專利名稱：具有用于列adc的芯片上測(cè)試模式的圖像處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例性實(shí)施例 涉及ー種圖像處理系統(tǒng)，更具體而言，涉及ー種具有用于列并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的芯片上測(cè)試模式的圖像處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于在包括手機(jī)在內(nèi)的許多大眾消費(fèi)電子應(yīng)用中采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器(CIS)，消費(fèi)品市場(chǎng)中的CIS的增長(zhǎng)得到加速。此趨勢(shì)連同智能手機(jī)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)一起，使制造商和消費(fèi)者期望在CIS應(yīng)用中獲得明顯越來(lái)越高的分辨率。就這點(diǎn)而言，CIS設(shè)計(jì)者仍受到與裸片尺寸、縱橫比、成本、功耗等問(wèn)題的限制。隨著傳感器分辨率的増加，傳感器在期望的幀速率(例如，全高清(full HD)幀速率)下的操作涉及到更高的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率。許多典型的高分辨率傳感器的應(yīng)用至少采用了單斜率(single-slope)列并行(column-parallel)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),以在消耗低功率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率。例如，對(duì)比于與之相競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)構(gòu)、例如串行管線型ADC結(jié)構(gòu)，由于針對(duì)每個(gè)列的ADC而言帶寬電路讀出減少，因此列并行ADC結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更低的讀取噪聲，繼而實(shí)現(xiàn)更高的動(dòng)態(tài)范圍。典型的單斜率列并行ADC趨向于經(jīng)歷來(lái)自各種源的行向(row-wise)噪聲和列向(column-wise)噪聲。例如，某些行向噪聲可能由電源移動(dòng)造成，而被稱為列固定模式噪聲(CFPN)的某些列向噪聲可能由器件和寄生失配造成。各種噪聲可能導(dǎo)致不期望的影響，這包括CIS靈敏度的限制、CIS輸出的可見(jiàn)缺陷等等。因此，可以期望提供用于解決這些行向和/列向噪聲源的各種技術(shù)。與此同時(shí)，可以通過(guò)直接向列并行ADC輸入外部模擬信號(hào)并獲得數(shù)字輸出值、或通過(guò)直接向像素陣列照射光，來(lái)測(cè)試CIS中所采用的列并行ADC的性能。然而，直接從外部向ADC輸入外部模擬信號(hào)的方法在測(cè)試本身上有局限性,而且，向像素陣列照射光以測(cè)試列并行ADC性能的方法耗時(shí)較多，因?yàn)檩椛鋸?qiáng)度要以若干個(gè)步驟來(lái)控制以獲取準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)ー種可以對(duì)列模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)執(zhí)行芯片上測(cè)試的圖像處
理系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，ー種圖像處理系統(tǒng)包括像素陣列，所述像素陣列被配置為包括多個(gè)正常像素列和至少ー個(gè)測(cè)試像素列；多個(gè)列ADC,所述多個(gè)列ADC被配置為與正常像素列相對(duì)應(yīng)，并將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；以及開(kāi)關(guān)塊，所述開(kāi)關(guān)塊被配置為在正常模式下將正常像素列的輸出信號(hào)提供給相對(duì)應(yīng)的列ADC的輸入端，并在測(cè)試模式下將測(cè)試像素列的輸出信號(hào)共同地提供給列ADC的輸入端，其中，測(cè)試像素列產(chǎn)生行與行之間具有微小電壓差的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種圖像處理系統(tǒng)包括像素陣列，所述像素陣列被配置為包括多個(gè)正常像素列和至少ー個(gè)測(cè)試像素列；多個(gè)正常列ADC，所述多個(gè)正常列ADC被配置為與正常像素列相對(duì)應(yīng)，并將正常像素列的模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；以及至少ー個(gè)測(cè)試列ADC，所述至少一個(gè)測(cè)試列ADC被配置為將測(cè)試像素列的模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其中，測(cè)試像素列產(chǎn)生行與行之間具有微小電壓差的信號(hào)。


圖I是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)的框圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的系統(tǒng)的框圖。圖3是圖示測(cè)試像素列210、開(kāi)關(guān)塊280和列模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 130的電路圖。圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例的測(cè)試像素列210A的電路圖。 圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的系統(tǒng)塊的框圖。圖6是圖示圖5所示的最后ー級(jí)的正常像素列IlOM和正常列ADC 130M的電路圖。圖7圖示圖5所示的測(cè)試像素列510和測(cè)試列ADC 530。圖8A是正常模式下的像素時(shí)序圖。圖8B是測(cè)試模式下的像素時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式參考說(shuō)明書(shū)的其他部分以及附圖可以對(duì)本發(fā)明所提供的實(shí)例的構(gòu)思和有益之處有進(jìn)ー步的理解，在附圖中，相似的附圖標(biāo)記在各個(gè)附圖中涉及相似的組成部分。在某些情況下，與附圖標(biāo)記關(guān)聯(lián)的下標(biāo)表示多個(gè)相似的組成部分中的ー個(gè)。當(dāng)提及附圖標(biāo)記而沒(méi)有指定已有下標(biāo)時(shí)，該附圖標(biāo)記指所述所有相似的組成部分。以下的描述僅提供示例性的實(shí)施例，并不意在限制本發(fā)明的范圍、適用或配置。相反，以下對(duì)實(shí)施例的描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的說(shuō)明。在不脫離所附權(quán)利要求所限定的主g和范圍的情況下可以在元素的功能和設(shè)置上進(jìn)行各種修改。因此，各個(gè)實(shí)施例可以適當(dāng)?shù)厥÷?、替換或増加各種程序或組成。例如，應(yīng)當(dāng)理解的是，在替代的實(shí)施例中，可以用不同于所述的順序來(lái)執(zhí)行本發(fā)明的方法，并且可以增加、省略或結(jié)合多個(gè)步驟。此外，參考某些實(shí)施例所述的特征可以與其他不同的實(shí)施例相結(jié)合?？梢杂孟嗨频姆绞綄?duì)實(shí)施例的不同方面和元素進(jìn)行結(jié)合。應(yīng)當(dāng)理解的是，以下的成像系統(tǒng)及方法可以是更大的系統(tǒng)中的組成部分，其中其他的程序可能會(huì)優(yōu)先或者修改這些應(yīng)用。此外，在以下實(shí)施例之前、之后或同時(shí)可能需要若干個(gè)步驟。首先參見(jiàn)圖1，示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明性的圖像處理系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化功能框圖。圖像處理系統(tǒng)100包括像素陣列110，像素陣列110被配置為接收模擬圖像輸入105信息并輸出相應(yīng)的信號(hào)。所述信號(hào)由列ADC 130轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示，并被傳送給數(shù)字處理模塊160用于在數(shù)字域中的進(jìn)ー步處理。數(shù)字處理模塊160輸出數(shù)字圖像輸出165，數(shù)字圖像輸出165是模擬圖像輸入105的數(shù)字表不。一般而言，光作為模擬信息而與像素陣列110的每個(gè)像素115相互作用。像素115設(shè)置成和列，所述行和列有效地定義像素陣列110的分辨率，并影響模擬圖像輸入105數(shù)據(jù)被圖像處理系統(tǒng)100轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像輸出165數(shù)據(jù)的量。用于此類轉(zhuǎn)換的各種架構(gòu)一般分為兩種類別。根據(jù)ー種類別，像素115的每行的列數(shù)據(jù)被選中并多路復(fù)用，并且利用串行ADC法將多路復(fù)用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。根據(jù)另ー種類別，不將列數(shù)據(jù)多路復(fù)用，而是，通過(guò)列并行ADC過(guò)程將每行的數(shù)據(jù)按列向轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。圖I圖示出第二種類別。在像素陣列110處檢測(cè)到模擬圖像輸入105。行控制模塊120選中每行的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送給ー組列ADC 130。每個(gè)列ADC 130根據(jù)列控制模塊135來(lái)并行地處理一列行向數(shù)據(jù)(即，一個(gè)像素115)，以產(chǎn)生針對(duì)行的相應(yīng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。行控制模塊120和列控制模塊135還可以由數(shù)字控制模塊140來(lái)控制。在用于執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的列并行ADC法中，有不同的架構(gòu)可用。ー種方法是已知的“單斜率” ADC。根據(jù)單斜率ADC法，由基準(zhǔn)發(fā)生器模塊150產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)以某斜率傾斜，并與根據(jù)由相應(yīng)像素115接收的模擬圖像輸入105所產(chǎn)生的像素115信號(hào)電平進(jìn)行比較。列ADC 130檢測(cè)傾斜信號(hào)與像素115信號(hào)電平相交的交點(diǎn)。此交點(diǎn)可以利用模擬或數(shù)字技術(shù)來(lái)檢測(cè)。例如，如上所述的，實(shí)施例使用數(shù)字技術(shù)(例如，計(jì)數(shù)器)來(lái)確定與交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的值?；鶞?zhǔn)發(fā)生器模塊150通常全局性地與所有的列ADC 130耦接，以使列ADC 130共
用公共基準(zhǔn)信號(hào)。圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的系統(tǒng)的框圖。參見(jiàn)圖2，系統(tǒng)包括像素陣列塊220、列ADC塊250和開(kāi)關(guān)塊280。像素陣列塊220包括多個(gè)正常像素列110和至少ー個(gè)測(cè)試像素列210。如以下結(jié)合圖3所述的，測(cè)試像素列210產(chǎn)生行與行具有微小電壓差的信號(hào)。列ADC塊250包括分別對(duì)應(yīng)于正常像素列110的多個(gè)列130。如結(jié)合圖I所述的，列ADC塊250接收為基準(zhǔn)信號(hào)的傾斜信號(hào)。開(kāi)關(guān)塊280在正常模式下將正常像素列110的輸出信號(hào)提供給相應(yīng)的列ADC 130的輸入端，并在測(cè)試模式下將測(cè)試像素列210的輸出信號(hào)共同地提供給列ADC 130的輸入端。此開(kāi)關(guān)操作可以基于模式控制信號(hào)來(lái)控制。根據(jù)本發(fā)明的所述實(shí)施例的系統(tǒng)包括正常模式和測(cè)試模式，在正常模式下光信號(hào)被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而在測(cè)試模式下對(duì)列ADC的性能進(jìn)行測(cè)試。在正常模式下，正常像素列110的每個(gè)像素感測(cè)光信號(hào)，并通過(guò)列ADC塊250將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。在測(cè)試模式下，測(cè)試像素列210的輸出信號(hào)被共同地提供給列ADC 130的所有輸入端，并且監(jiān)視列ADC130的輸出信號(hào)以測(cè)試列ADC 130的性能。在測(cè)試模式下，從像素列的電阻器串輸出的像素信號(hào)從第一行到最后一行順序地下降或順序地上升。因此，可以通過(guò)經(jīng)由列ADC獲取并監(jiān)控測(cè)試像素的信號(hào)來(lái)獲得從暗到白(dark-to-white)的測(cè)試模式輸出或從白到暗(white-to-dark)的測(cè)試模式輸出。圖3是圖示測(cè)試像素列210、開(kāi)關(guān)塊280和列模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 130的電路圖。參見(jiàn)圖3，測(cè)試像素列210包括多個(gè)測(cè)試像素215，每個(gè)測(cè)試像素215與正常像素具有基本相同的結(jié)構(gòu)。如果存在區(qū)別的話，則在于由電阻器替換了每個(gè)正常像素的光二極管，并且測(cè)試像素列210的測(cè)試像素的電阻器R串聯(lián)耦接在差分輸入電壓端VREF+與VREF-之間。更具體而言，如本領(lǐng)域公知的，測(cè)試像素215包括具有“4T像素”結(jié)構(gòu)的像素 晶體管網(wǎng)絡(luò)。換言之，第一測(cè)試像素215A包括耦接在節(jié)點(diǎn)RNl與感測(cè)節(jié)點(diǎn)SNl之間的傳輸晶體管TX、耦接在感測(cè)節(jié)點(diǎn)SNl與像素電源VDDPX之間的復(fù)位晶體管RX、作為源級(jí)跟隨器的驅(qū)動(dòng)晶體管DX以及用于選擇行的選擇晶體管SX。測(cè)試像素列210的輸出信號(hào)被傳送給開(kāi)關(guān)塊280。測(cè)試像素列210的輸出可以經(jīng)由預(yù)定的信號(hào)處理而被傳送給開(kāi)關(guān)塊280。第一開(kāi)關(guān)塊280M選擇性地開(kāi)關(guān)并訪問(wèn)正常像素列IlOM的輸出PIXELOUTPUT_M和測(cè)試像素列210的輸出，并將提供結(jié)果作為列ADC 130M的輸入。在正常模式下，正常像素列IlOM的輸出PIXEL OUTPUT_M被提供給列ADC 130M。在測(cè)試模式下，測(cè)試像素列210的輸出被提供給列 ADC 130M。如上所述，每個(gè)列ADC 130可以包括比較器132和計(jì)數(shù)器134。比較器132經(jīng)由ー個(gè)輸入端接收傾斜信號(hào)。此外，比較器132經(jīng)由另一個(gè)輸入端接收開(kāi)關(guān)塊280的輸出，即正常像素列110的輸出PIXEL OUTPUT或測(cè)試像素列210的輸出。列ADC 130檢測(cè)傾斜信號(hào)與像素列(正常像素列或測(cè)試像素列)的輸出信號(hào)電平相交的交點(diǎn)?？梢岳媚M技術(shù)來(lái)檢測(cè)所述交點(diǎn)，在本發(fā)明中，使用了比較器132。隨后，可以經(jīng)由數(shù)字技術(shù)將所述交點(diǎn)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，在此實(shí)施例中，使用計(jì)數(shù)器134來(lái)確定與所述交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字碼值。
圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例的測(cè)試像素列210A的電路圖。參見(jiàn)圖4，測(cè)試像素列210A包括電阻器串420、行開(kāi)關(guān)440和測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)460。電阻器串420產(chǎn)生多個(gè)基準(zhǔn)電壓，所述多個(gè)基準(zhǔn)電壓從一行到另一行逐漸増大。測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)460與正常像素晶體管網(wǎng)絡(luò)具有基本相同的電路結(jié)構(gòu)，并將其輸出信號(hào)提供給列ADC。行開(kāi)關(guān)440基于行掃描法而將基準(zhǔn)電壓從電阻器串420順序地傳送給測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)460的輸入節(jié)點(diǎn)。具體而言，第一開(kāi)關(guān)SW1、第二開(kāi)關(guān)SW2和第三開(kāi)關(guān)SW3順序地導(dǎo)通。隨后，測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)460感測(cè)信號(hào)，并且感測(cè)到的信號(hào)在由開(kāi)關(guān)塊280開(kāi)關(guān)之后被傳送到列ADC 130。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的系統(tǒng)塊的框圖。參見(jiàn)圖5，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的系統(tǒng)包括像素陣列塊220A和列ADC塊250A。像素陣列塊220A包括多個(gè)正常像素列110和至少ー個(gè)測(cè)試像素列510。測(cè)試像素列510產(chǎn)生行與行之間具有微小電壓差的信號(hào)。列ADC塊250包括分別對(duì)應(yīng)于正常像素列110的多個(gè)正常列ADC 130。此外，列ADC塊250A包括接收測(cè)試像素列510的輸出信號(hào)的測(cè)試列ADC 530。列ADC塊250A接收傾斜信號(hào)，傾斜信號(hào)是結(jié)合圖I所述的基準(zhǔn)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的系統(tǒng)包括正常模式和測(cè)試模式，在正常模式下光信號(hào)被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并進(jìn)行處理，在測(cè)試模式下對(duì)列ADC的性能進(jìn)行測(cè)試。在正常模式下，由正常像素列110的像素來(lái)感測(cè)模擬光信號(hào)，列ADC 130將感測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。在測(cè)試模式下，測(cè)試像素列510的輸出信號(hào)被傳送給測(cè)試列ADC 530的輸入端。圖6是圖示最后ー級(jí)的正常像素列IlOM和正常列ADC 130M的電路圖。參見(jiàn)圖6，正常像素列IlOM包括多個(gè)正常像素115M,所述多個(gè)正常像素115M中的姆個(gè)包括光二極管(PD)以及向正常列ADC 130M提供光二極管的信號(hào)的正常像素晶體管網(wǎng)絡(luò)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，正常像素晶體管網(wǎng)絡(luò)包括“4T像素”結(jié)構(gòu)的像素晶體管網(wǎng)絡(luò)。圖I具體地圖示測(cè)試像素列510和測(cè)試列ADC 530。參見(jiàn)圖7，測(cè)試像素列510包括多個(gè)測(cè)試像素215，每個(gè)測(cè)試像素215與正常像素具有基本相同的結(jié)構(gòu)。如果存在區(qū)別的話，在于由電阻器替換了正常像素的光二極管，并且測(cè)試像素列210的電阻器R串聯(lián)耦接在差分輸入電壓端VREF+與VREF-之間。測(cè)試像素列510在其結(jié)構(gòu)和操作上與圖3所示的測(cè)試像素列210基本上相同。區(qū)別之處在于測(cè)試像素列510的輸出不是傳送給正常列ADC130，而是傳送給測(cè)試列ADC 530。測(cè)試列ADC 530的結(jié)構(gòu)與正常列ADC130的結(jié)構(gòu)基本上相同。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的系統(tǒng)不僅在像素列中具有測(cè)試模式電路，而且在列ADC中也具有測(cè)試模式電路。正常列ADC 130和測(cè)試列ADC530可以包括比較器和計(jì)數(shù)器，如圖3所示。由于測(cè)試列ADC 530的電路結(jié)構(gòu)與列ADC 130的結(jié)構(gòu)基本上相同，故測(cè)試列ADC530是正常列ADC 130的復(fù)制電路。更具體而言，正常或測(cè)試列ADC 130檢測(cè)傾斜信號(hào)與像素列(正常像素列或測(cè)試像素列)的輸出信號(hào)電平相交的交點(diǎn)?？梢岳媚M技術(shù)來(lái)檢測(cè)所述交點(diǎn)，在本實(shí)施例中，可以使用比較器。所述交點(diǎn)可以經(jīng)由數(shù)字技術(shù)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，在本實(shí)施例中，可以使用計(jì)數(shù)器來(lái)確定與所述交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字碼值。與此同時(shí)，如圖4所示，測(cè)試像素陣列510包括電阻器串420、行開(kāi)關(guān)440和測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)460。因此，所有的行可以共用測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)460。圖8A是正常模式下的像素時(shí)序圖，圖SB是測(cè)試模式下的像素時(shí)序圖。附圖示出 了結(jié)合圖3的實(shí)施例所描述的正常像素列電路和測(cè)試像素列電路的操作定時(shí)。參見(jiàn)圖8A，當(dāng)選擇晶體管SX的柵極信號(hào)810被使能到邏輯高電平吋，與陣列的任一行相對(duì)應(yīng)的像素被選中。此外，復(fù)位晶體管RX的柵極信號(hào)820被使能且復(fù)位信號(hào)電平被采樣。隨后，傳輸晶體管TX的柵極信號(hào)830被使能且光信號(hào)電平被采樣。然后，可以通過(guò)用復(fù)位信號(hào)電平對(duì)光信號(hào)電平求微分來(lái)獲得無(wú)噪聲的光信號(hào)。此操作是已知的相關(guān)雙采樣(CDS)法。參見(jiàn)圖8B，測(cè)試像素操作的定時(shí)與正常像素相似。若有足夠量的電源VDDPX，則在測(cè)試像素中應(yīng)在復(fù)位操作期間將足夠量的電源VDDPX施加到感測(cè)節(jié)點(diǎn)，信號(hào)820A應(yīng)被使能到傾斜信號(hào)840的第一下持續(xù)時(shí)段Tl之后。此外，傳輸晶體管TX的柵極信號(hào)830A應(yīng)被使能到傾斜信號(hào)840的第二下持續(xù)時(shí)段T2之后。從正常像素定時(shí)來(lái)修改用于復(fù)位晶體管RX和傳輸晶體管TX的定時(shí)，以便去除由復(fù)位晶體管RX和傳輸晶體管TX在感測(cè)節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生的電荷注入噪聲。在正常像素操作中，傳輸晶體管TX在感測(cè)節(jié)點(diǎn)不產(chǎn)生kTC或電荷注入噪聲。在正常操作下，來(lái)自RX晶體管的kTC噪聲或電荷注入噪聲在CDS操作期間被去除。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)可以在不直接對(duì)像素陣列照射光以及不直接施加外部模擬值的情況下測(cè)試列ADC的性能。雖然已經(jīng)結(jié)合具體的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是， 在不脫離所附權(quán)利要求所限定的主g和范圍的情況下可以進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理系統(tǒng),包括 像素陣列，所述像素陣列被配置為包括多個(gè)正常像素列和至少ー個(gè)測(cè)試像素列； 多個(gè)列模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，所述多個(gè)列ADC被配置為與所述正常像素列相對(duì)應(yīng)，并將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；以及 開(kāi)關(guān)塊，所述開(kāi)關(guān)塊被配置為在正常模式下將所述正常像素列的輸出信號(hào)提供給相對(duì)應(yīng)的所述列ADC的輸入端，并在測(cè)試模式下將所述測(cè)試像素列的輸出信號(hào)共同地提供給所述列ADC的輸入端， 其中，所述測(cè)試像素列產(chǎn)生行與行之間具有微小電壓差的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，所述正常像素列中的每個(gè)包括多個(gè)正常像素，每個(gè)正常像素包括光二極管以及用于將所述光二極管的信號(hào)提供給所述列ADC的像素晶體管網(wǎng)絡(luò)，并且 所述測(cè)試像素列包括多個(gè)測(cè)試像素，除了以電阻器替換所述光二極管以外，每個(gè)測(cè)試像素與所述正常像素具有實(shí)質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)，并且 所述測(cè)試像素列中的電阻器串聯(lián)耦接在差分輸入電壓端之間。
3.如權(quán)利要求I所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，所述正常像素列中的每個(gè)包括多個(gè)正常像素，每個(gè)正常像素包括光二極管以及用于將所述光二極管的信號(hào)提供給所述正常列ADC的正常像素晶體管網(wǎng)絡(luò)，并且 所述測(cè)試像素列包括 電阻器串，所述電阻器串用于產(chǎn)生多個(gè)基準(zhǔn)電壓，所述基準(zhǔn)電壓從一行到另一行逐漸增大； 測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)，所述測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)與所述正常像素晶體管網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)質(zhì)相同的電路結(jié)構(gòu)，并將所述測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)提供給所述列ADC ;以及 行開(kāi)關(guān)，所述行開(kāi)關(guān)用于順序地接收所述基準(zhǔn)電壓并將接收到的所述基準(zhǔn)電壓傳送給所述測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求I所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，所述列ADC包括 交點(diǎn)檢測(cè)器，所述交點(diǎn)檢測(cè)器用于通過(guò)將所述正常像素列的輸出信號(hào)電平或所述測(cè)試像素列的輸出信號(hào)電平與傾斜信號(hào)進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)交點(diǎn)；以及 數(shù)字碼值發(fā)生器，所述數(shù)字碼值發(fā)生器用于產(chǎn)生與所述交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字碼值。
5.如權(quán)利要求I所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，所述列ADC包括 比較器，所述比較器用于經(jīng)由所述比較器的一個(gè)輸入端來(lái)接收所述開(kāi)關(guān)塊的輸出，并經(jīng)由所述比較器的另ー個(gè)輸入端來(lái)接收傾斜信號(hào)；以及 計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器用于接收所述比較器的輸出并輸出數(shù)字碼值。
6.—種圖像處理系統(tǒng),包括 像素陣列，所述像素陣列被配置為包括多個(gè)正常像素列和至少ー個(gè)測(cè)試像素列； 多個(gè)正常列模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，所述多個(gè)正常列ADC被配置為與所述正常像素列相對(duì)應(yīng)，并將所述正常像素列的模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；以及 至少ー個(gè)測(cè)試列ADC，所述至少一個(gè)測(cè)試列ADC被配置為將所述測(cè)試像素列的模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 其中，所述測(cè)試像素列產(chǎn)生行與行之間具有微小電壓差的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，所述正常像素列中的每個(gè)包括多個(gè)正常像素，每個(gè)正常像素包括光二極管以及用于將所述光二極管的信號(hào)提供給所述正常列ADC的像素晶體管網(wǎng)絡(luò)，并且 所述測(cè)試像素列包括多個(gè)測(cè)試像素，除了以電阻器替換所述光二極管以外，每個(gè)測(cè)試像素與所述正常像素具有實(shí)質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)，并且 所述測(cè)試像素列中的電阻器串聯(lián)耦接在差分輸入電壓端之間。
8.如權(quán)利要求6所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，所述正常像素列中的每個(gè)包括多個(gè)正常像素，每個(gè)正常像素包括光二極管以及用于將所述光二極管的信號(hào)提供給所述正常列ADC的正常像素晶體管網(wǎng)絡(luò)，并且 所述測(cè)試像素列包括 電阻器串，所述電阻器串用于產(chǎn)生多個(gè)基準(zhǔn)電壓，所述基準(zhǔn)電壓從一行到另一行逐漸增大； 測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)，所述測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)與所述正常像素晶體管網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)，并將所述測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)提供給所述測(cè)試列ADC ;以及 行開(kāi)關(guān)，所述行開(kāi)關(guān)用于順序地接收所述基準(zhǔn)電壓并將接收到的所述基準(zhǔn)電壓傳送給所述測(cè)試像素晶體管網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求6所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，由于所述測(cè)試列ADC的電路結(jié)構(gòu)與所述正常列ADC的電路結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)相同，因此所述測(cè)試列ADC是所述正常列ADC的復(fù)制電路。
10.如權(quán)利要求6所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，所述測(cè)試列ADC包括 交點(diǎn)檢測(cè)器，所述交點(diǎn)檢測(cè)器用于通過(guò)將所述測(cè)試像素列的輸出信號(hào)電平與傾斜信號(hào)進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)交點(diǎn)；以及 數(shù)字碼值發(fā)生器，所述數(shù)字碼值發(fā)生器用于產(chǎn)生與所述交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字碼值。
11.如權(quán)利要求6所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，所述測(cè)試列ADC包括 比較器，所述比較器用于經(jīng)由所述比較器的一個(gè)輸入端來(lái)接收所述測(cè)試像素列的輸出，并經(jīng)由所述比較器的另ー個(gè)輸入端來(lái)接收傾斜信號(hào)；以及 計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器用于接收所述比較器的輸出并輸出數(shù)字碼值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有用于列ADC的芯片上測(cè)試模式的圖像處理系統(tǒng)。所述圖像處理系統(tǒng)，包括像素陣列，所述像素陣列被配置為包括多個(gè)正常像素列和至少一個(gè)測(cè)試像素列；多個(gè)列模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，所述多個(gè)列模數(shù)轉(zhuǎn)換器被配置為與正常像素列相對(duì)應(yīng)，并將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；以及開(kāi)關(guān)塊，所述開(kāi)關(guān)塊被配置為在正常模式下將正常像素列的輸出信號(hào)提供給相對(duì)應(yīng)的列ADC的輸入端，并在測(cè)試模式下將測(cè)試像素列的輸出信號(hào)共同地提供給列ADC的輸入端，其中，測(cè)試像素列產(chǎn)生行與行之間具有微小電壓差的信號(hào)。
文檔編號(hào)H03M1/10GK102655411SQ201110454078
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者一兵·米歇爾·王, 李湘洙, 杰夫·雷辛斯基 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司