JP2022017646A - 固体撮像素子、車両制御システム、および、固体撮像素子の制御方法 - Google Patents

固体撮像素子、車両制御システム、および、固体撮像素子の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】撮像中に故障の有無を検出する固体撮像素子において、消費電力を削減する。【解決手段】固体撮像素子は、アナログデジタル変換部、信号処理回路、および、スキャンテスト回路を具備する。アナログデジタル変換部は、所定の映像期間内にデジタル信号を生成する。信号処理回路は、映像期間内にデジタル信号に対して所定の信号処理を行う。スキャンテスト回路は、映像期間に該当しない垂直ブランキング期間内に信号処理回路に対してスキャンテストを行う。【選択図】図１２

Description

本技術は、固体撮像素子に関する。詳しくは、回路の故障の有無を検出する固体撮像素子、車両制御システム、および、固体撮像素子の制御方法に関する。
従来より、特に車載カメラに用いられる固体撮像素子においては、安全性や信頼性を確保する観点から、その素子自身が故障の有無を検出するＢＩＳＴ（Built-In Self Test）機能が要求されることが多い。例えば、画素データを処理するパスと、その画素データと同じ値のテストデータを処理するパスとの２系統の回路を設け、それぞれのパスの結果を比較して回路の故障の有無を検出する固体撮像素子が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１－１５４１０１号公報
上述の従来技術では、２系統のそれぞれのパスの結果の比較により、撮像中に、回路の故障の有無を検出することを図っている。しかしながら、上述の固体撮像素子では、２系統のパスのそれぞれを形成する回路を撮像中に同時に駆動する必要があり、１系統のみを駆動する場合と比較して消費電力が増大するおそれがある。
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、撮像中に故障の有無を検出する固体撮像素子において、消費電力を削減することを目的とする。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、所定の映像期間内にデジタル信号を生成するアナログデジタル変換部と、上記映像期間内に上記デジタル信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路と、上記映像期間に該当しない垂直ブランキング期間内に上記信号処理回路に対してスキャンテストを行うスキャンテスト回路とを具備する固体撮像素子、および、その制御方法である。これにより、信号処理回路の故障の有無が検出されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記スキャンテスト回路は、各々が上記垂直ブランキング期間を含む複数のフレーム期間のそれぞれにおいて上記スキャンテストを行い、それぞれのテスト結果に基づいて上記信号処理回路の故障の有無を示すエラー通知を出力してもよい。これにより、故障検出率が向上するという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、入力されたシード値に基づいて所定のテストパターンを生成して上記信号処理回路に入力するテストパターン生成回路をさらに具備し、上記スキャンテスト回路は、フレーム期間が経過するたびに上記シード値を変更してもよい。これにより、フレーム期間ごとにテストパターンが変更されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記スキャンテスト回路は、第１および第２のテスト回路を含み、上記信号処理回路は、第１および第２の処理部を含み、上記第１のテスト回路は、上記第１の処理部に対するスキャンテストを行い、上記第２のテスト回路は、上記第２の処理部に対するスキャンテストを行ってもよい。これにより、スキャンテストに要する時間が短くなるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記スキャンテスト回路の故障の有無を検出する故障検出回路をさらに具備してもよい。これにより、スキャンテスト対象の回路の故障検出率が向上するという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、入力されたシード値に基づいて所定のテストパターンを生成して上記信号処理回路に入力するテストパターン生成回路をさらに具備し、上記信号処理回路は、所定数のスキャンフリップフロップと、上記スキャンフリップフロップから出力されたデータに対して所定の論理演算を行う組合せ回路とを備えてもよい。これにより、組合せ回路の故障が検出されるという作用をもたらす。
また、本技術の第２の側面は、所定の映像期間内にデジタル信号を生成するアナログデジタル変換部と、上記映像期間内に上記デジタル信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路と、上記映像期間に該当しない垂直ブランキング期間内に上記信号処理回路に対してスキャンテストを行うスキャンテスト回路とを備える固体撮像素子と、上記スキャンテストの結果に基づいて上記固体撮像素子を停止させる制御部とを具備する車両制御システムである。これにより、車両制御システムの安全性、信頼性が向上するという作用をもたらす。
本技術の第１の実施の形態における車両制御システムの一構成例を示すブロック図である。 本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第１の実施の形態におけるデジタル信号処理部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第１の実施の形態におけるスキャンＬＦＳＲ（Linear Feedback Shift Register）およびスキャンＭＩＳＲ（Multiple Input Signature Register）の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第１の実施の形態における信号処理回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第１の実施の形態における処理部の一構成例を示す回路図である。 本技術の第１の実施の形態におけるスキャンフリップフロップの一構成例を示す回路図である。 本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本技術の第１の実施の形態におけるスキャンイン期間内の処理部の状態の一例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態におけるキャプチャ期間内の処理部の状態の一例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態におけるテスト結果、圧縮データ、期待値およびエラー通知の一例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態におけるスキャンテストの手順を説明するための図である。 本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の動作の一例を示すフローチャートである。 本技術の第２の実施の形態における固体撮像素子の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本技術の第３の実施の形態における信号処理回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第３の実施の形態におけるデジタル信号処理部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第３の実施の形態における固体撮像素子の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本技術の第４の実施の形態におけるデジタル信号処理部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第４の実施の形態におけるスキャンテスト回路が故障した場合の固体撮像素子の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本技術の第４の実施の形態におけるスキャンテスト回路が故障していない場合の固体撮像素子の動作の一例を示すタイミングチャートである。 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。 撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（垂直ブランキング期間内にスキャンテストを行う例）
２．第２の実施の形態（垂直ブランキング期間内にスキャンテストを行い、フレームごとにテストパターンを変更する例）
３．第３の実施の形態（垂直ブランキング期間内に複数の処理部に対して並列にスキャンテストを行う例）
４．第４の実施の形態（垂直ブランキング期間内にスキャンテストを行い、スキャンテスト回路の故障を検出する例）
５．移動体への応用例
＜１．第１の実施の形態＞
［車両制御システムの構成例］
図１は、本技術の第１の実施の形態における車両制御システムの一構成例を示すブロック図である。この車両制御システムは、自動車などの移動体を制御するためのシステムであり、固体撮像素子１１０、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２０および表示部１３０を備える。
固体撮像素子１１０は、垂直同期信号に同期して、画像データを撮像するものである。垂直同期信号は、撮像のタイミングを指示する周期信号である。垂直同期信号の周波数は、例えば、３０ヘルツ（Ｈｚ）に設定される。
固体撮像素子１１０は、撮像した画像データをＥＣＵ１２０に供給する。また、固体撮像素子１１０は、自身の故障の有無を検出し、その検出結果を示すエラー通知をＥＣＵ１２０に供給する。故障の検出タイミングについては後述する。
ＥＣＵ１２０は、固体撮像素子１１０を内蔵したカメラなどの、車載の機器や装置を電子的に制御するものである。このＥＣＵ１２０は、固体撮像素子１１０の撮像した画像データ（言い換えれば、フレーム）を表示部１３０に表示させる。また、ＥＣＵ１２０は、固体撮像素子１１０に故障が発生した場合に固体撮像素子１１０に停止制御信号を供給して撮像動作を停止させ、故障が生じた旨や故障の内容を表示部１３０に表示させる。なお、ＥＣＵ１２０は、特許請求の範囲に記載の制御部の一例である。
表示部１３０は、画像データなどの様々なデータを表示するものである。なお、ＥＣＵ１２０は、故障が発生した場合に、固体撮像素子１１０を停止させず、黒画像などにマスクすることもできる。
なお、固体撮像素子１１０を車両制御システムに設けているが、車両制御システム以外のシステムや装置に固体撮像素子１１０を設けることもできる。例えば、ＦＡ（Factory Automation）システムに固体撮像素子１１０を設けてもよい。
［固体撮像素子の構成例］
図２は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子１１０の一構成例を示すブロック図である。この固体撮像素子１１０は、画素アレイ部１１１、アナログデジタル変換部１１２、デジタル信号処理部２００および出力インターフェース１１３を備える。
画素アレイ部１１１には、複数の画素が二次元格子状に配列される。画素のそれぞれは、映像期間内に光電変換により、アナログの画素信号を生成してアナログデジタル変換部１１２に出力する。ここで、映像期間は、垂直同期信号の周期と同じ長さのフレーム期間のうち、垂直ブランキング期間に該当しない期間である。
アナログデジタル変換部１１２は、映像期間内に画素信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号処理部２００に供給するものである。このアナログデジタル変換部１１２には、例えば、画素アレイ部１１１の列ごとに、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）が配列され、ＡＤＣのそれぞれは、対応する列の画素信号をＡＤ（Analog to Digital）変換する。
デジタル信号処理部２００は、映像期間内にアナログデジタル変換部１１２からのデジタル信号に対して、ホワイトバランス補正やデモザイク処理などの様々な信号処理を行うものである。このデジタル信号処理部２００は、処理後のデジタル信号を配列した画像データを出力インターフェース１１３に供給する。
また、デジタル信号処理部２００は、垂直ブランキング期間内に自身の回路の故障の有無を検出し、その検出結果を示すエラー通知を出力インターフェース１１３に供給する。
出力インターフェース１１３は、画像データとエラー通知とをＥＣＵ１２０に出力するものである。
［デジタル信号処理部の構成例］
図３は、本技術の第１の実施の形態におけるデジタル信号処理部２００の一構成例を示すブロック図である。このデジタル信号処理部２００は、スキャンテスト回路２１０、スキャンＬＦＳＲ２２０、コントローラ２３０、信号処理回路２４０およびスキャンＭＩＳＲ２５０を備える。
スキャンテスト回路２１０は、垂直ブランキング期間内に、信号処理回路２４０に対してスキャンテストを行うものである。このスキャンテスト回路２１０は、タイミング制御部２１１、シード値生成部２１２、および、エラー検出部２１３を備える。
タイミング制御部２１１は、スキャンテストの開始タイミングを制御するものである。このタイミング制御部２１１は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣに基づいて、その周期内の垂直ブランキング期間内に、シード値生成部２１２、エラー検出部２１３およびコントローラ２３０を駆動する。
シード値生成部２１２は、スキャンＬＦＳＲ２２０がテストパターンを生成するための所定のシード値を生成するものである。このシード値生成部２１２は、生成したシード値をスキャンＬＦＳＲ２２０に供給する。
エラー検出部２１３は、信号処理回路２４０の故障の有無を検出するものである。このエラー検出部２１３は、スキャンテストの結果を圧縮した圧縮データをスキャンＭＩＳＲ２５０から受け取る。そして、エラー検出部２１３は、圧縮データと、所定の期待値とを比較して、その比較結果に基づいて信号処理回路２４０の故障の有無を検出する。エラー検出部２１３は、検出結果を示すエラー通知を生成し、出力インターフェース１１３に供給する。
コントローラ２３０は、スキャンＬＦＳＲ２２０、信号処理回路２４０およびスキャンＭＩＳＲ２５０を制御するものである。このコントローラ２３０は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣよりも周波数の高い所定のクロック信号ＣＬＫを生成し、信号処理回路２４０に供給する。
また、コントローラ２３０は、タイミング制御部２１１の制御に従ってテストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮを生成し、スキャンＬＦＳＲ２２０およびスキャンＭＩＳＲ２５０に供給する。テストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮは、スキャンテストを実行中か否かを示す信号であり、映像期間内にディセーブルに設定され、垂直ブランキング期間内にイネーブルに設定される。
また、コントローラ２３０は、スキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮを生成し、信号処理回路２４０に入力する。スキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮは、信号処理回路２４０内のスキャンフリップフロップの入力先を切り替えるための信号である。
スキャンＬＦＳＲ２２０は、シード値に基づいてＬＦＳＲによりテストパターンを生成するものである。このスキャンＬＦＳＲ２２０には、アナログデジタル変換部１１２からのデジタル信号と、シード値生成部２１２からのシード値と、コントローラ２３０からのテストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮとが入力される。なお、スキャンＬＦＳＲ２２０は、特許請求の範囲に記載のテストパターン生成回路の一例である。
テストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮがディセーブルの場合にスキャンＬＦＳＲ２２０は、アナログデジタル変換部１１２からのデジタル信号をそのまま信号処理回路２４０に供給する。一方、テストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮがイネーブルの場合にスキャンＬＦＳＲ２２０は、シード値から所定のテストパターンを生成し、信号処理回路２４０に供給する。
信号処理回路２４０には、所定数のフリップフロップと、所定数の論理ゲートを含む組合せ回路とが配置される。この信号処理回路２４０は、クロック信号ＣＬＫに同期して信号処理を実行し、処理後のデジタル信号を配列した画像データをスキャンＭＩＳＲ２５０に供給する。
また、スキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮがイネーブルの場合に信号処理回路２４０内のフリップフロップは直列に接続され、クロック信号ＣＬＫに同期してテストパターンを取り込む。そして、信号処理回路２４０内の組合せ回路は、テストパターンに対して論理演算を実行し、フリップフロップは、その演算結果を取り込む。フリップフロップは、クロック信号ＣＬＫに同期して、演算結果を含むデータをテスト結果としてスキャンＭＩＳＲ２５０に供給する。
スキャンＭＩＳＲ２５０は、ＭＩＳＲによりテスト結果を圧縮するものである。テストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮがディセーブルの場合にスキャンＭＩＳＲ２５０は、信号処理回路２４０からの画像データをそのまま出力インターフェース１１３に出力する。
一方、テストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮがイネーブルの場合にスキャンＭＩＳＲ２５０は、信号処理回路２４０からのテスト結果をＭＩＳＲにより圧縮して圧縮データを生成し、エラー検出部２１３に供給する。
図４は、本技術の第１の実施の形態におけるスキャンＬＦＳＲ２２０およびスキャンＭＩＳＲ２５０の一構成例を示すブロック図である。同図におけるａは、スキャンＬＦＳＲ２２０の一構成例を示すブロック図である。同図におけるｂは、スキャンＭＩＳＲ２５０の一構成例を示すブロック図である。
同図におけるａに例示するように、スキャンＬＦＳＲ２２０は、スイッチ２２１およびＬＦＳＲ２２２を備える。スイッチ２２１は、テストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮがディセーブルの場合に、アナログデジタル変換部１１２からのデジタル信号を信号処理回路２４０に供給するものである。
ＬＦＳＲ２２２は、テストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮがイネーブルの場合に、スキャンテスト回路２１０からのシード値に基づいてテストパターンＳｃａｎＩＮを生成し、信号処理回路２４０に供給するものである。
同図におけるｂに例示するように、スキャンＭＩＳＲ２５０は、スイッチ２５１およびＭＩＳＲ２５２を備える。スイッチ２５１は、テストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮがディセーブルの場合に、信号処理回路２４０からの画像データを出力インターフェース１１３に供給するものである。
ＭＩＳＲ２５２は、テストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮがイネーブルの場合に、信号処理回路２４０からのテスト結果ＳｃａｎＯＵＴを圧縮して圧縮データを生成し、スキャンテスト回路２１０に供給するものである。
［信号処理回路の構成例］
図５は、本技術の第１の実施の形態における信号処理回路２４０の一構成例を示すブロック図である。この信号処理回路２４０は、処理部３００を備える。処理部３００は、ＬＦＳＲ２２２からのデジタル信号またはテストパターンＳｃａｎＩＮを処理し、その処理結果をスキャンＭＩＳＲ２５０に供給するものである。処理部３００内には、スキャンフリップフロップ３２０などの所定数のスキャンフリップフロップが配列される。
図６は、本技術の第１の実施の形態における処理部３００の一構成例を示す回路図である。この処理部３００には、組合せ回路３１０、３５０および３８０などの所定数の組合せ回路と、スキャンフリップフロップ３２０、３３０、３４０、３６０および３７０などの所定数のスキャンフリップフロップとが配置される。
組合せ回路３１０は、入力されたデジタル信号に対して所定の論理演算を行うものである。この組合せ回路３１０には、ＡＮＤ（論理積）ゲートやＯＲ（論理和）ゲートなどの所定数の論理ゲートが設けられる。組合せ回路３１０は、処理後のデジタル信号をスキャンフリップフロップ３２０、３３０および３４０に供給する。
スキャンフリップフロップ３４０は、組合せ回路３１０からのデジタル信号と、スキャンＬＦＳＲ２２０からのテストパターンＳｃａｎＩＮとのいずれかを、クロック信号ＣＬＫに同期して取り込むものである。
スキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮがディセーブルの場合に、スキャンフリップフロップ３４０は、組合せ回路３１０からのデジタル信号を取り込む。一方、スキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮがイネーブルの場合に、スキャンフリップフロップ３４０は、スキャンＬＦＳＲ２２０からのテストパターンＳｃａｎＩＮを取り込む。そして、スキャンフリップフロップ３４０は、取り込んだデータをクロック信号ＣＬＫに同期してスキャンフリップフロップ３３０と組合せ回路３５０とに出力する。
スキャンフリップフロップ３３０は、組合せ回路３１０からのデジタル信号と、スキャンフリップフロップ３４０からのテストパターンＳｃａｎＩＮとのいずれかをクロック信号ＣＬＫに同期して取り込むものである。スキャンフリップフロップ３３０は、取り込んだデータをクロック信号ＣＬＫに同期してスキャンフリップフロップ３２０と組合せ回路３５０とに出力する。
スキャンフリップフロップ３２０は、組合せ回路３１０からのデジタル信号と、スキャンフリップフロップ３３０からのテストパターンＳｃａｎＩＮとのいずれかをクロック信号ＣＬＫに同期して取り込むものである。スキャンフリップフロップ３２０は、取り込んだデータをクロック信号ＣＬＫに同期してスキャンフリップフロップ３６０と組合せ回路３５０とに出力する。
組合せ回路３５０は、入力されたデジタル信号に対して所定の論理演算を行うものである。この組合せ回路３５０には、ＡＮＤゲート３５１やＯＲゲート３５２などの所定数の論理ゲートが設けられる。
ＡＮＤゲート３５１は、スキャンフリップフロップ３２０からの信号と、論理値「０」の信号との論理積を演算し、スキャンフリップフロップ３６０に供給するものである。ＯＲゲート３５２は、スキャンフリップフロップ３３０からの信号と、スキャンフリップフロップ３４０からの信号との論理和を演算し、スキャンフリップフロップ３７０に供給するものである。
スキャンフリップフロップ３６０は、組合せ回路３５０からの信号と、スキャンフリップフロップ３２０からのテストパターンＳｃａｎＩＮとのいずれかをクロック信号ＣＬＫに同期して取り込むものである。スキャンフリップフロップ３６０は、取り込んだデータをクロック信号ＣＬＫに同期してスキャンフリップフロップ３７０と組合せ回路３８０とに出力する。
スキャンフリップフロップ３７０は、組合せ回路３５０からの信号と、スキャンフリップフロップ３６０からのテストパターンＳｃａｎＩＮとのいずれかをクロック信号ＣＬＫに同期して取り込むものである。スキャンフリップフロップ３７０は、取り込んだデータをクロック信号ＣＬＫに同期して組合せ回路３８０とスキャンＭＩＳＲ２５０とに出力する。スキャンフリップフロップ３７０からのデータは、テスト結果ＳｃａｎＯＵＴとしてスキャンＭＩＳＲ２５０へ出力される。
組合せ回路３８０は、入力されたデジタル信号に対して所定の論理演算を行うものである。この組合せ回路３８０は、演算結果を後段の回路に供給する。後段の回路の演算結果は、画像データとしてスキャンＭＩＳＲ２５０へ出力される。
なお、同図では、５個のスキャンフリップフロップを配置しているが、スキャンフリップフロップの個数は、５個に限定されない。
［スキャンフリップフロップの構成例］
図７は、本技術の第１の実施の形態におけるスキャンフリップフロップ３２０、３３０および３４０の一構成例を示す回路図である。スキャンフリップフロップ３２０は、セレクタ３２１およびフリップフロップ３２２を備える。また、スキャンフリップフロップ３３０は、セレクタ３３１およびフリップフロップ３３２を備え、スキャンフリップフロップ３４０は、セレクタ３４１およびフリップフロップ３４２を備える。
セレクタ３４１は、スキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮに従って、組合せ回路３１０からのデジタル信号と、テストパターンＳｃａｎＩＮとのいずれかを選択し、フリップフロップ３４２に供給するものである。
フリップフロップ３４２は、セレクタ３４１からのデータをクロック信号ＣＬＫに同期して取り込むものである。このフリップフロップ３４２は、取り込んだデータをクロック信号ＣＬＫに同期してスキャンフリップフロップ３３０と組合せ回路３５０とに出力する。
スキャンフリップフロップ３２０、３３０、３６０および３７０のそれぞれの回路構成は、スキャンフリップフロップ３４０と同様である。
図６および図７に例示したように、スキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮがイネーブルの際に、スキャンフリップフロップ３２０などの所定数のスキャンフリップフロップが直列に接続され、シフトレジスタを構成する。このシフトレジスタは、クロック信号ＣＬＫに同期して、テストパターンＳｃａｎＩＮを取り込んで保持する。スキャンフリップフロップの個数がＮ（Ｎは、整数）個の場合、ＮビットのテストパターンＳｃａｎＩＮが入力される。ＮビットのテストパターンＳｃａｎＩＮは、１ビットずつ順に取り込まれ、全ビットの取り込みには、Ｎクロックを要する。このように、所定数のスキャンフリップフロップを直列に接続してテストパターンを入力し、組合せ回路の故障の有無を検出する制御は、スキャンテストと呼ばれる。
スキャンテストでは、スキャンフリップフロップの後段の回路（組合せ回路３５０など）がスキャンテストのテスト対象となる。スキャンフリップフロップ３２０、３３０および３４０などの前段のフリップフロップは、テスト対象の組合せ回路３５０にテストパターンＳｃａｎＩＮの一部を入力する。組合せ回路３５０は、入力されたデータに対して論理演算を行い、その結果を、スキャンフリップフロップ３６０および３７０などの前段のフリップフロップに出力する。それらの後段のフリップフロップは、演算結果を取り込む。後段のスキャンフリップフロップ３６０および３７０に保持された演算結果と、前段のスキャンフリップフロップ３２０、３３０および３４０に保持されたデータとからなるデータは、テスト結果ＳｃａｎＯＵＴとしてＮクロックで出力される。
図８は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子１１０の動作の一例を示すタイミングチャートである。垂直同期信号の立上り（または立下り）から次の立上り（または立下り）までの期間をフレーム期間とする。
フレーム期間は、垂直ブランキング期間と、それ以外の映像期間とを含む。例えば、タイミングＴ１からＴ３までのフレーム期間のうち、タイミングＴ１からＴ２までの期間が垂直ブランキング期間に設定される。また、タイミングＴ２からＴ３までの期間が映像期間に設定される。垂直ブランキング期間の長さは、映像期間より短いものとする。
映像期間において、固体撮像素子１１０は、画像データを撮像する。一方、垂直ブランキング期間内に固体撮像素子１１０は、スキャンテストを行う。テストイネーブル信号ＴＥＳＴＥＮは、映像期間内にディセーブルに設定され、垂直ブランキング期間内にイネーブルに設定される。
また、垂直ブランキング期間は、スキャンイン期間と、キャプチャ期間と、スキャンアウト期間とを含む。例えば、タイミングＴ１からＴ１１までがスキャンイン期間に設定される。このスキャンイン期間の長さは、スキャンフリップフロップの個数がＮ個の場合、クロック信号ＣＬＫの周期のＮ倍（すなわち、Ｎクロック分）に設定される。また、タイミングＴ１１からＴ１２までがキャプチャ期間に設定される。キャプチャ期間の長さは、クロック信号ＣＬＫの１クロック分に設定される。また、タイミングＴ１２からＴ１３までがスキャンアウト期間に設定される。スキャンアウト期間の長さは、スキャンイン期間と同一に設定される。た
スキャンイン期間内にコントローラ２３０は、スキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮをイネーブルに設定し、スキャンＬＦＳＲ２２０は、テストパターンＳｃａｎＩＮを入力する。イネーブルにする場合、例えば、ハイレベルのスキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮが供給される。一方、ディセーブルにする場合、例えば、ローレベルのスキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮが供給される。
キャプチャ期間内にコントローラ２３０は、スキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮをディセーブルに設定し、演算結果を後段のスキャンフリップフロップ３６０および３７０に取り込ませる。
スキャンアウト期間内にコントローラ２３０は、スキャンイネーブル信号ＳｃａｎＥＮをイネーブルに設定し、スキャンフリップフロップは、テスト結果ＳｃａｎＯＵＴを出力する。
なお、上述のスキャンインからスキャンアウトまでの手順は、１回に限定されず、必要に応じてテストパターンを変えて複数回数実行することもできる。
同図に例示したように、固体撮像素子１１０は、垂直ブランキング期間内にスキャンテストを行うことにより、動画の撮像中に回路の故障の有無を検出することができる。これにより、車両制御システムの安全性や信頼性を向上させることができる。
ここで、比較例として、画素データを処理するパスと、その画素データと同じ値のテストデータを処理するパスとの２系統の回路を設け、それぞれのパスの結果を比較して回路の故障の有無を検出する固体撮像素子を想定する。この比較例では、映像期間内に、画素データを処理するパスと、テストデータを処理するパスとの両方を駆動する必要がある。
これに対して、垂直ブランキング期間内にスキャンテストを行う構成では、実データ（画素データおよびテストデータ）によるテストではなく、実データが生成されない垂直ブランキング期間内に所定のテストパターンを用いる。このため、スキャンテストを行う場合、そのテストパターンを処理する１系統のパスで足りる。したがって、２系統のパスを設ける必要がなく、それらのパスを映像期間中に駆動する必要もない。このため、比較例よりも回路規模と消費電力とを削減することができる。
なお、スキャンテストを行う場合、比較例と異なり、垂直ブランキング期間内にデジタル信号処理部２００を駆動する必要がある。しかし、垂直ブランキング期間は、映像期間と比較して短いため、フレーム期間の消費電力の合計量は、比較例よりも小さくなる。
図９は、本技術の第１の実施の形態におけるスキャンイン期間内の処理部３００の状態の一例を示す図である。同図に例示するように、スキャンフリップフロップ３２０、３３０、３４０、３６０および３７０は、直列に接続され、シフトレジスタを構成する。このシフトレジスタは、クロック信号ＣＬＫに同期してテストパターンＳｃａｎＩＮを１ビットずつ取り込む。
スキャンフリップフロップが５個の場合、例えば、「０１００１」の５ビットがテストパターンＳｃａｎＩＮとして入力される。スキャンフリップフロップ３２０、３３０、３４０、３６０および３７０は、それぞれ、論理値「０」、「１」、「０」、「０」および「１」のデータを取り込む。
図１０は、本技術の第１の実施の形態におけるキャプチャ期間内の処理部３００の状態の一例を示す図である。組合せ回路３５０内のＡＮＤゲート３５１は、スキャンフリップフロップ３２０からの論理値「０」と、所定の論理値「０」との論理積を演算する。ＯＲゲート３５２は、スキャンフリップフロップ３３０および３４０からの論理値「１」および「０」の論理和を演算する。キャプチャ期間においてスキャンフリップフロップ３６０および３７０は、それらの演算結果を取り込む。
ここで、ＡＮＤゲート３５１に故障が生じた場合、ＡＮＤゲート３５１の演算結果として、期待値と異なる論理値「１」がスキャンフリップフロップ３６０に取り込まれてしまう。ＯＲゲート３５２に故障がない場合、期待値と同じ論理値「１」がスキャンフリップフロップ３７０に取り込まれる。
このため、スキャンテスト回路２１０は、スキャンフリップフロップ３６０および３７０に保持されたデータと、期待値との比較により、ＡＮＤゲート３５１およびＯＲゲート３５２のそれぞれの故障の有無を検出することができる。
図１１は、本技術の第１の実施の形態におけるテスト結果、圧縮データ、期待値およびエラー通知の一例を示す図である。スキャンフリップフロップは、例えば、「０１０１１」を含むデータをテスト結果ＳｃａｎＯＵＴとして出力する。スキャンＭＩＳＲ２５０は、圧縮により、テスト結果ＳｃａｎＯＵＴから不要なビットを削減する。スキャンＭＩＳＲ２５０は、例えば、先頭の３ビットを削減した「１１」を含むデータを圧縮データとして生成する。
信号処理回路に故障の無い場合に出力される圧縮データの期待値は、例えば、「０１」を含むものとする。スキャンテスト回路２１０は、圧縮データと期待値とを比較し、比較結果に基づいて故障の生じた個所を特定する。同図の例では、圧縮データの１ビット目のみが期待値と異なるため、スキャンテスト回路２１０は、１ビット目に対応するＡＮＤゲート３５１に故障があり、２ビット目に対応するＯＲゲート３５２に故障が無いと判断する。スキャンテスト回路２１０は、その判断結果を示すエラー通知を生成して出力する。
図１２は、本技術の第１の実施の形態におけるスキャンテストの手順を説明するための図である。映像期間内に画素アレイ部１１１は、画素信号を生成し、アナログデジタル変換部１１２は、その画素信号をＡＤ変換してデジタル信号を生成する。
デジタル信号処理部２００内の信号処理回路２４０は、映像期間内において、アナログデジタル変換部１１２からのデジタル信号に対して所定の信号処理を行う。また、映像期間に該当しない垂直ブランキング期間内にスキャンテスト回路２１０は、信号処理回路２４０に対してスキャンテストを行う。
［固体撮像素子の動作例］
図１３は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子１１０の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、画像データを撮像するための所定のアプリケーションが実行されたときに開始される。
固体撮像素子１１０内のスキャンテスト回路２１０は、スキャンテストを行う（ステップＳ９１１）。固体撮像素子１１０は、垂直ブランキング期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ９１２）。垂直ブランキング期間が経過してない場合（ステップＳ９１２：Ｎｏ）、固体撮像素子１１０は、ステップＳ９１２を繰り返す。
一方、垂直ブランキング期間が経過した場合（ステップＳ９１２：Ｙｅｓ）、固体撮像素子１１０は、映像期間内に画像データを撮像し（ステップＳ９１３）、ステップＳ９１１以降を繰り返し実行する。
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、スキャンテスト回路２１０が垂直ブランキング期間内にスキャンテストを行うため、映像期間内に２系統のパスを駆動して故障の有無を検出する場合と比較して消費電力を削減することができる。
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、スキャンテスト回路２１０は、フレーム期間ごとにエラー通知を出力していたが、この構成では、必要なパターンの全てについてスキャンテストを行うことができず、故障検出率が低下するおそれがある。この第２の実施の形態の固体撮像素子１１０は、フレーム期間ごとにテストパターンを変更する点において第１の実施の形態と異なる。
図１４は、本技術の第２の実施の形態における固体撮像素子１１０の動作の一例を示すタイミングチャートである。この第２の実施の形態の固体撮像素子１１０内のスキャンテスト回路２１０は、垂直ブランキング期間内ではシード値を一定とし、フレーム期間が経過するたびに、シード値を変更する。スキャンＬＦＳＲ２２０は、そのシード値に基づいて、フレーム期間ごとにテストパターンＳｃａｎＩＮを変更する。
一般に、テストパターンの種類が多いほど、故障検出率が向上する。スキャンＬＦＳＲ２２０は、車両制御システムにおいて要求される所定値以上の故障検出率が得られる個数のテストパターンを生成する。例えば、１種類のテストパターンを用いると故障検出率が７０％となり、２種類、３種類および４種類のテストパターンを用いると故障検出率が、８０％、８７％および９０％に向上するものとする。ここで、９０％以上の故障検出率が要求される場合、４種類のテストパターンが用いられる。
スキャンテスト回路２１０は、必要な数（４つなど）のテストパターンが順に生成される期間内においてフレーム期間ごとにスキャンテストを行い、それぞれのテスト結果に基づいてエラー通知を出力する。
例えば、タイミングＴ１乃至Ｔ２の１回目の垂直ブランキング期間内に、スキャンテスト回路２１０は、シード値Ａを入力する。スキャンテスト回路２１０は、１回目のテスト結果ＳｃａｎＯＵＴと期待値とを比較し、比較結果を保持しておく。この時点では、エラー通知は出力されない。
次のタイミングＴ３乃至Ｔ４の２回目の垂直ブランキング期間内に、スキャンテスト回路２１０は、シード値をＢに変更し、テストパターンを変更させる。スキャンテスト回路２１０は、２回目のテスト結果ＳｃａｎＯＵＴと期待値とを比較し、比較結果を保持しておく。この時点では、エラー通知は出力されない。
次のタイミングＴ５乃至Ｔ６の３回目の垂直ブランキング期間内に、スキャンテスト回路２１０は、シード値をＣに変更し、テストパターンを変更させる。スキャンテスト回路２１０は、３回目のテスト結果ＳｃａｎＯＵＴと期待値とを比較し、比較結果を保持しておく。この時点では、エラー通知は出力されない。
次のタイミングＴ７乃至Ｔ８の４回目の垂直ブランキング期間内に、スキャンテスト回路２１０は、シード値をＤに変更し、テストパターンを変更させる。スキャンテスト回路２１０は、４回目のテスト結果ＳｃａｎＯＵＴと期待値とを比較する。そして、スキャンテスト回路２１０は、１回目から４回目までのそれぞれの比較結果に基づいて故障の有無を検出し、エラー通知を生成する。例えば、ある回路Ａについて、４回の比較結果のうち１つ以上が、その回路の故障を示すものであった場合、スキャンテスト回路２１０は、その回路Ａに故障があると判断する。一方、４回の比較結果の全てが故障の無いことを示すものであった場合、スキャンテスト回路２１０は、その回路Ａに故障が無いと判断する。
次のタイミングＴ９乃至Ｔ１０の５回目の垂直ブランキング期間内では、スキャンテスト回路２１０は、シード値を最初の値に戻す。以降は、４フレーム周期で同様の手順が繰り返し、実行される。
上述したようにフレーム期間ごとにテストパターンを変更することにより、スキャンテスト回路２１０は、複数のテストパターンを用いてスキャンテストを行い、故障検出率を向上させることができる。
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、スキャンテスト回路２１０は、フレーム期間ごとにテストパターンを変更させるため、複数のテストパターンを用いてスキャンテストを行うことができる。これにより、テストパターンを変えない第１の実施の形態と比較して故障検出率を向上させることができる。
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、スキャンテスト回路２１０は、Ｎ個のスキャンフリップフロップにＮビットのテストパターンを入力していたが、この構成では、スキャンフリップフロップの個数が増大するほど、スキャンテストに要する時間が長くなる。この第３の実施の形態の固体撮像素子１１０は、信号処理回路２４０を複数の処理部に分割し、処理部ごとに並列にスキャンテストを行う点において第１の実施の形態と異なる。
図１５は、本技術の第３の実施の形態における信号処理回路２４０の一構成例を示すブロック図である。この第３の実施の形態の信号処理回路２４０は、処理部３００および処理部４００に分割される。なお、処理部３００は、特許請求の範囲に記載の第１の処理部の一例であり、処理部４００は、特許請求の範囲に記載の第２の処理部の一例である。
図１６は、本技術の第３の実施の形態におけるデジタル信号処理部２００の一構成例を示すブロック図である。この第３の実施の形態のデジタル信号処理部２００は、スキャンテスト回路２６０をさらに備える点において第１の実施の形態と異なる。
スキャンテスト回路２６０は、垂直ブランキング期間内に処理部４００に対してスキャンテストを行うものである。スキャンテスト回路２６０は、処理部４００の故障の有無を検出し、その結果を示すエラー通知を出力インターフェース１１３に供給する。
なお、スキャンテスト回路２１０は、特許請求の範囲に記載の第１のテスト回路の一例であり、スキャンテスト回路２６０は、特許請求の範囲に記載の第２のテスト回路の一例である。
図１７は、本技術の第３の実施の形態における固体撮像素子１１０の動作の一例を示すタイミングチャートである。フレーム期間ごとに、その垂直ブランキング期間内にスキャンテスト回路２１０は、処理部３００に対してスキャンテストを行い、スキャンテスト回路２１０は、処理部４００に対してスキャンテストを行う。このように、複数の処理部のそれぞれについて並列にスキャンテストを行うことにより、スキャンテストに要する時間を短くすることができる。
例えば、信号処理回路２４０内にＮ個のスキャンフリップフロップが配列される場合、信号処理回路２４０を処理部３００および処理部４００に分割することにより、それぞれのスキャンフリップフロップの個数をＮ個より少なくすることができる。これにより、分割しない場合よりもスキャンイン、スキャンアウトの期間を短縮することができる。
なお、信号処理回路２４０を２つの処理部に分割しているが、３つ以上に分割することもできる。この場合には、３つ以上のスキャンテスト回路が配置される。
また、第３の実施の形態に第２の実施の形態を適用することもできる。
このように、本技術の第３の実施の形態によれば、スキャンテスト回路２１０が処理部３００をスキャンテストし、スキャンテスト回路２６０が処理部４００をスキャンテストするため、複数の処理部について並列にスキャンテストを行うことができる。これにより、スキャンテストに要する時間を短縮することができる。
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、スキャンテスト回路２１０が、信号処理回路２４０の故障の有無を検出していたが、スキャンテスト回路２１０自身が故障した場合には、信号処理回路２４０の故障検出率が低下するおそれがある。この第４の実施の形態の固体撮像素子１１０は、スキャンテスト回路２１０の故障の有無をさらに検出する点において第１の実施の形態と異なる。
図１８は、本技術の第４の実施の形態におけるデジタル信号処理部２００の一構成例を示すブロック図である。このデジタル信号処理部２００は、故障検出回路２７０をさらに備える点において第１の実施の形態と異なる。
故障検出回路２７０は、スキャンテスト回路２１０の故障の有無を検出するものである。スキャンテスト回路２１０の故障の有無の検出は、フレーム毎には実行されず、Ｍ（Ｍは２以上の整数）フレームごとに実行されるものとする。故障検出回路２７０は、故障を検出するタイミングで、シード値Ｓ２を生成してスキャンＬＦＳＲ２２０に供給する。ここで、シード値Ｓ２は、スキャンテスト回路２１０が生成するシード値Ｓ１と異なるものであり、このシード値Ｓ２を用いてスキャンテストを行うと、信号処理回路２４０に故障がなくとも期待値と異なるテスト結果が得られる値である。
第４の実施の形態のスキャンＬＦＳＲ２２０は、シード値Ｓ２が生成された際は、シード値Ｓ１の代わりにシード値Ｓ２からテストパターンを生成する。
また、第４の実施の形態のスキャンテスト回路２１０は、エラー通知を故障検出回路２７０にも供給する。故障検出回路２７０は、エラー通知に基づいて、シード値Ｓ２を供給した際に、信号処理回路２４０に故障が検出されたか否かを判断する。
信号処理回路２４０に故障が検出された場合に故障検出回路２７０は、スキャンテスト回路２１０に故障が無いと判断する。一方、信号処理回路２４０に故障が検出されなかった場合に故障検出回路２７０は、スキャンテスト回路２１０に故障が生じたと判断する。この故障検出回路２７０は、スキャンテスト回路２１０の故障の有無を示す検出信号を生成して出力インターフェース１１３に供給する。
なお、故障検出回路２７０は、シード値Ｓ２の代わりに、期待値が得られない入力データを生成して、信号処理回路２４０に入力することもできる。
図１９は、本技術の第４の実施の形態におけるスキャンテスト回路２１０が故障した場合の固体撮像素子１１０の動作の一例を示すタイミングチャートである。
タイミングＴ５乃至Ｔ６の垂直ブランキング期間の時点で、テスト対象の組合せ回路が故障していた場合を考える。スキャンテスト回路２１０が故障していると、この期間のスキャンテストで期待値が得られないにも関わらず、組合せ回路の故障検出に失敗してしまう。
そして、次のタイミングＴ７乃至Ｔ８の垂直ブランキング期間において、故障検出回路２７０は、シード値を切り替える。スキャンテスト回路２１０は故障しているため、期待値が得られないにも関わらず、組合せ回路に故障が無いと判断してエラー通知を出力する。故障検出回路２７０は、そのエラー通知に基づいてスキャンテスト回路２１０に故障が生じたと判断する。
図２０は、本技術の第４の実施の形態におけるスキャンテスト回路２１０が故障していない場合の固体撮像素子１１０の動作の一例を示すタイミングチャートである。
タイミングＴ５乃至Ｔ６の垂直ブランキング期間の時点で、テスト対象の組合せ回路が故障していた場合を考える。スキャンテスト回路２１０が正常である場合、この期間のスキャンテストで期待値が得られないため、組合せ回路の故障を検出する。
そして、次のタイミングＴ７乃至Ｔ８の垂直ブランキング期間において、故障検出回路２７０は、シード値を切り替える。スキャンテスト回路２１０は正常であるため、組合せ回路に故障が生じたと再度判断してエラー通知を出力する。故障検出回路２７０は、そのエラー通知に基づいてスキャンテスト回路２１０に故障が生じていないと判断する。
図１９および図２０に例示したように、期待値が得られないシード値を入力することにより、故障検出回路２７０は、スキャンテスト回路２１０の故障の有無を検出することができる。これにより、信号処理回路２４０の故障検出率を向上させることができる。
なお、第４の実施の形態に、第２、第３の実施の形態を適用することもできる。
このように、本技術の第４の実施の形態によれば、故障検出回路２７０がスキャンテスト回路２１０の故障の有無を検出するため、スキャンテスト対象の信号処理回路２４０の故障検出率をさらに向上させることができる。
＜５．移動体への応用例＞
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。
図２１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。
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２１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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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で検知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。
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２１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。
図２２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図２２では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
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。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。
なお、図２２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。
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。
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。
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。
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。
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、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、例えば、図２の固体撮像素子１１０は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、撮像中に固体撮像素子１１０の故障を検出することができるため、システムの安全性や信頼性を向上させることができる。
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）所定の映像期間内にデジタル信号を生成するアナログデジタル変換部と、
前記映像期間内に前記デジタル信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路と、
前記映像期間に該当しない垂直ブランキング期間内に前記信号処理回路に対してスキャンテストを行うスキャンテスト回路と
を具備する固体撮像素子。
（２）前記スキャンテスト回路は、各々が前記垂直ブランキング期間を含む複数のフレーム期間のそれぞれにおいて前記スキャンテストを行い、それぞれのテスト結果に基づいて前記信号処理回路の故障の有無を示すエラー通知を出力する
前記（１）記載の固体撮像素子。
（３）入力されたシード値に基づいて所定のテストパターンを生成して前記信号処理回路に入力するテストパターン生成回路をさらに具備し、
前記スキャンテスト回路は、フレーム期間が経過するたびに前記シード値を変更する
前記（２）記載の固体撮像素子。
（４）前記スキャンテスト回路は、第１および第２のテスト回路を含み、
前記信号処理回路は、第１および第２の処理部を含み、
前記第１のテスト回路は、前記第１の処理部に対するスキャンテストを行い、
前記第２のテスト回路は、前記第２の処理部に対するスキャンテストを行う
前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）前記スキャンテスト回路の故障の有無を検出する故障検出回路をさらに具備する
前記（１）から（４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）入力されたシード値に基づいて所定のテストパターンを生成して前記信号処理回路に入力するテストパターン生成回路をさらに具備し、
前記信号処理回路は、
所定数のスキャンフリップフロップと、
前記スキャンフリップフロップから出力されたデータに対して所定の論理演算を行う組合せ回路と
を備える
前記（１）から（５）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）所定の映像期間内にデジタル信号を生成するアナログデジタル変換部と、前記映像期間内に前記デジタル信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路と、前記映像期間に該当しない垂直ブランキング期間内に前記信号処理回路に対してスキャンテストを行うスキャンテスト回路とを備える固体撮像素子と、
前記スキャンテストの結果に基づいて前記固体撮像素子を停止させる制御部と
を具備する車両制御システム。
（８）所定の映像期間内にデジタル信号を生成するデジタル信号生成手順と、
信号処理回路が、前記映像期間内に前記デジタル信号に対して所定の信号処理を行う信号処理手順と、
前記映像期間に該当しない垂直ブランキング期間内に前記信号処理回路に対してスキャンテストを行うスキャンテスト手順と
を具備する固体撮像素子の制御方法。
１１０ 固体撮像素子
１１１ 画素アレイ部
１１２ アナログデジタル変換部
１１３ 出力インターフェース
１２０ ＥＣＵ
１３０ 表示部
２００ デジタル信号処理部
２１０、２６０ スキャンテスト回路
２１１ タイミング制御部
２１２ シード値生成部
２１３ エラー検出部
２２０ スキャンＬＦＳＲ
２２１、２５１ スイッチ
２２２ ＬＦＳＲ
２３０ コントローラ
２４０ 信号処理回路
２５０ スキャンＭＩＳＲ
２５２ ＭＩＳＲ
２７０ 故障検出回路
３００、４００ 処理部
３１０、３５０、３８０ 組合せ回路
３２０、３３０、３４０、３６０、３７０ スキャンフリップフロップ
３２１、３３１、３４１ セレクタ
３２２、３３２、３４２ フリップフロップ
３５１ ＡＮＤ（論理積）ゲート
３５２ ＯＲ（論理和）ゲート
１２０３１ 撮像部

Claims (8)

  1. 所定の映像期間内にデジタル信号を生成するアナログデジタル変換部と、
    前記映像期間内に前記デジタル信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路と、
    前記映像期間に該当しない垂直ブランキング期間内に前記信号処理回路に対してスキャンテストを行うスキャンテスト回路と
    を具備する固体撮像素子。
  2. 前記スキャンテスト回路は、各々が前記垂直ブランキング期間を含む複数のフレーム期間のそれぞれにおいて前記スキャンテストを行い、それぞれのテスト結果に基づいて前記信号処理回路の故障の有無を示すエラー通知を出力する
    請求項１記載の固体撮像素子。
  3. 入力されたシード値に基づいて所定のテストパターンを生成して前記信号処理回路に入力するテストパターン生成回路をさらに具備し、
    前記スキャンテスト回路は、フレーム期間が経過するたびに前記シード値を変更する
    請求項２記載の固体撮像素子。
  4. 前記スキャンテスト回路は、第１および第２のテスト回路を含み、
    前記信号処理回路は、第１および第２の処理部を含み、
    前記第１のテスト回路は、前記第１の処理部に対するスキャンテストを行い、
    前記第２のテスト回路は、前記第２の処理部に対するスキャンテストを行う
    請求項１記載の固体撮像素子。
  5. 前記スキャンテスト回路の故障の有無を検出する故障検出回路をさらに具備する
    請求項１記載の固体撮像素子。
  6. 入力されたシード値に基づいて所定のテストパターンを生成して前記信号処理回路に入力するテストパターン生成回路をさらに具備し、
    前記信号処理回路は、
    所定数のスキャンフリップフロップと、
    前記スキャンフリップフロップから出力されたデータに対して所定の論理演算を行う組合せ回路と
    を備える
    請求項１記載の固体撮像素子。
  7. 所定の映像期間内にデジタル信号を生成するアナログデジタル変換部と、前記映像期間内に前記デジタル信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路と、前記映像期間に該当しない垂直ブランキング期間内に前記信号処理回路に対してスキャンテストを行うスキャンテスト回路とを備える固体撮像素子と、
    前記スキャンテストの結果に基づいて前記固体撮像素子を停止させる制御部と
    を具備する車両制御システム。
  8. 所定の映像期間内にデジタル信号を生成するデジタル信号生成手順と、
    信号処理回路が、前記映像期間内に前記デジタル信号に対して所定の信号処理を行う信号処理手順と、
    前記映像期間に該当しない垂直ブランキング期間内に前記信号処理回路に対してスキャンテストを行うスキャンテスト手順と
    を具備する固体撮像素子の制御方法。
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