具有无源差分差异检测电路系统及其复位控制电路的低功率事件驱动像素

技术领域

本公开大体上涉及图像传感器。举例来说，本技术的若干实施例涉及事件驱动像素，包含具有无源差分差异检测电路系统及其复位控制电路的低功率事件驱动像素。

背景技术

图像传感器已变得无处不在且现广泛用于数码相机、手机、安全摄像头以及医学、汽车及其它应用中。随着图像传感器集成到更广泛电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如分辨率、功耗、动态范围等)增强其功能性、性能指标及类似者。

典型图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射于图像传感器上而操作。图像传感器包含具有吸收入射图像光的一部分且在吸收图像光后产生图像电荷的光敏元件(例如光电二极管)的像素阵列。由像素光生的图像电荷可经测量为列位线上的模拟输出图像信号，其随入射图像光而变化。换句话说，所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例，其被读出为来自列位线的模拟图像信号且转换成数字值以提供代表外部场景的信息。

发明内容

本发明的一方面涉及一种事件驱动像素，其包括：光电传感器，其经配置以响应于从外部场景接收到的入射光产生光电流；光电流/电压转换器，其耦合到所述光电传感器以将所述光电流转换成电压；及差异电路，其耦合到所述光电流/电压转换器，其中所述差异电路包含：第一电路分支，其经配置以(i)至少部分基于所述电压及施加到所述事件驱动像素的复位信号的断言对参考亮度级进行取样及(ii)将第一模拟亮度级输出到第一列线上，其中所述第一模拟亮度级至少部分基于所述参考亮度级；及第二电路分支，其经配置以(i)至少部分基于所述电压及施加到所述事件驱动像素的开关信号的断言对亮度级进行取样及(ii)将第二模拟亮度级输出到第二列线上，其中所述第二模拟亮度级至少部分基于所述亮度级，其中所述第二模拟亮度级与所述第一模拟亮度级之间的差异指示所述事件驱动像素是否已检测到所述外部场景中的事件。

本发明的另一方面涉及一种操作事件驱动像素的方法，所述方法包括：响应于从外部场景接收入射光，用光电传感器光生光电流；将所述光电流转换成第一电压；至少部分基于所述第一电压产生差分差异信号，其中产生所述差分差异信号包含：(a)将参考亮度级取样到所述事件驱动像素的差异电路的第一电容器上；(b)使用所述差异电路的第一源极跟随器晶体管至少部分基于所述参考亮度级产生第一模拟亮度级；(c)将亮度级取样到所述差异电路的第二电容器上；及(d)使用所述差异电路的第二源极跟随器晶体管产生第二模拟亮度级，其中所述第二模拟亮度级与所述第一模拟亮度级之间的差异指示所述事件驱动像素是否已检测到所述外部场景中的事件；及响应于行选择信号的断言输出所述差分差异信号，其中输出所述差分差异信号包含：(i)将所述第一模拟亮度级输出到第一列线上；及(ii)将所述第二模拟亮度级输出到第二列线上。

本发明的另一方面涉及一种成像系统，其包括：事件驱动像素，其包含：光电检测器，其经配置以响应于从外部场景接收到的入射光产生光电流；光电流/电压转换器，其耦合到所述光电检测器以将所述光电流转换成电压，及差异电路，其耦合到所述光电流/电压转换器，其中所述差异电路经配置以：(i)将参考亮度级取样到第一电容器上，所述参考亮度级至少部分基于所述电压；(ii)将至少部分基于所述参考亮度级的第一模拟亮度级输出到第一列线上；(iii)将亮度级取样到第二电容器上，所述亮度级至少部分基于所述电压；及(iv)将至少部分基于所述亮度级的第二模拟亮度级输出到第二列线上，其中所述第二模拟亮度级与所述第一模拟亮度级之间的差异指示所述事件驱动像素是否已检测到所述外部场景中的事件；阈值比较电路，其耦合到所述第一及第二列线且经配置以比较所述第二模拟亮度级与所述第一模拟亮度级之间的所述差异与一或多个阈值；及控制电路，其耦合到所述阈值比较电路及所述事件驱动像素，其中所述控制电路经配置以在所述第二模拟亮度级与所述第一模拟亮度级之间的所述差异超过所述一或多个阈值中的阈值时：(i)登记所述事件驱动像素已检测到所述事件；及(ii)启动所述事件驱动像素的所述差异电路的复位，使得新参考亮度级被取样到所述第一电容器上。

附图说明

下文参考下列图式描述本技术的非限制性及非穷尽性实施例，其中在全文相似或类似参考符号用于指代相似或类似组件，除非另外指定。

图1及2是各自根据本技术的各种实施例配置的包含事件驱动像素的成像系统的部分示意性框图。

图3及4是根据本技术的各种实施例配置的复位控制电路的部分示意图。

图5是说明根据本技术的各种实施例的操作事件驱动像素的方法的时序图。

图6是根据本技术的各种实施例配置的另一事件驱动像素的部分示意图。

图7A是根据本技术的各种实施例配置的MOS变容二极管电路的部分示意图。

图7B是说明根据本技术的各种实施例的操作图7A的MOS变容二极管电路的方法的时序图。

图8是可用于图7A的MOS变容二极管电路中的三端子装置的部分示意图。

图9到12是各自根据本技术的各种实施例配置的耦合到光电传感器的光电流/电压转换器的部分示意图。

所属领域的技术人员应了解，为了简单且清楚起见说明图中的元件，且未必按比例绘制所述元件。举例来说，图中一些元件的尺寸可相对于其它元件被夸大以帮助对本技术的各种方面的理解。另外，通常未在图中描绘或未在下文详细描述在商业上可行的实施例中有用或必要的常见但好理解的元件或方法以避免不必要地使对本技术的各种方面的描述模糊不清。

具体实施方式

本公开涉及事件驱动传感器。举例来说，本技术的若干实施例涉及包含具有无源差分差异检测电路系统的低功率事件驱动像素的事件驱动像素及/或涉及具有复位控制电路的事件驱动像素。在以下描述中，陈述特定细节以提供本技术的方面的透彻理解。然而，相关领域的技术人员应认识到，可在没有本文中陈述的所述特定细节中的一或多者的情况下或运用其它方法、组件、材料等来实践本文中描述的系统、装置及技术。

贯穿本说明书参考“实例”或“实施例”意味着结合实例或实施例描述的特定特征、结构或特性包含于本技术的至少一个实例或实施例中。因此，本文中短语“举例来说”、“作为实例”或“实施例”的使用不一定全都是指同一实例或实施例且不一定限于所论述的特定实例或实施例。此外，本文中描述的本技术的特征、结构或特性可依任何合适方式组合以提供本技术的另外实例或实施例。

为便于描述，空间相对术语(例如，“下面”、“下方”、“之上”、“之下”、“上方”、“上”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“中心”、“中间”及类似者)在本文中可用于方便描述一个元件或特征相对于一或多个其它元件或特征的关系，如图中说明。应理解，除图中描绘的定向之外，空间相对术语还希望涵盖装置或系统在使用或操作中的不同定向。举例来说，如果图中说明的装置或系统围绕水平轴旋转、转动或翻转，那么被描述为在一或多个其它元件或特征“下方”或“下面”或“之下”的元件或特征可定向成在一或多个其它元件或特征“上方”。因此，示范性术语“下方”或“之下”是非限制性的且可涵盖上方及下方两种定向。装置或系统可另外或替代地以图中说明的其它方式定向(例如，围绕垂直轴旋转九十度或呈其它定向)，且相应地解译本文中使用的空间相对描述词。另外，还应理解，当一个元件被称为在另外两个元件“之间”时，其可为另外两个元件之间的唯一元件或也可存在一或多个中介元件。

贯穿本说明书，使用所属领域的若干术语。这些术语具有其在其所属领域中的普通含义，除非本文中具体定义或其使用的上下文另外明确指示。应注意，贯穿本文件可互换使用元素名称与符号(例如Si对硅)；然而，两者具有相同意义。

A.

有源像素传感器通常采用具有全局定义的积分时间的像素阵列。因此，有源像素传感器的阵列中的像素通常具有相同积分时间，且阵列中的每一像素通常被转换成数字信号，而无论其内容为何(例如，无论自像素上一次被读出以来在由像素捕获到的外部场景中是否已存在改变)。

相比之下，事件驱动传感器(例如，事件视觉传感器或动态视觉传感器)读出像素及/或仅当像素捕获到外部场景中的改变(例如，事件)时才将对应像素信号转换成数字信号。换句话说，没有检测到外部场景中的改变的事件驱动传感器的像素不被读出，及/或对应于此类像素的像素信号不被转换成数字信号。因此，事件驱动传感器的每一像素可独立于事件驱动传感器的其它像素，且仅检测到外部场景中的改变的像素才需要被读出及/或使其对应像素信号转换成数字信号及/或被记录(借此节省功率)。

许多事件驱动像素包含局部放大及比较器用于事件阈值检测。每一事件驱动像素的放大及比较器电路通常要求数量级为毫微安培的DC偏压电流，从而导致百万像素事件驱动传感器中的毫瓦的功耗，而无论在外部场景中是否发生任何事件。换句话说，许多事件驱动像素的当前功耗使此类事件驱动像素不适于与电池操作的始终开启的事件驱动传感器一起使用，其中期望事件驱动传感器的亚毫瓦功耗(例如，用于延长电池寿命)。

一些事件驱动像素(a)在输出级中没有放大的情况下，测量基于从光电传感器输出的光电流产生的电压及(b)包含共源gm级以弥补输出级中信号放大的缺失。共源gm级的使用预计会导致过度的不均匀性、增加的非线性、在为事件驱动传感器的所有事件驱动像素正确设置操作点时的挑战及/或在校准事件驱动像素时的挑战。另外，因为信号放大仅在输出级之后发生，因此使用共源gm级的事件驱动像素的噪声性能预计不如上文描述的事件驱动传感器。

为了解决这些问题，本技术的若干事件驱动像素各自包含：(a)光电传感器，其经配置以响应于从外部场景接收到的入射光产生光电流；(b)光电流/电压转换器，其耦合到所述光电传感器以将所述光电流转换成电压；及(c)无源差异电路，其耦合到所述光电流/电压转换器且经配置以至少部分基于所述电压产生差分差异信号(例如，互补模拟信号电平)。无源差异电路的使用可降低事件驱动像素的功耗。在一些实施例中，本技术的无源差异电路可包含单独及/或多个取样电容器。在这些及其它实施例中，差异电路可包含一或多个源极跟随器缓冲器或晶体管。在差异电路中包含源极跟随器缓冲器预计(a)产生改进的均匀性及/或线性度及/或(b)改进事件驱动像素的动态响应，尤其是与采用共源放大器来再引入增益的事件驱动像素相比。在这些及其它实施例中，本技术的事件驱动像素可包含列级的事件阈值检测以(a)降低事件驱动像素的静态功耗及/或(b)实施事件驱动像素的基于帧的读出。

在这些及其它实施例中，本技术的光电流/电压转换器可包含放大器。光电流/电压转换器的放大器可用于提高对从光电流/电压转换器输出的电压的改变的响应速度。换句话说，放大器可在低延时应用中用于提高速度，事件驱动像素的差异电路基于从光电流/电压转换器输出的电压以所述速度产生差分模拟信号电平。在一些实施例中，光电流/电压转换器的放大器可经配置以接收启用信号以选择地启用(或停用)放大器以节省功率。举例来说，光电流/电压转换器的放大器有时可在事件驱动像素没有输出差分模拟信号电平时(例如，当帧未被读出时)掉电，借此降低事件驱动像素的功耗。

在这些及又其它实施例中，本技术的事件驱动像素包含复位控制电路。复位控制电路可经配置以：(a)响应于全局复位信号的断言初始化事件驱动像素；及/或(b)当差分差异信号从事件驱动像素读出(例如，响应于行选择信号的断言)且差分差异信号的互补模拟信号电平指示在外部场景内已发生事件(例如，导致确认信号的断言)时，复位事件驱动像素。因此，本技术的事件驱动像素预计适于与电池操作的始终开启的事件驱动传感器一起使用，同时避免上文论述的且在许多事件驱动像素中观察到的若干挑战。

B.

图1是根据本技术的各种实施例配置的成像系统100的部分示意性框图。如所展示，成像系统100包含事件驱动像素120及阈值比较电路108。在本技术的其它实施例中，阈值比较电路108可并入到事件驱动像素120中。

图1的事件驱动像素120包含光电传感器102、光电流/电压转换器104、差异电路106及复位控制电路110。光电传感器102被说明为在图1中具有耦合到接地(例如，负电源轨或另一参考电压)的阳极及耦合到光电流/电压转换器104的阴极的光电二极管。在操作中，图1的光电传感器102经配置以响应于从外部场景接收到的入射光114光生电荷或光电流。在本技术的其它实施例中，光电传感器102可为另一合适类型的光电传感器或光电检测器(例如，金属-半导体-金属(MSM)光电检测器、光电晶体管、光电导检测器或光电管)。

图1的光电流/电压转换器104耦合到光电传感器102且经配置以将由光电传感器102产生的光电流转换成电压。差异电路106耦合到光电流/电压转换器104。基于从光电流/电压转换器104接收到的电压，差异电路106经配置以(a)在事件驱动像素120被复位时对参考信号、亮度级或电压进行取样及(b)产生差分差异信号(例如，通过对信号、亮度级或电压进行取样以与参考信号一起读出)。当行选择信号rsel(m)被断言时，差异电路106可将差分差异信号输出到位线或列线107上。更明确来说，差异电路106可经由列线107将差分差异信号的互补模拟电压信号输出到阈值比较电路108的输入。互补模拟电压信号可对应于经取样参考信号及上文论述的经取样信号。

在一些实施例中，光电流/电压转换器104可经配置以接收启用信号EN。如下文参考图11及12更详细论述，启用信号EN可用于选择性地启用(例如，加电，例如接通、启用电流流动或迫使进入较高功率模式或状态中)或停用(例如，掉电，例如关闭、停用电流流动或迫使进入较低功率模式或状态中)光电流/电压转换器104的一或多个放大器。停用放大器预计降低事件驱动像素120的功耗，借此降低成像系统100及/或并入成像系统100的图像传感器(未展示)的功耗。

复位控制电路110控制事件驱动像素120的复位。更明确来说，复位控制电路110接收全局复位信号GRST、行选择信号rsel(m)及确认信号col_ack(n)。如下文参考图2到6更详细论述，复位控制电路经配置以基于全局复位信号GRST、行选择信号rsel(m)及/或确认信号col_ack(n)的断言(a)产生复位信号RST及(b)响应于复位信号RST的断言启动对差异电路106中的新参考信号的取样。

阈值比较电路108耦合到差异电路106的输出。在所说明实施例中，阈值比较电路108是在事件驱动像素120外围的电路且经由列线107耦合到事件驱动像素120。与并入专用阈值比较电路的事件驱动像素相比，在列线107上放置阈值比较电路108使得阈值比较电路108被共享于事件驱动像素120与耦合到列线107的其它事件驱动像素(未展示)当中预计降低静态功耗。

在操作中，阈值比较电路108经配置以检测在外部场景内发生的事件。更明确来说，当在外部场景中发生事件时，事件在由光电传感器102接收到的入射光114中指示为强度或亮度的快速或突然改变。换句话说，如果外部场景是静态的，使得没有事件发生，那么入射光114的亮度保持基本上不变。因而，由光电传感器102产生的光电流保持基本上恒定。然而，如果在外部场景内发生事件(例如，移动)，那么事件用由光电传感器102接收到的入射光114的亮度的异步快速或突然改变来指示。亮度的改变可为从较暗到较亮或从较亮到较暗。因此，在由光电传感器102产生的光电流中可存在异步改变，这继而可导致由差异电路106产生的差分差异信号的改变。因此，阈值比较电路108可经配置以从差异电路106接收呈互补模拟电压电平的形式的差分差异信号，确定互补模拟电压电平之间的差异，比较所述差异与一或多个阈值及基于所述比较检测在外部场景中发生的事件。举例来说，阈值比较电路108可在由差异电路106输出的互补模拟电压电平之间的差异的量值超过阈值的量值时检测到在外部场景中已发生事件。

当阈值比较电路108检测到事件时，确认信号col_ack(n)可被断言以提示复位控制电路110：(a)断言复位信号RST以复位事件驱动像素120；及(b)启动对差异电路106中的新参考电压的取样。另外或替代地，阈值比较电路108可输出事件信息(例如，检测到事件的位置，例如用于检测事件的像素阵列中的光电传感器102的x-y坐标；光电流针对所述事件的改变极性(例如，更亮或更暗)；及/或事件发生的时间)以进行记录。另一方面，当阈值比较电路108没有检测到事件时，确认信号col_ack(n)可保持未断言，使得(在没有全局复位信号GRST的断言的情况下)事件驱动像素120不被复位控制电路110复位，且差异电路106基于先前取样的参考电压继续产生差分差异信号(例如，差异电路106留存先前取样的参考信号)。

应注意，并入图1的成像系统100的图像传感器无需记录完整规则图像，且因此无必须逐帧捕获正常图像的所有高度冗余信息的负担。代替地，图像传感器可仅记录事件信息。换句话说，在由阈值比较电路108执行的阈值比较之外，图像传感器可忽略其中没有检测到事件的图像或视频的帧的部分，借此以低数据速率实现超高帧速率及/或超高速能力。在一些实施例中，可同步或异步地读出事件。在这些及其它实施例中，来自事件驱动像素120的事件数据可与正常图像或视频捕获组合以用经由软件、人工智能(AI)网络或其它合适技术的事件检测重构高帧速率、高质量图像或视频。

图2是根据本技术的各种实施例配置的成像系统200的部分示意图。成像系统200可为图1的成像系统100或本技术的另一成像系统。如所展示，成像系统200包含控制电路215、事件驱动像素220及阈值比较电路208。

事件驱动像素220包含光电传感器202、光电流/电压转换器204、差异电路206及复位控制电路210。光电传感器202包含耦合到接地(例如，负电源轨或另一参考电压)的阳极及阴极。事件驱动像素220的光电流/电压转换器204耦合到光电传感器202的阴极且经配置以将由光电传感器202产生的光电流转换成电压V

事件驱动像素220的差异电路206包含两个分支，其各自耦合到光电流/电压转换器204的输出。差异电路206的第一分支包含第一晶体管221、具有第一电容C1的第一电容器223、第一源极跟随器缓冲器或晶体管225及第一行选择晶体管227。差异电路206的第二分支包含第二晶体管222、具有第二电容C2的第二电容器224、第二源极跟随器缓冲器或晶体管226及第二行选择晶体管228。在一些实施例中，第一源极跟随器晶体管225及/或第二源极跟随器晶体管226是线性源极跟随器晶体管。

参考第一分支，第一晶体管221包含：(a)漏极，其耦合到光电流/电压转换器204的输出及第二分支的第二晶体管222的漏极；(b)源极，其耦合到第一电容器223及第一源极跟随器晶体管225的栅极；及(c)栅极，其耦合到复位控制电路210的输出以接收复位信号RST。第一电容器223耦合于(a)第一晶体管221的源极及第一源极跟随器晶体管225的栅极与(b)接地(例如，负电源轨或另一参考电压)之间。第一源极跟随器晶体管225的漏极耦合到电源电压(例如，正电源轨或另一参考电压)，且第一源极跟随器晶体管225的源极耦合到第一行选择晶体管227的漏极。第一行选择晶体管227包含(a)耦合到第一列线207a的源极及(b)经配置以接收行选择信号rsel(m)的栅极。如下文更详细论述，第一分支经配置以至少部分基于电压V

参考第二分支，第二晶体管222的漏极耦合到光电流/电压转换器204的输出及第一分支的第一晶体管221的漏极。第二晶体管222进一步包含：(a)源极，其耦合到第二电容器224及第二源极跟随器晶体管226的栅极；及(b)栅极，其经配置以接收开关信号sw(m)。第二电容器224耦合于(a)第二晶体管222的源极及第二源极跟随器晶体管226的栅极与(b)接地(例如，负电源轨或另一参考电压)之间。第二源极跟随器晶体管226的漏极耦合到电源电压(例如，正电源轨或另一参考电压)，且第二源极跟随器晶体管226的源极耦合到第二行选择晶体管228的漏极。第二行选择晶体管228包含(a)耦合到第二列线207b的源极及(b)经配置以接收行选择信号rsel(m)的栅极。如下文更详细论述，第二分支经配置以至少部分基于电压V

在一些实施例中，开关信号sw(m)可被分配到一行的事件驱动像素中的全部或子集(例如，多者、唯一者)。举例来说，开关信号sw(m)可被分配到一行的多个事件驱动像素以最小化像素晶体管计数。替代地，开关信号sw(m)可专用于成像系统200的单个事件驱动像素220。

在一些实施例中，差异电路206可耦合到光电流/电压转换器204，使得差异电路206及/或光电流/电压转换器204用作高通滤波器，其经配置以滤除来自光电传感器202及/或光电流/电压转换器204的输出的较低频分量。因此，事件驱动像素220可忽略在由光电传感器202响应于来自外部场景的入射光产生的光电流中的缓慢或逐渐改变，且可代替地检测在由光电传感器202响应于入射光产生的光电流中发生的快速或突然改变。

基于从光电流/电压转换器204输出的电压V

从事件驱动像素220输出到第一及第二列线207a及207b上的差分差异信号的互补模拟电压信号V

再次参考图2的事件驱动像素220，复位控制电路210包含经配置以接收行选择信号rsel(m)的第一输入(输入a)、经配置以接收确认信号col_ack(n)的第二输入(输入b)及经配置以接收全局复位信号GRST的第三输入(输入c)。复位控制电路210另外包含经配置以将复位信号RST施加到差异电路206的第一晶体管221的栅极的输出(输出y)。复位信号RST的断言可至少部分取决于从控制电路215接收且输入到复位控制电路210中的行选择信号rsel(m)、确认信号col_ack(n)及全局复位信号GRST的状态。举例来说，如下文更详细论述，控制电路215可断言行选择信号rsel(m)以从差异电路206读出差分差异信号的互补信号，且可在阈值比较电路208基于差分差异信号检测到在外部场景中已发生事件时断言确认信号col_ack(n)。继续此实例，复位控制电路210可在行选择信号rsel(m)及确认信号col_ack(n)被同时断言时断言复位信号RST。作为另一实例，控制电路215可断言全局复位信号GRST以复位或初始化事件驱动像素220，且复位控制电路210可响应于全局复位信号GRST的断言而断言复位信号RST。

图3及4分别是可在本技术的各种实施例中实施为图2的复位控制电路210的复位控制电路310及410的部分示意图。首先参考图3，复位控制电路310包含AND逻辑门341、OR逻辑门342及延迟元件343。AND逻辑门341包含经配置以经由复位控制电路310的第一输入(输入a)接收行选择信号rsel(m)的第一输入及经配置以经由复位控制电路310的第二输入(输入b)接收确认信号col_ack(n)的第二输入。OR逻辑门342包含耦合到AND逻辑门341的输出的第一输入、经配置以经由复位控制电路310的第三输入(输入c)接收全局复位信号GRST的第二输入及耦合到延迟元件343的输入的输出(输出x)。延迟元件343包含耦合到复位控制电路310的输出(输出y)的输出。

在操作中，复位控制电路310经配置以在(a)全局复位信号GRST被断言或(b)行选择信号rsel(m)及确认信号col_ack(n)一起被断言时断言复位信号RST。换句话说，复位控制电路310经配置以每当(a)全局复位信号GRST被断言或(b)差异信号从图2的事件驱动像素220的差异电路206读出且差异信号指示在外部场景中已发生事件时都断言RST。否则，复位控制电路310输出处于其未断言状态中的复位信号RST。如下文更详细论述，在OR逻辑门342的输出(输出x)的下降边缘上，延迟元件343经配置以将复位信号RST保持于经断言状态中达不反应期。在其它实施例中，复位控制电路310可能缺少或省略延迟元件(例如，使得OR逻辑门342的输出(输出x)连接(例如，直接)到复位控制电路310的输出(输出y)及/或使得复位信号RST在OR逻辑门342的输出(输出x)的下降边缘上被取消断言而没有不反应期)。

现在参考图4，复位控制电路410包含多个晶体管(在图4中个别地识别为第一到第八晶体管451到458)及电容器459。第一到第四晶体管451到454经布置为NAND逻辑门。更明确来说，第一晶体管451的源极耦合到接地(例如，负电源轨或另一参考电压)，第一晶体管451的漏极耦合到第二晶体管452的源极，且第一晶体管451的栅极经配置以经由复位控制电路410的第二输入(输入b)接收确认信号col_ack(n)。第二晶体管452的漏极耦合到第三晶体管453的漏极及第四晶体管454的漏极，且第二晶体管452的栅极经配置以经由复位控制电路410的第一输入(输入a)接收行选择信号rsel(m)。第三晶体管453的源极耦合到电源电压(例如，正电源轨或另一参考电压)，第三晶体管453的漏极耦合到第四晶体管454的漏极，且第三晶体管453的栅极经配置以经由复位控制电路410的第一输入(输入a)接收行选择信号rsel(m)。第四晶体管454的源极耦合到电源电压，且第四晶体管454的栅极经配置以经由复位控制电路410的第二输入(输入b)接收确认信号col_ack(n)。

复位控制电路410的第七晶体管457经布置为对电容器459充电的低活动开关。特定来说，第七晶体管457的源极耦合到电源电压，第七晶体管457的栅极耦合到NAND逻辑门的输出(例如，到第二晶体管452的漏极、到第三晶体管453的漏极及到第四晶体管454的漏极)，且第七晶体管457的漏极耦合到电容器459及复位控制电路410的输出(输出y)。电容器459耦合于(a)接地与(b)第七晶体管457的漏极及复位控制电路410的输出(输出y)之间。

复位控制电路410的第五晶体管455及第六晶体管456经布置为传递晶体管。更明确来说，(a)第五晶体管455的源极耦合到第三晶体管453的漏极及第四晶体管454的漏极；(b)第五晶体管455的漏极耦合到第二晶体管452的漏极及第七晶体管457的栅极；(c)第六晶体管456的源极耦合到接地；且(d)第六晶体管456的漏极耦合到第二晶体管452的漏极、第五晶体管455的漏极及第七晶体管457的栅极。第五晶体管455的栅极及第六晶体管456的栅极各自经配置以经由复位控制电路410的第三输入(输入c)接收全局复位信号。

第八晶体管458经布置为经配置以在低活动开关被释放时(例如，当第七晶体管457关断时)将电容器459放电的电阻元件。更明确来说，第八晶体管458的源极耦合到接地；第八晶体管458的漏极耦合到第七晶体管457的漏极、电容器459及复位控制电路410的输出(输出y)；且第八晶体管458的栅极经配置以接收可编程或可修整偏压电压。如下文更详细论述，第八晶体管458经配置以在第七晶体管457从接通到关断时将复位信号RST保持于经断言状态中达不反应期。

在操作中，复位控制电路410类似于复位控制电路310般起作用。特定来说，当行选择信号rsel(m)及确认信号col_ack(n)两者都被断言时，第七晶体管457经由NAND逻辑门(由第一到第四晶体管451到454形成)的输出接通，电容器459被充电，且从复位控制电路410输出的复位信号RST被断言。另外，当全局复位信号GRST被断言时，第七晶体管457经由用作传递晶体管的第六晶体管456接通，电容器459被充电，且从复位控制电路410输出的复位信号RST被断言。在所有其它时间，第七晶体管457关断，电容器459被放电或保持未充电，且从复位控制电路410输出的复位信号RST未被断言。

复位控制电路410的电容器459在(a)全局复位信号在被断言之后被取消断言或(b)行选择信号rsel(m)或确认信号col_ack(n)在行选择信号rsel(m)及确认信号col_ack(n)两者被一起断言之后被取消断言时经由第八晶体管458放电。电容器459依其经由第八晶体管458放电的速率(a)取决于施加到第八晶体管458的栅极的可编程偏压电压且(b)与复位信号RST在第八晶体管458开始将电容器459放电之后在其期间被保持断言的不反应期的长度负相关。举例来说，较高偏压电压可用于经由第八晶体管458将电容器459更快地放电且因此持续较短不反应期。继续此实例，较低偏压电压可用于经由第八晶体管458将电容器459更慢地放电且因此持续较长不反应期。

应了解，在本技术的其它实施例中，图2的复位控制电路210可具有除图2、3及4中展示的示意性配置之外的另一示意性配置，且另一示意项可基于行选择信号rsel(m)、确认信号col_ack(n)及/或全局复位信号GRST选择性地复位事件驱动像素220。举例来说，如上文论述，在本技术的一些实施例中可省略图3的复位控制电路310的延迟元件343，使得在全局复位信号GRST、确认信号col_ack(n)及/或行选择信号rsel(m)被取消断言之后不存在不反应期。作为另一实例，在一些实施例中，图4的复位控制电路410可能在全局复位信号GRST、确认信号col_ack(n)及/或行选择信号rsel(m)被取消断言之后没有不反应期。作为特定实例，可省略复位控制电路410的电容器459及/或第八晶体管458，及/或施加到第八晶体管458的栅极的偏压电压可经设置使得电容器459被快速(例如，立即)放电。应进一步了解，在其它实施例中，差异电路206、事件驱动像素220、阈值比较电路208及/或控制电路215可具有除图2中展示的示意性配置之外的其它示意性配置。实际上，可作为图2的差异电路206及/或事件驱动像素220的补充或代替其使用的本技术的替代性示意性配置的实例在下文关于图6详细论述。

图5是说明根据本技术的各种实施例的操作图2的成像系统200及事件驱动像素220的方法的时序图560。一起参考图2及5，为了清楚及理解起见，假定由光电传感器202产生的光电流是线性的(如图5中的顶部曲线图中展示)。还假定光电流/电压转换器204将由光电传感器202产生的光电流转换成对数增加的电压V

在图5中展示的时间t0处，成像系统200的控制电路215通过断言全局复位信号GRST实施全局复位以初始化事件驱动像素220。当全局复位信号GRST被断言时，事件驱动像素220的复位控制电路210断言施加到第一晶体管221的栅极的复位信号RST。继而，第一晶体管221接通，且从光电流/电压转换器204输出的电压V

在时间t1处，控制电路215取消断言全局复位信号GRST。继而，复位控制电路210取消断言复位信号RST。因此，在时间t1处，第一电容器223上的参考亮度级V

在时间t2处，控制电路215取消断言开关信号sw(m)且断言行选择信号rsel(m)(例如，作为用以定位已检测到事件的成像系统200的像素的读出扫描的部分)。当行选择信号rsel(m)被断言时，第一行选择晶体管227及第二行选择晶体管228被激活。因此，对应于参考亮度级V

模拟亮度级V

放大器231的输出在节点O处出现且被馈送到阈值比较电路208的第一及第二比较器232及233中。第一比较器232比较放大器231的输出与第一阈值电压V

在时间t3处，控制电路215取消断言行选择信号rsel(m)且断言开关信号sw(m)以激活第二晶体管222。开关信号sw(m)从时间t3到时间t4保持断言，这意味着第二晶体管222从时间t3到时间t4保持激活。因此，亮度级V

在时间t4处，控制电路215取消断言开关信号sw(m)且断言行选择信号rsel(m)(例如，作为用以定位已检测到事件的成像系统200的像素的读出扫描的部分)。当行选择信号rsel(m)被断言时，第一行选择晶体管227及第二行选择晶体管228被激活。因此，对应于参考亮度级V

模拟亮度级V

在时间t5处，响应于信号UP的断言，控制电路215登记事件且断言确认信号col_ack(n)。因为确认信号col_ack(n)及行选择信号rsel(m)两者都在时间t5与时间t6之间被断言，因此复位控制电路210通过在时间t5与时间t6之间断言复位信号RST来实施事件驱动像素220的局部复位。继而，经断言复位信号RST经施加到第一晶体管221的栅极，且事件驱动像素220的差异电路206被复位。更明确来说，对应于从光电流/电压转换器204输出的电压V

在时间t6处，控制电路215取消断言行选择信号rsel(m)及确认信号col_ack(n)。继而，复位控制电路210取消断言复位信号RST。因此，在时间t6处，第一电容器223上的参考亮度级V

在时间t7处，控制电路215取消断言开关信号sw(m)且断言行选择信号rsel(m)(例如，作为用以定位已检测到事件的成像系统200的像素的读出扫描的部分)。当行选择信号rsel(m)被断言时，第一行选择晶体管227及第二行选择晶体管228被激活。因此，对应于参考亮度级V

模拟亮度级V

在时间t8处，响应于信号DOWN的断言，控制电路215登记事件且断言确认信号col_ack(n)。因为确认信号col_ack(n)及行选择信号rsel(m)两者都在时间t8与时间t9之间被断言，因此复位控制电路210通过在时间t8与时间t9之间断言复位信号RST来实施事件驱动像素220的局部复位。继而，经断言复位信号RST经施加到第一晶体管221的栅极，且事件驱动像素220的差异电路206被复位。更明确来说，对应于从光电流/电压转换器204输出的电压V

在时间t9处，控制电路215取消断言行选择信号rsel(m)及确认信号col_ack(n)。继而，复位控制电路210取消断言复位信号RST。因此，在时间t9处，第一电容器223上的参考亮度级V

继续参考上文论述的图2及5，断言开关信号sw(m)将亮度级V

在这些及其它实施例中，成像系统200可包含额外像素逻辑以防止阈值比较电路208的第一比较器232及/或第二比较器233在复位信号RST及行选择信号rsel(m)两者在确认信号col_ack(n)的断言之后响应于检测到事件而被断言的时间段期间的额外触发。举例来说，成像系统200可包含额外像素逻辑，除在开关信号sw(m)在图5中被展示为被断言的时间之外，每当复位信号RST被断言时，所述额外像素逻辑都断言开关信号sw(m)。因此，参考图5作为实例，额外像素逻辑可确保开关信号sw(m)：(a)在时间t0与时间t2之间，(b)在时间t3与时间t4之间，(c)在时间t5与时间t7之间及(d)在时间t8与时间t9之间被断言。在复位信号RST被断言时断言开关信号sw(m)准许取样到第二电容器224上的亮度级V

图6是根据本技术的各种实施例配置的另一事件驱动像素620的部分示意图。如所展示，事件驱动像素620类似于图2的事件驱动像素220。举例来说，事件驱动像素620包含：(a)光电传感器602；(b)光电流/电压转换器604；及(c)差异电路606，其具有第一分支(包含第一晶体管621、具有第一电容C1的第一电容器623、第一源极跟随器缓冲器或晶体管625及第一行选择晶体管627)及第二分支(包含第二晶体管622、具有第二电容C2的第二电容器624、第二源极跟随器缓冲器或晶体管626及第二行选择晶体管628)。尽管图6中未展示，但事件驱动像素620可进一步包含复位控制电路，其类似于图2的复位控制电路210且具有耦合到第一晶体管621的栅极的输出。事件驱动像素620的光电传感器602、光电流/电压转换器604、差异电路606及复位控制电路可分别类似于图2的光电传感器202、光电流/电压转换器204、差异电路206及复位控制电路210般操作。因此，此处为了简洁起见省略事件驱动像素620的这些组件的详细论述。

与图2的事件驱动像素220相比，图6的事件驱动像素620进一步包含无源MOS变容二极管670(例如，变容二极管(varicap))。变容二极管670包含第一晶体管671及第二晶体管672。第一电容器623及第二电容器624彼此并联耦合于光电流/电压转换器604的输出与变容二极管670的第一及第二晶体管671及672之间。第一晶体管671电耦合于参考电压V

现在将参考图7A及7B解释变容二极管670的特性。图7A是根据本技术的各种实施例配置的MOS变容二极管电路780的部分简化示意图，且图7B是说明操作图7A的MOS变容二极管电路780的方法的时序图785。MOS变容二极管电路780可大体上对应于图6中说明的事件驱动像素620的一部分。举例来说，图7A的MOS变容二极管电路780可大体上对应于事件驱动像素620的第一晶体管621、第二晶体管622、第一电容器623、第二电容器624、第一晶体管671及/或第二晶体管672。因此，为了清楚及理解，在图7A及7B中使用与图6中使用的参考数字及信号类似的参考数字及信号。

如所展示，MOS变容二极管电路780包含由复位信号RST控制的开关721、由取样及保持信号S&H控制的开关771、由信号Boost控制的开关772及具有彼此耦合的漏极端子及源极端子的MOS电容器723。开关721选择性地将MOS电容器723的栅极耦合到参考电压V

一起参考图7A及7B，当(i)复位信号RST以及取样及保持信号S&H两者都被断言且(ii)信号Boost保持未断言时，MOS变容二极管电路780在第一操作阶段(例如，跟踪或反转阶段)下操作，且信号被取样到MOS电容器723上。更明确来说，MOS电容器723的漏极及源极端子经由开关771被加偏压到参考电压V

另一方面，当(i)信号Boost被断言且(ii)复位信号RST以及取样及保持信号S&H未断言时，MOS变容二极管电路780在第二操作阶段(例如，放大或累积阶段)下操作且节点G处的电压增加。更明确来说，MOS电容器723的漏极及源极端子被加偏压到参考电压V

其中方程式2

上文对MOS变容二极管电路780的论述忽略MOS电容器723的源极及漏极端子的结处的边缘电容，其应保持最小。在本技术的一些实施例中，三端子装置(例如图8中说明的三端子装置881)可用于减小、最小化或消除源极及漏极端子的结处的边缘电容。

再次参考图6，鉴于上文对图7A到8的论述，当复位信号RST被断言时，第一晶体管621被激活且对应于从光电流/电压转换器204输出的电压V

图9到12分别是根据本技术的各种实施例配置的光电流/电压转换器904、1004、1104及1204的部分示意图。光电流/电压转换器904、1004、1104及1204可各自在图2的事件驱动像素220中用于将光电流转换成电压，且因此被说明为耦合到图2的光电传感器202。光电流/电压转换器904、1004、1104及1204中的每一者可用于本技术的其它事件驱动像素中，包含图6的事件驱动像素620。因此，光电流/电压转换器904、1004、1104及1204中的每一者可耦合到光电传感器602或本技术的另一光电传感器。

首先参考图9，光电流/电压转换器904包含晶体管991，所述晶体管991具有(a)耦合到光电传感器202的阴极的源极及(b)耦合到电源电压(例如，正电源轨或另一参考电压)的漏极。晶体管991的栅极耦合到偏压电压。在操作中，光电流/电压转换器904经配置以将由光电传感器202输出的光电流转换成电压V

现在参考图10，光电流/电压转换器1004包含晶体管1091，所述晶体管1091具有(a)耦合到电源电压(例如，正电源轨或另一参考电压)的漏极及(b)耦合到偏压电压的栅极。光电流/电压转换器1004进一步包含彼此串联堆叠的多个晶体管1092(在图10中个别地识别为第一到第n晶体管1092a到1092n)。多个晶体管中的第一晶体管1092a包含耦合到光电传感器202的阴极的源极，且多个晶体管中的第n晶体管1092n包含耦合到晶体管1091的源极及光电流/电压转换器1004在其处产生电压V

如所展示，第一到第n晶体管1092a到1092n中的每一者包含经配置以接收对应偏压电压的栅极。施加到第一到第n晶体管1092a到1092n的栅极的偏压电压可相同，或偏压电压中的至少一些可彼此有所不同。施加到第一到第n晶体管1092a到1092n的栅极的偏压电压可在弱反转中操作第一到第n晶体管1092a到1092n，使得第一到第n晶体管1092a到1092n提供信号放大。换句话说，第一到第n晶体管1092a到1092n可用于放大在光电流/电压转换器1004的输出(节点A)处产生的电压V

现在参考图11，光电流/电压转换器1104包含晶体管1191，所述晶体管1191具有(a)耦合到光电传感器202的阴极的源极及(b)耦合到电源电压(例如，正电源轨或另一参考电压)的漏极。光电流/电压转换器1104进一步包含放大器1193，所述放大器1193具有：(a)输入(例如，反转输入)，其耦合到光电传感器202的阴极及晶体管1191的源极；及(b)输出，其耦合到(i)光电流/电压转换器1104在其处产生电压V

放大器1193可用于提高对在晶体管1191的源极与栅极之间的光电流/电压转换器1104的输出处产生的电压V

如图11中展示，放大器1193可经配置以接收启用信号EN。启用信号EN可用于选择性地启用或停用放大器1193。举例来说，启用信号EN有时可用于在对应事件驱动像素没有取样参考信号或输出差分差异信号时选择性地停用放大器1193或将放大器1193置于掉电模式中(借此降低对应事件驱动像素的功耗)且有时可在对应事件驱动像素正取样参考信号或预计将差分差异信号输出到列线上时(例如，当行选择信号rsel(m)被断言时)选择性地启用放大器1193或将放大器1193置于加电模式中。在一些实施例中，放大器1193可能需要时间来稳定。在这些实施例中，启用信号EN可在差分差异信号从对应事件驱动像素被读出到列线上之前的给定时间被断言。

现在参考图12，光电流/电压转换器1204表示图10的光电流/电压转换器1004与图11的光电流/电压转换器1104的组合。更明确来说，光电流/电压转换器1204包含晶体管1291、多个晶体管1292(在图12中个别地识别为第一到第n晶体管1292a到1292n)及放大器1293。多个晶体管1292彼此串联堆叠。多个晶体管中的第一晶体管1292a包含耦合到光电传感器202的阴极及放大器1293的输入(例如，反转输入)的源极。多个晶体管中的第n晶体管1292n包含耦合到晶体管1291的源极的漏极。放大器1293包含输出，所述输出耦合到(i)光电流/电压转换器1204在其处产生电压V

类似于图10的光电流/电压转换器1004的第一到第n晶体管1092a到1092n，图12的第一到第n晶体管1292a到1292n中的每一者包含经配置以接收对应偏压电压的栅极。施加到第一到第n晶体管1292a到1292n的栅极的偏压电压可相同，或偏压电压中的至少一些可彼此有所不同。施加到第一到第n晶体管1292a到1292n的栅极的偏压电压可在弱反转中操作第一到第n晶体管1292a到1292n，使得第一到第n晶体管1292a到1292n提供信号放大，如上文论述。

类似于图11的光电流/电压转换器1104的放大器1193，放大器1293可用于提高对在晶体管1191的源极与栅极之间的光电流/电压转换器1204的输出处产生的电压V

C.

本技术的实施例的上文详细描述不希望是详尽的或将技术限于上文公开的精确形式。尽管上文出于说明目的描述本技术的特定实施例及实例，但相关领域的技术人员应认识到，各种等效修改在本技术的范围内是可能的。举例来说，尽管按上述给定顺序呈现步骤，但替代实施例可按不同顺序执行步骤。此外，本文中描述的各种实施例也可经组合以提供另外实施例。

从前述内容应了解，本文中已出于说明目的而描述本技术的特定实施例，但未详细展示或描述众所周知的结构及功能以免不必要地模糊本技术的实施例的描述。在上下文准许的情况下，单数或复数术语也可分别包含复数或单数术语。另外，除非用词“或”明确限于意味着排除关于两个或多于两个项目的列表的其它项目的仅单个项目，否则在此列表中使用“或”应被解译为包含(a)列表中的任何单个项目、(b)列表中的所有项目或(c)列表中的项目的任何组合。此外，如本文中使用，如在“A及/或B”中的短语“及/或”是指仅A、仅B及A及B两者。另外，贯穿全文使用术语“包括”、“包含”、“具有”及“具”意味着至少包含所述特征，使得不排除任何更大数目个相同特征及/或额外类型的其它特征。此外，如本文中使用，短语“基于”、“取决于”、“作为…的结果”及“响应于”不应被解释为参考条件闭集。举例来说，在不脱离本公开的范围的情况下，被描述为“基于条件A”的示范性步骤可为基于条件A及条件B两者。换句话说，如本文中使用，短语“基于”应以与短语“至少部分基于”或短语“至少部分地基于”相同的方式解释。而且，术语“连接”及“耦合”在本文中可互换使用且是指直接及间接连接或耦合两者。举例来说，在上下文准许的情况下，元件A“连接”或“耦合”到元件B可指(i)A直接“连接”或直接“耦合”到B及/或(ii)A间接“连接”或间接“耦合”到B。

从前述内容还应了解，可在不脱离本公开或本技术的情况下做出各种修改。举例来说，所属领域的一般技术人员应理解，本技术的各种组件可进一步划分成子组件，或本技术的各种组件及功能可组合及集成。另外，特定实施例的上下文中描述的本技术的某些方面也可在其它实施例中组合或剔除。此外，尽管与本技术的某些实施例相关联的优点已在所述实施例的上下文中描述，但其它实施例也可展现此类优点，且并非所有实施例都必然需要展现此类优点以落于本技术的范围内。因此，本公开及相关联技术可涵盖本文中未明确展示或描述的其它实施例。