[发明专利]一种提取即时运动的图像传感器及其方法

权利要求书

1.一种提取即时运动的图像传感器，其特征在于，包括帧间差分像素，所述帧间差分像素包括：

感光差分单元，包括光电二极管、电容和第一晶体管，光电二极管一端连接电源、另一端连接第一晶体管的栅端，该光电二极管的另一端定义为光生电荷存储节点，第一晶体管的源极连接电源、漏极连接所述电容的上极板，光电二极管用于接收像素上的入射光信号并将其转化为光生电荷存储在光生电荷存储节点；

复位单元，包括第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管，所述第二晶体管的源极与所述感光差分单元的光生电荷存储节点连接、漏极接地、栅极连接第一触发电源，所述第三晶体管的源极与感光差分单元中的电容的上极板连接、漏极接地、栅极连接第二触发电源，所述第四晶体管的源极与所述电容的下极板连接、漏极接地、栅极连接第三触发电源；

输出单元，包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管，所述第五晶体管的源极连接电源、栅极连接行地址译码器、漏极与所述第六晶体管和所述第七晶体管的源极相连，所述第六晶体管的栅极与所述电容的上极板连接、漏极作为原始像素信号输出，所述第七晶体管的栅极与所述电容的下极板连接、漏极作为像素帧间差分信号输出；

其中，复位单元被配置为对电容的上极板进行复位，上极板在复位时，在下极板上得到-αV_n-1的信号电压，其中α表示信号从上极板到下极板的信号增益，曝光结束后将电容的上极板电压充电至信号电压V_n时，电容的下极板处的电压上升时获得α(V_n-V_n-1)，以得到像素信号与上一次曝光信号之间的差值。

2.根据权利要求1所述的提取即时运动的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括信号选择处理模块，所述信号选择处理模块包括：

电压比较器，所述电压比较器的负输入端连接参考电压，所述电压比较器的正输入端连接所述像素帧间差分信号输出；

数据选择器，所述数据选择器的第一输入端与所述电压比较器的输出端连接，所述数据选择器的第二输入端连接所述原始像素信号输出；

当所述电压比较器的输出端输出高电平时，所述数据选择器输出原始像素信号，当所述电压比较器的输出端输出零电平时，所述数据选择器输出零电平；

模数转换器，与所述数据选择器的输出端连接，用于对所述数据选择器输出的信号进行模数转换。

3.根据权利要求2所述的提取即时运动的图像传感器，其特征在于，所述感光差分单元中所述光电二极管为一个，所述电容为一个。

4.根据权利要求3所述的提取即时运动的图像传感器，其特征在于，所述光电二极管还可替换为电感耦合器。

5.根据权利要求2所述的提取即时运动的图像传感器，其特征在于，所述参考电压由外电路提供。

6.一种采用权利要求1至5任一所述的图像传感器实现提取即时运动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

帧间差分像素提供原始像素信号输出和像素帧间差分信号输出，完成感光和即时的帧间差分计算；

将电压比较器的负输入端连接参考电压，所述电压比较器的正输入端连接所述像素帧间差分信号输出；

将数据选择器的第一输入端与所述电压比较器的输出端连接，将所述数据选择器的第二输入端连接所述原始像素信号输出；

当所述电压比较器的输出端输出高电平时，所述数据选择器输出原始像素信号，当所述电压比较器的输出端输出零电平时，所述数据选择器输出零电平；

将模数转换器与所述数据选择器的输出端连接，用于对所述数据选择器输出的信号进行模数转换。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述帧间差分像素具有不同感光周期，所述不同感光周期均包括复位阶段、曝光阶段和读出阶段，以完成感光和即时的信号差分计算，所述不同感光周期为0或n，其中，n≥1。