(57)【要約】【課題】  撮像装置において、正確に故障を検知することができる。【解決手段】  実施例の光電変換装置は、入射光に応じた画素信号を出力する受光画素と、故障を検知するための故障検知信号を構成する画素信号を出力する参照画素と、を含む複数の画素を備える。撮像装置は、参照画素の異常に関する情報を用いて、前記故障検知信号の正誤を判定する。【選択図】  図５
2018061234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光に応じた画素信号を出力する受光画素と、故障を検知するための故障検知信号を構成する画素信号を出力する参照画素と、を含む複数の画素を備え、
前記参照画素の異常に関する情報を用いて、前記故障検知信号の正誤を判定する、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記故障検知信号が誤りである場合に、前記故障検知信号を無効にする処理を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記故障検知信号が誤りである場合に、前記故障検知信号を別の信号で置換する処理を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記複数の画素は、行列を構成するように配され、
前記故障検知信号は、前記行列の行の位置、または、前記行列の列の位置を示す、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記故障検知信号に基づいて、指定された画素から正常に画素信号が読み出されているかを判定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記情報を保持するメモリを備える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
外部から前記情報を受け取る、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
撮像装置から出力された、入射光に応じた画素信号と、前記撮像装置の故障を検知するための故障検知信号と、を処理する信号処理部を備え、
前記信号処理部は、前記撮像装置の画素の異常に関する情報を用いて、前記故障検知信号の正誤を判定する、
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項９】
前記信号処理部は、前記故障検知信号が誤りである場合に、前記故障検知信号を無効にする処理を行う、
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像システム。
【請求項１０】
前記信号処理部は、前記故障検知信号が誤りである場合に、前記故障検知信号を別の信号で置換する処理を行う、
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像システム。
【請求項１１】
前記信号処理部は、前記故障検知信号に基づいて、指定された画素から正常に画素信号が読み出されているかを判定する、
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１２】
前記情報を保持するメモリを備える、
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１３】
前記信号処理部が、前記撮像装置から出力された前記情報を受け取る、
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１４】
前記故障検知信号に基づいて前記撮像装置が正常に動作していないと判断した場合に、前記撮像装置による撮像を停止するための信号を供給する制御部を備える、
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１５】
移動体であって、
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置によって取得された画像信号に基づいて前記移動体を制御する制御手段と、を有する、
ことを特徴とする移動体。
【請求項１６】
移動体であって、
請求項８乃至請求項１４のいずれか一項に記載の撮像システムと、
前記撮像システムによって取得された画像信号に基づいて前記移動体を制御する制御手段と、を有する、
ことを特徴とする移動体。
【請求項１７】
前記故障検知信号に基づいて前記撮像装置が正常に動作していないと判断した場合に、前記撮像装置が故障したことを知らせる報知部を有する、
ことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の移動体。
【請求項１８】
撮像装置の画素の異常に関する情報を保持するステップと、
前記撮像装置の故障を検知するための故障検知信号を受け取るステップと、
前記情報を用いて前記故障検知信号の正誤を判断するステップと、を有する、
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１９】
前記故障検知信号に基づいて前記撮像装置が正常に動作しているかを判断するステップを有する、
ことを特徴とする請求項１８に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置、撮像システム、移動体、および、制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の撮像装置は、有効画素領域と非有効画素領域とを含む。有効画素領域には外部から光が入射する。有効画素領域に配された画素は、光電変換により電気信号を生成するフォトダイオードを有している。一方、非有効画素領域の全面が遮光膜で覆われている。非有効画素領域は、リファレンス領域および故障検出用パターン領域を含む。リファレンス領域に配された画素は、画像信号レベルのリファレンスとなる信号を生成する。故障検出用パターン領域には、フォトダイオードを有する画素（ＰＤ具備画素）と、フォトダイオードを有していない画素（ＰＤ不具備画素）とが配列されている。故障検出用パターン領域からは、当該ＰＤ具備画素とＰＤ不具備画素との配列パターンに応じた信号が得られる。この信号に基づいて故障の判断を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１８４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術によれば、故障検出用パターン領域から得られる信号が、所定のパターンに一致しているか否かを判断している。しかし、この方法では撮像装置の故障や誤動作を正確に検知することができないという課題がある。
【０００５】
例えば、故障検出用パターン領域の画素に異常が生じていても、有効画素領域の画素および有効画素領域の画素を読み出すための回路には異常や故障が生じていていない場合がある。故障検出用パターン領域の画素からの信号は撮像に使われないため、故障検出用パターン領域の画素に異常があっても撮像装置としての機能は維持されうる。つまり、故障検出用パターン領域の画素に異常が生じると、撮像装置が故障していると誤って判断される可能性がある。
【０００６】
上記の課題に鑑み、本発明は、正確に故障を検知することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの側面に係る実施例の撮像装置は、入射光に応じた画素信号を出力する受光画素と、故障を検知するための故障検知信号を構成する画素信号を出力する参照画素と、を含む複数の画素を備え、前記参照画素の異常に関する情報を用いて、前記故障検知信号の正誤を判定する。
【０００８】
別の側面に係る実施例の撮像システムは、撮像装置から出力された、入射光に応じた画素信号と、前記撮像装置の故障を検知するための故障検知信号と、を処理する信号処理部を備え、前記信号処理部は、前記撮像装置の画素の異常に関する情報を用いて、前記故障検知信号の正誤を判定する。
【０００９】
別の側面に係る実施例の制御方法は、撮像装置の画素の異常に関する情報を保持するステップと、前記撮像装置の故障を検知するための故障検知信号を受け取るステップと、前記情報を用いて前記故障検知信号の正誤を判断するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、正確に故障を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】撮像装置の全体構成を模式的に示す図。
【図２】撮像装置の画素の等価回路を示す図。
【図３】撮像装置の画素の動作を模式的に示すタイミングチャート図。
【図４】撮像装置の出力する故障検知信号を模式的に示す図。
【図５】撮像装置の動作を判定するための方法を示すフローチャート図。
【図６】撮像装置の動作を判定するための方法を示すフローチャート図。
【図７】移動体の実施例のブロック図。
【図８】撮像装置の全体構成を模式的に示す図。
【図９】撮像システムの実施例のブロック図。
【図１０】撮像装置の画素の平面構造を模式的に示す図。
【図１１】撮像装置の画素の平面構造を模式的に示す図。
【図１２】撮像装置の画素の断面構造を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る１つの実施形態は撮像装置である。撮像装置は行列を構成するように配された複数の画素を備える。複数の画素は、受光画素と参照画素とを含む。受光画素には外部からの光が入射する。受光画素は入射した光に応じた画素信号を出力する。参照画素は、故障検知信号を構成するための画素信号を出力する。
【００１３】
故障検知信号は、撮像装置の動作が正常に行われているかを判断するための情報を持つ。例えば、故障検知信号は、行または列の位置に関する情報を含む。この場合、少なくとも２つの行、あるいは、２つの列に対して、異なる信号値の故障検知信号が割り当てられる。１つの故障検知信号は、１つの参照画素からの画素信号、あるいは、複数の参照画素からの画素信号によって構成される。
【００１４】
１つの故障検知信号が１つの参照画素からの画素信号によって構成される実施例では、各行に少なくとも１つの参照画素が配される。異なる行の参照画素は、互いに異なるレベルの複数の画素信号を出力する。レベルは、画素信号の電流値や電圧値を意味する。参照画素の画素信号のレベルが、故障検知信号の信号値を表す。別の実施例では、１つの行に複数の参照画素が配される。この実施例では、１つの故障検知信号が複数の参照画素からの画素信号によって構成される。例えば、参照画素のそれぞれが、ハイレベルの画素信号またはローレベルの画素信号を出力する。Ｎ個の参照画素が配される場合、ハイレベルの画素信号とローレベルの画素信号との組み合わせにより、Ｎビットのデジタル信号として、故障検知信号が構成される。ハイレベルの画素信号が、各ビットの「１」に対応し、ローレベルの画素信号が、各ビットの「０」に対応する。この場合、デジタル信号の０と１との配列パターンが、故障検知信号の信号値を表す。
【００１５】
以上の説明では、各行が参照画素を含む撮像装置を例に挙げたが、各列が参照画素を含む撮像装置については、明細書中の「行」を「列」に読み替えればよい。
【００１６】
本実施形態の撮像装置は、参照画素の異常に関する情報を取得する。画素の異常とは、画素が画素信号を正常に出力できない状態を意味する。例えば、制御信号に応じて複数のレベルの画素信号を出力すべき画素が、常に同じレベルの信号を出す場合、当該画素には異常が生じている。本明細書では、異常のある画素を単に、異常画素と呼ぶことがある。
【００１７】
撮像装置の出荷前、あるいは、撮像動作の前後、あるいは、撮像動作の間に検査を行い、画素の異常を特定することができる。画素の異常を特定するための検査方法は、公知の技術が用いられる。撮像装置は、特定された参照画素の異常に関する情報を保持するメモリを備えてもよい。あるいは、撮像装置が、特定された参照画素の異常に関する情報を外部から取得してもよい。
【００１８】
参照画素の異常に関する情報は、例えば、所定の位置にある画素に異常があることを示す。あるいは、参照画素の異常に関する情報は、例えば、行や列など所定の範囲に含まれる画素のいずれかに異常があることを示す。
【００１９】
本実施形態の撮像装置によれば、故障検知信号に基づいて、撮像装置から画素信号が正常に出力されているかを判定することができる。１つの実施例では、撮像装置が当該判定を行う信号処理部を有する。
【００２０】
例えば、信号処理部は、複数の行の画素信号が所定の順番で出力されているかを判断する。複数の行の画素信号の読み出しに伴って、順次出力される複数の故障検知信号が、予期した通りに変化するかを判断する。例えば、奇数行と偶数行に異なる信号値の故障検知信号が割り当てられている場合、当該異なる信号値の故障検知信号が交互に出力されているかを判定する。これにより、複数の行の画素信号が所定の順番で出力されているかを判断することができる。
【００２１】
あるいは、信号処理部は、指定した行の画素信号が適切に出力されているかを判断する。画素信号と共に出力された故障検知信号の信号値が、指定した行に割り当てられた信号値に一致するかを判断する。これにより、所定の行の画素信号が正常に出力されているかを判断することができる。
【００２２】
本実施形態において、故障検知信号が予期した信号値を出力している間は、撮像装置が正常に動作している、あるいは、正常に信号を出力していると判断される。故障検知信号の信号値が予期された信号値と異なる場合には、信号処理部は、撮像装置が正常に動作していない、あるいは、撮像装置が故障したと判断する。
【００２３】
信号処理部は、撮像装置の動作を判定する際に、故障検知信号を出力している参照画素に異常があるか否かを判断する。もし異常がある参照画素から故障検知信号が出力されている場合には、故障検知信号を無効とする、故障検知信号を別の信号に置換する、故障か否かの判断を行わない、などの処理を行う。
【００２４】
上述の通り、本実施形態では、参照画素の異常に関する情報を用いて故障検知信号の正誤を判定する。この構成により、参照画素に異常が生じているために、撮像装置が故障したと誤って判断する可能性を低減できる。結果として、故障を正確に検知することができる。
【００２５】
本発明に係る１つの実施形態は撮像システムである。撮像システムは、撮像装置から出力された画素信号を処理して、画像信号を取得する信号処理部を備える。また、信号処理部は、撮像装置から出力される故障検知信号を受けとる。故障検知信号は、前述の撮像装置の実施形態で説明したものと同じである。前述の撮像装置の実施形態と同様に、信号処理部は、故障検知信号に基づいて、撮像装置から画素信号が正常に出力されているかを判断する。
【００２６】
本実施形態の撮像システムは、撮像装置の画素の異常に関する情報を取得する。信号処理部は、撮像装置の動作を判定する際に、その異常に関する情報を用いて、故障検知信号を出力している参照画素に異常があるか否かを判断する。異常のある画素から故障検知信号が出力されている場合には、信号処理部は、故障検知信号を無効とする、故障検知信号を別の信号に置換する、故障か否かの判断を行わない、などの処理を行う。
【００２７】
撮像システムは、画素の異常に関する情報を保持するメモリを備えていてもよい。出荷前に行われる検査によって画素の異常に関する情報が取得され、メモリに保持される。あるいは、撮像システムは、撮像装置から画素の異常に関する情報を受け取ってもよい。
【００２８】
上述の通り、本実施形態では、撮像装置の画素の異常に関する情報を用いて故障検知信号の正誤を判定する。この構成により、撮像装置の画素に異常が生じているために、撮像装置が故障したと誤って判断する可能性を低減できる。結果として、故障を正確に検知することができる。
【００２９】
上述の撮像装置や撮像システムは、カメラ、監視装置、ロボット等に用いられる。あるいは、上述の撮像装置や撮像システムは移動体に用いられる。特に、車、飛行機、船舶などの人を輸送するための移動体においては、装備された装置が高い信頼性を有することが望ましい。上述の実施形態の撮像装置や撮像システムによれば、撮像装置から正常に画素信号が出力されているかを判断することができる。そのため、撮像装置が故障した場合に、撮像動作を停止したり、故障が生じたことを警告したりすることができる。故障を警告するために、移動体は発熱体、発光体、ディスプレイ、スピーカー、バイブレータなど報知部を備えていてもよい。
【００３０】
以下では、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。本発明は以下に説明される実施例のみに限定されない。本発明の趣旨を超えない範囲で以下に説明される実施例の一部の構成が変更された変形例も、本発明の実施例である。また、以下のいずれかの実施例の一部の構成を、他の実施例に追加した例、あるいは他の実施例の一部の構成と置換した例も本発明の実施例である。
【実施例１】
【００３１】
実施例１について説明する。図１は、実施例１に係る撮像装置の構成を模式的に示している。撮像装置は、行列を構成するように配置された複数の画素３０５、３０６、３０７を備える。複数の画素は、受光画素３０５、オプティカルブラック画素（以下、ＯＢ画素）３０６、参照画素３０７を含む。撮像装置は、さらに、垂直走査回路３０１、列回路３０２、水平走査回路３０３、出力制御回路３０４、出力線３０８、駆動制御線３０９、出力制御線３１０、メモリ３１１、および、信号処理部３１２を備える。
【００３２】
１つの行に含まれる複数の画素３０５、３０６、３０７は、共通の駆動制御線３０９に接続される。垂直走査回路３０１は、駆動制御線３０９を介して、複数の画素３０５、３０６、３０７に駆動信号を供給する。駆動信号に基づいて、１つの行に含まれる複数の画素３０５、３０６、３０７から画素信号が出力線３０８に並行して出力される。１つの列に含まれる複数の画素３０５、３０６、３０７が、共通の出力線３０８に接続される。出力線３０８に出力された画素信号は、列回路３０２に入力される。出力線３０８のそれぞれに対して、１つの列回路３０２が配される。列回路３０２は、画素信号の増幅、画素信号に対するアナログデジタル変換、画素信号の保持、画素信号のノイズの除去などの動作を行う。水平走査回路３０３によって、列回路３０２から画素信号を順次読み出す。メモリ３１１は、参照画素３０７の異常に関する情報を保持する。信号処理部３１２は、参照画素３０７からの画素信号と、メモリ３１１に保持された情報とを用いて、故障検知信号の正誤を判断する。
【００３３】
受光画素３０５は、外部からの光を受けるように構成される。受光画素３０５は、入射光に応じた画素信号を出力する。ＯＢ画素３０６は、不図示の遮光膜に覆われている。遮光膜は、受光画素３０５を露出するように配置される。ＯＢ画素３０６は、入射光がない状態に対応したレベル、つまり、ダークレベルの画素信号を出力する。ＯＢ画素３０６の出力する画素信号は、画素ごとに異なるノイズ成分を含みうる。そのため、ＯＢ画素３０６の出力する画素信号が、位置に応じて異なる可能性がある。しかし、ノイズ成分の量は、例えば製造ばらつきや熱雑音に起因するため、ランダムである。したがって、ＯＢ画素３０６からの画素信号は、行や列の位置を特定するための情報ではない。
【００３４】
参照画素３０７は、故障検知信号を構成するための画素信号を出力する。本実施例には、上述の説明した故障検知信号のいずれかが用いられる。本実施例では、出力制御回路３０４が、参照画素３０７の出力する画素信号のレベルを制御する。具体的には、出力制御回路３０４が、所定の電圧を出力制御線３１０に供給する。参照画素３０７は、出力制御線３１０の電圧に応じたレベルの画素信号を出力する。参照画素３０７は、不図示の遮光膜に覆われていてもよい。あるいは、参照画素３０７はフォトダイオードを持たないので、参照画素３０７は露出していてもよい。
【００３５】
続いて、受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７の構成を説明する。図２（ａ）は、受光画素３０５およびＯＢ画素３０６の等価回路を示す。図２（ｂ）は、参照画素３０７の等価回路を示す。
【００３６】
図２（ａ）が示す通り、受光画素３０５およびＯＢ画素３０６は、フォトダイオード（以下、ＰＤと表記する）４０１を含む。ＰＤ４０１は、光電変換により入射光を電荷に変換する。つまり、ＰＤ４０１は光電変換部の１つの例である。受光画素３０５のＰＤ４０１には外部からの光が入射するため、受光画素３０５のＰＤ４０１には光電変換により生じた電荷が蓄積される。一方、ＯＢ画素３０６のＰＤ４０１は遮光されている。そのため、ＯＢ画素３０６のＰＤ４０１には、暗電流などのノイズとなりうる電荷が蓄積される。なおＯＢ画素３０６のＰＤ４０１は省略されてもよい。
【００３７】
図２（ｂ）が示す通り、参照画素３０７は、ＰＤ４０１を含まない。代わりに、参照画素３０７は、出力制御線３１０に接続される。本実施例では、電圧Ｖａを供給する出力制御線３１０と、電圧Ｖａとは異なる電圧Ｖｂを供給する出力制御線３１０とが、参照画素３０７に接続される。出力制御回路３０４が、２つの出力制御線３１０のどちらに電圧を供給するかを選択する。このような構成により、参照画素３０７は、電圧Ｖａに対応したレベルの画素信号と、電圧Ｖｂに対応したレベルの画素信号とを選択的に出力できる。なお、参照画素３０７が異なるレベルの複数の画素信号を出力しない場合は、参照画素３０７は、電圧Ｖａを供給する出力制御線３１０または電圧Ｖｂを供給する出力制御線３１０のいずれか一方のみに接続されていればよい。
【００３８】
受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７は、転送トランジスタ４０２を含む。受光画素３０５およびＯＢ画素３０６の転送トランジスタ４０２は、ＰＤ４０１の電荷をフローティングディフュージョン（ＦＤ）ノードに転送する。一方、参照画素３０７の転送トランジスタ４０２は、電圧Ｖａまたは電圧ＶｂをＦＤノードに伝達する。転送トランジスタ４０２のゲートは、駆動信号ＴＸを供給する駆動制御線３０９に接続される。駆動信号ＴＸによって転送トランジスタ４０２が制御される。
【００３９】
受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７は、増幅トランジスタ４０４を含む。ＦＤノードが、増幅トランジスタ４０４のゲートに接続される。増幅トランジスタ４０４は、ＦＤノードの電圧に基づく画素信号を出力線３０８へ出力する。例えば、増幅トランジスタ４０４と、出力線３０８に接続された不図示の電流源とが、ソースフォロア回路を構成する。
【００４０】
受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７は、リセットトランジスタ４０３を含む。リセットトランジスタ４０３は、ＦＤノードの電圧をリセットする。リセットトランジスタ４０３のドレインはリセット電圧Ｖｒｅｓを供給するノードに接続される。本実施例では、リセット電圧Ｖｒｅｓとして電源電圧Ｖｄｄが用いられている。リセットトランジスタ４０３のゲートは、駆動信号ＲＥＳを供給する駆動制御線３０９に接続されている。駆動信号ＲＥＳにより、リセットトランジスタ４０３はオンとオフとに制御される。
【００４１】
受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７は、選択トランジスタ４０５を含む。増幅トランジスタ４０４と出力線３０８との間の電気経路に、選択トランジスタ４０５が配される。選択トランジスタ４０５のゲートは、駆動信号ＳＥＬを供給する駆動制御線３０９に電気的に接続されている。駆動信号ＳＥＬに応じて、選択トランジスタ４０５はオンとオフとに制御される。選択トランジスタ４０５がオンのときに、対応する増幅トランジスタ４０４から出力線３０８に画素信号が出力される。１つの出力線３０８に接続された複数の画素のうち、一部の画素の選択トランジスタ４０５がオンし、他の画素の選択トランジスタ４０５がオフすることにより、画素信号を出力する画素が選択される。１つの出力線３０８に接続された２つ以上の画素が同時に選択されてもよい。
【００４２】
このような構成により、受光画素３０５は、入射光に応じた画素信号を出力することができる。ＯＢ画素３０６は、ダークレベルの画素信号を出力することができる。また、参照画素３０７は、電圧Ｖａに対応したレベルの画素信号、および、電圧Ｖｂに対応したレベルの画素信号を選択的に出力する。
【００４３】
受光画素３０５、および、参照画素３０７の構造を詳細に説明する。図１０は、撮像装置の受光画素３０５、および、参照画素３０７の平面構造を模式的に示す図である。図２で示した部材と同じ機能を有する部材については、図２で付した符号と同じ符号が図１０においても付されている。
【００４４】
電源配線２０１は、画像取得用の画素に電源電圧ＶＤＤを伝送する配線である。受光画素３０５は、ＰＤ４０１の一部である半導体領域２０３を有する。半導体領域２０３は、光電変換によって生じた電荷を蓄積する電荷蓄積部である。ここでは、半導体領域２０３の導電型はＮ型であるとする。また、半導体領域２０３が蓄積する電荷が電子であるとする。
【００４５】
受光画素３０５は、転送トランジスタ４０２のゲート２０４、ＦＤノードの一部である浮遊拡散領域２０５を有する。なお、図１０は、２つの受光画素３０５が１つの増幅トランジスタ４０４を共有する構成を示す。そのため、第１の受光画素３０５Ａに含まれる半導体領域２０３および浮遊拡散領域２０５の組と、第２の受光画素３０５Ｂに含まれる半導体領域２０３および浮遊拡散領域２０５の組とが示されている。
【００４６】
受光画素３０５は、選択トランジスタ４０５のゲート２０６（選択ゲート）、増幅トランジスタ４０４のゲート２０７（増幅ゲート）、リセットトランジスタ４０３のゲート２０８（リセットゲート）を有する。さらに受光画素３０５は、ＦＤ接続コンタクト２０９、第１のＦＤ接続配線２１０、および、第２のＦＤ接続配線２１１を含む。以下、コンタクトをＣＮＴと表す。
【００４７】
半導体領域２０３は転送ゲート２０４を介して浮遊拡散領域２０５に接続されている。半導体領域２０３に蓄積された電荷は、転送ゲート２０４を介して浮遊拡散領域２０５へ転送される。浮遊拡散領域２０５はＦＤ接続ＣＮＴ２０９とＦＤ接続配線２１０、２１１とを介して増幅ゲート２０７に接続される。
【００４８】
浮遊拡散領域２０５はＦＤ接続ＣＮＴ２０９とＦＤ接続配線２１０、２１１を介してリセットトランジスタ４０３に接続される。
【００４９】
参照画素３０７の一部の構成は、受光画素３０５と同じである。受光画素３０５と同じ構造の部分には、受光画素３０５と同じ符号が付してある。重複する説明は省略する。なお、図１０は、２つの参照画素３０７が１つの増幅トランジスタ４０４を共有する構成を示す。そのため、第１の参照画素３０７Ａに含まれる半導体領域２０３および浮遊拡散領域２０５の組と、第２の参照画素３０７Ｂに含まれる半導体領域２０３および浮遊拡散領域２０５の組とが示されている。
【００５０】
参照画素３０７のＰＤ４０１を構成する半導体領域２０３は、第１の電圧供給線２１２または第２の電圧供給線１１３に接続される。第１の電圧供給線２１２または第２の電圧供給線１１３は、出力制御線３１０を構成する配線である。半導体領域２０３と電圧供給線２１２、２１３との接続は、ＣＮＴ２１５、配線２１４、および、ビア２１３を介してなされる。ビア２１３は、電圧供給線２１２、２１３と配線２１４とを接続する。
【００５１】
電圧供給線２１２と電圧供給線２１３は、参照画素３０７のＰＤ４０１の上部に配されている。換言すれば、受光面に対する平面視において、電圧供給線２１２とＰＤ４０１とが重なっており、電圧供給線１１３とＰＤ４０１とが重なっている。
【００５２】
参照画素３０７においては、半導体領域２０３に電圧供給線２１２または電圧供給線２１３より印加された電位が、転送トランジスタ４０２を介して浮遊拡散領域２０５へ出力される。
【００５３】
図１０で説明した受光画素３０５、および、参照画素３０７の構造について、ＰＤ４０１を中心に図１１を用いてさらに説明する。図１１は、受光画素３０５と、参照画素３０７のＰＤ４０１と、転送トランジスタ４０２とを示した図である。図１０で示した部材と同じ部材については、図１０で付された符号と同じ符号が図１１でも付されている。
【００５４】
まず、受光画素３０５について説明する。平面視において、電荷を蓄積する半導体領域２０３は、Ｐ型の半導体領域２２０と重なっている。図１２を用いて後述するが、半導体領域２２０は、半導体領域２０３の表面を保護する表面保護層として機能する。以降、半導体領域２２０を表面保護層として表記することがある。
【００５５】
次に、参照画素３０７について説明する。平面視において、半導体領域２０３においてＣＮＴ３１５が接続された部分と、転送ゲート２０４との間に、Ｐ型の半導体領域２２１が設けられている。
【００５６】
図１２（ａ）は、図１１において、線Ｃ−Ｄにおける画素の断面構造を模式的に示す図である。図１２（ｂ）は、図１１において、線Ａ−Ｂにおける画素の断面構造を模式的に示す図である。
【００５７】
まず、図１２（ａ）に示した、受光画素３０５（線Ｃ−Ｄに対応する断面）について説明する。電荷を蓄積する半導体領域２０３は、Ｐ型の半導体領域２２０の下部に形成されている。これにより、半導体領域２２０は、半導体領域２０３の表面を保護する表面保護層として機能する。半導体領域２２０は、半導体基板の主面２５０と、半導体領域２０３との間に形成されている。
【００５８】
次に、図１２（ｂ）に示した、参照画素３０７（線Ａ−Ｂに対応する断面）について説明する。電荷を蓄積する半導体領域２０３の一部の領域に、ＣＮＴ２１５が接続されている。このＣＮＴ２１５下部には、半導体領域２２１は形成されていない。また、半導体領域２０３においてＣＮＴ２１５が接続された部分と、転送ゲート２０４との間には、半導体領域２２１が設けられている。また、半導体領域２２１と半導体領域２０３が平面視において重なる部分については、半導体領域２２１の下部に半導体領域２０３が設けられている。半導体領域２２１は、半導体基板の主面２５０と、半導体領域２０３との間に形成されている。
【００５９】
半導体領域２０３の導電型がＮ型であるとすると、半導体領域２２１の導電型はＰ型である。このため、半導体領域２２１は半導体領域２０３Ａに比べて低い電位となっている。つまり、半導体領域２２１の電位は、転送ゲート２０４のオフ時の電位と、半導体領域２０３の電位との間の電位となっている。半導体領域２２１が形成されていない場合には、転送ゲート２０４には、転送ゲート２０４と半導体領域２０３との間の電位差に対応する電界が印加されている。一方、本実施例では半導体領域２２１を備えることにより、転送ゲート２０４には、転送ゲート２０４と半導体領域２２１との間の電位差に対応する電界に緩和される。これにより、参照画素３０７の転送トランジスタ４０２２の故障を生じにくくさせることができる。つまり、本実施例の画素構成によれば、参照画素３０７の故障を生じにくくすることができる。
【００６０】
なお、半導体領域２０３とＣＮＴ２１５との間に、半導体領域２０３と同じ導電型であって、半導体領域２０３よりも不純物濃度が高い半導体領域が配されてもよい。このような構成によれば、接続抵抗を下げることができる。
【００６１】
次に、受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７の動作を説明する。図３は、駆動信号ＳＥＬ、駆動信号ＲＥＳ、および、駆動信号ＴＸのタイミングチャート図である。駆動信号がハイレベルのときに、対応するトランジスタがオンする。駆動信号がローレベルのときに、対応するトランジスタがオフする。図３は、さらに、ＦＤノードの電圧を示している。
【００６２】
時刻Ｔ１に選択トランジスタ４０５がオンする。この時、リセットトランジスタ４０３はオンしている。そのため、ＦＤノードの電圧はリセット電圧Ｖｒｅｓである。選択トランジスタ４０５がオンした後、リセットトランジスタ４０３がオフする。増幅トランジスタ４０４が、リセット電圧Ｖｒｅｓに応じたレベルの画素信号（ノイズ信号）を出力線３０８に出力する。
【００６３】
時刻Ｔ２に転送トランジスタ４０２がオンする。受光画素３０５およびＯＢ画素３０６においては、ＰＤ４０１の電荷がＦＤノードに転送される。ＦＤノードの電圧が、リセット電圧Ｖｒｅｓから信号電圧Ｖｓｉｇに変化する。増幅トランジスタ４０４が、電圧Ｖｓｉｇに応じたレベルの画素信号を出力線３０８に出力する。
【００６４】
参照画素３０７では、転送トランジスタ４０２がオンすると、出力制御回路３０４が出力している電圧Ｖａまたは電圧Ｖｂが、ＦＤノードに供給される。電圧Ｖａが供給されている場合は、ＦＤノードの電圧が、リセット電圧Ｖｒｅｓから電圧Ｖａに変化する。電圧Ｖｂが供給されている場合は、ＦＤノードの電圧が、リセット電圧Ｖｒｅｓから電圧Ｖｂに変化する。増幅トランジスタ４０４が、電圧Ｖａまたは電圧Ｖｂに応じたレベルの画素信号を出力線３０８に出力する。参照画素３０７から出力された画素信号は、故障検知信号を構成する。
【００６５】
時刻Ｔ３に、リセットトランジスタ４０３がオンし、続いて、選択トランジスタ４０５がオフする。これにより、１行に含まれる複数の画素３０５、３０６、３０７からの画素信号の読み出し動作が終了する。
【００６６】
列回路３０２は、リセット時に出力されたノイズ信号を用いて、画素信号の差分処理を行う。これにより、ノイズを低減した画素信号を得ることができる。列回路３０２は、さらに、必要に応じて、画素信号の保持、ＡＤ変換などの処理を行う。
【００６７】
本実施例では、同じ行に含まれる受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７が、共通の駆動制御線３０９に接続されている。そのため、受光画素３０５やＯＢ画素３０６から画素信号が読み出されるのと並行して、参照画素３０７から画素信号が読み出される。前述の通り、参照画素３０７から画素信号は、その属する行を示す故障検知信号を構成する。そのため、このような構成により、指定された行から正常に画素信号が出力されたか否かを判断することができる。なお、同じ行に含まれる受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７は、それぞれ、電気的に分離された個別の駆動制御線に接続されてもよい。同じ行の受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７が、共通の駆動制御線３０９に接続されることは、これらの画素信号を並行して読み出す構成の１つの例である。
【００６８】
参照画素３０７の出力する画素信号が構成する故障検知信号を詳細に説明する。本実施例の故障検知信号には、デジタル信号が用いられる。すなわち、参照画素３０７の画素信号は、デジタル信号の各ビットの信号値に相当する。図３が示す通り、電圧Ｖａに対応したレベルの画素信号が「０」を表し、電圧Ｖｂに対応したレベルの画素信号が「１」を表す。
【００６９】
図４は、図１に示されたＸ行、Ｙ行、および、Ｚ行から出力される画素信号を模式的に示している。ハッチングされた図形が、参照画素３０７からの画素信号を示す。白抜きの図形が、受光画素３０５またはＯＢ画素３０６の信号を示す。
【００７０】
Ｘ行およびＹ行は、それぞれ、受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７を含む。そのため、入射光に応じたレベルの画素信号（受光画素３０５またはＯＢ画素３０６の画素信号）と、故障検知信号を構成するための画素信号（参照画素３０７の画素信号）とが、並列に、列回路３０２に読み出される。その後、水平走査回路３０３の制御に応じて、まず参照画素３０７の画素信号が信号処理部３１２へ出力される。続いて、受光画素３０５またはＯＢ画素３０６の画素信号が信号処理部３１２へ出力される。図４が例示するように、Ｘ行を示す故障検知信号は、信号値「０１０」を持つ。また、Ｙ行を示す故障検知信号は、信号値「１１０」を持つ。このように、Ｘ行の故障検知信号の信号値と、Ｙ行の故障検知信号の信号値とは互いに異なる。Ｚ行は、参照画素３０７のみを含む。そのため、Ｚ行からは、参照画素３０７からの画素信号のみ、つまり、故障検知信号のみが出力される。Ｚ行の参照画素３０７の出力する画素信号は、Ｚ行に対応する故障検知信号と、受光画素３０５を含む各列に対応する故障検知信号とを構成し得る。
【００７１】
続いて、故障検知信号に基づいて、撮像装置が正常に画素信号を出力しているか否かを判断する方法を説明する。図５は、撮像装置の動作を判断するためのフローチャートである。この判断処理は、例えば、信号処理部３１２によって行われる。
【００７２】
ステップＳ５００で、Ｘ行目の画素信号を取得する。図４で説明したとおり、Ｘ行目の画素信号として、受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７の画素信号が出力される。ステップＳ５０１で、各画素信号について、参照画素３０７から出力されたか否かの判定を行う。読み出された出力された画素信号が、参照画素３０７からの画素信号でない場合、つまり、受光画素３０５、または、ＯＢ画素３０６からの画素信号である場合は、読み出された画素信号は故障検知信号を構成しない。そのため、故障の判定を行わない（ステップＳ５０２）。読み出された画素信号が、参照画素３０７からの画素信号である場合は、故障検知信号の正誤を判定する処理を行う。
【００７３】
まず、ステップＳ５０３で、参照画素３０７の異常に関する情報を取得する。本実施例では、異常のある参照画素３０７の位置を示す情報が、メモリ３１１に保持されている。続いて、ステップ５０４では、参照画素３０７の異常に関する情報を用いて、読み出された画素信号が、異常のある参照画素３０７から出力されているかを判定する。具体的には、当該参照画素３０７の位置が、メモリ３１１に記憶された異常画素の位置に一致するかを判定する。ここで、当該参照画素３０７の位置が異常画素の位置の情報と一致しない場合は、当該参照画素３０７には異常がないと判定する。つまり、参照画素３０７から出力された画素信号により構成される故障検知信号は、正しい信号値を持つと判定する。一方、当該参照画素３０７の位置が異常画素の位置の情報と一致する場合は、当該参照画素３０７は異常画素であると判定する。つまり、参照画素３０７から出力された画素信号により構成される故障検知信号が、誤った信号値を持つと判定する。このように、ステップＳ５０４では、信号処理部が、参照画素３０７から出力された画素信号により構成される故障検知信号が、正しいか、あるいは、誤っているかを判定している。
【００７４】
故障検知信号が誤りである場合は、ステップＳ５０５において、故障検知信号が無効であることを示す情報を付加する。図５は、３ビットのデジタル信号の最後のビットが、異常のある参照画素３０７からの画素信号である例を示している。‘そこで、ステップＳ５０５において、無効であることを示す情報として「１」を付与している。なお、故障検知信号を無効化する方法は、これに限定されない。
【００７５】
ステップＳ５０６では、前のステップで得られた信号値を持つ故障検知信号を、Ｘ行目を示す故障検知信号として生成する。得られた故障検知信号が正しい場合は、画素信号の信号値がそのまま用いられる。得られた故障検知信号が誤っている場合は、無効化された故障検知信号が生成される。
【００７６】
ステップＳ５０７では、生成された故障検知信号を、Ｘ行目の故障検知信号の期待値と比較する。故障検知信号の信号値が期待値に一致した場合は、ステップＳ５０８で撮像装置が正常に動作していると判定する。そして、次の行の読み出し動作に移行する。また、無効化された故障検知信号が生成された場合も、次の行の読み出し動作に移行する。
【００７７】
ステップＳ５０７において故障検知信号の信号値が期待値に一致しない場合は、ステップＳ５０９で撮像装置の動作に異常があると判定する。つまり、撮像装置に故障が生じたと判断する。この場合は、ステップＳ５１０で、撮像装置の動作を停止する、あるいは、撮像装置が故障したことを示す警告を行う。
【００７８】
以上に説明した通り、本実施例では、参照画素３０７の異常に関する情報を用いて、故障検知信号の正誤を判定している。このような構成により、撮像装置が正常に動作しているにも関わらず、撮像装置が故障していると誤って判断される可能性を低減することができる。結果として、撮像装置の故障を正確に検知することができる。
【００７９】
以上の説明では、各行の故障検知信号を例に挙げたが、各列の故障検知信号を用いて撮像装置の動作の判定を行ってもよい。この場合、明細書中の「行」を「列」に読み替えればよい。
【実施例２】
【００８０】
実施例２について説明する。実施例２は、故障検知信号が誤っている場合に別の信号で置換する点で、実施例１と異なる。そこで、以下では主として実施例１と異なる部分を説明し、実施例１と同様の部分についての説明を省略する。
【００８１】
本実施例の撮像装置の構成は、実施例１と同じである。すなわち、図１は、実施例２に係る撮像装置の構成を模式的に示している。詳細な説明は省略する。
【００８２】
本実施例の受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７の構成および動作は、実施例１と同じである。すなわち、図２は、本実施例の本実施例の受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７の等価回路を示している。受光画素３０５、および、参照画素３０７の構造は図１３乃至図１５に示されている。また、図３は、本実施例の撮像装置に用いられる駆動信号のタイミングチャート図である。詳細な説明は省略する。
【００８３】
本実施例で用いられる故障検知信号は、実施例１の故障検知信号と同じである。すなわち、図４は、図１に示されたＸ行、Ｙ行、および、Ｚ行から出力される画素信号を模式的に示している。詳細な説明は省略する。
【００８４】
続いて、故障検知信号に基づいて、撮像装置が正常に画素信号を出力しているか否かを判断する方法を説明する。図６は、撮像装置の動作を判断するためのフローチャートである。この判断処理は、例えば、信号処理部３１２によって行われる。図５と同様の動作の部分は、図５と同じ符号を付してある。
【００８５】
ステップＳ５００で、Ｘ行目の画素信号を取得する。図４で説明したとおり、Ｘ行目の画素信号として、受光画素３０５、ＯＢ画素３０６、および、参照画素３０７の画素信号が出力される。ステップＳ５０１で、各画素信号について、参照画素３０７から出力されたか否かの判定を行う。読み出された出力された画素信号が、参照画素３０７からの画素信号でない場合、つまり、受光画素３０５、または、ＯＢ画素３０６からの画素信号である場合は、読み出された画素信号は故障検知信号を構成しない。そのため、故障の判定を行わない（ステップＳ５０２）。読み出された画素信号が、参照画素３０７からの画素信号である場合は、故障検知信号の正誤を判定する処理を行う。
【００８６】
まず、ステップＳ５０３で、参照画素３０７の異常に関する情報を取得する。本実施例では、異常のある参照画素３０７の位置を示す情報が、メモリ３１１に保持されている。続いて、ステップ５０４では、参照画素３０７の異常に関する情報を用いて、読み出された画素信号が、異常のある参照画素３０７から出力されているかを判定する。具体的には、当該参照画素３０７の位置が、メモリ３１１に記憶された異常画素の位置に一致するかを判定する。ここで、当該参照画素３０７の位置が異常画素の位置の情報と一致しない場合は、当該参照画素３０７には異常がないと判定する。つまり、参照画素３０７から出力された画素信号により構成される故障検知信号は、正しい信号値を持つと判定する。一方、当該参照画素３０７の位置が異常画素の位置の情報と一致する場合は、当該参照画素３０７は異常画素であると判定する。つまり、参照画素３０７から出力された画素信号により構成される故障検知信号が、誤った信号値を持つと判定する。このように、ステップＳ５０４では、信号処理部が、参照画素３０７から出力された画素信号により構成される故障検知信号が、正しいか、あるいは、誤っているかを判定している。
【００８７】
故障検知信号が誤りである場合は、ステップＳ６０１において、メモリ３１１に保持された正しい故障検知信号を取得する。メモリ３１１は、参照画素３０７の異常に関する情報のほかに、異常のある参照画素３０７からの出力信号の構成すべき故障検知信号を保持している。例えば、メモリ３１１は全ての故障検知信号を記憶していてもよい。この場合、異常に関する情報に基づいて、関連する故障検知信号を選択する。あるいは、メモリ３１１は、異常のある参照画素３０７に関連する故障検知信号のみを保持していてもよい。
【００８８】
続いて、ステップＳ６０２で、参照画素３０７の画素信号によって構成された故障検知信号を、メモリに保持された別の故障検知信号に置換する。
【００８９】
ステップＳ５０６では、前のステップで得られた信号値を持つ故障検知信号を、Ｘ行目を示す故障検知信号として生成する。得られた故障検知信号が正しい場合は、画素信号の信号値がそのまま用いられる。得られた故障検知信号が誤っている場合は、置換された故障検知信号が生成される。
【００９０】
ステップＳ５０７では、生成された故障検知信号を、Ｘ行目の故障検知信号の期待値と比較する。故障検知信号の信号値が期待値に一致した場合は、ステップＳ５０８で撮像装置が正常に動作していると判定する。そして、次の行の読み出し動作に移行する。また、無効化された故障検知信号が生成された場合も、次の行の読み出し動作に移行する。
【００９１】
ステップＳ５０７において故障検知信号の信号値が期待値に一致しない場合は、ステップＳ５０９で撮像装置の動作に異常があると判定する。つまり、撮像装置に故障が生じたと判断する。この場合は、ステップＳ５１０で、撮像装置の動作を停止する、あるいは、撮像装置が故障したことを示す警告を行う。
【００９２】
以上に説明した通り、本実施例では、参照画素３０７の異常に関する情報を用いて、故障検知信号の正誤を判定している。このような構成により、撮像装置が正常に動作しているにも関わらず、撮像装置が故障していると誤って判断される可能性を低減することができる。結果として、撮像装置の故障を正確に検知することができる。
【００９３】
以上の説明では、各行の故障検知信号を例に挙げたが、各列の故障検知信号を用いて撮像装置の動作の判定を行ってもよい。この場合、明細書中の「行」を「列」に読み替えればよい。
【実施例３】
【００９４】
移動体の実施例について説明する。本実施例の移動体は、車載カメラを備えた自動車である。図７（ａ）は、自動車１００の外観と主な内部構造を模式的に示している。自動車１００は、撮像装置１０２、撮像システム用集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１０３、警報装置１１２、主制御部１１３を備える。
【００９５】
図８は、本実施例の撮像装置１０２の構成を模式的に示す。上述の実施例１〜２で説明した撮像装置との相違は、撮像装置１０２は、図１のメモリ３１１および信号処理部３１２を備えていないことである。撮像装置１０２の他の構成は、図１に示された構成と同じである。そのため、実施例１および実施例２の説明を援用し、ここでは説明の繰り返しを省略する。
【００９６】
警報装置１１２は、撮像システム、車両センサ、制御ユニットなどから異常を示す信号を受けたときに、運転手へ向けて警告を行う。主制御部１１３は、撮像システム、車両センサ、制御ユニットなどの動作を統括的に制御する。なお、自動車１００が主制御部１１３を備えていなくてもよい。この場合、撮像システム、車両センサ、制御ユニットが個別に通信インターフェースを有して、それぞれが通信ネットワークを介して制御信号の送受を行う（例えばＣＡＮ規格）。
【００９７】
図８（ｂ）は、自動車１００のシステム構成を示すブロック図である。自動車１００は、第１の撮像装置１０２と第２の撮像装置１０２を含む。つまり、本実施例の車載カメラはステレオカメラである。撮像装置１０２には、光学部１１４により被写体像が結像される。撮像装置１０２から出力された画素信号は、画像前処理部１１５によって処理され、そして、撮像システム用集積回路１０３に伝達される。画像前処理部１１５は、Ｓ−Ｎ演算や、同期信号付加などの処理を行う。
【００９８】
撮像システム用集積回路１０３は、画像処理部１０４、メモリ１０５、光学測距部１０６、視差演算部１０７、物体認知部１０８、異常検出部１０９、および、外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１１６を備える。画像処理部１０４は、画素信号を処理して画像信号を生成する。また、画像処理部１０４は、画像信号の補正や異常画素の補完を行う。メモリ１０５は、画像信号を一時的に保持する。また、メモリ１０５は、既知の撮像装置１０２の異常画素の位置を記憶していてもよい。光学測距部１０６は、画像信号を用いて被写体の合焦または測距を行う。視差演算部１０７は、視差画像の被写体照合（ステレオマッチング）を行う。物体認知部１０８は、画像信号を解析して、自動車、人物、標識、道路などの被写体の認知を行う。異常検出部１０９は、撮像装置１０２の故障、あるいは、誤動作を検知する。異常検出部１０９は、故障や誤動作を検知した場合には、主制御部１１３へ異常を検知したことを示す信号を送る。外部Ｉ／Ｆ部１１６は、撮像システム用集積回路１０３の各部と、主制御部１１３あるいは種々の制御ユニット等との間での情報の授受を仲介する。
【００９９】
自動車１００は、車両情報取得部１１０および運転支援部１１１を含む。車両情報取得部１１０は、速度・加速度センサ、角速度センサ、舵角センサ、測距レーダ、圧力センサなどの車両センサを含む。
【０１００】
運転支援部１１１は、衝突判定部を含む。衝突判定部は、光学測距部１０６、視差演算部１０７、物体認知部１０８からの情報に基づいて、物体との衝突可能性があるか否かを判定する。光学測距部１０６や視差演算部１０７は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。
【０１０１】
運転支援部１１１が他の物体と衝突しないように自動車１００を制御する例を説明したが、他の車両に追従して自動運転する制御や、車線からはみ出さないように自動運転する制御などにも適用可能である。
【０１０２】
自動車１００は、さらに、エアバッグ、アクセル、ブレーキ、ステアリング、トランスミッション等の走行に用いられる駆動部を具備する。また、自動車１００は、それらの制御ユニットを含む。制御ユニットは、主制御部１１３の制御信号に基づいて、対応する駆動部を制御する。
【０１０３】
本実施例において、撮像システム用集積回路１０３の異常検出部１０９は、撮像装置１０２から画素信号が正常に出力されているかを判断する。そのため、異常検出部１０９は、撮像装置１０２から出力される複数の故障検知信号を受け取る。撮像装置１０２の出力する故障検知信号は、上述の各実施例で説明したものと同じである。また、異常検出部１０９が撮像装置１０２の動作を判断する方法は、図５または図６およびその説明箇所に示された方法と同じである。すなわち、実施例１〜２の全ての説明が、本実施例に援用される。
【０１０４】
図５および図６が示すように、異常検出部１０９は、メモリ１０５に保持された撮像装置の画素の異常に関する情報を用いて、故障検知信号が正しいか誤っているかを判断する。そして、故障検知信号が誤っている場合には、図５に示されるように、故障検知信号を無効にする。あるいは、図８に示されるように、取得した故障検知信号を別の信号に置換する。この場合、置換するための正しい故障検知信号は、メモリ１０５に保持されている。
【０１０５】
このように、実施例１および実施例２において信号処理部３１２が行っていた撮像装置の故障の判定は、本実施例においては、撮像システム用集積回路１０３の異常検出部１０９によって行われる。すなわち、撮像システム用集積回路１０３は、撮像装置の故障の判定を行う信号処理部として機能している。
【０１０６】
本実施例に用いられた撮像システムは、自動車に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体（移動装置）に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。
【０１０７】
なお、移動体の変形例として、撮像装置１０２に実施例１または実施例２で説明した撮像装置が用いられてもよい。
【０１０８】
以上に説明した通り、本実施例の移動体は、撮像装置の画素の異常に関する情報を用いて、故障検知信号の正誤を判定する信号処理部を備えている。このような構成により、撮像装置が正常に動作しているにも関わらず、撮像装置が故障していると誤って判断される可能性を低減することができる。結果として、撮像装置の故障を正確に検知することができる。
【実施例４】
【０１０９】
撮像システムの実施例について説明する。撮像システムとして、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、カメラヘッド、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星などがあげられる。図９に、撮像システムの例としてデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
【０１１０】
図９において、１００１はレンズの保護のためのバリアである。１００２は被写体の光学像を撮像装置１００４に結像させるレンズである。１００３はレンズ１００２を通った光量を可変するための絞りである。撮像装置１００４には、図８に示された撮像装置が用いられる。
【０１１１】
１００７は撮像装置１００４より出力された画素信号に対して、補正やデータ圧縮などの処理を行い、画像信号を取得する信号処理部である。そして、図９において、１００８は撮像装置１００４および信号処理部１００７に、各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、１００９はデジタルスチルカメラ全体を制御する全体制御部である。１０１０は画像データを一時的に記憶する為のフレームメモリ部である。１０１１は記録媒体に記録または読み出しを行うためのインターフェース部である。１０１２は撮像データの記録または読み出しを行う為の半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体である。１０１３は外部コンピュータ等と通信する為のインターフェース部である。
【０１１２】
なお、撮像システムは少なくとも撮像装置１００４と、撮像装置１００４から出力された画素信号を処理する信号処理部１００７とを有すればよい。その場合、他の構成は撮像システムの外部に配される。
【０１１３】
本実施例において、信号処理部１００７は、撮像装置１００４から画素信号が正常に出力されているかを判断する。そのため、信号処理部１００７は、撮像装置１００４から出力される複数の故障検知信号を受け取る。撮像装置１００４の出力する故障検知信号は、上述の各実施例で説明したものと同じである。また、信号処理部１００７が撮像装置１０２の動作を判断する方法は、図５または図６およびその説明箇所に示された方法と同じである。すなわち、実施例１〜２の全ての説明が、本実施例に援用される。
【０１１４】
図５および図６が示すように、信号処理部１００７は、メモリ１０１０に保持された撮像装置の画素の異常に関する情報を用いて、故障検知信号が正しいか誤っているかを判断する。そして、故障検知信号が誤っている場合には、図５に示されるように、故障検知信号を無効にする。あるいは、図８に示されるように、取得した故障検知信号を別の信号に置換する。この場合、置換するための正しい故障検知信号は、メモリ１０１０に保持されている。
【０１１５】
このように、実施例１および実施例２において信号処理部３１２が行っていた撮像装置の故障の判定は、本実施例においては、信号処理部１００７によって行われる。
【０１１６】
なお、撮像システムの変形例として、撮像装置１００４に実施例１または実施例２で説明した撮像装置が用いられてもよい。
【０１１７】
以上に説明した通り、本実施例の撮像システムは、撮像装置の画素の異常に関する情報を用いて、故障検知信号の正誤を判定する信号処理部を備えている。このような構成により、撮像装置が正常に動作しているにも関わらず、撮像装置が故障していると誤って判断される可能性を低減することができる。結果として、撮像装置の故障を正確に検知することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
３０５  受光画素
３０６  オプティカルブラック画素
３０７  参照画素
３１１  メモリ
３１２  信号処理部
１０２  撮像装置
１０３  撮像システム用集積回路
１００４  撮像装置
１００７  信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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