(57)【要約】フォトアレイは、セル（１０）の１次元又は２次元のアレイを具え、各セル（１０）が、  前記セル（１０）の光強度に依存するセンサ信号を発生するフォトセンサ（Ｄ，Ｔ１−４）と、前記センサ信号の時間微分に比例する電流によって充電される第１コンデンサ（Ｃ１）と、前記第１コンデンサの電圧がしきい値を越えるか否か検出し、前記第１コンデンサの電圧がしきい値を越える場合には出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）を発生する少なくとも１個のしきい値検出器（Ｔ９−Ｔ１１、Ｔ１２−Ｔ１４）と、前記出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）の発生後前記第１コンデンサ（Ｃ１）を放電する放電装置（Ｔ７）とを有する。そのようなセルは、入射する光の強度が変化するときにのみイベントを発生し、これによって、フォトアレイからの処理すべきデータの量を減少する。
2009508085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間依存性の画像データを検出するフォトアレイであって、セル（１０）のアレイを具え、各セル（１０）が、
前記セル（１０）の光強度に依存するセンサ信号を発生するフォトセンサ（Ｄ，Ｔ１−４）と、
前記センサ信号の時間微分に比例する電流によって充電される第１コンデンサ（Ｃ１）と、
前記第１コンデンサの電圧がしきい値を越えるか否か検出し、前記第１コンデンサの電圧がしきい値を越える場合には出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）を発生する少なくとも１個のしきい値検出器（Ｔ９−Ｔ１１、Ｔ１２−Ｔ１４）と、
前記出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）の発生後前記第１コンデンサ（Ｃ１）を放電する放電装置（Ｔ７）とを具えるフォトアレイ。
【請求項２】
請求項１記載のフォトアレイにおいて、各セルが、前記第１コンデンサに直列な第２コンデンサ（Ｃ２）を更に具え、前記第１コンデンサ（Ｃ１）が、前記反転増幅器（Ｔ６）の入力部と出力部との間に配置され、前記第２コンデンサ（Ｃ２）が、前記フォトセンサ（Ｄ，Ｔ１−Ｔ４）と前記入力部との間に配置されたことを特徴とするフォトアレイ。
【請求項３】
請求項２記載のフォトアレイにおいて、前記第２コンデンサ（Ｃ２）が前記第１コンデンサより著しく大きいことを特徴とするフォトアレイ。
【請求項４】
請求項２又は３記載のフォトアレイにおいて、前記反転増幅器（Ｔ６）が、増幅器出力部（Ｐ３）とゲートとの間に配置された前記第１コンデンサ（Ｃ１）を有する第１トランジスタ（Ｔ６）によって形成され、前記第１トランジスタ（Ｔ６）のドレイン−ソースチャネルが、逆の極性の第２トランジスタ（Ｔ８）に直列であり、前記第２トランジスタ（Ｔ８）のゲートに、規定された電位が印加されることを特徴とするフォトアレイ。
【請求項５】
請求項４記載のフォトアレイにおいて、前記しきい値検出器（Ｔ９−Ｔ１１，Ｔ１２−Ｔ１４）が第１トランジスタアッセンブリ（Ｔ９；Ｔ１２，Ｔ１３）を具え、前記第１トランジスタアッセンブリ（Ｔ９；Ｔ１２，Ｔ１３）が、第２トランジスタアッセンブリ（Ｔ１０，Ｔ１１；Ｔ１４）に直列であり、
少なくとも１個のトランジスタアッセンブリが、少なくとも１個のトランジスタ（Ｔ９；Ｔ１２，Ｔ１３）を具え、少なくとも１個のトランジスタアッセンブリが、少なくとも２個のトランジスタ（Ｔ１０，Ｔ１１；Ｔ１４）を具え、
前記第１トランジスタアッセンブリ（Ｔ９；Ｔ１２，Ｔ１３）のトランジスタが、前記第１トランジスタ（Ｔ６）と同一の極性、形状及び寸法を有し、前記第２トランジスタアッセンブリ（Ｔ１０，Ｔ１１；Ｔ１４）のトランジスタが、前記第２トランジスタ（Ｔ８）と同一の極性、形状及び寸法を有し、前記増幅器出力（Ｐ３）が、前記第１トランジスタアッセンブリ（Ｔ９；Ｔ１２，Ｔ１４）のトランジスタの１個以上のゲートに接続され、
前記出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）が、前記第１トランジスタアッセンブリと前記第２トランジスタアッセンブリとの間のポイント（Ｐ４，Ｐ５）に発生することを特徴とするフォトアレイ。
【請求項６】
請求項５記載のフォトアレイにおいて、前記第２トランジスタアッセンブリ（Ｔ１０，Ｔ１１；Ｔ１４）の１個以上の前記トランジスタの１個以上のゲートに、前記第２トランジスタ（Ｔ８）のゲートとほぼ同一の電圧が印加されることを特徴とするフォトアレイ。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか１項に記載のフォトアレイにおいて、前記セル（１０）のアレイを、セル（１０）の２次元アレイとしたことを特徴とするフォトアレイ。
【請求項８】
請求項１から７のうちのいずれか１項に記載のフォトアレイにおいて、前記セル（１０）の全てから前記出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）を収集する信号コレクタ（１４，２０，２８，３０）を更に具えることを特徴とするフォトアレイ。
【請求項９】
請求項８記載のフォトアレイにおいて、リセット信号発生器（２４，２６）を更に具え、各リセット信号発生器は、前記セル（１０）の１個の放電装置（Ｔ７）を始動させるよう接続され、
前記出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）が前記信号コレクタに供給され、所定のセル（１０）から出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）を受信すると、前記信号コレクタが、前記所定のセル（１０）の前記リセット信号発生器（２４，２６）を制御して、前記所定のセル（１０）の放電装置（Ｔ７）を始動させることを特徴とするフォトアレイ。
【請求項１０】
請求項９記載のフォトアレイにおいて、前記セル（０１）のアレイを、セル（１０）の２次元アレイとし、前記セル（１０）が行列配置され、前記フォトアレイが、
各行の前記セル（１０）の出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）を行信号として前記行信号線に供給する行ごとに１本又は２本の行信号線と、
前記行信号線に接続され、前記出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）を検出する行アービタ（１４）と、
前記行の行信号線の出力信号（ＯＮ，ＯＦＦ）を受信すると前記行アービタ（１４）が行応答信号を発生する行ごとに１本の行応答線と、
前記アービタが前記行信号線に行信号を発生し、前記行応答線の行応答信号を取得する場合、各セル（１０）が列信号を発生する列ごとに１本又は２本の列信号線と、
前記列信号線に接続され、前記列信号を検出する列アービタ（２０）と、
前記列の列信号線の列信号を受信すると前記列アービタ（２０）が列応答信号を発生する列ごとに１本の列鴨東線とを具え、
各セル（１０）の前記リセット信号発生器（２４，２６）が、行応答信号及び列応答信号が存在する場合に前記放電装置（Ｔ７）を始動させるために前記セル（１０）の前記行応答線及び前記列応答線に接続されたことを特徴とするフォトアレイ。
【請求項１１】
請求項１０記載のフォトアレイにおいて、出力信号（ＯＮ；ＯＦＦ）を発生するセル（１０）のアドレスを計算するために前記列応答信号線及び前記行応答信号線に接続したエンコーダ（２８）を更に具えることを特徴とするフォトアレイ。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載のフォトアレイにおいて、前記行応答線及び前記列応答線を、行又は列の全てのセル（１０）からの信号を搬送するワイヤードオアの線としたことを特徴とするフォトアレイ。
【請求項１３】
請求項１から１２のうちのいずれか１項に記載のフォトアレイにおいて、前記センサ信号が、前記セル（１０）の光強度の対数に比例することを特徴とするフォトアレイ。
【請求項１４】
請求項１から１３のうちのいずれか１項に記載のフォトアレイにおいて、各セル（１０）が、
前記第１コンデンサ（Ｃ１）の電圧が第１の上側のしきい値を超えるか否かを検出し、前記第１コンデンサ（Ｃ１）の電圧が第１の上側のしきい値を超える場合には第１出力信号（ＯＮ）を発生する第１しきい値検出器（Ｔ９−Ｔ１１）と、
前記第１コンデンサ（Ｃ１）の電圧が第２の下側のしきい値より下であるか否かを検出し、前記第１コンデンサ（Ｃ１）の電圧が第２の下側のしきい値より下である場合には第２出力信号（ＯＦＦ）を発生する第２しきい値検出器（Ｔ１２−Ｔ１４）とを具えることを特徴とするフォトアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時間依存性の画像データを検出し、セルのアレイを具え、各セルが、セルの光強度に依存する信号を発生する光検出器を有するフォトアレイ、すなわち、光検出素子のアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、米国特許公開第２００３／００１５６４７号に開示されているようなフォトアレイを用いたリアルタイム人工画像は、アレイがサンプリングされるフレーム速度に制約が課される。それに対して、そのようなフォトアレイは、強力かつ高コストの前処理を必要とする大量の冗長データを発生する。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、リアルタイム人工画像により適したフォトアレイを提供することである。この目的は、請求項１のフォトアレイによって達成される。
【０００４】
したがって、本発明のフォトアレイは、セルの幾何学的な１次元又は２次元アレイを具え、アレイは、矩形境界を有しても有しなくてもよく、各セルは、セルの光強度に依存するセンサ信号を発生するフォトセンサと、センサ信号の時間微分に比例する電流によって充電される第１コンデンサと、第１コンデンサの電圧がしきい値を越えるか否か検出し、第１コンデンサの電圧がしきい値を越える場合には出力信号を発生する少なくとも１個のしきい値検出器と、前記出力信号の発生後前記第１コンデンサを放電する放電装置とを有する。
【０００５】
換言すれば、第１キャパシタの（しきい値によって規定された）所定の電荷の充電（又は放電）により、出力信号の形態のイベントが発生する。このデジタル化方法は、特にフォトアレイに適している。その理由は、ソースすなわちセルのデータ量を簡単な方法で減少することができるからである。入射する光強度が変化するときだけアレイからのデータ通信が行われる。したがって、処理されるデータ量が大幅に減少し、フォトアレイは、従来の装置より速い速度で情報を転送することができる。
【０００６】
放電装置は、イベント後にコンデンサをリセットするのに用いられる。
【０００７】
フォトアレイは、全てのセルからの出力信号を収集する信号コレクタを更に具えることができる。
【０００８】
好適には、所定のセルから出力信号を受信すると、信号コレクタは、所定のセルのリセット信号発生器を制御して、第１キャパシタを放電するためのリセット信号を発生する。これによって、信号コレクタはセルのファイヤレートを制御することができる。
【０００９】
各セルは、第１コンデンサに直列の第２コンデンサを更に具えることができる。第１コンデンサは、反転増幅器の入力部と出力部との間に配置され、第２コンデンサは、光検出器と増幅器の入力部との間に配置される。２個のキャパシタ及び増幅器は、スイッチドキャパシタ増幅器を形成する。好適には、第２コンデンサは、第１コンデンサより著しく大きく、これによって、高い増幅器利得を達成することができる。コンデンサの容量間の比が、増幅器のクローズドループゲインを規定し、コンデンサがチップ上で高精度に製造することができるので、この技術は、製造工程の公差によりセルの他の素子の特性が異なる場合でもフォトアレイの全てのセルが非常によく似た応答を有することができる。
【００１０】
好適には、光検出器からの信号は、所定のセルに入射する光の強度の対数に比例し、これによって、広いダイナミックレンジに亘る信号を検出することができ、さらに、絶対照明に依存しなくなる。
【００１１】
独立項又は以下の詳細な説明を考察するときに本発明が更によく理解されるとともにこれまで説明した目的以外の目的が明らかになる。そのような説明を添付図面粗参照して行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
既に説明したように、本発明のフォトアレイは、複数の、好適には同一のセルを有し、各セルは、センサ信号を発生するフォトセンサと、センサ信号を処理する回路とを有する。
【００１３】
そのようなセルのあり得る実施の形態を図１に示す。
【００１４】
フォトセンサは、セルの入力側において、入射光強度Ｉに比例する光電流を発生するフォトダイオードＤを具える。
【００１５】
フォトセンサは、ほぼ対数応答を有する増幅器を形成する４個のトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を更に具え、増幅器は、ポイントＰ１でｌｏｇ（Ｉ）に線形的に関連した電圧を有するセンサ信号を発生し、すなわち、ポイントＰ１の電圧は、定数値ｋ及びｃｏｎｓｔによりＶ＝ｃｏｎｓｔ＋ｋ．ｌｏｇ（Ｉ）で表される。同様な回路は、例えば、米国特許第５２７６８１３号から知られており、その開示を、参照することによってここに組み込む。
【００１６】
帰還配置は、仮想的なグランドのフォトダイオード電圧を能動的にクランプすることにより回路の応答時間を速くするという追加の利点を有し、その結果、光電流を変化させるためには、フォトダイオード容量を少量だけ充電し又は放電するだけでよい。
【００１７】
図１の実施の形態において、全てのセルのフォトダイオードを流れる電流が、電流加算器１で合計され、この和の対数に比例する電圧が、トランジスタＴ３のゲートに供給され、これによって、増幅器の電力消費を低強度で減少することができる。この技術は、米国特許出願第２００４／００６８７６号明細書に記載されており、その開示を、参照することによってここに組み込む。
【００１８】
ポイントＰ１からの電圧は、同一極性のトランジスタＴ５ｂに直列なトランジスタＴ５ａのゲートに供給される。トランジスタＴ５ｂのゲート電圧は、固定電位を有する。トランジスタＴ５ａ及びＴ５ｂは、ほぼ単一利得のソースホロワ電圧バッファを形成する。トランジスタ間の出力部Ｐ２の電圧もｌｏｇ（Ｉ）に線形的に関連する。電圧バッファの目的は、２段を切り離すことであり、これによって、帰還及びあり得る不安定性を減少する。
【００１９】
出力部Ｐ２からの電圧は、直列な２個のトランジスタＴ６及びＴ８、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２及びトランジスタＴ７によって形成されたスイッチドキャパシタ増幅器に供給される。トランジスタＴ７は、第１コンデンサＣ１を放電する放電装置としての役割を果たす。トランジスタＴ６は、トランジスタＴ６とＴ８との間に配置された増幅器出力部Ｐ３を有する反転増幅器となる。第１コンデンサＣ１は、増幅器出力部Ｐ３とこの反転増幅器の入力部（すなわち、トランジスタＴ６のゲート）との間に配置され、すなわち、増幅器は、第１コンデンサＣ１の電圧を調整することによってトランジスタＴ６のゲートの電圧を一定に保持する。第２トランジスタＴ８のゲート電圧は、所定の固定電位ｄｉｆｆとなる。トランジスタＴ８は、増幅器入力トランジスタＴ６のバイアス電流を減衰する。トランジスタＴ８は、増幅器の出力抵抗を部分的に決定する。Ｔ６及びＴ８によって形成された反転増幅器は、容量Ｃ２／Ｃ１の比より十分大きな電圧利得を有するように設計される。
【００２０】
スイッチドキャパシタ増幅器の動作は、次の通りである。放電コンデンサＣ１をトランジスタスイッチＴ７を通じて出力ノードＰ３に対してショートすることによって放電コンデンサＣ１により増幅器をリセットした後、増幅器出力部Ｐ３の電圧は、トランジスタＴ６のゲート電圧に等しくなる。この電圧は、トランジスタＴ８によって減衰されるバイアス電流によって決定される。トランジスタスイッチＴ７をオフに切り替える（スイッチを開く）ことによって、スイッチドキャパシタ増幅器を増幅状態にする。Ｔ８及びＴ９によって形成された反転増幅器が、容量比Ｃ２／Ｃ１より十分大きいオープンループゲインを有する場合、スイッチドキャパシタ増幅器のクローズドループゲインは、上記理由により好適には十分高く設定される容量比Ｃ２／Ｃ１によって与えられ、例えば、Ｃ２／Ｃ１＝１０によって与えられる。Ｐ３からトランジスタＴ６のゲートへの帰還によって、一定電圧−仮想的なグランドに近くなるようにＴ６のゲートを保持する。したがって、コンデンサＣ２に流れる電流はコンデンサＣ１から流れる必要がある。この電流は、Ｐ２ｎｏ電圧の変化率に比例し、すなわち、ｄ（ｌｏｇ（Ｉ））／ｄｔに比例する。出力部Ｐ３に現れる電圧は、入力部Ｐ２の変化にクローズドループゲインＣ２／Ｃ１を乗算したものに比例する。
【００２１】
増幅器出力部Ｐ３の電圧は、２個のしきい値検出器に供給される。これらしきい値検出器のうちの第１のしきい値検出器は、トランジスタＴ９からなる第１トランジスタアッセンブリと、並列に配置された２個のトランジスタＴ１０，Ｔ１１からなる第２トランジスタアッセンブリとを具える。第１トランジスタアッセンブリのトランジスタＴ９は、トランジスタＴ６と同一の極性、形状及び寸法を有する。第２トランジスタアッセンブリのトランジスタＴ１０，Ｔ１１は、トランジスタＴ８と同一の極性、形状及び寸法を有し、トランジスタＴ１０，Ｔ１１は、並列に接続され、すなわち、これらのドレイン、ソース及びゲートが互いに結合される。トランジスタＴ９のドレイン−ソースチャネルは、トランジスタＴ１０，Ｔ１１のドレイン−ソースチャネルに直列である。トランジスタＴ１０，Ｔ１１のゲートは、電位ｄｉｆｆにほぼ等しい固定電位ｏｎに接続される。第１のしきい値検出器の出力部ＯＮは、２個のトランジスタアッセンブリＴ９とＴ１０，Ｔ１１との間のポイントＰ４によって形成される。
【００２２】
説明のために、電位ｄｉｆｆ，ｏｎ及びｏｆｆが同一である状態を考察するが、これらの相対値が実際のしきい値を決定することは明らかである。
【００２３】
第１のしきい値検出器は、次のように動作する。第１コンデンサＣ１を放電した後、増幅器出力部Ｐ３、したがって、トランジスタＴ９のゲート電圧は、トランジスタＴ６のゲートと同一電圧となる。並列トランジスタＴ１０，Ｔ１１が単一のトランジスタＴ８の電流を１／２に減衰できるので、電圧ＯＮは接地電圧に近くなり、トランジスタＴ９が飽和する。
【００２４】
ポイントＰ２の電圧が上昇すると、コンデンサＣ１，Ｃ２が充電され、増幅器出力部Ｐ３の電圧が降下する。増幅器出力部Ｐ３の電圧が所定の下側しきい値電圧より下になると、トランジスタＴ９は、トランジスタＴ１０及びＴ１１よりも大きい電流を生じることができ、トランジスタＴ１０及びＴ１１が飽和し始め、ポイントＰ４の電圧が正の電源電圧近くまで上昇し、すなわち、出力信号ＯＮが論理１になる。後に説明するように、出力信号ＯＮが信号コレクタに供給され、信号コレクタは、最終的には、第１コンデンサＣ１を放電するためにトランジスタＴ７のゲートにリセット信号を発生する。増幅器出力部Ｐ３の電圧は元の値に戻り、出力信号ＯＮは０に戻る。サイクルを再開することもできる。
【００２５】
第２のしきい値検出器は、第１のしきい値検出器と同様に、２個のトランジスタアッセンブリを具える。しかしながら、この場合、第１トランジスタアッセンブリは、並列な２個のトランジスタＴ１２，Ｔ１３から構成され、それに対して、第２トランジスタアッセンブリは、単一のトランジスタＴ１４から構成される。トランジスタＴ１２，Ｔ１３は、トランジスタＴ６と同一の極性、寸法及び形状であり、それに対して、トランジスタＴ１４は、トランジスタＴ８と同一の極性、寸法及び形状である。第２のしきい値検出器の出力ＯＦＦは、トランジスタアッセンブリＴ１２，Ｔ１３とトランジスタアッセンブリＴ１４との間のポイントＰ５によって形成される。
【００２６】
第２のしきい値検出器の動作は、第１のしきい値検出器の動作と同一である。しかしながら、コンデンサＣ１を放電した後、トランジスタＴ１４は飽和され、信号ＯＦＦは論理１となる。ポイントＰ２の電圧が降下し始めると、増幅器出力部Ｐ３の電圧は、所定の上側しきい値電圧に到達するまで、コンデンサＣ１に蓄積された電荷に応じて上昇し始め、この場合、トランジスタＴ１２及びＴ１３は飽和し始め、ポイントＰ５の電圧が降下し始め、出力信号ＯＦＦが論理０になる。出力信号ＯＦＦは信号コレクタに再び供給され、信号コレクタは、最終的には、第１コンデンサＣ１を放電するためにトランジスタＴ７のゲートにリセット信号を発生する。
【００２７】
好適な実施の形態は、並列に接続された２個のトランジスタから構成されたトランジスタアッセンブリＴ１０，Ｔ１１及びＴ１２，Ｔ１３を用いる。その理由は、これら「ユニットトランジスタ」を使用するとしきい値がプロセス変動に対して更に良好に制御されるとともに実質的に同一の制御信号ｄｉｆｆ，ｏｎ及びｏｆｆを使用できるからである。しかしながら、ｏｎ及びｏｆｆが制御可能である限りこれらトランジスタアッセンブリをそれぞれ単一のトランジスタに置換することができる。
【００２８】
既に説明したように、図１に示す回路が２個の出力信号ＯＮ及びＯＦＦを発生することがわかる。第１コンデンサＣ１の電圧が、所定の第１の正のしきい値より上に上昇するとき、信号ＯＮを発生し、それに対して、第１コンデンサＣ１の電圧が、所定の第２の負のしきい値より下に降下するとき、信号ＯＦＦを発生する。一度出力信号ＯＮ又はＯＦＦが発生すると、リセット信号をトランジスタスイッチＴ７に供給することによって回路をリセットすることができる。
【００２９】
以下、フォトアレイの図１のセルの動作を、図２を参照して説明する。
【００３０】
セル１０を、１又は２次元アレイに配置することができる。図２は、２次元アレイの実施の形態を示し、この場合、セル１０は行列配置される。簡単のために、１個のセル１９のみを図２に示し、他の全てのセルは、同様にして行と列の交差部に配置される。
【００３１】
見てわかるように、行ｉ及び列ｊのセル１０のＯＮ出力信号及びＯＦＦ出力信号は、（第２のしきい値検出器により発生した信号の負の極性が考慮されるインバータによるＯＦＦ出力信号の反転後）２個のトランジスタＴ２０ａ，Ｔ２０ｂに供給され、ＯＮ出力信号及びＯＦＦ出力信号は、行信号線ｉに対して「ワイヤードオア」される。実際には、所定の行ｉの全てのセルの出力信号は、同一の行信号線ｉに対して「ワイヤードオア」される。各行のプルアップ装置は、行のセルがローでないときに行信号線をハイにする。行信号線の信号は「行信号」と称される。
【００３２】
全ての行信号線は、行アービタ１４に与えられ、フォトアレイの信号コレクタの一部を形成する。一度行アービタ１４が所定の行信号線ｉの行信号を受信するとともに他の行信号を待機すると、行アービタ１４は、同一行ｉに帰属する行応答線ｉに行応答信号を発生する。後に説明するように、フォトアレイが次のイベントを処理する準備ができていることを行アービタ１４が決定すると、行応答信号を一回だけ発生する。
【００３３】
行応答信号は、所定の行ｉの各セルに帰属する２個のＡＮＤゲート１６，１８に供給される。第１ＡＮＤゲート１６は、行応答信号と反転したＯＦＦ出力信号との論理積演算を行い、第２ＡＮＤゲート１８は、行応答信号とＯＮ出力信号との論理積演算を行う。したがって、ＡＮＤゲート１６，１８は、セルが行信号を発生するとともに行応答信号を受信する場合のみ信号を発生する。ＡＮＤゲート１６，１８からの信号は、トランジスタＴ２１，Ｔ２２を通じて、列ｊに帰属する列信号ＯＦＦ線ｊ及び列信号ＯＮ線ｊに供給され、所定の列の全ての列信号を「ワイヤードオア」することができる。
【００３４】
全ての列信号ＯＦＦ線及び列信号ＯＮ線は列アービタ２０に入力し、フォトアレイの信号コレクタの一部を形成する。一度列アービタ２０が所定の列信号ＯＮ線ｊ又は列信号ＯＦＦ線ｊの列信号を受信すると、列アービタ２０は、同一列ｊに帰属する列信号ＯＮ線ｊ又は列信号ＯＦＦ線ｊに列応答信号を発生する。後に説明するように、フォトアレイが次のイベントを処理する準備ができていることを列アービタ２０が知ると、列応答信号を一回だけ発生する。
【００３５】
列応答ＯＦＦ線及び列応答ＯＮ線からの信号はＯＲゲート２２に供給され、共通の列応答線ｊに列応答信号を発生する。各セルにおいて、対応する行及び列の行応答線及び列応答線からの信号は、ＡＮＤゲート２４に供給された後にパルス発生器２６に供給され、トランジスタＴ７に供給されるリセット信号を発生する。
【００３６】
したがって、行アービタ及び列アービタの両方が対応するセルの行応答線及び列応答線に行応答信号及び列応答信号を発生すると、第１コンデンサＣ１が放電される。第１コンデンサＣ１を放電すると、セル１０の出力信号ＯＮ及びＯＦＦは無効状態にされる。
【００３７】
パルス発生器２６は、不応期と称される制御可能な持続時間のパルスを発生する。不応期中、スイッチドコンデンサ増幅器はリセットに保持される。不応期を制御可能にする目的は、各セルの出力信号ＯＮ及びＯＦＦのファイヤレート(firing rate)を制限することにあり、これによって、故障又は非常に急速に変化する入力信号の場合に単一のセルの信号コレクタのオーバーロードを防止する。
【００３８】
フォトアレイの信号コレクタはエンコーダ２８も具え、エンコーダ２８は、フォトアレイの全ての行応答線に接続した入力部ｒと、フォトアレイの全ての列応答ＯＦＦ線及び列応答ＯＮ線に接続した入力部ｃとを有する。一度行アービタ１４と列アービタ２０の両方が所定のセルからのイベントを確認すると、エンコーダ２８は、行応答線及び列応答線の状態から当該セルのアドレスを決定することができる。その理由は、所定のセルに属するアドレスのみが有効状態となるからである。エンコーダ２８は、イベントを発生する信号がＯＮ信号であるかＯＦＦ信号であるかを決定することもできる。対応するアドレス及び状態（ＯＮ又はＯＦＦ）情報は、外部受信機によってアクセスされるバッファ３０に「イベント」として考究される。イベントがバッファ３０から接続された後、バッファ３０は、次のイベントを記憶する準備ができていることを行アービタ１４及び列アービタ２０に知らせる。列アービタ２０は、列応答信号を考課し、行アービタ１４は、次の行信号に応答する準備をする。
【００３９】
これまでの説明からわかるように、フォトアレイは、フォトアレイの全ての画素からＯＮイベント及びＯＦＦイベントを発生することができる。これらイベントの割合は、光信号の変化率に依存する。各画素のＯＮイベント及びＯＦＦイベントを用いると、所定の画素の入力信号を再構成することができる。これを図３に示し、この場合、上側のグラフは、入力信号Ｉ、入力信号Ｉの時間微分ｄ／ｄｔ及び第１コンデンサＣ１の電圧を示し、ＯＮイベント及びＯＦＦイベントを円で示す。図３の下側のグラフは、入力信号及び再構成された入力信号を示す、再構成された入力信号は、各ＯＮイベントの所定の強度を加算するとともに各ＯＦＦイベントの所定の強度を減算することによって計算される。
【００４０】
これまで示した実施の形態において、行ごとに１本の行信号線及び列ごとに２本の列信号線が存在した。２本の列信号線は、信号の極性（ＯＮ又はＯＦＦ）を符号化するのに必要とされた。極性の符号化のために２本の行信号線及び１本のみの列信号線が存在してもよい。
【００４１】
同様に、ＯＮ出力信号とＯＦＦ出力信号のうちの一方のみがフォトアレイの信号コレクタによって収集される場合、行ごとに１本のみの行信号線及び列ごとに１本のみの列信号線しか必要とされない。しかしながら、この場合、アービタに供給されない信号を発生した後にコンデンサＣ１を放電するためのリセット信号を発生する他の手段を講じる必要がある。例えば、ＯＮ出力信号のみがアービタに供給される場合、セルをリセットするためにＯＦＦ出力信号をトランジスタＴ７に直接供給するとともに局所的にトランジスタＴ７に供給することができる。
【００４２】
本発明の好適な実施の形態を図示し及び説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、添付した請求の範囲内で実施し及び実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明によるフォトアレイの単一セルの回路図である。
【図２】図２は、図１のフォトアレイの一部のブロック回路図である。
【図３】図３は、図１のセルの信号の一部のタイミング図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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