KR20180058162A - 이벤트 기반 센서, 그것을 포함하는 사용자 장치, 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 이벤트 기반 센서는 암 전류(dark current)인 제1 전류를 생성하도록 구성되는 더미 픽셀, 제1 전류를 기반으로 미러된 전류(mirrored current)를 출력하도록 구성되는 전류 미러, 및 입사되는 빛의 강도를 기반으로 제2 전류를 생성하고, 생성된 제2 전류로부터 미러된 전류가 차감된 제3 전류를 기반으로, 입사되는 빛의 변화량의 감지 여부를 가리키는 활성화 신호를 출력하도록 구성되는 센싱 픽셀을 포함한다.

Description

이벤트 기반 센서, 그것을 포함하는 사용자 장치, 및 그것의 동작 방법 {EVENT-BASED SENSOR, USER DEVICE INCLUDING THE SAME, AND OPERATION METHOD OF THE SMAE}

실시 예본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 이벤트 기반 센서, 그것을 포함하는 사용자 장치, 및 그것의 동작 방법 에 관한 것이다.

인간과 컴퓨터 사이의 상호 작용(Human-computer interaction, HCI)은 유저 인터페이스에서 발현되어 작동한다. 사용자 입력을 인식하는 다양한 유저 인터페이스는 인간과 컴퓨터 사이의 자연스러운 상호 작용을 제공할 수 있다. 사용자 입력을 인식하기 위하여 다양한 센서들이 이용될 수 있다. 자연스러운 상호 작용을 제공하기 위해서, 사용자 입력에 대한 응답 속도가 빠른 센서가 필요하다. 또한, 다양한 모바일 기기의 경우, 유저 인터페이스를 통한 여러 가지 스마트 기능을 수행하면서 전력을 적게 소모해야 하는 필요성이 존재한다. 이에 따라, 전력 소모는 낮고, 응답 속도는 빠르며, 센싱 목적에 맞는 신뢰도가 높은 센서가 요구된다.

본 발명의 목적은 이벤트 기반 센서로부터 생성된 광 전류로부터 포화 성분과 대응하는 노이즈를 효과적으로 제거함으로써, 향상된 신뢰성을 갖는 이벤트 기반 센서, 그것의 동작 방법 및 그것을 포함하는 전자 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 이벤트 기반 센서는 암 전류(dark current)인 제1 전류를 생성하도록 구성되는 더미 픽셀, 상기 제1 전류를 기반으로 미러된 전류(mirrored current)를 출력하도록 구성되는 전류 미러, 및 입사되는 빛의 강도를 기반으로 제2 전류를 생성하고, 상기 생성된 제2 전류로부터 상기 미러된 전류가 차감된 제3 전류를 기반으로, 상기 입사되는 빛의 변화량의 감지 여부를 가리키는 활성화 신호를 출력하도록 구성되는 센싱 픽셀을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이벤트 기반 센서는 암 전류(dark current)인 제1 전류를 생성하고, 상기 생성된 제1 전류를 제1 전압으로 변환하여 제1 전압을 생성하도록 구성되는 더미 픽셀, 상기 제1 전압을 기반으로 상기 제1 전류를 복제하여 제2 전류를 출력하도록 구성되는 제1 트랜지스터, 및 입사되는 빛의 강도를 기반으로 제3 전류를 생성하고, 상기 제2 및 제3 전류들을 기반으로 상기 입사되는 빛의 변화량의 감지 여부를 가리키는 활성화 신호를 출력하도록 구성되는 센싱 픽셀을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이벤트 기반 센서의 동작 방법은 암 전류(dark current)인 제1 전류를 생성하는 단계, 사용자 입력에 대응하여 변하는 빛에 기초하여 제2 전류를 생성하는 단계, 상기 제1 전류를 미러링 함으로써 미러된 전류를 생성하는 단계, 상기 제2 전류로부터 상기 미러된 전류가 차감된 제3 전류에 기초하여 상기 빛의 변화를 감지함으로써, 상기 사용자 입력과 관련된 이벤트 정보를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치는 암 전류(dark current)인 제1 전류를 생성하고, 입사되는 빛을 기반으로 제2 전류를 생성하고, 상기 제2 전류로부터 상기 제1 전류의 미러된 전류(mirrored current)가 차감된 제3 전류를 기반으로 상기 입사되는 빛의 변화에 대응하는 이벤트 신호를 출력하도록 구성되는 이벤트 기반 센서, 및 상기 이벤트 신호를 기반으로 상기 입사되는 빛의 변화에 대응하는 동작을 수행하는 프로세서를 포함한다.

본 발명에 따르면, 더미 픽셀을 사용하여 암 전류를 생성하고, 생성된 암 전류를 기반으로 센싱 픽셀에서 암 전류와 대응하는 노이즈 성분(즉, 포화 성분과 대응하는 노이즈 성분)을 제거할 수 있다. 따라서, 향상된 신뢰성을 갖는 이벤트 기반 센서, 그것의 동작 방법, 및 그것을 포함하는 전자 장치가 제공된다.

도 1은 실시 예본 발명의 실시 예에 따른 이벤트 기반 센서를 보여주는 블록도이다.
도 2는 실시 예도 1의 픽셀들에 포함된 포토 다이오드의 전류-전압 특성을 보여주는 그래프이다.
도 3은 실시 예저조도 환경에서 암 전류의 영향을 설명하기 위한 그래프이다. .
도 4는 실시 예고온에서 암 전류의 영향을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 실시 예본 발명의 실시 예에 따른 센싱 픽셀, 더미 픽셀 및 전류 미러를 보여주는 도면이다.
도 6은 실시 예도 5의 전류 미러를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 7은 실시 예본 발명의 실시 예에 따른 더미 픽셀, 센싱 픽셀, 및 전류 미러의 구성을 보여주는 도면이다.
도 8은 실시 예본 발명의 실시 예에 따른 실시 예실시 예더미 픽셀, 센싱 픽셀, 및 전류 미러의 구성을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 더미 픽셀들, 센싱 픽셀들, 및 전류 미러의 구성을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 전류 미러의 구성을 보여주는 도면이다.
도 11은 실시 예본 발명의 실시 예에 따른 센싱 픽셀을 보여주는 블록도이다.
도 12는 실시 예본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 보여주는 블록도이다.
도 13은 실시 예본 발명의 실시 예에 따른 이벤트 기반 센싱 방법을 보여주는 순서도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 더미 픽셀 및 센싱 픽셀의 구성을 보여주는 도면이다.
도 15는 도 14의 센싱 픽셀 및 더미 픽셀의 구조를 보여주는 블록도이다.
도 16은 도 15의 센싱 픽셀 및 더미 픽셀의 일부 구성을 보여주는 회로도이다.
도 17은 본 발명에 따른 이벤트 기반 센서가 적용된 전자 장치를 예시적으로 보여준다.

본 명세서에서 개시되어 있는 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 기술적 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 실시 예들은 다양한 다른 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 이해되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

실시 예이하에서, 본 발명에 따른 일부 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명된다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낼 수 있다.

도 1은 실시 예본 발명의 실시 예에 따른 이벤트 기반 센서를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 이벤트 기반 센서(100)는 컨트롤러(110) 및 픽셀 어레이(120)를 포함한다.

이벤트 기반 센서(100)는 뉴로모픽(neuromorphic) 센싱 기법에 기반하여 동작할 수 있다. 보다 구체적으로, 픽셀 어레이(120)에 포함된 센싱 픽셀(121)은 픽셀 어레이(120)에 입사되는 빛의 변화를 감지할 수 있고, 픽셀 어레이(120)에 입사되는 빛의 변화가 미리 정해진 임계치를 초과함에 따라 활성화 신호를 출력할 수 있다. 빛의 변화는 객체의 움직임, 이벤트 기반 센서(100)의 움직임, 객체에 투사되는 빛의 변화 및 객체에 의하여 발광되는 빛의 변화 중 적어도 하나에 의해 발생할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 어레이(120)는 사용자의 손동작에 의한 빛의 변화를 감지할 수 있고, 빛의 변화를 감지하였음을 지시하는 활성화 신호를 출력할 수 있다.

컨트롤러(110)는 픽셀 어레이(120)에 의해 출력된 활성화 신호를 수신한다. 컨트롤러(110)는 활성화 신호에 기초하여 이벤트 신호를 출력할 수 있다. 이벤트 신호는 활성화 신호를 출력한 픽셀의 식별 정보 및 활성화 신호가 출력된 시간 정보를 포함할 수 있다. 식별 정보는 활성화 신호를 출력한 픽셀의 주소를 포함할 수 있고, 시간 정보는 활성화 신호가 출력된 시간의 타임 스탬프를 포함할 수 있다. 복수의 이벤트 신호들에 포함된 식별 정보 및 시간 정보를 통하여 빛의 변화 패턴이 분석될 수 있으므로, 이벤트 기반 센서(100)는 빛의 변화를 유발하는 사용자의 제스처 인식 등에 활용될 수 있다. 이벤트 기반 센서(100)는 시간 비동기적으로 이벤트 신호를 생성 및 출력하므로, 매 프레임마다 모든 픽셀들을 스캔하는 프레임 기반 비전 센서에 비하여 저전력, 고속으로 동작할 수 있다.

센싱 픽셀(121)은 내부에 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 포토 다이오드는 포토 다이오드에 입사되는 빛의 강도(light intensity)에 비례하는 전류(I_PD)를 생성할 수 있고, 센싱 픽셀(121)은 전류(I_PD)에 기초하여 활성화 신호를 출력할 수 있다. 전류(I_PD)에 관해서는 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 실시 예도 1의 픽셀들에 포함된 포토 다이오드의 전류-전압 특성을 나타낸 도면이다. 도 2의 X축은 전압을 가리키고, Y축은 전류를 가리킨다. 도 2에 도시된 곡선들은 빛의 강도에 따른 역 바이어스의 포화 전류를 나타낸다. E0 내지 E4는 일정한 간격의 빛의 강도를 나타내고, E0는 강도 0을 나타낸다. E0에 대응하는 곡선은 빛이 없는 환경에서 포토 다이오드에 의해 생성되는 암 전류(dark current, I_SAT)를 나타낸다.

센싱 픽셀에 의해 생성되는 전류(I_PD)는, 빛이 없는 환경에서 생성되는 암 전류(I_SAT) 성분과, 포토 다이오드에 입사되는 빛에 따라 생성되는 광 전류(I_PHOTO) 성분을 포함한다. 예를 들어, E2에 해당하는 강도의 빛이 입사되는 경우, 포토 다이오드는 전류(I_PD1)를 생성할 수 있다. 이 때, 전류(I_PD1)는 암 전류(I_SAT) 성분 및 광 전류(I_PHOTO1) 성분을 포함할 수 있다.

전류(I_PD)에서 실제 입사되는 빛에 의한 성분은 광 전류(I_PHOTO)이므로, 암 전류(I_SAT)에 대응하는 성분은 잡음으로 작용할 수 있다. 광 전류(I_PHOTO)는 입사되는 빛의 세기에 비례하여 증가되며, 암 전류(I_SAT)의 양은 온도에 비례하여 증가될 수 있다.

일 예로, 포토 다이오드에 입사되는 빛의 강도가 충분하거나, 포토 다이오드의 온도가 높지 않은 경우, 전류(I_PD)에서 암 전류(I_SAT)에 대응하는 성분이 차지하는 비중이 매우 작을 수 있다. 이 경우, 암 전류(I_SAT)에 대응하는 성분은 대비 감도(contrast sensitivity)와 같은 센싱 성능에 큰 영향을 미치지 않을 수 있다. 다만, 저조도 환경 또는 포토 다이오드의 온도가 높은 경우, 암 전류(I_SAT)에 대응하는 성분은 센싱 성능을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다. 구체적으로, 전류(I_PD)에서 암 전류(I_SAT)에 대응하는 성분이 차지하는 비중이 커짐에 따라, 임계치를 초과하는 빛의 변화가 없음에도 활성화 신호가 출력될 수 있다. 환경에 따른 암 전류(I_SAT)의 영향에 관해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3은 실시 예저조도 환경에서 암 전류의 영향을 설명하기 위한 그래프이다. 도 3의 X축은 전류(I_PD)를 가리키고, Y축은 전압(V_PR)을 가리킨다. 예시적으로, 전류(I_PD)는 센싱 픽셀 내의 포토 다이오드에 의해 생성되는 전류를 가리키고, 전압(V_PR)은 센싱 픽셀에 의해 전류(I_PD)가 변환된 값일 수 있다. 예시적으로, 센싱 픽셀은 전압(V_PR)의 변화량을 기반으로 활성화 신호를 출력할 수 있다.

이벤트 기반 센서는 전류(I_PD)를 전압(V_PR)으로 변환할 수 있고, 전압(V_PR)을 이용하여 활성화 신호를 생성할 수 있다. 활성화 신호가 정상적으로 출력되기 위해서는, 빛의 강도와 전압(V_PR) 사이에 정비례 관계가 형성되어야 한다. 암 전류(I_SAT)는 저조도 환경에서 빛의 강도와 전압(V_PR)의 관계에 영향을 줄 수 있다. 도 3의 전류(I_PD) 및 전압(V_PR)에 관한 이상적인 전류-전압 곡선(Ideal I-V curve)에 따르면, 빛의 강도에 따른 전류(I_PD)와, 전압(V_PR) 사이에 정비례 관계가 형성되어 있다. 그러나, 저조도 환경에서 암 전류(I_SAT)의 영향이 반영된 곡선(310)에 따르면, 전류(I_PD)에서 암 전류(I_SAT)에 대응하는 성분이 차지하는 비중이 커짐에 따라, 전류(I_PD)와 전압(V_PR)의 정비례 관계가 깨지게 된다. 따라서, 저조도 환경에서 암 전류(I_SAT)에 의한 노이즈로 인하여, 이벤트 기반 센서의 성능이 감쇄될 수 있다.

도 4는 실시 예고온에서 암 전류의 영향을 설명하기 위한 그래프이다. 도 4의 X축은 전압(V_PR)을 가리키고, Y축은 전류(I_PD)를 가리킨다. 전압(V_PR) 및 전류(I_PD)는 도 3을 참조하여 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 4의 이상적인 전류-전압 곡선(Ideal I-V curve)을 참조하면, 입사되는 빛의 변화량(E)에 따라 전위차(V_PR1)가 발생될 수 있다. 상술된 것과 같이, 포토 다이오드의 온도가 높아질수록, 암 전류(I_SAT)의 크기는 커질 수 있다. 고온 환경에서 암 전류(I_SAT)의 영향이 반영된 곡선(410)을 참조하면, 온도 상승에 의해 암 전류(I_SAT)의 크기가 커짐으로 인하여 동일한 빛의 변화량(E)에 따라 왜곡된 전위차(V_PR2)만 발생될 수 있다. 따라서, 고온 환경에서 암 전류(I_SAT)에 의한 노이즈로 인하여, 이벤트 기반 센서의 성능이 감쇄될 수 있다.

실시 예본 발명의 실시 예에 따른 이벤트 기반 센서는 더미 픽셀을 이용하여 암 전류(I_SAT)의 영향을 제거할 수 있다. 다시 도 1을 참조하면, 픽셀 어레이(120)는 더미 픽셀(122)을 포함할 수 있다. 더미 픽셀(122)로 제공되는 빛은 차단될 수 있고, 더미 픽셀(122)은 빛이 없는 환경에서 전류(즉, 암 전류)를 생성할 수 있다. 이벤트 기반 센서(100)는 전류를 이용하여 전류(I_PD)에서 암 전류(I_SAT)에 대응하는 포화 성분을 제거할 수 있다.

보다 구체적으로, 이벤트 기반 센서(100)는 전류 미러(current mirror)를 이용하여 더미 픽셀(122)에 흐르는 전류(I_D)를 미러링하고, 미러된 전류를 이용하여 센싱 픽셀(121)에 흐르는 전류(I_PD)로부터 암 전류(I_SAT)에 대응하는 포화 성분을 차감할 수 있다. 센싱 픽셀(121)의 포토 다이오드와 더미 픽셀(122)의 포토 다이오드가 동일한 조건에서 전류(I_PD) 및 전류(I_D)를 생성한다고 가정하면, 전류(I_PD)에 포함된 암 전류(I_SAT)의 크기와 전류(I_D)의 크기는 동일할 수 있다. 여기서, 조건은 온도, p-n 접합 및 도핑 농도 등을 포함할 수 있다. 따라서, 센싱 픽셀(121)은 전류(I_PD)로부터 암 전류(I_SAT)가 차감된, 전류(I_PHOTO)를 이용하여 활성화 신호를 출력할 수 있다. 이 경우, 활성화 신호의 출력 여부를 결정할 때 암 전류(I_SAT)의 영향이 제거되므로, 저조도 환경 또는 고온 환경에서 이벤트 기반 센서(100)의 센싱 성능이 향상될 수 있다.

일 측에 따르면, 더미 픽셀들은 다양한 배치를 가질 수 있고, 더미 픽셀들의 수는 다양하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 더미 픽셀들은 픽셀 어레이(120)의 외곽에 배치되거나, 픽셀 어레이(120)의 중심에 배치되거나, 더미 픽셀들에 대응하는 센싱 픽셀들의 주변에 센싱 픽셀들과 나란히 배치될 수 있다. 더미 픽셀들의 수는 센싱 픽셀들의 수와 동일하거나, 센싱 픽셀들의 수보다 많거나 혹은 적을 수 있다.

아래에서 상세히 설명되겠지만, 더미 픽셀들의 수 또는 센싱 픽셀들의 수는 전류(I_PD)에서 암 전류(I_SAT) 성분이 제거될 수 있도록 조절될 수 있다. 이벤트 기반 센서(100)는 더미 픽셀(122)에 제공되는 빛을 차단하기 위한 구조를 가질 수 있다. 센싱 픽셀들은 빛에 노출되는 부분에 배치되고, 더미 픽셀들은 빛이 차단되는 부분에 배치될 수 있다. 일 예로, 더미 픽셀들에 제공되는 빛을 차단하기 위하여, 메탈 실딩 레이어(metal shielding layer) 등이 더미 픽셀들의 상부에 적층될 수 있다.

예시적으로, 더미 픽셀들은 센싱 픽셀들과 유사한 구조를 가질 수 있다. 즉, 더미 픽셀들은 이벤트 기반 센서(100)의 동작 모드에 따라 센싱 픽셀들로써 사용될 수 있다. 또는 센싱 픽셀들은 이벤트 기반 센서(100)의 동작 모드에 따라 더미 픽셀들로써 사용될 수 있다.

도 5는 일 실시 예에 따른 센싱 픽셀, 더미 픽셀 및 전류 미러를 나타낸 도면이다. 도면의 간결성 및 설명의 편의를 위하여, 더미 픽셀 또는 센싱 픽셀의 일부 구성들만 도 5에 도시된다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 5를 참조하면, 더미 픽셀(510)은 포토 다이오드(515)를 포함한다. 포토 다이오드(515)는 빛이 없는 환경에서 전류(I1)(즉, 암 전류)를 생성할 수 있다. 전류 미러(530)는 더미 픽셀(510)에 흐르는 전류(I1)를 미러링하여 미러된 전류(IM)를 생성하고, 센싱 픽셀(520)로 미러된 전류(IM)를 출력할 수 있다. 센싱 픽셀(520)은 포토 다이오드(521) 및 픽셀 회로(522)를 포함한다. 포토 다이오드(521)에는 빛이 제공된다. 포토 다이오드(521)는 입사된 빛에 기초하여 전류(I2)를 생성할 수 있다. 픽셀 회로(522)에는 전류(I2)로부터 전류(IM)가 차감된 전류(I3)가 흐른다. 좀 더 상세하게는, 앞서 설명된 바와 같이, 픽셀 회로(522)의 포토 다이오드(521)에 의해 생성된 전류(I2)는 암 전류 성분 및 광 전류 성분을 포함할 것이다. 이 때, 광 전류 성분은 실제 포토 다이오드(521)로 입사되는 광의 세기에 따라 비례하는 크기를 가지며, 암 전류 성분은 노이즈로 작용할 것이다. 미러된 전류(MI)는 암 전류 성분을 포함할 것이다. 따라서, 전류(I2)로부터 전류(IM)가 차감됨으로써, 전류(I3)는 광 전류 성분만 포함하며, 노이즈로 작용하는 암 전류 성분이 제거될 것이다.

아래에서 상세히 설명되겠지만, 픽셀 회로(522)는 전류-전압 변환기, 시변 회로 및 이벤트 결정 회로를 포함할 수 있다. 직류-전압 변환기는 전류(I3)를 전압(V_PR)으로 변환할 수 있고, 시변 회로는 전압(V_PR)의 변화량을 미리 정해진 비율로 증폭할 수 있고, 이벤트 결정 회로는 증폭된 변화량을 미리 정해진 임계치와 비교하여 활성화 신호를 출력할 수 있다.

전류(I2)는 암 전류(I_SAT) 성분과, 포토 다이오드(521)에 입사되는 빛에 따라 생성되는 전류(I_PHOTO) 성분을 포함한다. 포토 다이오드(510) 및 포토 다이오드(521)의 조건(예를 들어, 온도, 도핑 농도 등)이 동일하면, 전류(I2)에 포함된 암 전류(I_SAT)의 크기, 전류(I1)의 크기 및 전류(IM)의 크기는 실질적으로 서로 동일할 수 있다. 따라서, 전류(I3)에는 전류(I2)에서 암 전류(I_SAT) 성분이 제거된, 전류(I_PHOTO) 성분만이 포함될 수 있고, 픽셀 회로(522)는 전류(I3)를 이용하여 저조도 또는 고온 환경에서도 암 전류(I_SAT)의 영향 없이 빛의 변화를 감지하여 활성화 신호를 출력할 수 있다.

전류 미러(530)는 전류(I1)를 미러링하기 위한 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 아래에서는 전류 미러(530)의 구성에 관한 일부 실시 예들이 설명되겠지만, 전류 미러(530)의 구성은 후술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 일 실시 예에 따른 전류 미러의 구성을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 전류 미러(630)는 트랜지스터(631) 및 트랜지스터(632)를 포함한다.

트랜지스터(631)의 게이트, 트랜지스터(631)의 드레인 및 트랜지스터(632)의 게이트는 는포토 다이오드(615)의 캐소드와 연결된다. 트랜지스터(632)의 드레인은 포토 다이오드(621)의 캐소드와 연결된다. 트랜지스터(631)의 소스 및 트랜지스터(632)의 소스로 전원 전압이 공급된다. 트랜지스터(631) 및 트랜지스터(632)는 PMOS(p-type metal-oxide-semiconductor) 트랜지스터일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 더미 픽셀(610)의 포토 다이오드(615)는 빛이 없는 환경에서 전류(I1)을 생성한다. 전류 미러(630)는 더미 픽셀(610)에 흐르는 전류(I1)를 복제하여, 미러된 전류(IM)(즉, 복제된 전류)를 트랜지스터(632)의 드레인으로 출력할 수 있다. 센싱 픽셀(620)은 포토 다이오드(621) 및 픽셀 회로(622)를 포함한다. 트랜지스터(632)의 드레인은 픽셀 회로(622)와 포토 다이오드(621) 사이의 노드와 연결될 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른 더미 픽셀 및 센싱 픽셀의 구성을 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 센싱 픽셀(720)은 포토 다이오드(721) 및 전류-전압 변환기(722)를 포함한다. 전류-전압 변환기(722)는 센싱 픽셀(720)의 픽셀회로에 포함되는 회로일 수 있다. 더미 픽셀(710)은 포토 다이오드(711) 및 전류-전압 변환기(712)를 포함한다.

이상적이지 않은 실제 환경에서, 다양한 요인에 의해 전류(I1)의 크기와 전류(I2)에 포함된 암 전류(I_SAT)의 크기가 서로 달라질 수 있다. 예를 들어, 더미 픽셀(710)은 전류-전압 변환기(712)를 포함하지 않고 센싱 픽셀(720)은 전류-전압 변환기(722)를 포함하는 경우, 전류-전압 변환기(722)에 의해 암 전류(I_SAT)의 크기가 전류(I1)의 크기와 달라질 수 있다. 일 실시 예에 따른 더미 픽셀(710)은 전류-전압 변환기(712)를 포함함으로써, 더미 픽셀(710)은 센싱 픽셀(720)에 입사되는 빛을 제외하고 센싱 픽셀(720)과 동일한 조건 및 환경에서 동작할 수 있다.

보다 구체적으로, 포토 다이오드(711)는 전류(I1)를 생성하고, 전류-전압 변환기(712)는 전류(I1)를 전압으로 변환할 수 있다. 여기서, 전류-전압 변환기(712)는 더미 픽셀(710)이 센싱 픽셀(720)과 동일한 조건 및 환경에서 동작하도록 하는 더미 회로이고, 전류-전압 변환기(712)의 출력 전압은 이벤트 기반 센서에 의하여 별도로 이용되지 않을 수 있다. 전류 미러는 전류(I1)를 미러링하여 전류(IM)를 출력한다. 포토 다이오드(721)는 전류(I2)를 생성하고, 전류-전압 변환기(722)에는 전류(I3)가 흐른다. 전류-전압 변환기(722)는 전류(I3)를 전압으로 변환할 수 있다. 전류-전압 변환기(712) 및 전류-전압 변환기(722)는 각각 트랜지스터 및 증폭기를 포함할 수 있다. 전류-전압 변환기(712) 및 전류-전압 변환기(722)에 포함된 트랜지스터는 NMOS(n-type metal-oxide-semiconductor)일 수 있다. 센싱 픽셀(720)의 픽셀 회로는 전류-전압 변환기(722) 이외에, 시변 회로 및 이벤트 결정 회로를 더 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 픽셀 회로에 포함된 복수의 회로들 중 전류(I2)가 흐르는 전류-전압 변환기(722)만 도시된 것으로 이해될 수 있다.

도 8은 일 실시 예에 따른 픽셀들의 구성을 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 전류 미러(830)는 트랜지스터(831), 트랜지스터(832) 및 트랜지스터(833)를 포함한다.

트랜지스터(831)의 게이트, 트랜지스터(831)의 드레인, 트랜지스터(832)의 게이트 및 트랜지스터(833)의 게이트는 서로 연결된다. 전류 미러(830)는 더미 픽셀(810)에 흐르는 전류(I1)에 기초하여 미러된 전류(IM1) 및 미러된 전류(IM2)를 생성할 수 있다. 전류(I1)의 양, 미러된 전류(IM1)의 양, 및 미러된 전류(IM2)의 양은 서로 동일할 수 있다. 미러된 전류(IM1)는 센싱 픽셀(821)로 출력되고, 미러된 전류(IM2)는 센싱 픽셀(825)로 출력될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 더미 픽셀(810)이 포토 다이오드만 포함하는 것으로 도시하였으나, 도 7에서 설명한 것과 같이 더미 픽셀(810)은 전류-전압 변환기를 더 포함할 수 있다.

포토 다이오드(822)는 포토 다이오드(822)에 입사되는 빛에 기초하여 전류(I21)를 생성한다. 픽셀 회로(823)는 전류(I21)로부터 미러된 전류(IM1)가 차감된 전류(I31)에 기초하여 제1 활성화 신호를 출력할 수 있다. 또한, 포토 다이오드(826)는 포토 다이오드(826)에 입사되는 빛에 기초하여 전류(I22)를 생성한다. 픽셀 회로(827)는 전류(I22)로부터 미러된 전류(IM2)가 차감된 전류(I32)에 기초하여 제2 활성화 신호를 출력할 수 있다. 도 8의 실시 예에 따르면, 픽셀 어레이는 센싱 픽셀들보다 적은 수의 더미 픽셀들을 포함할 수 있다.

도 9는 다른 실시 예에 따른 픽셀들의 구성을 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 더미 픽셀들(910, 912, 914) 및 센싱 픽셀들(920, 923, 926)이 도시되어 있다.

포토 다이오드(911)는 전류(I11)를 생성하고, 포토 다이오드(913)는 전류(I12)를 생성하고, 포토 다이오드(915)는 전류(I13)를 생성한다. 설명의 편의를 위하여, 더미 픽셀들(910, 912, 914) 각각이 포토 다이오드만 포함하는 것으로 도시하였으나, 도 7에서 설명한 것과 같이 더미 픽셀들(910, 912, 914) 각각은 전류-전압 변환기를 더 포함할 수 있다.

전류 미러(930)는 전류(I11), 전류(I12) 및 전류(I13)가 더해진 전류(I1)에 기초하여 미러된 전류(IM)를 센싱 픽셀들(920, 923, 926)로 출력한다. 미러된 전류(IM)는 센싱 픽셀들(920, 923, 926)의 임피던스에 기초하여 센싱 픽셀들(920, 923, 926)로 분배될 수 있다.

포토 다이오드(921)는 전류(I21)를 생성하고, 포토 다이오드(924)는 전류(I22)를 생성하며, 포토 다이오드(927)는 전류(I23)를 생성한다. 픽셀 회로(922)는 전류(I21)로부터 미러된 전류(IM) 중 센싱 픽셀(920)로 분배된 전류가 차감된 전류(I31)에 기초하여 제1 활성화 신호를 출력할 수 있다. 또한, 픽셀 회로(925)는 전류(I22)로부터 미러된 전류(IM) 중 센싱 픽셀(923)로 분배된 전류가 차감된 전류(I32)에 기초하여 제2 활성화 신호를 출력하고, 픽셀 회로(928)는 전류(I23)로부터 미러된 전류(IM) 중 센싱 픽셀(926)로 분배된 전류가 차감된 전류(I33)에 기초하여 제3 활성화 신호를 출력할 수 있다.

상술된 것처럼, 이상적이지 않은 실제 환경에서, 다양한 요인에 의해 더미 픽셀의 포토 다이오드에서 생성된 전류(I_D)의 크기와 센싱 픽셀의 포토 다이오드에서 생성된 전류에 포함된 암 전류(I_SAT)의 크기는 서로 달라질 수 있다. 이 경우, 더미 픽셀들의 수와 센싱 픽셀들의 수를 조절함으로써, 전류(I_D)의 크기와 암 전류(I_SAT)의 크기를 맞출 수 있다. 예를 들어, 하나의 전류 미러에 m개의 더미 픽셀들 및 n개의 센싱 픽셀들이 연결된 경우, n개의 센싱 픽셀들의 암 전류의 합과 m개의 더미 픽셀들에 흐르는 전류의 합이 동일해지도록 m 및 n 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. m과 n은 각각 1 이상의 정수일 수 있다.

도 9에서, 전류(I21), 전류(I22) 및 전류(I23)가 각각 암 전류들(I_SAT)을 포함하는 경우, 전류(I1)의 크기와, 암 전류들(I_SAT)의 합의 크기가 동일해지도록, 더미 픽셀들의 수가 조절될 수 있다. 이 때, 암 전류(I_SAT)의 크기는 빛이 없는 환경에서 측정된 암 전류들에 기초하여 결정될 수 있다.

도 10은 또 다른 실시 예에 따른 전류 미러의 구성을 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면, 전류 미러(1030)는 트랜지스터들(1031, 1032, 1033, 1034)을 포함한다.

더미 픽셀(1010)은 포토 다이오드(1011)를 포함하고, 더미 픽셀(1015)은 포토 다이오드(1016)를 포함한다. 포토 다이오드(1011)는 전류(I11)를 생성하고, 포토 다이오드(1016)는 전류(I12)를 생성한다. 설명의 편의를 위하여, 더미 픽셀들(1010, 1015) 각각이 포토 다이오드만 포함하는 것으로 도시하였으나, 도 7에서 설명한 것과 같이 더미 픽셀들(1010, 1015) 각각은 전류-전압 변환기를 더 포함할 수 있다.

트랜지스터(1031)의 게이트, 트랜지스터(1031)의 드레인, 트랜지스터(1032)의 게이트, 트랜지스터(1032)의 드레인, 트랜지스터(1033)의 게이트 및 트랜지스터(1034)의 게이트는 서로 연결된다. 트랜지스터들(1031, 1032)의 게이트들이 서로 연결되어 있으므로, 전류 미러(1030)는 전류(I12)와 전류(I11)의 평균에 해당하는 양의 전류를 미러링할 수 있다. 복수의 더미 픽셀들의 평균에 해당하는 양의 전류를 미러링 함으로써, 개별 더미 픽셀 별로 발생될 수 있는 오차의 영향이 감소될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 이벤트 기반 센서 내 더미 픽셀들이 다른 용도로 사용되지 않는 경우, 전체 더미 픽셀들이 모두 전류 미러링에 이용될 수 있다.

전류 미러(1030)는 미러된 전류(IM1) 및 미러된 전류(IM2)를 생성한다. 여기서, 미러된 전류(IM1) 및 미러된 전류(IM2) 각각은 전류(I12)와 전류(I11)의 평균에 해당하는 양의 전류일 수 있다. 전류 미러(1030)는 미러된 전류(IM1)를 센싱 픽셀(1020)로 출력하고, 미러된 전류(IM2)를 센싱 픽셀(1025)로 출력한다.

센싱 픽셀들(1020, 1025)에는 도 8에 도시된 센싱 픽셀들(821, 825)의 동작이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 구체적인 설명은 생략한다. 다양한 예시를 위하여, 전류 미러(1030)가 복수의 센싱 픽셀들(1020, 1025)을 위하여 복수의 미러된 전류들(IM1, IM2)를 생성하는 실시 예를 설명하였으나, 전류 미러(1030)는 단일 센싱 픽셀을 위하여 단일 미러된 전류만을 생성하는 회로 구조를 가질 수도 있다.

도 11은 일 실시 예에 따른 센싱 픽셀을 나타낸 블록도이다. 도 11을 참조하면, 센싱 픽셀(1100)은 포토 다이오드(1110), 전류-전압 변환기(1120), 시변 회로(1130) 및 이벤트 결정 회로(1140)를 포함한다.

포토 다이오드(1110)는 포토 다이오드(1110)에 입사되는 빛에 기초하여 전류(I_PD)를 생성할 수 있다. 전류(I_PD)는 암 전류(I_SAT) 성분과, 포토 다이오드(1110)에 입사되는 빛에 따라 생성되는 전류(I_PHOTO) 성분을 포함하는데, 상술된 실시 예에 따르면 전류(I_PD)에서 암 전류(I_SAT) 성분이 제거될 수 있다.

전류-전압 변환기(1120)는 암 전류(I_SAT) 성분이 제거된 전류(I_PD)를 전압(V_PR)으로 변환할 수 있다. 전류-전압 변환기(1120)는 트랜지스터(M_LOG) 및 증폭기(A1)를 포함할 수 있다. 전류(I_PD)에 대응하여 트랜지스터(M_LOG)에 전류가 흐르고 전압(V_PR)이 생성될 수 있다. 이 때, 트랜지스터(MLOG) 에 흐르는 전류의 양은 감지된 빛의 세기에 선형으로 비례하지 않을 수 있다. 증폭기(A1)는 전압(V_PR)의 크기가 포토 다이오드(1110)에 의하여 감지된 빛의 세기에 선형으로 비례하도록, 전류(I_PD)를 로그 스케일로 증폭할 수 있다.

시변 회로(1130)는 전압(V_PR)의 변화량을 미리 정해진 비율로 증폭할 수 있다. 시변 회로(1130)는 증폭기라고 지칭될 수 있다. 시변 회로(1130)는 전압(V_PR)의 변화량을 증폭하여 전압(V_C)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 시변 회로(1130)는 커패시터들(C1, C2) 및 증폭기(A2)를 포함할 수 있다. 커패시터(C1)는 증폭기(A1)와 직렬로 연결될 수 있다. 커패시터(C1)는 전압(V_PR)이 변화됨에 따라 전하를 충전할 수 있다. 증폭기(A2)는 커패시터(C1)에 충전된 전하로 인하여 발생되는 전압을 미리 정해진 비율로 증폭할 수 있다. 시변 회로(1130)는 증폭기(A2)의 피드백 커패시터인 커패시터(C2)를 더 포함할 수 있다. 증폭기(A2)의 증폭율은 커패시터들(C1, C2)의 커패시턴스 비율로 결정될 수 있다. 커패시터(C1)에 충전된 전하는 주기적으로 혹은 필요한 시점에 리셋될 수 있다. 커패시터(C1)는 리셋 동작 시 전압(V_PR)을 기준으로 리셋될 수 있다.

이벤트 결정 회로(1140)는 전압(V_C)을 미리 정해진 임계치와 비교하고, 비교 결과에 기초하여 활성화 신호를 출력할 수 있다. 이벤트 결정 회로(1140)는 전압(V_C)을 미리 정해진 임계치와 비교하기 위한 비교기를 포함할 수 있다. 비교기는 전압(V_C)을 미리 정해진 임계치에 대응하는 기준 신호와 비교하고, 전압(V_C)이 기준 신호보다 큰 것에 따라 활성화 신호를 출력할 수 있다.

도 12는 일 실시 예에 따른 전자 장치를 나타낸 블록도이다. 도 12를 참조하면, 전자 장치(1200)는 프로세서(1210) 및 이벤트 기반 센서(1220)를 포함한다.

이벤트 기반 센서(1220)는 빛이 없는 환경에서 전류(I_D)를 생성하고, 입사되는 빛에 기초하여 전류(I_PD)를 생성하고, 전류(I_PD)로부터 전류(I_D)의 미러된 전류가 차감된 전류에 기초하여, 입사되는 빛의 변화를 감지함으로써, 이벤트 신호를 출력한다. 프로세서(1210)는 이벤트 신호에 기초하여, 입사되는 빛의 변화에 대응하는 동작을 수행한다. 프로세서(1210)는 이벤트 신호에 기초하여 입사되는 빛의 변화에 따른 사용자 입력을 인식할 수 있다. 프로세서(1210)는 이벤트 신호에 포함된 타임 스탬프에 기초하여 타임 스탬프 맵을 생성할 수 있고, 이벤트 신호의 수신에 따라 타임 스탬프 맵을 업데이트할 수 있다. 프로세서(1210)는 타임 스탬프 맵을 통해 사용자 입력을 인식할 수 있다.

사용자 입력은 제스처를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 손을 이용한 제스처를 취하는 경우, 프로세서(1210)는 이벤트 신호에 기초하여 손이 움직이는 방향, 손이 움직이는 방향의 변화, 손이 움직인 거리 및 펴진 손가락의 개수 등을 인식할 수 있다. 프로세서(1210)는 인식된 사용자 입력에 대응하여 미리 설정된 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손바닥이 제1 방향으로 움직이는 경우, 프로세서(1210)는 화면에 표시된 페이지를 이전 페이지로 전환할 수 있고, 사용자의 손바닥이 제2 방향으로 움직이는 경우, 화면에 표시된 페이지를 다음 페이지로 전환할 수 있다. 또한, 사용자가 하나의 손가락을 편 채로 손을 위아래로 움직이는 경우, 프로세서(1210)는 화면에 표시된 페이지를 위아래로 스크롤할 수 있다.

도 13은 일 실시 예에 따른 이벤트 기반 센싱 방법을 나타낸 동작 흐름도이다. 도 13의 동작 흐름도는 이벤트 기반 센싱 장치에 의하여 수행될 수 있다. 이벤트 기반 센싱 장치는 상술된 실시 예들에 따른 이벤트 기반 센서에 포함된 회로들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 모듈들을 포함할 수 있다. 이벤트 기반 센싱 장치에 포함된 모듈들은 적어도 하나의 하드웨어 모듈, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈, 또는 이들의 다양한 조합으로 구현될 수 있다.

도 13을 참조하면, 단계(1310)에서, 이벤트 기반 센싱 장치는 빛이 없는 환경에서 제1 전류를 생성한다. 단계(1320)에서, 이벤트 기반 센싱 장치는 입사되는 빛에 기초하여 제2 전류를 생성한다. 입사되는 빛은 사용자 입력에 대응하여 변하는 빛일 수 있다. 단계(1330)에서, 이벤트 기반 센싱 장치는 제1 전류를 미러링 함으로써 미러된 전류를 생성하고, 제2 전류로부터 제1 전류의 미러된 전류가 차감된 제3 전류에 기초하여 빛의 변화를 감지할 수 있다. 이벤트 기반 센싱 장치는 빛의 변화를 감지함으로써 사용자 입력과 관련된 이벤트 정보를 생성할 수 있다. 그 밖에, 이벤트 기반 센싱 방법에 관해서는 상술된 내용이 적용될 수 있으며, 보다 상세한 설명은 생략한다.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 더미 픽셀 및 센싱 픽셀의 구성을 보여주는 도면이다. 도 14를 참조하면, 픽셀 어레이(2000)는 센싱 픽셀(2100), 더미 픽셀(2200), 및 전달 장치(2300)를 포함할 수 있다. 도면의 간결성을 위하여, 하나의 더미 픽셀 및 하나의 센싱 픽셀이 도 14에서 도시되나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 픽셀 어레이(2000)는 복수의 더미 픽셀 및 복수의 센싱 픽셀을 더 포함할 수 있다. 또한, 앞서 설명된 바와 같이, 복수의 더미 픽셀로부터의 암 전류의 평균치를 기반으로 미러된 전류를 생성할 수 있으며, 미러된 전류를 기반으로 복수의 센싱 픽셀 각각에서 암 전류를 제거할 수 있다.

센싱 픽셀(2100)은 픽셀 회로(2101) 및 포토 다이오드(2110)를 포함할 수 있다. 더미 픽셀(2200)은 픽셀 회로(2201) 및 포토 다이오드(2210)를 포함할 수 있다. 센싱 픽셀(2100) 및 더미 픽셀(2200)의 구성은 앞서 설명되었으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.

앞서 설명된 실시 예들에서, 적어도 두 개의 트랜지스터들을 포함하는 별도의 전류 미러가 더미 픽셀로부터의 암전류를 복제하도록 구성된다. 그러나, 도 14의 실시 예에서, 앞서 설명된 전류 미러와 다른 전달 장치(2300)를 통해 더미 픽셀(2200)로부터의 암 전류가 복제될 수 있다. 예시적으로, 전달 장치(2300)는 하나의 트랜지스터로 구현될 수 있다.

예를 들어, 더미 픽셀(2200)의 픽셀 회로(2201) 전부 또는 일부 구성 요소는 전달 장치(2300)와 결합하여 전류 미러를 구성할 수 있다. 즉, 앞서 설명된 전류 미러는 픽셀 회로(2201)의 일부 및 전달 장치(2300)를 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 별도의 전류 미러를 추가하는 것 없이 더미 픽셀(2200)의 일부 구성 요소를 전류 미러로써 사용하여, 암 전류(I_SAT)를 복제할 수 있다. 이에 따라, 이미지 센싱 장치의 구성이 단순해질 수 있다.

도 15는 도 14의 센싱 픽셀 및 더미 픽셀의 구조를 보여주는 블록도이다. 간결한 설명을 위하여, 앞서 설명된 구성 요소들과 유사한 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 센싱 픽셀(2100)은 포토 다이오드(2110), 전류-전압 변환기(2120), 시변 회로(2130), 및 이벤트 결정 회로(2140)를 포함한다. 센싱 픽셀(2100)의 전류-전압 변환기(2120), 시변 회로(2130), 및 이벤트 결정 회로(2140)는 앞서 설명된 픽셀 회로(2101)일 수 있다. 센싱 픽셀(2100)의 구성 요소들은 도 11을 참조하여 설명되었으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.

더미 픽셀(2200)은 포토 다이오드(2210), 전류-전압 변환기(2220), 시변 회로(2230), 및 이벤트 결정 회로(2240)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 더미 픽셀(2200)의 포토 다이오드(2210), 전류-전압 변환기(2220), 시변 회로(2230), 및 이벤트 결정 회로(2240)는 센싱 픽셀(2100)과 유사한 구조 또는 유사한 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 더미 픽셀(2200)의 전류-전압 변환기(2220), 시변 회로(2230), 및 이벤트 결정 회로(2240)는 앞서 설명된 픽셀 회로(2101)일 수 있다.

예시적으로, 더미 픽셀(2200)은 상술된 바와 같이 암 전류(I_SAT)를 생성하고, 생성된 암 전류(I_SAT)를 외부(예를 들어, 전류 미러)로 제공하도록 구성될 수 있다. 이 때, 암 전류(I_SAT)를 외부로 제공하는데 불필요한 구성 요소들은 생략되거나 또는 비활성화될 수 있다.

예를 들어, 더미 픽셀(2200) 구성 요소들 중 일부 구성 요소들(예를 들어, 전류-전압 변환기(2220) 또는 시변 회로(2230) 또는 이벤트 결정 회로(2240))이 생략될 수 있다. 즉, 더미 픽셀(2200)은 포토 다이오드(2210)를 포함하거나 또는 포토 다이오드(2210) 및 전류 전압-전압 변환기(2220)를 포함하도록 구성될 수 있다.

또는 더미 픽셀들(2200)은 포토 다이오드(2210), 전류-전압 변환기(2220), 시변 회로(2230), 및 이벤트 결정 회로(2240)를 포함할 수 있고, 일부 구성 요소들은 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 전류-전압 변환기(2220), 시변 회로(2230), 및 이벤트 결정 회로(2240)가 비활성화되거나 또는 시변 회로(2230), 및 이벤트 결정 회로(2240)가 비활성화될 수 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하여 설명된 실시 예들은 암 전류(I_SAT)를 미러링하기 위한 별도의 전류 미러를 필요로 한다. 도 14 및 도 15의 실시 예에서, 더미 픽셀(2200)의 일부 구성 요소는 전류 미러에 포함되도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 전류-전압 변환기(2220)로부터의 전압(V_P)은 전달 장치(2250)로 제공되고, 전달 장치(2250)는 수신된 전압(V_P)에 응답하여, 더미 픽셀(2200)에서 생성된 암 전류(I_SAT)를 복제하여, 복제된 전류(IM)를 다른 센싱 픽셀로 제공하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 전달 장치(2250)는 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 전달 장치(2250)는 앞서 설명된 전류 미러와 다른 구성을 갖거나 또는 전류 미러의 일부 구성을 포함할 수 있다.

즉, 더미 픽셀(1400)의 일부 구성 요소(예를 들어, 전류-전압 변환기(1420)) 및 전달 장치(1450)는 전류 미러를 구성할 수 있다. 따라서, 별도의 전류 미러를 추가하는 것 없이 더미 픽셀(1400)의 일부 구성 요소를 사용함으로써, 암 전류(I_SAT)를 복제할 수 있다. 이에 따라, 이미지 센싱 장치의 구성이 단순해질 수 있다.

도 16은 도 15의 센싱 픽셀 및 더미 픽셀의 일부 구성을 보여주는 회로도이다. 도면의 간결성 및 설명의 편의를 위하여 본 발명의 실시 예를 설명하는데 불필요한 구성 요소들은 생략된다.

센싱 픽셀(2100)은 포토 다이오드(2110) 및 전류-전압 변환기(2120)를 포함할 수 있다. 포토 다이오드(2110)의 캐소드는 제1 노드(n1)와 연결되고, 애노드는 접지단과 연결된다. 전류-전압 변환기(2120)는 제1 트랜지스터(TR1) 및 제1 비교기(CP1)를 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(TR1)의 소스는 전원 전압과 연결되고, 게이트는 제1 비교기(CP1)의 출력단과 연결되고, 드레인은 제1 노드(n1)와 연결된다. 제1 비교기(CP1)의 제1 입력단은 제1 노드(n1)와 연결되고, 제2 입력단은 제1 기준 전압(VREF1)을 수신한다. 예시적으로, 제1 비교기(CP1)의 출력단은 센싱 픽셀(2100)의 시변 회로(2130)와 연결될 수 있다.

더미 픽셀(2100)은 포토 다이오드(2210) 및 전류-전압 변환기(2220)를 포함할 수 있다. 포토 다이오드(2210)의 캐소드는 제2 노드(n2)와 연결되고, 애노드는 접지단과 연결된다. 전류-전압 변환기(2220)는 제2 트랜지스터(TR1) 및 제2 비교기(CP2)를 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)의 소스는 전원 전압을 수신하고, 게이트는 제3 노드(n3)와 연결되고, 드레인은 제2 노드(n2)와 연결된다. 제2 비교기(CP2)의 제1 입력단은 제2 노드(n2)와 연결되고, 제2 입력단은 제2 기준 전압(VREF2)을 수신하고, 출력단은 제3 노드(n3)와 연결된다.

전달 장치(2300)는 제3 트랜지스터(TR3)를 포함할 수 있다. 제3 트랜지스터(TR3)의 소스는 전원 전압을 수신하고, 드레인은 제1 노드(n1)와 연결되고, 게이트는 제3 노드(n3)와 연결될 수 있다.

더미 픽셀(2200)의 일부(즉, 전류-전압 변환기(2220)) 및 전달 장치(2300)는 전류 미러를 구성할 수 있다. 예를 들어, 더미 픽셀(2200)의 포토 다이오드(2210)는 제1 전류(I1)를 생성할 수 있다. 이 때, 제1 전류(I1)는 암 전류일 것이다. 더미 픽셀(2200)의 일부(즉, 전류-전압 변환기(2220)) 및 전달 장치(2300)는 제1 전류(I1)를 복제하여 미러된 전류(IM)를 센싱 픽셀(2100)로 제공할 수 있다. 예시적으로, 미러된 전류(IM)는 센싱 픽셀(2100)의 제1 노드(n1)로 제공될 것이다.

이 후, 센싱 픽셀(2100)의 동작은 앞서 설명된 암전류에 의한 노이즈 성분 제거 동작과 유사할 수 있다. 예를 들어, 센싱 픽셀(2100)의 포토 다이오드(2110)는 입사된 빛의 강도에 따라 제2 전류(I2)를 생성할 수 있다. 이 때, 제2 전류(I2)는 암전류 성분 및 광 전류 성분을 포함할 것이다. 센싱 픽셀(2100)의 제1 노드(n1)로 제1 전류(I1, 즉, 암 전류)가 미러된 전류(IM)가 제공됨에 따라, 전류-전압 변환기(2120)는 제3 전류(I3)를 기반으로 전압(V_PR)을 출력할 수 있다. 예시적으로, 전압(V_PR)은 시변 회로(2130)로 제공될 것이다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시 예들에 따르면, 더미 픽셀의 픽셀 회로 중 일부를 사용하여 전류 미러를 구성할 수 있고, 구성된 전류 미러를 통해 암 전류에 의한 노이즈 성분 제거 동작이 수행될 수 있다. 즉, 전류 미러를 구성하기 위한 추가 구성 요소들이 단순화될 수 있다. 따라서, 향상된 신뢰성 및 감소 비용을 갖는 이벤트 기반 센서가 제공될 수 있다.

예시적으로, 센싱 픽셀(2100)로 제공되는 제1 기준 전압(VREF1) 및 더미 픽셀(2200)로 제공되는 제2 기준 전압(VREF2)은 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 이벤트 기반 센서의 프로세스, 전압, 온도(PVT) 변이에 따라 제1 및 제2 기준 전압들(VREF1, VREF2)이 조절되거나 설정될 수 있다. 또는 이벤트 기반 센서가 동작하는 동작 환경에 따라, 제1 및 제2 기준 전압들(VREF1, VREF2)이 서로 독립적으로 제어될 수 있다.

좀 더 상세한 예로써, 전류 미러를 구성하는 전달 장치(2300)의 제3 트랜지스터(TR3) 및 더미 픽셀(2200)의 제2 트랜지스터(TR2)의 동작 특성이 상이할 수 있다. 이상적인 경우(즉, 제2 및 제3 트랜지스터들(TR2, TR3)의 동작 특성이 동일한 경우), 제1 및 제2 기준 전압들(VREF1, VREF2)이 서로 동일하다면, 제1 전류(I1) 및 미러된 전류(IM)의 크기는 서로 동일할 것이다.

그러나, 이벤트 기반 센서의 제조 과정에서 발생하는 PVT 변이 또는 동작 환경의 변화로 인하여, 제2 및 제3 트랜지스터들(TR2, TR3)의 동작 특성들이 서로 다를 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 기준 전압들(VREF1, VREF2)이 서로 동일하다면, 제1 전류(I1) 및 미러된 전류(IM)의 크기들이 서로 다를 수 있으며, 센싱 픽셀(2100)에서 노이즈 성분이 완벽하게 제거되지 않을 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 이벤트 기반 센서는 센싱 픽셀(2100)로 제공되는 제1 기준 전압(VREF1) 및 더미 픽셀로 제공되는 제2 기준 전압(VREF2)을 독립적으로 제어함으로써, 제1 전류(I1) 및 미러된 전류(IM)의 크기를 동일하게 유지할 수 있다.

좀 더 상세한 예로써, 제1 기준 전압(VREF1)을 수신하는 제1 비교기(CP1)는 제1 노드(n1)의 전압을 제1 기준 전압(VREF1)으로 유지하도록 구성될 수 있다. 제2 기준 전압(VREF2)을 수신하는 제2 비교기(CP2)는 제2 노드(n2)의 전압을 제2 기준 전압(VREF2)으로 유지하도록 구성될 수 있다. 제2 및 제3 트랜지스터들(TR2, TR3)의 상이한 특성(즉, PVT 변이 또는 동작 환경으로 인한 상이한 특성)에 의해 미러된 전류(IM)의 크기가 제1 전류(I1)의 크기가 보다 작아질 수 있다. 이 경우, 제2 기준 전압(VREF2)을 소정의 레벨만큼 높이거나 또는 제1 기준 전압(VREF1)을 소정의 레벨만큼 낮춤으로써, 제1 전류(I1)의 크기 및 미러된 전류(IM)의 크기를 동일하게 조절할 수 있다. 이와 반대로, 미러된 전류(IM)의 크기가 제1 전류(I1)의 크기가 보다 큰 경우, 제2 기준 전압(VREF2)을 소정의 레벨만큼 낮추거나 또는 제1 기준 전압(VREF1)을 소정의 레벨만큼 높임으로써, 제1 전류(I1)의 크기 및 미러된 전류(IM)의 크기를 동일하게 조절할 수 있다.

상술된 바와 같이, 센싱 픽셀(2100) 및 더미 픽셀(2200)로 제공되는 제1 및 제2 기준 전압들(VREF1, VREF2)을 제어함으로써, 미러된 전류(IM)의 정확성을 향상시킬 수 있다.

도 17은 본 발명에 따른 이벤트 기반 센서가 적용된 전자 시스템을 보여주는 블록도이다. 도 17을 참조하면, 예시적으로, 전자 시스템(3000)은 휴대용 통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Media Player), 스마트폰, 또는 웨어러블(Wearable) 장치 형태로 구현될 수 있다. 또는 전자 시스템(3000)은 블랙 박스, 디지털 카메라, 비디오 캠코더와 같은 영상 수집 장치의 형태로 구현될 수 있으며, 머신(machine)과 같은 장치들에 적용될 수 있다. 예시적으로, 머신(machine의 용어는 싱글 머신, 가상 머신, 또는 머신들, 가상 머신들 또는 함께 동작하는 장치들이 전기적으로 연결된 시스템을 포괄적으로 포함하는 것으로 의도된다. 예시적인 머신들은 개인용 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, 휴대용 컴퓨터, 포켓용 컴퓨터, 전화기, 태블릿 등과 같은 컴퓨팅 장치들뿐만 아니라, 개인 또는 대중 교통 수단, 예를 들어, 자동차, 기차, 택시 등과 같은 수송 장치들을 포함할 수 있다.

또한, 도 17을 참조하여 전자 시스템(3000)이 설명되나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 일부 구성들이 생략되거나 또는 다른 구성 요소들이 추가될 수 있다.

전자 시스템(3000)은 애플리케이션 프로세서(3100), 디스플레이(3220), 및 이미지 센서(3230)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 이미지 센서(3230)는 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명된 이벤트 기반 센서일 수 있고, 애플리케이션 프로세서(3100)는 이미지 장치(3230)로부터의 활성화 신호를 기반으로 사용자의 움직임을 감지할 수 있다.

애플리케이션 프로세서(3100)는 DigRF 마스터(3110), DSI(Display Serial Interface) 호스트(2120), CSI(Camera Serial Interface) 호스트(3130), 및 물리 계층(3140)을 포함할 수 있다.

DSI 호스트(3120)는 DSI를 통해 디스플레이(3220)의 DSI 장치(3225)와 통신할 수 있다. 예시적으로, DSI 호스트(3120)에는 광 시리얼라이저(SER)가 구현될 수 있다. 예로서, DSI 장치(3225)에는 광 디시리얼라이저(DES)가 구현될 수 있다.

CSI 호스트(3130)는 CSI를 통해 이미지 센서(2230)의 CSI 장치(3235)와 통신할 수 있다. 예시적으로, CSI 호스트(3130)에는 광 디시리얼라이저(DES)가 구현될 수 있다. 예로서, CSI 장치(3235)에는 광 시리얼라이저(SER)가 구현될 수 있다.

전자 시스템(3000)은 애플리케이션 프로세서(3100)와 통신하는 RF(Radio Frequency) 칩(3240)을 더 포함할 수 있다. RF 칩(3240)은 물리 계층(3242), DigRF 슬레이브(3244), 및 안테나(3246)를 포함할 수 있다. 예시적으로, RF 칩(3240)의 물리 계층(3242)과 애플리케이션 프로세서(3100)의 물리 계층(3140)은 MIPI DigRF 인터페이스에 의해 서로 데이터를 교환할 수 있다.

전자 시스템(3000)은 워킹 메모리(Working Memory; 3250) 및 임베디드/카드 스토리지(3255)를 더 포함할 수 있다. 워킹 메모리(3250) 및 임베디드/카드 스토리지(3255)는 애플리케이션 프로세서(3100)로부터 제공받은 데이터를 저장할 수 있다. 워킹 메모리(3250) 및 임베디드/카드 스토리지(3255)는 저장된 데이터를 어플리케이션 프로세서(3100)로 제공할 수 있다.

워킹 메모리(3250)는 애플리케이션 프로세서(3100)에 의해 처리된 또는 처리될 데이터를 일시적으로 저장할 수 있다. 워킹 메모리(3250)는 SRAM, DRAM, SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, 또는 플래시 메모리, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등과 같은 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

임베디드/카드 스토리지(3255)는 전원 공급 여부와 관계없이 데이터를 저장할 수 있다.

전자 시스템(3000)은 Wimax(World Interoperability for Microwave Access; 3260), WLAN(Wireless Local Area Network; 3262), UWB(Ultra Wideband; 3264) 등을 통해 외부 시스템과 통신할 수 있다.

전자 시스템(3000)은 음성 정보를 처리하기 위한 스피커(3270) 및 마이크(3275)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 전자 시스템(3000)은 위치 정보를 처리하기 위한 GPS(Global Positioning System) 장치(3280)를 더 포함할 수 있다. 전자 시스템(3000)은 주변 장치들과의 연결을 관리하기 위한 브릿지(Bridge) 칩(3290)을 더 포함할 수 있다.

이상에서 설명된 실시 예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(Arithmetic Logic Unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(Field Programmable Gate Array), PLU(Programmable Logic Unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시 예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (20)

1. 암 전류(dark current)인 제1 전류를 생성하도록 구성되는 더미 픽셀;
   상기 제1 전류를 기반으로 미러된 전류(mirrored current)를 출력하도록 구성되는 전류 미러; 및
   입사되는 빛의 강도를 기반으로 제2 전류를 생성하고, 상기 생성된 제2 전류로부터 상기 미러된 전류가 차감된 제3 전류를 기반으로, 상기 입사되는 빛의 변화량의 감지 여부를 가리키는 활성화 신호를 출력하도록 구성되는 센싱 픽셀을 포함하는 이벤트 기반 센서.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전류 미러는 상기 더미 픽셀에 흐르는 상기 제1 전류를 미러링하여 상기 미러된 전류를 생성하고 상기 센싱 픽셀로 상기 미러된 전류를 출력하는 이벤트 기반 센서.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 더미 픽셀은 상기 제1 전류를 생성하도록 구성되는 제1 포토 다이오드를 포함하는 이벤트 기반 센서.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 센싱 픽셀은
   상기 입사되는 빛에 기초하여 상기 제2 전류를 생성하는 제2 포토 다이오드; 및
   상기 제3 전류에 기초하여 상기 활성화 신호를 출력하는 센싱 픽셀 회로를 포함하고,
   상기 전류 미러는 상기 제2 포토 다이오드로 상기 미러된 전류를 제공하는 이벤트 기반 센서.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 센싱 픽셀 회로는,
   상기 제3 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환기;
   상기 변환된 전압의 변화량을 증폭하는 증폭기; 및
   상기 증폭된 변화량을 미리 정해진 임계치와 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 활성화 신호를 출력하는 이벤트 결정 회로를 포함하는 이벤트 기반 센서.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 더미 픽셀은 상기 제1 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환기를 더 포함하는, 이벤트 기반 센서.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 전류로부터 상기 미러된 전류를 차감함에 따라, 상기 센싱 픽셀에 포함된 제2 포토 다이오드에 의해 생성되는 상기 제2 전류로부터 포화 성분과 관련된 노이즈 전류가 제거되는, 이벤트 기반 센서.
8. 제 1 항에 있어서,
   제2 센싱 픽셀을 더 포함하고,
   상기 전류 미러는 상기 제1 전류에 기초하여 상기 제2 센싱 픽셀을 위한 제2 미러된 전류를 더 출력하며,
   상기 제2 센싱 픽셀은 입사되는 빛에 기초하여 생성되는 전류로부터 상기 제2 미러된 전류가 차감된 전류에 기초하여 제2 활성화 신호를 출력하는, 이벤트 기반 센서.
9. 제 1 항에 있어서,
   제2 더미 픽셀을 더 포함하고,
   상기 전류 미러는 상기 제1 전류 및 상기 제2 더미 픽셀에 의하여 빛이 없는 환경에서 생성되는 전류의 합에 기초하여, 상기 미러된 전류를 출력하는, 이벤트 기반 센서.
10. 제 1 항에 있어서,
    제2 센싱 픽셀을 더 포함하고,
    상기 센싱 픽셀은 상기 제2 전류로부터 상기 미러된 전류 중 상기 센싱 픽셀로 분배되는 전류가 차감된 상기 제3 전류에 기초하여 상기 활성화 신호를 출력하며,
    상기 제2 센싱 픽셀은 입사되는 빛에 기초하여 생성되는 전류로부터 상기 미러된 전류 중 상기 제2 센싱 픽셀로 분배되는 전류가 차감된 전류에 기초하여 제2 활성화 신호를 출력하는, 이벤트 기반 센서.
11. 제 1 항에 있어서,
    제2 더미 픽셀을 더 포함하고,
    상기 전류 미러는 상기 제1 전류 및 상기 제2 더미 픽셀에 의하여 빛이 없는 환경에서 생성되는 전류의 평균에 기초하여, 상기 미러된 전류를 출력하는, 이벤트 기반 센서.
12. 암 전류(dark current)인 제1 전류를 생성하고, 상기 생성된 제1 전류를 제1 전압으로 변환하여 제1 전압을 생성하도록 구성되는 더미 픽셀;
    상기 제1 전압을 기반으로 상기 제1 전류를 복제하여 제2 전류를 출력하도록 구성되는 제1 트랜지스터; 및
    입사되는 빛의 강도를 기반으로 제3 전류를 생성하고, 상기 제2 및 제3 전류들을 기반으로 상기 입사되는 빛의 변화량의 감지 여부를 가리키는 활성화 신호를 출력하도록 구성되는 센싱 픽셀을 포함하는 이벤트 기반 센서.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 더미 픽셀은,
    상기 제1 전류를 생성하도록 구성되는 제1 포토 다이오드; 및
    상기 제1 전류를 상기 제1 전압으로 변환하도록 구성되는 제1 전압-전류 변환기를 포함하고,
    상기 센싱 픽셀은,
    상기 제3 전류를 생성하도록 구성되는 제2 포토 다이오드; 및
    상기 제3 전류로부터 상기 제2 전류가 차감된 전류를 기반으로 상기 활성화 신호를 출력하도록 구성되는 센싱 픽셀 회로를 포함하는 이벤트 기반 센서.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터의 소스는 전원 전압을 수신하고, 드레인은 상기 제2 포토 다이오드의 캐소드와 연결되고, 게이트는 상기 제1 전압을 수신하도록 구성되는 이벤트 기반 센서.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 센싱 픽셀은 상기 제2 및 제3 전류를 기반으로 제2 전압을 생성하도록 구성되는 제2 전류-전압 변환기를 포함하고,
    상기 제1 전류-전압 변환기는 제1 기준 전압을 수신하고, 상기 제2 전류-전압 변환기는 제2 기준 전압을 수신하고, 상기 제1 및 제2 전류들의 크기들이 서로 동일해지도록 상기 제1 및 제2 기준 전압이 조절되는 이벤트 기반 센서.
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 더미 픽셀은,
    상기 제1 전류를 생성하도록 구성되는 제1 포토 다이오드; 및
    상기 제1 전류를 기반으로 제1 활성화 신호를 출력하도록 구성되는 더미 픽셀 회로를 포함하고,
    상기 센싱 픽셀은,
    상기 제3 전류를 생성하도록 구성되는 제2 포토 다이오드; 및
    상기 제3 전류로부터 상기 제2 전류가 차감된 전류를 기반으로 상기 활성화 신호를 출력하도록 구성되는 센싱 픽셀 회로를 포함하되,
    상기 더미 픽셀 회로의 일부 구성은 비활성화되는 이벤트 기반 센서.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 더미 픽셀 회로는
    상기 제1 전류를 상기 제1 전압으로 변환하는 제1 전류-전압 변환기;
    상기 제1 전압의 변화량을 출력하는 제1 시변 회로; 및
    상기 제1 전압의 변화량을 기반으로 상기 제1 활성화 신호를 출력하는 제1 이벤트 결정 회로를 포함하고,
    상기 더미 픽셀의 상기 제1 시변 회로 및 상기 제1 이벤트 결정 회로는 비활성화되는 이벤트 기반 센서.
18. 이벤트 기반 센서의 동작 방법에 있어서,
    암 전류(dark current)인 제1 전류를 생성하는 단계;
    입사되는 빛에 기초하여 제2 전류를 생성하는 단계;
    상기 제1 전류를 미러링 함으로써 미러된 전류를 생성하는 단계;
    상기 제2 전류로부터 상기 미러된 전류가 차감된 제3 전류에 기초하여 상기 빛의 변화를 감지함으로써, 상기 사용자 입력과 관련된 이벤트 정보를 생성하는 단계를 포함하는 동작 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 전류를 생성하는 단계, 및 상기 제2 전류를 생성하는 단계는 동일한 온도 조건에서 수행되는 동작 방법.
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 이벤트 정보는 상기 빛의 변화를 감지한 센싱 픽셀의 식별 정보 및 상기 빛의 변화가 감지된 시간 정보를 포함하는 동작 방법.
    
    
    

Images