用于傳感器故障檢測(cè)的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】新穎圖像傳感器包括像素陣列、行控制電路、測(cè)試信號(hào)注入電路、采樣電路、圖像處理電路、比較電路以及控制電路。在一特定實(shí)施例中，該測(cè)試信號(hào)注入電路將測(cè)試信號(hào)注入至該像素陣列，該采樣電路獲取來自該像素陣列的像素?cái)?shù)據(jù)，以及該比較電路比較該像素?cái)?shù)據(jù)與該測(cè)試信號(hào)。如果該像素?cái)?shù)據(jù)不對(duì)應(yīng)于該測(cè)試信號(hào)，則該比較電路輸出錯(cuò)誤信號(hào)。此外，該比較電路被提供以檢測(cè)該圖像傳感器的該控制電路中的故障。
【專利說明】用于傳感器故障檢測(cè)的系統(tǒng)及方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]該申請(qǐng)是標(biāo)題為“用于傳感器故障檢測(cè)的系統(tǒng)及方法”、由相同發(fā)明人提交于2013年2月8日，申請(qǐng)?zhí)枮?3/763,498的未決美國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，申請(qǐng)13/763，498整體上通過引用合并在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總體涉及圖像傳感器，尤其涉及圖像傳感器的故障檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0004]電子圖像傳感器通常被合并到包括例如手機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant, PDA)等的各種裝置中。除傳統(tǒng)用戶控制的靜止視頻照相機(jī)應(yīng)用之外，正在興起越來越多的圖像傳感器應(yīng)用。例如，整體機(jī)器視覺應(yīng)用正在迅速地?cái)U(kuò)大于汽車業(yè)、制造業(yè)、醫(yī)療、安全以及國(guó)防工業(yè)中。在這些應(yīng)用中，機(jī)器通?；谟稍摍C(jī)器的圖像捕獲系統(tǒng)捕獲的信息(例如，一物體相對(duì)于另一物體的位置)執(zhí)行某些操作任務(wù)(例如，防止碰撞任務(wù))。為了使該機(jī)器執(zhí)行與特定情況相關(guān)的適當(dāng)任務(wù)，圖像傳感器必須可靠地捕獲、處理以及輸出準(zhǔn)確地表示觀察到的情況的圖像數(shù)據(jù)。
[0005]互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor, CMOS)圖像傳感器通常包括:傳感器陣列、控制電路、行控制電路(例如，行地址解碼器、像素驅(qū)動(dòng)器等)、列采樣電路以及圖像處理電路。圖像傳感器通常與傳感器陣列對(duì)準(zhǔn)的鏡頭組件配合使用，以在其上聚焦圖像。該傳感器陣列將入射光轉(zhuǎn)變?yōu)楸硎緢D像的電數(shù)據(jù)。該傳感器陣列由以多個(gè)行和列排列的多個(gè)光敏像素組成。這些像素分別經(jīng)由行和列信號(hào)線的網(wǎng)格電耦合至行控制電路和列采樣電路。也就是說，每一個(gè)獨(dú)立像素行經(jīng)由包括例如傳輸線、復(fù)位線(reset line)以及行選擇線的相關(guān)行信號(hào)線組連接至行控制電路并且被該行控制電路控制。每一個(gè)獨(dú)立像素列經(jīng)由分離的列采樣線連接至列采樣電路。該列采樣電路通常包括諸如放大器、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件之類的采樣元件，其耦合至列采樣線，用于數(shù)字化并存儲(chǔ)自像素輸出的電信號(hào)。在具有列并行讀取架構(gòu)的圖像傳感器中，列采樣電路包括用于每一個(gè)列采樣線的這些采樣元件的離散組，以便于可以同時(shí)采樣整像素行。在列并行讀取架構(gòu)中，列采樣電路還包括路由至各種采樣元件的各種信號(hào)線，以向那里輸送控制信號(hào)。(非列并行讀取架構(gòu)也需要各種電平信號(hào)線，雖然不是與列并行架構(gòu)一樣多。)該圖像處理電路接收自列采樣電路輸出的數(shù)字化數(shù)據(jù),并且以可讀格式產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。接口能夠使圖像傳感器與主機(jī)系統(tǒng)(例如，手機(jī)主機(jī)板、車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、制造機(jī)器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等)進(jìn)行通信(例如，輸出格式化圖像/視頻數(shù)據(jù)、接收操作指令等)。通常，圖像傳感器的控制電路連接至行控制電路、列采樣電路、圖像處理電路以及接口，以執(zhí)行各種定時(shí)和控制操作。
[0006]每一個(gè)像素包括:光敏元件(例如，光電二極管、光電門(photogate)等)、傳輸晶體管、浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域、復(fù)位晶體管、源極跟隨(source-follower)晶體管以及行選擇晶體管。該光敏元件操作以累積與其在快門操作期間暴露到的入射光的強(qiáng)度成比例的電荷。該傳輸晶體管將光敏元件連接至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域，并且包括連接至單一傳輸線并因此被該單一傳輸線控制的門極，其中該單一傳輸線專用于整個(gè)像素行。當(dāng)邏輯高電壓信號(hào)施加在傳輸線上時(shí)，來自光敏元件的電荷被傳輸至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域。該復(fù)位晶體管將浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域連接至電壓源端子，并且包括連接至行信號(hào)線的復(fù)位線并因此被該行信號(hào)線的復(fù)位線控制的門極。當(dāng)邏輯高電壓信號(hào)施加在復(fù)位線上時(shí)，該復(fù)位晶體管將浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域連接至電壓源端子，因此將任何先前存儲(chǔ)的電荷復(fù)位至己知狀態(tài)。該源極跟隨晶體管將電壓源端子連接至行選擇晶體管，并且包括連接至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域的門極，以產(chǎn)生表示在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域內(nèi)累積的電荷的放大電壓信號(hào)。該行選擇晶體管將源極跟隨晶體管連接至該列線的像素輸出線，并且包括與該行線的行選擇線連接的門極。當(dāng)邏輯低電壓施加在行選擇線上時(shí)，行選擇晶體管作為源極跟隨晶體管與像素輸出線之間的開啟開關(guān)。相反地，施加在行選擇線的門極上的邏輯高電壓使行選擇晶體管作為源極跟隨晶體管與列采樣線之間的閉合開關(guān)，以便于可以通過列采樣線采樣浮動(dòng)擴(kuò)散的狀態(tài)。
[0007]雖然傳統(tǒng)圖像傳感器滿足許多圖像和視頻捕獲應(yīng)用的需求，但目前的設(shè)計(jì)存在缺陷。例如，CMOS像素由易于出現(xiàn)故障的集成電路元件(例如，晶體管、二極管、電容器等)構(gòu)造。作為另一示例，像素行信號(hào)線(例如，傳輸線、復(fù)位線、行選擇線等)、列采樣線以及列采樣元件控制線(例如，增益放大器控制線、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器控制線、數(shù)字化像素?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置控制線等)易于損壞，尤其是遭受大量分散式壓力引起式負(fù)載的那些。作為另一個(gè)問題，行控制電路也易于出現(xiàn)故障。在傳統(tǒng)圖像傳感器中出現(xiàn)上述故障的任意一個(gè)的情況中，其通常將錯(cuò)誤的圖像數(shù)據(jù)輸出至主機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)然，主機(jī)系統(tǒng)通常不識(shí)別錯(cuò)誤的圖像數(shù)據(jù)與正確的圖像數(shù)據(jù)之間的差異。這可能尤其在其中該圖像數(shù)據(jù)指示由主機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的操作任務(wù)的某些應(yīng)用(即，整體機(jī)器視覺應(yīng)用)中存在問題。甚至當(dāng)電路不是非常易于損壞或出現(xiàn)故障時(shí)，某些應(yīng)用(例如，汽車應(yīng)用)需要系統(tǒng)具有極高的可靠性。
[0008]因此，需要具有改善的圖像數(shù)據(jù)輸出可靠性的圖像傳感器設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明通過提供具有集成故障檢測(cè)的圖像傳感器來克服與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問題。本發(fā)明的各個(gè)方面檢測(cè)光敏像素、像素陣列的控制線以及采樣/保持電路中的故障。
[0010]示例性圖像捕獲裝置包括多個(gè)像素。每一個(gè)像素具有光傳感器、電荷存儲(chǔ)區(qū)域、信號(hào)輸出端以及測(cè)試信號(hào)輸入端。該電荷存儲(chǔ)區(qū)域選擇性地耦合以接收來自該光傳感器的光電流。該信號(hào)輸出端耦合至該電荷存儲(chǔ)區(qū)域，并且輸出表示存儲(chǔ)在該電荷存儲(chǔ)區(qū)域中的電荷量的信號(hào)。該測(cè)試信號(hào)輸入端也耦合至該電荷存儲(chǔ)區(qū)域。測(cè)試信號(hào)注入電路被耦合以將測(cè)試信號(hào)提供至像素的測(cè)試信號(hào)輸入端，并且采樣電路被選擇性地耦合以接收來自像素的輸出端的輸出信號(hào)。比較電路將向像素提供的測(cè)試信號(hào)與自像素接收到的輸出信號(hào)進(jìn)行比較，并且如果該輸出信號(hào)不對(duì)應(yīng)于測(cè)試信號(hào)，則該比較電路提供錯(cuò)誤信號(hào)。可選地，該測(cè)試信號(hào)注入電路耦合至該比較電路，以將向像素提供的測(cè)試信號(hào)直接地提供至該比較電路。公開各種裝置以將向像素提供的測(cè)試信號(hào)與自像素接收到的輸出信號(hào)進(jìn)行比較，并且響應(yīng)于未對(duì)應(yīng)于測(cè)試信號(hào)的輸出信號(hào)提供錯(cuò)誤信號(hào)。
[0011]在公開的實(shí)施例中，像素排列為多個(gè)列，并且該圖像捕獲裝置包括多條電荷注入線。每一個(gè)電荷注入線將相應(yīng)列的像素的測(cè)試信號(hào)輸入端耦合至測(cè)試信號(hào)注入電路。每一個(gè)像素的電荷存儲(chǔ)區(qū)域經(jīng)由電容器耦合至相應(yīng)電荷注入線，并且沒有插入于像素的電荷存儲(chǔ)區(qū)域與電荷注入線之間的開關(guān)裝置。
[0012]在公開的實(shí)施例中，該測(cè)試信號(hào)注入電路能夠在不同的電荷注入線上提供不同的測(cè)試信號(hào)，也能夠以不同定時(shí)在相同的電荷注入線上提供不同的測(cè)試信號(hào)。
[0013]示例性測(cè)試信號(hào)注入電路包括多個(gè)測(cè)試信號(hào)存儲(chǔ)元件以及測(cè)試信號(hào)發(fā)生器。每一個(gè)測(cè)試信號(hào)存儲(chǔ)元件選擇性耦合至相應(yīng)電荷注入線。測(cè)試信號(hào)發(fā)生器耦合至測(cè)試信號(hào)存儲(chǔ)元件，并且操作以產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)值，并且將測(cè)試信號(hào)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)元件中。
[0014]在特定實(shí)施例中，測(cè)試信號(hào)發(fā)生器操作以產(chǎn)生數(shù)字測(cè)試信號(hào)值，并且每一個(gè)存儲(chǔ)元件均為單位(single-bit)存儲(chǔ)元件。該測(cè)試信號(hào)發(fā)生器包括隨機(jī)位發(fā)生器。存儲(chǔ)元件串聯(lián)地耦合在一起，并且來自隨機(jī)位發(fā)生器的位被位移至存儲(chǔ)元件。
[0015]像素可以在圖像捕獲模式或測(cè)試模式中操作。每一個(gè)像素的電荷存儲(chǔ)區(qū)域通過每一個(gè)像素的開關(guān)裝置選擇性地耦合至每一個(gè)像素的光傳感器。控制器被耦合以將傳輸信號(hào)提供至像素的開關(guān)裝置。響應(yīng)于傳輸信號(hào)的第一值，開關(guān)裝置傳導(dǎo)光傳感器與電荷存儲(chǔ)區(qū)域之間的光電流，以易于圖像捕獲。響應(yīng)于傳輸信號(hào)的第二值，開關(guān)裝置阻止光傳感器與電荷存儲(chǔ)區(qū)域之間的光電流，以易于測(cè)試信號(hào)注入。在操作中，該圖像捕獲裝置在連續(xù)的幀時(shí)間上執(zhí)行重復(fù)的圖像捕獲過程，以捕獲圖像數(shù)據(jù)幀。該控制器將該傳輸信號(hào)的該第二值施加圖像捕獲過程的持續(xù)時(shí)間，以易于每N幀時(shí)間的測(cè)試信號(hào)注入，其中N為大于I的整數(shù)。
[0016]另外也公開了檢測(cè)圖像捕獲裝置的控制電路中的故障的裝置。在示例性圖像捕獲裝置中，控制器提供控制信號(hào)。響應(yīng)于控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器操作以基于控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且將驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像捕獲裝置的控制線上。如果控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則比較器響應(yīng)于基于控制信號(hào)的第一輸入和響應(yīng)于基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二輸入產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。在特定實(shí)施例中，比較器直接地比較控制信號(hào)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以確定驅(qū)動(dòng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于控制信號(hào)。公開各種裝置用于比較基于控制信號(hào)的第一輸入和基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二輸入，并且如果控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。
[0017]在一示例中，驅(qū)動(dòng)器為圖像傳感器陣列的行控制驅(qū)動(dòng)器。在另一示例中，驅(qū)動(dòng)器為圖像數(shù)據(jù)采樣電路的元件，其接收來自圖像傳感器陣列的數(shù)據(jù)行。
[0018]公開用于比較控制信號(hào)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的各種裝置。在一示例性實(shí)施例中，圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括被耦合以接收控制信號(hào)并且操作以基于控制信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二驅(qū)動(dòng)器，并且比較器比較第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0019]在另一示例性實(shí)施例中，第一編碼器在第一點(diǎn)處耦合至多條控制線，并且基于在該多條控制線上檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第一編碼值。第二編碼器在距離該第一點(diǎn)一定距離處的第二點(diǎn)處耦合至該多條控制線，并基于在該多條控制線上檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第二編碼值。比較器操作以比較該第一編碼值和該第二編碼值。
[0020]還公開用于檢測(cè)圖像捕獲裝置中的故障的方法。示例性方法包括:提供包括傳感器陣列的圖像捕獲裝置，使圖像聚焦在該傳感器陣列上，并且使用該傳感器陣列重復(fù)地捕獲圖像數(shù)據(jù)的幀。該圖像數(shù)據(jù)表示聚焦在該傳感器陣列上的圖像。該方法進(jìn)一步包括:在該圖像數(shù)據(jù)的重復(fù)捕獲之間周期性地將測(cè)試數(shù)據(jù)注入至該傳感器陣列，自該圖像捕獲裝置讀取該測(cè)試數(shù)據(jù)，并且比較所讀取的測(cè)試數(shù)據(jù)與所注入的測(cè)試數(shù)據(jù)。如果讀取的測(cè)試數(shù)據(jù)不對(duì)應(yīng)于該注入的測(cè)試數(shù)據(jù)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。[0021]另一示例性方法包括:接收控制信號(hào)，基于該控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像捕獲裝置的控制線上。該方法進(jìn)一步包括:比較施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與控制信號(hào)，以及如果該控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。在特定方法中，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像傳感器陣列的行控制線上。在另一特定方法中，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像數(shù)據(jù)采樣電路的控制線上。在再一特定方法中，比較施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與控制信號(hào)的步驟包括:基于控制信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且比較該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)與該驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0022]在另一示例性方法中，比較施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與控制信號(hào)的步驟包括:基于施加在多條控制線上的第一點(diǎn)處的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第一編碼值，以及基于施加在該多條控制線上的第二點(diǎn)處的這些驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第二編碼值。然后，比較該第一編碼值與該第二編碼值。
[0023]公開用于檢測(cè)圖像捕獲裝置的故障的額外方法。一示例性方法包括:接收控制信號(hào)，基于該控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在該圖像捕獲裝置的控制線上，以及比較該施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與該控制信號(hào)。該方法進(jìn)一步包括:如果該控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。
[0024]在一特定方法中，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像傳感器陣列的行控制線上。在另一特定方法中，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像數(shù)據(jù)采樣電路的控制線上。
[0025]可選地，比較施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與控制信號(hào)的步驟可以包括:基于控制信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且比較該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)與該驅(qū)動(dòng)信號(hào)。作為另一選擇，比較施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與控制信號(hào)的步驟可以包括:基于施加在多條控制線上的第一點(diǎn)處的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第一編碼值，以及基于施加在該多條控制線上的第二點(diǎn)處的這些驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第二編碼值，并且比較該第一編碼值與該第二編碼值。
[0026]也可以結(jié)合使用各種方法。例如，上述總結(jié)的方法可以進(jìn)一步包括:接收第二控制信號(hào)，基于該第二控制信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像捕獲裝置的第二控制線上，以及比較基于該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)和該第二控制信號(hào)的輸入。如果該第二控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生第二錯(cuò)誤信號(hào)。
[0027]在一示例性方法中，該圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括圖像傳感器陣列以及圖像數(shù)據(jù)采樣電路，被耦合以接收來自該圖像傳感器陣列的數(shù)據(jù)行。在該示例性方法中，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)為該圖像傳感器陣列中的行控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)為該圖像數(shù)據(jù)采樣電路中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0028]另一示例性方法進(jìn)一步包括:將測(cè)試數(shù)據(jù)周期性地注入至圖像傳感器陣列；以及比較注入至該圖像傳感器陣列的測(cè)試數(shù)據(jù)與通過該圖像數(shù)據(jù)采樣電路自該傳感器陣列接收到的測(cè)試數(shù)據(jù)。該示例性方法還包括:如果注入至該圖像傳感器陣列的測(cè)試數(shù)據(jù)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于通過該圖像數(shù)據(jù)采樣電路自該傳感器陣列接收到的測(cè)試數(shù)據(jù)，則產(chǎn)生第三錯(cuò)
誤信號(hào)。
[0029]還公開一種示例性圖像捕獲裝置。該示例性圖像捕獲裝置包括:控制器，操作以提供控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)器以及比較器。該驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)于該控制信號(hào)，并且操作以基于該控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在該圖像捕獲裝置的控制線上。該比較器響應(yīng)于基于該控制信號(hào)的第一輸入以及基于該驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二輸入。如果該控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則該比較器產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。
[0030]公開各種裝置,用于比較基于控制信號(hào)的第一輸入和基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二輸入，并且如果該控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于該施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。
[0031]在一特定示例性實(shí)施例中，該比較器直接比較該控制信號(hào)與該驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以確定該驅(qū)動(dòng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于該控制信號(hào)。
[0032]在一示例中，該圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括圖像傳感器陣列，并且該驅(qū)動(dòng)器為該圖像傳感器陣列的行控制驅(qū)動(dòng)器。在另一示例中，該圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括被耦合以接收來自該圖像傳感器陣列的數(shù)據(jù)行的圖像數(shù)據(jù)采樣電路，并且該驅(qū)動(dòng)器為該圖像數(shù)據(jù)采樣電路的元件。
[0033]公開用于確定控制信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的多個(gè)裝置。例如，在一示例性實(shí)施例中，該圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括第二驅(qū)動(dòng)器，被耦合以接收該控制信號(hào)。該第二驅(qū)動(dòng)器操作以基于該控制信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且該比較器操作以比較該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)與該驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0034]在另一示例性實(shí)施例中，該圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括多條控制線。第一編碼器在第一點(diǎn)處耦合至該多條控制線，并且被操作以基于在該多條控制線上檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第一編碼值。第二編碼器在距離該第一點(diǎn)一定距離的第二點(diǎn)處耦合至該多條控制線，并且被操作以基于在該多條控制線上檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第二編碼值。然后，該比較器比較該第一編碼值和該第二編碼值。
[0035]本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例可以實(shí)施在單一圖像捕獲裝置中。例如，除第一驅(qū)動(dòng)器之外，公開的實(shí)施例包括響應(yīng)于第二控制信號(hào)的第二驅(qū)動(dòng)器。該第二驅(qū)動(dòng)器被操作以產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且將該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在該圖像捕獲裝置的第二控制線上。第二比較器響應(yīng)于基于該第二控制信號(hào)的第一輸入以及基于該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二輸入。該第二比較器被操作以便于如果該第二控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則產(chǎn)生第二錯(cuò)誤信號(hào)。此外，該圖像捕獲裝置包括圖像傳感器陣列以及圖像數(shù)據(jù)采樣電路，被耦合以接收來自該圖像傳感器陣列的數(shù)據(jù)行。該驅(qū)動(dòng)器為該圖像傳感器陣列的行控制驅(qū)動(dòng)器，該第二驅(qū)動(dòng)器為該圖像數(shù)據(jù)采樣電路的元件。此外，該示例性圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括測(cè)試數(shù)據(jù)注入電路，被操作以將測(cè)試數(shù)據(jù)周期性地注入至該圖像傳感器陣列。第三比較器被操作以比較注入至該圖像傳感器陣列的測(cè)試數(shù)據(jù)與通過該圖像數(shù)據(jù)采樣電路自傳感器陣列接收到的測(cè)試數(shù)據(jù)。如果注入至圖像傳感器陣列的測(cè)試數(shù)據(jù)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于通過該圖像數(shù)據(jù)采樣電路自傳感器陣列接收到的測(cè)試數(shù)據(jù)，則該第三比較器還產(chǎn)生第三錯(cuò)誤信號(hào)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]參考下面的附圖描述本發(fā)明，其中相似的附圖標(biāo)記表示基本上相似的元件:
[0037]圖1為在主機(jī)裝置電路板上安裝的圖像傳感器的透視圖；
[0038]圖2為圖1的圖像傳感器的方塊圖；
[0039]圖3為圖1的圖像傳感器的像素的示意圖；
[0040]圖4為圖1的圖像傳感器的測(cè)試信號(hào)注入電路的示意圖；
[0041]圖5為圖4的測(cè)試信號(hào)注入電路的兩個(gè)相鄰列注入電路的電路圖；[0042]圖6為圖1的圖像傳感器的像素陣列、第一行控制器、第二行控制器以及比較電路的電路圖；
[0043]圖7為示出圖6的比較電路的特征的電路圖；
[0044]圖8為示出圖1的圖像傳感器的控制電路、像素陣列、采樣電路以及比較電路的電路圖；
[0045]圖9為示出圖8的比較電路的額外細(xì)節(jié)的電路圖；
[0046]圖10為圖1的圖像傳感器的另一比較電路的電路圖；
[0047]圖11為說明圖1的圖像傳感器在圖像捕獲模式中的操作的定時(shí)圖；
[0048]圖12為說明圖1的圖像傳感器在測(cè)試模式中的操作的定時(shí)圖；
[0049]圖13為根據(jù)本發(fā)明的替換實(shí)施例中圖7的比較電路的電路圖；以及
[0050]圖14為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中替換采樣電路和替換比較電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]本發(fā)明通過提 供包括故障檢測(cè)電路的圖像傳感器來克服與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問題。在下面的描述中，闡述許多特定細(xì)節(jié)(例如，圖像傳感器類型、像素類型、晶體管類型、像素?cái)?shù)量等)，以提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。然而，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，本發(fā)明可以脫離這些特定細(xì)節(jié)而實(shí)踐。在其他示例中，已經(jīng)省略熟知的集成電路圖像傳感器生產(chǎn)實(shí)踐(例如，晶體管形成、彩色濾光片形成、晶圓切割、半導(dǎo)體摻雜等)和元件的細(xì)節(jié)，以免不必要地模糊本發(fā)明。
[0052]圖1為安裝在印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB) 102的一部分上的圖像傳感器100的透視圖，其中該P(yáng)CB102表示相機(jī)主機(jī)裝置(例如，汽車、制造機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備、手機(jī)等)的PCB。圖像傳感器100與主機(jī)裝置的其他元件經(jīng)由多條導(dǎo)電走線104進(jìn)行電通信。在不例性實(shí)施例中，圖像傳感器100被描述為相機(jī)模塊106的一部分,其進(jìn)一步包括光學(xué)兀件108和外殼110。如圖所不，外殼110安裝于圖像傳感器100,而光學(xué)兀件108固定于其間。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，PCB102、走線104、光學(xué)元件108以及外殼110的特殊設(shè)計(jì)和/或存在將取決于特定應(yīng)用，并且不是與本發(fā)明特別地相關(guān)。因此，PCB102、走線104、光學(xué)元件108以及外殼110僅為特征表示。
[0053]圖2為圖像傳感器100的方塊圖，在該示例性實(shí)施例中，該圖像傳感器100為背照式(Backside Illuminated,BSI) CMOS 圖像傳感器片上系統(tǒng)(System-On-Chip, S0C)。圖像傳感器100包括:控制電路200、像素陣列202、測(cè)試信號(hào)注入電路204、第一行控制器206、第二行控制器208、第一比較電路210、采樣電路212、第二比較電路214、圖像處理器216以及第三比較電路218。
[0054]控制電路200提供用于協(xié)調(diào)并控制圖像傳感器100的各種元件的主要裝置。例如，控制電路200操作以使測(cè)試信號(hào)注入電路204在測(cè)試模式或者圖像捕獲模式中操作。作為另一示例，控制電路200操作以向第一行控制器206和第二行控制器208提供行控制信號(hào)。作為再一示例，控制電路200向采樣電路212提供采樣控制信號(hào)。
[0055]像素陣列202包括以多個(gè)行222和多個(gè)列224排列的多個(gè)像素220。也就是說，像素陣列202包括M+1行222，其中第一個(gè)表示為行22?,而最后一個(gè)表示為行222M。類似地，像素陣列202包括N+1列224，其中第一個(gè)表示為列22\，而最后一個(gè)表示為列224N。像素220的每一個(gè)都具有唯一的地址i，j，其中i表示地址的行，而j表示地址的列。
[0056]測(cè)試信號(hào)注入電路204包括N+1列注入電路226，其連接至列224并且以與列224相同的方式表不。因此，列注入電路226的第一個(gè)表不為列注入電路226m而最后一個(gè)表不為列注入電路226n。當(dāng)測(cè)試信號(hào)注入電路204接收控制電路200執(zhí)行該操作的命令時(shí)，列注入電路22?至226n的每一個(gè)操作以將測(cè)試信號(hào)注入至像素列22\至224N中的相應(yīng)一列。當(dāng)測(cè)試信號(hào)注入電路204被命令為在圖像捕獲模式中操作時(shí)，所有列注入電路226。至226n將相同參考信號(hào)注入至相應(yīng)列224(!至224n的每一個(gè)。
[0057]第一行控制器206操作以產(chǎn)生通過自控制電路200輸出的行控制信號(hào)指令定義的行控制信號(hào)。此外，第一行控制器206電耦合至行222的每一個(gè)，以直接地于其上施加所產(chǎn)生的行控制信號(hào)。第二行控制器208也操作以產(chǎn)生通過自控制電路200輸出的相同行控制信號(hào)指令定義的相同行控制信號(hào)。與第一行控制器206不同，通過第二行控制器208產(chǎn)生的行控制信號(hào)不是意在驅(qū)動(dòng)行222。相反地，其被第一比較電路210使用，以檢查通過第一行控制器206產(chǎn)生的控制信號(hào)是否已經(jīng)跨越行222被適當(dāng)?shù)胤植?。也就是說，第一比較電路210接收通過第二行控制器208產(chǎn)生的控制信號(hào)，然后將其與行222的電狀態(tài)進(jìn)行比較。如果行222的電狀態(tài)不對(duì)應(yīng)于通過第二行控制器208產(chǎn)生的控制信號(hào)，則第一比較電路210輸出表不通過第一行控制器206產(chǎn)生的控制信號(hào)未被適當(dāng)?shù)乜缭揭粋€(gè)或多個(gè)行222分布的錯(cuò)誤信號(hào)。 [0058]采樣電路212操作以根據(jù)來自控制電路200的列采樣指令執(zhí)行采樣操作。因?yàn)槊恳粋€(gè)行222被第一行控制器206順序地選擇,米樣電路212獲取表不每一個(gè)列224的電狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。因此，獲取用于像素陣列202的每一個(gè)像素220的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)需要每幀采樣N+1列224的每一個(gè)總共M+1次。每一次采樣電路212獲取行樣本，其就經(jīng)由數(shù)據(jù)線228將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出至圖像處理器216以用于進(jìn)一步處理。
[0059]第二比較電路214接收通過控制電路200提供至采樣電路212的相同的列采樣指令。第二比較電路214將該采樣指令與實(shí)際控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)采樣電路212進(jìn)行比較。如果該實(shí)際信號(hào)驅(qū)動(dòng)采樣電路212不對(duì)應(yīng)于該采樣指令，則第二比較電路輸出錯(cuò)誤信號(hào)。
[0060]圖像處理器216操作以經(jīng)由已知圖像處理技術(shù)將通過采樣電路212獲取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可讀圖像數(shù)據(jù)。
[0061]第三比較電路218操作以將經(jīng)由測(cè)試信號(hào)注入電路204注入至列224的測(cè)試信號(hào)與通過采樣電路212獲取的所得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果通過采樣電路212獲取的所得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)不適當(dāng)?shù)貙?duì)應(yīng)于該測(cè)試信號(hào)，則第三比較電路218輸出錯(cuò)誤信號(hào)。第三比較電路218可以經(jīng)由數(shù)據(jù)線228或者選擇經(jīng)由圖像處理器216和數(shù)據(jù)線230直接地接收來自采樣電路212的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
[0062]圖3為與一組行控制信號(hào)線3001、電荷注入線302」以及讀取線304j耦合的像素陣列202的像素220” j的示意圖。行控制信號(hào)線300i包括:行選擇線3061、復(fù)位線308i以及傳輸線310”行控制信號(hào)線300可以延伸跨越整行222i;以使第一行控制器206可以將相同的控制信號(hào)提供至行222i的像素220。至220i，N。同樣地，電荷注入線302」和讀取線304j可以沿整列224」延伸。電荷注入線302」使測(cè)試信號(hào)注入電路204能夠?qū)y(cè)試信號(hào)注入像素22CV」至22(\讀取線304」使采樣電路212能夠采樣像素22(\」至220Μ，」的電狀態(tài)。[0063]在該示例性實(shí)施例中，像素220^為四晶體管(four-transistor，4T)像素，其包括:光傳感器312、電荷存儲(chǔ)區(qū)域314、像素電壓源端子(Vdd) 316、復(fù)位晶體管318、傳輸晶體管320、源極跟隨晶體管322、行選擇晶體管324以及耦合電容器326。光傳感器312例如為光電二極管(Photodiode，H))，操作以將入射光轉(zhuǎn)換為帶電電荷。電荷存儲(chǔ)區(qū)域314為浮動(dòng)擴(kuò)散元件，操作以存儲(chǔ)通過光傳感器312產(chǎn)生的電荷。像素電壓源端子316將電壓提供至復(fù)位晶體管318和源極跟隨晶體管322。復(fù)位晶體管318包括:第一端子328，耦合至像素電壓源端子316 ;第二端子330，耦合至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314 ;以及門極332，耦合至復(fù)位線308iO當(dāng)?shù)谝恍锌刂破?06經(jīng)由復(fù)位線308,使復(fù)位信號(hào)(在此情況下為高電壓脈沖)施加在門極332上時(shí)，晶體管318暫時(shí)置于導(dǎo)通狀態(tài)，其中電荷存儲(chǔ)區(qū)域314耦合至像素電壓源端子316。因此，電荷存儲(chǔ)區(qū)域314的先前電荷狀態(tài)返回至已知參考電荷狀態(tài)。一旦復(fù)位線308,返回至低電壓狀態(tài)，復(fù)位晶體管318就返回至非導(dǎo)通狀態(tài)，其中電荷存儲(chǔ)區(qū)域314與像素電壓源端子316電絕緣。傳輸晶體管320包括:第一端子334，被耦合至光傳感器312 ;第二端子336，被耦合至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314 ;以及門極338，耦合至傳輸線310”當(dāng)?shù)谝恍锌刂破?06經(jīng)由傳輸線310i將傳輸信號(hào)(在此情況下為高電壓)施加在門極338時(shí)，傳輸晶體管320置于導(dǎo)通狀態(tài)，其中光傳感器312耦合至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314。因此，通過光傳感器312產(chǎn)生的電荷被傳輸至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314。一旦傳輸線310i返回至低電壓狀態(tài),傳輸晶體管320就返回至非導(dǎo)通狀態(tài)，其中電荷存儲(chǔ)區(qū)域314與光傳感器312電絕緣。源極跟隨晶體管322包括:第一端子340，耦合至像素電壓源端子316 ;第二端子342，耦合至行選擇電晶體324 ;以及門極344，耦合至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，第二端子342的電狀態(tài)將由門極344的電荷狀態(tài)指示，進(jìn)而由電荷存儲(chǔ)區(qū)域314的電荷狀態(tài)指示。因此，第二端子342可以作為像素220i;j的輸出端子，其被操作以輸出表示存儲(chǔ)于電荷存儲(chǔ)區(qū)域314的電荷的電信號(hào)。行選擇晶體管324包括:第一端子346，耦合至源極跟隨晶體管322的第二端子342 ;第二端子348，耦合至讀取線304」；以及第三端子350，耦合至行選擇線306i。當(dāng)?shù)谝恍锌刂破?206將行選擇信號(hào)(在此情況下為高電壓)施加在行選擇線306i上時(shí)，行選擇晶體管324在導(dǎo)通狀態(tài)下操作，其中第一端子346和第二端子348彼此電耦合，從而將自第二端子342輸出的信號(hào)施加在讀取線304」上。當(dāng)行選擇信號(hào)不被施加在行選擇線306,上時(shí)，行選擇晶體管324在開啟狀態(tài)下操作，從而使像素220u的輸出端子不與讀取線304」連接。耦合電容器326包括:第一端子352，耦合至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314 ；以及第二端子354，耦合至電荷注入線302」。耦合電容器326能夠通過控制施加在電荷注入線302」上的電壓使測(cè)試信號(hào)注入電路204 (來自圖2)控制電荷存儲(chǔ)區(qū)域314的電荷狀態(tài)。當(dāng)圖像傳感器100在圖像捕獲模式中操作時(shí)，電荷注入線302的電壓保持在通過光傳感器312產(chǎn)生的電荷傳輸至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314前后的已知參考電平。由于電荷注入線302保持在固定電壓，在給定的時(shí)間中通過光傳感器312產(chǎn)生的電荷的數(shù)量被測(cè)量為來自光傳感器312的電荷傳輸至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314前后電荷存儲(chǔ)區(qū)域314的電荷狀態(tài)之間的差。
[0064]當(dāng)圖像傳感器100在測(cè)試模式中操作時(shí)，測(cè)試信號(hào)注入電路204通過改變施加在電荷注入線302 (因此在電容器326的端子354)上的電壓，而將測(cè)試信號(hào)傳輸至像素220。通過改變?cè)撾妷弘娖?，電荷存?chǔ)區(qū)域314的電荷狀態(tài)被調(diào)整為模擬已知光強(qiáng)的值。例如，如果在圖像捕獲模式期間施加在電荷注入線302上的相同參考電壓在測(cè)試模式期間施加在電荷注入線302上，則讀取線304」的電狀態(tài)看起來好像光傳感器312已經(jīng)產(chǎn)生了最小電荷。如將要在下文中進(jìn)一步詳細(xì)地解釋地，采樣電路212 (來自圖2)像其在圖像捕獲模式期間一樣正常地采樣讀取線304」，并且第三比較電路218比較該數(shù)據(jù)樣本與所注入的測(cè)試信號(hào)并且當(dāng)其不一致時(shí)輸出錯(cuò)誤信號(hào)。
[0065]在圖3的示例性實(shí)施例中，測(cè)試信號(hào)注入至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314。然而，該測(cè)試信號(hào)可以選擇性地例如經(jīng)由復(fù)位晶體管318和傳輸晶體管320注入至光傳感器312。
[0066]圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的測(cè)試信號(hào)注入電路204的示意圖。除列注入電路226。至226n之外，測(cè)試信號(hào)注入電路204包括:隨機(jī)位發(fā)生器400、隨機(jī)位供應(yīng)線402、邏輯高電壓供應(yīng)線404以及邏輯低電壓供應(yīng)線406。此外，測(cè)試信號(hào)注入電路204耦合至緩沖時(shí)鐘信號(hào)線408和電荷注入復(fù) 位信號(hào)線410。緩沖時(shí)鐘信號(hào)線408自控制電路200被路由至測(cè)試信號(hào)注入電路204內(nèi)，以將時(shí)鐘信號(hào)供應(yīng)至列注入電路22?至226n以及隨機(jī)位發(fā)生器400。緩沖器420可以耦合于控制電路200與列注入電路204之間，以緩沖和/或放大來自控制電路200的時(shí)鐘信號(hào)。
[0067]電荷注入復(fù)位線410自控制電路200被路由至測(cè)試信號(hào)注入電路204內(nèi)，以將復(fù)位信號(hào)供應(yīng)至列注入電路226。至226n。隨機(jī)位發(fā)生器400包括輸入端子412和輸出端子414，分別耦合至緩沖時(shí)鐘信號(hào)線408和隨機(jī)位供應(yīng)線402。在一實(shí)施例中，隨機(jī)位發(fā)生器400可以為線性回饋移位寄存器(Linear Feedback Shift Register,LFSR),其被操作以使隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)位施加在隨機(jī)位供應(yīng)線402上，以響應(yīng)自緩沖時(shí)鐘信號(hào)線408接收時(shí)鐘信號(hào)。隨機(jī)位供應(yīng)線402被路由以將隨機(jī)數(shù)據(jù)位供應(yīng)至列注入電路22?至226n，并且還從測(cè)試信號(hào)注入電路204路由至第三比較電路218 (來自圖2)。高電壓供應(yīng)線404和低電壓供應(yīng)線406被路由跨過測(cè)試信號(hào)注入電路204至列注入電路226。至226N。
[0068]圖5為列注入電路226」和相鄰列注入電路226爿的示意圖。每一個(gè)列注入電路226n至22?包括:存儲(chǔ)元件500、第一開關(guān)電路502以及第二開關(guān)電路504。在所示的實(shí)施例中，每一個(gè)存儲(chǔ)元件500為觸發(fā)器電路，該觸發(fā)器電路具有耦合至緩沖時(shí)鐘信號(hào)線408的時(shí)鐘輸入端子506、數(shù)據(jù)位輸入端子508以及數(shù)據(jù)位輸出端子510。存儲(chǔ)元件500N(未示出)的數(shù)據(jù)位輸入端子508耦合至隨機(jī)位供應(yīng)線402 (來自圖4)。除存儲(chǔ)元件500N之外，隨后的存儲(chǔ)元件500^至SOOtl的數(shù)據(jù)位輸入端子508耦合至相鄰存儲(chǔ)元件500的輸出端子510。例如，存儲(chǔ)元件500」的數(shù)據(jù)位輸入端子508耦合至相鄰存儲(chǔ)元件500j+1的數(shù)據(jù)位輸出端子510。同樣，存儲(chǔ)元件500爿的數(shù)據(jù)位輸入端子508耦合至相鄰存儲(chǔ)元件500」的數(shù)據(jù)位輸出端子510。因此，存儲(chǔ)元件500為級(jí)聯(lián)在一起以形成單一串行輸入(single serial-1n)移位寄存器的觸發(fā)器，其中數(shù)據(jù)位經(jīng)由隨機(jī)位供應(yīng)線402自隨機(jī)位發(fā)生器400串行地移入。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，當(dāng)緩沖時(shí)鐘信號(hào)線408被計(jì)時(shí)時(shí)，隨機(jī)位發(fā)生器400施加新的數(shù)據(jù)位在數(shù)據(jù)位輸入端子508N上，從而將先前存儲(chǔ)在存儲(chǔ)元件500n的數(shù)據(jù)位傳輸至存儲(chǔ)元件500^。因此，將新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)位加載至存儲(chǔ)元件SOOci需要使Ν+1時(shí)鐘信號(hào)施加在緩沖時(shí)鐘信號(hào)線408上。在圖5的示例性實(shí)施例中，存儲(chǔ)元件500為觸發(fā)器，在其他實(shí)施例中，存儲(chǔ)元件500可以為脈沖式鎖存器或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory，RAM)。
[0069]第一開關(guān)電路502包括:控制端子512,稱合至電荷注入復(fù)位信號(hào)線410 ;第一輸入端子514，耦合至邏輯高電壓線404 ;第二輸入端子516，耦合至第二開關(guān)電路504 ;以及輸出端子518,稱合至電荷注入線302。在電荷注入復(fù)位信號(hào)線410的控制下,第一開關(guān)電路502將電荷注入線302選擇性地耦合至邏輯高電壓線404或第二開關(guān)電路504。第二開關(guān)電路504包括:控制端子520，耦合至存儲(chǔ)元件500的輸入端子508 ;第一輸入端子522，耦合至邏輯高電壓供應(yīng)線404 ;第二輸入端子524，耦合至邏輯低電壓供應(yīng)線406 ;以及輸出端子526,稱合至第一開關(guān)電路502的第二輸入端子516。在輸入端子508的控制下,第二開關(guān)電路504將第一開關(guān)502的第二輸入端子516選擇性地耦合至邏輯高電壓供應(yīng)線404或邏輯低電壓供應(yīng)線406。
[0070] 圖6為示出像素陣列202、第一行控制器206、第二行控制器208以及第一比較電路210的特征的電路圖。第一行控制器206與第二行控制器208被耦合以接收自控制電路200輸出的數(shù)據(jù)位形式的行控制指令。在所示的實(shí)施例中，自控制電路200輸出的行控制指令包括:行地址指令，用于控制行選擇線306。至306m ;復(fù)位線控制指令，用于控制復(fù)位線308。至308M ;以及傳輸線控制指令，用于控制傳輸線SlOci至310m。行地址指令為數(shù)據(jù)位的形式，其表示行選擇線306。至306m的哪一個(gè)將被施加。行選擇線30?至306m的每一個(gè)包括:第一端600和第二端602，分別耦合至第一行控制器206和第一比較電路210。復(fù)位線308。至308m的每一個(gè)也包括:第一端604和第二端606,分別稱合至第一行控制器206和第一比較電路210。傳輸線310(!至310M的每一個(gè)也包括:第一端608和第二端610,分別f禹合至第一行控制器206和第一比較電路210。
[0071]第一行控制器206包括主行解碼器612和行驅(qū)動(dòng)器614。主行解碼器612包括輸入端子616，被耦合以接收來自控制電路200的行控制信號(hào)指令。行驅(qū)動(dòng)器614耦合至主行解碼器612并且被操作以根據(jù)由主行解碼器612解碼的行控制指令而將行選擇信號(hào)施加在行選擇線306。至306m上、將復(fù)位信號(hào)施加在復(fù)位線308。至308M上并且將傳輸信號(hào)施加在傳輸線310。至310M上。行驅(qū)動(dòng)器614包括多個(gè)輸出端子618。至618M、620Q至620M以及622。至622m。輸出端子618。至618?被操作以輸出與相應(yīng)行選擇線306。至306M相關(guān)的行選擇信號(hào)。第一端600。至600m分別f禹合至輸出端子618。至6 18m。輸出端子620。至620m被操作以輸出與相應(yīng)復(fù)位線30?至308M相關(guān)的復(fù)位信號(hào)。第一端604至604M分別耦合至輸出端子620。至620m。輸出端子622。至622M被操作以輸出與相應(yīng)傳輸線310。至310M相關(guān)的傳輸信號(hào)。第一端608(!至608m分別稱合至輸出端子622(!至622M。
[0072]第二行控制器208包括副行解碼器624，該副行解碼器624包括輸入端子626。第二行控制器208進(jìn)一步包括多個(gè)輸出端子628。至628m、630q至630M以及632。至632M，分別統(tǒng)稱為輸出端子628、630以及632。副行解碼器624的輸入端子626被耦合以通過控制電路200接收與提供至輸入主行解碼器612相同的行控制信號(hào)指令。因此，主行解碼器612和副行解碼器624同時(shí)解碼相同的行控制信號(hào)指令，以使輸出端子628(|至628?的邏輯狀態(tài)與相應(yīng)輸出端子618。至618m的邏輯狀態(tài)匹配，使輸出端子630。至630M的邏輯狀態(tài)與相應(yīng)輸出端子620。至620m的邏輯狀態(tài)匹配，并且使輸出端子632。至632M的邏輯狀態(tài)與相應(yīng)輸出端子622。至622M的邏輯狀態(tài)匹配。例如，當(dāng)輸出端子618。自低電壓狀態(tài)變?yōu)楦唠妷籂顟B(tài)時(shí)，輸出端子628。也在實(shí)際相同的時(shí)間自低電壓狀態(tài)變?yōu)楦唠妷籂顟B(tài)。
[0073]第一比較電路210被操作以將行控制信號(hào)線30(^至300M的電狀態(tài)與自副行解碼器624輸出的控制信號(hào)進(jìn)行比較，其中行控制信號(hào)線300。至300M包括行選擇線306。至306M、復(fù)位線308。至308m以及傳輸線SlOci至310M。如果給定行(如行選擇線306J的特定行控制信號(hào)的邏輯狀態(tài)不與輸出端子62?的邏輯狀態(tài)一致，則第一比較電路210從錯(cuò)誤信號(hào)輸出線634輸出錯(cuò)誤信號(hào)。[0074]第一比較電路210包括多個(gè)第一輸入端子，這些第一輸入端子包括輸入端子636。至636m、638q至638m以及640。至640M。輸入端子636。至636M電耦合至相應(yīng)輸出端子628。至628M、輸入端子638。至638m電耦合至相應(yīng)輸出端子630。至630M以及輸入端子640。至640m電耦合至相應(yīng)輸出端子632。至632m。第一比較電路210進(jìn)一步包括多個(gè)第二輸入端子，這些第二輸入端子包括輸入端子642(!至642^644(!至644M以及646。至646M。輸入端子642。至642m電耦合至相應(yīng)行選擇線306。至306M的相應(yīng)第二端602。至602M。同樣，輸入端子644(!至644m電稱合至相應(yīng)復(fù)位線308(!至308M的相應(yīng)第二端606(!至606M。最后,輸入端子646。至646m電耦合至相應(yīng)傳輸線31(^至310M的相應(yīng)第二端61(^至610M。
[0075]在操作期間，第一比較電路210確定輸入端子63?至636M的邏輯狀態(tài)與相應(yīng)輸入端子64?至642m的邏輯狀態(tài)是否具有預(yù)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定輸入端子63?至638M的邏輯狀態(tài)與相應(yīng)輸入端子64\至644m的邏輯狀態(tài)是否對(duì)應(yīng)，并且確定輸入端子64(^至640M的邏輯狀態(tài)與相應(yīng)輸入端子64?至646m的邏輯狀態(tài)是否對(duì)應(yīng)。如果不是，錯(cuò)誤輸出線634輸出表示圖像傳感器100出現(xiàn)故障的錯(cuò)誤信號(hào)。
[0076]在控制信號(hào)線30(^至300M其中之一損壞的情況下，施加在行驅(qū)動(dòng)器614上的行控制信號(hào)可能不適當(dāng)?shù)胤植加谙嚓P(guān)行內(nèi)的所有像素。重點(diǎn)需要理解地是，經(jīng)由主行解碼器612和副行解碼器624同時(shí)解碼每一組行控制信號(hào)指令，然后比較輸出端子628、630、632與控制信號(hào)線300的相應(yīng)第二端602、606、610的電狀態(tài)，確保來自行驅(qū)動(dòng)器614的行控制信號(hào)適當(dāng)?shù)乜缭叫锌刂菩盘?hào)線300分布。相反地，現(xiàn)有技術(shù)中的圖像傳感器通常沒有檢測(cè)這樣的故障的方式，因此其更可能地向主機(jī)裝置輸出不準(zhǔn)確的圖像數(shù)據(jù)。
[0077]圖7為示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的第一比較電路210的特征的電路圖。第一比較電路210包括多個(gè)比較電路以及錯(cuò)誤信號(hào)線706。在所示的實(shí)施例中，該比較電路可以包括XOR門。在本發(fā)明 的其他實(shí)施例中，可以使用其他邏輯門，如NAND或NOR門。如果每一個(gè)比較電路的兩個(gè)輸入不具有預(yù)定關(guān)系(例如，匹配)，則將輸出錯(cuò)誤信號(hào)。
[0078]在所示的實(shí)施例中，該比較電路的各組包括比較電路70(^至700m、比較電路702。至702m以及比較電路704至704m。比較電路70(^至700M的每一個(gè)包括:相關(guān)的第一輸入端子708、第二輸入端子710以及輸出端子712。如圖所示，每一個(gè)比較電路700以及每一個(gè)相關(guān)組的第一輸入端子708、第二輸入端子710以及輸出端子712以類似的下標(biāo)唯一地表不。例如，比較電路7001(| (未不出)包括第一輸入端子7081(|、第二輸入端子7101(|以及輸出端子7121(|。第一輸入端子708(!至7081(分別電稱合至輸入端子636(!至636m。第二輸入端子71(^至710m分別電耦合至輸入端子642。至642m。所有輸出端子712。至712M電耦合至錯(cuò)誤信號(hào)線706。比較電路702(!至702m的每一個(gè)包括:相關(guān)的第一輸入端子714、第二輸入端子716以及輸出端子718。
[0079]第一輸入端子714(!至7 14m分別電I禹合至輸入端子638。至638M。第二輸入端子716。至716m分別電耦合至輸入端子644。至644m。所有輸出端子718。至718M電耦合至錯(cuò)誤信號(hào)線706。比較電路704至704m的每一個(gè)包括:相關(guān)的第一輸入端子720、第二輸入端子722以及輸出端子724。第一輸入端子720。至720m分別電耦合至輸入端子640。至640M。第二輸入端子722。至722m電耦合至輸入端子646。至646M。所有輸出端子724。至724M電耦合至錯(cuò)誤信號(hào)線706。應(yīng)該意識(shí)到，當(dāng)相關(guān)的比較電路的第一和第二輸入端子不對(duì)應(yīng)時(shí)，該相關(guān)的輸出端子將輸出以邏輯高電壓狀態(tài)的形式的錯(cuò)誤信號(hào)。由于該錯(cuò)誤信號(hào)線706連接至所有輸出端子712。至712M、輸出端子718。至718M以及輸出端子72\至724M，如果其一個(gè)或多個(gè)具有邏輯高電壓狀態(tài)，則輸出錯(cuò)誤信號(hào)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，每一組的比較電路可以耦合至其本身的相應(yīng)錯(cuò)誤信號(hào)線。例如，第一比較電路210可以包括三個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)線，其中一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)線耦合至一組比較電路的所有輸出端子，比較電路TOOci至700M的輸出端子可以耦合至第一錯(cuò)誤信號(hào)線，而比較電路70?至702m以及比較電路704至704M可以分別耦合至第二和第三錯(cuò)誤信號(hào)線。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，比較電路的一個(gè)子集可以耦合至其本身的相應(yīng)錯(cuò)誤信號(hào)線。例如，比較電路TOOci至700p比較電路7(^至7(^_以及比較電路704至704」的輸出端子可以耦合至第一錯(cuò)誤信號(hào)線，而剩余比較電路的輸出端子可以耦合至第二錯(cuò)誤信號(hào)線。在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，每一組的比較電路的一個(gè)于集可以耦合至其本身的相應(yīng)錯(cuò)誤信號(hào)線。例如，比較電路70(^至70011的輸出端子可以耦合至第一錯(cuò)誤信號(hào)線，而比較電路702m+1至702」的輸出端子耦合至第二錯(cuò)誤信號(hào)線。類似地，第三、第四、第五以及第六錯(cuò)誤信號(hào)線可以耦合至比較電路704至704m、比較電路704m+1至704」、比較電路至706m以及比較電路706m+1至706」的輸出端子。
[0080]圖8為示出控制電路200、像素陣列202、采樣電路212以及第二比較電路214的電路圖。采樣電路212獲取來自像素陣列202的讀取線304至304n的像素樣本，并根據(jù)自控制電路200輸出的控制信號(hào)操作。因此，采樣電路212被耦合以接收來自控制電路200的控制信號(hào)。第二比較電路214耦合至采樣電路212和控制電路200并且被操作以當(dāng)來自采樣電路212的控制信號(hào)不對(duì)應(yīng)自控制電路200輸出的控制信號(hào)時(shí)，輸出錯(cuò)誤信號(hào)。 [0081]采樣電路212包括:控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800、第一控制信號(hào)線802、第二控制信號(hào)線804、第三控制信號(hào)線806以及多個(gè)像素讀取電路808。至808N。
[0082]控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800被操作以使自控制電路200輸出的控制信號(hào)在其被施加在第一控制信號(hào)線802、第二控制信號(hào)線804、第三控制信號(hào)線806上之前被調(diào)節(jié)?？刂菩盘?hào)調(diào)節(jié)電路800包括:第一輸入端子810、第二輸入端子812、第三輸入端子814、電平位移(level shift)電路816、第一緩沖電路818、第二緩沖電路820、第三緩沖電路822、第一輸出端子824、第二輸出端子826以及第三輸出端子828。第一輸入端子810被耦合以接收自控制電路200輸出的放大器控制信號(hào)。第二輸入端子812被耦合以接收自控制電路200輸出的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)。第三輸入端子814被耦合以接收自控制電路200輸出的存儲(chǔ)電路控制信號(hào)。電平位移電路816耦合至第一輸入端子810、第二輸入端子812以及第三輸入端子814以電平位移由控制電路200施加于其上的控制信號(hào)。第一緩沖電路818被操作以在通過電平位移電路816位移的電平之后緩沖施加在第一輸入端子810上的放大器控制信號(hào)。在通過第一緩沖電路818緩沖之后，放大器控制信號(hào)被從第一輸出端子824施加在控制信號(hào)線802上。第二緩沖電路820被操作以在通過電平位移電路816位移的電平之后緩沖施加在第二輸入端子812上的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)。在通過緩沖電路820緩沖之后，該模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)被從輸出端子826施加在控制信號(hào)線804上。第三緩沖電路822被操作以在通過電平位移電路816位移的電平之后緩沖施加在第三輸入端子814上的存儲(chǔ)電路控制信號(hào)。在通過緩沖電路822緩沖之后，該存儲(chǔ)電路控制信號(hào)被從輸出端子828施加在控制信號(hào)線806上。
[0083]控制信號(hào)線802包括第一端830和第二端832，控制信號(hào)線804包括第一端834和第二端836,而控制信號(hào)線806包括第一端838和第二端840。控制信號(hào)線802為放大器控制信號(hào)線，被操作以將放大器控制信號(hào)供應(yīng)至像素讀取電路SOStl至808n?？刂菩盘?hào)線802的第一端830和第二端832分別耦合至控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的輸出端子824和第二比較電路214。控制信號(hào)線804為模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)線，被操作以將模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)供應(yīng)至像素讀取電路SOStl至808n。控制信號(hào)線804的第一端834和第二端836分別耦合至控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的輸出端子826和第二比較電路214?？刂菩盘?hào)線806為存儲(chǔ)電路控制信號(hào)線，被操作以將存儲(chǔ)電路控制信號(hào)供應(yīng)至像素讀取電路SOStl至808n?？刂菩盘?hào)線806的第一端838和第二端840分別耦合至控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的輸出端子828和第二比較電路214。
[0084]像素讀取電路808。至808n的每一個(gè)被操作以獲取表示相應(yīng)讀取線304。至304N的電狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 。例如，像素讀取電路808^被操作以獲取表示讀取線304^的電狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。像素讀取電路808。至808ν的每一個(gè)包括:電容器842、放大器844、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器846以及存儲(chǔ)電路848。電容器84?至842N的每一個(gè)包括第一端子850和第二端子852，分別耦合至相應(yīng)讀取線304和放大器844。放大器84\至844N的每一個(gè)被操作以放大相應(yīng)第二端子85?至852n的電狀態(tài)。放大器84\至844N的每一個(gè)耦合至控制信號(hào)線802，并且根據(jù)自控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的輸出端子824輸出的放大控制信號(hào)(例如，增益控制信號(hào))操作。
[0085]模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器846。至846n耦合至相應(yīng)放大器844。至844N并且被操作以數(shù)字化自其輸出的放大信號(hào)。例如，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器846n產(chǎn)生表示自放大器844n輸出的放大電壓的二進(jìn)制數(shù)據(jù)字(binary data word)。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器846。至846N的每一個(gè)f禹合至控制信號(hào)線804并且根據(jù)自控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的第二輸出端子826輸出的模擬-數(shù)字控制信號(hào)操作。存儲(chǔ)電路848。至848n分別耦合至模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器846。至846N并且被操作以存儲(chǔ)自其產(chǎn)生的二進(jìn)制數(shù)據(jù)字。存儲(chǔ)電路848。至848n耦合至控制信號(hào)線806，因此根據(jù)自控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的第三輸出端子828輸出的存儲(chǔ)電路控制信號(hào)操作。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，通過讀取電路SOStl至808n獲取的數(shù)據(jù)位的數(shù)量、二進(jìn)制數(shù)據(jù)字的解析度將取決于特定應(yīng)用。因此，解析度(例如，8位字(8-bit word))不是本發(fā)明的一個(gè)重要方面，因此不需要局限于任意特定數(shù)量的數(shù)據(jù)位或者任意特定類型的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(如連續(xù)近似(successive approximate)寄存器或者斜坡(ramp)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器)。
[0086]第二比較電路214包括:第一輸入端子854、第二輸入端子856、第三輸入端子858、第四輸入端子860、第五輸入端子862、第六輸入端子864。第一輸入端子854被I禹合以接收向控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路的第一輸入端子810提供的相同放大器控制信號(hào)。在所示的實(shí)施例中，第二比較電路214的第一輸入端子854和控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的第一輸入端子810經(jīng)由傳輸線866連接且因此而耦合至相同節(jié)點(diǎn)。第二輸入端子856被耦合以接收自控制電路200向控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的第二輸入端子812提供的相同模擬-數(shù)字控制信號(hào)。在所示的實(shí)施例中，第二比較電路214的第二輸入端子856和控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的第二輸入端子812經(jīng)由傳輸線868連接且因此而耦合至相同節(jié)點(diǎn)。第三輸入端子858被耦合以接收自控制電路200向控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的第三輸入端子814提供的相同存儲(chǔ)電路控制信號(hào)。在示例性實(shí)施例中，第二比較電路214的第三輸入端子858和控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的第三輸入端子814經(jīng)由傳輸線870連接且因此而耦合至相同節(jié)點(diǎn)。
[0087]第四輸入端子860耦合至控制信號(hào)線802的第二端832。第五輸入端子862耦合至控制信號(hào)線804的第二端836。第六輸入端子864稱合至控制信號(hào)線806的第二端840。在操作期間，第二比較電路214分別將第一輸入端子854、第二輸入端子856以及第三輸入端子858的電狀態(tài)與第四輸入端子860、第五輸入端子862以及第六輸入端子864的電狀態(tài)進(jìn)行比較。如果第一輸入端子854、第二輸入端子856以及第三輸入端子858的電狀態(tài)不對(duì)應(yīng)相應(yīng)第四輸入端子860、第五輸入端子862以及第六輸入端子864的電狀態(tài)，則比較電路輸出錯(cuò)誤信號(hào)。
[0088] 圖9為示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第二比較電路214的額外細(xì)節(jié)的電路圖。第二比較電路214包括多個(gè)邏輯門和錯(cuò)誤信號(hào)輸出端子908。在所示的實(shí)施例中，第二比較電路214包括多個(gè)XOR門和OR門。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可以使用其他邏輯門，如XNOR門或NOR門。使用OR門，如果這些輸入端子的任意一個(gè)處于邏輯高時(shí)，則輸出將為邏輯高。
[0089]第二比較電路214包括:第一 XOR門900、第二 XOR門902、第三XOR門904、OR門906以及錯(cuò)誤信號(hào)輸出端子908。第一 XOR門900包括第一輸入端子910、第二輸入端子912以及輸出端子914。第一 XOR門900的第一輸入端子910和第二輸入端子912分別耦合至第一輸入端子854和第四輸入端子860。因此，當(dāng)?shù)谝惠斎攵俗?10和第二輸入端子912均為邏輯高或者均為邏輯低時(shí)，輸出端子914的邏輯狀態(tài)為低，因此代表施加在控制線802上的放大器控制信號(hào)適當(dāng)?shù)胤植加谒蟹糯笃?44(|至84\。如果向控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的第一輸入端子810提供的控制信號(hào)不適當(dāng)?shù)乜缭娇刂凭€802至第四輸入端子860分布，則輸入端子910將不具有與第二輸入端子912相同的邏輯值，從而使輸出端子914具有高邏輯狀態(tài)。
[0090]第二 XOR門902包括第一輸入端子916、第二輸入端子918以及輸出端子920。第二 XOR門902的第一輸入端子916和第二輸入端子918分別耦合至第二輸入端子856和第五輸入端子862。當(dāng)?shù)谝惠斎攵俗?16和第二輸入端子918均為邏輯高或均為邏輯低時(shí)，輸出端子920的邏輯狀態(tài)為低，從而表示施加在控制線804上的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器控制信號(hào)適當(dāng)?shù)胤植嫉剿心M-數(shù)字轉(zhuǎn)換器846。至846n。如果向控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的第二輸入端子812提供的控制信號(hào)不適當(dāng)?shù)乜缭娇刂凭€804至第五輸入端子862分布，則第二輸入端子918和第一輸入端子916將不匹配，從而使輸出端子920具有高邏輯狀態(tài)。
[0091]第三XOR門904包括:第一輸入端子922、第二輸入端子924以及輸出端子926。第三XOR門904的第一輸入端子922和第二輸入端子924分別耦合至第三輸入端子858和第六輸入端子864。當(dāng)?shù)谝惠斎攵俗?22和第二輸入端子924匹配時(shí)，輸出端子926的邏輯狀態(tài)為低，從而表示施加在控制線806上的存儲(chǔ)電路控制信號(hào)適當(dāng)?shù)胤植嫉玫剿写鎯?chǔ)電路84?至848n。如果向控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路800的第三輸入端子814提供的控制信號(hào)不適當(dāng)?shù)乜缭娇刂凭€806至第六輸入端子864分布，則第二輸入端子924和第一輸入端子922將不匹配，從而使輸出端子926具有高邏輯狀態(tài)。
[0092]OR門906包括:第一輸入端子928、第二輸入端子930、第三輸入端子932以及輸出端子908。第一輸入端子928、第二輸入端子930以及第三輸入端子932分別輯合至輸出端子914、920、926。當(dāng)輸出端子914、920、926的邏輯狀態(tài)均為低時(shí)，輸出端子908的邏輯狀態(tài)將為低。如果輸出端子914、920、926的一個(gè)或多個(gè)的邏輯狀態(tài)為高，則輸出端子908將具有高邏輯狀態(tài)，其表示一些類型的故障已經(jīng)出現(xiàn)在采樣電路212中。
[0093]在所示的實(shí)施例中，使用XOR門。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可以使用其他邏輯門，諸如NAND門或NOR門。使用XOR門，如果兩個(gè)輸入不匹配，則將輸出邏輯高。
[0094]圖10為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第三比較電路218 (圖2)的電路圖。當(dāng)圖像傳感器100在測(cè)試模式中操作時(shí)，第三比較電路218將通過隨機(jī)位發(fā)生器400經(jīng)由隨機(jī)位供應(yīng)線402提供的測(cè)試信號(hào)(其也應(yīng)該為通過列注入電路226。至226n提供至像素202然后通過采樣電路212自像素202采樣)與通過采樣電路212實(shí)際獲取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行比較。在所獲取的數(shù)據(jù)不與測(cè)試數(shù)據(jù)匹配的情況下，第三比較電路218從錯(cuò)誤信號(hào)輸出端子1000輸出錯(cuò)誤信號(hào)。在所示的實(shí)施例中，第三比較電路218包括:第一校驗(yàn)和(checksum)電路1002、閾值電路1004、第二校驗(yàn)和電路1006以及比較器1008。
[0095]第一校驗(yàn)和電路1002包括:時(shí)鐘輸入端子1010、數(shù)據(jù)位輸入端子1012以及輸出端子1014。時(shí)鐘輸入端子1010和數(shù)據(jù)位輸入端子1012分別耦合至緩沖時(shí)鐘信號(hào)線408和隨機(jī)位供應(yīng)線402。緩沖器420耦合于控制電路200與緩沖時(shí)鐘信號(hào)線408之間，以緩沖和/或放大來自控制電路200的時(shí)鐘信號(hào)。施加在緩沖時(shí)鐘信號(hào)線408上的時(shí)鐘信號(hào)使第一校驗(yàn)和電路1002順序地，經(jīng)由輸入端子1012讀取由隨機(jī)位發(fā)生器400 (參考圖4)順序地施加在隨機(jī)位供應(yīng)線402上的隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)位。因?yàn)殡S機(jī)產(chǎn)生的位被第一校驗(yàn)和電路1002順序地接收，所以第一校驗(yàn)和電路1002計(jì)算通過輸出端子1014輸出至比較器1008的校驗(yàn)和值。
[0096]閾值電路1004包括:時(shí)鐘輸入端子1016、數(shù)據(jù)輸入端子1018以及輸出端子1020。時(shí)鐘輸入端子1016耦合至第二時(shí)鐘信號(hào)線1022，以接收來自控制電路200的時(shí)鐘信號(hào)。數(shù)據(jù)輸入端子1018耦合至數(shù)據(jù)線228以接收通過采樣電路212獲取的像素?cái)?shù)據(jù)。該像素?cái)?shù)據(jù)被處理并且經(jīng)由數(shù)據(jù)線228以二進(jìn)制數(shù)據(jù)字的形式自圖像處理器216提供至端子1018，每一個(gè)字表示特定像素的電荷狀態(tài)?；蛘?，該像素?cái)?shù)據(jù)可以以二進(jìn)制數(shù)據(jù)字的形式自采樣電路212直接地供應(yīng)至數(shù)據(jù)輸入端子1018。每當(dāng)數(shù)據(jù)字被下載至閾值電路1004時(shí)，自端子1020輸出單一數(shù)據(jù)位。如果經(jīng)由數(shù)據(jù)輸入端子1018接收到的數(shù)據(jù)字的二進(jìn)制值低于預(yù)定閾值，則閾值電路1004自輸出端子1020輸出二進(jìn)制“O”。如果經(jīng)由數(shù)據(jù)輸入端子1018接收到的數(shù)據(jù)字的二進(jìn)制值大于或等于預(yù)定閾值，則閾值電路1004自輸出端子1020輸出二進(jìn)制“I”。因此，每當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)線1022循環(huán)(cycle)時(shí)，閾值電路1004接收另一數(shù)據(jù)字，并且輸出與其對(duì)應(yīng)的另一數(shù)據(jù)位。
[0097]第二校驗(yàn)和電路1006包括:時(shí)鐘輸入端子1026、數(shù)據(jù)位輸入端子1028以及輸出端子1030。第二校驗(yàn)和電路1006的時(shí)鐘輸入端子1026和數(shù)據(jù)位輸入端子1028分別耦合至閾值電路1004的第二時(shí)鐘信號(hào)線1022和輸出端子1020。因此，每當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)線1022循環(huán)時(shí)，第二校驗(yàn)和電路1006接收自閾值電路1004輸出的另一數(shù)據(jù)位。因?yàn)橥ㄟ^輸入端子1028順序地接收隨機(jī)產(chǎn)生的位，所以第一校驗(yàn)和電路1006計(jì)算通過輸出端子1030輸出至比較器1008的校驗(yàn)和值。
[0098]比較器1008包括:第一輸入端子1032、第二輸入端子1034以及輸出端子1036。第一輸入端子1032和第二輸入端子1034被耦合以分別接收自輸出端子1014、1030輸出的二進(jìn)制校驗(yàn)和值。比較器1008的輸出端子1036耦合至錯(cuò)誤信號(hào)輸出端子1000。如果通過第二輸入端子1034接收到的校驗(yàn)和值不等于通過第一輸入端子1032接收到的校驗(yàn)和值，則輸出端子1036施加錯(cuò)誤信號(hào)在錯(cuò)誤信號(hào)輸出端子1000上?？梢詾槊恳恍谢蛘哒麄€(gè)幀計(jì)算校驗(yàn)和，但是每一行的校驗(yàn)提供可識(shí)別特定故障行的優(yōu)勢(shì)。[0099]圖11為說明圖像傳感器100在圖像捕獲模式中的操作的示例性定時(shí)圖1100。下面的示例描述了當(dāng)圖像傳感器100在圖像捕獲模式中操作時(shí)行222i的控制和采樣。此外，該示例說明了響應(yīng)于行222i的控制，像素220” j的各種元件的電狀態(tài)。雖然在本示例中僅描述了行222,的操作，但以相同方式順序地控制并且采樣所有行。。士至〗〗〗，也將參考圖2至圖10描述圖像傳感器100的操作。
[0100]在獲取行222η的圖像數(shù)據(jù)之后，如下獲取行222i的圖像數(shù)據(jù)。首先，控制電路200輸出一組行控制指令(例如，行i的行地址)至第一行控制器206和第二行控制器208。響應(yīng)于行控制指令，行控制器206施加行選擇信號(hào)1102在行選擇線306i上，從而使像素220i；0至220i;N的行選擇晶體管324在導(dǎo)通狀態(tài)下操作。一且例如像素220i;」的行選擇晶體管324處于導(dǎo)通狀態(tài)，則相關(guān)的讀取線304」的電壓狀態(tài)1104對(duì)應(yīng)于電荷存儲(chǔ)(FD)區(qū)域314i；J的電荷狀態(tài)1106。
[0101]在本示例性實(shí)施例中，電壓供應(yīng)線404提供參考電壓(Vhi) 1110，其中當(dāng)圖像傳感器100在圖像捕獲模式中操作時(shí)，保持注入線302。至302n。電荷注入復(fù)位信號(hào)線410的高電壓狀態(tài)使開關(guān)電路50?至502n (圖5)的每一個(gè)耦合高電壓供應(yīng)線404至相應(yīng)電荷注入線302。因此，所有注入線302(|至3021< (即，行i中至像素220的所有注入線)耦合至高電壓供應(yīng)線404。
[0102]在施加復(fù)位信號(hào)1108在電荷注入復(fù)位信號(hào)線410上時(shí)，像素復(fù)位信號(hào)1112施加在復(fù)位線308i上，從而驅(qū)使像素220^至220i，N的每一個(gè)相關(guān)的復(fù)位晶體管318。如前所述，驅(qū)使晶體管318耦合相關(guān)電荷存儲(chǔ)(FD)區(qū)域314與電壓源端子316 (Vdd)0復(fù)位信號(hào)1112保持施加在復(fù)位線308i上一預(yù)定持續(xù)時(shí)間，以使其足夠允許在電荷存儲(chǔ)區(qū)域314中先前累積的任意電荷返回至 已知的復(fù)位狀態(tài)。
[0103]在自復(fù)位線308i去除(例如，變低)復(fù)位信號(hào)1112之后，采樣電路212同時(shí)獲取自讀取線304(!至304N的每一個(gè)的電壓樣本。用虛線表示的SHRl (Sample-Hald-Resetl,米樣保持復(fù)位I)表不獲取第一電壓樣本的定時(shí)。在SHRl之后不久,傳輸信號(hào)1114施加在傳輸線SlOi上,從而驅(qū)使像素220^至220i，N的每一個(gè)相關(guān)的傳輸晶體管320。驅(qū)使傳輸晶體管320導(dǎo)致電耦合，因此，電荷自光傳感器312傳輸至電荷存儲(chǔ)(FD)區(qū)域314。如圖所不，例如，當(dāng)使傳輸信號(hào)1114施加在傳輸線310i上時(shí),光傳感器312i;j的初始低電荷狀態(tài)1116和電荷存儲(chǔ)區(qū)域314。的初始高電荷狀態(tài)1106分別同時(shí)增加和降低。傳輸信號(hào)1114保持施加在傳輸線310i上一預(yù)定持續(xù)時(shí)間，以使其足夠允許通過光傳感器312i，」產(chǎn)生的任意電荷傳輸至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314u。在自傳輸線310i去除傳輸信號(hào)114之后，采樣電路212同時(shí)獲取來自讀取線304至304n的每一個(gè)的第二電壓樣本。用虛線表示的SHSl(Sample-Hald-SignalI,采樣保持信號(hào)I)表示獲取第二電壓樣本的定時(shí)。最后，自行選擇線306i去除行選擇信號(hào)1102，并且對(duì)行222i+1重復(fù)上述過程。
[0104]圖12為說明圖像傳感器100在測(cè)試模式中操作的示例的定時(shí)圖1200。尤其是，定時(shí)圖1200示出圖像捕獲過程(在SHSl之前)接著示出測(cè)試過程(在SHSl之后)。下面的描述解釋行222i的控制和采樣，并且響應(yīng)于行222i的控制說明像素220。的各種元件的電狀態(tài)。雖然在本示例中僅描述了行222i的操作，但以類似方式順序地控制和采樣所有行22?至222m。也參考圖2至圖10進(jìn)行下面的描述。
[0105]為了以簡(jiǎn)單方式努力傳達(dá)本發(fā)明的新特征，圖像傳感器100被描述為僅具有24個(gè)像素行。然而，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見地是，在典型應(yīng)用中，圖像傳感器100將可能具有實(shí)質(zhì)上很大數(shù)量的像素行。然而，本發(fā)明可以實(shí)踐為具有任意實(shí)際數(shù)量的像素行和/或列的圖像傳感器100。
[0106]首先，控制電路200開始施加一序列的時(shí)鐘信號(hào)1202在時(shí)鐘信號(hào)線408上。在時(shí)鐘信號(hào)1202中的循環(huán)數(shù)量等于圖像傳感器100的像素列224的數(shù)量。因?yàn)楸咎囟ㄊ纠枋鰣D像傳感器100具有24個(gè)像素列224，所以在所示部分的時(shí)鐘信號(hào)1202中有24個(gè)循環(huán)。在時(shí)鐘信號(hào)1202的每一個(gè)下降緣處，隨機(jī)位發(fā)生器400使新隨機(jī)產(chǎn)生的位施加在隨機(jī)位線402上。因此，隨機(jī)位發(fā)生器400使一序列的24個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生的位施加在隨機(jī)位線402上。每當(dāng)新隨機(jī)產(chǎn)生的位施加在隨機(jī)位線402上時(shí)，先前存儲(chǔ)在存儲(chǔ)元件50(^+1的數(shù)據(jù)輸入端子508處的位被傳輸至存儲(chǔ)元件500」的數(shù)據(jù)輸入端子508。因此，24位序列1204被位移至24個(gè)存儲(chǔ)元件SOOci至50023 (僅示出兩個(gè)存儲(chǔ)元件500)。以第I個(gè)開始，以第24個(gè)結(jié)束，在本示例中示出的24位序列1204為110100101011000101010111。
[0107]在位序列1204的第一個(gè)位被位移至存儲(chǔ)元件500」之后，將行選擇信號(hào)1102施加在行選擇信號(hào)線306,上，從而連接像素220。至220i,23的電荷存儲(chǔ)區(qū)域314至相應(yīng)讀取線304。至30423。在行選擇信號(hào)1102施加在行選擇線306i上之后不久，復(fù)位信號(hào)1108被施加在測(cè)試信號(hào)注入電路204的電荷注入復(fù)位信號(hào)線410上。電荷注入復(fù)位信號(hào)線410的邏輯高電壓狀態(tài)使第一開關(guān)電路502(!至50223的每一個(gè)分別稱合輸出端子518(!至5 1 823與第一輸入端子514(|至51423。因 此，電荷注入線302(|至3 0 223均耦合至高電壓供應(yīng)線404。在復(fù)位信號(hào)1108被施加在電荷注入復(fù)位信號(hào)線410上時(shí)，像素復(fù)位信號(hào)1112被施加在復(fù)位線308i上，從而使電荷存儲(chǔ)區(qū)域314^至314i;23耦合至在像素220^至220i;23中的相關(guān)的每一個(gè)中的電壓源端子316。在電荷存儲(chǔ)區(qū)域314。至31<23的每一個(gè)返回至已知復(fù)位電荷狀態(tài)之后，自復(fù)位線308i去除(變低)復(fù)位信號(hào)1112。
[0108]在自復(fù)位線308i去除復(fù)位信號(hào)1112之后，采樣電路212同時(shí)獲取來自讀取線304。至3 0 423的每一個(gè)的電壓樣本。當(dāng)在圖像捕獲模式中時(shí)，在SHRl處獲取第一電壓樣本(復(fù)位電壓樣本)。在SHRl之后不久,傳輸信號(hào)1114被施加在傳輸線3IOi上,從而分別自光傳感器312^至312i;23傳輸電荷至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314^至31訃23。然后，自傳輸線SlOi去除(變低)傳輸信號(hào)1114，并且采樣電路212在SHSl處同時(shí)獲取來自讀取線304。至30423的每一個(gè)的第二電壓樣本(圖像信號(hào))。這完成圖像捕獲過程。
[0109]在SHSl之后不久，復(fù)位信號(hào)1112再次被施加在復(fù)位線308i上，從而復(fù)位電荷存儲(chǔ)區(qū)域314。至314i;N的電荷狀態(tài)1106。在自復(fù)位線308i去除復(fù)位信號(hào)1112第二時(shí)間之后，采樣電路212在SHR2處同時(shí)獲取來自讀取線304(|至3 0 423的每一個(gè)的第三電壓樣本。在SHR2之后，自電荷注入復(fù)位信號(hào)線410去除復(fù)位信號(hào)1108,從而使第一開關(guān)電路502。至502n分別電耦合第二輸入端子516。至516n與輸出端子518。至518N。因此，用在相應(yīng)控制端子52(^至520n上發(fā)生有效的位序列1204的任何一個(gè)的邏輯狀態(tài)指示每一個(gè)測(cè)試信號(hào)注入線302。至302n的電壓1110。例如，當(dāng)施加在存儲(chǔ)元件500」的數(shù)據(jù)位輸入端子508」上的位序列1204的位碰巧為“O”時(shí)，列注入電路226」的第二開關(guān)電路504」電耦合端子526」和522j ο耦合端子526」和522」使注入線302」間接地通過開關(guān)電路502」和504」耦合至邏輯高電壓供應(yīng)線404。在另一方面，當(dāng)施加在存儲(chǔ)元件500」的數(shù)據(jù)位輸入端子508」上的位序列1204的位碰巧為“ I ”時(shí)，列注入電路226」的第二開關(guān)電路504」耦合端子526」和524」。作為耦合端子526」和524」的結(jié)果，注入線302」間接地通過第一開關(guān)電路502」和504」耦合至邏輯低電壓線406。然而，在該特定示例中，存儲(chǔ)在端子508」中的位序列1204的第24位為“1”，從而當(dāng)自電荷注入復(fù)位信號(hào)線410去除復(fù)位信號(hào)1108時(shí)，使注入線302」的電壓1110下降至低電壓供應(yīng)線406的邏輯低電壓。當(dāng)然，如果位序列1204的第24位為“O”而不是“I”時(shí)，當(dāng)自電荷注入復(fù)位信號(hào)線410去除復(fù)位信號(hào)1108時(shí)，注入線302」的電壓1110將保持在邏輯高電壓線404的電平。
[0110]與圖像傳感器100在圖像捕獲模式中操作時(shí)不同，當(dāng)圖像傳感器100在測(cè)試模式中操作時(shí)，在SHR2之后第二傳輸信號(hào)1114不施加在傳輸線31(^.上。的確，不是通過入射光強(qiáng)度(即，不是通過光傳感器312^至312^累積的光生電荷)指示像素220^至22(^,23的電荷狀態(tài)。相反地，分別通過注入線302。至302」的電壓狀態(tài)指示像素220。至220i;23的電荷狀態(tài)。因?yàn)樽⑷刖€302。至302」的每一個(gè)可以具有兩個(gè)可能的電壓狀態(tài)(Vhi或Vlo)中的僅之一，所以在SHR2期間自相應(yīng)讀取線304。至304」獲取的電壓樣本的每一個(gè)可以具有兩個(gè)可能值中的僅之一。實(shí)際上，采樣電路212通過將來自光傳感器312^至312i，N的光生電荷傳輸至相應(yīng)電荷存儲(chǔ)區(qū)域314。至314^的步驟替換為將隨機(jī)產(chǎn)生的測(cè)試信號(hào)注入至電荷存儲(chǔ)區(qū)域314。至314i，N的步驟來采樣注入至像素220^至22(^，Ν的模擬像素?cái)?shù)據(jù)。
[0111]在每一個(gè)圖像捕獲過程之后都接一個(gè)測(cè)試過程是不必要。實(shí)施測(cè)試過程(注入信號(hào)采樣)的頻率取決于必須以多快的速度檢測(cè)傳感器故障。通常，每N個(gè)圖像捕獲過程可以接一個(gè)測(cè)試過程，其中N為大于O的整數(shù)?；蛘?，在每一個(gè)幀時(shí)間期間(即，完成像素陣列202中每一行222的圖像捕獲過程的時(shí)間)可以測(cè)試像素行222的僅一個(gè)子集。
[0112]圖13為根據(jù)本發(fā)明替換實(shí)施例的第一比較電路210的電路圖。在該特定實(shí)施例中，第一比較電路210 (圖2)被配置以根據(jù)施加在其額外的輸入端子1300上的控制信號(hào)選擇性地啟用和禁用。選擇性地啟用和禁用第一比較電路210的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)不使用第一比較電路210時(shí)，該第一比較電路210可以禁用，從而降低圖像傳感器100的整體功耗。在某些應(yīng)用中，可以每幾個(gè)幀僅需要實(shí)施比較程序一次，以便實(shí)現(xiàn)某種預(yù)定圖像數(shù)據(jù)可靠性。在這種情況下，在控制信號(hào)不需要施加的幀期間，可能需要使第一比較電路210禁用。
[0113]為了實(shí)現(xiàn)選擇性控制，第一比較電路210進(jìn)一步包括:多個(gè)晶體管^(^^至1302μ、多個(gè)第二晶體管1304。至1304Μ、多個(gè)第三晶體管1306。至1306Μ、啟用晶體管1308以及反相器1310。晶體管130?至1302m的每一個(gè)包括:第一端子1312、第二端子1314以及第三端子1316。如圖所示，使用識(shí)別其所屬的晶體管1302(|至1302?的相關(guān)晶體管的下標(biāo)來表示第一端子1312、第二端子1314以及第三端子1316的每一個(gè)。第一端子131?至1312M分別連接至輸出端子712。至712m。相應(yīng)晶體管1302。至1302M的所有第二端子1314。至1314M連接至第一比較電路210的接地端子1318。相應(yīng)晶體管^(^^至1302?的所有第三端子1316。至1316M連接至第一比 較電路210的共同供應(yīng)線1320。
[0114]第二晶體管1304。至1304?的每一個(gè)還包括:第一端子1322、第二端子1324以及第三端子1326。如圖所示，還使用識(shí)別其所屬的第二晶體管1304(|至1304M的相關(guān)晶體管的下標(biāo)來表示第一端子1322、第二端子1324以及第三端子1326的每一個(gè)。第一端子1322。至1322m分別連接至輸出端子718。至718m。相應(yīng)第二晶體管1304。至1304M的所有第二端子132\至1324M連接至第一比較電路210的接地端子1318。相應(yīng)第二晶體管1304。至1304M的所有第三端子1326。至1326M連接至第一比較電路210的共同供應(yīng)線1320。[0115]第三晶體管1306。至1306n的每一個(gè)還包括:第一端子1328、第二端子1330以及第三端子1332。如圖所示，還使用識(shí)別其所屬的第三晶體管1306。至1306m的相關(guān)晶體管的下標(biāo)來表示第一端子1328、第二端子1330以及第三端子1332的每一個(gè)。第一端子1328。至1328m分別連接至輸出端子724。至724m。相應(yīng)第三晶體管1306。至1306M的所有第二端子133(^至1330M連接至第一比較電路210的接地端子1318。相應(yīng)第三晶體管^(^^至130內(nèi)的所有第三端子1332。至1332M連接至第一比較電路210的共同供應(yīng)線1320。
[0116] 啟用晶體管1308包括:第一端子1334，連接至第一比較電路210的輸入端子1300 ;第二端子1336，連接至共同供應(yīng)線1320 ;以及第三端子1338，連接至第一比較電路210的電壓源1340。反相器1310包括:輸入端子1342，連接至共同供應(yīng)線1320 ;以及輸出端子1344，連接至第一比較電路210的錯(cuò)誤信號(hào)輸出線706。
[0117]下面的示例描述了根據(jù)該替換實(shí)施例中第一比較電路210的操作。首先，輸入端子1300處于低電壓狀態(tài)，從而驅(qū)使啟用晶體管1308。當(dāng)驅(qū)使啟用晶體管1308時(shí)，在第三端子1338與第二端子1336之間不出現(xiàn)電壓降，因此包括反相器1310的共同供應(yīng)線1320和輸入端子1342的節(jié)點(diǎn)的電壓狀態(tài)等于電壓源1340的高電壓狀態(tài)。當(dāng)然，由于反相器1310的輸入端子1342處于高電壓狀態(tài)，所以輸出端子1344處于低電壓狀態(tài)。為了啟用第一比較電路210，啟用信號(hào)以高電壓狀態(tài)的形式施加在輸入端子1300上。這導(dǎo)致啟用晶體管1308處于非導(dǎo)通狀態(tài)(“關(guān)閉”)，從而使反相器1310的共同供應(yīng)線1320和輸入端子1342不與電壓源1340連接。在關(guān)閉啟用晶體管1308之后，反相器1310的共同供應(yīng)線1320和輸入端子1342的電壓狀態(tài)保持預(yù)充電(precharge)至高電壓狀態(tài)。如果XOR門70(^至700M、702Q至702?和/或704至704m的任意一個(gè)或多個(gè)具有不對(duì)應(yīng)的輸入端子，則相關(guān)的輸出端子將具有高電壓狀態(tài)，從而驅(qū)使(處于導(dǎo)通狀態(tài))晶體管1302。至1302M、第二晶體管1304至1304M或者第三晶體管1306。至130的任何一個(gè)具有與其連接的門極。晶體管1302。至1302M、第二晶體管1304。至1304?或者第三晶體管1306。至1306M的任何一個(gè)或多個(gè)的驅(qū)使將耦合反相器1310的共同供應(yīng)線1320和輸入端子1342至接地端子1318。因此，反相器1310的輸入端子1342使輸出端子1344 (因此錯(cuò)誤輸出信號(hào)線706)具有高電壓狀態(tài)。當(dāng)然，錯(cuò)誤信號(hào)線706的高電壓狀態(tài)為表示一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)還未適當(dāng)?shù)胤植嫉娇刂菩盘?hào)線30(^至300m的錯(cuò)誤信號(hào)。
[0118]圖14為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中替換采樣電路1400和替換比較電路1402的電路圖。應(yīng)該意識(shí)到，采樣電路1400的許多特征與采樣電路212基本上類似，因此，用相似的附圖標(biāo)記表示。那些基本上相似的元件不被再次詳細(xì)地描述，以避免重復(fù)。
[0119]在該特定實(shí)施例中，采樣電路1400包括第一編碼器1404以及第二編碼器1406。第一編碼器1404分別連接至第一控制信號(hào)線802、第二控制信號(hào)線804以及第三控制信號(hào)線806的第一端830、834、838，并且被操作以編碼施加于其上的控制信號(hào)。第一編碼器1404包括輸出端子1408，其被連接以提供比較電路1402編碼數(shù)據(jù)，該編碼數(shù)據(jù)由施加在相應(yīng)第一控制信號(hào)線802、第二控制信號(hào)線804以及第三控制信號(hào)線806的第一端830、834、838上的控制信號(hào)所表示。第二編碼器1406分別連接至第一控制信號(hào)線802、第二控制信號(hào)線804以及第三控制信號(hào)線806的第二端832、836、840，并且被操作以編碼施加于其上的控制信號(hào)。第二編碼器1406還包括輸出端子1410，其被連接以提供比較電路1402編碼數(shù)據(jù)，該編碼數(shù)據(jù)由施加在相應(yīng)第一控制信號(hào)線802、第二控制信號(hào)線804以及第三控制信號(hào)線806的第二端832、836、840上的控制信號(hào)所表示。
[0120]比較電路1402包括:第一輸入端子1412、第二輸入端子1414以及錯(cuò)誤信號(hào)輸出端子1416。第一輸入端子1412被連接以接收來自第一編碼器1404的輸出端子1408的編碼數(shù)據(jù)。第二輸入端子1414被連接以接收來自第二編碼器1406的輸出端子1410的編碼數(shù)據(jù)。
[0121]在采樣電路1400的操作期間，第一編碼器1404和第二編碼器1406同時(shí)編碼施加在第一控制信號(hào)線802、第二控制信號(hào)線804以及第三控制信號(hào)線806上的控制信號(hào)。更具體地，第一編碼器1404編碼來自第一端830、834、838的控制信號(hào)，第二編碼器1406編碼來自第二端832、836、840的控制信號(hào)。第一編碼器1404和第二編碼器1406還分別同時(shí)輸出來自輸出端子1408、1410的編碼數(shù)據(jù)。比較電路1402的輸入端子1412、1414分別同時(shí)接收自輸入端子1408、1410輸出的編碼數(shù)據(jù)。然后，比較電路1402確定自輸入端子1412接收到的編碼數(shù)據(jù)是否對(duì)應(yīng)于自輸入端子1414接收到的編碼數(shù)據(jù)。如果自輸入端子1412接收到的編碼數(shù)據(jù)不適當(dāng)?shù)貙?duì)應(yīng)于自輸入端子1414接收到的編碼數(shù)據(jù)，則比較電路從錯(cuò)誤信號(hào)輸出端子1416輸出錯(cuò)誤信號(hào)。該錯(cuò)誤信號(hào)表示施加在第一控制信號(hào)線802、第二控制信號(hào)線804以及第三控制信號(hào)線806上的控制信號(hào)未被適當(dāng)?shù)胤植加谒邢袼刈x取電路808。至 808n。
[0122]這里使用的術(shù)語“連接”指的是在連接元件之間的直接電連接，而沒有任何中間裝置。術(shù)語“耦合”指的是在連接元件之間的直接電連接或者通過一個(gè)或多個(gè)無源或有源中間裝置的間接連接。術(shù)語“電路”指的是連接在一起以提供所需功能的有源和/或無源的單一元件或多個(gè)元件。術(shù)語“信號(hào)”指的是電流、電壓、電荷、數(shù)據(jù)或其他信號(hào)中的至少一個(gè)。
[0123]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例包括制造物(例如，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)，其包括機(jī)器可存取和/或機(jī)器可讀取介質(zhì)。該介質(zhì)可以包括提供例如以通過機(jī)器可存取和/或可讀取的形式存儲(chǔ)信息的機(jī)制。機(jī)器可存取和/或機(jī)器可讀取介質(zhì)可以提供或者于其上存儲(chǔ)如果經(jīng)由機(jī)器執(zhí)行就在機(jī)器執(zhí)行中引起或發(fā)生和/或使機(jī)器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)或一序列指令和/或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)此處公開的附圖中所示出之操作或方法或技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)或一部分。
[0124]在一實(shí)施例中，機(jī)器可讀取介質(zhì)可以包括有形非暫時(shí)性機(jī)器可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)。例如，有形非暫時(shí)性機(jī)器可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括軟盤、光存儲(chǔ)介質(zhì)、光盤、CD-ROM、磁片、磁光盤、只讀存儲(chǔ)器(Read Only Memory,ROM)、可編程R0M(ProgrammabIe ROM,PROM)、可擦除可編程R0M(ErasabIe and Programmable ROM,EPROM)、電可擦除可編程R0M(ElectricallyEPR0M，EEPR0M)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、靜態(tài) RAM (Static RAM，SRAM)、動(dòng)態(tài) RAM (Dynamic RAM,DRAM)、閃速存儲(chǔ)器、相變(Phase-Change)存儲(chǔ)器、或其結(jié)合。有形介質(zhì)可以包括一種或多種固態(tài)或有形物理材料，舉例而言如，半導(dǎo)體材料、相變材料、磁性材料等。適當(dāng)?shù)臋C(jī)器的示例包括(但不限于)數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝相機(jī)、移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、具有像素陣列的其他電子裝置以及能夠捕獲圖像的其他電子裝置。這類電子裝置通常包括與一個(gè)或多個(gè)其他元件(如一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置(非暫時(shí)性機(jī)器可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)))耦合的一個(gè)或多個(gè)處理器。因此，給定電子裝置的存儲(chǔ)裝置可以存儲(chǔ)在該電子裝置的一個(gè)或多個(gè)處理器上執(zhí)行的代碼和/或數(shù)據(jù)。或者，可以使用軟件、固件和/或硬件的不同結(jié)合實(shí)施該實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)部分。
[0125]現(xiàn)在完成本發(fā)明的特定實(shí)施例的描述。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，許多描述的特征可以替換、更改或省略。例如，創(chuàng)造性特征可以應(yīng)用于各種圖像傳感器類型(例如，正面照式傳感器、背面照式傳感器等)。作為另一示例，許多電路元件和結(jié)構(gòu)(例如，邏輯門、晶體管類型、開關(guān)等)可以使用實(shí)施實(shí)質(zhì)上類似的功能的替換電路元件和結(jié)構(gòu)來替換。脫離所示特定實(shí)施例的這些和其他特征對(duì)熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的，尤其是在前面公開的內(nèi)容方面。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)圖像捕獲裝置中的故障的方法，該方法包括: 接收控制信號(hào)； 基于所述控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在所述圖像捕獲裝置的控制線上； 比較所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述控制信號(hào)；以及 如果所述控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在所述圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像傳感器陣列的行控制線上。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在所述圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在圖像數(shù)據(jù)采樣電路的控制線上。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中比較所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述控制信號(hào)的步驟包括: 基于所述控制信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及 比較所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中比較所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述控制信號(hào)的步驟包括: 基于施加在多條控制線上的第一點(diǎn)處的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第一編碼值； 基于施加在所述控制線上的第二點(diǎn)處的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第二編碼值；以及 比較所述第一編碼值與所述第二編碼值。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 接收第二控制信號(hào)； 基于所述第二控制信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 將所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在所述圖像捕獲裝置的第二控制線上；以及 比較基于所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)和所述第二控制信號(hào)的輸入；以及 如果所述第二控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則產(chǎn)生第二錯(cuò)誤信號(hào)。
7.依據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中: 所述圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括圖像傳感器陣列； 所述圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括圖像數(shù)據(jù)采樣電路，被耦合以接收來自所述圖像傳感器陣列的數(shù)據(jù)行； 所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為在所述圖像傳感器陣列中的行控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及 所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)為在所述圖像數(shù)據(jù)采樣電路中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
8.依據(jù)權(quán)利要求7所 述的方法，進(jìn)一步包括: 將測(cè)試數(shù)據(jù)周期性地注入至所述圖像傳感器陣列； 將注入至所述圖像傳感器陣列的所述測(cè)試數(shù)據(jù)與通過所述圖像數(shù)據(jù)采樣電路自所述圖像傳感器陣列接收到的所述測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；以及 如果注入至所述圖像傳感器陣列的所述測(cè)試數(shù)據(jù)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于通過所述圖像數(shù)據(jù)采樣電路自所述圖像傳感器陣列接收到的圖像測(cè)試數(shù)據(jù)，則產(chǎn)生第三錯(cuò)誤信號(hào)。
9.一種圖像捕獲裝置，包括:控制器，被操作以提供控制信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)于所述控制信號(hào)，并且被操作以基于所述控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在所述圖像捕獲裝置的控制線上；以及 比較器，響應(yīng)于基于所述控制信號(hào)的第一輸入以及基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二輸入，所述比較器被操作以便于如果所述控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。
10.依據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像捕獲裝置，其中所述比較器直接地比較所述控制信號(hào)與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以確定所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于所述控制信號(hào)。
11.依據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像捕獲裝置，其中: 所述圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括圖像傳感器陣列；以及 所述驅(qū)動(dòng)器為所述圖像傳感器陣列的行控制驅(qū)動(dòng)器。
12.依據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像捕獲裝置，其中: 所述圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括圖像傳感器陣列； 所述圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括圖像數(shù)據(jù)采樣電路，被耦合以接收來自所述圖像傳感器陣列的數(shù)據(jù)行；以及 所述驅(qū)動(dòng)器為所述圖像數(shù)據(jù)采樣電路的元件。
13.依據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像捕獲裝置，其中: 所述圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括第二驅(qū)動(dòng)器，被耦合以接收所述控制信號(hào)，并且被操作以基于所述控制信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及 所述比較器被操作以比較所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
14.依據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像捕獲裝置，進(jìn)一步包括: 多條所述控制線； 第一編碼器，在第一點(diǎn)處耦合至所述多條控制線，并且被操作以基于在所述控制線上檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第一編碼值；以及 第二編碼器，在距離所述第一點(diǎn)一定距離處的第二點(diǎn)處耦合至所述多條控制線，所述第二編碼器被操作以基于在所述控制線上檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生第二編碼值， 其中所述比較器被操作以比較所述第一編碼值與所述第二編碼值。
15.依據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像捕獲裝置，進(jìn)一步包括: 第二驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)于第二控制信號(hào)，并且被操作以產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)并將所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在所述圖像捕獲裝置的第二控制線上；以及 第二比較器，響應(yīng)于基于所述第二控制信號(hào)的第一輸入以及基于所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二輸入，所述第二比較器被操作以便于如果所述第二控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。
16.依據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像捕獲裝置，其中: 所述圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括圖像傳感器陣列； 所述圖像捕獲裝置進(jìn)一步包括圖像數(shù)據(jù)采樣電路，被耦合以接收來自所述圖像傳感器陣列的數(shù)據(jù)行； 所述驅(qū)動(dòng)器為所述圖像傳感器陣列的行控制驅(qū)動(dòng)器；以及 所述第二驅(qū)動(dòng)器為所述圖像數(shù)據(jù)采樣電路的元件。
17.依據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像捕獲裝置，進(jìn)一步包括:測(cè)試數(shù)據(jù)注入電路，被操作以將測(cè)試數(shù)據(jù)周期性地注入至所述圖像傳感器陣列；以及第三比較器，被操作以將注入至所述圖像傳感器陣列的所述測(cè)試數(shù)據(jù)與通過所述圖像數(shù)據(jù)采樣電路自所述圖像傳感器陣列接收到的所述測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且如果注入至所述圖像傳感器陣列的所述測(cè)試數(shù)據(jù)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于通過所述圖像數(shù)據(jù)采樣電路自所述圖像傳感器陣列接收到的所述測(cè)試數(shù)據(jù)，則產(chǎn)生第三錯(cuò)誤信號(hào)。
18.一種圖像捕獲裝置，包括: 控制器，被操作以提供控制信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)于所述控制信號(hào)，并且被操作以基于所述控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)并將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加在所述圖像捕獲裝置的控制線上；以及 用于比較基于所述控制信號(hào)的第一輸入與基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二輸入，并且如果所述控制信號(hào)不以預(yù)定方式對(duì)應(yīng)于所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)的裝置。
【文檔編號(hào)】H04N17/00GK103986927SQ201410041441
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月8日
【發(fā)明者】R.約翰遜, T.馬蒂努森 申請(qǐng)人:豪威科技股份有限公司