KR20080074684A - 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서 및 이를 이용한움직임 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서 및 이를 이용한 움직임 검출 방법에 관한 것으로, 본 발명은 피사체의 이미지를 어레이 형태로 입력받고, 입력받은 데이터를 열 단위로 출력하여 어레이 선택기의 구성을 단순화하고, 상기 입력 데이터를 아날로그 형태로 기준 전압과 곧바로 비교하여 AD 컨버터의 수를 줄이며, 하나의 카운터 및 직렬 변환기로 기준 전압의 적정성과 움직임 여부를 판단하므로 카운터의 수를 줄인다. 따라서, 본 발명에 의하면 이미지 센서의 구성을 단순화할 수 있으므로 이미지 센서의 소형화 및 저전력화가 가능하다. 또한, 기준 전압을 주변 환경에 따라 적절히 조절할 수 있으므로 보다 정확한 움직임 판단을 수행할 수 있다.

CMOS, 이미지, 검출

Description

움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서 및 이를 이용한 움직임 검출 방법 {Low power image sensor that enables motion detection and method for motion detection using the image sensor}

도 1은 종래 기술의 움직임 검출 기능이 내장된 이미지 센서 및 움직임 검출기의 블록 구성도이다.

도 2는 종래 기술의 움직임 검출용 이미지 신호처리 시스템의 이미지 센서를 구체적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서의 블록 구성도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 기준 전압의 자동 모드와 수동 모드 설정에 대한 기준 전압 조절부의 특징부를 나타낸 회로도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 집적시간 조절부의 상세 블록도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서가 선택할 수 있는 동작 모드를 도시한 모드 상태 천이도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 직렬변환부의 상세 블록도이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 비교부의 상세 블록도이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 이미지 센서 20 : 외부 호스트

100 : 이미지 센서부 200 : 움직임 검출부

110 : 픽셀 어레이 120 : 열 선택부

130 : 아날로그 전압 비교부 140 : 기준 전압 조절부

150 : 집적 시간 조절부 210 : 직렬 변환부

220 : 디지털 비교부 230 : 임시 저장부

240 : 센서 제어부 300 : 인터페이스부

　본 발명은 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서 및 이를 이용한 움직임 검출 방법에 관한 것이며, 상세하게는 최적화된 구조를 갖는 소형 이미지 센서를 이용한 저전력의 움직임 검출 장치 및 움직임 검출 방법에 관한 것이다.

CMOS 이미지 센서를 사용하여 움직임을 검출하는 종래 기술로 대한민국 특허출원 제10-2003-0017600호, 2003. 03. 20. 출원, “움직임검출기능이 내장된 이미지 센서 및 움직임 검출방법”(이하, 종래기술 1이라 한다)과, 대한민국 특허출원 제10-2002-0077099호, 2002. 12. 05. 출원, “움직임 검출용 이미지 센서와 그것을 사용한 이미지신호처리 시스템”(이하, 종래기술 2라 한다) 등이 공개된 바 있다.

도 1은 종래기술 1의 움직임 검출 기능이 내장된 이미지 센서 및 움직임 검출기의 구조를 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술 1의 움직임 검출기는 입력된 광원 신호를 픽셀 내에서 전기적 신호로 변환하는 픽셀 어레이(210)와, 행과 열의 조합에 의해 출력되는 아날로그 신호를 선택하는 열 선택부(220)와 행 선택회로(240)와, 노이즈를 제거하는 아날로그 신호 프로세서(250)와, 아날로그 신호 프로세서의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(260)와, 움직임 감지 단계에서 A/D 컨버터의 기준 전압을 제공하는 기준 전압 발생회로(270)와, 움직임의 유무를 판단하는 움직임 검출 회로(280)와, 이미지 센서를 구성하는 각 부분의 타이밍 등을 제어하는 제어회로(230) 및 출력버퍼(BUFFER) 등으로 구성된다.

종래기술 1의 이미지 센서는 광신호를 픽셀 내에서 전기적 신호로 변환하는 픽셀 어레이와 선택된 픽셀의 출력들을 1bit으로 디지털 변환하는 A/D 컨버터를 구비하며, 상기 디지털 변환된 신호들 중 1의 개수를 확인함으로써 움직임 유무를 감지한다.

그러나, 종래기술 1에서는 일반 카메라 모드를 위한 A/D 컨버터와 움직임 감지를 위한 A/D 컨버터가 별도로 구비되며, A/D 컨버터 내에 복수 개의 카운터가 존재하고 기준 전압 발생회로 내에도 별도의 카운터가 존재하는 등 유사한 기능을 수행하는 소자가 불필요하게 중첩되는 문제가 있다. 이는 이미지 센서의 크기를 전체적으로 증가시켜 움직임 검출 장치의 집적도를 떨어뜨리는 결과를 초래한다.

또한, 픽셀의 행(column) 선택회로와 열(row) 선택회로가 별도로 존재하며, 이는 하나의 픽셀을 선택하기 위해 두 개의 선택회로가 동시에 구동되어야 함을 의미하므로 움직임 검출의 빠른 처리에 한계가 있다.

한편, 도 2는 종래기술 2의 움직임 검출용 이미지 센서와 그것을 사용한 이미지 신호처리 시스템의 이미지 센서의 구조를 구체적으로 도시한 것이다.

도 2에서 보듯, 상기 이미지 센서는 복수의 단위 픽셀들(211, 212, 213, 214, 215)로 구성되어 있으며, 단위 픽셀(211)은 광을 수신하고 전압신호로 변환시키는 포토 셀(PC1)과, 셔터제어신호(CSH)의 제어 하에 포토 셀(PC1)의 출력신호(PC1O)와 인접 픽셀(212) 내에 있는 포토 셀(PC2)의 출력신호(PC2O)를 수신하여 비교하는 비교기(COMP1)와, 픽셀 선택신호(PS)의 제어 하에 비교기(COMP1)의 출력신호를 선택하여 출력하는 스위치(SW1)를 구비한다. 이때, 마지막 픽셀(215) 내에 있는 비교기(COMP(N))의 기준 전압으로는 임의의 기준 전압(VREF1)을 사용한다.

그러나, 종래기술 2는 고정된 기준 전압을 사용하므로 주변 환경이 아주 어두운 곳 또는 아주 밝은 곳에서 이미지 센서가 동작하는 경우, 모든 픽셀에 대한 감지 데이터가 0 또는 1로 오인 출력되는 등 센서에 의한 움직임 검출이 주위 환경의 영향을 크게 받는 문제가 있다. 또한, 픽셀의 전기적 신호(전압레벨)가 크게 변해야만 움직임이 검출되는 한계가 있고, 그 외에도 종래기술 2 역시 각 단위 픽셀을 1bit 디지털 신호로 출력하기 위한 비교기를 더 구비하여야 하므로 전체적으로 이미지 센서의 크기가 커지는 문제가 발생한다.

본 발명은 이러한 종래 이미지 센서의 문제점을 개선하고, 보다 소형이며 상대적으로 높은 프레임 레이트를 보장하는 저전력의 움직임 검출 장치 및 움직임 검출 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 움직임 검출을 위한 이미지 센서의 구성을 최소화하여 움직임 검출 장치의 크기를 소형화하는 한편 저전력으로 구동될 수 있는 움직임 검출 수단 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 움직임 검출을 위해 픽셀의 출력 전압과의 비교에 이용되는 기준 전압을 가변적으로 운용하여 주변 환경의 밝기가 변화하더라도 신뢰성 있는 최적의 움직임 검출 수단 및 방법을 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서는, 피사체로부터 광을 감지하여 전기신호로 출력하는 픽셀을 행렬 형태로 구비하는 픽셀 어레이; 픽셀 어레이에서 출력되는 각 픽셀의 전기신호를 열 단위로 선택하는 열 선택부; 열 선택부에 의해 선택된 전기신호의 각 픽셀 당 출력 전압을 소정의 기준 전압과 각각 비교하여 픽셀 당 1 비트의 디지털 데이터로 양자화하는 아날로그 전압 비교부; 양자화된 데이터를 저장하는 임시 저장부; 임시 저장부에 저장된 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하고, 비교 결과 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하고 이를 미리 설정된 기준값과 비교하여 피사체의 움직임 여부를 판단하는 디지털 비교부; 및 이미지 센서의 기능블록을 제어하는 제 어신호 및 데이터의 흐름 선택 신호를 생성하는 센서 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 이미지 센서는 피사체의 움직임을 감지할 수 있는 한도 내에서 최적화된 최소의 픽셀 수를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 이미지 센서는, 디지털 비교부에서 이전 프레임과 현재 프레임을 비교한 결과 데이터를 직렬화하는 직렬변환부를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 디지털 비교부는 직렬변환부에서 직렬화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하게 된다.

또한, 본 발명의 이미지 센서는, 양자화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수가 미리 설정된 허용범위에 포함되도록 기준 전압을 자동으로 조절하는 기준 전압 조절부를 더 포함할 수 있다. 이 경우 디지털 비교부는 양자화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하고 이를 미리 설정된 기준값과 비교하여 기준 전압의 증감을 결정하고, 기준 전압 조절부는 디지털 비교부에서 결정된 제어신호에 따라 기준 전압을 조절한다.

또한, 기준 전압 조절부는 외부 호스트로부터 인터페이스부를 통해 특정 기준 전압 결정 신호를 입력받아 기준 전압을 조절할 수도 있다.

또한, 본 발명의 이미지 센서는, 아날로그 전압 비교부에서 양자화된 데이터를 직렬화하는 직렬변환부를 더 포함할 수 있다. 이 경우 디지털 비교부는 직렬화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하게 된다.

또한, 본 발명의 이미지 센서는, 양자화된 데이터를 외부의 호스트로 전송하 거나 외부의 호스트로부터 특정 제어신호를 입력받기 위한 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 이미지 센서는, 픽셀 어레이로 입사되는 광의 집적시간을 조절하여 픽셀의 출력전압을 조정하는 집적시간 조절부를 더 포함할 수 있다. 이 경우 집적시간 조절부는 열 선택부의 동작 주파수를 조절함으로써 픽셀 어레이로 입사되는 광의 집적시간을 조절하는 것이 바람직하며, 그 일례로는 열 선택부의 동작 주파수를 분주하는 주파수 분주기와 주파수 분주기에서 분주된 주파수 중 적정 주파수를 선택하는 주파수 선택기로 이루어질 수 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법은, 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법으로서, (a) 픽셀을 행렬 형태로 구비하는 픽셀 어레이에서 피사체로부터 광을 감지하여 전기신호로 출력하는 단계; (b) 픽셀 어레이의 전기신호를 열 단위로 선택하는 단계; (c) 열 단위로 선택된 전기신호의 각 픽셀 당 출력 전압을 소정의 기준 전압과 비교하여 픽셀 당 1 비트의 디지털 데이터로 양자화하는 단계; (d) 양자화된 데이터를 임시 저장하는 단계; (e) 임시 저장된 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하는 단계; (f) 비교 결과 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하고 이를 미리 설정된 기준값과 비교하여 움직임 유무를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (e) 단계 이후에, (e-1) 이전 프레임과 현재 프레임을 비교한 결과 데이터를 직렬화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 움직임 검출 방법은, (g1) 상기 양자화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수가 미리 설정된 허용범위에 포함되도록 상기 기준 전압을 자동으로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, (g1) 단계는 양자화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하고 이를 미리 설정된 기준값과 비교하여 기준 전압의 증감을 결정하고, 결정된 제어신호에 따라 기준 전압을 조절하게 된다.

또한, (g1) 단계 이전에, (g1-1) 상기 양자화된 데이터를 직렬화하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 움직임 검출 방법은, (g2) 외부 호스트로부터 특정 기준 전압 결정 신호를 입력받아 기준 전압을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 움직임 검출 방법은, (c) 단계 이후에, (h) 상기 양자화된 데이터를 외부의 호스트로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 움직임 검출 방법은, (i) 상기 픽셀 어레이로 입사되는 광의 집적시간을 조절하여 픽셀의 출력전압을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 (i) 단계는, (b) 단계의 열 선택 동작 주파수를 조절함으로써 상기 픽셀 어레이로 입사되는 광의 집적시간을 조절하는 방법을 이용할 수 있으며, 일례로서 열 선택 동작 주파수를 분주하고, 분주된 주파수 중 적정 주파수를 선택하여 수행될 수 있다.

또한, 본 발명의 움직임 검출 방법은, (f) 단계 이후에, (j) 움직임이 있는 경우 움직임 신호를 출력하고, 움직임이 없는 경우 상기 기준 전압의 유지를 위해 회복(refresh) 여부를 판단하며, 회복이 필요한 경우 (c) 단계가 수행되고, 회복이 필요 없는 경우 (d) 단계가 수행되는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 핵심적인 특성을 먼저 살펴본 후 이를 구현하기 위한 구체적인 기술적 구성을 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

1. 본 발명의 핵심적 특징

1-1) 최소화된 픽셀 어레이 설계와 단위 픽셀 출력의 1bit 양자화

본 발명의 이미지 센서는 움직임 검출을 위한 최소의 픽셀 어레이 크기(M× N)를 갖는다. 여기서, M과 N은 이미지 센서의 용도 또는 이미지 센서의 사용처에 따라 실험적으로 구해지게 된다.

또한, 이미지 센서의 각 단위 픽셀에서 출력되는 아날로그 전압은 미리 설정된 기준 전압과의 비교 과정을 거쳐 1bit의 디지털 신호로 양자화된다. 따라서, 범용 CMOS 이미지 센서의 ASP(Analog Signal Processor)와 A/D 컨버터를 사용할 필요가 없으므로, 종래 기술에서와 같이 불필요하게 중복되는 소자를 줄임으로써 이미지 센서를 소형화할 수 있고 센서 데이터의 프레임 처리율(frame rate)을 높일 수 있다. 여기서, 프레임은 이미지 센서가 특정 시간에 입력받은 픽셀 어레이 전체에 대한 데이터의 집합을 가리킨다.

1-2) 주위 환경에 따른 기준 전압 및 집적 시간의 조정

움직임 검출의 정확도를 높이기 위해서는 각 픽셀의 1bit 디지털 출력 신호에 있어서 0과 1의 비율이 대략 50% 이내로 유지되어야 한다. 여기서, 1bit 디지털 출력 신호 중 1의 값을 가지는 비트를 유효 비트라 칭하기로 한다.

만약, 기준 전압 및 집적 시간이 고정되어 있다면 주위 환경이나 피사체의 움직임 정도에 따라 상기 유효 비트의 적정 비율은 크게 요동(fluctuation)될 수 있으며, 그에 따라 피사체의 움직임 검출이 힘들어 질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 주위환경이나 피사체의 움직임 정도에 따라 기준 전압 및/또는 집적시간을 유동적으로 조정함으로써 보다 정확하게 피사체의 움직임을 검출할 수 있도록 한다.

특히 기준 전압의 경우, 현재 프레임의 0과 1의 비율을 바탕으로 "1"의 개수가 미리 설정된 일정한 범위 내에 들어오도록 점차적으로 기준 전압 레벨을 조정하는 자동 설정 모드와, 사용자가 임의로 원하는 기준 전압 레벨을 설정할 수 있는 수동 설정 모드로 구분하여 조정할 수 있다. 기준 전압 조절에 있어서, "1"의 개수 이외에 "0"의 개수를 카운팅하여 기준값과 비교할 수도 있음은 물론이다.

1-3) 행 또는 열 단위로 출력되는 픽셀 데이터

종래의 범용 CMOS 이미지 센서는 행(row) 선택회로와 열(column) 선택회로가 따로 존재하여 각 픽셀들의 데이터를 한 번에 하나씩 처리하였지만, 본 발명의 이미지 센서는 행 선택회로 또는 열 선택회로만 존재하여 픽셀 데이터를 한 번에 한 행 또는 한 열씩 선택하여 행 또는 열 단위로 출력한다. 따라서, 이미지 센서의 구조가 간단해지고 데이터 처리 속도를 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 이미지 센서부와 움직임 검출부를 하나의 칩으로 구현할 경우, 행 또는 열 단위의 출력 신호를 별도로 직렬화하는 과정 없이 수신하여 움직임 검출이 가능하다.

2. 본 발명의 구체적인 기술적 구성

도 3은 본 발명의 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서의 구조를 블록으로 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 이미지 센서부(100)와 움직임 검출부(200)를 포함하여 이루어진다. 구체적으로, 이미지 센서부(100)는 픽셀 어레이(110), 열 선택부(120), 아날로그 전압 비교부(130)를 포함하여 이루어지며, 여기에 기준 전압 조절부(140) 및 집적시간 조절부(150)가 더 포함될 수 있다. 또한, 움직임 검출부(200)는 디지털 비교부(220), 임시 저장부(230) 및 센서 제어부(240)를 포함하여 이루어지며, 여기에 직렬변환부(210)가 더 포함될 수 있다. 또한, 이상과 같은 이미지 센서에 인터페이스부(300)가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 이미지 센서는 CMOS 이미지 센서가 주로 사용되며, 기타 CCD 이미지 센서 등도 사용이 가능하다.

2-1) 픽셀 어레이(110)

본 발명의 이미지 센서의 픽셀 어레이는 피사체의 움직임을 감지할 수 있는 한도 내에서 최적화된 최소의 픽셀 수를 갖는다. 일반적인 이미지 센서의 경우 약 10000 픽셀 정도의 픽셀 수를 갖는 것이 대부분이나, 본 발명의 이미지 센서는 약 1000 픽셀(32×32) 정도의 픽셀 수로서도 움직임 검출이 가능하다.

픽셀 어레이(110)는 일반적으로 단위 픽셀들이 N개의 행과 M개의 열로 배치되어 구성된다. 그러나, 반드시 행렬 구조에 한정되지는 않으며 단위 픽셀들이 규칙적인 배열을 갖는 조건하에서 다양한 구조를 가질 수 있다. CMOS 이미지 센서의 경우, 단위 픽셀은 일반적으로 입사한 광을 집적하는 포토다이오드(도면에 미도시)와 포토다이오드에 의해 변환되는 전기적 신호를 출력시키기 위한 세 개의 트랜지스터(도면에 미도시)로 구성된 회로로 구현될 수 있으며, 기타 1-Tr 구조 또는 4-Tr 구조 등으로 구성될 수도 있다.

2-2) 열 선택부(120)

열 선택부(120)는 픽셀 어레이(110)에서 한 번에 하나의 열을 선택함으로써 행의 개수에 상응하는 병렬 신호들이 동시에 아날로그 전압 비교부(130)로 전달되도록 한다. 열 선택부(120)는 픽셀 어레이(110)의 전체 열을 순차적으로 선택하여 한 프레임 시간이 지난 후에 전체 픽셀의 전기적 신호를 모두 출력할 수 있다. 한편, 본 발명의 열 선택부가 행 선택부로 대체될 수 있음은 당연하다

2-3) 아날로그 전압 비교부(130)

아날로그 전압 비교부(130)는 두 개의 전기적 신호를 입력받아 크기를 비교하고, 그에 따라 1 비트의 출력을 내보낸다. 여기서, 상기 전기적 신호 중의 하나는 열 선택부(120)에 의해 선택되어 출력된 픽셀의 출력 전압이고, 나머지 하나는 기준 전압 조절부(140)에 의해 공급되는 기준 전압이다. 즉, 아날로그 전압 비교부(130)는 픽셀에서 출력되는 아날로그 전기신호의 출력전압을 기준 전압 조절부에서 출력되는 아날로그의 기준 전압과 비교한 후 그에 따른 결과를 병렬의 0 또는 1의 디지털 값으로 출력한다. 픽셀 어레이의 각 행마다 하나의 전압 비교기를 가지며, 따라서 아날로그 전압 비교부(130)에서 출력되는 병렬의 비교 결과 데이터 수는 픽셀 어레이의 행의 개수(N)와 동일하다.　

2-4) 기준 전압 조절부(140)

기준 전압 조절부(140)는 아날로그 전압 비교부(130)의 두 입력 신호 중 하나에 해당하는 아날로그 기준 전압을 발생시킨다.

전술한 바와 같이, 움직임 검출을 용이하게 하기 위해서는 픽셀 어레이로부터 출력되어 아날로그 전압 비교부에 의해 비교 변환된 1비트의 값들 중 "1" 또는 "0"의 개수가 허용 범위 안에서 전체 픽셀 수의 50% 수준에 가깝게 유지될 필요가 있다. 따라서 상기 적정 수준을 유지하기 위해 기준 전압을 적절하게 조정하여 적용할 것이 요구된다. 이때, 기준 전압의 조정 방법은 상기 아날로그 전압 비교부의 디지털 출력 신호 중 "1" 또는 "0"의 개수가 허용 범위 내로 들어오도록 자동으로 기준 전압을 변화시키는 자동 모드와, 사용자가 원하는 기준 전압 레벨을 임의적으로 설정할 수 있는 수동 모드로 나누어질 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 기준 전압의 자동 모드와 수동 모드 설정에 대한 기준 전압 조절부의 특징부를 나타낸 회로도이다.

자동 모드의 경우, 기준 전압 조절부(140)는 후술할 디지털 비교부(220)의 제어 신호(ACV, Auto Control of reference Voltage)를 입력받고, 그에 따라 기준 전압을 증가 또는 감소시킨다. 반면 수동 모드의 경우, 기준 전압 조절부(140)는 후술할 센서 제어부(240)의 제어 신호(MCV, Manual Control of reference Voltage)를 입력받아 임의의 기준 전압을 선택한다. 양자 중 어느 모드로 동작할 것인가에 대한 여부는 센서 제어부(240)에 의해 결정될 수 있다.

2-5) 집적시간 조절부(150)

집적시간 조절부(150)는 광이 입사한 후부터 픽셀의 출력 전압이 결정될 때까지의 시간, 즉 집적 시간을 조절하는 역할을 담당한다. 집적 시간이 종료된 후에 픽셀의 출력 전압은 리셋(reset)되어 다시 입력되는 광의 세기에 따라 출력 전 압을 발생시키게 된다. 집적시간 조절부(150)는 기준 전압 조절부(140)를 통해서 "1" 또는 "0"의 개수를 허용범위 내에 들어오도록 하는 동작이 제대로 이루어지지 못한 경우에 동작하거나, 기준 전압 조절부(140)와 선택적으로 동작할 수 있다.

집적시간의 조절은 광이 입사한 후부터 픽셀 어레이의 한 열이 선택되어 출력이 발생할 때까지의 시간을 변화시키는 것이며, 이는 곧 픽셀 어레이의 어느 한 열이 선택된 후 그 다음 열이 선택되는 데에 걸리는 시간을 변화시키는 것을 가리킨다. 이에, 집적시간 조절부(150)는 열 선택부(120)의 동작 주파수를 조절하여 프레임 변화율을 변경함으로써 집적시간을 조절할 수 있다.　

열 선택부(120)의 동작 주파수를 조절하기 위한 일실시예로서, 집적시간 조절부(150)는 주파수 분주기(151)와 주파수 선택기(152)를 포함하여 이루어질 수 있다.

도 5는 도 3의 이미지 센서에서 특히 집적시간 조절부의 구성을 상세하게 도시한 블록도이다.

2-5-1) 주파수 분주기(151)

주파수 분주기(151)는 기본 동작의 클록 속도를 1/2배, 1/3배, 1/4배, 1배, 2배, 3배, 4배 등으로 분주시킨다. 하나의 클록이 입력되면 그에 대한　출력은 선택 가능한 개수의 분주된 클록들이 되고, 후술하는 주파수 선택기(152)를 통해 단 하나의 클록이 선택되어 열 선택부(120)로 입력된다.　　　　　

2-5-2) 주파수 선택기(152)

주파수 선택기(152)는 상기 주파수 분주기(151)에 의해 분주된 여러 개의 선택 가능한 클록들 중 단 하나의 클록을 선택한다. 이와 같은 클록의 선택은 기준 전압 조절기(140)에서 출력되는 제어 신호에 의해 동작할 수도 있고, 기준 전압 조절기(140)와는 상관없이 후술할 디지털 비교부(220)이나 센서 제어부(240)로부터 출력되는 제어 신호에 의해 독립적으로 동작할 수도 있다. 주파수 선택기(152)에 의해 선택된 클록은 열 선택부(120)로 입력되어 픽셀 어레이의 프레임 변화율(frame rate)을 변화시킨다.

2-6) 직렬변환부(210)

직렬변환부(210)는 현재 프레임의 열 픽셀 데이터 또는 현재 프레임과 이전 프레임의 비교(비교는 XOR Function으로 이루어진다) 결과를 쉬프트 레지스터를 통해 직렬화한다.

직렬화의 대상은 이미지 센서의 동작 모드에 따라 달라질 수 있다. 도 6은 본 발명의 이미지 센서가 선택할 수 있는 동작 모드를 도시한 모드 상태 천이도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 이미지 센서는 크게 이미지 센싱으로 입력된 데이터를 이용하여 피사체의 움직임 여부를 판단하는 움직임 검출 모드와 이미지 센싱으로 입력된 데이터를 외부의 호스트로 전송하기 위한 전송 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있으며, 움직임 검출 모드는 다시 최초 프레임에서 "1" 또는 "0"의 값이 적정 수준(일례로, 50% 수준)을 유지하는지 판단하여 기준 전압을 설정하기 위한 초기화 모드 및 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하기 위한 감지 모드로 구분될 수 있다.

도 7은 도 3의 이미지 센서에서 특히 직렬변환부의 구성을 상세하게 도시 한 블록도이다. 전송 모드에서, 이미지 센서부(100)로부터 출력된 열 픽셀 데이터(N개)는 임시 레지스터1(211)에 임시 저장되었다가, 먹스(mux)(214)를 거쳐 쉬프트 레지스터(215)를 통해 직렬화된다.

움직임 검출 모드 중 초기화 모드에서, 이미지 센서부(100)로부터 출력된 열 픽셀 데이터(N개)는 임시 레지스터1(211)에 임시 저장되었다가, 먹스(214)를 거쳐 쉬프트 레지스터(215)를 통해 직렬화된 후 디지털 비교부(220)의 카운터로 입력된다.

움직임 검출 모드 중 감지 모드에서, 이미지 센서부(100)로부터 출력된 열 픽셀 데이터(N개)는 임시 레지스터1(211)에 임시 저장되었다가 비교기(213)로 입력되고, 임시 저장부(230)로부터 출력된 이전의 열 픽셀 데이터(N개)는 임시 레지스터2(212)에 임시 저장되었다가 비교기(213)로 입력되어 양자의 비교 연산(XOR Function)이 수행된 후에 먹스(214)를 거쳐서 쉬프트 레지스터(215)를 통해 직렬화된다. 또한, 임시 레지스터1(211) 에 저장된 현재의 열 픽셀 데이터는 다음 프레임의 열 픽셀 데이터와 비교를 위해 임시 저장부(230)로 출력된다(Write Memory).

본 발명의 직렬변환부(210)는 다음의 경우 생략될 수도 있다. 먼저 전송모드에서, 병렬 전송이 이루어져 있다면 전송 전 직렬변환 단계는 생략될 수 있다. 또한, 움직임 검출 모드 중 최기화 모드 및 감지 모드에서, 이미지 센서부(100)로부터 출력된 열 픽셀 데이터 또는 현재 프레임과 이전 프레임의 비교 결과 데이터가 직렬 변환을 거치지 않고 후술할 디지털 비교부(220)의 카운터로 입력될 수도 있다.

그러나, 데이터의 처리 용량이나 속도를 고려한다면 이미지 센서부로부터 출력된 열 픽셀 데이터 또는 현재 프레임과 이전 프레임의 비교 결과 데이터를 직렬 변환부(210)를 통해 직렬화한 후 디지털 비교부의 카운터에서 카운팅되는 것이 바람직하다. 즉, 병렬로 카운트를 하려면 다수의 비트를 위한 가산기(adder)가 필요한데, 직렬로 시리얼화 하여 카운터를 사용해서 "1" 또는 "0"의 개수를 카운트하면 병렬로 카운트하는 경우보다 트랜지스터의 수가 줄어들고 전력 소모도 작다.

한편, 본 발명의 이미지 센서부와 움직임 검출부를 하나의 칩으로 구현할 경우, 행 또는 열 단위의 출력 신호를 별도로 직렬화하는 과정 없이 수신하여 움직임 검출이 가능하다.

2-7) 디지털 비교부(220)

디지털 비교부(220)는 직렬변환부(210)로부터 출력된 SDO(Serialized Digital Output) 중 "1" 또는 "0"의 개수를 카운터를 통해 산출하고, 산출된 값을 동작 모드에 따라 소정의 기준 값과 비교하여 움직임의 유무를 판단(Motion Detection Output; MDO)하거나 기준 전압의 증가 또는 감소를 결정하는 제어 신호(Auto Control reference Voltage; ACV)를 생성한다.

도 8은 디지털 비교부의 구체적인 구성을 도시한 블록도이다.

카운터(221)는 직렬변환부(210)로부터 출력된 SDO(Serialized Digital Output)를 입력받아 해당 SOD에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 산출한다.

만약 현재의 동작 모드가 감지 모드라면, 상기 카운터에서 산출된 값은 디먹스(demux)(222)를 통해 비교기 1(223)로 입력되고, 비교기 1(223)에서 소정의 기 준 값과 비교를 수행한다. 이때, 비교기 1에서의 상기 소정의 기준 값은 피사체의 움직임 유무를 판단하기 위한 감도를 나타낸다.

만약, 현재의 동작 모드가 초기화 모드라면, 상기 카운터에서 산출된 값은 디먹스(222)를 통해 비교기 2(224)로 입력되고, 비교기 2(224)에서 소정의 기준 값과 비교를 수행한다. 이때, 비교기 2(224)에서의 상기 소정의 기준 값은 "1" 또는 "0"의 개수의 일정한 영역 범위의 상위 한계와 하위 한계를 나타낸다.

상기 비교기 1, 2에서의 기준 값은 센서 제어부(240)에서 출력된 제어신호(Reference Voltage Control; RVC)에 의해 각각 결정되며, 센서 제어부(240)의 특수 목적 레지스터 파일에 설정된 값에 따라 원하는 크기로 조절이 가능하다. 센서 제어부(240)에 대하여는 후술하기로 한다.

2-8) 임시 저장부(230)

임시 저장부(230)는 이미지 센서가 움직임 검출 모드로 동작하는 경우, 현재 프레임과 이전 프레임의 비교를 위해 이전 프레임을 임시로 저장하는 수단이다. 이는 임시 저장 장치로 흔히 쓰이는 RAM(Random Access Memory), RF(Register File) 등으로 구성할 수 있다. 임시 저장부의 크기는 이미지 센서부의 한 프레임을 저장하기 위하여 적어도 N×M bit 이상의 저장 용량을 가져야 한다.

2-9) 센서 제어부(240)

센서 제어부(240)는 특수 목적 레지스터들의 집합(Special Function Register File)을 포함하여 구성된다. 특수 목적 레지스터 집합의 각 레지스터는 이미지 센서부(100)와 움직임 검출부(200)의 각 구성요소들에 대한 제어 신호들, 타이밍, 데이터의 흐름, 동작 등을 결정한다. 특수 목적 레지스터는 인터페이스부(300)를 통해 연결된 외부 호스트(20)에 의해 설정 및 변경이 가능하므로 사용자가 원하는 환경 및 동작을 용이하게 결정할 수 있다.

센서 제어부(240)의 주요 동작은 다음과 같다.

센서 제어부(240)는 직렬변환부(210)의 임시 레지스터 활성화 제어 신호(Control Enable; CE), 쉬프트 레지스터 활성화 제어 신호(Shift register Control Enable; SCE), 데이터의 흐름 선택 신호(Data flow Control; DC)를 적절한 타이밍에 생성한다. 또한, 센서 제어부(240)는 디지털 비교부(220)의 카운터 초기화 제어 신호(Reset Counter; RC), 카운터 활성화 제어 신호(Shift register Control Enable; SCE), 카운터 데이터 흐름 선택 신호(Data flow Control; DC), 비교기들의 기준값 설정을 위한 제어 신호(Reference Voltage Control; RVC)를 생성한다. 또한, 기준 전압 조절부(140)의 수동 모드 동작시 기준 전압 레벨 선택을 위한 제어 신호(Manual Control Voltage; MCV)를 생성하며, 자동 모드 동작시 누설 전류에 의한 기준 전압의 강하를 보완하기 위한 리프레쉬 제어 신호(ReFresh Control; RFC)를 생성한다.

2-10) 인터페이스부(300)

인터페이스부(300)는 전송 모드에서 이미지 센서부(100)로부터 출력된 열 픽셀 데이터(N개) 또는 프레임 데이터를 외부의 호스트(20)로 전송하고, 움직임 검출 모드 중 특히 기준 전압 설정을 위해 수동 모드로 설정된 경우 외부 호스트(20)로부터 사용자의 기준 전압 설정값를 입력받아 이미지 센서(10)에 전달하는 역할을 담당한다. 이를 위해, 인터페이스부(300)는 다중 회선의 버스(bus) 방식을 지원할 수도 있고, 서킷/패킷 기반의 유무선 데이터 통신 방식을 지원할 수도 있으며, RS232C, UART, USB 등의 직렬 통신 또는 ECC/EPC 등의 병렬 통신 방식을 지원할 수도 있다.

이하에서는 상술한 이미지 센서를 이용하여 움직임 검출을 수행하는 과정을 상세히 살펴보기로 한다. 참고로, 도 9는 본 발명의 움직임 검출용 이미지 센서의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

이미지 센서의 파워가 온 되면 사용자는 센서의 동작 상태 및 환경을 고려하여 특수 목적 레지스터(SFR)의 각종 항목을 외부 호스트를 통해 원하는 값으로 설정한다(S101). 주요 설정 항목으로는 이미지 센서의 동작 모드(일례로, 움직임 검출 모드 또는 전송 모드), 기준 전압, 집적 시간 및 센싱 데이터 중 "1" 또는 "0"값의 범위 등이 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 이미지 센서는 크게 이미지 센싱으로 입력된 데이터를 이용하여 피사체의 움직임 여부를 판단하는 움직임 검출 모드와 이미지 센싱으로 입력된 데이터를 외부의 호스트로 전송하기 위한 전송 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있으며, 움직임 검출 모드는 다시 최초 프레임에서 "1" 또는 "0"의 값이 적정 수준(일례로, 50% 수준)을 유지하는지 판단하여 기준 전압을 설정하기 위한 초기화 모드 및 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하기 위한 감지 모드로 구분될 수 있다.

동작 모드를 움직임 검출 모드로 설정한 경우(S103), 이미지 센서는 먼저 기준 전압이 적정한지 여부를 판단하기 위해 초기화 모드로 진입한다.

즉, 이미지 센서에 피사체의 이미지가 입력됨에 따라 이미지 센서의 아날로그 전압 비교부는 픽셀 어레이로부터 출력되는 행 단위의 아날로그 신호를 아날로그 기준 전압과 비교하고, 그 비교 결과를 단위 픽셀 당 1bit의 디지털 신호로 변환하여 행 단위로 출력한다.(SA105) 행 단위로 출력된 N개의 데이터는 직렬변환기의 쉬프트 레지스터를 통해 픽셀 단위로 직렬화되고(SA107), 직렬화된 데이터는 디지털 비교부의 카운터에 의해 "1" 또는 "0"의 개수가 파악된다.(SA109) 전술한 바와 같이, 직렬화 단계(SA107)는 생략될 수도 있다.

다음으로, 모든 행에 대한 픽셀 데이터의 카운터 합이 미리 설정된 범위(일례로, 모든 픽셀 데이터가 1일 경우에 대하여 45% ~ 55% 수준) 내에 존재하는 적정수준인지 여부를 판단한다.(SA111) 만약, 적정수준을 벗어나면 미리 설정된 전압 레벨을 가감하여 기준 전압을 조정하고(SA113), 상기 SA105 단계로 되돌아간다. 따라서, 초기화 모드(SA105~SA113)는 주위 환경에 따라 기준 전압을 자동으로 설정하는 과정이라 할 수 있다.

기준 전압을 조정할 필요가 없는 경우, 이미지 센서는 피사체의 움직임 여부를 파악하기 위한 감지 모드로 진입한다. 이미지 센서부로부터 출력된 열 픽셀 데이터는 임시저장부에 저장된다.(SA115) 이어서, 이미지 센서에 피사체의 이미지가 입력됨에 따라 이미지 센서는 임시 저장부에 미리 저장된 프레임 데이터가 존재하는지를 파악하고, 현재 출력된 프레임 데이터를 상기 미리 저장된 이전의 프레임 데이터와 배타적 논리합(Exclusive OR) 연산을 통해 비교한다.(SA117) 비교된 결과는 직렬변환기의 쉬프트 레지스터를 통해 직렬화되고(SA119), 직렬화된 데이터는 디지털 비교부의 카운터에 의해 "1" 또는 "0"의 개수가 파악된다.(SA121) 이어서, 파악된 "1" 또는 "0"의 개수를 특수목적 레지스터의 설정값과 비교하여 움직임의 유무를 판단한다(SA123). 전술한 바와 같이, 직렬화 단계(SA107)는 생략될 수도 있다.

만약, 움직임이 있다고 판단된 경우에는 소정의 신호(일례로, 1bit의 움직임 신호)를 출력한다.(SA125) 그렇지 않은 경우에는 프레임의 수를 감안할 때 기준 전압의 유지를 위해 회복(Refresh)을 수행할 것인지 여부를 판단하여(SA127), 회복(Refresh)이 필요한 경우에는 SA105 단계로 돌아가고, 회복이 필요하지 않은 경우에는 SA115 단계로 돌아간다.

상기 SA115 단계에서 이미지 센서부로부터 출력된 열 픽셀 데이터를 임시 저장부에 저장하고(SA115) 감지 모드의 각 단계를 반복한다. 본 발명에서, 임시 저장 단계(SA115)는 감지 모드의 각 단계(SA117~SA127) 중 임의의 단계 전후에 수행되어도 무방하다.

한편, 동작 모드를 전송 모드로 설정한 경우(S103), 이미지 센서에 피사체의 이미지가 입력됨에 따라 이미지 센서의 아날로그 전압 비교부는 픽셀 어레이로부터 출력되는 열 데이터를 각 행 마다 아날로그 출력전압을 아날로그 기준 전압과 비교하고, 그 비교 결과를 단위 픽셀 당 1비트의 디지털 신호로 변환하여 출력한다(SB105). 각 행마다 출력된 N개의 열 데이터는 직렬변환기의 쉬프트 레지스터를 통해 픽셀 단위로 직렬화되고(SB107), 직렬화된 데이터는 인터페이스부를 통해 외부의 호스트로 전송된다(SB109). 따라서, 사용자는 외부로 출력된 데이터를 통해 픽셀 값의 변화를 직접 확인할 수 있다.

본 발명의 이미지 센서는 움직임 검출 모드와 전송 모드 중 어느 하나만을 구비할 수도 있다. 만약, 전송 모드만을 구비하는 경우라면 도 3에서의 디지털 변환부, 임시 저장부 및 도 6에서의 직렬변환부의 비교기 1(XOR Function)은 생략될 수 있으며, 본 발명의 움직임 검출 방법에서 도 9의 SA105 ~ SA127 단계 역시 생략될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.

본 발명의 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서 및 이를 이용한 움직임 검출 방법에 의하면, 이미지 센서의 단위 픽셀 정보를 처리하기 위한 소자 수가 줄어들고, 픽셀의 정보를 1bit 디지털 신호로 출력하게 되며, 중복되는 ASP와 A/D 컨버터를 사용하지 않고, 각 픽셀의 정보를 행 단위로 출력하므로 고속의 이미지 프로세싱에 효과적이다. 또한, 본 발명은 고분해능의 A/D 컨버터를 사용하지 않기 때문에 반도체 집적회로로 구현했을 경우 보다 작은 크기의 칩으로 구현이 가능하며, 특히 하나의 칩으로 구현할 경우 픽셀 정보를 행 또는 열 단위 출력을 처리할 수 있으므로 고속 동작에 더욱 유리하다.

Claims (23)

1. 피사체로부터 광을 감지하여 전기신호로 출력하는 픽셀을 행렬 형태로 구비하는 픽셀 어레이;

   상기 픽셀 어레이에서 출력되는 각 픽셀의 전기신호를 열 단위로 선택하는 열 선택부;

   상기 열 선택부에 의해 선택된 전기신호의 각 픽셀 당 출력 전압을 소정의 기준 전압과 각각 비교하여 픽셀 당 1 비트의 디지털 데이터로 양자화하는 아날로그 전압 비교부;

   "1" 또는 "0"상기 양자화된 데이터를 저장하는 임시 저장부;

   상기 임시 저장부에 저장된 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하고, 비교 결과 데이터에 포함된 의 개수를 카운팅하고 이를 미리 설정된 기준값과 비교하여 피사체의 움직임 여부를 판단하는 디지털 비교부; 및

   이미지 센서의 기능블록을 제어하는 제어신호 및 데이터의 흐름 선택 신호를 생성하는 센서 제어부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 픽셀 어레이는,

   피사체의 움직임을 감지할 수 있는 한도 내에서 최적화된 최소의 픽셀 수를 갖는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 디지털 비교부에서 이전 프레임과 현재 프레임을 비교한 결과 데이터를 직렬화하는 직렬변환부;

   를 더 포함하고,

   상기 디지털 비교부는 상기 직렬변환부에서 직렬화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 양자화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수가 미리 설정된 허용범위에 포함되도록 상기 기준 전압을 자동으로 조절하는 기준 전압 조절부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 디지털 비교부는, 상기 양자화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하고 이를 미리 설정된 기준값과 비교하여 기준 전압의 증감을 결정하고,

   상기 기준 전압 조절부는, 상기 디지털 비교부에서 결정된 제어신호에 따라 기준 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센 서.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 아날로그 전압 비교부에서 양자화된 데이터를 직렬화하는 직렬변환부;

   를 더 포함하고,

   상기 디지털 비교부는, 상기 직렬화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 양자화된 데이터를 외부의 호스트로 전송하거나 외부의 호스트로부터 특정 제어신호를 입력받기 위한 인터페이스부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 기준 전압 조절부는,

   외부 호스트로부터 상기 인터페이스부를 통해 특정 기준 전압 결정 신호를 입력받아 기준 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 픽셀 어레이로 입사되는 광의 집적시간을 조절하여 픽셀의 출력전압을 조정하는 집적 시간 조절부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 집적 시간 조절부는,

    상기 열 선택부의 동작 주파수를 조절함으로써 상기 픽셀 어레이로 입사되는 광의 집적시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 집적 시간 조절부는,

    상기 열 선택부의 동작 주파수를 분주하는 주파수 분주기와 상기 주파수 분주기에서 분주된 주파수 중 적정 주파수를 선택하는 주파수 선택기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 움직임 검출이 가능한 저전력 이미지 센서.
12. 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법으로서,

    (a) 픽셀을 행렬 형태로 구비하는 픽셀 어레이에서 피사체로부터 광을 감지하여 전기신호로 출력하는 단계;

    (b) 상기 픽셀 어레이의 전기신호를 열 단위로 선택하는 단계;

    (c) 상기 열 단위로 선택된 전기신호의 각 픽셀 당 출력 전압을 소정의 기준 전압과 비교하여 픽셀 당 1 비트의 디지털 데이터로 양자화하는 단계;

    (d) 상기 양자화된 데이터를 임시 저장하는 단계;

    (e) 임시 저장된 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하는 단계;

    (f) 상기 비교 결과 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하고 이를 미리 설정된 기준값과 비교하여 움직임 유무를 판단하는 단계;

    를 포함하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 픽셀 어레이는,

    피사체의 움직임을 감지할 수 있는 한도 내에서 최적화된 최소의 픽셀 수를 갖는 것을 특징으로 하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.
14. 청구항 12에 있어서, 상기 (e) 단계 이후에,

    (e-1) 이전 프레임과 현재 프레임을 비교한 결과 데이터를 직렬화하는 단계;

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.
15. 청구항 12에 있어서,

    (g1) 상기 양자화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수가 미리 설정된 허용범위에 포함되도록 상기 기준 전압을 자동으로 조절하는 단계;

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검 출 방법.
16. 청구항 15에 있어서, 상기 (g1) 단계는,

    상기 양자화된 데이터에 포함된 "1" 또는 "0"의 개수를 카운팅하고 이를 미리 설정된 기준값과 비교하여 기준 전압의 증감을 결정하고,

    결정된 제어신호에 따라 기준 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.
17. 청구항 16에 있어서, 상기 (g1) 단계 이전에,

    (g1-1) 상기 양자화된 데이터를 직렬화하는 단계;

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.
18. 청구항 12에 있어서,

    (g2) 외부 호스트로부터 특정 기준 전압 결정 신호를 입력받아 기준 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.
19. 청구항 12에 있어서, 상기 (c) 단계 이후에,

    (h) 상기 양자화된 데이터를 외부의 호스트로 전송하는 단계;

    를 더 포함하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.
20. 청구항 12에 있어서,

    (i) 상기 픽셀 어레이로 입사되는 광의 집적시간을 조절하여 픽셀의 출력전압을 조정하는 단계;

    를 더 포함하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.
21. 청구항 20에 있어서, 상기 (i) 단계는,

    상기 (b) 단계의 열 선택 동작 주파수를 조절함으로써 상기 픽셀 어레이로 입사되는 광의 집적시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.
22. 청구항 21에 있어서, 상기 (i) 단계는,

    상기 열 선택 동작 주파수를 분주하고, 분주된 주파수 중 적정 주파수를 선택하여 수행되는 것을 특징으로 하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.
23. 청구항 12에 있어서, 상기 (f) 단계 이후에,

    (j) 움직임이 있는 경우 움직임 신호를 출력하고, 움직임이 없는 경우 상기 기준 전압의 유지를 위해 회복(refresh) 여부를 판단하며,

    회복이 필요한 경우 상기 (c) 단계가 수행되고, 회복이 필요 없는 경우 상기 (d) 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 저전력 이미지 센서를 이용한 움직임 검출 방법.

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