JP7791165B2 - 光検出装置および光検出システム - Google Patents

Description

本開示は、光を検出する光検出装置および光検出システムに関する。

計測対象物までの距離を計測する際、しばしば、ＴＯＦ（Time Of Flight）法が用いられる。このＴＯＦ法では、光を射出するとともに、計測対象物により反射された反射光を検出する。そして、ＴＯＦ法では、光を射出したタイミングおよび反射光を検出したタイミングの間の時間差を計測することにより、計測対象物までの距離を計測する。このような測距装置では、ＢＩＳＴ（Built-in self test）機能を有するものがある。例えば、特許文献１には、筐体内で反射された光を用いて受光部の不具合を検出する技術が開示されている。

特開２０２０－１１２５０１号公報

このように、光検出装置では、ＢＩＳＴ機能により自己診断を行い、不具合の有無を診断することが望まれている。

自己診断を行うことができる光検出装置および光検出システムを提供することが望ましい。

本開示の一実施の形態における第１の光検出装置は、受光部と、制御部と、検出部と、診断部と、出力部とを備えている。受光部は、受光素子と、オン状態になることにより受光素子と第１のノードとを接続する第１のスイッチと、オン状態になることにより第１のノードに所定の電圧を印加する第２のスイッチと、第１のノードの電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有するように構成される。制御部は、第１のスイッチおよび第２のスイッチの動作を制御するように構成される。検出部は、パルス信号に基づいて、パルス信号が変化するタイミングを検出するように構成される。診断部は、第２のスイッチをオン状態にしたときの検出部の検出結果に基づいて診断処理を行うように構成される。出力部は、第２のスイッチをオン状態にしたときの診断部の診断結果に応じた検出信号を出力するように構成される。複数の第１の期間において、制御部は、第１のスイッチをオン状態にする。複数の第１の期間のうちの隣り合う２つの第１の期間の間の第２の期間において、制御部は、第１のスイッチをオフ状態にするとともに第２のスイッチをオンオフする。診断部は、第２の期間における検出部の検出結果に基づいて、診断処理を行う。
本開示の一実施の形態における第２の光検出装置は、受光部と、制御部と、検出部と、診断部と、出力部とを備えている。受光部は、受光素子と、オン状態になることにより受光素子と第１のノードとを接続する第１のスイッチと、オン状態になることにより第１のノードに所定の電圧を印加する第２のスイッチと、第１のノードの電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有するように構成される。制御部は、第１のスイッチおよび第２のスイッチの動作を制御するように構成される。検出部は、パルス信号に基づいて、パルス信号が変化するタイミングを検出するように構成される。診断部は、第２のスイッチをオン状態にしたときの検出部の検出結果に基づいて診断処理を行うように構成される。出力部は、第２のスイッチをオン状態にしたときの診断部の診断結果に応じた検出信号を出力するように構成される。複数の第１の期間において、制御部は、第１のスイッチをオン状態にする。複数の第１の期間のうちの隣り合う２つの第１の期間の間の第２の期間において、制御部は、第１のスイッチをオン状態にするとともに第２のスイッチをオンオフする。診断部は、第２の期間における検出部の検出結果に基づいて、診断処理を行う。

本開示の一実施の形態における第１の光検出システムは、発光部と、光検出部とを備えている。発光部は、光を射出するように構成される。光検出部は、発光部から射出された光のうちの、計測対象により反射された光を検出するように構成される。光検出部は、受光部と、制御部と、検出部と、診断部と、出力部とを有している。受光部は、受光素子と、オン状態になることにより受光素子と第１のノードとを接続する第１のスイッチと、オン状態になることにより第１のノードに所定の電圧を印加する第２のスイッチと、第１のノードの電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有するように構成される。制御部は、第１のスイッチおよび第２のスイッチの動作を制御するように構成される。検出部は、パルス信号に基づいて、パルス信号が変化するタイミングを検出するように構成される。診断部は、第２のスイッチをオン状態にしたときの検出部の検出結果に基づいて診断処理を行うように構成される。出力部は、第２のスイッチをオン状態にしたときの診断部の診断結果に応じた検出信号を出力するように構成される。複数の第１の期間において、制御部は、第１のスイッチをオン状態にする。複数の第１の期間のうちの隣り合う２つの第１の期間の間の第２の期間において、制御部は、第１のスイッチをオフ状態にするとともに第２のスイッチをオンオフする。診断部は、第２の期間における検出部の検出結果に基づいて、診断処理を行う。
本開示の一実施の形態における第２の光検出システムは、発光部と、光検出部とを備えている。発光部は、光を射出するように構成される。光検出部は、発光部から射出された光のうちの、計測対象により反射された光を検出するように構成される。光検出部は、受光部と、制御部と、検出部と、診断部と、出力部とを有している。受光部は、受光素子と、オン状態になることにより受光素子と第１のノードとを接続する第１のスイッチと、オン状態になることにより第１のノードに所定の電圧を印加する第２のスイッチと、第１のノードの電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有するように構成される。制御部は、第１のスイッチおよび第２のスイッチの動作を制御するように構成される。検出部は、パルス信号に基づいて、パルス信号が変化するタイミングを検出するように構成される。診断部は、第２のスイッチをオン状態にしたときの検出部の検出結果に基づいて診断処理を行うように構成される。出力部は、第２のスイッチをオン状態にしたときの診断部の診断結果に応じた検出信号を出力するように構成される。複数の第１の期間において、制御部は、第１のスイッチをオン状態にする。複数の第１の期間のうちの隣り合う２つの第１の期間の間の第２の期間において、制御部は、第１のスイッチをオン状態にするとともに第２のスイッチをオンオフする。診断部は、第２の期間における検出部の検出結果に基づいて、診断処理を行う。

本開示の一実施の形態における光検出装置および光検出システムでは、受光部において、第１のスイッチがオン状態になることにより、第１のノードが受光素子と接続され、第２のスイッチがオン状態になることにより、第１のノードに所定の電圧が印加される。この第１のノードの電圧に基づいてパルス信号が生成される。第１のスイッチおよび第２のスイッチは、制御部により制御される。検出部により、このパルス信号に基づいてパルス信号が変化するタイミングが検出される。そして、出力部により、第２のスイッチをオン状態にしたときの検出部の検出結果に応じた検出信号が出力される。

本開示の実施の形態に係る光検出システムの一構成例を表すブロック図である。 第１の実施の形態に係る光検出部の一構成例を表すブロック図である。 図２に示した受光部の一構成例を表す回路図である。 図２に示した画素アレイの一構成例を表す回路図である。 図２に示したフリップフロップ部の一構成例を表す回路図である。 図１に示した光検出システムの一動作例を表す説明図である。 図２に示した画素アレイの一動作例を表す説明図である。 図３に示した受光部の測距動作における動作状態を示す説明図である。 図１に示した光検出システムの測距動作の一例を表すタイミング波形図である。 図２に示したヒストグラム生成部の測距動作の一例を表す説明図である。 図３に示した受光部の自己診断動作における動作状態を示す説明図である。 図３に示した受光部の自己診断動作の一例を表すタイミング波形図である。 図２に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す説明図である。 図３に示した受光部の自己診断動作の一例を表す他のタイミング波形図である。 図２に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す他の説明図である。 図３に示した受光部の自己診断動作の一例を表す他のタイミング波形図である。 図２に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す他の説明図である。 図３に示した受光部の自己診断動作の一例を表す他のタイミング波形図である。 図２に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す他の説明図である。 図３に示した受光部の自己診断動作の一例を表す他のタイミング波形図である。 図２に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す他の説明図である。 図３に示した受光部の自己診断動作における他の動作状態を示す説明図である。 図３に示した受光部の自己診断動作の一例を表す他のタイミング波形図である。 図２に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す他の説明図である。 第１の実施の形態の変形例に係る光検出部の一構成例を表すブロック図である。 図２０に示したＴＤＣ部の一構成例を表す回路図である。 図２０に示したヒストグラム生成部の測距動作の一例を表す説明図である。 図２０に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す説明図である。 第１の実施の形態の他の変形例に係る光検出システムの一動作例を表す説明図である。 第１の実施の形態の他の変形例に係る受光部の動作状態を示す説明図である。 第１の実施の形態の他の変形例に係る光検出システムの一動作例を表すタイミング波形図である。 第１の実施の形態の他の変形例に係る受光部の動作状態を示す説明図である。 第１の実施の形態の他の変形例に係る受光部の一構成例を表す回路図である。 第１の実施の形態の他の変形例に係る光検出部の実装例を表す説明図である。 第２の実施の形態に係る光検出部の一構成例を表すブロック図である。 図３０に示したフリップフロップ部の一構成例を表す回路図である。 図３０に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す説明図である。 図３０に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す説明図である。 第２の実施の形態の変形例に係るフリップフロップ部の一構成例を表す回路図である。 第２の実施の形態の変形例に係るヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す説明図である。 第２の実施の形態の変形例に係るヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す他の説明図である。 第２の実施の形態の他の変形例に係るＴＤＣ部の一構成例を表す回路図である。 第２の実施の形態の他の変形例に係る受光部およびフリップフロップ部の一構成例を表す回路図である。 第２の実施の形態の他の変形例に係る受光部およびフリップフロップ部の一構成例を表す回路図である。 第２の実施の形態の他の変形例に係る受光部およびフリップフロップ部の一構成例を表す回路図である。 第２の実施の形態の他の変形例に係る受光部およびフリップフロップ部の一構成例を表す回路図である。 第３の実施の形態に係る光検出部の一構成例を表すブロック図である。 図４２に示したフリップフロップ部の一構成例を表す回路図である。 図４３に示した加算器の一構成例を表す回路図である。 図４２に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す説明図である。 図４２に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す他の説明図である。 図４２に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す他の説明図である。 図４２に示したヒストグラム生成部の自己診断動作の一例を表す他の説明図である。 第４の実施の形態に係る光検出部の一構成例を表すブロック図である。 図４９に示した受光部の一構成例を表す回路図である。 第４の実施の形態に係る光検出システムの測距動作の一例を表すタイミング波形図である。 図５０に示した受光部の自己診断動作の一例を表すタイミング波形図である。 図５０に示した受光部の自己診断動作の一例を表す他のタイミング波形図である。 図５０に示した受光部の自己診断動作の一例を表す他のタイミング波形図である。 図５０に示した受光部の自己診断動作の一例を表す他のタイミング波形図である。 図５０に示した受光部の自己診断動作の一例を表す他のタイミング波形図である。 第４の実施の形態に係る光検出システムにおける自己診断動作の一例を表すフローチャートである。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 応用例に係る車両の一構成例を表すブロック図である。 応用例に係る車両の一構成例を表す他のブロック図である。 応用例に係る車両の一動作例を表すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．移動体への応用例
６．車両への具体的な応用例

＜１．第１の実施の形態＞
［構成例］
図１は、一実施の形態に係る光検出システム（光検出システム１）の一構成例を表すものである。光検出システム１は、ＴｏＦ（Time-of-Flight）センサであり、光を射出するとともに、計測対象物ＯＢＪにより反射された反射光を検出するように構成される。光検出システム１は、発光部１１と、光学系１２と、光検出部２０と、制御部１４とを備えている。

発光部１１は、制御部１４からの指示に基づいて、計測対象物ＯＢＪに向かって光パルスＬ０を射出するように構成される。発光部１１は、制御部１４からの指示に基づいて、発光および非発光を交互に繰り返す発光動作を行うことにより光パルスＬ０を射出するようになっている。発光部１１は、例えば赤外光を射出する光源を有する。この光源は、例えば、レーザ光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを用いて構成される。

光学系１２は、光検出部２０の受光面において像を結像させるレンズを含んで構成される。この光学系１２には、発光部１１から射出され、計測対象物ＯＢＪにより反射された光パルス（反射光パルスＬ１）が入射するようになっている。

光検出部２０は、制御部１４からの指示に基づいて、反射光パルスＬ１を検出するように構成される。そして、光検出部２０は、検出結果に基づいて距離画像を生成し、生成した距離画像の画像データを距離画像信号Ｓ１として出力する。また、光検出部２０は、後述するように、自己診断動作を行う機能を有しており、診断結果を診断結果信号Ｓ２として出力するようになっている。

制御部１４は、発光部１１および光検出部２０に制御信号を供給し、これらの動作を制御することにより、光検出システム１の動作を制御するように構成される。

図２は、光検出部２０の一構成例を表すものである。光検出部２０は、画素アレイ２１と、フリップフロップ部２２と、ヒストグラム生成部２３と、距離演算部２４と、出力部２５と、診断部２６と、出力部２７と、測距制御部２８とを有している。

画素アレイ２１は、マトリックス状に配置された複数の受光部Ｐを有する。受光部Ｐは、光を検出することにより、検出した光に応じたパルスを有するパルス信号を生成するように構成される。また、受光部Ｐは、光検出システム１が自己診断動作を行う際に、供給された制御信号（後述する制御信号ＥＮＢＩＳＴ，ＸＡＣＴ）に基づいてパルス信号を生成することができるようになっている。

図３は、受光部Ｐの一構成例を表すものである。受光部Ｐは、フォトダイオードＰＤと、トランジスタＭＮ１，ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３，ＭＮ２と、インバータＩＶ１と、論理積回路ＡＮＤ１と、論理和回路ＯＲ１とを有している。トランジスタＭＮ１，ＭＮ２は、Ｎ型のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタであり、トランジスタＭＰ１～ＭＰ３は、Ｐ型のＭＯＳトランジスタである。

フォトダイオードＰＤは、光を電荷に変換する光電変換素子である。フォトダイオードＰＤのアノードには負の電源電圧ＶＮＥＧが供給され、カソードはトランジスタＭＮ１のドレインおよびトランジスタＭＰ１のドレインに接続される。フォトダイオードＰＤは、例えばシングルフォトンアバランシェダイオード（ＳＰＡＤ；Single Photon Avalanche Diode）を用いることができる。

トランジスタＭＮ１のゲートには制御信号ＥＮＢＩＳＴが供給され、ドレインはフォトダイオードＰＤのカソードおよびトランジスタＭＰ１のドレインに接続され、ソースは接地される。トランジスタＭＰ１のゲートには制御信号ＥＮＢＩＳＴが供給され、ドレインはフォトダイオードＰＤのカソードおよびトランジスタＭＮ１のドレインに接続され、ソースおよびバックゲートはノードＮ１に接続される。この構成により、制御信号ＥＮＢＩＳＴが低レベルである場合には、トランジスタＭＰ１がオン状態になるとともにトランジスタＭＮ１がオフ状態になる。これにより、受光部Ｐでは、フォトダイオードＰＤのカソードがトランジスタＭＰ１を介してノードＮ１に接続される。また、制御信号ＥＮＢＩＳＴが高レベルである場合には、トランジスタＭＮ１がオン状態になるとともにトランジスタＭＰ１がオフ状態になる。これにより、受光部Ｐでは、フォトダイオードＰＤのカソードおよびノードＮ１が互いに切り離され、フォトダイオードＰＤのカソードがトランジスタＭＮ１を介して接地されるようになっている。

トランジスタＭＰ２のゲートにはバイアス電圧Ｖbiasが供給され、ソースには電源電圧ＶＤＤＨが供給され、ドレインはトランジスタＭＰ３のソースに接続される。トランジスタＭＰ２は、電源電圧ＶＤＤＨの電源ノードからノードＮ１に向かって電流を流す定電流源（後述する定電流源ＣＵＲ）として動作する。トランジスタＭＰ３のゲートには制御信号ＸＡＣＴが供給され、ソースはトランジスタＭＰ２のドレインに接続され、ドレインはノードＮ１に接続される。トランジスタＭＮ２のゲートには制御信号ＸＡＣＴが供給され、ドレインはノードＮ１に接続され、ソースは接地される。この構成により、制御信号ＸＡＣＴが低レベルである場合には、トランジスタＭＰ３がオン状態になるとともにトランジスタＭＮ２がオフ状態になる。これにより、受光部Ｐでは、定電流源として動作するトランジスタＭＰ２のドレインが、トランジスタＭＰ３を介してノードＮ１に接続される。また、制御信号ＸＡＣＴが高レベルである場合には、トランジスタＭＮ２がオン状態になるとともにトランジスタＭＰ３がオフ状態になる。これにより、受光部Ｐでは、定電流源として動作するトランジスタＭＰ２のドレインおよびノードＮ１が互いに切り離され、ノードＮ１がトランジスタＭＮ２を介して接地されるようになっている。

インバータＩＶ１はノードＮ１における電圧の反転電圧を生成することによりパルス信号ＰＬＳ１を生成するように構成される。このインバータＩＶ１には、電源電圧ＶＤＤＨが供給されるようになっている。

論理積回路ＡＮＤ１は、パルス信号ＰＬＳ１と制御信号ＳＥＬとの論理積を求めることによりパルス信号ＰＬＳ２を生成するように構成される。この論理積回路ＡＮＤ１には、電源電圧ＶＤＤＨよりも低い電源電圧ＶＤＤＬが供給されるようになっている。

論理和回路ＯＲ１は、パルス信号ＰＬＳ２と他の受光部Ｐから供給されたパルス信号ＰＬＳ３（パルス信号ＰＬＳ３Ａ）との論理和を求めることによりパルス信号ＰＬＳ３（パルス信号ＰＬＳ３Ｂ）を生成するように構成される。この論理和回路ＯＲ１には、電源電圧ＶＤＤＬが供給されるようになっている。

図４は、画素アレイ２１の一構成例を表すものである。この図４では、説明の便宜上、受光部Ｐを簡略化して描いている。具体的には、フォトダイオードＰＤ、トランジスタＭＮ１，ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３の図示を省いている。また、トランジスタＭＮ２を、スイッチのシンボルを用いて図示している。

この例では、図４における横方向に並設される複数の受光部Ｐは、４つに１つの割合で接続される。具体的には、ある受光部Ｐ（受光部Ｐ１）の論理和回路ＯＲ１の出力端子は、その受光部Ｐ１の４つ右側の受光部Ｐ（受光部Ｐ５）の論理和回路ＯＲ１の入力端子に接続される。受光部Ｐ１の右側の受光部Ｐ（受光部Ｐ２）の論理和回路ＯＲ１の出力端子は、その受光部Ｐ２の４つ右側の受光部Ｐ（受光部Ｐ６）の論理和回路ＯＲ１の入力端子に接続される。受光部Ｐ２の右側の受光部Ｐ（受光部Ｐ３）の論理和回路ＯＲ１の出力端子は、その受光部Ｐ３の４つ右側の受光部Ｐ（受光部Ｐ７）の論理和回路ＯＲ１の入力端子に接続される。受光部Ｐ３の右側の受光部Ｐ（受光部Ｐ４）の論理和回路ＯＲ１の出力端子は、その受光部Ｐ４の４つ右側の受光部Ｐ（受光部Ｐ８）の論理和回路ＯＲ１の入力端子に接続される。この例では、ある行に係る８つの受光部Ｐ１～Ｐ８を例に挙げて説明したが、他の行に係る複数の受光部Ｐについても同様である。このように、画素アレイ２１では、複数の受光部Ｐが、いわゆるデイジーチェーン接続により接続される。そして、このようにデイジーチェーン接続された複数の受光部Ｐのうちの最終段の受光部Ｐの論理和回路ＯＲ１は、図２に示したように、パルス信号ＰＬＳを出力するようになっている。

フリップフロップ部２２（図２）は、画素アレイ２１から供給された複数のパルス信号ＰＬＳを、クロック信号ＣＬＫに基づいてサンプリングするように構成される。

図５は、フリップフロップ部２２の一構成例を表すものである。フリップフロップ部２２は、複数のフリップフロップ２９を有している。複数のフリップフロップ２９は、画素アレイ２１から供給される複数のパルス信号ＰＬＳにそれぞれ対応して設けられる。複数のフリップフロップ２９のそれぞれは、Ｄ型のフリップフロップであり、対応するパルス信号ＰＬＳをクロック信号ＣＬＫに基づいてサンプリングすることによりパルス信号ＰＬＳＡを生成するように構成される。

ヒストグラム生成部２３（図２）は、フリップフロップ部２２から供給された複数のパルス信号ＰＬＳＡのそれぞれに基づいて、パルス信号ＰＬＳの発生タイミングを示すヒストグラムを生成するように構成される。具体的には、測距動作では、光検出部２０は、反射光パルスＬ１を検出することによりパルス信号ＰＬＳを生成するので、ヒストグラム生成部２３は、複数のパルス信号ＰＬＳＡに基づいて、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける受光タイミングを示すヒストグラムを生成する。また、自己診断動作では、光検出部２０は、制御信号ＸＡＣＴに基づいてパルス信号ＰＬＳを生成するので、ヒストグラム生成部２３は、複数のパルス信号ＰＬＳＡに基づいて、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングを示すヒストグラムを生成するようになっている。

距離演算部２４は、ヒストグラム生成部２３から供給された、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける受光タイミングのデータに基づいて、計測対象物ＯＢＪまでの距離値を算出することにより、距離画像を生成するように構成される。

出力部２５は、距離演算部２４が生成した距離画像の画像データを、距離画像信号Ｓ１として出力するように構成される。

診断部２６は、ヒストグラム生成部２３から供給された、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングのデータに基づいて、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐの診断処理を行うように構成される。

出力部２７は、診断部２６の診断処理の結果を、診断結果信号Ｓ２として出力するように構成される。診断結果信号Ｓ２は、複数の受光部Ｐのいずれかに不具合があるかどうかを示すフラグ信号を含む。また、診断結果信号Ｓ２は、複数の受光部Ｐのいずれかに不具合がある場合には、その不具合の内容を示す信号を含む。出力部２７は、このような情報を含む診断結果信号Ｓ２を出力するようになっている。

測距制御部２８は、制御部１４（図１）からの指示に基づいて、画素アレイ２１、フリップフロップ部２２、ヒストグラム生成部２３、距離演算部２４、および診断部２６の動作を制御することにより、光検出部２０の動作を制御するように構成される。

ここで、フォトダイオードＰＤは、本開示における「受光素子」の一具体例に対応する。ノードＮ１は、本開示における「第１のノード」の一具体例に対応する。トランジスタＭＰ１は、本開示における「第１のスイッチ」の一具体例に対応する。トランジスタＭＮ２は、本開示における「第２のスイッチ」の一具体例に対応する。パルス信号ＰＬＳ１は、本開示における「パルス信号」の一具体例に対応する。インバータＩＶ１は、本開示における「信号生成部」の一具体例に対応する。測距制御部２８は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。フリップフロップ部２２およびヒストグラム生成部２３は、本開示における「検出部」の一具体例に対応する。出力部２７は、本開示における「出力部」の一具体例に対応する。診断部２６は、本開示における「診断部」の一具体例に対応する。

［動作および作用］
続いて、本実施の形態の光検出システム１の動作および作用について説明する。

（全体動作概要）
まず、図１，２を参照して、光検出システム１の全体動作概要を説明する。発光部１１は、計測対象物ＯＢＪに向かって光パルスＬ０を射出する。光学系１２は、光検出部２０の受光面において像を結像させる。光検出部２０は、計測対象物ＯＢＪにより反射された光パルス（反射光パルスＬ１）を検出する。制御部１４は、発光部１１および光検出部２０に制御信号を供給し、これらの動作を制御することにより、光検出システム１の測距動作を制御する。

光検出部２０において、画素アレイ２１は、複数の受光部Ｐにおける受光結果に応じた複数のパルス信号ＰＬＳを生成する。フリップフロップ部２２は、画素アレイ２１から供給された複数のパルス信号ＰＬＳを、クロック信号ＣＬＫに基づいてサンプリングすることにより複数のパルス信号ＰＬＳＡをそれぞれ生成する。ヒストグラム生成部２３は、フリップフロップ部２２から供給された複数のパルス信号ＰＬＳＡのそれぞれに基づいて、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける受光タイミングを示すヒストグラムを生成する。距離演算部２４は、ヒストグラム生成部２３から供給された、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける受光タイミングのデータに基づいて、計測対象物ＯＢＪまでの距離値を算出することにより、距離画像を生成する。出力部２５は、この距離画像の画像データを、距離画像信号Ｓ１として出力する。

自己診断動作では、画素アレイ２１は、制御信号ＸＡＣＴに基づいて複数のパルス信号ＰＬＳを生成する。フリップフロップ部２２は、画素アレイ２１から供給された複数のパルス信号ＰＬＳを、クロック信号ＣＬＫに基づいてサンプリングすることにより複数のパルス信号ＰＬＳＡをそれぞれ生成する。ヒストグラム生成部２３は、フリップフロップ部２２から供給された複数のパルス信号ＰＬＳＡのそれぞれに基づいて、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングを示すヒストグラムを生成する。診断部２６は、ヒストグラム生成部２３から供給された、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングのデータに基づいて、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐの診断処理を行う。出力部２７は、診断部２６の診断処理の結果を、診断結果信号Ｓ２として出力する。

測距制御部２８は、制御部１４からの指示に基づいて、画素アレイ２１、フリップフロップ部２２、ヒストグラム生成部２３、距離演算部２４、および診断部２６の動作を制御することにより、光検出部２０の動作を制御する。

（詳細動作）
次に、光検出システム１の動作について詳細に説明する。

図６は、光検出システム１の一動作例を表すものである。光検出システム１では、測距期間Ｔ１およびブランキング期間Ｔ２が、交互に設けられる。測距期間Ｔ１では、光検出システム１は、測距動作を行う。これにより、光検出システム１は、測距動作を繰り返し行う。ブランキング期間Ｔ２では、光検出システム１は、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐの自己診断動作を行う。ここで、測距期間Ｔ１は、本開示における「第１の期間」の一具体例に対応する。ブランキング期間Ｔ２は、本開示における「第２の期間」の一具体例に対応する。

（測距動作）
まず、測距動作について説明する。測距動作では、光検出部２０は、１つの測距期間Ｔ１において、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐのうちの、検出対象である複数の受光部Ｐを順次選択し、選択された複数の受光部Ｐにおける受光タイミングに基づいて、距離値を算出する。

図７は、光検出部２０における、検出対象である複数の受光部Ｐの選択動作の一例を表すものである。図７において、網掛部は、画素アレイ２１における、選択された複数の受光部Ｐの位置を模式的に示している。この例では、１つの測距期間Ｔ１において、画素アレイ２１における左端から順に、複数の受光部Ｐが、順次選択される。

具体的には、図４において、測距制御部２８は、制御信号ＳＥＬを用いて、検出対象である複数の受光部Ｐを選択する。例えば、測距制御部２８は、受光部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を含む４列分の受光部Ｐに供給される制御信号ＳＥＬを高レベルにし、他の列の受光部Ｐに供給される制御信号ＳＥＬを低レベルにする。これにより、受光部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を含む４列分の受光部Ｐが検出対象として選択される。

選択された受光部Ｐでは、図３に示したように、論理積回路ＡＮＤ１は、インバータＩＶ１が生成したパルス信号ＰＬＳ１と、高レベルである制御信号ＳＥＬとの論理積を求めることにより、パルス信号ＰＬＳ１に応じたパルス信号ＰＬＳ２を生成する。選択されていない受光部Ｐでは、図３に示したように、論理積回路ＡＮＤ１は、低レベルである制御信号ＳＥＬに基づいて、パルス信号ＰＬＳ２を低レベルに維持する。その結果、選択された受光部Ｐが生成したパルス信号ＰＬＳ２が、パルス信号ＰＬＳとして、フリップフロップ部２２に供給される。

図８は、選択された受光部Ｐ、およびその受光部Ｐが生成したパルス信号ＰＬＳ１に基づいて動作を行うフリップフロップ２９を表すものである。この図８では、説明の便宜上、回路を簡略化して描いている。具体的には、図８では、トランジスタＭＰ２を定電流源ＣＵＲを用いて示し、その受光部Ｐにおける論理積回路ＡＮＤ１および論理和回路ＯＲ１と、その受光部Ｐより下流の１または複数の受光部Ｐの論理和回路ＯＲ１を、バッファＢＵＦを用いて示している。また、トランジスタＭＮ１，ＭＮ２，ＭＰ１，ＭＰ３を、トランジスタのオンオフ状態を示すスイッチのシンボルを用いて図示している。

図９は、測距動作における受光部Ｐおよびフリップフロップ２９の一動作例を表すものであり、（Ａ）は制御信号ＥＮＢＩＳＴの波形を示し、（Ｂ）は制御信号ＸＡＣＴの波形を示し、（Ｃ）は発光部１１から射出される光の波形を示し、（Ｄ）は光検出部２０に入射する光の波形を示し、（Ｅ）はノードＮ１における電圧ＶＮ１の波形を示し、（Ｆ）はパルス信号ＰＬＳ１（パルス信号ＰＬＳ）の波形を示し、（Ｇ）はクロック信号ＣＬＫの波形を示し、（Ｈ）はパルス信号ＰＬＳＡの波形を示す。

測距動作では、測距制御部２８は、制御信号ＥＮＢＩＳＴ，ＸＡＣＴを低レベルにする（図９（Ａ），（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、図８に示したように、トランジスタＭＰ１，ＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ１，ＭＮ２がオフ状態になる。その結果、フォトダイオードＰＤのカソードがノードＮ１に接続され、定電流源ＣＵＲがノードＮ１に接続される。

タイミングｔ１１において、発光部１１は、制御部１４からの指示に基づいて、光パルスＬ０を射出する（図９（Ｃ））。この光パルスＬ０は計測対象物ＯＢＪにおいて反射される。計測対象物ＯＢＪにより反射された光パルス（反射光パルスＬ１）は、タイミングｔ１２において、光検出部２０の受光部Ｐに入射する。光パルスＬ０が射出されたタイミングｔ１１から、反射光パルスＬ１が入射するタイミングｔ１２までの時間は、その受光部Ｐが検出した光パルスの飛行時間Ｔtofである。

受光部Ｐでは、フォトダイオードＰＤが光を検出することにより、アバランシェ増幅が生じ、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低下する（図９（Ｅ））。そして、タイミングｔ１３において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより低くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルから高レベルへ変化させる（図９（Ｆ））。フリップフロップ２９は、その後のタイミングｔ１４において、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに基づいて、このパルス信号ＰＬＳ１に応じたパルス信号ＰＬＳをサンプリングすることにより、パルス信号ＰＬＳＡを低レベルから高レベルに変化させる（図９（Ｇ），（Ｈ））。

その後、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図９（Ｅ））。そして、タイミングｔ１５において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図９（Ｆ））。フリップフロップ２９は、その後のタイミングｔ１６において、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに基づいて、このパルス信号ＰＬＳ１に応じたパルス信号ＰＬＳをサンプリングすることにより、パルス信号ＰＬＳＡを高レベルから低レベルに変化させる（図９（Ｇ），（Ｈ））。

このようにして、光検出システム１では、光パルスＬ０を１回射出することにより、反射された反射光パルスＬ１の受光タイミングに応じたタイミングから始まるパルスを含むパルス信号ＰＬＳＡを生成する。このパルスのパルス幅は、この例では、図９（Ｈ）に示したように、クロック信号ＣＬＫにおける４つ分のクロックパルスに対応する時間長である。

光検出システム１は、１つの測距期間Ｔ１において、光パルスＬ０を複数回繰り返し射出することにより、図９に示した動作を繰り返す。光検出システム１は、このような動作を、選択された受光部Ｐのそれぞれについて行う。

図１０は、測距動作におけるヒストグラム生成部２３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は光パルスＬ０を１回射出したときに得られた、ある１つの受光部Ｐについてのヒストグラムを示し、（Ｂ）は、光パルスＬ０を複数回射出したときに得られた、その受光部Ｐについてのヒストグラムを示す。

光検出システム１は、光パルスＬ０を１回射出することにより、図９（Ｈ）に示したように、反射光パルスＬ１の受光タイミングに応じたタイミングから始まるパルスを含むパルス信号ＰＬＳＡを生成する。このパルスのパルス幅は、この例では、クロック信号ＣＬＫにおける４つ分のクロックパルスに対応する時間長である。これに応じて、ヒストグラム生成部２３は、図１０（Ａ）に示したヒストグラムを生成する。ヒストグラムにおけるビンの幅Ｗは、クロック信号ＣＬＫのパルス周期に対応している。この例では、光パルスＬ０を１回射出しているので、頻度は“１”である。このヒストグラムの左端は、反射光パルスＬ１の受光タイミングに対応し、ヒストグラムの分布の幅は、パルス信号ＰＬＳにおけるパルスのパルス幅に対応する。

光検出システム１は、１つの測距期間Ｔ１において、光パルスＬ０を複数回繰り返し射出する。これにより、図１０（Ａ）に示したようなデータが複数回分蓄積される。これにより、ヒストグラム生成部２３は、図１０（Ｂ）に示したヒストグラムを生成する。光検出システム１は、例えば、このヒストグラムの左端の位置に基づいて、受光タイミングを算出することができ、この受光タイミングに基づいて飛行時間Ｔtofを算出することができる。

ヒストグラム生成部２３は、複数の受光部Ｐのそれぞれについて、図１０（Ｂ）に示したヒストグラムを生成し、複数の受光部Ｐのそれぞれについて、受光タイミングを算出する。

距離演算部２４は、ヒストグラム生成部２３から供給された、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける受光タイミングのデータに基づいて、計測対象物ＯＢＪまでの距離値を算出することにより、距離画像を生成する。そして、出力部２５は、この距離画像の画像データを、距離画像信号Ｓ１として出力する。

（自己診断動作）
次に、自己診断動作について説明する。自己診断動作では、測距動作の場合（図７）と同様に、光検出部２０は、１つのブランキング期間Ｔ２において、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐのうちの、検出対象である複数の受光部Ｐを順次選択する。そして、光検出部２０は、選択された複数の受光部Ｐにおいて制御信号ＸＡＣＴを変化させることにより、自己診断を行う。

図１１は、選択された受光部Ｐ、およびその受光部Ｐが生成したパルス信号ＰＬＳ１に基づいて動作を行うフリップフロップ２９を表すものである。この図１１では、図８と同様に、説明の便宜上、回路を簡略化して描いている。

図１２は、自己診断動作における受光部Ｐおよびフリップフロップ２９の一動作例を表すものであり、（Ａ）は制御信号ＥＮＢＩＳＴの波形を示し、（Ｂ）は制御信号ＸＡＣＴの波形を示し、（Ｃ）はノードＮ１における電圧ＶＮ１の波形を示し、（Ｄ）はパルス信号ＰＬＳ１（パルス信号ＰＬＳ）の波形を示し、（Ｅ）はクロック信号ＣＬＫの波形を示し、（Ｆ）はパルス信号ＰＬＳＡの波形を示す。

自己診断動作では、測距制御部２８は、制御信号ＥＮＢＩＳＴを高レベルにする（図１２（Ａ））。これにより、受光部Ｐでは、図１１に示したように、トランジスタＭＰ１がオフ状態になり、トランジスタＭＮ１がオン状態になる。その結果、フォトダイオードＰＤのカソードは、ノードＮ１から切り離され、接地される。また、測距制御部２８は、タイミングｔ２１より前の期間において、制御信号ＸＡＣＴを高レベルにする（図１２（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＮ２がオン状態になり、トランジスタＭＰ３がオフ状態になる。その結果、定電流源ＣＵＲはノードＮ１から切り離され、ノードＮ１は接地される。

タイミングｔ２１において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１２（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。

その後、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図１２（Ｃ））。そして、タイミングｔ２２において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図１２（Ｄ））。フリップフロップ２９は、その後のタイミングｔ２３において、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに基づいて、このパルス信号ＰＬＳ１に応じたパルス信号ＰＬＳをサンプリングすることにより、パルス信号ＰＬＳＡを高レベルから低レベルに変化させる（図１２（Ｅ），（Ｆ））。そして、電圧ＶＮ１が高レベルに到達することにより、準備が完了する。

そして、電圧ＶＮ１が高レベルに到達した後のタイミングｔ２４において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させる（図１２（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＮ２がオン状態になり、トランジスタＭＰ３がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、定電流源ＣＵＲから切り離されて接地されるので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は高レベルから低レベルに変化する（図１２（Ｃ））。ノードＮ１における電圧ＶＮ１はインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより低くなるので、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルから高レベルに変化させる（図１２（Ｄ））。フリップフロップ２９は、その後のタイミングｔ２５において、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに基づいて、このパルス信号ＰＬＳ１に応じたパルス信号ＰＬＳをサンプリングすることにより、パルス信号ＰＬＳＡを低レベルから高レベルに変化させる（図１２（Ｅ），（Ｆ））。

次に、タイミングｔ２６において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１２（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。

その後、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図１２（Ｃ））。そして、タイミングｔ２７において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図１２（Ｄ））。フリップフロップ２９は、その後のタイミングｔ２８において、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに基づいて、このパルス信号ＰＬＳ１に応じたパルス信号ＰＬＳをサンプリングすることにより、パルス信号ＰＬＳＡを高レベルから低レベルに変化させる（図１２（Ｅ），（Ｆ））。

図１３は、自己診断動作におけるヒストグラム生成部２３の一動作例を表すものである。光検出システム１は、図１２において、タイミングｔ２４～ｔ２６において制御信号ＸＡＣＴを高レベルにすることにより、図１２（Ｆ）に示したように、この制御信号ＸＡＣＴの立ち上がりタイミングに応じたタイミングから始まるパルスを含むパルス信号ＰＬＳＡを生成する。このパルスのパルス幅は、この例では、クロック信号ＣＬＫにおける４つ分のクロックパルスに対応する時間長である。これに応じて、ヒストグラム生成部２３は、図１３に示したヒストグラムを生成する。この例では、制御信号ＸＡＣＴを１回高レベルにしているので、頻度は“１”である。このヒストグラムの左端は、パルス信号ＰＬＳにおけるパルスの発生タイミングに対応し、ヒストグラムの分布の幅は、パルス信号ＰＬＳにおけるパルスのパルス幅に対応する。

診断部２６は、ヒストグラム生成部２３から供給された、複数の受光部Ｐのそれぞれにおけるデータに基づいて、パルス信号ＰＬＳにおけるパルスの発生タイミングおよびパルス幅を診断することにより、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐの診断処理を行う。

次に、いくつかの不具合の例を挙げて、自己診断動作を詳細に説明する。受光部Ｐでは、初期不良や、経年劣化などにより、様々な不具合が生じ得る。例えば、図８において、定電流源ＣＵＲが流す電流が多い場合（ケースＣ１）や、定電流源ＣＵＲが流す電流が少ない場合（ケースＣ２）があり得る。また、例えば、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が高レベルに固着する場合（ケースＣ３）や、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低レベルに固着する場合（ケースＣ４）があり得る。また、フォトダイオードＰＤのカソードが低レベルに固着し、あるいはフォトダイオードＰＤのアノードおよびカソードが互いにショートする場合（ケースＣ５）があり得る。診断部２６は、受光部Ｐにおけるこれらの様々な不具合を診断することができる。

（ケースＣ１）
まず、定電流源ＣＵＲが流す電流が多い場合（ケースＣ１）について説明する。

図１４Ａは、ケースＣ１における受光部Ｐの一動作例を表すものであり、（Ａ）は制御信号ＥＮＢＩＳＴの波形を示し、（Ｂ）は制御信号ＸＡＣＴの波形を示し、（Ｃ）はノードＮ１における電圧ＶＮ１の波形を示し、（Ｄ）はパルス信号ＰＬＳ１の波形を示す。図１４Ａ（Ｃ），（Ｄ）において、破線は不具合が無い場合の波形を示し、実線は不具合がある場合の波形を示す。図１４Ａ（Ａ）～（Ｄ）は、図１２（Ａ）～（Ｄ）にそれぞれ対応している。図１４Ａでは、クロック信号ＣＬＫおよびパルス信号ＰＬＳＡの波形の図示を省いているが、図１２（Ｅ），（Ｆ）と同様に、フリップフロップ２９がクロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに基づいてパルス信号ＰＬＳをサンプリングすることによりパルス信号ＰＬＳＡを生成する。

タイミングｔ３１において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１４Ａ（Ｂ））。これにより、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。そして、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図１４Ａ（Ｃ））。ケースＣ１では、定電流源ＣＵＲが流す電流が多いので、電圧ＶＮ１は、不具合が無い場合に比べて短い時間で上昇する。そして、タイミングｔ３２において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１はパルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図１４Ａ（Ｄ））。そして、電圧ＶＮ１が高レベルに到達することにより、準備が完了する。

そして、電圧ＶＮ１が高レベルに到達した後のタイミングｔ３３において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させる（図１４Ａ（Ｂ））。これにより、ノードＮ１は、定電流源ＣＵＲから切り離されて接地されるので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は高レベルから低レベルに変化する（図１４Ａ（Ｃ））。ノードＮ１における電圧ＶＮ１はインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより低くなるので、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルから高レベルに変化させる（図１４Ａ（Ｄ））。

次に、タイミングｔ３４において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１４Ａ（Ｂ））。これにより、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。そして、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図１４Ａ（Ｃ））。ケースＣ１では、定電流源ＣＵＲが流す電流が多いので、電圧ＶＮ１は、不具合が無い場合に比べて短い時間で上昇する。そして、タイミングｔ３５において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図１４Ａ（Ｄ））。

このように、ケースＣ１では、定電流源ＣＵＲが流す電流が多いので、電圧ＶＮ１は、タイミングｔ３４以降において、不具合が無い場合に比べて短い時間で上昇する。これにより、パルス信号ＰＬＳ１のパルスの終了タイミングが早くなり、パルス信号ＰＬＳ１のパルス幅は短くなり、これに応じて、フリップフロップ２９が生成するパルス信号ＰＬＳＡのパルス幅もまた短くなる。

図１４Ｂは、ケースＣ１におけるヒストグラム生成部２３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は不具合が無い場合を示し、（Ｂ）はケースＣ１に係る不具合がある場合を示す。図１４Ａ（Ｄ）に示したように、ケースＣ１では、パルス信号ＰＬＳ１のパルス幅は短くなる。これにより、図１４Ｂ（Ｂ）に示したように、不具合がない場合（図１４Ｂ（Ａ））に比べて、ヒストグラムにおける右端が左側に移動するので、ヒストグラムの分布の幅が狭くなる。

診断部２６は、このように、ヒストグラムにおける右端が左側に移動することによりヒストグラムの分布の幅が狭くなっている場合には、受光部Ｐに、定電流源ＣＵＲが流す電流が多くなるような不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ２）
次に、定電流源ＣＵＲが流す電流が少ない場合（ケースＣ２）について説明する。

図１５Ａは、ケースＣ２における受光部Ｐの一動作例を表すものである。タイミングｔ４１において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１５Ａ（Ｂ））。これにより、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。そして、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図１５Ａ（Ｃ））。ケースＣ２では、定電流源ＣＵＲが流す電流が少ないので、電圧ＶＮ１は、不具合が無い場合に比べて長い時間で上昇する。そして、タイミングｔ４２において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図１５Ａ（Ｄ））。そして、電圧ＶＮ１が高レベルに到達することにより、準備が完了する。

そして、電圧ＶＮ１が高レベルに到達した後のタイミングｔ４３において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させる（図１５Ａ（Ｂ））。これにより、ノードＮ１は、定電流源ＣＵＲから切り離されて接地されるので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は高レベルから低レベルに変化する（図１５Ａ（Ｃ））。ノードＮ１における電圧ＶＮ１はインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより低くなるので、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルから高レベルに変化させる（図１５Ａ（Ｄ））。

次に、タイミングｔ４４において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１５Ａ（Ｂ））。これにより、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。そして、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図１５Ａ（Ｃ））。ケースＣ２では、定電流源ＣＵＲが流す電流が少ないので、電圧ＶＮ１は、不具合が無い場合に比べて長い時間で上昇する。そして、タイミングｔ４５において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図１５Ａ（Ｄ））。

このように、ケースＣ２では、定電流源ＣＵＲが流す電流が少ないので、電圧ＶＮ１は、タイミングｔ４４以降において、不具合が無い場合に比べて長い時間で上昇する。これにより、パルス信号ＰＬＳ１のパルスの終了タイミングが遅くなり、パルス信号ＰＬＳ１のパルス幅は長くなり、これに応じて、フリップフロップ２９が生成するパルス信号ＰＬＳＡのパルス幅もまた長くなる。

図１５Ｂは、ケースＣ２におけるヒストグラム生成部２３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は不具合が無い場合を示し、（Ｂ）はケースＣ２に係る不具合がある場合を示す。図１５Ａ（Ｄ）に示したように、ケースＣ２では、パルス信号ＰＬＳ１のパルス幅は長くなるので、フリップフロップ２９が生成するパルス信号ＰＬＳＡのパルス幅もまた長くなる。これにより、図１５Ｂ（Ｂ）に示したように、不具合がない場合（図１５Ｂ（Ａ））に比べて、ヒストグラムにおける右端が右側に移動するので、ヒストグラムの分布の幅が広くなる。

診断部２６は、このように、ヒストグラムにおける右端が右側に移動することによりヒストグラムの分布の幅が広くなっている場合には、受光部Ｐに、定電流源ＣＵＲが流す電流が少なくなるような不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ３）
次に、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が高レベルに固着する場合（ケースＣ３）について説明する。

図１６Ａは、ケースＣ３における受光部Ｐの一動作例を表すものである。タイミングｔ５１において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１６Ａ（Ｂ））。また、測距制御部２８は、タイミングｔ５２において、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させ、タイミングｔ５３において、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる。ケースＣ３では、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が高レベルに固着している（図１６Ａ（Ｃ））。よって、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルに維持する（図１６Ａ（Ｄ））。

このように、ケースＣ３では、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が高レベルに固着しているので、パルス信号ＰＬＳ１は低レベルに維持され、これに応じて、フリップフロップ２９が生成するパルス信号ＰＬＳＡもまた低レベルに維持される。

図１６Ｂは、ケースＣ３におけるヒストグラム生成部２３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は不具合が無い場合を示し、（Ｂ）はケースＣ３に係る不具合がある場合を示す。図１６Ａ（Ｄ）に示したように、ケースＣ３では、パルス信号ＰＬＳ１は低レベルに維持されるので、フリップフロップ２９が生成するパルス信号ＰＬＳＡもまた低レベルに維持される。これにより、図１６Ｂ（Ｂ）に示したように、ヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“０”になる。

診断部２６は、このように、全てのビンにおける頻度が“０”である場合には、受光部Ｐに、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が高レベルに固着するような不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ４）
次に、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低レベルに固着する場合（ケースＣ４）について説明する。

図１７Ａは、ケースＣ４における受光部Ｐの一動作例を表すものである。タイミングｔ６１において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１７Ａ（Ｂ））。また、測距制御部２８は、タイミングｔ６２において、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させ、タイミングｔ６３において、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる。ケースＣ４では、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低レベルに固着している（図１７Ａ（Ｃ））。よって、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルに維持する（図１７Ａ（Ｄ））。

このように、ケースＣ４では、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低レベルに固着しているので、パルス信号ＰＬＳ１は高レベルに維持され、これに応じて、フリップフロップ２９が生成するパルス信号ＰＬＳＡもまた高レベルに維持される。

図１７Ｂは、ケースＣ４におけるヒストグラム生成部２３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は不具合が無い場合を示し、（Ｂ）はケースＣ４に係る不具合がある場合を示す。図１７Ａ（Ｄ）に示したように、ケースＣ４では、パルス信号ＰＬＳ１は高レベルに維持されるので、フリップフロップ２９が生成するパルス信号ＰＬＳＡもまた高レベルに維持される。これにより、図１７Ｂ（Ｂ）に示したように、ヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“１”になる。

診断部２６は、このように、全てのビンにおける頻度が“１”である場合には、受光部Ｐに、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低レベルに固着するような不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ５）
次に、フォトダイオードＰＤのカソードが低レベルに固着し、あるいはフォトダイオードＰＤのアノードおよびカソードが互いにショートする場合（ケースＣ５）について説明する。

図１８は、選択された受光部Ｐ、およびその受光部Ｐが生成したパルス信号ＰＬＳ１に基づいて動作を行うフリップフロップ２９を表すものである。この図１８では、図８と同様に、説明の便宜上、回路を簡略化して描いている。

図１９Ａは、ケースＣ５における受光部Ｐの一動作例を表すものであり、（Ａ）は制御信号ＥＮＢＩＳＴの波形を示し、（Ｂ）は制御信号ＸＡＣＴの波形を示し、（Ｃ）はノードＮ１における電圧ＶＮ１の波形を示し、（Ｄ）はパルス信号ＰＬＳ１（パルス信号ＰＬＳ）の波形を示す。

この自己診断動作では、測距制御部２８は、制御信号ＥＮＢＩＳＴを低レベルにする（図１９Ａ（Ａ））。これにより、受光部Ｐでは、図１８に示したように、トランジスタＭＰ１がオン状態になり、トランジスタＭＮ１がオフ状態になる。その結果、フォトダイオードＰＤのカソードは、接地ノードから切り離され、ノードＮ１に接続される。また、図１８に示したように、測距制御部２８は、フォトダイオードＰＤのアノードに印加する電源電圧ＶＮＥＧを“０Ｖ”にする。なお、この例では、電源電圧ＶＮＥＧを“０Ｖ”にしたが、これに限定されるものではなく、フォトダイオードＰＤ（シングルフォトンアバランシェダイオード）を動作させないような電圧を印加することができる。例えば、測距動作において電源電圧ＶＮＥＧを“－２０Ｖ”にする場合には、この自己診断動作では、電源電圧ＶＮＥＧを“－１０Ｖ”にしてもよい。これにより、フォトダイオードＰＤはオフ状態になり、フォトダイオードＰＤのアノードとカソードとは、電気的に絶縁される。すなわち、図１１の例ではトランジスタＭＰ１をオフ状態にしたが、この図１８の例では、トランジスタＭＰ１をオン状態にするとともにフォトダイオードＰＤをオフ状態にしている。これにより、以下に説明するように、フォトダイオードＰＤのカソードに係る自己診断を行うことができる。なお、このようにしても、上述したケースＣ１～Ｃ４の自己診断動作（図１４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ）と同様の動作を行うことができる。

タイミングｔ７１において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１９Ａ（Ｂ））。また、測距制御部２８は、タイミングｔ７２において、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させ、タイミングｔ７３において、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる。不具合がない場合には、図１２の場合と同様に、制御信号ＸＡＣＴに応じてノードＮ１における電圧ＶＮ１が変化し、この電圧ＶＮ１に応じてパルス信号ＰＬＳ１は変化する。一方、ケースＣ５では、フォトダイオードＰＤのカソードが低レベルに固着し、あるいはフォトダイオードＰＤのアノードおよびカソードが互いにショートしている。よって、電圧ＶＮ１は低レベルを維持する（図１９Ａ（Ｃ））。よって、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルに維持する（図１９Ａ（Ｄ））。

図１９Ｂは、ケースＣ５におけるヒストグラム生成部２３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は不具合が無い場合を示し、（Ｂ）はケースＣ５に係る不具合がある場合を示す。図１９Ａ（Ｄ）に示したように、ケースＣ５では、パルス信号ＰＬＳ１は高レベルに維持されるので、フリップフロップ２９が生成するパルス信号ＰＬＳＡもまた高レベルに維持される。これにより、図１９Ｂ（Ｂ）に示したように、ヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“１”になる。

診断部２６は、このように、制御信号ＥＮＢＩＳＴを低レベルにし、電源電圧ＶＮＥＧを“０Ｖ”にした場合において、全てのビンにおける頻度が“１”である場合には、受光部Ｐに、フォトダイオードＰＤのカソードが低レベルに固着し、あるいはフォトダイオードＰＤのアノードおよびカソードが互いにショートするような不具合が生じていると診断する。

このようにして、診断部２６は、受光部ＰにおけるケースＣ１～Ｃ５に示したような不具合の診断処理を行う。そして、出力部２７は、診断部２６の診断処理の結果を、診断結果信号Ｓ２として出力する。

このように、光検出システム１では、フォトダイオードＰＤと、オン状態になることによりフォトダイオードＰＤとノードＮ１とを接続する第１のスイッチ（トランジスタＭＰ１）と、オン状態になることによりノードＮ１に所定の電圧（この例では接地電圧）を印加する第２のスイッチ（トランジスタＭＮ２）と、ノードＮ１における電圧ＶＮ１に基づいてパルス信号ＰＬＳ１を生成する信号生成部（インバータＩＶ１）とを有する受光部Ｐを設けるようにした。パルス信号ＰＬＳ１に基づいて、パルス信号ＰＬＳが変化するタイミングを検出する検出部（フリップフロップ部２２およびヒストグラム生成部２３）を設けるようにした。第２のスイッチ（トランジスタＭＮ２）をオン状態にしたときの検出部の検出結果に応じた診断結果信号Ｓ２を出力する出力部２７を設けるようにした。これにより、光検出システム１では、トランジスタＭＮ２をオン状態にした場合において、受光部Ｐが所望の動作を行うかどうかを確認することができるので、受光部Ｐの自己診断を行うことができる。

また、光検出システム１では、図６に示したように、測距期間Ｔ１において測距動作を行い、ブランキング期間Ｔ２において自己診断動作を行うようにしたので、測距動作を続けつつ、受光部Ｐの自己診断を行うことができる。

［効果］
以上のように本実施の形態では、フォトダイオードと、オン状態になることによりフォトダイオードとノードＮ１とを接続する第１のスイッチと、オン状態になることによりノードＮ１に所定の電圧を印加する第２のスイッチと、ノードＮ１の電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有する受光部を設けるようにした。パルス信号に基づいて、パルス信号が変化するタイミングを検出する検出部を設けるようにした。第２のスイッチをオン状態にしたときの検出部の検出結果に応じた診断結果信号を出力する出力部を設けるようにした。これにより、自己診断を行うことができる。

［変形例１－１］
上記実施の形態では、フリップフロップ部２２が、パルス信号ＰＬＳをサンプリングし、ヒストグラム生成部２３が、そのサンプリング結果に基づいてヒストグラムを生成したが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る光検出システム１Ａについて詳細に説明する。

光検出システム１Ａは、上記実施の形態に係る光検出システム１（図１）と同様に、光検出部２０Ａを備えている。

図２０は、光検出部２０Ａの一構成例を表すものである。光検出部２０Ａは、ＴＤＣ（Time to Digital Converter）部２２Ａと、ヒストグラム生成部２３Ａと、診断部２６Ａを有している。

ＴＤＣ部２２Ａは、画素アレイ２１から供給された複数のパルス信号ＰＬＳの立ち上がりタイミングを検出することにより、複数のタイミングコードＴＣＯＤＥを生成するように構成される。

図２１は、ＴＤＣ部２２Ａの一構成例を表すものである。ＴＤＣ部２２Ａは、複数のＴＤＣ２９Ａを有している。複数のＴＤＣ２９Ａは、画素アレイ２１から供給される複数のパルス信号ＰＬＳにそれぞれ対応して設けられる。複数のＴＤＣ２９Ａのそれぞれは、クロック信号ＣＬＫに基づいてカウント動作を行い、パルス信号ＰＬＳの立ち上がりエッジに基づいてカウント値をラッチすることにより、タイミングコードＴＣＯＤＥを生成するように構成される。そして、ＴＤＣ部２２Ａは、複数のＴＤＣ２９Ａが生成したタイミングコードＴＣＯＤＥをヒストグラム生成部２３Ａに供給するようになっている。

ヒストグラム生成部２３Ａは、ＴＤＣ部２２Ａから供給された複数のタイミングコードＴＣＯＤＥのそれぞれに基づいて、パルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングを示すヒストグラムを生成するように構成される。具体的には、測距動作では、光検出部２０は、反射光パルスＬ１を検出することによりパルス信号ＰＬＳを生成するので、ヒストグラム生成部２３は、複数のパルス信号ＰＬＳＡに基づいて、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける受光タイミングを示すヒストグラムを生成する。また、自己診断動作では、光検出部２０は、制御信号ＸＡＣＴに基づいてパルス信号ＰＬＳを生成するので、ヒストグラム生成部２３は、複数のパルス信号ＰＬＳＡに基づいて、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングを示すヒストグラムを生成するようになっている。

診断部２６Ａは、ヒストグラム生成部２３Ａから供給された、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングのデータに基づいて、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐの診断処理を行うように構成される。

ここで、ＴＤＣ部２２Ａおよびヒストグラム生成部２３Ａは、本開示における「検出部」の一具体例に対応する。

図２２は、測距動作におけるヒストグラム生成部２３Ａの一動作例を表すものであり、（Ａ）は光パルスＬ０を１回射出したときに得られた、ある１つの受光部Ｐについてのヒストグラムを示し、（Ｂ）は、光パルスＬ０を複数回射出したときに得られた、その受光部Ｐについてのヒストグラムを示す。

光検出システム１Ａは、光パルスＬ０を１回射出することにより、反射光パルスＬ１の受光タイミングに応じたタイミングコードＴＣＯＤＥを生成する。これに応じて、ヒストグラム生成部２３Ａは、図２２（Ａ）に示したヒストグラムを生成する。この例では、光パルスＬ０を１回射出しているので、頻度は“１”である。

光検出システム１Ａは、１つの測距期間Ｔ１において、光パルスＬ０を複数回繰り返し射出する。これにより、図２２（Ａ）に示したようなデータが複数回分蓄積される。これにより、ヒストグラム生成部２３Ａは、図２２（Ｂ）に示したヒストグラムを生成する。光検出システム１は、例えば、このヒストグラムの重心位置に基づいて、受光タイミングを算出することができる。

ヒストグラム生成部２３Ａは、複数の受光部Ｐのそれぞれについて、図２２（Ｂ）に示したヒストグラムを生成し、複数の受光部Ｐのそれぞれについて、受光タイミングを算出する。

自己診断動作では、診断部２６Ａは、上述したケースＣ３～Ｃ５のような不具合を診断することができる。

ノードＮ１における電圧ＶＮ１が高レベルに固着する場合（ケースＣ３）には、受光部Ｐは、図１６Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルに維持する（図１６Ａ（Ｄ））。

図２３は、ヒストグラム生成部２３Ａの一動作例を表すものであり、（Ａ）は不具合が無い場合を示し、（Ｂ）はケースＣ３に係る不具合がある場合を示す。不具合がない場合には、図２３（Ａ）に示したように、パルス信号ＰＬＳの立ち上がりタイミングに応じたタイミングコードＴＣＯＤＥで、頻度が“１”になる。

ケースＣ３では、パルス信号ＰＬＳ１は低レベルに維持されるので、パルス信号ＰＬＳに立ち上がりエッジが生じないため、ＴＤＣ２９ＡはタイミングコードＴＣＯＤＥを生成しない。これにより、ヒストグラムでは、図２３（Ｂ）に示したように、全てのビンにおける頻度が“０”になる。診断部２６Ａは、このように、全てのビンにおける頻度が“０”である場合には、受光部Ｐに不具合が生じていると診断する。

ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低レベルに固着する場合（ケースＣ４）には、受光部Ｐは、図１７Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルに維持する（図１７Ａ（Ｄ））。

ケースＣ４では、パルス信号ＰＬＳ１は高レベルに維持されるので、パルス信号ＰＬＳに立ち上がりエッジが生じないため、図２３に示したように、ＴＤＣ２９ＡはタイミングコードＴＣＯＤＥを生成しない。これにより、ヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“０”になる。診断部２６Ａは、このように、全てのビンにおける頻度が“０”である場合には、受光部Ｐに不具合が生じていると診断する。

フォトダイオードＰＤのカソードが低レベルに固着し、あるいはフォトダイオードＰＤのアノードおよびカソードが互いにショートする場合（ケースＣ５）には、受光部Ｐは、図１９Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルに維持する（図１９Ａ（Ｄ））。

ケースＣ５では、パルス信号ＰＬＳ１は高レベルに維持されるので、パルス信号ＰＬＳに立ち上がりエッジが生じないため、ＴＤＣ２９ＡはタイミングコードＴＣＯＤＥを生成しない。これにより、図２３（Ｂ）に示したように、ヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“０”になる。診断部２６Ａは、このように、全てのビンにおける頻度が“０”である場合には、受光部Ｐに不具合が生じていると診断する。

［変形例１－２］
上記実施の形態では、１つのブランキング期間Ｔ２において、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐのうちの、検出対象である複数の受光部Ｐを順次選択したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図２４に示すように、複数（この例では２つ）のブランキング期間Ｔ２において、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐのうちの、検出対象である複数の受光部Ｐを順次選択してもよい。この例では、２つのブランキング期間Ｔ２のうちの最初のブランキング期間Ｔ２において、画素アレイ２１の左半分における複数の受光部Ｐのうちの、検出対象である複数の受光部Ｐを順次選択し、次のブランキング期間Ｔ２において、画素アレイ２１の右半分における複数の受光部Ｐのうちの、検出対象である複数の受光部Ｐを順次選択する。これにより、ブランキング期間Ｔ２の時間長を短くすることができるので、例えば単位時間当たりの測距動作の頻度を高めることができる。

［変形例１－３］
上記実施の形態では、測距動作において、図８に示したように、トランジスタＭＮ２をオフ状態に維持したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図２５に示すように、このトランジスタＭＮ２をオンオフしてもよい。これにより、例えば、以下に説明するように、測距動作において、発光部１１が光パルスＬ０を射出する期間において、このトランジスタＭＮ２をオン状態にすることにより、光検出部２０の誤検出を防ぐことができる。

図２６は、ブランキング期間Ｔ２から測距期間Ｔ１に移行するタイミングの前後における光検出システム１の一動作例を表すものであり、（Ａ）は制御信号ＥＮＢＩＳＴの波形を示し、（Ｂ）は制御信号ＸＡＣＴの波形を示し、（Ｃ）は発光部１１から射出される光の波形を示し、（Ｄ）は光検出部２０に入射する光の波形を示し、（Ｅ）はノードＮ１における電圧ＶＮ１の波形を示し、（Ｆ）はパルス信号ＰＬＳ１の波形を示す。

ブランキング期間Ｔ２では、光検出システム１は、自己診断を行う。この例では、測距制御部２８は、タイミングｔ８１～ｔ８２の期間において制御信号ＸＡＣＴを高レベルにし、ノードＮ１における電圧ＶＮ１およびパルス信号ＰＬＳ１が、この制御信号ＸＡＣＴに応じて変化する（図２６（Ｂ），（Ｅ），（Ｆ））。

そして、タイミングｔ８３において、測距制御部２８は、制御信号ＥＮＢＩＳＴを高レベルから低レベルに変化させる（図２６（Ａ））。これにより、トランジスタＭＰ１がオン状態になるとともにトランジスタＭＮ１がオフ状態になり、フォトダイオードＰＤのカソードが接地ノードから切り離され、ノードＮ１に接続される。

また、このタイミングｔ８３において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させる（図２６（Ｂ））。これにより、トランジスタＭＮ２がオン状態になるとともにトランジスタＭＰ３がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、定電流源ＣＵＲから切り離され、接地される。このように電圧ＶＮ１が高レベルから低レベルに変化するので（図２６（Ｅ））、インバータＩＶ１はパルス信号ＰＬＳ１を低レベルから高レベルに変化させる（図２６（Ｆ））。

そして、タイミングｔ８４において、ブランキング期間Ｔ２が終了し、測距期間Ｔ１が開始する。このタイミングｔ８４において、発光部１１は、制御部１４からの指示に基づいて、光パルスＬ０を射出する（図２６（Ｃ））。このとき、制御信号ＸＡＣＴは高レベルであるので（図２６（Ｂ））、トランジスタＭＮ２はオン状態である。よって、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は低レベルに維持される。

そして、その後のタイミングｔ８５において、測距制御部２８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図２６（Ｂ））。これにより、トランジスタＭＰ３がオン状態になるとともにトランジスタＭＮ２がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は接地ノードから切り離され定電流源ＣＵＲに接続される。定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図２６（Ｅ））。そして、タイミングｔ８６において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図２６（Ｆ））。

これ以降の動作は、上記実施の形態の場合（図９）と同様である。

このように、本変形例では、発光部１１が光パルスＬ０を射出する期間において、このトランジスタＭＮ２をオン状態にした。これにより、例えば、発光部１１から射出された光パルスＬ０が、光検出システム１の筐体の内壁で反射して、光検出部２０に入射した場合でも、光検出部２０は、この光に基づいてパルス信号ＰＬＳ１のパルスを生成させない。その結果、光検出部２０では、誤検出を防ぐことができる。

この例では、図２５に示したように、１つのトランジスタＭＮ２を用いたが、これに限定されるものではなく、図２７に示すように、トランジスタＭＮ２とは別に、測距期間Ｔ１においてオンオフするトランジスタＭＮ３を設けてもよい。

［変形例１－４］
上記実施の形態では、受光部Ｐをデイジーチェーン接続したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐにそれぞれ対応する複数のフリップフロップ２９を設け、受光部Ｐおよびフリップフロップ２９を一対一で接続してもよい。本変形例に係る光検出システム１Ｄは、上記実施の形態に係る光検出システム１（図１）と同様に、光検出部２０Ｄを備えている。光検出部２０Ｄは、上記実施の形態に係る光検出部２０（図２）と同様に、画素アレイ２１Ｄと、フリップフロップ部２２Ｄとを有している。画素アレイ２１Ｄは、マトリックス状に配置された複数の受光部Ｐを有する。フリップフロップ部２２Ｄは、複数の受光部Ｐに対応する複数のフリップフロップ２９を有している。

図２８は、本変形例に係る受光部Ｐおよびフリップフロップ２９の一構成例を表すものである。受光部Ｐは、フォトダイオードＰＤと、トランジスタＭＮ１，ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３，ＭＮ２と、インバータＩＶ１とを有している。本変形例に係る受光部Ｐは、上記実施の形態に係る受光部Ｐ（図３）から、論理積回路ＡＮＤ１および論理和回路ＯＲ１を省いたものである。本変形例に係る受光部Ｐでは、インバータＩＶ１は、ノードＮ１における電圧ＶＮ１の反転電圧を生成することによりパルス信号ＰＬＳを生成するように構成される。フリップフロップ２９は、このインバータＩＶ１から出力されたパルス信号ＰＬＳに基づいて動作するようになっている。

図２９は、光検出部２０Ｄの一実装例を表すものである。この例では、光検出部２０Ｄを２枚の半導体基板１０１，１０２に形成している。半導体基板１０１は、光検出部２０Ｄの受光面側に配置され、半導体基板１０２は、光検出部２０Ｄの受光面側とは反対側に配置される。半導体基板１０１，１０２は互いに重ね合わされる。半導体基板１０１の配線と、半導体基板１０２の配線とは、配線１０３により接続される。配線１０３は、例えばＣｕ－Ｃｕ結合やバンプ結合などの金属結合などを用いることができる。例えば、図２８に示した受光部ＰのフォトダイオードＰＤは、半導体基板１０１に配置され、受光部ＰにおけるフォトダイオードＰＤ以外の素子、およびその受光部Ｐに接続されたフリップフロップ２９は、半導体基板１０２に配置される。受光部ＰのフォトダイオードＰＤと、その受光部ＰにおけるフォトダイオードＰＤ以外の素子、およびその受光部Ｐに接続されたフリップフロップ２９は、半導体基板１０１，１０２における、互いに対応する領域に配置される。

［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。

＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る光検出システム２について説明する。本実施の形態は、複数の受光部Ｐの自己診断をまとめて行うように構成される。なお、上記第１の実施の形態に係る光検出システム１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施の形態に係る光検出システム２は、第１の実施の形態に係る光検出システム１（図１）と同様に、光検出部３０を備えている。

図３０は、光検出部３０の一構成例を表すものである。光検出部３０は、フリップフロップ部３２と、ヒストグラム生成部３３と、診断部３６とを有している。

図３１は、フリップフロップ部３２の一構成例を表すものである。フリップフロップ部３２は、複数のフリップフロップ２９と、複数の論理積回路３７と、複数のフリップフロップ３８とを有している。

複数の論理積回路３７のそれぞれは、４つのパルス信号ＰＬＳの論理積を求めるように構成される。なお、この例では、論理積回路３７は、４つのパルス信号ＰＬＳの論理積を求めるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、２つまたは３つのパルス信号ＰＬＳの論理積を求めるようにしてもよいし、５つ以上のパルス信号ＰＬＳの論理積を求めるようにしてもよい。

複数のフリップフロップ３８は、複数の論理積回路３７にそれぞれ対応して設けられる。複数のフリップフロップ３８のそれぞれは、対応する論理積回路３７の出力信号をクロック信号ＣＬＫに基づいてサンプリングすることによりパルス信号ＰＬＳＢを生成するように構成される。このパルス信号ＰＬＳＢは、診断処理動作において使用される。すなわち、光検出システム２は、診断処理動作では、４つの受光部Ｐをまとめて診断する。

ヒストグラム生成部３３は、測距動作において、複数のパルス信号ＰＬＳＡに基づいて、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける受光タイミングを示すヒストグラムを生成する。また、ヒストグラム生成部３３は、自己診断動作において、複数のパルス信号ＰＬＳＢに基づいて、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングを示すヒストグラムを生成するようになっている。

診断部３６は、ヒストグラム生成部３３から供給された、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングのデータに基づいて、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐの診断処理を行うように構成される。この診断部３６は、４つの受光部Ｐをまとめて診断することにより、複数の受光部Ｐの診断処理を行うようになっている。

ここで、フリップフロップ部３２およびヒストグラム生成部３３は、本開示における「検出部」の一具体例に対応する。

光検出システム２は、第１の実施の形態に係る光検出システム１の場合（図６）と同様に、測距期間Ｔ１において測距動作を行い、ブランキング期間Ｔ２において、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐの自己診断を行う。光検出システム２の測距動作は、第１の実施の形態に係る光検出システム１の場合（図７～１０）と同様である。

自己診断動作では、診断部３６は、上述したケースＣ１，Ｃ３のような不具合を診断することができる。

（ケースＣ１）
定電流源ＣＵＲが流す電流が多い場合（ケースＣ１）には、図１４Ａに示したように、不具合がない場合に比べて、パルス信号ＰＬＳ１のパルス幅が短くなる（図１４Ａ（Ｄ））。

図３２は、ヒストグラム生成部３３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は４つの受光部Ｐのいずれにも不具合が無い場合を示し、（Ｂ）は４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つにケースＣ１に係る不具合がある場合を示す。４つの受光部Ｐのいずれにも不具合がない場合には、その４つの受光部Ｐにより生成された４つのパルス信号ＰＬＳは、ほぼ同じ波形を有する。フリップフロップ部３２の論理積回路３７は、４つの受光部Ｐから供給されたパルス信号ＰＬＳの論理積を求める。論理積回路３７の出力信号は、これらの４つのパルス信号ＰＬＳとほぼ同じ波形を有する。よって、図３２（Ａ）に示したように、頻度が“１”であるヒストグラムが得られる。このヒストグラムの左端は、パルス信号ＰＬＳにおけるパルスの発生タイミングに対応し、ヒストグラムの分布の幅は、パルス信号ＰＬＳにおけるパルスのパルス幅に対応する。

４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つにケースＣ１に係る不具合がある場合には、その不具合がある受光部Ｐでは、図１４Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１のパルスの終了タイミングが早くなることにより、パルス幅が短くなる（図１４Ａ（Ｄ））。フリップフロップ部３２の論理積回路３７は、４つの受光部Ｐから供給されたパルス信号ＰＬＳの論理積を求める。論理積回路３７の出力信号は、不具合がある受光部Ｐが生成するパルス信号ＰＬＳ１と同様に、パルス幅が短い信号となる。その結果、図３２（Ｂ）に示したように、不具合がない場合（図３２（Ａ））に比べて、ヒストグラムにおける右端が左側に移動するので、ヒストグラムの分布の幅が狭くなる。

診断部３６は、このように、ヒストグラムにおける右端が左側に移動することによりヒストグラムの分布の幅が狭くなっている場合には、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つに、定電流源ＣＵＲが流す電流が多くなるような不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ３）
ノードＮ１における電圧ＶＮ１が高レベルに固着する場合（ケースＣ３）には、受光部Ｐは、図１６Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルに維持する（図１６Ａ（Ｄ））。

図３３は、ヒストグラム生成部３３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は４つの受光部Ｐのいずれにも不具合が無い場合を示し、（Ｂ）は４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つにケースＣ３に係る不具合がある場合を示す。４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つにケースＣ３に係る不具合がある場合には、その不具合がある受光部Ｐでは、図１６Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１は低レベルに維持される（図１６Ａ（Ｄ））。フリップフロップ部３２の論理積回路３７は、４つの受光部Ｐから供給されたパルス信号ＰＬＳの論理積を求める。これにより、論理積回路３７の出力信号は、低レベルに維持される。その結果、図３３（Ｂ）に示したように、ヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“０”になる。

診断部３６は、このように、全てのビンにおける頻度が“０”である場合には、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つに、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が高レベルに固着するような不具合が生じていると診断する。

このように、光検出システム３では、複数（この例では４つ）の受光部Ｐがそれぞれ生成したパルス信号ＰＬＳに基づいて合成パルス信号（パルス信号ＰＬＳＢ）を生成し、この合成パルス信号が変化するタイミングを検出するようにしたので、診断処理を行うことができる。

以上のように本実施の形態では、複数の受光部がそれぞれ生成したパルス信号に基づいて合成パルス信号を生成し、この合成パルス信号が変化するタイミングを検出するようにしたので、診断処理を行うことができる。

［変形例２－１］
上記実施の形態では、図３１に示したように、論理積回路３７が４つのパルス信号ＰＬＳの論理積を求めることにより、４つの受光部Ｐの自己診断をまとめて行うようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、４つのパルス信号ＰＬＳの論理和を求めることにより、４つの受光部Ｐの自己診断をまとめて行うようにしてもよい。以下に、本変形例に係る光検出システム２Ａについて、詳細に説明する。

本実施の形態に係る光検出システム２Ａは、第１の実施の形態に係る光検出システム１（図１）と同様に、光検出部３０Ａを備えている。光検出部３０Ａは、第２の実施の形態に係る光検出部３０（図３０）と同様に、フリップフロップ部３２Ａと、診断部３６Ａとを有している。

図３４は、フリップフロップ部３２Ａの一構成例を表すものである。フリップフロップ部３２Ａは、複数の論理和回路３７Ａを有している。

複数の論理和回路３７Ａのそれぞれは、４つのパルス信号ＰＬＳの論理和を求めるように構成される。複数のフリップフロップ３８のそれぞれは、対応する論理和回路３７Ａの出力信号をクロック信号ＣＬＫに基づいてサンプリングすることによりパルス信号ＰＬＳＢを生成するようになっている。

診断部３６Ａは、ヒストグラム生成部３３から供給された、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングのデータに基づいて、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐの診断処理を行うように構成される。この診断部３６Ａは、４つの受光部Ｐをまとめて診断することにより、複数の受光部Ｐの診断処理を行うようになっている。

自己診断動作では、診断部３６Ａは、上述したケースＣ２，Ｃ４，Ｃ５のような不具合を診断することができる。

定電流源ＣＵＲが流す電流が少ない場合（ケースＣ２）には、図１５Ａに示したように、不具合がない場合に比べて、パルス信号ＰＬＳ１のパルス幅が長くなる（図１５Ａ（Ｄ））。

図３５は、ヒストグラム生成部３３Ａの一動作例を表すものであり、（Ａ）は４つの受光部Ｐのいずれにも不具合が無い場合を示し、（Ｂ）は４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つにケースＣ２に係る不具合がある場合を示す。４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つにケースＣ２に係る不具合がある場合には、その不具合がある受光部Ｐでは、図１５Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１のパルスの終了タイミングが遅くなることにより、パルス幅が長くなる（図１５Ａ（Ｄ））。フリップフロップ部３２Ａの論理和回路３７Ａは、４つの受光部Ｐから供給されたパルス信号ＰＬＳの論理和を求める。これにより、論理和回路３７Ａの出力信号は、不具合がある受光部Ｐが生成するパルス信号ＰＬＳ１と同様に、パルス幅が長い信号となる。その結果、図３５（Ｂ）に示したように、不具合がない場合（図３５（Ａ））に比べて、ヒストグラムにおける右端が右側に移動するので、ヒストグラムの分布の幅が広くなる。

診断部３６Ａは、このように、ヒストグラムにおける右端が右側に移動することによりヒストグラムの分布の幅が広くなっている場合には、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つに、定電流源ＣＵＲが流す電流が少なくなるような不具合が生じていると診断する。

ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低レベルに固着する場合（ケースＣ４）には、受光部Ｐは、図１７Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルに維持する（図１７Ａ（Ｄ））。

図３６は、ヒストグラム生成部３３Ａの一動作例を表すものであり、（Ａ）は４つの受光部Ｐのいずれにも不具合が無い場合を示し、（Ｂ）は４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つにケースＣ４に係る不具合がある場合を示す。

４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つにケースＣ４に係る不具合がある場合には、その不具合がある受光部Ｐでは、図１７Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１は高レベルに維持される（図１７Ａ（Ｄ））。フリップフロップ部３２Ａの論理和回路３７Ａは、４つの受光部Ｐから供給されたパルス信号ＰＬＳの論理和を求める。これにより、論理和回路３７Ａの出力信号は、高レベルに維持される。その結果、図３６（Ｂ）に示したように、ヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“１”になる。

診断部３６Ａは、このように、全てのビンにおける頻度が“１”である場合には、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つに、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低レベルに固着するような不具合が生じていると診断する。

フォトダイオードＰＤのカソードが低レベルに固着し、あるいはフォトダイオードＰＤのアノードおよびカソードが互いにショートする場合（ケースＣ５）には、受光部Ｐは、図１９Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルに維持する（図１９Ａ（Ｄ））。なお、ケースＣ５に係る自己診断を行う場合には、上述したように、制御信号ＥＮＢＩＳＴを低レベルにし、フォトダイオードＰＤのアノードに印加する電源電圧ＶＮＥＧを“０Ｖ”にしている。よって、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つにケースＣ５に係る不具合がある場合には、ケースＣ４の場合（図３６）と同様に、ヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“１”になる。

診断部３６Ａは、制御信号ＥＮＢＩＳＴを低レベルにし、電源電圧ＶＮＥＧを“０Ｖ”にした場合において、このように、全てのビンにおける頻度が“１”である場合には、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つに、フォトダイオードＰＤのカソードが低レベルに固着し、あるいはフォトダイオードＰＤのアノードおよびカソードが互いにショートするような不具合が生じていると診断する。

［変形例２－２］
上記実施の形態では、フリップフロップ２９，３８を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図３７に示すように、変形例１－１と同様に、ＴＤＣを設けてもよい。ＴＤＣ部３２Ｂは、複数のＴＤＣ２９Ｂと、複数の論理積回路３７と、複数のＴＤＣ３８Ｂとを有している。複数のＴＤＣ２９Ｂのそれぞれは、クロック信号ＣＬＫに基づいてカウント動作を行い、パルス信号ＰＬＳの立ち上がりエッジに基づいてカウント値をラッチすることにより、タイミングコードＴＣＯＤＥを生成するように構成される。複数のＴＤＣ３８Ｂのそれぞれは、クロック信号ＣＬＫに基づいてカウント動作を行い、論理積回路３７の出力信号の立ち上がりエッジに基づいてカウント値をラッチすることにより、タイミングコードＴＣＯＤＥを生成するように構成される。

［変形例２－３］
上記実施の形態では、受光部Ｐをデイジーチェーン接続したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、変形例１－４と同様に、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐにそれぞれ対応する複数のフリップフロップ２９を設け、受光部Ｐおよびフリップフロップ２９を一対一で接続してもよい。本変形例に係る光検出システム２Ｃは、第２の実施の形態に係る光検出システム２と同様に、光検出部３０Ｃを備えている。光検出部３０Ｃは、第２の実施の形態に係る光検出部３０（図３０）と同様に、画素アレイ２１Ｃと、フリップフロップ部３２Ｃとを有している。画素アレイ２１Ｃは、マトリックス状に配置された複数の受光部Ｐを有する。フリップフロップ部３２Ｃは、複数の受光部Ｐに対応する複数のフリップフロップ２９と、複数の論理積回路３７と、複数のフリップフロップ３８とを有している。

図３８は、本変形例に係る、４つの受光部Ｐ、４つのフリップフロップ２９、論理積回路３７、およびフリップフロップ３８の一構成例を表すものである。受光部Ｐは、フォトダイオードＰＤと、トランジスタＭＮ１，ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３，ＭＮ２と、インバータＩＶ１とを有している。本変形例に係る受光部Ｐは、上記実施の形態に係る受光部Ｐ（図３）から、論理積回路ＡＮＤ１および論理和回路ＯＲ１を省いたものである。本変形例に係る受光部Ｐでは、インバータＩＶ１は、ノードＮ１における電圧ＶＮ１の反転電圧を生成することによりパルス信号ＰＬＳを生成するように構成される。４つのフリップフロップ２９のそれぞれは、対応する受光部ＰのインバータＩＶ１から出力されたパルス信号ＰＬＳに基づいて動作する。論理積回路３７は、４つのパルス信号ＰＬＳの論理積を求める。フリップフロップ３８は、論理積回路３７の出力信号に基づいて動作する。なお、この例では、複数の論理積回路３７を有するフリップフロップ部３２Ｃを用いたが、これに限定されるものではなく、図３９に示すように、複数の論理和回路３７Ａを有するフリップフロップ部３２Ｄを用いてもよい。

また、図３８の例では、４つの受光部Ｐにそれぞれ対応する４つのフリップフロップ２９を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、図４０に示すフリップフロップ部３２Ｅのように、４つの受光部Ｐに対応する１つのフリップフロップ２９を設けてもよい。このフリップフロップ部３２Ｅは、論理和回路３７Ｅと、論理積回路３７Ｆと、セレクタ３８Ｅと、フリップフロップ２９とを有している。論理和回路３７Ｅは、４つのパルス信号ＰＬＳの論理和を求めるように構成される。論理積回路３７Ｆは、４つのパルス信号ＰＬＳの論理積を求めるように構成される。セレクタ３８Ｅは、測距動作では論理和回路３７Ｅの出力信号を選択し、自己診断動作では論理積回路３７Ｆの出力信号を選択するように構成される。フリップフロップ２９は、セレクタ３８Ｅの出力信号を、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに基づいてサンプリングすることにより、パルス信号ＰＬＳＡを生成するように構成される。測距動作において、論理和回路３７Ｅは、４つのパルス信号ＰＬＳの論理和を求め、フリップフロップ２９は、この論理和回路３７Ｅの出力信号に基づいてパルス信号ＰＬＳＡを生成する。これにより、図３８の例に比べて、フリップフロップ２９の数を減らすことができるので、回路面積を小さくすることができるとともに、消費電力を低減することができる。

同様に、図３９の例では、４つの受光部Ｐにそれぞれ対応する４つのフリップフロップ２９を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、図４１に示すフリップフロップ部３２Ｆのように、４つの受光部Ｐに対応する１つのフリップフロップ２９を設けてもよい。このフリップフロップ部３２Ｆは、論理和回路３７Ｅと、フリップフロップ２９とを有している。論理和回路３７Ｅは、４つのパルス信号ＰＬＳの論理和を求めるように構成される。フリップフロップ２９は、論理和回路３７Ｅの出力信号を、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりエッジに基づいてサンプリングすることにより、パルス信号ＰＬＳＡを生成するように構成される。この例では、測距動作および自己診断動作の両方において、論理和回路３７Ｅを用いる。これにより、図３９の例に比べて、フリップフロップ２９の数を減らすことができるので、回路面積を小さくすることができるとともに、消費電力を低減することができる。

本変形例に係る光検出部は、変形例１－４に係る光検出部２０Ｄ（図２９）と同様に、例えば、２枚の半導体基板に形成することができる。

＜３．第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態に係る光検出システム３について説明する。本実施の形態は、加算器を用いて、複数の受光部Ｐの自己診断をまとめて行うように構成される。なお、上記第１の実施の形態に係る光検出システム１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施の形態に係る光検出システム３は、第１の実施の形態に係る光検出システム１（図１）と同様に、光検出部４０を備えている。

図４２は、光検出部４０の一構成例を表すものである。光検出部４０は、フリップフロップ部４２と、ヒストグラム生成部４３と、診断部４６とを有している。

図４３は、フリップフロップ部４２の一構成例を表すものである。フリップフロップ部４２は、複数のフリップフロップ２９と、複数の加算器４７とを有している。

複数の加算器４７のそれぞれは、４つのパルス信号ＰＬＳＡに基づいて加算処理を行うことによりコードＣＯＤＥを生成するように構成される。具体的には、加算器４７は、４つのパルス信号ＰＬＳＡのうち、高レベルである信号の数を示すコードＣＯＤＥを生成する。高レベルである信号の数は、０以上４以下の値を取り得る。よって、加算器４７は、３ビットのコードＣＯＤＥを生成するようになっている。

図４４は、加算器４７の一構成例を表すものである。加算器４７は、半加算器５１，５２と、全加算器５３，５４とを有している。半加算器５１の入力端子Ａ，Ｂには、４つのパルス信号ＰＬＳＡのうちの２つが入力され、出力端子Ｓは全加算器５４の入力端子Ａに接続され、キャリー出力端子Ｃoutは全加算器５３の入力端子Ａに接続される。半加算器５２の入力端子Ａ，Ｂには、４つのパルス信号ＰＬＳＡのうちの残りの２つが入力され、出力端子Ｓは全加算器５４の入力端子Ｂに接続され、キャリー出力端子Ｃoutは全加算器５３の入力端子Ｂに接続される。全加算器５３の入力端子Ａは半加算器５１のキャリー出力端子Ｃoutに接続され、入力端子Ｂは半加算器５２のキャリー出力端子Ｃoutに接続され、キャリー入力端子Ｃinは全加算器５４のキャリー出力端子Ｃoutに接続される。全加算器５３は、キャリー出力端子Ｃoutから、コードＣＯＤＥのビットＢ２を示す信号を出力し、出力端子Ｓから、コードＣＯＤＥのビットＢ１を示す信号を出力する。全加算器５４の入力端子Ａは半加算器５１の出力端子Ｓに接続され、入力端子Ｂは半加算器５２の出力端子Ｓに接続され、キャリー入力端子Ｃinは接地され、キャリー出力端子Ｃoutは全加算器５３のキャリー入力端子Ｃinに接続される。全加算器５４は、出力端子Ｓから、コードＣＯＤＥのビットＢ０を示す信号を出力する。ビットＢ２はコードＣＯＤＥの最上位ビットであり、ビットＢ０はコードＣＯＤＥの最下位ビットである。

ヒストグラム生成部４３（図４２）は、測距動作において、複数のパルス信号ＰＬＳＡに基づいて、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける受光タイミングを示すヒストグラムを生成する。また、ヒストグラム生成部４３は、自己診断動作において、コードＣＯＤＥに基づいて、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングを示すヒストグラムを生成するようになっている。

診断部４６は、ヒストグラム生成部４３から供給された、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングのデータに基づいて、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐの診断処理を行うように構成される。この診断部４６は、４つの受光部Ｐをまとめて診断することにより、複数の受光部Ｐの診断処理を行うようになっている。

ここで、フリップフロップ部４２およびヒストグラム生成部４３は、本開示における「検出部」の一具体例に対応する。

光検出システム３は、第１の実施の形態に係る光検出システム１の場合（図６）と同様に、測距期間Ｔ１において測距動作を行い、ブランキング期間Ｔ２において、画素アレイ２１における複数の受光部Ｐの自己診断を行う。光検出システム３の測距動作は、第１の実施の形態に係る光検出システム１の場合（図７～１０）と同様である。

自己診断動作では、診断部３６は、上述したケースＣ１～Ｃ５のような不具合を診断することができる。

（ケースＣ１）
定電流源ＣＵＲが流す電流が多い場合（ケースＣ１）には、図１４Ａに示したように、不具合がない場合に比べて、パルス信号ＰＬＳ１のパルス幅が短くなる（図１４Ａ（Ｄ））。

図４５は、ヒストグラム生成部４３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は４つの受光部Ｐのいずれにも不具合が無い場合を示し、（Ｂ）は４つの受光部Ｐのうちの１つにケースＣ１に係る不具合がある場合を示す。４つの受光部Ｐのいずれにも不具合がない場合には、４つのパルス信号ＰＬＳのパルス幅は同じであるので、コードＣＯＤＥが示す値は、例えば、パルス信号ＰＬＳのパルス付近において、“０”，“４”，“４”，“４”，“４”，“０”のように変化する。よって、図４５（Ａ）に示したように、頻度が“４”である平坦なヒストグラムが得られる。このヒストグラムの左端は、パルス信号ＰＬＳにおけるパルスの発生タイミングに対応し、ヒストグラムの分布の幅は、パルス信号ＰＬＳにおけるパルスのパルス幅に対応する。

４つの受光部Ｐのうちの１つにケースＣ１に係る不具合がある場合には、その不具合がある受光部Ｐでは、図１４Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１のパルスの終了タイミングが早くなることにより、パルス幅が短くなる（図１４Ａ（Ｄ））。よって、コードＣＯＤＥが示す値は、例えば、パルス信号ＰＬＳのパルス付近において、“０”，“４”，“４”，“４”，“３”，“０”のように変化する。その結果、図４５（Ｂ）に示したように、不具合がない場合（図４５（Ａ））に比べて、ヒストグラムにおける右端の一部が欠ける。

診断部４６は、このように、ヒストグラムにおける右端の一部が欠けている場合には、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つに、定電流源ＣＵＲが流す電流が多くなるような不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ２）
定電流源ＣＵＲが流す電流が少ない場合（ケースＣ２）には、図１５Ａに示したように、不具合がない場合に比べて、パルス信号ＰＬＳ１のパルス幅が長くなる（図１５Ａ（Ｄ））。

図４６は、ヒストグラム生成部４３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は４つの受光部Ｐのいずれにも不具合が無い場合を示し、（Ｂ）は４つの受光部Ｐのうちの１つにケースＣ２に係る不具合がある場合を示す。４つの受光部Ｐのうちの１つにケースＣ２に係る不具合がある場合には、その不具合がある受光部Ｐでは、図１５Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１のパルスの終了タイミングが遅くなることにより、パルス信号ＰＬＳ１のパルス幅が長くなる（図１５Ａ（Ｄ））。よって、コードＣＯＤＥが示す値は、例えば、パルス信号ＰＬＳのパルス付近において、“０”，“４”，“４”，“４”，“４”，“１”，“０”のように変化する。その結果、図４６（Ｂ）に示したように、不具合がない場合（図４６（Ａ））に比べて、ヒストグラムにおける右端の一部が広がる。

診断部４６は、このように、ヒストグラムにおける右端の一部が広がる場合には、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つに、定電流源ＣＵＲが流す電流が少なくなるような不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ３）
ノードＮ１における電圧ＶＮ１が高レベルに固着する場合（ケースＣ３）には、受光部Ｐは、図１６Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルに維持する（図１６Ａ（Ｄ））。

図４７は、ヒストグラム生成部４３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は４つの受光部Ｐのいずれにも不具合が無い場合を示し、（Ｂ）は４つの受光部Ｐのうちの１つにケースＣ３に係る不具合がある場合を示す。４つの受光部Ｐのうちの１つにケースＣ３に係る不具合がある場合には、その不具合がある受光部Ｐでは、図１６Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１は低レベルに維持される（図１６Ａ（Ｄ））。よって、コードＣＯＤＥが示す値は、例えば、パルス信号ＰＬＳのパルス付近において、“０”，“３”，“３”，“３”，“３”，“０”のように変化する。その結果、図４７（Ｂ）に示したように、不具合がない場合（図４７（Ａ））に比べて、ヒストグラムの高さが低くなる。

診断部４６は、このように、ヒストグラムの高さが低くなる場合には、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つに、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が高レベルに固着するような不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ４）
ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低レベルに固着する場合（ケースＣ４）には、受光部Ｐは、図１７Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルに維持する（図１７Ａ（Ｄ））。

図４８は、ヒストグラム生成部４３の一動作例を表すものであり、（Ａ）は４つの受光部Ｐのいずれにも不具合が無い場合を示し、（Ｂ）は４つの受光部Ｐのうちの１つにケースＣ４に係る不具合がある場合を示す。４つの受光部Ｐのうちの１つにケースＣ４に係る不具合がある場合には、その不具合がある受光部Ｐでは、図１７Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１は高レベルに維持される（図１７Ａ（Ｄ））。よって、コードＣＯＤＥが示す値は、例えば、“１”，…，“１”，“４”，“４”，“４”，“４”，“１”，…のように変化する。その結果、図４８（Ｂ）に示したように、ヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“１”以上になる。

診断部４６は、このように、全てのビンにおける頻度が“１”以上である場合には、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つに、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低レベルに固着するような不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ５）
フォトダイオードＰＤのカソードが低レベルに固着し、あるいはフォトダイオードＰＤのアノードおよびカソードが互いにショートする場合（ケースＣ５）には、受光部Ｐは、図１９Ａに示したように、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルに維持する（図１９Ａ（Ｄ））。なお、ケースＣ５に係る自己診断を行う場合には、上述したように、制御信号ＥＮＢＩＳＴを低レベルにし、フォトダイオードＰＤのアノードに印加する電源電圧ＶＮＥＧを例えば“０Ｖ”にしている。よって、４つの受光部Ｐのうちの１つにケースＣ５に係る不具合がある場合には、ケースＣ４の場合（図４８）と同様に、ヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“１”以上になる。

診断部４６は、制御信号ＥＮＢＩＳＴを低レベルにし、電源電圧ＶＮＥＧを“０Ｖ”にした場合において、このように、全てのビンにおける頻度が“１”以上である場合には、４つの受光部Ｐのうちの少なくとも１つに、フォトダイオードＰＤのカソードが低レベルに固着し、あるいはフォトダイオードＰＤのアノードおよびカソードが互いにショートするような不具合が生じていると診断する。

このように、光検出システム３では、複数（この例では４つ）の受光部Ｐがそれぞれ生成したパルス信号ＰＬＳに基づいて加算処理を行うことによりコードＣＯＤＥを生成し、コードＣＯＤＥが変化するタイミングを検出するようにしたので、診断処理を行うことができる。

以上のように本実施の形態では、複数の受光部がそれぞれ生成したパルス信号に基づいて加算処理を行うことによりコードを生成し、コードが変化するタイミングを検出するようにしたので、診断処理を行うことができる。

［変形例３－１］
上記実施の形態では、フリップフロップ２９を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、変形例２－２と同様に、ＴＤＣを設けてもよい。

［変形例３－２］
上記実施の形態では、受光部Ｐをデイジーチェーン接続したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、変形例２－３と同様に、受光部Ｐおよびフリップフロップ２９を一対一で接続してもよい。

＜４．第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態に係る光検出システム４について説明する。本実施の形態は、受光部Ｐの構成が、第１の実施の形態に係る受光部Ｐ（図３）と異なるものである。なお、上記第１の実施の形態に係る光検出システム１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施の形態に係る光検出システム４は、第１の実施の形態に係る光検出システム１（図１）と同様に、光検出部６０を備えている。

図４９は、光検出部６０の一構成例を表すものである。光検出部６０は、画素アレイ６１と、診断部６６とを有している。

画素アレイ６１は、マトリックス状に配置された複数の受光部Ｐを有する。受光部Ｐは、光を検出することにより、検出した光に応じたパルスを有するパルス信号を生成するように構成される。また、受光部Ｐは、光検出システム１が自己診断動作を行う際に、供給された制御信号（後述する制御信号ＥＮＢＩＳＴ，ＸＡＣＴ，ＸＥＮＡＲ）に基づいてパルス信号を生成することができるようになっている。

図５０は、受光部Ｐの一構成例を表すものである。受光部Ｐは、フォトダイオードＰＤと、トランジスタＭＮ１，ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３，ＭＮ２と、インバータＩＶ１と、否定論理和回路ＮＯＲ１と、否定論理積回路ＮＡＮＤ１と、遅延回路ＤＥＬ１と、トランジスタＭＰ４と、論理積回路ＡＮＤ１と、論理和回路ＯＲ１とを有している。トランジスタＭＰ４は、Ｐ型のＭＯＳトランジスタである。

否定論理和回路ＮＯＲ１は、制御信号ＸＡＣＴおよび制御信号ＸＥＮＡＲの否定論理和を求めるように構成される。この否定論理和回路ＮＯＲ１には、電源電圧ＶＤＤＨが供給されるようになっている。

否定論理積回路ＮＡＮＤ１は、否定論理和回路ＮＯＲ１の出力信号およびパルス信号ＰＬＳ１の否定論理積を求めるように構成される。この否定論理積回路ＮＡＮＤ１には、電源電圧ＶＤＤＨが供給されるようになっている。

遅延回路ＤＥＬ１は、否定論理積回路ＮＡＮＤ１の出力信号を遅延させるように構成される。この遅延回路ＤＥＬ１には、電源電圧ＶＤＤＨが供給されるようになっている。

トランジスタＭＰ４のゲートには遅延回路ＤＥＬ１の出力信号が供給され、ソースには電源電圧ＶＤＤＨが供給され、ドレインはノードＮ１に接続される。

診断部６６（図４９）は、ヒストグラム生成部２３から供給された、制御信号ＸＡＣＴに基づくパルス信号ＰＬＳのパルスの発生タイミングのデータに基づいて、画素アレイ６１における複数の受光部Ｐの診断処理を行うように構成される。

測距制御部６８は、制御部１４からの指示に基づいて、画素アレイ６１、フリップフロップ部２２、ヒストグラム生成部２３、距離演算部２４、および診断部６６の動作を制御することにより、光検出部６０の動作を制御するように構成される。

図５１は、測距動作における受光部Ｐにおける一動作例を表すものであり、（Ａ）は制御信号ＥＮＢＩＳＴの波形を示し、（Ｂ）は制御信号ＸＡＣＴの波形を示し、（Ｃ）は制御信号ＸＥＮＡＲの波形を示し、（Ｄ）は発光部１１から射出される光の波形を示し、（Ｅ）は光検出部６０に入射する光の波形を示し、（Ｆ）はトランジスタＭＰ４のゲートにおける電圧ＡＲの波形を示し、（Ｇ）はノードＮ１における電圧ＶＮ１の波形を示し、（Ｈ）はパルス信号ＰＬＳ１（パルス信号ＰＬＳ）の波形を示す。図５１では、クロック信号ＣＬＫおよびパルス信号ＰＬＳＡの波形の図示を省いているが、上記第１の実施の形態の場合（図９）と同様である。

測距動作では、測距制御部６８は、制御信号ＥＮＢＩＳＴ，ＸＡＣＴを低レベルにする（図５１（Ａ），（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ１，ＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ１，ＭＮ２がオフ状態になる。その結果、フォトダイオードＰＤのカソードがノードＮ１に接続され、定電流源ＣＵＲ（トランジスタＭＰ２）がノードＮ１に接続される。また、測距制御部６８は、制御信号ＸＥＮＡＲを低レベルにする（図５１（Ｃ））。これにより、否定論理和回路ＮＯＲ１の出力信号は高レベルである。

タイミングｔ９１において、発光部１１は、制御部１４からの指示に基づいて、光パルスＬ０を射出する（図５１（Ｄ））。この光パルスＬ０は計測対象物ＯＢＪにおいて反射される。計測対象物ＯＢＪにより反射された光パルス（反射光パルスＬ１）は、タイミングｔ９２において、光検出部６０の受光部Ｐに入射する。光パルスＬ０が射出されたタイミングｔ９１から、反射光パルスＬ１が入射するタイミングｔ９２までの時間は、その受光部Ｐが検出した光パルスの飛行時間Ｔtofである。

受光部Ｐでは、フォトダイオードＰＤが光を検出することにより、アバランシェ増幅が生じ、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が低下する（図５１（Ｇ））。そして、タイミングｔ９３において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより低くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルから高レベルへ変化させる（図５１（Ｈ））。

このパルス信号ＰＬＳ１の変化に応じて、否定論理積回路ＮＡＮＤ１は出力信号を高レベルから低レベルに変化させる。タイミングｔ９３から遅延回路ＤＥＬ１の遅延時間分だけ遅れたタイミングｔ９４において、遅延回路ＤＥＬ１は、トランジスタＭＰ４のゲートにおける電圧ＡＲを高レベルから低レベルに変化させる（図５１（Ｆ））。これにより、トランジスタＭＰ４がオン状態になり、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図５１（Ｇ））。そして、タイミングｔ９５において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図５１（Ｈ））。

そして、このパルス信号ＰＬＳ１の変化に応じて、否定論理積回路ＮＡＮＤ１は出力信号を低レベルから高レベルに変化させる。タイミングｔ９５から遅延回路ＤＥＬ１の遅延時間分だけ遅れたタイミングｔ９６において、遅延回路ＤＥＬ１は、トランジスタＭＰ４のゲートにおける電圧ＡＲを低レベルから高レベルに変化させる（図５１（Ｆ））。

図５２は、自己診断動作における受光部Ｐの一動作例を表すものであり、（Ａ）は制御信号ＥＮＢＩＳＴの波形を示し、（Ｂ）は制御信号ＸＡＣＴの波形を示し、（Ｃ）は制御信号ＸＥＮＡＲの波形を示し、（Ｄ）はトランジスタＭＰ４のゲートにおける電圧ＡＲの波形を示し、（Ｅ）はノードＮ１における電圧ＶＮ１の波形を示し、（Ｆ）はパルス信号ＰＬＳ１（パルス信号ＰＬＳ）の波形を示す。図５２では、クロック信号ＣＬＫおよびパルス信号ＰＬＳＡの波形の図示を省いているが、上記第１の実施の形態の場合（図１２等）と同様である。

自己診断動作では、測距制御部６８は、制御信号ＥＮＢＩＳＴを高レベルにする（図５２（Ａ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ１がオフ状態になり、トランジスタＭＮ１がオン状態になる。その結果、フォトダイオードＰＤのカソードは、ノードＮ１から切り離され、接地される。また、測距制御部６８は、タイミングｔ１０１より前の期間において、制御信号ＸＡＣＴを高レベルにする（図５２（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＮ２がオン状態になり、トランジスタＭＰ３がオフ状態になる。その結果、定電流源ＣＵＲはノードＮ１から切り離され、ノードＮ１は接地される。さらに、測距制御部６８は、制御信号ＸＥＮＡＲを低レベルにする（図５２（Ｃ））。タイミングｔ１０１より前の期間において、制御信号ＸＡＣＴは高レベルであるので、否定論理和回路ＮＯＲ１は出力信号を低レベルにする。よって、遅延回路ＤＥＬ１は、電圧ＡＲを高レベルにする（図５２（Ｄ））。

タイミングｔ１０１において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５２（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。これにより、図示していないが、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が少しずつ上昇する。

次に、タイミングｔ１０１から遅延回路ＤＥＬ１の遅延時間分だけ経過したタイミングｔ１０２において、遅延回路ＤＥＬ１はトランジスタＭＰ４のゲートにおける電圧ＡＲを高レベルから低レベルに変化させる（図５２（Ｄ））。これにより、トランジスタＭＰ４はオン状態になり、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図５２（Ｅ））。そして、タイミングｔ１０３において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図５２（Ｆ））。そして、このタイミングｔ１０３から遅延回路ＤＥＬ１の遅延時間分だけ経過したタイミングにおいて、遅延回路ＤＥＬ１は電圧ＡＲを低レベルから高レベルに変化させる（図５２（Ｄ））。これにより、準備が完了する。

そして、タイミングｔ１０４において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させる（図５２（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＮ２がオン状態になり、トランジスタＭＰ３がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、定電流源ＣＵＲから切り離されて接地されるので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は高レベルから低レベルに変化する（図５２（Ｅ））。ノードＮ１における電圧ＶＮ１はインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより低くなるので、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルから高レベルに変化させる（図５２（Ｆ））。

次に、タイミングｔ１０５において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５２（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。これにより、図示していないが、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が少しずつ上昇する。

次に、タイミングｔ１０５から遅延回路ＤＥＬ１の遅延時間分だけ経過したタイミングｔ１０６において、遅延回路ＤＥＬ１は電圧ＡＲを高レベルから低レベルに変化させる（図５２（Ｄ））。これにより、トランジスタＭＰ４はオン状態になり、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が上昇する（図５２（Ｅ））。そして、タイミングｔ１０７において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図５２（Ｆ））。そして、このタイミングｔ１０７から遅延回路ＤＥＬ１の遅延時間分だけ経過したタイミングにおいて、遅延回路ＤＥＬ１は電圧ＡＲを低レベルから高レベルに変化させる（図５２（Ｄ））。

次に、いくつかの不具合の例を挙げて、自己診断動作を詳細に説明する。受光部Ｐでは、初期不良や、経年劣化などにより、様々な不具合が生じ得る。例えば、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができない場合（ケースＣ１１）や、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できない場合（ケースＣ１２）があり得る。また、ケースＣ１１とケースＣ１２が同時に生じている場合（ケースＣ１３）もあり得る。診断部６６は、受光部Ｐにおけるこれらの様々な不具合を診断することができる。

（ケースＣ１１）
まず、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができない場合（ケースＣ１１）について説明する。なお、この例では、トランジスタＭＰ４に不具合が生じている例で説明するが、否定論理積回路ＮＡＮＤ１、遅延回路ＤＥＬ１、およびトランジスタＭＰ４の経路におけるいずれかの箇所に不具合が生じている場合も同様である。

図５３は、ケースＣ１１における受光部Ｐの一動作例を表すものであり、（Ａ）は制御信号ＥＮＢＩＳＴの波形を示し、（Ｂ）は制御信号ＸＡＣＴの波形を示し、（Ｃ）は制御信号ＸＥＮＡＲの波形を示し、（Ｄ）はトランジスタＭＰ４のゲートにおける電圧ＡＲの波形を示し、（Ｅ）はノードＮ１における電圧ＶＮ１の波形を示し、（Ｆ）はパルス信号ＰＬＳ１（パルス信号ＰＬＳ）の波形を示す。図５３（Ｅ），（Ｆ）において、破線は不具合が無い場合の波形を示し、実線は不具合がある場合の波形を示す。図５３（Ａ）～（Ｆ）は、図５２（Ａ）～（Ｆ）にそれぞれ対応している。

タイミングｔ１１１において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５３（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。これにより、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が少しずつ上昇する（図５３（Ｅ））。

次に、タイミングｔ１１１から遅延回路ＤＥＬ１の遅延時間分だけ経過したタイミングｔ１１２において、遅延回路ＤＥＬ１はトランジスタＭＰ４のゲートにおける電圧ＡＲを高レベルから低レベルに変化させる（図５３（Ｄ））。ケースＣ１１では、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができないので、電圧ＶＮ１は、定電流源ＣＵＲから供給される電流に基づいて、そのまま上昇していく（図５３（Ｅ））。その後に、遅延回路ＤＥＬ１は電圧ＡＲを低レベルから高レベルに変化させる（図５３（Ｄ））。タイミングｔ１１３において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図５３（Ｆ））。

そして、タイミングｔ１１４において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させる（図５３（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＮ２がオン状態になり、トランジスタＭＰ３がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、定電流源ＣＵＲから切り離されて接地されるので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は高レベルから低レベルに変化する（図５３（Ｅ））。ノードＮ１における電圧ＶＮ１はインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより低くなるので、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルから高レベルに変化させる（図５３（Ｆ））。

次に、タイミングｔ１１５において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５３（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。これにより、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が少しずつ上昇する（図５３（Ｅ））。

次に、タイミングｔ１１５から遅延回路ＤＥＬ１の遅延時間分だけ経過したタイミングｔ１１６において、遅延回路ＤＥＬ１は電圧ＡＲを高レベルから低レベルに変化させる（図５３（Ｄ））。ケースＣ１１では、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができないので、電圧ＶＮ１は、定電流源ＣＵＲから供給される電流に基づいて、そのまま上昇していく（図５３（Ｅ））。その後に、遅延回路ＤＥＬ１は電圧ＡＲを低レベルから高レベルに変化させる（図５３（Ｄ））。タイミングｔ１１７において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図５３（Ｆ））。

このように、ケースＣ１１では、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができないので、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３の経路により、ノードＮ１に電流が流れ、ノードＮ１の電圧ＶＮ１が上昇する。これにより、不具合がない場合に比べて、パルス信号ＰＬＳ１のパルスの終了タイミングが遅くなり、パルス信号ＰＬＳ１のパルス幅は長くなる。これにより、ヒストグラム生成部２３が生成するヒストグラムでは、ヒストグラムにおける右端が右側に移動することによりヒストグラムの分布の幅が広くなる。

診断部６６は、このように、ヒストグラムにおける右端が右側に移動することによりヒストグラムの分布の幅が広くなっている場合には、受光部Ｐに、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧を変化させることができない不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ１３）
次に、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができず、かつ、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できない場合（ケースＣ１３）について説明する。

図５４は、ケースＣ１３における受光部Ｐの一動作例を表すものである。

タイミングｔ１２１において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５４（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。ケースＣ１３では、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できないので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は、低レベルを維持する（図５４（Ｅ））。

次に、タイミングｔ１２１から遅延回路ＤＥＬ１の遅延時間分だけ経過したタイミングｔ１２２において、遅延回路ＤＥＬ１はトランジスタＭＰ４のゲートにおける電圧ＡＲを高レベルから低レベルに変化させる（図５４（Ｄ））。ケースＣ１３では、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができないので、電圧ＶＮ１は、低レベルを維持する（図５４（Ｅ））。その後に、遅延回路ＤＥＬ１は電圧ＡＲを低レベルから高レベルに変化させる（図５４（Ｄ））。

そして、タイミングｔ１２３において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させる（図５４（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＮ２がオン状態になり、トランジスタＭＰ３がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は接地されるので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は低レベルを維持する（図５４（Ｅ））。

次に、タイミングｔ１２４において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５４（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。ケースＣ１３では、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できないので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は、低レベルを維持する（図５４（Ｅ））。

次に、タイミングｔ１２４から遅延回路ＤＥＬ１の遅延時間分だけ経過したタイミングｔ１２５において、遅延回路ＤＥＬ１は電圧ＡＲを高レベルから低レベルに変化させる（図５４（Ｄ））。ケースＣ１３では、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができないので、電圧ＶＮ１は、低レベルを維持する（図５４（Ｅ））。その後に、遅延回路ＤＥＬ１は電圧ＡＲを低レベルから高レベルに変化させる（図５４（Ｄ））。

このように、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができず、かつ、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できないので、ノードＮ１の電圧ＶＮ１は低レベルに維持される。よって、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルに維持する。これにより、ヒストグラム生成部２３が生成するヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“１”になる。

診断部６６は、このように、全てのビンにおける頻度が“１”である場合には、受光部Ｐに、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができず、かつ、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できないような不具合が生じていると診断する。

（ケースＣ１２）
次に、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できない場合（ケースＣ１２）について説明する。ケースＣ１２の自己診断動作は、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができないように設定して行われる。まず、ケースＣ１２の不具合が生じていない場合を説明し、その後に、ケースＣ１２の不具合が生じている場合を説明する。

図５５は、ケースＣ１２の不具合が生じていない場合における自己診断動作における受光部Ｐの一動作例を表すものである。この自己診断動作では、測距制御部６８は、制御信号ＸＥＮＡＲを高レベルにする（図５５（Ｃ））。これにより、否定論理和回路ＮＯＲ１は出力信号を低レベルに維持し、遅延回路ＤＥＬ１はトランジスタＭＰ４のゲートにおける電圧ＡＲを高レベルに維持する。この自己診断動作では、このようにして、トランジスタＭＰ４をオフ状態に維持する。

タイミングｔ１３１において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５５（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。これにより、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が少しずつ上昇する（図５５（Ｅ））。そして、タイミングｔ１３２において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図５５（Ｆ））。これにより、準備が完了する。

そして、タイミングｔ１３３において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させる（図５５（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＮ２がオン状態になり、トランジスタＭＰ３がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、定電流源ＣＵＲから切り離されて接地されるので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は高レベルから低レベルに変化する（図５５（Ｅ））。ノードＮ１における電圧ＶＮ１はインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより低くなるので、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を低レベルから高レベルに変化させる（図５５（Ｆ））。

次に、タイミングｔ１３４において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５５（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は、接地ノードから切り離され、定電流源ＣＵＲに接続される。これにより、定電流源ＣＵＲを介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１における電圧ＶＮ１が少しずつ上昇する。そして、タイミングｔ１３５において、ノードＮ１における電圧ＶＮ１がインバータＩＶ１の論理しきい値ＴＨより高くなると、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルから低レベルに変化させる（図５５（Ｆ））。

図５６は、ケースＣ１２の不具合が生じている場合における自己診断動作における受光部Ｐの一動作例を表すものである。図５６（Ｅ），（Ｆ）において、破線は不具合が無い場合の波形を示し、実線は不具合がある場合の波形を示す。図５６（Ａ）～（Ｆ）は、図５５（Ａ）～（Ｆ）にそれぞれ対応している。

タイミングｔ１４１において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５６（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。ケースＣ１２では、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できないので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は、低レベルを維持する（図５６（Ｅ））。

そして、タイミングｔ１４２において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを低レベルから高レベルに変化させる（図５６（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＮ２がオン状態になり、トランジスタＭＰ３がオフ状態になる。その結果、ノードＮ１は接地されるので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は低レベルに維持される（図５６（Ｅ））。

次に、タイミングｔ１４３において、測距制御部６８は、制御信号ＸＡＣＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５６（Ｂ））。これにより、受光部Ｐでは、トランジスタＭＰ３がオン状態になり、トランジスタＭＮ２がオフ状態になる。ケースＣ１２では、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できないので、ノードＮ１における電圧ＶＮ１は、低レベルを維持する（図５６（Ｅ））。

このように、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できないので、ノードＮ１の電圧ＶＮ１は低レベルに維持される。よって、インバータＩＶ１は、パルス信号ＰＬＳ１を高レベルに維持する。これにより、ヒストグラム生成部２３が生成するヒストグラムでは、全てのビンにおける頻度が“１”になる。

診断部６６は、このように、制御信号ＸＥＮＡＲを高レベルにした場合において、全てのビンにおける頻度が“１”である場合には、受光部Ｐに、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できないような不具合が生じていると診断する。

図５７は、光検出システム４における自己診断動作の一例を表すものである。

まず、光検出システム４は、制御信号ＸＥＮＡＲを低レベルにして自己診断動作を行う（ステップＳ１０１）。この動作は、図５２～５４に対応する。

次に、診断部６６は、パルス信号ＰＬＳが高レベルを維持したかどうかを確認する（ステップＳ１０２）。具体的には、診断部６６は、図５４（Ｆ）に示したように、パルス信号ＰＬＳが高レベルを維持したかどうかを確認する。パルス信号ＰＬＳが高レベルを維持した場合（ステップＳ１０２において“Ｙ”）には、診断部６６は、ケースＣ１３に該当すると診断する（ステップＳ１０３）。すなわち、診断部６６は、受光部Ｐに、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができず、かつ、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できないような不具合が生じていると診断する。そして、この処理は終了する。

パルス信号ＰＬＳが高レベルを維持しない場合（ステップＳ１０２において“Ｎ”）には、診断部６６は、パルス信号ＰＬＳのパルス幅が広いかどうかを確認する（ステップＳ１０４）。具体的には、診断部６６は、図５３（Ｆ）に示したように、パルス信号ＰＬＳのパルス幅が広いかどうかどうかを確認する。パルス信号ＰＬＳのパルス幅が広い場合（ステップＳ１０４において“Ｙ”）には、診断部６６は、ケースＣ１１に該当すると診断する（ステップＳ１０５）。すなわち、診断部６６は、受光部Ｐに、トランジスタＭＰ４がノードＮ１の電圧ＶＮ１を変化させることができない不具合が生じていると診断する。そして、この処理は終了する。

パルス信号ＰＬＳのパルス幅が広くない場合（ステップＳ１０４において“Ｎ”）には、光検出システム４は、制御信号ＸＥＮＡＲを高レベルにして自己診断動作を行う（ステップＳ１０６）。この動作は、図５５，５６に対応する。

次に、診断部６６は、パルス信号ＰＬＳが高レベルを維持したかどうかを確認する（ステップＳ１０７）。具体的には、診断部６６は、図５６（Ｆ）に示したように、パルス信号ＰＬＳが高レベルを維持したかどうかを確認する。パルス信号ＰＬＳが高レベルを維持した場合（ステップＳ１０７において“Ｙ”）には、診断部６６は、ケースＣ１２に該当すると診断する（ステップＳ１０８）。すなわち、診断部６６は、受光部Ｐに、トランジスタＭＰ２，ＭＰ３がノードＮ１に電流を供給できないような不具合が生じていると診断する。そして、この処理は終了する。

パルス信号ＰＬＳが高レベルを維持しない場合（ステップＳ１０７において“Ｎ”）には、診断部６６は、受光部Ｐに不具合は生じておらず正常であると診断する（ステップＳ１０９）。以上で、この処理は終了する。

このように、光検出システム４では、図５０に示した受光部Ｐの診断処理を行うことができる。

［変形例４］
上記第４の実施の形態に係る光検出システム４に、上記第１～第３の実施の形態の各変形例を適用してもよい。

＜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５８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５８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５８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５９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

図５９では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。

撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。

なお、図５９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、撮像部１２０３１に適用され得る。これにより、車両制御システム１２０００では、自己診断を行うことにより、撮像部１２０３１が正常に動作しているかどうかを診断することができる。これにより、車両制御システム１２０００では、例えば不具合が生じた場合には、例えば運転者に注意喚起を促すなどの適切な処理を行うことができるため、信頼性を高めることができる。

＜６．車両への具体的な応用例＞
次に、本開示に係る光検出システムの、車両への具体的な応用例について、詳細に説明する。

図６０，６１は、本技術が適用された車両２００の一構成例を表すものである。図６１は、車両２００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０８と、フロントカメラモジュール２０１と、ステアリング２０２と、ヘッドランプ２０３と、エンジン２０４と、モータ２０５と、ブレーキ２０６と、表示操作部２０７とを備えている。ＥＣＵ２０８、フロントカメラモジュール２０１、ステアリング２０２、ヘッドランプ２０３、エンジン２０４、モータ２０５、ブレーキ２０６、および表示操作部２０７は、図６１に示したように、バス２０９を介して接続される。

ＥＣＵ２０８は、バス２０９を介して車両２００における各ブロックと通信を行うことにより、車両２００の制御を行うように構成される。ＥＣＵ２０８は、運転支援モードでは、フロントカメラモジュール２０１から供給された情報に基づいて、車両２００の制御を行うようになっている。ＥＣＵ２０８は、１または複数のＥＣＵを用いて構成される。

フロントカメラモジュール２０１は、車両２００が走行しているレーンや、車両２００の前方を走行する車両、前方を歩行する歩行者などを検出するように構成される。フロントカメラモジュール２０１は、図６１に示したように、イメージセンサ２１１と、測距センサ２１２と、フロントカメラＥＣＵ２１３とを有している。

イメージセンサ２１１は、例えばＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサを用いて構成され、撮像動作を行うことにより車両２００の前方を撮像するように構成される。この例では、イメージセンサ２１１は、自己診断動作を行う機能をも有している。なお、これに限定されるものではなく、イメージセンサ２１１は、自己診断動作を行う機能を有していなくてもよい。

測距センサ２１２は、上記実施の形態に係る光検出システムを用いて構成され、測距動作を行うことにより、車両２００の前方の被写体までの距離を計測するように構成される。測距センサ２１２は、自己診断動作を行う機能をも有している。

フロントカメラＥＣＵ２１３は、イメージセンサ２１１が生成した撮像画像、および測距センサ２１２が生成した距離画像に基づいて、例えば、レーン検出、車両検出、歩行者検出、ヘッドランプ検出などの各種検出処理を行うように構成される。そして、フロントカメラＥＣＵ２１３は、その検出処理の結果をＥＣＵ２０８に通知するようになっている。また、フロントカメラＥＣＵ２１３は、イメージセンサ２１１において不具合が検出された場合や、測距センサ２１２において不具合が検出された場合には、これらの情報をＥＣＵ２０８に通知する機能をも有している。

ステアリング２０２は、車両２００の走行方向を制御するように構成される。ステアリング２０２は、例えば、ドライバにより操作される。また、ステアリング２０２は、運転支援モードでは、例えばＥＣＵ２０８により制御される。具体的には、例えば、運転支援モードでは、ＥＣＵ２０８は、フロントカメラモジュール２０１から供給された情報に基づいて、レーンに沿って、車両２００の前方の車両や歩行者などに衝突しないように、ステアリング２０２を制御するようになっている。

ヘッドランプ２０３は、車両２００の前方に光を照射するように構成される。ヘッドランプ２０３は、例えばドライバにより操作される。また、ヘッドランプ２０３は、運転支援モードでは、例えばＥＣＵ２０８により制御される。具体的には、例えば、運転支援モードでは、ＥＣＵ２０８は、フロントカメラモジュール２０１から供給された情報に基づいて、対向車が走行している場合には、ハイビームをロービームに切り替える制御を行い、対向車が走行していない場合には、ロービームをハイビームに切り替える制御を行うようになっている。

エンジン２０４およびモータ２０５は、車両２００を走行させる動力源である。エンジン２０４およびモータ２０５は、ＥＣＵ２０８により制御される。例えば、ＥＣＵ２０８は、発進時など、エンジン２０４の効率が悪いような状況では、モータ２０５を動作させる。また、ＥＣＵ２０８は、例えば、エンジン２０４の効率がよい状況では、エンジン２０４を動作させる。また、例えば、運転支援モードでは、ＥＣＵ２０８は、フロントカメラモジュール２０１から供給された情報に基づいて、エンジン２０４やモータ２０５の動作を制御するようになっている。

ブレーキ２０６は、車両２００を制動するように構成される。ブレーキ２０６は、例えばドライバにより操作される。また、ブレーキ２０６は、運転支援モードでは、例えばＥＣＵ２０８により制御される。具体的には、例えば、運転支援モードでは、ＥＣＵ２０８は、フロントカメラモジュール２０１から供給された情報に基づいて、車両２００の前方の車両や歩行者などに衝突しないように、ブレーキ２０６を制御するようになっている。

表示操作部２０７は、例えば液晶ディスプレイやタッチパネルなどを用いて構成され、車両２００の走行状態を表示するように構成される。また、表示操作部２０７は、例えば、図示しないＧＰＳ（Global Positioning System）装置からの情報に基づいて、目的地までのルート案内などを行う機能をも有している。例えば、フロントカメラモジュール２０１に不具合が生じ、ＥＣＵ２０８が運転支援モードを終了した場合には、表示操作部２０７は、その旨を表示するようになっている。

図６２は、車両２００の運転支援処理の一例を表すものである。

ＥＣＵ２０８は、例えば表示操作部２０７が操作され、運転支援モードに設定されたかどうかを確認する（ステップＳ２０１）。運転支援モードに設定されていない場合（ステップＳ２０１において“Ｎ”）には、運転支援モードに設定されるまで、このステップＳ２０１を繰り返す。

運転支援モードに設定された場合（ステップＳ２０１において“Ｙ”）には、ＥＣＵ２０８は、フロントカメラモジュール２０１における自己診断動作の結果を取得する（ステップＳ２０２）。そして、ＥＣＵ２０８は、フロントカメラモジュール２０１に不具合があるかどうかを確認する（ステップＳ２０３）。

ステップＳ２０３において、フロントカメラモジュール２０１に不具合が無い場合（ステップＳ２０３において“Ｎ”）には、フロントカメラモジュール２０１は、撮像動作および測距動作を行う（ステップＳ２０４）。具体的には、イメージセンサ２１１は、車両２００の前方を撮像することにより撮像画像を生成する。また、測距センサ２１２は、車両２００の前方の被写体までの距離を計測することにより距離画像を生成する。

次に、フロントカメラＥＣＵ２１３は、撮像画像および距離画像を解析する（ステップＳ２０５）。具体的には、フロントカメラＥＣＵ２１３は、イメージセンサ２１１が生成した撮像画像、および測距センサ２１２が生成した距離画像に基づいて、例えば、レーン検出、車両検出、歩行者検出、ヘッドランプ検出などの各種検出処理を行う。

次に、ＥＣＵ２０８は、フロントカメラＥＣＵ２１３の解析結果に基づいて、運転支援処理を行う（ステップＳ２０６）。具体的には、ＥＣＵ２０８は、ステアリング２０２、ヘッドランプ２０３、エンジン２０４、モータ２０５、ブレーキ２０６、および表示操作部２０７の動作を制御することにより、運転支援処理を行う。

そして、ＥＣＵ２０８は、運転が終了されたかどうかを確認する（ステップＳ２０７）。運転が終了されていない場合（ステップＳ２０７において“Ｎ”）には、処理はステップＳ２０２に戻る。運転が終了された場合（ステップＳ２０７において“Ｙ”）には、この処理は終了する。

ステップＳ２０３において、フロントカメラモジュール２０１に不具合がある場合（ステップＳ２０３において“Ｙ”）には、ＥＣＵ２０８は、運転支援モードを終了する（ステップＳ２０８）。そして、表示操作部２０７は、運転支援モードが終了した旨を表示する（ステップＳ２０９）。

以上で、この処理は終了する。

以上、いくつかの実施の形態および変形例、ならびにそれらの具体的な応用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記の各実施の形態では、例えば図３に示したような受光部Ｐを設けたが、受光部Ｐの回路構成は、これに限定されるものではなく、様々な回路構成を適用することができる。

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無く、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とすることができる。以下の構成の本技術によれば、自己診断を行うことができる。

受光素子と、オン状態になることにより前記受光素子と第１のノードとを接続する第１のスイッチと、オン状態になることにより前記第１のノードに所定の電圧を印加する第２のスイッチと、前記第１のノードの電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有する受光部と、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの動作を制御する制御部と、
前記パルス信号に基づいて、前記パルス信号が変化するタイミングを検出する検出部と、
前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記検出部の検出結果に応じた検出信号を出力する出力部と
を備えた光検出装置。
（２）
前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記検出部の検出結果に基づいて診断処理を行う診断部をさらに備え、
前記検出信号は、前記診断部の診断結果に応じた信号である
前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
前記検出信号は、前記受光部に不具合があるか否かを示す信号を含む
前記（２）に記載の光検出装置。
（４）
前記検出信号は、前記受光部の不具合内容を示す信号を含む
前記（２）または（３）に記載の光検出装置。
（５）
複数の第１の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオン状態にし、
前記複数の第１の期間のうちの隣り合う２つの前記第１の期間の間の第２の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオフ状態にするとともに前記第２のスイッチをオンオフし、
前記診断部は、前記第２の期間における前記検出部の検出結果に基づいて、前記診断処理を行う
前記（２）から（４）のいずれかに記載の光検出装置。
（６）
複数の第１の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオン状態にし、
前記複数の第１の期間のうちの隣り合う２つの前記第１の期間の間の第２の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオン状態にするとともに前記第２のスイッチをオンオフし、
前記診断部は、前記第２の期間における前記検出部の検出結果に基づいて、前記診断処理を行う
前記（２）から（４）のいずれかに記載の光検出装置。
（７）
前記第２の期間において、前記信号生成部は、前記第２のスイッチのオンオフに応じた前記パルス信号を生成し、
前記検出部は、前記第２の期間において、前記パルス信号が変化するタイミングを検出する
前記（５）または（６）に記載の光検出装置。
（８）
前記診断部は、前記パルス信号が変化するタイミングに基づいて前記診断処理を行う
前記（７）に記載の光検出装置。
（９）
前記診断部は、前記パルス信号の変化の有無に基づいて前記診断処理を行う
前記（７）または（８）に記載の光検出装置。
（１０）
前記第１の期間において、前記信号生成部は、前記受光素子の受光結果に応じた前記パルス信号を生成し、
前記検出部は、前記第１の期間において、前記パルス信号が変化するタイミングを検出することにより、前記受光素子の受光タイミングを検出する
前記（５）または（６）に記載の光検出装置。
（１１）
複数の前記受光部を備え、
前記制御部は、前記複数の前記受光部のそれぞれの前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの動作を制御し、
前記検出部は、前記複数の前記受光部がそれぞれ生成した複数の前記パルス信号に基づいて合成パルス信号を生成し、前記合成パルス信号が変化するタイミングを検出する
前記（１）から（１０）のいずれかに記載の光検出装置。
（１２）
複数の前記受光部を備え、
前記制御部は、前記複数の前記受光部のそれぞれの前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの動作を制御し、
前記検出部は、前記複数の前記受光部がそれぞれ生成した複数の前記パルス信号に基づいて加算処理を行うことによりコードを生成し、前記コードが変化するタイミングを検出する
前記（１）から（１０）のいずれかに記載の光検出装置。
（１３）
前記光検出装置は、車両に搭載された
前記（１）から（１２）のいずれかに記載の光検出装置。
（１４）
光を射出する発光部と
前記発光部から射出された光のうちの、計測対象により反射された光を検出する光検出部と
を備え、
前記光検出部は、
受光素子と、オン状態になることにより前記受光素子と第１のノードとを接続する第１のスイッチと、オン状態になることにより前記第１のノードに所定の電圧を印加する第２のスイッチと、前記第１のノードの電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有する受光部と、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの動作を制御する制御部と、
前記パルス信号に基づいて、前記パルス信号が変化するタイミングを検出する検出部と、
前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記検出部の検出結果に応じた検出信号を出力する出力部と
を有する
光検出システム。

本出願は、日本国特許庁において２０２１年２月２５日に出願された日本特許出願番号２０２１－０２９０８２号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。

当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (13)

1. 受光素子と、オン状態になることにより前記受光素子と第１のノードとを接続する第１のスイッチと、オン状態になることにより前記第１のノードに所定の電圧を印加する第２のスイッチと、前記第１のノードの電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有する受光部と、
   前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの動作を制御する制御部と、
   前記パルス信号に基づいて、前記パルス信号が変化するタイミングを検出する検出部と、
   前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記検出部の検出結果に基づいて診断処理を行う診断部と、
   前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記診断部の診断結果に応じた検出信号を出力する出力部と
   を備え、
   複数の第１の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオン状態にし、
   前記複数の第１の期間のうちの隣り合う２つの前記第１の期間の間の第２の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオフ状態にするとともに前記第２のスイッチをオンオフし、
   前記診断部は、前記第２の期間における前記検出部の検出結果に基づいて、前記診断処理を行う
   光検出装置。
2. 受光素子と、オン状態になることにより前記受光素子と第１のノードとを接続する第１のスイッチと、オン状態になることにより前記第１のノードに所定の電圧を印加する第２のスイッチと、前記第１のノードの電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有する受光部と、
   前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの動作を制御する制御部と、
   前記パルス信号に基づいて、前記パルス信号が変化するタイミングを検出する検出部と、
   前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記検出部の検出結果に基づいて診断処理を行う診断部と、
   前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記診断部の診断結果に応じた検出信号を出力する出力部と
   を備え、
   複数の第１の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオン状態にし、
   前記複数の第１の期間のうちの隣り合う２つの前記第１の期間の間の第２の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオン状態にするとともに前記第２のスイッチをオンオフし、
   前記診断部は、前記第２の期間における前記検出部の検出結果に基づいて、前記診断処理を行う
   光検出装置。
3. 前記検出信号は、前記受光部に不具合があるか否かを示す信号を含む
   請求項１または請求項２に記載の光検出装置。
4. 前記検出信号は、前記受光部の不具合内容を示す信号を含む
   請求項１または請求項２に記載の光検出装置。
5. 前記第２の期間において、前記信号生成部は、前記第２のスイッチのオンオフに応じた前記パルス信号を生成し、
   前記検出部は、前記第２の期間において、前記パルス信号が変化するタイミングを検出する
   請求項１または請求項２に記載の光検出装置。
6. 前記診断部は、前記パルス信号が変化するタイミングに基づいて前記診断処理を行う
   請求項５に記載の光検出装置。
7. 前記診断部は、前記パルス信号の変化の有無に基づいて前記診断処理を行う
   請求項５に記載の光検出装置。
8. 前記第１の期間において、前記信号生成部は、前記受光素子の受光結果に応じた前記パルス信号を生成し、
   前記検出部は、前記第１の期間において、前記パルス信号が変化するタイミングを検出することにより、前記受光素子の受光タイミングを検出する
   請求項１または請求項２に記載の光検出装置。
9. 複数の前記受光部を備え、
   前記制御部は、前記複数の前記受光部のそれぞれの前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの動作を制御し、
   前記検出部は、前記複数の前記受光部がそれぞれ生成した複数の前記パルス信号に基づいて合成パルス信号を生成し、前記合成パルス信号が変化するタイミングを検出する
   請求項１または請求項２に記載の光検出装置。
10. 複数の前記受光部を備え、
    前記制御部は、前記複数の前記受光部のそれぞれの前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの動作を制御し、
    前記検出部は、前記複数の前記受光部がそれぞれ生成した複数の前記パルス信号に基づいて加算処理を行うことによりコードを生成し、前記コードが変化するタイミングを検出する
    請求項１または請求項２に記載の光検出装置。
11. 前記光検出装置は、車両に搭載された
    請求項１または請求項２に記載の光検出装置。
12. 光を射出する発光部と
    前記発光部から射出された光のうちの、計測対象により反射された光を検出する光検出部と
    を備え、
    前記光検出部は、
    受光素子と、オン状態になることにより前記受光素子と第１のノードとを接続する第１のスイッチと、オン状態になることにより前記第１のノードに所定の電圧を印加する第２のスイッチと、前記第１のノードの電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有する受光部と、
    前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの動作を制御する制御部と、
    前記パルス信号に基づいて、前記パルス信号が変化するタイミングを検出する検出部と、
    前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記検出部の検出結果に基づいて診断処理を行う診断部と、
    前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記診断部の診断結果に応じた検出信号を出力する出力部と
    を有し、
    複数の第１の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオン状態にし、
    前記複数の第１の期間のうちの隣り合う２つの前記第１の期間の間の第２の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオフ状態にするとともに前記第２のスイッチをオンオフし、
    前記診断部は、前記第２の期間における前記検出部の検出結果に基づいて、前記診断処理を行う
    光検出システム。
13. 光を射出する発光部と
    前記発光部から射出された光のうちの、計測対象により反射された光を検出する光検出部と
    を備え、
    前記光検出部は、
    受光素子と、オン状態になることにより前記受光素子と第１のノードとを接続する第１のスイッチと、オン状態になることにより前記第１のノードに所定の電圧を印加する第２のスイッチと、前記第１のノードの電圧に基づいてパルス信号を生成する信号生成部とを有する受光部と、
    前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチの動作を制御する制御部と、
    前記パルス信号に基づいて、前記パルス信号が変化するタイミングを検出する検出部と、
    前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記検出部の検出結果に基づいて診断処理を行う診断部と、
    前記第２のスイッチをオン状態にしたときの前記診断部の診断結果に応じた検出信号を出力する出力部と
    を有し、
    複数の第１の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオン状態にし、
    前記複数の第１の期間のうちの隣り合う２つの前記第１の期間の間の第２の期間において、前記制御部は、前記第１のスイッチをオン状態にするとともに前記第２のスイッチをオンオフし、
    前記診断部は、前記第２の期間における前記検出部の検出結果に基づいて、前記診断処理を行う
    光検出システム。