[發(fā)明專利]用于動(dòng)態(tài)視覺傳感器中的時(shí)間微分光感測(cè)系統(tǒng)的低失配影響和低耗損互阻抗增益電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280036724.0
• 申請(qǐng)日: 2012-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN103875180B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T.塞拉諾戈塔雷多納;B.里納雷斯巴蘭科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 康斯喬最高科學(xué)研究公司
• 主分類號(hào): H03F3/08
• 分類號(hào): H03F3/08;H03F3/345
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 胡莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

如在本描述性說明書中所表述的，本發(fā)明涉及通過以二極管方式連接的晶體管的、用于動(dòng)態(tài)視覺傳感器（DVS）中的時(shí)間微分光感測(cè)系統(tǒng)（temporally differentiating photo-sensing systems）的低失配影響和低耗損互阻抗增益電路（transimpedance gain circuit）。

本發(fā)明落入電子電路領(lǐng)域，尤其是落入低耗損面積減小的模擬集成電路領(lǐng)域。該電路具體而言關(guān)于電壓電流前置放大器或者換言之互阻抗的種類。

背景技術(shù)

動(dòng)態(tài)視覺傳感器（DVS）是攝像機(jī)種類的新型集成電路，盡管其具體地并不是這樣的。在商用攝像機(jī)中，設(shè)備一個(gè)黑影照片（photogram）接連一個(gè)黑影照片地進(jìn)行記錄。在DVS中，不存在黑影照片。與攝像機(jī)類似，該集成電路包含光傳感器矩陣。在攝像機(jī)中，用固定頻率對(duì)每個(gè)光傳感器進(jìn)行采樣。然而，在DVS中，不對(duì)像素進(jìn)行采樣。每個(gè)像素計(jì)算其感測(cè)的光的時(shí)間導(dǎo)數(shù)（time derivative），并且當(dāng)其超過某個(gè)水平（閾值）時(shí)，像素向外發(fā)射“事件”。該事件通常包括二維光傳感器矩陣內(nèi)的像素的（x，y）坐標(biāo)。以這樣的方式，DVS的輸出包括對(duì)其感測(cè)的強(qiáng)度的變化進(jìn)行檢測(cè)的各個(gè)像素的（x，y）坐標(biāo)流。此類DVS傳感器由Lichtsteiner、Delbruck和Posch在2006年首次報(bào)導(dǎo)（在Visuals Supplement to ISSCC Dig. Of Tech. Papers, San Fransisco, 2006, vol., pp 508-509 (27.9)中的“A 128×128 120dB 30mW Asynchronous Vision Sensor that Responds to Relative Intensity Change”），并且隨后由P. Lichtsteiner、C. Posch和T. Delbruck更詳細(xì)報(bào)導(dǎo)（“A 128×128 120dB 15μs Latency Asynchronous Temporal Contrast Vision Sensor”，IEEE J.Solid-State Circuits,vol.43, No. 2, pp. 566-576, 2008年2月）。

最近，Posch已報(bào)導(dǎo)了新的模型（prototype）（C. Posch、D. Matolin 和R. Wohlgenannt,“A QGVA 143dB dynamic range asynchronous address-event PWM dynamic image sensor with lossless pixel level video-compression”，Solid-State Circuits,2010 IEEE International Conference ISSCC,Dig of Tech Paper,pp.400-401, 2010年2月）。

然而，在這些DVS傳感器中，由光傳感器感測(cè)的光電流I_ph首先通過對(duì)數(shù)變換被轉(zhuǎn)換成電壓。該電壓首先被放大，并且隨后計(jì)算其時(shí)間導(dǎo)數(shù)。關(guān)鍵參數(shù)是該首次放大中的電壓增益。放大率越大，傳感器將對(duì)“時(shí)間對(duì)比度（Temporal Contrast）”越靈敏。問題在于該放大應(yīng)在矩陣的每個(gè)像素內(nèi)被執(zhí)行，并且應(yīng)由在微芯片中消耗很少功率和很小面積的電路來執(zhí)行。此外，重要的是其由從一個(gè)像素至另一像素未經(jīng)歷增益值的太多失配影響的電路來執(zhí)行，假定情況相反，則相互比較起來，其將向各像素的行為中引入很多變化，由此降低傳感器的總靈敏度。到目前為止報(bào)導(dǎo)的DVS采用基于具有電容器的電路的電壓放大級(jí)。在集成模擬電路中，電容器具有相互之間的低離散，并且因此非常適合于執(zhí)行電壓放大級(jí)。然而，在DVS中，期望獲得約20至100（或以上）的電壓增益。在用電容器這樣做時(shí)，需要至少兩個(gè)電容器，其比值（value proportion）等于期望增益的比值。假定電容器的面積與其值成比例，這意味著電容器中的一個(gè)的面積應(yīng)是另一個(gè)的面積的20與100倍之間。最終結(jié)果是在電容器中消耗像素的面積的一大部分。

可能的備選可以是通過兩個(gè)連續(xù)級(jí)來獲得電壓增益，假定每個(gè)級(jí)的增益相乘。然而，在兩個(gè)連續(xù)級(jí)之間要求的同步也使得其時(shí)間太長(zhǎng)，因此顯著降低了DVS的速度。

發(fā)明內(nèi)容

為了達(dá)到以上所闡述的目的并避免限制，本發(fā)明包括通過以二極管配置的方式連接的晶體管的用于動(dòng)態(tài)視覺傳感器（DVS）中的時(shí)間微分光感測(cè)系統(tǒng)的低失配影響和低耗損互阻抗增益電路。