图像传感器制造技术

技术编号:14720919 阅读:128 留言:0更新日期:2017-02-27 17:40
本公开了涉及图像传感器。图像传感器具有以行和列的方式布置的像素阵列,并具有至少一个列测试信号生成器,所述至少一个列测试信号生成器耦接到相关联的所述列之一中的每个像素,其中所述列中的每个像素包括:第一晶体管;第二晶体管;以及光电二极管,所述光电二极管耦接在所述第一晶体管与所述第二晶体管之间,其中所述列测试信号生成器通过所述第二晶体管耦接到所述光电二极管。根据本公开的方面以及实施例,可以提供改进的图像传感器和具有成像装置的系统。

【技术实现步骤摘要】

本技术整体涉及图像传感器,还涉及具有成像装置的系统,具体地讲涉及用于使测试图案直接射入像素阵列内的单个光电二极管中以测试像素阵列中的部件完整性的方法和电路。
技术介绍
图像传感器一般用于电子设备(例如,蜂窝电话、照相机和计算机)中以捕捉图像。常规图像传感器是通过使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术或电荷耦合器件(CCD)技术在半导体衬底上制造而成。图像传感器可包括图像传感器像素阵列,每个像素包括光电二极管和其他运行电路,例如衬底中形成的晶体管。使用CMOS图像传感器捕捉图像通常涉及采用电子卷帘快门(ERS)操作以连续重置、整合和读出图像传感器上的单行图像像素。在常规的ERS操作中,一般在指定时间对单行进行行重置和读出。行重置是指这样的操作,该操作通过将光生电荷积累装置(例如,光电二极管)重置为无电荷状态,从而准备像素以进行光捕捉。行读出是指对已曝光所需持续时间的图像像素进行的操作,该操作涉及对指定行的像素列进行采样并将与曝光期间像素所累积的电荷量相关的值转换成数字信号。图像传感器在整个电子设备寿命期内可能容易出现故障。常规图像传感器有时会提供在电子设备处于待机模式时检测该图像传感器的功能的方法。然而,在设备主动运行期间可能会出现故障或错误,或在待机模式下可能会出现其他无法检测的故障或错误。因此期望改进图像传感器,使其能够在待机模式下和主动运行期间均检验成像系统的功能。
技术实现思路
根据本公开的一个方面,提供了一种图像传感器,所述图像传感器具有以行和列的方式布置的像素阵列,并具有至少一个列测试信号生成器,所述至少一个列测试信号生成器耦接到相关联的所述列之一中的每个像素,其中所述列中的每个像素包括:第一晶体管;第二晶体管;以及光电二极管,所述光电二极管耦接在所述第一晶体管与所述第二晶体管之间,其中所述列测试信号生成器通过所述第二晶体管耦接到所述光电二极管。在一个实施例中,所述至少一个列测试信号生成器是具有测试信号输入的复用器。在一个实施例中,所述至少一个列测试信号生成器是数字模拟转换器。在一个实施例中,所述列中的每个像素还包括:浮动扩散节点,所述浮动扩散节点通过所述第一晶体管耦接到所述光电二极管;重置晶体管,所述重置晶体管耦接到所述浮动扩散节点;以及源极跟随器晶体管,所述源极跟随器晶体管具有耦接到所述浮动扩散节点的栅极。在一个实施例中,所述重置晶体管和所述源极跟随器晶体管被配置用于接收像素电压。在一个实施例中,所述图像传感器还包括:行选择晶体管,所述行选择晶体管耦接到所述源极跟随器晶体管。在一个实施例中,所述至少一个列测试信号生成器被配置用于根据预定义模式并基于每个像素所在的行和列通过所述第二晶体管将选定的测试电压提供至所述光电二极管。根据本公开的一个方面,提供了一种具有成像装置的系统,所述系统包括:中央处理单元;存储器;镜头;输入-输出电路;和成像装置,其中所述成像装置包括:以行和列的方式布置的像素阵列以及耦接到所述像素阵列中的至少一个像素的至少一个列测试信号生成器,其中所述至少一个像素包括:光电二极管;浮动扩散节点;转移晶体管,所述转移晶体管耦接在所述浮动扩散节点与所述光电二极管之间;重置晶体管,所述重置晶体管耦接在所述至少一个列测试信号生成器与所述浮动扩散节点之间;源极跟随器晶体管,所述源极跟随器晶体管具有耦接到所述浮动扩散节点的栅极端子;以及电压供应线,所述电压供应线耦接到所述源极跟随器晶体管的漏极。在一个实施例中,所述系统还包括:抗光晕晶体管,所述抗光晕晶体管耦接到所述光电二极管。在一个实施例中,所述至少一个列测试信号生成器被配置用于根据预定义模式并基于所述至少一个像素所在的行和列通过所述重置晶体管和所述转移晶体管将选定的测试电压提供至所述光电二极管。在一个实施例中,所述预定义测试图案选自:标准像素值、交替的列的暗组和亮组、文本和几何形状。在一个实施例中,所述至少一个列测试信号生成器未连接至所述电压供应线。根据本公开的方面以及实施例,可以克服现有技术的缺陷,并可以提供改进的图像传感器和具有成像装置的系统。此外,根据本公开的一些实施例,可以提供改进的图像传感器,使其能够在待机模式下和主动运行期间均检验成像系统的功能。附图说明图1为根据本技术实施例的示例性电子设备的示意图,该电子设备具有图像传感器。图2为根据本技术实施例的示例性图像像素电路的示意图,其中光电二极管通过复用器经过抗光晕晶体管连接至测试信号线。图3A至图3D为根据本技术实施例的示例性测试图案(pattern)的示意图,该测试图案可通过图2、图4和图5所示类型的电路被射入图像像素阵列中。图4为根据本技术实施例的示例性图像像素电路的示意图,其中光电二极管通过复用器经过转移晶体管和重置晶体管连接至测试信号线。图5为根据本技术实施例的示例性图像像素电路的示意图,该图像像素电路具有抗光晕(anti-blooming)晶体管和光电二极管,所述光电二极管通过复用器经过转移晶体管和重置晶体管连接至测试信号线。图6为根据本技术实施例的处理器系统的框图,该处理器系统可包括图2、图4和图5所示类型的像素电路。具体实施方式具有数字照相机模块的成像系统被广泛用于电子设备(例如,数码相机、计算机、蜂窝式蜂窝电话和其他电子设备)中。数字照相机模块可包括收集入射光以捕捉图像的一个或多个图像传感器。在某些情况下,成像系统可形成较大系统的一部分,例如车辆(如,汽车、公交车或其他车辆)的监视系统或安全系统。在车辆安全系统中,由成像系统捕捉的图像可被车辆安全系统用来确定车辆周围的环境状况。例如,车辆安全系统可包括诸如停车辅助系统、自动或半自动巡航控制系统、自动制动系统、防撞系统、车道保持系统(有时称为车道漂移预防系统)等。至少在一些例子中,成像系统可形成半自动或自动无人驾驶汽车的一部分。此类成像系统可捕捉图像并利用这些图像检测附近的车辆。如果在图像中检测到附近的车辆,车辆安全系统可在某些时候开启警示灯,即一种警报,或可以启动刹车、自动转向或其他主动防撞措施。车辆安全系统可使用由具有数字照相机模块的成像系统连续捕捉的图像,以帮助避免与物体(例如,其他汽车或其他环境的物体)碰撞、帮助避免意外漂移(例如,越过车道标志)或者是在车辆的任何正常操作模式下辅助车辆的安全操作。车辆安全标准可要求在车辆操作之前、期间和/或之后验证是否正确操作车辆安全系统的任何部件(包括成像系统部件)。可在操作车辆之前和/或之后(如,启动和/或关闭成像系统时)通过成像系统验证成像系统部件的操作。在这些验证操作中,可能不需要同时运行成像系统。然而,可能有利的是在操作成像系统期间连续监测成像系统部件的状态,尤其是在成像系统所提供的成像数据质量可能影响车辆安全的情况下。可提供拥有这种即时(例如,实时)验证功能的成像系统。图像传感器可包括图像像素阵列。图像传感器中的像素可包括光敏元件,例如将入射光转换成电荷的光电二极管。图像传感器可具有任意数量的像素(例如,数百个、数千个或更多)。典型的图像传感器可以例如具有数百个、数千个或数百万个像素(例如,数兆像素)。图像传感器可包括用于验证图像传感器是否正确操作的验证电路。例如,在图像传感器所捕捉的图像作为输入用于车辆的主本文档来自技高网...
图像传感器

【技术保护点】
一种图像传感器,其特征在于,所述图像传感器具有以行和列的方式布置的像素阵列,并具有至少一个列测试信号生成器,所述至少一个列测试信号生成器耦接到相关联的所述列之一中的每个像素,其中所述列中的每个像素包括:第一晶体管;第二晶体管;以及光电二极管,所述光电二极管耦接在所述第一晶体管与所述第二晶体管之间,其中所述列测试信号生成器通过所述第二晶体管耦接到所述光电二极管。

【技术特征摘要】
2015.05.20 US 14/717,7501.一种图像传感器,其特征在于,所述图像传感器具有以行和列的方式布置的像素阵列,并具有至少一个列测试信号生成器,所述至少一个列测试信号生成器耦接到相关联的所述列之一中的每个像素,其中所述列中的每个像素包括:第一晶体管;第二晶体管;以及光电二极管,所述光电二极管耦接在所述第一晶体管与所述第二晶体管之间,其中所述列测试信号生成器通过所述第二晶体管耦接到所述光电二极管。2.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,其中所述至少一个列测试信号生成器是具有测试信号输入的复用器。3.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,其中所述至少一个列测试信号生成器是数字模拟转换器。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:C·赫尔科斯特J·贝克S·威利卡奥
申请(专利权)人:半导体元件工业有限责任公司
类型:新型
国别省市:美国;US

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