基于事件的传感器、包括其的用户设备及其操作方法与流程

要求分别于2016年11月21日和2017年2月6日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请no.10-2016-0155178和no.10-2017-0016371的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

与本文所述的本发明构思的示例性实施例一致的装置和方法涉及一种图像传感器，更具体地，涉及一种基于事件的传感器、包括其的用户设备及其操作方法。

背景技术：

人机交互(hci)可以以用户界面实现。识别用户输入的用户界面可以提供人与计算机之间的自然交互。可以使用各种传感器来识别用户输入。为了提供自然交互，需要一种对用户输入具有快速响应速度的传感器。在移动设备中，需要在通过用户界面执行各种智能功能的同时降低功耗。为此，需要具有低功耗、快速响应速度和高可靠性的传感器。

技术实现要素：

本发明构思的示例性实施例提供了一种通过从由入射在基于事件的传感器上的光产生的电流中有效地去除对应于饱和分量的噪声而具有改善可靠性的基于事件的传感器、其操作方法以及包括所述传感器的电子设备。

根据示例性实施例的一个方面，提供了一种基于事件的传感器，其可以包括：伪像素，被配置为产生暗电流；电流镜，被配置为使用暗电流产生镜像电流；以及感测像素，被配置为基于入射光的强度产生感测电流，并且基于通过从感测电流中减去镜像电流而获得的光电流来输出激活信号，其中所述激活信号指示是否感测到入射光的变化。

根据示例性实施例的一个方面，提供了一种基于事件的传感器，其可以包括：伪像素，被配置为产生暗电流并将暗电流转换为电压；晶体管，被配置为基于所述电压复制暗电流，并且输出镜像电流作为所述复制的结果；以及感测像素，被配置为基于入射光的强度产生感测电流，并且基于镜像电流和感测电流来输出激活信号。

根据示例性实施例的一个方面，提供了一种基于事件的传感器，其可以包括：至少一个感测像素，被配置为检测入射在其上的光，并且基于检测到的光分别产生至少一个感测电流；至少一个伪像素，被配置为在无光条件下分别产生至少一个暗电流；以及电流镜，被配置为接收所述至少一个暗电流，并且将至少一个镜像电流分别输出到所述至少一个感测像素，其中所述至少一个感测像素分别通过从所述至少一个感测电流中减去所述至少一个镜像电流来产生至少一个光电流，并且分别基于所述至少一个光电流产生至少一个激活信号，以及其中所述传感器还包括被配置为基于所述至少一个激活信号产生事件信号的控制器。

根据示例性实施例的一个方面，提供了一种基于事件的传感器的操作方法。所述方法可以包括：产生暗电流；基于入射光产生感测电流；通过对暗电流进行镜像产生镜像电流；以及基于通过从感测电流中减去镜像电流而获得的光电流，通过感测入射光的变化来产生与用户输入相关联的事件信息。

附图说明

通过参考以下附图的以下描述，上述和其他方面将变得显而易见，其中，除非另有说明，否则相似的附图标记在各个附图中指代相似的部件，并且其中：

图1是示出根据示例性实施例的基于事件的传感器的框图；

图2是示出根据示例性实施例的包括在图1的每个像素中的光电二极管的电流-电压特性的曲线图；

图3是用于描述根据示例性实施例的低照度环境中的暗电流的影响的曲线图；

图4是用于描述根据示例性实施例的高温下的暗电流的影响的曲线图；

图5是示出根据示例性实施例的感测像素、伪像素和电流镜的示意图；

图6是详细示出根据示例性实施例的图5的电流镜的示意图；

图7是示出根据示例性实施例的伪像素、感测像素和电流镜的配置的示意图；

图8是示出根据示例性实施例的伪像素、感测像素和电流镜的配置的示意图；

图9是示出根据示例性实施例的伪像素、感测像素和电流镜的配置的示意图；

图10是示出根据示例性实施例的电流镜的配置的示意图；

图11是示出根据示例性实施例的感测像素的框图；

图12是示出根据示例性实施例的电子设备的框图；

图13是示出根据示例性实施例的基于事件的感测方法的流程图；

图14是示出根据示例性实施例的伪像素和感测像素的配置的示意图；

图15是示出根据示例性实施例的图14的感测像素和伪像素的结构的框图；

图16是示出根据示例性实施例的图15的感测像素和伪像素的部分配置的电路图；以及

图17示出根据示例性实施例的应用了根据上述示例性实施例的基于事件的传感器的电子系统。

具体实施方式

仅为了描述根据本发明构思的示例性实施例的目的而提供在本说明书中公开的结构或功能描述，并且这些实施例可以以各种不同的形式来实现，而不限于此。

术语“第一”或“第二”用于描述各种元件，但是应当理解，这些术语仅用于将一个元件与其他元件区分开。例如，可以将第一元件命名为第二元件，，并且可以将第二元件命名为第一元件，而不脱离本发明构思的范围。

如本文中使用的，单数形式“一”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在还包括复数形式，除非相应上下文明确地另外指示。还将理解，术语“包括”、“具有”和/或“包含”在本文中使用时表示存在所陈述的特征、数字、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。

除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)应被解释为本发明构思所属领域中的常用含义。还将理解，通常使用的术语也应被解释为相关技术中的常用含义，而不应被解释为理想化或过度刻板的含义，除非在本文中明确地如此限定。

在下文中，将参考以下附图详细描述本发明构思的示例性实施例。此外，附图中相同的附图标记表示相同的构件。

图1是示出根据本发明构思的示例性实施例的基于事件的传感器的示意图。参考图1，基于事件的传感器100可以包括控制器110和像素阵列120。

基于事件的传感器100可以基于神经形态(neuromorphic)感测技术进行操作。更具体地，包括在像素阵列120中的感测像素121可以感测入射在像素阵列120上的光的变化，并且当入射在像素阵列120上的光的变化超过阈值时，输出至少一个激活或使能(以下称为“激活”)信号。光的变化可以通过以下项中的至少一个而发生：物体相对于像素阵列120的移动、基于事件的传感器100的移动、投射在物体上的光的变化以及物体辐射的光的变化。例如，像素阵列120可以感测由用户的手的移动引起的光的变化，并且输出指示感测到光的变化的激活信号。

控制器110接收从像素阵列120输出的激活信号。控制器110可以响应于激活信号而输出事件信号。事件信号可以包括输出激活信号的像素的识别信息和输出激活信号时的时间信息。识别信息可以包括输出激活信号的像素的地址，并且时间信息可以包括输出激活信号时的时间的时间戳。由于通过包括在多个事件信号中的识别信息和时间信息来分析光变化的模式，所以基于事件的传感器100可以用于识别导致光变化的用户手势。由于基于事件的传感器100在不与时间同步的情况下产生和输出事件信号，所以，与每一帧都扫描全部像素的基于帧的视觉传感器相比，基于事件的传感器100可以在低功率和高速度下操作。

感测像素121中可以包括光电二极管。光电二极管可以产生可与入射在光电二极管上的光的强度成比例的感测电流i_pd，并且感测像素121可以基于感测电流i_pd输出激活信号。将参考图2描述感测电流i_pd。

图2是示出包括在图1的每个像素中的光电二极管的电流-电压特性的示意图。在图2中，x轴表示电压，y轴表示电流。图2所示的曲线表明，根据光的强度，反向偏置电流饱和。“e0”至“e4”表示按规定间隔的光的强度，并且“e0”表示“0”。对应于“e0”的曲线表示光电二极管在无光环境中产生的暗电流i_sat。

感测像素产生的感测电流i_pd包括：在无光环境中产生的暗电流i_sat和根据入射在光电二极管上的光产生的光电流i_photo。例如，当对应于“e2”的光的强度入射在光电二极管上时，光电二极管可产生感测电流i_pd1。在这种情况下，感测电流i_pd1可以包括暗电流(i_sat)和光电流(i_phot01)。

由于感测电流i_pd中对应于入射光的实际分量是光电流i_photo，所以暗电流i_sat可以被视为噪声。光电流i_photo可以与入射光的强度成比例地增加，并且暗电流i_sat的量可以与温度成比例地增加。

例如，在入射到光电二极管上的光的强度足够或者光电二极管的温度不高的情况下，感测电流i_pd中对应于暗电流i_sat的分量可能非常小。在这种情况下，对应于暗电流i_sat的分量可能不会对诸如对比度灵敏度的感测性能产生很大的影响。然而，在低照度环境的情况下或在光电二极管的温度较高的情况下，对应于暗电流i_sat的分量可能使感测性能变低。具体地，如果感测电流i_pd中对应于暗电流i_sat的分量增加，则即使光的变化没有超过阈值，也可输出激活信号。将参考图3和图4描述由于环境引起的暗电流i_sat的影响。

图3是用于描述低照度环境中的暗电流的影响的曲线图。在图3中，x轴表示电压v_pr，y轴表示感测电流i_pd。在示例性实施例中，感测电流i_pd指示感测像素中的光电二极管产生的电流，并且电压v_pr可以是通过转换感测像素的感测电流i_pd而获得的值。在示例性实施例中，感测像素可以基于电压v_pr的变化输出激活信号。

基于事件的传感器可以将感测电流i_pd转换成电压v_pr，并且通过使用电压v_pr产生激活信号。对于激活信号的正常输出，光的强度可以与电压v_pr成正比。在低照度环境中，暗电流i_sat可能会影响光的强度与电压v_pr之间的关系。根据感测电流i_pd和电压v_pr的理想i-v曲线，电压v_pr可以与根据光的强度产生的感测电流i_pd成正比。然而，根据被施加了低照度环境中的暗电流i_sat的影响的曲线310，如果感测电流i_pd中对应于暗电流i_sat的分量增加，则不形成感测电流i_pd和电压v_pr之间的正比例关系。因此，基于事件的传感器的性能可能由于基于低照度环境中的暗电流i_sat的噪声而降低。

图4是用于描述高温环境中的暗电流的影响的曲线图。在图4中，x轴表示电压v_pr，y轴表示感测电流i_pd。参考图3对电压v_pr和感测电流i_pd进行了描述，因此省略其描述。

参考图4的理想i-v曲线，可以根据入射光的变化δe，产生电位差v_pr1。如上所述，暗电流i_sat的大小可以随着光电二极管的温度升高而变大。参考被施加了高温环境中的暗电流i_sat的影响的曲线410，由于暗电流i_sat的大小随着温度升高而变大，所以可能仅产生了根据相同光的变化δe而失真的电位差v_pr2。因此，基于事件的传感器100的性能可能由于基于高温环境中的暗电流i_sat的噪声而降低。

根据本发明构思的示例性实施例的基于事件的传感器100可以通过使用伪像素(dummypixel)来消除暗电流i_sat的影响。回到图1，像素阵列120可以包括伪像素122。提供至伪像素122的光可以被阻挡，并且伪像素122可以在无光环境中产生电流(即，暗电流)。基于事件的传感器100可以通过使用在伪像素122处产生的电流，从感测电流i_pd中去除对应于暗电流i_sat的饱和分量。

更具体地，基于事件的传感器100可以通过使用电流镜来使流向伪像素122的电流i_d镜像，并且通过使用镜像电流，从流向感测像素121的感测电流i_pd中减去对应于暗电流i_sat的饱和分量。假设感测像素121的光电二极管和伪像素122的光电二极管在相同条件下分别产生感测电流i_pd和电流i_d，则感测电流i_pd中包括的暗电流i_sat的大小可以与电流i_d相同。这里，条件可以包括温度、p-n结、掺杂浓度等因此，感测像素121可以通过使用电流i_photo来输出激活信号，所述电流i_photo是通过从感测电流i_pd中减去暗电流i_sat而获得的。在这种情况下，由于在确定是否输出激活信号时去除了暗电流i_sat的影响，所以可以提高基于事件的传感器100在低照度环境或高温环境中的感测性能。

根据示例性实施例，一个或多个伪像素可以以各种方式布置，并且伪像素的数量可以以各种方式进行调整。例如，伪像素可以布置在像素阵列120的外部，可以布置在像素阵列120的中心，或者可以布置为与在感测像素周边的对应于伪像素的感测像素平行。伪像素的数量可以与感测像素的数量相同，或者可以大于或小于感测像素的数量。

可以调整伪像素的数量或感测像素的数量，使得从感测电流i_pd中去除暗电流i_sat，以下将对此进行详细描述。基于事件的传感器100可以具有用于阻挡要提供给伪像素122的光的结构。感测像素可以布置在像素阵列120中暴露于光的部分，并且伪像素可以布置在像素阵列120中不暴露于光的部分(即，光被阻挡)。例如，为了阻挡要提供给伪像素的光，可以在伪像素上或上方堆叠金属屏蔽层等。

在示例性实施例中，每个伪像素的结构可以与每个感测像素的结构类似。也就是说，根据基于事件的传感器100的操作模式，伪像素可以被用作感测像素。备选地，根据基于事件的传感器100的操作模式，感测像素可以被用作伪像素。

图5是示出根据示例性实施例的感测像素、伪像素和电流镜的示意图。为了简化说明和方便描述，图5中仅示出了伪像素或感测像素的一些配置。然而，本发明构思可以不限于此。

参考图5，伪像素510包括光电二极管515。光电二极管515可以在无光(或者，没有光、黑暗等)环境中产生电流i1(即，暗电流)。电流镜530可以通过镜像流向伪像素510的电流i1来产生镜像电流im，并且可以将镜像电流tm输出到感测像素520。感测像素520包括光电二极管521和像素电路522。光被提供至光电二极管521。光电二极管521可以基于入射光产生电流i2。与电流i2和电流im之间的差相对应的电流i3在像素电路522中流动。更具体地，如上所述，感测像素520的光电二极管521产生的电流i2可以包括暗电流和光电流。光电流可以具有与实际入射在光电二极管521上的光的强度成比例的大小，并且暗电流可以被视为噪声。镜像电流im可以包括暗电流。因此，由于从电流i2减去了电流im，所以电流i3可以仅包括光电流。这可意味着去除了被视为噪声的暗电流。

像素电路522可以包括电流-电压转换器、时变电路和事件确定电路，以下将对此进行更全面地描述。电流-电压转换器可以将电流i3转换成电压v_pr，时变电路可以以预设比率放大电压v_pr的变化，并且事件确定电路可以将放大的变化与阈值进行比较，并基于比较结果输出激活信号。

电流i2包括暗电流i_sat和根据入射在光电二极管521上的光产生的光电流i_photo。如果光电二极管510的条件(例如，温度和掺杂浓度)与光电二极管521的条件相同，则包括在电流i2、电流i1和电流im中的暗电流i_sat的大小可以彼此相同。因此，通过从电流i2去除暗电流i_sat，电流i3可以包括电流i_photo，并且即使在低照度环境或高温环境中，像素电路522也可以在没有暗电流i_sat的影响下，通过使用电流i3感测光的变化，并输出激活信号作为感测结果。

电流镜530可以以各种方式实现，以对电流i1进行镜像。以下，将通过一些示例性实施例来描述电流镜530的配置，但是电流镜530的配置不限于此。

图6是示出根据示例性实施例的电流镜的配置的示意图。参考图6，电流镜630包括晶体管631和632。

晶体管631的栅极、晶体管631的漏极和晶体管632的栅极与光电二极管615的阴极相连。晶体管632的漏极与光电二极管621的阴极相连。电源电压被提供至晶体管631的源极和晶体管632的源极。晶体管631和632中的每一个可以是p型金属氧化物半导体(pmos)晶体管。然而，本发明构思不限于此。伪像素610的光电二极管615在无光环境中产生电流i1。电流镜630可以通过复制流向伪像素610的电流i1，将镜像电流im(即，复制电流)输出到晶体管632的漏极。感测像素620包括光电二极管621和像素电路622。晶体管632的漏极可以与像素电路622和光电二极管621之间的节点相连。

图7是示出根据示例性实施例的伪像素和感测像素的配置的示意图。参考图7，感测像素720包括光电二极管721和电流-电压转换器722。电流-电压转换器722可以是包括在感测像素720的像素电路中的电路。伪像素710包括光电二极管711和电流-电压转换器712。

在实际环境中，由于各种因素，电流i1的大小可能与电流i2中包括的暗电流i_sat的大小不同。例如，在伪像素710不包括电流-电压转换器712并且感测像素720包括电流-电压转换器722的情况下，暗电流i_sat的大小和电流i1的大小可能因电流-电压转换器722而变化。由于根据示例性实施例的伪像素710包括电流-电压转换器712，所以伪像素710可以在与感测像素720相同的条件和环境下操作，除了光入射在感测像素720上。

更具体地，光电二极管711可以产生电流i1，电流-电压转换器712可以将电流i1转换成电压。这里，电流-电压转换器712可以是允许伪像素710在与感测像素720相同的条件和环境下操作的伪电路，并且电流-电压转换器712的输出电压可以不被基于事件的传感器单独使用。电流镜730可以对电流i1进行镜像以输出电流im。光电二极管721可以产生电流i2，并且电流i3可以在电流-电压转换器722中流动。电流-电压转换器722可以将电流i3转换成电压。电流-电压转换器712和722中的每一个可以包括晶体管和放大器。电流-电压转换器712和722中的每一个中包括的晶体管可以是n型金属氧化物半导体(nmos)晶体管。除电流-电压转换器722之外，感测像素720的像素电路还可以包括时变电路和事件确定电路。然而，为了便于描述，在图7中仅示出了像素电路中包括的多个电路中电流i2流过的电流-电压转换器722。

图8是示出根据示例性实施例的像素的配置的示意图。参考图8，电流镜830包括晶体管831、832和833。

晶体管831的栅极、晶体管831的漏极、晶体管832的栅极和晶体管833的栅极彼此连接。基于流向伪像素810的电流i1，电流镜830可以产生镜像电流im1和镜像电流im2。电流i1、镜像电流im1和镜像电流im2的量可以基本上彼此相同。镜像电流im1可以输出到感测像素821，并且镜像电流im2可以输出到感测像素825。为了便于描述，伪像素810被示为仅包括光电二极管。然而，如参考图7所述，伪像素810还可以包括电流-电压转换器。

光电二极管822基于入射在光电二极管822上的光产生电流i21。像素电路823可以基于通过从电流i21减去镜像电流im1而获得的电流i31来输出第一激活信号。此外，光电二极管826基于入射在光电二极管826上的光产生电流i22。像素电路827可以基于通过从电流i22减去镜像电流im2而获得的电流i32来输出第二激活信号。根据图8的示例性实施例，像素阵列可以包括数量小于感测像素的数量的伪像素。

图9是示出根据另一示例性实施例的像素的配置的示意图。参考图9，示出了伪像素910、912和914以及感测像素920、923和926。

光电二极管911产生电流i11，光电二极管913产生电流i12，并且光电二极管915产生电流i13。为了便于描述，每个伪像素910、912和914被示为仅包括光电二极管。然而，如参考图7所述，每个伪像素910、912和914还可以包括电流-电压转换器。

电流镜930向感测像素920、923和926输出镜像电流im，所述镜像电流im基于与电流i11、电流i12和电流i13之和相对应的电流i1。基于感测像素920、923和926的阻抗，镜像电流im可以被分至感测像素920、923和926中。

光电二极管921产生电流i21，光电二极管924产生电流i22，光电二极管927产生电流i23。像素电路922可以基于通过从电流i21减去与被分至感测像素920的镜像电流im的一部分相对应的电流而获得的电流i31来输出第一激活信号。此外，像素电路925可以基于通过从电流i22减去与被分至感测像素923的镜像电流im的一部分相对应的电流而获得的电流i32来输出第二激活信号，并且，像素电路928可以基于通过从电流i23减去与被分至感测像素926的镜像电流im的一部分相对应的电流而获得的电流i33来输出第三激活信号。

如上所述，在实际环境中，由于各种因素，在伪像素的光电二极管中产生的电流i_d的大小和在感测像素的光电二极管中产生的电流中包括的暗电流i_sat的大小可以彼此不同。在这种情况下，通过调整伪像素的数量和感测像素的数量中的至少一个，暗电流i_sat之和的大小和电流i1的大小可以变得相同。例如，在“m”个伪像素和“n”个感测像素与一个电流镜相连的情况下，可以调整“m”和“n”中的至少一个，使得“n”个感测像素的暗电流之和与在“m”个伪像素中流动的电流之和相同。这里，“m”和“n”都可以是1或更大的整数。

在图9中，在电流i21、i22和i23中的每一个都包括暗电流i_sat的情况下，可以调整伪像素的数量，使得电流i1的大小与暗电流i_sat之和的大小相同。在这种情况下，暗电流i_sat的大小可以基于在无光环境中测量的暗电流来确定。

图i0是示出根据另一示例性实施例的电流镜的配置的示意图。参考图10，电流镜1030包括晶体管1031、1032、1033和1034。

伪像素1010包括光电二极管1011，伪像素1015包括光电二极管1016。光电二极管1011产生电流i11，光电二极管1016产生电流i12。为了便于描述，伪像素1010和1015中的每一个被示出为仅包括光电二极管。然而，如参考图7所述，伪像素1010和1015中的每一个还可以包括电流-电压转换器。

晶体管1031的栅极、晶体管1031的漏极、晶体管1032的栅极、晶体管1032的漏极、晶体管1033的栅极和晶体管1034的栅极彼此连接。由于晶体管1031和1032的栅极彼此连接，所以电流镜1030可以对大小与电流i12和电流i11的平均值相对应的电流进行镜像。通过对大小与多个伪像素的平均值相对应的电流进行镜像，可以减少能够针对每个伪像素产生的错误的影响。根据示例性实施例，在基于事件的传感器中的伪像素不用于其他目的的情况下，所有伪像素可以用于电流镜像。

电流镜1030产生镜像电流im1和镜像电流im2。这里，镜像电流im1和镜像电流im2中的每一个可以是大小与电流i11和电流i12的平均值相对应的电流。电流镜1030将镜像电流im1输出到感测像素1020，并将镜像电流im2输出到感测像素1025。

由于参考图8描述的感测像素821和825的操作适用于感测像素1020和1025，所以省略其描述。对于各种示例，示例性实施例被描述为电流镜1030针对多个感测像素1020和1025产生多个镜像电流im1和im2。然而，电流镜1030可以具有仅针对单个感测像素产生单个镜像电流的电路结构。

图11是示出根据示例性实施例的感测像素的框图。参考图11，感测像素1100包括光电二极管1110、电流-电压转换器1120、时变电路1130和事件确定电路1140。

光电二极管1110基于入射在光电二极管1110上的光产生感测电流i_pd。感测电流i_pd可以包括暗电流i_sat和根据入射在光电二极管1110上的光产生的电流i_photo。根据示例性实施例，可以从感测电流i_pd中去除暗电流i_sat。

电流-电压转换器1120可以将不包括暗电流(i_sat)的感测电流i_pd转换为电压v_pr。电流-电压转换器1120可以包括晶体管和放大器。当电流响应于感测电流i_pd而流向晶体管时，可以产生电压v_pr。在这种情况下，流向晶体管的电流的量可能不与感测光的强度成线性比例。放大器可以以对数标度放大感测电流i_pd，使得电压v_pr的大小与光电二极管1110感测到的光的强度成线性比例。

时变电路1130可以以预设比率放大电压v_pr的变化。时变电路1130可以被称为“放大器”。时变电路1130可以放大电压v_pr的变化以产生电压v_c。例如，时变电路1130可以包括电容器和放大器。第一电容器可以与放大器串联连接。当电压v_pr变化时，第一电容器可以充电。放大器可以以预设比率放大由在第一电容器中充电的电荷产生的电压。时变电路1130还可以包括作为放大器的反馈电容器的第二电容器。可以根据第一电容器和第二电容器的电容比来确定放大器的放大因数。在第一电容器中充电的电荷可以周期性地或在必要的时间点被重置。在重置操作期间，可以基于电压v_pr来重置第一电容器。

事件确定电路1140可以将电压v_c与阈值进行比较，并且基于比较结果输出激活信号。事件确定电路1140可以包括将电压v_c与阈值进行比较的比较器。比较器可以将电压v_c与对应于阈值的参考信号进行比较，并且当电压v_c大于参考信号的电压时，输出激活信号。

图12是示出根据示例性实施例的电子设备的框图。参考图12，电子设备1200包括处理器1210和基于事件的传感器1220。

基于事件的传感器1220在无光环境中产生电流i_d，基于入射光产生感测电流i_pd，并且基于通过从感测电流i_pd减去电流i_d的镜像电流而获得的电流来感测入射光的变化，以输出事件信号。处理器1210基于事件信号执行与入射光的变化相对应的操作。处理器1210基于事件信号识别与入射光的变化相对应的用户输入。处理器1210可以基于事件信号中包括的时间戳来产生时间戳图，并且响应于接收到事件信号来更新时间戳图。处理器1210可以通过时间戳图来识别用户输入。

用户输入可以包括手势。例如，在用户用手做出手势的情况下，处理器1210可以基于事件信号识别手移动的方向、手移动的方向的变化、手移动的距离、伸开手指的数量等。处理器1210可以执行与识别的用户输入相对应的指定操作。例如，在用户的手掌沿第一方向移动的情况下，处理器1210可以将显示器上显示的页面切换为前一页面；在用户的手掌沿第二方向移动的情况下，处理器1210可以将显示器上显示的页面切换为下一页面。此外，在用户在一根手指伸开的情况下上下移动手的情况下，处理器1210可以将显示器上显示的页面上下滚动。

图13是示出根据示例性实施例的基于事件的感测方法的流程图。图13的操作流程可以由基于事件的感测设备执行。基于事件的感测设备可以包括与根据上述示例性实施例的基于事件的传感器中包括的电路执行基本相同功能的模块。基于事件的感测设备中包括的模块可以用至少一个硬件模块、至少一个软件模块或其各种组合来实现。

参考图13，在操作1310中，基于事件的感测设备在无光(或者，没有光、黑暗等)环境中产生第一电流。在操作1320中，基于事件的感测设备基于入射光产生第二电流。入射光可以是根据用户输入而变化的光。在操作1330中，基于事件的感测设备可以通过对第一电流进行镜像来产生镜像电流，并且可以基于通过从第二电流减去第一电流的镜像电流而获得的第三电流来感测光的变化。基于事件的感测设备可以通过感测光的变化来产生与用户输入相关联的事件信息。此外，上述描述可以适用于基于事件的感测方法，并且省略更详细的描述。

图14是示出根据示例性实施例的伪像素和感测像素的配置的示意图。参考图14，像素阵列2000可以包括感测像素2100、伪像素2200和转移设备2300。为了简化说明，图14中示出了一个伪像素和一个感测像素。然而，本发明构思可以不限于此。例如，像素阵列2000还可以包括多个伪像素和多个感测像素。此外，如上所述，可以基于来自多个伪像素的暗电流的平均值来产生镜像电流，并且基于镜像电流去除来自多个感测像素中的每一个的暗电流。

感测像素2100可以包括像素电路2101和光电二极管2110。伪像素2200可以包括像素电路2201和光电二极管2210。上文描述了感测像素2100和伪像素2200的配置，因此省略详细描述。

在上述示例性实施例中，包括至少两个晶体管的单独的电流镜被配置为复制来自伪像素的暗电流。然而，在图14的示例性实施例中，可以通过与上述电流镜不同的转移设备2300复制来自伪像素2200的暗电流。在示例性实施例中，转移设备2300可以用一个晶体管来实现。

例如，伪像素2200的像素电路2201的全部或一些元件可以通过与转移设备2300相组合来构成电流镜。也就是说，上述电流镜可以被配置为包括像素电路2201的一部分和转移设备2300。因此，可以通过使用伪像素2200的一些元件作为电流镜来复制暗电流i_sat，而不用添加单独的电流镜。根据上述描述，可以简化图像感测设备的配置。

图15是示出图14的感测像素和伪像素的结构的框图。为了便于描述，省略了与类似于上述元件的元件相关联的详细描述。

参考图14和图15，感测像素2100包括光电二极管2110、电流-电压转换器2120、时变电路2130和事件确定电路2140。感测像素2100的电流-电压转换器2120、时变电路2130和事件确定电路2140可以构成上述像素电路2101。参考图11对感测像素2100的元件进行了描述，因此省略其详细描述。

伪像素2200包括光电二极管2210、电流-电压转换器2220、时变电路2230和事件确定电路2240。在示例性实施例中，伪像素2200的光电二极管2210、电流-电压转换器2220、时变电路2230和事件确定电路2240可以被配置为具有与感测像素2100的结构相同或相似的结构，或者执行与感测像素2100的功能相同或相似的功能。伪像素2200的电流-电压转换器2220、时变电路2230和事件确定电路2240可以构成上述像素电路2201。

在上述示例性实施例中，伪像素2200可以被配置为产生暗电流i_sat并且将产生的暗电流i_sat提供给外部(例如，电流镜)。在这种情况下，可以省略或可以停用向外部提供暗电流i_sat所不需要的元件。

例如，可以省略伪像素2200的一些元件(例如，电流-电压转换器2220、时变电路2230或事件确定电路2240)。也就是说，伪像素2200可以被配置为包括元件2210、2220、2230和2240当中的光电二极管2210或者包括光电二极管2210和电流-电压转换器2220。

备选地，伪像素2200可以包括光电二极管2210、电流-电压转换器2220、时变电路2230和事件确定电路2240，并且元件2210、2220、2230和2240中的一些可以被停用。例如，电流-电压转换器2220、时变电路2230和事件确定电路2240可以被停用，或者时变电路2230和事件确定电路2240可以被停用。

参考图5至图7描述的示例性实施例需要单独的电流镜来对暗电流i_sat进行镜像。在图14和图15的示例性实施例中，伪像素2200的一些元件可以被配置为包括在电流镜中。

例如，来自电流-电压转换器2220的电压v_pr可以被提供给转移设备2300，并且转移设备2300可以被配置为响应于接收到的电压v_pr来复制在伪像素2200中产生的暗电流i_sat，并将复制的电流im提供给感测像素2100。在示例性实施例中，转移设备2300可以包括一个晶体管。转移设备2300可以具有与上述电流镜不同的配置，或者可以包括电流镜的一些元件。

也就是说，伪像素2200的一些元件(例如，电流-电压转换器2220)和转移设备2300可以构成电流镜。因此，可以通过使用伪像素2200的一些元件来复制暗电流i_sat，而不添加单独的电流镜。根据上述描述，可以简化图像感测设备的配置。

图16是示出图15的感测像素和伪像素的部分配置的电路图。为了简化说明和便于描述，省略了描述本发明构思的示例性实施例所不需要的元件。

感测像素2100可以包括光电二极管2110和电流-电压转换器2120。光电二极管2110的阴极与第一节点n1相连，阳极与接地端相连。电流-电压转换器2120可以包括第一晶体管tr1和第一比较器cp1。第一晶体管tr1的源极与电源电压相连，栅极与第一比较器cp1的输出端相连，漏极与第一节点n1相连。第一比较器cp1的第一输入端与第一节点n1相连，第二输入端被连接为接收第一参考电压vref1。在示例性实施例中，第一比较器cp1的输出端可以与感测像素2100的时变电路2130相连。

伪像素2200可以包括光电二极管2210和电流-电压转换器2220。光电二极管2210的阴极与第二节点n2相连，阳极与接地端相连。电流-电压转换器2220可以包括第二晶体管tr2和第二比较器cp2。第二晶体管tr2的源极被连接为接收电源电压，栅极与第三节点n3相连，漏极与第二节点n2相连。第二比较器cp2的第一输入端与第二节点n2相连，第二输入端被连接为接收第二参考电压vref2，输出端与第三节点n3相连。

转移设备2300可以包括第三晶体管tr3。第三晶体管tr3的源极被连接为接收电源电压，漏极与第一节点n1相连，栅极与第三节点n3相连。虽然图16中的第一至第三晶体管tr1、tr2和tr3被示为n型金属氧化物半导体(nmos)晶体管，然而，本发明构思可以不限于此。根据本发明构思的晶体管可以根据本发明构思的实现被修改为各种类型。

伪像素2200的一部分(例如，电流-电压转换器2220)和转移设备2300可以构成电流镜。例如，伪像素2200的光电二极管2210可以产生第一电流i1。在这种情况下，第一电流i1可以是暗电流。伪像素2200的一部分(例如，电流-电压转换器2220)和转移设备2300可以复制第一电流i1，并向感测像素2100提供镜像(或复制的)电流im。在示例性实施例中，镜像电流im可以被提供给感测像素2100的第一节点n1。

此后，感测像素2100的操作可以类似于去除由上述暗电流引起的噪声分量的操作。例如，感测像素2100的光电二极管2110可以基于入射光的强度产生第二电流i2。在这种情况下，第二电流i2可以包括暗电流和光电流。当第一电流(即，暗电流)i1的镜像电流im被提供给感测像素2100的第一节点n1时，电流-电压转换器2120可以基于第三电流i3输出电压v_pr。在示例性实施例中，电压v_pr可以被提供给时变电路2130。

如上所述，根据本发明构思的一些示例性实施例，可以通过使用伪像素中的像素电路的一部分来形成电流镜，并且可以通过这样形成的电流镜来去除由于暗电流引起的噪声分量。也就是说，可以简化用于构成电流镜的附加元件。因此，可以提供具有改善的可靠性和降低的成本的基于事件的传感器。

在示例性实施例中，可以相互独立地控制提供给感测像素2100的第一参考电压vref1和提供给伪像素2200的第二参考电压vref2。例如，可以根据基于事件的传感器的工艺、电压和温度(pvt)变化来调整或设置第一参考电压vref1和第二参考电压vref2。备选地，根据基于事件的传感器进行操作的操作环境，可以相互独立地控制第一参考电压vref1和第二参考电压vref2。

作为更详细的示例，构成电流镜的转移设备2300的第三晶体管tr3和伪像素2200的第二晶体管tr2的工作特性可以彼此不同。在理想情况下(即，在第二晶体管tr2和第三晶体管tr3的工作特性相同的情况下)，如果第一参考电压vref1和第二参考电压vref2相同，则第一电流i1和镜像电流im的大小可以相同。

然而，由于在制造基于事件的传感器的过程中发生的工艺-电压-温度(pvt)变化或者由于操作环境的变化，第二晶体管tr2和第三晶体管tr3的工作特性可能彼此不同。在这种情况下，如果第一参考电压vref1和第二参考电压vref2相同，则第一电流i1和镜像电流im的大小可能彼此不同。这可意味着未从感测像素2100中完全去除噪声分量。

根据本发明构思的示例性实施例的基于事件的传感器可以通过独立地控制提供给感测像素2100的第一参考电压vref1和提供给伪像素2200的第二参考电压vref2来使得第一电流i1和镜像电流im的大小相同。

作为更详细的示例，接收第一参考电压vref1的第一比较器cp1可以被配置为利用第一参考电压vref1来维持第一节点n1的电压。接收第二参考电压vref2的第二比较器cp2可以被配置为利用第二参考电压vref2来维持第二节点n2的电压。由于第二晶体管tr2和第三晶体管tr3的不同特性(即，由pvt变化或操作环境引起的不同特性)，镜像电流im的大小可以小于第一电流i1的大小。在这种情况下，可以通过将第二参考电压vref2增加特定电平或将第一参考电压vref1减小特定电平来将第一电流i1和镜像电流im的大小调整为相同。相反，在镜像电流im的大小大于第一电流i1的大小的情况下，可以通过将第二参考电压vref2减小特定电平或将第一参考电压vref1增加特定电平来将第一电流i1和镜像电流im的大小调整为相同。

如上所述，可以通过控制提供给感测像素2100和镜像像素2200的第一参考电压vref1和第二参考电压vref2来提高镜像电流im的精度。

图17是示出根据示例性实施例的应用了根据本发明构思的上述示例性实施例的基于事件的传感器的电子系统的框图。参考图17，电子系统3000可以用诸如便携式通信终端、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、智能电话或可穿戴设备之类的电子设备来实现。备选地，电子系统3000可以用诸如黑匣子、数码相机或摄像机之类的图像采集设备来实现，并且可以应用于诸如机器的设备。在示例性实施例中，术语“机器”可以旨在全面地包括单个机器、虚拟机或者在其中将机器、虚拟机或一起工作的设备电连接的系统。示例性机器可以包括计算设备(例如，个人计算机、工作站、服务器、便携式计算机、袖珍型计算机、电话和平板电脑)以及个人或公共交通工具(例如，交通设备，比如汽车、火车和出租车)。

此外，将参考图17来描述电子系统3000。然而，本发明构思可以不限于此。例如，可以省略一些元件，或者可以增加其他元件。

电子系统3000可以包括应用处理器3100、显示器3220和图像传感器3230。在示例性实施例中，图像传感器3230可以是参考图1至图16描述的基于事件的传感器。应用处理器3100可以基于来自图像传感器3230的激活信号来感测用户的移动。

应用处理器3100可以包括digrf主设备3110、显示器串行接口(dsi)主机3120、相机串行接口(csi)主机3130和物理层3140。

dsi主机3120可以通过dsi与显示器3220的dsi设备3225进行通信。在示例性实施例中，光串行化器ser可以在dsi主机3120中实现。例如，光解串行化器des可以在dsi设备3225中实现。

csi主机3130可以通过csi与图像传感器3230的csi设备3235进行通信。在示例性实施例中，光解串行化器des可以在csi主机3130中实现。例如，光串行化器ser可以在csi设备3235中实现。

电子系统3000还可以包括用于与应用处理器3100进行通信的射频(rf)芯片3240。rf芯片3240可以包括物理层3242、digrf从设备3244和天线3246。在示例性实施例中，rf芯片3240的物理层3242和应用处理器3100的物理层3140可以通过mipidigrf接口相互交换数据。

电子系统3000还可以包括工作存储器3250和嵌入式/卡存储器3255。工作存储器3250和嵌入式/卡存储器3255可以存储从应用处理器3100接收的数据。工作存储器3250和嵌入式/卡存储器3255可以将存储在其中的数据提供给应用处理器3100。

工作存储器3250可以临时存储已被或将被应用处理器3100处理的数据。工作存储器3250可以包括易失性存储器(例如，静态随机存取存储器(sram)、动态ram(dram)或同步dram(sdram))或非易失性存储器(例如，闪存、相变ram(pram)、磁ram(mram)、电阻ram(reram)或铁电ram(fram))。

嵌入式/卡存储器3255可以存储数据，而不管电源如何。

电子系统3000可以通过诸如全球微波接入互操作性(wimax)3260、无线局域网(wlan)3262和超宽带(uwb)3264等的通信模块与外部系统进行通信。

电子系统3000还可以包括用于处理语音信启、的扬声器3270和麦克风3275。电子系统3000还可以包括用于处理位置信息的全球定位系统(gps)设备3280。电子系统3000还可以包括用于管理外围设备之间的连接的桥接芯片3290。

上述示例性实施例可以用硬件元件、软件元件和/或硬件元件和软件元件的组合来实现。例如，在本发明构思的示例性实施例中描述的设备、方法和元件可以通过使用一个或多个通用计算机或专用计算机来实现，例如处理器、控制器、算术逻辑单元(alu)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列(fpa)、可编程逻辑单元(plu)、微处理器或可以执行指令和响应的任何设备。处理单元可以执行操作系统(os)以及在os上运行的一个或多个软件应用。此外，处理单元可以响应于软件的执行而访问、存储、操纵、处理和产生数据。本领域技术人员将理解，尽管为了便于理解而示出了单个处理单元，但是处理单元可以包括多个处理元件和/或多种类型的处理元件。例如，处理单元可以包括多个处理器或者一个处理器和一个控制器。此外，处理单元可以具有不同的处理配置，例如并行处理器。

软件可以包括计算机程序、代码、指令或其一个或多个组合，并且可以配置处理单元以期望的方式进行操作，或者独立或协同地控制处理单元。软件和/或数据可以被永久地或临时地实施在任何类型的机器、组件、物理设备、虚拟设备、计算机存储介质或单元或传输信号波中，以便被处理单元解释或者向处理单元提供指令或数据。软件可以分散在通过网络连接的计算机系统中，并以分散方式存储或执行。软件和数据可以记录在一个或多个计算机可读存储介质中。

根据本发明构思的上述示例性实施例的方法可以记录在包括可通过各种计算机设备执行的程序指令的计算机可读介质中。计算机可读介质也可以包括程序命令、数据文件、数据结构或其组合。记录在介质中的程序指令可以专门针对本发明构思的示例性实施例进行设计和配置，或者可以是计算机软件的本领域技术人员已知和可用的。计算机可读介质可以包括被专门配置为存储和执行程序指令的硬件设备，例如磁介质(例如，硬盘、软盘和磁带)、光记录介质(例如，cd-rom和dvd)、磁光介质(例如，软光盘)、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和闪速存储器。计算机程序的示例不仅包括由编译器创建的机器语言代码，还包括能够由计算机通过使用解释器等执行的高级语言代码。所描述的硬件设备可以被配置为用作一个或多个软件模块以执行本发明构思的上述示例性实施例的操作，反之亦然。

尽管参考有限的附图描述了示例性实施例，但是对本领域技术人员显而易见的是，基于上述描述对各个示例性实施例进行各种改变或修改。例如，即使以与上述不同的顺序执行上述处理和方法，和/或以与上述不同的形式和模式来组合或耦接或用其他组件或等同物替换或切换上述元件(如系统、结构、设备或电路)，也可以实现充分的效果。

根据本发明构思的示例性实施例，可以通过使用伪像素产生暗电流，并且基于产生的暗电流，从感测像素中去除对应于暗电流的噪声分量(即，对应于饱和分量的噪声分量)。因此，提供了具有改善的可靠性的基于事件的传感器、其操作方法以及包括该传感器的电子设备。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明构思，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，应当理解，上述示例性实施例不是限制性的，而是示意性的。