DE202018006745U1

DE202018006745U1 - Festkörper-Bildgebungselement und Bildgebungsvorrichtung

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Publication number: DE202018006745U1
Application number: DE202018006745.8U
Authority: DE
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2018-01-05
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: KR20200106155A; US20200344432A1; EP3737086A4; KR102544592B1; EP3737086A1; EP3737086B1; WO2019135304A1; US11272128B2

Abstract

Festkörper-Bildgebungselement, aufweisend:
eine Begrenzungsschaltung, die ein durch fotoelektrische Umwandlung erzeugtes elektrisches Signal durch einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt und das begrenzte elektrische Signal als Ausgangssignal abgibt;
eine Differenzierschaltung, die einen Betrag einer Änderung des Ausgangssignals erhält; und
eine Vergleichsschaltung, die einen Vergleich zwischen dem Betrag einer Änderung und einem vorbestimmten Schwellenwert durchführt, um ein Ergebnis des Vergleichs als Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses auszugeben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Technologie bezieht sich auf ein Festkörper-Bildgebungselement und eine Bildgebungsvorrichtung. Konkreter bezieht sich die vorliegende Technologie auf ein Festkörper-Bildgebungselement, das eine Änderung der Luminanz bzw. Leuchtdichte detektiert.
HINTERGRUNDTECHNIK
Ein synchrones Festkörper-Bildgebungselement, das Bilddaten synchron mit einem Synchronisationssignal wie etwa einem vertikalen Synchronisationssignal erfasst, wird herkömmlicherweise in einer Bildgebungsvorrichtung oder dergleichen verwendet. Da die Bilddaten nur in jeder Synchronisationssignalperiode (zum Beispiel 1/60 Sekunde) mit diesem allgemeinen synchronen Festkörper-Bildgebungselement erfasst werden können, ist es schwierig, mit einem Fall zurechtzukommen, in dem eine Verarbeitung mit höherer Geschwindigkeit auf den Gebieten Verkehr, Roboter und dergleichen verlangt wird. Somit wurde ein asynchrones Festkörper-Bildgebungselement konzipiert, das ein Adressereignis für jedes Pixel ohne Nutzung eines Synchronisationssignals detektiert (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Das Adressereignis meint hier, dass ein Betrag einer Änderung einer Lichtmenge einen Schwellenwert bei einer bestimmten Pixeladresse überschreitet. Das Adressereignis wird detektiert, indem eine durch Umwandeln eines Fotostroms erhaltene Spannung mit einem Schwellenwert verglichen wird. Ein Festkörper-Bildgebungselement, das ein Adressereignis für jedes Pixel auf diese Weise detektiert, wird als Dynamik-Vision-Sensor (DVS) bezeichnet.
ZITATLISTE
NICHT-PATENTDOKUMENT
Nicht-Patentdokument 1: Patrick Lichtsteiner et al., A 128 128 120 dB 15 µs Latency Asynchronous Temporal Contrast Vision Sensor, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, BD. 43, NR. 2, FEBRUAR 2008.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Das oben beschriebene asynchrone Festkörper-Bildgebungselement kann Daten mit viel höherer Geschwindigkeit als das synchrone Festkörper-Bildgebungselement erzeugen und ausgeben. Aus diesem Grund kann beispielsweise im Bereich des Verkehrs eine Bilderkennungsverarbeitung für eine Person oder ein Hindernis mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden und kann die Sicherheit verbessert werden. Jedoch kann sich bei geringer Beleuchtungsstärke die Spannung aufgrund von Dunkelstrom ändern und kann das Adressereignis detektiert werden, auch wenn keine Änderung der Lichtmenge vorliegt. Es besteht ein Problem, dass aufgrund der fehlerhaften Detektion Rauschen in den Bilddaten erzeugt wird.
Die vorliegende Technologie wurde im Hinblick auf solch eine Situation geschaffen und zielt darauf ab, eine fehlerhafte Detektion aufgrund von Dunkelstrom oder Dunkelstrom-Aufnahmerauschen in einem Festkörper-Bildgebungselement zu reduzieren, das eine Änderung der Lichtmenge auf der Basis eines Fotostroms detektiert.
LÖSUNGEN FÜR DIE PROBLEME
Die vorliegende Technologie wurde geschaffen, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und ein erster Aspekt der vorliegenden Technologie ist ein Festkörper-Bildgebungselement, welches enthält: eine Begrenzungsschaltung, die ein durch fotoelektrische Umwandlung erzeugtes elektrisches Signal durch einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt und das begrenzte elektrische Signal als Ausgangssignal abgibt; eine Differenzierschaltung, die einen Betrag einer Änderung des Ausgangssignals erhält; und eine Vergleichsschaltung, die einen Vergleich zwischen dem Betrag einer Änderung und einem vorbestimmten Schwellenwert durchführt, um ein Ergebnis des Vergleichs als Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses auszugeben. Dies bewirkt einen Effekt, dass das Adressereignis aus dem durch den Grenzwert begrenzten elektrischen Signal detektiert wird.
Im ersten Aspekt ist darüber hinaus der vorbestimmte Grenzwert ein unterer Grenzwert eines Stroms und kann die Begrenzungsschaltung enthalten: ein fotoelektrisches Umwandlungselement, das einen Strom als das elektrische Signal durch die fotoelektrische Umwandlung für einfallendes Licht erzeugt; eine Offset-Stromquelle, die einen Offset-Strom erzeugt, der den unteren Grenzwert angibt, und den Offset-Strom als Umwandlungszielstrom in einem Fall bereitstellt, in dem der Fotostrom geringer als der Offset-Strom ist; und eine Strom-Spannung-Umwandlungseinheit, die eine Strom-Spannung-Umwandlung am Umwandlungszielstrom durchführt und den umgewandelten Umwandlungszielstrom als das Ausgangssignal an die Differenzierschaltung abgibt. Dies bewirkt einen Effekt, dass das Adressereignis aus dem Fotostrom, der nicht unter den Offset-Strom fällt, detektiert wird.
Darüber hinaus kann im ersten Aspekt die Offset-Stromquelle ein Transistor sein, der parallel zum fotoelektrischen Umwandlungselement zwischen die Strom-Spannung-Umwandlungseinheit und ein vorbestimmtes Referenzpotential geschaltet ist. Dies bewirkt einen Effekt, dass das Adressereignis aus dem Fotostrom detektiert wird, der nicht unter den Offset-Strom fällt, der durch den parallel zum fotoelektrischen Umwandlungselement geschalteten Transistor erzeugt wird.
Überdies kann im ersten Aspekt die Offset-Stromquelle enthalten: eine Referenzstromquelle, die einen vorbestimmten Referenzstrom erzeugt; eine Verteilungsschaltung, die den vorbestimmten Referenzstrom mit einer Vielzahl von voneinander verschiedenen Verhältnissen verteilt, um eine Vielzahl von Verteilungsströmen zu erzeugen; und einen Decodierer, der die Verteilungsschaltung steuert und veranlasst, dass sie eine Summe einer vorbestimmten Anzahl der Vielzahl von Verteilungsströmen als den Offset-Strom ausgibt. Dies bewirkt einen Effekt, dass die Summe der vorbestimmten Anzahl der Vielzahl von Verteilungsströmen, die durch Verteilen des Referenzstroms erhalten werden, als der Offset-Strom ausgegeben wird.
Darüber hinaus können im ersten Aspekt die Begrenzungsschaltung, die Differenzierschaltung und die Vergleichsschaltung für jedes einer Vielzahl von in einem zweidimensionalen Gitter angeordneten Pixeln vorgesehen sein. Dies bewirkt einen Effekt, dass das Adressereignis in jedem der Vielzahl von Pixeln detektiert wird.
Darüber hinaus kann im ersten Aspekt das Festkörper-Bildgebungselement ferner enthalten: eine Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit, die eine Detektionszählung, dass das Adressereignis für jedes der Vielzahl von Pixeln detektiert wird, hält; ein Filter, das sequentiell auf jedes der Vielzahl von Pixeln fokussiert und aus der Adressereignisdetektionszählung-Halteeinheit die Detektionszählung sowohl eines Pixels von Interesse, das fokussiert ist, als auch eines dem Pixel von Interesse benachbarten Pixels liest, um eine vorbestimmte Filterverarbeitung durchzuführen; und eine Offset-Strom-Steuerungseinheit, die den Offset-Strom für jedes der Vielzahl von Pixeln auf der Basis eines Ausführungsergebnisses der Filterverarbeitung steuert. Dies bewirkt einen Effekt, dass der Offset-Strom auf der Basis des Ausführungsergebnisses der Filterverarbeitung gesteuert wird.
Im ersten Aspekt ist überdies der vorbestimmte Grenzwert eine Abschneide- bzw. Cutoff-Frequenz und kann die Begrenzungsschaltung enthalten: ein fotoelektrisches Umwandlungselement, das einen Fotostrom durch die fotoelektrische Umwandlung für einfallendes Licht erzeugt; eine Strom-Spannung-Umwandlungseinheit, die eine Spannung als das elektrische Signal erzeugt, indem eine Strom-Spannung-Umwandlung am Fotostrom durchgeführt wird; und ein Tiefpassfilter, das eine Hochfrequenzkomponente einer die Cutoff-Frequenz überschreitenden Frequenz in einem Signal der Spannung begrenzt, um das begrenzte Signal als das Ausgangssignal abzugeben. Dies bewirkt einen Effekt, dass das Ausgangssignal abgegeben wird, in dem die Hochfrequenzkomponente begrenzt ist.
Überdies ist ein zweiter Aspekt der vorliegenden Technologie eine Bildgebungsvorrichtung, welche enthält: eine Begrenzungsschaltung, die ein durch fotoelektrische Umwandlung erzeugtes elektrisches Signal durch einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt und das begrenzte elektrische Signal als Ausgangssignal abgibt; eine Differenzierschaltung, die einen Betrag einer Änderung des Ausgangssignals erhält; eine Vergleichsschaltung, die einen Vergleich zwischen dem Betrag einer Änderung und einem vorbestimmten Schwellenwert durchführt, um ein Ergebnis des Vergleichs als Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses auszugeben; und eine Signalverarbeitungseinheit, die eine vorbestimmte Signalverarbeitung am Ergebnis der Detektion ausführt. Dies bewirkt einen Effekt, dass das Adressereignis aus dem durch den Grenzwert begrenzten elektrischen Signal detektiert wird und die vorbestimmte Signalverarbeitung am Ergebnis der Detektion ausgeführt wird.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Technologie kann ein ausgezeichneter Effekt erzielt werden, dass in einem Festkörper-Bildgebungselement, das eine Änderung einer Lichtmenge auf der Basis eines Fotostroms detektiert, eine fehlerhafte Detektion aufgrund von Dunkelstrom oder Dunkelstrom-Aufnahmerauschen reduziert werden kann. Man beachte, dass der hier beschriebene Effekt nicht notwendigerweise begrenzt ist und es sich bei ihm um irgendeinen in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Effekt handeln kann.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm, um eine laminierte Struktur eines Festkörper-Bildgebungselements in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie zu erläutern.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Festkörper-Bildgebungselements in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
4 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
5 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel von Eingangs-Ausgangs-Charakteristiken eines Komparators in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
6 veranschaulicht grafische Darstellungen von Beispielen von Charakteristiken bzw. Kennlinien von Einheiten mit logarithmischem Ansprechverhalten in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie und einem Vergleichsbeispiel.
7 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Logikschaltung für eine Adressereignis-Darstellung (AER) in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Reihen-AER-Schaltung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
9 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Reihen-AER-Blocks in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Spalten-AER-Schaltung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
11 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Spalten-AER-Blocks in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
12 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Reihen-Arbiters in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
13 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Arbiter-Blocks in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
14 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für Handshaking in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Betriebs der AER-Verarbeitung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
16 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
17 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Stromteilers in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
18 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörper-Bildgebungselements in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
19 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Einheit zur Bestimmung räumlich unkorrelierter Ereignisse in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
20 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Verbindungsform zwischen Pixeln in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
22 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Puffers in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
23 ist ein Blockdiagramm, das ein schematisches Konfigurationsbeispiel eines Fahrzeugsteuerungssystems veranschaulicht.
24 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Installationsposition einer Bildgebungseinheit veranschaulicht.

MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Das Folgende ist eine Beschreibung eines Modus zum Ausführen der vorliegenden Technologie (auf den Modus wird hier im Folgenden als Ausführungsform verwiesen). Die Beschreibung wird in der folgenden Reihenfolge vorgenommen.

1. Erste Ausführungsform (ein Beispiel, in dem ein elektrisches Signal durch einen Grenzwert begrenzt wird)
2. Zweite Ausführungsform (ein Beispiel, in dem ein elektrisches Signal durch einen Grenzwert begrenzt wird und der Grenzwert statisch geändert wird)
3. Dritte Ausführungsform (ein Beispiel, in dem ein elektrisches Signal durch einen Grenzwert begrenzt wird und der Grenzwert dynamisch geändert wird)
4. Vierte Ausführungsform (ein Beispiel, in dem eine Frequenz eines elektrischen Signals durch einen Grenzwert begrenzt wird)
5. Anwendungsbeispiel für einen mobilen Körper

<1. Erste Ausführungsform>
[Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung]
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung 100 in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Die Bildgebungsvorrichtung 100 ist eine Vorrichtung zum Erfassen von Bilddaten und enthält eine optische Einheit 110, ein Festkörper-Bildgebungselement 200 und eine Schaltung 120 zur Digitalsignalverarbeitung (DSP). Die Bildgebungsvorrichtung 100 enthält ferner eine Anzeigeeinheit 130, eine Betriebs- bzw. Bedienungseinheit 140, einen Bus 150, einen Frame-Speicher 160, eine Speichereinheit 170 und eine Stromversorgungseinheit 180. Als die Bildgebungsvorrichtung 100 wird eine an einem Industrieroboter montierte Kamera, eine in einem Fahrzeug montierte Kamera oder dergleichen angenommen.
Die optische Einheit 110 sammelt Licht von einem Objekt und führt das Licht zum Festkörper-Bildgebungselement 200. Das Festkörper-Bildgebungselement 200 detektiert für jedes Pixel als Adressereignis, dass der Absolutwert eines Betrags einer Änderung der Leuchtdichte den Absolutwert eines Schwellenwerts übersteigt. Das Adressereignis umfasst zum Beispiel ein EIN-Ereignis, das angibt, dass ein positiver Betrag einer Änderung der Leuchtdichte einen positiven Schwellenwert überschreitet, und ein AUS-Ereignis, das angibt, dass ein negativer Betrag der Änderung unter einen negativen Schwellenwert fällt. Das Festkörper-Bildgebungselement 200 erzeugt Bilddaten, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein sowohl des EIN-Ereignisses als auch des AUS-Ereignisses für jedes Pixel durch 2-Bit-Daten repräsentieren, und stellt die Bilddaten über eine Signalleitung 209 der DSP-Schaltung 120 bereit.
Die DSP-Schaltung 120 führt eine vorbestimmte Signalverarbeitung an den Bilddaten vom Festkörper-Bildgebungselement 200 aus. Die DSP-Schaltung 120 gibt die verarbeiteten Bilddaten und Ereignisdaten über den Bus 150 an den Frame-Speicher 160 und dergleichen aus. Man beachte, dass die DSP-Schaltung 120 ein Beispiel einer in den Ansprüchen beschriebenen Signalverarbeitungseinheit ist.
Die Anzeigeeinheit 130 zeigt die Bilddaten und Ereignisdaten an. Als die Anzeigeeinheit 130 wird beispielsweise ein Flüssigkristallbildschirm oder ein Bildschirm mit organischer Elektrolumineszenz (EL) angenommen. Die Bedienungseinheit 140 erzeugt ein Betriebssignal entsprechend einer Nutzerbedienung.
Der Bus 150 ist ein gemeinsamer Pfad, über den die optische Einheit 110, das Festkörper-Bildgebungselement 200, die DSP-Schaltung 120, die Anzeigeeinheit 130, die Bedienungseinheit 140, der Frame-Speicher 160, die Speichereinheit 170 und die Stromversorgungseinheit 180 Daten miteinander austauschen.
Der Frame-Speicher 160 hält die Bilddaten. Die Speichereinheit 170 speichert verschiedene Daten wie etwa die Bilddaten. Die Stromversorgungseinheit 180 stellt dem Festkörper-Bildgebungselement 200, der DSP-Schaltung 120, der Anzeigeeinheit 130 und dergleichen Strom bzw. Leistung bereit.
Man beachte, dass es eine Vielzahl der Festkörper-Bildgebungselemente 200 geben kann und es eine Vielzahl von Festkörper-Hörgeräten geben kann, die als Silizium-Innenohren (Coherer) bezeichnet werden.
[Konfigurationsbeispiel eines Festkörper-Bildgebungselements]
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer laminierten Struktur des Festkörper-Bildgebungselements 200 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Das Festkörper-Bildgebungselement 200 enthält einen lichtempfangenden Chip 201 und einen auf dem lichtempfangenden Chip 201 laminierten Schaltungs-Chip 202.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Festkörper-Bildgebungselements 200 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Das Festkörper-Bildgebungselement 200 enthält einen Spalten-Arbiter 213, eine Spalten-AER-Schaltung 220, einen Spalten-Adresscodierer 214, eine Pixel-Arrayeinheit 300 und eine Zustandsmaschine 215. Überdies enthält das Festkörper-Bildgebungselement 200 einen Reihen-Adresscodierer 216, eine Reihen-AER-Schaltung 260 und einen Reihen-Arbiter 600. In der Pixel-Arrayeinheit 300 ist eine Vielzahl von Pixeln 310 in einem zweidimensionalen Gitter angeordnet. Im Folgenden wird hierin auf einen Satz von in einer vorbestimmten Richtung in der Pixel-Arrayeinheit 300 angeordneten Pixeln als „Reihe“ verwiesen und wird auf einen Satz von in einer zur Reihe senkrechten Richtung angeordneten Pixeln als „Spalte“ verwiesen.
Jedes der Pixel in der Pixel-Arrayeinheit 300 erzeugt ein differentielles Signal, das einen Betrag einer Änderung der Spannung in Abhängigkeit von einem Fotostrom angibt, und führt einen Vergleich zwischen dem Pegel des Signals und einem vorbestimmten Schwellenwert durch. Ein Ergebnis des Vergleichs gibt ein Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses an. Hier umfasst der Schwellenwert für den Vergleich mit dem differentiellen Signal zwei voneinander verschiedene Schwellenwerte, von denen der größere als oberer Schwellenwert festgelegt ist und der kleinere als unterer Schwellenwert festgelegt ist. Darüber hinaus umfasst das Adressereignis ein EIN-Ereignis und ein AUS-Ereignis, und das Ergebnis der Detektion des Adressereignisses umfasst ein 1-Bit-Ergebnis einer EIN-Ereignisdetektion und ein 1-Bit-Ergebnis einer AUS-Ereignisdetektion. Das EIN-Ereignis wird detektiert, wenn das differentielle Signal den oberen Schwellenwert überschreitet, und das AUS-Ereignis wird detektiert, wenn das differentielle Signal unter den unteren Schwellenwert fällt.
Das Pixel 310 führt eine Übertragung/einen Empfang einer Anfrage bzw. Anforderung und einer Antwort (worauf hier im Folgenden als „Handshaking“ verwiesen wird) zu/von der Reihen-AER-Schaltung 260 durch, wenn das Adressereignis detektiert wird, um das Ergebnis der Detektion des Adressereignisses extern auszugeben. Danach führt das Pixel 310 Handshaking mit der Spalten-AER-Schaltung 220 durch.
Der Spalten-Arbiter 213 entscheidet über die Anforderungen von der Spalten-AER-Schaltung 220 und überträgt die Antworten auf der Basis des Entscheidungsergebnisses zur Spalten-AER-Schaltung 220.
Die Spalten-AER-Schaltung 220 führt eine Übertragung/einen Empfang (Handshaking) der Anforderung und der Antwort für eine Anforderung einer externen Ausgabe des Ergebnisses der Detektion des Adressereignisses zwischen jeder der Spalten, dem Spalten-Arbiter 213 und der Zustandsmaschine 215 durch.
Der Spalten-Adresscodierer 214 codiert eine Adresse einer Spalte, in der das Adressereignis eingetreten ist, und überträgt die Adresse zur Zustandsmaschine 215.
Der Reihen-Adresscodierer 216 codiert eine Adresse einer Reihe, in der das Adressereignis eingetreten ist, und überträgt die Adresse zur Zustandsmaschine 215.
Der Reihen-Arbiter 600 entscheidet über die Anforderungen von der Reihen-AER-Schaltung 260 und überträgt die Antworten auf der Basis des Entscheidungsergebnisses zur Reihen-AER-Schaltung 260.
Die Reihen-AER-Schaltung 260 führt eine Übertragung/einen Empfang (Handshaking) der Anforderung und der Antwort für eine Anforderung einer externen Ausgabe des Ergebnisses der Detektion des Adressereignisses zwischen jeder der Reihen, dem Reihen-Arbiter 600 und der Zustandsmaschine 215 durch.
Die Zustandsmaschine 215 führt Handshaking mit der Spalten-AER-Schaltung 220 und der Reihen-AER-Schaltung 260 durch. Bei Empfang der Anforderungen von der Spalten-AER-Schaltung 220 und der Reihen-AER-Schaltung 260 decodiert die Zustandsmaschine 215 Daten von dem Spalten-Adresscodierer 214 und dem Reihen-Adresscodierer 216 und spezifiziert eine Adresse, wo das Adressereignis detektiert wird. Die Bilddaten werden erzeugt, indem Ergebnisse einer Detektion von Adressereignissen jeweiliger Pixel in einem zweidimensionalen Gitter angeordnet werden. Die Zustandsmaschine 215 stellt der DSP-Schaltung 120 die Bilddaten bereit.
[Konfigurationsbeispiel eines Pixels]
4 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Pixels 310 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Das Pixel 310 enthält eine Begrenzungsschaltung 315, eine Differenzierschaltung 340, einen Komparator 350 und eine AER-Logikschaltung 360.
Die Begrenzungsschaltung 315 gibt als Ausgangssignal Vp' ein Signal ab, das erhalten wird, indem ein durch fotoelektrische Umwandlung erzeugtes elektrisches Signal durch einen vorbestimmten Grenzwert (wie etwa einen unteren Grenzwert eines Stroms) begrenzt wird. Die Begrenzungsschaltung 315 enthält eine Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten und einen Puffer 330.
Die Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten enthält Negativ-Kanal-MOS-(nMOS-)Transistoren 321, 322 und 324, eine Fotodiode 323 und einen Positiv-Kanal-MOS-(pMOS-)Transistor 325.
Die Fotodiode 323 erzeugt einen Fotostrom Ip als elektrisches Signal durch fotoelektrische Umwandlung von einfallendem Licht. Man beachte, dass die Fotodiode 323 ein Beispiel eines in den Ansprüchen beschriebenen fotoelektrischen Umwandlungselements ist.
Der nMOS-Transistor 321 erzeugt einen konstanten Offset-Strom Iofs. Der nMOS-Transistor 321 ist parallel zur Fotodiode 323 zwischen ein Referenzpotential (wie etwa Masse) und einen Verbindungspunkt zwischen dem nMOS-Transistor 322 und der Fotodiode 323 geschaltet, und ein Drain-Strom des nMOS-Transistors 321 wird als der Offset-Strom Iofs genutzt. Dann wird eine vorbestimmte Vorspannung Vsink an das Gate des nMOS-Transistors 321 angelegt. Die Vorspannung Vsink wird so eingestellt, dass der Drain-Strom (Offset-Strom Iofs) größer als ein Dunkelstrom ist. Man beachte, dass der nMOS-Transistor 321 ein Beispiel einer in den Ansprüchen beschriebenen Offset-Stromquelle ist.
Der pMOS-Transistor 325 und der nMOS-Transistor 324 sind zwischen eine Stromversorgung und einen Masseanschluss in Reihe geschaltet. Überdies ist das Gate des nMOS-Transistors 322 mit einem Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 325 und dem nMOS-Transistor 324 verbunden, ist die Source mit der Fotodiode 323 verbunden und ist der Drain mit der Stromversorgung verbunden. Die Vorspannung Vblog wird dann an das Gate des pMOS-Transistors 325 angelegt.
Wie oben beschrieben wurde, ist der nMOS-Transistor 321 parallel zur Fotodiode 323 zwischen das Referenzpotential und den Verbindungspunkt zwischen dem nMOS-Transistor 322 und der Fotodiode 323 geschaltet. Mit dieser Verbindung stellt in einem Fall, in dem der durch die Fotodiode 323 erzeugte Fotostrom Ip geringer als der Offset-Strom Iofs ist, die Offset-Stromquelle (der nMOS-Transistor 321) dem Verbindungspunkt den konstanten Offset-Strom Iofs als Umwandlungszielstrom Ip' bereit, der in eine Spannung umgewandelt werden soll. Das heißt, falls der tatsächlich erzeugte Fotostrom Ip geringer als der Offset-Strom Iofs ist, wird der Umwandlungszielstrom Ip' auf den konstanten Offset-Strom Iofs gesetzt (engl.: clipped). Falls auf der anderen Seite der Fotostrom Ip größer als der oder gleich dem Offset-Strom Iofs ist, wird der Verbindungspunkt mit dem Fotostrom Ip wie er ist als dem Umwandlungszielstrom Ip' versorgt. Das heißt, der Umwandlungszielstrom Ip' wird auf einen Bereich, der größer als der oder gleich dem unteren Grenzwert ist, mit einem Wert des Offset-Stroms Iofs als dem unteren Grenzwert begrenzt.
Eine Schaltung, die die nMOS-Transistoren 322 und 324 und den pMOS-Transistor 325 enthält, führt eine Strom-Spannung-Umwandlung an dem Umwandlungszielstrom Ip' durch, der auf den Bereich begrenzt ist, der größer als der oder gleich dem unteren Grenzwert (Offset-Strom Iofs) ist, um eine Pixelspannung Vp zu erzeugen. Ein Wert der Pixelspannung Vp ist ein logarithmischer Wert des Umwandlungszielstroms Ip'. Man beachte, dass die die nMOS-Transistoren 322 und 324 und den pMOS-Transistor 325 enthaltende Schaltung ein Beispiel einer in den Ansprüchen beschriebenen Strom-Spannung-Umwandlungseinheit ist.
Darüber hinaus sind die Fotodiode 323 und die nMOS-Transistoren 321, 322 und 324 im lichtempfangenden Chip 201 angeordnet. Auf der anderen Seite sind der pMOS-Transistor 325 und nachfolgende Schaltungen auf dem Schaltungs-Chip 202 angeordnet.
Darüber hinaus enthält der Puffer 330 pMOS-Transistoren 331 und 332, die zwischen die Stromversorgung und den Masseanschluss in Reihe geschaltet sind. Das Gate des pMOS-Transistors 332 auf der Masseseite ist mit der Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten verbunden, und eine Vorspannung Vbsf wird an das Gate des pMOS-Transistors 331 auf der Stromversorgungsseite angelegt. Darüber hinaus ist ein Verbindungspunkt zwischen den pMOS-Transistoren 331 und 332 mit der Differenzierschaltung 340 verbunden. Mit dieser Verbindung wird eine Impedanzumwandlung an der Pixelspannung Vp durchgeführt und wird ein Signal der umgewandelten Spannung als das Ausgangssignal Vp' an die Differenzierschaltung 340 abgegeben.
Die Differenzierschaltung 340 enthält Kapazitäten 341 und 343, pMOS-Transistoren 342 und 344 und einen nMOS-Transistor 345.
Ein Ende der Kapazität 341 ist mit dem Puffer 330 verbunden, und das andere Ende ist mit einem Ende der Kapazität 343 und dem Gate des pMOS-Transistors 344 verbunden. Ein Rücksetzsignal xrst wird in das Gate des pMOS-Transistors 342 eingespeist, und die Source und der Drain sind mit beiden Enden der Kapazität 343 verbunden. Der pMOS-Transistor 344 und der nMOS-Transistor 345 sind zwischen die Stromversorgung und den Masseanschluss in Reihe geschaltet. Darüber hinaus ist das andere Ende der Kapazität 343 mit einem Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 344 und dem nMOS-Transistor 345 verbunden. Eine Vorspannung Vba wird an das Gate des nMOS-Transistors 345 auf der Masseseite angelegt, und der Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 344 und dem nMOS-Transistor 345 ist ebenfalls mit dem Komparator 350 verbunden. Mit solch einer Verbindung wird ein differentielles Signal, das einen Betrag einer Änderung des Ausgangssignals Vp' angibt, erzeugt und an den Komparator 350 abgegeben. Darüber hinaus wird das differentielle Signal durch das Rücksetzsignal xrst initialisiert.
Der Komparator 350 enthält pMOS-Transistoren 351 und 353 und nMOS-Transistoren 352 und 354. Der pMOS-Transistor 351 und der nMOS-Transistor 352 sind zwischen die Stromversorgung und den Masseanschluss in Reihe geschaltet, und der pMOS-Transistor 353 und der nMOS-Transistor 354 sind ebenfalls zwischen die Stromversorgung und den Masseanschluss in Reihe geschaltet. Darüber hinaus sind die Gates der pMOS-Transistoren 351 und 353 mit der Differenzierschaltung 340 verbunden. Ein vorbestimmter oberer Schwellenwert Von wird an das Gate des nMOS-Transistors 352 angelegt, und ein vorbestimmter unterer Schwellenwert Voff wird an das Gate des nMOS-Transistors 354 angelegt.
Ein Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 351 und dem nMOS-Transistor 352 ist mit der AER-Logikschaltung 360 verbunden, und eine Spannung am Verbindungspunkt wird als Vergleichsergebnis VCH abgegeben. Ein Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 353 und dem nMOS-Transistor 354 ist ebenfalls mit der AER-Logikschaltung 360 verbunden, und eine Spannung am Verbindungspunkt wird als Vergleichsergebnis VCL abgegeben. Mit solch einer Verbindung gibt der Komparator 350 das Vergleichsergebnis VCH bei dem hohen Pegel ab, falls das differentielle Signal den oberen Schwellenwert Von überschreitet, und gibt das Vergleichsergebnis VCL bei dem niedrigen Pegel ab, falls das differentielle Signal unter den unteren Schwellenwert Voff fällt. Das Vergleichsergebnis VCH gibt ein Ergebnis einer EIN-Ereignisdetektion an, und das Vergleichsergebnis VCL gibt ein Ergebnis einer AUS-Ereignisdetektion an. Man beachte, dass der Komparator 350 ein Beispiel einer in den Ansprüchen beschriebenen Vergleichsschaltung ist.
Man beachte, dass, obgleich der Komparator 350 sowohl ein EIN-Ereignis als auch ein AUS-Ereignis detektiert, der Komparator 350 nur eines des EIN-Ereignisses oder des AUS-Ereignisses detektieren kann. Wenn beispielsweise nur das EIN-Ereignis detektiert werden soll, sind nur der entsprechende pMOS-Transistor 351 und nMOS-Transistor 352 angeordnet.
Die AER-Logikschaltung 360 führt Handshaking auf der Basis der Vergleichsergebnisse VCH und VCL durch. Falls ein Adressereignis eintritt, führt die AER-Logikschaltung 360 Handshaking mit der Reihen-AER-Schaltung 260 durch. Die AER-Logikschaltung 360 führt dann Handshaking mit der Spalten-AER-Schaltung 220 durch und setzt die Differenzierschaltung 340 durch das Rücksetzsignal xrst zurück.
Man beachte, dass, obgleich die Fotodiode 323 und die nMOS-Transistoren 321, 322 und 324 auf dem lichtempfangenden Chip 201 angeordnet sind und die anderen auf dem Schaltungs-Chip 202 angeordnet sind, die auf jedem Chip angeordnete Schaltung nicht auf diese Konfiguration beschränkt ist. Beispielsweise kann nur die Fotodiode 323 auf dem lichtempfangenden Chip 201 angeordnet sein und können die anderen auf dem Schaltungs-Chip 202 angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten auf dem lichtempfangenden Chip 201 angeordnet sein und können die anderen auf dem Schaltungs-Chip 202 angeordnet sein. Überdies können die Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten und der Puffer 330 auf dem lichtempfangenden Chip 201 angeordnet sein und können die anderen auf dem Schaltungs-Chip 202 angeordnet sein. Außerdem können die Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten, der Puffer 330 und die Kapazität 341 auf dem lichtempfangenden Chip 201 angeordnet sein und können die anderen auf dem Schaltungs-Chip 202 angeordnet sein. Überdies können die Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten, der Puffer 330, die Differenzierschaltung 340 und der Komparator 350 auf dem lichtempfangenden Chip 201 angeordnet sein und können die anderen auf dem Schaltungs-Chip 202 angeordnet sein.
Obgleich das Festkörper-Bildgebungselement 200 ein Adressereignis asynchron detektiert, können darüber hinaus Bilddaten synchron mit einem vertikalen Synchronisationssignal erfasst werden. In diesem Fall ist es nur erforderlich, für jedes Pixel ferner zumindest eine Floating-Diffusionsschicht, die elektrische Ladung akkumuliert, einen Übertragungs- bzw. Transfertransistor, der die elektrische Ladung überträgt, einen Rücksetztransistor, der einen Betrag der elektrischen Ladung initialisiert, und einen Auswahltransistor vorzusehen, der ein Pixelsignal gemäß einem Auswahlsignal abgibt. Darüber hinaus ist im Festkörper-Bildgebungselement 200 ferner ein Analog-Digital-Wandler (ADC), der das Pixelsignal in ein digitales Signal umwandelt, für jedes Pixel oder für jede Spalte vorgesehen. Überdies sind weiter eine Ansteuerungsschaltung, die die Pixel sequentiell ansteuert, und eine Signalverarbeitungsschaltung, die das digitale Signal liest und verarbeitet, vorgesehen. Außerdem müssen in einer Konfiguration, in der eine Bildaufnahme synchron mit dem vertikalen Synchronisationssignal durchgeführt wird, Pixel, die ein Adressereignis detektieren, nicht alle Pixel sein und können beispielsweise eines für je drei Pixel sein.
5 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel von Eingangs-Ausgangs-Charakteristiken des Komparators 350 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. In der Abbildung gibt die vertikale Achse einen Pegel eines Ausgangssignals (VCH oder VCL) des Komparators 350 an und gibt die horizontale Achse einen Pegel eines Eingangssignals (differentielles Signal) des Komparators 350 an. Überdies gibt die durchgezogene Linie eine Ortskurve bzw. Kurve des Vergleichsergebnisses VCH an und gibt eine strichpunktierte Linie eine Kurve des Vergleichsergebnisses VCL an.
Wenn ein Betrag einer Änderung der Spannung in Abhängigkeit von der Leuchtdichte (das heißt das differentielle Signal) den oberen Schwellenwert Von überschreitet, ändert sich das Vergleichsergebnis VCH vom niedrigen Pegel zum hohen Pegel und wird ein EIN-Ereignis detektiert. Wenn auf der anderen Seite das differentielle Signal unter den unteren Schwellenwert Voff fällt, ändert sich das Vergleichsergebnis VCL vom hohen Pegel zum niedrigen Pegel und wird ein AUS-Ereignis detektiert.
6 veranschaulicht grafische Darstellungen von Beispielen für Charakteristiken von Einheiten mit logarithmischem Ansprechverhalten in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie und einem Vergleichsbeispiel. In a der Abbildung ist eine grafische Darstellung eines Beispiels der Charakteristik der Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten veranschaulicht, die den Umwandlungszielstrom Ip' auf den Bereich begrenzt, der größer als der oder gleich dem Offset-Strom Iofs ist. In b der Abbildung ist eine grafische Darstellung eines Beispiels der Charakteristik der Einheit mit logarithmischem Ansprechverhalten des Vergleichsbeispiels veranschaulicht, die den Umwandlungszielstrom Ip' nicht begrenzt. Darüber hinaus gibt die vertikale Achse in der Abbildung die von der Einheit mit logarithmischem Ansprechverhalten abgegebene Pixelspannung Vp an und gibt die horizontale Achse in der Abbildung eine Lichtmenge des einfallenden Lichts an.
Die Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten wandelt den Umwandlungszielstrom in Abhängigkeit von der Lichtmenge in eine Pixelspannung Vp eines logarithmischen Werts des Umwandlungszielstroms um. Der Umwandlungszielstrom Ip' wird auf den Bereich begrenzt, der größer als der oder gleich dem Offset-Strom Iofs ist, so dass, wenn eine Iofs entsprechende Lichtmenge Pmin ist, die Pixelspannung Vp auf einen Bereich begrenzt ist, der größer als oder gleich Vmin ist, die der Lichtmenge Pmin entspricht. Wie oben beschrieben wurde, ist der Offset-Strom Iofs größer als der Dunkelstrom, so dass die Pixelspannung Vp nicht geringer als Vmin ist, selbst wenn der Dunkelstrom ohne einfallendes Licht auftritt. Selbst wenn der Dunkelstrom schwankt, bleibt die Pixelspannung Vmin und schwankt kaum. Aus diesem Grund hat das den Betrag einer Änderung der Pixelspannung angebende differentielle Signal einen Wert nahe Null. Wie oben beschrieben wurde, hat das differentielle Signal einen Wert innerhalb eines Bereichs, der größer als der oder gleich dem unteren Schwellenwert Voff und geringer als der oder gleich dem oberen Schwellenwert Von ist, so dass kein Adressereignis detektiert wird. Folglich kann als Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses Rauschen aufgrund des Dunkelstroms reduziert werden.
Außerdem wird in einem Fall, in dem die Lichtmenge größer als Pmin ist, der der Lichtmenge entsprechende Umwandlungszielstrom Ip' in die Pixelspannung Vp des logarithmischen Werts des Umwandlungszielstroms Ip' umgewandelt. Beispielsweise werden die Lichtmengen P3 bis P6 in Pixelspannungen V3 bis V6 umgewandelt. Wenn sich die Lichtmenge von P3 auf P4 ändert, ändert sich auch die Pixelspannung von V3 auf V4 und wird ein einen Änderungsbetrag dV2 angebendes differentielles Signal abgegeben. Darüber hinaus ändert sich auch, wenn sich die Lichtmenge von P5 auf P6 ändert, die Pixelspannung von V5 auf V6 und wird ein einen Änderungsbetrag dV3 angebendes differentielles Signal abgegeben. Wenn diese Änderungsbeträge den oberen Schwellenwert Von überschreiten, wird ein EIN-Ereignis detektiert.
Auf der anderen Seite ist im Vergleichsbeispiel der Umwandlungszielstrom Ip' nicht begrenzt und wird direkt in die Pixelspannung Vp umgewandelt. Wenn sich beispielsweise die Lichtmenge von schwachem Licht von P1 auf P2 ändert, ändert sich auch die Pixelspannung von V1 auf V2. Wenn ein einen Änderungsbetrag dV1 angebendes differentielles Signal den oberen Schwellenwert Von überschreitet, wird dann ein EIN-Ereignis detektiert. Es wird angenommen, dass bei schwachem Licht mit der Lichtmenge P1 oder P2 der Dunkelstrom dominant ist. Aus diesem Grund besteht eine Möglichkeit, dass sich die Pixelspannung aufgrund der Schwankung des Dunkelstroms ändert und ein Adressereignis fälschlicherweise detektiert wird. Diese fehlerhafte Detektion kann im Ergebnis der Detektion des Adressereignisses Rauschen hervorrufen.
Im Pixel 310, das den Umwandlungszielstrom Ip' begrenzt, und im Vergleichsbeispiel, das den Umwandlungszielstrom nicht begrenzt, detektiert das Pixel 310 kein Adressereignis in Bezug auf eine Änderung des schwachen Lichts von weniger als der Lichtmenge Pmin, wohingegen das Vergleichsbeispiel ein Adressereignis manchmal detektiert. Aus diesem Grund ist die Empfindlichkeit gegenüber dem schwachen Licht im Vergleichsbeispiel höher. Stattdessen detektiert das Pixel 310 nicht fälschlicherweise ein Adressereignis in Bezug auf die Schwankung des Dunkelstroms, wohingegen das Vergleichsbeispiel manchmal ein Adressereignis fälschlicherweise detektiert. Aus diesem Grund trotzt das Pixel 310 mehr dem Rauschen aufgrund des Dunkelstroms.
[Konfigurationsbeispiel einer AER-Logikschaltung]
7 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der AER-Logikschaltung 360 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Die AER-Logikschaltung 360 enthält nMOS-Transistoren 361 bis 363, 365 bis 368, 370 und 371, pMOS-Transistoren 364 und 369 und eine Kapazität 372.
Die nMOS-Transistoren 361 und 362 sind miteinander in Reihe geschaltet. Das Vergleichsergebnis VCH wird in die Gates der nMOS-Transistoren 362 und 363 eingespeist, und eine Antwort AckYp1 wird in das Gate des nMOS-Transistors 361 eingespeist. Überdies sind die Sources der nMOS-Transistoren 362 und 363 geerdet und wird eine Anforderung ReqHXp1 vom Drain des nMOS-Transistors 361 an die Spalten-AER-Schaltung 220 abgegeben. Eine Anforderung ReqYp1 wird vom Drain des nMOS-Transistors 363 an die Reihen-AER-Schaltung 260 abgegeben.
Der pMOS-Transistor 364 und der nMOS-Transistor 365 sind zwischen die Stromversorgung und den Masseanschluss in Reihe geschaltet. Darüber hinaus wird das Vergleichsergebnis VCL in das Gate des pMOS-Transistors 364 eingespeist und wird eine Vorspannung Vbaer an das Gate des nMOS-Transistors 365 angelegt.
Die nMOS-Transistoren 366 und 367 sind miteinander in Reihe geschaltet. Die Gates der nMOS-Transistoren 367 und 368 sind mit einem Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 364 und dem nMOS-Transistor 365 verbunden. Die Antwort AckYp1 wird in das Gate des nMOS-Transistors 366 eingespeist. Darüber hinaus sind die Sources der nMOS-Transistoren 367 und 368 geerdet und wird eine Anforderung ReqLXp1 vom Drain des nMOS-Transistors 366 an die Spalten-AER-Schaltung 220 ausgegeben. Die Anforderung ReqYp1 wird vom Drain des nMOS-Transistors 368 an die Reihen-AER-Schaltung 260 ausgegeben.
Der pMOS-Transistor 369 und die nMOS-Transistoren 370 und 371 sind zwischen die Stromversorgung und den Masseanschluss in Reihe geschaltet. Darüber hinaus wird eine Vorspannung Vbrst an das Gate des pMOS-Transistors 369 angelegt. Die Antwort AckYp1 wird in das Gate des nMOS-Transistors 370 eingespeist, und eine Antwort AckXp1 wird in das Gate des nMOS-Transistors 371 eingespeist. Ein Ende der Kapazität 372 ist mit der Stromversorgung verbunden, und das andere Ende ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 369 und dem nMOS-Transistor 370 verbunden. Darüber hinaus wird eine Spannung am Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 369 und dem nMOS-Transistor 370 als Rücksetzsignal xrst an die Differenzierschaltung 340 abgegeben.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration überträgt, wenn das Vergleichsergebnis VCH bei dem hohen Pegel eingespeist wird (das heißt, ein EIN-Ereignis detektiert wird), die AER-Logikschaltung 360 die Anforderung ReqYp1 bei dem niedrigen Pegel zur Reihen-AER-Schaltung 260. Wenn die Antwort AckYp1 bei dem hohen Pegel von der Reihen-AER-Schaltung 260 empfangen wird, überträgt dann die AER-Logikschaltung 360 die Anforderung ReqHXp1 bei dem niedrigen Pegel zur Spalten-AER-Schaltung 220. Anschließend gibt bei Empfang der Antwort AckXp1 bei dem hohen Pegel von der Spalten-AER-Schaltung 220 die AER-Logikschaltung 360 das Rücksetzsignal xrst bei dem niedrigen Pegel an die Differenzierschaltung 340 ab.
Wenn das Vergleichsergebnis VCL bei dem niedrigen Pegel eingespeist wird (das heißt, ein AUS-Ereignis detektiert wird), überträgt darüber hinaus die AER-Logikschaltung 360 die Anforderung ReqYp1 zur Reihen-AER-Schaltung 260. Bei Empfang der Antwort AckYp1 bei dem hohen Pegel von der Reihen-AER-Schaltung 260 überträgt dann die AER-Logikschaltung 360 die Anforderung ReqLXp1 bei dem niedrigen Pegel zur Spalten-AER-Schaltung 220. Anschließend gibt bei Empfang der Antwort AckXp1 bei dem hohen Pegel von der Spalten-AER-Schaltung 220 die AER-Logikschaltung 360 das Rücksetzsignal xrst bei dem niedrigen Pegel an die Differenzierschaltung 340 ab.
[Konfigurationsbeispiel einer Reihen-AER-Schaltung]
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Reihen-AER-Schaltung 260 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Die Reihen-AER-Schaltung 260 enthält einen Reihen-AER-Block 270 für jede Reihe. Der Reihen-AER-Block 270 führt Handshaking zwischen der entsprechenden Reihe, dem Reihen-Arbiter 600 und der Zustandsmaschine 215 durch.
[Konfigurationsbeispiel eines Reihen-AER-Blocks]
9 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Reihen-AER-Blocks 270 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Der Reihen-AER-Block 270 enthält einen pMOS-Transistor 271, nMOS-Transistoren 272 und 273, ein NOR-Gatter 276 und Inverter 274 und 275.
Der pMOS-Transistor 271 und die nMOS-Transistoren 272 und 273 sind zwischen die Stromversorgung und den Masseanschluss in Reihe geschaltet. Darüber hinaus wird ein Steuerungssignal LOAD von der Zustandsmaschine 215 in die Gates des pMOS-Transistors 271 und des nMOS-Transistors 272 eingespeist. Das Steuerungssignal LOAD ist ein Signal, um eine Anweisung zum Lesen eines Ergebnisses einer Detektion eines Adressereignisses zu geben. Darüber hinaus wird xCHIP_ACK, das durch Invertieren einer Antwort CHIP_ACK von der Zustandsmaschine 215 erhalten wird, in das Gate des nMOS-Transistors 273 eingespeist.
Das NOR-Gatter 276 gibt das NICHT-ODER bzw. NOR von zwei Eingabewerten an den Reihen-Arbiter 600 als Anforderung ReqYa1 aus. Die Antwort CHIP_ACK von der Zustandsmaschine 215 wird in einen der Eingangsanschlüsse des NOR-Gatters 276 eingegeben. Der andere der Eingangsanschlüsse des NOR-Gatters 276 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 271 und dem nMOS-Transistor 272 und einer Signalleitung verbunden, die die Anforderung ReqYp1 von der Pixel-Arrayeinheit 300 überträgt.
Der Inverter 275 invertiert eine Antwort AckYa1 vom Reihen-Arbiter 600 und gibt ein erhaltenes Signal an den Inverter 274 ab. Der Inverter 274 invertiert das Signal vom Inverter 275 und gibt ein erhaltenes Signal als Antwort AckYp1 an die Pixel-Arrayeinheit 300 ab.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration gibt, wenn die Anforderung ReqYp1 bei dem niedrigen Pegel eingegeben wird, der Reihen-AER-Block 270 die Anforderung ReqYa1 aus, falls die Antwort CHIP_ACK bei dem hohen Pegel liegt. Darüber hinaus verzögert der Reihen-AER-Block 270 die Antwort AckYa1 bei dem hohen Pegel und gibt sie als Antwort AckYp1 aus.
[Konfigurationsbeispiel einer Spalten-AER-Schaltung]
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Spalten-AER-Schaltung 220 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Die Spalten-AER-Schaltung 220 enthält einen Spalten-AER-Block 271 für jede Spalte. Der Spalten-AER-Block 221 führt Handshaking zwischen der entsprechenden Spalte, der Zustandsmaschine 215 und dem Spalten-Arbiter 213 durch.
[Konfigurationsbeispiel eines Spalten-AER-Blocks]
11 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Spalten-AER-Blocks 221 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Der Spalten-AER-Block 221 enthält einen H-seitigen Spalten-AER-Block 222, einen L-seitigen Spalten-AER-Block 223 und ein ODER- bzw. OR-Gatter 224.
Der H-seitige Spalten-AER-Block 222 führt Handshaking durch, wenn die Anforderung ReqHXp1 bei dem niedrigen Pegel eingegeben wird. Der H-seitige Spalten-AER-Block 222 gibt ein Signal, das durch Verzögern einer Antwort AckHXa1 bei dem hohen Pegel erhalten wird, an das ODER-Gatter 224 ab. Der L-seitige Spalten-AER-Block 223 führt ein Handshaking durch, wenn die Anforderung ReqLXp1 bei dem niedrigen Pegel eingegeben wird. Der L-seitige Spalten-AER-Block 223 gibt ein Signal, das durch Verzögern einer Antwort AckLXa1 bei dem hohen Pegel erhalten wird, an das OR-Gatter 224 ab. Darüber hinaus invertieren der H-seitige Spalten-AER-Block 222 und der L-seitige Spalten-AER-Block 223 die Anforderungen bei dem niedrigen Pegel von der Pixel-Arrayeinheit 300. Die Konfiguration des H-seitigen Spalten-AER-Blocks 222 und des L-seitigen Spalten-AER-Blocks 223 sind ähnlich jener des in 9 veranschaulichten Reihen-AER-Blocks 270. Man beachte, dass die Konfiguration der AER-Blöcke für Reihen und Spalten nicht auf die in 9 veranschaulichte Schaltung beschränkt ist, solange Handshaking durchgeführt werden kann.
Das OR-Gatter 224 gibt das OR von Signalen von dem H-seitigen Spalten-AER-Block 222 und dem L-seitigen Spalten-AER-Block 223 als die Antwort AckXp1 aus.
[Konfigurationsbeispiel eines Reihen-Arbiters]
12 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Reihen-Arbiters 600 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Der Reihen-Arbiter 600 enthält Arbiter-Blöcke 610, 650 bis 654 und Inverter 601 und 602 alle sieben Reihen. Man beachte, dass die Abbildung ein Diagramm in einem Fall ist, in dem die Anzahl vertikaler ereignisgetriebener Pixel sieben Pixel beträgt. Falls beispielsweise die Anzahl vertikaler ereignisgetriebener Pixel 1000 Pixel beträgt, sind zehn Stufen von Arbitern vorgesehen, um bis zu 2^10 Stufen (= 1024 Pixel) abzudecken.
Der Arbiter-Block 610 entscheidet zwischen einer Anforderung von der ersten Reihe und einer Anforderung von der zweiten Reihe. Der Arbiter-Block 610 führt Handshaking mit dem Arbiter-Block 652 durch und gibt auf der Basis des Entscheidungsergebnisses eine Antwort an die erste oder zweite Reihe aus.
Der Arbiter-Block 650 entscheidet zwischen einer Anforderung von der dritten Reihe und einer Anforderung von der vierten Reihe. Der Arbiter-Block 650 führt Handshaking mit dem Arbiter-Block 652 durch und gibt auf der Basis des Entscheidungsergebnisses eine Antwort an die dritte oder vierte Reihe aus.
Der Arbiter-Block 651 entscheidet zwischen einer Anforderung von der fünften Reihe und einer Anforderung von der sechsten Reihe. Der Arbiter-Block 651 führt Handshaking mit dem Arbiter-Block 653 durch und gibt auf der Basis des Entscheidungsergebnisses eine Antwort an die fünfte oder sechste Reihe aus.
Der Arbiter-Block 652 entscheidet zwischen einer Anforderung vom Arbiter-Block 610 und einer Anforderung vom Arbiter-Block 650. Der Arbiter-Block 652 führt Handshaking mit dem Arbiter-Block 654 durch und gibt auf der Basis des Entscheidungsergebnisses eine Antwort an den Arbiter-Block 610 oder 650 aus.
Der Arbiter-Block 653 entscheidet zwischen einer Anforderung von dem Arbiter-Block 651 und einer Anforderung von der siebten Reihe. Der Arbiter-Block 653 führt Handshaking mit dem Arbiter-Block 654 durch und gibt auf der Basis des Entscheidungsergebnisses eine Antwort an den Arbiter-Block 651 oder die siebte Reihe aus.
Der Arbiter-Block 654 entscheidet zwischen einer Anforderung vom Arbiter-Block 652 und einer Anforderung vom Arbiter-Block 653. Der Arbiter-Block 654 verzögert die Antwort auf die frühere Anforderung mit den Invertern 601 und 602 und stellt die verzögerte Antwort dem Arbiter-Block 652 oder 653 bereit.
Man beachte, dass die Konfiguration des Spalten-Arbiters 213 ähnlich jener des Reihen-Arbiters 600 ist. Überdies ist die Konfiguration dieser Arbiter nicht auf die in der Abbildung veranschaulichte Konfiguration beschränkt, solange Anforderungen entschieden werden können.
[Konfigurationsbeispiel eines Arbiter-Blocks]
13 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Arbiter-Blocks 610 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Der Arbiter-Block 610 enthält pMOS-Transistoren 611, 614, 615 bis 617, 620, 622, 625 und 626, nMOS-Transistoren 612, 613, 618, 619, 623, 624 und 627 und einen Inverter 621.
Die pMOS-Transistoren 611 und 614 sind parallel zur Stromversorgung geschaltet. Die nMOS-Transistoren 612 und 613 sind zwischen den Masseanschluss und die Drains der pMOS-Transistoren 611 und 614 in Reihe geschaltet. Darüber hinaus wird eine Anforderung ReqXa1 von der ersten Reihe in die Gates des pMOS-Transistors 611 und des nMOS-Transistors 613 eingespeist.
Die pMOS-Transistoren 615 und 616 sind mit der Stromversorgung in Reihe geschaltet. Darüber hinaus wird die Anforderung ReqXa1 in das Gate des pMOS-Transistors 615 eingespeist und wird eine Anforderung ReqXa2 von der zweiten Reihe in das Gate des pMOS-Transistors 616 eingespeist.
Die pMOS-Transistoren 617 und 620 sind parallel zur Stromversorgung geschaltet. Die nMOS-Transistoren 618 und 619 sind zwischen den Masseanschluss und die Drains der pMOS-Transistoren 617 und 620 in Reihe geschaltet. Darüber hinaus sind die Gates des pMOS-Transistors 617 und des nMOS-Transistors 618 mit den Drains der pMOS-Transistoren 611 und 614 verbunden. Die Anforderung ReqXa2 wird in die Gates des pMOS-Transistors 620 und des nMOS-Transistors 619 eingespeist. Die Drains der pMOS-Transistoren 617 und 620 sind mit den Gates des pMOS-Transistors 614 und nMOS-Transistors 612 verbunden.
Darüber hinaus sind ein Verbindungspunkt zwischen den nMOS-Transistoren 612 und 613, der Drain des pMOS-Transistors 616 und ein Verbindungspunkt zwischen den nMOS-Transistoren 618 und 619 mit einer Signalleitung verbunden, die eine Anforderung ReqXb1 überträgt. Die Anforderung ReqXb1 wird an den Arbiter-Block 652 der oberen Ebene ausgegeben.
Der Inverter 621 invertiert eine Antwort AckXb1 vom Arbiter-Block 652 der oberen Ebene. Der Inverter 621 gibt das invertierte Signal an die Gates des pMOS-Transistors 625 und des nMOS-Transistors 624 ab.
Die pMOS-Transistoren 625 und 626 und der nMOS-Transistor 627 sind zwischen die Stromversorgung und den Masseanschluss in Reihe geschaltet. Darüber hinaus sind der pMOS-Transistor 622 und der nMOS-Transistor 623 zwischen den Masseanschluss und einen Verbindungspunkt zwischen den pMOS-Transistoren 625 und 626 in Reihe geschaltet. Die Source und der Drain des nMOS-Transistors 624 sind mit einem Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 622 und dem nMOS-Transistor 623 und einem Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 626 und nMOS-Transistor 627 verbunden.
Außerdem sind die Gates des pMOS-Transistors 622 und des nMOS-Transistors 623 mit den Drains der pMOS-Transistoren 611 und 614 verbunden. Die Gates des pMOS-Transistors 626 und des nMOS-Transistors 627 sind mit den Drains der pMOS-Transistoren 617 und 620 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 622 und dem nMOS-Transistor 623 ist mit einer Signalleitung verbunden, die eine Antwort AckXa1 zur ersten Reihe überträgt. Der Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 626 und dem nMOS-Transistor 627 ist mit einer Signalleitung verbunden, die eine Antwort AckXa2 zur zweiten Reihe überträgt.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration gibt bei Empfang der Anforderung ReqXa1 oder der Anforderung ReqXa2 der Arbiter-Block 610 die Anforderung ReqXb1 aus. Bei Empfang der Antwort AckXb1 gibt dann der Arbiter-Block 610 eine Antwort entsprechend dem früheren Eingang der Anforderung ReqXa1 und der Anforderung ReqXa2 aus.
Man beachte, dass die Konfiguration der Arbiter-Blöcke 650 bis 654 ähnlich jener des in der Abbildung veranschaulichten Arbiter-Blocks 610 ist.
14 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für Handshaking in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Wenn das Pixel 310 die Anforderung ReqYp1 bei dem niedrigen Pegel ausgibt, gibt der Reihen-AER-Block 270 die Antwort AckYp1 bei dem hohen Pegel zurück, falls die Antwort CHIP_ACK bei dem hohen Pegel liegt.
Bei Empfang der Antwort AckYp1 gibt das Pixel 310 die Anforderung ReqHXp1 bei dem niedrigen Pegel aus, falls ein EIN-Ereignis eintritt. Man beachte, dass in einem Fall, in dem ein AUS-Ereignis eintritt, die Anforderung ReqLXp1 bei dem niedrigen Pegel ausgegeben wird.
Bei Empfang der Anforderung ReqHXp1 gibt der Spalten-AER-Block 221 die Antwort AckXp1 bei dem hohen Pegel zurück, falls die Antwort CHIP_ACK bei dem hohen Pegel liegt. Bei Empfang der Antwort AckXp1 erzeugt das Pixel 310 das Rücksetzsignal xrst bei dem niedrigen Pegel, um die Anforderungen ReqXp1 und ReqHXp1 bei dem hohen Pegel zu initialisieren.
Wenn die Antwort AckXp1 ausgegeben wird, gibt überdies der Spalten-AER-Block 221 eine Anforderung CHIP_REQ bei dem niedrigen Pegel aus. Bei Empfang der Anforderung CHIP_REQ überträgt die Zustandsmaschine 215 das Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses zur DSP-Schaltung 120 und gibt die Antwort CHIP ACK bei dem niedrigen Pegel zurück.
Bei Empfang der Antwort CHIP_ACK initialisiert der Reihen-AER-Block 270 die Antwort AckYp1 auf den niedrigen Pegel, falls die Anforderung ReqYp1 bei dem hohen Pegel liegt. Darüber hinaus initialisiert bei Empfang der Antwort CHIP_ACK der Spalten-AER-Block 221 die Antwort AckXp1 auf den niedrigen Pegel, falls die Anforderung ReqHXp1 bei dem hohen Pegel liegt.
Wenn die Antwort AckXp1 initialisiert wird, initialisiert das Pixel 310 das Rücksetzsignal xrst auf den hohen Pegel und initialisiert der Spalten-AER-Block 221 die Anforderung CHIP REQ auf den hohen Pegel. Überdies initialisiert die Zustandsmaschine 215 die Antwort CHIP_ACK auf den hohen Pegel.
[Betriebsbespiel eines Festkörper-Bildgebungselements]
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer AER-Verarbeitung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Die AER-Verarbeitung wird beispielsweise begonnen, wenn eine vorbestimmte Anwendung zum Detektieren eines Adressereignisses ausgeführt wird.
Das Pixel 310 führt eine Initialisierung mit dem Rücksetzsignal xrst oder dergleichen durch (Schritt S920). Dann wandeln die Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten und der Puffer 330 im Pixel 310 den Umwandlungszielstrom Ip', der auf den Bereich begrenzt ist, der größer als der oder gleich dem Offset-Strom Iofs ist, in eine Pixelspannung um (Schritt S921). Die Differenzierschaltung 340 erzeugt ein differentielles Signal aus der Pixelspannung (Schritt S922), und der Komparator 350 bestimmt, ob das differentielle Signal den oberen Schwellenwert Von überschreitet oder nicht (Schritt S923). Falls das differentielle Signal den oberen Schwellenwert Von überschreitet (Schritt S923: Ja), detektiert das Pixel 310 ein EIN-Ereignis (Schritt S926).
Falls auf der anderen Seite das differentielle Signal geringer als der oder gleich dem oberen Schwellenwert Von ist (Schritt S923: Nein), bestimmt der Komparator 350, ob das differentielle Signal unter den unteren Schwellenwert Voff fällt oder nicht (Schritt S924). Falls das differentielle Signal unter den unteren Schwellenwert Voff fällt (Schritt S924: Ja), detektiert das Pixel 310 ein AUS-Ereignis (Schritt S925). Falls das differentielle Signal größer als der oder gleich dem unteren Schwellenwert Voff ist (Schritt S924: Nein), führt das Pixel 310 wiederholt den Schritt S921 und die nachfolgenden Schritte aus. Überdies überträgt das Pixel 310 nach Schritt S925 oder S926 ein Ergebnis einer Detektion mittels Handshaking (Schritt S927) und führt eine Initialisierung durch (Schritt S928). Das Pixel 310 führt dann wiederholt den Schritt S921 und nachfolgende Schritte aus.
Wie oben beschrieben wurde, detektiert gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie das Pixel 310 ein Adressereignis, indem der Strom auf den Bereich begrenzt wird, der größer als der oder gleich dem Offset-Strom ist, so dass eine fehlerhafte Detektion reduziert werden kann, wenn der Dunkelstrom, der geringer als der Offset-Strom ist, auftritt. Somit kann in einem Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses Rauschen aufgrund des Dunkelstroms reduziert werden.
<2. Zweite Ausführungsform>
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird der Drain-Strom des nMOS-Transistors 321 als der Offset-Strom Iofs genutzt; aber mit dieser Konfiguration ist es schwierig, den Wert des Offset-Stroms Iofs fein bzw. genau einzustellen. Ein Pixel 310 dieser zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Offset-Strom mittels eines Stromteilers statisch geändert wird.
16 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Pixels 310 in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Das Pixel 310 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass anstelle des nMOS-Transistors 321 ein Stromteiler 470 vorgesehen ist.
17 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Stromteilers 470 in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Der Stromteiler 470 enthält eine Referenzstromquelle 471, einen nMOS-Transistor 472, m + 1 Schalter 473, m + 1 nMOS-Transistoren 474, m - 1 nMOS-Transistoren 475, einen Decodierer 476 und einen Puffer 477.
Die Referenzstromquelle 471 erzeugt einen vorbestimmten Referenzstrom IREF und stellt ihn dem Drain des nMOS-Transistors 472 bereit.
Der Drain und das Gate des nMOS-Transistors 472 sind kurzgeschlossen, und die Source ist geerdet.
Die Schalter 473 sind mit den voneinander verschiedenen nMOS-Transistoren 474 jeweils assoziiert bzw. zugeordnet. Jeder Schalter 473 verbindet den Drain des entsprechenden Transistors mit entweder dem Puffer 477 oder dem nMOS-Transistor 322 als Ausgabeziel gemäß der Steuerung des Decodierers 476.
Die Gates der jeweiligen nMOS-Transistoren 474 sind mit dem Gate des nMOS-Transistors 472 verbunden. Darüber hinaus sind die Sources der jeweiligen nMOS-Transistoren 474 gemeinsam mit dem Masseanschluss verbunden.
Die Gates der jeweiligen nMOS-Transistoren 475 sind mit dem Gate des nMOS-Transistors 472 verbunden. Darüber hinaus sind der Drain und die Source des m-ten nMOS-Transistors 475 jeweils mit den Sources der m-ten und (m + 1)-ten nMOS-Transistoren 474 verbunden.
Der Decodierer 476 steuert jeden der Schalter 473 gemäß einem vorher in einem Register oder dergleichen gehaltenen vorbestimmten Sollwert.
Der Eingangsanschluss des Puffers 477 ist mit dem nMOS-Transistor 322 als das Ausgabeziel verbunden, und der Ausgangsanschluss ist mit jedem der Schalter 473 verbunden.
Die nMOS-Transistoren 474 bilden jeweils Stromspiegelschaltungen mit dem nMOS-Transistor 472. Diese Stromspiegelschaltungen können eine Vielzahl von Verteilungsströmen erzeugen, indem der Referenzstrom IREF mit Verteilungsverhältnissen je nach den Gate-Breiten und Gate-Längen der jeweiligen Transistoren verteilt wird. Man beachte, dass eine Schaltung, die m + 1 Schalter 473, m + 1 nMOS-Transistoren 474 und m - 1 nMOS-Transistoren 475 enthält, ein Beispiel einer in den Ansprüchen beschriebenen Verteilungsschaltung ist.
Beispielsweise werden eine Gate-Breite W und eine Gate-Länge L von sowohl dem nMOS-Transistor 472 als auch den ersten bis m-ten nMOS-Transistoren 474 auf Werte eingestellt, die die folgende Gleichung erfüllen. $W/L = (N - 1) \times α$
Die Gate-Breite W und die Gate-Länge L des (m + 1)-ten nMOS-Transistors 472 werden auf Werte eingestellt, die die folgende Gleichung erfüllen. $W/L = α$
Außerdem werden die Gate-Breite W und die Gate-Länge L des nMOS-Transistors 475 auf Werte eingestellt, die die folgende Gleichung erfüllen. $W/L = N \times α / (N - 1)$
Falls die Gate-Breiten W und die Gate-Längen L, die die Ausdrücke 1 bis 3 erfüllen, eingerichtet bzw. eingestellt sind, wird ein Verteilungsstrom Im, der durch die ersten bis m-ten nMOS-Transistoren 472 fließt, durch den folgenden Ausdruck ausgedrückt. $I_{m} = I_{REF} / Nm - 1$
Darüber hinaus wird ein Verteilungsstrom Im + 1, der durch den (m + 1)-ten nMOS-Transistor 472 fließt, durch die folgende Gleichung ausgedrückt. $I_{m + 1} = I_{REF} / {Nm - 1 (N - 1)}$
Der Decodierer 476 steuert ein Verbindungsziel des Schalters 473 gemäß dem Sollwert, wodurch der Offset-Strom Iofs in der Größenordnung von Sub-Pikoampere auf der Basis der Gleichungen 4 und 5 gesteuert werden kann. Falls beispielsweise Verbindungsziele der ersten und (m + 1)-ten Schalter 473 zur Ausgabeseite eingestellt sind und die anderen zur Seite des Puffers 477 eingestellt sind, kann der Offset-Strom Iofs auf die Summe der Verteilungsströme I₁ und I_{m + 1} gesteuert werden. Eine Änderung des Sollwerts für den Decodierer 476 wird durchgeführt, während der Bildgebungsbetrieb im Festkörper-Bildgebungselement 200 gestoppt ist. Das heißt, der Offset-Strom Iofs ist ein statisch variabler Wert.
Man beachte, dass der Decodierer 476 ein Beispiel eines Decodierers in den Ansprüchen ist. Darüber hinaus ist die Konfiguration des Stromteilers 470 nicht auf die in der Abbildung veranschaulichten Schaltung beschränkt, solange der Offset-Strom Iofs durch Aktualisieren des Sollwerts geändert werden kann. Obgleich der Ausgangsanschluss des Stromteilers 470 direkt mit dem nMOS-Transistor 322 verbunden ist, kann der Ausgangsanschluss über eine Stromspiegelschaltung verbunden sein.
Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie der Offset-Strom durch den Sollwert für den Decodierer 476 geändert werden, so dass eine feine bzw. genaue Einstellung des Offset-Stroms ermöglicht wird.
Man beachte, dass in 17 die Referenzstromquelle 471, die IREF erzeugt, und der nMOS-Transistor 472 eine gemeinsame Schaltung für alle Pixel sein können und der Rest im Stromteiler 470 für jedes Pixel angeordnet sein kann. Darüber hinaus kann zusätzlich zu der Referenzstromquelle 471 und dem nMOS-Transistor 472 der Decodierer 476 eine gemeinsame Schaltung für alle Pixel sein.
<3. Dritte Ausführungsform>
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird der Drain-Strom des nMOS-Transistors 321 als der Offset-Strom Iofs genutzt; aber mit dieser Konfiguration ist es schwierig, den Wert des Offset-Stroms Iofs genau einzustellen. Ein Festkörper-Bildgebungselement 200 gemäß dieser dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Offset-Strom Iofs dynamisch geändert wird.
18 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Festkörper-Bildgebungselements 200 in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Das Festkörper-Bildgebungselement 200 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass ferner eine Einheit 510 zur Bestimmung räumlich unkorrelierter Ereignisse enthalten ist.
Die Einheit 510 zur Bestimmung räumlich unkorrelierter Ereignisse bestimmt, ob eine Korrelation zwischen einem Raum um ein Pixel, in dem ein Adressereignis detektiert wird, und dem Adressereignis besteht oder nicht. Im Allgemeinen hat Zufallsrauschen auf Grund von Dunkelstrom eine schlechte Korrelation mit dem umgebenden Raum. Auf der anderen Seite hat ein Adressereignis auf Grund einer Änderung einer Lichtmenge oft eine hohe Korrelation mit dem umgebenden Raum. Wenn sich beispielsweise ein Objekt bewegt, ändert sich die Lichtmenge einer Kontur (Rand) des Objekts und wird oft ein Adressereignis nahe dem Rand detektiert. Das heißt, falls in einem Raum um ein Pixel, in dem ein Adressereignis detektiert wird, ein Rand detektiert wird, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Adressereignis nicht Rauschen ist. Somit steuert die Einheit 510 zur Bestimmung räumlich unkorrelierter Ereignissen den Offset-Strom Iofs auf der Basis eines Grads der Korrelation mit dem Raum um das Pixel, wo das Adressereignis detektiert wird.
19 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Einheit 510 zur Bestimmung räumlich unkorrelierter Ereignisse in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Die Einheit 510 zur Bestimmung räumlich unkorrelierter Ereignisse enthält einen Zeitgeber 511, eine Ereignisdetektionszählung-Verwaltungseinheit 512, eine Offset-Strom-Steuerungseinheit 513, ein räumliches Filter 514 und eine Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit 515.
Der Zeitgeber 511 misst die Zeit synchron mit einem Synchronisationssignal wie etwa einem Taktsignal, bis eine vorbestimmte Sollzeit verstrichen ist. Der Zeitgeber 511 stellt einen Zeitgeberwert, der die gemessene Zeit angibt, der Ereignisdetektionszählung-Verwaltungseinheit 512 bereit. Wenn die Sollzeit abgelaufen ist, setzt darüber hinaus der Zeitgeber 511 den Zeitgeberwert auf einen Anfangswert zurück und wiederholt eine Zeitmessung bis zur Sollzeit.
Die Ereignisdetektionszählung-Verwaltungseinheit 512 erhält für jede Adresse eine Detektionszählung, dass innerhalb einer bestimmten Periode ein Adressereignis detektiert wird, und veranlasst, dass die Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit 515 die Detektionszählung hält. Die Ereignisdetektionszählung-Verwaltungseinheit 512 empfängt Anforderungen ReqX und ReqY von der Zustandsmaschine 215. X und Y in diesen Anforderungen geben die horizontalen und vertikalen Adressen des Pixels an, wo das Adressereignis detektiert wird.
Wenn ein Adressereignis in einem bestimmten Pixel detektiert wird, liest die Ereignisdetektionszählung-Verwaltungseinheit 512 die Detektionszählung des Pixels aus der Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit 515. Die Ereignisdetektionszählung-Verwaltungseinheit 512 inkrementiert dann die gelesene Detektionszählung und aktualisiert die Detektionszählung mit dem Wert. Wenn der Zeitgeberwert die Sollzeit erreicht, setzt darüber hinaus die Ereignisdetektionszählung-Verwaltungseinheit 512 die Detektionszählung aller Pixel auf einen Anfangswert zurück.
Die Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit 515 hält eine Adressereignisdetektionszählung für jedes Pixel.
Das räumliche Filter 514 führt eine vorbestimmte Filterverarbeitung aus. Das räumliche Filter 514 fokussiert sequentiell auf Pixel und liest die Detektionszählung sowohl eines Pixels von Interesse, das fokussiert ist, als auch eines dem Pixel von Interesse benachbarten Pixels aus der Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit 515 als Pixelwert. Hier meint „benachbart“, dass ein euklidischer Abstand zum Pixel von Interesse innerhalb eines vorbestimmten Werts liegt. Das räumliche Filter 514 führt dann eine vorbestimmte Filterverarbeitung an jedem der gelesenen Pixelwerte aus. Beispielsweise wird eine Verarbeitung zum Detektieren einer Intensität eines Rands ausgeführt. Das räumliche Filter 514 stellt der Offset-Strom-Steuerungseinheit 513 für jedes der Pixel ein Ausführungsergebnis (Intensität des Rands oder dergleichen) der Verarbeitung bereit.
Die Offset-Strom-Steuerungseinheit 513 steuert den Offset-Strom Iofs auf der Basis des Verarbeitungsergebnisses des räumlichen Filters 514. Beispielsweise reduziert für jedes Pixel die Offset-Strom-Steuerungseinheit 513 den Offset-Strom Iofs, wenn die Intensität des Rands, die um das Pixel herum detektiert wird, höher ist (mit anderen Worten die Korrelation höher ist). Die Steuerung des Offset-Stroms Iofs wird durch Ändern der Vorspannung Vsink durchgeführt.
Man beachte, dass die Offset-Strom-Steuerungseinheit 513 den Offset-Strom Iofs durch Ändern der Vorspannung Vsink steuert, nicht aber auf diese Konfiguration beschränkt ist. Ähnlich der zweiten Ausführungsform kann im Pixel 310 der Stromteiler 470 angeordnet sein und kann der Offset-Strom Iofs durch Übertragen des Sollwerts zum Decodierer 476 gesteuert werden.
Darüber hinaus kann die Offset-Strom-Steuerungseinheit 513 den Offset-Strom Iofs entsprechend einer Nutzerbedienung zwangsweise ändern. In diesem Fall wird beispielsweise entweder ein manueller Modus, in dem der Nutzer den Offset-Strom manuell ändert, oder ein automatischer Modus, in dem die Offset-Strom-Steuerungseinheit 513 den Offset-Strom dynamisch ändert, in der Offset-Strom-Steuerungseinheit 513 eingestellt. Im manuellen Modus ändert die Offset-Strom-Steuerungseinheit 513 den Offset-Strom Iofs entsprechend der Nutzerbedienung. Auf der anderen Seite ändert im automatischen Modus die Offset-Strom-Steuerungseinheit 513 den Offset-Strom Iofs auf der Basis des Verarbeitungsergebnisses des räumlichen Filters 514.
Wie oben beschrieben wurde, ändert gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie das Festkörper-Bildgebungselement 200 den Offset-Strom auf der Basis des Verarbeitungsergebnisses des räumlichen Filters 514, so dass, selbst wenn sich ein entsprechender Wert des Offset-Stroms während des Betriebs ändert, der Offset-Strom auf den Wert gesteuert werden kann.
<4. Ausführungsform>
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird der Umwandlungszielstrom durch den Offset-Strom für jedes Pixel begrenzt; aber mit dieser Konfiguration gibt es einen Fall, bei dem Rauschen aufgrund von Dunkelstrom nicht ausreichend reduziert werden kann. Falls beispielsweise eine Lichtmenge größer als Pmin ist, wird der Umwandlungszielstrom nicht begrenzt, so dass es, selbst wenn ein Signal der Pixelspannung Vp Rauschen enthält, schwierig ist, das Rauschen zu reduzieren. Ein Festkörper-Bildgebungselement 200 gemäß dieser vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass Rauschen aus dem Signal der Pixelspannung Vp durch ein Tiefpassfilter entfernt wird.
20 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 310 in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Das Pixel 310 gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine Begrenzungsschaltung 315 den nMOS-Transistor 321 nicht enthält und statt des Puffers 330 einen Puffer 520 enthält.
Eine Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten gemäß der vierten Ausführungsform ist nicht mit dem nMOS-Transistor 321 versehen, der den Offset-Strom Iofs erzeugt. Aus diesem Grund wandelt die Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten den Fotostrom Ip wie er ist in die Pixelspannung Vp um, ohne den Fotostrom Ip zu begrenzen, und gibt die Pixelspannung Vp an den Puffer 520 ab.
Der Puffer 520 schneidet eine Hochfrequenzkomponente mit einer höheren Frequenz als eine vorbestimmte Cutoff-Frequenz im Signal der Pixelspannung Vp ab (mit anderen Worten begrenzt sie). Der Puffer 520 gibt ein Signal, in dem die Hochfrequenzkomponente begrenzt ist, als das Ausgangssignal Vp' an die Differenzierschaltung 340 ab.
21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Verbindungsform zwischen Pixeln in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. In der Abbildung ist ein von einem dicken Rahmen umgebenes Pixel als Zielpixel festgelegt, und dessen Koordinaten sind auf (i, j) gesetzt. Darüber hinaus sind beispielsweise acht Pixel bei den Koordinaten (i - 1, j - 1) , (i - 1, j) , (i - 1, j + 1) , (i, j - 1) , (i, j + 1), (i + 1, j - 1), (i + 1, j) und (i + 1, j + 1) als benachbarte Pixel festgelegt.
Das Zielpixel ist mit jedem der acht benachbarten Pixel über acht Eingangssignalleitungen verbunden. Ein Spannungssignal Vadj, das eine Ausgangsspannung Vo von jedem der benachbarten Pixel enthält, wird über diese Eingangssignalleitungen in das Zielpixel eingespeist. Darüber hinaus ist das Zielpixel über eine Ausgangssignalleitung, die sich in acht verzweigt, mit jedem der benachbarten Pixel verbunden. Das Zielpixel gibt eine Ausgangsspannung Vo_(i, j) über die Ausgangssignalleitung an jedes der benachbarten Pixel ab.
Man beachte, dass die Anzahl benachbarter Pixel nicht auf acht begrenzt ist. Beispielsweise können als benachbarte Pixel vier Pixel an der oberen, unteren, linken und rechten Seite des Zielpixels festgelegt werden.
22 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Puffers 520 in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Der Puffer 520 enthält pMOS-Transistoren 521 und 522, nMOS-Transistoren 523 bis 526, nMOS-Transistoren 527 der gleichen Anzahl (zum Beispiel acht) wie die Anzahl benachbarter Pixel und Operationsverstärker 529 und 530.
Der pMOS-Transistor 521 und der nMOS-Transistor 523 sind zwischen die Stromversorgung und den nMOS-Transistor 526 in Reihe geschaltet. Ferner sind auch der pMOS-Transistor 522, der nMOS-Transistor 524 und der nMOS-Transistor 525 zwischen die Stromversorgung und den nMOS-Transistor 526 in Reihe geschaltet.
Außerdem sind die Gates der pMOS-Transistoren 521 und 522 miteinander verbunden und sind das Gate und der Drain des pMOS-Transistors 521 kurzgeschlossen. Das Gate und der Drain von jedem der nMOS-Transistoren 524 und 525 sind kurzgeschlossen.
Die vorbestimmte Vorspannung Vbsf wird an das Gate des nMOS-Transistors 526 angelegt, und die Source ist mit einem Massepotential verbunden. Überdies ist der Drain des nMOS-Transistors 526 gemeinsam mit den Sources der nMOS-Transistoren 523 und 525 verbunden.
Die Drains der jeweiligen acht nMOS-Transistoren 527 sind auf einer Eins-zu-Eins-Basis mit voneinander verschiedenen benachbarten Pixeln verbunden. Beispielsweise ist der erste nMOS-Transistor 527 mit dem benachbarten Pixel bei den Koordinaten (i - 1, j - 1) verbunden und ist der achte nMOS-Transistor 527 mit dem benachbarten Pixel bei den Koordinaten (i + 1, j + 1) verbunden. Darüber hinaus sind die Gates der jeweiligen acht nMOS-Transistoren 527 gemeinsam mit einem Verbindungspunkt zwischen dem pMOS-Transistor 522 und dem nMOS-Transistor 524 verbunden und sind die Sources gemeinsam mit den jeweiligen invertierenden Eingangsanschlüssen (-) der Operationsverstärker 529 und 530 verbunden.
Die Pixelspannung Vp von der Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten wird in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss (+) des Operationsverstärkers 529 eingespeist. Außerdem wird eine Spannung des Ausgangsanschlusses des Operationsverstärkers 529 an jedes der acht benachbarten Pixel als die Ausgangsspannung Vo_(i, j) abgegeben. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 529 ist ferner mit dem invertierenden Eingangsanschluss (-) des Operationsverstärkers 529, dem Gate des nMOS-Transistors 523 und dem invertierenden Eingangsanschluss (-) des Operationsverstärkers 530 verbunden.
Die Pixelspannung Vp von der Einheit 320 mit logarithmischem Ansprechverhalten wird in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss (+) des Operationsverstärkers 530 eingespeist. Überdies ist der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 530 mit der Differenzierschaltung 340 verbunden und wird das Ausgangssignal Vp' vom Anschluss abgegeben.
In der oben beschriebenen Konfiguration ist ein räumliches Tiefpassfilter durch den Einschaltwiderstand des nMOS-Transistors 527 entsprechend jedem der benachbarten Pixel ausgebildet. Falls viele der benachbarten Pixel auf den Umwandlungszielstrom in der gleichen Art und Weise reagieren, wird es einfacher, ein Signal zur Differenzierschaltung 340 in der nachfolgenden Stufe zu übertragen; falls aber nur ein einziges Pixel reagiert, wird dessen Ausgabe durch die benachbarten Pixel reduziert. Das heißt, der Puffer 520 fungiert als das Tiefpassfilter, das die Hochfrequenzkomponente im Signal der Pixelspannung Vp dämpft und abschneidet. Man beachte, dass der Puffer 520 ein Beispiel eines in den Ansprüchen beschriebenen Tiefpassfilters ist.
Wie oben beschrieben wurde, hat das Rauschen aufgrund des Dunkelstroms eine geringe räumliche Korrelation, so dass das Rauschen aufgrund des Dunkelstroms reduziert werden kann, indem man das Signal das Tiefpassfilter passieren lässt.
Es gibt auch eine Filterverarbeitung in einer Schaltung (wie etwa der DSP-Schaltung 120) außerhalb des Pixels 310 ohne Verwendung des Puffers 520; jedoch ist ein Speicher, der das Detektionsergebnis von jedem der Pixel hält, erforderlich, was die für die Berechnung erforderlichen Kosten erhöht. Aus diesem Grund kann das Bereitstellen des Puffers 520, der als Filter im Pixel 310 fungiert, die für die Berechnung erforderlichen Kosten reduzieren.
Wie oben beschrieben wurde, begrenzt gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie der Puffer 520 die die Cutoff-Frequenz im Spannungssignal überschreitende Hochfrequenzkomponente, so dass Rauschkomponenten aufgrund des Dunkelstroms reduziert werden können.
<5. Anwendungsbeispiel für einen mobilen Körper>
Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) kann für verschiedene von Produkten verwendet werden. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann als eine Vorrichtung realisiert werden, die beispielsweise an jedem beliebigen Typ eines mobilen Körpers wie etwa einem Automobil, einem Elektrofahrzeug, einem Hybrid-Elektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer Vorrichtung zur persönlichen Mobilität, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff, einem Roboter oder dergleichen montiert ist.
23 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische beispielhafte Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems veranschaulicht, das ein Beispiel eines Systems zur Steuerung mobiler Körper ist, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann.
Die Fahrzeugsteuerungssystem 12000 umfasst eine Vielzahl elektronischer Steuerungseinheiten, die über ein Kommunikationsnetzwerk 12001 miteinander verbunden sind. In dem in 23 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 eine Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010, eine Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020, eine Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs, eine Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs und eine integrierte Steuerungseinheit 12050. Überdies sind als funktionale Konfigurationen der integrierten Steuerungseinheit 12050 ein Mikrocomputer 12051, eine Audio-Bild-Ausgabeeinheit 12052 und eine Schnittstelle (I/F) 12053 des bordeigenen Netzwerks veranschaulicht.
Die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 steuert gemäß verschiedenen Programmen einen Betrieb von Vorrichtungen in Bezug auf ein Antriebssystem eines Fahrzeugs. Beispielsweise dient die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 als Steuerungsvorrichtung einer Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft des Fahrzeugs wie etwa eines Verbrennungsmotors oder eines Antriebsmotors, eines Antriebskraft-Übertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft auf die Räder, eines Lenkmechanismus zum Einstellen eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, einer Bremsvorrichtung zum Erzeugen einer Bremskraft des Fahrzeugs und dergleichen.
Die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 steuert den Betrieb verschiedener Vorrichtungen, mit denen die Fahrzeugkarosserie ausgestattet ist, gemäß verschiedenen Programmen. Beispielsweise fungiert die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 als eine Steuerungsvorrichtung eines schlüssellosen Zugangssystems, eines Systems für intelligente Schlüssel, einer automatischen Fenstervorrichtung oder verschiedener Leuchten wie etwa eines Frontscheinwerfers, eines Heckscheinwerfers, einer Bremsleuchte, eines Fahrtrichtungsanzeigers und einer Nebelleuchte. In diesem Fall können in die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 Funkwellen, die von einer tragbaren Vorrichtung, die einen Schlüssel ersetzt, übertragen werden, oder Signale verschiedener Schalter eingespeist werden. Die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 empfängt eine Einspeisung dieser Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, eine automatische Fenstervorrichtung, die Leuchte und dergleichen des Fahrzeugs.
Die Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs detektiert Information außerhalb des Fahrzeugs, in dem das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 montiert ist. Beispielsweise ist eine Bildgebungseinheit 12031 mit der Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs verbunden. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs veranlasst die Bildgebungseinheit 12031, ein Bild der äußeren Umgebung des Fahrzeugs aufzunehmen, und empfängt das aufgenommene Bild. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis des empfangenen Bildes eine Verarbeitung zur Objektdetektion oder eine Verarbeitung zur Detektion eines Abstands einer Person, eines Wagens, eines Hindernisses, eines Verkehrsschilds, eines Zeichens auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen ausführen.
Die Bildgebungseinheit 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und ein elektrisches Signal je nach einer Menge an empfangenem Licht abgibt. Die Bildgebungseinheit 12031 kann das elektrische Signal als ein Bild oder als Information einer Abstandsmessung abgeben. Darüber hinaus kann das mittels der Bildgebungseinheit 12031 empfangene Licht sichtbares Licht sein oder kann unsichtbares Licht wie etwa Infrarotstrahlen sein.
Die Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs detektiert Information im Innern des Fahrzeugs. Die Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs ist mit zum Beispiel eine Einheit 12041 zur Detektion des Fahrerzustands verbunden, die einen Zustand eines Fahrers detektiert. Die Einheit 12041 zur Detektion des Fahrerzustands umfasst zum Beispiel eine Kamera, die dein Bild des Fahrers aufnimmt, und auf der Basis der von der Einheit 12041 zur Detektion des Fahrerzustands eingegebenen Detektionsinformation kann die Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs einen Ermüdungsgrad oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder kann bestimmen, ob der Fahrer eindöst.
Auf der Basis der durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs erfassten Information über das Innere und die äußere Umgebung kann der Mikrocomputer 12051 einen Steuerungszielwert der Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, des Lenkmechanismus oder der Bremsvorrichtung berechnen und kann einen Steuerungsbefehl an die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 ausgeben. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die darauf abzielt, Funktionen eines fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu realisieren, die eine Kollisionsvermeidung oder Aufprallabschwächung des Fahrzeugs, eine Nachfolgefahrt basierend auf dem Abstand zwischen Fahrzeugen, eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Warnung vor einer Fahrzeugkollision, eine Warnung vor einem Verlassen der Spur des Fahrzeugs oder dergleichen einschließen.
Ferner kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die auf ein automatisches Fahren, bei dem man autonom fährt, ohne auf einen Eingriff des Fahrers angewiesen zu sein, oder dergleichen abzielt, indem die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, der Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen auf der Basis der Information über die Peripherie des Fahrzeugs, die mittels der Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder der Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs erfasst bzw. erlangt wird, gesteuert wird.
Der Mikrocomputer 12051 kann überdies einen Steuerungsbefehl an die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 auf der Basis der Information über die äußere Umgebung des Fahrzeugs ausgeben, die durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs erfasst wird. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die darauf abzielt, eine Blendung zu verhindern, wie etwa ein Umschalten von Fernlicht auf Abblendlicht, indem die Frontleuchte in Abhängigkeit von der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs gesteuert wird, das durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs detektiert wird.
Die Audio-Bild-Ausgabeeinheit 12052 überträgt Ton- und ein Bild-Ausgangssignale zu einer Ausgabevorrichtung, die einem Insassen des Fahrzeugs oder der äußeren Umgebung des Fahrzeugs eine Information optisch oder akustisch mitteilen kann. Im Beispiel in 23 sind als die Ausgabevorrichtung ein Lautsprecher 12061, eine Anzeigeeinheit 12062 und ein Armaturenbrett 12063 veranschaulicht. Die Anzeigeeinheit 12062 kann beispielsweise eine bordeigene Anzeige und/oder ein Head-Up-Display umfassen.
24 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Installationsposition der Bildgebungseinheit 12031 veranschaulicht.
In 24 sind als die Bildgebungseinheit 12031 Bildgebungseinheiten 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105.
Die Bildgebungseinheiten 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind beispielsweise an einer Position der Frontpartie, des Seitenspiegels, der hinteren Stoßstange, der Hecktür, des oberen Teils der Windschutzscheibe im Fahrzeuginneren oder dergleichen des Fahrzeugs 12100 vorgesehen. Die an der Frontpartie vorgesehene Bildgebungseinheit 12101 und die am oberen Teil der Windschutzscheibe im Innern des Fahrzeugs vorgesehene Bildgebungseinheit 12105 nehmen vorwiegend Bilder vor dem Fahrzeug 12100 auf. Die an den Seitenspiegeln vorgesehenen Bildgebungseinheiten 12102 und 12103 nehmen vorwiegend Bilder an den Seiten des Fahrzeugs 12100 auf. Die an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehene Bildgebungseinheit 12104 nimmt vorwiegend Bilder hinter dem Fahrzeug 12100 auf. Die am oberen Teil der Windschutzscheide im Fahrzeuginneren vorgesehene Bildgebungseinheit 12105 wird vorwiegend zum Detektieren eines vorausfahrenden Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Hindernisses, einer Verkehrsampel, eines Verkehrszeichens, einer Fahrspur oder dergleichen genutzt.
Man beachte, dass 24 ein Beispiel von Abbildungsbereichen der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 veranschaulicht. Ein Abbildungsbereich 12111 gibt einen Abbildungsbereich der an der Frontpartie vorgesehenen Bildgebungseinheit 12101 an, Abbildungsbereiche 12112 und 12113 geben Abbildungsbereiche der an den Seitenspiegeln vorgesehenen Bildgebungseinheiten 12102 bzw. 12103 an, ein Abbildungsbereich 12114 gibt einen Abbildungsbereich der an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehenen Bildgebungseinheit 12104 an. Beispielsweise werden durch die Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 aufgenommene Bilddaten überlagert, wodurch ein Bild aus der Vogelperspektive des Fahrzeugs 12100, wie es von oben gesehen wird, erhalten wird.
Zumindest eine der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 kann eine Funktion, um eine Abstandsinformation zu erlangen, aufweisen. Beispielsweise kann zumindest eine der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 eine Stereokamera sein, die eine Vielzahl von Bildgebungselementen enthält, oder kann ein Bildgebungselement sein, das Pixel für eine Detektion von Phasendifferenzen enthält.
Beispielsweise erhält auf der Basis der Abstandsinformation, die von den Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 erhalten wird, der Mikrocomputer 12051 einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Abbildungsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung (Relativgeschwindigkeit zum Fahrzeug 12100) des Abstands, wodurch er in der Lage ist, ein dreidimensionales Objekt, das insbesondere ein am nächsten befindliches dreidimensionales Objekt auf einem Fahrweg des Fahrzeugs 12100 und mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel gleich 0 km/h oder mehr) in im Wesentlichen die gleiche Richtung wie das Fahrzeug 12100 fährt, als ein vorausfahrendes Fahrzeug zu extrahieren. Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 einen sicherzustellenden bzw. einzuhaltenden Abstand zwischen Fahrzeugen vor dem vorausfahrenden Fahrzeug vorher festlegen und kann eine automatische Bremssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Stopp-Steuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Start-Steuerung) und dergleichen durchführen. Wie oben beschrieben wurde, ist es möglich, eine kooperative Steuerung auszuführen, die auf ein automatisches Fahren, bei dem man autonom fährt, ohne auf einen Eingriff des Fahrers angewiesen zu sein, oder dergleichen abzielt.
Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 auf der Basis der von den Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsinformation dreidimensionale Objektdaten in Bezug auf ein dreidimensionales Objekt extrahieren, indem die Objekte in ein zweirädriges Fahrzeug, ein gewöhnliches Fahrzeug, ein großes Fahrzeug, einen Fußgänger und andere dreidimensionale Objekte wie etwa einen Strommasten klassifiziert werden, und die Daten zum automatischen Vermeiden bzw. Umgehen von Hindernissen nutzen. Beispielsweise identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse in der Peripherie des Fahrzeugs 12100 als ein Hindernis, das für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 erkennbar ist, und ein Hindernis, das optisch schwer zu erkennen ist. Der Mikrocomputer 12051 bestimmt dann ein Kollisionsrisiko, das ein Kollisionsrisiko mit jedem Hindernis angibt, und, wenn das Kollisionsrisiko größer als ein oder gleich einem festgelegten Wert ist und eine Kollisionsmöglichkeit besteht, gibt der Mikrocomputer 12501 über den Lautsprecher 12061 oder die Anzeigeeinheit 12062 eine Warnung an den Fahrer aus oder führt über die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 eine erzwungene Abbremsung oder Ausweichlenkbewegung durch, wodurch er in der Lage ist, eine Fahrassistenz zur Kollisionsvermeidung auszuführen.
Zumindest eine der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 den Fußgänger erkennen, indem bestimmt wird, ob in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 er Fußgänger vorhanden ist oder nicht. Eine solche Erkennung eines Fußgängers wird ausgeführt mittels beispielsweise eines Prozesses zum Extrahieren von Merkmalspunkten in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104, als die Infrarotkameras und eines Prozesses zum Durchführen einer Verarbeitung für einen Musterabgleich an einer Reihe von Merkmalspunkten, die die Kontur eines Objekts angeben, um zu bestimmen, ob das Objekt ein Fußgänger ist oder nicht. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass ein Fußgänger in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 vorhanden ist, und den Fußgänger erkennt, steuert die Audio-Bild-Ausgabeeinheit 12052 die Anzeigeeinheit 12062, so dass eine viereckige Konturlinie zur Hervorhebung auf dem erkannten Fußgänger überlagert und angezeigt wird. Die Audio-Bild-Ausgabeeinheit 12052 kann darüber hinaus die Anzeigeeinheit 12062 so steuern, dass ein den Fußgänger repräsentierendes Symbol oder dergleichen an einer gewünschten Position angezeigt wird.
Im Vorstehenden wurde ein Beispiel des Fahrzeugsteuerungssystems beschrieben, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann für die Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs unter den oben beschriebenen Konfigurationen verwendet werden. Konkret kann die Bildgebungsvorrichtung 100 von 1 für die Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs verwendet werden. Indem man die Technologie der vorliegenden Offenbarung auf die Einheit 12030 zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs anwendet, kann Rauschen in einem Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses reduziert werden, so dass die Zuverlässigkeit des Fahrzeugsteuerungssystems verbessert werden kann.
Man beachte, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen jeweils ein Beispiel zum Verkörpern der vorliegenden Technologie beschreiben und Gegenstände in den Ausführungsformen und Gegenstände, die die Erfindung in den Ansprüchen spezifizieren, korrespondieren. Ähnlich korrespondieren die die Erfindung in den Ansprüchen spezifizierenden Gegenstände und die Gegenstände in den Ausführungsformen der vorliegenden Technologie, die mit den gleichen Namen bezeichnet sind. Jedoch ist die vorliegende Technologie nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und kann verkörpert werden, indem die Ausführungsformen verschiedenen Modifikationen unterzogen werden, ohne von deren Kern abzuweichen.
Außerdem können die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen Verarbeitungsprozeduren als diese Reihe von Prozeduren aufweisend betrachtet werden und kann als ein Programm betrachtet werden, um zu veranlassen, dass ein Computer diese Reihe von Prozeduren ausführt, oder als ein Aufzeichnungsmedium zum Speichern des Programms. Als das Aufzeichnungsmedium kann beispielsweise eine Kompaktdisk (CD), eine Minidisk (MD), eine digitale vielseitige Disk (DVD; engl.: digital versatile disc), eine Speicherkarte, eine Blu-ray-Disk (eingetragenes Warenzeichen) oder dergleichen verwendet werden.
Man beachte, dass die in der Beschreibung beschriebenen vorteilhaften Effekte nur Beispiele sind und die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Technologie nicht auf diese beschränkt sind und andere Effekte einschließen können.
Man beachte, dass die vorliegende Technologie auch wie unten beschrieben konfiguriert sein kann.

(1) Ein Festkörper-Bildgebungselement, aufweisend:
- eine Begrenzungsschaltung, die ein durch fotoelektrische Umwandlung erzeugtes elektrisches Signal durch einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt und das begrenzte elektrische Signal als Ausgangssignal abgibt;
- eine Differenzierschaltung, die einen Betrag einer Änderung des Ausgangssignals erhält; und
- eine Vergleichsschaltung, die einen Vergleich zwischen dem Betrag einer Änderung und einem vorbestimmten Schwellenwert durchführt, um ein Ergebnis des Vergleichs als Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses auszugeben.
(2) Das Festkörper-Bildgebungselement gemäß (1), worin der vorbestimmte Grenzwert ein unterer Grenzwert eines Stroms ist und die Begrenzungsschaltung aufweist:
- ein fotoelektrisches Umwandlungselement, das einen Strom als das elektrische Signal durch die fotoelektrische Umwandlung für einfallendes Licht erzeugt;
- eine Offset-Stromquelle, die einen Offset-Strom erzeugt, der den unteren Grenzwert angibt, und den Offset-Strom als Umwandlungszielstrom bereitstellt, falls der Fotostrom geringer als der Offset-Strom ist; und
- eine Strom-Spannung-Umwandlungseinheit, die eine Strom-Spannung-Umwandlung am Umwandlungszielstrom durchführt und den umgewandelten Umwandlungszielstrom als das Ausgangssignal an die Differenzierschaltung abgibt.
(3) Das Festkörper-Bildgebungselement gemäß (2), worin die Offset-Stromquelle ein Transistor ist, der parallel zum fotoelektrischen Umwandlungselement zwischen die Strom-Spannung-Umwandlungseinheit und ein vorbestimmtes Referenzpotential geschaltet ist.
(4) Das Festkörper-Bildgebungselement gemäß (2), worin die Offset-Stromquelle enthält:
- eine Referenzstromquelle, die einen vorbestimmten Referenzstrom erzeugt;
- eine Verteilungsschaltung, die den vorbestimmten Referenzstrom mit einer Vielzahl von voneinander verschiedenen Verhältnissen verteilt, um eine Vielzahl von Verteilungsströmen zu erzeugen; und
- einen Decodierer, der die Verteilungsschaltung steuert und veranlasst, dass sie eine Summe einer vorbestimmten Anzahl der Vielzahl von Verteilungsströmen als den Offset-Strom abgibt.
(5) Das Festkörper-Bildgebungselement gemäß (2), worin die Begrenzungsschaltung, die Differenzierschaltung und die Vergleichsschaltung für jedes einer Vielzahl von in einem zweidimensionalen Gitter angeordneten Pixeln vorgesehen sind.
(6) Das Festkörper-Bildgebungselement gemäß (5), ferner aufweisend:
- eine Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit, die eine Detektionszählung, dass das Adressereignis detektiert wird, für jedes der Vielzahl von Pixeln hält;
- ein Filter, das sequentiell auf jedes der Vielzahl von Pixeln fokussiert und aus der Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit die Detektionszählung sowohl eines Pixels von Interesse, das fokussiert ist, als auch eines dem Pixel von Interesse benachbarten Pixels liest, um eine vorbestimmte Filterverarbeitung durchzuführen; und
- eine Offset-Strom-Steuerungseinheit, die den Offset-Strom für jedes der Vielzahl von Pixeln auf der Basis eines Ausführungsergebnisses der Filterverarbeitung steuert.
(7) Das Festkörper-Bildgebungselement gemäß (1), worin der vorbestimmte Grenzwert eine Cutoff-Frequenz ist und die Begrenzungsschaltung enthält:
- ein fotoelektrisches Umwandlungselement, das einen Fotostrom durch die fotoelektrische Umwandlung für einfallendes Licht erzeugt;
- eine Strom-Spannung-Umwandlungseinheit, die eine Spannung als das elektrische Signal erzeugt, indem eine Strom-Spannung-Umwandlung am Fotostrom durchgeführt wird; und
- ein Tiefpassfilter, das eine Hochfrequenzkomponente einer die Cutoff-Frequenz überschreitenden Frequenz in einem Signal der Spannung begrenzt, um das begrenzte Signal als das Ausgangssignal abzugeben.
(8) Eine Bildgebungsvorrichtung, aufweisend:
- eine Begrenzungsschaltung, die ein durch fotoelektrische Umwandlung erzeugtes elektrisches Signal durch einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt und das begrenzte elektrische Signal als Ausgangssignal abgibt;
- eine Differenzierschaltung, die einen Betrag einer Änderung des Ausgangssignals erhält;
- eine Vergleichsschaltung, die einen Vergleich zwischen dem Betrag einer Änderung und einem vorbestimmten Schwellenwert durchführt, um ein Ergebnis des Vergleichs als Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses auszugeben; und
- eine Signalverarbeitungseinheit, die eine vorbestimmte Signalverarbeitung an dem Ergebnis der Detektion ausführt.
(9) Eine Vorrichtung, die ein Verfahren zum Steuern eines Festkörper-Bildgebungselements ausführt, welches aufweist:
- eine Begrenzungsprozedur zum Begrenzen eines durch fotoelektrische Umwandlung erzeugten elektrischen Signals durch einen vorbestimmten Grenzwert und Abgeben des begrenzten elektrischen Signals als Ausgangssignal;
- eine Differenzierprozedur zum Erhalten eines Betrags einer Änderung des Ausgangssignals; und
- eine Vergleichsprozedur zum Durchführen eines Vergleichs zwischen dem Betrag einer Änderung und einem vorbestimmten Schwellenwert, um ein Ergebnis des Vergleichs als Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses auszugeben.

Bezugszeichenliste

100: Bildgebungsvorrichtung
110: optische Einheit
120: DSP-Schaltung
130: Anzeigeeinheit
140: Bedienungseinheit
150: Bus
160: Frame-Speicher
170: Speichereinheit
180: Stromversorgungseinheit
200: Festkörper-Bildgebungselement
201: lichtempfangender Chip
202: Schaltungs-Chip
213: Spalten-Arbiter
214: Spalten-Adresscodierer
215: Zustandsmaschine
216: Reihen-Adresscodierer
220: Spalten-AER-Schaltung
221: Spalten-AER-Block
222: H-seitiger Spalten-AER-Block
223: L-seitiger Spalten-AER-Block
224: OR-Gatter
260: Reihen-AER-Schaltung
270: Reihen-AER-Block
271, 325, 611, 614 to 331, 332, 342, 344, 351, 353, 364, 369, 521, 522, 617, 620, 622, 625, 626: pMOS-Transistor
272, 273, 321, 370, 371, 472, 624, 627 322, 324, 345, 352, 354, 361 to 363, 365 to 368, 474, 475, 523 to 527, 612, 613, 618, 619, 623,: nMOS-Transistor
274, 275, 601, 602, 621: Inverter
276: NOR-Gatter
300: Pixel-Arrayeinheit
310: Pixel
315: Begrenzungsschaltung
320: Einheit mit logarithmischem Ansprechverhalten
323: Fotodiode
330, 477, 520: Puffer
340: Differenzierschaltung
341, 343, 372: Kapazität
350: Komparator
360: AER-Logikschaltung
470: Stromteiler
471: Referenzstromquelle
473: Schalter
476: Decodierer
510: Einheit zur Bestimmung räumlich unkorrelierter Er- eignisse
511: Zeitgeber
512: Ereignisdetektionszählung-Verwaltungseinheit
513: Offset-Strom-Steuerungseinheit
514: räumliches Filter
515: Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit
529, 530: Operationsverstärker
600: Reihen-Arbiter
610, 650 to 654: Arbiter-Block
12030: Einheit zur Detektion von Information außerhalb des Fahrzeugs

Claims

Festkörper-Bildgebungselement, aufweisend: eine Begrenzungsschaltung, die ein durch fotoelektrische Umwandlung erzeugtes elektrisches Signal durch einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt und das begrenzte elektrische Signal als Ausgangssignal abgibt; eine Differenzierschaltung, die einen Betrag einer Änderung des Ausgangssignals erhält; und eine Vergleichsschaltung, die einen Vergleich zwischen dem Betrag einer Änderung und einem vorbestimmten Schwellenwert durchführt, um ein Ergebnis des Vergleichs als Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses auszugeben.
Festkörper-Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Grenzwert ein unterer Grenzwert eines Stroms ist und die Begrenzungsschaltung enthält: ein fotoelektrisches Umwandlungselement, das einen Fotostrom als das elektrische Signal durch die fotoelektrische Umwandlung für einfallendes Licht erzeugt; eine Offset-Stromquelle, die einen Offset-Strom erzeugt, der den unteren Grenzwert angibt, und den Offset-Strom als Umwandlungszielstrom bereitstellt, falls der Fotostrom geringer als der Offset-Strom ist; und eine Strom-Spannung-Umwandlungseinheit, die eine Strom-Spannung-Umwandlung am Umwandlungszielstrom durchführt und den umgewandelten Umwandlungszielstrom als das Ausgangssignal an die Differenzierschaltung abgibt.
Festkörper-Bildgebungselement nach Anspruch 2, wobei die Offset-Stromquelle ein Transistor ist, der parallel zum fotoelektrischen Umwandlungselement zwischen die Strom-Spannung-Umwandlungseinheit und ein vorbestimmtes Referenzpotential geschaltet ist.
Festkörper-Bildgebungselement nach Anspruch 3, wobei die Offset-Stromquelle enthält: eine Referenzstromquelle, die einen vorbestimmten Referenzstrom erzeugt; eine Verteilungsschaltung, die den vorbestimmten Referenzstrom mit einer Vielzahl von voneinander verschiedenen Verhältnissen verteilt, um eine Vielzahl von Verteilungsströmen zu erzeugen; und einen Decodierer, der die Verteilungsschaltung steuert und veranlasst, dass sie eine Summe einer vorbestimmten Anzahl der Vielzahl von Verteilungsströmen als den Offset-Strom abgibt.
Festkörper-Bildgebungselement nach Anspruch 2, wobei die Begrenzungsschaltung, die Differenzierschaltung und die Vergleichsschaltung für jedes einer Vielzahl von in einem zweidimensionalen Gitter angeordneten Pixeln vorgesehen sind.
Festkörper-Bildgebungselement nach Anspruch 5, ferner aufweisend: eine Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit, die eine Detektionszählung, dass das Adressereignis detektiert wird, für jedes der Vielzahl von Pixeln hält; ein Filter, das sequentiell auf jedes der Vielzahl von Pixeln fokussiert und aus der Ereignisdetektionszählung-Halteeinheit die Detektionszählung sowohl eines Pixels von Interesse, das fokussiert ist, als auch eines dem Pixel von Interesse benachbarten Pixels liest, um eine vorbestimmte Filterverarbeitung durchzuführen; und eine Offset-Strom-Steuerungseinheit, die den Offset-Strom für jedes der Vielzahl von Pixeln auf Basis eines Ausführungsergebnisses der Filterverarbeitung steuert.
Festkörper-Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Grenzwert eine Cutoff-Frequenz ist und die Begrenzungsschaltung enthält: ein fotoelektrisches Umwandlungselement, das einen Fotostrom durch die fotoelektrische Umwandlung für einfallendes Licht erzeugt; eine Strom-Spannung-Umwandlungseinheit, die eine Spannung als das elektrische Signal erzeugt, indem eine Strom-Spannung-Umwandlung am Fotostrom durchgeführt wird; und ein Tiefpassfilter, das eine Hochfrequenzkomponente einer die Cutoff-Frequenz überschreitenden Frequenz in einem Signal der Spannung begrenzt, um das begrenzte Signal als das Ausgangssignal abzugeben.
Bildgebungsvorrichtung, aufweisend: eine Begrenzungsschaltung, die ein durch fotoelektrische Umwandlung erzeugtes elektrisches Signal durch einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt und das begrenzte elektrische Signal als Ausgangssignal abgibt; eine Differenzierschaltung, die einen Betrag einer Änderung des Ausgangssignals erhält; eine Vergleichsschaltung, die einen Vergleich zwischen dem Betrag einer Änderung und einem vorbestimmten Schwellenwert durchführt, um ein Ergebnis des Vergleichs als Ergebnis einer Detektion eines Adressereignisses auszugeben; und eine Signalverarbeitungseinheit, die eine vorbestimmte Signalverarbeitung an dem Ergebnis der Detektion ausführt.