摄像装置和摄像系统

技术领域

本公开涉及摄像装置和摄像系统。

背景技术

安装在图像传感器上的ADC(模数转换器)包括单斜率ADC。该单斜率ADC通常使用DAC(数模转换器)作为斜坡电压发生器。DAC体系结构的示例包括分段电流型DAC，该分段电流型DAC具有数百个电流源。在分段电流型DAC中，通过对数百个电流源执行选择性接通/断开控制而产生的电流流过电阻器，从而提供斜坡电压(参见专利文献1)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开第2012-39299号

发明内容

在不允许DAC出现故障的使用情况下，需要进行测试以确定数百个电流源各自是否有故障。通常，这些测试是在图像传感器出厂时进行的。过去这些测试是通过将从各个电流源获得的电压输入到外部检查设备来进行的。然而，在将从各个电流源获得的电压输入到外部检查设备的情况下，寄生RC的影响、用于提高测量精度的处理等会增加测试时间。因此，期望提供一种使得能够缩短测试时间的摄像装置和摄像系统。

根据本公开的实施例的摄像装置包括：多个电流源，其包括第一组电流源和第二组电流源；以及控制单元，其控制所述第一组电流源的驱动以产生第一相位斜坡电压，并且控制所述第一组电流源和所述第二组电流源中的至少一个电流源的驱动以产生第二相位斜坡电压。

在根据本公开的实施例的摄像装置中，控制第一组电流源的驱动以产生第一相位斜坡电压。控制第一组电流源和第二组电流源中的至少一个电流源的驱动以产生第二相位斜坡电压。这使得能够例如基于第一相位斜坡电压和第二相位斜坡电压来检测第二组电流源中的至少一个电流源的故障。结果，即使不使用外部检查设备，也可以检测摄像装置的故障。此外，无需使用外部检查设备。这也使得能够排除寄生RC的影响、用于提高测量精度的处理等。

根据本公开的实施例的摄像系统包括：多个电流源，其包括第一组电流源和第二组电流源；控制单元，其控制所述第一组电流源的驱动以产生第一相位斜坡电压，并且控制所述第一组电流源和所述第二组电流源中的至少一个电流源的驱动以产生第二相位斜坡电压。所述摄像系统还包括故障检测单元，其基于所述第一相位斜坡电压和所述第二相位斜坡电压来检测所述第二组电流源中的至少一个电流源的故障。

根据本公开的实施例的摄像系统设置有故障检测单元，其基于第一相位斜坡电压和第二相位斜坡电压来检测第二组电流源中的至少一个电流源的故障。这使得即使不使用外部检查设备也可以检测摄像装置的故障。此外，无需使用外部检查设备。这也使得能够排除寄生RC的影响、用于提高测量精度的处理等。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的摄像装置的电路构造示例的图。

图2是示出图1中的摄像装置包括层叠的三个基板的示例的图。

图3是示出图2中的传感器像素的电路配置示例的图。

图4是示出图1中的DAC的电路构造示例的图。

图5是示出图4中的DAC的输出波形示例的图。

图6是示出图4中的第一移位寄存器的电路构造示例的图。

图7是示出图6中包括第一移位寄存器的DAC的输出波形示例的图。

图8是示出图4中的第一移位寄存器的电路构造示例的图。

图9是示出图8中包括第一移位寄存器的DAC的输出波形示例的图。

图10是示出由图4中的DAC进行的故障确定过程的示例的图。

图11是示出图1中的摄像装置的电路构造的变形例的图。

图12是示出包括根据上述实施例及其变形例中的任一个的摄像装置的摄像系统的示意性构造的示例的图。

图13是示出包括根据上述实施例及其变形例中的任一个的摄像装置的摄像系统的示意性构造的示例的图。

图14是示出由图12和图13中的摄像系统进行的摄像过程的示例的图。

图15是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。

图16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

下面参考附图详细描述用于实施本公开的形式。要注意的是，将以下面的顺序进行描述。

1.实施例(摄像装置)…图1至图10

2.变形例(摄像装置)…图11

3.应用示例(摄像系统)…图12至图14

4.实际应用示例(移动体)…图15和图16

<1.实施例>

[构造]

现在说明根据本公开的实施例的摄像装置1。图1示出了摄像装置1的电路构造示例。图2示出了摄像装置1包括层叠的三个基板的示例。根据本变形例的摄像装置1是安装有列并行ADC的CMOS图像传感器。摄像装置1包括像素阵列单元10，该像素阵列单元10包括以二维方式布置在矩阵(矩阵形状)中的多个传感器像素11。多个传感器像素11均包括光电转换元件。例如，如图2和图3所示，每个传感器像素11包括像素电路112和读出电路122。

像素电路112包括例如光电二极管PD、传输晶体管TR和浮动扩散部FD。传输晶体管TR电连接至光电二极管PD。浮动扩散部FD临时保持经由传输晶体管TR从光电二极管PD输出的电荷。光电二极管PD执行光电转换以产生与接收的光量相对应的电荷。光电二极管PD的阴极连接到传输晶体管TR的源极。光电二极管PD的阳极连接到参考电位线(例如，接地)。传输晶体管TR的漏极连接到浮动扩散部FD。传输晶体管TR的栅极连接到像素驱动线12。

在每个像素电路112中，浮动扩散部FD连接到相应的读出电路122的输入端。读出电路122包括例如复位晶体管RST、选择晶体管SEL和放大晶体管AMP。复位晶体管RST的源极(读出电路122的输入端)连接到浮动扩散部FD，并且复位晶体管RST的漏极连接到电源线VDD和放大晶体管AMP的漏极。复位晶体管RST的栅极连接至像素驱动线12。放大晶体管AMP的源极连接至选择晶体管SEL的漏极，并且放大晶体管AMP的栅极连接至复位晶体管RST的源极。选择晶体管SEL的源极(读出电路122的输出端)连接至垂直信号线13，并且选择晶体管SEL的栅极连接至像素驱动线12。

在传输晶体管TR导通的情况下，传输晶体管TR将光电二极管PD的电荷传输到浮动扩散部FD。复位晶体管RST将浮动扩散部FD的电位复位为预定电位。在复位晶体管RST导通的情况下，复位晶体管RST将浮动扩散部FD的电位复位为电源线VDD的电位。选择晶体管SEL控制来自读出电路122的像素信号的输出时序。放大晶体管AMP生成具有与浮动扩散部FD中保持的电荷的电平相对应的电压的信号作为像素信号。换句话说，放大晶体管AMP产生具有与传感器像素11接收的光量相对应的电压的信号作为像素信号。放大晶体管AMP被包括在源极跟随器型的放大器中。放大晶体管AMP输出具有与光电二极管PD中产生的电荷的电平相对应的电压的像素信号。在选择晶体管SEL导通的情况下，放大晶体管AMP放大浮动扩散部FD的电位，并且经由垂直信号线13将与该电位相对应的电压输出到列信号处理电路40。

注意，选择晶体管SEL可以设置在电源线VDD和放大晶体管AMP之间。在这种情况下，复位晶体管RST的漏极连接到电源线VDD和选择晶体管SEL的漏极。选择晶体管SEL的源极连接到放大晶体管AMP的漏极，并且选择晶体管SEL的栅极连接到像素驱动线12。放大晶体管AMP的源极(读出电路122的输出端)连接到垂直信号线13，并且放大晶体管AMP的栅极连接到复位晶体管RST的源极。

摄像装置1包括三个基板(第一基板110、第二基板120和第三基板130)。摄像装置1是具有三维结构的摄像装置，其中三个基板(第一基板110、第二基板120和第三基板130)结合在一起。第一基板110、第二基板120和第三基板130依次层叠。

第一基板110是在半导体基板111上包括多个像素电路112的基板。多个像素电路112分别进行光电转换。多个像素电路112以矩阵形式设置在第一基板110上。第二基板120是在半导体基板121上包括针对每个像素电路112的一个读出电路122的基板。读出电路122基于从像素电路112输出的电荷输出像素信号。第二基板120包括沿行方向延伸的多条像素驱动线12和沿列方向延伸的多条垂直信号线13。第三基板130是在半导体基板131上包括逻辑电路的基板。该逻辑电路处理像素信号。逻辑电路包括例如垂直驱动电路20、水平驱动电路30、列信号处理电路40、电压供应单元50、水平输出线47、系统控制电路60和故障检测单元70。换句话说，摄像装置1包括垂直驱动电路20、水平驱动电路30、列信号处理电路40、电压供应单元50、水平输出线47、系统控制电路60和故障检测单元70。逻辑电路将每个像素电路112的数字值输出到外部。

系统控制电路60基于主时钟生成时钟信号、控制信号等。系统控制电路60将时钟信号、控制信号等提供给垂直驱动电路20、水平驱动电路30、列信号处理电路40、电压供应单元50等。时钟信号用作垂直驱动电路20、水平驱动电路30、列信号处理电路40、电压供应单元50等的操作标准。

垂直驱动电路20包括例如移位寄存器等。垂直驱动电路20经由多条像素驱动线12控制多个传感器像素11的行扫描。

列信号处理电路40对从垂直驱动电路20选择的行中的每个传感器像素11提供的像素信号执行例如相关双采样(Correlated Double Sampling：CDS)处理。列信号处理电路40在摄像模式中执行例如CDS处理，以提取像素信号的信号电平，并保存与每个传感器像素11的接收的光量相对应的像素数据。列信号处理电路40在故障检测模式中执行例如CDS处理，以提取斜坡电压的信号电平，并保存与斜坡电压的信号电平相对应的像素数据。列信号处理电路40包括例如多个ADC(模数转换电路)40a。每条垂直信号线13设置有一个ADC 40a。列信号处理电路40例如在摄像模式中将逐列地从各个传感器像素11输出的模拟像素信号转换为数字信号，并输出该数字信号。列信号处理电路40例如在故障检测模式中将从DAC51输出的模拟斜坡信号转换为数字信号，并输出该数字信号。

具有斜坡波形的电压(斜坡电压V

ADC 40a包括例如比较器41、计数器(在图中示为CNT)42、传输开关43和存储器44。比较器41对应于本公开的“输出单元”的具体示例。

在摄像模式中，比较器41将与从像素阵列单元10的第n列中的每个传感器像素11输出的像素信号相对应的垂直信号线13的信号电压V

另外，在故障检测模式中，比较器41将垂直信号线13的信号电压V

在控制信号CS2的控制下，从系统控制电路60与向DAC 51同时地向计数器42提供时钟CK。计数器42与时钟CK同步地进行计数。从系统控制电路60提供控制信号CS2。计数器42例如在从比较器41的比较操作开始到比较器41的输出反转的时段内对时钟CK进行计数。

当计数器42的计数操作完成时，在控制信号CS3的控制下，传输开关43接通(闭合)。传输开关43将计数器42的计数结果传输到存储器44。从系统控制电路60提供控制信号CS3。这样，从各个传感器像素11经由垂直信号线13逐列提供的模拟信号通过ADC 40a中的比较器41和计数器42的相应操作被转换为N位数字信号。N位数字信号各自存储在存储器44中。

列信号处理电路40还包括例如多个开关45。每个垂直信号线13分配有一个开关45。每个开关45对应于本公开的“切换单元”的具体示例。每个开关45基于从系统控制电路60提供的控制信号CS4使施加有固定电压(例如，电源电压Vdd)的布线和各垂直信号线13连接和断开连接。例如，在摄像模式中，断开每个开关45促使每个开关45使得每个垂直信号线13的像素信号具有与传感器像素11接收的光量相对应的值。例如，在故障检测模式中，接通每个开关45促使每个开关45使得每个垂直信号线13的像素信号具有固定值(例如，电源电压Vdd)。列信号处理电路40还包括例如多个开关46。每个开关46基于从系统控制电路60提供的控制信号CS4使彼此相邻的两条垂直信号线13连接和断开连接。例如，在摄像模式中，断开每个开关45促使每个开关46将各个垂直信号线13的像素信号彼此分离。例如，在故障检测模式中，接通每个开关45促使每个开关46均衡各个垂直信号线13的像素信号。

水平驱动电路30包括移位寄存器等。水平驱动电路30控制列信号处理电路40中的ADC 40a的列地址和列扫描。在该水平驱动电路30的控制下，在各个ADC 40a中经过AD转换的N位数字信号被依次读出到水平输出线47，并通过水平输出线47作为图像数据输出。

电压供应单元50包括例如DAC(数字-模拟转换电路)51，DAC 51作为用于生成具有电平随时间逐步变化的所谓斜坡(RAMP)波形的电压(斜坡电压V

图4示出了DAC 51的电路构造示例。图5示出了DAC 51的输出波形示例。DAC51包括第一电流源51a、第二电流源51b、第一移位寄存器51c、第二移位寄存器51d和电阻器51e。电阻器51e串联连接至布线51f。第一移位寄存器51c对应于本公开的“控制单元”的具体示例。

第一电流源51a基于第一移位寄存器51c的控制来产生具有阶梯状斜坡波形的电压。第一电流源51a是包括多个电流源A的N位电流源DAC。多个电流源A经由开关并联连接至布线51f。图4例示了电流源A

第二电流源51b基于第二移位寄存器51d的控制将由第一电流源51a生成的具有阶梯状斜坡波形的电压校正为具有小阶梯斜坡波形的电压。第二电流源51b是包括多个电流源B的M位电流源DAC。多个电流源B具有比电流源A的电流值小的电流值。多个电流源B通过开关并联连接到布线51g。布线51g与布线51f连接。图4例示了电流源B

在布线51g中，DAC 51的输出端子51h连接在布线51g和布线51f相连接的部分与电阻器51e之间。这使得电阻器51e用作将从第一电流源51a和第二电流源51b提供的电流(斜坡电流)转换成电压(斜坡电压)的I-V转换器。

第一电流源51a和第二电流源51b根据第一移位寄存器51c和第二移位寄存器51d的控制在摄像模式中生成具有第一相位波形的电压和具有第二相位波形的电压。例如，在从每条垂直信号线13中读出浮动扩散部FD的电位的情况下，产生具有第一相位波形的电压。通过将第n列中的每个传感器像素11的浮动扩散部FD的电位复位为预定电位来获得浮动扩散部FD的电位。例如，在从每个垂直信号线13中读出与电荷的电平相对应的电压的情况下，产生具有第二相位波形的电压。在将第n列中的每个传感器像素11的浮动扩散部FD复位为预定电位之后，通过将电荷从光电二极管PD传输至浮动扩散部FD，来将电荷累积在浮动扩散部FD中。在摄像模式中，具有第一相位波形的电压由第一电流源51a中包括的多个电流源A和第二电流源51b中包括的多个电流源B产生。

第一电流源51a和第二电流源51b根据第一移位寄存器51c和第二移位寄存器51d的控制，例如，如图5所示，在故障检测模式中，产生具有第一相位波形的电压和具有第二相位波形的电压。这样，在本实施例中，与摄像模式一样，即使在故障检测模式中，第一电流源51a和第二电流源51b也产生具有第一相位波形的电压和具有第二相位波形的电压。然而，在摄像模式和故障检测模式的使用中，具有第一相位波形的电压和具有第二相位波形的电压彼此不同。因此，在故障检测模式中的第一相位波形和第二相位波形分别与摄像模式中的第一相位波形和第二相位波形不同。

在故障检测模式中，属于两组(第一组和第二组)中的一者(第一组)的多个电流源A和属于第二电流源51b的多个电流源B产生具有第一相位波形的电压。第一电流源51a中包括的多个电流源A被分成两组(第一组和第二组)。属于第一组的多个电流源A对应于本公开的“第一组电流源”的具体示例。属于第二组的多个电流源A对应于本公开的“第二组电流源”的具体示例。

属于两组(第一组和第二组)中的一组(第一组)的多个电流源A、属于第二组的一个电流源A(图中的测试目标电流源A

这里，对通过将具有第一相位波形的电压输入到比较器41而获得的比较器41的输出与通过将具有第二相位波形的电压输入到比较器41而获得的比较器41的输出进行比较。如图5所示，从比较器41的比较操作开始到比较器41的输出反转的时段在第一相位波形上表示为T1，从比较器41的比较操作开始到比较器41的输出反转的时段在第二相位波形上表示为T2。并且，时段T2长了时段ΔT，时段ΔT对应于由测试目标电流源A

图6示出了第一移位寄存器51c的电路构造示例。图6例示了用于检测属于上述第一组的每个电流源A的故障的模式的状态(以下称为“第一故障检测模式”)。第一移位寄存器51c控制属于上述第一组的每个电流源A的驱动以产生第一相位斜坡电压，并控制属于上述第一组的每个电流源A和属于上述第二组的多个电流源A中的至少一个电流源A的驱动，以产生第二相位斜坡电压。第一移位寄存器51c包括例如控制属于上述第一组的各个电流源A的驱动的多个移位寄存器SR和控制属于上述第二组的各个电流源A的驱动的多个移位寄存器SR。

图6例示了移位寄存器SR

第一移位寄存器51c还包括在控制上述第一组的多个移位寄存器SR的最后一级(例如，SR

在Q端子的输出为0(“L”电平)的情况下，第一电流源51a的开关接通。在Q端子的输出为1(“H”电平)的情况下，第一电流源51a的开关断开。在向XS端子输入1(“H”电平)的情况下，Q端子的输出为1(“H”电平)。在向XS端子输入0(“L”电平)的情况下，Q端子的输出为0(“L”电平)。

在第一故障检测模式和第一相位波形产生模式的情况下，系统控制电路60控制用于控制上述第一组的多个移位寄存器SR(例如，SR

在第一故障检测模式和第一相位波形产生模式的情况下，系统控制电路60控制用于控制上述第二组的多个移位寄存器SR(例如，SR

在第一故障检测模式和第二相位波形产生模式的情况下，系统控制电路60从控制上述第一组的多个移位寄存器SR(例如，SR

在第一故障检测模式和第二相位波形产生模式的情况下，系统控制电路60控制用于控制上述第一组的多个移位寄存器SR(例如，SR

图8示出了第一移位寄存器51c的电路构造示例。图8例示了用于检测属于上述第二组的每个电流源A的故障的模式的状态(以下称为“第二故障检测模式”)。

在第二故障检测模式和第一相位波形产生模式的情况下，系统控制电路60控制用于控制上述第二组的多个移位寄存器SR(例如，SR

在第二故障检测模式和第一相位波形产生模式的情况下，系统控制电路60控制用于控制上述第一组的多个移位寄存器SR(例如，SR

在第二故障检测模式和第二相位波形产生模式的情况下，系统控制电路60从控制上述第二组的多个移位寄存器SR(例如，SR

在第二故障检测模式和第二相位波形产生模式的情况下，系统控制电路60控制用于控制上述第一组的多个移位寄存器SR(例如，SR

在第一故障检测模式和第一相位波形产生模式的情况下，比较器41比较具有固定值的信号电压V

在第二故障检测模式和第一相位波形产生模式的情况下，比较器41比较具有固定值的信号电压V

故障检测单元70在故障检测模式中确定DAC 51是否存在故障。故障检测单元70确定逻辑电路的输出(数字值D

故障检测单元70基于在第一故障检测模式中比较器41的比较结果(数字值D

[操作]

接下来，参考图10描述根据本实施例的摄像装置1的故障检测操作。首先，将摄像装置1设置为第一故障检测模式。随后，摄像装置1将电流源A

接下来，摄像装置1确定是否完成了对电流源A

然后，摄像装置1确定逻辑电路的输出(数字值D

接下来，摄像装置1确定对电流源A

[效果]

接下来，描述根据本实施例的摄像装置1的效果。

安装在图像传感器上的ADC包括单斜率ADC。DAC通常用于此单斜率ADC作为斜坡电压发生器。DAC体系结构的示例包括分段电流型DAC，它包括数百个电流源。在分段电流型DAC中，通过对数百个电流源进行选择性的接通/断开控制所产生的电流流过电阻器，从而提供斜坡电压。

在不允许DAC出现故障的使用情况下，需要进行测试以确定数百个电流源各自是否有故障。通常，这些测试是在图像传感器出厂时进行的。过去这些测试是通过将从各个电流源获得的电压输入到外部检查设备来进行。然而，在将从各个电流源获得的电压输入到外部检查设备的情况下，寄生RC的影响、提高测量精度的处理等会增加测试时间。

相反，在本实施例中，基于第一相位斜坡电压与第二相位斜坡电压之间的比较结果，检测一组中的电流源A中的至少一个电流源A的故障。即使不使用外部检查设备，也可以检测摄像装置的故障。此外，无需使用外部检查设备。这还可以排除寄生RC的影响、用于提高测量精度的处理等。结果，可以缩短测试时间。

<2.变形例>

在上述实施例中，故障检测单元70内置在摄像装置1中。然而，例如，如图11所示，可以与摄像装置1分开地设置具有与故障检测单元70相似的功能的故障检测单元2。

在上述实施例及其变形例中，第一电流源51a所包括的多个电流源A被分为两组。然而，多个电流源A可以被分成三个或更多个组。另外，在上述实施例及其变形例中，来自测试目标电流源A

<3.应用示例>

图12示出了包括根据上述实施例的摄像装置1的摄像系统3的电路构造的示例。

摄像系统3包括例如电子装置，该电子装置包括诸如数码相机或摄像机等摄像装置，或诸如智能电话或平板终端等移动终端设备。摄像系统3包括例如根据上述实施例的摄像装置1、DSP电路141、帧存储器142、显示单元143、存储单元144、操作单元145和电源单元146。在摄像系统3中，根据上述实施例的摄像装置1、DSP电路141、帧存储器142、显示单元143、存储单元144、操作单元145和电源单元146通过总线147彼此连接。

根据上述实施例的摄像装置1输出与入射光相对应的图像数据(输出信号V

图13示出了包括根据上述变形例的摄像装置1和故障检测单元2的摄像系统4的电路构造的示例。

摄像系统4包括例如电子装置，该电子装置包括诸如数码相机或摄像机等摄像装置，或者诸如智能电话或平板终端等移动终端设备。摄像系统4包括例如根据上述变形例的摄像装置1、DSP电路141、帧存储器142、显示单元143、存储单元144、操作单元145、电源单元146以及根据上述变形例的故障检测单元2。在摄像系统3中，根据上述变形例的摄像装置1、DSP电路141、帧存储器142、显示单元143、存储单元144、操作单元145、电源单元146和故障检测单元2经由总线147彼此连接。

根据上述变形例的摄像装置1输出与入射光对应的图像数据(输出信号V

接下来，描述摄像系统3和4中的每一个的摄像过程的示例。

图14示出了由摄像系统3和4中的每一个进行的摄像操作的流程图的示例。用户操作操作单元145以发出开始摄像的指令(步骤S201)。然后，操作单元145将摄像指令发送到摄像装置1(步骤S202)。在摄像系统3中，摄像装置1在接收到摄像指令时对DAC 51进行故障确定(步骤S203)。在摄像系统4中，故障检测单元2对DAC 51进行故障确定(步骤S203)。在DAC 51没有故障的情况下，摄像装置1以预定的摄像方案执行摄像(步骤S204)。

摄像装置1将通过摄像获得的图像数据输出到DSP电路141。这里，图像数据是基于暂时保持在浮动扩散部FD中的电荷而生成的所有像素的像素信号的数据。DSP电路141基于从摄像装置1输入的图像数据执行预定的信号处理(例如，降噪处理等)(步骤S205)。DSP电路141使帧存储器142保存经过预定信号处理的图像数据，并且帧存储器142使存储单元144存储图像数据(步骤S206)。以这种方式，由摄像系统3和4中的每一个执行摄像。

在本应用示例中，根据上述各个实施例及其变形例中的任一个的摄像装置1被应用于摄像系统3和4中的每一个。这防止了在未通知用户摄像装置1有故障的情况下继续使用摄像装置1。因此，即使在不允许摄像装置1发生故障的使用情况下，也可以使用摄像装置1。

在本应用示例中，尽管在摄像之前对DAC 51进行了故障确定，但是可以在摄像装置1出厂时对DAC 51进行故障确定。

<4.实际应用示例>

根据本公开的技术(本技术)适用于多种产品。例如，根据本公开的技术能够以将被安装到诸如汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船只或机器人等任何类型的移动体上的设备来实现。

图15是示出作为能够应用根据本公开的实施例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包括通过通信网络12001相互连接的多个电子控制单元。在图15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和集成控制单元12050。此外，示出微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053作为集成控制单元12050的功能性构造。

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用作用于如下设备的控制装置：例如内燃机或驱动马达等产生车辆的驱动力的驱动力产生设备、用于将驱动力传递给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、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根据各种程序控制设置于车身的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020用作用于无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗设备或各种灯(例如前照灯、倒车灯、刹车灯、转向信号灯或雾灯等)的控制设备。在这种情况下，从代替钥匙的移动设备发送的无线电波或各种开关的信号能够被输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁设备、电动车窗设备、灯等。

车外信息检测单元12030检测关于包括车辆控制系统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使摄像部12031拍摄车辆外部的图像，并接收所拍摄的图像。基于接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行检测诸如人、车辆、障碍物、标志、路面上的文字等物体的处理，或者执行检测到其距离的处理。

摄像部12031是接收光并且输出与接收的光的光量相对应的电信号的光学传感器。摄像部12031可以将电信号输出为图像，或者可以将电信号输出为关于所测距离的信息。另外，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不可见光。

车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。车内信息检测单元12040例如与检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的专注程度，或者可以确定驾驶员是否在打瞌睡。

微型计算机12051可以基于通过车外信息信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆内部或外部的信息来计算驱动力产生设备、转向机构或制动设备的控制目标值，并向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)功能的协同控制，该功能包括车辆的避撞或减震、基于跟随距离的跟随驾驶、定速巡航、车辆碰撞预警、车辆偏离车道预警等。

另外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆外部或内部的信息通过控制驱动力产生设备、转向机构、制动设备等来执行旨在用于自动驾驶的协同控制，以使车辆不依赖于驾驶员的操作等而自主地行驶。

另外，微型计算机12051可以基于车外信息检测单元12030获得的关于车辆外部的信息将控制命令输出到车身系统控制单元12020。例如，微型计算机12051例如可以根据由车外信息检测单元12030检测到的在前车辆或对向驶来的车辆的位置，通过控制前照灯将远光改变为近光，进行旨在防止眩光的协同控制。

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传输到能够在视觉上或听觉上将信息通知给车辆的乘员或车辆的外部的输出设备。在图15的示例中，示出音频扬声器12061、显示部12062和仪表盘12063作为输出设备。显示部12062可以例如包括车载显示器和抬头显示器中的至少一者。

图16是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。

在图16中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。

摄像部12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠和后门上的位置以及在车辆内部的挡风玻璃上部的位置。设置在前鼻的摄像部12101和设置在车辆内部的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要获得车辆12100的前部的图像。设置在后视镜的摄像部12102和12103主要获得车辆12100侧面的图像。设置在后保险杠或后门上的摄像部12104主要获得车辆12100后部的图像。设置在车辆内部的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志或车道等。

顺便提及地，图16示出了摄像部12101至12104的拍摄范围的示例。摄像范围12111表示设置在前鼻的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置在后视镜的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置在后保险杠或后门的摄像部12104的摄像范围。例如，通过叠加由摄像部12101至12104拍摄的图像数据来获得从上方观看的车辆12100的鸟瞰图像。

摄像部12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，摄像部12101至12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。

例如，微型计算机12051可以基于从摄像部12101至12104获得的距离信息来确定到摄像范围12111至12114内的各个三维物体的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而提取特别是在车辆12100的行进路径上并且在与车辆12100基本相同的方向上以预定速度(例如等于或大于0公里/小时)行进的最近的三维物体作为前方车辆。此外，微型计算机12051可以预先设置要保持在前方车辆之前的跟随距离，并且执行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随开始控制)等。因此，能够执行旨在用于自动驾驶的协同控制，该协同控制使车辆自主地行驶而无需依赖驾驶员等的操作。

例如，微型计算机12051可以基于从摄像部12101至12104获得的距离信息将三维物体的三维物体数据分类为两轮车、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆以及其他三维物体的三维物体数据，提取分类的三维物体数据，并将提取的三维物体数据用于自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物确认为车辆12100的驾驶员可以视觉识别的障碍物以及车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与各个障碍物碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或大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经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并通过驱动系统控制单元12010进行强制减速或回避转向。微型计算机12051由此能够辅助驾驶以避免碰撞。

摄像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。微型计算机12051可以例如通过确定摄像部12101至12104所拍摄的图像中是否存在行人来识别行人。这种行人的识别例如通过如下过程来进行：提取作为红外摄像机的摄像部12101至12104的拍摄图像中的特征点；以及通过对表示对象的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定是否是行人。当微型计算机12051在摄像部12101至12104所拍摄的图像中判定有行人并因此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062显示用于强调的矩形轮廓线，以使其叠加在识别出的行人上。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使得表示行人的图标等显示在期望的位置。

上文已经描述了可以应用根据本公开的技术的车辆控制系统的示例。根据本公开的技术可以应用于上述部件中的摄像部12031以及摄像部12101至12104。根据本公开的技术应用于摄像部12031以及摄像部12101至12104可以以低成本实现车辆控制系统。车辆控制系统不太可能具有出现故障的摄像部12031或摄像部12101至12104。

尽管上文已经参考实施例、其变形例、其应用示例以及其实际应用示例描述了本公开，但是本公开不限于实施例等。可以进行各种变形。要注意的是，本文描述的效果仅是示例性的。本公开的效果不限于本文描述的效果。本公开可以具有除本文描述的效果以外的效果。

另外，例如，可以按如下方式配置本公开。

(1)

一种摄像装置，其包括：

多个电流源，其包括第一组电流源和第二组电流源；以及

控制单元，其控制所述第一组电流源的驱动以产生第一相位斜坡电压，并且控制所述第一组电流源和所述第二组电流源中的至少一个电流源的驱动以产生第二相位斜坡电压。

(2)

根据(1)所述的摄像装置，还包括：

切换单元，其在摄像模式中将像素信号切换为与传感器像素接收的光量相对应的值，并在故障检测模式中将像素信号切换为固定值；以及

输出单元，在所述故障检测模式中，所述输出单元将所述像素信号和所述第一组电流源产生的斜坡电压进行比较，并将所述像素信号和所述第二组电流源产生的斜坡电压进行比较，并输出这些比较结果。

(3)

根据(2)所述的摄像装置，还包括故障检测单元，其在所述故障检测模式中基于所述比较结果来检测所述第二组电流源中的至少一个电流源的故障。

(4)

根据(1)至(3)中任一项所述的摄像装置，其中，所述控制单元包括：

第一组移位寄存器，其用于控制所述第一组电流源的驱动；

第二组移位寄存器，其用于控制所述第二组电流源的驱动；以及

逻辑电路，其包括：输入端子，所述输入端子连接到所述第一组移位寄存器的最后一级的Q端子和输入有控制信号的布线；和输出端子，所述第二组移位寄存器的第一级连接到所述输出端子。

(5)

一种摄像系统，其包括：

多个电流源，其包括第一组电流源和第二组电流源；

控制单元，其控制所述第一组电流源的驱动以产生第一相位斜坡电压，并且控制所述第一组电流源和所述第二组电流源中的至少一个电流源的驱动以产生第二相位斜坡电压；以及

故障检测单元，其基于所述第一相位斜坡电压和所述第二相位斜坡电压来检测所述第二组电流源中的至少一个电流源的故障。

根据本公开的各个实施例的摄像装置和摄像系统均可以在不使用外部检查设备的情况下检测摄像装置的故障。这可以排除寄生RC的影响、用于提高测量精度的处理等。因此，可以缩短测试时间。要注意的是，本公开的效果不必限于这里描述的效果，而是可以包括这里描述的任何效果。

本申请要求于2019年1月15日向日本专利局提交的日本专利申请No.2019-004168的优先权，其全部内容通过引用并入本申请中。

本领域技术人员应该理解，取决于设计要求和其他因素，可以进行各种变形、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。