一种图像传感器及事件相机的制作方法

1.本实用新型涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种图像传感器及事件相机。


背景技术：

2.迄今为止，被配置为与诸如垂直同步信号同步地捕获图像数据的同步固态成像元件已经用于成像装置等。一般的同步固态成像元件只能在每个同步信号期间(例如，1/60秒)中获取图像数据，因此难以满足与交通、机器人等相关的领域中对更高速处理的需求。因此，已经提出一种异步固态成像元件，其包括针对每个像素的检测电路，该检测电路被配置为在每个像素地址实时检测像素的光量超过阈值这一事实作为地址事件，被配置为以这种方式检测每个像素的地址事件的固态成像元件被称为动态视觉传感器(dvs，dynamic vision sensor)。而现有的动态视觉传感器的像素尺寸通常较大，导致动态视觉传感器的整体尺寸较大，不利于应用在消费电子产品。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的主要目的在于提供一种图像传感器及事件相机，至少能够解决相关技术中提供的动态视觉传感器的像素尺寸较大，不利于应用在消费电子产品的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型实施例第一方面提供了一种图像传感器，包括由多个evs像素组成的像素阵列，所述像素阵列被划分为多个子像素阵列；其中，各所述evs像素设置有独立的信号检测元件，各所述子像素阵列中多个所述evs像素共用一个信号处理元件，所述信号检测元件与所述信号处理元件电性连接；
5.所述信号检测元件用于对入射光信号进行光电转换，生成与所述入射光信号相对应的电信号；
6.所述信号处理元件用于生成与所述电信号相对应的事件信号。
7.为实现上述目的，本实用新型实施例第二方面提供了一种事件相机，所述事件相机包括上述第一方面提供的任一图像传感器。
8.根据本实用新型实施例提供的图像传感器及事件相机，该图像传感器包括由多个evs像素组成的像素阵列，像素阵列被划分为多个子像素阵列；其中，各evs像素设置有独立的信号检测元件，各子像素阵列中多个evs像素共用一个信号处理元件，信号检测元件与信号处理元件电性连接；信号检测元件用于对入射光信号进行光电转换，生成与入射光信号相对应的电信号；信号处理元件用于生成与电信号相对应的事件信号。通过本实用新型的实施，将单像素的部分功能器件进行集成，相对于各像素分别配置所有功能器件，可以有效降低像素尺寸，进而减小图像传感器的整体尺寸，有利于设备的小型化应用。
9.本实用新型其他特征和相应的效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分效果从本实用新型说明书中的记载变的显而易见。
附图说明
10.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1为相关技术提供的一种图像传感器的结构示意图；
12.图2为本实用新型实施例提供的图像传感器的结构示意图；
13.图3为本实用新型实施例提供的一种信号处理元件的结构示意图；
14.图4为本实用新型实施例提供的另一种信号处理元件的结构示意图。
具体实施方式
15.为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
17.相关技术中所提供的图像传感器如图1所示，其像素阵列中各evs(event-based vision sensor，事件型视觉传感器)像素均设置有独立的信号检测元件11以及信号处理元件12，从而使得单个evs像素的尺寸较大，进而导致图像传感器整体的尺寸较大，不利于应用在消费电子领域。
18.为了解决相关技术中提供的动态视觉传感器的像素尺寸较大，不利于应用在消费电子产品的问题，本实施例提供了一种图像传感器，该图像传感器为基于evs像素的线阵图像传感器，具体请参见图2，本实施例提出的图像传感器100包括：由多个evs像素10组成的像素阵列20，像素阵列20被划分为多个子像素阵列201；其中，各evs像素10设置有独立的信号检测元件101，各子像素阵列201中多个evs像素10共用一个信号处理元件102，信号检测元件101与信号处理元件102电性连接；
19.在本实施例中，信号检测元件101用于对入射光信号进行光电转换，生成与入射光信号相对应的电信号；信号处理元件102用于生成与电信号相对应的事件信号。
20.具体的，在本实施例中，信号检测元件101响应于入射光而生成电信号，信号处理元件102基于该电信号判断evs像素10是否有事件产生，若有，则生成相应事件信号，其中，若电信号大于预设第一阈值，则确定入射光强度变强，生成up事件信号，反之，若电信号小于预设第二阈值，则确定入射光强度变弱，生成dn事件信号，在实际应用中，事件信号可以采用二值向量的形式表示，其中，up事件信号表示为[1，0]，dn事件信号表示为[0，1]。应当说明的是，本实施例在将像素阵列20划分为子像素阵列201时，可以采用规则形式划分、也可以采用不规则形式划分，各子像素阵列201可以等量像素划分，也可以非等量像素划分，本实施例对此不做唯一限定。
[0021]
在本实施例一种可选实施方式中，像素阵列20各列evs像素10分别被划分为一个子像素阵列201。
[0022]
请再次参阅图2，图2为10*3的像素阵列20，将每一列的3个evs像素10划分为一个子像素阵列201，从而将像素阵列20整体等分为10个1*3的子像素阵列201。当然，在实际应用中，还可以将像素阵列20以行为单位进行划分，也即将图2中像素阵列20每一行的10个evs像素10划分为一个子像素阵列201，从而将像素阵列20整体等分为3个10*1的子像素阵列201。再或者，还可以将前两行像素区域划分为5个2*2的子像素阵列201，将第三行像素区域划分为一整个10*1的子像素阵列201。
[0023]
如图3所示为本实施例提供的一种信号处理元件的结构示意图，在本实施例一种可选实施方式中，信号处理元件102包括电性连接的信号比较器1021以及信号生成器1022；信号比较器1021用于将电信号与预设参考信号进行比较；信号生成器1022用于根据比较结果生成事件信号。
[0024]
具体的，本实施例的信号比较器1021以及信号生成器1022两者被集成于信号处理元件102，也即各像素的所有功能元件中仅有信号检测元件101独立设置，而信号比较器1021以及信号生成器1022则由多个像素共用。
[0025]
在本实施例另一种可选实施方式中，各evs像素还设置有独立的信号比较器，信号处理元件为信号生成器；信号比较器用于将电信号与预设参考信号进行比较；信号生成器用于根据比较结果生成事件信号。
[0026]
具体的，本实施例除了针对各像素独立设置信号检测元件之外，还可以独立设置有信号比较器，而仅针对信号生成器设置为多个像素共用，相对于所有功能元件均独立设置来说，在一定程度上也能有效降低像素尺寸。
[0027]
在本实施例一种可选实施方式中，信号检测元件包括光电转换器。应当理解的是，本实施例的光电转换器用于对入射光信号进行光电转换，生成与入射光信号相对应的电流信号，然后将该电流信号作为传输至信号处理元件的电信号，在实际应用中，信号处理元件可以直接将该电流信号与预设电流阈值进行比较，来生成相应事件信号，也可以将该电流信号转换为电压信号后再与预设电压阈值进行比较，然后生成相应事件信号。
[0028]
进一步地，光电转换器包括以下任意一种：光电二极管、光电晶体管。更为优选地，光电二极管为钳位光电二极管。
[0029]
进一步地，在本实施例一种可选实施方式中，信号检测元件还包括与光电转换器电性连接的电流电压转换器；光电转换器用于对入射光信号进行光电转换，生成与入射光信号相对应的电流信号；电流电压转换器用于对电流信号进行转换，生成相对应的电压信号，作为传输至信号处理元件的电信号。
[0030]
具体的，区别于前一实施方式，本实施例的信号检测元件可以自行将电流信号转换为电压信号，然后传输至信号处理元件，供信号处理元件直接进行电压信号比较。
[0031]
如图4所示为本实施例提供的一种信号处理元件的结构示意图，在本实施例一种可选实施方式中，信号处理元件102还包括与信号生成器1022电性连接的信号读出单元1023；该信号读出单元1023用于将各evs像素相对应的事件信号进行读出。对于上述图2的图像传感器，像素阵列20按行扫描，通过信号读出单元1023完成列方向的并行读出，比如先选中第一行像素，其通过信号读出单元1023读出，然后依次选中第二行和第三行像素分别从信号读出单元1023读出，从而输出事件图像。
[0032]
进一步优选地，信号读出单元用于获取感兴趣阵列区域的所有目标evs像素，并对
所有目标evs像素相对应的事件信号进行读出。
[0033]
值得说明的是，本实施例也可以只选择像素阵列中特定区域的感兴趣像素，依次通过信号读出单元读出，从而只输出感兴趣区域的事件图像，这样可以提高帧率，降低功耗。
[0034]
在本实施例一种可选实施方式中，信号处理元件还包括与信号生成器电性连接的信号存储单元；信号存储单元用于对事件信号进行存储。
[0035]
本实施例提供的图像传感器，包括由多个evs像素组成的像素阵列，像素阵列被划分为多个子像素阵列；其中，各evs像素设置有独立的信号检测元件，各子像素阵列中多个evs像素共用一个信号处理元件，信号检测元件与信号处理元件电性连接；信号检测元件用于对入射光信号进行光电转换，生成与入射光信号相对应的电信号；信号处理元件用于生成与电信号相对应的事件信号。通过本实用新型的实施，将单像素的部分功能器件进行集成，相对于各像素分别配置所有功能器件，可以有效降低像素尺寸，进而减小图像传感器的整体尺寸，有利于设备的小型化应用。
[0036]
本实用新型还提供了一种事件相机，事件相机上设置有如上述实施例的图像传感器，该事件相机可以应用于诸如扫描笔等小型消费电子产品。
[0037]
以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型实施例所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。