[发明专利]基于采样和保持的时域对比视觉传感器及像素电路

说明书

本发明涉及像素电路，其包括光传感级(10)、比较级(30)、采样和保持电路(50)，所述光传感级(10)包括光电二极管(1)传送感光电流(I_ph)；所述比较级(30)配置为检测从所述感光电流推导出的信号电压(V_ph)的变化；所述采样和保持电路(50)连接至转换级(20)和比较级(30)，所述比较级(30)配置为输出用于采样和保持电路(50)的输入(51)的输入信号并且当检测到信号电压(V_ph)的变化时，向采样和保持电路(50)的控制端子发射采样信号。

技术领域

本发明涉及用于时域差分光传感系统(即时域对比传感器)的图像传感器的像素电路，特别是用于光传感应用的低功耗小面积的模拟集成电路。

背景技术

在常规的摄像机中，装置记录一张张照片。在时域对比传感器中，不存在照片。就像在摄像机中，集成电路包括光传感器阵列。然而，在常规的摄像机中，每个光传感器以固定的频率进行采样，而在时域对比传感器中没有对像素采样：每个像素计算其感测的光线的时间导数，可选地对该导数进行一些处理，并且当计算量超过定义的水平或阈值时，像素产生“事件”并且传输与该事件相关的信息。

传输的信息通常包括二维光传感器阵列中的像素的x、y坐标，以及符号位‘s’以表明光强增加或减小。以这种方式，时域对比传感器的输出包括带有各个像素的符号位的坐标(x、y、s)流，各个像素的符号位检测它们所感测的光强的相对变化。

这个概念首次由Landolt等人在“Visual sensor with resolution enhancementby mechanical vibrations”(Proc.19th Conf.Advanced Research in VLSI,盐湖城,犹他州,2001年第249–264页)以及j.Kramer 在“An integrated optical transientsensor”(IEEE Transactions on Circuits and Systems,Part-II:Analog and DigitalSignal Processing,2002年9月，第49卷，第9期，第612-628页)中提出。

然而，这些实施遭受到高像素间失配，导致时域对比灵敏度低。后来，由Lichtsteiner、Posch和Delbruck在“A 128x 128 120dB 30mW Asynchronous visionsensor that responds to relative intensity change” (Solid-State Circuits,2006IEEE International Conference ISSCC,Dig of Tech Paper,2006年2月，第2060–2069页)中报道了一种灵敏度增强的传感器，随后由P.Lichtsteineret等人在“A 128x 128120dB 15μs latency asynchronous temporal contrast vision sensor”(IEEEJ.Solid-State Circuits,2008年2月，第43卷，第2期，第566-576页)和专利US7728269 号中进行了详细的报道。

2010年，由Posch等人在“A QGVA 143dB dynamic range asynchronous addressevent PWM dynamic image sensor with lossless pixel level video compression”(Solid-State Circuits,2010IEEE International Conference ISSCC,Dig of TechPaper,2010年2月，第 400-401页)中和US2010/0182468中报道了一种新的原型。