一種像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路制造技術(shù)

技術(shù)編號(hào)：42843349 閱讀：16 留言：0更新日期：2024-09-27 17:14

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，包括：對(duì)數(shù)跨阻放大模塊、源跟隨模塊、開關(guān)電容放大模塊、比較與復(fù)位模塊、事件存儲(chǔ)模塊；對(duì)數(shù)跨阻放大模塊用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)數(shù)電壓信號(hào)；源跟隨模塊用于將對(duì)數(shù)跨阻放大模塊、開關(guān)電容放大模塊隔離，控制噪聲干擾；開關(guān)電容放大模塊用于對(duì)源跟隨模塊傳輸?shù)闹虚g電壓信號(hào)進(jìn)行放大，形成放大電壓信號(hào)；比較與復(fù)位模塊用于對(duì)放大電壓信號(hào)與參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生事件數(shù)據(jù)，并輸出復(fù)位信號(hào)控制開關(guān)電容放大模塊進(jìn)行復(fù)位；事件存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)事件數(shù)據(jù)，并輸出最終數(shù)據(jù)。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例通過五個(gè)模塊之間的配合，在面對(duì)事件較多時(shí)，能夠快速處理，避免像素等待過程導(dǎo)致的有效信息損失。

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【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于cmos集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路。

技術(shù)介紹

1、動(dòng)態(tài)視覺傳感器是一類新型的圖像傳感器，不同于傳統(tǒng)圖像傳感器檢測(cè)目標(biāo)的灰度值，動(dòng)態(tài)視覺傳感器檢測(cè)目標(biāo)的光強(qiáng)變化量，當(dāng)光強(qiáng)變強(qiáng)超過閾值時(shí)輸出on事件，當(dāng)光強(qiáng)減弱超過閾值時(shí)輸出off事件。動(dòng)態(tài)視覺傳感器的成像機(jī)制不依賴于絕對(duì)光強(qiáng)大小，在強(qiáng)光或弱光下均能正常工作，具有100db以上的動(dòng)態(tài)范圍。相較于傳統(tǒng)圖像傳感器需要固定時(shí)間進(jìn)行積分，動(dòng)態(tài)視覺傳感器避免積分過程，能夠以極高的速度輸出事件信息，事件幀率能夠達(dá)到1000hz以上。

2、動(dòng)態(tài)視覺傳感器產(chǎn)生事件后，需要通過外圍電路進(jìn)行請(qǐng)求-應(yīng)答處理，才能確定產(chǎn)生事件的像素位置。而基于這種請(qǐng)求-應(yīng)答和仲裁邏輯的動(dòng)態(tài)視覺傳感器來準(zhǔn)確定位產(chǎn)生事件的像素位置，會(huì)因?yàn)閺?fù)雜的握手和仲裁過程延長了像素電路的等待時(shí)間。在事件數(shù)量較多的時(shí)，動(dòng)態(tài)視覺傳感器處理效率便會(huì)極低，使大多數(shù)像素單元處于等待應(yīng)答的狀態(tài)，無法繼續(xù)檢測(cè)輸入光強(qiáng)的變化，最終導(dǎo)致有效信息的損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于，為了能使動(dòng)態(tài)視覺傳感器效率更高，本專利技術(shù)提供了一種像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，包括：對(duì)數(shù)跨阻放大模塊、源跟隨模塊、開關(guān)電容放大模塊、比較與復(fù)位模塊、事件存儲(chǔ)模塊；

3、所述對(duì)數(shù)跨阻放大模塊用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)數(shù)電壓信號(hào)；</p>

4、所述源跟隨模塊用于將對(duì)數(shù)跨阻放大模塊與開關(guān)電容放大模塊隔離，控制噪聲干擾；

5、所述開關(guān)電容放大模塊用于對(duì)源跟隨模塊傳輸?shù)闹虚g電壓信號(hào)進(jìn)行放大，形成放大電壓信號(hào)；

6、所述比較與復(fù)位模塊用于對(duì)放大電壓信號(hào)與參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生事件數(shù)據(jù)，并輸出復(fù)位信號(hào)控制開關(guān)電容放大模塊進(jìn)行復(fù)位；

7、所述事件存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)事件數(shù)據(jù)，并輸出最終數(shù)據(jù)；

8、其中，所述對(duì)數(shù)跨阻放大模塊輸入端與外界輸入的光信號(hào)相連接，輸出端與所述源跟隨模塊相連接；所述源跟隨模塊輸出端與開關(guān)電容放大模塊輸入端相連接；所述比較與復(fù)位模塊輸入端與開關(guān)電容放大模塊輸出端相連接，輸出端分別與開關(guān)電容放大模塊輸入端、事件存儲(chǔ)模塊輸入端相連接。

9、優(yōu)選的，所述比較與復(fù)位模塊包括：第一比較器、第二比較器、或邏輯門、第一d觸發(fā)器和第二d觸發(fā)器；

10、所述第一比較器、第二比較器用于將所述放大電壓信號(hào)與參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較，獲取比較結(jié)果；

11、所述第一d觸發(fā)器和第二d觸發(fā)器用于根據(jù)所述比較結(jié)果輸出事件數(shù)據(jù)；所述或邏輯門用于根據(jù)所述事件數(shù)據(jù)向所述開關(guān)電容放大模塊輸出復(fù)位信號(hào)，控制開關(guān)電容放大模塊進(jìn)行復(fù)位。

12、優(yōu)選的，所述參考電壓信號(hào)包括第一參考電壓信號(hào)和第二參考電壓信號(hào)；所述第一比較器用于將所述放大電壓信號(hào)與第一參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較；所述第二比較器用于將所述放大電壓信號(hào)與第二參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較；

13、其中，當(dāng)所述放大電壓信號(hào)低于第一參考電壓信號(hào)，則所述第一d觸發(fā)器輸出on事件數(shù)據(jù)；當(dāng)所述放大電壓信號(hào)高于第二參考電壓信號(hào)，則所述第二d觸發(fā)器輸出off事件數(shù)據(jù)。

14、優(yōu)選的，所述第一比較器同相輸入端與第一參考電壓信號(hào)相連接，反向輸入端與放大電壓信號(hào)相連接；所述第二比較器同相輸入端與放大電壓信號(hào)相連接，反向輸入端與第二參考電壓相連接；所述第一d觸發(fā)器輸入端與第一比較器輸出端相連接，輸出端分別與事件存儲(chǔ)模塊、或邏輯門輸入端相連接；所述第二d觸發(fā)器輸入端與第二比較器輸出端相連接，輸出端分別與事件存儲(chǔ)模塊、或邏輯門輸入端相連接；所述或邏輯門輸出端與所述開關(guān)電容放大模塊輸入端相連接，用于輸出復(fù)位信號(hào)。

15、優(yōu)選的，所述事件存儲(chǔ)模塊包括第一異步計(jì)數(shù)器、第二異步計(jì)數(shù)器；

16、所述第一異步計(jì)數(shù)器用于存儲(chǔ)on事件數(shù)據(jù)；

17、所述第二異步計(jì)數(shù)器用于存儲(chǔ)off事件數(shù)據(jù)；

18、其中，所述第一異步計(jì)數(shù)器輸入端與第一d觸發(fā)器輸出端相連接，輸出端用于輸出最終on數(shù)據(jù)；所述第二異步計(jì)數(shù)器輸入端與第二d觸發(fā)器輸出端相連接，輸出端用于輸出最終off數(shù)據(jù)。

19、優(yōu)選的，所述第一異步計(jì)數(shù)器與第二異步計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)相同；所述第一異步計(jì)數(shù)器包括第三d觸發(fā)器、第四d觸發(fā)器、第五d觸發(fā)器和第六d觸發(fā)器；

20、其中，所述第三d觸發(fā)器clk端與第一d觸發(fā)器輸出端相連接；所述第三d觸發(fā)器輸入端與第三d觸發(fā)器～q端短接，并與第四d觸發(fā)器clk端相連接；所述第四d觸發(fā)器輸入端與第四d觸發(fā)器～q端短接，并與第五d觸發(fā)器clk端相連接；所述第五d觸發(fā)器輸入端與第五d觸發(fā)器～q端短接，并與第六d觸發(fā)器clk端相連接；所述第六d觸發(fā)器輸入端與第六d觸發(fā)器～q端短接；所述第三d觸發(fā)器、第四d觸發(fā)器、第五d觸發(fā)器和第六d觸發(fā)器輸出端用于輸出最終on數(shù)據(jù)。

21、優(yōu)選的，所述開關(guān)電容放大模塊包括：第一電容、第二電容、反向放大器和第一開關(guān)；

22、所述第一電容一端與中間電壓信號(hào)相連接，另一端與反向放大器輸入端相連接；所述第二電容一端與反向放大器輸入端相連接，另一端與反向放大器輸出端相連接；所述第一開關(guān)一端與反向放大器輸入端相連接，另一端與反向放大器輸出端相連接；所述第一開關(guān)控制端與復(fù)位信號(hào)相連接；所述反向放大器輸出端用于輸出放大電壓信號(hào)。

23、優(yōu)選的，所述開關(guān)電容放大模塊還包括：第二開關(guān)；所述第二開關(guān)一端與反向放大器輸入端相連接，另一端與反向放大器輸出端相連接；所述第二開關(guān)控制與全局復(fù)位信號(hào)相連接；所述全局復(fù)位信號(hào)由外部輸入。

24、優(yōu)選的，所述對(duì)數(shù)跨阻放大模塊包括：光電探測(cè)器、第一mos管、第二mos管和第三mos管；

25、所述光電探測(cè)器輸入端與外界光信號(hào)相連接，負(fù)極分別與第一mos管的源極、第三mos管的柵極相連接，正極接地；所述第一mos管漏極、第二mos管漏極與第三參考電壓相連接；第一mos管柵極與第二mos管源極、第三mos管源極相連接；所述第二mos管柵極與第四參考電壓相連接；所述第三mos管漏極接地。

26、優(yōu)選的，所述源跟隨模塊包括：第四mos管和第五mos管；

27、所述第四mos管柵極與第一mos管柵極相連接，第四mos管漏極與第三參考電壓相連接，第四mos管源極與第五mos管漏極相連接；所述第五mos管柵極與第五參考電壓相連接，第五mos管源極接地；其中所述第四mos管源極輸出中間電壓信號(hào)。

28、實(shí)施本專利技術(shù)實(shí)施例，具有如下有益效果：

29、(1)本專利技術(shù)實(shí)施例通過采用比較與復(fù)位模塊來確定傳輸過來的信號(hào)哪些能觸發(fā)on/off事件，并在觸發(fā)后將開關(guān)電容放大模塊復(fù)位的同時(shí)，通過事件存儲(chǔ)模塊將觸發(fā)的on/off事件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。不僅實(shí)現(xiàn)了在事件數(shù)量較多的時(shí)能夠有效的處理事件數(shù)據(jù)，避免像素等待過程導(dǎo)致的有效信息損失，而且在事件傳輸過程本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

1.一種像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，包括：對(duì)數(shù)跨阻放大模塊、源跟隨模塊、開關(guān)電容放大模塊、比較與復(fù)位模塊、事件存儲(chǔ)模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述比較與復(fù)位模塊包括：第一比較器、第二比較器、或邏輯門、第一D觸發(fā)器和第二D觸發(fā)器；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述參考電壓信號(hào)包括第一參考電壓信號(hào)和第二參考電壓信號(hào)；所述第一比較器用于將所述放大電壓信號(hào)與第一參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較；所述第二比較器用于將所述放大電壓信號(hào)與第二參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述第一比較器同相輸入端與第一參考電壓信號(hào)相連接，反向輸入端與放大電壓信號(hào)相連接；所述第二比較器同相輸入端與放大電壓信號(hào)相連接，反向輸入端與第二參考電壓相連接；所述第一D觸發(fā)器輸入端與第一比較器輸出端相連接，輸出端分別與事件存儲(chǔ)模塊、或邏輯門輸入端相連接；所述第二D觸發(fā)器輸入端與第二比較器輸出端相連接，輸出端分別與事

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述事件存儲(chǔ)模塊包括第一異步計(jì)數(shù)器、第二異步計(jì)數(shù)器；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述第一異步計(jì)數(shù)器與第二異步計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)相同；所述第一異步計(jì)數(shù)器包括第三D觸發(fā)器、第四D觸發(fā)器、第五D觸發(fā)器和第六D觸發(fā)器；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述開關(guān)電容放大模塊包括：第一電容、第二電容、反向放大器和第一開關(guān)；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述開關(guān)電容放大模塊還包括：第二開關(guān)；所述第二開關(guān)一端與反向放大器輸入端相連接，另一端與反向放大器輸出端相連接；所述第二開關(guān)控制與全局復(fù)位信號(hào)相連接；所述全局復(fù)位信號(hào)由外部輸入。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述對(duì)數(shù)跨阻放大模塊包括：光電探測(cè)器、第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述源跟隨模塊包括：第四MOS管和第五MOS管；

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【技術(shù)特征摘要】

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述比較與復(fù)位模塊包括：第一比較器、第二比較器、或邏輯門、第一d觸發(fā)器和第二d觸發(fā)器；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的像元獨(dú)立復(fù)位的動(dòng)態(tài)視覺傳感器像素電路，其特征在于，所述第一比較器同相輸入端與第一參考電壓信號(hào)相連接，反向輸入端與放大電壓信號(hào)相連接；所述第二比較器同相輸入端與放大電壓信號(hào)相連接，反向輸入端與第二參考電壓相連接；所述第一d觸發(fā)器輸入端與第一比較器輸出端相連接，輸出端分別與事件存儲(chǔ)模塊、或邏輯門輸入端相連接；所述第二d觸發(fā)器輸入端與第二比較器輸出端相連接，輸出端分別與事件存儲(chǔ)模塊、或邏輯門輸入端相連接；所述或邏輯門輸出端與所述開關(guān)電容放大模塊輸入端相連接，用于輸出...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉冬生，蘇彥文，李凱岳，李豪，陳俊杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華中科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：

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