影像传感器芯片及其感测方法与流程

本发明涉及一种影像感测电路，且特别涉及一种影像传感器芯片及其感测方法。

背景技术：

1、动态视觉影像感测技术的实现方式可分为两大方式：基于事件(event-based)检测型与基于帧(frame-based)运算型。无论如何，现有影像传感器的像素数组不会对感测结果(在一个帧期间中所生成的感测数据帧)进行处理(例如帧差异运算)。现有影像传感器将多个数据帧(原始影像帧)输出给处理器，然后运行于处理器的软件/固件再对这些数据帧进行图像处理(例如连续帧差异运算)。一般而言，处理器的运算负担很大。所述连续帧差异运算可能加重处理器的运算负担而使帧率下降。再者，为了进行所述连续帧差异运算，处理器需要一个帧缓冲器用以放置一个先前帧。

技术实现思路

1、本发明提供一种影像传感器芯片及其感测方法，以提供在第一帧期间中的第一感测结果与在第二帧期间中的第二感测结果之间的差异。

2、在根据本发明的实施例中，上述的影像传感器芯片包括像素数组，其中所述像素数组包括多个像素单元。这些像素单元的每一个包括第一重置开关、取样开关、光感测组件、第一电容以及输出电路。第一重置开关的第一端耦接至重置电压。取样开关的第一端耦接至第一重置开关的第二端。光感测组件耦接至取样开关的第二端。第一电容的第一端耦接至取样开关的第一端。输出电路耦接于第一电容的第二端与像素数组的多个读出线中的一个对应读出线之间。当所述像素数组操作于帧差模式时，输出电路将光感测组件在第一帧期间中的第一感测结果与在第一帧期间后的第二帧期间中的第二感测结果之间的差异所对应的差异信息输出至对应读出线。其中，在曝光期间中取样开关具有导通时间长，在曝光期间后的读出与清除期间中取样开关具有截止时间长。导通时间长与截止时间长的比例相关于光感测组件的电容值与第一电容的电容值的比例。

3、在根据本发明的实施例中，上述的感测方法包括：当所述像素数组操作于一帧差模式时，在曝光期间中导通取样开关，其中在曝光期间中取样开关具有导通时间长；当所述像素数组操作于帧差模式时，在曝光期间后的读出与清除期间中截止取样开关，其中在读出与清除期间中取样开关具有截止时间长，以及导通时间长与截止时间长的比例相关于光感测组件的电容值与第一电容的电容值的比例；以及当像素数组操作于帧差模式时，在像素单元中的输出电路将光感测组件在第一帧期间中的第一感测结果与在第一帧期间后的第二帧期间中的第二感测结果之间的差异所对应的差异信息输出至对应读出线。

4、基于上述，本发明诸实施例所述影像传感器芯片可以进行连续帧差异运算。所述影像传感器芯片可以存储在第一帧期间(先前帧)中的第一感测结果。在第一帧期间后的第二帧期间(目前帧)中，所述影像传感器芯片可以生成先前帧的第一感测结果与目前帧的第二感测结果之间的差异，并且所述影像传感器芯片可以存储目前帧的感测结果以便于在下一帧期间再一次进行连续帧差异运算。

技术特征：

1.一种影像传感器芯片，其特征在于，所述影像传感器芯片包括：

2.根据权利要求1所述的影像传感器芯片，其特征在于，所述光感测组件包括光二极管。

3.根据权利要求1所述的影像传感器芯片，其特征在于，当所述像素单元操作于所述帧差模式时，所述第一重置开关在重置期间为导通，所述第一重置开关在所述重置期间后的所述曝光期间以及所述读出与清除期间中的读出期间为截止，所述第一重置开关在所述读出与清除期间中的清除期间的第一子期间为导通，以及所述第一重置开关在所述清除期间的第二子期间以及所述第二子期间后的再取样期间为截止。

4.根据权利要求1所述的影像传感器芯片，其特征在于，当所述像素单元操作于所述帧差模式时，所述取样开关在重置期间以及所述重置期间后的所述曝光期间为导通，所述取样开关在所述读出与清除期间为截止，以及所述取样开关在所述读出与清除期间后的再取样期间为导通。

5.根据权利要求1所述的影像传感器芯片，其特征在于，所述输出电路包括：

6.根据权利要求5所述的影像传感器芯片，其特征在于，当所述像素单元操作于所述帧差模式时，所述第一重置开关与所述取样开关在重置期间为导通以重置所述光感测组件，所述第二重置开关在所述重置期间为截止以将先前帧感测信息保留于所述第一电容。

7.根据权利要求5所述的影像传感器芯片，其特征在于，所述斜坡信号在重置期间与所述重置期间后的所述曝光期间为禁能电平，所述斜坡信号在所述读出与清除期间中的读出期间为斜坡波形，以及所述斜坡信号在所述读出与清除期间中的清除期间以及在所述清除期间后的再取样期间为致能电平。

8.根据权利要求5所述的影像传感器芯片，其特征在于，所述第二重置开关在重置期间、所述重置期间后的所述曝光期间以及所述读出与清除期间中的读出期间为截止，以及所述第二重置开关在所述读出与清除期间中的清除期间以及在所述清除期间后的再取样期间为导通。

9.根据权利要求5所述的影像传感器芯片，其特征在于，当所述像素单元操作于原影像模式时：

10.根据权利要求5所述的影像传感器芯片，其特征在于，当所述像素单元操作于事件通报模式时：

11.根据权利要求5所述的影像传感器芯片，其特征在于，所述比较器包括：

12.根据权利要求1所述的影像传感器芯片，其特征在于，所述影像传感器芯片更包括：

13.根据权利要求12所述的影像传感器芯片，其特征在于，当所述输出电路操作于原影像模式时：

14.根据权利要求12所述的影像传感器芯片，其特征在于，所述读出电路包括：

15.根据权利要求14所述的影像传感器芯片，其特征在于，所述局部二元样式电路包括多个单元电路，其中所述多个单元电路的每一个包括：

16.根据权利要求14所述的影像传感器芯片，其特征在于，所述读出电路更包括：

17.一种影像传感器芯片的感测方法，其特征在于，所述影像传感器芯片包括含有多个像素单元的像素数组，所述多个像素单元的每一个包括第一重置开关、取样开关、光感测组件、第一电容以及输出电路，所述感测方法包括：

18.根据权利要求17所述的感测方法，其特征在于，所述光感测组件包括光二极管。

19.根据权利要求17所述的感测方法，其特征在于，所述感测方法更包括：

20.根据权利要求17所述的感测方法，其特征在于，所述感测方法更包括：

21.根据权利要求17所述的感测方法，其特征在于，所述感测方法更包括：

22.根据权利要求21所述的感测方法，其特征在于，所述斜坡信号在重置期间与所述重置期间后的所述曝光期间为禁能电平，所述斜坡信号在所述读出与清除期间中的读出期间为斜坡波形，以及所述斜坡信号在所述读出与清除期间中的清除期间以及在所述清除期间后的再取样期间为致能电平。

23.根据权利要求21所述的感测方法，其特征在于，所述感测方法更包括：

24.根据权利要求21所述的感测方法，其特征在于，所述感测方法更包括当所述像素单元操作于原影像模式时：

25.根据权利要求21所述的感测方法，其特征在于，所述感测方法更包括当所述像素单元操作于事件通报模式时：

26.根据权利要求17所述的感测方法，其特征在于，所述感测方法更包括：

27.根据权利要求26所述的感测方法，其特征在于，所述感测方法更包括当所述输出电路操作于原影像模式时：

技术总结
本发明提供一种影像传感器芯片及其感测方法。影像传感器芯片包括像素单元。每一个像素单元包括重置开关、取样开关、光感测组件、电容以及输出电路。取样开关耦接于重置开关与光感测组件之间。电容耦接于取样开关与输出电路之间。输出电路将光感测组件不同帧期间中的多个感测结果之间的差异所对应的差异信息输出至对应读出线。取样开关在曝光期间中具有导通时间长，以及在读出与清除期间中具有截止时间长。导通时间长与截止时间长的比例相关于光感测组件的电容值与电容的电容值的比例。

技术研发人员：谢志成,邱岷洋
受保护的技术使用者：谢志成
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16