事件检测装置的制作方法

1.本发明涉及一种事件检测装置，尤其涉及一种能够实现电压电流转换电路的事件检测装置，该电压电流转换电路能够将光电转换电流更适当地转换为电压。


背景技术：

2.已经提出了一种针对每个像素具有地址事件检测电路的异步固态摄像元件，地址事件检测电路针对每个像素地址将在像素的光量超过阈值时的情况实时地检测为地址事件。在该固态摄像元件中，针对每个像素设置了光电二极管以及用于输出通过对流过光电二极管的电流进行转换而获得的电压的电压电流转换电路。
3.为了改善电压电流转换电路的特性，例如，专利文献1公开了向设置有光电二极管的基板提供固定负电位。
4.引用文献列表
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开第2019-195135号专利申请


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.在专利文献1所公开的技术中，由于电压电流转换电路的增益低，因此基于从电压电流转换电路输出的电压信号生成的像素信号的信噪比(snr)可能变低。
9.另外，在专利文献1所公开的技术中，由于电压电流转换电路的输出电压具有极大的温度依赖性，因此在输出电压的输出范围变大的情况下，有可能无法确保充分的动态范围。
10.本发明是鉴于这种情况做出的，并且本发明的目的是实现能够更适当地将光电转换电流转换成电压的电压电流转换电路。
11.问题的解决方案
12.根据本发明的第一方面的事件检测装置包括：光电二极管，其对入射光进行光电转换并产生光电转换电流；转换晶体管，其将光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出；放大晶体管，其放大具有与光电转换电流对应的电位的栅极与具有预先确定的基准电位的源极之间的电压并将其从漏极输出；电位供给单元，其向光电二极管的阳极、转换晶体管的背栅和放大晶体管的背栅提供低于基准电位的预定电位；以及电位控制器，其基于关于能够影响转换晶体管和放大晶体管中至少一者的阈值电压的温度的信息来控制预定电位。
13.根据本发明的第二方面的事件检测装置包括：光电二极管，其对入射光进行光电转换并产生光电转换电流；第一转换晶体管，其将光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出；第二转换晶体管，其将漏极和栅极短接，将光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出；放大晶体管，其放大具有与光电转换电流对应的电位的栅极和具有预先确定的基准电位的源极之间的电压并将其从漏极输出；电位供给单元，其向光电二极管的阳极、第一转换
晶体管的背栅、第二转换晶体管的背栅和放大晶体管的背栅提供低于基准电位的预定电位。
14.在本发明的第一方面中，向对入射光进行光电转换并产生光电转换电流的光电二极管的阳极、将光电转换电流转换成电压并将其从栅极输出的转换晶体管的背栅以及放大具有与光电转换电流对应的电位的栅极和具有预先确定的基准电位的源极之间的电压并将其从漏极输出的放大晶体管的背栅提供低于基准电位的预定电位，并且基于关于能够影响转换晶体管和放大晶体管中的至少一者的阈值电压的温度的信息来控制预定电位。
15.在本发明的第二方面中，向对入射光进行光电转换并产生光电转换电流的光电二极管的阳极、将光电转换电流转换成电压并将其从栅极输出的第一转换晶体管的背栅、具有短路的漏极和栅极，将光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出的第二转换晶体管的背栅以及放大具有与光电转换电流对应的电位的栅极和具有预先确定的基准电位的源极之间的电压并将其从漏极输出的放大晶体管的背栅提供低于基准电位的预定电位。
附图说明
16.图1是示出根据本发明的实施例的摄像装置的构造示例的框图。
17.图2是示出固态摄像元件的层叠结构示例的图示。
18.图3是示出受光基板的示例的平面图。
19.图4是示出电路基板的示例的平面图。
20.图5是示出地址事件检测器的示例的平面图。
21.图6是用于说明像素的构造的视图。
22.图7是用于说明像素的构造的视图。
23.图8是示出像素的构造示例的框图。
24.图9是示出电压电流转换电路的第一构造示例的电路图。
25.图10是示出电压电流转换电路的第二构造示例的电路图。
26.图11是示出晶体管的阈值电压的特性的图示。
27.图12是示出由图10中的负电位供给单元提供的负电位的示例的图示。
28.图13是示出在提供固定负电位的情况下以及在提供可变负电位的情况下输出电压的范围的示例的图示。
29.图14是示出电压电流转换电路的第三构造示例的电路图。
30.图15是示出在提供两级和三级的晶体管的组合的情况下输出电压的范围的示例的图示。
31.图16是示出电压电流转换电路的第四构造示例的电路图。
32.图17是示出在提供三级的晶体管的组合的情况下以及在提供两级的二极管接法log晶体管的情况下输出电压的范围的示例的图示。
33.图18是示出电压电流转换电路的第五构造示例的电路图。
34.图19是示出在提供固定负电位的情况下以及在提供与温度对应的负电位的情况下输出电压的范围的示例的图示。
35.图20是用于说明二极管接法晶体管的特性的图示。
36.图21是示出诸如电压电流转换电路之类的电路的布置示例的图示。
37.图22是示出负电位供给单元和负电位控制器的构造示例的图示。
38.图23是示出电压电流转换电路的输出电压的输出范围的由使用ref电压生成的负电位的提供引起的变化的图示。
39.图24是示出缓冲器、减法器和量化器的构造示例的电路图。
40.图25是示出电压电流转换电路的第二构造的变形例的电路图。
41.图26是示出电压电流转换电路的第二构造的另一变形例的电路图。
42.图27是示出电压电流转换电路的第五构造示例的变形例的电路图。
43.图28是示出电压电流转换电路的第五构造示例的另一变形例的电路图。
44.图29是示出电路基板的变形例的平面图。
45.图30是示出在设置有检测亮度的像素的情况下电路基板的示例的平面图。
46.图31是用于说明检测地址事件的像素和检测亮度的像素的布置的图示。
47.图32是示出三个亮度检测电路的构造示例的电路图。
48.图33是示出负电位供给单元和负电位控制器的另一构造示例的电路图。
49.图34是示出在提供取决于复制像素的输出电压的负电位的情况下电压电流转换电路的输出电压示例的图示。
50.图35是示出设置在受光基板上的电极的构造示例的图示。
51.图36是受光基板的受光电路的基板的放大剖视图。
52.图37是示出在p阱区域针对受光电路的每个构造分离的情况下负电位供给单元和负电位控制器的构造示例的图示。
53.图38是示出在p阱区域针对受光电路的每个构造分离的情况下负电位供给单元和负电位控制器的构造示例的图示。
54.图39是示出在p阱区域针对受光电路的每个构造分离的情况下负电位供给单元和负电位控制器的构造示例的图示。
55.图40是示出车辆控制系统的示意构造示例的框图。
56.图41是示出车外信息检测单元和摄像部的安装位置示例的说明图。
具体实施方式
57.在下文中，将说明用于执行本发明的模式。注意，将按照以下顺序给出说明。
58.1.实施例
59.2.变形例
60.《《1.实施例》》
61.《摄像装置的构造示例》
62.图1是示出根据本发明实施例的摄像装置1的构造示例的框图。
63.如图1所示，摄像装置1包括摄像透镜11、固态摄像元件12、记录器13和控制器14。可以将安装在可穿戴设备、智能手机、移动电话等上的相机、车载相机、数码相机、数码摄像机等视为摄像装置1。
64.摄像透镜11会聚来自物体的入射光并将其引导至固态摄像元件12。
65.固态摄像元件12是应用了本发明技术的事件检测装置的示例。对于多个像素中的每一者，固态摄像元件12将在亮度变化量的绝对值超过阈值时的情况检测为地址事件。例
如，该地址事件包括指示亮度增加量超过上限阈值的开启事件(on-event)和指示亮度减少量低于下限阈值的关闭事件(off-event)，这里，下限阈值低于上限阈值。
66.固态摄像元件12针对每个像素生成用于指示地址事件检测结果的检测信号。每个检测信号包括指示开启事件的存在或不存在的开启事件检测信号vch和指示关闭事件的存在或不存在的关闭事件检测信号vcl。注意，虽然检测开启事件和关闭事件两者的存在或不存在，但固态摄像元件12可以仅检测开启事件和关闭事件中的一者。
67.固态摄像元件12对包括检测信号的图像数据执行诸如图像识别处理之类的预定信号处理，并将处理后的数据经由信号线21输出到记录器13。
68.记录器13是存储器或诸如随机存取存储器(ram)之类的存储装置，并且记录从固态摄像元件12提供的数据。
69.控制器14是诸如微控制器或中央处理单元(cpu)之类的处理器，经由信号线22提供控制信号，并控制固态摄像元件12以使其获取图像数据。
70.《固态摄像元件的构造示例》
71.图2是示出固态摄像元件12的层叠结构示例的图示。
72.如图2所示，固态摄像元件12包括电路基板32和堆叠在电路基板32上的受光基板31。这些基板经由诸如垂直互连部(via)之类的连接结构电连接。注意，基板可以通过cu-cu接合或凸块而不是通过垂直互连部连接。
73.图3是示出受光基板31的示例的平面图。
74.如图3所示，受光基板31设置有垂直互连部布置部分41至43以及受光部44。
75.在垂直互连部布置部分41至43中布置有与电路基板32连接的垂直互连部。
76.在受光部44中，多个受光电路51布置成二维栅格图案。受光电路51对入射光进行光电转换以产生光电转换电流，并将光电转换电流进行电压电流转换以输出电压信号。每个受光电路51被分配有包括行地址和列地址的像素地址。
77.图4是示出电路基板32的示例的平面图。
78.如图4所示，电路基板32设置有垂直互连部布置部分61至63、负电位供给单元64、负电位控制器65、地址事件检测器66、行驱动电路67、列驱动电路68和信号处理电路69。
79.在垂直互连部布置部分61至63中布置有连接到受光基板31的垂直互连部。
80.在负电位控制器65的控制下，负电位供给单元64将低于预定基准电位(地电位等)的电位作为负电位提供给受光基板31。通过提供负电位产生的效果将在后面说明。
81.负电位控制器65控制负电位供给单元64以使其向受光基板31提供与受光基板31的温度对应的负电位。
82.地址事件检测器66基于从多个受光电路51中的每一者提供的电压信号生成检测信号，并且将检测信号输出到信号处理电路69。
83.行驱动电路67选择行地址，并使地址事件检测器66输出对应于该行地址的检测信号。
84.列驱动电路68选择列地址，并使地址事件检测器66输出对应于该列地址的检测信号。
85.信号处理电路69对从地址事件检测器66提供的检测信号执行预定信号处理。具体地，信号处理电路69将检测信号作为像素信号排列成二维栅格图案，并针对每个像素获取
具有2位信息的图像数据。信号处理电路69对图像数据执行诸如图像识别处理之类的信号处理。
86.图5是示出地址事件检测器66的示例的平面图。
87.如图5所示，在地址事件检测器66中，多个地址事件检测电路81排列成二维栅格图案。被分配像素地址的每个地址事件检测电路81与具有相同地址的受光电路51连接。
88.地址事件检测电路81对来自受光电路51的电压信号进行量化，并将量化后的电压信号作为检测信号输出。
89.图6是用于说明像素91的构造的图示。
90.如图6所示，每个像素91包括受光基板31中的受光电路51和电路基板32中的被分配相同像素地址的地址事件检测电路81。
91.如图7所示，在每个基板上，多个受光电路51和多个地址事件检测电路81排列成二维栅格图案。因此，在固态摄像元件12中，如上所述地构造的多个像素91排列成二维栅格图案。
92.构成像素的受光电路51和地址事件检测电路81通过信号线92连接。
93.图8是示出像素91的构造示例的框图。
94.如图8所示，像素91包括受光元件101、电压电流转换电路102、缓冲器103、减法器104、量化器105和传输电路106。
95.受光元件101包括对入射光进行光电转换以产生光电转换电流的光电二极管。由受光元件101产生的光电转换电流被提供给电压电流转换电路。
96.电压电流转换电路102将从受光元件101提供的光电转换电流以对数方式转换为电压信号。由电压电流转换电路102产生的电压信号被提供给缓冲器103。
97.缓冲器103保持从电压电流转换电路102提供的电压信号。来自缓冲器103的电压信号被提供给减法器104。
98.减法器104根据从行驱动电路67提供的行驱动信号降低从缓冲器103提供的电压信号的电平。被减法器104降低电平之后的电压信号被提供给量化器105。
99.量化器105通过将从减法器104提供的电压信号与预定阈值进行比较而将模拟电压信号量化为数字检测信号。量化器105将电压信号与上限阈值和下限阈值中的每一者进行比较，并将比较结果作为2位检测信号提供给传输电路106。
100.传输电路106根据从列驱动电路68提供的列驱动信号将从量化器105提供的检测信号传输到信号处理电路69。
101.《电压电流转换电路的构造示例》
[0102]-第一构造示例(提供固定负电位的示例)
[0103]
图9是示出电压电流转换电路102的第一构造示例的电路图。
[0104]
如图9所示，电压电流转换电路102包括log晶体管122、123以及amp晶体管125、126。例如，使用金属氧化物半导体(mos)晶体管作为这些晶体管。在下面的说明中，这些晶体管在不需要区分的情况下都被简称为晶体管。
[0105]
log晶体管122的源极连接到设置在受光元件101中的光电二极管121的阴极，并且log晶体管122的漏极连接到log晶体管123的源极和amp晶体管125的栅极。log晶体管122的栅极连接到amp晶体管125的源极和amp晶体管126的漏极。
[0106]
log晶体管123的漏极连接到电源电压端子，并且log晶体管123的栅极连接到恒流源124的端子、amp晶体管125的漏极和缓冲器103的输入端子。log晶体管122和log晶体管123串联连接在电源电压端子和光电二极管121的阴极之间。
[0107]
log晶体管122和123将光电转换电流转换成栅极和源极之间的电压并将其从栅极输出。
[0108]
amp晶体管126的源极连接到基准电位(地电位gnd等)的端子，并且amp晶体管126的栅极连接到光电二极管121的阴极和log晶体管122的源极。amp晶体管125和amp晶体管126串联连接在恒流源124的端子和基准电位端子之间。
[0109]
amp晶体管126放大具有与光电转换电流对应的电位的栅极和具有基准电位的源极之间的电压，并且从漏极输出放大的电压。
[0110]
amp晶体管125放大具有与光电转换电流对应的电位的栅极和具有与从log晶体管122和amp晶体管126输出的电压对应的电位的源极之间的电压，并且从漏极输出放大的电压。
[0111]
通过这种构造，来自光电二极管121的光电转换电流被转换成输出电压v
pr
的电压信号。此时的输出电压v
pr
由以下等式(1)表示。
[0112]
[数学式1]
[0113]vpr
＝2
·vgs,log
+2
·vgs,amp
...(1)
[0114]
等式(1)表示输出电压v
pr
是通过将log晶体管122和123的各输出电压v
gs，log
与amp晶体管125和126的各输出电压v
gs，amp
相加而获得的电压。
[0115]
在等式(1)中，v
gs，log
表示输出电压v
pr
的信号分量，并且v
gs，amp
表示输出电压v
pr
的偏移分量。这里，输出电压v
pr
的信号分量和偏移分量极大地取决于晶体管的预定阈值电压v
th
。
[0116]
在图9中，负电位供给单元64向光电二极管121的阳极以及log晶体管122、123和amp晶体管125、126中的每一者的背栅提供低于基准电位的固定负电位。
[0117]
具体地，负电位供给单元64向受光基板31的p阱区域提供负电位。在该p阱区域中，埋入光电二极管121并形成log晶体管122、123和amp晶体管125、126的背栅(体端(bulk))。因此，通过向p阱区域提供负电位，可以向光电二极管121的阳极以及log晶体管122、123和amp晶体管125、126中的每一者的背栅提供负电位。
[0118]
通过将光电二极管121的阳极设定为负电位，与将阳极电位设定为基准电位的情况相比，光电二极管121的背部偏置(back bias)增加。因此，光电二极管121的灵敏度增加，并且可以减少暗电流。此外，通过将log晶体管122、123和amp晶体管125、26的背栅设定为负电位，与将晶体管的电位设定成基准电位的情况相比，由于基板偏置效应，每个晶体管的阈值电压变高。因此，可以防止晶体管的栅极-源极电压变为0或更小。当栅极-源极电压变为0或更小时，由于电压电流转换电路102的电路构造而不能获得正常输出。因此，可以通过提供负电位来抑制这种情况。以此方式，可以通过改善光电二极管121的灵敏度、降低暗电流和提高阈值电压来改善检测信号的信号质量。
[0119]-第二构造示例(背部偏置控制示例)
[0120]
图10是示出电压电流转换电路102的第二构造示例的电路图。在图10中，与图9中的构造相同的构造由相同的附图标记表示。将适当地省略多余说明。
[0121]
图10所示的电压电流转换电路102的构造与图9所示的构造的不同之处在于，在负电位供给单元64的前级中设置负电位控制器65。
[0122]
负电位控制器65控制负电位供给单元64以使其提供与受光基板31的温度对应的负电位。
[0123]
负电位供给单元64向光电二极管121的阳极以及log晶体管122、123和amp晶体管125、126中的每一者的背栅提供随温度波动的负电位。
[0124]
注意，类似于提供固定负电位的情况，在提供与温度对应的负电位的情况下，输出电压v
pr
由上述等式(1)表示。也就是说，输出电压v
pr
的信号分量和偏移分量极大地取决于晶体管的预定阈值电压v
th
。
[0125]
图11是示出晶体管的阈值电压的特性的图示。
[0126]
图11的a示出温度和晶体管的预定阈值电压之间的关系。横轴表示温度，并且纵轴表示阈值电压v
th
。
[0127]
如图11的a所示，晶体管的阈值电压vth依赖于温度，并且温度th下的阈值电压低于温度tc下的阈值电压(th＞tc)。
[0128]
图11的b示出负电位(背部偏置)与晶体管的预定阈值电压之间的关系。横轴表示负电位，并且纵轴表示阈值电压v
th
。
[0129]
如图11的b所示，晶体管的阈值电压v
th
依赖于负电位，并且负电位v2下的阈值电压低于负电位v1下的阈值电压v(v2》v1)。
[0130]
图12是示出由图10中的负电位供给单元64提供的负电位的示例的图示。
[0131]
在负电位控制器65的控制下，负电位供给单元64向晶体管等提供负电位，该负电位通过负电位的波动抵消了阈值电压v
th
的由温度导致的波动。例如，如图12所示，负电位被控制成具有随着温度的升高而减小的值。
[0132]
在图12的示例中，在温度tc的情况下提供负电位v2，并且在温度th的情况下提供负电位v1。例如，在温度为-20℃的情况下，提供-0.2v的负电位，并且在温度为75℃的情况下，提供-1.2v的负电位。
[0133]
图13是示出在提供固定负电位的情况下以及在提供可变负电位的情况下输出电压v
pr
的范围的示例的图示。在图13中，横轴表示光电转换电流，并且纵轴表示输出电压v
pr
。
[0134]
图13的左侧示出提供固定负电位的情况下在高温(th℃)、常温(tm℃)和低温(tc℃)下光电转换电流与输出电压v
pr
之间的关系。例如高温为75℃，常温为25℃，并且低温为-20℃。如图13的左侧所示，在提供固定负电位的情况下，输出电压v
pr
的由温度变化导致的波动范围增加。在提供固定负电位的情况下，图13的左侧的构造对应于图9中的电压电流转换电路102的第一构造。
[0135]
图13的右侧表示在提供与温度对应的负电位的情况下在高温(th℃)、常温(tm℃)和低温(tc℃)下光电转换电流与输出电压v
pr
之间的关系。如图13中的轮廓箭头所示，在提供与温度对应的负电位的情况下，与提供固定负电位的情况相比，通过控制负电位来调制阈值电压v
th
，因此，输出电压v
pr
的上限在负方向上偏移，而输出电压v
pr
的下限在正方向上偏移。注意，在提供固定负电位的情况下以及在提供与温度对应的负电位的情况下，常温下的增益梯度例如为150mv/dec。
[0136]
在图13的右侧的提供可变负电位的情况下的构造对应于图10中的电压电流转换
电路102的第二构造。即，在图10中的电压电流转换电路102的第二构造中，负电位控制器65控制负电位供给单元64以使其基于关于能够影响晶体管(包括log晶体管122、123和amp晶体管125、126)的阈值电压v
th
的温度的信息来提供与温度对应的负电位。
[0137]
例如，可以使用上述受光基板31或其周围的温度，作为能够影响晶体管的阈值电压v
th
的温度。注意，对于晶体管的阈值电压v
th
，可以将log晶体管122、123和amp晶体管125、126的所有晶体管作为目标，或者可以将至少一个晶体管作为目标。
[0138]
因此，当提供与温度对应的负电位时，输出电压v
pr
的输出范围变得小于在提供固定负电位的情况下的输出范围。
[0139]
在输出电压v
pr
的输出范围为大的情况下，有可能无法确保充分的动态范围。不希望增加电源电压以确保充分的动态范围，因为这会增加功耗。在图10中的电压电流转换电路102的第二构造中，由于输出范围为小，所以可以在不增加电源电压的情况下确保充分的动态范围。
[0140]-第三构造示例(增加晶体管的示例)
[0141]
图14是示出电压电流转换电路102的第三构造示例的电路图。在图14中，对与图9中的构造相同的构造由相同的附图标记表示。将适当地省略多余说明。
[0142]
图14所示的电压电流转换电路102的构造与图9所示的构造的不同之处在于，设置了log晶体管151和amp晶体管152。也就是说，在第一构造中，设置了两级的log晶体管和amp晶体管的组合，而在第三构造中，设置了三级的晶体管的组合。
[0143]
log晶体管151的漏极连接到电源电压端子，并且log晶体管151的栅极连接到恒流源124的端子、amp晶体管152的漏极和缓冲器103的输入端子。log晶体管151、log晶体管122和log晶体管123串联连接在电源电压端子和光电二极管121的阴极之间。
[0144]
log晶体管151将光电转换电流转换为栅极和源极之间的电压，并将其从栅极输出。
[0145]
amp晶体管152的源极连接到log晶体管123的栅极和amp晶体管125的漏极，并且amp晶体管152的栅极连接到log晶体管123的漏极和log晶体管151的源极。amp晶体管152、amp晶体管125和amp晶体管126串联连接在恒流源124的端子和基准电位端子之间。
[0146]
amp晶体管152放大具有与光电转换电流对应的电位的栅极和具有与从log晶体管123和amp晶体管125输出的电压对应的电位的源极之间的电压，并且从漏极输出放大的电压。
[0147]
负电位供给单元64向log晶体管151和amp晶体管152中的每一者的背栅提供固定负电位。
[0148]
通过这种构造，来自光电二极管121的光电转换电流被转换成输出电压v
pr
的电压信号。此时的输出电压v
pr
由以下等式(2)表示。
[0149]
[数学式2]
[0150]vpr
＝3
·vgs,log
+3
·vgs,amp
...(2)
[0151]
等式(2)表示输出电压v
pr
为通过将log晶体管122、123、151的各输出电压v
gs，log
与amp晶体管125、126、152的各输出电压v
gs，amp
相加获得的电压。
[0152]
图15是示出在设置两级和三级的晶体管的组合的情况下输出电压v
pr
的范围的示例的图示。在图15中，横轴表示光电转换电流，并且纵轴表示输出电压v
pr
。
[0153]
图15的左侧示出在设置两级的晶体管的组合的情况下在高温(th℃)、常温(tm℃)和低温(tc℃)下光电转换电流与输出电压v
pr
之间的关系。在设置两级组合的情况下，常温下的增益梯度例如为150mv/dec。在设置两级的晶体管的组合的情况下，图15的左侧的构造对应于图9中的电压电流转换电路102的第一构造。
[0154]
图15的右侧示出在设置三级的晶体管的组合的情况下在高温(th℃)、常温(tm℃)和低温(tc℃)下光电转换电流与输出电压v
pr
之间的关系。在设置三级组合的情况下，常温下的增益梯度例如为225mv/dec。在设置三级的晶体管的组合的情况下，图15的右侧的构造对应于图14中的电压电流转换电路102的第三构造。
[0155]
如图15中的轮廓箭头所示，在设置三级的晶体管的组合的情况下，与设置两级的晶体管的组合的情况相比，由于电路构造变化的缘故，输出电压v
pr
在正方向上偏移的偏移分量为电压v
gs，amp
。
[0156]
因此，随着晶体管组合的数量增加，电压电流转换电路102的增益增加，并且输出范围增加。通过增加电压电流转换电路102的增益，可以增加信号处理电路69输出的像素信号的信噪比(snr)。
[0157]-第四种构造示例(二极管接法晶体管的示例)
[0158]
图16是示出电压电流转换电路102的第四构造示例的电路图。在图16中，与图14中的构造相同的构造由相同的附图标记表示。将适当地省略多余说明。
[0159]
图16所示的电压电流转换电路102的构造与图14所示的构造的不同之处在于，设置了log晶体管161至163和amp晶体管164，以代替log晶体管122、123、151以及amp晶体管125、126、152。
[0160]
log晶体管161和162中的每一者都具有将漏极与栅极短接的构造或者具有二极管接法构造。即，在第三构造中设置了三级组合，而在第四构造中设置了一级的log晶体管和amp晶体管与两个二极管接法log晶体管的组合。
[0161]
log晶体管161的源极连接到光电二极管121的阴极，并且log晶体管161的栅极和漏极连接到log晶体管162的源极。log晶体管162的栅极和漏极连接到log晶体管163的源极。
[0162]
log晶体管163的漏极连接到电源电压端子，并且log晶体管163的栅极连接到恒流源124的端子、amp晶体管164的漏极和缓冲器103的输入端子。log晶体管161至163串联连接在电源电压端子和光电二极管121的阴极之间。
[0163]
log晶体管161至163将光电转换电流转换成栅极和源极之间的电压，并将其从栅极输出。
[0164]
amp晶体管164的源极连接到基准电位端子，并且amp晶体管164的栅极连接到光电二极管121的阴极和log晶体管161的源极。amp晶体管164串联连接在恒流源124的端子和基准电位端子之间。
[0165]
amp晶体管164放大具有与光电转换电流对应的电位的栅极与具有基准电位的源极之间的电压，并且从漏极输出放大的电压。
[0166]
负电位供给单元64向log晶体管161至163和amp晶体管164中的每一者的背栅提供固定负电位。
[0167]
通过这种构造，来自光电二极管121的光电转换电流被转换成输出电压v
pr
的电压
信号。此时的输出电压v
pr
由以下等式(3)表示。
[0168]
[数学式3]
[0169]vpr
＝3
·vgs，log
+v
gs,amp
...(3)
[0170]
等式(3)表示输出电压v
pr
是通过将二极管接法log晶体管161和162的各输出电压v
gs，log
、非二极管接法log晶体管163的输出电压v
gs，log
以及amp晶体管164的输出电压v
gs，amp
相加获得的电压。
[0171]
图17是示出在设置三级的晶体管的组合的情况下以及在设置两级的二极管接法log晶体管的情况下输出电压的范围示例的图示。在图17中，横轴表示光电转换电流，并且纵轴表示输出电压v
pr
。
[0172]
图17的左侧示出在设置三级的晶体管的组合的情况下在高温(th℃)、常温(tm℃)和低温(tc℃)下光电转换电流与输出电压v
pr
之间的关系。在设置三级的晶体管的组合的情况下，图17的左侧的构造对应于图14中的电压电流转换电路102的第三构造示例。
[0173]
图17的右侧示出在设置一级晶的体管和两级的二极管接法log晶体管的组合的情况下在高温(th℃)、常温(tm℃)和低温(tc℃)下光电转换电流与输出电压v
pr
之间的关系。在设置两级的二极管接法log晶体管的情况下，图17的右侧的构造对应于图16中的电压电流转换电路102的第四构造示例。
[0174]
如图17中的轮廓箭头所示，在设置两级的二极管接法log晶体管的情况下，与设置三级组合的情况相比，由于电路构造变化的缘故，输出电压v
pr
在负方向上偏移的偏移分量为2
·vgs，amp
，即偏移了两级的amp晶体管的输出。
[0175]
在设置三级的晶体管的组合的情况下以及在设置两级的二极管接法log晶体管的情况下，增益梯度都是225mv/dec。因此，通过设置两个二极管接法log晶体管以代替两级的log晶体管和amp晶体管的组合，可以在不改变增益的情况下减小输出范围的上限。
[0176]
注意，在设置两级的二极管接法log晶体管的情况下，当温度为高且光电转换电流为低时，线性有可能劣化。稍后将说明用于抑制线性劣化发生的构造。
[0177]-第五构造示例(将二极管接法晶体管和背部偏置控制组合的示例)
[0178]
图18是示出电压电流转换电路102的第五构造示例的电路图。在图18中，与图16中的构造相同的构造由相同的附图标记表示。将适当地省略多余说明。
[0179]
图18所示的电压电流转换电路102的构造与图16所示的构造的不同之处在于，在负电位供给单元64的前级中设置负电位控制器65。
[0180]
负电位控制器65控制负电位供给单元64以使其提供与受光基板31的温度对应的负电位。
[0181]
负电位供给单元64向光电二极管121的阳极、log晶体管161至163和amp晶体管164中每一者的背栅提供随温度波动的负电位。
[0182]
注意，类似于提供固定负电位的情况，在提供与温度对应的负电位的情况下的输出电压v
pr
由等式(3)表示。也就是说，输出电压v
pr
的信号分量和偏移分量极大地取决于晶体管的预定阈值电压v
th
。
[0183]
图19是示出提供固定负电位的情况下以及在提供与温度对应的负电位的情况下输出电压的范围示例的图示。在图19中，横轴表示光电转换电流，并且纵轴表示输出电压v
pr
。
[0184]
图19的左侧示出在设置两级的二极管接法log晶体管的情况下以及在提供固定负电位的情况下在高温(th℃)、常温(tm℃)和低温(tc℃)下光电转换电流与输出电压v
pr
之间的关系。在提供固定负电位的情况下，
[0185]
图19的左侧的构造对应于图16中的电压电流转换电路102的第四构造示例。
[0186]
在这种情况下，由温度变化引起的输出波动范围增加，并且输出范围增加。另外，当温度为高且光电转换电流为低时，二极管接法log晶体管的栅极和源极之间的电压v
gs
的值不会变成正值，因此线性有可能劣化。在二极管接法晶体管中，如图20的左侧所示，漏极和源极之间的电压v
ds
等于栅极和源极之间的电压v
gs
。
[0187]
图20的右侧示出此时的栅极和源极之间的电压v
gs
与漏极和源极之间的电流i
ds
之间的关系。当温度从常温变为高温时，阈值电压v
th
(即，强反转区域和弱反转区域之间的边界处的电压)在负方向上偏移，并且如图20的右侧所示，在预定电流值下的电压v
gs
的值也在负方向上偏移。
[0188]
因此，当温度从常温上升到高温时，i
min
变为高值，这里i
min
为在电压v
gs
的值变为零时电流i
ds
的值。在二极管接法晶体管中的电压v
gs
不是正值的情况下，线性劣化，因此希望电压v
gs
始终为正值。
[0189]
图19的右侧示出在设置两级的二极管接法log晶体管的情况下以及在提供与温度对应的负电位的情况下在高温(th℃)、常温(tm℃)和低温(tc℃)下光电转换电流与输出电压v
pr
之间的关系。在提供与温度对应的负电位的情况下，图19的右侧的构造对应于图18中的电压电流转换电路102的第五构造示例。
[0190]
如图19中的轮廓箭头所示，在提供与温度对应的负电位的情况下，与提供固定负电位的情况相比，通过控制负电位来调制阈值电压v
th
，因此，输出电压v
pr
的上限在负方向上偏移，并且输出电压v
pr
的下限在正方向上偏移。注意，在提供固定负电位的情况下以及在提供与温度对应的负电位的情况下，常温下的增益梯度例如都为225mv/dec。
[0191]
因此，通过提供与温度对应的负电位，在设置两级的二极管接法log晶体管的情况下，也可以在不改变增益的情况下减小输出范围。通过减小输出范围，可以确保充分的动态范围。
[0192]
另外，由于通过控制负电位消除了由温度导致的阈值电压v
th
的波动的影响，因此抑制了由温度导致的电流i
min
的波动。因此，在温度为高且光电转换电流为低的情况下，光电转换电流的值也不可能低于电流i
min
的值，因此线性不可能劣化并可以得到改善。
[0193]
如上所述，通过设置两级的二极管接法log晶体管并提供与温度对应的负电位，可以实现能够在确保充分地动态范围的同时在低电源电压下操作的高增益的电压电流转换电路。
[0194]-电压电流转换电路的布置示例
[0195]
图21是示出诸如电压电流转换电路102之类的电路的布置示例的图示。
[0196]
如上所述，负电位供给单元64和负电位控制器65设置在电路基板32上。包括光电二极管121的受光元件101设置在受光基板31上。
[0197]
在电压电流转换电路102的构造中，log晶体管161至163和amp晶体管164设置在受光基板31上，并且恒流源124设置在电路基板32上。尽管图21示出具有第五构造的电压电流转换电路102，但在第一至第四构造中，同样地，除了恒流源124之外的部件设置在受光基板
31上，并且恒流源124设置在电路基板32上。
[0198]
《其它构造示例》
[0199]-负电位供给单元和负电位控制器的构造示例
[0200]
图22是示出负电位供给单元64和负电位控制器65的构造示例的图示。
[0201]
如图22所示，在负电位控制器65中，实现了温度监控部201。温度监控部201包括温度计模数转换器(adc)181、信号处理器182和查找表183。信号处理器182和查找表183具有处理数字信号的数字区域的构造。
[0202]
温度计adc 181测量受光基板31的温度并生成用于指示测量结果的温度数据。由温度计adc 181产生的温度数据被提供给信号处理器182。
[0203]
信号处理器182对从温度计adc 181提供的温度数据执行各种类型的信号处理。例如，通过信号处理器182执行测量温度的误差校准、由滤波器(例如，移动平均滤波器)实现的噪声抑制以及滞后。滞后是用于防止阈值附近的过度电压切换操作的处理。
[0204]
在信号处理器182的信号处理之后，温度监控部201参照查找表183中记录的信息，并且根据温度数据控制可变电阻193、194的阻值以使负电位供给单元64输出负电位。在查找表183中，温度数据和电阻值彼此关联地记录。负电位控制器65充当电位控制器，其基于指示温度数据与负电位之间的关系的信息来控制负电位供给单元64。
[0205]
负电位供给单元64包括电阻191和192、可变电阻193和194以及负电源电荷泵(cp)195。
[0206]
电阻191和192串联连接在ref电压v
ref
的端子和地电位端子之间。电阻191和电阻192之间的连接点连接到负电源cp 195的非反相输入端子。
[0207]
可变电阻193和194串联连接在ref电压v
ref
的端子和地电位端子之间。可变电阻193和可变电阻194的连接点连接到负电源cp 195的反相输入端子。
[0208]
负电源cp 195将提供给非反相输入端子的电压与提供给反相输入端子的电压进行比较，并根据电位差向每个像素91的电压电流转换电路102提供负电位。
[0209]
注意，ref电压v
ref
被设定为使电压电流转换电路102的输出电压在查找表183中记录的每个温度下落入目标电压范围内的值。ref电压v
ref
的设定值是通过预先评估获得的。
[0210]
图23是示出电压电流转换电路102的输出电压的输出范围的由于通过使用ref电压v
ref
生成的负电位的提供而导致的变化的图示。
[0211]
如图23的左侧所示，通过向电压电流转换电路102提供固定负电位，当温度为低且光电转换电流为高时，输出了高于目标电压范围的上限的输出电压。另外，当温度为高且光电转换电流为低时，输出了低于目标电压范围的下限的输出电压。
[0212]
如图23的右侧所示，通过向电压电流转换电路102提供通过使用ref电压v
ref
产生的并与温度对应的负电位，在任何温度条件下都可以从电压电流转换电路102输出处于目标电压范围内的输出电压。
[0213]-缓冲器、减法器和量化器的构造示例
[0214]
图24是示出缓冲器103、减法器104和量化器105的构造示例的电路图。
[0215]
如图24所示，缓冲器103包括晶体管251和恒流源252。例如，mos晶体管用作晶体管251。
[0216]
晶体管251和恒流源252串联连接在电源电压端子和地电位端子之间。晶体管251
的栅极连接到电压电流转换电路102的输出端子。电压信号被从晶体管251和恒流源252之间的连接点输出到减法器104。
[0217]
减法器104包括电容器261、反相器262、电容器263和开关264。
[0218]
电容器261的一端连接缓冲器103的输出端子，并且另一端连接到反相器262的输入端子。
[0219]
反相器262将经由电容器261输入的电压信号反相。反相器262输出反相后的信号。电容器263与反相器262并联连接。开关264根据行驱动信号打开和闭合电容器263的两端的连接路径。
[0220]
这种构造允许对从缓冲器103提供的电压信号进行减法运算。此时的减法结果的增益是基于电容器261和电容器263的电容值获得的。作为减法器104的减法结果的电压信号被输出到量化器105。
[0221]
量化器105包括比较器271和272。
[0222]
比较器271和272的非反相输入端子连接到减法器104的输出端子。表示上限阈值的偏置电压v
th1
被施加到比较器271的反相输入端子，并且表示下限阈值的偏置电压v
th2
被施加到比较器272的反相输入端子。
[0223]
比较器271将从减法器104提供的电压信号与表示上限阈值的偏置电压v
th1
进行比较，并将表示比较结果的信号作为接通事件检测信号输出到传输电路106。例如，在电压信号超过上限阈值的情况下，输出了高电平的导通事件检测信号。
[0224]
比较器272将从减法器104提供的电压信号与表示下限阈值的偏置电压v
th2
进行比较，并将表示比较结果的信号作为断开事件检测信号输出至传输电路106。例如，在电压信号低于下限阈值的情况下，输出了低电平的关断事件检测信号。
[0225]
缓冲器103、减法器104、量化器105和传输电路106设置在电路基板32上。注意，分别布置在受光基板31和电路基板32上的电路的构造不限于以上构造。例如，整个受光元件101和电压电流转换电路102可以布置在受光基板31上，并且其它部件可以布置在电路基板32上。替代地，受光元件101、电压电流转换电路102和缓冲器103可以布置在受光基板31上，并且其它部件可以布置在电路基板32上。替代地，受光元件101、电压电流转换电路102、缓冲器103和电容器261可以布置在受光基板31上，并且其它部件可以布置在电路基板32上。替代地，受光元件101、电压电流转换电路102、缓冲器103、减法器104和量化器105可以布置在受光基板31上，并且其它部件可以布置在电路基板32上。
[0226]
《《2.变形例》》
[0227]-电压电流转换电路的第二构造的变形例
[0228]
图25是示出电压电流转换电路102的第二构造的变形例的电路图。
[0229]
在图25中的变形例的构造中，图10所示的电压电流转换电路102的第二构造中的log晶体管和amp晶体管的组合的数量被改变为一级。换句话说，与图10中的电压电流转换电路102相比，在图25的变形例中没有设置log晶体管122和amp晶体管125。
[0230]
log晶体管123的源极连接到光电二极管121的阴极，并且log晶体管123的栅极连接到恒流源124的端子、amp晶体管126的漏极以及缓冲器103的输入端子。log晶体管123串联连接在电源电压端子和光电二极管121的阴极之间。
[0231]
amp晶体管126串联连接在恒流源124的端子和基准电位端子之间。
[0232]
通过这种构造，来自光电二极管121的光电转换电流被转换成输出电压v
pr
的电压信号。此时的输出电压v
pr
由以下等式(4)表示。
[0233]
[数学式4]
[0234]vpr
＝v
gs,log
+v
gs,amp
...(4)
[0235]
等式(4)表示输出电压v
pr
是通过将log晶体管123的输出电压v
gs，log
与amp晶体管126的输出电压v
gs，amp
相加获得的电压。
[0236]
图26是示出电压电流转换电路102的第二构造的另一变形例的电路图。
[0237]
在图26中的变形例的构造中，图10所示的电压电流转换电路102的第二构造中的log晶体管和amp晶体管的组合的数量被改变为三级。换句话说，与图10中的电压电流转换电路102相比，在图26的变形例中设置了log晶体管151和amp晶体管152。
[0238]
此外，图26的变形例的构造与通过在图14所示的电压电流转换电路102的第三构造中设置负电位控制器65而获得的构造相同。
[0239]
在负电位控制器165的控制下，负电位供给单元64向光电二极管121以及log晶体管122、123、151和amp晶体管125、126、152中的每一者的背栅提供与温度对应的负电位。
[0240]
注意，这种情况下的输出电压v
pr
由上面的等式(2)表示。
[0241]
如上所述，在电压电流转换电路102的第二构造中设置的log晶体管和amp晶体管的组合的数量可以是一级以上的任意级数。
[0242]
通过增加晶体管的组合的数量，可以提高电压电流转换电路102的增益，从而提高像素信号的信噪比。然而，在提供固定负电位的情况下，随着晶体管的组合的数量增加，电压电流转换电路102的输出电压的输出范围极大地取决于温度，并且很可能无法确保充分的动态范围。
[0243]
在这种情况下，可以通过增加电源电压来确保充分的动态范围，但这不是希望的，因为功耗增加。此外，如果针对每个晶体管优化阈值电压v
th
，则制造过程中的掩模数量增加，这也是不希望的。
[0244]
在电压电流转换电路102的第二构造中，因为提供了与温度对应的负电位，所以可以调整输出电压v
pr
的输出范围。因此，可以在没有增加功耗且没有针对每个晶体管优化阈值电压v
th
的同时确保充分的动态范围的情况下实现高增益的电压电流转换电路102，并且可以使像素信号的snr最大化。
[0245]-电压电流转换电路的第五构造的变形例
[0246]
图27是示出电压电流转换电路102的第五构造的变形例的电路图。
[0247]
图27中的变形例是通过将图18所示的电压电流转换电路102的第五构造中的二极管接法log晶体管的数量改变为1级获得的构造。换句话说，与图18中的电压电流变换电路102相比，在图27的变形例中没有设置log晶体管161。
[0248]
log晶体管162的源极连接到光电二极管121的阴极和amp晶体管164的栅极。log晶体管162和log晶体管163串联连接在电源电压端子和光电二极管121的阴极之间。
[0249]
通过这种构造，来自光电二极管121的光电转换电流被转换成输出电压v
pr
的电压信号。此时的输出电压v
pr
由以下等式(5)表示。
[0250]
[数学式5]
[0251]vpr
＝2
·vgs，log
+v
gs,amp
...(5)
[0252]
等式(5)表示输出电压v
pr
是通过将二极管接法log晶体管162的输出电压v
gs，log
、非二极管接法log晶体管163的输出电压v
gs，log
以及amp晶体管164的输出电压v
gs，amp
相加获得的电压，。
[0253]
图28是示出电压电流转换电路102的第五构造示例的另一变形例的电路图。
[0254]
在图28中的变形例的构造中，图18所示的电压电流转换电路102的第五构造中的二极管接法log晶体管的数量被改变为三级。换句话说，与图18中的电压电流转换电路102相比，在图28的变形例中设置了二极管接法log晶体管301。
[0255]
log晶体管301的源极连接到log晶体管162的漏极，并且log晶体管301的栅极和漏极连接到log晶体管163的源极。
[0256]
log晶体管301将光电转换电流转换为栅极和源极之间的电压，并将其从栅极输出。
[0257]
在负电位控制器65的控制下，负电位供给单元64还向log晶体管301提供与温度对应的负电位。
[0258]
通过这种构造，来自光电二极管121的光电转换电流被转换成输出电压v
pr
的电压信号。此时的输出电压v
pr
由以下等式(6)表示。
[0259]
[数学式6]
[0260]vpr
＝4
·vgs，log
+v
gs,amp
...(6)
[0261]
等式(6)表示输出电压v
pr
是通过将二极管接法log晶体管161、162和301的各输出电压v
gs，log
、非二极管接法log晶体管163的输出电压v
gs，log
以及amp晶体管164的输出电压v
gs，amp
相加获得的电压。
[0262]
如上所述，在电压电流转换电路102的第五构造中设置的log晶体管的组合的数量可以是一级以上的任意级数。注意，在第四构造中，二极管接法log晶体管的数量也可以是一级以上的任意级数。
[0263]
当二极管接法的log晶体管处于其中栅极和源极之间的电压v
gs
大于0的工作状态时，二极管接法log晶体管可以输出与非二极管接法log晶体管的输出电压v
gs，log
相等的电压。
[0264]
通过设置一级的二极管接法log晶体管而不是一级的log晶体管和amp晶体管的组合，不需要设置一级的amp晶体管，因此可以减少amp晶体管的数量。
[0265]
由于amp晶体管的数量减少，所以电压电流转换电路的输出电压的输出范围的上限降低，从而存在更高增益的空间。
[0266]
此外，在电压电流转换电路102的第五构造中，由于提供了根据温度波动的负电位，所以可以调整输出范围。因此，可以在不增加功耗并且没有针对每个晶体管优化阈值电压v
th
的情况下确保充分的动态范围的同时实现高增益的电压电流转换电路102，并且使像素信号的snr最大化。
[0267]-电路基板的变形例
[0268]
图29是示出电路基板32的变形例的平面图。
[0269]
图29所示的电路基板32的构造与图4所示的构造的不同之处在于，在电路基板32的上边缘、下边缘、左边缘和右边缘分别设置有端子单元311至314。
[0270]
端子单元311设置在电路基板32的上端部处，并且端子单元312设置在电路基板32
的左端部处。端子单元313设置在电路基板32的下端部处，并且端子单元314设置在电路基板32的右端部处。每个端子单元311至314包括例如平行布置的多个焊盘电极。注意，虽然图29示出其中设置了对应于电路基板32的上边缘、下边缘、左边缘和右边缘的四个端子单元的构造，但并不总是需要设置诸如端子单元311至313之类的对应于上边缘、下边缘和左边缘的四个端子单元。
[0271]
在电路基板32中，负电位供给单元64和负电位控制器65设置在端子单元311和地址事件检测器66之间。
[0272]-固态摄像元件的变形例
[0273]
除了检测地址事件的像素之外，还可以在固态摄像元件12中设置检测亮度的像素。在这种情况下，用于检测地址事件的事件检测电路和用于检测亮度(强度)的亮度检测电路布置在受光基板31的受光部44中。在以下的说明中，在不需要区分的情况下，这些检测电路被简称为检测电路。
[0274]
图30是示出在设置有检测亮度的像素的情况下电路基板32的示例的平面图。
[0275]
图30所示的电路基板32的构造与图4所示的构造的不同之处在于，设置了列adc电路331。
[0276]
列adc电路331针对受光部44的亮度检测电路的每一列对从受光部44的亮度检测电路输出的亮度信号执行预定信号处理，并且暂时保持信号处理后的像素信号。经过列adc电路331中的信号处理的像素信号被顺序地输出到信号处理电路69。
[0277]
信号处理电路69对从列adc电路331提供的像素信号执行预定信号处理，并且获取具有每个像素的亮度信息的图像数据。
[0278]
图31是用于说明检测地址事件的像素和检测亮度的像素的布置的图示。
[0279]
在受光基板31的受光部44中，事件检测电路332和亮度检测电路333布置成二维栅格图案。在图31中，四个检测电路在受光部44中布置成栅格图案。在4个检测电路之中，一个事件检测电路布置在右上位置，并且三个亮度检测电路333布置在其它位置。
[0280]
在地址事件检测器66中，地址事件检测电路81布置在与四个检测电路对应的区域中。
[0281]
事件检测电路332对应于上述受光电路51，并且经由信号线92连接到具有相同地址的地址事件检测电路81。
[0282]
三个亮度检测电路333经由垂直信号线(vsl)共同连接到列adc电路331。
[0283]
图32是示出三个亮度检测电路333的构造示例的电路图。
[0284]
如图32所示，亮度检测电路333包括光电二极管351、353和355、传输晶体管352、354和356、浮动扩散部(fd)357、复位晶体管358、放大晶体管359以及选择晶体管360。
[0285]
通过负电位供给单元64向亮度检测电路333的每个构造提供固定负电位。
[0286]
当通过提供给栅极的传输信号trg导通时，传输晶体管352读取由光电二极管351产生的信号电荷并将信号电荷传输到fd 357。
[0287]
当通过提供给栅极的传输信号trg导通时，传输晶体管354读取由光电二极管353产生的信号电荷并将信号电荷传输到fd 357。
[0288]
当通过提供给每个栅极的传输信号trg导通时，传输晶体管356读取由光电二极管355产生的信号电荷并将信号电荷传输到fd 357。
[0289]
fd 357保持从光电二极管351、353和355读取的信号电荷。
[0290]
当通过复位信号rst导通时，复位晶体管358使fd 357中保持的信号电荷放电到恒压源以复位fd 357的电位。
[0291]
放大晶体管359根据fd 357的电位输出像素信号。即，放大晶体管359与作为恒流源的负载mos(未示出)一起构成源极跟随器电路，并且放大晶体管359经由选择晶体管360将像素信号输出到列adc电路331，该像素信号指示与fd 359中保持的信号电荷对应的电平。
[0292]
当通过选择信号sel导通时，选择晶体管360经由vsl将像素信号输出到列adc电路331。
[0293]
注意，在受光基板31中，其中形成有事件检测电路332的p阱区域和其中形成有亮度检测电路333的p阱区域是分离的。因而，可以向事件检测电路332和亮度检测电路333中的每一者提供不同的负电位，使得与温度对应的负电位被提供给事件检测电路332的每个构造，并且固定负电位被提供给亮度检测电路333的每个构造。
[0294]-负电位供给单元和负电位控制器的变形例
[0295]
图33是示出负电位供给单元64和负电位控制器65的另一构造示例的电路图。
[0296]
负电位供给单元64和负电位控制器65由图33中的负电位电路401实现。负电位电路401包括复制像素411和负电源cp 412。复制像素411被设置为与固态摄像元件12中设置的像素91的数量一样多。
[0297]
复制像素411包括输出最大电流i
max
的电流源，该最大电流i
max
与在最大量的光入射在像素91的光电二极管121上的情况下输出的光电转换电流相同，并且复制像素411包括与电压电流转换电路102相同的电路。通过复制像素411对电流i
max
进行对数转换而获得的输出电压被提供给负电源cp 412的非反相输入端子。
[0298]
负电源cp 412将提供给非反相输入端子的电压与提供给反相输入端子的最大电压v
max
进行比较，并将与电位差对应的负电位提供给像素91的电压电流转换电路102。
[0299]
以此方式，针对每个像素91，执行对与复制像素411的输出电压对应的负电位的控制。
[0300]
图34是示出在提供与复制像素411的输出电压对应的负电位的情况下电压电流转换电路102的输出电压的示例的图示。
[0301]
如图34所示，通过向电压电流转换电路102提供与复制像素411的输出电压对应的负电位，在以在光电转换电流为最大电流i
max
时的输出电压v
pr
(最大电压v
max
)为基准的情况下，可以在任何温度条件下从电压电流转换电路102输出处于目标电压范围内的输出电压。
[0302]
由于根据从复制像素411输出的输出电压与最大电压v
max
的比较结果输出负电位，因此负电位是如下负电位，该负电位校正电压电流转换电路102中设置的每个晶体管的输出电压v
pr
的由温度引起的偏差，并校正输出电压v
pr
的由偏斜偏差(skew variation)引起的偏差。因此，通过提供与复制像素411的输出电压对应的负电位，可以校正电压电流转换电路102中设置的晶体管的温度特性和偏斜偏差。
[0303]
注意，在电压电流转换电路102中，在当光电转换电流为最大电流i
max
时的输出电压基本上不依赖于温度的情况下，期望将从复制像素411的电流源输出的电流设定为最大电流i
max
。可以从复制像素411的电流源输出具有位于由光电二极管121输出的光电转换电
流的最大值和最小值之间的中间值的电流。
[0304]-阱分离
[0305]
图35是示出设置在受光基板31上的电极的构造示例的图示。图36是受光基板31的受光电路51的基板的放大剖视图。
[0306]
在图35的上部示例中，例如，如利用颜色所示，在受光基板31中，将电源电压提供给受光基板31的n型基板(nsub)区域的电极被设置为围绕受光部44的外围。
[0307]
图36的上侧示出图35的上侧的受光基板31沿受光部44上的长短点划线截取的剖视图。在形成在受光基板31的nsb区域中的一个p阱区域452中形成有受光部44的受光电路51。在p阱区域452中，嵌入光电二极管121，并且形成晶体管461。
[0308]
向nsub区域451和晶体管461的漏极提供电源电压v
dd
，并且向p阱区域452提供负电位vn。由于向p阱区域452提供负电位vn，因此向多个受光电路51的光电二极管121的阳极和晶体管461的背栅提供负电位vn。
[0309]
在图35的下部的示例中，如利用颜色所示，向受光基板31的nsub区域提供电源电压的电极被设置为包围受光部44的外围并将受光部44的每个受光电路51分隔成栅格图案。
[0310]
图36的下侧示出图35的下侧的受光基板31沿受光部44上的单点划线截取的剖视图。在形成在受光基板31的nsub区域451中的p阱区域453中形成有多个受光电路51中的每一者。在p阱区域453中，嵌入光电二极管121，并且形成晶体管461。
[0311]
向nsub区451和晶体管461的漏极提供电源电压v
dd
。向左侧的左p阱区域453提供负电位v
n1
，并且向右侧的右p阱区域453提供负电位v
n2
。
[0312]
因为向左侧的p阱区域453提供负电位v
n1
，所以向形成在该p阱区域中的受光电路51的光电二极管121的阳极和晶体管461的背栅提供负电位v
n1
。此外，因为向右侧的p阱区域453提供负电位v
n2
，所以向形成在该p阱区域中的受光电路51的光电二极管121的阳极和晶体管461的背栅提供负电位v
n2
。
[0313]
如上所述，通过将形成有每个受光电路51的p阱区域分离，可以针对每个受光电路51将不同的负电位提供给每个受光电路51的光电二极管121和晶体管461。
[0314]
作为针对每个受光电路51分离p阱区域的替代方案，可以针对设置在受光电路51中的每个构造分离p阱区域。在这种情况下，对针对形成在p阱区域中的每个构造提供的负电位进行控制。
[0315]
图37至39是示出在针对受光电路51的每个构造分离p阱区域的情况下负电位供给单元64和负电位控制器65的构造示例的图示。在图37至39中，将说明在向具有第五构造的电压电流转换电路102的每个构造提供负电位的情况。然而，在设置具有第一至第四构造中的任一构造的电压电流转换电路102的情况下，也可以针对每个构造应用负电位控制。
[0316]
图37示出在三个p阱区域分离地形成的情况下负电位供给单元64和负电位控制器65的构造示例，其中，这三个p阱区域包括形成有光电二极管121的p阱区域、形成有log晶体管161至163的p阱区域以及形成有amp晶体管164的p阱区域。
[0317]
负电位控制器65-1控制负电位供给单元64-1以使其提供与温度对应的负电位。在负电位控制器65-1的控制下，负电位供给单元64-1向log晶体管161至163的背栅提供与温度对应的负电位。
[0318]
负电位供给单元64-2向光电二极管121的阳极提供固定负电位或基准电位。
[0319]
负电位控制器65-2控制负电位供给单元64-3以使其提供与温度对应的负电位。在负电位控制器65-2的控制下，负电位供给单元64-3向amp晶体管164的背栅提供与温度对应的负电位。
[0320]
图38示出在参考图37说明的三个p阱区域分离地形成的情况下负电位供给单元64和负电位控制器65的另一构造示例。图38所示的负电位供给单元64和负电位控制器65的构造与图37所示的构造的不同之处在于没有设置负电位控制器65-2。
[0321]
负电位供给单元64-3向amp晶体管164的背栅提供固定负电位或基准电位。
[0322]
图39示出在两个p阱区域分离地形成的情况下负电位供给单元64和负电位控制器65的构造示例，其中，这两个p阱区域包括形成有光电二极管121的p阱区域和形成有log晶体管161至163和amp晶体管164的p阱区域。
[0323]
负电位控制器65-1控制负电位供给单元64-1以使其提供与温度对应的负电位。在负电位控制器65-1的控制下，负电位供给单元64-1向log晶体管161至163和amp晶体管164的背栅提供与温度对应的负电位。
[0324]
负电位供给单元64-2向光电二极管121的阳极提供固定负电位或基准电位。
[0325]
如上所述，通过分离形成有电压电流转换电路102的每个构造的p阱区域并独立地控制提供给每个p阱的负电位，可以执行与光电二极管和晶体管的特性对应的微调。
[0326]-移动体的应用示例
[0327]
本发明的技术(本发明)适用于各种产品。例如，本发明的技术可以被实现为安装在诸如汽车、电动汽车、混合动力电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、轮船、机器人等任何类型的移动体上的装置。
[0328]
图40是示出作为可以应用本发明技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造示例的框图。
[0329]
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图40所示的示例中，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和综合控制单元12050。另外，还示出微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(i/f)12053，作为综合控制单元12050的功能构造。
[0330]
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010充当用于如下装置的控制装置：用于产生车辆驱动力的驱动力产生装置(例如内燃机、驱动马达等)、用于将驱动力传递给车轮的驱动力传递机构、用于调整车辆的转向角的转向机构、用于产生车辆制动力的制动装置等。
[0331]
车身系统控制单元12020根据各种程序控制设置在车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020充当用于如下装置的控制装置：无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置、或诸如车前灯、倒车灯、刹车灯、转向灯、雾灯等之类的各种灯。在这种情况下，从移动装置发送的作为钥匙替代品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接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。
[0332]
车外信息检测单元12030检测关于包括车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与摄像部12031连接。车外信息检测单元12030使摄像部
12031拍摄车辆外部的图像，并接收拍摄的图像。基于接收的图像，车外信息检测单元12030可以执行用于检测诸如人、车辆、障碍物、标志、路面上的字符等之类的物体的处理，或者执行用于检测物体的距离的处理。
[0333]
摄像部12031是光学传感器，其接收光并输出与受光量对应的电信号。摄像部12031可以将电信号作为图像输出，或者可以将电信号作为关于测量距离的信息输出。另外，摄像部12031接收的光可以是可见光，也可以是诸如红外线等之类的不可见光。
[0334]
车内信息检测单元12040检测关于车辆的内部的信息。车内信息检测单元12040例如与用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测单元12041连接。驾驶员状态检测单元12041例如包括用于拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息，车载信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳度或驾驶员的注意力集中度，或者可以确定驾驶员是否在打瞌睡。
[0335]
微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆内部或外部的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(adas)的功能的协调控制，其功能包括车辆的防撞或减震、基于跟车距离的跟车驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞警告、车辆偏离车道警告等。
[0336]
另外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆外部或内部的信息，微型计算机12051可以通过控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等来执行用于在不依赖于驾驶员的操作等的情况下使车辆自动驾驶的协调控制。
[0337]
此外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获得的关于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可以通过例如根据由车外信息检测单元12030检测的前行车辆或迎面车辆的位置控制车前灯从远光灯变为近光灯来执行用于防止眩光的协调控制。
[0338]
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号传输到能够向车辆的乘员或车辆的外部视觉或听觉地通知信息的输出装置。在图40的示例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063被例示为输出装置。显示部12062可以例如包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。
[0339]
图41是示出摄像部12031的安装位置示例的图示。
[0340]
在图41中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
[0341]
摄像部12101、12102、12103、12104、12105例如布置在车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠和后门的位置以及车辆内部挡风玻璃上部的位置。设置在前鼻处的摄像部12101和设置在车辆内部挡风玻璃上部处的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置在后视镜处的摄像部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摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置在车辆内部挡风玻璃上部处的摄像部12105主要用于检测前行车辆、行人、障碍物、信号灯、交通标志、车道等。
[0342]
注意，图41示出摄像部12101至12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置在前鼻处的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112、12113分别表示设置在后视镜处的摄像部12102、12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置在后保险杠或后门处的摄像部12104的摄像范围。例如，通过叠加由摄像部12101至12104拍摄的图像数据来获得车辆
12100的鸟瞰图像。
[0343]
摄像部12101至12104中的至少一者可以具有用于获得距离信息的功能。例如，摄像部12101至12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机，也可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。
[0344]
例如，微型计算机12051可以基于从摄像部12101至12104获得的距离信息来确定到摄像范围12111至12114内的每个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)，并提取最近的三维物体作为前行车辆，该三维物体特别地存在于车辆12100的行驶路径上且以预定速度(例如，等于或大于0公里/小时)在与车辆12100大致相同的方向上行驶。此外，微型计算机12051能够预先设定应在前行车辆前方保持的跟随距离，并执行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随起步控制)等。因此，能够执行用于自动驾驶的协调控制，以使车辆在不依赖于驾驶员的操作等的情况下自动行驶。
[0345]
例如，微型计算机12051可以基于从摄像部分12101至12104获得的距离信息将三维物体的三维物体数据分类为两轮车、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆以及其它三维物体，提取分类后的三维物体数据，并将提取的三维物体数据用于自动避障。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为能够被车辆12100的驾驶员视觉识别的障碍物和难以被车辆12100的驾驶员视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定用于指示与每个障碍物碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值并因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并通过驾驶系统控制单元12010执行强制减速或避让转向。微型计算机12051由此可以辅助驾驶以避免碰撞。
[0346]
摄像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过确定在摄像部12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。这种行人识别例如通过如下过程来执行：提取作为红外相机的摄像部12101指12104的拍摄图像中的特征点的过程；以及通过对代表物体轮廓的一系列特征点进行模式匹配处理来判断是否为行人的过程。当微型计算机12051确定在摄像部分12101至12104的拍摄图像中存在行人并因此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，以便在识别出的行人身上叠加地显示用于强调的方形轮廓线。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，以便在期望位置显示用于代表行人的图标等。
[0347]
上面已经说明了本发明的技术可以应用到的车辆控制系统的示例。本发明的技术可以应用于例如上述构造中的摄像部12031。具体地，图1中的摄像装置100可以应用到图40中的摄像部12031。通过将本发明的技术应用到摄像部12031，可以实现高增益的电压电流转换电路并同时保证充分的动态范围，并且可以改善像素信号的信噪比。因此，可以改善使用像素信号的图像识别等的精度。
[0348]
注意，这里说明的效果仅是示例而非限制，并且可以提供其它效果。
[0349]
本发明的实施例不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以作出各种变形。
[0350]-构造组合的示例
[0351]
本发明还可以具有以下构造。
[0352]
(1)一种事件检测装置，其包括：
[0353]
光电二极管，其对入射光进行光电转换并产生光电转换电流；
[0354]
转换晶体管，其将所述光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出；
[0355]
放大晶体管，其放大具有与所述光电转换电流对应的电位的栅极和具有预先确定的基准电位的源极之间的电压并将其从漏极输出；
[0356]
电位供给单元，其将低于所述基准电位的预定电位提供给所述光电二极管的阳极、所述转换晶体管的背栅和所述放大晶体管的背栅；和
[0357]
电位控制器，其基于关于能够影响所述转换晶体管和所述放大晶体管中的至少一者的阈值电压的温度的信息来控制所述预定电位。
[0358]
(2)根据(1)所述的事件检测装置，其中
[0359]
所述电位控制器基于用于指示所述温度和所述预定电位之间的关系的信息来控制所述预定电位，以消除所述阈值电压的由所述温度引起的波动的影响。
[0360]
(3)根据(2)所述的事件检测装置，其中
[0361]
所述电位控制器控制所述预定电位，使得所述预定电位的值随着所述温度升高而减小。
[0362]
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的事件检测装置，其中
[0363]
关于所述温度的所述信息包括关于受光基板的温度的信息，在所述受光基板上布置有所述光电二极管、所述转换晶体管和所述放大晶体管。
[0364]
(5)根据(1)或(4)所述的事件检测装置，其中
[0365]
所述电位控制器基于关于所述温度的所述信息以及所述转换晶体管和所述放大晶体管的偏斜偏差来控制所述预定电位。
[0366]
(6)根据(5)所述的事件检测装置，其中
[0367]
所述电位控制器基于包括与所述光电二极管对应的电流源、所述转换晶体管和所述放大晶体管的电路的输出电压来控制所述预定电位。
[0368]
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的事件检测装置，其中
[0369]
设置了多个所述转换晶体管和多个所述放大晶体管。
[0370]
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的事件检测装置，其还包括：
[0371]
缓冲器，其输出从所述转换晶体管和所述放大晶体管输出的电压信号；
[0372]
减法器，其改变从所述缓冲器输出的所述电压信号的电平；和
[0373]
比较器，其将改变电平后的所述电压信号与预定阈值进行比较。
[0374]
(9)根据(8)所述的事件检测装置，其中
[0375]
所述缓冲器、所述减法器和所述比较器的至少一部分布置在电路基板上，所述电路基板堆叠在设置有所述光电二极管、所述转换晶体管和所述放大晶体管的受光基板上。
[0376]
(10)根据(9)所述的事件检测装置，其中
[0377]
所述电位供给单元和所述电位控制器的布置位置位于检测器和设置在所述电路基板上的端子单元之间，在所述检测器中布置有所述缓冲器、所述减法器和所述比较器的至少一部分。
[0378]
(11)根据(10)所述的事件检测装置，其中
[0379]
所述比较器将电平降低后的所述电压信号与上限阈值和下限阈值中的每一者进
行比较，并输出事件信号。
[0380]
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的事件检测装置，其中
[0381]
所述电位供给单元向所述转换晶体管提供低于所述基准电位且与所述温度对应的可变预定电位，并且向所述光电二极管提供低于所述基准电位的固定预定电位或提供所述基准电位。
[0382]
(13)一种事件检测装置，其包括：
[0383]
光电二极管，其对入射光进行光电转换并产生光电转换电流；
[0384]
第一转换晶体管，其将所述光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出；
[0385]
第二转换晶体管，其将漏极和栅极短接，将所述光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出；
[0386]
放大晶体管，其放大具有与所述光电转换电流对应的电位的栅极与具有预先确定的基准电位的源极之间的电压并将其从漏极输出；
[0387]
电位供给单元，其将低于所述基准电位的预定电位提供给所述光电二极管的阳极、所述第一转换晶体管的背栅、所述第二转换晶体管的背栅和所述放大晶体管的背栅。
[0388]
(14)根据(13)所述的事件检测装置，其还包括：
[0389]
电位控制器，其基于关于能够影响所述第一转换晶体管、所述第二转换晶体管和所述放大晶体管中的至少一者的阈值电压的温度的信息来控制所述预定电位。
[0390]
(15)根据(14)所述的事件检测装置，其中
[0391]
所述电位控制器基于用于指示所述温度和所述预定电位之间的关系的信息来控制所述预定电位，以消除所述阈值电压的由所述温度引起的波动的影响。
[0392]
(16)根据(14)或(15)所述的事件检测装置，其中
[0393]
关于所述温度的所述信息包括关于受光基板的温度的信息，在所述受光基板上布置有所述光电二极管、所述第一转换晶体管、所述第二转换晶体管和所述放大晶体管。
[0394]
(17)根据(13)至(16)中任一项所述的事件检测装置，其中
[0395]
设置了多个所述第二转换晶体管。
[0396]
(18)根据(13)至(17)中任一项所述的事件检测装置，其还包括：
[0397]
缓冲器，其输出从所述第一转换晶体管、所述第二转换晶体管和所述放大晶体管输出的电压信号；
[0398]
减法器，其改变从所述缓冲器输出的所述电压信号的电平；和
[0399]
比较器，将电平改变后的所述电压信号与预定阈值进行比较。
[0400]
(19)根据(18)所述的事件检测装置，其中
[0401]
所述缓冲器、所述减法器和所述比较器的至少一部分布置在预定电路基板上，所述预定电路基板堆叠在受光基板上，在所述受光基板上设置有所述光电二极管、所述第一转换晶体管、所述第二转换晶体管和所述放大晶体管。
[0402]
(20)根据(18)或(19)所述的事件检测装置，其中
[0403]
所述比较器将电平降低后的所述电压信号与上限阈值和下限阈值中的每一者进行比较，并输出事件信号。
[0404]
附图标记列表
[0405]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固态摄像元件
[0406]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
受光基板
[0407]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电路基板
[0408]
41至43
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
垂直互连部布置部分
[0409]
44
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
受光部
[0410]
51
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
受光电路
[0411]
61至63
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
垂直互连部布置部分
[0412]
64
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
负电位供给单元
[0413]
65
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
负电位控制器
[0414]
66
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
地址事件检测器
[0415]
67
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行驱动电路
[0416]
68
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
列驱动电路
[0417]
69
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号处理电路
[0418]
81
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
地址事件检测电路
[0419]
91
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
像素
[0420]
92
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号线
[0421]
101
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
受光元件
[0422]
102
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电压电流转换电路
[0423]
103
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
缓冲器
[0424]
104
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
减法器
[0425]
105
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
量化器
[0426]
106
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
传输电路
[0427]
121
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
光电二极管
[0428]
122、123
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
log晶体管
[0429]
124
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
恒流源
[0430]
125、126
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
amp晶体管
[0431]
151
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
log晶体管
[0432]
152
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
amp晶体管
[0433]
161至163
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
log晶体管
[0434]
164
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
amp晶体管
[0435]
181
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
温度计adc
[0436]
182
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号处理器
[0437]
183
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
查找表
[0438]
191、192
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电阻
[0439]
193、194
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
可变电阻
[0440]
195
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
负电源cp
[0441]
201
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
温度监控部
[0442]
271、272
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
比较器
[0443]
301
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
log晶体管
[0444]
311至314
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
端子单元
[0445]
411
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
复制像素
[0446]
451
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
nsub区域
[0447]
452、453
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
p阱区域
[0448]
461
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
晶体管

技术特征：
1.一种事件检测装置，其包括：光电二极管，其对入射光进行光电转换并产生光电转换电流；转换晶体管，其将所述光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出；放大晶体管，其放大具有与所述光电转换电流对应的电位的栅极和具有预先确定的基准电位的源极之间的电压并将其从漏极输出；电位供给单元，其将低于所述基准电位的预定电位提供给所述光电二极管的阳极、所述转换晶体管的背栅和所述放大晶体管的背栅；和电位控制器，其基于关于能够影响所述转换晶体管和所述放大晶体管中的至少一者的阈值电压的温度的信息来控制所述预定电位。2.根据权利要求1所述的事件检测装置，其中所述电位控制器基于用于指示所述温度和所述预定电位之间的关系的信息来控制所述预定电位，以消除所述阈值电压的由所述温度引起的波动的影响。3.根据权利要求2所述的事件检测装置，其中所述电位控制器控制所述预定电位，使得所述预定电位的值随着所述温度升高而减小。4.根据权利要求1所述的事件检测装置，其中关于所述温度的所述信息包括关于受光基板的温度的信息，在所述受光基板上布置有所述光电二极管、所述转换晶体管和所述放大晶体管。5.根据权利要求1所述的事件检测装置，其中所述电位控制器基于关于所述温度的所述信息以及所述转换晶体管和所述放大晶体管的偏斜偏差来控制所述预定电位。6.根据权利要求5所述的事件检测装置，其中所述电位控制器基于包括与所述光电二极管对应的电流源、所述转换晶体管和所述放大晶体管的电路的输出电压来控制所述预定电位。7.根据权利要求1所述的事件检测装置，其中设置了多个所述转换晶体管和多个所述放大晶体管。8.根据权利要求1所述的事件检测装置，其还包括：缓冲器，其输出从所述转换晶体管和所述放大晶体管输出的电压信号；减法器，其改变从所述缓冲器输出的所述电压信号的电平；和比较器，其将改变电平后的所述电压信号与预定阈值进行比较。9.根据权利要求8所述的事件检测装置，其中所述缓冲器、所述减法器和所述比较器的至少一部分布置在电路基板上，所述电路基板堆叠在设置有所述光电二极管、所述转换晶体管和所述放大晶体管的受光基板上。10.根据权利要求9所述的事件检测装置，其中所述电位供给单元和所述电位控制器的布置位置位于检测器和设置在所述电路基板上的端子单元之间，在所述检测器中布置有所述缓冲器、所述减法器和所述比较器的至少一部分。11.根据权利要求10所述的事件检测装置，其中所述比较器将电平降低后的所述电压信号与上限阈值和下限阈值中的每一者进行比
较，并输出事件信号。12.根据权利要求1所述的事件检测装置，其中所述电位供给单元向所述转换晶体管提供低于所述基准电位且与所述温度对应的可变预定电位，并且向所述光电二极管提供低于所述基准电位的固定预定电位或提供所述基准电位。13.一种事件检测装置，其包括：光电二极管，其对入射光进行光电转换并产生光电转换电流；第一转换晶体管，其将所述光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出；第二转换晶体管，其将漏极和栅极短接，将所述光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出；放大晶体管，其放大具有与所述光电转换电流对应的电位的栅极与具有预先确定的基准电位的源极之间的电压并将其从漏极输出；电位供给单元，其将低于所述基准电位的预定电位提供给所述光电二极管的阳极、所述第一转换晶体管的背栅、所述第二转换晶体管的背栅和所述放大晶体管的背栅。14.根据权利要求13所述的事件检测装置，其还包括：电位控制器，其基于关于能够影响所述第一转换晶体管、所述第二转换晶体管和所述放大晶体管中的至少一者的阈值电压的温度的信息来控制所述预定电位。15.根据权利要求14所述的事件检测装置，其中所述电位控制器基于用于指示所述温度和所述预定电位之间的关系的信息来控制所述预定电位，以消除所述阈值电压的由所述温度引起的波动的影响。16.根据权利要求14所述的事件检测装置，其中关于所述温度的所述信息包括关于受光基板的温度的信息，在所述受光基板上布置有所述光电二极管、所述第一转换晶体管、所述第二转换晶体管和所述放大晶体管。17.根据权利要求13所述的事件检测装置，其中设置了多个所述第二转换晶体管。18.根据权利要求13所述的事件检测装置，其还包括：缓冲器，其输出从所述第一转换晶体管、所述第二转换晶体管和所述放大晶体管输出的电压信号；减法器，其改变从所述缓冲器输出的所述电压信号的电平；和比较器，将电平改变后的所述电压信号与预定阈值进行比较。19.根据权利要求18所述的事件检测装置，其中所述缓冲器、所述减法器和所述比较器的至少一部分布置在预定电路基板上，所述预定电路基板堆叠在受光基板上，在所述受光基板上设置有所述光电二极管、所述第一转换晶体管、所述第二转换晶体管和所述放大晶体管。20.根据权利要求18所述的事件检测装置，其中所述比较器将电平降低后的所述电压信号与上限阈值和下限阈值中的每一者进行比较，并输出事件信号。

技术总结
本发明涉及一种事件检测装置，其能够实现能够将光电转换电流更适当地转换成电压的电压电流转换电路。本发明的事件检测装置包括对入射光进行光电转换并产生光电转换电流的光电二极管、将光电转换电流转换为电压并将其从栅极输出的转换晶体管、放大具有与光电转换电流对应的电位的栅极与具有预先确定的基准电位的源极之间的电压并将其从漏极输出的放大晶体管、将低于基准电位的预定电位提供给光电二极管的阳极、转换晶体管的背栅和放大晶体管的背栅的电位供给单元，以及基于关于能够影响转换晶体管和放大晶体管中的至少一者的阈值电压的温度的信息来控制预定电位的电位控制器。本发明可以应用于例如用于检测地址事件的摄像装置。摄像装置。摄像装置。


技术研发人员：牧川洁志 小路法男 池田裕介
受保护的技术使用者：索尼半导体解决方案公司
技术研发日：2022.01.17
技术公布日：2023/10/15