CN110691206A - 利用安全像素来检测故障的图像传感器 - Google Patents

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Abstract

一种电子设备，包括图像像素阵列，其中图像像素阵列具有耦合到控制线的输入和耦合到输出线的输出，以及至少一个虚设像素阵列，其中至少一个虚设像素阵列具有耦合到控制线的输入。至少一个虚设像素阵列中的每个虚设像素被配置为在至少一个控制线没有故障的情况下或者在至少一个输出线没有故障的情况下提供特定输出信号，使得由至少一个虚设像素阵列的一个或多个虚设像素对特定输出信号的输出的缺少指示故障。

Description

利用安全像素来检测故障的图像传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年7月6日提交的美国临时专利申请62/6945,26 的优先权，其内容通过引用被并入。
技术领域
本公开涉及用于高级驾驶员辅助系统的图像传感器的领域，并且更具体地，涉及在这种图像传感器中使用虚设或“安全”像素来检测图像传感器的不正常功能的电路和技术。
背景技术
现代车辆越来越多地配备有高级驾驶员辅助系统(ADAS)。
ADAS实现了许多车辆功能，诸如自动照明、自适应巡航控制、自动制动、碰撞警告、接近警告、交通和道路状况警告、与智能手机的连接性、车道保持辅助、盲点监控和自动驾驶模式。除了用于驾驶员舒适性和辅助之外，这些系统还可用于避免碰撞以增加安全性。例如，如果驾驶员未能响应接近警告，则自动制动可以允许车辆自行停止，从而避免潜在的碰撞。自动驾驶可以起作用以使车辆绕过危险，或者如果驾驶员开始偏离车道而将车辆转回其车道中。
ADAS依赖于来自多个数据源的输入，包括汽车成像、光检测和测距、雷达、图像处理、计算机视觉和车内网络。来自与主要车辆平台分开的诸如其他车辆之类的其他来源(被称为车辆到车辆系统)或者来自诸如蜂窝数据或无线互联网系统之类的基础设施(被称为车辆到基础设施系统)的附加输入是可能的。
许多ADAS系统的主要传感器是图像传感器。随着ADAS系统从驾驶员辅助发展到包括上面讨论的自动化和安全功能，车辆的安全操作将越来越依赖于图像传感器和成像系统的可靠性。因此，图像传感器的可靠操作已成为许多现代车辆中的关键安全组成。
因此，开发了ISO 26262标准，以包括汽车安全完整性等级(ASIL) 风险分类方案。ASIL等级范围从最低的ASIL-A(最低)到ASIL-D (最高)。ASIL等级由三个因素决定，即故障的严重程度、故障发生的概率以及对故障控制效果的能力。
诸如图像传感器之类的半导体器件中的故障可能由多种原因引起，包括宇宙辐射、电迁移、早期死亡以及许多其他原因。由于图像传感器在ADAS系统中的操作的重要性，因此期望尽可能快且尽可能准确地检测图像传感器在ADAS系统中的操作中的故障。
发明内容
一个方面涉及一种电子设备，包括图像像素阵列和至少一个虚设像素阵列。图像像素阵列具有耦合到控制线的输入和耦合到输出线的输出。至少一个虚设像素阵列具有耦合到控制线的输入。所述至少一个虚设像素阵列中的每个虚设像素被配置为在至少一个所述控制线没有故障的情况下或者在至少一个所述输出线没有故障的情况下提供特定输出信号，使得由所述至少一个虚设像素阵列的一个或多个所述虚设像素对所述特定输出信号的输出的缺少指示故障。
另一方面涉及一种电子设备，包括：耦合在第一供电节点和第二供电节点之间的分压器；电压发生器电路，其被配置为响应于选择信号而生成到所述第一和第二供电节点的第一和第二供电电压；图像像素，其具有耦合到光电二极管端子的输入节点；以及测试像素，其具有耦合到所述分压器的抽头节点的输入节点。
另一方面涉及一种包括分压器和多个虚设像素的电子设备。所述分压器耦合在上参考电压和下参考电压之间并且在它们之间具有多个抽头，每个抽头产生不同的参考电压。每个虚设像素包括：转移栅极晶体管，具有耦合到浮置扩散节点的漏极、源极和耦合到第一栅极信号线的栅极；传输栅极，其耦合在所述多个抽头中的不同给定的一个抽头和所述转移栅极晶体管的所述源极之间；耦合在所述浮置扩散节点和地之间的浮置扩散电容器；NMOS晶体管，其具有耦合到所述浮置扩散节点的源极、漏极和耦合到第二栅极信号线的栅极；复位晶体管，其具有耦合到上参考电压的漏极、耦合到所述NMOS晶体管的所述漏极的源极和耦合到复位信号线的栅极；源极跟随器，其耦合到所述浮置扩散节点，并被配置为将所述浮置扩散节点上的电压复制到源极跟随器输出；读出晶体管，其具有耦合到所述源极跟随器输出的漏极、耦合到读取输出的源极和耦合到读取信号线的栅极。所述电子设备还包括多个图像像素，每个图像像素包括：光电二极管，其具有耦合到地的阳极和阴极；转移栅极晶体管，其具有耦合到浮置扩散节点的漏极、耦合到所述光电二极管的所述阴极的源极和耦合到所述第一栅极信号线的栅极；耦合在所述浮置扩散节点和地之间的浮置扩散电容器；NMOS晶体管，其具有耦合到所述浮置扩散节点的源极、漏极和耦合到所述第二栅极信号线的栅极；复位晶体管，其具有耦合到所述上参考电压的漏极、耦合到所述NMOS晶体管的所述漏极的源极和耦合到所述复位信号线的栅极；源极跟随器，其耦合到所述浮置扩散节点，并被配置为将所述浮置扩散节点上的电压复制到所述源极跟随器输出；读出晶体管，其具有耦合到所述源极跟随器输出的漏极、耦合到读取输出的源极和耦合到所述读取信号线的栅极。数模转换器耦合到所述读取信号线。
本文还公开了一种包括图像像素阵列的电子设备，其中所述图像像素阵列耦合到至少一个导电互连线。所述电子设备还包括至少一个虚设像素阵列，其中所述至少一个虚设像素阵列耦合到所述至少一个导电互连线。所述至少一个虚设像素阵列中的每个虚设像素被配置为在所述至少一个导电互连线中没有故障的情况下提供特定输出信号，使得由所述至少一个虚设像素阵列的一个或多个虚设像素对所述特定输出信号的输出的缺少指示故障。
本文还公开了一种利用图像像素阵列检测故障的方法。该方法包括将虚设像素阵列的每个虚设像素的输出与对应的特定输出信号进行比较。产生等于其对应的特定输出信号的输出的虚设像素的故障指示对于所述虚设像素阵列和与所述虚设像素阵列相关联的图像像素阵列二者公共的控制线中的潜在故障。另外，产生等于其对应的特定输出信号的输出的虚设像素的故障指示对于所述虚设像素阵列和与所述虚设像素阵列相关联的图像像素阵列二者公共的输出线中的潜在故障。
附图说明
图1是根据本公开的高级驾驶员辅助系统(ADAS)的框图。
图2是图1的ADAS的有源像素阵列的图。
图3是示出图2的像素阵列的汽车安全完整性(ASIL)像素之一的结构的示意图。每个这样的ASIL像素都具有这种结构。
图4是示出在复位阶段期间的图1的ASIL像素的操作的时序图。
图5是示出在存储电容器充电操作期间的图1的ASIL像素的操作的时序图。
图6是示出在读出操作期间的图1的ASIL像素的操作的时序图。
图7是向图3的ASIL像素供给不同参考电压的分压器的示意图。
图8是示出图1的有源像素阵列的左ASIL像素列的图，其中可以看到参考电压和左ASIL像素列的个体ASIL像素之间的连接，这与由那些个体ASIL像素所仿真的关联亮度相关。
图9是示出图1的有源像素阵列的右ASIL像素列的图，其中可以看到参考电压和右ASIL像素列的个体ASIL像素之间的连接，这与由那些个体ASIL像素所仿真的关联亮度相关。
图10是示出图1的有源像素阵列的最上ASIL像素行的图，其中可以看到参考电压和最上ASIL像素行的个体ASIL像素之间的连接，这与由那些个体ASIL像素所仿真的关联亮度相关。
图11是示出与图像像素阵列15最相邻的、图1的有源像素阵列的ASIL像素行的图，其中可以看到参考电压和图1的有源像素阵列的ASIL像素行的个体ASIL像素之间的连接，其与由那些个体ASIL 像素所仿真的关联亮度相关。
图12是示出图2的像素阵列的像素之一的结构的示意图。
具体实施方式
以下公开内容使得本领域技术人员能够制造和使用本文公开的主题。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文描述的一般原理可以应用于除了上面详述的实施例和应用之外的实施例和应用。主要标注被用来示出在不同实施例中以不同方式操作的类似结构。括号中的附图标记在附图中用来标注信号。本公开不旨在局限于所示出的实施例，而是旨在与符合本文所公开或建议的原理和特征的最宽范围相一致。
现在参考图1描述高级驾驶员辅助系统(ADAS)10。高级驾驶员辅助系统10可以被并入到汽车中，诸如小汽车或轻型卡车，或者可以被并入到商用车辆中，诸如8级车辆(有时被称为“半”或“18 轮车”)。高级驾驶员辅助系统10包括有源像素阵列12，有源像素阵列12以模拟格式捕获图像数据并以模拟方式将图像数据提供给模拟处理和模数转换块16，模拟处理和模数转换块16在模拟域中对图像数据进行滤波并将图像数据转换为数字域以产生数字图像数据。模拟处理和模数转换块16将数字图像数据传递到处理器25，处理器25 根据从控制寄存器18接收的设置，执行期望的数字处理功能，诸如确定并入了高级驾驶员辅助系统10的车辆即将发生碰撞。所有这些数字处理功能都在本公开的范围内。处理器25经由合适的数据接口 (诸如并行数据接口或串行数据接口)将其输出信号35直接提供给与高级驾驶员辅助系统10相关联的车辆的其他部件，或者经由数据总线提供给这些部件。
锁相环28提供用于由处理器20使用的时钟信号，并且存储器26 为处理器20提供非易失性或易失性数据储存。
现在参考图2给出有源像素阵列12的进一步细节。如图2中所示，有源像素阵列12包括执行图像捕获的图像像素阵列15。图像像素阵列15在相对侧上的边界是一对模拟汽车安全完整性等级(ASIL) 像素列51和52，并且图像像素阵列15在一侧上的边界是一对模拟ASIL像素行53和54。
在一些情况下，ASIL像素列51-52和ASIL像素行53-54的像素具有与图像像素阵列15的像素相同或基本相同的电结构，并共享相同的控制信号线和输出线，但有一点区别。这种区别在于，不是一个或多个光电二极管提供被用来对储存电容器充电的输入电压，或者通过一个或多个光电二极管可以对完全充电(复位)的储存电容器进行放电，而是提供可以被用来给储存电容器充电或者通过其可以对完全充电(复位)的储存电容器进行放电的(一个或多个)分压器。由于分压器的抽头处的电压是已知的，因此对ASIL像素执行给定操作应产生已知结果。当不产生已知结果时，可以推断出一个或多个控制信号线已经发生故障或者诸如ADC 16或寻址电路之类的读出电路已经发生故障。因此，可以推断图像像素阵列15的像素的输出不可信，因为图像像素阵列15与ASIL像素共享完全相同的控制信号线并使用相同的ADC 16和寻址电路。因此，高级驾驶员辅助系统10可以基于该知识采取适当的动作(例如，停用自动驾驶模式、警告驾驶员碰撞检测或车道偏离警告离线等)。
然而，在其他情况下，ASIL像素列51-52和ASIL像素行53-54 的像素可以采取不同的形式并且与图像像素阵列15的像素在电气上不同——前提是ASIL像素列51-52和ASIL像素行53-54具有已知输出，并且与图像像素阵列15的像素共享相同的控制线和输出线。
ASIL像素列51包含ASIL像素51(1)-51(12)，而ASIL像素列52包含ASIL像素52(1)-52(12)。类似地，ASIL像素行53 包含ASIL像素53(1)-53(12)，而ASIL像素行54包含ASIL像素54(1)-54(12)。应当理解，对于十二个像素数量的参考仅是示例性的，并且实际上阵列可以包括任何期望数量的像素。
ASIL像素列51被描绘为从底部到顶部的参考灰度渐变条(以指示其预期输出)，而ASIL像素列52被描绘为从底部到顶部的两个交叉参考灰度渐变条(以指示其预期输出)。ASIL像素行53被描绘为从左到右的参考灰度渐变条(以指示其预期输出)，而ASIL像素行54被描绘为从左到右的两个交叉参考灰度渐变条(以指示其预期输出)。这些不同渐变条的目的是允许区分有源像素阵列12的哪一行或哪一列故障。
像素控制块31生成控制信号TGMED、TGSHORT和TGAB，并将这些信号传递到ASIL像素列51、图像像素15和ASIL像素列52 的每个像素。在这样做时，注意，来自像素控制块33的相同信号线由ASIL像素列51、图像像素阵列15和ASIL像素列52共享，使得运行到图像像素阵列15的给定像素的给定信号线中的缺陷将影响不仅是该像素，还影响ASIL像素列51或ASIL像素列52的至少一个对应像素。
类似地，像素控制块33生成读出信号READ、RESET、TGLONG、 TXLONG、TXMED和TXSHORT，并将这些信号传递到ASIL像素列51、图像像素阵列15和ASIL像素列52的每个像素。在这样做时，注意，来自像素控制块33的相同读出线由ASIL像素列51、图像像素15和ASIL像素列52共享，使得运行到给定像素列图像像素阵列 15的给定信号线中的缺陷(或寻址该像素的电路中的缺陷)将不仅影响该像素，而且还影响ASIL像素列51或ASIL像素列52的至少一个对应像素。
ADC 16选择性地耦合到图像像素阵列15、ASIL像素行53和 ASIL像素行54的每个像素。注意，来自ADC 16的相同信号线由ASIL 像素行53和ASIL像素行54共享，使得运行到图像像素15的给定像素的给定信号线中的缺陷将不仅影响该像素，而且还影响ASIL像素行53或ASIL像素行54的至少一个对应像素。
ASIL像素列51-52用作参考像素，并且能够检测在承载像素控制信号TGMED、TGSHORT、TGAB、READ、RESET、TGLONG、 TXLONG、TXMED、和TXSHORT的任何线路(或生成该像素控制信号的电路)中的缺陷。类似地，模拟ASIL像素行53-54充当参考像素，并且能够检测将数据传达到ADC 16、寻址有源像素阵列12或最终到存储器26的任何线路中的缺陷。
ASIL像素列51-52和ASIL像素行53-54的每个像素具有相同的结构，其在图3中被示意性地描绘。应当理解，以下结构适用于每个像素51(1)-51(12)、52(1)-52(12)、53(1)-53(12)、54 (1)-54(12)。
传输栅极由PMOS晶体管MP1、MP2形成，并且耦合在节点 VON[i]和节点ASIL_long之间，其中i是分压器60上的输出节点所对应的索引。下面将详细描述这些配对的具体顺序。
PMOS晶体管MP1的漏极耦合到节点VON[i]，其源极耦合到节点ASIL_long，并且其栅极由复位信号RST偏置。此外，PMOS晶体管MP2的漏极也耦合到节点VON[i]，其源极也耦合到节点 ASIL_long，其栅极由TXLONG信号偏置。
NMOS晶体管MN6的源极耦合到节点ASIL_long，其漏极耦合到浮置扩散节点FD，并且其栅极由信号TGLONG偏置。浮置扩散电容器Cfd耦合在浮置扩散节点FD和地之间。NMOS晶体管MN7的源极耦合到浮置扩散节点FD，其漏极耦合到节点N2，并且其栅极由信号TXLONG偏置。NMOS晶体管MN8的漏极耦合到VTOPASIL 线，其源极耦合到节点N2，并且其栅极由复位信号RST偏置。
NMOS晶体管MN9的漏极耦合到VRTSF线，其源极耦合到节点 N3，并且其栅极被浮置扩散节点FD偏置(意味着NMOS晶体管MN9 被配置为源极跟随器)。NMOS晶体管MN10的漏极耦合到节点N3，其源极耦合到输出线VX，并且其栅极由读取信号READ偏置。
NMOS晶体管MN1的源极耦合到节点ASIL_Chop，其漏极耦合到节点N4，并且其栅极由TGAB信号偏置。储存电容器Cstore耦合在节点N4和地之间。
NMOS晶体管MN2的源极耦合到节点N4，其漏极耦合到节点 N5，并且其栅极由TGMED信号偏置。存储电容器MEM_Med耦合在节点N5和地之间。NMOS晶体管MN3的源极耦合到节点N5，其漏极耦合到节点N2，并且其栅极由TXMED信号偏置。
NMOS晶体管MN4的源极耦合到节点N4，其漏极耦合到节点 N6，并且其栅极由TGSHORT信号偏置。存储电容器MEM_Short耦合在节点N6和地之间。NMOS晶体管MN5的漏极耦合到节点N2，其源极耦合到节点N6，并且其栅极由TXSHORT信号偏置。
现在将参考图4至图6的时序图进一步描述图3的ASIL像素的操作。
在复位阶段中，如图4中所示，使读取信号READ、TGMED信号和TGSHORT信号为无效，而使TGAB和TXLONG信号为有效。在复位阶段中，由于使TGAB为有效，储存电容器Cstore被充电到 VASIL<i>。另外，在时间段R1期间复位信号RST的有效和TXLONG 信号的有效用于导通NMOS晶体管MN8和MN7，将浮置扩散电容器 Cfd充电到VTOPASIL。在时间段R1期间发生的时间段R2期间，使 TGLONG信号为有效，其在ASIL像素中没有效果。在时间段R3期间，使复位信号RST为无效，并且在时间段R4期间(在时间段R3 内)，使TGLONG为有效，其在ASIL像素中也没有效果。
在时间段R5期间，使复位信号RST为有效。当TXSHORT信号在时间段R6期间(其在时间段R5期间发生)为有效时，NMOS晶体管MN5导通，并且由于复位信号RST为有效，这导致储存电容器 MEM_Short充电到VTOPASIL。
另外，在时间段R5期间，使复位信号RST为有效。当TXMED 信号在时间段R7期间(其在时间段R5期间发生)为有效时，NMOS 晶体管MN3导通，并且由于复位信号RST为有效，这导致储存电容器MEM_Med充电到VTOPASIL。
这结束了复位阶段。
现在参考图5，在第一阶段中，MEM_Med和Mem_Short在一系列电荷转移中被放电到或接近VASIL<i>。更详细地，在第一电荷转移时段CHRG1期间，TGAB信号在时段T1期间为有效，从而导通 NMOS晶体管MN1并且因此帮助将储存电容器Cstore充电到VASIL<i>。此后，在时间段T2期间TGMED信号为有效，从而导通 NMOS晶体管MN2并在存储电容器Cstore和存储电容器MEM_Med 之间共享电荷。由于存储电容器MEM_Med在复位阶段将被充电到VTOPASIL，并且由于存储电容器Cstore将被充电到VASIL<i>，所以电荷转移用于将电荷从存储电容器MEM_Med转移到Cstore，并最终通过分压器60将一些电荷放电通过节点VON[i]。
在第二电荷转移时段CHRG2期间，TGAB信号在时段T3期间为有效，从而导通NMOS晶体管MN1以帮助将储存电容器Cstore再次充电到VASIL<i>。此后，在时间段T4期间TGSHORT信号为有效，从而导通NMOS晶体管MN4，导致存储电容器Cstore和存储电容器 MEM_Short之间的电荷共享。由于存储电容器MEM_Short在复位阶段将被充电到VTOPASIL，并且由于存储电容器Cstore将被充电到 VASIL<i>，所以电荷转移用于将电荷从存储电容器MEM_Short转移到Cstore，并最终通过分压器60将一些电荷释放通过节点VON[i]。
在第三电荷转移时段CHRG3期间，TGAB信号在时段T5期间为有效，从而导通NMOS晶体管MN1以再次将储存电容器Cstore充电至VASIL<i>。此后，TGMED信号在时间段T6期间为有效，从而导通NMOS晶体管MN2，并且再次导致如上所述在存储电容器Cstore 和存储电容器MEM_Med之间共享电荷。
在第四电荷转移时段CHRG4期间，TGAB信号在时段T7期间为有效，从而导通NMOS晶体管MN1以再次将储存电容器Cstore充电至VASIL<i>。此后，在时间段T8期间TGSHORT信号为有效，从而导通NMOS晶体管MN4，导致如上所述在存储电容器Cstore和存储电容器MEM_Med之间共享电荷。
在储存电容器Cstore和存储电容器MEM_Med之间共享电荷期间以及在储存电容器Cstore和存储电容器MEM_Short之间共享电荷期间的时间段之间的这种重复被执行足够的次数，使得存储电容器 MEM_Med和MEM_Short被放电或接近VASIL<i>。
现在参见图6，在第二阶段中，按顺序读出VASIL<i>、读出MEM_Med、然后读出MEM_Short。更详细地，在第一读出时段READ1 期间，复位信号RST在时段TR1期间为有效，用于使得由PMOS晶体管MP1和MP2形成的传输栅极截止，因为TXLONG信号保持有效。这导通NMOS晶体管MN8和MN7，从而导致浮置扩散电容器 Cfd充电到VTOPASIL。然后，在时间段TR2期间读取信号READ为有效，从而导致NMOS晶体管MN10导通，并且处于或接近 VTOPASIL的浮置扩散电容器Cfd上的电压经由作为源极跟随器的 NMOS晶体管MN9而被复制到输出VX。
现在，第二读出时段READ2开始。在时间段TR3期间，TGLONG 信号为有效，从而导通NMOS晶体管MN6，用于通过分压器60对浮置扩散电容器Cfd放电，直到浮置扩散电容器Cfd上的电压达到 VASIL<i>。然后，在时间段TR4期间，读取信号READ再次为有效，从而导致在浮置扩散电容器Cfd上的电压的输出VX处读出，其处于或接近VASIL<i>。
接下来，第三读出时段READ3开始。在时间段TR5期间，复位信号RST为有效，从而导致浮置扩散电容器Cfd被再充电到 VTOPASIL。然后，在时间段TR6期间，读取信号READ为有效，从而最初导致在浮置扩散电容器Cfd上的电压的输出VX处的读出，浮置扩散电容器Cfd处于或接近VTOPASIL。然而，时间段TR7在时间段TR6期间开始，并且在时间段TR6期间，TXMED信号为有效。这导致NMOS晶体管MN3导通，存储电容器MEM_Med和浮置扩散电容器Cfd之间的电荷共享，以及浮置扩散电容器Cfd上的所得电压的输出VX处的读出。
在此之后，第四读出时段READ4开始。在时间段TR8期间，复位信号RST为有效，从而导通NMOS晶体管MN8以将浮置扩散电容器Cfd充电到VTOPASIL。值得注意的是，在时间段TR8期间，时间段TR6尚未结束，因此在时间段TR8期间，在输出VX处读出如在浮置扩散电容器Cfd上的VTOPASIL。接下来，在时间段TR9期间，TXSHORT信号为有效，而时间段TR6继续。这导致存储电容器MEM_Short和浮置扩散电容器Cfd之间的电荷共享，以及浮置扩散电容器Cfd上的所得电压的读出。
这结束了ASIL像素的完整操作循环。新的循环在复位阶段重新开始，然后顺序地继续进入第一阶段和第二阶段。
现在参考图7描述分压器60和电源电路59。分压器60包括在参考电压VASILLO和参考电压VTOPASIL之间串联耦合的十二个电阻器R1-R12。输出节点VON[1]-VON[12]位于电阻器R1-R12之间。在输出节点VON[1]-VON[12]处输出输出电压VASIL<1>-VASIL<12>。
应当理解，可以存在任何数量的这种电阻器R1-R12，以便产生任何所期望数量的输出电压VASIL<i>，并且所示的十二个仅仅是为了举例的缘故。例如，可以使用16或32个电阻器。
参考电压VTOPASIL由单位增益放大器70产生，并且参考电压 VASILLO由单位增益放大器71产生。
由于放大器70处于单位增益配置中，因此VTOPASIL信号的生成是放大器70的非反相端子处的电压V1的函数。该电压是通过可调电阻Rref的电流I2的函数。
电流镜61由与可选数量的PMOS晶体管MP3处于电流镜像关系的PMOS晶体管MP4组成。PMOS晶体管MP4和MP3的源极耦合到参考电压VDD。电流镜61的输入是被馈送到PMOS晶体管MP3 的漏极的参考电流IREFASIL信号，并且电流镜61的输出是电流I2，其从PMOS晶体管MP4的漏极流出。
激活的PMOS晶体管的数量由IASILDJ信号来设置。电流镜61 的输出是电流I2，其因此由IASILDJ信号来设置。因此，这里发生的是：IASILDJ信号设置电流镜61的镜像比，即确定等式I2＝α* IREFASIL中的α。
由其源极耦合到参考电压VSS的NMOS晶体管MN11和MN12 组成的电流镜64在NMOS晶体管MN11的漏极处接收电流I2作为输入，并生成电流I2作为从NMOS晶体管MN12的漏极到节点N10的输出。所以在这里，镜像比为1。
电流镜62由与可选择数量的PMOS晶体管MP6处于电流镜像关系的PMOS晶体管MP5组成。PMOS晶体管MP6和MP5的源极耦合到参考电压VSS。电流镜62的输入是在PMOS晶体管MP5的漏极处接收的IBIAS3U信号，并且由SELVTOPASIL信号设置激活的 PMOS晶体管MP6的数量。因此，SELVTOPASIL信号设置电流镜 62的镜像比，即确定等式I4＝α*IBIAS3U中的α。电流镜62的输出是从晶体管MP6的漏极供应给节点N10的电流I4。因此，节点N10 用作减法器，从电流I4中减去电流I2以产生电流I1。
电流镜63由处于电流镜像关系的、其源极耦合到VSS的NMOS 晶体管MN14和MN15组成。NMOS晶体管MN14的漏极形成电流镜63的输入并接收电流I1，并且NMOS晶体管MN15的漏极形成电流镜63的输出，从节点N11汲取电流I1。这里，镜像比也是1。
由于NMOS晶体管MN13与电流镜64的NMOS晶体管MN11 和MN12处于电流镜像关系，因此通过可调电阻Rref汲取电流I2。这设置了节点V1处的电压，因此设置了VTOPASI，如上所解释。
SELGAIN用于调节可调电阻Rref，从而调节由流过Rref的电流 I2所产生的在节点N11处的电压V1。电压V1作为第一参考电压 VTOPASIL通过放大器70。因此，可以说SELVTOPASIL设置参考电压VTOPASIL。
由于电流I2是IASILDJ信号的函数，并且由于通过可调电阻Rref 的电流I2最终设置电压V2，而电压V2继而又设置VASILLO，因此可以说IASILDJ设置了参考电压VASILLO。
在图8中更详细地示出了图2的ASIL像素列51。可以看出，ASIL 像素列51的像素51(1)-51(12)分别从分压器60的输出节点VON (12)-VON(1)接收电压VASIL<12>-VASIL<1>。由于VASILLO 是分压器60的低参考电压，所以VASIL<1>是作为用于ASIL像素列 51的参考而产生的最低电压，并且因此提供白色虚设输入，如标号 51(a)所示。同样，由于VTOPASIL是分压器60的高参考电压，所以VASIL<12>是作为用于ASIL像素列51的参考而产生的最高电压，并且因此提供黑色虚设输入，如标号51(a)所示。因此，虚设输入形成标号51(a)所示的梯度图案。
在图9中更详细地示出了图2的ASIL像素列52。这里，可以看出，奇数的ASIL像素52，即52(1)、52(3)、52(5)、52(7)、 52(9)和52(11)分别从节点VON[12]、VON[10]、VON[8]、VON[6]、 VON[4]和VON[2]接收电压VASIL<12>、VASIL<10>、VASIL<8>、 VASIL<6>、VASIL<4>和VASIL<2>。另外，偶数的ASIL像素52，即52(2)、52(4)、52(6)、52(8)、52(10)和52(12)) 分别从节点VON[1]、VON[3]、VON[5]、VON[7]、VON[9]和VON[11] 接收电压VASIL<1>、VASIL<3>、VASIL<5>、VASIL<7>、VASIL<9> 和VASIL<11>。这导致形成交叉梯度图案的虚设输入，如参考52(a) 所示。
在图9中所示的ASIL像素列52中，示出了分压器60的两个实例，一个从节点VON[12]、VON[10]、VON[8]、VON[6]、VON[4] 和VON[2]产生电压VASIL<12>、VASIL<10>、VASIL<8>、VASIL<6>、 VASIL<4>和VASIL<2>，另一个从节点VON[1]、VON[3]、VON[5]、 VON[7]、VON[9]和VON[11]产生电压VASIL<1>、VASIL<3>、 VASIL<5>、VASIL<7>、VASIL<9>和VASIL<11>。这两个所示的多个分压器60之间的差异是参考电压VTOPASIL和VASILLO的反转。虽然如图所示可以使用多个分压器60，但在某些情况下，可以使用单个分压器60并且可以从节点VON[1]-VON[12]产生电压VA SIL<1>-VASIL<12>。
在图10中更详细地示出了图2的ASIL像素行53。可以看出， ASIL像素行53的像素53(1)-53(12)分别从分压器60的节点VON (12)-VON(1)接收电压VASIL<12>-VASIL<1>。由于VASILLO 是分压器60的低参考电压，所以VASIL<1>是作为参考产生的最低电压并且因此提供白色虚设输入，如参考53(a)所示。同样，由于 VTOPASIL是分压器60的高参考电压，所以VASIL<12>是作为ASIL 像素行53的参考产生的最高电压，并且因此提供黑色虚设输入，如参考53(a)所示。因此，虚设输入形成参考53(a)中所示的梯度图案。
在图11中更详细地示出了图2的ASIL像素行54。这里，可以看出，偶数的ASIL像素54，即54(2)、54(4)、54(6)、54(8)、 54(10)和54(12)分别从节点VON[1]、VON[3]、VON[5]、VON[7]、 VON[9]和VON[11]接收电压VASIL<1>、VASIL<3>、VASIL<5>、 VASIL<7>、VASIL<9>和VASIL<11>，而奇数的ASIL像素54，即 54(1)、54(3)、54(5)、54(7)、54(9)和54(11)从节点VON[12]、VON[10]、VON[8]、VON[6]、VON[4]和VON[2]接收电压VASIL<12>、VASIL<10>、VASIL<8>、VASIL<6>、VASIL<4>、 VASIL<2>。这导致形成交叉梯度图案的虚设输入，如参考54(a)所示。
在图11中所示的ASIL像素行54中，示出了分压器60的两个实例，一个从节点VON[12]、VON[10]、VON[8]、VON[6]、VON[4]和 VON[2]产生电压VASIL<12>、VASIL<10>、VASIL<8>、VASIL<6>、 VASIL<4>和VASIL<2>，另一个从节点VON[1]、VON[3]、VON[5]、 VON[7]、VON[9]和VON[11]产生电压VASIL<1>、VASIL<3>、 VASIL<5>、VASIL<7>、VASIL<9>和VASIL<11>。这两个所示的多个分压器60之间的差异是参考电压VTOPASIL和VASILLO的反转。虽然如图所示可以使用多个分压器60，但在某些情况下，可以使用单个分压器60，并且可以从节点VON[1]-VON[12]产生电压VA SIL<1>-VASIL<12>。
如上面参考图2所述，图像像素阵列15的每个像素具有相同的结构，其在图3中被示意性地描绘。现在参考图12描述图2的图像像素阵列15的像素。图像像素15包括光电二极管PPD_Small和光电二极管PPD_Large，其中光电二极管PPD_Large响应于与光电二极管PPD_Small相同数量的入射光子而生成更大量的电荷。
NMOS晶体管MN1的源极耦合到光电二极管PPD_Small的阴极 (通过节点N4)，光电二极管PPD_Small的阳极耦合到地。NMOS 晶体管MN1的漏极耦合到VRTRESET线，并且其栅极由信号TGAB 偏置。
光电二极管PPD_Large的阳极耦合到地，其阴极耦合到NMOS 晶体管MN6的源极。晶体管MN6的漏极耦合到浮置扩散节点FD，并且晶体管MN6的栅极由信号TGLONG偏置。浮置扩散电容器Cfd 耦合在浮置扩散节点FD和地之间。NMOS晶体管MN7的源极耦合到浮置扩散节点FD，其漏极耦合到节点N2，并且其栅极由信号 TXLONG偏置。NMOS晶体管MN8的漏极耦合到VRTRESET线，其源极耦合到节点N2，并且其栅极由复位信号RST偏置。
NMOS晶体管MN9是源极跟随器并且其漏极耦合到VRTSF线，其源极耦合到节点N3，并且其栅极由浮置扩散节点FD偏置。NMOS 晶体管MN10的漏极耦合到节点N3，其源极耦合到输出线VX，并且其栅极被读取信号READ偏置。
NMOS晶体管MN2的源极耦合到节点N4，其漏极耦合到节点 N5，并且其栅极由信号TGMED偏置。存储电容器MEM_Med耦合在节点N5和地之间。NMOS晶体管MN3的源极耦合到节点N5，其漏极耦合到节点N2，并且其栅极由TXMED信号偏置。
NMOS晶体管MN4的源极通过节点N4耦合到光电二极管 PPD_Small的阴极，其漏极耦合到节点N6，并且其栅极由信号 TGSHORT偏置。NMOS晶体管MN5的源极耦合到节点N6，其漏极耦合到节点N2，并且其栅极由信号TXSHORT偏置。
现在将参考图4至图6的时序图进一步描述操作。在复位阶段中，如图4中所示，读取信号READ、TGMED信号和TGSHORT信号为无效，而TGAB和TXLONG信号为有效。在复位阶段中，复位信号 RST在时间段R1期间为有效，从而最初将浮置扩散电容器Cfd和小光电二极管PPD_Small的阴极充电到VRTRESET。在时间段R1期间发生的时间段R2期间，TGLONG信号被脉冲，从而使得大光电二极管PPD_Large的阴极充电到VRTRESET。然后，复位信号RST在时间段R1结束时为无效，并且在时间段R3期间，TGLONG信号再次被脉冲，从而导致电流从浮置扩散电容器Cfd通过大光电二极管 PPD_Large流到地——根据入射在大光电二极管PPD_Large上的光子的数量。在时间段R4期间，复位信号RST再次为有效，从而再次将浮置扩散电容器Cfd充电到VRTRESET。在时间段R4期间发生的时间段R5期间，TXSHORT信号为有效，这导致存储电容器MEM_Short 被充电到VRTRESET。在时间R4期间发生的时间R6处，TXMED 信号为有效，从而导致存储电容器MEM_Med到VRTRESET。复位阶段的净效应是将存储电容器MEM_Med和MEM_Short充电到 VRTRESET，并且将浮置扩散电容器Cfd充电到VRTRESET，而不是在时间段R3期间通过大光电二极管PPD_Large将电荷损失到地。
现在参见图5，在第一阶段中，存储电容器MEM_Med和 Mem_Short被放电以对根据在一系列电荷转移中入射在小光电二极管PPD_small上的光子数量的值进行充电。更详细地，在第一电荷转移时段CHRG1期间，TGAB信号在时段T1期间为有效，从而导通 NMOS晶体管MN1，并且因此将小光电二极管PPD_small的阴极电压复位为VRTRESET。此后，在时间段T2期间TGMED信号为有效，从而导通NMOS晶体管MN2，导致电流通过小光电二极管PPD_Small 从存储电容器MEM_Med流到地——根据入射在小光电二极管 PPD_Small上的光子数量。
在第二电荷转移时段CHRG2期间，TGAB信号在时段T3期间为有效，从而导通NMOS晶体管MN1以再次将小光电二极管PPD_Small 的阴极电压复位为VRTRESET。此后，TGSHORT信号在时间段T4 期间为有效，从而导通NMOS晶体管MN4，导致电流从存储电容器 MEM_Short通过小光电二极管PPD_Small流到地——根据入射在小光电二极管PPD_Small上的光子数量。
在第三电荷转移时段CHRG3期间，TGAB信号在时段T5期间为有效，以再次将小光电二极管PPD_Small的阴极电压复位为 VRTRESET。此后，TGMED信号在时间段T6期间为有效，从而导通NMOS晶体管MN2，导致电流通过小光电二极管PPD_Small从存储电容器MEM_Med流到地——根据入射在小光电二极管PPD_Small 上的光子数量。
在第四电荷转移时段CHRG4期间，TGAB信号在时段T7期间为有效，从而导通NMOS晶体管MN1以再次将小光电二极管PPD_Small 的阴极电压复位到VRTRESET。此后，TGSHORT信号在时间段T8 期间为有效，从而导通NMOS晶体管MN4，导致电流从存储电容器 Mem_Short通过小光电二极管PPD_Small流到地——根据入射在小光电二极管PPD_Small上的光子数量。
在小光电二极管PPD_Small和存储电容器MEM_Med之间共享电荷期间以及在小光电二极管PPD_Small和存储电容器MEM_Short之间共享电荷期间的时间段之间的这种重复被执行足够的次数，使得由光电二极管PPD_Small提供的亮度和/或色度数据准备好读出。
现在参见图6，在第二阶段中，按顺序读出浮置扩散电容器Cfd 上的电压、读出存储电容器MEM_Med，然后读出存储电容器 MEM_Short。更详细地，在第一读出时段READ1期间，复位信号RST 在时段TR1期间为有效，从而用于导通NMOS晶体管MN8和MN7，导致浮置扩散电容器Cfd充电到VRTRESET。然后，在时间段TR2 期间读取信号READ为有效，从而导致NMOS晶体管MN10导通，并且处于或接近VRTRESET的浮置扩散电容器Cfd上的电压经由作为源极跟随器的NMOS晶体管MN9而被复制到输出VX。
现在，第二读出时段READ2开始。在时间段TR3期间，TGLONG 信号为有效，从而导通NMOS晶体管MN6，用于通过大光电二极管 PPD_large对浮置扩散电容器Cfd放电——根据入射在大光电二极管 PPD_large上的光子数量。然后，在时间段TR4期间，读取信号READ 再次为有效，从而导致在浮置扩散电容器Cfd上的电压的输出VX处的读出。
在时间段TR5期间，复位信号RST为有效，从而导致将浮置扩散电容器Cfd再充电到VRTRESET。接下来，第三读出时段READ3 开始。然后，在时间段TR6期间，读取信号READ为有效，从而最初导致处于或接近VRTRESET的在浮置扩散电容器Cfd上的电压的输出VX处的读出。然而，时间段TR7在时间段TR6期间开始，并且在时间段TR6期间，TXMED信号为有效。这导致NMOS晶体管 MN3导通、存储电容器MEM_Med和浮置扩散电容器Cfd之间的电荷共享、以及浮置扩散电容器Cfd上的所得电压的输出VX处的读出。
此后，第四读出时段READ4开始。在时间段TR8期间，复位信号RST为有效，从而导通NMOS晶体管MN8以将浮置扩散电容器 Cfd充电到VRTRESET。值得注意的是，在时间段TR8期间，时间段 TR6尚未结束，因此在时间段TR8期间，在输出VX处读出如浮置扩散电容器Cfd上的VRTRESET。接下来，在时间段TR9期间， TXSHORT信号为有效，而时间段TR6继续。这导致存储电容器 MEM_Short和浮置扩散电容器Cfd之间的电荷共享、以及浮置扩散电容器Cfd上的所得电压的读出。
这结束了图像像素15的完整操作循环。新的循环在复位阶段重新开始。
虽然已经关于有限数量的实施例描述了本公开，但是受益于本公开的本领域技术人员将理解，可以设想不脱离本文所公开的本公开的范围的其他实施例。因此，本公开的范围应仅受所附权利要求的限制。

Claims (31)

1.一种电子设备，包括：
图像像素阵列，所述图像像素阵列具有耦合到控制线的输入和耦合到输出线的输出；
至少一个虚设像素阵列，所述至少一个虚设像素阵列具有的输入耦合到所述控制线；
其中，所述至少一个虚设像素阵列中的每个虚设像素被配置为在至少一个所述控制线没有故障的情况下或者在至少一个所述输出线没有故障的情况下提供特定输出信号，使得由所述至少一个虚设像素阵列的一个或多个所述虚设像素对所述特定输出信号的输出的缺少指示所述故障。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述图像像素阵列的每个像素包括至少一个光电二极管，所述图像像素阵列的每个像素被配置为根据入射在所述至少一个光电二极管上的光来在其输出处生成输出电压；并且其中，所述至少一个虚设像素阵列的每个像素包括接收不同参考电压的输入，所述不同参考电压最终导致像素在没有所述故障的情况下提供所述特定输出信号。
3.根据权利要求2所述的电子设备，还包括：分压器，所述分压器耦合在第一参考电压和第二参考电压之间，并产生由所述至少一个虚设像素阵列的每个像素作为输入接收的所述不同参考电压。
4.根据权利要求2所述的电子设备，还包括耦合在上参考电压与下参考电压之间的分压器，其中在所述分压器的不同抽头处产生每个不同参考电压。
5.根据权利要求1所述的电子设备，还包括控制电路，所述控制电路耦合到所述输出线以接收来自所述图像像素阵列的输出信号和来自所述至少一个虚设像素阵列的所述特定输出信号，所述控制电路被配置为确定所述特定输出信号是否未由所述至少一个虚设像素阵列的一个或多个虚设像素输出。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述控制电路被配置为基于确定所述特定输出信号未由所述至少一个虚设像素阵列中的一个或多个虚设像素输出而生成错误标记。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，所述控制电路生成所述错误标记导致自适应驾驶员辅助系统的操作的改变。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述至少一个虚设像素阵列包括围绕所述图像像素阵列的周边的第一相对侧和第二相对侧布置的第一虚设像素列阵列和第二虚设像素列阵列。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述至少一个虚设像素阵列还包括位于所述图像像素阵列的周边的第三侧附近的第一虚设像素行阵列和第二虚设像素行阵列。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述第一虚设像素列阵列耦合到所述控制线中的一些控制线，并且所述第二虚设像素列阵列耦合到所述控制线中的其他控制线。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述第一虚设像素行阵列耦合到所述输出线中的一些输出线，并且所述第二虚设像素行阵列耦合到所述输出线中的其他输出线。
12.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述图像像素阵列的每个像素包括至少一个光电二极管，所述图像像素阵列的每个像素被配置为根据入射在所述至少一个光电二极管上的光而在其输出处生成输出电压；并且所述至少一个虚设像素阵列的每个像素包括接收不同参考电压的输入，响应于接收到所述不同参考电压，所述至少一个虚设像素阵列的所述像素在至少一个所述控制线没有故障的情况下或在至少一个所述输出线没有故障的情况下提供所述特定输出信号；其中，所述第一虚设像素列阵列从顶部到底部以降序接收所述不同参考电压，使得最高参考电压由所述第一虚设像素列阵列的顶部虚设像素接收并且使得最低参考电压由所述第一虚设像素列阵列的底部虚设像素接收。
13.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述第二虚设像素列阵列的每个奇数像素，从顶部到底部，以降序接收所述不同参考电压，使得最高参考电压由所述第一虚设像素列阵列的顶部奇数虚设像素接收，并且使得最低参考电压由所述第一虚设像素列阵列的底部奇虚设像素接收；并且其中，所述第二虚设像素列阵列的每个偶数像素从顶部到底部以升序接收所述不同参考电压，使得最高参考电压由所述第二虚设像素列阵列的底部偶数虚设像素接收，并且使得最低参考电压由所述第二虚设像素列阵列的顶部偶数虚设像素接收。
14.一种电子设备，包括：
分压器，所述分压器耦合在第一供电节点和第二供电节点之间；
电压发生器电路，所述电压发生器电路被配置为响应于选择信号而生成到所述第一供电节点和所述第二供电节点的第一电源电压和第二电源电压；
图像像素，所述图像像素具有耦合到光电二极管端子的输入节点；和
测试像素，所述测试像素具有耦合到所述分压器的抽头节点的输入节点。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其中，所述图像像素包括图像像素阵列，并且其中，所述测试像素包括测试像素阵列，所述测试像素阵列的每个不同测试像素的所述输入节点耦合到所述分压器的不同抽头节点。
16.一种电子设备，包括：
分压器，所述分压器耦合在上参考电压和下参考电压之间并且在它们之间具有多个抽头，每个抽头产生不同参考电压；
多个虚设像素，每个虚设像素包括：
转移栅极晶体管，所述转移栅极晶体具有耦合到浮置扩散节点的漏极、源极和耦合到第一栅极信号线的栅极；
传输栅极，所述传输栅极耦合在所述多个抽头中的一个抽头和所述转移栅极晶体管的所述源极之间；
浮置扩散电容器，耦合在所述浮置扩散节点和地之间；
NMOS晶体管，所述NMOS晶体管具有耦合到所述浮置扩散节点的源极、漏极和耦合到第二栅极信号线的栅极；
复位晶体管，所述复位晶体管具有耦合到所述上参考电压的漏极、耦合到所述NMOS晶体管的所述漏极的源极、以及耦合到复位信号线的栅极；
源极跟随器，所述源极跟随器耦合到所述浮置扩散节点，并被配置为将所述浮置扩散节点上的电压复制到源极跟随器输出；和
读出晶体管，所述读出晶体管具有耦合到所述源极跟随器输出的漏极、耦合到读取输出的源极和耦合到读取信号线的栅极；
多个图像像素，每个图像像素包括：
光电二极管，所述光电二极管具有耦合到地的阳极和阴极；
转移栅极晶体管，所述转移栅极晶体管具有耦合到浮置扩散节点的漏极、耦合到所述光电二极管的所述阴极的源极和耦合到所述第一栅极信号线的栅极；
浮置扩散电容器，耦合在所述浮置扩散节点和地之间；
NMOS晶体管，所述NMOS晶体管具有耦合到所述浮置扩散节点的源极、漏极和耦合到所述第二栅极信号线的栅极；
复位晶体管，所述复位晶体管具有耦合到所述上参考电压的漏极、耦合到所述NMOS晶体管的所述漏极的源极、以及耦合到所述复位信号线的栅极；
源极跟随器，所述源极跟随器耦合到所述浮置扩散节点，并被配置为将所述浮置扩散节点上的电压复制到所述源极跟随器输出；和
读出晶体管，所述读出晶体管具有耦合到所述源极跟随器输出的漏极、耦合到读取输出的源极和耦合到所述读取信号线的栅极；以及
数模转换器，所述数模转换器耦合到所述读取信号线。
17.根据权利要求16所述的电子设备，其中，所述分压器包括：
第一电压调节器，在第一调节器输出处生成所述上参考电压；
第二电压调节器，在第二调节器输出处生成所述下参考电压；和
多个电阻器，串联耦合在所述第一调节器输出和所述第二调节器输出之间，其中所述多个抽头中的不同抽头位于所述多个电阻器中的相邻电阻器之间。
18.根据权利要求17所述的电子设备，其中，所述第一电压调节器包括第一缓冲器，并且其中，所述第二电压调节器包括第二缓冲器。
19.根据权利要求18所述的电子设备，其中，所述分压器还包括：
第一电流发生器，根据第一电流选择信号生成第二电流；
第一电流镜，将所述第二电流镜像到第一减法节点；
第二电流发生器，所述第二电流发生器根据第二电流选择信号来生成第四电流，并将所述第四电流提供给所述第一减法节点；
第二电流镜，所述第二电流镜从所述第一减法节点接收第一电流并将所述第一电流镜像到第二减法节点，所述第一电流表示所述第四电流和所述第二电流之间的差值；
其中所述第一缓冲器的输入耦合到所述第二减法节点；
可调电阻，耦合到所述第二减法节点；和
镜像晶体管，所述镜像晶体管与所述第一电流镜处于电流镜像关系，并通过所述可调电阻汲取所述第二电流；
其中，所述第二缓冲器的输入耦合到所述可调电阻的抽头；
其中，根据增益选择信号调节所述可调电阻，从而设置在所述第二缓冲器的所述输入处的电压。
20.根据权利要求16所述的电子设备，其中，每个图像像素还包括：
第二NMOS晶体管，所述第二NMOS晶体管具有耦合到所述上参考电压的漏极、耦合到所述光电二极管的所述阴极的源极和耦合到第三栅极线信号的栅极；
第三NMOS晶体管，所述第三NMOS晶体管具有耦合到所述第二NMOS晶体管的所述源极的漏极、耦合到第一存储节点的源极和耦合到第四栅极线信号的栅极；
第四NMOS晶体管，所述第四NMOS晶体管具有耦合到所述第一存储节点的源极、耦合到所述复位晶体管的所述源极的漏极和耦合到所述第五栅极线信号的栅极；
第一存储电容器，所述第一存储电容器耦合在所述第一存储节点和地之间；
第五NMOS晶体管，所述第五NMOS晶体管具有耦合到所述第二NMOS晶体管的所述源极的漏极、耦合到所述第二存储节点的源极和耦合到第六栅极线信号的栅极；
第六NMOS晶体管，所述第六NMOS晶体管具有耦合到所述复位晶体管的所述源极的漏极、耦合到所述第二存储节点的源极和耦合到第七栅极线信号的栅极；以及
第二存储电容器，所述第二存储电容器耦合在所述第二存储节点和地之间。
21.根据权利要求16所述的电子设备，其中，每个虚设像素还包括：
第二NMOS晶体管，所述第二NMOS晶体管具有耦合到所述多个抽头中的所述一个抽头的漏极、源极和耦合到第三栅极线信号的栅极；
第三NMOS晶体管，所述第三NMOS晶体管具有耦合到所述第二NMOS晶体管的所述源极的漏极、耦合到第一存储节点的源极和耦合到第四栅极线信号的栅极；
第四NMOS晶体管，所述第四NMOS晶体管具有耦合到所述第一存储节点的源极、耦合到所述复位晶体管的所述源极的漏极和耦合到第五栅极线信号的栅极；
第一存储电容器，耦合在所述第一存储节点和地之间；
第五NMOS晶体管，所述第五NMOS晶体管具有耦合到所述第二NMOS晶体管的所述源极的漏极，耦合到第二存储节点的源极和耦合到第六栅极线信号的栅极；
第六NMOS晶体管，所述第六NMOS晶体管具有耦合到所述复位晶体管的所述源极的漏极、耦合到所述第二存储节点的源极和耦合到第七栅极线信号的栅极；
第二存储电容器，耦合在所述第二存储节点和地之间；以及
储存电容器，耦合在所述第二NMOS晶体管的所述源极和地之间。
22.一种电子设备，包括：
图像像素阵列，耦合到至少一个导电互连线；
至少一个虚设像素阵列，耦合到所述至少一个导电互连线；
其中，所述至少一个虚设像素阵列中的每个虚设像素被配置为在所述至少一个导电互连线中没有故障的情况下提供特定输出信号，使得由所述至少一个虚设像素阵列的一个或多个所述虚设像素对所述特定输出信号的输出的缺少指示所述故障。
23.根据权利要求22所述的电子设备，其中，所述至少一个导电互连线包括至少一个控制线。
24.根据权利要求22所述的电子设备，其中，所述至少一个导电互连线包括至少一个输出线。
25.根据权利要求22所述的电子设备，其中，所述至少一个虚设像素阵列中的每个像素包括接收不同参考电压的输入，所述不同参考电压最终导致所述像素在没有所述故障的情况下提供所述特定输出信号。
26.根据权利要求25所述的电子设备，还包括：分压器，所述分压器耦合在第一参考电压和第二参考电压之间，并产生由所述至少一个虚设像素阵列的每个像素作为输入接收的所述不同参考电压。
27.根据权利要求25所述的电子设备，还包括耦合在上参考电压和下参考电压之间的分压器，其中在所述分压器的不同抽头处产生每个不同参考电压。
28.根据权利要求25所述的电子设备，其中，控制电路被配置为确定所述特定输出信号是否未由所述至少一个虚设像素阵列的一个或多个虚设像素输出。
29.一种利用图像像素阵列检测故障的方法，所述方法包括：
将虚设像素阵列的每个虚设像素的输出与对应的特定输出信号进行比较；
其中，产生等于其对应的特定输出信号的输出的虚设像素的故障指示对于所述虚设像素阵列和与所述虚设像素阵列相关联的图像像素阵列二者公共的控制线中的潜在故障；以及
其中，产生等于其对应的特定输出信号的输出的虚设像素的故障指示对于所述虚设像素阵列和与所述虚设像素阵列相关联的图像像素阵列二者公共的输出线中的潜在故障。
30.根据权利要求29所述的方法，还包括：在所述虚设像素阵列的每个像素处接收不同的已知参考，所述不同的已知参考最终导致每个像素在没有潜在故障的情况下提供所述特定输出信号。
31.根据权利要求29所述的方法，还包括：使用耦合在第一参考电压和第二参考电压之间的分压器来产生由所述虚设像素阵列的每个像素接收的所述不同参考电压。
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