CN109716755B - 成像器件 - Google Patents

Abstract

第一像素包括：第一传输晶体管、第一复位晶体管、第一放大晶体管和第一选择晶体管。所述第一传输晶体管的第一端子连接至参考信号生成电路。所述第一复位晶体管的第一端子连接至所述参考信号生成电路。所述第一放大晶体管的栅极连接至所述第一复位晶体管的第二端子和所述第一传输晶体管的第二端子。所述第一选择晶体管连接至所述第一放大晶体管。第二像素包括：第一光电转换元件；连接至所述第一光电转换元件的第二传输晶体管；被配置用于接收第一预定电压的第二复位晶体管；连接至所述第二传输晶体管和所述第二复位晶体管的第二放大晶体管；和连接至所述第二放大晶体管的第二选择晶体管。

Description

成像器件

技术领域

本技术涉及成像器件，更具体地，涉及能够检测自身故障的成像器件。

背景技术

在相关技术中，采用测试像素(test pixel)来检测图像传感器中的像素自身的故障，所述图像传感器具有通过以矩阵形状布置像素而形成的像素阵列单元。例如，提出了如下图像传感器：其中，通过将测试像素生成的测试电压输入至模拟/数字(A/D)转换器进行A/D转换器的测试 (例如，参加专利文献1)，其中，A/D转换器将从像素阵列单元输出的图像信号转换成数字信号。在该图像传感器中，通过从布置在各行中的各测试像素生成不同的测试电压并且针对测试电压进行模拟/数字转换来进行A/D传感器的功能测试。

引用列表

专利文献

专利文献1：US 8,823,850

发明内容

技术问题

在上述的相关技术中，通过将经过模拟/数字转换的信号与测试电压进行比较，测试A/D转换器的线性等。为此，在测试期间检测到异常信号的情况下，难以确定到底是A/D转换器还是将控制信号传送至像素阵列单元的像素的信号线导致了故障，并且难以检测诸如信号线断开等故障。

本技术是在上述背景下进行的，并且期望能够检测在将控制信号发送至图像传感器的像素的信号线中的故障。

技术问题的解决方案

本技术被设计用于解决上述问题，并且本技术的第一方面是图像传感器，包括：第一像素，所述第一像素包括：第一传输晶体管，其中所述第一传输晶体管的第一端子连接至参考信号生成电路；第一复位晶体管，其中所述第一复位晶体管的第一端子连接至所述参考信号生成电路；第一放大晶体管，其中所述第一放大晶体管的栅极连接至所述第一复位晶体管的第二端子和所述第一传输晶体管的第二端子；和第一选择晶体管，所述第一选择晶体管连接至所述第一放大晶体管；以及第二像素，所述第二像素包括：第一光电转换元件；第二传输晶体管，所述第二传输晶体管连接至所述第一光电转换元件；第二复位晶体管，所述第二复位晶体管被构造用于接收第一预定电压；第二放大晶体管，所述第二放大晶体管连接至所述第二传输晶体管和所述第二复位晶体管；和第二选择晶体管，所述第二选择晶体管连接至所述第二放大晶体管。

此外，在第一方面中，测试电压生成器将在生成传输测试信号时被供给至测试信号生成器的测试电压从传输测试电压改变为与传输测试电压不同的电压。因此，能够在生成传输测试电压时改变测试电压。

此外，在第一方面中，故障检测器可以在传输测试信号具有与传输测试电压不同的电压的情况下检测出传输控制信号线的故障。因此，在传输测试信号和传输测试电压具有不同电压的情况下，能够检测出传输控制信号线中的故障。

此外，在第一方面中，故障检测器可以在复位测试信号具有与复位测试电压不同的电压的情况下检测出传输控制信号线的故障。因此，在复位测试信号和复位测试电压不同的情况下，能够检测出传输控制信号线中的故障。

此外，在第一方面中，故障检测器可以在复位测试信号具有与复位测试电压不同的电压的情况下检测出复位控制信号线的故障。因此，在复位测试信号和复位测试电压不同的情况下，能够检测出复位控制信号线中的故障。

此外，在第一方面，测试电压生成器可以提供复位电压作为传输测试电压，该复位电压是在复位操作的情况下施加到电荷存储元件的电压。因此，能够提供复位电压作为传输测试电压。

此外，在第一方面中，测试电压生成器可以根据存储在电荷存储元件中的电荷提供在图像信号的动态范围内取值的电压作为复位测试电压。因此，能够提供在图像信号的动态范围内取值的电压作为复位测试电压。

此外，在第一方面中，电荷存储元件可以布置在像素中，并且可以从像素生成取决于存储在电荷存储元件中的电荷的图像信号。因此，能够根据布置在像素中的电荷存储元件的电荷生成图像信号。

此外，在第一方面中，测试信号生成器可以具有被配置用于存储测试电压的电容器、被配置用于根据存储在电容器中的测试电压生成错误信号的信号生成元件、被配置用于响应于传输控制信号将测试电压施加至电容器以使信号生成元件能够生成传输测试信号的传输测试信号生成器，以及被配置用于响应于复位控制信号将测试电压施加至电容器以使信号生成元件能够生成复位测试信号的复位控制信号生成器。因此，能够根据存储在电容器中的测试电压生成传输测试信号和复位测试信号。

此外，在第一方面，图像传感器还可包括像素选择控制信号线，其被配置为向像素传输用于控制从像素输出所生成的图像信号的像素选择控制信号，其中，测试信号生成器响应于被传输的像素选择控制信号，可以输出传输测试信号和复位测试信号，并且故障检测器还可以根据输出的传输测试信号和输出的复位测试信号检测像素选择控制信号线的故障。因此，能够基于传输测试信号和复位测试信号来检测像素选择控制信号线中的故障。

此外，在第一方面中，故障检测器可以在传输测试信号具有与传输测试电压不同的电压的情况下检测出像素选择控制信号线的故障。因此，在传输测试信号和传输测试电压不同的情况下，能够检测出像素选择控制信号线中的故障。

此外，在第一方面中，故障检测器可以在复位测试信号具有与复位测试电压不同的电压的情况下检测像素选择控制信号线的故障。因此，在复位测试信号和复位测试电压不同的情况下，能够检测出像素选择控制信号线中的故障。

进一步地，在第一方面中，图像传感器还可以包括控制信号生成器，其用于生成传输控制信号和复位控制信号并通过传输控制信号线和复位控制信号线传输传输控制信号和复位控制信号。因此，能够使用控制信号生成器生成传输控制信号和复位控制信号。

此外，在第一方面中，传输控制信号线可以具有共用地依次连接至控制信号生成器、像素和测试信号生成器的信号线，并且复位控制信号线可以具有共用地依次连接至控制信号生成器、像素和测试信号生成器的信号线。因此，能够将测试信号生成器布置在传输控制信号线和复位控制信号线的端头元件中。

进一步地，在第一方面中，图像传感器还可以包括：第二控制信号生成器，用于生成传输控制信号和复位控制信号；第二测试信号生成器，用于生成传输测试信号和复位测试信号，其中，传输控制信号线可以具有共用地依次连接至控制信号生成器、测试信号生成器、像素、第二测试信号生成器和第二控制信号生成器的信号线，并且复位控制信号线可以具有共用地依次连接至控制信号生成器、测试信号生成器、像素、第二测试信号生成器和第二控制信号生成器的信号线。因此，能够将测试信号生成器布置在传输控制信号线和复位控制信号线的两端的元件中。

此外，在第一方面中，像素可以排列成矩阵形状，测试信号生成器可以布置在每一行中，传输控制信号线可以针对各行布置以将传输控制信号发送到像素和测试信号生成器，复位控制信号线可以布置在每一行中以将复位控制信号发送到像素和测试信号生成器，并且故障检测器可以基于从多个测试信号生成器输出的传输测试信号和从多个测试信号生成器输出的复位测试信号检测多个传输控制信号线和多个复位控制信号线中的故障。因此，能够使用从布置在各行中的测试信号生成器生成的测试信号来检测布置在各行中的传输控制信号线和复位控制信号线中的故障。

此外，在第一方面，图像传感器还可以包括故障信息生成器，其被配置为基于故障检测器的检测结果生成故障信息作为关于故障行的信息，在所述故障行中，传输控制信号线和复位控制信号线中的至少一者发生故障。因此，能够创建关于故障行的信息作为故障信息。

此外，在第一方面中，图像传感器还可以包括校正单元，其被配置为基于所生成的故障信息来校正输出的图像信号。因此，能够校正故障行的图像信号。

此外，在第一方面中，控制信号生成器可以形成在与形成有像素和测试信号生成器的半导体芯片不同的半导体芯片中，传输控制信号线可以通过连接端子在不同的半导体之间传输传输控制信号，并且复位控制信号线可以通过连接端子在不同的半导体芯片之间传输复位控制信号。因此，能够通过布置在不同半导体芯片之间的连接端子传输传输控制信号和复位控制信号。

此外，本技术的第二方面是一种成像器件，包括：电荷存储元件，被配置用于存储传输的电荷；传输控制信号线，被配置用于传输用于控制将响应于入射光而产生的电荷传输到电荷存储元件的传输控制信号；复位控制信号线，被配置用于向像素传输复位控制信号，复位控制信号控制存储在电荷存储元件中的电荷的复位操作；测试信号生成器，被配置用于根据用于检测传输控制信号线和复位控制信号线中的故障的测试电压和传输的传输控制信号生成传输测试信号，并且根据测试电压和传输的复位控制信号生成复位测试信号；测试电压生成器，用于在生成传输测试信号时将传输测试电压提供至测试信号生成器作为测试电压，并在生成复位测试信号时将复位测试电压提供至测试信号生成器作为测试电压；故障检测器，用于根据生成的传输测试信号和生成的复位测试信号检测传输控制信号线和复位控制信号线中的故障；处理电路，被配置为对根据存储在电荷存储元件中的电荷而生成的图像信号进行处理。因此，能够在生成传输测试信号时和生成复位测试信号时提供不同的测试电压。

根据本技术的实施例，能够检测将控制信号发送至图像传感器的像素的信号线中的故障。请注意，本技术的效果不限于此处说明的效果，并且可以包括本说明书中的任意效果。

本发明的有益效果

根据本技术的实施例，能够检测将控制信号发送至图像传感器的像素的信号线中的故障。请注意，本技术的效果不限于此处说明的效果，并且可以包括本说明书中的任意效果。

附图说明

图1图示了根据本技术的第一实施例的成像器件1的示例性构造。

图2图示了根据本技术的第一实施例的像素110的示例性构造。

图3图示了根据本技术的第一实施例的测试信号生成器120的示例性构造。

图4图示了根据本技术的实施例的垂直扫描单元210的示例性构造。

图5图示了根据本技术的第一实施例的A/D转换单元230的示例性构造。

图6图示了根据本技术的实施例的A/D转换元件231的示例性构造。

图7图示了根据本技术的第一实施例的故障检测器280的示例性构造。

图8图示了根据本技术的实施例的像素阵列单元10和驱动单元20 的示例性构造。

图9图示了根据本技术的实施例的连接端子160的示例性构造。

图10图示了根据本技术的实施例的连接端子160的另一示例性构造。

图11图示了根据本技术的实施例的生成图像信号和测试信号的示例。

图12图示了根据本技术的实施例的当传输控制信号线发生故障时的测试信号的示例。

图13图示了根据本技术的实施例的当复位控制信号线发生故障时的测试信号的示例。

图14图示了根据本技术的实施例的当像素选择控制信号线发生故障时的测试信号的示例。

图15图示了根据本技术的实施例的当像素选择控制信号线发生故障时的测试信号的另一示例。

图16图示了根据本技术的第二实施例的成像器件1的示例性构造。

图17图示了根据本技术的第三实施例的成像器件1的示例性构造。

图18图示了根据本技术的第三实施例的像素单元410的示例性构造。

图19图示了根据本技术的第三实施例的故障检测单元420的示例性构造。

图20图示了根据本技术的第三实施例的A/D转换单元230的示例性构造。

图21图示了根据本技术的第四实施例的成像器件1的示例性构造。

图22图示了根据本技术的第四实施例的故障检测器280的示例性构造。

图23图示了根据本技术的第五实施例的成像器件1的示例性构造。

图24图示了根据本技术的第六实施例的像素阵列单元10的示例性构造。

图25图示了根据本技术的第六实施例的故障检测器280的示例性构造。

图26图示了根据本技术的第七实施例的像素110的示例性构造。

图27是示意性地图示了车辆控制系统的示例性构造的框图。

图28是图示了图像感测单元的示例性安装位置的示意图。

具体实施方式

下面将说明用于实施本技术的示例(下文中称为“实施例”)。此外，将根据下面的顺序进行说明。

1.第一实施例(在图像传感器包括多个半导体芯片的情况下)

2.第二实施例(在图像传感器包括单个半导体芯片的情况下)

3.第三实施例(在像素阵列单元包括多个像素单元的情况下)

4.第四实施例(在省略测试信号的模拟/数字转换的情况下)

5.第五实施例(在故障行的图像信号被校正的情况下)

6.第六实施例(在针对各行生成测试电压的情况下)

7.第七实施例(在从像素检测到信号线的故障的情况下)

以这种方式，根据本技术的第二实施例，通过在相同的半导体芯片中形成成像器件1，通过减少一个垂直扫描单元，能够简化成像器件1 的构造。

[成像器件的构造]

图1图示了根据本技术的第一实施例的成像器件1的示例性构造。成像器件1包括像素阵列单元10和驱动单元20。另外，驱动单元20包括垂直扫描单元#1(210)、垂直扫描单元#2(220)、A/D转换单元230、测试电压生成器240、参考信号生成器250、控制单元260、信号处理单元270和故障检测器280。

像素阵列单元是通过以矩阵形状布置像素110构成的，像素110响应于入射光而生成图像信号。另外，作为将控制信号传送至像素110的信号线21布置在像素阵列单元10的各行中并且针对布置在各行中的像素110共用地布线。如下所述，信号线21包括发送传输控制信号的传输控制信号线、发送复位控制信号的复位控制信号线以及用于控制从像素 110的输入的像素选择控制信号线。另外，用于传送从像素110生成的图像信号的信号线11布置在像素阵列单元10的各列中并且对于针对布置在各列中的像素110共用地布线。

另外，在像素阵列单元10的各行中布置有信号测试生成器120和 130，信号测试生成器120和130生成用于检测信号线21的故障的测试信号。测试信号生成器120和130布置在各行的两端，并且以类似于像素110的方式接线至信号线11和21。另外，发送测试电压的信号线22 也接线至测试信号生成器120和130。这里，测试电压是指用于检测如上所述的传输控制信号线和复位控制信号线中的故障的信号。测试信号生成器120和130生成传输测试信号和复位测试信号作为测试信号。传输测试信号基于测试电压和传输控制信号而生成，复位测试信号基于测试电压和复位控制信号而生成。在下文中将更详细地说明像素110、测试信号生成器120等的构造。请注意，测试信号生成器130是权利要求书中描述的第二测试信号生成器的示例。

垂直扫描单元#1(210)和垂直扫描单元#2(220)生成用于像素110 的控制信号并且通过信号线21输出控制信号。垂直扫描单元#1(210) 和垂直扫描单元#2(220)生成上述的传输控制信号、复位控制信号和像素选择控制信号作为控制信号。另外，垂直扫描单元#1(210)和垂直扫描单元#2(220)生成相同的控制信号并且同时将其输出至信号线21，从而为控制信号的生成提供冗余性(redundancy)。在下文中将更详细地说明垂直扫描单元#1(210)和垂直扫描单元#2(220)的构造。请注意，垂直扫描单元#1(210)是权利要求书中描述的控制信号生成器的示例。垂直扫描单元#2(220)是权利要求书中描述的第二控制信号生成器的示例。

A/D转换单元230将像素110生成的图像信号转换成数字图像信号。 A/D转换单元230具有布置在像素阵列单元10的各列中的A/D转换元件 231以进行模拟/数字转换，并且信号线11接线至各A/D转换元件231。另外，A/D转换单元230还具有被布置用于对测试信号生成器120等生成的测试信号进行模拟/数字转换的A/D转换元件231。通过模拟/数字转换而生成的数字图像信号被输出至信号处理单元270。同时，数字测试信号被输出至故障检测器280。在下文中将更详细地说明A/D转换单元230 的构造。

测试电压生成器240生成测试电压并且通过信号线22将测试电压输出至测试信号生成器120和130。测试电压生成器240生成传输测试电压和复位测试电压作为所述测试电压。传输测试电压和复位测试电压是具有不同电压的测试电压。传输测试电压是当通过测试信号生成器120等生成传输测试信号时生成的测试电压。复位测试电压是当通过测试信号生成器120等生成复位测试信号时生成的测试电压。将在下文中更详细地说明测试电压。

参考信号生成器250生成参考信号并且将参考信号输出至A/D转换单元230。参考信号通过信号线23而被输出。可以采用具有以斜坡形状降低的电压的信号作为该参考信号。如下所述地，参考信号生成器250 与A/D转换元件231的模拟/数字转换的开始同步地开始生成参考信号。

控制单元260控制整个成像器件1。控制单元260生成用于控制垂直扫描单元#1(210)和垂直扫描单元#2(220)的共用控制信号并且通过信号线24将该控制信号输出至垂直扫描单元#1(210)和垂直扫描单元 #2(220)。另外，控制单元260生成用于控制布置在A/D转换单元230 中的A/D转换元件231的共用控制信号并且通过信号线25将该控制信号输出至所有A/D转换元件231。

故障检测器280基于从测试信号生成器120等输出的错误信号检测信号线21的故障。故障检测器280基于传输测试信号和复位测试信号检测传输控制信号线、复位控制信号线和像素选择控制信号线中的故障。可以通过将从测试信号生成器120等输出的测试信号与正常测试信号进行比较来进行故障的检测。将在下文中更详细地说明故障检测器280的构造。

在图1的成像器件1中，像素阵列单元10和驱动单元20形成在不同的半导体芯片中。像素阵列单元10以相对较高的电压工作以产生图像信号。同时，驱动单元20进行数字信号处理。为此，驱动单元20被供给相对较低的电压并且需要进行高速处理。以此方式，像素阵列单元10 和驱动单元20由具有不同特性的电路形成。关于这方面，像素阵列单元 10和驱动单元20分别形成在通过适合的处理而制造的相应的半导体芯片上。然后，将所述半导体芯片彼此接合以形成成像器件1。因此，能够提高成像器件1的成本效益。在此情况下，信号线11、21和22进行不同半导体芯片之间的信号传输。

请注意，像素阵列单元10、垂直扫描单元#1(210)和垂直扫描单元 #2(220)、A/D转换单元230、测试电压生成器240、参考信号生成器250、控制单元260和故障检测器280构成图像传感器。

信号处理单元270对从A/D转换单元230输出的数字图像信号进行处理。通过该处理，例如，能够进行水平传输(horizontal transmission)，其中，顺序地传输从多个A/D转换元件231输出的数字图像信号。请注意，信号处理单元270是权利要求书中描述的处理电路的示例。

[像素的构造]

图2图示了根据本技术的第一实施例的像素110的示例性构造。在图2中，布置在像素阵列单元10的第一行中的像素110被示出作为示例。像素110包括光电转换元件111、电荷存储元件112、电荷传输元件113、复位元件114、信号生成元件115和信号输出元件116。请注意，在电荷传输元件113、复位元件114、信号生成元件115和信号输出元件116中可以采用N沟道金属氧化物半导体(MOS)晶体管。通过在MOS晶体管的源极与栅极之间施加等于或高于阈值电压的电压，电荷传输元件 113、复位元件114和信号输出元件116能够彼此电连接。具有等于或高于所述阈值电压的电压的该信号将被称为“ON”信号。

另外，信号线21和11被接线至像素110。信号线21包含包括传输控制信号线TR(Transfer)、复位控制信号线RST(Reset)和像素选择控制信号线SEL(Select)在内的三种信号线。传输控制信号线TR是传输作为用于控制电荷传输元件113中的电荷的传输的信号的传输控制信号的信号线。复位控制信号线RST是传输作为用于控制复位元件14中的复位操作的信号的复位控制信号的信号线。像素选择控制信号线SEL是传输作为用于控制信号输出元件116中的图像信号输出的信号的像素选择控制信号。如上所述，信号线是针对各行布置的。在图2中，通过行号识别这些信号线。例如，“SEL1”表示布置在像素阵列单元10的第一行中的像素选择控制信号线SEL。此外，电源线Vdd和地线被接线至像素110。电源线Vdd是提供在信号生成元件115的操作中所需的电力和下面所述的复位电压的电源线。

光电转换元件111的阳极接地，并且光电转换元件111的阴极连接至电荷传输元件113的源极。电荷传输元件113的栅极连接至传输控制信号线TR1，并且漏极连接至复位元件114的漏极、信号生成元件115 的栅极以及电荷存储元件112的一端。电荷存储元件112的另一端接地。复位元件114的栅极连接至复位控制信号线RST1，并且源极连接至电源线Vdd。信号生成元件115的漏极连接至电源线Vdd，并且源极连接至信号输出元件116的漏极。信号输出元件116的栅极连接至像素选择控制信号线SEL1，并且源极连接至信号线11。

光电转换元件111相应于入射光生成电荷并存储电荷。光电二极管可以被用于光电转换元件111。

电荷传输元件113将存储在光电转换元件111中的电荷传输至电荷存储元件112。电荷传输元件113通过将光电转换元件111和电荷存储元件112电连接来传输电荷。电荷传输元件113由通过传输控制信号线TR1 传输的传输控制信号控制。具体地，在ON信号作为传输控制信号被输入的情况下，电荷传输元件113被电连接以传输电荷。

电荷存储元件112存储从电荷传输元件113传输来的电荷。也即是，电荷存储元件112存储由光电转换元件111生成的电荷。可以采用形成于半导体基板的扩散层中的浮动扩散区域作为电荷存储元件112。电荷存储元件112也用作电荷-电压转换单元。也即是，由于电荷存储元件112 也用作寄生电容(stray capacitance)，所以电荷存储元件112的一对电极之中的连接至信号生成元件115的电容的电压变成取决于电荷存储元件 112中存储的电荷的量的电压。

复位元件114通过排出存储在电荷存储元件112中的电荷进行复位操作。复位元件114通过施加作为从电源线Vdd提供至电荷存储元件112 的电压的复位电压排出电荷。类似于电荷传输元件113，复位元件114 由通过复位控制信号线RST1传输的复位控制信号控制。

信号生成元件115生成取决于存储在电荷存储元件112中的电荷的信号作为图像信号。信号生成元件115通过放大用作电荷-电压转换单元的电荷存储元件112的电压来生成图像信号。

信号输出元件116将信号生成元件115生成的图像信号输出至信号线11。类似于电荷传输元件113，信号输出元件116由通过像素选择控制信号线SEL1传输的像素选择控制信号控制。

[测试信号生成器的构造]

图3图示了根据本技术的第一实施例的测试信号生成器120的示例性构造。除了省略了光电转换元件111之外，测试信号生成器120的构造类似于结合图2说明的像素110的构造。另外，信号线22接线至测试信号生成器120，从而提供测试电压。图3的电荷传输元件113和复位元件114的漏极共同连接至信号线22。

将说明图3的测试信号生成器120中的复位测试电压和传输测试信号的生成。按照下面顺序生成复位测试信号。首先，测试电压生成器240 将复位测试电压提供至测试信号生成器120。然后，ON信号从复位控制信号线RST1输入，并且复位元件114被电连接，使得复位测试电压被存储在电荷存储元件112中。信号生成元件115生成与存储的电压对应的信号作为复位测试信号。在此情况下，生成具有大致等于复位测试电压的电压的复位测试信号。复位测试信号从信号输出元件116输出至信号线11。可以采用复位电压作为复位测试电压。通过将复位测试电压共用为复位电压，能够简化成像器件1的构造。

同时，按照下面的顺序生成传输测试信号。首先，测试电压生成器 240生成传输测试电压并且通过信号线22将传输测试电压提供至测试信号生成器120。然后，ON信号从传输控制信号线TR1输入，并且电荷传输元件113被电连接，使得传输测试电压被存储在电荷存储元件112中。信号生成元件115生成与存储在电荷存储元件112中的电压对应的信号作为传输测试信号。在此情况下，由于传输测试电压存储在电荷存储元件112中，生成大致等于传输测试电压的电压作为传输测试信号。可以采用在像素110的图像信号的动态范围内变化的电压作为传输测试电压。这样，能够容易地进行传输测试信号的诸如模拟/数字转换等多种处理。

如上所述，测试电压生成器240在生成复位测试信号和传输测试信号的同时，将测试电压从复位测试电压变为传输测试电压。在此情况下，在故障检测器280中的对控制信号线的故障检测处理之前，测试电压生成器240改变测试电压。在由于控制信号线的故障而在电荷传输元件113 和复位元件114的操作中发生异常的情况下，电荷存储元件112的电压根据测试电压而改变。在此方面，通过将此改变反映在复位测试信号上并且通过故障检测器280对其进行检测，能够检测出传输控制信号线TR 和复位控制信号线RST中的故障。以此方式，当生成复位测试信号的时候，测试电压生成器240将测试电压从复位测试电压改变至具有不同的电压的测试电压。

以此方式，通过添加具有类似于像素110的构造的测试信号生成器 120，能够检测出信号线21中的故障并且减小像素阵列单元10的布局等的改变。请注意，由于测试信号生成器130的构造类似于测试信号生成器120的构造，因此将不再对其进行重复说明。

请注意，电荷传输元件113是权利要求书中描述的传输测试信号生成器的示例。复位元件114是权利要求书中描述的复位测试信号生成器的示例。另外，电荷存储元件112是权利要求书中描述的电容器的示例。

[垂直扫描单元的构造]

图4图示了根据本技术的实施例的垂直扫描单元210的示例性构造。垂直扫描单元210包括地址解码器211和像素驱动单元212。

地址解码器211生成用于选择像素阵列单元10的行的信号并且将该信号输出至像素驱动单元212。地址解码器211通过与像素阵列单元10 的各行对应的信号线连接至像素驱动单元212，从而顺序地选择信号线并输出信号，使得像素阵列单元10的行被选择。例如，在地址解码器211 中可以采用移位寄存器。

像素驱动单元212生成用于像素110的控制信号，并且通过信号线 21将控制信号输出。如图4中所示，像素驱动单元212生成上述传输控制信号、复位控制信号和像素选择控制信号作为所述控制信号并且将所述控制信号分别输出至传输控制信号线TR、复位控制信号线RST和像素选择控制信号线SEL。像素驱动单元212将生成的控制信号输出至各信号线之中的连接至与地址解码器211选择的行相对应的像素110的信号线21。

请注意，垂直扫描单元210的构造类似于垂直扫描单元210的构造，并且将不再对其进行重复说明。

[A/D转换单元的构造]

图5图示了根据本技术的第一实施例的A/D转换单元230的示例性构造。该A/D转换单元230包括恒流电源232和A/D转换元件231。恒流电源232和A/D转换元件231是针对各信号线11布置的。

恒流电源232连接在信号线11与地之间并且用作像素110和测试信号生成器120和130中的信号输出元件116的负载。

A/D转换元件231进行图像信号和测试信号的模拟/数字转换。A/D 转换元件231被控制单元260控制，以使从参考信号生成器250生成的参考信号与图像信号等进行比较，并且基于比较结果生成的数字信号被输出作为模拟/数字转换的结果。在图5的A/D转换元件231之中，连接至像素110的A/D转换元件231生成数字图像信号。在图5中，除了布置在两端的那些A/D转换元件231之外的A/D转换元件231生成数字图像信号并且通过信号线26将数字图像信号输出至信号处理单元270。同时，连接至测试信号生成器120等的A/D转换元件231生成数字测试信号。在图5中，布置在两端的A/D转换元件231生成数字测试信号并且通过信号线27和28将数字测试信号输出至故障检测器280

[A/D转换元件的构造]

图6图示了根据本技术的实施例的A/D转换元件231的示例性构造。 A/D转换元件231包括电容器301和302、比较元件303和计数元件304。

电容器301和302是耦合电容器。电容器301连接在信号线11与比较元件303的输入之间以将图像信号或测试信号传输至比较元件303。另外，电容器302连接在信号线23与比较元件303的输入之间以将参考信号传输至比较元件303。

比较元件303将图像信号或测试信号与参考信号进行比较。比较元件303将比较的结果输出至计数元件304。具体地，在图像信号等的电压低于参考信号的电压的情况下，可以输出“0”值。在图像信号等的电压高于参考信号的电压的情况下，可以输出“1”值作为比较的结果。

计数元件304对从A/D转换元件231的模拟/数字转换的开始直到从比较元件303输出比较结果这段时间进行记时。该记时是通过对时钟信号(未图示)进行计数而进行的。随着A/D转换元件231的模拟/数字转换的开始，开始从参考信号生成器250输出具有以斜坡形状降低的电压的参考信号，并且通过比较元件303将该参考信号与图像信号等进行比较。然后，当比较元件303的输出值从“0”变为“1”时，计数元件304 停止计数。在此情况下的图像信号等的电压大致等于参考信号的电压。由于参考信号的电压与计数元件304的计数值一一对应，所以该计数值成为与图像信号等的电压对应的数字值。该数字值被输出作为图像信号等的模拟/数字转换的结果。以此方式，A/D转换元件231进行模拟/数字转换。计数元件304被来自控制单元260的控制信号控制，从而进行上述模拟/数字转换。

当A/D转换元件231对图像信号进行模拟/数字转换的时候，进行相关双采样(CDS)以去除像素110所特有的噪声。可以通过如下方式进行该CDS。首先，对复位操作图像信号进行模拟/数字转换并且将比较的结果存储在计数元件304中，复位操作图像信号是在像素110的复位操作期间输出至信号线11的信号。然后，逐位地将存储在计数元件304中的计数值反转。然后，对当光电转换元件111生成的电荷被传输至电荷存储元件112时生成的图像信号进行模拟/数字转换。在此情况下，计数元件304通过使用反转后的计数值作为初始值开始计数并且从图像信号中减去复位操作图像信号。这样，执行了CDS。经过CDS的数字图像信号被输出至信号处理单元270。

另外，当A/D转换元件231对测试信号进行模拟/数字转换时，依次进行对复位操作之后输出至信号线11的复位测试信号的模拟/数字转换、对电荷的传输之后输出值信号线11的传输测试信号的模拟/数字转换，使得数字复位测试信号和数字传输测试信号被输出至故障检测器280。

以此方式，A/D转换元件231对从连接的像素110和测试信号生成器120等输出的信号进行模拟/数字转换，并且输出转换后的数字信号。

[故障检测器的构造]

图7图示了根据本技术的第一实施例的故障检测器280的示例性构造。故障检测器280包括测试电压存储元件281、比较元件#1(282)和比较元件#2(283)以及故障信息生成器284。

测试电压存储元件281存储由测试电压生成器240生成的测试电压。测试电压存储元件281存储与传输控制测试电压和复位控制测试电压对应的数字值并且将这些值输出至比较元件#1(282)和比较元件#2(283)。

比较元件#1(282)和比较元件#2(283)比较测试信号和测试电压。比较元件#1(282)连接至信号线27。由测试信号生成器120生成的测试信号经过模拟/数字转换，并且数字测试信号被输入至比较元件#1(282)。同时，比较元件#2(283)连接至信号线28。由测试信号生成器130生成的测试信号经过模拟/数字转换，并且数字测试信号被输入至比较元件#2(283)。

如结合图3所述，在正常工作期间内，从测试信号生成器120等输出具有分别大致等于传输测试电压和复位测试电压的电压的传输测试信号和复位测试信号。然而，在传输控制信号线TR和复位控制信号线RST 中发生诸如断开连接等故障的情况下，从测试信号生成器120等输出具有分别与传输测试电压和复位测试电压不同的值的传输测试信号和复位测试信号。图7中的比较元件#1(282)等分别将传输测试信号和复位测试信号与传输测试电压和复位测试电压进行比较，并且将比较结果输出至故障信息生成器284。

故障信息生成器284基于从比较元件#1(282)和比较元件#2(283) 输出的比较结果生成并输出故障信息作为关于传输控制信号线TR等中的故障的信息。故障信息生成器284例如在传输测试信号与传输测试电压不同的情况下检测出传输控制信号线TR中的故障。在此情况下，故障信息生成器284可以输出表示在传输控制信号线TR中发送故障的信息作为故障信息。另外，通过设置存储垂直扫描单元#1(210)等中的控制信号的目标输出行的行计数器等，可以生成关于故障发生所在行的信息。

[像素阵列单元和驱动单元的构造]

图8图示了根据本技术的实施例的像素阵列单元10和驱动单元20 的示例性构造。图8图示了像素阵列单元10和驱动单元20中的信号线 21和11的布线状态。将以像素选择控制信号线SEL作为示例说明信号线21的布线状态。

像素选择控制信号线SEL包括配线170、291和292以及连接端子160。配线170形成在像素阵列单元10中并且被共用地接线在像素110 和测试信号生成器120等的信号输出元件116的栅极之间。配线291和 292形成在驱动单元20中并且分别连接至垂直扫描单元#1(210)和垂直扫描单元#2(220)。连接端子160被用于将配线170和配线291和292 彼此连接。连接端子160被用于在不同的半导体芯片之间传输信号。类似于信号线21，信号线11上的信号传输也是通过连接端子160进行的。例如，可以采用贯穿半导体芯片的贯通孔(via hole)或者形成在半导体芯片的表面上并且通过进行热压接合处理(thermal press bondingprocess) 连接的焊盘(pad)作为连接端子160。传输控制信号线TR和复位控制信号线RST可以具有与像素选择控制信号线SEL的上述构造类似的构造。

在图8中，即使在测试信号生成器120和130之间，即，在布置有多个像素110的区域中在配线170上发生诸如断开连接等故障的情况下，从垂直扫描单元#1(210)和垂直扫描单元#2(220)的各者输出的控制信号仍然被传输。因此，控制信号的传输不被中断，图像信号正常地生成。如图8中所示，信号线21被共用地依次连接至垂直扫描单元#1(210)、测试信号生成器120、像素110、测试信号生成器130和垂直扫描单元#2 (220)。因此，在配线170在测试信号生成器120和130之间断开的情况下，测试信号生成器120等中的故障不会被检测出，并且能够避免不必要的故障信息被输出。

相反地，在布置在信号线21中的一对连接端子160中发生诸如连接不良等故障的情况下，从垂直扫描单元#1(210)和垂直扫描单元#2(220) 输出的控制信号无法被传输至配线170。在此情况下，能够检测出测试信号生成器120等中的故障。另外，在一个连接端子160故障的情况下，控制信号通过另一个连接端子160传输。因此，能够生成来自像素110 的图像信号，并且测试信号生成器120等中的故障不被检测出。然而，为了提高成像器件1的可靠性，需要检测单个连接端子160中的故障状态。在此情况下，可以通过使用控制信号的传输时间来检测故障。由于传输从垂直扫描单元#1(210)等输出的控制信号需要时间，从布置在故障的连接端子160的附近的测试信号生成器120等输出的测试信号的稳定时间(settling time)长于从布置在无故障的连接端子160的附近的测试信号生成器120等输出的测试信号的稳定时间。通过在短于该稳定时间的时间期间内使用故障检测器280检测故障，能够检测出单个连接端子160的故障状态。

[连接端子的构造]

图9图示了根据本技术的实施例的连接端子160的示例性构造。图9 是图示了成像器件1的横截面构造的示意图，并且示出了在像素阵列单元10与驱动单元20之间的连接元件中的信号线21的构造。

图9的“a”图示了连接端子160包括一对贯通孔的示例。像素阵列单元10包括绝缘层191和195以及阱区域192。阱区域192是由P型半导体形成的，并且N型半导体区域193和194分别形成在信号输出元件 116的漏极区域和源极区域。绝缘层195包括用作信号输出元件116的栅极的电极196、贯通孔插塞(plug)和配线172。贯通孔插塞171和173 以及配线172被包括在配线170中。

连接端子160包括分别形成在像素阵列单元10的绝缘层195和191 中的焊盘161和163、贯通孔162和164和形成在驱动单元20中的焊盘 165。焊盘161连接至贯通孔插塞173。焊盘161和163通过贯通孔162 彼此连接，并且焊盘163和165通过贯通孔164彼此连接。

图9的驱动单元20被图示为简化了信号线21的附近的构造。图9 的配线291将焊盘165和垂直扫描单元210彼此连接。以此方式，焊盘 161、163和165通过贯通孔162和164彼此连接以传输控制信号。

图9的“b”图示了连接端子160包括单个贯通孔的示例。在图9的“b”中，贯通孔164将焊盘161和165彼此连接。与图9的“a”的构造相比，这能够缩短制造工艺并且减小连接端子160所占的面积。

图10图示了根据本技术的实施例的连接端子160的另一示例性构造。图10的连接端子160包括焊盘166和167。焊盘166形成在像素阵列单元10的芯片表面上，并且焊盘167形成在驱动单元20的芯片表面上。当像素阵列单元10和驱动单元20通过热压接合处理彼此接合时，焊盘166和167彼此电连接以使信号能够传输。与图9的贯通孔不同，这样不需要在半导体芯片中形成贯通孔。因此，能够在芯片的任意位置处布置连接端子160。

以此方式，使用包括通过热压接合处理接合的贯通孔162和164以及焊盘166和167的连接端子160，能够进行不同芯片之间的信号传输。然而，由于在不同的芯片之间形成这样的连接端子160，应力集中，并且可能容易发生诸如连接不良等故障。在此方面，通过在像素阵列单元10 中布置测试信号生成器120等检测故障。请注意，使用测试信号生成器 120等的故障检测在成像器件1的初始缺陷的检测中也是有效的。

[图像信号和测试信号的生成]

图11图示了根据本技术的实施例的图像信号和测试信号的生成的示例。在图11中，“SEL1”、“RST1”和“TR1”分别表示用于布置在像素阵列单元10的第一行中的像素选择控制信号线SEL、复位控制信号线 RST和传输控制信号线TR的控制信号。在这些二值波形中由值“1”表示的部分对应于ON信号的输入。另外，“SEL2”、“RST2”和“TR2”分别表示布置在像素阵列单元10的第二行中的信号线的控制信号。另外，“Vtest”表示从测试电压生成器240提供的测试电压。在该测试电压的波形中，高电压部分对应于供给复位测试电压的期间，低电压部分对应于供给传输测试电压的期间。“电荷存储元件(像素)”和“图像信号”的波形分别表示布置在第一行中的像素110的电荷存储元件112的电压和图像信号。“电荷存储元件(测试信号生成器)”和“测试信号”的波形分别表示布置在第一行中的测试信号生成器120的电荷存储元件112 的电压和测试信号。另外，在图11中，假设具有等于从电源线Vdd(下文中被简称为“Vdd”)供给至像素110的电压的值的复位测试电压被供给至测试信号生成器120。

在时序T0处，所有的控制信号线被设定为“0”，并且测试电压生成器240供给电压Vdd作为复位测试电压。该状态对应于初始状态。

在时序T1至T5处，ON信号从复位控制信号线RST1和传输控制信号线TR1输入，使得像素110的电荷存储元件112和光电转换元件111 被复位。因此，布置在第一行中的像素110的曝光开始。该复位操作将像素110的电荷存储元件112的电压提高至Vdd。测试信号生成器120 的电荷存储元件112也被复位，并且其电压提高至Vdd(T1)。然后，来自复位控制信号线RST1和传输控制信号线TR1的ON信号的输入停止 (T2至T5)。像素110和测试信号生成器120的电荷存储元件112的电压保持为Vdd。请注意，布置在像素阵列单元10的第二行中的像素110 等的操作将在下面说明。

在时序T5至T7处，从复位控制信号线RST1输入ON信号，并再次复位像素110和测试信号生成器120的电荷存储元件112(T5)。另外，从像素选择控制信号线SEL1输入ON信号，并输出与像素110的电荷存储元件112的电压对应的图像信号。类似地，输出对应于测试信号生成器120的电荷存储元件112的电压的测试信号。该测试信号对应于复位测试信号。从该像素选择控制信号线SEL1连续输入ON信号直到时序 T11。然后，来自复位控制信号线RST1的ON信号的输入停止(T6)。结果，输出与像素110的电荷存储元件112的电压对应的复位操作图像信号。同时，产生并输出对应于测试信号生成器120的电荷存储元件112 的电压的复位测试电压。同时，测试电压生成器240将提供的测试电压从复位测试电压改变到传输测试电压(T6到T7)。

在时序T7到T8处，对从像素110输出的复位操作图像信号进行模拟/数字转换，并且将转换结果存储在计数元件304中。同时，从测试信号生成器120输出的复位测试电压经过模拟/数字转换并输出至故障检测器280。

在时序T8到T9处，从传输控制信号线TR1输入ON信号，并且从光电转换元件111产生的电荷被传输到电荷存储元件112。输出与传输的电荷相对应的图像信号。同时，在测试信号生成器120中，将传输测试电压施加至电荷存储元件112，以产生并输出传输测试信号。

在时序T9到T10处，从像素110输出的图像信号经过模拟/数字转换，以将数字图像信号输出到信号处理单元270。同时，从测试信号生成器120输出的传输测试信号经受模拟/数字转换并输出到故障检测器280。

在时序T10到T11处，测试电压生成器240将测试电压从传输测试电压改变到复位测试电压。然后，ON信号到像素选择控制信号线SEL1 的输入操作停止(T11)。

请注意，类似于时序T1至T11，在时序T3至T18，控制信号被输入到像素选择控制信号线SEL2、复位控制信号线RST2和传输控制信号线TR2以产生用于第二行的图像信号和测试信号。以这种方式对每行顺序地执行曝光和图像信号的生成的驱动方法称为卷帘快门(rolling shutter)方法。可以通过使用卷帘快门方法驱动像素阵列单元10的所有行来生成对应于单个屏幕的图像信号。注意，测试信号生成器130也以与测试信号生成器120类似的方式生成测试信号。

以这种方式，当通过像素选择控制信号线SEL、复位控制信号线RST 和传输控制信号线TR传输控制信号时，如图11中所示地生成复位测试信号和传输测试信号。然而，在由于信号线中的故障而没有适当地传输控制信号的情况下，生成与图11中所示的测试信号不同的测试信号。

[当传输控制信号线故障时的测试信号]

图12图示了根据本技术的实施例的当传输控制信号线故障时的测试信号的示例。图12的“a”示出了传输控制信号的值由于传输控制信号线TR1的故障而被固定为“1”的情况，即，示出了当传输控制信号线 TR1受到卡住为“1”的固定型故障(stuck-at fault)时所呈现的波形。这对应于在传输控制信号线TR1和电源线Vdd之间产生短路的情况。另外，图12的“b”图示了传输控制信号的值由于传输控制信号线TR1的故障而被固定为“0”的情况，即图示了当传输控制信号线TR1受到卡住为“0”的固定型故障时所呈现的波形。这对应于传输控制信号线TR1 断开的情况。在图12中，虚线所示的波形表示不发生故障的情况。这些波形对应于结合图11说明的那些波形。

在图12的“a”中，始终从传输控制信号线TR1输入ON信号。因此，在时序T6到T8，复位测试信号的电压基本上等于从测试电压生成器240提供的传输测试电压。即，复位测试信号具有与复位测试电压不同的电压。在这种情况下，使用结合图7说明的比较元件#1(282)和比较元件#2(283)来比较复位测试信号和复位测试电压，以检测传输控制信号线TR1中的故障。

在图12的“b”中，由于没有从传输控制信号线TR1输入ON信号，所以传输测试信号在时序T8到T10具有基本上等于复位测试电压的电压。也就是说，传输测试信号具有与传输测试电压不同的电压。在这种情况下，使用比较元件#1(282)和比较元件#2(283)比较传输测试信号和传输测试电压，以检测传输控制信号线TR1中的故障。

[当复位控制信号线故障时的测试信号]

图13图示了根据本技术的实施例的当复位控制信号线故障时的测试信号的示例。图13的“a”图示了当复位控制信号线RST受到卡住为“1”的固定型故障时所呈现的波形。图13的“b”图示了当复位控制信号线 RST受到卡住为“0”的固定型故障时所呈现的波形。

在图13的“a”中，由于ON信号始终从复位控制信号线RST1输入，因此复位测试信号在时序T6到T8具有基本上等于传输测试电压的电压。也就是说，复位测试信号具有与复位测试电压不同的电压。在这种情况下，使用比较元件#1(282)和比较元件#2(283)比较复位测试信号和复位测试电压。

在图13的“b”中，由于没有从复位控制信号线RST1输入ON信号，所以在时序T6到T8输入之前的控制信号时，复位测试信号的电压基本上等于存储在电荷存储元件112中的传输测试电压。也就是说，复位测试信号具有与复位测试电压不同的电压。在这种情况下，使用比较元件 #1(282)和比较元件#2(283)比较复位测试信号和复位测试电压。请注意，在图13的“b”中，假设当测试电压生成器240在时序T1到 T2处提供传输测试电压时第一行的曝光开始。

[当像素选择控制信号线故障时的测试信号]

图14图示了根据本技术的实施例的当像素选择控制信号线故障时的测试信号的示例。图14示出了当像素选择控制信号线SEL1没有发生故障并且像素选择控制信号线SEL2遭遇卡住为“1”的固定型故障时表现出的波形。另外，“电荷存储元件#1”和“电荷存储元件#2”的波形分别表示布置在第一行和第二行中的测试信号生成器120的电荷存储元件112的电压。由于ON信号始终从像素选择控制信号线SEL2输入，因此与布置在第二行中的测试信号生成器120的电荷存储元件112的电压相对应的信号在时序T3到T15被输出到信号线11。结果，在时序T8到 T11处，布置在第一行中的测试信号生成器120的信号输出元件116具有OFF状态，并且传输测试信号具有基本上等于复位测试电压的电压。也就是说，传输测试信号具有与传输测试电压不同的电压。在这种情况下，使用比较元件#1(282)和比较元件#2(283)比较传输测试信号和传输测试电压

同时，在时序T12到T18，从布置在第二行的测试信号生成器120 正常地输出复位测试信号和传输测试信号。

以这种方式，通过在故障行中输出正常的传输测试信号并且在其它行中输出具有基本上等于复位测试电压的电压的传输测试信号，能够检测像素选择控制信号线SEL中的卡住为“1”的固定型故障。

图15图示根据本技术的实施例的当像素选择控制信号线故障时的测试信号的另一示例。图15示出了在像素选择控制信号线SEL1中发生卡住为“0”的固定型故障时的波形。由于没有从像素选择控制信号线SEL1 输入ON信号，所以输出具有基本上相等的电压的复位测试信号和传输测试信号。也就是说，复位测试信号具有与复位测试电压不同的电压。在这种情况下，使用比较元件#1(282)和比较元件#2(283)比较复位测试信号和复位测试电压。

如上面结合图12至15所述，使用比较元件#1(282)和比较元件 #2(283)分别将复位测试信号和传输测试信号与复位测试电压和传输测试电压进行比较。因此，能够检测传输控制信号线TR、复位控制信号线RST和像素选择控制信号线SEL中的故障。

以这种方式，根据本技术的第一实施例，使用施加有测试电压的测试信号生成器，分别基于传输控制信号和复位控制信号生成传输测试信号和复位测试信号。通过将传输测试信号和复位测试信号与正常的传输测试信号和正常的复位测试信号进行比较，能够检测出传输控制信号线和复位控制信号线中的故障。

<2.第二实施例>

在上述第一实施例中，控制信号从一对垂直扫描单元#1(210)和 #2(220)提供至像素阵列单元10。相对地，可以从单个垂直扫描单元提供控制信号。本技术的第二实施例与上述第一实施例的不同之处在于垂直扫描单元的数量减少了一个

[成像器件的构造]

图16示出了根据本技术的第二实施例的成像装置1的示例性构造。在图16中，如下所述地，成像器件1与结合图1描述的成像器件1不同。图16的成像器件1不一定具有垂直扫描单元#2(220)。另外，在图16 的成像器件1中，像素阵列单元10、垂直扫描单元210、A/D转换单元 230、测试电压生成器240、参考信号生成器250、控制单元260、信号处理单元270和故障检测器280形成在相同的半导体芯片中。

测试信号生成器120是针对图16的像素阵列单元10的每一行布置的。此外，信号线21共用地依次连接到垂直扫描单元210、像素110和测试信号生成器120。也就是说，测试信号生成器120连接至信号线21 的终端部。这样，能够提高信号线21的故障检测精度。

图16的A/D转换单元230对通过单个信号线11传输的测试信号执行模拟/数字转换，并通过信号线27将数字测试信号输出到故障检测器 280。图16的故障检测器280基于通过信号线27传输的数字测试信号检测故障。由于图16的成像器件1包括单个半导体芯片，因此没有必要提供信号线21的连接端子160。因此，与图1的成像器件1相比，信号线 21的故障率降低。在这方面，能够省略一对垂直扫描单元中的一个。因此，能够简化成像装置1的构造。

成像器件1的其它构造类似于本技术的第一实施例的成像器件1的构造，并且将不再重复说明它们。

以这种方式，根据本技术的第一实施例，通过在相同的半导体芯片中形成成像器件1，通过减少一个垂直扫描单元，能够简化成像器件1 的构造。

<3.第三实施例>

在上述第一实施例中，从像素阵列单元10的各行顺序地生成图像信号，并且对每行执行图像信号的模拟/数字转换。相反地，像素阵列单元 10的像素110可以被划分为多个区域，并且可以针对每个划分区域执行图像信号的生成和模拟/数字转换。本技术的第三实施例与上述第一实施例的不同之处在于：对每个区域执行图像信号的生成等。

[成像器件的构造]

图17示出了根据本技术的第三实施例的成像装置1的示例性构造。图17的成像器件1与图1的成像器件1的不同之处在于：成像器件1具有多个A/D转换单元230。

在图17的像素阵列单元10中，以矩阵形状布置有像素单元410而不是像素110。另外，为每行布置有故障检测单元420而不是测试信号生成器120和130安排。此外，信号线21和22以与结合图1说明的像素阵列单元10类似的方式连接到像素单元410和故障检测单元420。

在图17的成像器件1中，A/D转换单元230被布置成与像素阵列单元10的像素单元410和故障检测单元420配合，以对每个图像信号等执行模拟/数字转换，并且将转换后的图像信号等输出到信号处理单元270 或故障检测器280。像素单元410、故障检测单元420和与像素单元410 和故障检测单元420配合的A/D转换单元230通过信号线11单独地连接。

[像素单元的构造]

图18示出了根据本技术的第三实施例的像素单元410的示例性构造。像素单元410包括以矩阵形状布置的像素110。在图18中，假设布置了10×10个像素110。像素选择控制信号线SEL和复位控制信号线 RST针对每行布置，并且共同接线到布置在单行中的像素110。在图18 中，通过分配像素单元410的行号和像素110的行号来识别像素选择控制信号线SEL和复位控制信号线RST。例如，像素选择控制信号线 SEL1_2表示连接到第一行的像素单元410中的第二行的像素110的像素选择控制信号线SEL。

同时，为每个像素110布置传输控制信号线TR。在图18中，通过分配像素单元410的行号和像素110的行号来识别传输控制信号线TR。例如，传输控制信号线TR1_2表示连接到布置在第一行的像素单元410 中的第一行和第二列中的像素110的传输控制信号线TR。注意，像素选择控制信号线SEL、复位控制信号线RST和传输控制信号线TR共同连接到布置在同一行中的像素单元410。

另外，在像素单元410中，信号线11是针对每列布置的并且共用地接线至布置在列中的像素110。

[故障检测单元的构造]

图19图示了根据本技术的第三实施例的故障检测单元420的示例性构造。故障检测单元420通过以矩阵形状布置测试信号生成器120而形成。另外，结合图18说明的像素选择控制信号线SEL、复位控制信号线 RST和传输控制信号线TR以类似的方式布置在故障检测单元420中，并连接至每个测试信号生成器120。另外，信号线22共用地连接到每个测试信号生成器120以提供测试电压。

[A/D转换单元的构造]

图20图示了根据本技术的第三实施例的A/D转换单元230的示例性构造。图20的A/D转换单元230与结合图5说明的A/D转换单元230 的不同之处在于：A/D转换单元230设置有选择器233和单个A/D转换元件231。

选择器233用于选择在像素单元410之间或故障检测单元420之间连接的信号线11。选择器233将通过所选信号线11传输的图像信号等输出到A/D转换元件231。另外，选择器233顺序地选择布置在各列像素单元410等中的信号线11。当使用像素选择控制信号线SEL选择像素110 等的行，并且如结合图18所述地使用选择器233选择像素110等的列时，选择像素单元410等的单个像素110，以便将图像信号传输至A/D转换元件231。

在像素单元410中的图像信号的生成是通过在布置的像素110中的卷帘快门型处理来执行的。具体地，对于布置在图18中的第一行和第一列中的像素110到布置在第十行和第十列中的像素110，顺序地执行图 11中的时序T1到T11的一系列处理。另外，对布置在第一行和第一列中的像素110到布置在第十行和第十列的像素110的一系列处理是针对布置在像素阵列单元10中的所有像素单元410同时地执行的。

在根据本技术的第一实施例的成像器件1中，对于布置在像素阵列单元10中的所有像素110执行逐行的卷帘快门型处理。在这种情况下，由于在第一行与最后一行之间曝光时间不同，通过拍摄运动物体获得的图像失真。在本技术的第三实施例的成像器件1中也产生类似的失真。然而，由于针对每个像素单元410执行逐个像素的滚动快门型处理，因此曝光时间的差异相对减小。因此，能够减少图像失真。

另外，在根据本技术的第三实施例的成像器件1中，传输控制信号线TR等依次连接至垂直扫描单元#1(210)、测试信号生成器120、像素110、测试信号生成器120和垂直扫描单元#2(220)以检测故障。

成像器件1的其它配置类似于本技术的第一实施例的成像器件1的配置，并且将不再重复说明它们。

以这种方式，根据本技术的第三实施例，能够通过针对像素阵列单元10的每个区域生成图像信号来改善图像信号的图像质量。

<4.第四实施例>

在上述第一实施例中，对从测试信号生成器120等输出的测试信号执行模拟/数字转换。相反地，可以通过直接使用从测试信号生成器120 等输出的测试信号来检测故障。本技术的第四实施例与上述第一实施例的不同之处在于省略了测试信号的模拟/数字转换。

[成像器件的构造]

图21示出了根据本技术的第四实施例的成像装置1的示例性构造。图21的成像器件1与结合图1说明的成像器件1的不同之处在于：不需要设置与从测试信号生成器120和130输出的测试信号相对应的A/D转换元件231，并且从每个测试信号生成器120生成的各测试信号被传输至故障检测器280。

[故障检测器的构造]

图22示出了根据本技术的第四实施例的故障检测器280的示例性构造。图22的故障检测器280与结合图7说明的故障检测器280的不同之处在于：设置有信号整形元件285和编码器286来代替测试电压存储元件281和比较元件#1(282)和比较元件#2(283)。另外，图22的故障检测器280具有故障信息生成器287而不是故障信息生成器284。

信号整形元件285对从测试信号生成器120和130输出的每个测试信号进行整形。信号整形元件285通过将测试信号与预定的阈值进行比较，将测试信号整形为具有H电平或L电平的数字测试信号。布置在每个信号线12中的比较器可以被用在信号整形元件285中。

编码器286对由信号整形元件285整形后的数字测试信号进行编码。编码器286针对通过信号整形元件285传输测试信号的每个信号线12对测试信号进行编码。具体地，当输入测试信号时，生成并输出连接到传输测试信号的信号线12的测试信号生成器120等的行号。例如，当在图 12的“a”中的时序T7到T8输入具有L电平的传输测试信号时，编码器286检测该L电平信号并输出对应于发送所述传输测试信号的信号线 12的行号。

故障信息生成器287根据从编码器286输出的行号生成故障信息，并输出故障信息。

成像器件1的其它构造类似于本技术的第一实施例的成像器件1的构造，并且将不再重复说明它们。

以这种方式，根据本技术的第四实施例，通过对从测试信号生成器 120等输出的测试信号进行编码来检测故障，能够省略用于测试信号的模拟/数字转换。因此，能够简化成像装置1的构造。

<5.第五实施例>

在上述第一实施例中，检测控制信号线中的故障并且输出故障信息。与之相比，可以对故障行的图像信号进行校正。本技术的第五实施例与上述第一实施例的不同之处在于：基于故障信息对图像信号进行校正。

[成像器件的构造]

图23示出了根据本技术的第五实施例的成像装置1的示例性构造。图23的成像器件1与结合图1说明的成像器件1的不同之处在于还设置有校正单元290。

校正单元290用于校正由布置在控制信号发生故障的行中的像素 110产生的图像信号。校正单元290基于从故障检测器280输出的故障信息指定故障行，并执行图像信号的校正。可以通过图像信号的插值来执行图像信号的校正。例如，可以通过为紧接在失败行之前和之后的行创建图像信号的平均值来执行插值。校正单元290将紧接在故障行之前和之后的行的图像信号存储在行存储器(line memory)中，并且创建所存储的图像信号的平均值，使得平均值被输出作为失败行的图像信号。因此，能够减少图像信号中的图像质量的劣化。

成像器件1的其它构造类似于本技术的第一实施例的成像器件1的构造，并且将不再重复说明它们。

以这种方式，根据本技术的第五实施例，能够通过对发生控制信号故障的行执行图像信号的校正来减少像素信号的图像质量的劣化。

<6.第六实施例>

在上述第一实施例中，相同的测试电压被施加至各测试信号生成器 120等。相反地，也可以将不同的测试电压施加至各行。本技术的第六实施例与上述第一实施例的不同之处在于：通过对每行施加不同的测试电压，在每行中产生具有不同电压的测试信号。

[像素阵列单元10的构造]

图24示出了根据本技术的第六实施例的像素阵列单元10的示例性构造。图24的像素阵列单元10与结合图1说明的像素阵列单元10的不同之处在于还设置有多个电阻器140。

电阻器140用于对从测试电压生成器240输出的测试电压进行分压。电阻器140布置在像素阵列单元10的信号线22与每行的接地之间，以将测试电压分至各行。被划分的测试电压施加至各行的测试信号生成器 120和130。测试信号生成器120等产生并输出具有与所施加的测试信号对应的电压的测试信号。请注意，在图24的像素阵列单元10中，在测试信号生成器120和130之间也布置有电阻器140。因而，能够将不同的测试电压施加至测试信号生成器120和130。

[故障检测器的构造]

图25示出了根据本技术的第六实施例的故障检测器280的示例性配置的图。图25的故障检测器280与结合图7说明的故障检测器280的不同之处在于：还设置有测试信号转换器288。另外，图25的故障检测器 280设置有故障信息生成器289而不是故障信息生成器284。

测试信号转换器288将从测试信号生成器120等输出的测试信号转换成关于该行的信息。测试信号转换器288具有其中存储由像素阵列单元10分压的测试电压的表，从而通过比较存储的测试电压和输入的测试电压来指定布置有生成测试信号的测试信号生成器120等的行。测试信号转换器288将指定行的标识号输出到故障信息生成器289作为关于该行的信息。因而，能够容易地指定故障行。

故障信息生成器289基于从测试信号转换器288输出的关于行的信息指定故障行，并产生故障信息。

成像器件1的其它构造类似于本技术的第一实施例的成像器件1的构造，并且将不再重复说明它们。

以这种方式，根据本技术的第六实施例，通过针对各行将不同的测试电压提供至测试信号生成器120等，为各行生成具有不同电压的测试信号，由此指定故障行。因此，能够简化成像装置1的构造。

<7.第七实施例>

在上述第一实施例中，测试信号由测试信号生成器120等生成。与之相比，可以布置生成测试信号和图像信号的像素110，并且可以检测像素中的控制信号线的故障。本技术的第七实施例与上述第一实施例的不同之处在于省略了测试信号生成器120等。

<像素的构造>

图26示出了根据本技术的第七实施例的像素110的示例性构造。图 26的像素110与结合图2说明的像素110的不同之处在于：额外设置有诊断单元117。另外，信号线22连接到图26的像素110以提供测试电压。此外，在信号线21中还布置有将控制信号发送到诊断单元117的诊断控制信号线EN(Enable)。在诊断单元117中可以采用N沟道MOS晶体管。注意，在图26中额外示出了测试电压生成器240和故障检测器280，以示出与像素110的关系。

诊断单元117具有连接到光电转换元件111的阴极的源极和连接到诊断控制信号线EN的栅极。诊断单元117的漏极连接到信号线22。此外，复位元件114的漏极也连接到信号线22。

诊断单元117使像素110进入故障检测模式。诊断单元117通过电连接信号线22和电荷传输元件113将测试电压施加到电荷传输元件113 的漏极。诊断单元117可以通过输入来自诊断控制信号线EN的ON信号而被电连接。像素110的其他构造类似于结合图2说明的像素110的构造，并且将不再重复说明它们。注意，图26的电荷传输元件113和复位元件114对应于权利要求中描述的测试信号生成器的示例。

根据本技术的第七实施例的垂直扫描单元#1(210)和#2(220) 生成诊断单元117的控制信号，并通过诊断控制信号线EN输出该控制信号。另外，根据本技术的第七实施例的测试电压生成器240生成并输出像素110的复位电压(例如从电源线Vdd供给的电压)和测试电压。

可以通过下面的方式检测根据本技术的第七实施例的控制信号线中的故障。首先，垂直扫描单元#1(210)和#2(220)将ON信号输出到诊断控制信号线EN。同时，测试电压生成器240产生并输出测试电压。然后，控制信号被输入到传输控制信号线TR、复位控制信号线RST和像素选择控制信号线SEL，从而能够生成测试信号。请注意，测试电压生成器240生成并输出复位电压，以便从像素110生成正常的图像信号。

根据本技术的第七实施例的像素阵列单元10不是必须设置有测试信号生成器120等。例如，像素阵列单元10的所有像素110可以具有图26 的像素110的构造。另外，例如，在布置于像素阵列单元10中的像素110 之中，布置在各行的两端的像素110可以具有图26的像素110的构造。

成像器件1的其它构造类似于本技术的第一实施例的成像器件1的构造，并且将不再重复说明它们。

以这种方式，根据本技术的第七实施例，使用典型的像素110检测控制信号线的故障。因此，能够省略测试信号生成器并简化像素阵列单元10的构造。

<应用于移动体>

根据本发明的技术(本技术)能够应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以被应用于安装在任一移动体上的装置，所述移动体诸如是车辆、电动车辆、混合动力车辆、摩托车、自行车、个人移动性设备、飞机、无人机、船舶和机器人等。

图27是示意性地图示了作为能够应用根据本发明的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的构造例的框图。

车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图27所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、本体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和中央控制单元12050。此外，微计算机12051、声音 /图像输出单元12052和车载网络接口(I/F)12053被图示为中央控制单元12050的功能元件。

驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统相关的装置。例如，驱动系统控制单元12010起到用于以下装置的控制器的作用：驱动力生成装置，该驱动力生成装置产生用于车辆的驱动力且该驱动力生成装置诸如是内燃机或驱动电机等；驱动力传输机构，该驱动力传输机构将驱动力传输至车轮；转向机构，该转向机构调整转向角；和制动装置，该制动装置产生车辆的制动力等。

本体系统控制单元12020根据各种程序控制安装在车辆本体上的各种装置的操作。例如，本体系统控制单元12020起到无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置和诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、闪光灯或雾灯等各种灯的控制器的作用。在这种情况下，从用作钥匙的便捷装置发出的无线电波或来自各种开关的信号可以输入至本体系统控制单元12020。本体系统控制单元12020接收输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动窗装置和灯等。

车外信息检测单元12030检测安装有车辆控制系统12000的车辆的外部信息。例如，图像感测单元12031连接至车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使图像感测单元12031对车辆的外部的图像进行拍摄，并且接收被摄图像。车外信息检测单元12030可以根据接收的图像进行用于检测人、车辆、障碍物、交通控制信号或路面上的交通控制标记等的对象检测处理或距离检测处理。

图像感测单元12031是光传感器，其接收光并且输出与接收的光的量相对应的电信号。图像感测单元12031可以输出电信号作为图像或距离信息。此外，图像感测单元12031接收的光可以是可见光或诸如红外光等不可见光。

车内信息检测单元12040检测车辆的内部信息。例如，检测驾驶员状态的驾驶员状态检测单元12041连接至车内信息检测单元12040。驾驶员状态检测单元12041例如包括用于对驾驶员进行摄像的相机，且车内信息检测单元12040可以根据驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息来计算驾驶员的疲劳程度或精力集中程度，或者判断驾驶员是否在打瞌睡。

微计算机12051能够根据从车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆外部信息和内部信息来计算驱动力生成装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且能够将控制命令输出至驱动系统控制单元12010。例如，微计算机12051能够进行协作控制，以实施先进驾驶辅助系统(ADAS)的特征，诸如碰撞避免或预碰撞(pre-crash)，基于车间距离的巡航系统(adaptive cruise)控制、智能速度适应(intelligent speedadaptation)、碰撞警告或车道偏离警告等。

此外，微计算机12051能够根据从车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆周围信息来进行用于自动驾驶等的协作控制，从而通过控制驱动力生成装置、转向装置或制动装置等来实现无驾驶员输入的行驶。

此外，微计算机12051能够根据车外信息检测单元12030获取的车辆外部信息将控制命令输出至本体系统控制单元12020。例如，通过根据车外信息检测单元12030检测到的前行车辆或对向车辆的位置来控制车头灯，微计算机12051能够进行诸如在远光灯与近光灯之间进行切换等用于防炫目功能的协作控制。

声音/图像输出单元12052将含有声音和图像数据中的至少一者的输出信号传输至输出装置，该输出装置能够在视觉上或听觉上将信息通知给车辆的乘客或车辆外部。在图27所示的示例中，输出装置例如包括扬声器12061、显示单元12062和仪表盘12063。显示单元12062例如可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。

图28图示了图像感测单元12031的安装位置的示例。在图28中，图像感测单元12031包括图像感测单元12101、12102、12103、12104和 12105。

图像感测单元12101、12102、12103、12104和12105设置在车辆12100 的诸如前鼻、侧视镜、后保险杠、后门以及车内前玻璃的上部等位置。设置在前鼻中的图像感测单元12101和设置在车内前玻璃的上部中的图像感测单元12105通常获取车辆12100前方的图像。设置在侧视镜中的图像感测单元12102和12103通常获取车辆12100侧面的图像。设置在后保险杠或后门中的图像感测单元12104通常获取车辆12100后方的图像。设置在车内前玻璃的上部中的图像感测单元12105通常检测前行车辆或行人、障碍物、信号、交通控制标志或车道等。

请注意，图28图示了图像感测单元12101至12104各者的成像范围的示例。成像范围12111表示设置在前鼻中的图像感测单元12101的成像范围，成像范围12112和12113表示设置在侧视镜中的图像感测单元 12102和12103的成像范围，且成像范围12114表示设置在后保险杠或后门中的图像感测单元12104的成像范围。例如，通过组合由图像感测单元12101至12104感测的图像数据，获得车辆12100的顶部鸟瞰图。

图像感测单元12101至12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，图像感测单元12101至12104中的至少一者可以是包括多个图像传感器的立体相机，或可以是具有用于相位差检测的像素的图像传感器。

例如，微计算机12051能够根据从图像感测单元12101至12104获取的距离信息，获得与成像范围12111至12114内的各三维物体相距的距离以及该距离的随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，并且将在车辆12100的行驶路径的中间在与车辆12100大致相同的方向上以预定的速度(例如，0km/h或以上)移动的最接近的一个三维物体提取为前方车辆。此外，微计算机12051能够设定相对于前行车辆应该确保的车间距离，从而进行自动制动控制(包括自适应刹车控制)或自动加速控制(包括自适应速度控制)等。以这样的方式，微计算机12051能够进行用于自动导航的协作控制，以实现不需要驾驶员输入的导航。

例如，通过将数据分类成摩托车、普通车辆、大型车辆、行人或电线杆等其它三维物体，微计算机12051能够根据从图像感测单元12101 至12104获取的距离信息提取三维物体的三维物体数据，并且能够将该三维物体数据用于自动避开障碍物。例如，微计算机12051将车辆12100 附近的障碍物分类检测为车辆12100的驾驶员能够辨认的障碍物和驾驶员不能辨认的障碍物。此外，微计算机12051可以确定碰撞风险，该风险表示与各障碍物碰撞的危险等级，并且在因碰撞的可能性等于或高于设定值的情况下，微计算机12051可以通过扬声器12061或显示单元 12062将警告输出至驾驶员。另外，微计算机12051可以使用驱动系统控制单元12010来进行强制减速或避让转向，以提供避免碰撞的驾驶辅助。

图像感测单元12101至12104中的至少一者可以是能够检测红外光的红外相机。例如，微计算机12051能够通过确定从图像感测单元12101 至12104获得的图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过从作为红外相机的图像感测单元12101至12104获取的图像中提取特征点的程序，以及通过对表示对象轮廓的一系列特征点进行模式匹配处理以确定被检测物体是否是行人的程序，来进行行人识别。如果微计算机12051确定从图像感测单元12101至12104获得的图像中存在行人且识别出行人时，声音/图像输出单元12052控制显示单元12062，使得用于强调被识别出的行人的矩形轮廓线被重叠地显示。此外，声音/图像输出单元12052可以控制显示单元12062，使得表示行人的图标等被显示在期望的位置。

上面已经说明了能够应用根据本发明的技术的车辆控制系统的示例。根据本发明的技术例如能够应用于上述构造中的图像感测单元 12031。具体地，图1所示的成像器件1能够应用于图像感测单元12031。通过将根据本发明的技术应用于图像感测单元12031，能够检测布置在图像感测单元12031中的图像传感器的控制信号的故障。

请注意，已经说明了前述实施例以示出如何实现本技术的示例，并且实施例的内容对应于权利要求的内容。相反地，权利要求的内容由本技术的实施例支持，其中，相同的名称表示相同的元件。然而，本技术可以以各种形式实施，而不限于实施例的那些形式，并且在不脱离本技术的精神和范围的情况下可以进行各种修改。

另外，可以基于具有这样的一系列处理的方法来理解前述实施例中说明的处理顺序。此外，该处理顺序还可以被理解为用于执行该一系列处理的程序或存储该系列处理的记录介质。这种记录介质可包括例如光盘(CD)、迷你盘(MD)、数字通用盘(DVD)、存储卡和蓝光(注册商标)盘等。

请注意，本说明书中所述的效果仅是示例，且不应被理解为是限制性的。也可能实现其它替代效果。

请注意，本技术还可以包括以下构造。

(1)一种图像传感器，包括：

电荷存储元件，被配置为存储传输的电荷；

传输控制信号线，被配置为传输用于控制将响应于入射光而生成的电荷传输到电荷存储元件的传输控制信号；

复位控制信号线，被配置为传输用于控制电荷存储元件的复位操作的复位控制信号；

测试信号生成器，被配置为根据用于检测传输控制信号线和复位控制信号线中的故障的测试电压和传输的传输控制信号生成传输测试信号，并且基于所述测试电压和传输的复位控制信号生成复位测试信号；

测试电压生成器，被配置为在生成传输测试信号时将传输测试电压提供至测试信号生成器作为测试电压，并在生成复位测试信号时将复位测试电压提供至测试信号生成器作为测试电压；和

故障检测器，被配置为基于所生成的传输测试信号和所生成的复位测试信号来检测传输控制信号线和复位控制信号线中的故障。

(2)根据(1)所述的图像传感器，其中，测试电压生成器将在生成传输测试信号时被供给至测试信号生成器的测试电压从传输测试电压改变为与传输测试电压不同的电压。

(3)根据(1)或(2)所述的图像传感器，其中，在传输测试信号具有与传输测试电压不同的电压的情况下，故障检测器检测传输控制信号线的故障。

(4)根据(1)或(2)所述的图像传感器，其中，在复位测试信号具有与复位测试电压不同的电压的情况下，故障检测器检测传输控制信号线的故障。

(5)根据(1)或(2)所述的图像传感器，其中，在复位测试信号具有与复位测试电压不同的电压的情况下，故障检测器检测复位控制信号线的故障。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的图像传感器，其中，测试电压生成器提供复位电压作为传输测试电压，该复位电压是在复位操作的情况下施加至电荷存储元件的电压。

(7)根据(1)至(5)中任一项所述的图像传感器，其中，测试电压生成器提供在取决于存储在电荷存储元件中的电荷的图像信号的动态范围内取值的电压作为复位测试电压。

(8)根据(1)所述的图像传感器，其中，电荷存储元件布置在像素中，并且

取决于存储在电荷存储元件中的电荷的图像信号是从像素生成的。

(9)根据(8)所述的图像传感器，其中测试信号生成器具有：

电容器，被配置为存储测试电压，

信号生成元件，被配置为根据存储在电容器中的测试电压生成错误信号，

传输测试信号生成器，被配置为响应于传输控制信号将测试电压施加至电容器，以使信号生成元件能够生成传输测试信号，以及

复位控制信号生成器，被配置为响应于复位控制信号将测试电压施加至电容器，以使信号生成元件能够生成复位测试信号。

(10)根据(8)或(9)所述的图像传感器，还包括像素选择控制信号线，其被配置为向像素传输用于控制从像素输出所生成的图像信号的像素选择控制信号，

其中，测试信号生成器响应于传输的像素选择控制信号输出传输测试信号和复位测试信号，并且

故障检测器还基于输出的传输测试信号和输出的复位测试信号检测像素选择控制信号线的故障。

(11)根据(10)所述的图像传感器，其中，故障检测器在传输测试信号具有与传输测试电压不同的电压的情况下检测像素选择控制信号线的故障。

(12)根据(10)所述的图像传感器，其中，故障检测器在复位测试信号具有与复位测试电压不同的电压的情况下检测像素选择控制信号线的故障。

(13)根据(8)至(12)中任一项所述的图像传感器，还包括：控制信号生成器，被配置为生成传输控制信号和复位控制信号，并通过传输控制信号线和复位控制信号线分别传输传输控制信号和复位控制信号。

(14)根据(13)所述的图像传感器，其中传输控制信号线具有共用地依次连接至控制信号生成器、像素和测试信号生成器的信号线，并且

复位控制信号线具有共用地依次连接至控制信号生成器、像素和测试信号生成器的信号线。

(15)根据(13)所述的图像传感器，还包括：

第二控制信号生成器，被配置为生成传输控制信号和复位控制信号；和

第二测试信号生成器，被配置为生成传输测试信号和复位测试信号，

其中，传输控制信号线具有共用地依次连接至控制信号生成器、测试信号生成器、像素、第二测试信号生成器和第二控制信号生成器的信号线，并且

复位控制信号线具有共用地依次连接至控制信号生成器、测试信号生成器、像素、第二测试信号生成器和第二控制信号生成器的信号线。

(16)根据(9)至(15)中任一项所述的图像传感器，其中像素以矩阵形状布置，

测试信号生成器布置在各行中，

传输控制信号线布置在各行中以将传输控制信号传输至像素和测试信号生成器，

复位控制信号线布置在各行中以将复位控制信号传输至像素和测试信号生成器，并且

故障检测器根据多个测试信号生成器输出的传输测试信号和从多个测试信号生成器输出的复位测试信号来检测多个传输控制信号线和多个复位控制信号线中的故障。

(17)根据(16)所述的图像传感器，还包括故障信息生成器，其被配置为基于故障检测器的检测结果生成故障信息作为关于故障行的信息，在所述故障行中，传输控制信号线和复位控制信号线中的至少一者发生故障。

(18)根据(17)所述的图像传感器，还包括校正单元，其被配置为基于所生成的故障信息对输出的图像信号进行校正。

(19)根据(8)至(18)中任一项所述的图像传感器，其中，控制信号生成器形成在与形成有像素和测试信号生成器的半导体芯片不同的半导体芯片中，

传输控制信号线通过连接端子在不同的半导体芯片之间传输传输控制信号，并且

复位控制信号线通过连接端子在不同的半导体芯片之间传输复位控制信号。

(20)一种成像器件，其包括：

电荷存储元件，被配置为存储传输的电荷；

传输控制信号线，被配置为传输用于控制将响应于入射光而生成的电荷传输到电荷存储元件的传输控制信号；

复位控制信号线，被配置为将用于控制电荷存储元件中存储的电荷的复位操作的复位控制信号传输至像素；

测试信号生成器，被配置为根据用于检测传输控制信号线和复位控制信号线中的故障的测试电压和传输的传输控制信号生成传输测试信号，并且基于所述测试电压和传输的复位控制信号生成复位测试信号；

测试电压生成器，被配置为在生成传输测试信号时将传输测试电压提供至测试信号生成器作为测试电压，并在生成复位测试信号时将复位测试电压提供至测试信号生成器作为测试电压；和

故障检测器，被配置为基于所生成的传输测试信号和所生成的复位测试信号来检测传输控制信号线和复位控制信号线中的故障；和

处理电路，被配置为对根据存储在电荷存储元件中的电荷生成的图像信号进行处理。

(21)一种成像器件，其包括：

第一像素，包括：

第一传输晶体管，其中所述第一传输晶体管的第一端子连接至参考信号生成电路；

第一复位晶体管，其中所述第一复位晶体管的第一端子连接至所述参考信号生成电路；

第一放大晶体管，其中所述第一放大晶体管的栅极连接至所述第一复位晶体管的第二端子和所述第一传输晶体管的第二端子；和

第一选择晶体管，所述第一选择晶体管连接至所述第一放大晶体管；以及

第二像素，包括：

第一光电转换元件；

第二传输晶体管，所述第二传输晶体管连接至所述第一光电转换元件；

第二复位晶体管，所述第二复位晶体管用于接收第一预定电压；

第二放大晶体管，所述第二放大晶体管连接至所述第二传输晶体管和所述第二复位晶体管；和

第二选择晶体管，所述第二选择晶体管连接至所述第二放大晶体管。

(22)根据(21)所述的成像器件，其中，所述第一像素还包括连接至所述第一传输晶体管的所述第二端子的电荷存储元件。

(23)根据(21)或(22)所述的成像器件，其中，所述第二像素还包括连接至所述第二传输晶体管的电荷存储元件。

(24)根据(23)所述的成像器件，其中，所述第二传输晶体管具有连接至所述第一光电转换元件的第一端子、连接至所述电荷存储元件的第二端子以及用于接收传输使能信号的栅极。

(25)根据(21)至(24)中任一项所述的成像器件，其中，所述参考信号生成电路被配置为向所述第一像素提供第一电压和不同于所述第一电压的第二电压。

(26)根据(25)所述的成像器件，其中，所述第一传输晶体管被配置为将所述第一电压传输至所述第一放大晶体管，并且所述第一复位晶体管被配置为将所述第二电压传输至所述第一放大晶体管。

(27)根据(21)至(26)中任一项所述的成像器件，还包括连接至所述第一选择晶体管的输出端子的故障检测器，所述故障检测器包括至少一个比较元件。

(28)根据(27)所述的成像器件，其中，所述故障检测器布置在第一芯片上，所述第一像素布置在第二芯片上，并且其中，所述故障检测器通过芯片间连接端子连接至所述第一选择晶体管的所述输出端子。

(29)根据(27)所述的成像器件，其中，所述故障检测器经由模数转换元件连接至所述第一选择晶体管的所述输出端子。

(30)根据(29)所述的成像器件，其中，所述至少一个比较元件被配置为将由所述模数转换元件提供的信号与由测试电压存储元件提供的信号进行比较。

(31)根据(21)至(30)中任一项所述的成像器件，其中，所述第二像素还包括连接至所述第一光电转换元件和所述第二传输晶体管的第一诊断晶体管。

(32)根据(21)至(31)中任一项所述的成像器件，其中，所述第一像素还包括第二诊断晶体管和第二光电转换元件，其中，所述第二诊断晶体管连接至所述第二光电转换元件和所述第一传输晶体管。

(33)根据(32)所述的成像器件，其中，所述第一传输晶体管的所述第一端子经由所述第二诊断晶体管连接至所述参考信号生成电路。

(34)根据(21)至(33)中任一项所述的成像器件，其中，当所述第一复位晶体管被接通时，电荷存储元件被复位。

(35)根据(21)至(34)中任一项所述的成像器件，其中，所述第二传输晶体管具有连接至所述第一光电转换元件的第一端子。

(36)根据(35)所述的成像器件，其中，所述第二传输晶体管具有连接至所述第二放大晶体管的栅极的第二端子和用于接收传输使能信号的栅极。

(37)根据(36)所述的成像器件，其中，所述第二放大晶体管的所述栅极用于接收来自所述第二传输晶体管的基于由所述光电转换元件生成的电荷的信号。

(38)根据(21)至(37)中任一项所述的成像器件，其中，所述第一像素和所述第二像素是同一像素行的一部分，并且其中，所述第一传输晶体管的栅极连接至所述第二传输晶体管的栅极。

(39)根据(21)至(38)中任一项所述的成像器件，其中所述第一传输晶体管、所述第一选择晶体管、所述第一复位晶体管和所述第一放大晶体管中的至少一者是NMOS晶体管。

附图标记列表

1 成像器件

10 像素阵列单元

11 信号线

20 驱动单元

21 信号线

110 像素

111 光电转换元件

112 电荷存储元件

113 电荷传输元件

114 复位元件

115 信号生成元件

116 信号输出元件

117 诊断单元

120,130 测试信号生成器

140 电阻

160 连接端子

210,220 垂直扫描单元

211 地址解码器

212 像素驱动单元

230 A/d转换单元

231 A/d转换元件

232 恒流电源

233 选择器

240 测试电压生成器

250 参考信号生成器

260 控制单元

270 信号处理单元

280 故障检测器

281 测试电压存储元件

284 故障信息生成器

285 信号整形元件

286 编码器

287,289 故障信息生成器

288 测试信号转换器

290 校正单元

410 像素单元

420 故障检测单元

12031 图像感测单元

Claims (19)

1.一种成像器件，其包括：

第一像素，包括：

第一传输晶体管，其中所述第一传输晶体管的第一端子连接至测试电压生成器；

第一复位晶体管，其中所述第一复位晶体管的第一端子连接至所述测试电压生成器；

第一放大晶体管，其中所述第一放大晶体管的栅极连接至所述第一复位晶体管的第二端子和所述第一传输晶体管的第二端子；和

第一选择晶体管，所述第一选择晶体管连接至所述第一放大晶体管；以及

第二像素，包括：

第一光电转换元件；

第二传输晶体管，所述第二传输晶体管连接至所述第一光电转换元件；

第二复位晶体管，所述第二复位晶体管用于接收第一预定电压；

第二放大晶体管，所述第二放大晶体管连接至所述第二传输晶体管和所述第二复位晶体管；和

第二选择晶体管，所述第二选择晶体管连接至所述第二放大晶体管。

2.根据权利要求1所述的成像器件，其中，所述第一像素还包括连接至所述第一传输晶体管的所述第二端子的电荷存储元件。

3.根据权利要求1所述的成像器件，其中，所述第二像素还包括连接至所述第二传输晶体管的电荷存储元件。

4.根据权利要求3所述的成像器件，其中，所述第二传输晶体管具有连接至所述第一光电转换元件的第一端子、连接至所述电荷存储元件的第二端子以及用于接收传输使能信号的栅极。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的成像器件，其中，所述测试电压生成器被配置为向所述第一像素提供第一电压和不同于所述第一电压的第二电压。

6.根据权利要求5所述的成像器件，其中，所述第一传输晶体管被配置为将所述第一电压传输至所述第一放大晶体管，并且所述第一复位晶体管被配置为将所述第二电压传输至所述第一放大晶体管。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的成像器件，还包括连接至所述第一选择晶体管的输出端子的故障检测器，所述故障检测器包括至少一个比较元件。

8.根据权利要求7所述的成像器件，其中，所述故障检测器布置在第一芯片上，所述第一像素布置在第二芯片上，并且其中，

所述故障检测器通过芯片间连接端子连接至所述第一选择晶体管的所述输出端子。

9.根据权利要求7所述的成像器件，其中，所述故障检测器经由模数转换元件连接至所述第一选择晶体管的所述输出端子。

10.根据权利要求9所述的成像器件，其中，所述至少一个比较元件被配置为将由所述模数转换元件提供的信号与由测试电压存储元件提供的信号进行比较。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的成像器件，其中，所述第二像素还包括连接至所述第一光电转换元件和所述第二传输晶体管的第一诊断晶体管。

12.根据权利要求11所述的成像器件，其中，所述第一像素还包括第二诊断晶体管和第二光电转换元件，其中，所述第二诊断晶体管连接至所述第二光电转换元件和所述第一传输晶体管。

13.根据权利要求12所述的成像器件，其中，所述第一传输晶体管的所述第一端子经由所述第二诊断晶体管连接至所述测试电压生成器。

14.根据权利要求1所述的成像器件，其中，当所述第一复位晶体管被接通时，电荷存储元件被复位。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的成像器件，其中，所述第二传输晶体管具有连接至所述第一光电转换元件的第一端子。

16.根据权利要求15所述的成像器件，其中，所述第二传输晶体管具有连接至所述第二放大晶体管的栅极的第二端子和用于接收传输使能信号的栅极。

17.根据权利要求16所述的成像器件，其中，所述第二放大晶体管的所述栅极用于接收来自所述第二传输晶体管的基于由所述第一光电转换元件生成的电荷的信号。

18.根据权利要求1至3中任一项所述的成像器件，其中，所述第一像素和所述第二像素是同一像素行的一部分，并且其中，

所述第一传输晶体管的栅极连接至所述第二传输晶体管的栅极。

19.根据权利要求1至3中任一项所述的成像器件，其中所述第一传输晶体管、所述第一选择晶体管、所述第一复位晶体管和所述第一放大晶体管中的至少一个是NMOS晶体管。

Images