知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-15
(45)【発行日】2024-05-23
(54)【発明の名称】撮像装置および撮像システム
(51)【国際特許分類】
H04N 25/78 20230101AFI20240516BHJP
【ＦＩ】
H04N25/78
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020566167
(86)(22)【出願日】2019-12-19
(86)【国際出願番号】 JP2019049818
(87)【国際公開番号】W WO2020149095
(87)【国際公開日】2020-07-23
【審査請求日】2022-12-12
(31)【優先権主張番号】P 2019004168
(32)【優先日】2019-01-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】316005926
【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 智希
(72)【発明者】
【氏名】竹中 恭一
【審査官】花田 尚樹
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－２５９４０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－０４６１２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１２１６１５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｎ ５／３０ － ５／３３
２３／１１
２３／２０ －２３／３０
２５／００
２５／２０ －２５／６１
２５／６１５－２５／７９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１群の電流源および第２群の電流源を含む複数の電流源と、故障検出モードにおいて、第１相のランプ電圧を生成するために、前記第１群の電流源を構成する複数の電流源を第１グループおよび第２グループに分けたときの前記第１グループに属する複数の電流源の駆動と、前記第２群の電流源に属する複数の電流源の駆動とを制御するとともに、第２相のランプ電圧を生成するために、前記第１グループに属する複数の電流源の駆動と、前記第２グループに属する１つの電流源の駆動と、前記第２群の電流源に属する複数の電流源の駆動とを制御する制御部と
を備えた
撮像装置。
【請求項2】
撮像モードにおいて画素信号をセンサ画素における受光量に応じた値に切り替え、前記故障検出モードにおいて画素信号を固定値に切り替える切り換え部と、前記故障検出モードにおいて、前記画素信号と、前記第１グループに属する複数の電流源と、前記第２群の電流源に属する複数の電流源とによって生成された前記第１相のランプ電圧との比較を行うとともに、前記画素信号と、前記第１グループに属する複数の電流源と、前記第２グループに属する１つの電流源と、前記第２群の電流源に属する複数の電流源とによって生成された前記第２相のランプ電圧との比較を行い、これらの比較の結果を出力する出力部と
を更に備えた
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項3】
前記故障検出モードにおいて、前記比較の結果に基づいて、前記第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源の故障を検出する故障検出部を更に備えた請求項２に記載の撮像装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記第１群の電流源の駆動を制御する第１群のシフトレジスタと、
前記第２群の電流源の駆動を制御する第２群のシフトレジスタと、
前記第１群のシフトレジスタの最後段のＱ端子と、制御信号が入力される配線とに接続された入力端子と、前記第２群のシフトレジスタの最前段が接続された出力端子とを有するロジック回路と
を含んで構成されている
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項5】
第１群の電流源および第２群の電流源を含む複数の電流源と、故障検出モードにおいて、第１相のランプ電圧を生成するために、前記第１群の電流源を構成する複数の電流源を第１グループおよび第２グループに分けたときの前記第１グループに属する複数の電流源の駆動と、前記第２群の電流源に属する複数の電流源の駆動とを制御するとともに、第２相のランプ電圧を生成するために、前記第１グループに属する複数の電流源の駆動と、前記第２グループに属する１つの電流源の駆動と、前記第２群の電流源に属する複数の電流源の駆動とを制御する制御部と、
前記第１相のランプ電圧と前記第２相のランプ電圧とに基づいて、前記第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源の故障を検出する故障検出部と
を備えた
撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、撮像装置および撮像システムに関する。
【背景技術】
【0002】
イメージセンサに搭載されるＡＤＣ（Analog Digital Converter)として、シングルスロープ型ＡＤＣがある。このシングルスロープ型ＡＤＣでは、ランプ電圧発生器として、ＤＡＣ（Digital Analog Converter)が用いられることが多い。ＤＡＣアーキテクチャの一例として、数百の電流源を有する電流セグメント型のＤＡＣがある。電流セグメント型のＤＡＣでは、数百の電流源を選択的にオンオフ制御することにより生成した電流を抵抗に流すことにより、ランプ電圧が得られる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－３９２９９号公報
【発明の概要】
【0004】
ＤＡＣの故障が許容されない用途では、数百の電流源に故障がないかテストすることが必要となる。このテストは、一般的には、イメージセンサの出荷時に行われる。従来では、このテストは、個々の電流源から得られた電圧を外部の検査装置に入力することによりに行われていた。しかし、個々の電流源から得られた電圧を外部の検査装置に入力するようにした場合には、寄生ＲＣの影響や、測定精度を高めるための処理などにより、テスト時間が長時間化する傾向にある。従って、テスト時間を短縮することの可能な撮像装置および撮像システムを提供することが望ましい。
【0005】
本開示の一実施の形態に係る撮像装置は、第１群の電流源および第２群の電流源を含む複数の電流源と、第１相のランプ電圧を生成するために、第１群の電流源の駆動を制御するとともに、第２相のランプ電圧を生成するために、第１群の電流源と、第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源との駆動を制御する制御部とを備えている。
【0006】
本開示の一実施の形態に係る撮像装置では、第１相のランプ電圧を生成するために第１群の電流源の駆動が制御され、第２相のランプ電圧を生成するために第１群の電流源と、第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源との駆動が制御される。これにより、例えば、第１相のランプ電圧と第２相のランプ電圧とに基づいて、第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源の故障を検出することが可能となる。その結果、外部の検査装置を用いなくても、撮像装置の故障を検出することが可能となる。また、外部の検査装置を用いる必要がないことから、寄生ＲＣの影響や、測定精度を高めるための処理などを省略することも可能となる。
【0007】
本開示の一実施の形態に係る撮像システムは、第１群の電流源および第２群の電流源を含む複数の電流源と、第１相のランプ電圧を生成するために、第１群の電流源の駆動を制御するとともに、第２相のランプ電圧を生成するために、第１群の電流源と、第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源との駆動を制御する制御部とを備えている。撮像システムは、さらに、第１相のランプ電圧と第２相のランプ電圧とに基づいて、第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源の故障を検出する故障検出部を備えている。
【0008】
本開示の一実施の形態に係る撮像システムでは、第１相のランプ電圧と第２相のランプ電圧とに基づいて、第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源の故障を検出する故障検出部が設けられている。これにより、外部の検査装置を用いなくても、撮像装置の故障を検出することが可能となる。また、外部の検査装置を用いる必要がないことから、寄生ＲＣの影響や、測定精度を高めるための処理などを省略することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の一実施形態に係る撮像装置の回路構成例を表す図である。
【図12】上記実施の形態およびその変形例に係る撮像装置を備えた撮像システムの概略構成の一例を表す図である。
【図13】上記実施の形態およびその変形例に係る撮像装置を備えた撮像システムの概略構成の一例を表す図である。
【図15】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図16】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（撮像装置）…図１～図１０
２．変形例（撮像装置）…図１１
３．適用例（撮像システム）…図１２～図１４
４．応用例（移動体）…図１５、図１６
１．実施の形態（撮像装置）…図１～図１０
２．変形例（撮像装置）…図１１
３．適用例（撮像システム）…図１２～図１４
４．応用例（移動体）…図１５、図１６
【0011】
＜１．実施の形態＞
[構成]
本開示の一実施形態に係る撮像装置１について説明する。図１は、撮像装置１の回路構成例を表したものである。図２は、撮像装置１を３つの基板を積層して構成した例を表したものである。撮像装置１は、列並列ＡＤＣ搭載のＣＭＯＳイメージセンサである。撮像装置１は、光電変換素子を含む複数のセンサ画素１１が行列状（マトリックス状）に２次元配置されてなる画素アレイ部１０を備えている。センサ画素１１は、例えば、図２、図３に示したように、画素回路１１２および読み出し回路１２２によって構成されている。
[構成]
本開示の一実施形態に係る撮像装置１について説明する。図１は、撮像装置１の回路構成例を表したものである。図２は、撮像装置１を３つの基板を積層して構成した例を表したものである。撮像装置１は、列並列ＡＤＣ搭載のＣＭＯＳイメージセンサである。撮像装置１は、光電変換素子を含む複数のセンサ画素１１が行列状（マトリックス状）に２次元配置されてなる画素アレイ部１０を備えている。センサ画素１１は、例えば、図２、図３に示したように、画素回路１１２および読み出し回路１２２によって構成されている。
【0012】
画素回路１１２は、例えば、フォトダイオードＰＤと、フォトダイオードＰＤと電気的に接続された転送トランジスタＴＲと、転送トランジスタＴＲを介してフォトダイオードＰＤから出力された電荷を一時的に保持するフローティングディフュージョンＦＤとを有している。フォトダイオードＰＤは、光電変換を行って受光量に応じた電荷を発生する。フォトダイオードＰＤのカソードが転送トランジスタＴＲのソースに接続されており、フォトダイオードＰＤのアノードが基準電位線（例えばグラウンド）に接続されている。転送トランジスタＴＲのドレインがフローティングディフュージョンＦＤに接続され、転送トランジスタＴＲのゲートは画素駆動線１２に接続されている。
【0013】
各画素回路１１２において、フローティングディフュージョンＦＤは、対応する読み出し回路１２２の入力端に接続されている。読み出し回路１２２は、例えば、リセットトランジスタＲＳＴと、選択トランジスタＳＥＬと、増幅トランジスタＡＭＰとを有している。リセットトランジスタＲＳＴのソース（読み出し回路１２２の入力端）がフローティングディフュージョンＦＤに接続されており、リセットトランジスタＲＳＴのドレインが電源線ＶＤＤおよび増幅トランジスタＡＭＰのドレインに接続されている。リセットトランジスタＲＳＴのゲートは画素駆動線１２に接続されている。増幅トランジスタＡＭＰのソースが選択トランジスタＳＥＬのドレインに接続されており、増幅トランジスタＡＭＰのゲートがリセットトランジスタＲＳＴのソースに接続されている。選択トランジスタＳＥＬのソース（読み出し回路２２の出力端）が垂直信号線１３に接続されており、選択トランジスタＳＥＬのゲートが画素駆動線１２に接続されている。
【0014】
転送トランジスタＴＲは、転送トランジスタＴＲがオン状態となると、フォトダイオードＰＤの電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。リセットトランジスタＲＳＴは、フローティングディフュージョンＦＤの電位を所定の電位にリセットする。リセットトランジスタＲＳＴがオン状態となると、フローティングディフュージョンＦＤの電位を電源線ＶＤＤの電位にリセットする。選択トランジスタＳＥＬは、読み出し回路１２２からの画素信号の出力タイミングを制御する。増幅トランジスタＡＭＰは、画素信号として、フローティングディフュージョンＦＤに保持された電荷のレベルに応じた電圧の信号を生成する。つまり、増幅トランジスタＡＭＰは、画素信号として、センサ画素１１における受光量の応じた電圧の信号を生成する。増幅トランジスタＡＭＰは、ソースフォロア型のアンプを構成しており、フォトダイオードＰＤで発生した電荷のレベルに応じた電圧の画素信号を出力する。増幅トランジスタＡＭＰは、選択トランジスタＳＥＬがオン状態となると、フローティングディフュージョンＦＤの電位を増幅して、その電位に応じた電圧を、垂直信号線１３を介してカラム信号処理回路４０に出力する。
【0015】
なお、選択トランジスタＳＥＬが、電源線ＶＤＤと増幅トランジスタＡＭＰとの間に設けられていてもよい。この場合、リセットトランジスタＲＳＴのドレインが電源線ＶＤＤおよび選択トランジスタＳＥＬのドレインに接続されている。選択トランジスタＳＥＬのソースが増幅トランジスタＡＭＰのドレインに接続されており、選択トランジスタＳＥＬのゲートが画素駆動線１２に接続されている。増幅トランジスタＡＭＰのソース（読み出し回路２２の出力端）が垂直信号線１３に接続されており、増幅トランジスタＡＭＰのゲートがリセットトランジスタＲＳＴのソースに接続されている。
【0016】
撮像装置１は、３つの基板（第１基板１１０、第２基板１２０、第３基板１３０）を備えている。撮像装置１は、３つの基板（第１基板１１０、第２基板１２０、第３基板１３０）を貼り合わせて構成された３次元構造の撮像装置である。第１基板１１０、第２基板１２０、第３基板１３０は、この順に積層されている。
【0017】
第１基板１１０は、半導体基板１１１上に、光電変換を行う複数の画素回路１１２を有する基板である。複数の画素回路１１２は、第１基板１１０上に行列状に設けられている。第２基板１２０は、半導体基板１２１上に、画素回路１１２から出力された電荷に基づく画素信号を出力する読み出し回路１２２を画素回路１１２ごとに１つずつ有する基板である。第２基板１２０は、行方向に延在する複数の画素駆動線１２と、列方向に延在する複数の垂直信号線１３とを有している。第３基板１３０は、半導体基板１３１上に、画素信号を処理するロジック回路を有する基板である。ロジック回路は、例えば、垂直駆動回路２０、水平駆動回路３０、カラム信号処理回路４０、電圧供給部５０、水平出力線４７、システム制御回路６０および故障検出部７０を有している。つまり、撮像装置１は、垂直駆動回路２０、水平駆動回路３０、カラム信号処理回路４０、電圧供給部５０、水平出力線４７、システム制御回路６０および故障検出部７０を備えている。ロジック回路は、画素回路１１２ごとのデジタル値を外部に出力する。
【0018】
システム制御回路６０は、マスタークロックに基づいて、垂直駆動回路２０、水平駆動回路３０、カラム信号処理回路４０および電圧供給部５０などの動作の基準となるクロック信号や制御信号などを生成し、垂直駆動回路２０、水平駆動回路３０、カラム信号処理回路４０および電圧供給部５０などに対して与える。
【0019】
垂直駆動回路２０は、例えば、シフトレジスタなどによって構成され、複数の画素駆動線１２を介して、複数のセンサ画素１１の行走査の制御を行う。
【0020】
カラム信号処理回路４０は、例えば、垂直駆動回路２０によって選択された行の各センサ画素１１から出力される画素信号に対して、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling：ＣＤＳ）処理を施す。カラム信号処理回路４０は、例えば、撮像モードにおいて、ＣＤＳ処理を施すことにより、画素信号の信号レベルを抽出し、各センサ画素１１の受光量に応じた画素データを保持する。カラム信号処理回路４０は、例えば、故障検出モードにおいて、ＣＤＳ処理を施すことにより、ランプ電圧の信号レベルを抽出し、ランプ電圧の信号レベルに応じた画素データを保持する。カラム信号処理回路４０は、例えば、垂直信号線１３毎に１つずつ設けられた複数のＡＤＣ（アナログ－デジタル変換回路）４０ａを有している。カラム信号処理回路４０は、例えば、撮像モードにおいては、各センサ画素１１から列毎に出力されるアナログの画素信号をデジタル信号に変換して出力する。カラム信号処理回路４０は、例えば、故障検出モードにおいては、ＤＡＣ５１から出力されるアナログのランプ信号をデジタル信号に変換して出力する。
【0021】
ＡＤＣ４０ａは、ランプ波形の電圧（ランプ電圧Ｖref）とカウンタ値が一対一の対応を取りながら変化することで垂直信号線１３の電位（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ４０ａは、ランプ電圧Ｖrefの電圧の変化を時間の変化に変換するものであり、その時間をある周期（クロック）で数えることでデジタル値に変換する。
【0022】
ＡＤＣ４０ａは、例えば、比較器４１、カウンタ（図中、ＣＮＴと記している）４２、転送スイッチ４３およびメモリ４４を有している。比較器４１は、本開示の「出力部」の一具体例に相当する。
【0023】
比較器４１は、撮像モードにおいて、画素アレイ部１０のｎ列目の各センサ画素１１から出力される画素信号に応じた垂直信号線１３の信号電圧Ｖsigと、電圧供給部５０から供給されるランプ波形の電圧（ランプ電圧Ｖref）とを比較する。比較器４１は、例えば、ランプ電圧Ｖrefが信号電圧Ｖsigよりも大なるときに"Ｈ"レベルを出力し、ランプ電圧Ｖrefが信号電圧Ｖsig以下のときに"Ｌ"レベルを出力する。撮像モードにおいては、垂直信号線１３の電圧Ｖsigは、センサ画素１１における受光量に応じた値となっている。
【0024】
また、比較器４１は、故障検出モードにおいて、垂直信号線１３の信号電圧Ｖsigと、電圧供給部５０から供給されるランプ波形の電圧（ランプ電圧Ｖref）との比較を行い、その比較の結果を出力する。比較器４１は、例えば、ランプ電圧Ｖrefが信号電圧Ｖsigよりも大なるときに"Ｈ"レベルを出力し、ランプ電圧Ｖｒｅｆが信号電圧Ｖｓｉｇ以下のときに"Ｌ"レベルを出力する。故障検出モードにおいては、垂直信号線１３の電圧Ｖsigは、一定の電圧に固定される。なお、電圧Ｖsigが、電源線ＶＤＤの電圧（電源電圧Ｖｄｄ）であってもよい。
【0025】
カウンタ４２は、システム制御回路６０から与えられる制御信号ＣＳ２による制御の下に、システム制御回路６０からクロックＣＫがＤＡＣ５１と同時に与えられ、当該クロックＣＫに同期してカウントを行う。カウンタ４２は、例えば、比較器４１での比較動作の開始から、比較器４１の出力が反転するまでの期間の間、クロックＣＫのカウントを行う。
【0026】
転送スイッチ４３は、システム制御回路６０から与えられる制御信号ＣＳ３による制御の下に、カウンタ４２のカウント動作が完了した時点でオン（閉）状態となって当該カウンタ４２のカウント結果をメモリ４４に転送する。このようにして、各センサ画素１１から垂直信号線１３を経由して列毎に供給されるアナログ信号が、ＡＤＣ４０ａにおける比較器４１およびカウンタ４２の各動作により、Ｎビットのデジタル信号に変換されてメモリ４４に格納される。
【0027】
カラム信号処理回路４０は、さらに、例えば、垂直信号線１３ごとに１つずつ割り当てられた複数のスイッチ４５を有している。各スイッチ４５は、本開示の「切り換え部」の一具体例に相当する。各スイッチ４５は、システム制御回路６０から与えられる制御信号ＣＳ４に基づいて、固定電圧（例えば電源電圧Ｖｄｄ）が印加される配線と各垂直信号線１３とを継断する。各スイッチ４５は、例えば、撮像モードにおいて、各スイッチ４５をオフすることにより、各垂直信号線１３の画素信号をセンサ画素１１における受光量に応じた値にする。各スイッチ４５は、例えば、故障検出モードにおいて、各スイッチ４５をオンすることにより、各垂直信号線１３の画素信号を固定値（例えば電源電圧Ｖｄｄ）にする。カラム信号処理回路４０は、さらに、例えば、複数のスイッチ４６を有している。各スイッチ４６は、システム制御回路６０から与えられる制御信号ＣＳ４に基づいて、互いに隣接する２つの垂直信号線１３同士を継断する。各スイッチ４６は、例えば、撮像モードにおいて、各スイッチ４５をオフすることにより、各垂直信号線１３の画素信号を互いに分離する。各スイッチ４６は、例えば、故障検出モードにおいて、各スイッチ４５をオンすることにより、各垂直信号線１３の画素信号を互いに等しくする。
【0028】
水平駆動回路３０は、シフトレジスタなどによって構成され、カラム信号処理回路４０におけるＡＤＣ４０ａの列アドレスや列走査の制御を行う。この水平駆動回路３０による制御の下に、ＡＤＣ４０ａの各々でＡＤ変換されたＮビットのデジタル信号は順に水平出力線４７に読み出され、当該水平出力線４７を経由して撮像データとして出力される。
【0029】
電圧供給部５０は、時間が経過するにつれてレベルが傾斜状に変化する、いわゆるランプ（ＲＡＭＰ）波形の電圧（ランプ電圧Ｖref）を生成する手段として、例えばＤＡＣ（デジタル－アナログ変換回路）５１を有している。ＤＡＣ５１は、システム制御回路６０から与えられる制御信号ＣＳ１による制御の下に、当該システム制御回路６０から与えられるクロックＣＫに基づいてランプ電圧Ｖrefを生成してカラム信号処理回路４０のＡＤＣ４０ａに対して供給する。
【0030】
図４は、ＤＡＣ５１の回路構成例を表したものである。図５は、ＤＡＣ５１の出力波形例を表したものである。ＤＡＣ５１は、第１電流源５１ａ、第２電流源５１ｂ、第１シフトレジスタ５１ｃ、第２シフトレジスタ５１ｄおよび抵抗５１ｅを有している。抵抗５１ｅは、配線５１ｆに直列に接続されている。第１シフトレジスタ５１ｃは、本開示の「制御部」の一具体例に相当する。
【0031】
第１電流源５１ａは、第１シフトレジスタ５１ｃによる制御に基づいて、階段状のランプ波形の電圧を生成する。第１電流源５１ａは、複数の電流源Ａを含んで構成されたＮビットの電流源ＤＡＣである。複数の電流源Ａは、スイッチを介して配線５１ｆに並列に接続されている。図４には、複数の電流源Ａとして、電流源Ａo，Ａ1，Ａ2，…，Ａi，…Ａ2m-3，Ａ2m-2，Ａ2m-1が例示されている。図４中の各電流源Ａo，Ａ1，Ａ2，…，Ａi，…，Ａ2m-3，Ａ2m-2，Ａ2m-1の傍らには、各電流源Ａo，Ａ1，Ａ2，…，Ａi，…，Ａ2m-3，Ａ2m-2，Ａ2m-1の電流値が示されている。
【0032】
第２電流源５１ｂは、第２シフトレジスタ５１ｄによる制御に基づいて、第１電流源５１ａによって生成された階段状のランプ波形の電圧を、段差の小さなランプ波形の電圧に補正する。第２電流源５１ｂは、電流源Ａと比べて電流値の小さな複数の電流源Ｂを含んで構成されたＭビットの電流源ＤＡＣである。複数の電流源Ｂは、スイッチを介して配線５１ｇに並列に接続されている。配線５１ｇは、配線５１ｆに接続されている。図４には、複数の電流源Ｂとして、電流源Ｂ1，Ｂ2，…，Ｂnが例示されている。図４中の各電流源Ｂ1，Ｂ2，…，Ｂnの傍らには、各電流源Ｂ1，Ｂ2，…，Ｂnの電流値が示されている。
【0033】
配線５１ｇにおいて、配線５１ｇと配線５１ｆとの接続箇所と、抵抗５１ｅとの間に、ＤＡＣ５１の出力端子５１ｈが接続されている。これにより、抵抗５１ｅは、第１電流源５１ａおよび第２電流源５１ｂから供給された電流（ランプ電流）を電圧（ランプ電圧）に変換するＩ－Ｖ変換器として機能する。
【0034】
第１電流源５１ａおよび第２電流源５１ｂは、撮像モードにおいて、第１シフトレジスタ５１ｃおよび第２シフトレジスタ５１ｄによる制御によって、第１相波形の電圧と、第２相波形の電圧とを生成する。第１相波形の電圧は、例えば、ｎ列目の各センサ画素１１のフローティングディフュージョンＦＤが所定の電位にリセットされたときのフローティングディフュージョンＦＤの電位を各垂直信号線１３から読み出す際に生成される。第２相波形の電圧は、例えば、ｎ列目の各センサ画素１１のフローティングディフュージョンＦＤが所定の電位にリセットされた後、フォトダイオードＰＤからフローティングディフュージョンＦＤに転送されることにより、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷のレベルに応じた電圧を各垂直信号線１３から読み出す際に生成される。撮像モードにおいて、第１相波形の電圧は、第１電流源５１ａを構成する複数の電流源Ａと、第２電流源５１ｂを構成する複数の電流源Ｂとによって生成される。
【0035】
第１電流源５１ａおよび第２電流源５１ｂは、故障検出モードにおいて、第１シフトレジスタ５１ｃおよび第２シフトレジスタ５１ｄによる制御によって、例えば、図５に示したような、第１相波形の電圧と、第２相波形の電圧とを生成する。このように、本実施の形態では、第１電流源５１ａおよび第２電流源５１ｂは、故障検出モードにおいても、撮像モードと同様に、第１相波形の電圧と、第２相波形の電圧とを生成する。ただし、第１相波形の電圧および第２相波形の電圧の用途は、撮像モードと故障検出モードとにおいて互いに異なっている。従って、故障検出モードにおける第１相波形および第２相波形と、撮像モードにおける第１相波形および第２相波形とは互いに異なっている。
【0036】
故障検出モードにおいて、第１相波形の電圧は、第１電流源５１ａを構成する複数の電流源Ａを２つのグループ（第１グループ、第２グループ）に分けたときの一方のグループ（第１グループ）に属する複数の電流源Ａと、第２電流源５１ｂに属する複数の電流源Ｂとによって生成される。第１グループに属する複数の電流源Ａが、本開示の「第１群の電流源」の一具体例に相当する。第２グループに属する複数の電流源Ａが、本開示の「第２群の電流源」の一具体例に相当する。
【0037】
第２相波形の電圧は、第１電流源５１ａを構成する複数の電流源Ａを２つのグループ（第１グループ、第２グループ）に分けたときの一方のグループ（第１グループ）に属する複数の電流源Ａと、第２グループに属する１つの電流源Ａ（図中のテスト対象電流源Ａtest）と、第２電流源５１ｂに属する複数の電流源Ｂとによって生成される。従って、故障検出モードにおいて、第２相波形の電圧の波高値は、第１相波形の電圧の波高値と比べて、テスト対象電流源Ａtestによって生成された電圧分（ΔＶref）だけ高くなっている。
【0038】
ここで、比較器４１に第１相波形の電圧が入力されたときの比較器４１の出力と、第２相波形の電圧が入力されたときの比較器４１の出力とを対比する。図５に示したように、第１相波形において比較器４１での比較動作の開始から、比較器４１の出力が反転するまでの期間をＴ１とし、第２相波形において比較器４１での比較動作の開始から、比較器４１の出力が反転するまでの期間をＴ２とする。このとき、期間Ｔ２は、テスト対象電流源Ａtestによって生成された電圧分（ΔＶref）に対応する期間ΔＴだけ長くなっている。期間ΔＴは、カウンタ４２で、デジタル値Ｄtestに変換される。
【0039】
図６は、第１シフトレジスタ５１ｃの回路構成例を表したものである。図６には、上述の第１グループに属する各電流源Ａの故障を検出するモード（以下、「第１故障検出モード」と称する。）のときの状態が例示されている。第１シフトレジスタ５１ｃは、第１相のランプ電圧を生成するために、上述の第１グループに属する各電流源Ａの駆動を制御するとともに、第２相のランプ電圧を生成するために、上述の第１グループに属する各電流源Ａと、上述の第２グループに属する複数の電流源Ａのうちの少なくとも１つの電流源Ａとの駆動を制御する。第１シフトレジスタ５１ｃは、例えば、上述の第１グループに属する各電流源Ａの駆動を制御する複数のシフトレジスタＳＲと、上述の第２グループに属する各電流源Ａの駆動を制御する複数のシフトレジスタＳＲとを有している。
【0040】
図６には、上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲとして、シフトレジスタＳＲo，ＳＲ1，…，ＳＲm-1が例示されており、上述の第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲとして、シフトレジスタＳＲm，ＳＲm+1，…，ＳＲ2m-1が例示されている。シフトレジスタＳＲo，ＳＲ1，…，ＳＲm-1では、上述の第１グループに接続された各スイッチのオンオフを制御する各Ｑ端子の出力Ｑo，Ｑ1，…，Ｑm-1が制御信号Ｓo，Ｓ1，…，Ｓm-1および制御信号ＩＮ２によって制御される。３２個のシフトレジスタＳＲm，ＳＲm+1，…，ＳＲ2m-1では、上述の第２グループに接続された各スイッチのオンオフを制御する各Ｑ端子の出力Ｑm，Ｑm+1，…，Ｑ2m-1が制御信号Ｓm，Ｓm+1，…，Ｓ2m-1およびロジック回路Ｌｏの出力によって制御される。上述の第１グループに属する各電流源Ａの駆動を制御する複数のシフトレジスタＳＲの最前段（例えばＳＲ0）には、制御信号ＩＮ２が入力される配線が接続されている。
【0041】
第１シフトレジスタ５１ｃは、さらに、上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲにおける最後段（例えばＳＲm-1）と、上述の第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲにおける最前段（例えばＳＲm）との間に、ロジック回路Ｌｏを有している。ロジック回路Ｌｏは、例えば、マルチプレクサ回路である。マルチプレクサ回路の一方の入力端子が上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲにおける最後段（例えばＳＲm-1）のＱ端子に接続されており、マルチプレクサ回路の他方の入力端子が、制御信号ＩＮ１が入力される配線に接続されている。マルチプレクサ回路の出力端子が、上述の第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲにおける最前段（例えばＳＲm）に接続されている。
【0042】
Ｑ端子の出力が０（“Ｌ”レベル）の場合、第１電流源５１ａのスイッチはオンし、Ｑ端子の出力が１（“Ｈ”レベル）の場合、第１電流源５１ａのスイッチはオフする。ＸＳ端子に１（“Ｈ”レベル）が入力されると、Ｑ端子の出力が１（“Ｈ”レベル）となる。ＸＳ端子に０（“Ｌ”レベル）が入力されると、Ｑ端子の出力が０（“Ｌ”レベル）となる。
【0043】
システム制御回路６０は、第１故障検出モードのときであって、かつ、第１相波形生成モードのときには、上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲ0～ＳＲm-1）の各々のＱ端子から、１（“Ｈ”レベル）が出力されるように、上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲ0～ＳＲm-1）を制御する。これにより、上述の第１グループからの電圧出力がオフする。
【0044】
システム制御回路６０は、第１故障検出モードのときであって、かつ、第１相波形生成モードのときには、上述の第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲm～ＳＲ2m-1）の各々に対してクロックＣＫを入力するごとに、Ｑ端子からの出力が０（“Ｌ”レベル）から１（“Ｈ”レベル）に順次切り替わるように、上述の第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲm～ＳＲ2m-1）を制御する。これにより、上述の第２グループから、ランプ電圧（図７の第１相波形の電圧）が出力される。
【0045】
システム制御回路６０は、第１故障検出モードのときであって、かつ、第２相波形生成モードのときには、上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲ0～ＳＲm-1）からシフトレジスタＳＲtestを選択し、シフトレジスタＳＲtestのＱ端子から０（“Ｌ”レベル）が出力されるようにシフトレジスタＳＲtestを制御する。システム制御回路６０は、さらに、シフトレジスタＳＲtestを除く第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲのＱ端子から１（“Ｈ”レベル）が出力されるように、第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲを制御する。これにより、第２相波形には、シフトレジスタＳＲtestに対応する電流源（テスト対象電流源Ａtest）からの電圧出力（図７の第２相波形の底の部分）が含まれ得る。
【0046】
システム制御回路６０は、第１故障検出モードのときであって、かつ、第２相波形生成モードのときには、上述の第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲm～ＳＲ2m-1）の各々に対してクロックＣＫを入力するごとに、Ｑ端子からの出力が０（“Ｌ”レベル）から１（“Ｈ”レベル）に順次切り替わるように、上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲm～ＳＲ2m-1）を制御する。これにより、上述の第２グループから、ランプ電圧（図７の第２相波形の底以外の部分）が出力される。
【0047】
図８は、第１シフトレジスタ５１ｃの回路構成例を表したものである。図８には、上述の第２グループに属する各電流源Ａの故障を検出するモード（以下、「第２故障検出モード」と称する。）のときの状態が例示されている。
【0048】
システム制御回路６０は、第２故障検出モードのときであって、かつ、第１相波形生成モードのときには、上述の第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲm～ＳＲ2m-1）の各々のＱ端子から、１（“Ｈ”レベル）が出力されるように、上述の第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲm～ＳＲ2m-1）を制御する。これにより、上述の第２グループからの電圧出力がオフする。
【0049】
システム制御回路６０は、第２故障検出モードのときであって、かつ、第１相波形生成モードのときには、上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲ0～ＳＲm-1）の各々に対してクロックＣＫを入力するごとに、Ｑ端子からの出力が０（“Ｌ”レベル）から１（“Ｈ”レベル）に順次切り替わるように、上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲ0～ＳＲm-1）を制御する。これにより、上述の第１グループから、ランプ電圧（図９の第１相波形の電圧）が出力される。
【0050】
システム制御回路６０は、第２故障検出モードのときであって、かつ、第２相波形生成モードのときには、上述の第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲm～ＳＲ2m-1）からシフトレジスタＳＲtestを選択し、シフトレジスタＳＲtestのＱ端子から０（“Ｌ”レベル）が出力されるようにシフトレジスタＳＲｔｅｓｔを制御する。システム制御回路６０は、さらに、シフトレジスタＳＲtestを除く第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲのＱ端子から１（“Ｈ”レベル）が出力されるように、第２グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲを制御する。これにより、第２相波形には、シフトレジスタＳＲtestに対応する電流源（テスト対象電流源Ａtest）からの電圧出力（図９の第２相波形の底の部分）が含まれ得る。
【0051】
システム制御回路６０は、第２故障検出モードのときであって、かつ、第２相波形生成モードのときには、上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲ0～ＳＲm-1）の各々に対してクロックＣＫを入力するごとに、Ｑ端子からの出力が０（“Ｌ”レベル）から１（“Ｈ”レベル）に順次切り替わるように、上述の第１グループを制御する複数のシフトレジスタＳＲ（例えばＳＲ0～ＳＲm-1）を制御する。これにより、上述の第１グループから、ランプ電圧（図９の第２相波形の底以外の部分）が出力される。
【0052】
比較器４１は、第１故障検出モードのときであって、かつ第１相波形生成モードのときには、固定値の信号電圧Ｖsigと、上述の第２グループに属する各電流源Ａ（例えばＡm～Ａ2m-1）によって生成されたランプ波形の電圧（ランプ電圧Ｖref）との比較を行い、その比較の結果を出力する。比較器４１は、第１故障検出モードのときであって、かつ第２相波形生成モードのときには、固定値の信号電圧Ｖsigと、上述の第２グループに属する各電流源Ａ（例えばＡm～Ａ2m-1）、および上述の第１グループに属する複数の電流源Ａのうちの少なくとも１つの電流源Ａ（テスト対象電流源Ａtest）によって生成されたランプ波形の電圧（ランプ電圧Ｖref）との比較を行い、その比較の結果を出力する。
【0053】
比較器４１は、第２故障検出モードのときであって、かつ第１相波形生成モードのときには、固定値の信号電圧Ｖsigと、上述の第１グループに属する各電流源Ａ（例えばＳＲ0～ＳＲm-1）によって生成されたランプ波形の電圧（ランプ電圧Ｖref）との比較を行い、その比較の結果を出力する。比較器４１は、第２故障検出モードのときであって、かつ第２相波形生成モードのときには、固定値の信号電圧Ｖｓｉｇと、上述の第１グループに属する各電流源Ａ、および上述の第２グループに属する複数の電流源Ａのうちの少なくとも１つの電流源Ａ（テスト対象電流源Ａtest）によって生成されたランプ波形の電圧（ランプ電圧Ｖref）との比較を行い、その比較の結果を出力する。
【0054】
故障検出部７０は、故障検出モードにおいて、ＤＡＣ５１の故障の有無を判定する。故障検出部７０は、ロジック回路の出力（デジタル値Ｄtest）が上限値Ｄ１と下限値Ｄ２の範囲内にあるか否かを判定する。その結果、デジタル値Ｄtestが上限値Ｄ１と下限値Ｄ２の範囲内にある場合には、故障検出部７０は、テスト対象電流源Ａtestは故障していないと判定する（Ｐａｓｓ判定）。デジタル値Ｄtestが上限値Ｄ1と下限値Ｄ2の範囲外にある場合には、故障検出部７０は、テスト対象電流源Ａtestは故障していると判定する（Ｆａｉｌ判定）。故障検出部７０は、判定結果を外部に出力する。
【0055】
故障検出部７０は、第１故障検出モードにおいて、比較器４１による比較結果（デジタル値Ｄtest）に基づいて、上述の第１グループに属する複数の電流源Ａのうちの少なくとも１つの電流源Ａの故障を検出する。故障検出部７０は、第２故障検出モードにおいて、比較器４１による比較結果（デジタル値Ｄtest）に基づいて、上述の第２グループに属する複数の電流源Ａのうちの少なくとも１つの電流源Ａの故障を検出する。
【0056】
[動作]
次に、図１０を参照して、本実施形態に係る撮像装置１における故障検出動作について説明する。まず、撮像装置１は、第１故障検出モードに設定する。続いて、撮像装置１は、テスト対象電流源Ａtestを電流源Ａ0に設定して、第１相のランプ波形の電圧と、第２相のランプ波形の電圧とを形成する（ステップＳ１０１）。このとき、撮像装置１は、ロジック回路の出力（デジタル値Ｄｔｅｓｔ）が上限値Ｄ１と下限値Ｄ２の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。その結果、デジタル値Ｄｔｅｓｔが上限値Ｄ１と下限値Ｄ２の範囲内にある場合には、撮像装置１は、テスト対象電流源Ａtestは故障していないと判定する（Ｐａｓｓ判定）（ステップＳ１０３）。デジタル値Ｄtestが上限値Ｄ1と下限値Ｄ2の範囲外にある場合には、故障検出部７０は、テスト対象電流源Ａtestは故障していると判定する（Ｆａｉｌ判定）（ステップＳ１０４）。
次に、図１０を参照して、本実施形態に係る撮像装置１における故障検出動作について説明する。まず、撮像装置１は、第１故障検出モードに設定する。続いて、撮像装置１は、テスト対象電流源Ａtestを電流源Ａ0に設定して、第１相のランプ波形の電圧と、第２相のランプ波形の電圧とを形成する（ステップＳ１０１）。このとき、撮像装置１は、ロジック回路の出力（デジタル値Ｄｔｅｓｔ）が上限値Ｄ１と下限値Ｄ２の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。その結果、デジタル値Ｄｔｅｓｔが上限値Ｄ１と下限値Ｄ２の範囲内にある場合には、撮像装置１は、テスト対象電流源Ａtestは故障していないと判定する（Ｐａｓｓ判定）（ステップＳ１０３）。デジタル値Ｄtestが上限値Ｄ1と下限値Ｄ2の範囲外にある場合には、故障検出部７０は、テスト対象電流源Ａtestは故障していると判定する（Ｆａｉｌ判定）（ステップＳ１０４）。
【0057】
次に、撮像装置１は、電流源Ａm-1のテストが終わっているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。電流源Ａm-1のテストが終わっていない場合には、撮像装置１は、テスト対象電流源Ａtestを切り替える（ステップＳ１０６）。その後、撮像装置１は、ステップＳ１０２を実行する。撮像装置１は、テスト対象電流源Ａtestを電流源Ａ1，Ａ2，…と、順次切り替えてテストしていく。電流源Ａm-1のテストが終わっている場合には、撮像装置１は、テスト対象電流源Ａtestを電流源Ａmに設定して、第１相のランプ波形と、第２相のランプ波形とを形成する（ステップＳ１０７）。
【0058】
このとき、撮像装置１は、ロジック回路の出力（デジタル値Ｄｔｅｓｔ）が上限値Ｄ１と下限値Ｄ２の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。その結果、デジタル値Ｄｔｅｓｔが上限値Ｄ１と下限値Ｄ２の範囲内にある場合には、撮像装置１は、テスト対象電流源Ａtestは故障していないと判定する（Ｐａｓｓ判定）（ステップＳ１０９）。デジタル値Ｄtestが上限値Ｄ1と下限値Ｄ2の範囲外にある場合には、故障検出部７０は、テスト対象電流源Ａtestは故障していると判定する（Ｆａｉｌ判定）（ステップＳ１１０）。
【0059】
次に、撮像装置１は、電流源Ａ2m-1のテストが終わっているか否かを判定する（ステップＳ１１１）。電流源Ａ2m-1のテストが終わっていない場合には、撮像装置１は、テスト対象電流源Ａtestを切り替える（ステップＳ１１２）。その後、撮像装置１は、ステップＳ１０２を実行する。撮像装置１は、テスト対象電流源Ａtestを電流源Ａm+1，Ａm+2，…と、順次切り替えてテストしていく。電流源Ａ2m-1のテストが終わっている場合には、撮像装置１は、判定結果を出力する（ステップＳ１１３）。
【0060】
[効果]
次に、本実施形態に係る撮像装置１の効果について説明する。
次に、本実施形態に係る撮像装置１の効果について説明する。
【0061】
イメージセンサに搭載されるＡＤＣとして、シングルスロープ型ＡＤＣがある。このシングルスロープ型ＡＤＣでは、ランプ電圧発生器として、ＤＡＣが用いられることが多い。ＤＡＣアーキテクチャの一例として、数百の電流源を有する電流セグメント型のＤＡＣがある。電流セグメント型のＤＡＣでは、数百の電流源を選択的にオンオフ制御することにより生成した電流を抵抗に流すことにより、ランプ電圧が得られる。
【0062】
ＤＡＣの故障が許容されない用途では、数百の電流源に故障がないかテストすることが必要となる。このテストは、一般的には、イメージセンサの出荷時に行われる。従来では、このテストは、個々の電流源から得られた電圧を外部の検査装置に入力することによりに行われていた。しかし、個々の電流源から得られた電圧を外部の検査装置に入力するようにした場合には、寄生ＲＣの影響や、測定精度を高めるための処理などにより、テスト時間が長時間化する傾向にある。
【0063】
一方、本実施の形態では、第１相のランプ電圧と第２相のランプ電圧との比較結果に基づいて、一方のグループの電流源Ａのうちの少なくとも１つの電流源Ａの故障が検出される。これにより、外部の検査装置を用いなくても、撮像装置の故障を検出することが可能となる。また、外部の検査装置を用いる必要がないことから、寄生ＲＣの影響や、測定精度を高めるための処理などを省略することも可能となる。その結果、テスト時間を短縮することができる。
【0064】
＜２．変形例＞
上記実施の形態では、故障検出部７０が撮像装置１に内蔵されていたが、例えば、図１１に示したように、故障検出部７０と同様の機能を有する故障検出部２が撮像装置１とは別個に設けられていてもよい。
上記実施の形態では、故障検出部７０が撮像装置１に内蔵されていたが、例えば、図１１に示したように、故障検出部７０と同様の機能を有する故障検出部２が撮像装置１とは別個に設けられていてもよい。
【0065】
上記実施の形態およびその変形例では、第１電流源５１ａを構成する複数の電流源Ａが２つのグループに分けられたが、３つ以上のグループに分けられてもよい。また、上記実施の形態およびその変形例では、テスト対象電流源Ａtestの出力が第２相波形に含まれていたが、第１相波形に含まれていてもよい。
【0066】
＜３．適用例＞
図１２は、上記実施の形態に係る撮像装置１を備えた撮像システム３の概略構成の一例を表したものである。
図１２は、上記実施の形態に係る撮像装置１を備えた撮像システム３の概略構成の一例を表したものである。
【0067】
撮像システム３は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、スマートフォンやタブレット型端末等の携帯端末装置などの電子機器である。撮像システム３は、例えば、上記実施の形態に係る撮像装置１、ＤＳＰ回路１４１、フレームメモリ１４２、表示部１４３、記憶部１４４、操作部１４５および電源部１４６を備えている。撮像システム３において、上記実施の形態に係る撮像装置１、ＤＳＰ回路１４１、フレームメモリ１４２、表示部１４３、記憶部１４４、操作部１４５および電源部１４６は、バスライン１４７を介して相互に接続されている。
【0068】
上記実施の形態に係る撮像装置１は、入射光に応じた画像データ（出力信号Ｖｏｕｔ）を出力する。上記実施の形態に係る撮像装置１は、さらに、ＤＡＣ５１の故障判定を行い、その判定結果を出力する。ＤＳＰ回路１４１は、上記実施の形態に係る撮像装置１から出力される出力信号Ｖｏｕｔを処理する信号処理回路である。フレームメモリ１４２は、ＤＳＰ回路１４１により処理された画像データを、フレーム単位で一時的に保持する。表示部１４３は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等のパ
ネル型表示装置からなり、上記実施の形態に係る撮像装置１で撮像された動画又は静止画を表示する。記憶部１４４は、上記実施の形態に係る撮像装置１で撮像された動画又は静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体に記録する。操作部１４５は、ユーザによる操作に従い、撮像システム３が有する各種の機能についての操作指令を発する。電源部１４６は、上記実施の形態に係る撮像装置１、ＤＳＰ回路１４１、フレームメモリ１４２、表示部１４３、記憶部１４４および操作部１４５の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
ネル型表示装置からなり、上記実施の形態に係る撮像装置１で撮像された動画又は静止画を表示する。記憶部１４４は、上記実施の形態に係る撮像装置１で撮像された動画又は静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体に記録する。操作部１４５は、ユーザによる操作に従い、撮像システム３が有する各種の機能についての操作指令を発する。電源部１４６は、上記実施の形態に係る撮像装置１、ＤＳＰ回路１４１、フレームメモリ１４２、表示部１４３、記憶部１４４および操作部１４５の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【0069】
図１３は、上記変形例に係る撮像装置１および故障検出部２を備えた撮像システム４の概略構成の一例を表したものである。
【0070】
撮像システム４は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、スマートフォンやタブレット型端末等の携帯端末装置などの電子機器である。撮像システム４は、例えば、上記変形例に係る撮像装置１、ＤＳＰ回路１４１、フレームメモリ１４２、表示部１４３、記憶部１４４、操作部１４５、電源部１４６および上記変形例に係る故障検出部２を備えている。撮像システム３において、上記変形例に係る撮像装置１、ＤＳＰ回路１４１、フレームメモリ１４２、表示部１４３、記憶部１４４、操作部１４５、電源部１４６および故障検出部２は、バスライン１４７を介して相互に接続されている。
【0071】
上記変形例に係る撮像装置１は、入射光に応じた画像データ（出力信号Ｖｏｕｔ）を出力する。上記変形例に係る故障検出部２は、さらに、ＤＡＣ５１の故障判定を行い、その判定結果を出力する。ＤＳＰ回路１４１は、上記変形例に係る撮像装置１から出力される出力信号Ｖｏｕｔを処理する信号処理回路である。フレームメモリ１４２は、ＤＳＰ回路１４１により処理された画像データを、フレーム単位で一時的に保持する。表示部１４３は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬパネル等のパネル型表示装置からなり、上記変形例に係る撮像装置１で撮像された動画又は静止画を表示する。記憶部１４４は、上記実施の形態に係る撮像装置１で撮像された動画又は静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体に記録する。操作部１４５は、ユーザによる操作に従い、撮像システム３が有する各種の機能についての操作指令を発する。電源部１４６は、上記実施の形態に係る撮像装置１、ＤＳＰ回路１４１、フレームメモリ１４２、表示部１４３、記憶部１４４および操作部１４５の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【0072】
次に、撮像システム３，４における撮像手順の一例について説明する。
【0073】
図１４は、撮像システム３，４における撮像動作のフローチャートの一例を表す。ユーザは、操作部１４５を操作することにより撮像開始を指示する（ステップＳ２０１）。すると、操作部１４５は、撮像指令を撮像装置１に送信する（ステップＳ２０２）。撮像システム３において、撮像装置１は、撮像指令を受けると、ＤＡＣ５１の故障判定を行う（ステップＳ２０３）。撮像システム４においては、故障検出部２が、ＤＡＣ５１の故障判定を行う（ステップＳ２０３）。ＤＡＣ５１に故障がない場合には、撮像装置１は、所定の撮像方式での撮像を実行する（ステップＳ２０４）。
【0074】
撮像装置１は、撮像により得られた画像データをＤＳＰ回路１４１に出力する。ここで、画像データとは、フローティングディフュージョンＦＤに一時的に保持された電荷に基づいて生成された画素信号の全画素分のデータである。ＤＳＰ回路１４１は、撮像装置１から入力された画像データに基づいて所定の信号処理（例えばノイズ低減処理など）を行う（ステップＳ２０５）。ＤＳＰ回路１４１は、所定の信号処理がなされた画像データをフレームメモリ１４２に保持させ、フレームメモリ１４２は、画像データを記憶部１４４に記憶させる（ステップＳ２０６）。このようにして、撮像システム３，４における撮像が行われる。
【0075】
本適用例では、上記各実施の形態およびその変形例に係る撮像装置１が撮像システム３，４に適用される。これにより、撮像装置１が故障したことをユーザが知らない状態で撮像装置１が使用され続けることがなくなるので、撮像装置１の故障が許容されない用途においても、撮像装置１を用いることができる。
【0076】
本適用例では、撮像前にＤＡＣ５１の故障判定が行われていたが、撮像装置１の出荷時にＤＡＣ５１の故障判定が行われてもよい。
【0077】
＜４．応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【0078】
図１５は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【0079】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１５に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
【0080】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【0081】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【0082】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【0083】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【0084】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【0085】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【0086】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【0087】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検出した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【0088】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１５の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【0089】
図１６は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【0090】
図１６では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【0091】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【0092】
なお、図１６には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【0093】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【0094】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【0095】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【0096】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【0097】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１、撮像部１２１０１ないし１２１０４に適用され得る。撮像部１２０３１、撮像部１２１０１ないし１２１０４に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１２０３１、撮像部１２１０１ないし１２１０４に対する故障の心配の少ない車両制御システムを低コストで実現することができる。
【0098】
以上、実施の形態およびその変形例、適用例および応用例を挙げて本開示を説明したが、本開示は実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
【0099】
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
第１群の電流源および第２群の電流源を含む複数の電流源と、
第１相のランプ電圧を生成するために、前記第１群の電流源の駆動を制御するとともに、第２相のランプ電圧を生成するために、前記第１群の電流源と、前記第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源との駆動を制御する制御部と
を備えた
撮像装置。
（２）
撮像モードにおいて画素信号をセンサ画素における受光量に応じた値に切り替え、故障検出モードにおいて画素信号を固定値に切り替える切り換え部と、
前記故障検出モードにおいて、前記画素信号と、前記第１群の電流源によって生成されたランプ電圧との比較を行うとともに、前記画素信号と、前記第２群の電流源によって生成されたランプ電圧との比較を行い、これらの比較の結果を出力する出力部と
を更に備えた
（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記故障検出モードにおいて、前記比較結果に基づいて、前記第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源の故障を検出する故障検出部を更に備えた
（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記制御部は、
前記第１群の電流源の駆動を制御する第１群のシフトレジスタと、
前記第２群の電流源の駆動を制御する第２群のシフトレジスタと、
前記第１群のシフトレジスタの最後段のＱ端子と、制御信号が入力される配線とに接続された入力端子と、前記第２群のシフトレジスタの最前段が接続された出力端子とを有するロジック回路と
を含んで構成されている
（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（５）
第１群の電流源および第２群の電流源を含む複数の電流源と、
第１相のランプ電圧を生成するために、前記第１群の電流源の駆動を制御するとともに、第２相のランプ電圧を生成するために、前記第１群の電流源と、前記第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源との駆動を制御する制御部と、
前記第１相のランプ電圧と前記第２相のランプ電圧とに基づいて、前記第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源の故障を検出する故障検出部と
を備えた
撮像システム。
（１）
第１群の電流源および第２群の電流源を含む複数の電流源と、
第１相のランプ電圧を生成するために、前記第１群の電流源の駆動を制御するとともに、第２相のランプ電圧を生成するために、前記第１群の電流源と、前記第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源との駆動を制御する制御部と
を備えた
撮像装置。
（２）
撮像モードにおいて画素信号をセンサ画素における受光量に応じた値に切り替え、故障検出モードにおいて画素信号を固定値に切り替える切り換え部と、
前記故障検出モードにおいて、前記画素信号と、前記第１群の電流源によって生成されたランプ電圧との比較を行うとともに、前記画素信号と、前記第２群の電流源によって生成されたランプ電圧との比較を行い、これらの比較の結果を出力する出力部と
を更に備えた
（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記故障検出モードにおいて、前記比較結果に基づいて、前記第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源の故障を検出する故障検出部を更に備えた
（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記制御部は、
前記第１群の電流源の駆動を制御する第１群のシフトレジスタと、
前記第２群の電流源の駆動を制御する第２群のシフトレジスタと、
前記第１群のシフトレジスタの最後段のＱ端子と、制御信号が入力される配線とに接続された入力端子と、前記第２群のシフトレジスタの最前段が接続された出力端子とを有するロジック回路と
を含んで構成されている
（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（５）
第１群の電流源および第２群の電流源を含む複数の電流源と、
第１相のランプ電圧を生成するために、前記第１群の電流源の駆動を制御するとともに、第２相のランプ電圧を生成するために、前記第１群の電流源と、前記第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源との駆動を制御する制御部と、
前記第１相のランプ電圧と前記第２相のランプ電圧とに基づいて、前記第２群の電流源のうちの少なくとも１つの電流源の故障を検出する故障検出部と
を備えた
撮像システム。
【0100】
本開示の一実施の形態に係る撮像装置および撮像システムによれば、外部の検査装置を用いずに撮像装置の故障を検出することができ、それに伴い、寄生ＲＣの影響や、測定精度を高めるための処理などを省略することができるようにしたので、テスト時間を短縮することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【0101】
本出願は、日本国特許庁において２０１９年１月１５日に出願された日本特許出願番号第２０１９－００４１６８号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
【0102】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】