[发明专利]一种低功耗图像传感器

说明书

本发明涉及图像传感技术领域，公开了一种低功耗图像传感器，包括像素阵列、动态监测模块、动态监测用时序控制模块、行选择模块、时序控制模块。像素阵列将光信号转换为电压信号输出；动态监测模块根据动态监测用时序控制信号对电压信号进行处理，输出模式切换使能信号；动态监测用时序控制模块根据模式切换使能信号，分别输出动态监测用时序控制信号、动态监测用像素驱动控制信号和图像传感器使能信号；行选择模块根据动态监测用像素驱动控制信号输出动态监测用像素控制信号；时序控制模块根据图像传感器使能信号控制图像传感器在监测到画面变化时进入正常工作模式，当画面静止时控制图像传感器进入超低功耗模式，从而降低设备功耗。

技术领域

本发明涉及图像传感技术领域，具体而言，涉及一种低功耗图像传感器。

背景技术

随着物联网时代的到来，图像传感器(简称CIS：CMOS Image Sensor)的应用范围越来越广泛，其中也产生了很多新的应用场景，对运动物体的监测和低功耗是其中的两个重要研究方向。与传统的应用场景不同，近年来兴起的物联网和智能安防等领域更多地采用电池供电的模式，因此所使用传感器的功耗很大程度上决定了设备的待机时间以及使用体验。

传统的图像传感器的工作模式相对单一。正常工作模式下，图像传感器长时间处于高分辨率高帧率的高功耗工作模式，这对于电量有限的电池供电的情况下，其续航时间往往非常有限，这一特性很大程度限制了传统图像传感器在某些低功耗领域的应用。例如，可视门铃以及没有电源布线条件的户外监控和行车记录仪等应用场景，画面经常是长时间处于静止状态，传统图像传感器即使在静止画面下仍然会进行正常的画面采样输出等工作，但是由于画面持续不变，这种功耗往往是徒劳的，同时也会消耗大量的数据量，对于数据存储空间和数据传输资源都造成很大的浪费。

关于画面变化的判断及识别方面，现有的常规方法是通过后端数字信号处理单元或者外置图像处理器，利用算法来分析画面状态的方式实现画面变化的判断，往往需要比较复杂的数字逻辑以及更多的存储单元来实现，从而导致芯片面积更大，功耗也更大。

另外一方面，基于对运动物体的监测需求，近年来图像传感器领域也开始研究基于仿生原理设计的动态视觉传感器(简称DVS：Dynamic Vision Sensor)，此类图像传感器的主要工作原理是基于连续地对环境光进行采样比较，仅在前后光强度变化并超过一定阈值后才会产生事件脉冲，而与光强度绝对值没有关系；同时，其仅仅输出画面视场内像素信号有无变化的状态判断信号，对于画面没有变化的场景则不产生任何输出。基于此特性，使得其具有输出数据量小，大大减小了数字图像处理中对于画面变化判断过程的存储和运算规模的要求，同时实时性也得到了显著提高。

但是，目前的动态视觉传感器DVS也存在以下主要问题，导致实际应用难以落地。一是由于传统的DVS为了实现全像素的并发性，每个像素单元都集成了差分电路和比较电路，导致单个像素单元的电路十分复杂，单个像素单元面积非常大(普遍大于10um*10um)，造价昂贵，而且难以做到高分辨率集成；二是由于DVS无法输出图像数据，实际应用中几乎都需要结合CIS组成双摄系统配合使用，其空间位置的配准和对齐需要通过复杂双目光学镜头等方式才能实现。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗图像传感器，解决现有的图像传感器功耗大的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

提供一种低功耗图像传感器，包括

像素阵列，像素阵列包含多个动态监测用像素单元，动态监测用像素单元用于根据行选择模块输出的动态监测用像素控制信号采集拍摄对象的光信号，将光信号转换为电压信号VDVS后输出至动态监测模块；

动态监测模块，用于根据动态监测用时序控制模块输出的动态监测用时序控制信号C1对电压信号VDVS进行处理，输出模式切换使能信号LP_EN至动态监测用时序控制模块；