[发明专利]一种类视网膜图像传感器的像素结构

权利要求书

1.一种类视网膜图像传感器的像素结构，包括自适应光感知单元、采样比较单元以及信号处理单元；所述自适应光感知单元用于完成光信号向电信号的转换，输出电压信号；采样比较单元用于完成采样和比较功能以确定信号极性，当光强变弱时产生OFF信号，光强变强时发出ON信号；信号处理单元对采样比较单元输出的极性信号进行存储，并按指令进行信号处理完成降噪；其特征是：

所述自适应光感知单元由晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3和光电二极管PD组成；

所述光电二极管PD的阳极接地，阴极与晶体管M3的栅极和漏极连接，晶体管M1的漏极与晶体管M2的源极和晶体管M3的源极连接；所述晶体管M1的源极、晶体管M2的栅极和漏极均与电源VDD连接；

所述采样比较单元由传输管TG、电阻R、四个开关晶体管、两个积分电容和两个全帧信号控制晶体管组成；

所述传输管TG的一端与自适应光感知单元的输出端连接，另一端与所述开关晶体管M4的漏极和开关晶体管M5的漏极连接，开关晶体管M4的漏极与全帧信号控制晶体管M8的一端、开关晶体管M6的栅极以及开关晶体管M7的栅极连接；所述开关晶体管M4的源极与积分电容C1连接，所述开关晶体管M5的源极与积分电容C2连接；所述积分电容C1和积分电容C2接地；

所述开关晶体管M5的漏极与全帧信号控制晶体管M8的另一端、开关晶体管M6的源极以及开关晶体管M7的源极连接，所述开关晶体管M6的源极与开关晶体管M7的源极连接；所述开关晶体管M6的漏极与电阻R以及信号处理单元连接，所述电阻R的另一端与电源VDD连接；所述开关晶体管M7的漏极接地；所述全帧信号控制晶体管M8的另一端与全帧信号控制晶体管M9的一端连接，所述全帧信号控制晶体管M9的另一端与外部输出端连接；

在一个扫描周期内，所述采样比较单元均按以下步骤循环操作，具体过程为：

步骤一、打开传输管TG进行采样；

步骤二、打开开关晶体管M4，积分电容C1进行信号采集；

步骤三、关闭开关晶体管M4，打开开关晶体管M5，采用积分电容C2进行信号采集；

步骤四、关闭传输管TG，同时打开开关晶体管M4和晶体管M5进行信号比较；

若V1V2，则开关晶体管M6和开关晶体管M7导通，采样比较单元的输出为低电平即OFF信号；所述V1和V2分别为积分电容C1和C2的积分电压；

若V1V2，则开关晶体管M6和开关晶体管M7截至，采样比较单元的输出为高电平即ON信号；

所述信号处理单元存储一个扫描周期内发生的ON事件或OFF事件，并根据需要进行输出；具体有两种工作模式：

(1)将产生事件全部输出，不做任何处理；

(2)对事件进行预处理；根据ON事件或OFF事件的比率实现像素级的降噪，并且实现抗闪烁功能、单一事件输出或者全部事件输出；

所述抗闪烁功能由ON事件或OFF事件占比确定，如果ON事件中OFF事件占比为50％时，则判断其为闪烁噪声，不予输出；

根据ON事件或OFF事件占比大小，选择输出一个占比最大的单一事件输出；

当要获得较高的时空分辨率时，则选择存储的全部事件输出。