CN113170067B - 摄像装置、摄像系统和故障检测方法 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的实施例的摄像装置包括：像素阵列，其含有多个像素；扫描控制部，其控制所述多个像素的扫描；和读出控制部，其控制所述多个像素的读取。所述摄像装置还包括：第一波形生成部，其生成多个控制信号，所述多个控制信号用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者；第二波形生成部，其生成多个参考信号；和故障检测部，其基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测所述第一波形生成部或所述第二波形生成部的故障。

Description

摄像装置、摄像系统和故障检测方法
技术领域
本公开涉及摄像装置、摄像系统和故障检测方法。
背景技术
在把图像传感器用在无法容许故障的用途中的情况下，就需要自动检测图像传感器的故障。图像传感器例如包括：用于获得所拍摄图像的传感器单元；用于控制传感器单元的控制电路；和用于对由传感器单元获得的所拍摄图像进行处理的信号处理电路等。在这种情况下，例如，可以构想的是，对控制电路或信号处理电路的故障进行检测。应注意，例如在下面列出的专利文献1中记载了对于信号处理电路中所包括的ADC(Analog DigitalConverter：模数转换器)的故障检测。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：国际专利申请公开号WO2018/150778
发明内容
顺便提及，与信号处理电路不同的是，安装于图像传感器中的控制电路不太可能产生唯一确定的期望值。为此，存在着难以实现控制电路中的故障检测的问题。因此，期望提供能够执行控制电路中的故障检测的摄像装置、摄像系统和故障检测方法。
根据本公开的一个实施例的摄像装置包括：像素阵列，其含有多个像素；扫描控制部，其控制所述多个像素的扫描；和读出控制部，其控制所述多个像素的读取。所述摄像装置还包括：第一波形生成部，其生成多个控制信号，所述多个控制信号用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者；第二波形生成部，其生成多个参考信号；和故障检测部，其基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测所述第一波形生成部或所述第二波形生成部的故障。
根据本公开的一个实施例的第一摄像系统包括：摄像单元，其对被摄体进行摄像以生成摄像信号；演算单元，其将由所述摄像单元生成的所述摄像信号转换成图像信号；和显示单元，其显示与由所述演算单元生成的所述图像信号相对应的图像。所述摄像单元包括：像素阵列，其含有多个像素；扫描控制部，其控制所述多个像素的扫描；和读出控制部，其控制所述多个像素的读取。所述摄像单元还包括：第一波形生成部，其生成多个控制信号，所述多个控制信号用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者；第二波形生成部，其生成多个参考信号；和故障检测部，其基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测所述第一波形生成部或所述第二波形生成部的故障。
根据本公开的一个实施例的第二摄像系统包括：摄像单元，其对被摄体进行摄像以生成摄像信号；故障检测部，其检测所述摄像单元的故障；演算单元，其将由所述摄像单元生成的所述摄像信号转换成图像信号；和显示单元，其显示与由所述演算单元生成的所述图像信号相对应的图像。所述摄像单元包括：像素阵列，其含有多个像素；扫描控制部，其控制所述多个像素的扫描；读出控制部，其控制所述多个像素的读取；第一波形生成部，其生成多个控制信号，所述多个控制信号用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者；和第二波形生成部，其生成多个参考信号。所述故障检测部基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测所述第一波形生成部或所述第二波形生成部的故障。
根据本公开的一个实施例的故障检测方法包括以下两个步骤：
(1)在包括含有多个像素的像素阵列、用于控制所述多个像素的扫描的扫描控制部和用于控制所述多个像素的读取的读出控制部的摄像装置中，生成用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者的多个控制信号，并且生成多个参考信号；和
(2)基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测第一波形生成部或第二波形生成部的故障。
在根据本公开的各实施例的摄像装置、第一和第二摄像系统以及故障检测方法中，基于多个控制信号和多个参考信号之间的比较来检测第一波形生成部或第二波形生成部的故障。因此，例如，通过将参考信号设定为与控制信号相对应的信号，就使得：无论控制信号是何种信号，都能够检测出在第一波形生成部和第二波形生成部的任何一者中发生的故障。
附图说明
图1示出了根据本公开的实施例的摄像系统的示意性构造示例。
图2示出了图1中的摄像单元和演算单元的功能块的示例。
图3示出了图2的摄像单元内的一部分的电路构造的示例。
图4示出了要被输入到图3的故障检测部中的波形的示例。
图5示出了图1的摄像系统中的摄像过程的示例。
图6示出了图1的像素阵列部的示意性构造示例。
图7示出了在设置有图6的像素阵列部的摄像系统中要被输入到图3的故障检测部中的波形的示例。
图8示出了图2的摄像单元内的一部分的电路构造的变形例。
图9示出了在具有图8的电路构造的摄像系统中要被输入到图8的故障检测部中的波形的示例。
图10示出了图2的摄像单元内的一部分的电路构造的变形例。
图11示出了在具有图10的电路构造的摄像系统中要被输入到图10的故障检测部中的波形的示例。
图12示出了图2的摄像单元和演算单元的功能块的变形例。
图13示出了图12的控制寄存器部和时序生成部的电路构造的示例。
图14示出了图12的控制寄存器部和时序生成部的电路构造的示例。
图15示出了将图2的故障检测部与图2的摄像单元分开设置着的摄像系统的功能块的示例。
图16示出了将图2的故障检测部与图2的摄像单元分开设置着的摄像系统的功能块的示例。
图17示出了图2的摄像单元和演算单元的功能块的变形例。
图18示出了图17的摄像单元内的一部分的电路构造的变形例。
图19示出了图17的摄像单元内的一部分的电路构造的变形例。
图20示出了图17的摄像单元内的一部分的电路构造的变形例。
图21示出了图2的摄像单元和演算单元的功能块的变形例。
图22示出了图21的控制寄存器部和时序生成部的电路构造的示例。
图23示出了图21的控制寄存器部和时序生成部的电路构造的示例。
图24示出了将图2的故障检测部与图2的摄像单元分开设置着的摄像系统的功能块的变形例。
图25示出了将图2的故障检测部与图2的摄像单元分开设置着的摄像系统的功能块的变形例。
图26是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图27是辅助说明车外信息检测部和摄像部的安装位置的示例的图。
具体实施方式
在下文中，参照附图，对本公开的实施例进行详细说明。下面的说明仅仅是本公开的具体示例，并且本公开不限于以下各方面。应注意，将会按以下顺序进行说明。
1.实施例(摄像系统)：图1至图5
2.变形例(摄像系统)：图6至图25
3.应用例(移动体)：图26和图27
<1.实施例>
[构造]
下面给出根据本公开的实施例的摄像系统1的说明。图1示出了摄像系统1的示意性构造示例。摄像系统1例如包括摄像单元10、显示单元20和演算单元30。摄像单元10对被摄体进行摄像以生成摄像信号，并且将所生成的摄像信号输出到演算单元30。演算单元30将由摄像单元10生成的摄像信号转换为图像信号，并且将该图像信号输出到显示单元20。显示单元20显示与由演算单元30生成的图像信号相对应的图像。应注意，显示单元20不是必不可少的构成要素。例如，要被安装在车辆挡风玻璃上的前方感测相机可以由摄像单元10和演算单元30构成。
图2示出了摄像单元10和演算单元30的功能块的示例。摄像单元10例如包括控制信号接口部11、控制寄存器部12、时序生成部13、扫描控制部14、像素阵列部15、读出控制部16、输出处理部17、时序生成部18和故障检测部19。演算单元30例如包括信号处理部31和控制部32。控制寄存器部12和时序生成部13相当于本公开的“第一波形生成部”的具体示例。控制寄存器部12相当于本公开的“第一寄存器部”的具体示例。时序生成部13相当于本公开的“第一时序生成部”的具体示例。时序生成部18相当于本公开的“第二波形生成部”和“第二时序生成部”的具体示例。
控制信号接口部11例如从演算单元30的控制部32接收设定值。该设定值例如包括诸如用于驱动摄像单元10的驱动脉冲等数据。控制寄存器部12保持从控制信号接口部11输入过来的多个设定值，并且将所保持的多个设定值输出到时序生成部13和时序生成部18。时序生成部13控制像素阵列部15内的各个受光像素的扫描。基于来自控制寄存器部12的多个设定值，时序生成部13产生用于控制扫描控制部14的各种控制信号13A，并且将各种控制信号13A输出到扫描控制部14和故障检测部19。时序生成部13将多个控制信号13A并行地输出到扫描控制部14和故障检测部19。控制信号13A相当于本公开的“控制信号”的具体示例。基于来自控制寄存器部12的多个设定值，时序生成部13还产生用于控制读出控制部16的各种控制信号13B，并且将各种控制信号13B输出到读出控制部16。时序生成部13将多个控制信号13B并行地输出到读出控制部16。
扫描控制部14基于来自时序生成部13的各种控制信号13A，控制像素阵列部15的多个受光像素的扫描。像素阵列部15基于扫描控制部14的扫描，对被摄体的光学像进行光电转换以生成摄像信号。像素阵列部15基于读出控制部16的控制，将所生成的摄像信号输出到读出控制部16。像素阵列部15例如包括以矩阵状布置的多个受光像素，并且把由各个受光像素获得的像素信号以像素行为单位按时间序列输出，从而生成上述摄像信号。读出控制部16控制像素阵列部15内的多个受光像素的读出。基于来自时序生成部13的各种控制信号13B，读出控制部16从像素阵列部15读取摄像信号，并且将所读取的摄像信号输出到输出处理部17。输出处理部17把从读出控制部16输入过来的信号以规定的传送方式输出到演算单元30的信号处理部31。信号处理部31将来自输出处理部17的信号转换为图像信号，并且将该图像信号输出到显示单元20。
基于来自控制寄存器部12的多个设定值，时序生成部18生成参考信号18A，并且将所生成的参考信号18A输出到故障检测部19。时序生成部18将多个参考信号18A串行地输出到故障检测部19。参考信号18A相当于本公开的“参考信号”的具体示例。在本实施例中，时序生成部18生成通过将用于控制扫描控制部14的各种控制信号13A串行化而得到的信号，以此作为参考信号18A。故障检测部19监视用于控制扫描控制部14的各种控制信号13A，从而检测出生成各种控制信号13A的时序生成部13的故障。具体地，故障检测部19基于从时序生成部13输入过来的各种控制信号13A和从时序生成部18输入过来的参考信号18A之间的比较来检测时序生成部13或时序生成部18的故障。故障检测部19将检测结果输出到控制部32。
图3示出了摄像单元10内的一部分的电路构造的示例。控制寄存器部12包括多个控制寄存器(12a、12b、12c、12d、...)。时序生成部13包括多个时序生成器(13a、13b、13c、13d、...)。控制寄存器部12包括至少与将要从时序生成部13输入到扫描控制部14的控制信号13A的数量相同数量的控制寄存器(12a、12b、12c、12d、...)。另外，时序生成部13包括至少与将要从时序生成部13输入到扫描控制部14的控制信号13A的数量(M个)相同数量的时序生成器(13a、13b、13c、13d、...)。应注意，图3例示了将要从时序生成部13输入到扫描控制部14的各种控制信号13A包括信号A、B、C和D并且将要从时序生成部13输入到扫描控制部14的控制信号13A的数量(M个)为4的情况。
控制寄存器部12中所包括的各个控制寄存器(12a、12b、12c、12d、...)保持从控制信号接口部11输入过来的设定值，并且将所保持的设定值输出到时序生成部13和时序生成部18。控制寄存器12a保持从控制信号接口部11输入过来的设定值，并且将所保持的设定值输出到时序生成部13a。控制寄存器12b保持从控制信号接口部11输入过来的设定值，并且将所保持的设定值输出到时序生成部13b。控制寄存器12c保持从控制信号接口部11输入过来的设定值，并且将所保持的设定值输出到时序生成部13c。控制寄存器12d保持从控制信号接口部11输入过来的设定值，并且将所保持的设定值输出到时序生成部13d。
时序生成部13中所包括的各个时序生成器(13a、13b、13c、13d、...)基于来自相应的控制寄存器(12a、12b、12c、12d、...)的设定值而生成控制信号13A，并且将所生成的控制信号13A输出到扫描控制部14和故障检测部19。时序生成器13a基于来自相应的控制寄存器12a的设定值而生成作为控制信号13A的信号A，并且将信号A输出到扫描控制部14和故障检测部19。时序生成器13b基于来自相应的控制寄存器12b的设定值而生成作为控制信号13A的信号B，并且将信号B输出到扫描控制部14和故障检测部19。时序生成器13c基于来自相应的控制寄存器12c的设定值而生成作为控制信号13A的信号C，并且将信号C输出到扫描控制部14和故障检测部19。时序生成器13d基于来自相应的控制寄存器12d的设定值而生成作为控制信号13A的信号D，并且将信号D输出到扫描控制部14和故障检测部19。
时序生成部18例如包括选择器18-1和时序生成器18-2。选择器18-1把从控制寄存器部12中所包括的各个控制寄存器(12a、12b、12c、12d、...)输入过来的多个设定值按时间序列依次输出到时序生成器18-2。时序生成器18-2基于从选择器18-1输入过来的按时间序列的多个设定值而生成参考信号18A，并且将所生成的参考信号18A输出到故障检测部19。
例如，当时序生成器18-2被输入有要被输入到时序生成器13a的设定值时，时序生成器18-2生成与将要从时序生成器13a输出的信号A相对应的信号A'，并且将所生成的信号A'输出到故障检测部19。例如，当时序生成器18-2被输入有要被输入到时序生成器13b的设定值时，时序生成器18-2生成与将要从时序生成器13b输出的信号B相对应的信号B'，并且将所生成的信号B'输出到故障检测部19。例如，当时序生成器18-2被输入有要被输入到时序生成器13c的设定值时，时序生成器18-2生成与将要从时序生成器13c输出的信号C相对应的信号C'，并且将所生成的信号C'输出到故障检测部19。例如，当时序生成器18-2被输入有要被输入到时序生成器13d的设定值时，时序生成器18-2生成与将要从时序生成器13d输出的信号D相对应的信号D'，并且将所生成的信号D'输出到故障检测部19。
这里，在时序生成器13a和时序生成部18中没有出现差错的情况下，信号A的波形和信号A'的波形彼此相等。在时序生成器13b和时序生成部18中没有出现差错的情况下，信号B的波形和信号B'的波形彼此相等。在时序生成器13c和时序生成部18中没有出现差错的情况下，信号C的波形和信号C'的波形彼此相等。在时序生成器13d和时序生成部18中没有出现差错的情况下，信号D的波形和信号D'的波形彼此相等。
在信号A的波形和信号A'的波形彼此不相等的情况下，可以认为在时序生成器13a和时序生成部18中的至少一者中出现了差错。在信号B的波形和信号B'的波形彼此不相等的情况下，可以认为在时序生成器13b和时序生成部18中的至少一者中出现了差错。在信号C的波形和信号C'的波形彼此不相等的情况下，可以认为在时序生成器13c和时序生成部18中的至少一者中出现了差错。在信号D的波形和信号D'的波形彼此不相等的情况下，可以认为在时序生成器13d和时序生成部18中的至少一者中出现了差错。
故障检测部19例如包括选择器19a和比较器19b。选择器19a对于从时序生成部13中所包括的各个时序生成器(13a、13b、13c、13d、...)并行地输入过来的多个控制信号13A(信号A、B、C、D、...)按时间序列依次进行选择，并且把通过将多个控制信号13A(信号A、B、C、D、...)串行化而得到的控制信号19A输出到比较器19b。基于从选择器19a输入过来的控制信号19A和从时序生成器18-2输入过来的参考信号18A之间的比较，比较器19b检测时序生成部13或时序生成部18的故障。比较器19b将检测结果输出到控制部32。
图4示出了要被输入到故障检测部19的波形的示例。图4中的(A)例示了作为时序生成部13的输出的多个控制信号13A。图4中的(B)例示了作为时序生成部18的输出的参考信号18A。例如，每当将像素阵列部15以每个像素行(行)为单位进行控制时(即，每当输出了水平同步信号XHS时)，比较器19b就把从选择器19a输入过来的控制信号19A与从时序生成器18-2输入过来的参考信号18A进行比较。即，比较器19b按照每个预定周期依次将控制信号19A和参考信号18A相互比较。
例如，假设在从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段(第一时段)内，信号A从选择器19a输入到比较器19b，并且信号A'从时序生成器18-2输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第一时段内信号A和信号A'的波形(例如，上升时序)是否一致。在信号A和信号A'的波形一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号A和信号A'的波形不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，假设在第一时段之后的第二时段(从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段)内，信号B从选择器19a输入到比较器19b，并且信号B'从时序生成器18-2输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第二时段内信号B和信号B'的波形(例如，上升时序)是否一致。在信号B和信号B'的波形一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号B和信号B'的波形不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，假设在第二时段之后的第三时段(从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段)内，信号C从选择器19a输入到比较器19b，并且信号C'从时序生成器18-2输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第三时段内信号C和信号C'的波形(例如，上升时序)是否一致。在信号C和信号C'的波形一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号C和信号C'的波形不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，假设在第三时段之后的第四时段(从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段)内，信号D从选择器19a输入到比较器19b，并且信号D'从时序生成器18-2输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第四时段内信号D和信号D'的波形(峰值)是否一致。在信号D和信号D'的波形一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号D和信号D'的波形不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，每当对像素阵列部15的M个像素行(M行)进行扫描时，比较器19b就把从时序生成部13输入过来的全部(M个)控制信号13A(信号A、B、C、D、...)和从时序生成部18输入过来的参考信号18A中所包括的全部(M个)信号(信号A’、B’、C’、D’、...)进行比较。
接下来，给出对摄像系统1中的摄像过程的示例的说明。
图5示出了摄像系统1中的摄像操作的流程图的示例。用户操作未示出的操作单元，从而指示演算单元30开始摄像(步骤101)。然后，演算单元30将摄像命令发送到摄像单元10(步骤102)。在摄像单元10中，故障检测部19在接收到摄像命令时，执行对于时序生成部13或时序生成部18的故障判定(步骤103)。在时序生成部13和时序生成部18中没有故障的情况下，故障检测部19向控制部32告知没有故障，并且摄像单元10以预定的摄像方式实施摄像(步骤104)。
摄像单元10将通过摄像而获得的图像数据输出到信号处理部31。信号处理部31基于从摄像单元10输入过来的图像数据执行预定的信号处理(例如，降噪处理等)(步骤105)。信号处理部31将经过了预定的信号处理后的图像数据存储到未示出的帧存储器中(步骤106)。以这种方式，实施了摄像系统1中的摄像。应注意，故障检测可以从由摄像单元10接收摄像命令直到结束是连续进行的，或者可以是仅在摄像系统1出厂时进行的。
[效果]
接下来，给出对根据本实施例的摄像系统1的效果的说明。
在把图像传感器用在无法容许故障的用途中的情况下，需要自动检测图像传感器的故障。图像传感器例如包括：用于获得所拍摄图像的传感器单元、用于控制传感器单元的控制电路和用于对由传感器单元获得的所拍摄图像进行处理的信号处理电路等。在这种情况下，例如，可以构想的是，执行对于控制电路或信号处理电路的故障检测。顺便提及，与信号处理电路不同的是，安装在图像传感器中的控制电路不太可能产生唯一确定的期望值。因此，存在难以执行控制电路中的故障检测的问题。
此时，在本实施例中，基于多个控制信号13A和多个参考信号18A之间的比较来检测出时序生成部13或时序生成部18的故障。因此，例如，通过将参考信号18A设定为与控制信号13A相对应的信号，那么无论控制信号13A是何种信号，都能够检测出在时序生成部13和时序生成部18的任何一者中发生的故障。所以，能够执行对于时序生成部13或时序生成部18的故障检测。
另外，在本实施例中，设置了一种基于多个设定值而输出多个参考信号18A的时序生成部18。因此，与在时序生成部18的前级处设置有具有与控制寄存器部12相同的构造的控制寄存器的情况相比，能够减小摄像单元10的电路规模和电力消耗。
另外，在本实施例中，时序生成部13并行地输出多个控制信号13A，且时序生成部18串行地输出多个参考信号18A，并且针对具有共同的设定值的控制信号13A和参考信号18A而将控制信号13A和参考信号18A相互比较。因此，与并行地输出多个参考信号18A的情况相比，能够减小时序生成部18的电路规模。
另外，在本实施例中，按照每个预定周期依次执行控制信号13A和参考信号18A之间的比较。因此，在预定周期是像素阵列部15的扫描中的一个水平时段并且将要从时序生成部13输出的控制信号13A的数量等于或小于像素阵列部15中的像素行的数量的情况下，在像素阵列部15的扫描中的一帧时段内，能够将全部控制信号13A与全部参考信号18A相互比较。
<2.变形例>
[变形例A]
在前述实施例中，在像素阵列部15包括特殊区域的情况下，故障检测部19可以优先监视用于在特殊区域中进行特殊控制的信号。如图6所示，在像素阵列部15包括例如作为特殊区域的遮光像素区域15a且包括有效像素区域15b的情况下，故障检测部19可以例如如图7所示优先监视用于在遮光像素区域15a中进行特殊控制的信号(例如，信号B或D)。
例如，假设在对遮光像素区域15a中所包括的多个遮光像素pxa进行扫描的同时，在从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的一个时段(第一时段)内，信号B从选择器19a输入到比较器19b并且信号B'从时序生成器18-2输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第一时段内信号B和信号B'的波形(例如，上升时序)是否一致。在信号B和信号B'的波形一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号B和信号B'的波形不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，假设在对遮光像素区域15a中所包括的多个遮光像素pxa进行扫描的同时，在第一时段之后的第二时段(从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段)内，信号D从选择器19a输入到比较器19b并且信号D'从时序生成器18-2输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第二时段内信号D和信号D'的波形(例如，峰值)是否一致。在信号D和信号D'的波形一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号D和信号D'的波形不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，假设在对遮光像素区域15a中所包括的多个遮光像素pxa进行扫描的同时，在第二时段之后的第三时段(从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段)内，信号A从选择器19a输入到比较器19b并且信号A'从时序生成器18-2输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第三时段内信号A和信号A'的波形(例如，上升时序)是否一致。在信号A和信号A'的波形一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号A和信号A'的波形不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，假设在对遮光像素区域15a中所包括的多个遮光像素pxa的扫描结束、且对有效像素区域15b中所包括的多个有效像素pxb的扫描开始的第四时段(从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段)内，信号C从选择器19a输入到比较器19b并且信号C'从时序生成器18-2输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第四时段内信号C和信号C'的波形(例如，上升时序)是否一致。在信号C和信号C'的波形一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号C和信号C'的波形不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，每当对像素阵列部15的M个像素行(M行)进行扫描时，比较器19b就把从时序生成部13输入过来的全部(M个)控制信号13A(信号A、B、C、D、...)和从时序生成部18输入过来的参考信号18A中所包括的全部(M个)信号(信号A’、B’、C’、D’、...)进行比较。
在本变形例中，在像素阵列部15包括诸如遮光像素区域15a等特殊区域的情况下，优先监视用于在该特殊区域中进行特殊控制的信号。因此，也能够可靠地检测出因特殊控制而引起的差错。
[变形例B]
在前述实施例及其变形例中，例如，如图8所示，时序生成部18可以具有与时序生成部13相同的构造。在本变形例中，时序生成部18包括多个时序生成器(18a、18b、18c、18d、...)。时序生成部18包括至少与将要从时序生成部13输入到扫描控制部14的控制信号13A的数量(M个)相同数量的时序生成器。应注意，图8例示了将要从时序生成部18输入到故障检测部19的各种参考信号18A包括信号A'、B'、C'和D'并且将要从时序生成部18输入到故障检测部19的参考信号18A的数量(M个)为4的情况。时序生成部18中所包括的各个时序生成器(18a、18b、18c、18d、...)基于来自相应的控制寄存器的设定值而生成参考信号18A，并且将所生成的参考信号18A输出到故障检测部19。时序生成部18将多个参考信号18A并行地输出到故障检测部19。
时序生成部18中所包括的各个时序生成器(18a、18b、18c、18d、...)基于来自相应的控制寄存器(12a、12b、12c、12d、...)的设定值而生成参考信号18A，并且将所生成的参考信号18A输出到故障检测部19。时序生成器18a基于来自相应的控制寄存器12a的设定值而生成作为参考信号18A的信号A'，并且将信号A'输出到故障检测部19。时序生成器18b基于来自相应的控制寄存器12b的设定值而生成作为参考信号18A的信号B'，并且将信号B'输出到故障检测部19。时序生成器18c基于来自相应的控制寄存器12c的设定值而生成作为参考信号18A的信号C'，并且将信号C'输出到故障检测部19。时序生成器18d基于来自相应的控制寄存器12d的设定值而生成作为参考信号18A的信号D'，并且将信号D'输出到故障检测部19。
在本变形例中，故障检测部19例如包括选择器19a和选择器19c以及比较器19b。选择器19c对于从时序生成部18中所包括的各个时序生成器(18a、18b、18c、18d、...)并行地输入过来的多个参考信号18A(信号A’、B’、C’、D’、...)按时间序列依次进行选择，并且把通过将多个参考信号18A(信号A’、B’、C’、D’、...)串行化而得到的参考信号19B输出到比较器19b。基于从选择器19a输入过来的控制信号19A和从选择器19c输入过来的参考信号19B之间的比较，比较器19b检测时序生成部13或时序生成部18的故障。比较器19b将检测结果输出到控制部32。
图9示出了要被输入到故障检测部19的波形的示例。图9中的(A)例示了作为时序生成部13的输出的多个控制信号13A。图9中的(B)例示了作为时序生成部18的输出的参考信号18A。例如，每当将像素阵列部15以像素行(行)为单位进行控制时(即，每当输出了水平同步信号XHS时)，比较器19b就把从选择器19a输入过来的控制信号19A与从选择器19c输入过来的参考信号19B进行比较。
例如，假设在从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段(第一时段)内，信号A从选择器19a输入到比较器19b，并且信号A'从选择器19c输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第一时段内信号A和信号A'的上升时序是否一致。在信号A和信号A'的上升时序一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号A和信号A'的上升时序不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，假设在第一时段之后的第二时段(从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段)内，信号B从选择器19a输入到比较器19b，并且信号B'从选择器19c输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第二时段内信号B和信号B'的上升时序是否一致。在信号B和信号B'的上升时序一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号B和信号B'的上升时序不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，假设在第二时段之后的第三时段(从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段)内，信号C从选择器19a输入到比较器19b，并且信号C'从选择器19c输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第三时段内信号C和信号C'的上升时序是否一致。在信号C和信号C'的上升时序一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号C和信号C'的上升时序不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，假设在第三时段之后的第四时段(从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段)内，信号D从选择器19a输入到比较器19b，并且信号D'从选择器19c输入到比较器19b。此时，比较器19b判定在第四时段内信号D和信号D'的上升时序是否一致。在信号D和信号D'的上升时序一致的情况下，比较器19b输出与该一致相对应的信号。在信号D和信号D'的上升时序不一致的情况下，比较器19b输出与该不一致相对应的信号。
例如，每当对像素阵列部15的M个像素行(M行)进行扫描时，比较器19b就把从时序生成部13输入过来的全部(M个)控制信号13A(信号A、B、C、D、...)和从时序生成部18输入过来的参考信号18A中所包括的全部(M个)信号(信号A’、B’、C’、D’、...)进行比较。
另外，在本变形例中，时序生成部13并行地输出多个控制信号13A，且时序生成部18并行地输出多个参考信号18A，并且针对具有共同的设定值的控制信号13A和参考信号18A而将控制信号13A和参考信号18A相互比较。因此，能够在与时序生成部13的控制相同的控制下对时序生成部18进行控制，从而能够在相同的条件下将控制信号19A和参考信号19B相互比较。
[变形例C]
在前述变形例B中，如图10所示，故障检测部19例如可以包括比较器19d，以此代替选择器19a和选择器19c以及比较器19b。比较器19d基于从时序生成部13中所包括的各个时序生成器(13a、13b、13c、13d、...)并行地输入过来的多个控制信号13A(信号A、B、C、D、...)和从时序生成部18中所包括的各个时序生成器(18a、18b、18c、18d、...)并行地输入过来的多个参考信号18A(信号A’、B’、C’、D’、...)之间的比较，来检测时序生成部13或时序生成部18的故障。比较器19d将检测结果输出到控制部32。
图11示出了要被输入到故障检测部19的波形的示例。图11中的(A)例示了作为时序生成部13的输出的多个控制信号13A。图11中的(B)例示了作为时序生成部18的输出的参考信号18A。例如，每当将像素阵列部15以像素行(行)为单位进行控制时(即，每当输出了水平同步信号XHS时)，比较器19d就把从时序生成部13输入过来的控制信号13A与从时序生成部18输入过来的参考信号18A进行比较。
例如，假设在从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段(第一时段)内，信号A、B、C和D从时序生成器13a、13b、13c和13d输入到比较器19d，并且信号A'、B'、C'和D'从时序生成器18a、18b、18c和18d输入到比较器19d。此时，比较器19d同时判定在第一时段内信号A和信号A'的波形是否一致、信号B和信号B'的波形是否一致、信号C和信号C'的波形是否一致、以及信号D和信号D'的波形是否一致。
在信号A和信号A'的波形一致的情况下，比较器19d输出与该一致相对应的信号。在信号A和信号A'的波形不一致的情况下，比较器19d输出与该不一致相对应的信号。在信号B和信号B'的波形一致的情况下，比较器19d输出与该一致相对应的信号。在信号B和信号B'的波形不一致的情况下，比较器19d输出与该不一致相对应的信号。在信号C和信号C'的波形一致的情况下，比较器19d输出与该一致相对应的信号。在信号C和信号C'的波形不一致的情况下，比较器19d输出与该不一致相对应的信号。在信号D和信号D'的波形一致的情况下，比较器19d输出与该一致相对应的信号。在信号D和信号D'的波形不一致的情况下，比较器19d输出与该不一致相对应的信号。
例如，同样地，在第一时段之后的第二时段(从输出了水平同步信号XHS的时刻至输出下一次水平同步信号XHS的时刻的时段)内，比较器19d将信号A、B、C和D与信号A’、B’、C’和D’相互比较。即，关于比较器19d而言，以与输出水平同步信号XHS的周期相等的周期，该比较器19d将信号A、B、C和D与信号A’、B’、C’和D’相互比较。
例如，每当对像素阵列部15的一个像素行(一行)进行扫描时，比较器19d就把从时序生成部13输入过来的全部(M个)控制信号13A(信号A、B、C、D、...)和从时序生成部18输入过来的全部(M个)参考信号18A(信号A’、B’、C’、D’、...)相互比较。
在本变形例中，以与输出水平同步信号XHS的周期相等的周期，将信号A、B、C和D与信号A’、B’、C’和D’进行比较。因此，与前述实施例相比，能够在早期阶段就检测出时序生成部13或时序生成部18的故障。
[变形例D]
在前述变形例B和C中，例如，如图12所示，摄像单元10还可以包括控制寄存器部21。在本变形例中，控制寄存器部21和时序生成部18相当于本公开的“第二波形生成部”的具体示例。控制寄存器部21相当于本公开的“第二寄存器部”的具体示例。时序生成部18相当于本公开的“第二时序生成部”的具体示例。
控制寄存器部21保持从控制信号接口部11输入过来的多个设定值(第二设定值)，并且将所保持的多个设定值输出到时序生成部18。控制寄存器部21基于与控制寄存器部12相同的控制，将多个设定值输出到时序生成部18。时序生成部18基于从控制寄存器部21输入过来的多个设定值，输出多个参考信号18A。控制寄存器部12保持从控制信号接口部11输入过来的多个设定值(第一设定值)，并且将所保持的多个设定值输出到时序生成部13。即，在本变形例中，控制寄存器部12不将所保持的多个设定值输出到时序生成部18。时序生成部13基于从控制寄存器部12输入过来的多个设定值而输出多个控制信号13A。
图13和图14各自示出了摄像单元10内的一部分的电路构造的示例。控制寄存器部21具有与控制寄存器部12相同的构造。控制寄存器部21包括多个控制寄存器(21a、21b、21c、21d、...)。控制寄存器部21包括至少与将要从时序生成部13输入到扫描控制部14的控制信号13A的数量相同数量的控制寄存器。控制寄存器部21中所包括的各个控制寄存器(21a、21b、21c、21d、...)保持从控制信号接口部11输入过来的设定值，并且将所保持的设定值输出到时序生成部18。
在本变形例中，在时序生成部18包括选择器18-1和时序生成器18-2的情况下，如图13所示，选择器18-1把从控制寄存器部21中所包括的各个控制寄存器(21a、21b、21c、21d、...)输入过来的多个设定值按时间序列依次输出到时序生成器18-2。
在本变形例中，在时序生成部18包括多个时序生成器(18a、18b、18c、18d、...)的情况下，如图14所示，时序生成部18中所包括的各个时序生成器(18a、18b、18c、18d、...)基于来自相应的控制寄存器(21a、21b、21c、21d、...)的设定值而生成参考信号18A，并且将所生成的参考信号18A输出到故障检测部19。
在本变形例中，设置有控制寄存器部21和时序生成部18，该控制寄存器部21基于与控制寄存器部12相同的控制而输出设定值，该时序生成部18基于从控制寄存器部21输入过来的设定值而输出参考信号18A。因此，在本变形例中，设计了冗长电路(控制寄存器部21和时序生成部18)；然而，通过设计这样的冗长电路，能够执行对于控制寄存器部12和时序生成部13的故障检测。
另外，在本变形例中，在时序生成部13并行地输出多个控制信号13A、且时序生成部18串行地输出多个参考信号18A、并且针对具有共同的设定值的控制信号13A和参考信号18A而将控制信号13A与参考信号18A相互比较的情况下，与并行地输出多个参考信号18A的情况相比，能够减小时序生成部18的电路规模。
另外，在本变形例中，在时序生成部13并行地输出多个控制信号13A、且时序生成部18并行地输出多个参考信号18A、并且针对具有共同的设定值的控制信号13A和参考信号18A而将控制信号13A与参考信号18A相互比较的情况下，能够在与时序生成部13的控制相同的控制下对时序生成部18进行控制。
[变形例E]
在前述实施例和前述变形例A至C中，例如，如图15所示，可以与摄像单元10分开地设置具有与故障检测部19相同的功能的故障检测部40。同样地，在这种情况下，也获得了与前述实施例和前述变形例A至C相同的效果。
[变形例F]
在前述变形例D中，例如，如图16所示，可以与摄像单元10分开地设置具有与故障检测部19相同的功能的故障检测部40。同样地，在这种情况下，也获得了与前述变形例D相同的效果。
[变形例G]
在前述实施例和前述变形例A至C中，故障检测部19监视用于控制扫描控制部14的各种控制信号13A，并且由此检测出用于生成各种控制信号13A的时序生成部13的故障。然而，在前述实施例和前述变形例A至C中，例如，如图17所示，故障检测部19可以监视用于控制读出控制部16的各种控制信号13B，并且由此检测出用于生成各种控制信号13B的时序生成部13的故障。控制信号13B相当于本公开的“控制信号”的具体示例。
此时，基于来自控制寄存器部12的设定值，时序生成部18生成参考信号18B，并且将该参考信号18B输出到故障检测部19。参考信号18B相当于本公开的“参考信号”的具体示例。时序生成部18生成通过将用于控制读出控制部16的各种控制信号串行化而得到的控制信号，以此作为参考信号18B。故障检测部19基于从时序生成部13输入过来的各种控制信号13B和从时序生成部18输入过来的参考信号18B之间的比较，来检测出时序生成部13或时序生成部18的故障。故障检测部19将检测结果输出到控制部32。
图18示出了摄像单元10内的一部分的电路构造的示例。控制寄存器部12包括多个控制寄存器(12e、12f、12g、12h、...)。时序生成部13包括多个时序生成器(13e、13f、13g、13h、...)。控制寄存器部12包括至少与将要从时序生成部13输入到读出控制部16的控制信号13B的数量相同数量的控制寄存器。另外，时序生成部13包括至少与将要从时序生成部13输入到读出控制部16的控制信号13B的数量(L个)相同数量的时序生成器。应注意，图18例示了将要从时序生成部13输入到读出控制部16的各种控制信号13B包括信号E、F、G和H并且将要从时序生成部13输入到读出控制部16的控制信号13B的数量(L个)为4的情况。
控制寄存器部12中所包括的各个控制寄存器(12e、12f、12g、12h、...)保持从控制信号接口部11输入过来的设定值，并且将所保持的设定值输出到时序生成部13和时序生成部18。时序生成部13中所包括的各个时序生成器(13e、13f、13g、13h、...)基于来自相应的控制寄存器的设定值而生成控制信号13B，并且将所生成的控制信号13B输出到读出控制部16和故障检测部19。
时序生成部18例如包括选择器18-3和时序生成器18-4。选择器18-3把从控制寄存器部12中所包括的各个控制寄存器(12e、12f、12g、12h、...)输入过来的多个设定值按时间序列依次输出到时序生成器18-4。时序生成器18-4基于从选择器18-3输入过来的按时间序列的设定值而生成参考信号18B，并且将所生成的参考信号18B输出到故障检测部19。
例如，当时序生成器18-4被输入有要被输入到时序生成器13e的设定值时，时序生成器18-4生成与将要从时序生成器13e输出的信号E相对应的信号E'，并且将所生成的信号E'输出到故障检测部19。例如，当时序生成器18-4被输入有要被输入到时序生成器13f的设定值时，时序生成器18-4生成与将要从时序生成器13f输出的信号F相对应的信号F'，并且将所生成的信号F'输出到故障检测部19。例如，当时序生成器18-4被输入有要被输入到时序生成器13g的设定值时，时序生成器18-4生成与将要从时序生成器13g输出的信号G相对应的信号G'，并且将所生成的信号G'输出到故障检测部19。例如，当时序生成器18-4被输入有要被输入到时序生成器13h的设定值时，时序生成器18-4生成与将要从时序生成器13h输出的信号H相对应的信号H'，并且将所生成的信号H'输出到故障检测部19。
这里，在时序生成器13e和时序生成部18中没有出现差错的情况下，信号E的波形和信号E'的波形彼此相等。在时序生成器13f和时序生成部18中没有出现差错的情况下，信号F的波形和信号F'的波形彼此相等。在时序生成器13g和时序生成部18中没有出现差错的情况下，信号G的波形和信号G'的波形彼此相等。在时序生成器13h和时序生成部18中没有出现差错的情况下，信号H的波形和信号H'的波形彼此相等。
在信号E的波形和信号E'的波形彼此不相等的情况下，可以认为在时序生成器13e和时序生成部18中的至少一者中出现了差错。在信号F的波形和信号F'的波形彼此不相等的情况下，可以认为在时序生成器13f和时序生成部18中的至少一者中出现了差错。在信号G的波形和信号G'的波形彼此不相等的情况下，可以认为在时序生成器13g和时序生成部18中的至少一者中出现了差错。在信号H的波形和信号H'的波形彼此不相等的情况下，可以认为在时序生成器13h和时序生成部18中的至少一者中出现了差错。
故障检测部19例如包括选择器19e和比较器19f。选择器19e对于从时序生成部13中所包括的各个时序生成器(13e、13f、13g、13h、...)并行地输入过来的多个控制信号13B(信号E、F、G、H、...)按时间序列依次进行选择，并且把通过将多个控制信号13B(信号E、F、G、H、...)串行化而得到的控制信号19C输出到比较器19f。基于从选择器19e输入过来的控制信号19C和从时序生成器18-4输入过来的参考信号18B之间的比较，比较器19f检测时序生成部13或时序生成部18的故障。比较器19f将检测结果输出到控制部32。故障检测部19中的故障检测方法与前述实施例中的故障检测方法相同。
在本变形例中，基于多个控制信号13B与多个参考信号18B之间的比较来检测出时序生成部13或时序生成部18的故障。因此，例如，通过将参考信号18B设定为与控制信号13B相对应的信号，那么无论控制信号13B是何种信号，都能够检测出在时序生成部13和时序生成部18的任何一者中发生的故障。所以，能够执行时序生成部13或时序生成部18的故障检测。
另外，在本变形例中，设置了一种基于多个设定值而输出多个参考信号18B的时序生成部18。因此，与在时序生成部18的前级处设置具有与控制寄存器部12相同的构造的控制寄存器的情况相比，能够减小摄像单元10的电路规模和电力消耗。
另外，在本变形例中，时序生成部13并行地输出多个控制信号13B，且时序生成部18串行地输出多个参考信号18B，并且针对具有共同的设定值的控制信号13B和参考信号18B而将控制信号13B和参考信号18B相互比较。因此，与并行地输出多个参考信号18B的情况相比，能够减小时序生成部18的电路规模。
另外，在本变形例中，按照每个预定周期依次执行控制信号13B和参考信号18B之间的比较。因此，在预定周期是像素阵列部15的扫描中的一个水平时段并且将要从时序生成部13输出的控制信号13B的数量等于或小于像素阵列部15中的像素行的数量的情况下，在像素阵列部15的扫描中的一帧时段内，能够将全部控制信号13B与全部参考信号18B进行比较。
[变形例H]
在前述变形例G中，例如，如图19所示，时序生成部18可以具有与时序生成部13相同的构造。在本变形例中，时序生成部18包括多个时序生成器(18e、18f、18g、18h、...)。时序生成部18包括至少与将要从时序生成部13输入到读出控制部16的控制信号13B的数量(L个)相同数量的时序生成器。应注意，图19例示了将要从时序生成部18输入到故障检测部19的各种参考信号18B包括信号E’、F’、G’和H’并且将要从时序生成部18输入到故障检测部19的参考信号18B的数量(L个)为4的情况。时序生成部18中所包括的各个时序生成器(18e、18f、18g、18h、...)基于来自相应的控制寄存器的设定值而生成参考信号18B，并且将所生成的参考信号18B输出到故障检测部19。
时序生成部18中所包括的各个时序生成器(18e、18f、18g、18h、...)基于来自相应的控制寄存器(12e、12f、12g、12h、...)的设定值而生成参考信号18B，并且将所生成的参考信号18B输出到故障检测部19。时序生成器18e基于来自相应的控制寄存器12e的设定值而生成作为参考信号18B的信号E'，并且将信号E'输出到故障检测部19。时序生成器18f基于来自相应的控制寄存器12f的设定值而生成作为参考信号18B的信号F'，并且将信号F'输出到故障检测部19。时序生成器18g基于来自相应的控制寄存器12g的设定值而生成作为参考信号18B的信号G'，并且将信号G'输出到故障检测部19。时序生成器18h基于来自相应的控制寄存器12h的设定值而生成作为参考信号18B的信号H'，并且将信号H'输出到故障检测部19。
在本变形例中，故障检测部19例如包括选择器19e和选择器19g以及比较器19f。选择器19g对于从时序生成部18中所包括的各个时序生成器(18e、18f、18g、18h、...)并行地输入过来的多个参考信号18B(信号E’、F’、G’、H’、...)按时间序列依次进行选择，并且把通过将多个参考信号18B(信号E’、F’、G’、H’、...)串行化而得到的控制信号19D输出到比较器19f。基于从选择器19e输入过来的参考信号19C和从选择器19g输入过来的控制信号19D之间的比较，比较器19f检测时序生成部13或时序生成部18的故障。比较器19f将检测结果输出到控制部32。故障检测部19中的故障检测方法与前述变形例B中的故障检测方法相同。
在本变形例中，时序生成部13并行地输出多个控制信号13B，且时序生成部18并行地输出多个参考信号18B，并且针对具有共同的设定值的控制信号13B和参考信号18B而将控制信号13B和参考信号18B相互比较。因此，能够在与时序生成部13的控制相同的控制下对时序生成部18进行控制。
[变形例I]
在前述变形例H中，如图20所示，故障检测部19例如可以包括比较器19h，以此代替选择器19e和选择器19g以及比较器19f。比较器19h基于从时序生成部13中所包括的各个时序生成器(13e、13f、13g、13h、...)并行地输入过来的多个控制信号13B(信号E、F、G、H、...)和从时序生成部18中所包括的各个时序生成器(18e、18f、18g、18h、...)并行地输入过来的多个参考信号18B(E’、F’、G’、H’、...)之间的比较，来检测时序生成部13或时序生成部18的故障。比较器19h将检测结果输出到控制部32。故障检测部19中的故障检测方法与前述变形例C中的故障检测方法相同。
在本变形例中，以与输出水平同步信号XHS的周期相等的周期，将信号E、F、G、H与信号E’、F’、G’、H’进行比较。因此，与前述实施例相比，能够在早期阶段检测出时序生成部13或时序生成部18的故障。
[变形例J]
在前述变形例H和I中，例如，如图21所示，摄像单元10还可以包括控制寄存器部21。控制寄存器部21保持从控制信号接口部11输入过来的设定值，并且将所保持的设定值输出到时序生成部18。在本变形例中，控制寄存器部12保持从控制信号接口部11输入过来的设定值，并且将所保持的设定值输出到时序生成部13。即，在本变形例中，控制寄存器部12不将所保持的设定值输出到时序生成部18。
图22和图23各自示出了摄像单元10内的一部分的电路构造的示例。控制寄存器部21具有与控制寄存器部12相同的构造。控制寄存器部21包括多个控制寄存器(21e、21f、21g、21h、...)。控制寄存器部21包括至少与将要从时序生成部13输入到读出控制部16的控制信号13B的数量相同数量的控制寄存器。控制寄存器部21中所包括的各个控制寄存器(21e、21f、21g、21h、...)保持从控制信号接口部11输入过来设定值，并且将所保持的设定值输出到时序生成部18。
在本变形例中，如图22所示，在时序生成部18包括选择器18-3和时序生成器18-4的情况下，选择器18-3把从控制寄存器部21中所包括的各个控制寄存器(21e、21f、21g、21h、...)输入过来的多个设定值按时间序列依次输出到时序生成器18-4。
在本变形例中，如图23所示，在时序生成部18包括多个时序生成器(18e、18f、18g、18h、...)的情况下，时序生成部18中所包括的各个时序生成部(18e、18f、18g、18h、...)基于来自相应的控制寄存器(21e、21f、21g、21h、...)的设定值而生成参考信号18B，并且将所生成的参考信号18B输出到故障检测部19。
在本变形例中，设置了控制寄存器部21和时序生成部18，该控制寄存器部21基于与控制寄存器部12相同的控制而输出设定值，该时序生成部18基于从控制寄存器部21输入过来的设定值而输出参考信号18B。因此，在本变形例中，设计了冗长电路(控制寄存器部21和时序生成部18)；然而，通过设计这样的冗长电路，能够执行控制寄存器部12和时序生成部13的故障检测。
另外，在本变形例中，在时序生成部13并行地输出多个控制信号13B、且时序生成部18串行地输出多个参考信号18B、并且针对具有共同的设定值的控制信号13B和参考信号18B而将控制信号13B与参考信号18B相互比较的情况下，与并行地输出多个参考信号18B的情况相比，能够减小时序生成部18的电路规模。
另外，在本变形例中，在时序生成部13并行地输出多个控制信号13B、且时序生成部18并行地输出多个参考信号18B、并且针对具有共同的设定值的控制信号13B和参考信号18B而将控制信号13B与参考信号18B相互比较的情况下，能够在与时序生成部13的控制相同的控制下的对时序生成部18进行控制。
[变形例K]
在前述变形例H和I中，例如，如图24所示，可以与摄像单元10分开地设置具有与故障检测部19相同的功能的故障检测部40。同样地，在这种情况下，也获得了与前述变形例H和I相同的效果。
[变形例L]
在前述变形例J中，例如，如图25所示，可以与摄像单元10分开地设置具有与故障检测部19相同的功能的故障检测部40。同样地，在这种情况下，也获得了与前述变形例J相同的效果。
<3.应用例>
根据本发明的技术(本技术)适用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以被实现为安装在任何类型的移动体上的装置。所述移动体的非限制性示例可以包括：汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、任何个人移动设备、飞机、无人机(无人驾驶飞机)、船舶和机器人。
图26是示出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示意性构造的示例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图26所示的示例中，车辆控制系统12000包括：驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040以及综合控制单元12050。此外，作为综合控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052以及车载网络接口(I/F：interface)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作下述各设备的控制装置，这些设备是：诸如内燃机或驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生设备；用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构；用于调节车辆的转向角的转向机构；以及用于产生车辆的制动力的制动设备等。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制安装在车体上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020用作下述各设备的控制装置，这些设备是：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；电动车窗装置；或诸如前灯、尾灯、刹车灯、转向灯或雾灯等各种灯。在这种情况下，能够把从代替钥匙的便携设备发送来的无线电波或各种开关的信号输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置或灯等。
车外信息检测单元12030检测搭载有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与摄像部12031连接。车外信息检测单元12030致使摄像部12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。基于接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行对于诸如行人、车辆、障碍物、标识、或路面上的文字等的物体检测处理或距离检测处理。
摄像部12031是用于接收光并且输出与所接收的光量对应的电气信号的光学传感器。摄像部12031能够将该电气信号作为图像输出，或者能够将该电气信号作为测距信息输出。此外，由摄像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。车内信息检测单元12040例如与用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。例如，驾驶员状态检测部12041包括用于对驾驶员进行摄像的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入过来的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算出驾驶员的疲劳程度或专注程度，或者可以判断驾驶员是否在打瞌睡。
基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车外或车内的信息，微型计算机12051能够计算驱动力产生设备、转向机构、或制动设备的控制目标值，并且能够向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051能够执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistance system)的功能的协同控制，所述高级驾驶员辅助系统的功能包括：车辆的碰撞规避或撞击减轻、基于车间距离的跟随行驶、车速维持行驶、车辆碰撞警告、或车辆的车道偏离警告等。
此外，微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆周围的信息来控制驱动力产生设备、转向机构、或制动设备等，从而执行旨在实现使车辆不依赖驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等的协同控制。
此外，基于由车外信息检测单元12030获取的车辆外部的信息，微型计算机12051能够向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，根据由车外信息检测单元12030检测到的前车或对面来车的位置，微型计算机12051例如能够执行通过控制前灯以将远光切换到近光从而用于防眩目的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送到能够在视觉上或在听觉上将信息通知给车上乘客或车辆外部的输出装置。在图26的示例中，作为输出装置，例示了音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063。例如，显示部12062可以包括板载显示器(on-board display)和平视显示器(head-up display)中的至少一者。
图27是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图27中，车辆12100包括作为摄像部12031的摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
摄像部12101、12102、12103、12104和12105例如被设置于车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠、后备厢门以及车厢内的挡风玻璃的上部等的位置处。设置于前鼻处的摄像部12101和设置于车厢内的挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置于侧视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100侧方的图像。设置于后保险杠或后备厢门处的摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。由摄像部12101和摄像部12105获取的前方图像主要被用来检测前车、行人、障碍物、信号灯、交通标识或车道线等。
顺便提及，图27示出了摄像部12101～12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置于前鼻处的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置于侧视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置于后保险杠或后备厢门处的摄像部12104的摄像范围。例如，通过将由摄像部12101～12104拍摄到的图像数据叠加，来获得车辆12100的从上方看到的俯瞰图像。
摄像部12101～12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像部12101～12104中的至少一者可以是由多个摄像元件组成的立体相机(stereo camera)，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。
例如，基于从摄像部12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051能够求出距摄像范围12111～12114内的各三维物体的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而将如下的三维物体提取为前车：该三维物体尤其是在车辆12100的行驶道路上离车辆12100最近的三维物体，并且是在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，大于或等于0km/h)行驶的三维物体。此外，微型计算机12051能够设定在车前要预先保持的与前车的车间距离，并且能够执行自动制动控制(包括跟随停止控制)或自动加速控制(包括跟随起动控制)等。因此，可以执行旨在实现使车辆不依赖驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等的协同控制。
例如，基于从摄像部12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051能够将关于三维物体的三维物体数据分类为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他三维物体的三维物体数据，提取分类后的三维物体数据，并使用所提取的三维物体数据来自动规避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够在视觉上识别的障碍物和难以在视觉上识别的障碍物。然后，微型计算机12051判断用于表示与各个障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值并且因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警报，并且通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或规避转向。因此，微型计算机12051能够提供用于规避碰撞的驾驶辅助。
摄像部12101～12104中的至少一者可以是用于检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判定在摄像部12101～12104的所拍摄图像中是否存在行人来识别行人。例如，这种行人识别是通过以下步骤来进行的：从作为红外相机的摄像部12101～12104的所拍摄图像中提取特征点的步骤；以及通过对表示物体的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定该物体是否是行人的步骤。当微型计算机12051判定在摄像部12101～12104的所拍摄图像中存在行人并识别出该行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使其在所识别出的行人上叠加地显示出用于强调的矩形轮廓线。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使其在所期望的位置处显示出用于表示行人的图标等。
上面已经给出了可以应用根据本发明的技术的车辆控制系统的一个示例的说明。根据本发明的技术可以应用于上面所说明的构造中的摄像部12031和摄像部12101至12104。通过将根据本发明的技术应用于摄像部12031和摄像部12101至12104，能够实现对摄像部12031和摄像部12101至12104的故障的担忧较小的车辆控制系统。
尽管上面已经参照实施例及其变形例和应用例对本发明进行了说明，但是本发明不限于前述实施例等，而是也可以进行各种变形。应注意，本说明书中所记载的效果仅仅是示例性的。本发明的效果不限于本说明书中所记载的那些效果。本发明还可以具有除了本说明书中所记载的那些效果之外的其他效果。
另外，本公开也可以采取以下的技术方案。
(1)一种摄像装置，其包括：
像素阵列，其含有多个像素；
扫描控制部，其控制所述多个像素的扫描；
读出控制部，其控制所述多个像素的读取；
第一波形生成部，其生成多个控制信号，所述多个控制信号用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者；
第二波形生成部，其生成多个参考信号；和
故障检测部，其基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测所述第一波形生成部或所述第二波形生成部的故障。
(2)根据(1)所述的摄像装置，其中，
所述第一波形生成部包括：输出多个设定值的第一寄存器部；和基于所述多个设定值而输出所述多个控制信号的第一时序生成部，并且
所述第二波形生成部包括：基于所述多个设定值而输出所述多个参考信号的第二时序生成部。
(3)根据(2)所述的摄像装置，其中，
所述第一时序生成部并行地输出所述多个控制信号，
所述第二时序生成部串行地或并行地输出所述多个参考信号，并且
针对具有共同的所述设定值的所述控制信号和所述参考信号，所述故障检测部将所述控制信号和所述参考信号相互比较。
(4)根据(3)所述的摄像装置，其中，所述故障检测部按照每个预定周期依次将所述控制信号和所述参考信号相互比较。
(5)根据(1)所述的摄像装置，其中，
所述第一波形生成部包括：输出第一设定值的第一寄存器部；和基于所述第一设定值而输出所述控制信号的第一时序生成部，并且
所述第二波形生成部包括：基于与所述第一寄存器部相同的控制而输出第二设定值的第二寄存器部；和基于所述第二设定值而输出所述参考信号的第二时序生成部。
(6)根据(5)所述的摄像装置，其中，
所述第一时序生成部并行地输出所述多个控制信号，
所述第二时序生成部串行地或并行地输出所述多个参考信号，并且
针对具有共同的所述设定值的所述控制信号和所述参考信号，所述故障检测部将所述控制信号和所述参考信号相互比较。
(7)根据(6)所述的摄像装置，其中，所述故障检测部按照每个预定周期依次将所述控制信号和所述参考信号相互比较。
(8)一种摄像系统，其包括：
摄像单元，其对被摄体进行摄像以生成摄像信号；
演算单元，其将由所述摄像单元生成的所述摄像信号转换成图像信号；和
显示单元，其显示与由所述演算单元生成的所述图像信号相对应的图像，
所述摄像单元包括：
像素阵列，其含有多个像素；
扫描控制部，其控制所述多个像素的扫描；
读出控制部，其控制所述多个像素的读取；
第一波形生成部，其生成多个控制信号，所述多个控制信号用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者；
第二波形生成部，其生成多个参考信号；和
故障检测部，其基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测所述第一波形生成部或所述第二波形生成部的故障。
(9)一种摄像系统，其包括：
摄像单元，其对被摄体进行摄像以生成摄像信号；
故障检测部，其检测所述摄像单元的故障；
演算单元，其将由所述摄像单元生成的所述摄像信号转换成图像信号；和
显示单元，其显示与由所述演算单元生成的所述图像信号相对应的图像，
所述摄像单元包括：
像素阵列，其含有多个像素；
扫描控制部，其控制所述多个像素的扫描；
读出控制部，其控制所述多个像素的读取；
第一波形生成部，其生成多个控制信号，所述多个控制信号用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者；和
第二波形生成部，其生成多个参考信号，
所述故障检测部基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测所述第一波形生成部或所述第二波形生成部的故障。
(10)一种故障检测方法，在包括含有多个像素的像素阵列、用于控制所述多个像素的扫描的扫描控制部和用于控制所述多个像素的读取的读出控制部的摄像装置中，所述故障检测方法包括：
生成用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者的多个控制信号，并且生成多个参考信号；和
基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测第一波形生成部或第二波形生成部的故障。
根据本公开的各实施例的摄像装置、第一和第二摄像系统以及故障检测方法，基于多个控制信号和多个参考信号之间的比较来检测第一波形生成部或第二波形生成部的故障，因而能够执行第一波形生成部或第二波形生成部的故障检测。应注意，本公开的效果并非限于在此处说明的效果，并且可以是本文中所记载的任何效果。
本申请要求2019年1月17日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2019-006177的优先权权益，该在先专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文中。
本领域技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们落入随附的权利要求及其等同物的范围内即可。

Claims (10)

1.一种摄像装置，其包括：
像素阵列，其含有多个像素；
扫描控制部，其控制所述多个像素的扫描；
读出控制部，其控制所述多个像素的读取；
第一波形生成部，其生成且并行地输出多个控制信号，所述多个控制信号用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者；
第二波形生成部，其生成且串行地输出多个参考信号；和
故障检测部，其基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测所述第一波形生成部或所述第二波形生成部的故障。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述第一波形生成部包括：输出多个设定值的第一寄存器部；和基于所述多个设定值而并行地输出所述多个控制信号的第一时序生成部，并且
所述第二波形生成部包括：基于所述多个设定值而串行地输出所述多个参考信号的第二时序生成部。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
针对具有共同的所述设定值的所述控制信号和所述参考信号，所述故障检测部将所述控制信号和所述参考信号相互比较。
4.根据权利要求3所述的摄像装置，其中，所述故障检测部按照每个预定周期依次将所述控制信号和所述参考信号相互比较。
5.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述第一波形生成部包括：输出第一设定值的第一寄存器部；和基于所述第一设定值而并行地输出所述控制信号的第一时序生成部，并且
所述第二波形生成部包括：基于与所述第一寄存器部相同的控制而输出第二设定值的第二寄存器部；和基于所述第二设定值而串行地输出所述参考信号的第二时序生成部。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，
针对具有共同的所述设定值的所述控制信号和所述参考信号，所述故障检测部将所述控制信号和所述参考信号相互比较。
7.根据权利要求6所述的摄像装置，其中，所述故障检测部按照每个预定周期依次将所述控制信号和所述参考信号相互比较。
8.一种摄像系统，其包括：
摄像单元，其对被摄体进行摄像以生成摄像信号；
演算单元，其将由所述摄像单元生成的所述摄像信号转换成图像信号；和
显示单元，其显示与由所述演算单元生成的所述图像信号相对应的图像，
所述摄像单元包括：
像素阵列，其含有多个像素；
扫描控制部，其控制所述多个像素的扫描；
读出控制部，其控制所述多个像素的读取；
第一波形生成部，其生成且并行地输出多个控制信号，所述多个控制信号用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者；
第二波形生成部，其生成且串行地输出多个参考信号；和
故障检测部，其基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测所述第一波形生成部或所述第二波形生成部的故障。
9.一种摄像系统，其包括：
摄像单元，其对被摄体进行摄像以生成摄像信号；
故障检测部，其检测所述摄像单元的故障；
演算单元，其将由所述摄像单元生成的所述摄像信号转换成图像信号；和
显示单元，其显示与由所述演算单元生成的所述图像信号相对应的图像，
所述摄像单元包括：
像素阵列，其含有多个像素；
扫描控制部，其控制所述多个像素的扫描；
读出控制部，其控制所述多个像素的读取；
第一波形生成部，其生成且并行地输出多个控制信号，所述多个控制信号用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者；和
第二波形生成部，其生成且串行地输出多个参考信号，
所述故障检测部基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测所述第一波形生成部或所述第二波形生成部的故障。
10.一种故障检测方法，在如权利要求1-7中任一项所述的摄像装置中，所述故障检测方法包括：
生成且并行地输出用于控制所述扫描控制部和所述读出控制部中的至少一者的多个控制信号，并且生成且串行地输出多个参考信号；和
基于所述多个控制信号和所述多个参考信号之间的比较来检测第一波形生成部或第二波形生成部的故障。
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