特許 7242697 イベントベースの画像センサおよびその操作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-10

(45)【発行日】2023-03-20

(54)【発明の名称】イベントベースの画像センサおよびその操作方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 25/77 20230101AFI20230313BHJP

【ＦＩ】

H04N25/77

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020552117

(86)(22)【出願日】2018-12-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-18

(86)【国際出願番号】 EP2018084348

(87)【国際公開番号】W WO2019115517

(87)【国際公開日】2019-06-20

【審査請求日】2021-10-01

(31)【優先権主張番号】17306740.6

(32)【優先日】2017-12-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】520207608

【氏名又は名称】プロフェシー

【氏名又は名称原語表記】ＰＲＯＰＨＥＳＥＥ

【住所又は居所原語表記】７４ ｒｕｅ ｄｕ Ｆａｕｂｏｕｒｇ Ｓａｉｎｔ Ａｎｔｏｉｎｅ， ７５０１２ ＰＡＲＩＳ， ＦＲＡＮＣＥ

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ポッシュ、クリストフ

(72)【発明者】

【氏名】マトリン、ダニエル

【審査官】西谷 憲人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０４５３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５１０７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０３３９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６９２５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２５／７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コントローラ（２）と、アドレスイベント表現回路（３）と、ピクセル配列を形成する複数のピクセル回路（１）とを備えたイベントベースの画像センサであって、前記コントローラ（２）は、前記ピクセル回路（１）を制御するために各々の前記ピクセル回路（１）に接続されており、各々の前記ピクセル回路（１）は、
感光素子（１０１）と出力（１１）とを有し、前記出力（１１）において、前記感光素子（１０１）に衝突する光に由来する感光体電流（Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}）を供給するように構成された感光体回路（１０）と、
読み出しユニットに選択的に接続され、前記感光体回路（１０）の前記出力（１１）が選択的に接続されたアナログバス（２０）と、
前記アナログバス（２０）に接続された電流記憶セルのバンクであって、各々の前記電流記憶セル（ＩＳ_ｉ）が、前記アナログバス（２０）を流れる電流を選択的に保存し、前記電流記憶セル（ＩＳ_ｉ）内に保存された電流を前記アナログバス（２０）に選択的に供給するように適合される、バンクと、を備え、
各々の前記ピクセル回路（１）は、前記感光体電流（Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}）の変化を検出するように構成された電流比較器（５０）を含み、前記電流比較器（５０）は、
前記アナログバス（２０）に接続され、比較された電流と閾値電流とから生じる、前記アナログバス（２０）を流れる電流の値の符号を決定するように構成された電流符号検出器（５１）であって、前記比較された電流が、少なくとも前記感光体電流と電流記憶セルに記憶された以前の感光体電流との差から生じる、電流符号検出器（５１）と、
前記電流符号検出器（５１）の出力（５２）に接続され、前記電流符号検出器（５１）の前記出力によって条件付けられた状態を有する少なくとも１つの記憶セル（５３、５４）であって、前記少なくとも１つの記憶セル（５３、５４）の前記状態は、前記感光体電流と、前記閾値電流より大きい前記以前の感光体電流との間の変化を表す、少なくとも１つの記憶セル（５３、５４）と、を含み、
前記少なくとも１つのデジタル記憶セル（５３、５４）が前記アドレスイベント表現回路（３）に接続されていることにより、前記アドレスイベント表現回路（３）が前記記憶セル（５３、５４）の前記状態を監視して前記感光素子（１０１）に当たる光の変化を決定し、
前記読み出しユニットに対する前記アナログバス（２０）の接続を介したピクセル回路の読み出しは、前記少なくとも１つのデジタル記憶セル（５３、５４）の前記状態によって調整される、イベントベースの画像センサ。

【請求項2】

前記電流比較器（５０）は、それぞれが前記電流符号検出器（５１）の前記出力（５２）に接続され、前記電流符号検出器（５１）の前記出力（５２）によって調整された状態を有する第１の記憶セル（５３）および第２の記憶セル（５４）を含み、前記第１の記憶セル（５３）の状態は第１の閾値電流の値よりも大きい比較された電流の値を表し、前記第２の記憶セル（５４）の状態は第２の閾値電流の値よりも低い比較された電流の値を表す、請求項１に記載のイベントベースの画像センサ。

【請求項3】

前記比較された電流は、前記感光体電流を保存する電流記憶セル（ＩＳ１）と以前の前記感光体電流を保存する電流記憶セル（ＩＳ２）とを前記アナログバス（２０）に接続して、前記比較された電流を電流記憶セルに保存することによって得られ、前記閾値電流は別の電流記憶セルに保存されている、請求項１又は２に記載のイベントベースの画像センサ。

【請求項4】

前記アドレスイベント表現回路（３）は、ピクセル回路（１）のデジタル記憶セル（５３、５４）の状態の変化の検出時に、そのデジタル記憶セルの状態が変化した前記ピクセル回路（１）のアドレスを決定するように構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のイベントベースの画像センサ。

【請求項5】

前記コントローラ（２）は、前記ピクセル回路（１）に命令を送るように構成されており、ピクセル回路（１）による少なくとも１つの命令の実行は、少なくとも１つの記憶セル（５３、５４）の状態によって条件付けられる、請求項１～４のいずれか一項に記載のイベントベースの画像センサ。

【請求項6】

前記ピクセル回路（１）の前記感光体回路（１０）は対数感光体回路であり、前記感光体電流は、前記感光素子（１０１）に衝突する前記光の対数に比例する、請求項１～５のいずれか一項に記載のイベントベースの画像センサ。

【請求項7】

較正電流源（４）をさらに含み、ピクセル回路（１）の前記感光体回路（１０）は、較正手順中に、前記較正電流源（４）によって供給される基準較正電流から導出される較正電流を、前記感光体回路（１０）の前記出力（１１）において供給するように構成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載のイベントベースの画像センサ。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載のイベントベースの画像センサを動作させる方法であって、ピクセル回路（１）の感光体回路（１０）の感光素子（１０１）に当たる光の変化を検出するための変化検出サイクルを含み、前記変化検出サイクルは、
ａ）前記感光体回路（１）が、前記感光体回路（１０）の出力（１１）において前記感光素子（１０１）の露光から得られる感光体電流（Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}）を供給し、前記感光体電流（Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}）が電流記憶セルの前記バンクの第１の電流記憶セル（ＩＳ１）に書き込まれるステップ（Ｓ０１）と、
ｂ）第２の電流記憶セル（ＩＳ２）に記憶された前記感光体電流と以前の感光体電流との差から生じる比較された電流が、別の電流記憶セルに記憶されるステップ（Ｓ０２）と、
ｃ）前記電流符号検出器（５１）が、前記比較された電流の値を別の電流記憶セルに記憶された閾値電流の値と比較し、前記比較された電流の前記値が前記閾値電流の前記値を超える場合、デジタル記憶セルの前記状態が第１の状態に設定されるステップ（Ｓ０３）と、
ｄ）前記記憶セル（５３、５４）が第１の状態にある場合、前記感光体電流の読み出しが実行され（Ｓ０６）、前記感光体電流が第２の電流記憶セル（ＩＳ２）に書き込まれ（Ｓ０７）、前記記憶セル（５３、５４）の状態が第２の状態に設定されるステップ（Ｓ０８）と、
を含む、方法。

【請求項9】

前記ピクセル回路（１）の電流比較器（５０）は、それぞれが前記電流比較器（５０）の電流符号検出器（５１）の前記出力（５２）に接続されるとともに前記電流符号検出器（５１）の出力（５２）により条件付けられた状態を有する第１の記憶セル（５３）および第２の記憶セル（５４）を備え、前記第１の記憶セル（５３）の前記状態は第１の閾値電流の値よりも大きい前記比較された電流の値を表し、前記第２の記憶セル（５４）の前記状態は第２の閾値電流の値よりも低い前記比較された電流の値を表し、ステップｃ）は、
ｃ１）前記電流符号検出器（５１）が、前記比較された電流の値を、第４の電流記憶セル（ＩＳ４）に記憶された第１の閾値電流の値と比較し、前記比較された電流の前記値が前記第１の閾値電流の前記値を超える場合、前記第１の記憶セル（５３）の状態が第１の状態に設定されるステップと、
ｃ２）前記電流符号検出器（５１）が、前記比較された電流の反対の値を第５の電流記憶セル（ＩＳ５）に記憶された第２の閾値電流の値と比較し、前記比較された電流の前記反対の値が前記第２の閾値電流の前記値を超える場合、前記第２の記憶セル（５４）の前記状態が第１の状態に設定されるステップと、
を含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記ピクセル配列の読み出し手順中、第１の状態である記憶セル（５３、５４）を有するピクセル回路（１）のみが、それらの感光体電流を読み取らせるために選択される、請求項８～９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記変化検出サイクルのステップｄ）の前に実行される較正手順を含み、前記較正手順は、
前記ピクセル回路（１）の前記感光体回路（１０）が、較正電流源（４）によって供給される基準較正電流から導出される較正電流を前記感光体回路（１０）の出力（１１）に供給するように、ピクセル回路（１）の感光体回路（１０）における感光素子（１０１）の代わりに前記較正電流源（４）を接続するステップと、
前記感光体回路（１０）の前記出力（１１）から前記較正電流が記憶される第６の電流記憶セル（ＩＳ６）に前記較正電流を転送するステップと、を含む、
請求項８～１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

ピクセル回路（１）の読み出し中に、前記第６の電流記憶セル（ＩＳ６）に記憶された前記較正電流が、前記感光体電流から差し引かれる、請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イベントベースの画像センサおよびその操作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の画像センサは、所定のフレームレートで時間量子化された視覚情報を取得する。各フレームは、最後のフレームが取得されてからこの情報が変更されたかどうかに関係なく、すべてのピクセルからの情報を保持する。このアプローチは明らかに、シーンの動的コンテンツに応じて、記録された画像データに多かれ少なかれ高度な冗長性をもたらす。最新の画像センサがより高い空間分解能および時間分解能に進歩するにつれて問題は悪化する。データの後処理に必要なハードウェアは、複雑さおよびコストが増加し、伝送帯域幅およびデータ記憶容量の需要が急増し、消費電力が増加するため、要求の厳しい高速産業用視覚システムからモバイル、バッテリー駆動の民生機器まで、あらゆる種類の視覚アプリケーションに厳しい制限が生じる。

【0003】

ビデオデータの時間的冗長性を処理する方法の１つとして、フレーム差分符号化がある。この最も単純な形式のビデオ圧縮には、最初のキーフレームの後、フレーム間で規定された輝度変化閾値を超えるピクセル値のみを送信することが含まれる。既知のフレーム差分撮像装置は、画像データのフルフレームの取得と処理に依存しており、時間的冗長性を首尾一貫して抑制し、リアルタイムの圧縮ビデオ出力を提供することができない。さらに、処理と差分量子化とがピクセルレベルで行われる場合でも、すべてのフレームベースの撮像装置と同様に、シーンダイナミクスの取得の時間分解能は、達成可能なフレームレートに制限され、このフレームレートに時間量子化される。

【0004】

冗長データを最初に記録せず、センサ出力レベルにおいてデータ量を直接減らすことにより、データ冗長性の悪影響が最も効果的に回避される。直接的な利点は、データ送信と後処理とに必要な帯域幅、記憶容量、および計算能力の要件が削減されるため、システムのパワー、複雑さ、およびコストが削減されることである。さらに、従来のＣＭＯＳまたはＣＣＤ画像センサのフレームベースのクロック動作原理では、シーンダイナミクスがピクセルの視野が読み取られるフレームレートに量子化されるため、時間分解能が制限され、ダイナミックレンジが低下することになる。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、（記録可能なおよび処理可能な光強度の）広いダイナミックレンジにわたって、高い時間分解能および強度分解能で観測された動的シーンの完全な視覚情報を継続的に取得し、それによって必要最小限のデータ量を生成するための画像センサおよびその動作方法を提供することである。したがって、生成されたデータは、すべてのピクセルの画像情報を含む一連のフレームではなく、ピクセル自体によって個々のピクセルの視野内における実際の光の強度変化が検出された場合にのみ記録および送信される個々のピクセルの変化と強度（つまりグレーレベル）情報のストリームで構成される。

【0006】

この方法では、データに同じまたはそれ以上の情報コンテンツが含まれている場合でも、従来の画像センサで一般的な画像情報の時間的冗長性が完全に抑制されるため、生成データが大幅に削減される。上述の方法を実現する画像センサ用のピクセルおよび必要な非同期データ読み出しメカニズムは、電子回路に基づいて実現することができる。このような多数の画素を備えた画像センサは、典型的には、統合されたシステム・オン・チップ技術、たとえばＣＭＯＳとして実現され、製造される。

【0007】

そのようなセンサを実装し、従来の画像データ取得の上記の欠点を回避することは、産業用高速視覚（例：高速物体認識、動きの検出および分析、物体追跡など）、自動車（例：衝突の警告および回避のためのリアルタイム３Ｄステレオビジョン、インテリジェントなバックミラーなど）、監視およびセキュリティ（シーン監視）またはロボット工学（自律航法、ＳＬＡＭ）、ならびに生物医学および科学的な画像処理アプリケーションを含む幅広い人工視覚アプリケーションに有益である。センサの動作は人間の網膜の動作原理に着想を得ているため、１つの有利な適用例として、そのようなセンサによって配信されるデータに基づく埋め込み型人工装置による盲目の患者の変性網膜の治療がある。

【0008】

上記の完全な時間的冗長性抑制を達成するための解決策は、イベント管理され、条件付きで（すなわち、シーンの変化が検出されたときのみ）、ピクセル個別の前処理と画像情報の取得に基づいている。以下で説明するように、画像データ取得の制御はピクセルレベルに移行する。

【0009】

過渡検出器と呼ばれることが多い電子回路は、米国特許第７７２８２６９号明細書に記載されているように、たとえば光学過渡センサや動体視力センサ（ＤＶＳ：ｄｙｎａｍｉｃ ｖｉｓｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ）の場合、個々の自律的に動作するピクセルが受け取った照明強度の変化を検出するために使用される。ただし、このような過渡検出回路には大きなスイッチドキャパシタが必要であり、変化の評価に使用される電圧比較器間の不一致が問題になり得る。

【0010】

米国特許第８７８０２４０号明細書は、過渡検出器回路、すなわち露光強度変化検出回路と条件付き露光測定回路との組み合わせを開示している。過渡検出回路は、ピクセルの視野で特定の大きさの明るさの変化が検出された場合にのみ、その直後に、個別かつ非同期に新しい露出測定の測定を開始する。このようなピクセルは、外部タイミング信号に依存せず、通信する新しいグレースケール値がある場合にのみ、（非同期で調停された）出力チャネルへのアクセスを個別に要求する。その結果、視覚的に刺激されないピクセルは出力を生成しない。さらに、非同期操作により、フレームベースの取得とスキャン読み出しの時間量子化とが回避される。

【0011】

各ピクセル回路について、過渡検出回路は、閾値を超える相対電圧変化を検出するための第１フォトダイオードから得られた感光体電圧を監視する。そのような検出時に、過渡検出回路は、同じピクセルの露出測定回路が絶対強度測定、すなわち絶対グレーレベル測定を開始するための命令を出力する。露出測定回路は、第１フォトダイオードに隣接して配置された、ピクセルの第２フォトダイオードを使用して、瞬間的な光電流でフォトダイオードの接合容量を放電する時間からその測定値を導き出す。

【0012】

しかしながら、米国特許第８７８０２４０号明細書に開示されたピクセル回路は、直接光電流積分による時間ベースの露出測定が未知の積分時間後にのみ利用可能であるため最適ではない。さらに、対応する小さな光電流のために、特に低いピクセル照度レベルでは、新しい露出値の測定時間が非常に長くなることがよくある。最後に、変化の検出と露出の測定に２つの別々のフォトダイオードを使用することにより、画像データ取得プロセスの空間発散と動き方向の依存性につながり、画像品質が低下する。

【0013】

米国特許出願公開第２０１６／０２２７１３５号明細書は、
単一のフォトダイオードを含むとともに出力を有するフロントエンド回路であって、上記フロントエンド回路は、上記単一のフォトダイオードの露光から得られた感光体信号を上記出力に供給するように構成される、フロントエンド回路と、
上記出力に供給された上記感光体信号の変化を検出するように構成された過渡検出回路と、
上記過渡検出器回路による上記感光体信号の変化の検出時に上記出力に供給される上記感光体信号を測定するように構成された露出測定回路であって、上記露出測定回路は、第１のスイッチによって上記フロントエンド回路の上記出力に接続されたキャパシタを有する、露出測定回路と、
を備えたピクセル回路を開示している。

【0014】

ただし、露出測定は、依然として露出測定回路における未知の積分時間の後にのみ利用できる。さらに、ピクセルの出力間の不一致が問題になり得る。たとえば、ピクセルの不一致の補正方法がない場合、対数感光体回路の露出測定値を直接使用することは、ピクセル配列において問題があり得る。

【0015】

米国特許第９６３１９７４号明細書は、複数のセルを備えた画面配列を開示しており、各々の上記セルは、
それぞれのセルに衝突する光の強度に比例する光電流を生成するように構成された手段と、
光電流を生成するためのそれぞれの手段に接続された変化検出回路であって、上記変化検出回路は、上記強度が閾値量だけ変化する変化イベントが発生した場合にのみ出力信号を生成するように構成される、変化検出回路と、
各々の上記セルの輝度を表す信号を読み取ることができるように構成された輝度読み出し回路と、
を含む。

【0016】

ただし、画面配列は、固定露光時間での輝度（グレーレベル）値の従来のフレームベースの読み出しを使用する。輝度の読み出しは、個々のピクセルの変化検出回路によって直接トリガされるのではなく、従来の画像センサと同様に外部制御からフレーム単位で実行される。

【0017】

米国特許第９５２８７３８号明細書は、ハイパスフィルタを有する光変化検出器を備えたピクセルセルを開示している。しかしながら、ピクセルの出力間の不一致が問題となり得る。たとえば、ピクセルの不一致の補正方法がない場合、ピクセル配列において対数感光体回路の露出測定値を直接使用することが問題となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0018】

【文献】米国特許第７７２８２６９号明細書

【文献】米国特許第８７８０２４０号明細書

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２２７１３５号明細書

【文献】米国特許第９６３１９７４号明細書

【文献】米国特許第９５２８７３８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

本発明は、より小さい面積要件を備えたピクセル回路を備えたイベントベースの画像センサを提供することを目的とし、より大きい配列サイズまたはより小さいセンサチップ寸法を可能にする。本発明はまた、個々の測定プロセスを高速化し、その結果、時間分解能を高めることを目的とする。本発明はまた、２つの別個のフォトダイオードの使用によって引き起こされる変化検出と露出測定との間の空間的発散を回避し、測定精度を改善し、結果として画像品質を改善することを目的とする。本発明はまた、変化を検出した直後に、各単一ピクセルに対して個別に利用可能な露出測定を提供することを目的とする。本発明はまた、ピクセル回路間の不一致を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0020】

この点に関し、本発明は、コントローラと、アドレスイベント表現回路と、ピクセル配列を形成する複数のピクセル回路とを備えるイベントベースの画像センサに関し、コントローラは、各ピクセル回路に接続されて上記ピクセル回路を制御し、各々のピクセル回路は、
感光素子と出力とを有し、上記出力において、感光素子に衝突する光に由来する感光体電流を供給するように構成された感光体回路と、
読み出しユニットに選択的に接続され、感光体回路の出力が選択的に接続されたアナログバスと、
アナログバスに接続された電流記憶セルのバンクであって、各々の電流記憶セルが、アナログバスを流れる電流を選択的に保存し、上記電流記憶セル内に保存された電流を上記アナログバスに選択的に供給するように適合される、バンクと、を備え、
各々のピクセル回路は、感光体電流の変化を検出するように構成された電流比較器を含み、上記電流比較器は、
アナログバスに接続され、比較された電流と閾値電流とから生じる、アナログバスを流れる電流の値の符号を決定するように構成された電流符号検出器であって、上記比較された電流が、少なくとも感光体電流と電流記憶セルに記憶された以前の感光体電流との差から生じる、電流符号検出器と、
電流符号検出器の出力に接続され、上記電流符号検出器の出力によって条件付けられた状態を有する少なくとも１つの記憶セルであって、上記少なくとも１つの記憶セルの状態は、感光体電流と、閾値電流より大きい以前の感光体電流との間の変化を表す、少なくとも１つの記憶セルと、を含み、
上記少なくとも１つのデジタル記憶セルがアドレスイベント表現回路に接続されていることにより、アドレスイベント表現回路が記憶セルの状態を監視して感光素子に当たる光の変化を決定し、
読み出しユニットに対するアナログバスの接続を介したピクセル回路の読み出しは、上記少なくとも１つのデジタル記憶セルの状態によって調整される。

【0021】

従来技術のイベントベースの画像センサとは対照的に、ここでのピクセル回路はより大きな回路またはスイッチドキャパシタ回路を必要としない、より単純な回路である。さらに、記憶セルはフラグとして使用され、アドレスイベント表示回路に光の変化が発生したことを示し、感光体電流は直ちに読み出しに使用できる。

【0022】

他の限定的ではないが好ましい画像センサの態様は以下の通りであり、分離され、または技術的に実現可能な組み合わせにより、
電流比較器は、それぞれが電流符号検出器の出力に接続され、上記電流符号検出器の出力によって調整された状態を有する第１の記憶セルおよび第２の記憶セルを含み、第１の記憶セルの状態は第１の閾値電流の値よりも大きい比較された電流の値を表し、第２の記憶セルの状態は第２の閾値電流の値よりも低い比較された電流の値を表し、
比較された電流は、感光体電流を保存する電流記憶セルと以前の感光体を保存する電流記憶セルとをアナログバスに接続して電流記憶セルに保存することによって得られ、閾値電流は別の電流記憶セルに保存されており、
アドレスイベント表現回路は、ピクセル回路のデジタル記憶セルの状態の変化の検出時に、そのデジタル記憶セルの状態が変化したピクセル回路のアドレスを決定するように構成されており、
コントローラは、ピクセル回路に命令を送るように構成されており、ピクセル回路による少なくとも１つの命令の実行は、少なくとも１つの記憶セルの状態によって条件付けられ、
感光体回路ピクセル回路は対数感光体回路であり、感光体電流は、感光素子に衝突する光の対数に比例し、
較正電流源をさらに含み、ピクセル回路の感光体回路は、較正手順中に、較正電流源によって供給される基準較正電流から導出される較正電流を、上記感光体回路の出力において供給するように構成されている。

【0023】

本発明はまた、本発明のイベントベースの画像センサを動作させる方法であって、ピクセル回路の感光体回路の感光素子に当たる光の変化を検出するための変化検出サイクルを含み、上記変化検出サイクルは、
ａ）感光体回路が、上記感光体回路の出力において感光素子の露光から得られる感光体電流を供給し、感光体電流が記憶バンクの第１の電流記憶セルに書き込まれるステップと、
ｂ）第２の電流記憶セルに記憶された感光体電流と以前の感光体電流との差から生じる比較された電流が、別の電流記憶セルに記憶されるステップと、
ｃ）電流符号検出器が、比較された電流の値を別の電流記憶セルに記憶された閾値電流の値と比較し、比較された電流の値が閾値電流の値を超える場合、デジタル記憶セルの状態が第１の状態に設定されるステップと、
ｄ）記憶セルが第１の状態にある場合、感光体電流の読み出しが実行され、感光体電流が第２の電流記憶セルに書き込まれ、記憶セルの状態が第２の状態に設定されるステップと、
を含む、方法にも関する。

【0024】

他の限定的ではないが好ましい方法の態様は以下の通りであり、分離され、または技術的に実現可能な組み合わせにより、
ピクセル回路の電流比較器は、それぞれが電流比較器の電流符号検出器の出力に接続されるとともに上記電流符号検出器の出力により条件付けられた状態を有する第１の記憶セルおよび第２の記憶セルを備え、第１の記憶セルの状態は第１の閾値電流の値よりも大きい比較された電流の値を表し、第２の記憶セルの状態は第２の閾値電流の値よりも低い比較された電流の値を表し、ステップｃ）は、
ｃ１）電流符号検出器が、比較された電流の値を、第４の電流記憶セルに記憶された第１の閾値電流の値と比較し、比較された電流の値が第１の閾値電流の値を超える場合、第１の記憶セルの状態が第１の状態に設定されるステップと、
ｃ２）電流符号検出器が、比較された電流の反対の値を第５の電流記憶セルに記憶された第２の閾値電流の値と比較し、比較された電流の反対の値が第２の閾値電流の値を超える場合、第２の記憶セルの状態が第１の状態に設定されるステップと、を含み、ピクセル配列の読み出し手順中、第１の状態である記憶セルを有するピクセル回路のみが、それらの感光体電流を読み取らせるために選択され、
検出サイクルのステップｄ）の前に実行される較正手順を含み、上記較正手順は、
ピクセル回路の感光体回路が、較正電流源によって供給される基準較正電流から導出される較正電流を上記感光体回路の出力に供給するように、ピクセル回路の感光体回路における感光素子の代わりに較正電流源を接続するステップと、
上記感光体回路の出力から上記較正電流が記憶される第６の電流記憶セルに較正電流を転送するステップと、を含み、
ピクセル回路の読み出し中に、第６の電流記憶セルに記憶された較正電流が、感光体電流から差し引かれる。

【0025】

本発明の他の態様、目的、および利点は、非限定的な例として与えられ、添付の図面を参照してなされる、その好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読むとより明らかになるであろう。
すべての図において、同じ参照文字は同一のまたは類似の要素を指す。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の可能な実施形態によるイベントベースの画像センサの簡略図を示す。

【図2】本発明の可能な実施形態によるピクセル回路の簡略図を示す。

【図3】感光体回路の例示的な可能な実施形態の簡略図を示す。

【図4】記憶セルの例示的な可能な実施形態の簡略図を示す。

【図5】本発明の可能な実施形態によるピクセル回路を動作させる方法の図を示す。

【図6】本発明の可能な実施形態によるピクセル回路を動作させる方法の図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0027】

可能な実施形態によるイベントベースの画像センサの簡略図が図１に示されている。イベントベースの画像センサは、ピクセル配列を形成する複数のピクセル回路１を含む。図１は、明確にするために、限られた数のピクセル回路１を示している。ピクセル配列は、例えば２５６×２５６ピクセルを超える寸法を有する多数のピクセル回路１を含むことが理解される。イベントベースの画像センサは、コントローラ２と、アドレスイベント表現（ＡＥＲ：ａｄｄｒｅｓｓ－ｅｖｅｎｔ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）回路３とを含み、較正電流源４も含み得る。

【0028】

コントローラ２は、ピクセル回路１を制御するためにピクセル回路１に命令を送るように構成される。したがって、ピクセル回路はコントローラ２に接続される。コントローラ２は、同じ命令を同時にすべてのピクセル回路１に送信するように構成される。コントローラ２およびピクセル回路１は、単一の命令、複数のデータ（ＳＩＭＤ：ｓｉｎｇｌｅ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄａｔａ）処理アーキテクチャを形成する。

【0029】

図２にピクセル回路１の例を示す。ピクセル回路は、出力１１を有し、前記出力１１で感光体電流を送出するように構成された感光体回路１０を備えている。感光体電流は、感光体回路の感光要素に衝突する光から得られる。

【0030】

図３は、使用され得る感光体回路１０の例を示す。感光体回路１０は対数感光体回路であり、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}は、感光素子１０１に入射する光の対数に比例する。感光体回路１０は、接地に接続され、スイッチＳ２を介して反転増幅器１０３の入力１０２に接続されている、フォトダイオードなどの感光素子１０１を備える。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴトランジスタ１０４は、そのドレインが供給電圧端子１１０に接続され、そのソースが反転増幅器１０３の入力１０２に接続されている。反転増幅器１０３の出力１０５は、トランジスタ１０４のゲートに接続されている。反転増幅器１０３は、その出力１０５において、感光素子１０１の露光から得られる感光体電圧Ｖ_ＰＲを供給する。反転増幅器１０３の出力はまた、感光体電圧Ｖ_ＰＲを、電圧－電流変換器１０６の出力により構成される感光体回路１１の出力１１に供給される感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}に変換する電圧－電流（Ｖ／Ｉ）変換器１０６の入力に接続される。較正電流源４は、基準電流Ｉ_ｃａｌを入力１０２に送るためのスイッチＳ１を介して入力１０２に接続されてもよい。他の種類の感光体回路１０を使用してもよい。例えば、感光体回路１０は、感光素子１０１に当たる光に線形に比例する電流を供給する線形感光体回路１０であってもよい。好ましくは、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}はまた、上記で引用した従来技術の参考文献に記載されているように、感光素子１０１を流れる電流の所与の時間にわたる積分から生じるキャパシタの電圧から導出される電流であってもよい。同じピクセル回路内で、対数感光体回路を、積分キャパシタを備えた別の感光体回路と組み合わせることも可能である。

【0031】

ピクセル回路はまた、電流が流れることができるアナログバス２０を含む。感光体回路１０の出力１１は、フロントエンドスイッチＳ_ＰＲを介して上記アナログバス２０に接続される。アナログバス２０は、電流読み出しユニットに接続されている。より正確には、読み出しスイッチＳ_ｒｏは、アナログバス２０を上記現在の読み出しユニットに接続する。ピクセル回路が読み取られるように選択されると、スイッチＳ_ｒｏは閉じられる。電流読み出しユニットは、例えば、列電流読み出しユニットである。電流読み出しユニットは、選択されたピクセル回路のアナログバスを流れる電流が送られる電流電圧変換器ブロックと、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）とを含み得る。

【0032】

ピクセル回路１は、バスに接続された記憶セルＩＳ_ｉ（ｉ＝１…６）のバンクも含む。図示の実施形態では、記憶セルＩＳ_ｉのバンクは、６つの記憶セルＩＳ_ｉを含む。ただし、バンク内の記憶セルＩＳ_ｉの数は変化し得る。記憶セルＩＳ_ｉの数は、好ましくは４以上、より好ましくは５以上、さらにより好ましくは６以上である。各記憶セルＩＳ_ｉは、アナログバス２０を流れる電流を選択的に保存し、上記記憶セルＩＳ_ｉ内に保存された電流を上記アナログバス２０に選択的に供給するように適合されている。

【0033】

図４は、ピクセル回路１で使用され得る電流記憶セルＩＳ_ｉの概略例を示す。記憶セルＩＳ_ｉは、ソースが接地されたＮ型電界効果トランジスタ４０（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）を含む。キャパシタ４１は、接地に接続された第１の端子と、トランジスタ４０のゲートに接続されている第２の端子とを含む。したがって、キャパシタ４０の両端の電圧Ｖ_ＧＳは、トランジスタ４０のゲートとソースとの間の電圧に対応する。また、キャパシタ４１の第２端子は、ゲートスイッチＳ_Ｇを介してトランジスタ４０のドレインに接続されている。トランジスタ４０のドレインは、ドレインスイッチＳ_Ｄを介してアナログバス２０に接続されている。ドレインスイッチＳ_Ｄが閉じられると、記憶セルＩＳ_ｉはアナログバス２０に接続される。電流源４２は、トランジスタ４０のドレインに接続され、基準電流Ｉ_ｒｅｆが両方向に流れることを可能にする。電流源４２は、記憶セルＩＳ_ｉの外側にあってもよく、ピクセル回路のバンクの記憶セルＩＳ_ｉによって、またはピクセル配列全体の記憶セルＩＳ_ｉによって共有されてもよい。他のタイプの電流記憶セルＩＳ_ｉを使用してもよい。たとえば、Ｊ．Ｂ．Ｈｕｇｈｅｓ ａｎｄ Ｋ．Ｗ．Ｍｏｕｌｄｉｎｇの記事“Ｓ２Ｉ：Ａ ｓｗｉｔｃｈｅｄ－ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ“，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．２９，ｎｏ．１６，ｐｐ．１４００－１４０１，Ａｕｇ．１９９３参照。

【0034】

ドレインスイッチＳ_ＤおよびゲートスイッチＳ_Ｇが閉じているとき、電圧Ｖ_ＧＳは、アナログバス２０からトランジスタ４０を介して流れる電流が流れるのに必要な値をとる。これにより、記憶セルＩＳ_ｉに入力電流が書き込まれる。ドレインスイッチＳ_ＤおよびゲートスイッチＳ_Ｇが開いているとき、電圧Ｖ_ＧＳは一定値を保つ。電流は記憶セルＩＳ_ｉに保存される。ゲートスイッチＳ_Ｇが開いていて、ドレインスイッチＳ_Ｄが閉じているとき、トランジスタ４０のゲートにおける電圧Ｖ_ＧＳは維持される（ゲートスイッチＳ_Ｇが開いているため）が、（トランジスタ４０のゲートの電圧Ｖ_ＧＳのため）アナログバス２０に電流が流れる。電流は記憶セルＩＳ_ｉから読み取られる。

【0035】

ピクセル回路１は、同じアナログバス２０に接続されたいくつかの電流記憶セルＩＳ_ｉを含むので、上記電流を書き込み、記憶し、読み取ることにより、電流の算術演算を行うことができる。さらに、電流を反転させて、１つの電流記憶セルＩＳ_ｉから別の電流記憶セルＩＳ_ｉに複製することができる。これらの算術演算の結果もまた、電流記憶セルＩＳ_ｉに保存できる電流である。これらの動作は単にキルヒホフの電流法則に従う。

【0036】

たとえば、２つの記憶セルにそれぞれ保存されている２つの電流の加算を実行するには、上記２つの記憶セルをアナログバス２０に接続し、同時に（つまり、ドレインスイッチＳ_Ｄを閉じてゲートスイッチＳ_Ｇを開いたまま保持することにより）読み取る必要がある。結果として生じる電流は、同時に（ドレインスイッチＳ_ＤおよびゲートスイッチＳ_Ｇの両方を開くことによって）別の電流記憶セルに書き込まれ得る。

【0037】

電流記憶セルＩＳ_ｉが読み取られ、別の電流記憶セルＩＳ_ｉが書き込まれているとき、読み取られた電流記憶セルからアナログバス２０に入る電流は、キルヒホフの電流法則に従い、書き込まれるべきアナログバス２０を出る電流の反対であることに留意されたい。結果として、アナログバス２０の場合、２つの電流記憶セルＩＳ_ｉ間の基本的な転送動作は、転送された電流の値（すなわち、転送された電流の強度）を打ち消すことを含む。結果として、２つの電流を加算する前に、第１の電流を１つの電流記憶セルから別の電流記憶セルに転送することにより、第２の電流の値から第１の電流の値を基礎にすることができる。

【0038】

ピクセル回路１はまた、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}の変化を検出するように構成された電流比較器５０を備えている。電流比較器５０は、比較器スイッチＳ_ｃｏｍｐによってアナログバス２０に接続された入力を備えた電流符号検出器５１を備えている。電流符号検出器５１は、アナログバス２０を流れる電流の値（すなわち、電流の方向）の符号を決定するように構成されている。好ましくは、電流符号検出器５１は、その入力における（すなわち、比較器スイッチＳ_ｃｏｍｐを通る）電流が正である場合にのみ値を出力するように構成される。

【0039】

電流比較器５０はまた、電流符号検出器５１の出力５２に接続された２つの記憶セル５３、５４を含む。第１の記憶セル５３は、第１のフラグスイッチＳ_Ａを介して接続され、第１のフラグＡを構成する。第２の記憶セル５４は、第２のフラグスイッチＳ_Ｂを介して接続され、第２のフラグＢを構成する。記憶セル５３、５４は、２つの状態、「真」として指定された第１の状態、および「偽」として指定された第２の状態を有し得る。記憶セル５３、５４のデフォルト状態は「偽」である。記憶セル５３、５４は、上記記憶セル５３、５４がリセットされるまでその状態を維持する。リセット信号ｒｓｔを記憶セル５３、５４に提供して、それらを強制的に第２の状態（すなわち、偽）にすることができる。したがって、記憶セル５３、５４は、ラッチと見なすことができる。記憶セル５３、５４はまた、それらが２進値として解釈され得る２つの状態しか有し得ないため、デジタル記憶セルと呼ばれ得る。

【0040】

２つのデジタル記憶セル５３、５４は、アドレスイベント表現回路３に接続されている。アドレスイベント表現回路３は、すべてのピクセル回路１のデジタル記憶セル５３、５４の状態を監視する。

【0041】

図５および図６を参照して、ピクセル回路１の検出サイクルを以下に説明する。図５および図６は、同じサイクルの異なる側面を示している。すなわち、図５は、電流の使用方法を示しており、図６は、スイッチと電流記憶セルＩＳ_ｉの使用方法を示している。以下の説明のステップでは、記憶セルＩＳ_ｉが書き込みモードにあるとき、上記記憶セルＩＳ_ｉのドレインスイッチＳ_ＤおよびゲートスイッチＳ_Ｇが閉じられる。記憶セルＩＳ_ｉが読み取りモードにあるとき、上記記憶セルＩＳ_ｉのドレインスイッチＳ_Ｄは閉じられ、ゲートスイッチＳ_Ｇは開いたままである。記憶セルＩＳ_ｉがアイドルモードにあるとき、すなわち、書き込みモードにも読み取りモードにもないとき、ドレインスイッチＳ_ＤおよびゲートスイッチＳ_Ｇは開いている。アイドルモードの記憶セルＩＳ_ｉは、アナログバス２０から切り離され、電流を保存する。電流記憶セルＩＳ_ｉがステップ中に記述されていない場合、電流記憶セルＩＳ_ｉはアイドルモードと見なされる。特に明記しない限り、スイッチ、したがって変化検出サイクルのステップの操作は、コントローラ２から送信された命令によって制御される。コントローラ２により、同じ命令が同時にすべての画素回路１に送られる。

【0042】

第１のステップＳ０１では、感光体回路１０は、上記感光体回路１０の出力１１において、感光素子１０１の露光から導出された感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}を送出し、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}は、記憶バンクＩＳ１の第１の電流記憶セルに書き込まれる。より正確には、フロントエンドスイッチＳ_ＰＲが閉じられ（ステップＳ１１）、感光体回路１０の出力１１をアナログバス２０に接続する。したがって、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}は、アナログバス２０に流れ込む。第１の電流記憶セルＩＳ１が書き込みモードにあるため、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}は第１の電流記憶セルＩＳ１に書き込まれる。次に、フロントエンドスイッチＳ_ＰＲが開かれる。

【0043】

ステップＳ０２において、第２の電流記憶セルＩＳ２に最後に記憶された以前の感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}が、第１の電流記憶セルＩＳ１に記憶された感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}から差し引かれ、第３の電流記憶セルＩＳ３に記憶される比較電流が生じる。より正確には、第１の電流記憶セルＩＳ１および第２の電流記憶セルＩＳ２は読み出しモードにあり、第３の電流記憶セルＩＳ３は書き込みモードにある（ステップＳ１２）。記憶セルＩＳ_ｉに電流を書き込んだ後に記憶セルＩＳ_ｉを読み取ることは、アナログバス２０上の電流の流れ方向を逆にするので、電流の値の符号を逆にする。その結果、第１の電流記憶セルＩＳ１から読み出された電流は、Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}の値を有する。第１電流記憶セルＩＳ１と第２電流記憶セルＩＳ２とを同時に読み出すことにより、第３電流記憶セルＩＳ３に書き込まれた比較電流は、Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}＋Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｌａｓｔ}の値を有する。

【0044】

ステップＳ０３において、電流符号検出器５１は、第１の比較電流の値と第４電流記憶セルＩＳ４に記憶されている第１の閾値電流の値とを比較する。第１のデジタル記憶セル５３の状態は、比較結果に依存するであろう。そうするために（ステップＳ１３）、第３の電流記憶セルＩＳ３および第４の電流記憶セルＩＳ４は、Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}と表される第１の比較電流の値－（－Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}＋Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｌａｓｔ}）、および第１の閾値電流をそれぞれアナログバス２０に送るために、読み取りモードにある。たとえば、感光体電流の値がＩ_{ＰＲｏｕｔ}＝１．１１μＡであり、前の感光体電流の値がＩ_{ＰＲｏｕｔ，ｌａｓｔ}＝１μＡである場合、比較電流の値はＩ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}＝０．１１μＡである。電流値の例は、単なる例示としてここにおよび以下に与えられており、本発明の実施形態で使用される実際の電流値を反映していない場合があることに留意されたい。

【0045】

したがって、結果として生じるアナログバス２０上の電流は、Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}＋Ｉ_ｔｈＡの値を示し、Ｉ_ｔｈａは、第１の閾値電流の値である。比較器スイッチＳ_ｃｏｍｐは、電流符号検出器５１をアナログバス２０に接続するために閉じられる。第１のフラグスイッチＳ_Ａも閉じられて、第１の記憶セル５３が電流符号検出器５１の出力５２に接続される。アナログバス２０を流れる比較された電流Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}の値を第１の閾値電流Ｉ_ｔｈＡの値と比較するために、電流符号検出器５１は、アナログバス２０を流れる結果として生じる電流の電流の符号（すなわち、電流の強度または値の符号）を判定するように構成されている。結果として生じる電流の値が正の場合、Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}＋Ｉ_ｔｈＡは正であり、このことは、第１の比較電流Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}の値が第１の閾値電流Ｉ_ｔｈＡの値の反対より大きいことを意味する。これは、感光体電流と以前の感光体電流との間の正の変化が第１の閾値電流の反対よりも大きく、したがって、感光素子１０１に当たる光が前の変化検出サイクル以来増加したことを意味する。このようにして、かかる変化が検出される。たとえば、Ｉ_ｔｈａ＝０．１μＡの場合、Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}＋Ｉ_ｔｈＡ＝０．０１μＡとなり、正になる。実際、１．１１μＡの感光体電流は、以前の感光体電流１μＡを、第１の閾値電流の反対の値－０．１μＡを超えて上回っている。

【0046】

逆に、結果として生じる電流の値が負の符号を有する場合、これは、感光素子１０１に当たる光が、変化の検出を正当化するために前の変化検出サイクルに対して十分に増加していないか、または減少したことを意味する。

【0047】

電流符号検出器５１は、その出力５２に比較結果を出力する。デジタル記憶セル５３の状態は、比較結果に応じて、変化するかまたは変化しない。つまり、第１の閾値電流を超える変化が検出される場合、第１の記憶セル５３の状態は、第１の状態、すなわち真に変化し、逆に、第１の閾値電流を超える変化が検出されない場合、デジタル記憶セル５３の状態は変化せず、第２の、デフォルト状態、すなわち偽の状態に維持される。次いで、第１のフラグスイッチＳ_Ａを開いて、第１の記憶セル５３の状態を維持する。

【0048】

ステップＳ０４では、前回の感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｌａｓｔ}から感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}を減算する。これは、ステップＳ０２の反対である。感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}と前の感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｌａｓｔ}との間の差に応じた比較電流Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}は、すでに第３の電流記憶セルＩＳ３に保存されているので、この比較された電流Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}は、その値の符号を変更するために別の記憶セル、例えば、第１の電流記憶セルＩＳ１に書き込まれるだけでよい。したがって、ステップＳ１４において、第３の電流記憶セルＩＳ３は読み出しモードにあり、第１の電流記憶セルＩＳ１は書き込みモードにある。比較電流Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}は、アナログバス２０を介して第３の電流記憶セルＩＳ３から第１の電流記憶セルＩＳ１に伝搬し、その値の符号を変化させる。感光体回路１から感光体電流を、および第２の電流記憶セルＩＳ２から前の感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｌａｓｔ}を検索することもできるであろう。

【0049】

ステップＳ０５において、電流符号検出部５１は、比較電流の値と、第５の電流記憶セルＩＳ５に記憶されている第２の閾値電流の値とを比較する。第２のデジタル記憶セル５４の状態は、比較結果に依存する。そうするために、第１の電流記憶セルＩＳ１および第５の電流記憶セルＩＳ５は、－Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}で表される比較電流値Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}＋Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｌａｓｔ}、および第２の閾値電流の値Ｉ_ｔｈＢをそれぞれアナログバス２０に送るために、読み取りモードにある。したがって、結果として生じるアナログバス２０上の電流は、Ｉ_ｔｈＢ－Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}の値を示す。比較器スイッチＳ_ｃｏｍｐは、電流符号検出器５１をアナログバス２０に接続するために閉じられる。第２のフラグスイッチＳ_Ｂも閉じられて、第２の記憶セル５４が電流符号検出器５１の出力５２に接続される。結果として得られる電流の値が正の場合、Ｉ_ｔｈＢ－Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}は正であり、このことは、比較電流Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}の値が、第２の閾値電流Ｉ_ｔｈＢの値よりも低いことを意味する。これは、感光体電流と以前の感光体電流との間の負の変化が第２の閾値電流よりも大きく、したがって、感光素子１０１に当たる光は、前回の変化検出サイクルから十分に減少したことを意味する。このようにして、かかる変化が検出される。

【0050】

逆に、得られる電流の値が負である場合、それは、感光素子１０１に当たる光が、変化を検出することを正当化する前の変化検出サイクルに対して十分に減少していないか、または増加したことを意味する。たとえば、Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}＝０．１１μＡ、およびＩ_ｔｈＢ＝－０．１μＡの場合、Ｉ_ｔｈＢ－Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}＝－０．２１μＡである。その結果生じる電流は負であり、これは、１．１１μＡの感光体電流が、以前の感光体電流１μＡよりも、第２の閾値電流の反対の値－０．１μＡを超えて下回らないからである。

【0051】

電流符号検出器５１は、その出力５２に比較結果を出力する。第２のデジタル記憶セル５４の状態は、比較結果に応じて変化するかまたは変化しない。つまり、第２の閾値電流を超える負の変化が検出される場合、第２のデジタル記憶セル５４の状態は、第１の状態、つまり、真に変化し、逆に、第１の閾値電流を超える負の変化が検出されない場合、第２のデジタル記憶セル５４の状態は変化せず、第２の、デフォルト状態、すなわち偽の状態に維持される。次いで、第２のフラグスイッチＳ_Ｂを開いて、第２のデジタル記憶セル５４の状態を維持する。

【0052】

ここで閾値電流が使用される順序は純粋に例示であり、ステップＳ０２およびＳ０３は、必要に応じて、ステップＳ０４およびＳ０５の後に実行され得ることに留意されたい。数値例では、閾値電流は同じ値を有し、したがって、第１の閾値電流および第２の閾値は、１つの単一の閾値電流であり得る。ただし、第１の閾値電流および第２の閾値電流は、正または負の異なる変化を検出するために、異なる値を有し得る。好ましくは、第１の閾値電流および第２の閾値電流は、感光体電流が正であるため、負の値を有する。ただし、電流記憶セルを使用することによって電流の符号を変更することは容易であるため、当業者は、その説明で言及された電流の符号が各電流に対して個別に容易に変更され得ることを理解するであろう。

【0053】

ステップＳ０３およびＳ０５の結果として、フラグＡおよびＢの状態が決定されている。アドレスイベント表現（ＡＥＲ：ａｄｄｒｅｓｓ－ｅｖｅｎｔ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）回路３は、フラグＡおよびＢの状態を監視する。ピクセル回路１の記憶セル５３、５４の１つが真になった場合、ＡＥＲ回路３は、他の外部条件が満たされた場合、その特定のピクセル回路１の配列アドレス（すなわち、ｘ、ｙ配列アドレス）の構築を実行することができる。このアドレスと、どのフラグ（ＡまたはＢ）が真であるかについての情報とは、ＡＥＲ回路３によってアドレス読み出しシステムに送信され得る。外部条件は、例えば、ＡＥＲ回路３の状態、外部計算または測定の結果に依存し得る。

【0054】

ピクセル回路１の読み出しは、まず露出測定を含む。ステップＳ０６は、感光素子１０１の露出測定を決定するための感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}の測定である。それは、記憶セル５３、５４の状態によって調整される。コントローラ２によってすべてのピクセル回路１に露出測定命令が送信されるが、デジタル記憶装置５３、５４が真の状態にあるピクセル回路１だけがこの読み出し命令を実行する。デジタル記憶装置５３、５４が真の状態にあるピクセル回路１は、アクティブなピクセル回路１として示される。露出測定命令の実行は、図５および図６においてグローバル条件「ＥＭ有効」として要約されている他の条件によってさらに条件付けられ得る。

【0055】

好ましくは、アクティブなピクセル回路１によってピクセル内較正露出測定が実行される。較正電流は、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}から差し引かれ、結果として生じる電流は、アナログバス２０を介して電流読み出しユニットに送られる。較正電流は、第６の電流記憶セルＩＳ６に保存される。第６の電流記憶セルＩＳ６への較正電流の保存は、例えば変化検出サイクルの開始時またはその前にいつでも実行され得る較正手順の間に行われる。好ましくは、較正手順は、コントローラ２からの指示に応答して、すべてのピクセル回路１によって同時に実行される。

【0056】

較正手順の間、感光素子１０１と反転増幅器１０３の入力１０２との間のスイッチＳ２が開かれる。感光体回路１０のスイッチＳ１は閉じられ、その結果、較正電源４は、感光素子１０１の代わりに入力１０２に接続される。較正電源４は、トランジスタ１０４の電源でもある入力１０２に外部基準較正電流Ｉ_ｃａｌを供給する。その結果、感光体回路１０の出力１１における電流は、基準較正電流Ｉ_ｃａｌから導出された較正電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｃａｌ}である。出力１１をアナログバス２０に接続するためにフロントエンドスイッチＳ_ＰＲが閉じられる。第６の電流記憶セルＩＳ６は書き込みモードにあり、較正電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｃａｌ}を保存する。較正手順の終わりに、スイッチＳ１が再び開かれ、スイッチＳ２が閉じられ、それにより、感光体回路１０をその通常の構成に戻す。

【0057】

外部基準較正電流Ｉ_ｃａｌが感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}と同じ経路をたどって、保存された較正電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｃａｌ}となるため、ピクセル回路１の保存された較正電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｃａｌ}は、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}に影響を与え得る特定のピクセル回路１の電気的特性の変動を反映する。その結果、ピクセル回路１の構成要素の特性は、特に感光体回路１０に起因して１つのピクセル回路１と別のピクセル回路１とで異なるので、ピクセル回路１の較正電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｃａｌ}は、各ピクセル回路１に固有かつ特有である。これはデバイス不一致と呼ばれる。感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}から較正電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｃａｌ}を差し引くことにより、露出測定結果からデバイス不一致の影響を取り除くことができる。特に、図４に示すような対数感光体の場合、露出測定の結果は、デバイス不一致が原因で、応答の対数特性によって増幅される大きな誤差の影響を受け得る。

【0058】

変化検出サイクルまたは読み出しごとに新しい較正電流を書き込む必要はなく、複数の変化検出サイクルまたは露出測定中に同じ較正電流を使用してもよい。ただし、第６の電流記憶セルＩＳ６に記憶された較正電流は、好ましくは、ピクセル回路１に影響を与える要因（温度、干渉など）の変動を反映するのに十分な頻度で更新される。

【0059】

較正された露出測定を実行するために、第６の電流記憶セルＩＳ６は読み取りモードにあり、フロントエンドスイッチＳ_ＰＲは閉じているので、アナログバス２０に結果として生じる電流は、読み取り電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}－Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｃａｌ}である（ステップＳ１６）。読み出しスイッチＳ_ｒｏが閉じられると、アナログバス２０は電流読み出しユニットに接続され、読み出し電流は、電流－電圧（Ｉ／Ｖ）変換器および／またはアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を介して上記電流読み出しユニットに送られる。これにより、ピクセル回路１が読み出される。

【0060】

少なくとも読み出しスイッチＳｒｏの閉鎖は、すべてのアクティブなピクセル回路１によって同時に実行されるわけではない。アクティブなピクセル回路１は順次選択されて読み出される。最初に、例えばアクティブな行、すなわち少なくとも１つのアクティブなピクセル回路１を有する行が選択される。アクティブな行は、フラグＡおよびフラグＢの状態の監視を通じて決定されたアクティブなピクセル回路１のアドレスに基づき、各行をスキャンしてアクティブなピクセル回路１の存在を検出することによって選択されるか、ＡＥＲ回路３のＡＥＲアービタによって直接選択され得る。

【0061】

次に、選択された各行について、読み出しスイッチＳ_ｒｏを閉じることにより、各々のアクティブなピクセル回路１が読み取られる。これは、（特に、列Ｉ／Ｖ変換器および／または列ＡＤＣを備えた）列読み取り装置が提供されている場合、列（つまり、少なくとも１つのアクティブなピクセル回路１を有するアクティブな列）ごとに、またはすべてのアクティブな行に対して並列に実行できる。あるいは、列方向の読み出しでは、行ごとのすべてのアクティブなピクセル回路１を並列に読み出すことができる。

【0062】

最初のアプローチの場合、変化検出サイクルを再開または再始動する前に画像センサのすべてのアクティブなピクセル回路１が読み取られる。これにより、読み出し手順の継続時間、さらには変化検出サイクルの継続時間が、アクティブなピクセル回路１の数、つまり変化を検出し、フラグを真に設定したアクティブなピクセル回路１の数に依存するという意味で、不均一な「フレームレート」になる。したがって、フレームレートは、イベントベースの画像センサによって取得されたシーンの活動、つまり光の変化に依存する。

【0063】

第２のアプローチでは、変化検出サイクルを再開または再始動する前に、すべてのアクティブなピクセル回路１が必ずしも読み取られるとは限らない。変化検出サイクルは、たとえば一定の時間が経過した後、または一定の量のピクセル回路１が読み取られた後など、すべてのアクティブなピクセル回路１が読み取られる前に、再始動または再開され得る。読み出しに割り当てられた時間の長さは、固定されている（つまり、固定された「フレームレート」）か、または変動し得る。同様に、読み取られたアクティブなピクセル回路１の数は、固定されている（すなわち、固定された「フレームレート」）か、または変動し得る。

【0064】

たとえば、ピクセル回路が多すぎて読み取れない場合、すべてのアクティブなピクセル回路１が読み取られたとき、または特定の時間が経過した（一定量のピクセル回路１が読み込まれた）ときに、変化検出サイクルを再開または再始動することによって、２つのアプローチを組み合わせることもできる。

【0065】

ステップＳ０７において、ピクセル回路１のフラグの１つが真に設定されている場合、すなわち、記憶セル５３、５４の１つが第１の状態にある場合、新しい変化検出サイクルに使用されるための新しい以前の感光体電流として、以前の感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｌａｓｔ}が感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}に置き換えられる。そうするために、第２の電流記憶セルＩＳ２に感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}が書き込まれる。

【0066】

感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}の値の符号の変化を回避するために、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}は、まず別の記憶セルに書き込まれる。例えば、ステップＳ１７では、フロントエンドスイッチＳ_ＰＲが閉じられて、感光体回路１０の出力１１がアナログバス２０に接続され、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}がアナログバス２０上で利用可能になる。第１の電流記憶セルＩＳ１は書き込みモードにあり、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}を書き込む。次に、フロントエンドスイッチＳ_ＰＲが開かれ、第１の電流記憶セルＩＳ１が読み取りモードになり、第２の電流記憶セルＩＳ２が書き込みモードになる。第１の電流記憶セルＩＳ１から第２の電流記憶セルＩＳ２に感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}が転送される。そうすることにより、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}の値の符号は、再度読み取られるときに２回変更される。第２の電流記憶セルＩＳ２に保存された電流は、ピクセル回路１の次の変化検出サイクルの間、以前の感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}として使用される。

【0067】

感光体回路１０を再び明示的に使用して感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}を得るのではなく、電流記憶セルに既に保存されている電流を使用することができる。たとえば、第１の電流記憶セルＩＳ１と第３の電流記憶セルＩＳ３に保存された比較電流Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}およびその逆の－Ｉ_{ｃｏｍｐａｒｅｄ}は、±（Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}－Ｉ_{ＰＲｏｕｔ，ｌａｓｔ}）に対応するため、感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}を取得するために使用され得る。感光体電流Ｉ_{ＰＲｏｕｔ}はまた、露出測定中に、第１の電流記憶セルＩＳ１または第３の電流記憶セルＩＳ３などのその変化検出サイクルではもはや使用されない電流記憶セルに保存されてもよい。

【0068】

最後に、変化検出サイクルの終わりのステップＳ０８において、フラグがクリアされ、すなわちデフォルト状態である偽にリセットされる。リセット信号ｒｓｔが記憶セル５３、５４に送信され（ステップＳ１８）、それらを強制的に第２の状態（すなわち、偽）にする。すべてのアクティブなピクセル回路１が読み取られた場合、すべてのフラグがクリアされてもよく、コントローラ２からすべてのピクセル回路１にリセット信号ｒｓｔが送信されてもよい。

【0069】

ただし、例えば、そのために割り当てられた時間が経過したために、いくつかのアクティブなピクセル回路１が読み出し手順中に読み取られなかった場合、未読のアクティブなピクセル回路１のフラグをクリアしないことが好ましい。したがって、リセット信号ｒｓｔは、読み出し手順中に読み出される各ピクセル回路１に選択的に送られ得る。したがって、未読のアクティブなピクセル回路１はアクティブのまま、つまりフラグが真の状態にあり、次の読み出し手順で読み込まれる。好ましくは、アクティブなピクセル回路１は、後続の読み出し手順中に同じ順序で読み取られないので、読み出し手順を読み取られなかったアクティブなピクセル回路１は、次の読み出し手順中に最初に読み取られるものとなる。

【0070】

同様に、ステップＳ０７は、好ましくは、読み出し手順中に読み込まれなかったアクティブなピクセル回路１によって実行されず、読み出し手順中に読み込まれたアクティブなピクセル回路によってのみ実行される。これは、ステップＳ０７を読み出し手順の一部として実行することによって実行され得る。

【0071】

上述の変化検出サイクルにおいて、電流比較器５０は、２つの記憶セル５３、５４を含み、第１の記憶セル５３の状態は、感光体電流の値の増加を表し、第２の記憶セル５４の状態は、感光体電流の値の減少を表す。したがって、ＡＥＲ回路３は、記憶セル５３、５４の状態の監視を通じて、感光体電流がどのように変化したか、すなわち、増加イベントまたは減少イベント（イベントなしは変化なしを意味する）を判定し得る。ただし、電流符号検出器５１に接続されたただ１つの記憶セルを有することが可能である。この場合、ＡＥＲ回路３は、ピクセル回路１の感光体電流に変化が生じたことのみを判定し得る。変化の検出は、主に、ピクセル回路１のアドレスを判定するため、およびピクセル回路１の読み出しを調整するために使用されるので、これで十分であり得る。動作方法において、アナログバスを流れる比較電流の値と閾値電流の値との間の第２の比較は、一意のフラグの状態によって条件付けられ得る。実際、フラグの状態が第１の比較で変更されている場合、第２の比較を行う必要はない。２つの記憶セル５３、５４がある場合、第１の記憶セル５３の状態によって条件付けられた第２の比較を行うことも可能である。

【0072】

本発明を特定の好ましい実施形態に関して説明してきたが、本発明は決してそれに限定されず、説明した手段のすべての技術的等価物およびそれらの組み合わせを含むことは明らかである。特に、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができることが当業者には明らかであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】