视锥视杆复用式仿生视觉传感器
阅读：215发布：2020-05-11
专利汇可以提供视锥视杆复用式仿生视觉传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 实施例 提供了一种视锥视杆复用式仿生视觉 传感器 ，包括：预设数量个 电压 模式有源 像素 传感器 电路 和预设数量个 电流 模式有源像素传感器电路，一个电压模式有源像素传感器电路和一个电流模式有源像素传感器电路共用一个感光器件。通过电压模式有源像素传感器，可以输出表征目标光 信号 中的光强信息的目标电压信号，得到的目标电压信号表征光强信息的 精度 更高，可以得到更高 质量 的图像，即图像具有更高的图像 信噪比 。同时，通过电流模式有源像素传感器，可以输出表征目标 光信号 中的光强梯度信息的 指定 数字信号 ，一方面，可以快速得到指定数字信号，使得到图像的速度更快；另一方面，由于指定数字信号表征光强梯度信息，可以提高图像的动态范围。，下面是视锥视杆复用式仿生视觉传感器专利的具体信息内容。
1.一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器，其特征在于，包括：预设数量个电压模式有源像素传感器电路和所述预设数量个电流模式有源像素传感器电路；
所述电压模式有源像素传感器电路和所述电流模式有源像素传感器电路共用一个感光器件，所述感光器件用于获取目标光信号，并将所述目标光信号转换为电流信号，所述电压模式有源像素传感器电路用于基于所述电流信号，输出表征所述目标光信号中的光强信息的目标电压信号；所述电流模式有源像素传感器电路用于基于所述电流信号，输出表征所述目标光信号中的光强梯度信息的指定数字信号。
2.根据权利要求1所述的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，其特征在于，所述感光器件包括光电二极管。
3.根据权利要求2所述的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，其特征在于，所述电压模式有源像素传感器电路还包括：电流积分器、快门以及模数转换器；
所述电流积分器用于获取所述电压模式有源像素传感器电路中目标电容的电压模拟信号；
所述快门用于控制所述电流积分器的积分时间；
所述模数转换器用于将所述目标电容的电压模拟信号转换为所述目标电压信号。
4.根据权利要求3所述的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，其特征在于，所述目标电容具体为：设置在所述电压模式有源像素传感器电路内的独立电容或者所述电压模式有源像素传感器电路的寄生电容。
5.根据权利要求1所述的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，其特征在于，所述电流模式有源像素传感器电路还包括：第一电流放大器、比较器、加法器和数模转换器；
所述感光器件与所述第一电流放大器相连，所述第一电流放大器与所述比较器的一个输入端相连；
所述感光器件周围的指定数量个其他感光器件均分别与所述加法器的输入端相连，所述加法器的输出端与所述比较器的另一个输入端相连；
所述比较器的输出端与所述数模转换器相连，所述数模转换器将输入的指定数字信号转换为指定模拟信号，并将所述指定模拟信号输出至所述第一电流放大器或者所述加法器，直至所述比较器的输出端输出事件脉冲信号，所述电流模式有源像素传感器电路输出所述指定数字信号。
6.根据权利要求1所述的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，其特征在于，所述电流模式有源像素传感器电路还包括：第一电流放大器、加法器、差分电路和电压比较器；
所述感光器件与所述第一电流放大器相连，所述第一电流放大器与所述差分电路相连；
所述感光器件周围的指定数量个其他感光器件均分别与所述加法器的输入端相连，所述加法器的输出端与所述差分电路相连，所述差分电路用于将所述第一电流放大器的输出结果以及所述加法器的输出结果进行差分运算，并得到差分电压信号；
所述差分电路与所述电压比较器相连，所述电压比较器用于根据所述差分电压信号，输出所述指定数字信号。
7.根据权利要求6所述的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，其特征在于，所述差分电路具体包括：差分子电路和积分采样子电路；
所述第一电流放大器以及所述加法器的输出端分别与所述差分子电路相连，所述差分子电路用于将第一电流放大器的输出结果与所述加法器的输出结果进行差分运算，得到差分电流信号；所述差分子电路与所述积分采样子电路相连，所述积分采样子电路用于将所述差分电流信号进行积分采样，得到差分电压信号。
8.根据权利要求5所述的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，其特征在于，所述电流模式有源像素传感器电路还包括：第二电流放大器；
所述第二电流放大器连接在所述感光器件与所述第一电流放大器之间。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，其特征在于，所有所述目标电压信号和所有所述指定数字信号共同形成图像。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，其特征在于，还包括：两个存储单元；
所述两个存储单元分别用于存储所述目标电压信号以及所述指定数字信号。
视锥视杆复用式仿生视觉传感器
技术领域
背景技术
[0003] 仿生视觉传感器主要是对人眼视网膜的模态进行仿真，人眼视网膜主要包括两种视觉感知细胞，即视锥细胞和视杆细胞，分别对应两种不同的模态。其中，视锥细胞的模态主要是对绝对光强信息与颜色信息敏感，具有很高的图像还原精度，但是还原速度较慢；与视锥细胞的模态相反，视杆细胞主要是对光强信息的变化量进行感知，具有感知速度较快且感知的动态范围较大，但是其无法感知绝对光强信息与颜色信息。
[0004] 但是，现有技术中存在的仿生视觉传感器均只能对人眼视网膜的其中一种模态进行仿真，形成单一的感知模式，进而只能对某一类信息进行感知。如传统相机，类似于视锥细胞，主要对颜色信息进行感知。如动态视觉传感器(Dynamic Vision Sensor，DVS)，类似于视杆细胞，主要对光强信息的变化量进行感知。而单一模态的视觉传感器应用场景有限。例如，对于类似于视锥细胞的仿生视觉传感器，由于其拍摄得到的是绝对光强信息而非光强信息的变化量，虽然在家用娱乐电子设备中应用非常广泛，但在工业控制领域，往往面临速度不够动态范围太小等问题，因而很难应用。对于类似于视杆细胞的仿生视觉传感器，虽然感知速度很快，但是由于只对运动目标敏感，导致难以拍摄到图像，或者拍摄到的图像质量较差，难以满足娱乐电子设备的需求。而且由于仿生视觉传感器只包含单一的感知模式，在这种感知模式失效时仿生视觉传感器则失效，这对于对稳定性有高要求的无人驾驶、无人机等机器人有很大的局限。另外，目前评价仿生视觉传感器性能的主要指标有图像质量，动态范围与拍摄速度。由上述内容可知，在传统的仿生视觉传感器的框架下，这三个指标往往互斥：如当拍摄速度提高时，仿生视觉传感器的动态范围就会降低；当图像质量提高时拍摄速度一般就会降低，很难同时兼顾。
[0005] 因此，现急需提供一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器。
发明内容
[0006] 为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器。
[0008] 所述电压模式有源像素传感器电路和所述电流模式有源像素传感器电路共用一个感光器件，所述感光器件用于获取目标光信号，并将所述目标光信号转换为电流信号，所述电压模式有源像素传感器电路用于基于所述电流信号，输出表征所述目标光信号中的光强信息的目标电压信号；所述电流模式有源像素传感器电路用于基于所述电流信号，输出表征所述目标光信号中的光强梯度信息的指定数字信号。
[0011] 所述电流积分器用于获取所述电压模式有源像素传感器电路中目标电容的电压模拟信号；
[0012] 所述快门用于控制所述电流积分器的积分时间；
[0013] 所述模数转换器用于将所述目标电容的电压模拟信号转换为所述目标电压信号。
[0014] 优选地，所述目标电容具体为：设置在所述电压模式有源像素传感器电路内的独立电容或者所述电压模式有源像素传感器电路的寄生电容。
[0016] 所述感光器件与所述第一电流放大器相连，所述第一电流放大器与所述比较器的一个输入端相连；
[0017] 所述感光器件周围的指定数量个其他感光器件均分别与所述加法器的输入端相连，所述加法器的输出端与所述比较器的另一个输入端相连；
[0018] 所述比较器的输出端与所述数模转换器相连，所述数模转换器将输入的指定数字信号转换为指定模拟信号，并将所述指定模拟信号输出至所述第一电流放大器或者所述加法器，直至所述比较器的输出端输出事件脉冲信号，所述电流模式有源像素传感器电路输出所述指定数字信号。
[0019] 优选地，所述电流模式有源像素传感器电路还包括：第一电流放大器、加法器、差分电路和电压比较器；
[0020] 所述感光器件与所述第一电流放大器相连，所述第一电流放大器与所述差分电路相连；
[0021] 所述感光器件周围的指定数量个其他感光器件均分别与所述加法器的输入端相连，所述加法器的输出端与所述差分电路相连，所述差分电路用于将所述第一电流放大器的输出结果以及所述加法器的输出结果进行差分运算，并得到差分电压信号；
[0022] 所述差分电路与所述电压比较器相连，所述电压比较器用于根据所述差分电压信号，输出所述指定数字信号。
[0023] 优选地，所述差分电路具体包括：差分子电路和积分采样子电路；
[0024] 所述第一电流放大器以及所述加法器的输出端分别与所述差分子电路相连，所述差分子电路用于将第一电流放大器的输出结果与所述加法器的输出结果进行差分运算，得到差分电流信号；所述差分子电路与所述积分采样子电路相连，所述积分采样子电路用于将所述差分电流信号进行积分采样，得到差分电压信号。
[0025] 优选地，所述电流模式有源像素传感器电路还包括：第二电流放大器；
[0026] 所述第二电流放大器连接在所述感光器件与所述第一电流放大器之间。
[0027] 优选地，所有所述目标电压信号和所有所述指定数字信号共同形成图像。
[0028] 优选地，所述视锥视杆复用式仿生视觉传感器还包括：两个存储单元；
[0029] 所述两个存储单元分别用于存储所述目标电压信号以及所述指定数字信号。
[0030] 本发明实施例提供的一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器，包括：预设数量个电压模式有源像素传感器电路和预设数量个电流模式有源像素传感器电路，一个电压模式有源像素传感器电路和一个电流模式有源像素传感器电路共用一个感光器件。通过电压模式有源像素传感器，可以输出表征目标光信号中的光强信息的目标电压信号，得到的目标电压信号表征光强信息的精度更高，可以得到更高质量的图像，即图像具有更高的图像信噪比。而且，通过电流模式有源像素传感器，可以输出表征目标光信号中的光强梯度信息的指定数字信号，一方面，可以快速得到指定数字信号，使得到图像的速度更快；另一方面，由于指定数字信号表征光强梯度信息，可以提高图像的动态范围。如此可以实现视锥视杆复用式仿生视觉传感器的双模态输出模式，同时保证视锥视杆复用式仿生视觉传感器的图像质量，动态范围与拍摄速度等性能指标，使视锥视杆复用式仿生视觉传感器的稳定性和鲁棒性更强，能够适应不同的拍摄场景，应用范围更广。附图说明
[0031] 为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0032] 图1为本发明实施例提供的一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器的结构示意图；
[0033] 图2为本发明实施例提供的一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器中与所有感光器件相对应的像素阵列的结构示意图；
[0034] 图3为本发明实施例提供的一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器中与所有感光器件相对应的像素阵列的结构示意图；
[0035] 图4为本发明实施例提供的一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器的电路细节示意图；
[0036] 图5为本发明实施例提供的一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器的电路中输入至数模转换器的指定数字信号的变化形式示意图；
[0037] 图6为本发明实施例提供的一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器的结构示意图。
具体实施方式
[0038] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039] 本发明实施例提供了一种视锥视杆复用式仿生视觉传感器，包括：预设数量个电压模式有源像素传感器电路和所述预设数量个电流模式有源像素传感器电路；
[0040] 所述电压模式有源像素传感器电路和所述电流模式有源像素传感器电路共用一个感光器件，所述感光器件用于获取目标光信号，并将所述目标光信号转换为电流信号，所述电压模式有源像素传感器电路用于基于所述电流信号，输出表征所述目标光信号中的光强信息的目标电压信号；所述电流模式有源像素传感器电路用于基于所述电流信号，输出表征所述目标光信号中的光强梯度信息的指定数字信号。
[0041] 具体地，本发明实施例中提供的视锥视杆复用式仿生视觉传感器中包括预设数量个感光器件，所有的感光器件均相同，作用也相同，均是用于获取目标光信号，并将获取到的目标光信号转换为电流信号。
[0042] 目标光信号是指目标物体表面反射的光信号，目标光信号可以直接照射在感光器件上，也可以是通过准直透镜照射在感光器件上，还可以是透过覆盖物照射在感光器件上。目标光信号的波段可以是可见光波段，即目标光信号可以为可见光信号。目标物体是指需要人眼观察的物体，可以是实物，也可以是图像，或者其他形式，本发明中不对目标物体的具体形态进行限定。
[0043] 本发明实施例中提供的视锥视杆复用式仿生视觉传感器中每个感光器件对应两个控制电路，即视锥视杆复用式仿生视觉传感器中包括预设数量个电压模式有源像素传感器电路和预设数量个电流模式有源像素传感器电路，电压模式有源像素传感器电路相当于人眼视网膜的视锥细胞，电流模式有源像素传感器电路相当于人眼视网膜的视杆细胞。
[0044] 一个电压模式有源像素传感器电路和一个电流模式有源像素传感器电路共用一个感光器件，共同对一个感光器件进行控制。电压模式有源像素传感器电路用于基于感光器件转换得到的电流信号，输出表征目标光信号中的光强信息的目标电压信号；电流模式有源像素传感器电路用于基于感光器件转换得到的电流信号，输出表征目标光信号中的光强梯度信息的指定数字信号。
[0045] 需要说明的是，电压模式有源像素传感器电路是指工作模式为电压模式的有源像素传感器(Active Pixel Sensor，APS)电路，也即在其中的感光器件在转换得到电流信号后，需要对电流信号进行积分，得到目标电压信号。而电流模式有源像素传感器电路是指工作模式为电流模式的APS电路，也即在其中的感光器件在转换得到电流信号后，并不需要直接对电流信号进行积分，而是做其他处理。
[0046] 如图1所示，为本发明实施例中提供的视锥视杆复用式仿生视觉传感器的结构示意图，图1中Vcc1和Vcc2分别为第一电源和第二电源，Vcc1和Vcc2具体可以均为3.3V。Vcc1、感光器件11以及左侧支路构成电压模式有源像素传感器电路，Vcc1、感光器件11以及右侧支路构成电流模式有源像素传感器电路。
[0047] 本发明实施例中提供的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，包括：预设数量个电压模式有源像素传感器电路和预设数量个电流模式有源像素传感器电路，一个电压模式有源像素传感器电路和一个电流模式有源像素传感器电路共用一个感光器件。通过电压模式有源像素传感器，可以输出表征目标光信号中的光强信息的目标电压信号，得到的目标电压信号表征光强信息的精度更高，可以得到更高质量的图像，即图像具有更高的图像信噪比。而且，通过电流模式有源像素传感器，可以输出表征目标光信号中的光强梯度信息的指定数字信号，一方面，可以快速得到指定数字信号，使得到图像的速度更快；另一方面，由于指定数字信号表征光强梯度信息，可以提高图像的动态范围。如此可以实现视锥视杆复用式仿生视觉传感器的双模态输出模式，同时保证视锥视杆复用式仿生视觉传感器的图像质量，动态范围与拍摄速度等性能指标，使视锥视杆复用式仿生视觉传感器的稳定性和鲁棒性更强，能够适应不同的拍摄场景，应用范围更广。
[0049] 具体地，本发明实施例中，感光器件由光电二极管(Photo-Diode，PD)组成，其中并不包含滤色器，光电二极管的响应曲线也是一致的，可以对灰度信号进行感知，最终由视锥视杆复用式仿生视觉传感器得到的图像是灰度图像。
[0050] 一般情况下，视锥视杆复用式仿生视觉传感器中一个感光器件与一个像素相对应，视锥视杆复用式仿生视觉传感器中所有感光器件与像素阵列相对应。也就是说，视锥视杆复用式仿生视觉传感器中每个感光器件与相对应在像素阵列中的像素是一一对应的。本发明实施例中，与所有感光器件相对应的像素阵列具体可以如图2和图3所示，图2和图3中每个圆圈均表示一个像素。图2中，像素21周围具有3个其他像素22，图3中，像素31周围具有4个其他像素。图2中每个像素周围均有3个其他像素，图3中每个像素周围均有4个其他像素，则图2的像素阵列相比于图3的像素阵列，在像素阵列中像素数量一定的情况下，集成度更高。而图3的像素阵列相比于图2的像素阵列，由于每个像素可以感知到与周围4个其他像素之间的空间梯度信号，可以使视锥视杆复用式仿生视觉传感器输出的图像质量更好。
[0051] 本发明实施例中，采用图2和图3所示的像素阵列的排列方式，既实现了低速光强信号的获取，还实现了高速空间梯度信号的获取，保证了图像质量、获取的速度与图像的动态范围。
[0052] 在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，所述电压模式有源像素传感器电路还包括：电流积分器、快门以及模数转换器；
[0053] 所述电流积分器用于获取所述电压模式有源像素传感器电路中目标电容的电压模拟信号；
[0054] 所述快门用于控制所述电流积分器的积分时间；
[0055] 所述模数转换器用于将所述目标电容的电压模拟信号转换为所述目标电压信号。
[0056] 具体地，如图1所示，本发明实施例中提供的视锥视杆复用式仿生视觉传感器中电压模式有源像素传感器电路中包括感光器件11，感光器件11具体为PD。电压模式有源像素传感器电路中还包括：电流积分器(Current Integrator，CI)12、快门14以及模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)13。CI12用于获取电压模式有源像素传感器电路中目标电容的电压模拟信号；ADC13用于将所述目标电容的电压模拟信号转换为所述目标电压信号。快门14用于控制CI12的积分时间。例如，快门14控制CI12的积分时间为33ms，则33ms后，快门14闭合，CI12得到目标电容的电压模拟信号，并由ADC13读出。本发明实施例中还可以在ADC13后连接一存储单元，将ADC13读出的目标电容的电压模拟信号存储在存储单元中。ADC13后连接的存储单元具体可以是寄存器、锁存器、SRAM、DRAM、忆阻器等。以寄存器为例，寄存器的位数可以根据ADC13的精度进行选择，本发明实施例中在此可选择8位寄存器存储目标电容的电压模拟信号。在ADC13读出动作完成后，还可以断开快门13，继续使CI12对目标电容的电流进行积分。循环上述步骤可以完成对视频信号的获取。
[0057] 在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，所述目标电容具体为：设置在所述电压模式有源像素传感器电路内的独立电容或者所述电压模式有源像素传感器电路的寄生电容。
[0058] 具体地，本发明实施例中所说的目标电容具体可以是电压模式有源像素传感器电路的寄生电容，也可以是在电压模式有源像素传感器电路内额外引入的一个独立电容，该独立电容与光电二极管串联。
[0059] 本发明实施例中，将电压模式有源像素传感器电路的寄生电容作为目标电容，可以节约额外引入一个独立电容产生的成本。
[0060] 在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，所述电流模式有源像素传感器电路还包括：第一电流放大器、比较器、加法器和数模转换器；
[0061] 所述感光器件与所述第一电流放大器相连，所述第一电流放大器与所述比较器的一个输入端相连；
[0062] 所述感光器件周围的指定数量个其他感光器件均分别与所述加法器的输入端相连，所述加法器的输出端与所述比较器的另一个输入端相连；
[0063] 所述比较器的输出端与所述数模转换器相连，所述数模转换器将输入的指定数字信号转换为指定模拟信号，并将所述指定模拟信号输出至所述第一电流放大器或者所述加法器，直至所述比较器的输出端输出事件脉冲信号，所述电流模式有源像素传感器电路输出所述指定数字信号，所述指定数字信号用于表征所述目标光信号中的光强梯度信息。
[0064] 具体地，如图1所示，电流模式有源像素传感器电路中包括感光器件11，电流模式有源像素传感器电路中还包括：第一电流放大器15、比较器16、加法器17和数模转换器(Digital to Analog Converter，DAC)18。感光器件11与第一电流放大器15相连，第一电流放大器15用于对感光器件11转换得到的电流信号进行放大，放大的倍数为指定数量，即放大的倍数与感光器件11周围的其他感光器件的数量相等，以保证放大后的电流信号与感光器件11周围指定数量个其他感光器件转换得到的电流信号之和在同一量级上。如图2和图3所示，指定数量为3或4。本发明实施例中以指定数量等于4为例进行说明。
[0065] 第一电流放大器15与比较器16的一个输入端相连，将放大后的电流信号输入至比较器16中。感光器件11周围的4个其他感光器件均分别与加法器17的输入端相连，加法器17的输出端与比较器17的另一个输入端相连。4个其他感光器件转换得到的电流信号I1、I2、I3、I4分别输入至加法器17，由加法器17对I1、I2、I3、I4进行求和，并将求和结果输入至比较器16。由比较器16对放大后的电流信号以及加法器17的求和结果进行比较。当前一时刻与当前时刻的比较结果一致，则不做输出，由DAC18将输入的指定数字信号转换为指定模拟信号，并将指定模拟信号输出至第一电流放大器15或者加法器17，输出至第一电流放大器15的指定模拟信号记为IDA2，输出至加法器17的指定模拟信号记为IDA1。输出后再通过比较器16进行比较，当前一时刻与后一时刻的比较结果相反时，由比较器16的输出端输出事件脉冲信号，即比较器16处于边沿触发状态，此时所述电流模式有源像素传感器电路输出指定数字信号，指定数字信号用于表征目标光信号中的光强梯度信息。其中，DAC18输出的指定数字信号是一种用0和1表示的数字信号。
[0066] 需要说明的是，本发明实施例中的加法器可以是实际的器件，也可以是实现加法功能的功能模块，例如可以通过将电流信号I1、I2、I3、I4所在的线路合并成一条线路实现。而且，第一电流放大器也可以是实际的器件，也可以是实现电流放大功能的功能模块，本发明实施例中对此不作具体限定。
[0067] 本发明实施例中还可以使DAC18连接一存储单元，将电流模式有源像素传感器电路输出的指定数字信号存储在存储单元中。DAC18连接的存储单元具体可以是寄存器、锁存器、SRAM、DRAM、忆阻器等。以寄存器为例，寄存器的位数可以根据DAC18的精度进行选择，本发明实施例中在此可选择4位寄存器。
[0068] 如图4所示，为本发明实施例中提供的视锥视杆复用式仿生视觉传感器的电路细节示意图，与图1相对应。图4中，电路结构41为电压模式有源像素传感器电路，电路结构42为电流模式有源像素传感器电路，其中包含了一个电流模式有源像素传感器电路与周围其他电流模式有源像素传感器电路之间的关联关系。图4中，电路结构41中包括两个电源，均为3.3V，电路结构42中包括一个电源，为3.3V。电路结构41和电路结构42共用一个感光器件48。
[0069] 电路结构41中，MOS管43用于实现CS选通，MOS管44用于起偏置作用，MOS管45用于起快门作用，MOS管46用于对感光器件48转换得到的电流信号进行电流积分，电容47用于起保护电路作用。MOS管43与寻址单元415连接，寻址单元415与ADC416连接，ADC416与存储单元417连接。电路结构41和电路结构42之间通过MOS管418连接。寻址单元415用于对存储单元417进行寻址以存储ADC416转换得到的目标电压信号。
[0070] 电路结构42中，感光器件48与MOS管49连接，MOS管49与MOS管410连接且形成电流镜，通过改变MOS管410的沟道宽度，可以使感光器件48转换得到的电流信号Ic与MOS管410中和感光器件48镜像对应的一端的电流信号大小具有指定数量P的倍数关系，即MOS管410中和感光器件48镜像对应的一端的电流为P*Ic。
[0071] 实际上，感光器件周围的4个其他感光器件转换得到的电流信号分别为I1、I2、I3、I4，缩小P＝4倍后分别为I1/4、I2/4、I3/4、I4/4。比较器411与寻址单元412连接，且寻址单元412分别与DAC414和存储单元413连接。需要说明的是，DAC414的输入可以是人为输入的一个周期性增加的指定数字信号，具体可以呈阶梯型递增。寻址单元412用于在比较器411的输出端输出事件脉冲信号时，即比较器411处于边沿触发状态，对存储单元413进行寻址以存储电流模式有源像素传感器电路的输出结果。本发明实施例中通过比较器411实现对电流模式有源像素传感器电路的输出动作的控制，当比较器411的输出端输出事件脉冲信号时，即比较器411处于边沿触发状态，电流模式有源像素传感器电路输出此时的指定数字信号，此时的指定数字信号用于表征目标光信号中的光强梯度信息。存储单元413具体可以是寄存器、锁存器、SRAM、DRAM、忆阻器等。以寄存器为例，寄存器的位数与DAC414的精度有关，本发明实施例中可以采用4位寄存器。
[0072] 其中，输入至DAC414的指定数字信号的变化形式具体如图5所示，指定数字信号具体随时间呈阶梯型递增，当某一时刻N*step时，指定数字信号取值为ΔI，比较器411输出事件脉冲信号，即比较器411处于边沿触发状态，则将此时的ΔI作为电流模式有源像素传感器电路输出的输出。其中，N为此前经过的台阶数，step为每一台阶经过的时长。
[0073] 在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，所述电流模式有源像素传感器电路还包括：第一电流放大器、加法器、差分电路和电压比较器；
[0074] 所述感光器件与所述第一电流放大器相连，所述第一电流放大器与所述差分电路相连；
[0075] 所述感光器件周围的指定数量个其他感光器件均分别与所述加法器的输入端相连，所述加法器的输出端与所述差分电路相连，所述差分电路用于将所述第一电流放大器的输出结果以及所述加法器的输出结果进行差分运算，并得到差分电压信号；
[0076] 所述差分电路与所述电压比较器相连，所述电压比较器用于根据所述差分电压信号，输出所述指定数字信号。
[0077] 具体地，本发明实施例中，输出用于表征目标光信号中的光强梯度信息的指定数字信号时，还可以利用差分电路和电压比较器替换图1中的比较器16和DAC18。即得到如图6所示的视锥视杆复用式仿生视觉传感器的结构示意图。第一电流放大器15与差分电路19相连。
[0078] 感光器件11周围的4个其他感光器件均分别与加法器17的输入端相连，将转换得到的电流信号I1、I2、I3、I4注入至加法器17，加法器17的输出端与差分电路19相连，差分电路19用于将第一电流放大器15的输出结果以及加法器17的输出结果进行差分运算，并得到差分电压信号。差分电路19与电压比较器110相连，电压比较器110用于根据差分电路19得到的差分电压信号，输出指定数字信号。
[0079] 需要说明的是，电压比较器是对输入的差分电压信号进行鉴别与比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路。本发明实施例中可采用的电压比较器有单限比较器、滞回比较器、窗口比较器、三态电压比较器等。电压比较器110根据输入的差分电压信号，对差分电压信号进行选择，通常电压比较器设置有两个阈值，阈值1为上阈值，阈值2为下阈值，只有差分电压信号的脉冲值超过这两个阈值中的一个才会输出指定数字信号。
[0080] 在上述实施例的基础上，本发明实施例中的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，所述差分电路具体包括：差分子电路和积分采样子电路；
[0081] 所述第一电流放大器以及所述加法器的输出端分别与所述差分子电路相连，所述差分子电路用于将第一电流放大器的输出结果与所述加法器的输出结果进行差分运算，得到差分电流信号；所述差分子电路与所述积分采样子电路相连，所述积分采样子电路用于将所述差分电流信号进行积分采样，得到差分电压信号。
[0082] 具体地，由于本发明实施例中采用的电压比较器是对电压信号的比较，所以差分电路需要包括差分子电路和积分采样子电路这两个子电路，且差分子电路与积分采样子电路相连。首先由差分子电路将第一电流放大器的输出结果与加法器的输出结果进行差分运算，得到差分电流信号，然后由所述积分采样子电路将差分电流信号进行积分采样，得到差分电压信号。
[0083] 在上述实施例的基础上，本发明实施例中的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，所述电流模式有源像素传感器电路还包括：第二电流放大器；
[0084] 所述第二电流放大器连接在所述感光器件与所述第一电流放大器之间。
[0085] 具体地，本发明实施例中，由于感光器件转换得到的电流信号较小，即使通过第一电流放大器放大或通过求和计算，其依然较小，对后续操作使用的器件精度要求较高。因此降低对后续操作使用的器件精度要求，在感光器件与第一电流放大器之间连接有第二电流放大器，对感光器件转换得到的电流信号进行初步放大。第二电流放大器可以是实际的器件，也可以是实现电流放大功能的功能模块，本发明实施例中对此不作具体限定。
[0086] 在上述实施例的基础上，本发明实施例中的视锥视杆复用式仿生视觉传感器，所有所述目标电压信号和所有所述指定数字信号共同形成图像。
[0087] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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