本發(fā)明涉及圖像采集技術領域，尤其涉及像素采集電路、圖像傳感器及圖像采集系統(tǒng)。

背景技術：

目前，用于捕捉高速運動的高速相機越來越多應用在工業(yè)監(jiān)測、科學研究和軍工設備等領域。高速相機的核心組件是圖像傳感器。現(xiàn)有的圖像傳感器通常為有源像素傳感器。這種傳感器需要一定的曝光時間來積分微弱的光電流，并且按照采集順序輸出圖像幀格式數據。為了捕捉高速運動，有源像素傳感器需要以非常高的幀速率運行。另外，用戶對圖像分辨率要求也在不斷提高。這就導致有源像素傳感器的數據輸出量比較大。除了部分有用信息，這些輸出的數據通常包含非常高的冗余。其中，冗余信息主要是靜態(tài)的或者是緩慢變化的視場背景。換言之，大量無用的背景信息被不斷的采樣、輸出并處理。因此，現(xiàn)有的圖像傳感器需要很高的輸出帶寬。另外，在對所輸出數據進行后續(xù)處理時，圖像處理設備也需要比較大的資源消耗。

為此，本發(fā)明提出了一種新的圖像采集方案。

技術實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明提供一種新的圖像采集的技術方案，有效的解決了上述中至少一個問題。

根據本發(fā)明的一個方面，提供一種圖像傳感器的像素采集電路，包括光電探測單元、濾波放大單元、采樣保持單元和激活控制單元。光電探測單元適于實時輸出對應照射在其上的光信號的第一電信號。濾波放大單元，其輸入端與光電探測器輸出端耦接，適于對第一電信號執(zhí)行放大操作和濾除低于頻率閾值信號成分的操作，以輸出第二電信號。閾值比較單元，其輸入端與濾波放大單元的輸出端耦接，適于判斷第二電信號是否大于第一閾值和/或是否小于第二閾值，并在大于第一閾值或小于第二閾值時產生一個激活指示信號。采樣保持單元，其輸入端與光電探測單元的輸出端耦接，其輸出端與圖像傳感器的接口總線耦接。激活控制單元，響應于接收到一個激活指示信號，指示采樣保持單元采集并緩存、對應激活指示信號接收時刻的第一電信號，并向接口總線發(fā)送對所緩存的第一電信號的傳輸請求。

可選地，根據本發(fā)明的像素采集電路還包括或邏輯單元和激活信號線?；蜻壿媶卧斎攵伺c閾值比較單元的輸出端耦接，其輸出端與所述激活控制單元耦接。耦接在該或邏輯單元輸入端的激活信號線，適于向或邏輯單元傳遞來自像素采集電路之外的激活指示信號。

可選地，根據本發(fā)明的像素采集電路還包括與采樣保持單元耦接的時間信號線，適于向采樣保持電路傳輸周期信號波形。采樣保持單元還適于采集并緩存對應所緩存的第一電信號的時間信號。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，采樣保持單元包括：第一電容C₁，其第一端接地，第二端與所述光電探測單元的輸出端之間連接有第一開關K₁；第一緩存器B₁，其輸入端與第一電容C₁的第二端連接，第二端與所述數據總線之間連接有第二開關K₂；第二電容C₂，其第一端接地，第二端與所述時間信號線之間連接有第三開關K₃，第二緩存器B₂，其輸入端與第二電容C₂的第二端連接，輸出端與所述接口總線之間連接有第四開關K₄。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，采樣保持單元包括：數據選擇器，其第一輸入端連接所述光電探測單元的輸出端，第二輸入端連接所述時間信號線；第一開關K₁，其第一端與數據選擇器的輸出端連接；第一電容C₁，其第一端接地，其第二端與第一開關K₁的第二端連接；第一緩存器B₁，第一端與第一電容C₁的第二端連接；第二開關K₂，連接在第一緩存器B₁與所述接口總線之間。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，激活控制單元包括：鎖存器，適于響應于接收到的激活指示信號輸出采樣指示信號，以便采樣保持電路根據該采樣指示信號采集并緩存當前時刻的第一電信號和時間信號；傳輸控制器，根據采樣指示信號向接口總線發(fā)送對采樣保持電路所緩存的第一電信號和時間信號的傳輸請求。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，光電探測單元為對數式光電探測器。光電探測器包括：陽極接地的光電二極管PD₁；第一晶體管T₁，其源極與光電二極管PD₁陰極連接，其漏極與柵極連接到電源VDD。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，光電探測器包括：陽極接地的光電二極管PD₁；第一晶體管T₁，其源極與光電二極管PD₁陰極連接，其漏極與電源VDD連接；第一放大器A₁，連接在光電二極管PD₁的陰極與第一晶體管T₁的柵極之間。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，光電探測器包括：陽極接地的光電二極管PD₁；串聯(lián)的N個晶體管，其中第1個晶體管的源級與光電二極管(PD₁)陰極連接，第i個晶體管的漏極與柵極連接到第i+1個晶體管的源級，第N個晶體管的漏極與柵極連接到電源VDD，N≥2，i取值范圍為[1,N-1]。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，光電探測器包括：陽極接地的光電二極管PD₁、串聯(lián)的N個晶體管和第一放大器A₁。其中，第1個晶體管的源級與光電二極管PD₁陰極連接，漏極連接到第2個晶體管的源級。第i個晶體管的漏極與柵極連接到第i+1個晶體管的源級，第N個晶體管的漏極與柵極連接到電源VDD，N≥2，i取值范圍為[2,N-1]。第一放大器A₁連接在光電二極管PD₁的陰極與第1個晶體管的柵極之間。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，濾波放大單元包括：第二放大器A₂，適于對所述光電探測單元輸出的第一電信號執(zhí)行所述放大操作；連接該第二放大器A₂的高通濾波器，濾除經過放大的第一電信號中低于所述頻率閾值的信號成分，以生成所述第二電信號。其中，第二放大器A₂，其輸入正極連接所述光電探測單元輸出端，其輸入負極連接有下拉的第一電阻(R₁)，其輸出端與輸入負極之間連接有第二電阻R₂。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，濾波放大單元包括：第三電容C₃，第一端與所述光電探測單元的輸出端連接；第三放大器A₃，其輸入負極與第三電容C₃的第二端連接；第四電容C₄、可調電阻R₃和第五開關K₅，均并聯(lián)在第三放大器A₃的輸入負極和輸出端之間。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，閾值比較單元包括第一電壓比較器，其反相輸入端與提供第一閾值的信號線連接，其同相輸入端連接所述濾波放大單元的輸出端。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，閾值比較單元包括第二電壓比較器，其同相輸入端與提供第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接濾波放大單元的輸出端。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，閾值比較單元包括：第一電壓比較器，其反相輸入端與提供第一閾值的信號線連接，其同相輸入端連接濾波放大單元的輸出端；第二電壓比較器，其正相輸入端與提供第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接所述濾波放大單元的輸出端。

可選地，在根據本發(fā)明的像素采集電路中，閾值比較單元包括：壓差檢測器，其第一輸入端連接有下拉的第五電容C₅，第二輸入端連接有下拉的第六電容C₆，適于輸出第一輸入端和第二輸入端的差值信號；第六開關K₆，設置在第五電容C₅與所述濾波放大單元的輸出端之間；串聯(lián)在第五電容C₅和第六電容C₆之間的第三緩存器B₃和第七開關K₇；第一電壓比較器，其反相輸入端與提供所述第一閾值的信號線連接；其同相輸入端連接壓差檢測器的輸出端；第二電壓比較器，其正相輸入端與提供所述第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接壓差檢測器的輸出端。其中，在壓差檢測器輸出的差值信號大于第一閾值或者小于第二閾值時，閾值比較單元輸出激活指示信號，并且按照時間順序依次斷開第六開關K₆、閉合第七開關K₇、斷開第七開關K₇和閉合第六開關K₆。

根據本發(fā)明的又一個方面，提供一種圖像傳感器，包括像素采集電路陣列和總線控制單元。像素采集電路陣列中每個像素采集電路包括光電探測單元、濾波放大單元、閾值比較單元、采樣保持單元和激活控制單元。光電探測單元適于實時輸出對應照射在其上的光信號的第一電信號。濾波放大單元，其輸入端與光電探測單元輸出端耦接，適于對第一電信號執(zhí)行放大操作和濾除低于頻率閾值信號成分的操作，以輸出第二電信號。閾值比較單元，其輸入端與濾波放大單元的輸出端耦接，適于判斷第二電信號是否大于第一閾值和/或是否小于第二閾值，并在大于第一閾值或小于第二閾值時產生一個激活指示信號。采樣保持單元，其輸入端與光電探測單元的輸出端耦接，其輸出端與圖像傳感器的接口總線耦接。激活控制單元，響應于接收到一個激活指示信號，指示采樣保持單元采集并緩存、對應激活指示信號接收時刻的第一電信號，并向圖像傳感器的接口總線發(fā)送對所緩存的第一電信號的傳輸請求?？偩€控制單元，通過接口總線與每個像素采集電路的激活控制單元以及采樣保持單元耦接，適于響應于接收到至少一個像素采集電路的激活控制單元所發(fā)送的傳輸請求，依次獲取該至少一個像素采集電路中每一個的第一電信號。

可選地，根據本發(fā)明的圖像傳感器還包括全局激活單元，適于在生成激活指示信號時，通過激活信號線向每個像素采集電路的激活控制單元發(fā)送激活指示信號，以便像素采集電路陣列同時采集并緩存第一電信號。

可選地，在根據本發(fā)明的圖像傳感器中，每個像素采集電路還包括或邏輯單元，其輸入端與所述閾值比較單元的輸出端耦接，其輸出端與所述激活控制單元耦接，其輸入端還與所述全局激活單元耦接。

可選地，根據本發(fā)明的圖像傳感器還包括波形生成器，通過時間信號線與每個像素采集電路的采樣保持單元耦接，適于輸出周期信號波形。采樣保持單元還適于采集并緩存對應所緩存的第一電信號的時間信號。

可選地，在根據本發(fā)明的圖像傳感器中，每個像素采集電路的激活控制單元包括鎖存器和傳輸控制器。鎖存器適于響應于接收到的激活指示信號，鎖存該像素采集電路的激活狀態(tài)并生成采集指示信號，以便采樣保持電路根據該采集指示信號采集并緩存當前時刻的第一電信號和時間信號。傳輸控制器適于根據采集指示信號，向所述總線控制單元發(fā)送行選中請求，并在接收到總線控制單元傳輸的行應答信號時向所述總線控制單元發(fā)送列請求信號。在接收到總線控制單元的列應答信號后，傳輸控制器生成第一復位信號，以便采集保持電路根據第一復位信號繼續(xù)采集第一電信號和時間信號。

可選地，在根據本發(fā)明的圖像傳感器中，總線控制單元包括行控制器和列控制器。行控制器適于接收至少一個像素采集電路發(fā)送的行選中請求，選定其中一行并獲取該行的行地址，并向所選定行中、已發(fā)送行選中請求的像素采集電路傳輸行應答信號。列控制器，適于響應于接收到所選定行中接收到行應答信號的像素采集電路的激活控制單元所發(fā)送的列選中請求，依次獲取每個列選中請求對應的像素采集電路所緩存的第一電信號和\或時間信號。在獲取到所選定行的所有列選中請求對應的第一電信號和時間信號之后，列控制器向行控制器發(fā)送換行指示信號，以便行控制器選定另一行并向該另一行中、已發(fā)送行選中請求的像素采集電路傳輸行應答信號。

可選地，在根據本發(fā)明的圖像傳感器中，所述行控制器包括行選擇模塊和行地址編碼模塊。行選擇模塊適于接收至少一個像素采集電路發(fā)送的行選中請求，選定其中一行并通過行應答線向選定行中已發(fā)送行選中請求的像素采集電路發(fā)送行應答信號。行地址編碼模塊適于生成選定行的行地址。列控制器包括輸出選擇模塊、列選擇模塊和列地址編碼模塊。列選擇模塊，適于響應于接收到選中行中已發(fā)送行選中請求的像素采集電路所發(fā)送的列選中請求，依次選定其中一個列選中請求對應的像素采集電路并向其發(fā)送列應答信號，并指示輸出選擇模塊讀取所選定的像素采集電路的第一電信號和\或時間信號。列地址編碼模塊，適于生成每個所讀取的像素采集電路的列地址。

根據本發(fā)明的又一個方面，提供一種圖像采集系統(tǒng)，包括根據本發(fā)明的圖像傳感器和圖像預處理器。圖像預處理器適于獲取圖像傳感器所采集的至少一個像素采集電路的第一電信號、對應該第一電信號的時間信號和地址信息，并對所獲取的每個像素采集電路的第一電信號和時間信號執(zhí)行放大和模數轉換操作。

綜上，根據本發(fā)明的圖像傳感器可以通過全局激活單元指示像素采集電路陣列生成一幅完整的圖像。特別是高速拍攝應用場景中，本發(fā)明的圖像傳感器由于不需要額外的曝光時間，從而可以拍攝出清晰且無滯后的圖像。進一步，本發(fā)明的圖像傳感器還可以通過每個像素采集電路對光照進行獨立判斷(通過濾波放大單元和閾值比較單元判斷光信號的變化率和變化量是否達到閾值)，并在確定光照滿足條件時，激活并輸出激活時刻本身和該時刻的對應光信號的第一電信號。這樣，根據本發(fā)明的圖像采集系統(tǒng)可以獲取和高速運動對象相關的一系列像素點，并根據這些像素點精確地獲取運動對象的運動軌跡和圖像。特別是，像素采集電路被激活時刻的時間信息在許多應用場合是非常有用的，例如它可以用來計算運動物體的速度等。現(xiàn)有的圖像傳感器恰恰缺少對該時間信息的準確采集。

附圖說明

為了實現(xiàn)上述以及相關目的，本文結合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面，這些方面指示了可以實踐本文所公開的原理的各種方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護的主題的范圍內。通過結合附圖閱讀下面的詳細描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。遍及本公開，相同的附圖標記通常指代相同的部件或元素。

圖1示出了根據本發(fā)明一些實施例的圖像采集系統(tǒng)100的示意圖；

圖2示出了根據本發(fā)明一些實施例的圖像傳感器200的示意圖；

圖3示出了根據本發(fā)明一些實施例的圖像采集電路300的示意圖；

圖4A、4B、4C和4D分別示出了根據本發(fā)明一個實施例的光電探測器的示意圖；

圖5A和圖5B分別示出了一個實施例的濾波放大單元的示意圖；

圖6A、6B、6C和6D分別示出了根據本發(fā)明一個實施例的閾值比較單元的示意圖；

圖7A和圖7B分別示出了根據本發(fā)明一個實施例的采樣保持單元的示意圖；

圖8示出了根據本發(fā)明一些實施例的圖像傳感器800的示意圖；以及

圖9示出了圖8中一個圖像采集電路900的示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

圖1示出了根據本發(fā)明一些實施例的圖像采集系統(tǒng)100的示意圖。如圖1所示，圖像采集系統(tǒng)100包括圖像傳感器110和圖像預處理器120。通常，圖像傳感器110包括多個像素采集電路組成的陣列111和總線控制單元112。陣列111中每個像素采集電路通過接口總線與總線控制單元112耦接。為了能夠對運動對象(特別是高速運動對象)進行軌跡追蹤，該陣列111可以實時監(jiān)測照射運動對象相關的光強信息的變化(例如照度變化量和變化速率等)。具體而言，陣列111中每個像素采集電路實時監(jiān)測其上照射的光強信息。一個像素采集電路在確定光強信息的變化滿足預定條件(例如，照度變化量和變化速率都超過各自的閾值)時，可以實時進入激活狀態(tài)。這里，像素采集電路可以采集并緩存進入激活狀態(tài)時刻的光信號對應的第一電信號和該電信號對應的時間信號，并且通過接口總線向總線控制單元112發(fā)送傳輸請求。

這里，時間信號例如可以是像素采集電路在進入激活狀態(tài)時讀取到的關于周期波形信號(例如正弦波、三角波或鋸齒波等，但不限于此)在一個相位點的電壓幅值。這樣，總線控制單元112可以通過接口總線從這個像素采集電路獲取第一電信號和時間信號。在一個典型的應用場景中，運動對象在經過圖像傳感器110的取景范圍時，可以引起陣列111中至少一部分的像素采集電路的光照發(fā)生變化。如果光照變化觸發(fā)這部分像素采集電路進入激活狀態(tài)，總線控制單元112可以獲取這部分像素采集電路所采集的第一電信號、時間信號以及像素采集電路在陣列中的地址，并且傳輸到圖像預處理器120。圖像預處理器120可以被配置為對所獲取的第一電信號進行放大處理和模數轉化處理，以獲取數字化的像素點。這樣，多個像素點和每個像素點的時間信號可以精確地表征運動對象的圖像信息和運動軌跡。下面結合圖2對本發(fā)明的圖像傳感器進行更詳細的說明。

圖2示出了根據本發(fā)明一些實施例的圖像傳感器200的示意圖。圖像傳感器200包括像素采集電路陣列210、總線控制單元220和波形生成器230。其中，波形生成器230可以生成周期信號波形并提供給像素采集電路陣列210。圖像采集電路陣列210通常包括多行圖像采集電路。每行包括一個或多個圖像采集電路。圖2示出了3*3共9個圖像采集電路，但不限于此。下面結合圖3，對像素采集電路陣列210中像素采集電路工作過程以及與總線控制單元220的通信機制進行說明。

圖3示出了根據本發(fā)明一些實施例的圖像采集電路300的示意圖。如圖3所示，圖像采集電路300包括光電探測單元310、濾波放大單元320、閾值比較單元330和采樣保持電路340和激活控制單元350。

光電探測單元310實時輸出對應照射在其上的光信號的第一電信號。這里，光電探測單元310例如是多種對數式光電探測器，但不限于此。圖4A、4B、4C和4D分別示出了根據本發(fā)明一個實施例的光電探測器的示意圖。

在圖4A所示的實施例中，光電探測器包括陽極接地的光電二極管PD₁和第一晶體管T₁。第一晶體管T₁的源極與光電二極管PD₁陰極連接，其漏極與柵極連接到電源VDD。在一個應用場景中，光電二極管PD₁接收到光照信號后產生電流I。在此基礎上，T₁的源級和柵極之間產生的電壓變化與lnI線性相關。換言之，本實施例中光電探測器的第一電信號與照射光信號強度成對數關系。

在圖4B所示的實施例中，光電探測器包括陽極接地的光電二極管PD₁、第一晶體管T₁和第一放大器A₁。第一晶體管T₁的源極與光電二極管PD₁陰極連接，其漏極與電源VDD連接。第一放大器A₁連接在光電二極管PD₁的陰極與第一晶體管T₁的柵極之間。這里，A₁可以提高T₁的源級和柵極之間產生電壓變化的響應速度。換言之，A₁增加像素采集電路檢測光強變化的靈敏度。

在圖4C所示的實施例中，光電探測器包括陽極接地的光電二極管PD₁和串聯(lián)的N個晶體管。圖4C中N為2，但不限于此。在串聯(lián)的N個晶體管中，第1個晶體管的源級與光電二極管PD₁陰極連接。第i個晶體管的漏極與柵極連接到第i+1個晶體管的源級。第N個晶體管的漏極與柵極連接到電源VDD。其中，N≥2，i取值范圍為[1,N-1]。這里，串聯(lián)的N個晶體管可以提高光電探測器的電流(電壓)增益。

圖4D示出的光電探測器是在圖4C示出實施例的基礎上的改進。圖4D示出的光電探測器包括陽極接地的光電二極管PD₁、串聯(lián)的N個晶體管和第一放大器A₁。其中，第1個晶體管的源級與光電二極管PD₁陰極連接，漏極連接到第2個晶體管的源級。第i個晶體管的漏極與柵極連接到第i+1個晶體管的源級。第N個晶體管的漏極與柵極連接到電源VDD。其中，N≥2，i取值范圍為[2,N-1]。第一放大器A₁連接在光電二極管PD₁的陰極與第1個晶體管的柵極之間。除了上述多個光電探測器實施例之外，本發(fā)明還可以采用多種公知的高實時性的光電探測單元，這里不再贅述。

需要說明的是，傳統(tǒng)的光電探測技術通常需要進行電容充電，然后進行持續(xù)曝光(電容持續(xù)放電)，然后根據電容的剩余電量來確定累積的光照強度。根據本發(fā)明的光電探測單元310在生成代表光信號強度的第一電信號時，并不需要額外的曝光時間。因此，光電探測單元310可以無延遲的輸出第一電信號。綜上，根據本發(fā)明的像素采集電路可以關注視野中的引起光強變化的動態(tài)成分并自動過濾掉無用的背景信息。每個像素采集電路實時地響應光強變化并具有亞微秒量級的響應速度。根據本發(fā)明的像素采集電路陣列大幅度地壓縮輸出數據量，以便圖像系統(tǒng)中后續(xù)設備可以方便地處理實時圖像數據。

對于光電探測單元310所實時輸出的第一電信號，本發(fā)明的采樣保持單元340在執(zhí)行判斷操作之前，未直接采集一個時刻的第一電信號并通過接口總線傳輸到總線控制單元。換言之，不同傳統(tǒng)圖像傳感器的工作方式，本發(fā)明像素采集電路首先通過執(zhí)行判斷操作來確定照射在其上的光照信號是否與高速運動相關。在第一電信號與高速運動相關時，采樣保持單元340可以采樣并緩存第一電信號。具體而言，像素采集電路300可以通過濾波放大單元320和閾值比較單元330判斷第一電信號是否與高速運動相關。

濾波放大單元320的輸入端與光電探測單元310輸出端耦接，適于對第一電信號執(zhí)行放大操作和濾除低于頻率閾值信號成分的操作，以輸出第二電信號。這里，濾波放大單元320可以濾除掉第一電信號中對應低速運動的信號成分。換言之，濾波放大單元320可以濾除掉變化率較低的光照所對應的信號成分。濾波放大單元320可以采用多種公知的濾波和放大技術。但不限于此，本發(fā)明的圖5A和圖5B分別示出了一個實施例的濾波放大單元的示意圖。

在圖5A示出的實施例中，濾波放大單元包括第二放大器A₂和高通濾波器。第二放大器A₂的輸入正極光電探測單元的輸出端連接，輸入負極連接有下拉的第一電阻R₁。第二放大器A₂的輸出端與輸入負極之間連接有第二電阻R₂。連接第二放大器A₂的高通濾波器可以濾除經過放大的第一電信號中低于頻率閾值的信號成分，并輸出第二電信號。

在圖5B示出的實施例中，濾波放大單元包括第三電容C₃、第三放大器A₃、第四電容C₄、可調電阻R₃和第五開關K₅。第三放大器A₃的輸入負極與第三電容C₃的第二端連接。第三放大器A₃輸入正極連接一個參考電位。通常，該參考點位與第一電信號變化范圍的中位值一致，但不限于此。第四電容C₄、可調電阻R₃和第五開關K₅均并聯(lián)在第三放大器A₃的輸入負極和輸出端之間。在本實施中，第三電容C3可以隔離第一電信號中的直流成分。第四電容C₄和第三電容C₃比值與濾波放大單元的增益成正比。另外，第四電容C₄和可調電阻R₃組成了濾波器。該濾波器可以濾除第一電信號的交流成分中低于頻率閾值的信號成分。這里，頻率閾值取決于可調電阻R₃的阻值?？烧{電阻R₃例如可以由圖像采集系統(tǒng)通過接口總線所發(fā)送的指示信號來調節(jié)阻值。該指示信號可以是根據用戶輸入來確定的，但不限于此。

閾值比較單元330輸入端與濾波放大單元320的輸出端耦接。閾值比較單元330適于判斷第二電信號是否大于第一閾值和/或是否小于第二閾值，并在大于第一閾值或小于第二閾值時產生一個激活指示信號。在一個實施例中，取決于期望的配置，閾值比較單元330可以只判斷第二電信號是否大于第一閾值。在又一個例子中，閾值比較單元330被配置為判斷第二電信號是否小于第二閾值。在又一個例子中，閾值比較單元330被配置為判斷第二電信號是否屬于第二閾值至第一閾值的區(qū)間。其中，第二閾值小于第一閾值。這樣，根據本發(fā)明的閾值比較單元330可以檢測像素采集電路300上光照強度的變化量是否較大(光照強度可以變大或變小)。圖6A、6B、6C和6D分別示出了根據本發(fā)明一個實施例的閾值比較單元的示意圖。

在圖6A所示的實施例中，閾值比較單元包括第一電壓比較器VC₁。第一電壓比較器VC₁反相輸入端與提供第一閾值的信號線連接，其同相輸入端連接濾波放大單元的輸出端。這樣，本實施例的閾值比較單元可以判斷第二電信號是否大于第一閾值。

在圖6B所示的實施例中，閾值比較單元包括第二電壓比較器VC₂。第二電壓比較器VC₂同相輸入端與提供第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接濾波放大單元的輸出端。這樣，本實施例的閾值比較單元可以判斷第二電信號是否小于第二閾值。

在圖6C所示的實施例中，閾值比較單元包括第一電壓比較器VC₁和第二電壓比較器VC₂。第一電壓比較器VC₁，反相輸入端與提供第一閾值的信號線連接，其同相輸入端連接濾波放大單元的輸出端。第二電壓比較器VC₂，正相輸入端與提供第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接濾波放大單元320的輸出端。

在圖6D所示的實施例中，閾值比較單元包括壓差檢測器VD₁、第五電容C₅、第六電容C₆、第三緩存器B₃、第七開關K₇、第一電壓比較器VC₁和第二電壓比較器VC₂。壓差檢測器VD₁的第一輸入端連接有下拉的第五電容C₅，第二輸入端連接有下拉的第六電容C₆。第六開關K₆設置在第五電容C₅與濾波放大單元320的輸出端之間。第三緩存器B₃和第七開關K₇串聯(lián)在第五電容C₅和第六電容C₆之間。第一電壓比較器VC₁反相輸入端與提供第一閾值的信號線連接，同相輸入端連接壓差檢測器VD₁的輸出端。第二電壓比較器VC₂，正相輸入端與提供第二閾值的信號線連接，反相輸入端連接壓差檢測器VD₁的輸出端。這樣，壓差檢測器可以將第一輸入端的第二電信號與第二輸入端保持的信號進行比較并輸出差值信號。在壓差檢測器VD₁輸出的差值信號大于第一閾值或者小于第二閾值時，閾值比較單元輸出激活指示信號。需要說明的是，VC₁和VC₂的輸出端連接到或邏輯單元的輸入端。在或邏輯單元輸出端輸出激活指示信號時，閾值比較單元按照時間順序依次斷開第六開關K₆、閉合第七開關K₇、斷開第七開關K₇和閉合第六開關K₆。這樣，閾值比較單元可以將第二輸入端保持的信號更新為當前第一輸入端的第二電信號。

采樣保持單元340輸入端與光電探測單元310的輸出端耦接，其輸出端與數據總線耦接。圖7A和圖7B分別示出了根據本發(fā)明一個實施例的采樣保持單元的示意圖。

在圖7A所示實施例中，采樣保持單元包括第一電容C₁、第二電容C₂、第一開關K₁、第二開關K₂、第三開關K₃、第四開關K₄、第一緩存器B₁和第二緩存器B₂。第一電容C₁第一端接地，第二端與光電探測單元的輸出端之間連接有第一開關K₁。第一緩存器B₁其輸入端與第一電容C₁的第二端連接，第二端與接口總線之間連接有第二開關K₂。第二電容C₂第一端接地，第二端與波形生成器之間連接有第三開關K₃。第二緩存器B₂輸入端與第二電容C₂的第二端連接，輸出端與接口總線之間連接有第四開關K₄。應注意，在根據本發(fā)明的其他實施例中未配置有波形生成器時，第三開關K₃、第四開關K₄和第二緩存器B₂可以省略。

在圖7B所示的實施例中，采樣保持單元包括數據選擇器MUX、第一開關K₁、第二開關K₂、第一電容C₁和第一緩存器B₁。數據選擇器MUX第一輸入端連接光電探測單元的輸出端，第二輸入端連接時間信號線(即連接波形生成器750)。第一開關K₁第一端與數據選擇器MUX的輸出端連接。第一電容C₁第一端接地，第二端與第一開關K₁的第二端連接。第一緩存器B₁第一端與第一電容C₁的第二端連接。第二開關K₂連接在第一緩存器B₁與數據總線之間。根據數據選擇器MUX的不同選擇，采樣保持單元可以輸出第一電信號和時間信號中的一種。

在閾值比較單元330產生激活指示信號時，激活控制單元350響應于接收到一個激活指示信號，指示采樣保持單元330采集并緩存、對應激活指示信號接收時刻的第一電信號。另外，激活控制單元350向接口總線發(fā)送對所緩存的第一電信號的傳輸請求。

另外，總線控制單元220可以響應于接收到至少一個像素采集電路的傳輸請求，依次接收該至少一個像素采集電路的第一電信號和\或時間信號。這里，總線控制單元220可以采用多種公知連接方式與像素采集電路陣列210通信。

圖8示出了根據本發(fā)明一些實施例的圖像傳感器800的示意圖。

如圖8所示，圖像傳感器800包括像素采集電路陣列810、行控制器820、列控制器830、全局激活單元840和波形生成器850。其中，行控制器820和列控制器830組成總線控制單元。波形生成器850適于輸出周期信號波形。全局激活單元840適于根據用戶輸入或者圖像采集系統(tǒng)的全圖像采集指示信號，生成激活指示信號，并且將激活指示信號傳輸到每個像素采集電路。應注意，全局激活單元840并不是必需的，可以被其他能夠提供激活指示信號的方式來替代，本發(fā)明對此不做過多限制。圖8中示出了陣列810的部分像素采集電路。這部分像素采集電路按行可以分為第i-1、i和i+1行(對應行請求線)，按列可以分為第j-1、j和j+1列(對應列請求線)，但不限于此。

圖像采集電路陣列810中每一行(例如圖8中第i行)通過一條行請求線和一條行應答線與行控制器820耦接。圖像采集陣列810中每一列通過一條列請求線、一條列應答線、一條傳輸第一電信號的數據線和一條傳輸時間信號的數據線與列控制器830耦接。需要說明的是，所有行請求線、行應答線、列請求線、列應答線是圖像傳感器800的接口總線的一部分。行控制器820包括行選擇模塊821和行地址編碼模塊822。列控制器830包括輸出選擇模塊831、列選擇模塊832和列地址編碼模塊833。圖9示出了圖8中一個圖像采集電路900的示意圖。

如圖9所示，圖像采集電路900包括光電探測單元910、濾波放大單元920、閾值比較單元930、采樣保持電路940、激活控制單元950和或邏輯單元960。

圖9中示出的光電探測單元910被配置為4B。根據本發(fā)明的光電探測單元910還可以被配置為圖4A、4C和4D中任一種，這里不再贅述。圖9中示出的濾波放大單元920被配置為圖5B。濾波放大單元920還可以被配置為圖5A或者公知的其他實施方式，這里不再贅述。圖9中示出的閾值比較單元930被配置為圖6C。閾值比較單元930還可以被配置為圖6A、6B和6D中任一種。圖9中示出的采樣保持單元940被配置為圖7A。采樣保持單元940還可以被配置為圖7B或者公知的其他實施方式，這里不再贅述。

或邏輯單元960，輸入端與閾值比較單元930輸出端以及全局激活單元840耦接，輸出端與激活控制單元950耦接。需要說明的是，在閾值比較單元930被配置為6D的實施方式時，圖6D中或邏輯單元可省略。換言之，圖6D中VC₁和VC₂的輸出端直接連到或邏輯單元960的輸入端。在或邏輯單元960輸出端輸出激活指示信號時，閾值比較單元還按照時間順序依次斷開第六開關K₆、閉合第七開關K₇、斷開第七開關K₇和閉合第六開關K₆。

激活控制單元950包括鎖存器951和傳輸控制器952。鎖存器951適于響應于接收到的激活指示信號(即，全局激活單元840或閾值比較單元930所提供的激活指示信號)，鎖存該像素采集電路的激活狀態(tài)并生成采集指示信號，以便采樣保持單元940根據該采集指示信號采集并緩存當前時刻的第一電信號和時間信號。

在一個實施例中，采樣保持單元940被配置為圖7A所示的實施方式。第一開關K₁和第三開關K₃適于根據采集指示信號進入斷開狀態(tài)，以便采集保持單元940保持當前時刻的第一電信號和時間信號。這里，當前時刻是第一開關K₁和第三開關K₃的斷開時間。接收激活指示信號的時刻與當前時刻的時差很小，可以忽略不計。換言之，當前時刻與接收到激活指示信號的時刻一致。傳輸控制器952適于根據采集指示信號，向行控制器820發(fā)送行選中請求。行控制器820中行選擇模塊821適于接收至少一個像素采集電路發(fā)送的行選中請求。行選擇模塊821選定其中一行并通過行應答線向選定行中已發(fā)送行選中請求的像素采集電路發(fā)送行應答信號。行地址編碼模塊822適于生成選定行的行地址。在接收到行控制器820傳輸的行應答信號時，傳輸控制器952向列控制器830發(fā)送列選中請求。列控制器830中列選擇模塊832，適于響應于接收到選定行中已發(fā)送行選中請求的像素采集電路所發(fā)送的列選中請求，依次選定其中一個列選中請求對應的像素采集電路并通過列應答線向其輸出列應答信號，并指示輸出選擇模塊831讀取所選定的像素采集電路的第一電信號和時間信號。另外，列地址編碼模塊733適于生成每個所讀取的像素采集電路的列地址。這樣，圖像預處理器可以根據來自行控制器820的行地址和列控制器830的列地址確定生成第一電信號的像素采集電路的地址。在接收到列應答信號后，傳輸控制器852生成第一復位信號。這樣，第一開關K₁和第三開關K₃根據第一復位信號進入閉合狀態(tài)。與該像素采集電路900對應的行應答線耦接的第二開關K₂和第四開關K₄，在該行應答信號線傳輸有行應答信號期間保持閉合狀態(tài)，并在未傳輸有行應答信號時進入斷開狀態(tài)。

在又一個實施例中，采樣保持電路940被配置為圖7B所示的實施方式。第一開關K₁適于根據所述采集指示信號進入斷開狀態(tài)，并根據第一復位指示信號進入閉合狀態(tài)。第二開關K₂與該像素采集電路對應的行應答總線耦接。K₂在該行應答信號線傳輸有行應答信號期間保持閉合狀態(tài)，并在未傳輸有行應答信號時進入斷開狀態(tài)。

另外，列控制器830在完成對選定行中已發(fā)送行選中請求的像素采集電路的數據讀取后，向行控制器820發(fā)送換行指示信號。這樣行控制器820選定另一行并向該另一行中、已發(fā)送行選中請求的像素采集電路傳輸行應答信號。

另外，在濾波放大單元920被配置為圖5B所示的實施方式時，激活控制單元950還適于在接收到激活指示信號時輸出第二復位信號。這樣，濾波放大單元920中第五開關K₅可以根據該第二復位信號進入閉合狀態(tài)。激活控制單元950在接收到列應答信號時，列控制器830通常已讀取采樣保持單元的第一電信號和\或時間信號。傳輸控制器952在接收到列應答信號之后，指示鎖存器951取消對激活狀態(tài)的鎖定(即鎖存器951復位)，并取消第二復位信號的輸出。這樣，第五開關K₅進入斷開狀態(tài)，以便濾波放大單元820繼續(xù)對來自光電探測單元810的第一電信號進行實時濾波和放大。在又一個實施例中，激活控制單元950也可以在接收到列應答信號時，依次輸出第二復位信號和取消輸出復位信號。

綜上，根據本發(fā)明的圖像傳感器可以通過全局激活單元指示像素采集電路陣列生成一幅完整的圖像。特別是高速拍攝應用場景中，本發(fā)明的圖像傳感器由于不需要額外的曝光時間，從而可以拍攝出清晰且無滯后的圖像。進一步，本發(fā)明的圖像傳感器還可以通過每個像素采集電路對光照進行獨立判斷(通過濾波放大單元和閾值比較單元判斷光信號的變化率和變化量是否達到閾值)，并在確定光照滿足條件時，激活并輸出激活時刻本身和該時刻的對應光信號的第一電信號。這樣，根據本發(fā)明的圖像采集系統(tǒng)可以獲取和高速運動對象相關的一系列像素點，并根據這些像素點精確地獲取運動對象的運動軌跡和圖像。特別是，像素采集電路被激活時刻的時間信息在許多應用場合是非常有用的，例如它可以用來計算運動物體的速度等?，F(xiàn)有的圖像傳感器恰恰缺少對該時間信息的準確采集。

A9、如7所述的像素采集電路，其中，所述光電探測器包括：陽極接地的光電二極管(PD₁)；第一晶體管(T₁)，其源極與光電二極管(PD₁)陰極連接，其漏極與電源VDD連接；第一放大器(A₁)，連接在光電二極管(PD₁)的陰極與第一晶體管T₁的柵極之間。A10、如A7所述的像素采集電路，其中，所述光電探測器包括：陽極接地的光電二極管(PD₁)；串聯(lián)的N個晶體管，其中第1個晶體管的源級與光電二極管(PD₁)陰極連接，第i個晶體管的漏極與柵極連接到第i+1個晶體管的源級，第N個晶體管的漏極與柵極連接到電源VDD，N≥2，i取值范圍為[1,N-1]。A11、如A7所述的像素采集單元，其中，所述光電探測器包括：陽極接地的光電二極管(PD₁)；串聯(lián)的N個晶體管，其中第1個晶體管的源級與光電二極管(PD₁)陰極連接，第1個晶體管的漏極連接到第2個晶體管的源級，第i個晶體管的漏極與柵極連接到第i+1個晶體管的源級，第N個晶體管的漏極與柵極連接到電源VDD，N≥2，i取值范圍為[2,N-1]；第一放大器(A₁)，連接在所述光電二極管(PD₁)的陰極與第1個晶體管的柵極之間。A12、如A1-A11中任一項所述的像素采集電路，其中，所述濾波放大單元包括：第二放大器(A₂)，適于對所述光電探測單元輸出的第一電信號執(zhí)行所述放大操作；連接該第二放大器(A₂)的高通濾波器，濾除經過放大的第一電信號中低于所述頻率閾值的信號成分，以生成所述第二電信號。A13、如A12所述的像素采集電路，其中，所述第二放大器(A₂)，其輸入正極連接所述光電探測單元輸出端，其輸入負極連接有下拉的第一電阻(R₁)，其輸出端與輸入負極之間連接有第二電阻(R₂)。A14、如A1-A11中任一項所述的像素采集電路，其中，所述濾波放大單元包括：第三電容(C₃)，第一端與所述光電探測單元的輸出端連接；第三放大器(A₃)，其輸入負極與第三電容(C₃)的第二端連接；第四電容(C₄)、可調電阻(R₃)和第五開關(K₅)，均并聯(lián)在第三放大器(A₃)的輸入負極和輸出端之間。A15、如A1-A14中任一項所述的像素采集電路，其中，所述閾值比較單元包括第一電壓比較器，其反相輸入端與提供所述第一閾值的信號線連接，其同相輸入端連接所述濾波放大單元的輸出端。A16、如A1-14中任一項所述的像素采集電路，其中，所述閾值比較單元包括第二電壓比較器，其同相輸入端與提供所述第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接所述濾波放大單元的輸出端。A17、如A1-A14中任一項所述的像素采集電路，其中，所述閾值比較單元包括：第一電壓比較器，其反相輸入端與提供所述第一閾值的信號線連接，其同相輸入端連接所述濾波放大單元的輸出端；第二電壓比較器，其正相輸入端與提供所述第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接所述濾波放大單元的輸出端。A18、如權利要求A1-A14中任一項所述的像素采集電路，其中，所述閾值比較單元包括：壓差檢測器，其第一輸入端連接有下拉的第五電容(C₅)，第二輸入端連接有下拉的第六電容(C₆)，適于輸出第一輸入端和第二輸入端的差值信號；第六開關(K₆)，設置在第五電容(C₅)與所述濾波放大單元的輸出端之間；串聯(lián)在第五電容(C₅)和第六電容(C₆)之間的第三緩存器(B₃)和第七開關(K₇)；第一電壓比較器，其反相輸入端與提供所述第一閾值的信號線連接；其同相輸入端連接壓差檢測器的輸出端；第二電壓比較器，其正相輸入端與提供所述第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接壓差檢測器的輸出端，其中，在所述壓差檢測器輸出的差值信號大于第一閾值或者小于第二閾值時，閾值比較單元輸出激活指示信號，并且按照時間順序依次斷開第六開關(K₆)、閉合第七開關(K₇)、斷開第七開關(K₇)和閉合第六開關(K₆)。

B20、如B19所述的圖像傳感器，還包括全局激活單元，適于在生成激活指示信號時，通過激活信號線向每個像素采集電路的激活控制單元發(fā)送激活指示信號，以便像素采集電路陣列同時采集并緩存第一電信號。B21、如B20所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路還包括：或邏輯單元，其輸入端與所述閾值比較單元的輸出端耦接，其輸出端與所述激活控制單元耦接，其輸入端還與所述全局激活單元耦接。22、如B19-B21中任一項所述的圖像傳感器，還包括波形生成器，通過時間信號線與每個像素采集電路的采樣保持單元耦接，適于輸出周期信號波形；所述采樣保持單元還適于采集并緩存對應所緩存的第一電信號的時間信號。B23、如B22所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的激活控制單元包括：鎖存器，適于響應于接收到的激活指示信號，鎖存該像素采集電路的激活狀態(tài)并生成采集指示信號，以便采樣保持電路根據該采集指示信號采集并緩存當前時刻的第一電信號和時間信號；傳輸控制器，適于根據采集指示信號，向所述總線控制單元發(fā)送行選中請求，并在接收到總線控制單元傳輸的行應答信號時向所述總線控制單元發(fā)送列請求信號，并在接收到總線控制單元的列應答信號后，生成第一復位信號，以便所述采集保持電路根據第一復位信號繼續(xù)采集第一電信號和時間信號。B24、如B23所述的圖像傳感器，其中，所述總線控制單元包括：行控制器，適于接收至少一個像素采集電路發(fā)送的行選中請求，選定其中一行并獲取該行的行地址，并向所選定行中、已發(fā)送行選中請求的像素采集電路傳輸行應答信號；列控制器，適于響應于接收到所選定行中接收到行應答信號的像素采集電路的激活控制單元所發(fā)送的列選中請求，依次獲取每個列選中請求對應的像素采集電路所緩存的第一電信號和\或時間信號，并在獲取到所選定行的所有列選中請求對應的第一電信號和時間信號之后，向行控制器發(fā)送換行指示信號，以便行控制器選定另一行并向該另一行中、已發(fā)送行選中請求的像素采集電路傳輸行應答信號。B25、如B24所述的圖像傳感器，其中，所述行控制器包括：行選擇模塊，適于接收至少一個像素采集電路發(fā)送的行選中請求，選定其中一行并通過行應答線向選定行中已發(fā)送行選中請求的像素采集電路發(fā)送行應答信號；行地址編碼模塊，適于生成選定行的行地址；所述列控制器包括：輸出選擇模塊；列選擇模塊，適于響應于接收到選中行中已發(fā)送行選中請求的像素采集電路所發(fā)送的列選中請求，依次選定其中一個列選中請求對應的像素采集電路并向其發(fā)送列應答信號，并指示輸出選擇模塊讀取所選定的像素采集電路的第一電信號和\或時間信號；列地址編碼模塊，適于生成每個所讀取的像素采集電路的列地址。B26、如B23-B25中任一項所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的采樣保持單元包括:第一電容(C₁)，其第一端接地，第二端與所述光電探測單元的輸出端之間連接有第一開關(K₁)；第一緩存器(B₁)，其輸入端與第一電容(C₁)的第二端連接，第二端與所述數據總線之間連接有第二開關(K₂)；第二電容(C₂)，其第一端接地，第二端與所述時間信號線之間連接有第三開關(K₃)，第二緩存器(B₂)，其輸入端與第二電容(C₂)的第二端連接，輸出端與所述數據總線之間連接有第四開關(K₄)，其中，第一開關(K₁)和第三開關(K₃)適于根據所述采集指示信號進入斷開狀態(tài)，并根據所述第一復位指示信號進入閉合狀態(tài)，第二開關(K₂)和第四開關(K₄)，與所述接口總線中該像素采集電路對應的行應答線耦接，在該行應答線傳輸有行應答信號期間保持閉合狀態(tài)，并在未傳輸有行應答信號時進入斷開狀態(tài)。B27、如B23-B25中任一項所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的采樣保持單元包括：數據選擇器(MUX)，其第一輸入端連接所述光電探測單元的輸出端，第二輸入端連接所述時間信號線；第一開關(K₁)，其第一端與數據選擇器(MUX)的輸出端連接；第一電容(C₁)，其第一端接地，其第二端與第一開關(K₁)的第二端連接；第一緩存器(B₁)，第一端與第一電容(C₁)的第二端連接；第二開關(K₂)，連接在第一緩存器(B₁)與所述接口總線之間；其中，第一開關(K₁)適于根據所述采集指示信號進入斷開狀態(tài)，并根據第一復位指示信號進入閉合狀態(tài)，第二開關(K₂)，與所述接口總線中該像素采集電路對應的行應答線耦接，在該行應答線傳輸有行應答信號期間保持閉合狀態(tài)，并在未傳輸有行應答信號時進入斷開狀態(tài)。B28、如B23-B25中任一項所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的濾波放大單元包括：第三電容(C₃)，第一端與所述光電探測單元的輸出端連接；第三放大器(A₃)，其輸入負極與第三電容(C₃)的第二端連接；第四電容(C₄)、可調電阻(R₃)和第五開關(K₅)，均并聯(lián)在第三放大器(A₃)的輸入負極和輸出端之間。B29、如B28所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的激活控制單元還適于：響應于接收到激活指示信號或者列應答信號輸出第二復位信號，以便該像素采集電路的濾波放大單元中第五開關(K₅)進入閉合狀態(tài)，在接收到列應答信號之后解除該像素采集電路的激活狀態(tài)，并取消輸出第二復位信號，以便該第五開關(K₅)進入斷開狀態(tài)。30、如權利要求23-25中任一項所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的濾波放大單元包括：第二放大器(A₂)，適于對所述光電探測單元輸出的第一電信號執(zhí)行所述放大操作；連接該第二放大器的高通濾波器，濾除經過放大的第一電信號中低于所述頻率閾值的信號成分，以生成所述第二電信號。B31、如B30所述的圖像傳感器，其中，所述第二放大器(A₂)，其輸入正極連接所述光電探測單元輸出端，其輸入負極連接有下拉的第一電阻(R₁)，其輸出端與輸入負極之間連接有第二電阻(R₂)。B32、如B19-B31中任一項所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的閾值比較單元包括第一電壓比較器，其反相輸入端與提供所述第一閾值的信號線連接，其同相輸入端連接所述濾波放大單元的輸出端。B33、如B19-B31中任一項所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的閾值比較單元包括第二電壓比較器，其同相輸入端與提供所述第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接所述濾波放大單元的輸出端。B34、如B19-B31中任一項所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的閾值比較單元包括：第一電壓比較器，其反相輸入端與提供所述第一閾值的信號線連接，其同相輸入端連接所述濾波放大單元的輸出端；第二電壓比較器，其正相輸入端與提供所述第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接所述濾波放大單元的輸出端。B35、如B19-B31中任一項所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的閾值比較單元包括：壓差檢測器，其第一輸入端連接有下拉的第五電容(C₅)，第二輸入端連接有下拉的第六電容(C₆)，適于輸出第一輸入端和第二輸入端的差值信號；第六開關(K₆)，設置在第五電容(C₅)與所述濾波放大單元的輸出端之間；串聯(lián)在第五電容(C₅)和第六電容(C₆)之間的第三緩存器(B₃)和第七開關(K₇)；第一電壓比較器，其反相輸入端與提供所述第一閾值的信號線連接，其同相輸入端連接壓差檢測器的輸出端；第二電壓比較器，其正相輸入端與提供所述第二閾值的信號線連接，其反相輸入端連接壓差檢測器的輸出端，其中，在所述壓差檢測器輸出的差值信號大于第一閾值或者小于第二閾值時，該閾值比較單元輸出激活指示信號，并按照時間順序依次斷開第六開關(K₆)、閉合第七開關(K₇)、斷開第七開關(K₇)和閉合第六開關(K₆)。B36、如B19-B35中任一項所述的圖像傳感器，其中，每個像素采集電路的光電探測單元為對數式光電探測器。B37、如B36所述的圖像傳感器，其中，所述光電探測器包括：陽極接地的光電二極管(PD₁)；第一晶體管(T₁)，其源極與光電二極管(PD₁)陰極連接，其漏極與柵極連接到電源VDD。B38、如B36所述的圖像傳感器，其中，所述光電探測器包括：陽極接地的光電二極管(PD₁)；第一晶體管(T₁)，其源極與光電二極管(PD₁)陰極連接，其漏極與電源VDD連接；第一放大器(A₁)，連接在光電二極管(PD₁)的陰極與第一晶體管T₁的柵極之間。B39、如B36所述的圖像傳感器，其中，所述光電探測器包括：陽極接地的光電二極管(PD₁)；串聯(lián)的N個晶體管，其中第1個晶體管的源級與光電二極管(PD₁)陰極連接，第i個晶體管的漏極與柵極連接到第i+1個晶體管的源級，第N個晶體管的漏極與柵極連接到電源VDD，N≥2，i取值范圍為[1,N-1]。B40、如B36所述的圖像傳感器，其中，所述光電探測器包括：陽極接地的光電二極管(PD₁)；串聯(lián)的N個晶體管，其中第1個晶體管的源級與光電二極管(PD₁)陰極連接，第1個晶體管的漏極連接到第2個晶體管的源級，第i個晶體管的漏極與柵極連接到第i+1個晶體管的源級，第N個晶體管的漏極與柵極連接到電源VDD，N≥2，i取值范圍為[2,N-1]；第一放大器(A₁)，連接在所述光電二極管(PD₁)的陰極與第1個晶體管的柵極之間。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下被實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應當理解，為了精簡本公開并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個，在上面對本發(fā)明的示例性實施例的描述中，本發(fā)明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本發(fā)明要求比在每個權利要求中所明確記載的特征更多特征。更確切地說，如下面的權利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本發(fā)明的單獨實施例。

本領域那些技術人員應當理解在本文所公開的示例中的設備的模塊或單元或組件可以布置在如該實施例中所描述的設備中，或者可替換地可以定位在與該示例中的設備不同的一個或多個設備中。前述示例中的模塊可以組合為一個模塊或者此外可以分成多個子模塊。

本領域那些技術人員可以理解，可以對實施例中的設備中的模塊進行自適應性地改變并且把它們設置在與該實施例不同的一個或多個設備中。可以把實施例中的模塊或單元或組件組合成一個模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的每個特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領域的技術人員能夠理解，盡管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內并且形成不同的實施例。例如，在下面的權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

此外，所述實施例中的一些在此被描述成可以由計算機系統(tǒng)的處理器或者由執(zhí)行所述功能的其它裝置實施的方法或方法元素的組合。因此，具有用于實施所述方法或方法元素的必要指令的處理器形成用于實施該方法或方法元素的裝置。此外，裝置實施例的在此所述的元素是如下裝置的例子：該裝置用于實施由為了實施該發(fā)明的目的的元素所執(zhí)行的功能。

如在此所使用的那樣，除非另行規(guī)定，使用序數詞“第一”、“第二”、“第三”等等來描述普通對象僅僅表示涉及類似對象的不同實例，并且并不意圖暗示這樣被描述的對象必須具有時間上、空間上、排序方面或者以任意其它方式的給定順序。

盡管根據有限數量的實施例描述了本發(fā)明，但是受益于上面的描述，本技術領域內的技術人員明白，在由此描述的本發(fā)明的范圍內，可以設想其它實施例。此外，應當注意，本說明書中使用的語言主要是為了可讀性和教導的目的而選擇的，而不是為了解釋或者限定本發(fā)明的主題而選擇的。因此，在不偏離所附權利要求書的范圍和精神的情況下，對于本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。對于本發(fā)明的范圍，對本發(fā)明所做的公開是說明性的，而非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求書限定。