固态成像元件、成像装置和用于控制固态成像元件的方法与流程

本技术涉及一种固态图像传感器、成像装置和控制固态图像传感器的方法。更具体地，本技术涉及检测光量的变化量是否已经超过阈值的固态图像传感器、成像装置和控制固态图像传感器的方法。

背景技术：

传统上，成像装置等中已使用同步固态图像传感器，该同步固态图像传感器用于与同步信号(诸如，垂直同步信号)同步地捕获图像数据(帧)。典型的同步固态图像传感器可以仅在同步信号的每个周期(例如，1/60秒)获取图像数据，因此难以应对在运输、机器人等领域中需要更高速处理的情况。因此，已经提出了设置有用于检测地址事件的电路的异步固态图像传感器(例如，参见非专利文献1)。这里，地址事件是指像素的光量在特定像素地址处变化并且变化量已经超过阈值。地址事件包括像素的光量已经改变并且变化量已经超过预定上限的导通事件和变化量已经下降到低于预定下限的截止事件。在异步固态图像传感器中，为每个像素生成包括一比特的导通事件的检测结果和一比特的截止事件的检测结果的两比特数据。用于检测每个像素的地址事件的这种固态图像传感器被称为动态视觉传感器(dvs)。

引用列表

非专利文献

非专利文献1：a128128120db15μslatencyasynchronoustemporalcontrastvisionsensor(延迟异步时间对比度视觉传感器的设计),ieeejournalofsolid-statecircuits,vol.43,no.2,february2008。

技术实现要素：

本发明要解决的问题

上述异步固态图像传感器(dvs)以比同步固态图像传感器高得多的速度生成数据。然而，在图像识别等中，除了检测地址事件的存在或不存在之外，有时每个像素需要三比特或更多比特的高质量图像数据，并且用于为每个像素生成两比特数据的上述dvs不能满足请求。为了捕获更高质量的图像数据，仅需要提供dvs和同步固态图像传感器两者。然而，由于其导致尺寸、部件数量和成本的增加，所以这是不期望的。如上所述，存在难以在检测地址事件的固态图像传感器(dvs)中进一步捕获高质量图像的问题。

鉴于这种情况已经做出本技术，并且目的是在检测地址事件的固态图像传感器中进一步捕获图像。

解决问题的方案

已经做出本技术以解决上述问题，并且第一方面是固态图像传感器和控制固态图像传感器的方法，固态图像传感器包括：光电转换元件，被配置为通过光电转换产生电荷；电荷蓄积单元，被配置为蓄积电荷并且产生取决于电荷的量电压；传送晶体管，被配置为将电荷从光电转换元件传送到电荷蓄积单元；检测单元，被配置为检测取决于电荷的量的光电流的变化量是否超过预定阈值；以及连接晶体管，被配置为连接电荷蓄积单元和检测单元并且允许光电流流动。这样可以达到执行地址事件的检测或图像数据的捕获的效果。

此外，在第一方面中，光电转换元件、电荷蓄积单元和连接晶体管可布置在预定数量的像素的每一个像素中，并且预定数量的像素可共享检测单元。这样可以达到电路规模减小的效果。

此外，在第一方面中，光电转换元件和传送晶体管可布置在预定数量的像素的每一个像素中，并且预定数量的像素可共享电荷蓄积单元。这样可以达到电路规模减小的效果。

此外，在第一方面中，连接晶体管可在设置用于检测变化量是否超过阈值的预定检测模式的情况下，转换为闭合状态以连接电荷蓄积单元和检测单元，并且在设置用于捕获图像数据的预定成像模式的情况下，在传送电荷之前的第一脉冲周期连接电荷蓄积单元和检测单元。这样可以达到在成像模式中电荷蓄积单元通过连接晶体管初始化的效果。

此外，在第一方面中，还可以包括用于初始化电荷蓄积单元的复位晶体管。这样可以达到在成像模式中电荷蓄积单元由复位晶体管初始化的效果。

此外，在第一方面中，连接晶体管可在设置用于检测变化量是否超过阈值的预定检测模式的情况下，转换为闭合状态以连接电荷蓄积单元和检测单元，并且在设置用于捕获图像数据的预定成像模式的情况下，转换为断开状态，并且在设置成像模式的情况下，复位晶体管可在预定的复位周期初始化电荷蓄积单元。这样可以达到在成像模式中电荷蓄积单元在预定时刻由复位晶体管初始化的效果。

此外，在第一方面中，还可包括转换效率控制晶体管，该转换效率控制晶体管被配置为控制用于将电荷转换成电压的转换效率。这样可以达到控制转换效率的效果。

此外，在第一方面中，连接晶体管可在设置用于检测变化量是否超过阈值的预定检测模式的情况下，转换为闭合状态以连接电荷蓄积单元和检测单元，以及在设置了用于捕获图像数据的预定成像模式的情况下，在预定的复位周期连接电荷蓄积单元和检测单元，并且在设置成像模式的情况下，转换效率控制晶体管可在传送电荷的传送期间内控制转换效率。这样可以达到在成像模式中控制转换效率的效果。

此外，在第一方面中，还可包括被配置为初始化电荷蓄积单元的复位晶体管和转换效率控制晶体管，该转换效率控制晶体管被配置为控制用于将电荷转换成电压的转换效率。这样可以达到电荷蓄积单元由复位晶体管初始化并且转换效率得以控制的效果。

此外，在第一方面中，连接晶体管可在设置用于检测变化量是否超过阈值的预定检测模式的情况下，转换为闭合状态以连接电荷蓄积单元和检测单元，并且在设置用于捕获图像数据的预定成像模式的情况下，转换为断开状态，在设置成像模式的情况下，复位晶体管可在预定的复位周期内初始化电荷蓄积单元，并且在设置成像模式的情况下，转换效率控制晶体管可在传送电荷的传送周期内控制转换效率。这样可以达到在成像模式中电荷蓄积单元在预定时刻由复位晶体管初始化，并且转换效率得以控制。

此外，在第一方面中，还可包括读取电路，该读取电路被配置为放大并输出取决于一对像素的电压的信号之间的差，并且光电转换元件、电荷蓄积单元和连接晶体管可布置在一对像素的每一个像素中。这样可以达到以高增益放大的信号被读取的效果。

此外，在第一方面中，传送晶体管可包括第一传送晶体管和第二传送晶体管，第一传送晶体管可布置在一对像素的一个像素中，并且第二传送晶体管可布置在一对像素的另一个像素中，并且第一传送晶体管和第二传送晶体管中的一个传送晶体管可传送电荷，并且另一传送晶体管可在由一个传送晶体管传送周期处于关断状态。这样可以达到通过传送晶体管的控制读取差分放大信号的效果。

此外，在第一方面中，读取电路可包括预定数量的单位读取电路，并且单位读取电路中的每一个单位读取电路可包括：电流源，电流镜电路，第一开关，连接预定数量的单位读取电路的电流源，以及第二开关，连接预定数量的单位读取电路的电流镜电路。这样可以达到噪声被抑制的效果。

此外，在第一方面中，还可包括模数转换器，该模数转换器被配置为将取决于电压的模拟信号转换为数字信号，并且光电转换元件、电荷蓄积单元、传送晶体管、检测单元、连接晶体管和模数转换器可布置在多个像素的每一个像素中。这样可以达到提高读取速度的效果。

此外，本技术的第二方面是一种成像装置，包括：光电转换元件，被配置为通过光电转换产生电荷；电荷蓄积单元，被配置为蓄积电荷并且产生取决于电荷的量的电压；传送晶体管，被配置为将电荷从光电转换元件传送到电荷蓄积单元；检测单元，被配置为检测取决于电荷的量的光电流的变化量是否超过预定阈值；连接晶体管，被配置为连接电荷蓄积单元和检测单元并且允许光电流流动；以及数字信号处理单元，被配置为对通过取决于电压的模拟信号执行模数转换而获得的数字信号进行处理。这样可以达到执行地址事件的检测或图像数据的读取和捕获的效果。

附图说明

[图1]是示出根据本技术的第一实施方式的成像装置的配置实例的框图。

[图2]是示出根据本发明的第一实施方式的固态图像传感器的堆叠结构的实例的示图。

[图3]是示出根据本技术的第一实施方式的固态图像传感器的配置实例的框图。

[图4]是示出根据本技术的第一实施方式的像素的配置实例的框图。

[图5]是示出根据本技术的第一实施方式的电流电压转换单元、缓冲器、微分电路和比较器的配置实例的电路图。

[图6]是示出根据本技术的第一实施方式的列信号处理单元的配置实例的框图。

[图7]是示出根据本技术的第一实施方式的在检测模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图8]是示出根据本技术的第一实施方式的在成像模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图9]是示出根据本技术的第一实施方式的在未执行相关双取样(cds)处理的情况下在成像模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图10]是示出根据本技术的第一实施方式的成像处理的实例的流程图。

[图11]是根据本技术的第一实施方式的检测处理的实例的流程图。

[图12]是示出根据本技术的第二实施方式的像素阵列单元的配置实例的平面图。

[图13]是示出根据本技术的第二实施方式的检测电路共享块的配置实例的框图。

[图14]是示出根据本技术的第三实施方式的像素阵列单元的配置实例的平面图。

[图15]是示出根据本技术的第三实施方式的fd共享块的配置实例的框图。

[图16]是示出根据本技术的第四实施方式的像素的配置实例的框图。

[图17]是示出根据本技术的第四实施方式的在检测模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图18]是示出根据本技术的第四实施方式的在成像模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图19]是示出根据本技术的第五实施方式的像素的配置实例的框图。

[图20]是示出根据本技术的第五实施方式的在检测模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图21]是示出根据本技术的第五实施方式的在高效成像模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图22]是示出根据本技术的第五实施方式的在低效成像模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图23]是示出根据本技术的第五实施方式的在不进行cds处理的情况下在高效成像模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图24]是示出根据本技术的第五实施方式的在未执行cds处理的情况下在低效成像模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图25]是示出根据本技术的第六实施方式的像素的配置实例的框图。

[图26]是示出根据本技术的第六实施方式的在检测模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图27]是示出根据本技术的第六实施方式的在高效成像模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图28]是示出根据本技术的第六实施方式的在低效成像模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图29]是示出根据本技术的第七实施方式的固态图像传感器的配置实例的框图。

[图30]是示出根据本技术的第七实施方式的列读取电路的配置实例的框图。

[图31]是示出根据本技术的第七实施方式的单位读取电路的配置实例的电路图。

[图32]是示出根据本技术的第七实施方式的在检测模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。

[图33]是示出根据本技术的第八实施方式的单位读取电路的配置实例的电路图。

[图34]是示出根据本技术的第九实施方式的固态图像传感器的配置实例的框图。

[图35]是示出根据本技术的第九实施方式的像素阵列单元的配置实例的平面图。

[图36]是示出根据本技术的第九实施方式的像素的配置实例的框图。

[图37]是示出车辆控制系统的示意性配置的框图；

[图38]是示出成像单元的安装位置的实例的说明图。

具体实施方式

在下文中，将描述用于实现本技术的模式(以下称为实施方式)。将根据以下顺序给出描述。

1.第一实施方式(连接浮动扩散层和地址事件检测单元的实例)

2.第二实施方式(连接浮动扩散层和共享地址事件检测单元的实例)

3.第三实施方式(连接共享浮动扩散层和地址事件检测单元的实例)

4.第四实施方式(添加复位晶体管并且连接浮动扩散层和地址事件检测单元的实例)

5.第五实施方式(添加转换效率控制晶体管并且连接浮动扩散层和地址事件检测单元的实例)

6.第六实施方式(添加重置晶体管和转换效率控制晶体管并且连接浮动扩散层和地址事件检测单元的实例)

7.第七实施方式(添加用于差分读取的电路并且连接浮动扩散层和地址事件检测单元的实例)

8.第八实施方式(水平连接用于差分读取的电路并且连接浮动扩散层和地址事件检测单元的实例)

9.第九实施方式(为每个像素布置模数转换器并且连接浮动扩散层和地址事件检测单元的实例)

10.移动体的应用

<1.第一实施方式>

[成像装置的配置实例]

图1是示出根据本技术的第一实施方式的成像装置100的配置实例的框图。成像装置100包括成像透镜110、固态图像传感器200、记录单元120和控制单元130。作为成像装置100，假设安装在工业机器人上的相机、车载相机等。

成像透镜110会聚入射光并且将入射光引导至固态图像传感器200。固态图像传感器200捕获图像数据并且检测地址事件的存在或不存在。这里，地址事件包括导通事件和截止事件，地址事件的检测结果包括一比特的导通事件检测结果和一比特的截止事件检测结果。导通事件意味着入射光量的变化量已超过预定的上限阈值。同时，截止事件意味着光量的变化量已下降到低于预定的下限阈值。固态图像传感器200处理地址事件的检测结果并且经由信号线209将表示处理结果的数据和图像数据输出至记录单元120。应注意，固态图像传感器200可以仅检测导通事件和截止事件中的一个。

记录单元120记录来自固态图像传感器200的数据。控制单元130控制固态图像传感器200捕获图像数据并检测地址事件的存在或不存在。

[固态图像传感器的配置实例]

图2是示出根据本技术的第一实施方式的固态图像传感器200的堆叠结构的实例的示图。固态图像传感器200包括电路芯片202和堆叠在电路芯片202上的光接收芯片201。这些芯片经由连接部分(诸如，通孔)电连接。应注意，除了通孔以外，cu-cu接合或凸块也可以用于连接。

图3是示出根据本技术的第一实施方式的固态图像传感器200的配置实例的框图。固态图像传感器200包括驱动电路211、检测信号处理单元212、仲裁器213、像素阵列单元214和列信号处理单元250。

这里，固态图像传感器200被设置为包括检测模式和成像模式的多个模式中的任意一个。检测模式是用于检测地址事件的存在或不存在的模式，而不捕获图像数据。同时，成像模式是用于捕获图像数据而不检测地址事件的模式。

在像素阵列单元214中，多个像素300以二维晶格方式排列。在下文中，在水平方向上排列的一组像素300称为“行”，并且在与该行垂直的方向上排列的一组像素300称为“列”。

像素300检测地址事件的存在或不存在，并且生成模拟像素信号。当检测到地址事件的存在或不存在时，像素300将指示检测结果的检测信号提供给检测信号处理单元212。同时，当生成像素信号时，像素300将像素信号输出到列信号处理单元250。

驱动电路211驱动像素300以输出检测信号或像素信号。在设置检测模式的情况下，驱动电路211使像素300中的每一个检测地址事件的存在与否。同时，在设置成像模式的情况下，驱动电路211选择并曝光行，以便生成像素信号。

仲裁器213仲裁来自像素阵列单元214的请求，并且基于仲裁结果向像素阵列单元214发送响应。

检测信号处理单元212对来自像素阵列单元214的检测信号执行预定信号处理，诸如，图像识别处理。检测信号处理单元212经由信号线209将表示处理结果的数据提供给记录单元120。

列信号处理单元250执行将来自像素阵列单元214的像素信号转换为数字信号的模数(ad)转换处理。列信号处理单元250除了ad转换处理之外根据需要执行诸如cds处理和暗电流校正的各种类型的信号处理，并且将包括处理的数字信号的图像数据提供给记录单元120。

[像素的配置实例]

图4是示出根据本技术的第一实施方式的像素300的配置实例的框图。像素300包括像素电路310和地址事件检测单元400。

像素电路310s生成像素信号并且包括光电转换元件311、传送晶体管312、连接晶体管313、浮置扩散层314、放大晶体管315和选择晶体管316。作为像素电路310中的晶体管，例如，采用n型金属氧化物半导体(mos)晶体管。

光电转换元件311通过对入射光的光电转换产生电荷。传送晶体管312根据来自驱动电路211的传送信号trg将电荷从光电转换元件311传送到浮动扩散层314。

连接晶体管313根据来自驱动电路211的控制信号rst_dvm连接地址事件检测单元400和浮动扩散层314，并且允许光电流流动。

浮动扩散层314蓄积所转移的电荷并且产生取决于蓄积的电荷的量的电压。应注意，浮动扩散层314是在权利要求中描述的电荷蓄积单元的实例。

放大晶体管315放大浮动扩散层314的电压并且将放大的电压作为像素信号提供给选择晶体管316。选择晶体管316根据来自驱动电路211的选择信号sel，经由垂直信号线vsl将像素信号vin提供给列信号处理单元250。在像素阵列单元214中沿列方向为每个列布垂直信号线vsl。

地址事件检测单元400检测取决于光量的光电流的变化量是否超过预定阈值(换言之，地址事件的存在与否)。地址事件检测单元400包括电流电压转换单元410、缓冲器420、微分电路430和比较器440。应注意，地址事件检测单元400是在权利要求中描述的检测单元的实例。

电流电压转换单元410将光电流转换为像素电压vp。例如，光电流被进行对数转换。电流电压转换单元410将像素电压vp提供给缓冲器420。

缓冲器420将来自电流电压转换单元410的像素电压vp输出到微分电路430。缓冲器420可以提高用于驱动后级的驱动力。此外，缓冲器420可确保与后级切换操作相关联的噪声的隔离。

微分电路430通过微分运算得出像素电压vp的变化量。像素电压vp的变化量表示光量的变化量。微分电路430将表示光量的变化量的微分信号vout提供给比较器440。

比较器440将微分信号vout与预定阈值(上限阈值或下限阈值)进行比较。比较器440的比较结果comp指示地址事件的检测结果。比较器440将比较结果comp提供给传送单元450。

传送单元450传送检测信号det并且将自动调零信号xaz提供给微分电路430以用于在传送之后进行初始化。当检测到地址事件时，传送单元450将用于请求传送检测信号det的请求提供给仲裁器213。然后，当接收到对请求的响应时，传送单元450将比较结果comp作为检测信号det提供给检测信号处理单元212，并且将自动调零信号xaz提供给微分电路430。

通过为每个像素提供地址事件检测单元400和像素电路310，固态图像传感器200可在实现dvs功能时捕获包括取决于光量的像素值的图像数据。可以想到，分别安装仅设置有用于每个像素的地址事件检测单元400的dvs和仅设置有用于每个像素的像素电路310的固态图像传感器，但是这种配置是不利的。这是因为电路规模和成本增加，并且由dvs获得的数据和由固态图像传感器获得的数据由于两个固态图像传感器的安装位置的差异而具有间隙。

[地址检测单元的配置实例]

图5是示出根据本技术的第一实施方式的电流电压转换单元410、缓冲器420、微分电路430和比较器440的配置实例的电路图。

电流电压转换单元410包括n型晶体管412和415、电容413以及p型晶体管414。例如，金属氧化物半导体(mos)晶体管用作n型晶体管412、p型晶体管414和n型晶体管415。

n型晶体管412的源极连接到像素电路310，并且n型晶体管412的漏极连接到电源端子。p型晶体管414和n型晶体管415串联连接在电源端子和具有预定基准电位(接地电位等)的基准端子之间。此外，p型晶体管414和n型晶体管415之间的连接点连接到n型晶体管412的栅极和缓冲器420的输入端子。n型晶体管412与像素电路310之间的连接点连接到n型晶体管415的栅极。

此外，预定的偏置电压vblog施加到p型晶体管414的栅极。电容413插入在n型晶体管412的栅极与n型晶体管415的栅极之间。

此外，例如，像素电路310布置在光接收芯片201上，并且后级电路布置在电路芯片202上。应注意，布置在光接收芯片201和电路芯片202上的电路和元件不限于该配置。

缓冲器420包括p型晶体管421和422。例如，mos晶体管用作晶体管。

在缓冲器420中，p型晶体管421和422串联连接在电源端子与基准电位端子之间。此外，p型晶体管422的栅极连接至电流电压转换单元410，并且p型晶体管421和422的连接点连接至微分电路430。预定的偏置电压vbsf施加到p型晶体管421的栅极。

微分电路430包括电容431和434、p型晶体管432和433以及n型晶体管435。例如，mos晶体管用作微分电路430中的晶体管。

p型晶体管433和n型晶体管435串联连接在电源端子与基准电位端子之间。预定的偏置电压vbdiff被输入至n型晶体管435的栅极。这些晶体管用作反相电路，该反相电路具有作为输入端子491的p型晶体管433的栅极和作为输出端子492的p型晶体管433和n型晶体管435的连接点。

电容431插入在缓冲器420与输入端子491之间。电容431将根据像素电压vp的时间导数的电流(换言之，改变量)从缓冲器420提供给输入端子491。另外，电容434插入在输入端子491与输出端子492之间。

p型晶体管432根据来自传送单元450的自动调零信号xaz打开或关闭输入端子491与输出端子492之间的路径。例如，当输入低电平自动调零信号xaz时，p型晶体管432根据自动调零信号xaz转换为导通状态，并且将微分信号vout设置为初始值。

比较器440包括p型晶体管441和443以及n型晶体管442和444。例如，mos晶体管用作晶体管。

在比较器440中，p型晶体管441和n型晶体管442串联连接在电源端子与基准端子之间，并且p型晶体管443和n型晶体管444也串联连接在电源端子与基准端子之间。另外，p型晶体管441和443的栅极连接到微分电路430。表示上限阈值的上限电压vhigh施加到n型晶体管442的栅极，并且表示下限阈值的下限电压vlow施加到n型晶体管444的栅极。

p型晶体管441和n型晶体管442的连接点连接至传送单元450，并且输出该连接点处的电压作为相对于上限阈值的比较结果comp+。p型晶体管443和n型晶体管444的连接点连接至传送单元450，并且输出该连接点处的电压作为相对于下限阈值的比较结果comp-。通过这样的连接，比较器440在微分信号vout高于上限电压vhigh的情况下输出高电平比较结果comp+，并且在微分信号vout低于下限电压vlow的情况下输出低电平比较结果comp-。比较结果comp是包括这些比较结果comp+和comp-的信号。

应注意，比较器440将上限阈值和下限阈值两者与微分信号vout进行比较。然而，比较器440可以仅将上限阈值和下限阈值中的一个与微分信号vout进行比较。在这种情况下，可以除去不必要的晶体管。例如，当仅比较微分信号vout与上限阈值时，仅布置p型晶体管441和n型晶体管442。此外，电容434布置在微分电路430中，但电容434能够降低。

[列信号处理单元的配置实例]

图6是示出根据本技术的第一实施方式的列信号处理单元250的配置实例的框图。列信号处理单元250包括多个ad转换器251、多个存储器252、输出单元253、数字计算单元254和接口单元255。针对每列布置ad转换器251和存储器252。在列数为y(y为整数)的情况下，布置y个ad转换器251和y个存储器252。

ad转换器251对相应列的模拟像素信号vin执行ad转换处理和cds处理。ad转换器251使相应的存储器252存储处理后的数字信号dout。应注意，ad转换器251也可以仅执行ad转换处理，并且后续的电路也可以执行cds处理。

存储器252存储数字信号dout。输出单元253按顺序读取存储在存储器252中的数字信号dout，并且将数字信号dout输出到数字计算单元254。

数字计算单元254对数字信号dout执行预定的信号处理，诸如，暗电流校正处理和去马赛克处理。数字计算单元254将包括处理后的像素信号的图像数据提供给接口单元255。

接口单元255将来自数字计算单元254的图像数据输出到记录单元120。

[固态图像传感器的操作实例]

图7是示出根据本技术的第一实施方式的在检测模式下的固态图像传感器200的操作的实例的时序图。例如，当在时刻t0设置检测模式时，驱动电路211将控制信号rst_dvm和传送信号trg设置为高电平。同时，在检测模式中，将选择信号sel控制为例如低电平。

连接晶体管313和传送晶体管312均通过高电平控制信号rst_dvm和传送信号trg转换为闭合状态。因此，地址事件检测单元400和浮动扩散层314连接，并且光电流流过连接晶体管313和传送晶体管312。然后，地址事件检测单元400将光电流的变化量与阈值进行比较，以检测地址事件的存在与否。

图8是示出根据本技术的第一实施方式的在成像模式中的固态图像传感器200的操作的实例的时序图。

控制单元130提供垂直同步信号vsync。垂直同步信号vsync例如在时刻t1处上升，并且接下来在时刻t7处上升。

驱动电路211执行用于按顺序选择和曝光行的卷帘式快门控制。例如，驱动电路211在时刻t2处开始第一行的曝光，在时刻t3处开始第二行的曝光。

此外，驱动电路211使列信号处理单元250在曝光终止时执行像素信号的ad转换(换言之，读取)。例如，驱动电路211在第一行的曝光终止的时刻t4至t5使列信号处理单元250读取第一行，并且在第二行的曝光终止的时刻t5至t6使列信号处理单元250读取第二行。

在诸如时刻t4至t5的读取期间，驱动电路211在从预定时刻t11至t12的复位周期内提供高电平控制信号rst_dvm，以初始化浮动扩散层314。由此，生成在初始化时放大浮动扩散层314的电位vfd而得到的复位电平。然后，驱动电路211在从时刻t13至t14的转换期间中将选择信号sel设置成高电平。在该期间，列信号处理单元250对复位电平执行ad转换。

接下来，驱动电路211在从时刻t15至t16的传送周期内提供高电平传送信号trg，以将电荷传送至浮动扩散层314。由此，生成通过取决于曝光量放大浮动扩散层314的电位vfd而获得的信号电平。然后，驱动电路211在从时刻t17至t18的转换期间中将选择信号sel设置为高电平。在该期间，列信号处理单元250对信号电平执行ad转换并且执行cds处理。

应注意，列信号处理单元250执行cds处理，但可以配置为不执行cds处理。在这种情况下，如图9所示，选择信号sel被设置为低电平，并且不对复位电平进行转换，直到时刻t14。

图10是示出根据本技术的第一实施方式的成像处理的实例的流程图。例如，当执行用于捕获图像数据的预定应用时，开始成像处理。

固态图像传感器200中的驱动电路211确定是否是垂直同步信号vsync的下降时刻(步骤s901)。在是vsync的下降时刻的情况下(步骤s901：是)，驱动电路211选择行中的一行(步骤s902)。驱动电路211通过控制信号rst_dvm初始化所选行的浮动扩散层314(fd：浮动扩散)(步骤s903)。列信号处理单元250对复位电平执行ad转换(步骤s904)。

然后，驱动电路211将传送信号trg提供给所选择的行以将电荷传送到浮动扩散层314(fd)(步骤s905)。列信号处理单元250对信号电平执行ad转换(步骤s906)。

驱动电路211确定所有行的ad转换(即，读取)是否已经完成(步骤s907)。在所有行的读取尚未完成的情况下(步骤s907：否)，驱动电路211重复步骤s902和后续步骤的处理。

另一方面，在已经完成所有行的读取的情况下(步骤s907：是)，固态图像传感器200重复执行步骤s901和后续步骤的处理。

图11是根据本技术的第一实施方式的检测处理的实例的流程图。例如，当执行用于检测地址事件的预定应用时，开始该操作。

驱动电路211向所有像素提供高电平传送信号trg和控制信号rst_dvm以连接浮动扩散层314和地址事件检测单元400(步骤s911)。然后，驱动电路211初始化微分电路430(步骤s912)。

电流电压转换单元410将光电流转换为像素电压vp(步骤s913)。微分电路430根据像素电压vp的变化量输出微分信号vout(步骤s914)。

比较器440确定微分信号vout(变化量)是否超过上限阈值(步骤s915)。在变化量超过上限阈值的情况下(步骤s915：是)，地址事件检测单元400检测导通事件(步骤s916)。

在变化量等于或小于上限阈值的情况下(步骤s915：否)，比较器440确定变化量是否低于下限阈值(步骤s918)。在变化量低于下限阈值的情况下(步骤s918：是)，地址事件检测单元400检测截止事件(步骤s919)。

在变化量等于或大于下限阈值的情况下(步骤s918：否)，地址事件检测单元400重复步骤s913和后续步骤。此外，在步骤s916和s917之后，传送单元450传送检测结果(步骤s920)。在步骤s920之后，固态图像传感器200重复执行步骤s912和后续步骤。由传送单元450执行微分电路430的第二初始化和后续初始化。

如上，根据本技术的第一实施方式，像素电路310中的地址事件检测单元400和浮动扩散层314通过连接晶体管313连接。因此，可以执行地址事件的存在或不存在的检测以及模拟像素信号的输出。由此，除了检测地址事件的存在或不存在之外，可以执行图像数据的捕获。

<2.第二实施方式>

在上述第一实施方式中，已为每个像素布置地址事件检测单元400。然而，像素阵列单元214的电路规模随着像素数量的增加而增加。根据第二实施方式的固态图像传感器200与第一实施方式的固态图像传感器的不同之处在于，多个像素共享一个地址事件检测单元400。

图12是示出根据本技术的第二实施方式的像素阵列单元的配置实例的平面图。在第二实施方式的像素阵列单元214中，以二维晶格方式排列多个检测电路共享块301。在检测电路共享块301的每一个中，排列共享一个地址事件检测单元400的多个像素300。

图13是示出根据本技术的第二实施方式的检测电路共享块301的配置实例的框图。检测电路共享块301设置有一个地址事件检测单元400和多个像素电路310。像素电路310的数量与检测电路共享块301中的像素的数量相同。

像素电路310的连接晶体管313的漏极共同连接至地址事件检测单元400。此外，在图13中，像素电路310和地址事件检测单元400的集合构成一个像素300。

利用上述连接配置，检测电路共享块301中的多个像素300共享一个地址事件检测单元400。

驱动电路211在检测模式中选择检测电路共享块301中的多个像素300中的一个，并且将控制信号rst_dvm提供给像素300。例如，一定的间隔切换要选择的像素300。

如上所述，根据本技术的第二实施方式，由于多个像素共享一个地址事件检测单元400，因此与为每个像素布置地址事件检测单元400的情况相比，可以减小像素阵列单元214的电路规模。

<3.第三实施方式>

在上述第一实施方式中，为每个像素布置连接晶体管313和浮动扩散层314。然而，像素阵列单元214的电路规模随着像素数量的增加而增加。根据第二实施方式的固态图像传感器200与第一实施方式的固态图像传感器的不同之处在于，多个像素共享一个浮动扩散层314。

图14是示出根据本技术的第三实施方式的像素阵列单元214的配置实例的平面图。在第三实施方式的像素阵列单元214中，以二维晶格方式排列多个fd共享块302。在fd共享块302的每一个中，排列共享一个浮动扩散层314的多个像素300。

图15是示出根据本技术的第三实施方式的fd共享块302的配置实例的框图。地址事件检测单元400和像素电路310布置在fd共享块302中。在像素电路310中，布置多个光电转换元件311、多个传送晶体管312、连接晶体管313、浮动扩散层314、放大晶体管315和选择晶体管316。

光电转换元件311和传送晶体管312的数量与fd共享块302中的像素的数量相同。此外，连接晶体管313、浮动扩散层314、放大晶体管315和选择晶体管316的连接配置与第一实施方式的连接配置相似。

第n(n是整数)传送晶体管312根据传送信号trgn将电荷从第n光电转换元件311传送到浮动扩散层314。此外，在图15中，一组光电转换元件311和传送晶体管312以及后级电路构成一个像素300。

利用上述连接配置，浮动扩散层314和后级电路(地址事件检测单元400等)由多个像素300共享。

驱动电路211在成像模式和检测模式中的每个模式中选择fd共享块302中的多个像素300中的一个，并且将控制信号rst_dvm提供给像素300。例如，以一定的间隔切换要选择的像素300。

应注意，第二实施方式也可以应用于第三实施方式的固态图像传感器200。在这种情况下，只要将图12所示的像素电路310中的每一个替换为图14所示的电路即可。

如上所述，根据本技术的第三实施方式，由于多个像素共享浮动扩散层314和后级电路，因此与为每个像素提供浮动扩散层314等的情况相比，可以减小像素阵列单元214的电路规模。

<4.第四实施方式>

在上述第一实施方式中，浮动扩散层314在连接晶体管313处于闭合状态的情况下已经被初始化。利用该配置，在初始化时连接至浮动扩散层314的电源电压与地址事件检测单元400的电源电压相同。因此，不能将初始化要使用的电源电压调整为与地址事件检测单元400的电源电压不同的值，并且复位电平调整可能是困难的。根据第四实施方式的固态图像传感器200与第一实施方式的固态图像传感器的不同之处在于，与连接晶体管313分开地添加用于初始化浮动扩散层314的复位晶体管。

图16是示出根据本技术的第四实施方式的像素300的配置实例的框图。第四实施方式的像素300与第一实施方式的像素的不同之处在于，在像素电路310中进一步设置了复位晶体管317。例如，n型mos晶体管用作复位晶体管317。

复位晶体管317根据来自驱动电路211的复位信号rst将浮动扩散层314连接至电源电压vdd2，并且初始化浮动扩散层314。此外，将地址事件检测单元400的电源电压设置为vdd1。驱动电路211将控制信号dvm提供给连接晶体管313。

用于初始化的电源电压vdd2可以与地址事件检测单元400的电源电压vdd1相同或不同。通过添加复位晶体管317，可以将用于初始化的电源电压vdd2调整为与地址事件检测单元400的电源电压vdd1不同的值。由此，复位电平调整变得容易。

图17是示出根据本技术的第四实施方式的检测模式中的固态图像传感器200的操作的实例的时序图。例如，当在时刻t0设置检测模式时，驱动电路211将控制信号dvm和传送信号trg设置为高电平。同时，在检测模式中，复位信号rst和选择信号sel被控制为例如低电平。

图18是示出了根据本技术的第四实施方式的在成像模式中的固态图像传感器200的操作的实例的时序图。例如，当在时刻t0设置成像模式时，驱动电路211将控制信号dvm设置为低电平。

驱动电路211在时刻t11至t12的复位周期提供高电平的复位信号rst，以使浮动扩散层314初始化。后续控制与第一实施方式的控制相同。

应注意，第二或第三实施方式也可以应用于第四实施方式的固态图像传感器200。

如上所述，根据本技术的第四实施方式，由于添加了用于初始化浮动扩散层314的复位晶体管317，因此可以将用于初始化的电源电压调整为与地址事件检测单元400的电源电压不同的值。由此，复位电平调整变得容易。

<5.第五实施方式>

在上述第一实施方式中，像素300已经生成具有恒定电荷电压转换效率的像素信号。从降低低照度时的噪声的角度，期望切换转换效率并且生成像素信号。根据第五实施方式的固态图像传感器200与第一实施方式的固态图像传感器的不同之处在于，添加了用于控制电荷电压转换效率的转换效率控制晶体管。

图19是示出根据本技术的第五实施方式的像素300的配置实例的框图。第五实施方式的像素300与第一实施方式的像素的不同之处在于，在像素电路310中进一步设置了转换效率控制晶体管318。例如，n型mos晶体管用作转换效率控制晶体管318。另外，转换效率控制晶体管318插入在连接晶体管313与浮动扩散层314之间。

转换效率控制晶体管318根据来自驱动电路211的控制信号fdg控制电荷电压转换效率。

另外，在第五实施方式中，成像模式包括其中设置两个不同的电荷电压转换效率中的较高一者的高效成像模式和设置较低一者的低效成像模式。例如，在捕获图像数据时，按顺序执行高效成像模式和低效成像模式之一中的像素信号生成和另一模式中的像素信号生成。

图20是示出根据本技术的第五实施方式的检测模式中的固态图像传感器200的操作的实例的时序图。例如，当在时刻t0设置检测模式时，驱动电路211将控制信号rst_dvm、控制信号fdg和传送信号trg设置为高电平。同时，在检测模式中，将选择信号sel控制为例如低电平。

图21是示出根据本技术的第五实施方式的在高效成像模式中的固态图像传感器200的操作的实例的时序图。

在时刻t4至t5等的读取期间，驱动电路211在从时刻t11至t12的复位周期内提供高电平复位信号rst和高电平控制信号fdg，使浮动扩散层314初始化。结果，生成复位电平。然后，驱动电路211在从时刻t13至t14的转换期间将选择信号sel设置成高电平，并且列信号处理单元250对复位电平执行ad转换。

接着，驱动电路211在从时刻t15至t16的传送周期内将控制信号fdg设置为低电平时，提供高电平传送信号trg以将电荷传送至浮动扩散层314。结果，生成具有更高转换效率的信号电平。然后，驱动电路211将选择信号sel设置为高电平，并且列信号处理单元250在从时刻t17至t18的转换期间对信号电平执行ad转换。

图22是示出了根据本技术的第五实施方式的在低效成像模式中的固态图像传感器200的操作的实例的时序图。

驱动电路211在从时刻t11至t12的复位周期提供高电平复位信号rst和高电平控制信号fdg，使浮动扩散层314初始化。结果，生成复位电平。此外，即使在时刻t12之后，驱动信号fdg也保持在高电平。然后，驱动电路211在从时刻t13至t14的转换期间将选择信号sel设置成高电平，并且列信号处理单元250对复位电平执行ad转换。

接着，驱动电路211在从时刻t15至t16的传送周期内将控制信号fdg设置为高电平时提供高电平传送信号trg以将电荷传送至浮动扩散层314。结果，生成具有较低转换效率的信号电平。然后，驱动电路211将选择信号sel设置为高电平，并且列信号处理单元250在从时刻t17至t18的转换期间对信号电平执行ad转换。

在成像模式中，列信号处理单元250通过ad转换处理和cds处理生成数字信号dout。然后，在具有高转换效率的数字信号dout针对每个像素小于全尺寸的情况下，列信号处理单元250根据需要校正信号并且输出信号作为像素的信号。另一方面，在具有高转换效率的数字信号dout是全尺寸的情况下，列信号处理单元250根据需要校正具有低转换效率的数字信号dout并输出该信号作为像素的信号。由此，能够扩大动态范围，并且能够降低低照度信号的噪声。

应注意，列信号处理单元250执行cds处理，但可以配置为不执行cds处理。在这种情况下，如图23和24所示，选择信号sel被设置为低电平，并且不对复位电平进行转换，直到时刻t14。

应注意，第二或第三实施方式也可以应用于第五实施方式的固态图像传感器200。

如上所述，根据本技术的第五实施方式，由于添加了用于控制电荷电压转换效率的转换效率控制晶体管318，在切换转换效率时生成像素信号，并且可以降低低照度下的噪声。

<6.第六实施方式>

在上述第五实施方式中，浮置扩散层314在连接晶体管313和转换效率控制晶体管318处于闭合状态的情况下已经被初始化。然而，利用该配置，在初始化时连接至浮动扩散层314的电源电压与地址事件检测单元400的电源电压相同。因此，不能将初始化要使用的电源电压调整为与地址事件检测单元400的电源电压不同的值，并且复位电平调整可能是困难的。根据第六实施方式的固态图像传感器200与第五实施方式的固态图像传感器的不同之处在于，进一步应用第四实施方式。

图25是示出根据本技术的第六实施方式的像素300的配置实例的框图。第六实施方式的像素300与第五实施方式的像素的不同之处在于，进一步在像素电路310中提供复位晶体管317。

复位晶体管317根据来自驱动电路211的复位信号rst初始化浮动扩散层314。复位晶体管317插入在电源电压vsdd2的端子与连接晶体管313和转换效率控制晶体管318的连接点之间。此外，将地址事件检测单元400的电源电压设置为vdd1。驱动电路211将控制信号dvm提供给连接晶体管313。

用于初始化的电源电压vdd2可以与地址事件检测单元400的电源电压vdd1相同或不同。通过添加复位晶体管317，可以将用于初始化的电源电压vdd2调整为与地址事件检测单元400的电源电压vdd1不同的值。

图26是示出根据本技术的第六实施方式的检测模式中的固态图像传感器200的操作的实例的时序图。例如，当在时刻t0设置检测模式时，驱动电路211将控制信号dvm、控制信号fdg和传送信号trg设置为高电平。同时，在检测模式中，复位信号rst和选择信号sel被控制为例如低电平。

图27是示出根据本技术的第六实施方式的在高效成像模式中的固态图像传感器200的操作的实例的时序图。例如，当在时刻t0设置成像模式时，驱动电路211将控制信号dvm设置为低电平。

驱动电路211在从预定的时刻t11至t12的复位周期内提供高电平复位信号rst和高电平控制信号fdg以初始化浮动扩散层314。后续控制与第五实施方式的控制相同。

图28是示出根据本技术的第六实施方式的在低效成像模式中的固态图像传感器200的操作的实例的时序图。控制信号dvm被设置为低电平。

如上所述，根据本技术的第六实施方式，由于添加了用于初始化浮动扩散层314的复位晶体管317，因此可以将用于初始化的电源电压调整为与地址事件检测单元400的电源电压不同的值。由此，复位电平调整变得容易。

<7.第七实施方式>

在上述第一实施方式中，浮动扩散层314的电压已经通过放大晶体管315以固定增益被放大。然而，仅通过放大晶体管315，增益可能是不够的。根据第七实施方式的固态图像传感器200与第一实施方式的固态图像传感器的不同之处在于，放大和读取一对像素的像素信号之间的差异。

图29是示出根据本技术的第七实施方式的固态图像传感器200的配置实例的框图。根据第七实施方式的固态图像传感器200与第一实施方式的固态图像传感器的不同之处在于，还包括列读取电路260。

列读取电路260放大并读取一对相邻像素的像素信号之间的差。列读取电路260将放大信号提供给列信号处理单元250。应注意，列读取电路260是在权利要求中描述的读取电路的实例。

图30是示出根据本技术的第七实施方式的列读取电路260的配置实例的框图。在列读取电路260中，多个单位读取电路270沿水平方向排列。针对每两列布置单位读取电路270。假设像素阵列单元214的列的数量为y，则单位读取电路270的数量为y/2。

单位读取电路270放大相应两列的像素信号之间的差，并且将放大的差提供给列信号处理单元250。

此外，在第七实施方式的列信号处理单元250中，为每个单位读取电路270而不是为每列布置ad转换器251。

图31是示出根据本技术的第七实施方式的单位读取电路270的配置实例的电路图。单位读取电路270包括p型晶体管271和272、开关273至276以及电流源277。例如，mos晶体管用作p型晶体管271和272。

此外，在像素阵列单元214中，除了沿着列方向用于每列的布垂直信号线vsl之外，还布垂直电流线vpx。第2k(k是整数)列中的垂直信号线vsl和垂直电流线vpx是垂直信号线vsl2k和垂直电流线vpx2k。此外，第(2k+1)列中的垂直信号线vsl和垂直电流线vpx为垂直信号线vsl2k+1和垂直电流线vpx2k+1。

第2k列中的放大晶体管315的漏极连接到垂直电流线vpx2k，并且第(2k+1)列中的放大晶体管315的漏极连接到垂直电流线vpx2k+1。

p型晶体管271和272并联连接到电源电压vdd的端子。此外，这些晶体管的栅极彼此连接。

开关273根据来自驱动电路211的控制信号sw3打开或关闭p型晶体管271的栅极与漏极之间的路径。开关274根据来自驱动电路211的控制信号sw4打开或关闭p型晶体管272的栅极与漏极之间的路径。

开关275根据来自驱动电路211的控制信号sw2打开或关闭p型晶体管271的漏极与列信号处理单元250之间的路径。开关276根据来自驱动电路211的控制信号sw1打开或关闭p型晶体管272的漏极与列信号处理单元250之间的路径。

电流源277提供预定的恒定电流。电流源277共同连接到垂直电流线vpx2k和vpx2k+1。

驱动电路211将所选择的行中的第2k列和第(2k+1)列中的一列用作参考像素，并且将另一列用作信号像素。首先，例如，驱动电路211将第2k列中的像素用作信号像素，并且将第(2k+1)列中的像素用作参考像素。接下来，驱动电路211将第2k列的像素用作参考像素，并且将第(2k+1)列的像素用作信号像素。此外，假设向第2k列提供传送信号trg1并且向第(2k+1)列提供传送信号trg2。

在使用第2k列中的像素作为信号像素的情况下，驱动电路211使用控制信号将开关274和275设置为闭合状态并且将开关273和276设置为断开状态。由此，单位读取电路270和信号像素及参考像素构成差分放大电路。同时，在使用第(2k+1)列中的像素作为信号像素的情况下，驱动电路211使用控制信号将开关274和275设置为断开状态并且将开关273和276设置为闭合状态。

单位读取电路270放大参考像素与信号像素的像素信号之间的差，并且将放大的信号作为信号像素的像素信号提供给列信号处理单元250。

图32是示出根据本技术的第七实施方式的在检测模式中的固态图像传感器的操作的实例的时序图。除了第2k列和第(2k+1)列的传送时刻不同以外，第七实施方式的控制与图18所示的第四实施方式的控制相同。

在先读取第2k列的情况下，驱动电路211在从时刻t15至t16的传送周期中向第2k列提供高电平传送信号trg1。同时，到第(2k+1)列的传送信号trg2在该传送周期保持低电平。第2k列中的浮动扩散层314的电位vfd1通过传送从复位电平变为信号电平，而第2k列中的浮动扩散层314的电位vfd2保持复位电平。然后，在读取第2k列之后，通过传送信号trg2读取第(2k+1)列。

应注意，第二实施方式至第六实施方式中的每一个可应用于第七实施方式的固态图像传感器200。

如上所述，根据本技术的第七实施方式，由于列读取电路260放大一对像素的像素信号之间的差，因此与仅通过放大晶体管315放大该差的情况相比可以使增益更大。

<8.第八实施方式>

在上述第七实施方式中，列读取电路260已放大一对像素的像素信号之间的差，但是噪声也与信号一起被放大。根据第八实施方式的固态图像传感器200与第七实施方式的固态图像传感器的不同之处在于，通过水平连接单位读取电路270来抑制噪声。

图33是示出根据本技术的第八实施方式的单位读取电路270的配置实例的电路图。第八实施方式的单位读取电路270与第七实施方式的单位读取电路的不同之处在于，还包括开关278和279。

开关279根据来自驱动电路211的控制信号sw6打开或关闭构成电流镜电路的p型晶体管271和272的栅极与相邻的单位读取电路270之间的路径。应注意，开关279是在权利要求中描述的第一开关的实例。

开关278根据来自驱动电路211的控制信号sw5打开或关闭电流源277与相邻的单位读取电路270之间的路径。应注意，开关278是权利要求中描述的开关的实例。

驱动电路211在成像模式中将开关278和279设置为闭合状态，由此水平连接排列在水平方向上的多个电流源277和多个电流镜电路。由此，能够根据要水平连接的节点的数量来抑制在节点中产生的噪声。

如上所述，根据本技术的第八实施方式，由于多个电流源277和多个电流镜电路水平连接，因此可以在放大一对像素信号之间的差时抑制噪声。

<9.第九实施方式>

在上述第一实施方式中，为每列布置ad转换器251，并且以行为单位进行ad转换。然而，随着行数增加，ad转换所需的时间变得更长。根据第九实施方式的固态图像传感器200与第一实施方式的固态图像传感器的不同之处在于，为每个像素布置ad转换器以缩短ad转换所需的时间。

图34是示出根据本技术的第九实施方式的固态图像传感器200的配置实例的框图。根据第九实施方式的固态图像传感器200与第一实施方式的固态图像传感器的不同之处在于，还包括时间码生成单元215。

时间码生成单元215生成表示参考信号被转换为边坡形状的期间内的时间的时间码。

图35是示出根据本技术的第九实施方式的像素阵列单元214的配置实例的平面图。第九实施方式的像素阵列单元214还包括多个时间码传送单元303。

时间码传送单元303沿着列方向传送时间码。时间码传送单元303向两侧的像素300传送时间码。在时间码传送单元303的两侧布置有m(m为整数)列的情况下，为每m列布置时间码传送单元303。

当参考信号与像素信号之间的比较结果反转时，像素300保持时间码。然后，像素300将保持的时间码作为ad转换后的数字信号输出到时间码转送单元303。时间码传送单元303将数字信号传送到列信号处理单元250。

此外，在第九实施方式的列信号处理单元250中不布置ad转换器251，并且列信号处理单元250执行cds处理等。

图36是示出根据本技术的第九实施方式的像素300的配置实例的框图。根据第九实施方式的像素300与第一实施方式的像素的不同之处在于，还包括ad转换器320。

此外，在第九实施方式的像素电路310中不布置放大晶体管315和选择晶体管316，并且浮动扩散层314的电压被作为像素信号vsig提供给ad转换器320。

ad转换器320将来自像素电路310的模拟像素信号vsig转换为数字信号。ad转换器320包括比较电路321和数据存储单元370。比较电路321包括差分输入电路340、电压转换电路350和正反馈电路360。

差分输入电路340放大模拟像素信号vsig与预定参考信号ref之间的差并且将放大的信号提供给电压转换电路350。作为参考信号ref，例如，使用在边坡形状上变化的斜坡信号。

电压转换电路350转换来自差分输入电路340的信号的电压并且将转换后的电压输出到正反馈电路360。

正反馈电路360将输出的一部分添加到输入并将输出作为输出信号vco输出到数据存储单元370。

数据存储单元370保持输出信号vco反转时的时间码。数据存储单元370将保持的时间码作为ad转换后的数字信号输出到时间码转送单元303。

如上所述，通过为每个像素布置ad转换器320，固态图像传感器200可同时对所有像素执行ad转换。由此，与针对每个行执行ad转换的情况相比，可缩短ad转换所需的时间。

应注意，像素300保持时间码，但像素300也可保持表示参考信号ref的值的亮度码以代替时间码。在这种情况下，布置亮度码生成单元和亮度码转送单元以代替时间码生成单元215和时间码传送单元303。

此外，第二实施方式至第六实施方式可应用于第九实施方式的固态图像传感器200。

如上所述，根据本技术的第九实施方式，由于为每个像素布置ad转换器320，因此可同时对所有的像素300执行ad转换。由此，与针对每个行执行ad转换的情况相比，可缩短ad转换所需的时间。

<10.移动体的应用>

根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以被实现为安装在任何类型的移动体上的设备，移动体包括汽车、电动汽车、混合电动汽车、摩托车、自行车、个人移动、飞机、无人机、船舶、机器人等。

图37是示出作为根据本公开的技术可应用的移动体控制系统的实例的车辆控制系统的示意性配置实例的框图。

车辆控制系统12000包括通过通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图37中示出的实例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040以及集成控制单元12050。此外，作为集成控制单元12050的功能配置，示出了微型计算机12051、声音图像输出单元12052和车载网络接口(i/f)12053。

驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统有关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置的控制装置(诸如，内燃机或驱动电机)、向车轮传递驱动力的驱动力传递机构、调整车辆的转向角的转向机构、产生车辆的制动力的制动装置等。

车身系统控制单元12020根据各种程序控制装配在车身中的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、自动窗口装置和各种灯(诸如，前灯、后灯、制动灯、转向信号和雾灯)的控制装置。在这种情况下，从替代按键的移动装置发送的无线电波或各种开关的信号可以输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、自动车窗装置、灯等。

车外信息检测单元12030检测安装车辆控制系统12000的车辆外部的信息。例如，成像单元12031连接至车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使成像单元12031捕获车辆外部的图像，并且接收捕获到的图像。车外信息检测单元12030可以基于接收的图像执行人、车辆、障碍物、标志、路面上的字母等的物体检测处理或距离检测处理。

成像单元12031是接收光并根据光的光接收量输出电信号的光学传感器。成像单元12031可以将电信号作为图像输出，并且可以将电信号作为距离测量的信息输出。此外，由成像单元12031接收的光可以是可见光或者可以是诸如红外光的不可见光。

车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。例如，检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测单元12041连接至车内信息检测单元12040。驾驶员状态检测单元12041包括例如捕获驾驶员的相机，并且车内信息检测单元12040可以计算驾驶者的疲劳度或集中度，或者可以基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息来确定驾驶员是否睡着了。

微型计算机12051基于在车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040中获取的车辆外部和车辆内部的信息来计算驱动力产生装置、转向机构、或制动装置的控制目标值，并且能够向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以出于实现高级驾驶员辅助系统(adas)功能的目的而执行协调控制，高级驾驶员辅助系统(adas)功能包括车辆的碰撞避免或冲击减轻、基于车间距离的跟随行驶、车辆速度保持行驶、车辆的碰撞警告、车辆的车道偏离警告等。

此外，微型计算机12051基于在车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040中获取的车辆周边的信息来控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等以出于自主行驶的自动驾驶(不依赖于驾驶员的操作等)的目的而执行协调控制。

此外，微型计算机12051可基于在车外信息检测单元12030中获取的车辆外部的信息向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051可诸如通过根据在车外信息检测单元12030中检测到的前行车辆或对向车辆的位置控制车头灯并且将远光灯切换为近光灯，而出于实现防眩目的目的执行协调控制。

声音图像输出单元12052将声音或图像中的至少一个的输出信号发送到输出装置，该输出装置能够可视和可听地将信息通知车辆的乘客或车辆的外部。在图37的实例中，作为输出装置，示例性地示出了音频扬声器12061、显示单元12062和仪表板12063。显示单元12062可以包括例如板上显示器或平视显示器中的至少一个。

图38是示出成像单元12031的安装位置的实例的示图。

在图38中，包括成像单元12101、12102、12103、12104和12105作为成像单元12031。

例如，成像单元12101、12102、12103、12104和12105设置在车辆12100的内部中的前鼻部、侧视镜、后保险杠、后门、挡风玻璃的上部等的位置处。设置在前鼻处的成像单元12101和设置在车辆内部的挡风玻璃的上部处的成像单元12105主要获取车辆12100前方的图像。设置在侧视镜处的成像单元12102和12103主要获取车辆12100两侧的图像。设置在后保险杠或后门处的成像单元12104主要获取车辆12100后方的图像。设置在车辆内部的挡风玻璃的上部的成像单元12105主要用于检测前行车辆、行人、障碍物、交通信号、交通标志、车道等。

应注意，图38示出成像单元12101至12104的捕获范围的实例。成像范围12111表示设置在前鼻部处的成像单元12101的成像范围，成像范围12112和12113分别表示设置在侧视镜处的成像单元12102和12103的成像范围，并且成像范围12114表示设置在后保险杠或后门处的成像单元12104的成像范围。例如，通过对由成像单元12101至12104捕获到的图像数据进行叠加，能够获得从上方角度观察的车辆12100的俯瞰图图像。

成像单元12101至12104中的至少一个可具有获取距离信息的功能。例如，成像单元12101至12104中的至少一个可以是包括多个图像传感器的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的图像传感器。

例如，微型计算机12051基于从成像单元12101至12104获得的距离信息获得到成像范围12111至12114中的三维物体的距离以及距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，由此以具体提取在行驶道路上最接近车辆12100并且在与车辆12100(作为前行车辆)大致相同的方向上以预定速度(例如0km/h以上)行驶的三维物体。另外，微型计算机12051可以预先设定要确保的与前行车辆的车间距离，并且执行自动制动控制(包括下次的停止控制)和自动加速控制(包括下次的开始控制)等。以这种方式，能够执行出于自主行驶的自动驾驶(而不依赖于驾驶员的操作)的目的的协调控制。

例如，微型计算机12051基于从成像单元12101至12104获得的距离信息将关于三维物体的三维物体数据分类为两轮车辆，普通汽车、大型车辆、行人以及其他三维物体(诸如，待提取的电极)，并且可以使用该数据来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为车辆12100的驾驶员在视觉上可识别的障碍物和驾驶员在视觉上不可识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与各障碍物碰撞的风险的碰撞风险，并且可通过经由音频扬声器12061或显示单元12062向驾驶员输出警告来执行用于碰撞躲避的驾驶辅助，并且在碰撞风险为设定值或更大并且存在碰撞可能性的情况下，通过驱动系统控制单元12010执行强制性的减速或躲避转向。

成像单元12101至12104中的至少一个可以是检测红外光的红外相机。例如，微型计算机12051确定在成像单元12101至12104的捕获图像中是否存在行人，从而识别行人。通过例如在作为红外相机的成像单元12101至12104的捕获图像中提取特征点的处理并且通过对表示物体的轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理并且确定物体是否是行人的处理来进行这种行人的识别。当微型计算机12051确定在成像单元12101至12104的捕获图像中存在行人并且识别出该行人时，声像输出单元12052使显示单元12062叠加并显示用于强调所识别的行人的正方形轮廓线。此外，声音图像输出单元12052可使显示单元12062在期望位置处显示表示行人的图标等。

已经描述了可应用根据本公开的技术的车辆控制系统的实例。根据本公开的技术可应用于上述配置的成像单元12031。具体地，图1中的成像装置100可应用于成像单元12031。通过将根据本公开的技术应用于成像单元12031，可在检测地址事件时捕获高质量图像数据。

应注意，上述实施方式描述了体现本技术的实例，并且实施方式中的主题和在权利要求中用于指定本发明的主题彼此具有对应关系。类似地，在权利要求中用于指定本发明的主题和在本技术的实施方式中被给予相同名称的主题彼此具有对应关系。然而，本技术并不局限于各种实施方式，并且在不背离本技术的主旨的情况下，可以通过应用实施方式的各种变形来实现本技术。

此外，上述实施方式中描述的处理过程可视为具有这一系列过程的方法，并且还可视为致使计算机执行这一系列过程的程序，且可视为存储该程序的记录介质。作为该记录介质，例如可以使用压缩盘(cd)、迷你盘(md)、数字多功能盘(dvd)、存储卡、蓝光(注册商标)盘等。

应注意，在本说明书中描述的效果仅是实例并且不受限制，并且可以表现出另外的效果。

应注意，本技术可以具有以下配置。

(1)一种固态图像传感器，包括：

光电转换元件，被配置为通过光电转换产生电荷；

电荷蓄积单元，被配置为蓄积所述电荷并且产生取决于所述电荷的量的电压；

传送晶体管，被配置为将所述电荷从所述光电转换元件传送到所述电荷蓄积单元；

检测单元，被配置为检测取决于所述电荷的量的光电流的变化量是否超过预定阈值；以及

连接晶体管，被配置为连接所述电荷蓄积单元和所述检测单元并且允许所述光电流流动。

(2)根据(1)所述的固态图像传感器，其中，

所述光电转换元件、所述电荷蓄积单元以及所述连接晶体管布置在预定数量的像素的每一个像素中，并且

所述预定数量的像素共享所述检测单元。

(3)根据(1)或(2)所述的固态图像传感器，其中，

所述光电转换元件和所述传送晶体管布置在预定数量的像素的每一个像素中，并且

所述预定数量的像素共享所述电荷蓄积单元。

(4)根据(1)至(3)所述的固态图像传感器，其中，

在设置用于检测所述变化量是否超过所述阈值的预定检测模式的情况下，所述连接晶体管转换为闭合状态以连接所述电荷蓄积单元和所述检测单元，并且在设置用于捕获图像数据的预定成像模式的情况下，所述连接晶体管在传送所述电荷之前的第一脉冲周期内连接所述电荷蓄积单元和所述检测单元。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的固态图像传感器，还包括：

复位晶体管，被配置为初始化电荷蓄积单元。

(6)根据(5)所述的固态图像传感器，其中，

在设置用于检测所述变化量是否超过所述阈值的预定检测模式的情况下，所述连接晶体管转换为闭合状态以连接所述电荷蓄积单元和所述检测单元，并且在设置用于捕获图像数据的预定成像模式的情况下，所述连接晶体管转换为断开状态，并且

在设置所述成像模式的情况下，所述复位晶体管在预定的复位周期内初始化所述电荷蓄积单元。

(7)根据(1)所述的固态图像传感器，还包括：

转换效率控制晶体管，被配置为对用于将所述电荷转换成电压的转换效率进行控制。

(8)根据(7)所述的固态图像传感器，其中，

在设置用于检测所述变化量是否超过所述阈值的所述预定检测模式的情况下，所述连接晶体管转换为闭合状态以连接所述电荷蓄积单元和所述检测单元，并且在设置用于捕获图像数据的预定成像模式的情况下，所述连接晶体管在预定的复位周期内连接所述电荷蓄积单元和所述检测单元，并且

在设置所述成像模式的情况下，所述转换效率控制晶体管在传送所述电荷的传送周期内控制所述转换效率。

(9)根据(1)所述的固态图像传感器，还包括：

复位晶体管，被配置为初始化所述电荷蓄积单元；以及

转换效率控制晶体管，被配置为对用于将所述电荷转换成所述电压的转换效率进行控制。

(10)根据(9)所述的固态图像传感器，其中，

在设置用于检测所述变化量是否超过所述阈值的预定检测模式的情况下，所述连接晶体管转换为闭合状态以连接所述电荷蓄积单元和所述检测单元，并且在设置用于捕获图像数据的预定成像模式的情况下，所述连接晶体管转换为断开状态，

在设置所述成像模式的情况下，所述复位晶体管在预定的复位周期内初始化所述电荷蓄积单元，并且

在设置所述成像模式的情况下，所述转换效率控制晶体管在传送所述电荷的传送周期内控制所述转换效率。

(11)根据(1)至(10)中任一项所述的固态图像传感器，还包括：

读取电路，被配置为放大并输出取决于一对像素的电压的信号之间的差，其中，

所述光电转换元件、所述电荷蓄积单元以及所述连接晶体管布置在所述一对像素的每一个像素中。

(12)根据(11)所述的固态图像传感器，其中，

所述传送晶体管包括第一传送晶体管和第二传送晶体管，

所述第一传送晶体管布置在所述一对像素中的一个像素中，并且所述第二传送晶体管布置在所述一对像素中的另一个像素中，并且

所述第一传送晶体管和所述第二传送晶体管中的一个传送晶体管传送电荷，并且另一个传送晶体管在由所述一个传送晶体管传送期间处于关断状态。

(13)根据(11)或(12)所述的固态图像传感器，其中，

所述读取电路包括预定数量的单位读取电路，并且

所述单位读取电路中的每一个单位读取电路包括：

电流源，

电流镜电路，

第一开关，连接所述预定数量的单位读取电路的电流源，以及

第二开关，连接所述预定数量的单位读取电路的电流镜电路。

(14)根据(1)所述的固态图像传感器，还包括：

模数转换器，被配置为将取决于电压的模拟信号转换为数字信号，其中，

所述光电转换元件、所述电荷蓄积单元、所述传送晶体管、所述检测单元、所述连接晶体管以及所述模数转换器布置在多个像素的每一个像素中。

(15)一种成像装置，包括：

光电转换元件，被配置为通过光电转换产生电荷；

电荷蓄积单元，被配置为蓄积所述电荷并且产生取决于所述电荷的量的电压；

传送晶体管，被配置为将所述电荷从所述光电转换元件传送到所述电荷蓄积单元；

检测单元，被配置为检测取决于所述电荷的量的光电流的变化量是否超过预定阈值；

连接晶体管，被配置为连接所述电荷蓄积单元和所述检测单元并且允许所述光电流流动；以及

数字信号处理单元，被配置为对通过对取决于电压的模拟信号进行模数转换而获得的数字信号进行处理。

(16)一种控制固态图像传感器的方法，所述方法包括：

传送过程，用于将电荷从通过光电转换产生电荷的光电转换元件传送到电荷蓄积单元，所述电荷蓄积单元蓄积电荷并且根据所述电荷的量来产生电压；

检测过程，检测取决于所述电荷的量的光电流的变化量是否超过预定阈值；以及

连接过程，连接所述电荷蓄积单元和所述检测单元并且使所述光电流流动。

参考符号列表

100成像装置

110成像透镜

120记录单元

130控制单元

200固态图像传感器

201光接收芯片

202电路芯片

211驱动电路

212检测信号处理单元

213仲裁器

214像素阵列单元

215时间码生成单元

250列信号处理单元

251、320ad转换器

252存储器

253输出单元

254数字计算单元

255接口单元

260列读取电路

270单位读取电路

271、272、414、421、422、432、433、441、443p型晶体管

273至276、278、279开关

277电流源

300像素

301检测电路共享块

302fd共享块

303时间码传送单元

310像素电路

311光电转换元件

312传送晶体管

313连接晶体管

314浮动扩散层

315放大晶体管

316选择晶体管

317复位晶体管

318转换效率控制晶体管

321比较电路

340差分输入电路

350电压转换电路

360正反馈电路

370数据存储单元

400地址事件检测单元

410电流电压转换单元

412、415、435、442、444n型晶体管

413、431、434电容

420缓冲器

430微分电路

440比较器

450传送单元

12031成像单元。