成像装置，
其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管、不同于所述第一晶体管或所述第二晶体管的至少两个晶体管、以及所述光电转换元件布置在所述像素区域中，
所述至少两个晶体管设置在所述像素区域中横跨所述光电转换元件的位置处，以及
所述对数转换电路由在相邻的两个所述像素区域中的每个像素区域中使用所述至少两个晶体管中的至少一个构成。
17.根据权利要求12所述的固态成像装置，进一步包括：
第二芯片，多个所述检测电路被布置在所述第二芯片上，
其中，所述第一芯片和所述第二芯片构成单个堆叠芯片。
18.一种成像装置，包括：
根据权利要求1所述的固态成像装置；以及
控制部，控制所述固态成像装置。
19.根据权利要求18所述的成像装置，
其中，所述固态成像装置包括多个共享块，所述多个共享块包括所述多个检测像素，并且
所述控制部将所述固态成像装置的操作模式切换至第一模式或第二模式中的一个，
所述第一模式，是在所述多个共享块的至少一个中执行晶体管导通/截止的模式，所述晶体管导通/截止被配置为执行使得所述多个检测像素中的一个检测图像中的所述第一晶体管和所述第二晶体管导通，所述多个检测像素中的至少另一个检测图像中的所述第一晶体管截止，并且所述第二晶体管导通，
所述第二模式，是在所有所述多个共享块中执行晶体管导通/截止的模式，所述晶体管导通/截止被配置为执行使得所述多个检测像素中的每个的所述第一晶体管导通，并且所述第二晶体管截止。
20.根据权利要求19所述的成像装置，
其中，所述第一模式包括：
第三模式和第四模式，
所述第三模式，是在所有所述多个共享块中执行晶体管导通/截止的模式，所述晶体管导通/截止被配置为执行使得所述多个检测像素中的一个检测图像中的所述第一晶体管和所述第二晶体管导通，所述多个检测像素中的至少一个其他检测图像中的所述第一晶体管截止，并且所述第二晶体管导通，
所述第四模式，是在所述多个共享块的一部分中和在所述多个共享块之中的剩余共享块中执行晶体管导通/截止的模式，
当在所述多个共享块的一部分中执行时，所述第四模式的所述晶体管导通/截止被配置为执行使得所述多个检测像素中的一个检测图像中的所述第一晶体管和所述第二晶体管导通，所述多个检测像素中的至少一个其他检测图像中的所述第一晶体管截止，并且所述第二晶体管导通，
当在所述多个共享块之中的剩余共享块中执行时，所述第四模式的所述晶体管导通/截止被配置为执行使得所述多个检测像素中的每个的所述第一晶体管导通，并且所述第二晶体管截止，以及所述控制部将所述固态成像装置的所述操作模式切换至所述第二模式至所述第四模式中的一个。
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