JP6998233B2 - ピクセル、ピクセル駆動回路、及びこれを含むビジョンセンサー - Google Patents

Description

本発明は、ピクセル、ピクセル駆動回路、及びこれを含むビジョンセンサーに関するものである。

ビジョンセンサー（Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）は、フレームなしで視覚的な変化を感知する方式で動作するセンサーであって、自律走行車両や、人工知能などの様々な分野に適用されることができる。

ビジョンセンサーは、光を感知して、意味ある変化が感知される際に、これを電気信号に変換して出力することができる。ビジョンセンサーが出力する信号には、変化を感知した時間及び変化が感知されたピクセルの座標などの情報が含まれることができる。

ビジョンセンサーが適用され得る分野が増えるにつれて、ビジョンセンサーの性能を改善するための様々な研究が行われている。

本発明の技術的思想が解決しようとする課題のうちの一つは、性能を改善させたピクセル、ピクセル駆動回路、及びこれを含むビジョンセンサーを提供することである。

本発明の一実施形態によるピクセルは、光電素子と、上記光電素子に流れる電流を検出して入力電圧を生成する電流リードアウト部と、上記入力電圧を用いて、イベント発生の有無及びイベントの種類を判断し、イベント感知信号を出力するイベント決定部と、イベント保存区間の間は上記イベント感知信号を保存し、上記イベント保存区間が満了すると、保存された上記イベント感知信号を出力するイベント出力部と、を含むことができる。

本発明の一実施形態によるピクセル駆動回路は、ピクセルアレイを構成する複数のカラムラインのうちいずれか一つを選択するための信号を生成するカラムドライバと、上記カラムドライバによって選択されたカラムラインに連結されたピクセルのそれぞれからイベント発生の有無を検出するロードライバと、上記カラムドライバ及び上記ロードライバの動作タイミングを制御するコントローラと、上記ロードライバにより検出したイベント発生の有無に基づいて、イベントが発生したピクセルのアドレスを生成して出力するアドレス生成器と、を含み、デジタルブロックとして実現されることができる。

本発明の一実施形態によるビジョンセンサーは、マトリックス状に配置される複数のピクセルを含むピクセルアレイと、上記ピクセルアレイを構成するそれぞれのピクセルのイベント発生の有無を検出するピクセル駆動回路と、を含み、上記複数のピクセルのそれぞれは、光電素子と、上記光電素子に流れる電流を検出して入力電圧を生成する電流リードアウト部と、上記入力電圧を用いて、イベント発生の有無及びイベントの種類を判断し、イベント感知信号を出力するイベント決定部と、イベント保存区間の間は上記イベント感知信号を保存し、上記イベント保存区間が満了すると、保存された上記イベント感知信号を出力するイベント出力部と、を含むことができる。

本発明の一実施形態によると、ビジョンセンサーの性能を改善させ、ビジョンセンサーで発生する可能性があるエラーを除去することができる方案を提供する。

本発明の多様且つ有益な長所及び効果は、上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されることができる。

本発明の一実施形態によるビジョンセンサーを示すブロック図である。 図１に示されたピクセルアレイを構成するピクセルを示す図である。 オンイベントが発生した場合、図２に示されたピクセルにおけるスイッチのターンオフ時の情報保持性能を示す図である。 オンイベントが発生していない場合、図２に示されたピクセルにおけるスイッチのターンオフ時の情報保持性能を示す図である。 図２に示されたイベント出力部の他の実施例を示す図である。 図２に示されたイベント出力部のさらに他の実施例を示す図である。 本発明の一実施形態によるビジョンセンサーの動作タイミングダイアグラムである。 本発明の一実施形態によるビジョンセンサーの動作タイミングダイアグラムである。 本発明の一実施形態によるビジョンセンサーの動作タイミングダイアグラムである。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を以下のように説明する。

図１は本発明の一実施形態によるビジョンセンサーを示すブロック図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態によるビジョンセンサー１は、ピクセル駆動回路１０及びピクセルアレイ２０を含むことができる。ここで、ビジョンセンサー１は、ダイナミックビジョンセンサー（Ｄｙｎａｍｉｃ ｖｉｓｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ；ＤＶＳ）であり、ＤＶＳは、光の変化を感知して、これをもとに出力を生成する。ＤＶＳのピクセルサイズは、ＲＧＢ画像を生成するイメージセンサーのピクセルサイズよりも少なくとも３倍以上大きくてもよく、ＤＶＳの解像度はイメージセンサーの解像度よりも低い。

ここで、ピクセルアレイ２０は、マトリックス状に配置される複数のピクセルを含むことができる。それぞれのピクセルは、光電素子及びピクセル回路を含むことができ、ピクセルについては図２を参照して具体的に説明する。

ピクセル駆動回路１０は、ピクセルアレイ２０を構成するそれぞれのピクセルのイベント発生の有無を検出するためのものであって、カラムドライバ１１、ロードライバ１２、コントローラ１３、及びアドレス生成器１４を含んで構成されることができる。

カラムドライバ１１は、ピクセルアレイ２０を構成する複数のカラムラインのうちいずれか一つを選択するための信号を生成して、ピクセルアレイ２０に入力することができる。

ロードライバ１２は、カラムドライバ１１によって選択されたカラムラインに連結されたピクセルのそれぞれからイベント発生の有無を検出することができる。また、ロードライバ１２は、カラムドライバ１１が次に選択するカラムラインに連結されたピクセルからイベント発生の有無を検出するために、カラムドライバ１１が現在選択したカラムラインに連結されたピクセルの情報をリセットする信号を生成して、ピクセルアレイ２０に入力することができる。

コントローラ１３は、カラムドライバ１１及びロードライバ１２の動作タイミングを制御することができる。また、コントローラ１３は、カラムライン及びローラインと関係のない他の制御信号を生成することができる。

アドレス生成器１４は、ピクセルアレイ２０を構成するピクセルから検出したイベント発生の有無に基づいて、イベントが発生したピクセルのアドレスを生成して出力することができる。

本発明の一実施形態によると、上述したピクセル駆動回路１０はデジタルブロックとして実現されることができる。すなわち、ピクセルアレイ２０で発生するイベントを検出する回路、及びイベントの検出動作を制御する回路をともにデジタルブロックとして実現することができる。

このように、ピクセル駆動回路１０をデジタルブロックとして実現する場合、アナログ回路とは異なり、レジスタの調整などにより、リードアウト時間やフレームレートなどの制限なく、ピクセル駆動回路１０の動作を調整することができる。すなわち、カラムドライバ１１及びロードライバ１２がピクセルアレイ２０から信号を検出する時間や、ピクセルアレイ２０に信号を入力する時間などを独立的に調整することができる。これにより、ビジョンセンサー１の機能を多様に変形して実現することができる。

本発明の一実施形態によると、ロードライバ１２は、シフトレジスタ（ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）として実現されて、各ラインを選択するように実現されることもできる。

図２は図１に示されたピクセルアレイを構成するピクセルを示す図である。

図２を参照すると、本発明の一実施形態によるピクセル２００は、電流リードアウト部２１０、イベント決定部２２０、イベントリセット部２３０、及びイベント出力部２４０を含んで構成されることができる。また、図２に示された各構成要素の回路図は、一例示に過ぎず、一般の技術水準において多様に変更されて実現されることもできる。

電流リードアウト部２１０は、光電素子ＰＤに流れる電流ＩＰＤを検出して入力電圧Ｖ_ＩＮを生成することができる。入力電圧Ｖ_ＩＮは、イベント決定部２２０に印加されて、イベント発生の有無及び発生したイベントの種類を判断するのに用いられることができる。

ここで、イベントは、例えば、入射される光の明暗の変化などの動的入力を含むことができる。また、動的入力は、対象（Ｏｂｊｅｃｔ）の動き、対象に投射される光の変化、又は対象によって発光される光の変化などによって発生することができる。

イベント決定部２２０は、入力電圧Ｖ_ＩＮを用いて、イベント発生の有無及びイベントの種類を判断し、判断結果に応じてイベント感知信号を出力することができる。

一実施形態において、光電素子ＰＤに流れる電流ＩＰＤが特定値以上に増加する場合、イベント決定部２２０は、オンイベント（Ｏｎ－Ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断することができる。オンイベントが発生した場合には、イベント決定部２２０のオンイベント感知信号ＯＮ＿Ｐが活性化されることができる。

一実施形態において、光電素子ＰＤに流れる電流ＩＰＤが特定値以下に減少する場合、イベント決定部２２０は、オフイベント（Ｏｆｆ－Ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断することができる。オフイベントが発生した場合には、イベント決定部２２０のオフイベント感知信号ＯＦＦ＿Ｐが活性化されることができる。

オンイベント感知信号ＯＮ＿Ｐ及びオフイベント感知信号ＯＦＦ＿Ｐのそれぞれは、イベント出力部２４０のオンイベント出力端ＯＮ及びオフイベント出力端ＯＦＦを介して出力されることができる。

イベントリセット部２３０は、リセット信号ＲＳＴに応じてピクセルを初期状態にリセットすることができる。

イベント出力部２４０は、イベント保存区間の間はイベント決定部２２０から出力されるイベント感知信号を保存し、イベント保存区間が満了してイベントホールド区間が到来すると、保存されたイベント感知信号を出力することができる。

一実施形態において、イベント出力部２４０は、オフイベント出力端ＯＦＦに連結されているノードＮ２と接地の間に連結されるオフ－キャパシタＣ_ＯＦＦと、オンイベント出力端ＯＮに連結されているノードＮ１と接地の間に連結されるオン－キャパシタＣ_ＯＮと、を含むことができる。

また、オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ及びオン－キャパシタＣ_ＯＮには、それぞれオフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮを介してオフイベント感知信号ＯＦＦ＿Ｐ及びオンイベント感知信号ＯＮ＿Ｐが入力されることができる。オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ及びオン－キャパシタＣ_ＯＮは、イベント感知信号を保存する、一種のサンプリング回路として動作することができる。

一実施形態において、オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオンされる間には、すなわち、閉鎖状態では、イベント決定部２２０によって決定されたイベント発生情報がオフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ及びオン－キャパシタＣ_ＯＮに保存されることができる。スイッチ制御信号ＣＴＲに応じてオフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオフされると、すなわち、開放状態では、ターンオフされる瞬間のイベント発生情報がオフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ及びオン－キャパシタＣ_ＯＮに保存される。これにより、ピクセルアレイ２０を構成する複数のピクセルに含まれているオフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮをともにターンオフすることにより、同一時点のイベント発生情報をキャパシタに保存することができる。

イベント出力部２４０のオンイベント出力端ＯＮ及びオフイベント出力端ＯＦＦの電圧によって各ピクセルのイベント発生の有無及びイベントの種類が決定されることができる。上述した実施形態では、オフイベント出力端ＯＦＦ及びオンイベント出力端ＯＮにそれぞれオフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ及びオン－キャパシタＣ_ＯＮが連結されており、それぞれのキャパシタＣ_ＯＮ、Ｃ_ＯＦＦに保存された情報は、スイッチＳＷ_ＯＦＦ、ＳＷ_ＯＮがターンオフされても一定の時間維持されることができるため、該当時間の間にすべてのピクセルをスキャンするグローバルシャッター動作を実現することができる。これにより、同一時点のイベント発生情報を処理することができ、画像の歪みを最小限に抑えることができる。

一方、上述した実施形態では、イベント感知信号を保存する手段として、オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ及びオン－キャパシタＣ_ＯＮを例に挙げたが、キャパシタの他に、ＳＲＡＭなどの記憶素子で代替されて実現されることもできる。

図３及び図４は図２に示されたピクセルにおけるスイッチのターンオフ時の情報保持性能を示す図であって、図３はオンイベントが発生した場合を示し、図４はオンイベントが発生していない場合を示す。

まず、図３を参照すると、時点ｔ１以前に、図３（ａ）に示すように、オンイベントが発生することにより、イベント決定部２２０が出力するオンイベント感知信号ＯＮ＿Ｐがロー（ｌｏｗ）論理値からハイ（ｈｉｇｈ）論理値に変化できることが分かる。

また、図３（ｃ）に示されたハイ論理値を有するスイッチ制御信号ＣＴＲによってオフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオンされることにより、図３（ｂ）に示すように、オンイベント感知信号ＯＮ＿Ｐによってオン－キャパシタＣ_ＯＮが充電されることができる。

一方、オフイベント及びオンイベントがともに発生することはできないため、オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦのターンオン状態はオフ－キャパシタＣ_ＯＦＦには影響を与えない。

図３（ｃ）に示すように、時点ｔ１以後に、スイッチ制御信号ＣＴＲがロー論理値に変更されることにより、オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオフされることができる。

図３（ｂ）に示すように、オン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオフされた後も、オン－キャパシタＣ_ＯＮは、時点ｔ１以前に充電された電圧を維持することができるため、オン－キャパシタＣ_ＯＮと連結されたオンイベント出力端ＯＮも高い電圧値を維持することができる。時点ｔ１を基準にオンイベント感知信号ＯＮ＿Ｐが入力されないため、オン－キャパシタＣ_ＯＮの電圧は、第１電位△Ｖ１の分だけ減少する可能性がある。しかし、第１電位△Ｖ１は、数十ｍＶに過ぎない非常に小さい値であるため、オンイベント出力端ＯＮを介してイベント出力部２４０が出力する電圧により、時点ｔ１以後にもオンイベント発生状態を感知することができる。

次に、図４を参照すると、時点ｔ２以前に、図４（ａ）に示すように、オンイベントが発生していない場合には、オンイベント感知信号ＯＮ＿Ｐがハイ論理値からロー論理値に変化できることが分かる。

また、図４（ｃ）に示されたハイ論理値を有するスイッチ制御信号ＣＴＲによってオフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオンされることにより、図４（ｂ）に示すように、オンイベント感知信号ＯＮ＿ＰによってオンキャパシタＣ_ＯＮが放電されることができる。

図４（ｃ）に示すように、時点ｔ２以後に、スイッチ制御信号ＣＴＲがロー論理値に変更されることにより、オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオフされることができる。

図４（ｂ）に示すように、オン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオフされた後も、オン－キャパシタＣ_ＯＮは、時点ｔ２以前に放電された電圧を維持することができるため、オン－キャパシタＣ_ＯＮと連結されたオンイベント出力端ＯＮも低い電圧値を維持することができる。時点ｔ２を基準にオンイベント感知信号ＯＮ＿Ｐが入力されないため、オン－キャパシタＣ_ＯＮの電圧は、第２電位△Ｖ２の分だけ減少する可能性がある。これにより、オンイベント出力端ＯＮを介してイベント出力部２４０が出力する電圧により、時点ｔ２以後にもオンイベントが発生していない状態を感知することができる。

図５は図２に示されたイベント出力部の他の実施例を示す図である。

図５に示すように、イベント出力部２４０’は、イベント感知信号を保存する回路を、第１及び第２キャパシタＣ_ＯＦＦ１、Ｃ_ＯＦＦ２、Ｃ_ＯＮ１、Ｃ_ＯＮ２と、入力電圧ＶＤＤが印加されるスイッチング素子とで実現することができる。

具体的には、オフイベント出力端ＯＦＦに連結されているノードＮ２と接地の間に連結される第１オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ１と、オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦに連結されているノードＮ２’と接地の間に連結される第２オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ２と、ノードＮ２、Ｎ２’の間に連結されるスイッチング素子と、を含むことができ、スイッチング素子には入力電圧ＶＤＤが印加されることができる。

同様に、オンイベント出力端ＯＮに連結されているノードＮ１と接地の間に連結される第１オン－キャパシタＣ_ＯＮ１と、オン－スイッチＳＷ_ＯＮに連結されているノードＮ１’と接地の間に連結される第２オン－キャパシタＣ_ＯＮ２と、ノードＮ１、Ｎ１’の間に連結されるスイッチング素子と、を含むことができ、スイッチング素子には入力電圧ＶＤＤが印加されることができる。

図５に示すように、イベント出力部２４０’を実現する場合、オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオフされても、スイッチング素子により、第１オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ１又は第１オン－キャパシタＣ_ＯＮ１における電圧損失を最小限に抑えることができる。

図６は図２に示されたイベント出力部のさらに他の実施例を示す図である。

図６に示すように、イベント出力部２４０’’は、イベント感知信号を保存する回路を、第１及び第２キャパシタＣ_ＯＦＦ１、Ｃ_ＯＦＦ２、Ｃ_ＯＮ１、Ｃ_ＯＮ２と、第１及び第２スイッチＳＷ_ＯＦＦ１、ＳＷ_ＯＦＦ２、ＳＷ_ＯＮ１、ＳＷ_ＯＮ２とで実現することができる。

具体的には、オフイベント出力端ＯＦＦに連結されているノードＮ２と接地の間に連結される第１オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ１と、第２オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ２に連結されているノードＮ２’と接地の間に連結される第２オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ２と、ノードＮ２、Ｎ２’の間に連結される第１オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ１と、を含むことができ、第１及び第２オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ１、ＳＷ_ＯＦＦ２は、制御信号ＣＴＲに応じてともにターンオフされることができる。

同様に、オンイベント出力端ＯＮに連結されているノードＮ１と接地の間に連結される第１オン－キャパシタＣ_ＯＮ１と、第２オン－スイッチＳＷ_ＯＮ２に連結されているノードＮ１’と接地の間に連結される第２オン－キャパシタＣ_ＯＮ２と、ノードＮ１、Ｎ１’の間に連結される第１オン－スイッチＳＷ_ＯＮ１と、を含むことができ、第１及び第２オン－スイッチＳＷ_ＯＮ１、ＳＷ_ＯＮ２は、制御信号ＣＴＲに応じてともにターンオフされることができる。

図６に示すように、イベント出力部２４０’’においてキャパシタとスイッチを２段で実現することにより、第１オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ１又は第１オン－キャパシタＣ_ＯＮ１における電圧損失を最小限に抑えることができる。

図７～図９は本発明の一実施形態によるビジョンセンサーの動作タイミングダイアグラムである。図７～図９に示された動作タイミングダイアグラムは、図１に示されたピクセル駆動回路１０の動作を説明するための一例示であるだけであり、ピクセル駆動回路１０は図７～図９に示された動作タイミングと異なるタイミングで動作することもできる。

図７を参照すると、図７（ａ）に示すように、オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮを制御するスイッチ制御信号ＣＴＲは、イベント保存区間の間はハイ論理値、イベントホールド区間の間はロー論理値を有することができることが分かる。

これにより、イベント状態を保存するイベント保存区間の間は、オフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオンされて、オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ及びオン－キャパシタＣ_ＯＮにイベント発生状態に関する情報を保存することができる。

イベント保存区間が経過し、イベントホールド区間が到来すると、スイッチ制御信号ＣＴＲによってオフ－スイッチＳＷ_ＯＦＦ及びオン－スイッチＳＷ_ＯＮがターンオフされることができる。イベントホールド区間の間は、イベント出力部２４０のオンイベント出力端ＯＮ及びオフイベント出力端ＯＦＦの電圧は、オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ及びオン－キャパシタＣ_ＯＮのそれぞれの電圧によって決定されることができる。

一方、図７（ｂ）に示すように、リセット信号ＲＳＴは、リセット区間においてハイ論理値を有することができる。リセット信号ＲＳＴがハイ論理値を有するリセット区間の間はピクセルがすべて初期状態にリセットされることができる。

図７に示すように、イベントホールド区間が到来して、オフ－キャパシタＣ_ＯＦＦ及びオン－キャパシタＣ_ＯＮによってイベント出力部２４０のオンイベント出力端ＯＮ及びオフイベント出力端ＯＦＦが継続的にイベント状態を示す電圧を出力する間に、リセット区間が開始され、ピクセルのリセットが行われることができる。

上述した実施形態によると、すべてのピクセルを同時にスキャンするグローバルシャッター機能を実現するとともに、リードアウト時間を十分に確保することができるため、速い動きを有する対象（Ｏｂｊｅｃｔ）のイベント情報を正確に生成することができるようになる。

図８を参照すると、まず、コントローラ１３は、グローバルホールドのための信号（ｇｌｏｂａｌ ｈｏｌｄ）、及びグローバルリセットのための信号（ｇｌｏｂａｌ ｒｅｓｅｔ）のうち少なくとも一つを生成することができる。例えば、ピクセルから信号をリードアウトする区間（Ｐｉｘｅｌ Ｒｅａｄ Ｔｉｍｅ）が到来する前の区間Ｔ３の間にグローバルリセット動作が行われることができ、特に区間Ｔ３に属する区間Ｔ２の間にグローバルリセット動作が行われることができる。

ここで、グローバルホールドとは、図２に示されたピクセルのように、イベント出力部が、イベント感知信号を保存するためのキャパシタと、上記キャパシタにそれぞれ連結されたスイッチとを含む場合に、スイッチをターンオフしてターンオフ時点のイベント感知信号をキャパシタに保存することを意味し、グローバルリセットとは、ピクセルアレイを構成するすべてのピクセルの情報をリセットすることを意味する。

一方、図８に示された動作タイミングとは異なり、図９に示すように、ピクセルから信号をリードアウトする区間（Ｐｉｘｅｌ Ｒｅａｄ Ｔｉｍｅ）が到来した後、区間Ｔ２の間にグローバルリセット動作が行われることもできる。

場合によっては、グローバルホールド及びグローバルリセットの動作を行わなくてもよい。この場合、コントローラ１３は、グローバルホールドのための信号（ｇｌｏｂａｌ ｈｏｌｄ）及びグローバルリセットのための信号（ｇｌｏｂａｌ ｒｅｓｅｔ）を非活性化することができる。

ピクセルリードアウト動作が開始されると、カラムドライバ１１は、ＳＥＬＸ信号に応じてピクセルアレイ２０から任意のカラムラインを選択することができ、ロードライバ１２は、カラムドライバ１１が選択したカラムラインに連結されたピクセルのそれぞれからイベント発生の有無を感知することができる。

一実施形態において、ピクセルアレイ２０は、６４０×４８０の解像度を有することができる。この場合、カラムドライバ１１は、０番のカラムライン～６３９番のカラムラインを一つずつ選択することができ、ロードライバ１２は、選択されたカラムラインに連結された４８０個のピクセルからイベント発生の有無をそれぞれ検出することができる。ピクセルアレイ２０の解像度は、実施形態によって多様に変形されることができる。

カラムドライバ１１は、図８に示すように、０番目のカラムラインから順にカラムラインを一つずつ選択することができる。しかし、カラムドライバ１１のスキャン順序が必ずしもこれに制限されるものではなく、例えば、カラムラインをランダムに一つずつ選択するか、又は既に決定されたルールに基づいてカラムラインを一つずつ選択することもできる。

図８に示された実施形態において、カラムドライバ１１は、区間Ｔ_{ＳＥＬ２ＡＹ}の間に０番目のカラムラインを選択し、ロードライバ１２は、０番目のカラムラインに連結されたピクセルからイベント発生の有無を示すイベント感知信号を受信することができる。

ロードライバ１２は、イベント感知信号をアドレス生成器１４に伝送し、アドレス生成器１４は、イベント感知信号を用いて、イベントが発生したピクセルのアドレスやイベントの種類などを所定のフォーマットのデータに変換して後段のデジタル回路に出力することができる。

一方、ロードライバ１２は、区間Ｔ_ＡＹの間に、０番目のカラムラインに連結されたピクセルの情報をリセットするためのＡＹ信号を出力することができる。一実施形態において、ロードライバ１２は、イベントが発生したピクセルに対してのみにＡＹ信号を出力することもできる。これは、イベントが発生していないピクセルの場合はリセットする必要がないためである。或いは、次のフレーム周期が到来して０番目のカラムラインが再びスキャンされたとき、イベントが検出される必要があるピクセルがＡＹ信号によって前もってリセットされることを防止するためである。

また、ロードライバ１２は、カラムドライバ１１が次のカラムライン、すなわち、１番目のカラムラインを選択する前に、区間Ｔ_Ｒの間にＲ信号を出力して、ピクセルを初期状態（ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｔｅ）とすることができる。一実施形態において、ロードライバ１２は、イベントが発生していないと判定されたピクセルのみにＲ信号を出力することができる。これにより、イベントが発生していないピクセルが、プルアップ（ｐｕｌｌ－ｕｐ）又はプルダウン（ｐｕｌｌ－ｄｏｗｎ）などの初期状態となることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１ ビジョンセンサー
１０ ピクセル駆動回路
１１ カラムドライバ
１２ ロードライバ
１３ コントローラ
１４ アドレス生成器
２０ ピクセルアレイ
２００ ピクセル
２１０ 電流リードアウト部
２２０ イベント決定部
２３０ イベントリセット部
２４０ イベント出力部

Claims (21)

1. 光電素子と、
   前記光電素子に流れる電流を検出して入力電圧を生成する電流リードアウト部と、
   前記入力電圧を用いて、イベント発生の有無及びイベントの種類を判断し、イベント感知信号を出力するイベント決定部と、
   イベント保存区間の間は前記イベント感知信号を保存し、前記イベント保存区間が満了すると、保存された前記イベント感知信号を出力するイベント出力部と、を含む、ピクセル。
2. 前記イベント出力部は、
   イベント出力端に連結され、前記イベント感知信号を保存する保存部と、
   前記保存部と前記イベント感知信号の入力端の間に連結されるスイッチ部と、を含む、請求項１に記載のピクセル。
3. 前記イベント出力部は、
   前記スイッチ部が閉鎖状態であるときに、前記イベント感知信号を前記保存部に保存し、
   前記スイッチ部が開放状態であるときに、前記保存部に保存された前記イベント感知信号を前記イベント出力端を介して出力する、請求項２に記載のピクセル。
4. 前記保存部は、
   オンイベント出力端に連結されている第１ノードと接地の間に連結されるオンキャパシタと、
   オフイベント出力端に連結されている第２ノードと接地の間に連結されるオフキャパシタと、を含む、請求項２又は３に記載のピクセル。
5. 前記スイッチ部は、
   前記オンキャパシタとオンイベント感知信号の入力端の間に連結されるオンスイッチと、
   前記オフキャパシタとオフイベント感知信号の入力端の間に連結されるオフスイッチと、を含む、請求項４に記載のピクセル。
6. 前記保存部は、
   オンイベント出力端に連結されている第１ノードと接地の間に連結される第１オン－キャパシタと、
   オン－スイッチに連結されている第３ノードと接地の間に連結される第２オン－キャパシタと、
   前記第１ノードと前記第３ノードの間に連結される第１スイッチング素子と、
   オフイベント出力端に連結されている第２ノードと接地の間に連結される第１オフ－キャパシタと、
   オフ－スイッチに連結されている第４ノードと接地の間に連結される第２オフ－キャパシタと、
   前記第２ノードと前記第４ノードの間に連結される第２スイッチング素子と、を含む、請求項２又は３に記載のピクセル。
7. 前記保存部は、
   オンイベント出力端に連結されている第１ノードと接地の間に連結される第１オン－キャパシタと、
   第２オン－スイッチに連結されている第３ノードと接地の間に連結される第２オン－キャパシタと、
   前記第１ノードと前記第３ノードの間に連結されている第１オン－スイッチと、
   オフイベント出力端に連結されている第２ノードと接地の間に連結される第１オフ－キャパシタと、
   第２オフ－スイッチに連結されている第４ノードと接地の間に連結される第２オフ－キャパシタと、
   前記第２ノードと前記第４ノードの間に連結される第１オフ－スイッチと、を含む、請求項２又は３に記載のピクセル。
8. 前記イベント決定部は、前記光電素子に流れる電流が既に設定された値以上に増加すると、オンイベント感知信号を活性化する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のピクセル。
9. 前記イベント決定部は、前記光電素子に流れる電流が既に設定された値以下に減少すると、オフイベント感知信号を活性化する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のピクセル。
10. 入力されたリセット信号に応じて前記ピクセルを初期状態にリセットするイベントリセット部をさらに含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のピクセル。
11. ピクセルアレイを構成する複数のカラムラインのうちいずれか一つを選択するための信号を生成するカラムドライバと、
    前記カラムドライバによって選択されたカラムラインに連結されたピクセルのそれぞれからイベント発生の有無を検出するロードライバと、
    前記カラムドライバ及び前記ロードライバの動作タイミングを制御するコントローラと、
    前記ロードライバにより検出したイベント発生の有無を基礎にイベントが発生したピクセルのアドレスを生成して出力するアドレス生成器と、を含み、
    デジタルブロックとして実現される、ピクセル駆動回路。
12. 前記ロードライバは、前記カラムドライバが現在選択したカラムラインに連結されたピクセルの情報をリセットするリセット信号を生成して、前記ピクセルアレイに入力する、請求項１１に記載のピクセル駆動回路。
13. 前記ロードライバは、前記カラムドライバが現在選択したカラムラインに連結されたピクセルのうち、イベントが発生したピクセルに対してのみに前記リセット信号を入力する、請求項１２に記載のピクセル駆動回路。
14. 前記ロードライバは、前記カラムドライバが次のカラムラインを選択する前に、現在選択したカラムラインに連結されたピクセルをプルアップ又はプルダウンする信号を生成する、請求項１１に記載のピクセル駆動回路。
15. 前記ロードライバは、前記カラムドライバが現在選択したカラムラインに連結されたピクセルのうち、イベントが発生していないピクセルに対してのみに前記信号を入力する、請求項１４に記載のピクセル駆動回路。
16. 前記ロードライバは、シフトレジスタ（ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）を含み、複数のカラムラインのうちそれぞれを選択するように構成される、請求項１１に記載のピクセル駆動回路。
17. 前記コントローラは、
    前記ピクセルアレイを構成する複数のピクセルにそれぞれ含まれる複数のスイッチを同時に開放して、複数のピクセルのそれぞれによるイベント感知信号を保存するようにするグローバルホールド信号、及び前記ピクセルアレイを構成する複数のピクセルの情報をリセットするようにするグローバルリセット信号のうち少なくとも一つを生成する、請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載のピクセル駆動回路。
18. 前記コントローラは、前記グローバルホールド信号及び前記グローバルリセット信号を非活性化状態にする、請求項１７に記載のピクセル駆動回路。
19. マトリックス状に配置される複数のピクセルを含むピクセルアレイと、
    前記ピクセルアレイを構成するそれぞれのピクセルのイベント発生の有無を検出するピクセル駆動回路と、を含み、
    前記複数のピクセルのそれぞれは、
    光電素子と、
    前記光電素子に流れる電流を検出して入力電圧を生成する電流リードアウト部と、
    前記入力電圧を用いて、イベント発生の有無及びイベントの種類を判断して、イベント感知信号を出力するイベント決定部と、
    イベント保存区間の間は前記イベント感知信号を保存し、前記イベント保存区間が満了すると、保存された前記イベント感知信号を出力するイベント出力部と、を含む、ビジョンセンサー。
20. 前記イベント出力部は、
    イベント出力端に連結され、前記イベント感知信号を保存する保存部と、
    前記保存部と前記イベント感知信号の入力端の間に連結されるスイッチ部と、を含む、請求項１９に記載のビジョンセンサー。
21. 前記イベント出力部は、
    前記スイッチ部が閉鎖状態であるときに、前記イベント感知信号を前記保存部に保存し、
    前記スイッチ部が開放状態であるときに、前記保存部に保存された前記イベント感知信号を前記イベント出力端を介して出力する、請求項２０に記載のビジョンセンサー。

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