CN103533263A - 图像传感器芯片、操作方法和包括图像传感器芯片的系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种图像传感器芯片、操作方法和包括图像传感器芯片的系统，所述图像传感器芯片包括彩色传感器像素和用于感测对象的运动的动态视觉传感器(DVS)像素。所述方法包括：根据模式选择信号激活彩色传感器像素和DVS像素中的一个，并且处理从所激活的像素输出的像素信号。

Description

图像传感器芯片、操作方法和包括图像传感器芯片的系统
本申请要求于2012年7月3日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0072462号韩国专利申请的优先权，该申请的全部公开通过引用合并于此。
技术领域
示例性实施例涉及一种图像传感器芯片。更具体地，示例性实施例涉及一种基于从图像传感器芯片中的彩色传感器像素和运动传感器像素中的一个输出的像素信号来获取图像数据的方法以及使用所述方法的系统。
背景技术
互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器是一种使用CMOS的感测装置。CMOS图像传感器比电荷耦合器件(CCD)图像传感器便宜，且比CCD图像传感器消耗的功率低。CMOS图像传感器比CCD图像传感器消耗的功率低是因为CMOS图像传感器包括比CCD图像传感器小的元件。此外，随着CMOS图像传感器的性能的提高，将CMOS图像传感器用于包括便携式装置的电器，其中，所述便携式装置即智能电话和数码相机。
然而，移动环境下的CMOS图像传感器要求最小功耗。因为在功耗和性能之间存在折衷关系，所以期望在仍保持CMOS图像传感器的性能的同时使功耗最小化。
发明内容
根据示例性实施例的一方面，提供了一种操作包括彩色传感器像素和用于感测对象的运动的动态视觉传感器(DVS)像素的图像传感器芯片的方法。所述方法包括：根据模式选择信号激活彩色传感器像素和DVS像素中的一个，并且处理从所激活的像素输出的像素信号。
所述方法还可包括：在激活彩色传感器像素和DVS像素中的一个之前，默认激活DVS像素，并且基于从默认激活的DVS像素输出的像素信号来改变模式选择信号的电平。
根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种操作包括彩色传感器像素和用于感测对象的运动的DVS像素的图像传感器芯片的方法。所述方法包括：激活DVS像素，根据模式选择信号来确定是否激活彩色传感器像素，并且基于确定结果和模式选择信号来处理从DVS像素和彩色传感器像素中的一个输出的像素信号。
根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种图像传感器芯片，包括：像素阵列，包括彩色传感器像素组和DVS像素组，其中，彩色传感器像素组包括多个彩色传感器像素，DVS像素组包括用于感测对象的运动的多个DVS像素；控制电路，配置为根据模式选择信号来激活彩色传感器像素组和DVS像素组中的一个；和像素信号处理电路，配置为处理从所激活的像素组输出的像素信号。
图像传感器芯片还可包括：运动传感器像素激活控制器，配置为根据控制电路的控制来控制供给DVS像素组的功率。
像素信号处理电路可包括：行地址事件表示(AER)，配置为处理由各个DVS像素生成的多个事件信号中的至少一个；和列AER，配置为处理由各个DVS像素生成的多个事件信号中的至少另一个。行AER可布置在像素阵列的一侧，用于激活每个彩色传感器像素的行驱动器可布置在像素阵列的另一侧，并且行AER与行驱动器彼此面对。
可选地，像素信号处理电路可包括：行AER，配置为处理由各个DVS像素生成的多个事件信号中的至少一个；和列AER，配置为处理由各个DVS像素生成的多个事件信号中的至少另一个。行AER可与用于激活每个彩色传感器像素的行驱动器布置在像素阵列的同一侧。
根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种片上系统(SoC)，包括：上述图像传感器芯片；图像信号处理器(ISP)，配置为处理从图像传感器芯片输出的图像数据；和中央处理单元(CPU)，配置为从ISP接收处理后的图像数据并基于处理后的图像数据生成模式选择信号。
根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种图像传感器芯片，包括：像素阵列，包括彩色传感器像素、深度传感器像素和DVS像素；和输出选择电路，配置为根据模式选择信号来选择从彩色传感器像素与深度传感器像素接收的信号和从DVS像素接收的信号中的一个，并且输出所选择的信号。
根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种图像处理系统，包括：图像传感器，用于生成与来自至少一个彩色传感器像素的彩色图像数据或者来自至少一个运动传感器像素的运动图像数据对应的数字图像数据，并且发送数字图像数据；图像信号处理器(ISP)，配置为接收并处理来自图像传感器的数字图像数据，并且发送处理后的图像数据；和显示单元，用于从ISP接收处理后的图像数据，并且显示处理后的图像数据。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，示例性实施例的以上及其他特征和优点会变得更清楚，其中：
图1是根据一些实施例的图像处理系统的框图；
图2是根据一些实施例的图1所示的图像传感器的框图；
图3是包括图2所示的像素信号处理电路的示例的图像传感器的框图；
图4是根据一些实施例的图2所示的像素阵列的像素排列的示图；
图5是根据其他实施例的图2所示的像素阵列的像素排列的示图；
图6是根据另外实施例的图2所示的像素阵列的像素排列的示图；
图7是根据其他实施例的图2所示的像素阵列的像素排列的示图；
图8A是根据其他实施例的图2所示的像素阵列的像素排列的示图；
图8B是根据其他实施例的图2所示的像素阵列的像素排列的示图；
图9A是根据另外实施例的图2所示的像素阵列的像素排列的示图；
图9B是根据其他实施例的图2所示的像素阵列的像素排列的示图
图10是根据一些实施例的图4所示的像素阵列的布线图；
图11是根据其他实施例的图4所示的像素阵列的布线图；
图12A是根据一些实施例的图10所示的彩色传感器像素的电路图；
图12B是根据其他实施例的图10所示的彩色传感器像素的电路图；
图12C是根据另外实施例的图10所示的彩色传感器像素的电路图；
图12D是根据其他实施例的图10所示的彩色传感器像素的电路图；
图12E是根据其他实施例的图10所示的彩色传感器像素的电路图；
图13是根据一些实施例的图10所示的运动传感器像素的示图；
图14是根据其他实施例的图1所示的图像传感器的框图；
图15是根据另外实施例的图1所示的图像传感器的框图；
图16是根据其他实施例的图1所示的图像传感器的框图；
图17是包括图2所示的像素信号处理电路的另一示例的图像传感器的框图；
图18是包括图2所示的像素信号处理电路的另一示例的图像传感器的框图；
图19是图18所示的像素信号处理电路的变型的框图；
图20是包括图2所示的像素信号处理电路的另一示例的图像传感器的框图；
图21是包括图15所示的像素信号处理电路的示例的图像传感器的框图；
图22是包括图15所示的像素信号处理电路的另一示例的图像传感器的框图；
图23是包括图15所示的像素信号处理电路的另一示例的图像传感器的框图；
图24是包括图15所示的像素信号处理电路的另一示例的图像传感器的框图；
图25是根据一些实施例的操作图像传感器芯片的方的流程图；
图26是根据其他实施例的操作图像传感器芯片的方法的流程图；
图27是根据另外实施例的操作图像传感器芯片的方法的流程图；
图28是根据一些实施例的包括图1所示的图像传感器的电子系统的框图；
图29是根据一些实施例的包括图1所示的图像传感器的系统的框图。
具体实施方式
以下，将参照其中示出实施例的附图更详细地描述示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以以很多不同的形式来实现，而不应解释为限于此处阐述的实施例。反而，提出这些实施例以使本公开全面和完整，并将示例性实施例的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中，为清楚起见，可夸大各层和区域的尺寸和相对尺寸。类似的标号始终指示类似的元件。
应理解，当将一个元件称作“连接”或“结合”至另一元件时，这个元件可直接连接或结合至其他元件，或者可存在中间元件。相比之下，当将一个元件称作“直接连接”或“直接结合”至另一元件时，不存在中间元件。如这里所使用的情况，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和全部组合，且可缩写为“/”。
应理解，虽然这里可使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应被这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的教导的情况下，可将第一信号称作第二信号，类似地，可将第二信号称作第一信号。
这里使用的术语仅仅是为了描述特定实施例，而并不是为了限制示例性实施例。如这里所使用的情况，单数形式也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。还将理解：本说明书使用的术语“包括”和/或“包含”明确指定存在声明的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或附加一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件和/或上述项的组合。
除非以其他方式定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与由这些示例性实施例所属的本领域普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。进一步理解，诸如通用词典中所定义的术语应被解释为具有与它们在相关技术和/或本申请的背景下的含义一致的含义，而不应在理想化或过度正式的含义上来解释，除非在这里如此地明确定义。
图1是根据一些实施例的图像处理系统10的框图。图像处理系统10可包括图像传感器100、图像信号处理器(ISP)200、显示单元205、中央处理单元(CPU)210以及外围电路220。图像处理系统10可作为片上系统(SoC)来实现。
图像处理系统10既可具有用于获取对象的彩色图像数据的彩色传感器的功能，还可具有用于感测对象的运动并获取运动图像数据的运动传感器的功能。运动传感器可分析按照帧连续拍摄的图像，并可将分析后的帧的阴影信息以数字代码的形式存储在帧存储器(未示出)中。运动传感器可比较已存储于帧存储器中的先前帧的阴影信息与目前输入的当前帧的阴影信息，并且感测对象的运动。此外，当获取像素的阴影信息时，运动传感器可同时处理相邻像素(例如，在分别四个方向上的四个像素)的阴影信息，并计算阴影的移动方向。
可选地，运动传感器可包括位于像素中的信号存储元件(例如电容器)。运动传感器可存储与先前帧的像素信号对应的电压，将所述电压和与当前帧的像素信号对应的电压进行比较并且感测对象的运动。
图像传感器100可生成从至少一个彩色传感器像素(未示出)输出的彩色图像数据或者从至少一个运动传感器像素(未示出)输出的运动图像数据，并将数字图像数据IDATA发送至ISP200。图像传感器100可根据从CPU210接收的模式选择信号MSEL来输出与彩色图像数据或运动图像数据对应的图像数据IDATA。
例如，当模式选择信号MSEL处于低电平时，图像传感器100可输出与运动图像数据对应的图像数据IDATA，当模式选择信号MSEL处于高电平时，图像传感器100可输出与彩色图像数据对应的图像数据IDATA。然而，示例性实施例不限于这些示例。在其他实施例中，图像传感器100可包括至少一个深度传感器像素(未示出)，并将彩色图像数据与深度图像数据一起输出。
图像传感器100可作为单独的芯片来实现。图像传感器100可以是互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。
ISP200可接收图像数据IDATA，处理图像数据IDATA并且生成处理后的图像数据IDATA′。ISP200可将图像数据IDATA处理成帧。ISP200还可调整图像数据IDATA的亮度、对比度和色彩饱和度。当图像数据IDATA包括深度图像数据时，ISP200可使用飞行时间(TOF)法生成深度传感器像素的深度信息，并将深度信息嵌入处理后的图像数据IDATA′中。
ISP200可包括帧存储器，比较先前帧的阴影信息与当前帧的阴影信息并且根据比较结果生成运动图像数据。可选地，ISP200可将像素的阴影信息和相邻像素的阴影信息一起处理，并且计算阴影的移动方向。ISP200还可将处理后的图像数据IDATA′发送到至显示单元205和CPU210。
ISP200可控制在图像传感器100中包括的控制寄存器组(未示出)，以便控制图像传感器100的总体操作。虽然在图1所示的实施例中，在图像传感器100的外部来实现ISP200，但示例性实施例不限于此。可在图像传感器100的内部来实现ISP200。
显示单元205可显示处理后的图像数据IDATA′。显示单元205可以是能输出图像的任何装置。显示单元205可作为电子装置来实现，其中，所述电子装置诸如计算机、移动电话或相机。
CPU210可从ISP200接收处理后的图像数据IDATA′，并基于处理后的图像数据IDATA′生成模式选择信号MSEL。CPU210可将模式选择信号MSEL发送至图像传感器100。
当图像处理系统10通电时，CPU210可输出处于默认电平（例如，低电平）的模式选择信号MSEL。当CPU210基于处理后的图像数据IDATA′确定模式修正为必需时，CPU210可输出处于变化后的电平（例如，高电平）的模式选择信号MSEL。
CPU210可比较处理后的图像数据IDATA′与已存储的模式修正代码以生成模式选择信号MSEL。当处理后的图像数据IDATA′与模式修正代码相同时，CPU210可改变模式选择信号MSEL的电平。
模式修正代码可以是诸如一个人的指纹或脸的特定二维(2D)图像、包括深度信息的三维(3D)图像或者与诸如手势的连续运动对应的参考运动图像。
当模式修正代码是手指画圈的运动图像时，CPU210可确定处理后的图像数据IDATA′是否对应于手指画圈的运动图像，并根据确定结果生成模式选择信号MSEL。然而，示例性实施例未被模式修正代码的类型所限制。
在只有运动传感器默认操作且彩色传感器像素在睡眠模式下停用的情况下，当用户输入的特定动作与模式修正代码相同时，CPU210可激活彩色传感器像素或者诸如电力系统、音频系统等与图像处理系统连接的系统或者具体应用。
模式修正代码可在用户的请求下改变，且可设定为默认值。
CPU210可基于从外围电路220接收的信号(或数据)生成模式选择信号MSEL，并将模式选择信号MSEL发送至图像传感器100。
图像传感器100可根据模式选择信号MSEL来输出与彩色图像数据或运动图像数据对应的图像数据IDATA。外围电路220可提供根据系统状态生成的或为CPU210输入的信号(或数据)。
外围电路220可作为输入/输出(I/O)接口来实现。在此情况下，外围电路220可将根据用户的输入生成的信号发送至CPU210。I/O接口可以是任何类型的I/O装置，诸如，外部输入按钮、触摸屏或鼠标。
可选地，外围电路220可作为功率监测模块来实现。在此情况下，当外围电路220确定系统功率不足时，外围电路220可将对应于所述确定的信号发送至CPU210。作为另一选择，外围电路220可作为应用执行模块来实现。在此情况下，当执行特定应用时，外围电路220可将通过执行生成的信号发送至CPU210。所述特定应用可以是相机拍摄应用、增强现实应用或需要相机图像的应用。
图2是根据一些实施例的图像传感器100A的框图。图像传感器100A可包括像素阵列110、控制逻辑(或控制电路)120、行驱动器130、运动传感器像素激活控制器140以及像素信号处理电路150。
像素阵列110包括用于获取对象的彩色图像数据的多个彩色传感器像素C以及用于感测对象的运动的多个运动传感器像素M。像素阵列110还可包括滤色器阵列(未示出)，所述滤色器阵列包括以预定波长发射光的多个滤色器层(未示出)。
像素阵列110还可包括用于获取对象的深度信息的深度传感器像素(未示出)。当使用TOF法处理深度传感器像素的像素信号时，图像传感器100A还可包括红外带通滤波器(未示出)，其中，红外带通滤波器对除了由控制逻辑120控制的红外光源(未示出)所发射的红外光以及在被红外光源发射后从对象反射的红外光以外的光进行滤除。
运动传感器像素M可由动态视觉传感器(DVS)像素来实现，但示例性实施例不限于此。
控制逻辑120可基于模式选择信号MSEL来控制图像传感器100A的总体操作。控制逻辑120可控制行驱动器130、运动传感器像素激活控制器140以及像素信号处理电路150。
行驱动器130可根据控制逻辑120的控制按照行来激活彩色传感器像素C。
运动传感器像素激活控制器140可根据控制逻辑120的控制来激活运动传感器像素M。运动传感器像素激活控制器140还根可据控制逻辑120的控制来控制对运动传感器像素M供电。
控制逻辑120可基于模式选择信号MSEL来控制行驱动器130和运动传感器像素激活控制器140，从而激活在包括彩色传感器像素C的彩色传感器像素组和包括运动传感器像素M的运动传感器像素组中的一个组。此时，像素信号处理电路150可处理从像素阵列110输出的像素信号(例如，从每个运动传感器像素M输出的像素信号或从每个彩色传感器像素C输出的像素信号)，并且输出处理结果以作为图像数据IDATA。
可选地，控制逻辑120可在已激活了包括运动传感器像素M的运动传感器像素组的状态下，根据模式选择信号MSEL仅控制是否激活包括彩色传感器像素C的彩色传感器像素组。此时，像素信号处理电路150可根据控制逻辑120的控制来选择从运动传感器像素M输出的像素信号或者从彩色传感器像素C输出的像素信号，并基于选择结果输出图像数据IDATA。
当运动传感器像素M通过DVS像素来实现时，像素信号处理电路150可包括地址事件表示(address event representation，AER)(未示出)。AER可处理从用于感测光量的变化的每个运动传感器像素M输出的事件信号，并将复位信号发送至已生成事件信号的每个运动传感器像素M。在后面参照图3、图17、图18和图20来详述AER的配置。
当像素阵列110包括深度传感器像素(未示出)时，深度传感器像素的激活控制和从深度传感器像素输出的像素信号的处理与彩色传感器像素C的激活控制和从彩色传感器像素C输出的像素信号的处理基本上相同。
图3是包括图2所示的像素信号处理电路150的示例150A的图像传感器100A-1的框图。图3示出包括通过DVS像素实现的运动传感器像素M的图像传感器100A-1。
参照图2和图3，图3所示的像素信号处理电路150A可包括列AER_C154、读出电路156、行AER_R158以及输出选择电路160。
像素阵列110中包括的每个运动传感器像素M可根据光量的变化输出事件信号。将参照图13详细描述事件信号。列AER_C154可接收事件信号，并基于事件信号来输出已生成事件信号的每个运动传感器像素M的列地址值。
读出电路156可接收从像素阵列110中包括的每个彩色传感器像素C所输出的像素信号，并且处理像素信号。
读出电路156可包括列解码器(未示出)、列驱动器(未示出)、相关双采样(CDS)块(未示出)、模数转换器(ADC)块(未示出)以及输出缓冲器(未示出)。
列AER_C154和读出电路156可分别以单独的电路来实现。
行AER_R158可接收从每个运动传感器像素M输出的事件信号，并基于事件信号来输出已生成事件信号的每个运动传感器像素M的行地址值。可将行地址值发送至输出选择电路160。
可在行驱动器130的对面实现行AER_R158。
输出选择电路160可根据控制逻辑120的控制来选择列AER_C154的输出、行AER_R158的输出和读出电路156的输出中的至少一个输出，并基于选择结果来输出图像数据IDATA。
输出选择电路160可根据控制逻辑120的控制来选择列AER_C154的输出和行AER_R158的输出，并基于选择结果来输出图像数据IDATA。
可选地，输出选择电路160可根据控制逻辑120的控制来选择读出电路156的输出，并基于选择结果来输出图像数据IDATA。
输出选择电路160可通过例如复用器的单元来实现，所述复用器用于从多个输入信号中选择一个。然而，示例性实施例不限于此。当从包括彩色传感器像素C的彩色传感器像素组和包括运动传感器像素M的运动传感器像素组中的一个输出信号时，输出选择电路160可旁路掉所述信号。
当像素阵列110包括深度传感器像素时，输出选择电路160可根据模式选择信号MSEL来选择从彩色传感器像素C或深度传感器像素输出的像素信号或者从运动传感器像素M输出的像素信号，并输出所选择的信号。
图4是根据一些实施例的图2所示的像素阵列110的像素排列110-1的示图。图5是根据其他实施例的图2所示的像素阵列110的像素排列110-2的示图。图6是根据另外实施例的图2所示的像素阵列110的像素排列110-3的示图。图7是根据其他实施例的图2所示的像素阵列110的像素排列110-4的示图。图8A是根据其他实施例的图2所示的像素阵列110的像素排列110-5a的示图。图8B是根据其他实施例的图2所示的像素阵列110的像素排列110-5b的示图。图9A是根据另外实施例的图2所示的像素阵列110的像素排列110-6a的示图。图9B是根据其他实施例的图2所示的像素阵列110的像素排列110-6b的示图。
为方便起见，在图4至图7所示的实施例中，假设像素阵列110具有5行和5列的5×5矩阵形式。然而，示例性实施例不限于此。
参照图2以及图4至图7，像素阵列110可包括彩色传感器像素组和运动传感器像素组，其中，彩色传感器像素组包括彩色传感器像素C，运动传感器像素组包括运动传感器像素M。运动传感器像素组可包括能以比彩色传感器像素C低的功率工作的DVS像素。
可根据模式选择信号MSEL来激活彩色传感器像素组和运动传感器像素组中的任何一个或两者。
当默认激活以低功率工作的运动传感器像素组，彩色传感器像素组处于睡眠模式，且用户的运动与模式修正代码相同时，可根据模式选择信号MSEL激活彩色传感器像素组。在图4所示的像素排列110-1中，可将每个彩色传感器像素C置于运动传感器像素M之间。
可将多个运动传感器像素M置于相邻的彩色传感器像素C之间，但示例性实施例不限于此。
可选地，彩色传感器像素C和运动传感器像素M可以以不等间隔排列。
图5所示的像素排列110-2可包括置于内侧的彩色传感器像素组以及置于彩色传感器像素组的边界处的运动传感器像素M。
换言之，包括运动传感器像素M的运动传感器像素组可排列在包括彩色传感器像素C的彩色传感器像素组的边缘处。可选地，彩色传感器像素C可排列在包括运动传感器像素M的运动传感器像素组的边缘处。
虽然将运动传感器像素M以单线形式排列在彩色传感器像素组的边界处，但也可将运动传感器像素M以多线形式排列。
图6所示的像素排列110-3在每列中可仅包括彩色传感器像素C或仅包括运动传感器像素M。换言之，运动传感器像素M在行方向上(即在水平方向上)与彩色传感器像素C交替。
虽然在图6所示的实施例中，一列彩色传感器像素C与一列运动传感器像素M交替，但可将多列运动传感器像素M置于彩色传感器像素C的相邻列之间。
可以以不等间隔来排列各列彩色传感器像素C和各列运动传感器像素M。
各列彩色传感器像素C和各列运动传感器像素M可包括线光学黑色(line-optical black，L-OB)像素以去除行噪声。例如，在排列有各列彩色传感器像素C和各列运动传感器像素M的区域的左侧和右侧的每侧可排列一列L-OB像素。然而，示例性实施例不限于本示例。
行噪声是从彩色传感器像素C输出的像素信号中所包含的噪声。行噪声可导致在图像数据IDATA中出现水平条纹图形。行噪声主要由供给图像传感器100的功率的变化、在行驱动器130驱动时发生的噪声等引起。行噪声具有时变特性。
ISP200可通过从与L-OB像素同一行的彩色传感器像素C的像素信号中减去L-OB像素的像素信号来去除行噪声，并生成处理后的图像数据IDATA′。
L-OB像素可包括用于遮挡入射光的遮挡层(未示出)。
图7所示的像素排列110-4在每行中可仅包括彩色传感器像素C或仅包括运动传感器像素M。换言之，运动传感器像素M在列方向上(即在垂直方向上)与彩色传感器像素C交替。
虽然在图7所示的实施例中，一行彩色传感器像素C与一行运动传感器像素M交替，但可将多行运动传感器像素M置于彩色传感器像素C的相邻行之间。
可以以不等间隔来排列各行彩色传感器像素C和各行运动传感器像素M。
各行彩色传感器像素C和各行运动传感器像素M可包括L-OB像素以去除行噪声。
图8A至图9B示出根据运动传感器像素M和彩色传感器像素C的相对尺寸的像素阵列110的不同的像素排列110-5a和像素排列110-6a，以及当像素阵列110包括深度传感器像素Z时的像素阵列110的不同的像素排列110-5b和像素排列110-6b。
图8A所示的像素排列110-5a对应于这样的情况，其中，运动传感器像素M的尺寸与RGB彩色传感器像素R、G、B的尺寸相同。由于单个运动传感器像素M的尺寸与RGB彩色传感器像素R、G、B中的每个的尺寸相同，因此，当像素阵列110具有2×2矩阵形式时，像素排列110-5a包括一个运动传感器像素M以及RGB彩色传感器像素R、G、B。
在图8B所示的像素排列110-5b中，RGB彩色传感器像素R、G、B和深度传感器像素Z以拜耳图形排列。RGB彩色传感器像素R、G、B和深度传感器像素Z可形成3D传感器像素组。可将至少一个运动传感器像素M置于拜耳图形周围。
图9A所示的像素排列110-6a对应于这样的情况，其中，运动传感器像素M的尺寸与四个RGB彩色传感器像素R、G、B的组的尺寸相同。由于单个运动传感器像素M的尺寸与由四个RGB彩色传感器像素R、G、B组成的拜耳图形的尺寸相同，因此，可根据分别通过图4至图7所示的像素排列110-1至像素排列110-4中的一个来排列运动传感器像素M和四个RGB彩色传感器像素R、G、B。
在图9B所示的像素排列110-6b中，运动传感器像素M的尺寸与3D传感器像素组中包括的拜耳图形的尺寸相同。此时，可根据分别通过图4至图7所示的像素排列110-1至像素排列110-4中的一个来排列拜耳图形和运动传感器像素M。
可以以各种方式改变运动传感器像素M与彩色传感器像素C的相对尺寸。
图10是根据一些实施例的图4所示的像素阵列110-1的布线图。参照图4和图10，图10示出图4所示的像素阵列110的部分112以及分别作为单独电路实现的列AER_C154和读出电路156。像素阵列110的部分112包括彩色传感器像素C、第一运动传感器像素112-1以及第二运动传感器像素112-2。
第一运动传感器像素112-1具有与彩色传感器像素C相同的行地址。第二运动传感器像素112-2具有与彩色传感器像素C相同的列地址。以行方向延伸的布线可包括选择信号线SEL、复位信号线RS、传送信号线TG、行AER事件信号线REQY以及行AER复位信号线ACKY。
选择信号线SEL可连接至行驱动器130和彩色传感器像素C。行驱动器130可将选择信号通过选择信号线SEL传输至彩色传感器像素C。
复位信号线RS和传送信号线TG也可连接至行驱动器130和彩色传感器像素C。行驱动器130可将复位信号和传输信号分别通过复位信号线RS和传送信号线TG传输至彩色传感器像素C。
行AER事件信号线REQY可连接至行AER_R158和第一运动传感器像素112-1。第一运动传感器像素112-1可将导通/截止事件信号通过行AER事件信号线REQY传输至行AER_R158。
行AER复位信号线ACKY也可连接至行AER_R158和第一运动传感器像素112-1。行AER_R158可将第一DVS复位信号通过行AER复位信号线ACKY传输至第一运动传感器像素112-1。
以列方向延伸的布线可包括像素信号线PIXEL、列AER导通事件信号线REQX_ON、列AER截止事件信号线REQX_OFF以及列AER复位信号线ACKX。
像素信号线PIXEL可连接至读出电路156和彩色传感器像素C。彩色传感器像素C可将像素信号通过像素信号线PIXEL传输至读出电路156。
列AER导通事件信号线REQX_ON可连接至列AER_C154和第二运动传感器像素112-2。第二运动传感器像素112-2可将导通事件信号通过列AER导通事件信号线REQX_ON传输至列AER_C154。
列AER截止事件信号线REQX_OFF可连接至列AER_C154和第二运动传感器像素112-2。第二运动传感器像素112-2可将截止事件信号通过列AER截止事件信号线REQX_OFF传输至列AER_C154。
列AER复位信号线ACKX可连接至列AER_C154和第二运动传感器像素112-2。列AER_C154可将第二DVS复位信号通过列AER复位信号线ACKX传输至第二运动传感器像素112-2。
在其他实施例中，当像素阵列110包括深度传感器像素Z时，用于深度传感器像素Z的布线结构与图10所示的用于彩色传感器像素C的布线结构基本相同。
将参照图12A至图13来详细描述通过图10所示的信号线传输的信号。
图11是根据其他实施例的图4所示的像素阵列110-1的布线图。参照图4和图11，就列方向上的布线而言，可将图10所示的像素信号线PIXEL和列AER复位信号线ACKX实现为公共信号线ACKX&PIXEL。换言之，公共信号线ACKX&PIXEL可连接至彩色传感器像素C、运动传感器像素M和信号路径选择电路170。
信号路径选择电路170可根据控制逻辑120的控制将公共信号线ACKX&PIXEL连接至读出电路156或列AER_C154。信号路径选择电路170可通过解复用器来实现。
当模式选择信号MSEL处于例如低电平的第一电平时，控制逻辑120可控制信号路径选择电路170将公共信号线ACKX&PIXEL连接至列AER_C154。因此，公共信号线ACKX&PIXEL可用作列AER复位信号线ACKX。
当模式选择信号MSEL处于例如高电平的第二电平时，控制逻辑120可控制信号通道选择电路170将公共信号线ACKX&PIXEL连接至读出电路156。因此，公共信号线ACKX&PIXEL可用作像素信号线PIXEL。
为方便起见，在图10和图11所示的实施例中仅描述了彩色传感器像素C、第一运动传感器像素112-1和第二运动传感器像素112-2，但图10或图11所示的布线可适用于像素阵列110中包括的每个运动传感器像素M和每个彩色传感器像素C。
图12A是根据一些实施例的图10所示的彩色传感器像素C的电路图。图12B是根据其他实施例的图10所示的彩色传感器像素C的电路图。图12C是根据另外实施例的图10所示的彩色传感器像素C的电路图。图12D是根据其他实施例的图10所示的彩色传感器像素C的电路图。图12E是根据其他实施例的图10所示的彩色传感器像素C的电路图。
参照图12A，单位彩色传感器像素115a可包括光电二极管PD、传送晶体管Tx、浮动扩散节点FD、复位晶体管Rx、驱动晶体管Dx以及选择晶体管Sx。
光电二极管PD是光电转换元件的示例。光电二极管PD可以是光电晶体管、光电门、钉扎光电二极管(PPD)或上述元件的组合。
图12A示出包括单个光电二极管PD和四个MOS晶体管Tx、Rx、Dx、Sx的4-晶体管(4T)结构。然而，示例性实施例不限于本示例。至少包括光电二极管PD和三个晶体管的任何电路均可用于实施例中，其中，所述三个晶体管至少包括驱动晶体管Dx和选择晶体管Sx。
在单位彩色传感器像素115a的操作中，光电二极管PD生成随着入射光的强度变化的光电荷。传送晶体管Tx可响应于从行驱动器130通过传送信号线TG接收的传送信号而将光电荷传送至浮动扩散节点FD。驱动晶体管Dx可基于与在浮动扩散节点FD处累积的光电荷对应的电位将光电荷放大并将光电荷发送至选择晶体管Sx。选择晶体管Sx的漏极连接至驱动晶体管Dx的源极，选择晶体管Sx可响应于从行驱动器130通过选择信号线SEL接收的选择信号将像素信号输出至与单位彩色传感器像素115a连接的像素信号线PIXEL。复位晶体管Rx可响应于从行驱动器130通过复位信号线RS接收的复位信号而将浮动扩散节点FD复位至VDD。
单位彩色传感器像素115a可通过滤色器层(未示出)接收入射光。滤色器层可包括至少一个红色滤光器、至少一个绿色滤光器和至少一个蓝色滤光器，或者滤色器层可包括至少一个品红滤光器、至少一个青色滤光器和至少一个黄色滤光器。根据滤色器层的类型，可将单位彩色传感器像素115a分成红色像素R、绿色像素G或蓝色像素B。根据滤色器层，单位彩色传感器像素115a可感测不同波长的入射光，且ISP200可处理从每个单位彩色传感器像素115a输出的像素信号以生成2D图像。
图12B至图12E中示出单位彩色传感器像素的其他示例。
参照图12B，单位彩色传感器像素115b具有3-晶体管(3T)结构，其中，3-晶体管结构可包括光电二极管PD、复位晶体管Rx、驱动晶体管Dx和选择晶体管Sx。可将由光电二极管PD生成的光电荷立即累积在浮动扩散节点FD处，单位彩色传感器像素115b可根据驱动晶体管Dx和选择晶体管Sx的操作将像素信号输出至像素信号线PIXEL。
参照图12C，单位彩色传感器像素115c具有3T结构，其中，3T结构可包括光电二极管PD、传送晶体管Tx、复位晶体管Rx以及驱动晶体管Dx。复位晶体管Rx可通过n沟道耗尽型晶体管来实现。复位晶体管Rx可响应于从行驱动器130通过复位信号线RS接收的复位信号而将浮动扩散节点FD复位至VDD或低电平(例如，0V)，从而执行与选择晶体管Sx类似的功能。在其他实施例中，可通过选择信号线SEL来接收复位信号。
参照图12D，单位彩色传感器像素115d具有5-晶体管(5T)结构，其中，5-晶体管结构包括光电二极管PD、传送晶体管Tx、复位晶体管Rx、驱动晶体管Dx、选择晶体管Sx以及一个或多个晶体管Gx。
参照图12E，单位彩色传感器像素115e具有5T结构，其中，5T结构包括光电二极管PD、传送晶体管Tx、复位晶体管Rx、驱动晶体管Dx、选择晶体管Sx以及一个或多个晶体管Px。
在其他实施例中，当像素阵列110包括深度传感器像素Z时，深度传感器像素Z的内部结构与图12A至图12E之一所示的结构基本相同。深度传感器像素Z除了可实现为1抽头结构外，还可实现为2抽头结构，深度传感器像素Z与在图12A至图12E中的任何一个所示的彩色传感器像素C具有相同的内部结构。
图13是根据一些实施例的图10所示的运动传感器像素M的示图。参照图10和图13，运动传感器像素M可以是DVS像素。将参照图13详细描述作为DVS像素的运动传感器像素M的每个操作。
单位DVS像素117可包括光电二极管117-1、电流电压(I/V)转换器117-2、放大器电路117-3、比较器电路117-4以及数字逻辑117-5。
光电二极管117-1是光电转换元件的示例。光电二极管117-1可以是光电晶体管、光电门、PPD或上述元件的组合。光电二极管117-1可根据入射光的强度生成光电流I。
I/V转换器117-2可包括转换晶体管Cx和反相器INV。可通过运动传感器像素激活控制器140对转换晶体管Cx供电。
当运动传感器像素组停用时，运动传感器像素激活控制器140可对转换晶体管Cx施加比预定电平低的电压，以使转换晶体管Cx不工作。反相器INV可使光电二极管117-1的端子处的电压反相以输出第一电压Vin。换言之，I/V转换器117-2可感测光电二极管117-1中流过的光电流I，并且输出与光电流I对应的第一电压Vin。
放大器电路117-3可包括第一电容器C1、第二电容器C2、放大器AMP以及复位开关SW。放大器电路117-3可基于第一电压Vin输出与第一电压Vin随时间的变化相关的第二电压Vout。复位开关SW可根据数字逻辑117-5的控制将第二电压Vout复位至复位电压。
比较器电路117-4可包括第一比较器COMP1和第二比较器COMP2。第一比较器COMP1可比较第二电压Vout与导通阈值电压，并根据比较结果生成导通事件信号。第二比较器COMP2可比较第二电压Vout与截止阈值电压，并根据比较结果生成截止事件信号。换言之，当单位DVS像素117的阴影的变化高于预定水平时，比较器电路117-4可生成导通事件信号或截止事件信号。
例如，当单位DVS像素117的阴影比预定水平亮时，导通事件信号可处于高电平，而当单位DVS像素117的阴影比预定水平暗时，截止事件信号可处于高电平。可将导通事件信号和截止事件信号发送至数字逻辑117-5。
数字逻辑117-5可根据从比较器电路117-4输出的导通事件信号和截止事件信号来生成事件信号。例如，数字逻辑117-5可包括或门以接收导通事件信号和截止事件信号，当导通事件信号和截止事件信号中的一个处于高电平时，数字逻辑117-5生成导通/截止事件信号。可将导通/截止事件信号通过行AER事件信号线REQY传输至行AER_R158。在其他实施例中，可在单位DVS像素117外部（例如在行AER_R158内部）实现或门。
数字逻辑117-5可将导通事件信号通过列AER导通事件信号线REQX_ON传输至列AER_C154，且可将截止事件信号通过列AER截止事件信号线REQX_OFF传输至列AER_C154。
数字逻辑117-5可根据从比较器电路117-4输出的导通事件信号和截止事件信号来生成复位开关信号RS_SW。例如，数字逻辑117-5可包括或门以接收导通事件信号和截止事件信号，当导通事件信号和截止事件信号中的一个处于高电平时，数字逻辑117-5生成复位开关信号RS_SW。复位开关SW可根据复位开关信号RS_SW复位第二电压Vout。在其他实施例中，可在单位DVS像素117外部实现或门。
用于生成导通/截止事件信号的或门可与用于生成复位开关信号RS_SW的或门相同。
数字逻辑117-5可分别通过行AER复位信号线ACKY和列AER复位信号线ACKX来接收第一DVS复位信号和第二DVS复位信号。数字逻辑117-5可根据从行AER_R158发送的第一DVS复位信号和从列AER_C154发送的第二DVS复位信号来生成复位开关信号RS_SW。
例如，数字逻辑117-5可包括与门，当第一DVS复位信号和第二DVS复位信号处于高电平时，数字逻辑117-5生成复位开关信号RS_SW。可在单位DVS像素117外部实现与门。
图13所示的单位DVS像素117仅为示例。然而，示例性实施例不限于此。根据实施例的运动传感器像素M可适用于感测对象的运动的任何像素。
图14是根据其他实施例的图像传感器100B的框图。图像传感器100B是图1所示的图像传感器100的另一示例。参照图1和图14，图像传感器100B可包括仅包括彩色传感器像素C的彩色传感器像素阵列110A以及仅包括运动传感器像素M的运动传感器像素阵列110B。在此情况下，行驱动器130可根据控制逻辑120的控制来激活彩色传感器像素阵列110A中的彩色传感器像素C。运动传感器像素激活控制器140可根据控制逻辑120的控制来控制运动传感器像素阵列110B中的运动传感器像素M的激活或停用。
图15是根据另外实施例的图像传感器100C的框图。图16是根据其他实施例的图像传感器100D的框图。图像传感器100C和图像传感器100D是图1所示的图像传感器100的其他示例。参照图1、图15和图16，图像传感器100C和图像传感器100D可不包括运动传感器像素激活控制器140。
像素信号处理电路150可在控制逻辑120的控制下控制每个运动传感器像素M的输出。详细来说，在激活运动传感器像素M的状态下，可通过像素信号处理电路150来仅控制彩色传感器像素C和运动传感器像素M中的每个的输出。
当运动传感器像素M是DVS像素时，运动传感器像素M可根据从像素信号处理电路150接收的信号而不输出事件信号。
图17是包括图2所示的像素信号处理电路150的另一示例150B的图像传感器100A-2的框图。图18是包括图2所示的像素信号处理电路150的另一示例150C的图像传感器100A-3的框图。参照图2、图17和图18，运动传感器像素M在图像传感器110A-2和图像传感器110A-3中是DVS像素。
参照图17，在像素信号处理电路150B中，可将列AER_C154和读出电路156分别以单独的电路来实现。此外，像素信号处理电路150B中的行AER_R158可与行驱动器130在同一侧实现。
行AER和行驱动器块132可包括行驱动器130和行AER_R158。可将行AER和行驱动器块132在功能上和逻辑上分成行AER_R158和行驱动器130，但不必需在物理上如此划分。
参照图18，像素信号处理电路150C可包括列AER、读出电路块152和行AER_R158。列AER和读出电路块152可包括列AER_C154和读出电路156。可将列AER和读出电路块152在功能上和逻辑上分成列AER_C154和读出电路156，但不必需在物理上如此划分。
列AER和读出电路块152可使用单一方法(或逻辑)来处理从运动传感器像素M输出的事件信号和从彩色传感器像素C输出的像素信号。在此情况下，用于对从彩色传感器像素C输出的像素信号进行模数转换的单独的块可在列AER和读出电路块152的内部或外部来实现。将参照图19详细描述这一点。
行AER_R158可在行驱动器130的对面来实现。已根据光量的变化生成事件信号的运动传感器像素M的行地址值可从行AER_R158被发送至列AER和读出电路块152。
图19是图18所示的像素信号处理电路150C的变型150C′的框图。参照图18和图19，图19所示的像素信号处理电路150′可包括列AER和模拟前端(AFE)电路块152′、行AER_R158、输出选择电路160′以及模数转换器(ADC)块172。
列AER和AFE电路块152′可包括列AER_C154和AFE电路170。AFE电路170可以是这样的电路，其中，在读出电路156所包括的元件中，所述电路包括在模数转换前执行操作的元件。可将列AER和AFE电路块152′在功能上和逻辑上分成列AER_C154和AFE电路170，但不必需在物理上如此划分。
列AER和AFE电路块152′可使用单一方法(或逻辑)来处理从运动传感器像素M输出的事件信号和从彩色传感器像素C输出的像素信号。
列AER和AFE电路块152′可处理从运动传感器像素M输出的事件信号和从彩色传感器像素C输出的像素信号。列AER和AFE电路块152′可将需要模数转换的处理结果(例如，处理来自彩色传感器像素C的像素信号的结果)发送至ADC块172，并且将不需要模数转换的处理结果(例如，处理来自运动传感器像素M的事件信号的结果)发送至输出选择电路160′。
ADC块172可对从列AER和AFE电路块152′接收的处理结果进行模数转换，并且将通过转换获得的数字信号发送至输出选择电路160′。ADC块172可包括CDS电路(未示出)、斜坡发生器(未示出)、比较器(未示出)以及计数器(未示出)，并且可根据控制逻辑120的控制进行模数转换。
输出选择电路160′可选择并处理从列AER和AFE电路块152′发送的信号以及从ADC块172发送的信号，以便输出图像数据IDATA。
图20是包括图2所示的像素信号处理电路150的另一示例的图像传感器100A-4的框图。图像传感器100A-4包括像素信号处理电路150D。
行AER_R158可与行驱动器130在同一侧来实现。行AER和行驱动器块132可包括行驱动器130和行AER_R158。可将行AER和行驱动器块132在功能上和逻辑上分成行AER_R158和行驱动器130，但不必需在物理上如此划分。
图21是包括图15所示的像素信号处理电路150的示例的图像传感器100C-1的框图。图22是包括图15所示的像素信号处理电路150的另一示例的图像传感器100C-2的框图。图23是包括图15所示的像素信号处理电路150的另一示例的图像传感器100C-3的框图。图24是包括图15所示的像素信号处理电路150的另一示例的图像传感器100C-4的框图。
参照图15以及图21至图24，图像传感器100C-1至图像传感器100C-4包括通过DVS像素实现的运动传感器像素M，不包括图2所示的运动传感器像素激活控制器140。在图像传感器100C-1至图像传感器100C-4中的像素阵列110中所包括的运动传感器像素M的激活状态被保持，可通过列AER_C154和行AER_R158来控制运动传感器像素M的输出。
参照图13以及图21至图24，列AER_C154和行AER_R158可在初始状态(例如复位状态)下根据控制逻辑120的控制来保持电压Vout，从而抑制运动传感器像素M生成输出(即事件信号)，其中，运动传感器像素M基于作为参考的所述电压Vout来生成事件信号。例如，当根据模式选择信号MSEL来激活彩色传感器像素C时，列AER_C154和行AER_R158可根据控制逻辑120的控制来抑制运动传感器像素M生成输出(例如事件信号)。
除了上述特征以外，图21至图24分别示出的像素信号处理电路150A至像素信号处理电路150D的结构和操作与在图3、图17、图18和图20中分别示出的像素信号处理电路150A至像素信号处理电路150D的结构和操作基本相同。
图25是根据一些实施例的操作图像传感器芯片的方法的流程图。参照图1至图3以及图14至图25，在操作S10中，控制逻辑120可基于模式选择信号MSEL激活彩色传感器像素C或运动传感器像素M。
CPU210可根据对通过例如输入接口的外围电路220输入的用户输入的分析结果来生成模式选择信号MSEL。控制逻辑120可通过控制行驱动器130来激活彩色传感器像素C，并且通过控制运动传感器像素激活控制器140来激活运动传感器像素M。
在操作S12中，像素信号处理电路150可处理从已激活的彩色传感器像素C或运动传感器像素M输出的像素信号。
图26是根据其他实施例的操作图像传感器芯片的方法的流程图。参照图1至图3以及图14至图26，当图像处理系统10通电时，CPU210可输出处于默认设置的电平的模式选择信号MSEL。在操作S20中，控制逻辑120可基于模式选择信号MSEL来默认激活运动传感器像素M。
从已激活的运动传感器像素M输出的像素信号可通过像素信号处理电路150来处理，且作为图像数据IDATA被提供给ISP200。ISP200可处理图像数据IDATA并将处理后的图像数据IDATA′发送至CPU210。在操作S22中，CPU210可基于处理后的图像数据IDATA′来改变模式选择信号MSEL的电平。换言之，CPU210可基于从运动传感器像素M输出的像素信号来改变模式选择信号MSEL的电平。
操作S24和操作S26与图25所示的操作S10和操作S12基本相同。因此，将省略详细描述。
图27是根据另外实施例的操作图像传感器芯片的方法的流程图。参照图2、图3、图14至图24以及图27，在操作S30中，运动传感器像素激活控制器140可激活运动传感器像素M。
在操作S32中，控制逻辑120可基于模式选择信号MSEL来确定是否激活彩色传感器像素C。在操作S34中，像素信号处理电路150可处理从运动传感器像素M或彩色传感器像素C输出的像素信号。像素信号处理电路150可在激活彩色传感器像素C时处理从彩色传感器像素C输出的像素信号，可在未激活彩色传感器像素C时处理从运动传感器像素M输出的像素信号。可选地，当激活彩色传感器像素C时，输出选择电路160可选择并处理来自运动传感器像素M的像素信号或来自彩色传感器像素C的像素信号，并且输出图像数据IDATA。
图28是根据一些实施例的包括图1所示的图像传感器100的电子系统1000的框图。参照图1和图28，电子系统1000可通过数据处理设备来实现，其中，所述数据处理设备诸如可使用或支持移动产业处理器接口(MIPI)接口的移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式媒体播放器(PMP)、IP TV或智能电话。电子系统1000包括图像传感器100、应用处理器1010以及显示器1050。
在应用处理器1010中包括的相机串行接口(CSI)主机1012与图像传感器1040中包括的CSI装置1041通过CSI进行串行通信。例如，可在CSI主机1012中实现光串行器，且可在CSI装置1041中实现光解串器。
在应用处理器1010中包括的显示器串行接口(DSI)主机1011与显示器1050中包括的DSI装置1051通过DSI进行串行通信。例如，可在DSI主机1011中实现光串行器，可在DSI装置1051中实现光解串器。
电子系统1000还可包括与应用处理器1010通信的射频(RF)芯片1060。电子系统1000的物理通道(PHY)1013和RF芯片1060的PHY根据MIPI DigRF标准来彼此通信数据。电子系统1000还可包括GPS1020、存储装置1070、麦克风1080、动态随机存取存储器(DRAM)1085和扬声器1090中的至少一个元件。电子系统1000可使用全球微波接入互操作性(Wimax)1030、无线局域网(WLAN)1100或超宽带(UWB)1110等来通信。
图29是根据一些实施例的包括图1所示的图像传感器100的图像处理系统1100的框图。参照图1和图29，图像处理系统1100可包括图像传感器100、处理器1110、存储器1120、显示单元1130以及接口1140。
处理器1110可控制图像传感器100的操作。处理器1110可基于从图像传感器100接收的彩色信息、深度信息和运动信息而生成2D、3D和/或运动图像数据。
存储器1120可存储用于根据处理器1110的控制通过总线1150来控制图像传感器100的操作的程序以及通过处理器1110生成的图像。处理器1110可访问存储器1120中存储的信息且执行所述程序。存储器1120可通过非易失性存储器来实现。
图像传感器100可在处理器1110的控制下，基于数字像素信号(例如，彩色信息、深度信息或运动信息)生成2D、3D和/或运动图像数据。显示单元1130可使用显示器(例如，液晶显示器(LCD)或有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器)显示从处理器1110或存储器1120接收的图像。可为2D图像或3D图像的输入或输出设置接口1140。接口1140可作为无线接口来实现。
还可将示例性实施例作为计算机可读介质中的计算机可读代码来实施。计算机可读记录介质是可存储数据以作为随后可由计算机系统读取的程序的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘以及光学数据存储装置。
还可将计算机可读记录介质分布在网络连接的计算机系统中，从而以分布式存储和执行计算机可读代码。而且，程序设计者可容易地解释用于完成示例性实施例的功能程序、代码和代码段。
如上所述，根据一些实施例，基于从彩色传感器像素输出的像素信号来获取图像数据，从而可精确地识别对象的2D彩色图像。此外，在其他情况下，基于从运动传感器像素输出的像素信号来获取图像数据，从而可降低功耗。换言之，根据具体环境，可进行选择，从而或者精确地识别对象的2D彩色图像，或者降低功耗。
虽然已参照示例性实施例具体示出且描述了示例性实施例，但本领域技术人员会理解，在不脱离由权利要求所限定的示例性实施例的精神和范围内，可在形式和细节上作出各种变化。

Claims (29)

1.一种操作包括彩色传感器像素和用于感测对象的运动的动态视觉传感器(DVS)像素的图像传感器芯片的方法，所述方法包括：
根据模式选择信号来激活彩色传感器像素和DVS像素中的一个；和
处理从所激活的像素输出的像素信号。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：在激活彩色传感器像素和DVS像素中的一个之前，
默认激活DVS像素；和
基于从默认激活的DVS像素输出的像素信号来改变模式选择信号的电平。
3.如权利要求2所述的方法，其中，改变模式选择信号的电平的步骤包括：当模式修正代码是与根据对从默认激活的DVS像素输出的像素信号的处理结果所生成的代码相同的代码时，改变模式选择信号的电平。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：在激活彩色传感器像素和DVS像素中的一个之前，
分析用户输入；和
根据用户输入的分析结果生成模式选择信号。
5.如权利要求1所述的方法，其中，彩色传感器像素是从由红色像素、绿色像素和蓝色像素构成的组中选择的像素，且以拜耳图形来排列彩色传感器像素。
6.一种操作包括彩色传感器像素和用于感测对象的运动的动态视觉传感器(DVS)像素的图像传感器芯片的方法，所述方法包括：
激活DVS像素；
根据模式选择信号来确定是否激活彩色传感器像素；和
基于确定结果和模式选择信号来处理从DVS像素和彩色传感器像素中的一个输出的像素信号。
7.如权利要求6所述的方法，其中，处理像素信号的步骤包括：当激活彩色传感器像素时处理从彩色传感器像素输出的像素信号，而当未激活彩色传感器像素时处理从DVS像素输出的像素信号。
8.如权利要求所述的方法6，其中，彩色传感器像素是从由红色像素、绿色像素和蓝色像素构成的组中选择的像素，且以拜耳图形排列彩色传感器像素。
9.一种图像传感器芯片，包括：
像素阵列，包括彩色传感器像素组和动态视觉传感器(DVS)像素组，其中，彩色传感器像素组包括多个彩色传感器像素，DVS像素组包括用于感测对象的运动的多个DVS像素；
控制电路，配置为根据模式选择信号来激活彩色传感器像素组和DVS像素组中的一个；和
像素信号处理电路，配置为处理从所激活的像素组输出的像素信号。
10.如权利要求9所述的图像传感器芯片，还包括：运动传感器像素激活控制器，配置为根据控制电路的控制来控制供给DVS像素组的功率。
11.如权利要求9所述的图像传感器芯片，其中，像素信号处理电路包括：
行地址事件表示(AER)，配置为处理由各个DVS像素生成的多个事件信号中的至少一个；和
列AER，配置为处理由各个DVS像素生成的多个事件信号中的至少另一个，并且
行AER布置在像素阵列的一侧，用于激活每个彩色传感器像素的行驱动器布置在像素阵列的另一侧，并且行AER与行驱动器彼此面对。
12.如权利要求9所述的图像传感器芯片，其中，像素信号处理电路包括：
行地址事件表示(AER)，配置为处理由各个DVS像素生成的多个事件信号中的至少一个；和
列AER，配置为处理由各个DVS像素生成的多个事件信号中的至少另一个，并且
行AER与用于激活每个彩色传感器像素的行驱动器布置在像素阵列的同一侧。
13.如权利要求9所述的图像传感器芯片，其中，DVS像素组与彩色传感器像素组分开布置。
14.如权利要求9所述的图像传感器芯片，其中，DVS像素中的每个布置在彩色传感器像素之间。
15.如权利要求9所述的图像传感器芯片，其中，DVS像素布置在彩色传感器像素组的边缘处。
16.如权利要求9所述的图像传感器芯片，其中，DVS像素在行方向上与彩色传感器像素交替。
17.如权利要求9所述的图像传感器芯片，其中，DVS像素在列方向上与彩色传感器像素交替。
18.如权利要求9所述的图像传感器芯片，其中，DVS像素与彩色传感器像素的尺寸不同。
19.如权利要求9所述的图像传感器芯片，其中，在DVS像素和彩色传感器像素中，具有同一列地址的DVS像素和彩色传感器像素彼此共用至少一个信号线。
20.如权利要求9所述的图像传感器芯片，其中，像素信号处理电路包括：
运动传感器像素信号处理电路，配置为处理从DVS像素组输出的像素信号；和
彩色传感器像素信号处理电路，配置为处理从彩色传感器像素组输出的像素信号。
21.如权利要求20所述的图像传感器芯片，还包括：输出选择电路，配置为选择运动传感器像素信号处理电路的输出和彩色传感器像素信号处理电路的输出中的一个。
22.一种片上系统(SoC)，包括：
如权利要求9所述的图像传感器芯片；
图像信号处理器(ISP)，配置为处理从图像传感器芯片输出的图像数据；和
中央处理单元(CPU)，配置为从ISP接收处理后的图像数据并基于处理后的图像数据生成模式选择信号。
23.一种图像传感器芯片，包括：
像素阵列，包括彩色传感器像素、深度传感器像素和动态视觉传感器(DVS)像素；和
输出选择电路，配置为根据模式选择信号来选择从彩色传感器像素与深度传感器像素接收的信号和从DVS像素接收的信号中的一个，并且输出所选择的信号。
24.如权利要求23所述的图像传感器芯片，其中，彩色传感器像素是从由红色像素、绿色像素和蓝色像素构成的组中选择的像素，并且
其中，将彩色传感器像素和深度传感器像素以拜耳图形排列。
25.如权利要求23所述的图像传感器芯片，其中，输出选择电路包括复用器。
26.一种图像处理系统，包括：
图像传感器，用于生成与来自至少一个彩色传感器像素的彩色图像数据或者来自至少一个运动传感器像素的运动图像数据对应的数字图像数据，并且发送数字图像数据；
图像信号处理器(ISP)，配置为接收并处理来自图像传感器的数字图像数据，并且发送处理后的图像数据；和
显示单元，用于从ISP接收处理后的图像数据，并且显示处理后的图像数据。
27.如权利要求26所述的图像处理系统，还包括：
中央处理单元(CPU)，配置为根据来自ISP的处理后的图像数据和来自功率监测模块的信号中的一个来生成模式选择信号，并且发送模式选择信号。
28.如权利要求27所述的图像处理系统，其中，功率监测模块确定图像处理系统是否具有充足的功率，当图像处理系统不具有充足的功率时，功率监测模块将信号发送至CPU。
29.如权利要求27所述的图像处理系统，其中，图像传感器基于来自CPU的模式选择信号来生成与彩色图像数据或运动图像数据对应的数字图像数据。
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