用于傳感器故障檢測的系統及方法

用于傳感器故障檢測的系統及方法
【專利摘要】新穎圖像傳感器包括像素陣列、行控制電路、測試信號注入電路、采樣電路、圖像處理電路、比較電路以及控制電路。在一特定實施例中，該測試信號注入電路將測試信號注入至該像素陣列，該采樣電路獲取來自該像素陣列的像素數據，以及該比較電路比較該像素數據與該測試信號。如果該像素數據不對應于該測試信號，則該比較電路輸出錯誤信號。此外，該比較電路被提供以檢測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的系統及方法
[0001]相關申請
[0002]該申請是標題為“用于傳感器故障檢測的系統及方法”、由相同發明人提交于2013年2月8日，申請號為13/763,498的未決美國專利申請的分案申請，申請13/763，498整體上通過引用合并在此。
【技術領域】
[0003]本發明總體涉及圖像傳感器，尤其涉及圖像傳感器的故障檢測。
【背景技術】
[0004]電子圖像傳感器通常被合并到包括例如手機、計算機、數碼相機、個人數字助理(Personal Digital Assistant, PDA)等的各種裝置中。除傳統用戶控制的靜止視頻照相機應用之外，正在興起越來越多的圖像傳感器應用。例如，整體機器視覺應用正在迅速地擴大于汽車業、制造業、醫療、安全以及國防工業中。在這些應用中，機器通常基于由該機器的圖像捕獲系統捕獲的信息(例如，一物體相對于另一物體的位置)執行某些操作任務(例如，防止碰撞任務)。為了使該機器執行與特定情況相關的適當任務，圖像傳感器必須可靠地捕獲、處理以及輸出準確地表示觀察到的情況的圖像數據。
[0005]互補金屬氧化物半導體(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、像素驅動器等)、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準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變為表示圖像的電數據。該傳感器陣列由以多個行和列排列的多個光敏像素組成。這些像素分別經由行和列信號線的網格電耦合至行控制電路和列采樣電路。也就是說，每一個獨立像素行經由包括例如傳輸線、復位線(reset line)以及行選擇線的相關行信號線組連接至行控制電路并且被該行控制電路控制。每一個獨立像素列經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-數字轉換器以及數據存儲元件之類的采樣元件，其耦合至列采樣線，用于數字化并存儲自像素輸出的電信號。在具有列并行讀取架構的圖像傳感器中，列采樣電路包括用于每一個列采樣線的這些采樣元件的離散組，以便于可以同時采樣整像素行。在列并行讀取架構中，列采樣電路還包括路由至各種采樣元件的各種信號線，以向那里輸送控制信號。(非列并行讀取架構也需要各種電平信號線，雖然不是與列并行架構一樣多。)該圖像處理電路接收自列采樣電路輸出的數字化數據,并且以可讀格式產生圖像數據。接口能夠使圖像傳感器與主機系統(例如，手機主機板、車載計算機系統、制造機器計算機系統等)進行通信(例如，輸出格式化圖像/視頻數據、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，以執行各種定時和控制操作。
[0006]每一個像素包括:光敏元件(例如，光電二極管、光電門(photogate)等)、傳輸晶體管、浮動擴散區域、復位晶體管、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度成比例的電荷。該傳輸晶體管將光敏元件連接至浮動擴散區域，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像素行。當邏輯高電壓信號施加在傳輸線上時，來自光敏元件的電荷被傳輸至浮動擴散區域。該復位晶體管將浮動擴散區域連接至電壓源端子，并且包括連接至行信號線的復位線并因此被該行信號線的復位線控制的門極。當邏輯高電壓信號施加在復位線上時，該復位晶體管將浮動擴散區域連接至電壓源端子，因此將任何先前存儲的電荷復位至己知狀態。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擴散區域的門極，以產生表示在浮動擴散區域內累積的電荷的放大電壓信號。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。當邏輯低電壓施加在行選擇線上時，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。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，以便于可以通過列采樣線采樣浮動擴散的狀態。
[0007]雖然傳統圖像傳感器滿足許多圖像和視頻捕獲應用的需求，但目前的設計存在缺陷。例如，CMOS像素由易于出現故障的集成電路元件(例如，晶體管、二極管、電容器等)構造。作為另一示例，像素行信號線(例如，傳輸線、復位線、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-數字轉換器控制線、數字化像素數據存儲裝置控制線等)易于損壞，尤其是遭受大量分散式壓力引起式負載的那些。作為另一個問題，行控制電路也易于出現故障。在傳統圖像傳感器中出現上述故障的任意一個的情況中，其通常將錯誤的圖像數據輸出至主機系統。當然，主機系統通常不識別錯誤的圖像數據與正確的圖像數據之間的差異。這可能尤其在其中該圖像數據指示由主機系統執行的操作任務的某些應用(即，整體機器視覺應用)中存在問題。甚至當電路不是非常易于損壞或出現故障時，某些應用(例如，汽車應用)需要系統具有極高的可靠性。
[0008]因此，需要具有改善的圖像數據輸出可靠性的圖像傳感器設計。

【發明內容】

[0009]本發明通過提供具有集成故障檢測的圖像傳感器來克服與現有技術相關的問題。本發明的各個方面檢測光敏像素、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像素。每一個像素具有光傳感器、電荷存儲區域、信號輸出端以及測試信號輸入端。該電荷存儲區域選擇性地耦合以接收來自該光傳感器的光電流。該信號輸出端耦合至該電荷存儲區域，并且輸出表示存儲在該電荷存儲區域中的電荷量的信號。該測試信號輸入端也耦合至該電荷存儲區域。測試信號注入電路被耦合以將測試信號提供至像素的測試信號輸入端，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。比較電路將向像素提供的測試信號與自像素接收到的輸出信號進行比較，并且如果該輸出信號不對應于測試信號，則該比較電路提供錯誤信號。可選地，該測試信號注入電路耦合至該比較電路，以將向像素提供的測試信號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試信號與自像素接收到的輸出信號進行比較，并且響應于未對應于測試信號的輸出信號提供錯誤信號。
[0011]在公開的實施例中，像素排列為多個列，并且該圖像捕獲裝置包括多條電荷注入線。每一個電荷注入線將相應列的像素的測試信號輸入端耦合至測試信號注入電路。每一個像素的電荷存儲區域經由電容器耦合至相應電荷注入線，并且沒有插入于像素的電荷存儲區域與電荷注入線之間的開關裝置。
[0012]在公開的實施例中，該測試信號注入電路能夠在不同的電荷注入線上提供不同的測試信號，也能夠以不同定時在相同的電荷注入線上提供不同的測試信號。
[0013]示例性測試信號注入電路包括多個測試信號存儲元件以及測試信號發生器。每一個測試信號存儲元件選擇性耦合至相應電荷注入線。測試信號發生器耦合至測試信號存儲元件，并且操作以產生測試信號值，并且將測試信號值存儲在存儲元件中。
[0014]在特定實施例中，測試信號發生器操作以產生數字測試信號值，并且每一個存儲元件均為單位(single-bit)存儲元件。該測試信號發生器包括隨機位發生器。存儲元件串聯地耦合在一起，并且來自隨機位發生器的位被位移至存儲元件。
[0015]像素可以在圖像捕獲模式或測試模式中操作。每一個像素的電荷存儲區域通過每一個像素的開關裝置選擇性地耦合至每一個像素的光傳感器。控制器被耦合以將傳輸信號提供至像素的開關裝置。響應于傳輸信號的第一值，開關裝置傳導光傳感器與電荷存儲區域之間的光電流，以易于圖像捕獲。響應于傳輸信號的第二值，開關裝置阻止光傳感器與電荷存儲區域之間的光電流，以易于測試信號注入。在操作中，該圖像捕獲裝置在連續的幀時間上執行重復的圖像捕獲過程，以捕獲圖像數據幀。該控制器將該傳輸信號的該第二值施加圖像捕獲過程的持續時間，以易于每N幀時間的測試信號注入，其中N為大于I的整數。
[0016]另外也公開了檢測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。響應于控制信號，驅動器操作以基于控制信號產生驅動信號，并且將驅動信號施加在圖像捕獲裝置的控制線上。如果控制信號不以預定方式對應于施加的驅動信號，則比較器響應于基于控制信號的第一輸入和響應于基于驅動信號的第二輸入產生錯誤信號。在特定實施例中，比較器直接地比較控制信號與驅動信號，以確定驅動信號是否對應于控制信號。公開各種裝置用于比較基于控制信號的第一輸入和基于驅動信號的第二輸入，并且如果控制信號不以預定方式對應于施加的驅動信號，則產生錯誤信號。
[0017]在一示例中，驅動器為圖像傳感器陣列的行控制驅動器。在另一示例中，驅動器為圖像數據采樣電路的元件，其接收來自圖像傳感器陣列的數據行。
[0018]公開用于比較控制信號與驅動信號的各種裝置。在一示例性實施例中，圖像捕獲裝置進一步包括被耦合以接收控制信號并且操作以基于控制信號產生第二驅動信號的第二驅動器，并且比較器比較第二驅動信號與驅動信號。
[0019]在另一示例性實施例中，第一編碼器在第一點處耦合至多條控制線，并且基于在該多條控制線上檢測到的驅動信號產生第一編碼值。第二編碼器在距離該第一點一定距離處的第二點處耦合至該多條控制線，并基于在該多條控制線上檢測到的驅動信號產生第二編碼值。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地捕獲圖像數據的幀。該圖像數據表示聚焦在該傳感器陣列上的圖像。該方法進一步包括:在該圖像數據的重復捕獲之間周期性地將測試數據注入至該傳感器陣列，自該圖像捕獲裝置讀取該測試數據，并且比較所讀取的測試數據與所注入的測試數據。如果讀取的測試數據不對應于該注入的測試數據，則產生錯誤信號。[0021]另一示例性方法包括:接收控制信號，基于該控制信號產生驅動信號，并且將該驅動信號施加在圖像捕獲裝置的控制線上。該方法進一步包括:比較施加的驅動信號與控制信號，以及如果該控制信號不以預定方式對應于施加的驅動信號，則產生錯誤信號。在特定方法中，將驅動信號施加在圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將驅動信號施加在圖像傳感器陣列的行控制線上。在另一特定方法中，將驅動信號施加在圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將驅動信號施加在圖像數據采樣電路的控制線上。在再一特定方法中，比較施加的驅動信號與控制信號的步驟包括:基于控制信號產生第二驅動信號，并且比較該第二驅動信號與該驅動信號。
[0022]在另一示例性方法中，比較施加的驅動信號與控制信號的步驟包括:基于施加在多條控制線上的第一點處的驅動信號產生第一編碼值，以及基于施加在該多條控制線上的第二點處的這些驅動信號產生第二編碼值。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，基于該控制信號產生驅動信號，將該驅動信號施加在該圖像捕獲裝置的控制線上，以及比較該施加的驅動信號與該控制信號。該方法進一步包括:如果該控制信號不以預定方式對應于所施加的驅動信號，則產生錯誤信號。
[0024]在一特定方法中，將驅動信號施加在圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將驅動信號施加在圖像傳感器陣列的行控制線上。在另一特定方法中，將驅動信號施加在圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將驅動信號施加在圖像數據采樣電路的控制線上。
[0025]可選地，比較施加的驅動信號與控制信號的步驟可以包括:基于控制信號產生第二驅動信號，并且比較該第二驅動信號與該驅動信號。作為另一選擇，比較施加的驅動信號與控制信號的步驟可以包括:基于施加在多條控制線上的第一點處的驅動信號產生第一編碼值，以及基于施加在該多條控制線上的第二點處的這些驅動信號產生第二編碼值，并且比較該第一編碼值與該第二編碼值。
[0026]也可以結合使用各種方法。例如，上述總結的方法可以進一步包括:接收第二控制信號，基于該第二控制信號產生第二驅動信號，將該第二驅動信號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動信號和該第二控制信號的輸入。如果該第二控制信號不以預定方式對應于該第二驅動信號，產生第二錯誤信號。
[0027]在一示例性方法中，該圖像捕獲裝置進一步包括圖像傳感器陣列以及圖像數據采樣電路，被耦合以接收來自該圖像傳感器陣列的數據行。在該示例性方法中，該驅動信號為該圖像傳感器陣列中的行控制驅動信號，并且該第二驅動信號為該圖像數據采樣電路中的驅動信號。
[0028]另一示例性方法進一步包括:將測試數據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試數據與通過該圖像數據采樣電路自該傳感器陣列接收到的測試數據。該示例性方法還包括:如果注入至該圖像傳感器陣列的測試數據不以預定方式對應于通過該圖像數據采樣電路自該傳感器陣列接收到的測試數據，則產生第三錯
誤信號。
[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；驅動器以及比較器。該驅動器響應于該控制信號，并且操作以基于該控制信號產生驅動信號，并且將該驅動信號施加在該圖像捕獲裝置的控制線上。該比較器響應于基于該控制信號的第一輸入以及基于該驅動信號的第二輸入。如果該控制信號不以預定方式對應于所施加的驅動信號，則該比較器產生錯誤信號。
[0030]公開各種裝置,用于比較基于控制信號的第一輸入和基于驅動信號的第二輸入，并且如果該控制信號不以預定方式對應于該施加的驅動信號，則產生錯誤信號。
[0031]在一特定示例性實施例中，該比較器直接比較該控制信號與該驅動信號，以確定該驅動信號是否對應于該控制信號。
[0032]在一示例中，該圖像捕獲裝置進一步包括圖像傳感器陣列，并且該驅動器為該圖像傳感器陣列的行控制驅動器。在另一示例中，該圖像捕獲裝置進一步包括被耦合以接收來自該圖像傳感器陣列的數據行的圖像數據采樣電路，并且該驅動器為該圖像數據采樣電路的元件。
[0033]公開用于確定控制信號是否對應于驅動信號的多個裝置。例如，在一示例性實施例中，該圖像捕獲裝置進一步包括第二驅動器，被耦合以接收該控制信號。該第二驅動器操作以基于該控制信號產生第二驅動信號，并且該比較器操作以比較該第二驅動信號與該驅動信號。
[0034]在另一示例性實施例中，該圖像捕獲裝置進一步包括多條控制線。第一編碼器在第一點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到的驅動信號產生第一編碼值。第二編碼器在距離該第一點一定距離的第二點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到的驅動信號產生第二編碼值。然后，該比較器比較該第一編碼值和該第二編碼值。
[0035]本發明的多個示例性實施例可以實施在單一圖像捕獲裝置中。例如，除第一驅動器之外，公開的實施例包括響應于第二控制信號的第二驅動器。該第二驅動器被操作以產生第二驅動信號，并且將該第二驅動信號施加在該圖像捕獲裝置的第二控制線上。第二比較器響應于基于該第二控制信號的第一輸入以及基于該第二驅動信號的第二輸入。該第二比較器被操作以便于如果該第二控制信號不以預定方式對應于該第二驅動信號，則產生第二錯誤信號。此外，該圖像捕獲裝置包括圖像傳感器陣列以及圖像數據采樣電路，被耦合以接收來自該圖像傳感器陣列的數據行。該驅動器為該圖像傳感器陣列的行控制驅動器，該第二驅動器為該圖像數據采樣電路的元件。此外，該示例性圖像捕獲裝置進一步包括測試數據注入電路，被操作以將測試數據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試數據與通過該圖像數據采樣電路自傳感器陣列接收到的測試數據。如果注入至圖像傳感器陣列的測試數據不以預定方式對應于通過該圖像數據采樣電路自傳感器陣列接收到的測試數據，則該第三比較器還產生第三錯誤信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]參考下面的附圖描述本發明，其中相似的附圖標記表示基本上相似的元件:
[0037]圖1為在主機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的圖像傳感器的測試信號注入電路的示意圖；
[0041]圖5為圖4的測試信號注入電路的兩個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節的電路圖；
[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圖；
[0048]圖12為說明圖1的圖像傳感器在測試模式中的操作的定時圖；
[0049]圖13為根據本發明的替換實施例中圖7的比較電路的電路圖；以及
[0050]圖14為根據本發明的另一實施例中替換采樣電路和替換比較電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0051]本發明通過提 供包括故障檢測電路的圖像傳感器來克服與現有技術相關的問題。在下面的描述中，闡述許多特定細節(例如，圖像傳感器類型、像素類型、晶體管類型、像素數量等)，以提供對本發明的全面理解。然而，熟悉本領域的技術人員將意識到，本發明可以脫離這些特定細節而實踐。在其他示例中，已經省略熟知的集成電路圖像傳感器生產實踐(例如，晶體管形成、彩色濾光片形成、晶圓切割、半導體摻雜等)和元件的細節，以免不必要地模糊本發明。
[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PCB102表示相機主機裝置(例如，汽車、制造機械、醫療設備、手機等)的PCB。圖像傳感器100與主機裝置的其他元件經由多條導電走線104進行電通信。在不例性實施例中，圖像傳感器100被描述為相機模塊106的一部分,其進一步包括光學兀件108和外殼110。如圖所不，外殼110安裝于圖像傳感器100,而光學兀件108固定于其間。熟悉本領域的技術人員將意識到，PCB102、走線104、光學元件108以及外殼110的特殊設計和/或存在將取決于特定應用，并且不是與本發明特別地相關。因此，PCB102、走線104、光學元件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(System-On-Chip, S0C)。圖像傳感器100包括:控制電路200、像素陣列202、測試信號注入電路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提供用于協調并控制圖像傳感器100的各種元件的主要裝置。例如，控制電路200操作以使測試信號注入電路204在測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。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。
[0055]像素陣列202包括以多個行222和多個列224排列的多個像素220。也就是說，像素陣列202包括M+1行222，其中第一個表示為行22?,而最后一個表示為行222M。類似地，像素陣列202包括N+1列224，其中第一個表示為列22\，而最后一個表示為列224N。像素220的每一個都具有唯一的地址i，j，其中i表示地址的行，而j表示地址的列。
[0056]測試信號注入電路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的第一個表不為列注入電路226m而最后一個表不為列注入電路226n。當測試信號注入電路204接收控制電路200執行該操作的命令時，列注入電路22?至226n的每一個操作以將測試信號注入至像素列22\至224N中的相應一列。當測試信號注入電路204被命令為在圖像捕獲模式中操作時，所有列注入電路226。至226n將相同參考信號注入至相應列224(!至224n的每一個。
[0057]第一行控制器206操作以產生通過自控制電路200輸出的行控制信號指令定義的行控制信號。此外，第一行控制器206電耦合至行222的每一個，以直接地于其上施加所產生的行控制信號。第二行控制器208也操作以產生通過自控制電路200輸出的相同行控制信號指令定義的相同行控制信號。與第一行控制器206不同，通過第二行控制器208產生的行控制信號不是意在驅動行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產生的控制信號是否已經跨越行222被適當地分布。也就是說，第一比較電路210接收通過第二行控制器208產生的控制信號，然后將其與行222的電狀態進行比較。如果行222的電狀態不對應于通過第二行控制器208產生的控制信號，則第一比較電路210輸出表不通過第一行控制器206產生的控制信號未被適當地跨越一個或多個行222分布的錯誤信號。 [0058]采樣電路212操作以根據來自控制電路200的列采樣指令執行采樣操作。因為每一個行222被第一行控制器206順序地選擇,米樣電路212獲取表不每一個列224的電狀態的數字數據。因此，獲取用于像素陣列202的每一個像素220的數字數據需要每幀采樣N+1列224的每一個總共M+1次。每一次采樣電路212獲取行樣本，其就經由數據線228將數字數據輸出至圖像處理器216以用于進一步處理。
[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將該采樣指令與實際控制信號驅動采樣電路212進行比較。如果該實際信號驅動采樣電路212不對應于該采樣指令，則第二比較電路輸出錯誤信號。
[0060]圖像處理器216操作以經由已知圖像處理技術將通過采樣電路212獲取的數字數據轉換為可讀圖像數據。
[0061]第三比較電路218操作以將經由測試信號注入電路204注入至列224的測試信號與通過采樣電路212獲取的所得數字數據進行比較。如果通過采樣電路212獲取的所得數字數據不適當地對應于該測試信號，則第三比較電路218輸出錯誤信號。第三比較電路218可以經由數據線228或者選擇經由圖像處理器216和數據線230直接地接收來自采樣電路212的數字數據。
[0062]圖3為與一組行控制信號線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。行控制信號線300i包括:行選擇線3061、復位線308i以及傳輸線310”行控制信號線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」使測試信號注入電路204能夠將測試信號注入像素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。[0063]在該示例性實施例中，像素220^為四晶體管(four-transistor，4T)像素，其包括:光傳感器312、電荷存儲區域314、像素電壓源端子(Vdd) 316、復位晶體管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))，操作以將入射光轉換為帶電電荷。電荷存儲區域314為浮動擴散元件，操作以存儲通過光傳感器312產生的電荷。像素電壓源端子316將電壓提供至復位晶體管318和源極跟隨晶體管322。復位晶體管318包括:第一端子328，耦合至像素電壓源端子316 ;第二端子330，耦合至電荷存儲區域314 ;以及門極332，耦合至復位線308iO當第一行控制器206經由復位線308,使復位信號(在此情況下為高電壓脈沖)施加在門極332上時，晶體管318暫時置于導通狀態，其中電荷存儲區域314耦合至像素電壓源端子316。因此，電荷存儲區域314的先前電荷狀態返回至已知參考電荷狀態。一旦復位線308,返回至低電壓狀態，復位晶體管318就返回至非導通狀態，其中電荷存儲區域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，被耦合至電荷存儲區域314 ;以及門極338，耦合至傳輸線310”當第一行控制器206經由傳輸線310i將傳輸信號(在此情況下為高電壓)施加在門極338時，傳輸晶體管320置于導通狀態，其中光傳感器312耦合至電荷存儲區域314。因此，通過光傳感器312產生的電荷被傳輸至電荷存儲區域314。一旦傳輸線310i返回至低電壓狀態,傳輸晶體管320就返回至非導通狀態，其中電荷存儲區域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，耦合至電荷存儲區域314。熟悉本領域的技術人員將意識到，第二端子342的電狀態將由門極344的電荷狀態指示，進而由電荷存儲區域314的電荷狀態指示。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于電荷存儲區域314的電荷的電信號。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。當第一行控制器 206將行選擇信號(在此情況下為高電壓)施加在行選擇線306i上時，行選擇晶體管324在導通狀態下操作，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輸出的信號施加在讀取線304」上。當行選擇信號不被施加在行選擇線306,上時，行選擇晶體管324在開啟狀態下操作，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，耦合至電荷存儲區域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」上的電壓使測試信號注入電路204 (來自圖2)控制電荷存儲區域314的電荷狀態。當圖像傳感器100在圖像捕獲模式中操作時，電荷注入線302的電壓保持在通過光傳感器312產生的電荷傳輸至電荷存儲區域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，在給定的時間中通過光傳感器312產生的電荷的數量被測量為來自光傳感器312的電荷傳輸至電荷存儲區域314前后電荷存儲區域314的電荷狀態之間的差。
[0064]當圖像傳感器100在測試模式中操作時，測試信號注入電路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，而將測試信號傳輸至像素220。通過改變該電壓電平，電荷存儲區域314的電荷狀態被調整為模擬已知光強的值。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試模式期間施加在電荷注入線302上，則讀取線304」的電狀態看起來好像光傳感器312已經產生了最小電荷。如將要在下文中進一步詳細地解釋地，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比較該數據樣本與所注入的測試信號并且當其不一致時輸出錯誤信號。
[0065]在圖3的示例性實施例中，測試信號注入至電荷存儲區域314。然而，該測試信號可以選擇性地例如經由復位晶體管318和傳輸晶體管320注入至光傳感器312。
[0066]圖4為根據本發明一實施例的測試信號注入電路204的示意圖。除列注入電路226。至226n之外，測試信號注入電路204包括:隨機位發生器400、隨機位供應線402、邏輯高電壓供應線404以及邏輯低電壓供應線406。此外，測試信號注入電路204耦合至緩沖時鐘信號線408和電荷注入復 位信號線410。緩沖時鐘信號線408自控制電路200被路由至測試信號注入電路204內，以將時鐘信號供應至列注入電路22?至226n以及隨機位發生器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的時鐘信號。
[0067]電荷注入復位線410自控制電路200被路由至測試信號注入電路204內，以將復位信號供應至列注入電路226。至226n。隨機位發生器400包括輸入端子412和輸出端子414，分別耦合至緩沖時鐘信號線408和隨機位供應線402。在一實施例中，隨機位發生器400可以為線性回饋移位寄存器(Linear Feedback Shift Register,LFSR),其被操作以使隨機產生的數據位施加在隨機位供應線402上，以響應自緩沖時鐘信號線408接收時鐘信號。隨機位供應線402被路由以將隨機數據位供應至列注入電路22?至226n，并且還從測試信號注入電路204路由至第三比較電路218 (來自圖2)。高電壓供應線404和低電壓供應線406被路由跨過測試信號注入電路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。每一個列注入電路226n至22?包括:存儲元件500、第一開關電路502以及第二開關電路504。在所示的實施例中，每一個存儲元件500為觸發器電路，該觸發器電路具有耦合至緩沖時鐘信號線408的時鐘輸入端子506、數據位輸入端子508以及數據位輸出端子510。存儲元件500N(未示出)的數據位輸入端子508耦合至隨機位供應線402 (來自圖4)。除存儲元件500N之外，隨后的存儲元件500^至SOOtl的數據位輸入端子508耦合至相鄰存儲元件500的輸出端子510。例如，存儲元件500」的數據位輸入端子508耦合至相鄰存儲元件500j+1的數據位輸出端子510。同樣，存儲元件500爿的數據位輸入端子508耦合至相鄰存儲元件500」的數據位輸出端子510。因此，存儲元件500為級聯在一起以形成單一串行輸入(single serial-1n)移位寄存器的觸發器，其中數據位經由隨機位供應線402自隨機位發生器400串行地移入。熟悉本領域的技術人員將意識到，當緩沖時鐘信號線408被計時時，隨機位發生器400施加新的數據位在數據位輸入端子508N上，從而將先前存儲在存儲元件500n的數據位傳輸至存儲元件500^。因此，將新產生的數據位加載至存儲元件SOOci需要使Ν+1時鐘信號施加在緩沖時鐘信號線408上。在圖5的示例性實施例中，存儲元件500為觸發器，在其他實施例中，存儲元件500可以為脈沖式鎖存器或隨機存取存儲器(Random Access Memory，RAM)。
[0069]第一開關電路502包括:控制端子512,稱合至電荷注入復位信號線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。在電荷注入復位信號線410的控制下,第一開關電路502將電荷注入線302選擇性地耦合至邏輯高電壓線404或第二開關電路504。第二開關電路504包括:控制端子520，耦合至存儲元件500的輸入端子508 ;第一輸入端子522，耦合至邏輯高電壓供應線404 ;第二輸入端子524，耦合至邏輯低電壓供應線406 ;以及輸出端子526,稱合至第一開關電路502的第二輸入端子516。在輸入端子508的控制下,第二開關電路504將第一開關502的第二輸入端子516選擇性地耦合至邏輯高電壓供應線404或邏輯低電壓供應線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輸出的數據位形式的行控制指令。在所示的實施例中，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 ;復位線控制指令，用于控制復位線308。至308M ;以及傳輸線控制指令，用于控制傳輸線SlOci至310m。行地址指令為數據位的形式，其表示行選擇線306。至306m的哪一個將被施加。行選擇線30?至306m的每一個包括: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。復位線308。至308m的每一個也包括: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和行驅動器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的行控制信號指令。行驅動器614耦合至主行解碼器612并且被操作以根據由主行解碼器612解碼的行控制指令而將行選擇信號施加在行選擇線306。至306m上、將復位信號施加在復位線308。至308M上并且將傳輸信號施加在傳輸線310。至310M上。行驅動器614包括多個輸出端子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行選擇線306。至306M相關的行選擇信號。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復位線30?至308M相關的復位信號。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傳輸線310。至310M相關的傳輸信號。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進一步包括多個輸出端子628。至628m、630q至630M以及632。至632M，分別統稱為輸出端子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相同的行控制信號指令。因此，主行解碼器612和副行解碼器624同時解碼相同的行控制信號指令，以使輸出端子628(|至628?的邏輯狀態與相應輸出端子618。至618m的邏輯狀態匹配，使輸出端子630。至630M的邏輯狀態與相應輸出端子620。至620m的邏輯狀態匹配，并且使輸出端子632。至632M的邏輯狀態與相應輸出端子622。至622M的邏輯狀態匹配。例如，當輸出端子618。自低電壓狀態變為高電壓狀態時，輸出端子628。也在實際相同的時間自低電壓狀態變為高電壓狀態。
[0073]第一比較電路210被操作以將行控制信號線30(^至300M的電狀態與自副行解碼器624輸出的控制信號進行比較，其中行控制信號線300。至300M包括行選擇線306。至306M、復位線308。至308m以及傳輸線SlOci至310M。如果給定行(如行選擇線306J的特定行控制信號的邏輯狀態不與輸出端子62?的邏輯狀態一致，則第一比較電路210從錯誤信號輸出線634輸出錯誤信號。[0074]第一比較電路210包括多個第一輸入端子，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電耦合至相應輸出端子628。至628M、輸入端子638。至638m電耦合至相應輸出端子630。至630M以及輸入端子640。至640m電耦合至相應輸出端子632。至632m。第一比較電路210進一步包括多個第二輸入端子，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電耦合至相應行選擇線306。至306M的相應第二端602。至602M。同樣，輸入端子644(!至644m電稱合至相應復位線308(!至308M的相應第二端606(!至606M。最后,輸入端子646。至646m電耦合至相應傳輸線31(^至310M的相應第二端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的邏輯狀態與相應輸入端子64?至642m的邏輯狀態是否具有預定的對應關系，確定輸入端子63?至638M的邏輯狀態與相應輸入端子64\至644m的邏輯狀態是否對應，并且確定輸入端子64(^至640M的邏輯狀態與相應輸入端子64?至646m的邏輯狀態是否對應。如果不是，錯誤輸出線634輸出表示圖像傳感器100出現故障的錯誤信號。
[0076]在控制信號線30(^至300M其中之一損壞的情況下，施加在行驅動器614上的行控制信號可能不適當地分布于相關行內的所有像素。重點需要理解地是，經由主行解碼器612和副行解碼器624同時解碼每一組行控制信號指令，然后比較輸出端子628、630、632與控制信號線300的相應第二端602、606、610的電狀態，確保來自行驅動器614的行控制信號適當地跨越行控制信號線300分布。相反地，現有技術中的圖像傳感器通常沒有檢測這樣的故障的方式，因此其更可能地向主機裝置輸出不準確的圖像數據。
[0077]圖7為示出根據本發明示例性實施例的第一比較電路210的特征的電路圖。第一比較電路210包括多個比較電路以及錯誤信號線706。在所示的實施例中，該比較電路可以包括XOR門。在本發明 的其他實施例中，可以使用其他邏輯門，如NAND或NOR門。如果每一個比較電路的兩個輸入不具有預定關系(例如，匹配)，則將輸出錯誤信號。
[0078]在所示的實施例中，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的每一個包括:相關的第一輸入端子708、第二輸入端子710以及輸出端子712。如圖所示，每一個比較電路700以及每一個相關組的第一輸入端子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電耦合至錯誤信號線706。比較電路702(!至702m的每一個包括:相關的第一輸入端子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電耦合至錯誤信號線706。比較電路704至704m的每一個包括:相關的第一輸入端子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電耦合至錯誤信號線706。應該意識到，當相關的比較電路的第一和第二輸入端子不對應時，該相關的輸出端子將輸出以邏輯高電壓狀態的形式的錯誤信號。由于該錯誤信號線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，如果其一個或多個具有邏輯高電壓狀態，則輸出錯誤信號。在本發明的其他實施例中，每一組的比較電路可以耦合至其本身的相應錯誤信號線。例如，第一比較電路210可以包括三個錯誤信號線，其中一個錯誤信號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誤信號線，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誤信號線。在本發明的又一實施例中，比較電路的一個子集可以耦合至其本身的相應錯誤信號線。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誤信號線，而剩余比較電路的輸出端子可以耦合至第二錯誤信號線。在本發明的再一實施例中，每一組的比較電路的一個于集可以耦合至其本身的相應錯誤信號線。例如，比較電路70(^至70011的輸出端子可以耦合至第一錯誤信號線，而比較電路702m+1至702」的輸出端子耦合至第二錯誤信號線。類似地，第三、第四、第五以及第六錯誤信號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，并根據自控制電路200輸出的控制信號操作。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。第二比較電路214耦合至采樣電路212和控制電路200并且被操作以當來自采樣電路212的控制信號不對應自控制電路200輸出的控制信號時，輸出錯誤信號。 [0081]采樣電路212包括:控制信號調節電路800、第一控制信號線802、第二控制信號線804、第三控制信號線806以及多個像素讀取電路808。至808N。
[0082]控制信號調節電路800被操作以使自控制電路200輸出的控制信號在其被施加在第一控制信號線802、第二控制信號線804、第三控制信號線806上之前被調節。控制信號調節電路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。第二輸入端子812被耦合以接收自控制電路200輸出的模擬-數字轉換器控制信號。第三輸入端子814被耦合以接收自控制電路200輸出的存儲電路控制信號。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。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。在通過第一緩沖電路818緩沖之后，放大器控制信號被從第一輸出端子824施加在控制信號線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-數字轉換器控制信號。在通過緩沖電路820緩沖之后，該模擬-數字轉換器控制信號被從輸出端子826施加在控制信號線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上的存儲電路控制信號。在通過緩沖電路822緩沖之后，該存儲電路控制信號被從輸出端子828施加在控制信號線806上。
[0083]控制信號線802包括第一端830和第二端832，控制信號線804包括第一端834和第二端836,而控制信號線806包括第一端838和第二端840。控制信號線802為放大器控制信號線，被操作以將放大器控制信號供應至像素讀取電路SOStl至808n。控制信號線802的第一端830和第二端832分別耦合至控制信號調節電路800的輸出端子824和第二比較電路214。控制信號線804為模擬-數字轉換器控制信號線，被操作以將模擬-數字轉換器控制信號供應至像素讀取電路SOStl至808n。控制信號線804的第一端834和第二端836分別耦合至控制信號調節電路800的輸出端子826和第二比較電路214。控制信號線806為存儲電路控制信號線，被操作以將存儲電路控制信號供應至像素讀取電路SOStl至808n。控制信號線806的第一端838和第二端840分別耦合至控制信號調節電路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的每一個被操作以獲取表示相應讀取線304。至304N的電狀態的數字數據 。例如，像素讀取電路808^被操作以獲取表示讀取線304^的電狀態的數字數據。像素讀取電路808。至808ν的每一個包括:電容器842、放大器844、模擬-數字轉換器846以及存儲電路848。電容器84?至842N的每一個包括第一端子850和第二端子852，分別耦合至相應讀取線304和放大器844。放大器84\至844N的每一個被操作以放大相應第二端子85?至852n的電狀態。放大器84\至844N的每一個耦合至控制信號線802，并且根據自控制信號調節電路800的輸出端子824輸出的放大控制信號(例如，增益控制信號)操作。
[0085]模擬-數字轉換器846。至846n耦合至相應放大器844。至844N并且被操作以數字化自其輸出的放大信號。例如，模擬-數字轉換器846n產生表示自放大器844n輸出的放大電壓的二進制數據字(binary data word)。模擬-數字轉換器846。至846N的每一個f禹合至控制信號線804并且根據自控制信號調節電路800的第二輸出端子826輸出的模擬-數字控制信號操作。存儲電路848。至848n分別耦合至模擬-數字轉換器846。至846N并且被操作以存儲自其產生的二進制數據字。存儲電路848。至848n耦合至控制信號線806，因此根據自控制信號調節電路800的第三輸出端子828輸出的存儲電路控制信號操作。熟悉本領域的技術人員將意識到，通過讀取電路SOStl至808n獲取的數據位的數量、二進制數據字的解析度將取決于特定應用。因此，解析度(例如，8位字(8-bit word))不是本發明的一個重要方面，因此不需要局限于任意特定數量的數據位或者任意特定類型的模擬-數字轉換器(如連續近似(successive approximate)寄存器或者斜坡(ramp)模擬-數字轉換器)。
[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調節電路的第一輸入端子810提供的相同放大器控制信號。在所示的實施例中，第二比較電路214的第一輸入端子854和控制信號調節電路800的第一輸入端子810經由傳輸線866連接且因此而耦合至相同節點。第二輸入端子856被耦合以接收自控制電路200向控制信號調節電路800的第二輸入端子812提供的相同模擬-數字控制信號。在所示的實施例中，第二比較電路214的第二輸入端子856和控制信號調節電路800的第二輸入端子812經由傳輸線868連接且因此而耦合至相同節點。第三輸入端子858被耦合以接收自控制電路200向控制信號調節電路800的第三輸入端子814提供的相同存儲電路控制信號。在示例性實施例中，第二比較電路214的第三輸入端子858和控制信號調節電路800的第三輸入端子814經由傳輸線870連接且因此而耦合至相同節點。
[0087]第四輸入端子860耦合至控制信號線802的第二端832。第五輸入端子862耦合至控制信號線804的第二端836。第六輸入端子864稱合至控制信號線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的電狀態進行比較。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的電狀態不對應相應第四輸入端子860、第五輸入端子862以及第六輸入端子864的電狀態，則比較電路輸出錯誤信號。
[0088] 圖9為示出根據本發明一實施例的第二比較電路214的額外細節的電路圖。第二比較電路214包括多個邏輯門和錯誤信號輸出端子908。在所示的實施例中，第二比較電路214包括多個XOR門和OR門。在本發明的其他實施例中，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處于邏輯高時，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以及錯誤信號輸出端子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，當第一輸入端子910和第二輸入端子912均為邏輯高或者均為邏輯低時，輸出端子914的邏輯狀態為低，因此代表施加在控制線802上的放大器控制信號適當地分布于所有放大器844(|至84\。如果向控制信號調節電路800的第一輸入端子810提供的控制信號不適當地跨越控制線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。
[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。當第一輸入端子916和第二輸入端子918均為邏輯高或均為邏輯低時，輸出端子920的邏輯狀態為低，從而表示施加在控制線804上的模擬-數字轉換器控制信號適當地分布到所有模擬-數字轉換器846。至846n。如果向控制信號調節電路800的第二輸入端子812提供的控制信號不適當地跨越控制線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。
[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。當第一輸入端子922和第二輸入端子924匹配時，輸出端子926的邏輯狀態為低，從而表示施加在控制線806上的存儲電路控制信號適當地分布得到所有存儲電路84?至848n。如果向控制信號調節電路800的第三輸入端子814提供的控制信號不適當地跨越控制線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。
[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。當輸出端子914、920、926的邏輯狀態均為低時，輸出端子908的邏輯狀態將為低。如果輸出端子914、920、926的一個或多個的邏輯狀態為高，則輸出端子908將具有高邏輯狀態，其表示一些類型的故障已經出現在采樣電路212中。
[0093]在所示的實施例中，使用XOR門。在本發明的其他實施例中，可以使用其他邏輯門，諸如NAND門或NOR門。使用XOR門，如果兩個輸入不匹配，則將輸出邏輯高。
[0094]圖10為根據本發明一實施例的第三比較電路218 (圖2)的電路圖。當圖像傳感器100在測試模式中操作時，第三比較電路218將通過隨機位發生器400經由隨機位供應線402提供的測試信號(其也應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實際獲取的數字數據進行比較。在所獲取的數據不與測試數據匹配的情況下，第三比較電路218從錯誤信號輸出端子1000輸出錯誤信號。在所示的實施例中，第三比較電路218包括:第一校驗和(checksum)電路1002、閾值電路1004、第二校驗和電路1006以及比較器1008。
[0095]第一校驗和電路1002包括:時鐘輸入端子1010、數據位輸入端子1012以及輸出端子1014。時鐘輸入端子1010和數據位輸入端子1012分別耦合至緩沖時鐘信號線408和隨機位供應線402。緩沖器420耦合于控制電路200與緩沖時鐘信號線408之間，以緩沖和/或放大來自控制電路200的時鐘信號。施加在緩沖時鐘信號線408上的時鐘信號使第一校驗和電路1002順序地，經由輸入端子1012讀取由隨機位發生器400 (參考圖4)順序地施加在隨機位供應線402上的隨機產生的數據位。因為隨機產生的位被第一校驗和電路1002順序地接收，所以第一校驗和電路1002計算通過輸出端子1014輸出至比較器1008的校驗和值。
[0096]閾值電路1004包括:時鐘輸入端子1016、數據輸入端子1018以及輸出端子1020。時鐘輸入端子1016耦合至第二時鐘信號線1022，以接收來自控制電路200的時鐘信號。數據輸入端子1018耦合至數據線228以接收通過采樣電路212獲取的像素數據。該像素數據被處理并且經由數據線228以二進制數據字的形式自圖像處理器216提供至端子1018，每一個字表示特定像素的電荷狀態。或者，該像素數據可以以二進制數據字的形式自采樣電路212直接地供應至數據輸入端子1018。每當數據字被下載至閾值電路1004時，自端子1020輸出單一數據位。如果經由數據輸入端子1018接收到的數據字的二進制值低于預定閾值，則閾值電路1004自輸出端子1020輸出二進制“O”。如果經由數據輸入端子1018接收到的數據字的二進制值大于或等于預定閾值，則閾值電路1004自輸出端子1020輸出二進制“I”。因此，每當時鐘信號線1022循環(cycle)時，閾值電路1004接收另一數據字，并且輸出與其對應的另一數據位。
[0097]第二校驗和電路1006包括:時鐘輸入端子1026、數據位輸入端子1028以及輸出端子1030。第二校驗和電路1006的時鐘輸入端子1026和數據位輸入端子1028分別耦合至閾值電路1004的第二時鐘信號線1022和輸出端子1020。因此，每當時鐘信號線1022循環時，第二校驗和電路1006接收自閾值電路1004輸出的另一數據位。因為通過輸入端子1028順序地接收隨機產生的位，所以第一校驗和電路1006計算通過輸出端子1030輸出至比較器1008的校驗和值。
[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輸出的二進制校驗和值。比較器1008的輸出端子1036耦合至錯誤信號輸出端子1000。如果通過第二輸入端子1034接收到的校驗和值不等于通過第一輸入端子1032接收到的校驗和值，則輸出端子1036施加錯誤信號在錯誤信號輸出端子1000上。可以為每一行或者整個幀計算校驗和，但是每一行的校驗提供可識別特定故障行的優勢。[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圖1100。下面的示例描述了當圖像傳感器100在圖像捕獲模式中操作時行222i的控制和采樣。此外，該示例說明了響應于行222i的控制，像素220” j的各種元件的電狀態。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的圖像數據之后，如下獲取行222i的圖像數據。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。響應于行控制指令，行控制器206施加行選擇信號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在導通狀態下操作。一且例如像素220i;」的行選擇晶體管324處于導通狀態，則相關的讀取線304」的電壓狀態1104對應于電荷存儲(FD)區域314i；J的電荷狀態1106。
[0101]在本示例性實施例中，電壓供應線404提供參考電壓(Vhi) 1110，其中當圖像傳感器100在圖像捕獲模式中操作時，保持注入線302。至302n。電荷注入復位信號線410的高電壓狀態使開關電路50?至502n (圖5)的每一個耦合高電壓供應線404至相應電荷注入線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)耦合至高電壓供應線404。
[0102]在施加復位信號1108在電荷注入復位信號線410上時，像素復位信號1112施加在復位線308i上，從而驅使像素220^至220i，N的每一個相關的復位晶體管318。如前所述，驅使晶體管318耦合相關電荷存儲(FD)區域314與電壓源端子316 (Vdd)0復位信號1112保持施加在復位線308i上一預定持續時間，以使其足夠允許在電荷存儲區域314中先前累積的任意電荷返回至 已知的復位狀態。
[0103]在自復位線308i去除(例如，變低)復位信號1112之后，采樣電路212同時獲取自讀取線304(!至304N的每一個的電壓樣本。用虛線表示的SHRl (Sample-Hald-Resetl,米樣保持復位I)表不獲取第一電壓樣本的定時。在SHRl之后不久,傳輸信號1114施加在傳輸線SlOi上,從而驅使像素220^至220i，N的每一個相關的傳輸晶體管320。驅使傳輸晶體管320導致電耦合，因此，電荷自光傳感器312傳輸至電荷存儲(FD)區域314。如圖所不，例如，當使傳輸信號1114施加在傳輸線310i上時,光傳感器312i;j的初始低電荷狀態1116和電荷存儲區域314。的初始高電荷狀態1106分別同時增加和降低。傳輸信號1114保持施加在傳輸線310i上一預定持續時間，以使其足夠允許通過光傳感器312i，」產生的任意電荷傳輸至電荷存儲區域314u。在自傳輸線310i去除傳輸信號114之后，采樣電路212同時獲取來自讀取線304至304n的每一個的第二電壓樣本。用虛線表示的SHSl(Sample-Hald-SignalI,采樣保持信號I)表示獲取第二電壓樣本的定時。最后，自行選擇線306i去除行選擇信號1102，并且對行222i+1重復上述過程。
[0104]圖12為說明圖像傳感器100在測試模式中操作的示例的定時圖1200。尤其是，定時圖1200示出圖像捕獲過程(在SHSl之前)接著示出測試過程(在SHSl之后)。下面的描述解釋行222i的控制和采樣，并且響應于行222i的控制說明像素220。的各種元件的電狀態。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進行下面的描述。
[0105]為了以簡單方式努力傳達本發明的新特征，圖像傳感器100被描述為僅具有24個像素行。然而，熟悉本領域的技術人員顯而易見地是，在典型應用中，圖像傳感器100將可能具有實質上很大數量的像素行。然而，本發明可以實踐為具有任意實際數量的像素行和/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鐘信號1202在時鐘信號線408上。在時鐘信號1202中的循環數量等于圖像傳感器100的像素列224的數量。因為本特定示例描述圖像傳感器100具有24個像素列224，所以在所示部分的時鐘信號1202中有24個循環。在時鐘信號1202的每一個下降緣處，隨機位發生器400使新隨機產生的位施加在隨機位線402上。因此，隨機位發生器400使一序列的24個隨機產生的位施加在隨機位線402上。每當新隨機產生的位施加在隨機位線402上時，先前存儲在存儲元件50(^+1的數據輸入端子508處的位被傳輸至存儲元件500」的數據輸入端子508。因此，24位序列1204被位移至24個存儲元件SOOci至50023 (僅示出兩個存儲元件500)。以第I個開始，以第24個結束，在本示例中示出的24位序列1204為110100101011000101010111。
[0107]在位序列1204的第一個位被位移至存儲元件500」之后，將行選擇信號1102施加在行選擇信號線306,上，從而連接像素220。至220i,23的電荷存儲區域314至相應讀取線304。至30423。在行選擇信號1102施加在行選擇線306i上之后不久，復位信號1108被施加在測試信號注入電路204的電荷注入復位信號線410上。電荷注入復位信號線410的邏輯高電壓狀態使第一開關電路502(!至50223的每一個分別稱合輸出端子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線404。在復位信號1108被施加在電荷注入復位信號線410上時，像素復位信號1112被施加在復位線308i上，從而使電荷存儲區域314^至314i;23耦合至在像素220^至220i;23中的相關的每一個中的電壓源端子316。在電荷存儲區域314。至31<23的每一個返回至已知復位電荷狀態之后，自復位線308i去除(變低)復位信號1112。
[0108]在自復位線308i去除復位信號1112之后，采樣電路212同時獲取來自讀取線304。至3 0 423的每一個的電壓樣本。當在圖像捕獲模式中時，在SHRl處獲取第一電壓樣本(復位電壓樣本)。在SHRl之后不久,傳輸信號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區域314^至31訃23。然后，自傳輸線SlOi去除(變低)傳輸信號1114，并且采樣電路212在SHSl處同時獲取來自讀取線304。至30423的每一個的第二電壓樣本(圖像信號)。這完成圖像捕獲過程。
[0109]在SHSl之后不久，復位信號1112再次被施加在復位線308i上，從而復位電荷存儲區域314。至314i;N的電荷狀態1106。在自復位線308i去除復位信號1112第二時間之后，采樣電路212在SHR2處同時獲取來自讀取線304(|至3 0 423的每一個的第三電壓樣本。在SHR2之后，自電荷注入復位信號線410去除復位信號1108,從而使第一開關電路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，用在相應控制端子52(^至520n上發生有效的位序列1204的任何一個的邏輯狀態指示每一個測試信號注入線302。至302n的電壓1110。例如，當施加在存儲元件500」的數據位輸入端子508」上的位序列1204的位碰巧為“O”時，列注入電路226」的第二開關電路504」電耦合端子526」和522j ο耦合端子526」和522」使注入線302」間接地通過開關電路502」和504」耦合至邏輯高電壓供應線404。在另一方面，當施加在存儲元件500」的數據位輸入端子508」上的位序列1204的位碰巧為“ I ”時，列注入電路226」的第二開關電路504」耦合端子526」和524」。作為耦合端子526」和524」的結果，注入線302」間接地通過第一開關電路502」和504」耦合至邏輯低電壓線406。然而，在該特定示例中，存儲在端子508」中的位序列1204的第24位為“1”，從而當自電荷注入復位信號線410去除復位信號1108時，使注入線302」的電壓1110下降至低電壓供應線406的邏輯低電壓。當然，如果位序列1204的第24位為“O”而不是“I”時，當自電荷注入復位信號線410去除復位信號1108時，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不同，當圖像傳感器100在測試模式中操作時，在SHR2之后第二傳輸信號1114不施加在傳輸線31(^.上。的確，不是通過入射光強度(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。相反地，分別通過注入線302。至302」的電壓狀態指示像素220。至220i;23的電荷狀態。因為注入線302。至302」的每一個可以具有兩個可能的電壓狀態(Vhi或Vlo)中的僅之一，所以在SHR2期間自相應讀取線304。至304」獲取的電壓樣本的每一個可以具有兩個可能值中的僅之一。實際上，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電荷存儲區域314。至314^的步驟替換為將隨機產生的測試信號注入至電荷存儲區域314。至314i，N的步驟來采樣注入至像素220^至22(^，Ν的模擬像素數據。
[0111]在每一個圖像捕獲過程之后都接一個測試過程是不必要。實施測試過程(注入信號采樣)的頻率取決于必須以多快的速度檢測傳感器故障。通常，每N個圖像捕獲過程可以接一個測試過程，其中N為大于O的整數。或者，在每一個幀時間期間(即，完成像素陣列202中每一行222的圖像捕獲過程的時間)可以測試像素行222的僅一個子集。
[0112]圖13為根據本發明替換實施例的第一比較電路210的電路圖。在該特定實施例中，第一比較電路210 (圖2)被配置以根據施加在其額外的輸入端子1300上的控制信號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的一個優點是當不使用第一比較電路210時，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。在某些應用中，可以每幾個幀僅需要實施比較程序一次，以便實現某種預定圖像數據可靠性。在這種情況下，在控制信號不需要施加的幀期間，可能需要使第一比較電路210禁用。
[0113]為了實現選擇性控制，第一比較電路210進一步包括:多個晶體管^(^^至1302μ、多個第二晶體管1304。至1304Μ、多個第三晶體管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，使用識別其所屬的晶體管1302(|至1302?的相關晶體管的下標來表示第一端子1312、第二端子1314以及第三端子1316的每一個。第一端子131?至1312M分別連接至輸出端子712。至712m。相應晶體管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的共同供應線1320。
[0114]第二晶體管1304。至1304?的每一個還包括:第一端子1322、第二端子1324以及第三端子1326。如圖所示，還使用識別其所屬的第二晶體管1304(|至1304M的相關晶體管的下標來表示第一端子1322、第二端子1324以及第三端子1326的每一個。第一端子1322。至1322m分別連接至輸出端子718。至718m。相應第二晶體管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的共同供應線1320。[0115]第三晶體管1306。至1306n的每一個還包括:第一端子1328、第二端子1330以及第三端子1332。如圖所示，還使用識別其所屬的第三晶體管1306。至1306m的相關晶體管的下標來表示第一端子1328、第二端子1330以及第三端子1332的每一個。第一端子1328。至1328m分別連接至輸出端子724。至724m。相應第三晶體管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。相應第三晶體管^(^^至130內的所有第三端子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，連接至共同供應線1320 ;以及輸出端子1344，連接至第一比較電路210的錯誤信號輸出線706。
[0117]下面的示例描述了根據該替換實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，從而驅使啟用晶體管1308。當驅使啟用晶體管1308時，在第三端子1338與第二端子1336之間不出現電壓降，因此包括反相器1310的共同供應線1320和輸入端子1342的節點的電壓狀態等于電壓源1340的高電壓狀態。當然，由于反相器1310的輸入端子1342處于高電壓狀態，所以輸出端子1344處于低電壓狀態。為了啟用第一比較電路210，啟用信號以高電壓狀態的形式施加在輸入端子1300上。這導致啟用晶體管1308處于非導通狀態(“關閉”)，從而使反相器1310的共同供應線1320和輸入端子1342不與電壓源1340連接。在關閉啟用晶體管1308之后，反相器1310的共同供應線1320和輸入端子1342的電壓狀態保持預充電(precharge)至高電壓狀態。如果XOR門70(^至700M、702Q至702?和/或704至704m的任意一個或多個具有不對應的輸入端子，則相關的輸出端子將具有高電壓狀態，從而驅使(處于導通狀態)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的任何一個或多個的驅使將耦合反相器1310的共同供應線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 (因此錯誤輸出信號線706)具有高電壓狀態。當然，錯誤信號線706的高電壓狀態為表示一個或多個控制信號還未適當地分布到控制信號線30(^至300m的錯誤信號。
[0118]圖14為根據本發明的另一實施例中替換采樣電路1400和替換比較電路1402的電路圖。應該意識到，采樣電路1400的許多特征與采樣電路212基本上類似，因此，用相似的附圖標記表示。那些基本上相似的元件不被再次詳細地描述，以避免重復。
[0119]在該特定實施例中，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線802、第二控制信號線804以及第三控制信號線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。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編碼數據，該編碼數據由施加在相應第一控制信號線802、第二控制信號線804以及第三控制信號線806的第一端830、834、838上的控制信號所表示。第二編碼器1406分別連接至第一控制信號線802、第二控制信號線804以及第三控制信號線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。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編碼數據，該編碼數據由施加在相應第一控制信號線802、第二控制信號線804以及第三控制信號線806的第二端832、836、840上的控制信號所表示。
[0120]比較電路1402包括:第一輸入端子1412、第二輸入端子1414以及錯誤信號輸出端子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的編碼數據。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的編碼數據。
[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同時編碼施加在第一控制信號線802、第二控制信號線804以及第三控制信號線806上的控制信號。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，第二編碼器1406編碼來自第二端832、836、840的控制信號。第一編碼器1404和第二編碼器1406還分別同時輸出來自輸出端子1408、1410的編碼數據。比較電路1402的輸入端子1412、1414分別同時接收自輸入端子1408、1410輸出的編碼數據。然后，比較電路1402確定自輸入端子1412接收到的編碼數據是否對應于自輸入端子1414接收到的編碼數據。如果自輸入端子1412接收到的編碼數據不適當地對應于自輸入端子1414接收到的編碼數據，則比較電路從錯誤信號輸出端子1416輸出錯誤信號。該錯誤信號表示施加在第一控制信號線802、第二控制信號線804以及第三控制信號線806上的控制信號未被適當地分布于所有像素讀取電路808。至 808n。
[0122]這里使用的術語“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或多個無源或有源中間裝置的間接連接。術語“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元件。術語“信號”指的是電流、電壓、電荷、數據或其他信號中的至少一個。
[0123]一個或多個實施例包括制造物(例如，計算機程序產品)，其包括機器可存取和/或機器可讀取介質。該介質可以包括提供例如以通過機器可存取和/或可讀取的形式存儲信息的機制。機器可存取和/或機器可讀取介質可以提供或者于其上存儲如果經由機器執行就在機器執行中引起或發生和/或使機器執行的一個或多個或一序列指令和/或數據結構，以實現此處公開的附圖中所示出之操作或方法或技術的一個或多個或一部分。
[0124]在一實施例中，機器可讀取介質可以包括有形非暫時性機器可讀取存儲介質。例如，有形非暫時性機器可讀取存儲介質可以包括軟盤、光存儲介質、光盤、CD-ROM、磁片、磁光盤、只讀存儲器(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)、隨機存取存儲器、靜態 RAM (Static RAM，SRAM)、動態 RAM (Dynamic RAM,DRAM)、閃速存儲器、相變(Phase-Change)存儲器、或其結合。有形介質可以包括一種或多種固態或有形物理材料，舉例而言如，半導體材料、相變材料、磁性材料等。適當的機器的示例包括(但不限于)數碼相機、數碼攝相機、移動電話、計算機系統、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或多個其他元件(如一個或多個存儲裝置(非暫時性機器可讀取存儲介質))耦合的一個或多個處理器。因此，給定電子裝置的存儲裝置可以存儲在該電子裝置的一個或多個處理器上執行的代碼和/或數據。或者，可以使用軟件、固件和/或硬件的不同結合實施該實施例的一個或多個部分。
[0125]現在完成本發明的特定實施例的描述。在不脫離本發明的范圍的情況下，許多描述的特征可以替換、更改或省略。例如，創造性特征可以應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，許多電路元件和結構(例如，邏輯門、晶體管類型、開關等)可以使用實施實質上類似的功能的替換電路元件和結構來替換。脫離所示特定實施例的這些和其他特征對熟悉本領域的技術人員而言是顯而易見的，尤其是在前面公開的內容方面。
【權利要求】
1.一種用于檢測圖像捕獲裝置中的故障的方法，該方法包括: 接收控制信號； 基于所述控制信號產生驅動信號； 將所述驅動信號施加在所述圖像捕獲裝置的控制線上； 比較所施加的驅動信號與所述控制信號；以及 如果所述控制信號不以預定方式對應于所施加的驅動信號，則產生錯誤信號。
2.依據權利要求1所述的方法，其中將所述驅動信號施加在所述圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將所述驅動信號施加在圖像傳感器陣列的行控制線上。
3.依據權利要求1所述的方法，其中將所述驅動信號施加在所述圖像捕獲裝置的控制線上的步驟包括:將所述驅動信號施加在圖像數據采樣電路的控制線上。
4.依據權利要求1所述的方法，其中比較所施加的驅動信號與所述控制信號的步驟包括: 基于所述控制信號產生第二驅動信號；以及 比較所述第二驅動信號與所述驅動信號。
5.依據權利要求1所述的方法，其中比較所施加的驅動信號與所述控制信號的步驟包括: 基于施加在多條控制線上的第一點處的驅動信號產生第一編碼值； 基于施加在所述控制線上的第二點處的所述驅動信號產生第二編碼值；以及 比較所述第一編碼值與所述第二編碼值。
6.依據權利要求1所述的方法，進一步包括: 接收第二控制信號； 基于所述第二控制信號產生第二驅動信號； 將所述第二驅動信號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動信號和所述第二控制信號的輸入；以及 如果所述第二控制信號不以預定方式對應于所述第二驅動信號，則產生第二錯誤信號。
7.依據權利要求6所述的方法，其中: 所述圖像捕獲裝置進一步包括圖像傳感器陣列； 所述圖像捕獲裝置進一步包括圖像數據采樣電路，被耦合以接收來自所述圖像傳感器陣列的數據行； 所述驅動信號為在所述圖像傳感器陣列中的行控制驅動信號；以及 所述第二驅動信號為在所述圖像數據采樣電路中的驅動信號。
8.依據權利要求7所 述的方法，進一步包括: 將測試數據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試數據與通過所述圖像數據采樣電路自所述圖像傳感器陣列接收到的所述測試數據進行比較；以及 如果注入至所述圖像傳感器陣列的所述測試數據不以預定方式對應于通過所述圖像數據采樣電路自所述圖像傳感器陣列接收到的圖像測試數據，則產生第三錯誤信號。
9.一種圖像捕獲裝置，包括:控制器，被操作以提供控制信號； 驅動器，響應于所述控制信號，并且被操作以基于所述控制信號產生驅動信號，并且將所述驅動信號施加在所述圖像捕獲裝置的控制線上；以及 比較器，響應于基于所述控制信號的第一輸入以及基于所述驅動信號的第二輸入，所述比較器被操作以便于如果所述控制信號不以預定方式對應于所施加的驅動信號，則產生錯誤信號。
10.依據權利要求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與所述驅動信號，以確定所述驅動信號是否對應于所述控制信號。
11.依據權利要求9所述的圖像捕獲裝置，其中: 所述圖像捕獲裝置進一步包括圖像傳感器陣列；以及 所述驅動器為所述圖像傳感器陣列的行控制驅動器。
12.依據權利要求9所述的圖像捕獲裝置，其中: 所述圖像捕獲裝置進一步包括圖像傳感器陣列； 所述圖像捕獲裝置進一步包括圖像數據采樣電路，被耦合以接收來自所述圖像傳感器陣列的數據行；以及 所述驅動器為所述圖像數據采樣電路的元件。
13.依據權利要求9所述的圖像捕獲裝置，其中: 所述圖像捕獲裝置進一步包括第二驅動器，被耦合以接收所述控制信號，并且被操作以基于所述控制信號產生第二驅動信號；以及 所述比較器被操作以比較所述第二驅動信號與所述驅動信號。
14.依據權利要求9所述的圖像捕獲裝置，進一步包括: 多條所述控制線； 第一編碼器，在第一點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到的驅動信號產生第一編碼值；以及 第二編碼器，在距離所述第一點一定距離處的第二點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到的驅動信號產生第二編碼值， 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.依據權利要求9所述的圖像捕獲裝置，進一步包括: 第二驅動器，響應于第二控制信號，并且被操作以產生第二驅動信號并將所述第二驅動信號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，響應于基于所述第二控制信號的第一輸入以及基于所述第二驅動信號的第二輸入，所述第二比較器被操作以便于如果所述第二控制信號不以預定方式對應于所述第二驅動信號，則產生錯誤信號。
16.依據權利要求15所述的圖像捕獲裝置，其中: 所述圖像捕獲裝置進一步包括圖像傳感器陣列； 所述圖像捕獲裝置進一步包括圖像數據采樣電路，被耦合以接收來自所述圖像傳感器陣列的數據行； 所述驅動器為所述圖像傳感器陣列的行控制驅動器；以及 所述第二驅動器為所述圖像數據采樣電路的元件。
17.依據權利要求16所述的圖像捕獲裝置，進一步包括:測試數據注入電路，被操作以將測試數據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試數據與通過所述圖像數據采樣電路自所述圖像傳感器陣列接收到的所述測試數據進行比較，并且如果注入至所述圖像傳感器陣列的所述測試數據不以預定方式對應于通過所述圖像數據采樣電路自所述圖像傳感器陣列接收到的所述測試數據，則產生第三錯誤信號。
18.一種圖像捕獲裝置，包括: 控制器，被操作以提供控制信號； 驅動器，響應于所述控制信號，并且被操作以基于所述控制信號產生驅動信號并將所述驅動信號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的第一輸入與基于所述驅動信號的第二輸入，并且如果所述控制信號不以預定方式對應于所施加的驅動信號，則產生錯誤信號的裝置。
【文檔編號】H04N17/00GK103986927SQ201410041441
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年1月28日 優先權日:2013年2月8日
【發明者】R.約翰遜, T.馬蒂努森 申請人:豪威科技股份有限公司