KR102282140B1 - Pixel, pixel driving circuit and vision sensor including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 픽셀은, 광전소자; 상기 광전소자에 흐르는 전류를 검출하여 입력 전압을 생성하는 전류 리드아웃부; 상기 입력 전압을 이용하여 이벤트 발생 여부 및 이벤트 종류를 판단하고 이벤트 감지 신호를 출력하는 이벤트 결정부; 및 이벤트 저장 구간 동안에는 상기 이벤트 감지 신호를 저장하고, 이벤트 홀드 구간이 도래하면 저장된 상기 이벤트 감지 신호를 출력하는 이벤트 출력부를 포함할 수 있다.A pixel according to an embodiment of the present invention includes an optoelectronic device; a current readout unit detecting a current flowing through the photoelectric device and generating an input voltage; an event determination unit for determining whether an event has occurred and an event type using the input voltage and outputting an event detection signal; and an event output unit configured to store the event detection signal during an event storage period and output the stored event detection signal when an event hold period arrives.

Figure R1020170080596
Figure R1020170080596

Description

픽셀, 픽셀 구동 회로 및 이를 포함하는 비전 센서 {PIXEL, PIXEL DRIVING CIRCUIT AND VISION SENSOR INCLUDING THE SAME}Pixels, pixel driving circuits, and vision sensors including them {PIXEL, PIXEL DRIVING CIRCUIT AND VISION SENSOR INCLUDING THE SAME}

본 출원은 픽셀, 픽셀 구동 회로 및 이를 포함하는 비전 센서에 관한 것이다.The present application relates to a pixel, a pixel driving circuit, and a vision sensor including the same.

비전 센서(VISION SENSOR)는 프레임 없이 시각적인 변화를 감지하는 방식으로 동작하는 센서로서, 자율 주행 차량, 인공 지능 등의 다양한 분야에 적용될 수 있다. A vision sensor is a sensor that operates by detecting a visual change without a frame, and can be applied to various fields such as autonomous driving vehicles and artificial intelligence.

비전 센서는 빛을 감지하여 의미있는 변화가 감지될 때 이를 전기적 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 비전 센서가 출력하는 신호에는 변화를 감지한 시간 및 변화가 감지된 픽셀의 좌표 등의 정보를 포함할 수 있다.The vision sensor detects light, and when a meaningful change is detected, it can be converted into an electrical signal and output. The signal output from the vision sensor may include information such as a time at which a change is sensed and coordinates of a pixel at which the change is sensed.

비전 센서가 적용될 수 있는 분야가 늘어남에 따라, 비전 센서의 성능을 개선하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.As the fields to which the vision sensor can be applied increase, various studies are being conducted to improve the performance of the vision sensor.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제 중 하나는, 성능을 개선한 픽셀, 픽셀 구동 회로 및 이를 포함하는 비전 센서를 제공하고자 하는 데에 있다.One of the problems to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a pixel with improved performance, a pixel driving circuit, and a vision sensor including the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀은, 광전소자; 상기 광전소자에 흐르는 전류를 검출하여 입력 전압을 생성하는 전류 리드아웃부; 상기 입력 전압을 이용하여 이벤트 발생 여부 및 이벤트 종류를 판단하고 이벤트 감지 신호를 출력하는 이벤트 결정부; 및 이벤트 저장 구간 동안에는 상기 이벤트 감지 신호를 저장하고, 이벤트 홀드 구간이 도래하면 저장된 상기 이벤트 감지 신호를 출력하는 이벤트 출력부를 포함할 수 있다.
A pixel according to an embodiment of the present invention includes an optoelectronic device; a current readout unit detecting a current flowing through the photoelectric device and generating an input voltage; an event determination unit for determining whether an event has occurred and an event type using the input voltage and outputting an event detection signal; and an event output unit configured to store the event detection signal during an event storage period and output the stored event detection signal when an event hold period arrives.

본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 구동 회로는, 픽셀 어레이를 구성하는 복수의 칼럼 라인들 중 어느 하나를 선택하기 위한 신호를 생성하여 상기 픽셀 어레이에 입력하는 칼럼 드라이버; 상기 칼럼 드라이버에 의해 선택된 칼럼 라인에 연결된 픽셀들 각각으로부터 이벤트 발생 유무를 검출하는 로우 드라이버; 상기 칼럼 드라이버 및 상기 로우 드라이버의 동작 타이밍을 제어하는 컨트롤러; 및 상기 로우 드라이버에 의해 검출한 이벤트 발생 유무를 기초로 이벤트가 발생한 픽셀의 주소를 생성하여 출력하는 주소 생성기를 포함하며, 디지털 블록으로 구현될 수 있다.
A pixel driving circuit according to an embodiment of the present invention includes: a column driver generating a signal for selecting one of a plurality of column lines constituting a pixel array and inputting the signal to the pixel array; a row driver for detecting whether an event has occurred from each of the pixels connected to the column line selected by the column driver; a controller controlling operation timings of the column driver and the row driver; and an address generator that generates and outputs an address of a pixel in which an event occurs based on the occurrence of an event detected by the row driver, and may be implemented as a digital block.

본 발명의 일 실시예에 따른 비전 센서는, 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이; 및 상기 픽셀 어레이를 구성하는 각각의 픽셀들의 이벤트 발생 유무를 검출하는 픽셀 구동 회로를 포함하며, 상기 복수의 픽셀 각각은, 광전소자; 상기 광전소자에 흐르는 전류를 검출하여 입력 전압을 생성하는 전류 리드아웃부; 상기 입력 전압을 이용하여 이벤트 발생 여부 및 이벤트 종류를 판단하고 이벤트 감지 신호를 출력하는 이벤트 결정부; 및 이벤트 저장 구간 동안에는 상기 이벤트 감지 신호를 저장하고, 이벤트 홀드 구간이 도래하면 저장된 상기 이벤트 감지 신호를 출력하는 이벤트 출력부를 포함할 수 있다.A vision sensor according to an embodiment of the present invention includes: a pixel array including a plurality of pixels arranged in a matrix; and a pixel driving circuit for detecting whether or not an event has occurred in each of the pixels constituting the pixel array, wherein each of the plurality of pixels includes: a photoelectric device; a current readout unit detecting a current flowing through the photoelectric device and generating an input voltage; an event determination unit for determining whether an event has occurred and an event type using the input voltage and outputting an event detection signal; and an event output unit configured to store the event detection signal during an event storage period and output the stored event detection signal when an event hold period arrives.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비전 센서의 성능을 개선하고, 비전 센서에서 발생할 수 있는 오류를 제거할 수 있는 방안을 제공한다.
According to an embodiment of the present invention, a method for improving the performance of a vision sensor and removing an error that may occur in the vision sensor is provided.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above, and will be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 센서를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 픽셀 어레이를 구성하는 픽셀을 도시하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 픽셀에서 스위치의 턴오프 시에 정보 유지 성능을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 이벤트 출력부의 다른 구현예를 도시하는 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 이벤트 출력부의 또 다른 구현예를 도시하는 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 센서의 동작 타이밍 다이어그램이다.1 is a block diagram illustrating a vision sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating pixels constituting the pixel array shown in FIG. 1 .
3 and 4 are diagrams illustrating information retention performance when a switch is turned off in the pixel illustrated in FIG. 2 .
FIG. 5 is a diagram illustrating another implementation example of the event output unit shown in FIG. 2 .
FIG. 6 is a diagram illustrating another implementation example of the event output unit shown in FIG. 2 .
7 to 9 are operation timing diagrams of a vision sensor according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 센서를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a vision sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 센서(1)는 픽셀 구동 회로(10) 및 픽셀 어레이(20)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , a vision sensor 1 according to an exemplary embodiment may include a pixel driving circuit 10 and a pixel array 20 .

여기서, 픽셀 어레이(20)는 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 각각의 픽셀은 광전소자와 픽셀 회로를 포함할 수 있으며, 픽셀에 대해서는 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
Here, the pixel array 20 may include a plurality of pixels arranged in a matrix form. Each pixel may include a photoelectric element and a pixel circuit, and the pixel will be described in detail with reference to FIG. 2 .

픽셀 구동 회로(10)는 픽셀 어레이(20)를 구성하는 각각의 픽셀들의 이벤트 발생 유무를 검출하기 위한 것으로, 칼럼 드라이버(11), 로우 드라이버(12), 컨트롤러(13) 및 주소 생성기(14)를 포함하여 구성될 수 있다.
The pixel driving circuit 10 is for detecting whether or not an event has occurred in each of the pixels constituting the pixel array 20 , and includes a column driver 11 , a row driver 12 , a controller 13 , and an address generator 14 . It may be composed of

칼럼 드라이버(11)는 픽셀 어레이(20)를 구성하는 복수의 칼럼 라인들 중 어느 하나를 선택하기 위한 신호를 생성하여 픽셀 어레이(20)에 입력할 수 있다.
The column driver 11 may generate a signal for selecting any one of a plurality of column lines constituting the pixel array 20 and input the signal to the pixel array 20 .

로우 드라이버(12)는 칼럼 드라이버(11)에 의해 선택된 칼럼 라인에 연결된 픽셀들 각각으로부터 이벤트 발생 유무를 검출할 수 있다. 또한, 로우 드라이버(12)는 칼럼 드라이버(11)가 다음에 선택하는 칼럼 라인에 연결된 픽셀들로부터 이벤트 발생 유무를 검출하기 위해, 칼럼 드라이버(11)가 현재 선택한 칼럼 라인에 연결된 픽셀들의 정보를 리셋하는 신호를 생성하여 픽셀 어레이(20)에 입력할 수 있다.
The row driver 12 may detect whether an event has occurred from each of the pixels connected to the column line selected by the column driver 11 . In addition, the row driver 12 resets information on pixels connected to the column line currently selected by the column driver 11 to detect whether an event has occurred from the pixels connected to the column line selected by the column driver 11 next. A signal may be generated and input to the pixel array 20 .

컨트롤러(13)는 칼럼 드라이버(11)와 로우 드라이버(12)의 동작 타이밍을 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(13)는 칼럼 라인 및 로우 라인과 상관 없는 기타 제어신호를 생성할 수 있다.
The controller 13 may control operation timings of the column driver 11 and the row driver 12 . In addition, the controller 13 may generate other control signals independent of the column line and the row line.

주소 생성기(14)는 픽셀 어레이(20)를 구성하는 픽셀들로부터 검출한 이벤트 발생 유무를 기초로 이벤트가 발생한 픽셀의 주소를 생성하여 출력할 수 있다.
The address generator 14 may generate and output an address of a pixel in which an event has occurred based on whether or not an event has occurred detected from pixels constituting the pixel array 20 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 픽셀 구동 회로(10)는 디지털 블록으로 구현될 수 있다. 즉, 픽셀 어레이(20)에서 발생하는 이벤트를 검출하는 회로 및 이벤트 검출 동작을 제어하는 회로를 모두 디지털 블록으로 구현할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the above-described pixel driving circuit 10 may be implemented as a digital block. That is, both a circuit for detecting an event occurring in the pixel array 20 and a circuit for controlling an event detecting operation may be implemented as digital blocks.

이와 같이, 픽셀 구동 회로(10)를 디지털 블록으로 구현하는 경우, 아날로그 회로와 달리 레지스터의 조정 등을 통해 리드아웃 시간, 프레임 레이트 등에 대한 제한 없이 픽셀 구동 회로(10)의 동작을 조정할 수 있다. 즉, 칼럼 드라이버(11)와 로우 드라이버(12)가 픽셀 어레이(20)로부터 신호를 검출하는 시간과, 픽셀 어레이(20)에 신호를 입력하는 시간 등을 독립적으로 조정할 수 있다. 따라서, 비전 센서(1)의 기능을 다양하게 변형하여 구현할 수 있다.
As such, when the pixel driving circuit 10 is implemented as a digital block, unlike an analog circuit, the operation of the pixel driving circuit 10 can be adjusted without restrictions on a readout time, a frame rate, etc. by adjusting a register or the like. That is, a time for the column driver 11 and the row driver 12 to detect a signal from the pixel array 20 and a time for inputting a signal to the pixel array 20 can be independently adjusted. Accordingly, the function of the vision sensor 1 may be variously modified and implemented.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로우 드라이버(12)는 시프트 레지스터(shift register)로 구현되어 각 라인을 선택하도록 구현될 수도 있다.
According to an embodiment of the present invention, the row driver 12 may be implemented as a shift register to select each line.

도 2는 도 1에 도시된 픽셀 어레이를 구성하는 픽셀을 도시하는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating pixels constituting the pixel array shown in FIG. 1 .

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀(200)은 전류 리드아웃부(210), 이벤트 결정부(220), 이벤트 리셋부(230) 및 이벤트 출력부(240)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 각 구성요소의 회로도는 일 예시에 불과한 것으로 통상의 기술자에게 일반적인 기술 수준에서 다양하게 변경되어 구현될 수도 있다.
Referring to FIG. 2 , the pixel 200 according to an embodiment of the present invention includes a current readout unit 210 , an event determiner 220 , an event reset unit 230 , and an event output unit 240 . can be configured. In addition, the circuit diagram of each component shown in FIG. 2 is merely an example and may be implemented with various changes at the level of ordinary skill for those skilled in the art.

전류 리드아웃부(210)는 광전 소자(PD)에 흐르는 전류(IPD)를 검출하여 입력 전압(VIN)을 생성할 수 있다. 입력 전압(VIN)은 이벤트 결정부(220)로 인가되어 이벤트 발생 여부 및 발생한 이벤트의 종류를 판단하는 데에 이용될 수 있다.The current readout unit 210 may detect the current IPD flowing through the photoelectric device PD to generate the input voltage VIN. The input voltage VIN may be applied to the event determiner 220 to determine whether an event has occurred and the type of the event that has occurred.

여기서, 이벤트는 예를 들어 입사되는 빛의 명암 변화와 같은 동적 입력을 포함할 수 있다. 또한, 동적 입력은 객체의 움직임, 객체에 투사되는 빛의 변화, 또는 객체에 의해 발광되는 빛의 변화 등에 의해 발생할 수 있다.
Here, the event may include a dynamic input such as, for example, a change in intensity of incident light. Also, the dynamic input may be generated by a movement of an object, a change in light projected on the object, or a change in light emitted by the object.

이벤트 결정부(220)는 입력 전압(VIN)을 이용하여 이벤트 발생 여부 및 이벤트 종류를 판단하고, 판단 결과에 따라 이벤트 감지 신호를 출력할 수 있다.The event determiner 220 may determine whether an event occurs and an event type using the input voltage VIN, and may output an event detection signal according to the determination result.

일 실시예에서, 광전 소자(PD)에 흐르는 전류(IPD)가 특정한 값 이상으로 증가하는 경우, 이벤트 결정부(220)는 온 이벤트(On-Event)가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 온 이벤트가 발생한 경우에는 이벤트 결정부(220)의 온 이벤트 감지 신호(ON_P)가 활성화될 수 있다. In an embodiment, when the current IPD flowing through the photoelectric device PD increases to a specific value or more, the event determiner 220 may determine that an On-Event has occurred. When an ON event occurs, the ON event detection signal ON_P of the event determiner 220 may be activated.

일 실시예에서, 광전 소자(PD)에 흐르는 전류(IPD)가 특정한 값 이하로 감소하는 경우, 이벤트 결정부(220)는 오프 이벤트(Off-Event)가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 오프 이벤트가 발생한 경우에는 이벤트 결정부(220)의 오프 이벤트 감지 신호(OFF_P)가 활성화될 수 있다. In an embodiment, when the current IPD flowing through the photoelectric device PD decreases to a specific value or less, the event determiner 220 may determine that an off-event has occurred. When an off event occurs, the off event detection signal OFF_P of the event determiner 220 may be activated.

온 이벤트 감지 신호(ON_P)와 오프 이벤트 감지 신호(OFF_P) 각각은, 이벤트 출력부(240)의 온 이벤트 출력단(ON)과 오프 이벤트 출력단(OFF)을 통해 출력될 수 있다.
Each of the on event detection signal ON_P and the off event detection signal OFF_P may be output through an on event output terminal ON and an off event output terminal OFF of the event output unit 240 .

이벤트 리셋부(230)는 리셋 신호(RST)에 따라 픽셀들을 초기 상태로 리셋할 수 있다.
The event reset unit 230 may reset the pixels to an initial state according to the reset signal RST.

이벤트 출력부(240)는 이벤트 저장 구간 동안에는 이벤트 결정부(220)에서 출력되는 이벤트 감지 신호를 저장하고, 이벤트 홀드 구간이 도래하면 저장된 이벤트 감지 신호를 출력할 수 있다.The event output unit 240 may store the event detection signal output from the event determiner 220 during the event storage period, and may output the stored event detection signal when the event hold period arrives.

일 실시예에서, 이벤트 출력부(240)는 오프 이벤트 출력단(OFF)에 연결되는 노드(N2)와 접지 사이에 연결되는 오프-커패시터(COFF)와, 온 이벤트 출력단(ON)에 연결되는 노드(N1)와 접지 사이에 연결되는 온-커패시터(CON)를 포함할 수 있다. In one embodiment, the event output unit 240 has an off-capacitor C OFF connected between the node N2 connected to the off event output terminal OFF and the ground, and a node connected to the on event output terminal ON. It may include an on-capacitor (C ON ) connected between (N1) and the ground.

또한, 오프-커패시터(COFF) 및 온-커패시터(CON)에는 각각 오프-스위치(SWOFF) 및 온-스위치(SWON)를 통해 오프 이벤트 감지 신호(OFF_P) 및 온 이벤트 감지 신호(ON_P)가 입력될 수 있다. 오프-커패시터(COFF)와 온-커패시터(CON)는 이벤트 감지 신호를 저장하는, 일종의 샘플링 회로로 동작할 수 있다.In addition, the off-capacitor (C OFF ) and the on-capacitor (C ON ) have an off event detection signal (OFF_P) and an on event detection signal (ON_P) through an off-switch (SW OFF ) and an on-switch (SW ON ), respectively. ) can be entered. The off-capacitor (C OFF ) and the on-capacitor (C ON ) may operate as a kind of sampling circuit that stores an event detection signal.

일 실시예에서, 오프-스위치(SWOFF) 및 온-스위치(SWON)가 턴온되어 있는 동안에는 이벤트 결정부(220)에 의해 결정된 이벤트 발생 정보가 오프-커패시터(COFF) 및 온-커패시터(CON)에 저장될 수 있다. 스위치 제어 신호(CTR)에 따라 오프-스위치(SWOFF) 및 온-스위치(SWON)가 턴오프되면, 턴오프되는 순간의 이벤트 발생 정보가 오프-커패시터(COFF) 및 온-커패시터(CON)에 저장된다. 따라서, 픽셀 어레이(20)를 구성하는 복수의 픽셀들에 포함된 오프-스위치(SWOFF) 및 온-스위치(SWON)를 동시에 턴오프함으로써 동일 시점의 이벤트 발생 정보를 커패시터에 저장할 수 있다.In one embodiment, the off-switch (SW OFF ) and the on-switch (SW ON ) are turned on while the event occurrence information determined by the event determination unit 220 is off-capacitor (C OFF ) and on-capacitor ( C ON ). When the off-switch (SW OFF ) and the on-switch (SW ON ) are turned off according to the switch control signal (CTR), the event occurrence information at the moment of turning off is the off-capacitor (C OFF ) and the on-capacitor (C) ON ) is stored. Accordingly, by simultaneously turning off the off-switch SW OFF and the on-switch SW ON included in the plurality of pixels constituting the pixel array 20 , event occurrence information at the same time point may be stored in the capacitor.

이벤트 출력부(240)의 온 이벤트 출력단(ON) 및 오프 이벤트 출력단(OFF)의 전압에 의해 각 픽셀의 이벤트 발생 여부 및 이벤트 종류가 결정될 수 있다. 상술한 실시예에서는, 오프 이벤트 출력단(OFF) 및 온 이벤트 출력단(ON)에 각각 오프-커패시터(COFF) 및 온-커패시터(CON)가 연결되어 있고, 각각의 커패시터(CON, COFF)에 저장된 정보는 스위치(SWOFF, SWON)가 턴오프되더라도 일정 시간 유지될 수 있으므로, 해당 시간 동안 모든 픽셀들을 스캔하는 글로벌 셔터 동작을 구현할 수 있다. 이로써, 동일 시점의 이벤트 발생 정보를 처리할 수 있어 이미지 왜곡을 최소화할 수 있다.Whether or not an event occurs in each pixel and an event type may be determined by the voltages of the on event output terminal ON and the off event output terminal OFF of the event output unit 240 . In the above-described embodiment, the off-capacitor C OFF and the on-capacitor C ON are connected to the off event output terminal OFF and the on event output terminal ON, respectively, and each capacitor C ON , C OFF ) may be maintained for a certain time even when the switches SW OFF , SW ON are turned off, so that a global shutter operation of scanning all pixels during the corresponding time can be implemented. Accordingly, it is possible to process event occurrence information at the same time point, thereby minimizing image distortion.

한편, 상술한 실시예에서는 이벤트 감지 신호를 저장하는 수단으로서 오프-커패시터(COFF)와 온-커패시터(CON)의 예를 들었으나, 커패시터 이외에 SRAM 등과 같은 저장 소자로 대체되어 구현될 수도 있다.
Meanwhile, in the above-described embodiment, the off-capacitor (C OFF ) and the on-capacitor (C ON ) are exemplified as means for storing the event detection signal, but in addition to the capacitor, a storage element such as SRAM may be substituted and implemented. .

도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 픽셀에서 스위치의 턴오프 시에 정보 유지 성능을 나타내는 도면으로, 도 3은 온 이벤트가 발생한 경우를 나타내고, 도 4는 온 이벤트가 발생하지 않은 경우를 나타낸다.
3 and 4 are diagrams illustrating information retention performance when a switch is turned off in the pixel shown in FIG. 2 . FIG. 3 shows a case in which an on event occurs, and FIG. 4 shows a case in which an on event does not occur. .

우선, 도 3을 참조하면, 시점 t1 이전에, (a)에 도시된 바와 같이 온 이벤트가 발생함에 따라 이벤트 결정부(220)가 출력하는 온 이벤트 감지 신호(ON_P)가 로우(low) 논리 값에서 하이(high) 논리 값으로 변할 수 있다.First, referring to FIG. 3 , before time t1 , as the on event occurs as shown in (a), the on event detection signal ON_P output by the event determiner 220 has a low logic value. can be changed to a high logical value.

또한, (C)에 도시된 하이 논리 값을 갖는 스위치 제어 신호(CTR)에 의해 오프-스위치(SWOFF)와 온-스위치(SWON)가 턴온되어 있으며, 이에 따라 (b)에 도시된 바와 같이 온 이벤트 감지 신호(ON_P)에 의해 온-커패시터(CON)가 충전될 수 있다. In addition, the off-switch SW OFF and the on-switch SW ON are turned on by the switch control signal CTR having a high logic value shown in (C), and accordingly, as shown in (b) Also, the on-capacitor C ON may be charged by the on event detection signal ON_P.

한편, 오프 이벤트와 온 이벤트가 동시에 발생할 수는 없으므로, 오프-스위치(SWOFF)의 턴온 상태가 오프-커패시터(COFF)에는 영향을 주지 않을 수 있다.Meanwhile, since the off event and the on event cannot occur at the same time, the turn-on state of the off-switch SW OFF may not affect the off-capacitor C OFF .

시점 t1 이후, (c)에 도시된 바와 같이 스위치 제어 신호(CTR)는 로우 논리 값으로 변경되고, 이에 따라 오프-스위치(SWOFF)와 온-스위치(SWON)가 턴오프될 수 있다.After time t1, the switch control signal CTR is changed to a low logic value as shown in (c), and accordingly, the off-switch SW OFF and the on-switch SW ON may be turned off.

(b)에 도시된 바와 같이, 온-스위치(SWON)가 턴오프된 이후에도 온-커패시터(CON)는 시점 t1 이전에 충전된 전압을 유지할 수 있으며, 따라서 온-커패시터(CON)와 연결된 온 이벤트 출력단(ON) 역시 높은 전압 값을 유지할 수 있다. 시점 t1을 기준으로 온 이벤트 감지 신호(ON_P)가 입력되지 않기 때문에, 온-커패시터(CON)의 전압은 제1 전위(ΔV1)만큼 감소할 수 있다. 그러나, 제1 전위(ΔV1)는 수십 mV에 불과한 아주 작은 값일 수 있으며, 따라서 온 이벤트 출력단(ON)을 통해 이벤트 출력부(240)가 출력하는 전압에 의해, 시점 t1 이후에도 온 이벤트 발생 상태를 감지할 수 있다.
As shown in (b), even after the on-switch (SW ON ) is turned off, the on-capacitor (C ON ) can maintain the charged voltage before the time point t1, and thus the on-capacitor (C ON ) and The connected ON event output terminal (ON) may also maintain a high voltage value. Since the on event detection signal ON_P is not input based on the time t1 , the voltage of the on-capacitor C ON may decrease by the first potential ΔV1 . However, the first potential ΔV1 may be a very small value of only several tens of mV, so the on event occurrence state is detected even after time t1 by the voltage output from the event output unit 240 through the on event output terminal ON. can do.

다음으로, 도 4를 참조하면, 시점 t2 이전에, (a)에 도시된 바와 같이 온 이벤트가 발생하지 않은 경우에는 온 이벤트 감지 신호(ON_P)가 하이 논리 값에서 로우 논리 값으로 변할 수 있다. Next, referring to FIG. 4 , when the on event does not occur before time t2 as shown in (a), the on event detection signal ON_P may change from a high logic value to a low logic value.

또한, (C)에 도시된 하이 논리 값을 갖는 스위치 제어 신호(CTR)에 의해 오프-스위치(SWOFF)와 온-스위치(SWON)가 턴온되어 있으며, 이에 따라 (b)에 도시된 바와 같이 온 이벤트 감지 신호(ON_P)에 의해 온 커패시터(CON)가 방전될 수 있다. In addition, the off-switch SW OFF and the on-switch SW ON are turned on by the switch control signal CTR having a high logic value shown in (C), and accordingly, as shown in (b) Also, the on capacitor C ON may be discharged by the on event detection signal ON_P.

시점 t2 이후, (c)에 도시된 바와 같이 스위치 제어 신호(CTR)는 로우 논리 값으로 변경되고, 이에 따라 오프-스위치(SWOFF)와 온-스위치(SWON)가 턴오프될 수 있다. After time t2, as shown in (c), the switch control signal CTR is changed to a low logic value, and accordingly, the off-switch SW OFF and the on-switch SW ON may be turned off.

(b)에 도시된 바와 같이, 온-스위치(SWON)가 턴오프된 이후에도 온-커패시터(CON)는 시점 t2 이전에 방전된 전압을 유지할 수 있으며, 따라서 온-커패시터(CON)와 연결된 온 이벤트 출력단(ON) 역시 낮은 전압 값을 유지할 수 있다. 시점 t2를 기준으로 온 이벤트 감지 신호(ON_P)가 입력되지 않기 때문에, 온-커패시터(CON)의 전압은 제2 전위(ΔV2)만큼 감소할 수 있다. 따라서, 온 이벤트 출력단(ON)을 통해 이벤트 출력부(240)가 출력하는 전압에 의해, 시점 t2 이후에도 온 이벤트가 발생하지 않은 상태를 감지할 수 있다.
As shown in (b), even after the on-switch SW ON is turned off, the on-capacitor C ON can maintain the voltage discharged before the time t2, and thus the on-capacitor C ON and The connected ON event output terminal (ON) may also maintain a low voltage value. Since the on-event detection signal ON_P is not input based on the time t2, the voltage of the on-capacitor C ON may decrease by the second potential ΔV2. Accordingly, it is possible to detect a state in which the on event does not occur even after time t2 by the voltage output from the event output unit 240 through the on event output terminal ON.

도 5는 도 2에 도시된 이벤트 출력부의 다른 구현예를 도시하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating another implementation example of the event output unit shown in FIG. 2 .

도 5에 도시된 바와 같이, 이벤트 출력부(240')는 이벤트 감지 신호를 저장하는 회로를 제1 및 제2 커패시터(COFF1, COFF2 및 CON1, CON2)와 입력 전압(VDD)이 인가되는 스위칭 소자로 구현할 수 있다.As shown in Figure 5, the event output unit 240' is a circuit for storing the event detection signal first and second capacitors (C OFF1 , C OFF2) and C ON1 , C ON2 ) and an input voltage VDD may be applied as a switching device.

구체적으로, 오프 이벤트 출력단(OFF)에 연결되는 노드(N2)와 접지 사이에 연결되는 제1 오프-커패시터(COFF1)와, 오프-스위치(SWOFF)에 연결되는 노드(N2')와 접지 사이에 연결되는 제2 오프-커패시터(COFF2)와, 노드들(N2 및 N2') 사이에 연결되는 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, 스위칭 소자에는 입력 전압(VDD)이 인가될 수 있다. Specifically, the first off-capacitor C OFF1 connected between the node N2 connected to the off event output terminal OFF and the ground, and the node N2' connected to the off-switch SW OFF and the ground A second off-capacitor C OFF2 connected therebetween and a switching element connected between nodes N2 and N2' may be included, and an input voltage VDD may be applied to the switching element.

마찬가지로, 온 이벤트 출력단(ON)에 연결되는 노드(N1)와 접지 사이에 연결되는 제1 온-커패시터(CON1)와, 온-스위치(SWON)에 연결되는 노드(N1')와 접지 사이에 연결되는 제2 온-커패시터(CON2)와, 노드들(N1 및 N1') 사이에 연결되는 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, 스위칭 소자에는 입력 전압(VDD)이 인가될 수 있다. Similarly, the first on-capacitor C ON1 connected between the node N1 connected to the on event output terminal ON and the ground, and the node N1 ′ connected to the on-switch SW ON and the ground The second on-capacitor C ON2 connected to may include a switching element connected between the nodes N1 and N1 ′, and an input voltage VDD may be applied to the switching element.

도 5에 도시된 바와 같이 이벤트 출력부(240')를 구현하는 경우, 오프-스위치(SWOFF) 및 온-스위치(SWON)가 턴오프되더라도 스위칭 소자에 의해 제1 오프-커패시터(COFF1) 또는 제1 온-커패시터(CON1)에서 전압이 손실되는 것을 최소화할 수 있다.
As shown in FIG. 5 , when the event output unit 240 ′ is implemented, the first off-capacitor C OFF1 by the switching element even when the off-switch SW OFF and the on-switch SW ON are turned off. ) or a voltage loss in the first on-capacitor C ON1 may be minimized.

도 6은 도 2에 도시된 이벤트 출력부의 또 다른 구현예를 도시하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating another implementation example of the event output unit shown in FIG. 2 .

도 6에 도시된 바와 같이, 이벤트 출력부(240'')는 이벤트 감지 신호를 저장하는 회로를 제1 및 제2 커패시터(COFF1, COFF2 및 CON1, CON2)와 제1 및 제2 스위치(SWOFF1, SWOFF2 및 SWON1, SWON2)로 구현할 수 있다.As shown in Figure 6, the event output unit (240 '') first and second capacitors (C OFF1 , C OFF2 ) a circuit for storing the event detection signal. and C ON1 , C ON2 ) and the first and second switches SW OFF1 , SW OFF2 and SW ON1 , SW ON2 ).

구체적으로, 오프 이벤트 출력단(OFF)에 연결되는 노드(N2)와 접지 사이에 연결되는 제1 오프-커패시터(COFF1)와, 제2 오프-스위치(SWOFF2)에 연결되는 노드(N2')와 접지 사이에 연결되는 제2 오프-커패시터(COFF2)와, 노드들(N2 및 N2') 사이에 연결되는 제1 오프-스위치(SWOFF1)를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 오프-스위치(SWOFF1, SWOFF2)는 제어 신호(STR)에 따라 동시에 턴오프될 수 있다. Specifically, the first off-capacitor C OFF1 connected between the ground and the node N2 connected to the off event output terminal OFF, and the second off-switch SW OFF2 connected to the node N2' and a second off-capacitor C OFF2 connected between the ground and a first off-switch SW OFF1 connected between the nodes N2 and N2', and the first and second off - The switches SW OFF1 and SW OFF2 may be simultaneously turned off according to the control signal STR.

마찬가지로, 온 이벤트 출력단(ON)에 연결되는 노드(N1)와 접지 사이에 연결되는 제1 온-커패시터(CON1)와, 제2 온-스위치(SWON2)에 연결되는 노드(N1')와 접지 사이에 연결되는 제2 온-커패시터(CON2)와, 노드들(N1 및 N1') 사이에 연결되는 제1 온-스위치(SWON1)를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 온-스위치(SWON1, SWON2)는 제어 신호(STR)에 따라 동시에 턴오프될 수 있다. Similarly, the first on-capacitor C ON1 connected between the node N1 connected to the on event output terminal ON and the ground, and the node N1' connected to the second on-switch SW ON2 and A second on-capacitor C ON2 connected between the ground and a first on-switch SW ON1 connected between the nodes N1 and N1 ′ may include, and the first and second on-capacitors The switches SW ON1 and SW ON2 may be simultaneously turned off according to the control signal STR.

도 6에 도시된 바와 같이 이벤트 출력부(240')에서 캐패시터와 스위치를 2단으로 구현함으로써, 제1 오프-커패시터(COFF1) 또는 제1 온-커패시터(CON1)에서 전압이 손실되는 것을 최소화할 수 있다.
As shown in FIG. 6, by implementing the capacitor and the switch in two stages in the event output unit 240', the first off-capacitor (C OFF1 ) or the first on-capacitor (C ON1 ) from voltage loss can be minimized

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 센서의 동작 타이밍 다이어그램이다. 도 7 내지 도 9에 도시된 동작 타이밍 다이어그램은 도 1에 도시된 픽셀 구동 회로(10)의 동작을 설명하기 위한 일 예시일 뿐이며, 픽셀 구동 회로(10)는 도 7 내지 도 9에 도시된 동작 타이밍과 상이한 타이밍으로 동작할 수도 있다.
7 to 9 are operation timing diagrams of a vision sensor according to an embodiment of the present invention. The operation timing diagrams shown in FIGS. 7 to 9 are only examples for explaining the operation of the pixel driving circuit 10 shown in FIG. 1 , and the pixel driving circuit 10 is operated by the operation shown in FIGS. 7 to 9 . It may operate at a timing different from the timing.

도 7을 참조하면, (a)에 도시된 바와 같이, 오프-스위치(SWOFF)와 온-스위치(SWON)를 제어하는 스위치 제어 신호(CTR)는 이벤트 저장 구간에서 하이 논리 값을, 이벤트 홀드 구간 동안 로우 논리 값을 가질 수 있다. 7, as shown in (a), the switch control signal (CTR) for controlling the off-switch (SW OFF ) and the on-switch (SW ON ) is a high logic value in the event storage section, the event It may have a low logic value during the hold period.

이에 따라, 이벤트 상태를 저장하는 이벤트 저장 구간 동안 오프-스위치(SWOFF)와 온-스위치(SWON)가 턴온되어 오프-커패시터(COFF)와 온-커패시터(CON)에 이벤트 발생 상태에 대한 정보를 저장할 수 있다. Accordingly, the off-switch (SW OFF ) and the on-switch (SW ON ) are turned on during the event storage section to store the event state, and the off-capacitor (C OFF ) and the on-capacitor (C ON ) are in the event occurrence state. information can be stored.

이벤트 저장 구간이 도과하고 이벤트 홀드 구간이 도래하면, 스위치 제어 신호(CTR)에 의해 오프-스위치(SWOFF)와 온-스위치(SWON)가 턴오프될 수 있다. 이벤트 홀드 구간 동안, 이벤트 출력부(140)의 온 이벤트 출력단(ON)과 오프 이벤트 출력단(OFF)의 전압은 오프-커패시터(COFF)와 온-커패시터(CON) 각각의 전압으로 결정될 수 있다. When the event storage period elapses and the event hold period arrives, the off-switch SW OFF and the on-switch SW ON may be turned off by the switch control signal CTR. During the event hold period, the voltage of the on event output terminal (ON) and the off event output terminal (OFF) of the event output unit 140 is the off-capacitor C OFF and the on-capacitor C ON ). .

한편, (b)에 도시된 바와 같이, 리셋 신호(RST)는 리셋 구간에서 하이 논리 값을 가질 수 있다. 리셋 신호(RST)가 하이 논리 값을 갖는 리셋 구간에서 픽셀들이 모두 초기 상태로 리셋될 수 있다. Meanwhile, as shown in (b), the reset signal RST may have a high logic value in the reset period. In a reset period in which the reset signal RST has a high logic value, all pixels may be reset to their initial states.

도 7에 도시된 바와 같이, 이벤트 홀드 구간이 도래하여 오프-커패시터(COFF)와 온-커패시터(CON)에 의해 이벤트 출력부(140)의 온 이벤트 출력단(ON)과 오프 이벤트 출력단(OFF)이 지속적으로 이벤트 상태를 나타내는 전압을 출력하는 동안에 리셋 구간이 개시되어 픽셀들의 리셋이 진행될 수 있다.As shown in FIG. 7 , the event hold period arrives, and the on event output terminal (ON) and the off event output terminal (OFF) of the event output unit 140 by the off-capacitor (C OFF ) and the on-capacitor (C ON ) ) while continuously outputting a voltage indicating an event state, a reset period is started so that the pixels can be reset.

상술한 실시예에 따르면, 모든 픽셀을 동시에 스캔하는 글로벌 셔터 기능을 구현함과 동시에 리드아웃 시간을 충분히 확보할 수 있어 빠른 움직임을 갖는 객체에 대한 이벤트 정보를 정확하게 생성할 수 있다.
According to the above-described embodiment, it is possible to implement a global shutter function that scans all pixels at the same time and at the same time secure a sufficient readout time, so that event information about an object having a fast movement can be accurately generated.

도 8을 참조하면, 우선 컨트롤러(13)는 글로벌 홀드를 위한 신호(global hold) 및 글로벌 리셋을 위한 신호(global reset) 중 적어도 하나를 생성할 수 있다. 예를 들어, 픽셀들로부터 신호를 리드아웃하는 구간(Pixel Read Time)이 도래하기 전인 구간 T3 동안 글로벌 리셋 동작이 실행될 수 있으며, 특히 구간 T3에 속하는 구간 T2 동안 글로벌 리셋 동작이 실행될 수 있다.Referring to FIG. 8 , first, the controller 13 may generate at least one of a global hold signal and a global reset signal. For example, a global reset operation may be performed during a period T3 before a period for reading out a signal from pixels (Pixel Read Time) arrives, and in particular, a global reset operation may be performed during a period T2 belonging to the period T3.

여기서, 글로벌 홀드는 도 2에 도시된 픽셀과 같이 이벤트 출력부가 이벤트 감지 신호를 저장하기 위한 커패시터와 이에 각각 연결된 스위치를 포함하는 경우에 스위치를 턴오프하여 턴오프 시점의 이벤트 감지 신호를 커패시터에 저장하는 것을 의미하고, 글로벌 리셋은 픽셀 어레이를 구성하는 모든 픽셀의 정보를 리셋하는 것을 의미한다. Here, the global hold turns off the switch when the event output unit includes a capacitor for storing an event detection signal and a switch respectively connected thereto, as in the pixel shown in FIG. 2 , and stores the event detection signal at the turn-off time in the capacitor. and global reset means resetting the information of all pixels constituting the pixel array.

한편, 도 8에 도시된 동작 타이밍과는 달리, 도 9에 도시된 바와 같이, 픽셀들로부터 신호를 리드아웃하는 구간(Pixel Read Time)이 도래한 후에 구간 T2 동안 글로벌 리셋 동작이 실행될 수도 있다.Meanwhile, unlike the operation timing illustrated in FIG. 8 , as illustrated in FIG. 9 , a global reset operation may be performed during a period T2 after a period for reading out a signal from pixels (Pixel Read Time) arrives.

경우에 따라, 글로벌 홀드 및 글로벌 리셋 동작을 실행하지 않을 수도 있으며, 이 경우 컨트롤러(13)는 글로벌 홀드를 위한 신호(global hold) 및 글로벌 리셋을 위한 신호(global reset)를 비활성화시킬 수 있다.
In some cases, the global hold and global reset operations may not be executed. In this case, the controller 13 may inactivate a global hold signal and a global reset signal.

픽셀 리드아웃 동작이 개시되면, 칼럼 드라이버(11)는 SELX 신호에 의해 픽셀 어레이(20)에서 임의의 칼럼 라인을 선택할 수 있으며, 로우 드라이버(12)는 칼럼 드라이버(11)가 선택한 칼럼 라인에 연결된 픽셀들 각각으로부터 이벤트 발생 여부를 검출할 수 있다. When the pixel readout operation is started, the column driver 11 may select an arbitrary column line from the pixel array 20 by the SELX signal, and the row driver 12 is connected to the column line selected by the column driver 11 . Whether an event has occurred may be detected from each of the pixels.

일 실시예에서, 픽셀 어레이(20)는 640 x 480의 해상도를 가질 수 있다. 이 경우, 칼럼 드라이버(11)는 0번 칼럼 라인내지 639번 칼럼 라인을 하나씩 선택할 수 있으며, 로우 드라이버(12)는 선택된 칼럼 라인에 연결된 480개의 픽셀들 각각으로부터 이벤트 발생 여부를 검출할 수 있다. 픽셀 어레이(20)의 해상도는 실시예들에 따라 다양하게 변형될 수 있다.In one embodiment, the pixel array 20 may have a resolution of 640 x 480. In this case, the column driver 11 may select column lines 0 to 639 one by one, and the row driver 12 may detect whether an event has occurred from each of 480 pixels connected to the selected column line. The resolution of the pixel array 20 may be variously modified according to embodiments.

칼럼 드라이버(11)는 도 8에 도시된 바와 같이 0번째 칼럼 라인부터 순차적으로 칼럼 라인을 하나씩 선택할 수 있다. 그러나, 칼럼 드라이버(11)의 스캔 순서가 반드시 이로 제한되는 것은 아니고, 예를 들어 랜덤한 순서로 칼럼 라인을 하나씩 선택하거나, 이 밖에 기 정해진 규칙에 따라 칼럼 라인을 하나씩 선택할 수 있다.As shown in FIG. 8 , the column driver 11 may sequentially select one column line from the 0th column line. However, the scan order of the column driver 11 is not necessarily limited thereto, and for example, column lines may be selected one by one in a random order, or column lines may be selected one by one according to a predetermined rule.

도 8에 도시된 실시예에서, 칼럼 드라이버(11)은 구간 TSEL2AY 동안 0번째 칼럼 라인을 선택하며, 로우 드라이버(12)는 0번째 칼럼 라인에 연결된 픽셀들로부터 이벤트 발생 여부를 나타내는 이벤트 감지 신호를 수신할 수 있다. In the embodiment shown in FIG. 8 , the column driver 11 selects the 0th column line during the period T SEL2AY, and the row driver 12 generates an event detection signal indicating whether an event occurs from pixels connected to the 0th column line. can receive

로우 드라이버(12)는 이벤트 감지 신호를 주소 생성기(14)로 전송하고, 주소 생성기(14)는 이벤트 감지 신호를 이용하여 이벤트가 발생한 픽셀의 주소와 이벤트의 종류 등을 소정 포맷의 데이터로 변환하여 후단의 디지털 회로로 출력할 수 있다. The row driver 12 transmits the event detection signal to the address generator 14, and the address generator 14 uses the event detection signal to convert the address of the pixel where the event has occurred and the type of event into data in a predetermined format. It can be output to the digital circuit of the downstream stage.

한편, 로우 드라이버(12)는 구간 TAY 동안 0번째 칼럼 라인에 연결된 픽셀들의 정보를 리셋하기 위한 AY 신호를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 로우 드라이버(12)는 이벤트가 발생한 픽셀들에 대해서만 AY 신호를 출력할 수도 있다. 이는 이벤트가 발생하지 않은 픽셀의 경우 리셋할 필요가 없기 때문일 수 있다. 또는 다음 프레임 주기가 도래하여 0번째 칼럼 라인이 다시 스캔되었을 때, 이벤트가 검출되어야 하는 픽셀이 AY 신호에 의해 미리 리셋되는 것을 방지하기 위함일 수 있다.Meanwhile, the row driver 12 may output an AY signal for resetting information of pixels connected to the 0th column line during the period T AY. In an embodiment, the row driver 12 may output an AY signal only to pixels in which an event has occurred. This may be because pixels that do not have an event do not need to be reset. Alternatively, when the next frame period arrives and the 0th column line is scanned again, it may be to prevent a pixel in which an event is to be detected from being reset in advance by the AY signal.

또한, 로우 드라이버(12)는 칼럼 드라이버(11)가 다음 칼럼 라인, 즉 1번째 칼럼 라인을 선택하기 전에 구간 TR 동안 R 신호를 출력하여, 픽셀을 초기 상태(initial state)로 만들 수 있다. 일 실시예에서, 로우 드라이버(12)는 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판정된 픽셀들에만 R 신호를 출력할 수 있다. 이에 따라, 이벤트가 발생하지 않은 픽셀은 풀-업(pull-up) 또는 풀-다운(pull-down) 등의 초기 상태로 만들어질 수 있다.
Also, before the column driver 11 selects the next column line, that is, the first column line, the row driver 12 may output the R signal during the period T R to put the pixel into an initial state. In one embodiment, the row driver 12 may output the R signal only to pixels for which it is determined that no event has occurred. Accordingly, the pixel in which no event has occurred may be made into an initial state such as a pull-up or a pull-down.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Therefore, various types of substitution, modification and change will be possible by those skilled in the art within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, and it is also said that it falls within the scope of the present invention. something to do.

1: 비전 센서
10: 픽셀 구동 회로
11: 칼럼 드라이버
12: 로우 드라이버
13: 컨트롤러
14: 주소 생성기
20: 픽셀 어레이
200: 픽셀
210: 전류 리드아웃부
220: 이벤트 결정부
230: 이벤트 리셋부
240: 이벤트 출력부1: Vision sensor
10: pixel driving circuit
11: Column Driver
12: low driver
13: controller
14: Address Generator
20: pixel array
200: pixel
210: current readout unit
220: event decision unit
230: event reset unit
240: event output unit

Claims (20)

광전소자;
상기 광전소자에 흐르는 전류를 검출하여 입력 전압을 생성하는 전류 리드아웃부;
상기 입력 전압을 이용하여 이벤트 발생 여부 및 이벤트 종류를 판단하고 이벤트 감지 신호를 출력하는 이벤트 결정부; 및
이벤트 저장 구간 동안에는 상기 이벤트 감지 신호를 저장하고, 이벤트 홀드 구간이 도래하면 저장된 상기 이벤트 감지 신호를 출력하는 이벤트 출력부; 를 포함하며,
상기 이벤트 출력부는, 이벤트 출력단에 연결되며 상기 이벤트 감지 신호를 저장하는 저장부, 및 상기 저장부와 상기 이벤트 감지 신호의 입력단 사이에 연결되는 스위치부를 포함하고,
상기 저장부는, 상기 이벤트 감지 신호 중 온 이벤트 감지 신호의 전압을 저장하는 온 커패시터, 및 상기 이벤트 감지 신호 중 오프 이벤트 감지 신호의 전압을 저장하는 오프 커패시터를 포함하는 픽셀.
photoelectric device;
a current readout unit detecting a current flowing through the photoelectric device and generating an input voltage;
an event determination unit for determining whether an event has occurred and an event type using the input voltage and outputting an event detection signal; and
an event output unit for storing the event detection signal during an event storage period and outputting the stored event detection signal when an event hold period arrives; includes,
The event output unit includes a storage unit connected to an event output terminal for storing the event detection signal, and a switch unit connected between the storage unit and an input terminal of the event detection signal,
The storage unit may include an on-capacitor configured to store a voltage of an on-event detection signal among the event detection signals, and an off-capacitor configured to store a voltage of an off-event detection signal among the event detection signals.
 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 이벤트 출력부는,
상기 스위치부가 턴온되어 있는 동안에는 상기 이벤트 감지 신호를 상기 저장부에 저장하고,
상기 스위치부가 턴오프되면, 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 스위치부가 턴오프되는 순간의 이벤트 감지 신호를 상기 이벤트 출력단을 통해 출력하는 픽셀.
According to claim 1, wherein the event output unit,
Storing the event detection signal in the storage unit while the switch unit is turned on,
When the switch unit is turned off, a pixel for outputting an event detection signal stored in the storage unit at a moment when the switch unit is turned off through the event output terminal.
 제 1 항에 있어서,
상기 온 커패시터는, 상기 온 이벤트 감지 신호를 출력하는 온 이벤트 출력단에 연결되는 제1 노드와 접지 사이에 연결되고,
상기 오프 커패시터는, 상기 오프 이벤트 감지 신호를 출력하는 오프 이벤트 출력단에 연결되는 제2 노드와 접지 사이에 연결되는 픽셀.
The method of claim 1,
The on capacitor is connected between a first node connected to an on event output terminal for outputting the on event detection signal and a ground,
The off-capacitor is a pixel connected between a ground and a second node connected to an off-event output terminal for outputting the off-event detection signal.
 제 4 항에 있어서, 상기 스위치부는,
상기 온 커패시터와 상기 온 이벤트 감지 신호의 입력단 사이에 연결되는 온 스위치; 및
상기 오프 커패시터와 상기 오프 이벤트 감지 신호의 입력단 사이에 연결되는 오프 스위치를 포함하는 픽셀.
The method of claim 4, wherein the switch unit,
an on switch connected between the on capacitor and an input terminal of the on event detection signal; and
and an off switch connected between the off capacitor and an input terminal of the off event detection signal.
 제 4 항에 있어서,
상기 온 커패시터는 제1 온 커패시터이고, 상기 오프 커패시터는 제1 오프 커패시터이며,
상기 저장부는,
온 스위치에 연결되는 제3 노드와 접지 사이에 연결되는 제2 온 커패시터;
상기 제1 노드와 제3 노드 사이에 연결되는 제1 스위칭 소자;
오프 스위치에 연결되는 제4 노드와 접지 사이에 연결되는 제2 오프 커패시터; 및
상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되는 제2 스위칭 소자; 를 더 포함하는 픽셀.
5. The method of claim 4,
The on-capacitor is a first on-capacitor, and the off-capacitor is a first off-capacitor,
The storage unit,
a second on capacitor connected between a third node connected to the on switch and a ground;
a first switching element connected between the first node and the third node;
a second off capacitor connected between a fourth node connected to the off switch and a ground; and
a second switching element connected between the second node and the fourth node; A pixel further comprising
 제 4 항에 있어서,
상기 온 커패시터는 제1 온 커패시터이고, 상기 오프 커패시터는 제1 오프 커패시터이며,
상기 저장부는,
제2 온 스위치에 연결되는 제3 노드와 접지 사이에 연결되는 제2 온 커패시터;
상기 제1 노드와 제3 노드 사이에 연결되는 제1 온 스위치;
제2 오프 스위치에 연결되는 제4 노드와 접지 사이에 연결되는 제2 오프 커패시터; 및
상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결되는 제1 오프 스위치; 를 더 포함하는 픽셀.
5. The method of claim 4,
The on-capacitor is a first on-capacitor, and the off-capacitor is a first off-capacitor,
The storage unit,
a second on-capacitor connected between a third node connected to the second on-switch and a ground;
a first on-switch connected between the first node and the third node;
a second off capacitor connected between the fourth node connected to the second off switch and the ground; and
a first off switch connected between the second node and the fourth node; A pixel further comprising
 제 1 항에 있어서,
상기 이벤트 결정부는 상기 광전소자에 흐르는 전류가 기 설정된 값 이상으로 증가하면 온 이벤트 감지 신호를 활성화하는 픽셀.
The method of claim 1,
The event determining unit activates an on-event detection signal when the current flowing through the photoelectric device increases to more than a preset value.
 제 1 항에 있어서,
상기 이벤트 결정부는 상기 광전소자에 흐르는 전류가 기 설정된 값 이하로 감소하면 오프 이벤트 감지 신호를 활성화하는 픽셀.
The method of claim 1,
The event determining unit activates an off-event detection signal when the current flowing through the photoelectric device decreases below a preset value.
 제 1 항에 있어서,
입력된 리셋 신호에 따라 상기 픽셀을 초기 상태로 리셋하는 이벤트 리셋부를 더 포함하는 픽셀.
The method of claim 1,
A pixel further comprising an event reset unit for resetting the pixel to an initial state according to an input reset signal.
 픽셀 어레이를 구성하는 복수의 칼럼 라인들 중 어느 하나를 선택하기 위한 신호를 생성하여 상기 픽셀 어레이에 입력하는 칼럼 드라이버;
상기 칼럼 드라이버에 의해 선택된 칼럼 라인에 연결된 픽셀들 각각으로부터 이벤트 발생 유무를 검출하는 로우 드라이버;
상기 칼럼 드라이버 및 상기 로우 드라이버의 동작 타이밍을 제어하는 컨트롤러; 및
상기 로우 드라이버에 의해 검출한 이벤트 발생 유무를 기초로 이벤트가 발생한 픽셀의 주소를 생성하여 출력하는 주소 생성기;를 포함하며,
디지털 블록으로 구현되고,
상기 컨트롤러는, 상기 픽셀 어레이를 구성하는 복수의 픽셀에 각각 포함된 복수의 스위치를 동시에 턴오프하여 스위치의 턴오프 시점의 복수의 픽셀 각각에 의한 이벤트 감지 신호를 저장하도록 하는 글로벌 홀드 신호, 및 상기 픽셀 어레이를 구성하는 복수의 픽셀의 정보를 리셋하도록 하는 글로벌 리셋 신호 중 적어도 하나를 생성하는 픽셀 구동 회로.
a column driver generating a signal for selecting any one of a plurality of column lines constituting the pixel array and inputting the signal to the pixel array;
a row driver for detecting whether an event has occurred from each of the pixels connected to the column line selected by the column driver;
a controller controlling operation timings of the column driver and the row driver; and
an address generator for generating and outputting an address of a pixel where an event has occurred based on the occurrence of an event detected by the row driver;
implemented as a digital block,
The controller is configured to simultaneously turn off a plurality of switches included in each of the plurality of pixels constituting the pixel array to store an event detection signal by each of the plurality of pixels at the turn-off time of the switch; and A pixel driving circuit for generating at least one of a global reset signal for resetting information of a plurality of pixels constituting a pixel array.
 제 11 항에 있어서,
상기 로우 드라이버는 상기 칼럼 드라이버가 현재 선택한 칼럼 라인에 연결된 픽셀들의 정보를 리셋하는 리셋 신호를 생성하여 상기 픽셀 어레이에 입력하는 픽셀 구동 회로.
12. The method of claim 11,
The row driver generates a reset signal for resetting information on pixels connected to a column line currently selected by the column driver and inputs the reset signal to the pixel array.
 제 12 항에 있어서,
상기 로우 드라이버는 상기 칼럼 드라이버가 현재 선택한 칼럼 라인에 연결된 픽셀들 중 이벤트가 발생한 픽셀들에 대해서만 상기 리셋 신호를 입력하는 픽셀 구동 회로.
13. The method of claim 12,
wherein the row driver inputs the reset signal only to pixels in which an event occurs among pixels connected to a column line currently selected by the column driver.
 제 11 항에 있어서,
상기 로우 드라이버는 상기 칼럼 드라이버가 다음 칼럼 라인을 선택하기 전에 현재 선택한 칼럼 라인에 연결된 픽셀을 풀-업 또는 풀-다운하는 신호를 생성하여 상기 픽셀 어레이에 입력하는 픽셀 구동 회로.
12. The method of claim 11,
The row driver generates a signal for pulling-up or pull-down a pixel connected to a currently selected column line before the column driver selects a next column line, and inputs the signal to the pixel array.
 제 14 항에 있어서,
상기 로우 드라이버는 상기 칼럼 드라이버가 현재 선택한 칼럼 라인에 연결된 픽셀들 중 이벤트가 발생하지 않은 픽셀들에 대해서만 상기 신호를 입력하는 픽셀 구동 회로.
15. The method of claim 14,
wherein the row driver inputs the signal only to pixels in which an event has not occurred among pixels connected to a column line currently selected by the column driver.
 제 11 항에 있어서,
상기 로우 드라이버는 시프트 레지스터(shift register)로 구현되어 각 라인을 선택하도록 구현되는 픽셀 구동 회로.
12. The method of claim 11,
wherein the row driver is implemented as a shift register to select each line.
 삭제delete 제 11 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 글로벌 홀드 신호 및 상기 글로벌 리셋 신호를 비활성화 상태로 하는 픽셀 구동 회로.
12. The method of claim 11,
and the controller is a pixel driving circuit configured to disable the global hold signal and the global reset signal.
 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이; 및
상기 픽셀 어레이를 구성하는 각각의 픽셀들의 이벤트 발생 유무를 검출하는 픽셀 구동 회로; 를 포함하며,
상기 복수의 픽셀 각각은,
광전소자;
상기 광전소자에 흐르는 전류를 검출하여 입력 전압을 생성하는 전류 리드아웃부;
상기 입력 전압을 이용하여 이벤트 발생 여부 및 이벤트 종류를 판단하고 이벤트 감지 신호를 출력하는 이벤트 결정부; 및
이벤트 저장 구간 동안에는 상기 이벤트 감지 신호를 저장하고, 이벤트 홀드 구간이 도래하면 저장된 상기 이벤트 감지 신호를 출력하는 이벤트 출력부를 포함하고,
상기 이벤트 출력부는, 이벤트 출력단에 연결되며 상기 이벤트 감지 신호를 저장하는 저장부, 및 상기 저장부와 상기 이벤트 감지 신호의 입력단 사이에 연결되는 스위치부를 포함하고,
상기 저장부는, 온 이벤트 출력단에 연결되는 제1 노드와 접지 사이에 연결되는 온 커패시터, 및 오프 이벤트 출력단에 연결되는 제2 노드와 접지 사이에 연결되는 오프 커패시터를 포함하는 비전 센서.
a pixel array including a plurality of pixels arranged in a matrix form; and
a pixel driving circuit for detecting whether an event has occurred in each of the pixels constituting the pixel array; includes,
Each of the plurality of pixels,
photoelectric device;
a current readout unit detecting a current flowing through the photoelectric device and generating an input voltage;
an event determination unit for determining whether an event has occurred and an event type using the input voltage and outputting an event detection signal; and
an event output unit for storing the event detection signal during an event storage period and outputting the stored event detection signal when an event hold period arrives,
The event output unit includes a storage unit connected to an event output terminal and storing the event detection signal, and a switch unit connected between the storage unit and an input terminal of the event detection signal,
The storage unit includes an on-capacitor connected between a first node connected to an on-event output terminal and a ground, and an off-capacitor connected between a second node connected to an off-event output terminal and the ground.
 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102070562B1 (en) * 2012-06-19 2020-01-30 삼성전자주식회사 Event-based image processing device and method thereof
KR20140056986A (en) * 2012-11-02 2014-05-12 삼성전자주식회사 Motion sensor array device, depth sensing system and method using the same
KR102392473B1 (en) * 2014-07-14 2022-04-29 삼성전자주식회사 Interfacing apparatus and user input processing method
US9967500B2 (en) * 2014-09-29 2018-05-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Systems and methods of selective output for reducing power
KR102298652B1 (en) * 2015-01-27 2021-09-06 삼성전자주식회사 Method and apparatus for determining disparty
KR102402678B1 (en) * 2015-03-18 2022-05-26 삼성전자주식회사 Event-based sensor and operating method of processor
KR102307055B1 (en) * 2015-04-28 2021-10-01 삼성전자주식회사 Method and apparatus for extracting static pattern based on output of event-based sensor
KR101653622B1 (en) * 2015-05-07 2016-09-05 고려대학교 산학협력단 Image sensor for extracting edge information
KR102523136B1 (en) * 2015-09-01 2023-04-19 삼성전자주식회사 Event-based sensor and pixel of the event-based sensor

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