CN101729802A - 固态成像设备和信号处理系统 - Google Patents

Abstract

一种固态成像设备包括：像素部分，其形成在基底上并且具有将入射光转换为电信号的有效像素区域和置于所述有效像素区域周围的光学黑区；光通信部分，其放置在所述光学黑区的预定光学黑区附近，并且将从所述像素部分读取的信号转换为光信号用于输出；暗电流电平提供部分，其基于从预定光学黑区获取的暗电流电平生成随着从其读取信号的像素位置而变化的估计暗电流电平，并且与从所述有效像素区域的信号读取定时同步地输出所述估计暗电流电平；以及噪声补偿部分，其从所述有效像素区域读取的信号减去所述估计暗电流电平。

Description

固态成像设备和信号处理系统

技术领域

本发明涉及将光学图像转换为电信号的固态成像设备，以及包括该固态成像设备的信号处理系统。更具体地，本发明使得可能输出从固态成像设备读取的像素信号作为通过光通信部分的光信号，并且还通过使用光学黑区(black area)中的暗电流分量，在考虑由于位于光学黑区附近的光通信部分中生成的热量导致的变化的同时，移除在固态成像设备的有效像素区域中生成的暗电流分量。

背景技术

随着电路板的速度和密度的进步，如何处理如信号延迟和EMI的问题正成为紧迫的任务。克服与电子布线有关的问题(如信号延迟、信号劣化和从布线辐射的电磁干扰噪声)并且实现高速传输的光学布线技术正被给于广泛的关注。

已经提出了使用这种光学布线技术的技术，使用该技术将固态成像设备提供给形成以便可从相机主体部分拆卸的镜头，并且可以通过光将从固态成像设备输出的信号传输到相机主体部分(例如，参见日本未审专利申请No.2006-196972)。

另一方面，已经提出这样的技术，其控制电源使得在不需要像素输出的定时不驱动输出部分，以便抑制在固态成像设备中生成的热量(例如，参见日本未审专利申请No.2004-112422)。

发明内容

光学布线技术的使用实现了高速信号传输。然而，日本未审专利申请No.2006-196972仅公开了这样的配置，其中将发光设备安放在安放固态成像设备的基底上，而没有描述关于发光设置的放置。因此，没有克服与源自固态成像设备和发光设备之间的位置关系的热量有关的问题。

在这点上，固态成像设备提供有称为光学黑区的光屏蔽区域。通过移除在光学黑区中生成的暗电流分量来移除噪声。

由于热量的影响，在固态成像设备中生成的暗电流分量的值变化极大。因此，在其中固态成像设备包括作为热源的发光设备的配置的情况下，存在由于热量的影响、在暗电流分量中出现变化的可能性，导致由于黑浮置(blackfloating)等的图像质量的劣化。

此外，如在日本未审专利申请No.2004-112422中描述的技术中，没有对从固态成像设备上的发光设置生成的热量而不是由固态成像设备生成的热量的影响给予考虑。

希望提供一种固态成像设备以及包括所述固态成像设备的信号处理系统，所述固态成像设备允许从像素部分读取的像素信号通过光信号以高速传输，同时考虑在光通信部分中生成的热量的影响。

根据本发明实施例的一种固态成像设备包括：具有有效像素区域和光学黑区的像素部分，其中光入射在所述有效像素区域上，并且所述有效像素区域将入射光转换为电信号，所述光学黑区屏蔽光并且置于所述有效像素区域周围，所述像素部分形成在基底上；光通信部分，其放置在所述有效像素区域周围放置的所述光学黑区的预定光学黑区附近，并且将从所述像素部分读取的信号转换为光信号并且输出所述光信号；暗电流电平提供部分，其从附近放置了所述光通信部分的所述光学黑区获取根据暗电流的暗电流电平，基于获取的暗电流电平生成随着从其读取信号的像素的位置而变化的估计暗电流电平，并且与从所述有效像素区域读取信号的定时同步地输出所述估计暗电流电平；以及噪声补偿部分，将来自所述暗电流电平提供部分的所述估计暗电流电平提供到所述噪声补偿部分，并且所述噪声补偿部分从所述有效像素区域读取的信号减去所述估计暗电流电平。

此外，根据本发明实施例的一种固态成像设备包括：具有有效像素区域和光学黑区的像素部分，其中光入射在所述有效像素区域上，并且所述有效像素区域将入射光转换为电信号，所述光学黑区屏蔽光并且置于所述有效像素区域周围，所述光学黑区具有在跨越所述有效像素区域的一侧和另一侧上分别形成的第一光学黑区和第二光学黑区；以及光通信部分，其相对于所述第二光学黑区放置在所述第一光学黑区附近，并且将从所述像素区域读取的信号转换为光信号，并且输出所述光信号。

根据本发明实施例的一种信号处理系统包括上述固态成像设备。也就是说，所述信号处理系统包括：光学装置，其具有将入射光转换为电信号的固态成像设备以及使得光入射在所述固态成像设备上的光学设备；以及信号处理装置，所述光学装置连接到所述信号处理装置。所述固态成像设备包括：具有有效像素区域和光学黑区的像素部分，其中光入射在所述有效像素区域上，并且所述有效像素区域将入射光转换为电信号，所述光学黑区屏蔽光并且置于所述有效像素区域周围；光通信部分，其放置在所述有效像素区域周围放置的所述光学黑区的预定光学黑区附近，并且将从所述像素部分读取的信号转换为光信号并且输出所述光信号；暗电流电平提供部分，其从附近放置了所述光通信部分的所述光学黑区获取根据暗电流的暗电流电平，基于获取的暗电流电平生成随着从其读取信号的像素的位置而变化的估计暗电流电平，并且与从所述有效像素区域读取信号的定时同步地输出所述估计暗电流电平；以及噪声补偿部分，将来自所述暗电流电平提供部分的所述估计暗电流电平提供到所述噪声补偿部分，并且所述噪声补偿部分从所述有效像素区域读取的信号减去所述估计暗电流电平。所述信号处理装置包括：光通信部分，从所述固态成像设备的所述光通信部分输出的光信号输入到所述光通信部分；读取控制控制，其控制通过所述固态成像设备从所述像素部分读取信号；以及信号处理部分，对从所述像素部分读取并且从所述固态成像设备通过光通信输入的信号执行处理。

根据本发明的实施例，获取在其附近放置了所述光通信部分的所述第一光学黑区中生成的根据暗电流的第一暗电流电平，以及在所述第二光学黑区中的根据暗电流的第二暗电流电平。

在其附近放置了所述光通信部分的所述第一光学黑区中，生成的暗电流由于在所述光通信部分中生成的热量的影响而变化。因此，从在其附近放置了所述光通信部分的光学黑区获取的暗电流电平由于在所述光通信部分生成的热量的影响而变化。

所述暗电流电平提供部分基于从所述第一光学黑区获取的所述第一暗电流电平和从所述第二光学黑区获取的所述第二暗电流电平，生成根据从其读取信号的像素的位置而变化的估计暗电流电平。所述估计暗电流电平根据所述第一暗电流电平和所述第二暗电流电平之间的差而变化，其中所述第一暗电流电平作为初始电平而所述第二暗电流电平作为结束电平。

在所述有效像素区域中，从位于接近所述光通信部分的像素读取信号。所述暗电流电平提供部分与从所述有效像素区域读取信号的定时同步地改变所述估计暗电流电平。

因此，要从信号中减去的暗电流电平变为考虑了基于从其读取信号的像素和所述光通信部分之间的位置关系的热量的影响的暗电流电平。因此，即使在有效像素区域中暗电流电平由于热量的影响而变化的情况下，也根据所述像素的位置从信号中减去最佳暗电流电平，并且移除所述暗电流电平。

在根据本发明实施例的固态成像设备情况下，作为热源的所述光通信部分放置在所述光学黑区附近，并且通过使用由于在所述光通信部分中生成的热量的影响而变化的暗电流电平，要从信号中减去的暗电流电平根据从其读取信号的像素的位置而变化。

因此，可以抑制由于热量的影响导致的成像质量的劣化。此外，通过允许光通信部分放置在像素部分附近，可以提高放置的自由度。

在根据本发明实施例的信号处理系统的情况下，通过提供上述固态成像设备，可以经由通过光的高速传输发送像素信号到信号处理装置以对图像数据执行信号处理，由于热量的影响的所述像素信号的劣化被抑制。

附图说明

图1是示出本发明实施例的概述的功能性框图；

图2是示出作为本发明实施例的背景的比较示例的功能性框图；

图3是示出根据第一实施例的固态成像设备的示例的配置图；

图4是示出实现根据第一实施例的固态成像设备的功能的示例的功能性框图；

图5是示出实现根据第一实施例的固态成像设备的功能的示例的功能性框图；

图6是示出像素阵列的具体示例的电路图；

图7是示出每个像素的结构模型的示例的截面结构视图；

图8是示出从像素部分输出的信号的波形的示例的曲线图；

图9是示出CDS部分的示例的功能性框图；

图10是示出OPB电平提供部分的示例的功能性框图；

图11是示出OPB输出选择部分的示例的功能性框图；

图12是示出值参考部分的示例的说明图；

图13是示出OPB电平生成部分的示例的功能性框图；

图14A和14B每一个是示出估计OPB电平的波形的示例的曲线图；

图15是示出要在有效像素区域中估计其暗电流的像素和垂直方向上的光学黑区之间的关系的说明图；

图16是示出要在有效像素区域中估计其暗电流的像素和水平方向上的光学黑区之间的关系的说明图；

图17是示出要在有效像素区域中估计其暗电流的像素和垂直方向和水平方向上的光学黑区之间的关系的说明图；

图18是示出根据第一实施例的固态成像设备的处理的示例的流程图；

图19是示出根据第一实施例的固态成像设备的处理的示例的说明性操作图；

图20是示出根据第一实施例的固态成像设备的处理的示例的说明性操作图；

图21是示出根据第一实施例的固态成像设备的处理的示例的说明性操作图；

图22是示出根据第一实施例的固态成像设备的处理的示例的说明性操作图；

图23是示出根据第一实施例的固态成像设备的处理的示例的说明性操作图；

图24是示出估计OPB电平的波形的具体示例的曲线图；

图25是示出实现单个传输信道的光通信部分的布置的示例的示意性平面图；

图26是示出实现多个传输信道的光通信部分的布置的示例的示意性平面图；

图27是示出实现多个传输信道的光通信部分的布置的示例的示意性平面图；

图28是示出实现多个传输信道的光通信部分的布置的示例的示意性平面图；

图29是具有处于集中(concentrated)布置的光通信部分的固态成像设备的示意性平面图；

图30是具有处于分散(dispersed)布置的光通信部分的固态成像设备的示意性平面图；

图31是具有处于分散的集中布置的光通信部分的固态成像设备的示意性平面图；

图32是示出包括光屏蔽部分的固态成像设备的示例的示意性平面图；

图33是示出包括光屏蔽部分的固态成像设备的示例的示意性侧视图；

图34是示出包括光屏蔽部分的固态成像设备的示例的示意性侧视图；

图35是示出包括光学装置和信号处理装置的信号处理系统的概述的功能性框图；

图36是示出排列的光通信部分的示例的功能性框图；

图37是示出串行化像素信号用于光通信的光通信部分的示例的功能性框图；以及

图38是示出通过多个光输入/输出部分串行化像素信号用于光通信的光通信部分的示例的功能性框图。

具体实施方式

以下，参照附图，将给出根据本发明实施例的固态成像设备、包括固态成像设备的光学装置、连接到光学装置的信号处理装置以及包括光学装置和信号处理装置的描述。将以以下标题的顺序给出描述。

1.本发明的概述

2.根据第一实施例的固态成像设备的配置的示例

3.估计有效像素区域中的暗电流的方法

4.根据第一实施例的固态成像设备的操作示例

5.光通信部分的布置示例

6.光屏蔽部分的布置示例

7.包括固态成像设备的信号处理系统的配置示例

8.根据信号处理系统中信号传输模式的光通信部分的实施例的示例

9.具有置于光通信部分附近的光学黑区的固态成像设备的效果的示例

<1.本发明的概述>

图1是示出本发明实施例的概述的功能性框图，而图2是示出作为本发明实施例的背景的比较示例的功能性框图。现在，考虑这样的配置，其中，在具有光电转换功能的固态成像设备中，作为电信号从像素部分读取的像素信号转换为光信号并且输出。

如图2所示，在光通信部分11A放置在像素部分10A附近的情况下，由于在光通信部分11A中生成的热量，在光通信部分11A附近的有效像素区域100E拥有热量，导致即使没有入射光也生成的暗电流的增加。另一方面，因为光学黑区101位于跨越有效像素区域100E的光通信部分11A对面，所以在光通信部分11A中生成的热量对温度上升施加非常小的影响，并且暗电流中实质上存在任何增加。

在固态成像设备的情况下，在光学黑区101中生成的暗电流用来补偿即使没有光入射在像素部分10A时也生成的暗电流。也就是说，从来自有效像素区域100E的信号中减去从光学黑区101获取的暗电流分量，从而移除暗电流的直流部分。

在其中像素部分10A和光通信部分11A相互邻近放置的配置的情况下，光通信部分11A附近的有效像素和位于远离光通信部分11A的位置处的有效像素包含不同的暗电流分量。

因此，如果在其中像素部分10A和光通信部分11A相互邻近放置的配置的情况下，通过使用光学黑区101移除暗电流分量，则存在捕获的像素的劣化(如黑浮置)的可能性。

因此，提出如图1所示的配置。在图1中，在光通信部分11A和有效像素区域100E之间提供第一光学黑区101(OPB 1)。由于光通信部分11A中的热量生成，光通信部分11A附近的有效像素区域100E具有热量，导致暗电流的增加。同样，放置在光通信部分11A和有效像素区域100E之间的第一光学黑区101(OPB 1)也具有热量，导致暗电流的增加。

假设随着逐渐远离光通信部分11A，光通信部分11A中热量生成的影响变得更小，并且有效像素区域100E中的温度升高的度数也变得更小。因此，在跨越有效像素区域100E位于光通信部分11A对面的第二光学黑区101(OPB 2)中，只发生小的温度升高，并且实质上不存在暗电流的增加。

因此，通过使用第一光学黑区101(OPB 1)和第二光学黑区101(OPB2)中的暗电流分量，为每个单独的有效像素估计暗电流分量，并且对于每个像素改变要减去的暗电流分量。这使得可能抑制成像质量的劣化，并且将光通信部分11A放置在像素部分10A附近，从而提高放置的自由度。

<2.根据第一实施例的固态成像设备的配置示例>

[固态成像设备的总的配置]

图3是示出根据第一实施例的固态成像设备的示例的配置图，而图4和图5每个是示出实现根据第一实施例的固态成像设备的功能示例的功能性框图。

根据第一实施例的固态成像设备1A通过CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器或CCD(电荷耦合器件)图像传感器形成。在此示例中，描述将针对CMOS图像传感器的情况。

固态成像设备1A包括像素部分10A，其将光转换为电信号并且输出该电信号。在像素部分10A中，用于将光转换为电的像素100二维或一维排列。像素部分10A包括有效像素区域100E和围绕有效像素区域100E的外围形成的光学黑区101(OPB 1到OPB 4)。有效像素区域100E是配置使得光入射在像素100上的区域。当光入射在有效像素区域100E中的像素(有效像素)100上时，输出根据入射光强度的电信号。

光学黑区101是屏蔽光使得没有光入射在像素100上的区域。尽管没有光入射在光学黑区101上，但是在光学黑区101中生成暗电流。在像素部分10A中，沿着正方形的四边形成光学黑区。沿着一条边形成第一光学黑区101(OPB 1)。此外，沿着第一光学黑区101(OPB 1)对面的边形成第二光学黑区101(OPB 2)。

此外，沿着与第一光学黑区101(OPB 1)正交的边形成第三光学黑区101(OPB 3)。此外，沿着第三光学黑区101(OPB 3)对面的边形成第四光学黑区101(OPB 4)。

固态成像设备1A包括将从像素部分10A输出的电信号转换为数字信号的A/D转换部分12A、以及将通过A/D转换部分12A数字化的电信号转换为光信号并且输出该光信号的光通信部分11A。

光通信部分11A包括一个或多个光输出部分，用于将电信号转换为光信号。作为光输出部分的第一实施例，光通信部分11A具有在施加电压时发光的自发光型发光设备(如半导体激光器(LD))。如半导体层的发光设备允许通过由于施加的电压等的变化的电信号调制光。因此，通过基于在A/D转换部分12A中转换为数字信号的电信号调制自发射的光，光通信部分11A基于从像素部分10A读取的像素数据输出信号光Ls。

此外，作为光输出部分的第二实施例，光通信部分11A包括光学调制器，其用于基于由于电压等的变化的电信号，执行从外部输入的透射或反射光的外部调制。在光通信部分11A中，将来自外部的预定光输入光学调制器，并且还将在A/D转换部分12A中转换为数字信号的电信号输入光学调制器。因此，光通信部分11A基于从A/D转换部分12A输入的电信号调制从外部输入的光，从而输出基于从像素部分10A读取的像素数据的信号光Ls。

在固态成像设备1A中，光通信部分11A放置在第一光学黑区101(OPB1)附近。如在此使用的术语“紧密接近”指这样的位置关系，通过驱动光通信部分11A生成的热量传播到像素部分10A，导致第一光学黑区101(OPB 1)中生成的暗电流改变。另一方面，光通信部分11A与第二光学黑区101(OPB2)分开放置。如在此使用的术语“分开”指这样的位置关系，即使当通过驱动光通信部分11A生成的热量传播到像素部分10A时，在第二光学黑区101(OPB 2)中生成的暗电流也没有实质改变。替代地，术语“分开”指这样的位置关系，与第一光学黑区101(OPB 1)中的暗电流的改变相比，其暗电流的改变是小的。

固态成像设备1A包括垂直扫描电路102和水平扫描电路103，用于选择在XY寻址模式中要从其读取像素信号的每一个像素100。垂直扫描电路(行解码器/驱动器)102在像素部分10A的行方向上选择要从其读取像素信号的每一个像素100。替代地，通过为每个单独操作模式生成行选择模式，可以基于生成的选择模式选择要从其读取像素信号的每一个像素100。

水平扫描电路(列解码器/驱动器)103在像素部分10A的列方向上选择要从其读取像素信号的每一个像素100。替代地，通过为每个单独操作模式生成列选择模式，可以基于生成的选择模式选择要从其读取像素信号的每一个像素100。此外，通过执行如水平方向上的像素的加法的计算，水平扫描电路103执行从单个像素100输出的信号的序列的并行到串行转换。

固态成像设备1A包括列CDS电路104，用于从像素信号移除噪声。CDS(相关双采样)电路指用于取参考(重置)电平和包括在信号中的数据电平的样本，并且执行减法以计算差的电路。列CDS电路104通过连接到用于输出来自像素部分10A的像素信号的列信号线105的CDS选择200，为每个像素100移除放大中的变化等。在列CDS电路104中，如信号是模拟信号一样进行处理。

固态成像设备1A使用在光学黑区101中生成的暗电流以便补偿在没有光入射在像素部分10A上的状态下生成的暗电流。CDS部分200通过从来自有效像素区域100E的信号中减去从光学黑区101获取的暗电流分量，移除暗电流的直流部分。

固态成像设备1A包括OPB电平提供部分210，其将作为暗电流分量的OPB电平提供给CDS部分200。OPB电平提供部分210从第一光学黑区101(OPB 1)获取作为电压值的暗电流分量。此外，OPB电平提供部分210从第二光学黑区101(OPB 2)获取作为电压值的暗电流分量。然后，通过使用第一光学黑区101(OPB 1)和第二光学黑区101(OPB 2)中的暗电流分量，OPB电平提供部分210生成每个像素100的暗电流电平。随后将描述CDS部分200和OPB电平提供部分210的细节。

图6和图7分别示出每个像素的配置和用于读取像素信号的配置。图6是示出像素阵列的具体示例的电路图，而图7是示出每个像素的结构模式的示例的截面结构视图。像素100每一个包括将光转换为电(信号电荷)的光电二极管(PD)106、放大电信号的FD放大器107和构成行选择开关的行选择晶体管(Tr)108。在每个像素100中，通过垂直扫描电路102，经由行选择线109切换导通和截止行选择晶体管108，并且将通过FD放大器107放大的电信号输出到列信号线105。

FD放大器107包括电荷检测部分(FD)110、重置晶体管111和放大晶体管112，并且具有放大在存储时段期间通过光电转换获得的电子电荷的功能。也就是说，在FD放大器107中，存储时段完成时，在输出信号前，经由构成重置栅极(gate)(Rst)的重置线113重置电荷检测部分110。因为已经重置的电荷检测部分110的电压连接到放大晶体管112的栅极，所以指示不存在信号的状态的重置电平从放大晶体管112的源极输出到列信号线105。

紧接在该操作后，当经由构成读取栅极(Rd)的行读取线114从光电二极管106读出信号电荷到电荷检测部分110，并且在完成其传送后关闭行读取线114时，电荷检测部分110的电压改变对应于入射在光电二极管106上的光强度的量。因此，指示存在信号的状态的数据电平从放大晶体管112输出到列信号线105。

图7中示出的光电二极管106配置为所谓的嵌入式光电二极管，其中P层区域106b形成在N层区域106a的表面上。P层区域106b抑制暗电流的出现，从而消除由于暗电流导致的FPN(固定模式噪声)。

如上所述，在有效像素区域100E中，通过光电转换获得的电流分量由FD放大器107放大，并且从列信号线105输出为电压值。另一方面，在光学黑区101中，通过FD放大器107放大暗电流，并且从列信号线105输出为电压。

经由FD放大器107来自列信号线105的在光学黑区101中获得的暗电流电平称为OPB电平。OPB电平指示作为通过FD放大器放大的暗电流分量的值，并且输出为电压。

图8是示出从像素部分输出的信号的波形的示例的曲线图。图8图示了从有效像素区域输出的数据电平、从具有大的暗电流分量的光学黑区输出的暗电流电平、从具有小的暗电流分量的光学黑区输出的暗电流电平和重置电平之间的示意性比较。如图8所示，与通过有效像素区域100E中的光电转换获得的数据电平S_{_DATA}的输出相比，重置电平S_{_Rst}的输出是大的值。也就是说，在像素部分10A中生成的电流值越大，输出到列信号线105的电压值越小。因此，在光学黑区101中，暗电流分量越大，输出的OPB电平的值越小。如上所述，在第一光学黑区101(OPB 1)中，由于光通信部分11A中生成的热量的影响，暗电流分量增加。随着暗电流分量变大，从FD放大器107输出的OPB电平的值变小。因此，在图8中，具有大的暗电流分量的光学黑区是第一光学黑区101(OPB 1)，而具有小的暗电流分量的光学黑区是第二光学黑区101(OPB 2)。然后，从第一光学黑区101(OPB 1)输出的OPB 1电平V1和从第二光学黑区101(OPB 2)输出的OPB 2电平V2之间的关系变为OPB 1电平V1＜OPB 2电平V2。如上所述，随着暗电流分量变得更小，从FD放大器107输出的OPB电平的值变得更大，并且来自重置电平S_{_Rst}的差别电压变得越小。随着暗电流分量变得更大，OPB电平的值变得更小，并且来自重置电平S_{_Rst}的差别电压变得越大。在该示例中，从数据电平S_{_DATA}减去通过使用OPB 1电平V1和OPB 2电平V2获得的估计OPB电平和重置电平S_{_Rst}之间的差别电压。

固态成像设备1A包括时序发生器(TG)13A，其生成对应于操作模式的驱动时钟(CLK)，并且将该驱动时钟提供到像素部分10A、A/D转换部分12A和光通信部分11A的每个功能块。此外，固态成像设备1A包括用于执行控制信号等的输入/输出的控制I/O 14A、供电的DC-DC部分15A和控制像素数据的读取的控制部分16A。控制部分16A、DC-DC部分15A和时序发生器13A连接到总线17，以便执行控制信号或数据的传输/接收。

控制部分16A控制DC-DC部分15A，以便控制给固态成像设备1A的供电。此外，控制部分16A通过时序发生器13A生成驱动时钟，并且将驱动时钟提供到像素部分10A、A/D转换部分12A和光通信部分11A的每一个，并且使得像素部分10A、A/D转换部分12A和光通信部分11A与驱动时钟同步操作。

如图3所示，在固态成像设备1A中，垂直扫描电路102和水平扫描电路103连接到总线17。将通过时序发生器13A生成的驱动时钟φh提供到水平扫描电路103和列CDS电路104。此外，将驱动时钟φADC提供到A/D转换部分12A。此外，将驱动时钟φOpt提供到光通信部分11A。

通过从时序发生器13A提供的驱动时钟，在像素部分10A、A/D转换部分12A和光通信部分11A之间同步信号输入/输出。在像素部分10A中，读取对应于入射光的图像的图像数据作为电信号。在A/D转换部分12A中，输入从像素部分10A读取的像素数据，并且将其转换为数字信号并且输出。在光通信部分11A中，输入从像素部分10A读取并且通过A/D转换部分12A转换为数字信号的电信号，并且将其转换为基于像素数据的光信号，并且输出信号光Ls。

在固态成像设备1A中，像素部分10A、A/D转换部分12A、光通信部分11A、时序发生器13A、DC-DC部分15A和控制部分16A集成在由硅(Si)制成的基底18上。在固态成像设备1A中，通过使用半导体制造工艺将这些组件集成为单个芯片。

[CDS单元的配置示例]

图9是示出CDS部分的示例的功能性框图。CDS部分200是噪声补偿部分的示例。将从像素部分10A读取的像素信号S和通过时序发生器13A生成的值保持时序脉冲P输入CDS部分200。

CDS部分200包括保持从像素部分10A读取的数据电平S_{_DATA}的第一值保持部分201、以及保持从像素部分10A读取的重置电平S_{_Rst}的第二值保持部分202。在第一值保持部分201中，以数据读取脉冲P_{_DATA}的时序保持数据电平S_{_DATA}。在第二值保持部分202中，以重置脉冲的P_{_Rst}的时序保持重置电平S_{_Rst}。

以数据读取脉冲P_{_DATA}的时序，将对于从其读取信号的每个像素100变化的OPB电平从OPB电平提供部分210提供到第一值保持部分201。第一值保持部分201保持从其减去OPB电平的数据电平S_{_DATA}，所述OPB电平对于从其读取信号的像素100的每个位置变化。

CDS部分200包括减法部分203。减法部分203从第一值保持部分201中保持的数据电平S_{_DATA}减去第二值保持部分202中保持的重置电平S_{_Rst}。如上所述，从第一值保持部分201中保持的数据电平S_{_DATA}移除OPB电平，并且CDS部分200计算通过移除OPB电平和重置电平S_{_Rst}获得的差作为像素信号。

因此，CDS部分200输出通过移除OPB电平和重置电平S_{_Rst}抑制其噪声的像素信号到A/D转换部分12A。

[OPB电平提供单元的配置示例]

图10是示出OPB电平提供部分的示例的功能性框图。OPB电平提供部分210是暗电流电平提供部分的示例，并且包括OPB电平生成部分211，其基于从预定的光学黑区101输入的OPB电平，根据从其读取信号的像素的位置生成估计OPB电平V_{_OPB}。

此外，OPB电平提供部分210包括OPB输出选择部分212，其选择对其输入OPB电平的OPB电平生成部分211和从其输出OPB电平的OPB电平生成部分211。此外，OPB电平提供部分210包括OPB电平输出选择部分213，其输出来自由OPB输出选择部分212选择的OPB电平生成部分211的估计OPB电平V_{_OPB}。

图11是示出OPB输出选择部分的示例的功能性框图。将从第一光学黑区101(OPB 1)获取的作为第一暗电流电平的OPB 1电平V1输入OPB输出选择部分212。此外，将从第二光学黑区101(OPB 2)获取的作为第二暗电流电平的OPB 2电平V2输入OPB输出选择部分212。

OPB输出选择部分212包括确定部分212a，其基于输入的OPB电平，确定输入OPB电平的OPB电平生成部分211。此外，OPB输出选择部分212包括值参考部分212b，其是其中输入的OPB 1电平V1和OPB 2电平V2与要选择的OPB电平生成部分211相关联的表。此外，OPB输出选择部分212包括选择部分212c，其选择由确定部分212a确定的OPB电平生成部分211。

图12是示出值参考选择的示例的说明图。值参考部分212b存储OPB1电平V1和OPB 2电平V2、要选择作为初始电平的输出目的地的电平生成部分号、以及要选择作为结束电平的输出目的地的电平生成部分号。

图13是示出OPB电平生成部分的示例的功能性框图。OPB电平生成部分211包括保持输入的OPB电平的值保持部分211a。值保持部分211a保持从第一光学黑区101(OPB 1)输入的OPB 1电平V1或从第二光学黑区101(OPB 2)输入的OPB 2电平V2。

OPB电平生成部分211包括值生成部分211b，其从值保持部分211a中保持的OPB电平生成估计电平V_{_OPB}。如图10所示，例如，通过具有由电阻器R和电容器C定义的时间常数的低通滤波器配置值生成部分211b，并且通过RC的值生成希望的波形。

OPB电平生成部分211包括值输出部分211c，其输出由值生成部分211b生成的估计OPB电平V_{_OPB}。

OPB电平提供部分210包括不具有值生成部分211b的第一OPB电平生成部分211(1)，以及具有希望的特性的值生成部分211b的第二OPB电平生成部分211(2)。替代地，OPB电平提供部分210可以包括具有不同特性的值生成部分211b的单个或多个OPB电平生成部分211。在该示例中，OPB电平提供部分210包括具有值生成部分211b的第三OPB电平生成部分211(3)，其具有不同于第二OPB电平生成部分211(2)的特性。

存在这样的情况，当从第一光学黑区101(OPB 1)输入的OPB 1电平V1是v1，并且从第二光学黑区101(OPB 2)输入的OPB 2电平V2是v1时，所以OPB 1电平V1和OPB 2电平V2是相等的。

当OPB 1电平V1和OPB 2电平V2相等时，根据图12中示出的，OPB    输出选择部分212选择第一OPB电平生成部分211(1)作为OPB电平生成部分，其中保持OPB 1电平V1和OPB 2电平V2。

例如，因为OPB 1电平V1和OPB 2电平V2是相等的，所以OPB输出选择部分212将OPB 1电平V1保持在第一OPB电平生成部分211(1)中。然后，OPB输出选择部分212将要向其输出OPB电平的OPB电平生成部分固定为第一OPB电平生成部分211(1)。

因此，在第一OPB电平生成部分211(1)中保持的OPB 1电平V1变为估计OPB电平V_{_OPB}的初始电平，并且估计OPB电平V_{_OPB}固定为OPB 1电平V1(＝v1)。

当OPB 1电平V1是v2，并且OPB 2电平V2是v1(v2＜v1)时，OPB输出选择部分212选择第一OPB电平生成部分211(1)作为其中要保持OPB1电平V1的OPB电平生成部分。此外，OPB输出选择部分212选择第二OPB电平生成部分211(2)作为其中要保持OPB 2电平V2的OPB电平生成部分。

OPB输出选择部分212将OPB 1电平V1保持在第一OPB电平生成部分211(1)中。此外，OPB输出选择部分212将OPB 2电平V2保持在第二OPB电平生成部分211(2)中。然后，OPB输出选择部分212与从像素部分10A的信号的读取时序同步地将要向其输出OPB电平的OPB电平生成部分从第一OPB电平生成部分211(1)切换为第二OPB电平生成部分211(2)。

因此，保持在第一OPB电平生成部分211(1)中的OPB 1电平V1变为估计OPB电平V_{_OPB}的初始电平。此外，保持在第二OPB电平生成部分211(2)中的OPB 2电平V2变为估计OPB电平V_{_OPB}的结束电平。取决于值生成部分211b的特性，估计OPB电平V_{_OPB}在OPB 1电平V1(＝v2)和OPB 2电平V2(＝v1)之间变化。

当OPB 1电平V1是v3，并且OPB 2电平V2是v1(v3＜v1)时，OPB输出选择部分212选择第一OPB电平生成部分211(1)作为其中要保持OPB1电平V1的OPB电平生成部分。此外，OPB输出选择部分212选择第三OPB电平生成部分211(3)作为其中要保持OPB 2电平V2的OPB电平生成部分。

OPB输出选择部分212将OPB 1电平V1保持在第一OPB电平生成部分211(1)中。此外，OPB输出选择部分212将OPB 2电平V2保持在第三OPB电平生成部分211(3)中。然后，OPB输出选择部分212与从像素部分10A的信号的读取时序同步地将要向其输出OPB电平的OPB电平生成部分从第一OPB电平生成部分211(1)切换为第三OPB电平生成部分211(3)。

因此，保持在第一OPB电平生成部分211(1)中的OPB 1电平V1变为估计OPB电平V_{_OPB}的初始电平。此外，保持在第三OPB电平生成部分211(3)中的OPB 2电平V2变为估计OPB电平V_{_OPB}的结束电平。取决于值生成部分211b的特性，估计OPB电平V_{_OPB}在OPB 1电平V1(＝v3)和OPB 2电平V2(＝v1)之间变化。

图14A和14B每一个是示出估计OPB电平的波形的示例的曲线图。如图14A所示，当OPB 1电平V1和OPB 2电平V2之间的差小时，估计OPB电平V_{_OPB}在OPB 1电平V1和OPB 2电平V2之间线性内插。另一方面，如图14B所示，当OPB 1电平V1和OPB 2电平V2之间的差大时，估计OPB电平V_{_OPB}在OPB 1电平V1和OPB 2电平V2之间非线性内插。例如，估计OPB电平V_{_OPB}非线性内插，以便在OPB 1电平V1附近急剧升高。

当OPB 1电平V1和OPB 2电平V2之间的差别小时，OPB电平提供部分210将OPB 1电平V1保持在第一OPB电平生成部分211(1)中，而将OPB 2电平V2保持在第二OPB电平生成部分211(2)中。配置第二OPB电平生成部分211(2)的值生成部分211b，使得获得如图14A所示的波形。

当OPB 1电平V1和OPB 2电平V2之间的差别大时，OPB电平提供部分210将OPB 1电平V1保持在第一OPB电平生成部分211(1)中，而将OPB 2电平V2保持在第三OPB电平生成部分211(3)中。配置第三OPB电平生成部分211(3)的值生成部分211b，使得获得如图14B所示的波形。

因此，基于OPB 1电平V1和OPB 2电平V2之间的差别，选择OPB电平生成部分211，并且基于OPB 1电平V1和OPB 2电平V2之间的差别生成估计OPB电平V_{_OPB}。

<3.估计有效像素区域中的暗电流的方法>

接下来，将给出从光学黑区中的暗电流估计处于有效像素区域的任意位置的像素的暗电流的方法的描述。

[垂直方向的线性内插]

图15是示出有效像素区域中要估计其暗电流的像素和垂直方向上光学黑区之间的关系的说明图。有效像素区域100E的垂直(V)方向上的长度定义为V_L。有效像素区域100E的水平(H)方向上的长度定义为H_L。

处于第一光学黑区101(OPB 1)中的位置x的平均暗电流定义为I_OPB1(x)。处于第二光学黑区101(OPB 2)中的位置x的平均暗电流定义为I_OPB2(x)。

当如上所述定义平均暗电流I_OPB1(x)和I_OPB2(x)时，存在于有效像素区域100E的位置(x，y)的像素100的暗电流I_DARK(x，y)可以从下面的等式(1)估计。

$I_{\mathrm{dark}}(x,y)=\frac{I_{\mathrm{OPB}2}\left(x\right)-I_{\mathrm{OPB}1}\left(x\right)}{V_L}\&CenterDot;y+I_{\mathrm{OPB}1}\left(x\right)...\left(1\right)$

[水平方向的线性内插]

图16是示出有效像素区域中要估计其暗电流的像素和水平方向上光学黑区之间的关系的说明图。有效像素区域100E的垂直(V)方向上的长度定义为V_L。有效像素区域100E的水平(H)方向上的长度定义为H_L。

处于第三光学黑区101(OPB 3)中的位置y的平均暗电流定义为I_OPB3(y)。处于第四光学黑区101(OPB 4)中的位置y的平均暗电流定义为I_OPB4(y)。

当如上所述定义平均暗电流I_OPB3(y)和I_OPB4(y)时，存在于有效像素区域100E的位置(x，y)的像素100的暗电流I_DARK(x，y)可以从下面的等式(2)估计。

$I_{\mathrm{dark}}(x,y)=\frac{I_{\mathrm{OPB}4}\left(y\right)-I_{\mathrm{OPB}3}\left(y\right)}{H_L}\&CenterDot;x+I_{\mathrm{OPB}3}\left(y\right)...\left(2\right)$

[垂直和水平方向的线性内插的加权和]

图17是示出有效像素区域中其暗电流要被估计的像素和垂直方向和水平方向上的光学黑区之间的关系的说明图。有效像素区域100E的垂直(V)方向上的长度定义为V_L。有效像素区域100E的水平(H)方向上的长度定义为H_L。

处于第一光学黑区101(OPB 1)中的位置x的平均暗电流定义为I_OPB1(x)。处于第二光学黑区101(OPB 2)中的位置x的平均暗电流定义为I_OPB2(x)。

处于第三光学黑区101(OPB 3)中的位置y的平均暗电流定义为I_OPB3(y)。处于第四光学黑区101(OPB 4)中的位置y的平均暗电流定义为I_OPB4(y)。

当如上所述定义平均暗电流I_OPB1(x)和I_OPB2(x)以及I_OPB3(y)和I_OPB4(y)时，垂直方向上的斜率通过等式(3)获得。水平方向上的斜率通过等式(4)获得。此外，存在于有效像素区域100E的位置(x，y)的像素100的暗电流I_DARK(x，y)可以从下面的等式(5)估计。

$V_{\mathrm{slope}}=\frac{I_{\mathrm{OPB}2}\left(x\right)-I_{\mathrm{OPB}1}\left(x\right)}{V_L}...\left(3\right)$

$H_{\mathrm{slope}}=\frac{I_{\mathrm{OPB}4}\left(y\right)-I_{\mathrm{OPB}3}\left(y\right)}{H_L}...\left(4\right)$

$I_{\mathrm{dark}}(x,y)=\frac{V_{\mathrm{slope}}}{V_{\mathrm{slope}}+H_{\mathrm{slope}}}\&CenterDot;(\frac{I_{\mathrm{OPB}2}\left(x\right)-I_{\mathrm{OPB}1}\left(x\right)}{V_L}\&CenterDot;y+I_{\mathrm{OPB}1}\left(x\right))$

$+\frac{H_{\mathrm{slope}}}{V_{\mathrm{slope}}+H_{\mathrm{slope}}}\&CenterDot;(\frac{I_{\mathrm{OPB}4}\left(y\right)-I_{\mathrm{OPB}3}\left(y\right)}{H_L}\&CenterDot;x+I_{\mathrm{OPB}3}\left(y\right))...\left(5\right)$

在等式(5)中，根据垂直方向和水平方向上的斜率的大小确定垂直方向和水平方向上的内插值的权重。

<4.根据第一实施例的固态成像设备的操作的示例>

图18是示出根据第一实施例的固态成像设备的处理的示例的流程图，而图19到图23每个是示出根据第一实施例的固态成像设备的处理的示例的说明性操作图。以下，将参照附图给出生成估计OPB电平V_{_OPB}的处理的描述。

在步骤S1的处理中，OPB电平提供部分210从像素部分10A的光学黑区101获取OPB电平。在步骤S1的处理中，如图19所示，OPB输出选择部分212从第一光学黑区101(OPB 1)获取OPB 1电平V1。此外，OPB输出选择部分212从第二光学黑区101(OPB 2)获取OPB 2电平V2。

在步骤S2的处理中，基于从预定光学黑区101获取的OPB电平，OPB输出选择部分212选择用于OPB电平的内插的最佳OPB电平生成部分211。

在步骤S2的处理中，在OPB输出选择部分212中，使用获取的OPB 1电平V1和OPB 2电平V2，确定部分212a参照上述参照图12的值参照部分212b。

确定部分212a基于从第一光学黑区101(OPB 1)获取的OPB 1电平V1，确定要选择作为初始电平的输出目的地的OPB电平生成部分211。此外，确定部分212a基于从第二光学黑区101(OPB 2)获取的OPB 2电平V2，确定要选择作为结束电平的输出目的地的OPB电平生成部分211。

在该示例中，假设选择第一OPB电平生成部分211(1)作为OPB 1电平V1的输出目的地，并且选择第三OPB电平生成部分211(3)作为OPB 2电平V2的输出目的地。

在步骤S3的处理中，如图20所示，OPB输出选择部分212在第一OPB电平生成部分211(1)中设置从第一光学黑区101(OPB 1)获取的OPB 1电平V1。

在步骤S3的处理中，在OPB输出选择部分212中，通过选择部分212c选择通过确定部分212a确定为OPB 1电平V1的输出目的地的第一OPB电平生成部分211(1)，并且将OPB 1电平V1提供到第一OPB电平生成部分211(1)。

第一OPB电平生成部分211(1)将从OPB输出选择部分212提供的OPB 1电平V1保持在值保持部分211a中。

在步骤S4的处理中，如图21所示，OPB输出选择部分212在第三OPB电平生成部分211(3)中设置从第二光学黑区101(OPB 2)获取的OPB 2电平V2。

在步骤S4的处理中，在OPB输出选择部分212中，通过选择部分212c选择通过确定部分212a确定为OPB 2电平V2的输出目的地的第三OPB电平生成部分211(3)，并且将OPB 2电平V2提供到第三OPB电平生成部分211(3)。

第三OPB电平生成部分211(3)将从OPB输出选择部分212提供的OPB 2电平V2保持在值保持部分211a中。

在步骤S5的处理中，如图22所示，OPB输出选择部分212将第一OPB电平生成部分211(1)和OPB电平输出部分213相互连接。在步骤S5的处理中，第一OPB电平生成部分211(1)通过值输出部分211c将值保持部分211a中保持的OPB 1电平V1输出到OPB电平输出部分213。

因为第一OPB电平生成部分211(1)不具有值生成部分211b，所以将从第一OPB电平生成部分211(1)提供的OPB 1电平V1照原样从值保持部分211a输出。

因此，OPB电平提供部分210输出OPB 1电平V1到CDS部分200作为估计OPB电平V_{_OPB}的初始电平。

在步骤S6的处理中，如图23所示，当在像素部分10A中开始每行的读取时，OPB输出选择部分212将第三OPB电平生成部分211(3)和OPB电平输出部分213相互连接。

在步骤S6的处理中，第三OPB电平生成部分211(3)通过值生成部分211b从在值保持部分211a中保持的OPB 2电平V2生成估计OPB电平V_{_OPB}，并且通过值输出部分211c将估计OPB电平V_{_OPB}输出到OPB电平输出部分213。

图24是示出估计OPB电平的波形的具体示例的曲线图。在OPB电平提供部分210中，在第一OPB电平生成部分211(1)中保持的OPB 1电平V1是估计OPB电平V_{_OPB}的初始电平。在该操作示例中，在第三OPB电平生成部分211(3)中保持的OPB 2电平V2是估计OPB电平V_{_OPB}的结束电平。

取决于第三OPB电平生成部分211(3)的值生成部分211b的特性，估计OPB电平V_{_OPB}在OPB 1电平V1和OPB 2电平V2之间变化。在第三OPB电平生成部分211(3)中，配置值生成部分211b，使得在执行有效像素区域100E的第i行的读取的时候，估计OPB电平V_{_OPB}变得等于第i行的估计值。

结合CDS部分200的操作更具体地说明，在像素部分10A的有效像素区域100E中，读取第一行的重置电平S_{_Rst}，并且将其保持在CDS部分200的第二值保持部分202中。接下来，读取第一行的数据电平S_{_DATA}，并且将其保持在CDS部分200的第一值保持部分201中。

在该示例中，在读取第一行的数据电平S_{_DATA}的时候，OPB电平提供部分210将要向其输出OPB电平的OPB电平生成部分从第一OPB电平生成部分211(1)切换到第三OPB电平生成部分211(3)。

因此，OPB 1电平V1作为估计OPB电平V_{_OPB}的初始电平输出到CDS部分200。然后，例如如图24所示，当从第一行开始读取时，将根据从其读取信号的每个像素100的位置变化的估计OPB电平V_{_OPB}输出到CDS部分200。

在CDS部分200中，将已经从其减去估计OPB电平V_{_OPB}的数据电平S_{_DATA}保持在第一值保持部分201中。

在根据该示例的配置中，光通信部分11A放置在有效像素区域100E的附近。因此，存在由于光通信部分11A中生成的热量的影响、暗电流可能增加的可能性。

因此，在从有效像素区域100E的第一行开始读取的时候，将估计OPB电平V_{_OPB}的初始值设置为OPB 1电平V1，并且当从第一行开始读取时，与读取信号的定时同步地改变估计OPB电平V_{_OPB}。

OPB 1电平V1是从位于接近光通信部分11A并且易受热量的影响的第一光学黑区101(OPB 1)获取的值。另一方面，OPB 2电平V2是从位于远离光通信部分11A并且相对不易受热量影响的第二光学黑区101(OPB 2)获取的值。

估计OPB电平V_{_OPB}在从OPB 1电平V1到OPB 2电平V2的范围内变化，使得通过使用上述等式(1)到(5)等，从像素位置和暗电流之间的关系获得基于像素位置估计的值。

因此，OPB电平可以根据在光通信部分11A中生成的热量的影响变化，并且可以从数据电平减去OPB电平，从而使得可能获取从其消除热量的影响的输出。

<5.光通信部分的布置示例>

[光通信部分的布置示例1

图25是示出实现单个传输信道的光通信部分的布置的示例的示意性平面图。图26到28每个是示出实现多个传输信道的光通信部分的布置的示例的示意性平面图。

如图15所示，固态成像设备1A配置来当提供有具有单个光输出部分120A的单个光通信部分11A时，经由单个信道通过光执行信号传输。此外，如图26和27所示，固态成像设备1A配置来当提供有单个或多个光通信部分11A时，经由多个信道通过光执行信号传输，所述光通信部分11A中排列多个光输出部分120A。此外，如图28所示，固态成像设备1A还配置来当提供有多个光通信部分11A时，经由多个信道通过光执行信号传输，该多个光通信部分11A每个具有单个光输出部分120A。

例如，在其中固态成像设备1A配置来执行从A/D转换部分12A输出的n位(n＞1)信号的串行传输的情况下，可能经由单个信道通过光执行信号传输。

例如，通过生成通过将同步信号和时钟信号叠加在数据信号上串行化的数字信号，可能经由单个信道执行信号传输。因此，如图25所示，通过提供具有单个光输出部分120A的单个光通信部分11A，固态成像设备1A实现串行传输。

在固态成像设备1A配置来经由独立信道传输串行化的数据信号和时钟信号的情况下，可能经由多个(两个)信道通过光执行信号传输。

通过提供每个具有单个光输出部分120A的两个光通信部分11A，固态成像设备1A实现用于独立传输时钟信号的串行传输。替代地，还通过提供其中排列两个光输出部分120A的单个光通信部分11A，固态成像设备1A实现用于独立传输时钟信号的串行传输。

此外，在固态成像设备1A配置来执行从A/D转换部分12A输出的n位数字信号的并行传输时，可能经由多个信道通过光执行信号传输。

固态成像设备1A通过提供单个光通信部分11A实现并行传输，在单个光通信部分11A中排列等于传输信道的数目的多个光输出部分120A。例如，如图26所示，在其中并行传输8位数字信号的配置的情况下，固态成像设备1A可以提供有单个光通信部分11A，其中排列8个光输出部分120A。

替代地，固态成像设备1A通过提供多个光通信部分11A实现并行传输，在每个光通信部分11A中排列多个光输出部分120A，使得光输出部分120A的数目等于传输信道的数目。例如，如图27所示，在其中要并行传输8位数字信号的配置的情况下，固态成像设备1A可以提供有2个光通信部分11A，在每个光通信部分11A中排列4个光输出部分120A。

替代地，固态成像设备1A通过提供等于传输信道的数目的多个光通信部分11A实现并行传输，每个光通信部分11A具有单个光输出部分120A。例如，如图28所示，在其中要并行传输8位数字信号的配置的情况下，固态成像设备1A可以提供有8个光通信部分11A，每个光通信部分11A具有单个光输出部分120A。

[具有处于集中布置的光通信部分的固态成像设备的配置的示例]

图29是具有处于集中布置的光通信部分的固态成像设备的示意性平面图。在图29中未示出如扫描电路和CDS部分的组件。在图29中示出的固态成像设备1B中，在像素部分10A中的有效像素区域100E周围形成光学黑区101。

如上所述，在光学黑区101中，沿着跨越有效像素区域100E的一边放置第一光学黑区101(OPB 1)和第二光学黑区101(OPB 2)。沿着跨越有效像素区域100E的另外边放置第三光学黑区101(OPB 3)和第四光学黑区101(OPB 4)。

在光通信部分11A中，排列多个光输出部分120A，并且放置在像素部分10A的第一光学黑区101(OPB 1)附近的基底18上的单个位置。

具有集中在单个位置的多个光输出部分120A的光通信部分11A的这种配置将称为集中布置。例如，在光通信部分11A以集中布置放置的配置的情况下，以这种方式放置光通信部分11A，使得多个光输出部分120A在沿着第一光学黑区101(OPB 1)的方向上并行排列。

此外，如图27所示，集中布置的示例还包括这样的布置模式，其中提供每个具有多个光输出部分120A的阵列的多个光通信部分11A，并且放置多个光通信部分11A，以便集中在第一光学黑区101(OPB 1)附近的基底18上的单个位置。

同样地，如图28所示，集中布置的示例还包括这样的布置模式，其中提供每个具有单个光输出部分120A的多个光通信部分11A，并且放置多个光通信部分11A，以便集中在第一光学黑区101(OPB 1)附近的基底18上的单个位置。应该注意，如图25所示，集中布置的示例还包括这样的布置模式，其中具有单个光输出部分120A的单个光通信部分11A放置在第一光学黑区101(OPB 1)附近的基底18上的单个位置。

配置具有处于集中布置的(多个)光通信部分11A的固态成像设备1B，通过将单个光输出部分120A接近并且在单个A/D转换部分12A的后部，使得A/D转换部分12A和光通信部分11A之间的信号布线的长度变短。此外，配置固态成像设备1B，使得作为热源的电路集中在第一光学黑区101(OPB 1)附近。

在具有处于集中布置的(多个)光通信部分11A的固态成像设备1B的情况下，作为热量生成源的(多个)光通信部分11A可以集中在第一光学黑区(OPB 1)附近的单个位置。因此，在(多个)光通信部分11A中生成的热量的影响可以可靠地反映在第一光学黑区101(OPB 1)中的暗电流上。

[具有处于分散布置的光通信部分的固态成像设备的配置的示例]

图30是具有处于分散布置的光通信部分的固态成像设备的示意性平面图。在图30中未示出如扫描电路、CDS部分和A/D转换部分的组件。在图30中示出的固态成像设备1C中，放置具有单个光输出部分120A的多个光通信部分11A，以便跨越第一光学黑区101(OPB 1)附近的基底18上的多个位置分散。具有跨越多个位置分散的单个光输出部分120A的光通信部分11A的这种布置将称为分散布置。

在具有处于分散布置的光通信部分11A的固态成像设备1C中，确定各个光通信部分11A的布置，使得各光通信部分11A之间的距离变得尽可能大。典型地，固态成像设备是方形的，而光通信部分11A在沿着第一光学黑区101(OPB 1)的对边布置。

在具有处于分散布置的光通信部分11A的固态成像设备1C中，通过将多个光输出部分120A相互同步，并行输出数字信号。因此，每一单个光通信部分11A负责等价于并行传输的1位的信号传输，从而使得可能从每个光通信部分11A输出的信号传输的量小。因此，与其中排列光输出部分的光通信部分相比，由每一单个光通信部分11A生成的热量的量小。

因此，通过在基底18上的光通信部分11A的分散布置，由光通信部分11A生成的热量可以跨越整个固态成像设备1C分散。

[具有处于分散的集中布置的光通信部分的固态成像设备的配置的示例]

图31是具有处于分散的集中布置的光通信部分的固态成像设备的示意性平面图。在图31中未示出如扫描电路、CDS部分和A/D转换部分的组件。在图31中示出的固态成像设备1D中，放置每个具有多个光输出部分120A的多个光通信部分11A，以便跨越第一光学黑区101(OPB 1)附近的基底18上的多个位置分散。具有跨越多个位置分散的多个光输出部分120A的光通信部分11A的这种布置将称为分散的集中布置。

在具有处于分散的集中布置的光通信部分11A的固态成像设备1D中，通过多个光通信部分的集中布置，在光通信部分11A中生成的热量的影响可以可靠地反映在第一光学黑区101(OPB 1)中的暗电流上。此外，通过分散处于集中布置放置的光通信部分，可以抑制局部温度升高。

<6.光屏蔽部分的布置的示例>

在根据上述每个实施例的固态成像设备中，光通信部分11A放置在第一光学黑区101(OPB 1)附近。因为沿着有效像素区域100E的一边形成第一光学黑区101(OPB 1)，所以有效像素区域100E和光通信部分11A之间的距离也变短。

因此，在其中光通信部分11A包括自发光型光输出部分的配置的情况下，光屏蔽是需要的，使得从光通信部分11A输出的信号光和从光通信部分11A泄漏的光不入射在有效像素区域100E上。此外，还需要光屏蔽，使得入射在有效像素区域100E上的光不混合到从光通信部分11A输出的信号光中。

图32、33和34每个示出包括光屏蔽部分的固态成像设备的配置的示例。图32是示出包括光屏蔽部分的固态成像设备的示例的示意性平面图。图33和34每个是示出包括光屏蔽部分的固态成像设备的示例的示意性侧视图。

在固态成像设备1中，在像素部分10A中的有效像素区域100E周围形成光学黑区101。在光学黑区101中，在有效像素区域100E的光入射表面侧形成由铝等形成的光屏蔽层150。因此，没有光入射在光学黑区101上。

如上所述，在光学黑区101中，沿着跨越有效像素区域100E的一边放置第一光学黑区101(OPB 1)和第二光学黑区101(OPB 2)。沿着跨越有效像素区域100E的另外边放置第三光学黑区101(OPB 3)和第四光学黑区101(OPB 4)。

光通信部分11A放置在像素部分10A的第一光学黑区101(OPB 1)附近的基底18的前表面侧。在图33示出的示例中，光通信部分11A包括表面发光半导体激光器(VCSEL)121A作为自发光型光输出部分。

表面发光半导体激光器121A的上表面是发光表面，从该表面在由箭头指示的方向上输出信号光Ls。从与发光表面相反的表面发光半导体激光器121A的下表面输出少量泄漏光。

固态成像设备1包括第一光学黑区101(OPB 1)上面的光屏蔽部分250A。光屏蔽部分250A由屏蔽表面发光半导体激光器121A的振荡频率的光以及入射在像素部分10A上的光LI的材料制成。

光屏蔽部分250A包括屏蔽朝向像素部分10A的表面的、从发光半导体激光器121A输出的信号光Ls的分量的光屏蔽板251。此外，光屏蔽部分250A包括屏蔽朝向表面发光半导体激光器121A的、入射在像素部分10A上的信号光LI的分量的光屏蔽板252。此外，在表面发光半导体激光器121A的下表面上提供光屏蔽部分253。

因此，在固态成像设备1中，朝向像素部分10A的、从表面发光半导体激光器121A输出的信号光Ls的分量被光屏蔽部分250A的光屏蔽板251屏蔽。因此，可能避免从表面发光半导体激光器121A输出的信号光Ls入射在像素部分10A的有效像素区域100E上。

此外，在固态成像设备1中，朝向表面发光半导体激光器121A的、入射在像素部分10A上的信号光LI的分量被光屏蔽部分250A的光屏蔽板252屏蔽。因此，可能避免入射在像素部分10A上的光混合入从表面发光半导体激光器121A输出的信号光Ls中。

此外，在在固态成像设备1中，从表面发光半导体激光器121A的下表面泄漏的光被光屏蔽部分253屏蔽。因此，可能避免从表面发光半导体激光器121A的下表面泄漏的光从基底18内部到达像素部分10A。

在图34示出的示例中，光通信部分11A包括边缘发光半导体激光器121B作为自发光型光输出部分。

边缘发光半导体激光器121B的一边表面是发光表面，在由箭头指示的方向上从该表面输出信号光Ls。从边缘发光半导体激光器121B的与发光表面相反的另一边表面输出少量泄漏光Ln。

固态成像设备1包括第一光学黑区101(OPB 1)上面的光屏蔽部分250B。光屏蔽部分250B由屏蔽边缘发光半导体激光器121B的振荡频率的光以及入射在像素部分10A上的光的材料制成。

光屏蔽部分250B具有光屏蔽板252，其屏蔽从边缘发光半导体激光器121B输出的泄漏光Ln和朝向边缘发光半导体激光器121B、入射在像素部分10A上的光LI的分量。

因此，在固态成像设备1中，朝向像素部分10A的、来自边缘发光半导体激光器121B的泄漏光Ln被光屏蔽部分250B的光屏蔽板252屏蔽。因此，可能避免从边缘发光半导体激光器121B输出的泄漏光Ln入射在像素部分10A的有效像素区域100E上。

此外，在固态成像设备1中，朝向边缘发光半导体激光器121B的、入射在像素部分10A上的光的分量被光屏蔽部分250B的光屏蔽板252屏蔽。因此，可能防止入射在像素部分10A上的光混合入从边缘发光半导体激光器121B输出的信号光中。

包括光屏蔽部分250A、250B的固态成像设备1可以是上述固态成像设备1A到1D的任一个。

在固态成像设备1中，光屏蔽部分250A、250B在第一光学黑区101(OPB1)上面形成。因此，可以与第一光学黑区101(OPB 1)共享放置光屏蔽部分250A、250B所需的空间，从而可能防止由于放置光屏蔽部分250A、250B而增加基底18的尺寸。

<包括固态成像设备的信号处理系统的配置示例>

[光学装置的配置的示例]

图35是示出包括固态成像设备的信号处理系统的概述的功能性框图。首先，将描述包括固态成像设备的光学装置的概述。光学装置2A包括上述固态成像设备1、镜头部分20和其中安放固态成像设备1、镜头部分20等的机壳21。光学装置2A例如构成相机系统的镜头单元。镜头部分20是光学设备的示例，并且由单个镜头或多个镜头的组合形成。

配置光学装置2A，使得固态成像设备1的像素部分10A与镜头部分20的焦点位置相符。从镜头部分20入射的光的图像形成在固态成像设备1的像素部分10A上。

光学装置2A例如包括在光轴方向上相对于固态成像设备1移动镜头部分20的聚焦机制，使得镜头部分20的焦点位置与固态成像设备1的像素部分10A相符，而不管到成像对象距离。

[信号处理装置的配置的示例]

接下来，将给出连接到光学装置的信号处理装置的概述的描述。信号处理装置3A包括将光信号转换为电信号的光通信部分30A以及控制I/O 31A，控制信号等输入到该控制I/O 31A或从该控制I/O 31A输出控制信号等。信号处理装置3A例如构成相机系统的主体部分。当信号处理装置3A与光学装置2A连接时，光通信部分30A光学地耦合到固态成像设备1的光通信部分11A。此外，控制I/O 31A连接到固态成像设备1的控制I/O 14A。

信号处理装置3A包括接受由用户作出的操作的操作部分32A，以及指示光学装置2A的固态成像设备1读取像素信号的读取控制部分33A。

信号处理装置3A指示光学装置2A的固态成像设备1从控制I/O 31A读取像素信号，并且在自己装置的光通信部分30A和固态成像设备1的光通信部分11A之间执行光通信，以便从固态成像设备1获取像素信号。

光通信部分30A具有如光电二极管(PD)的光接收设备作为光接收部分。将从固态成像设备1的光通信部分11A输出的信号光Ls输入光通信部分30A，并且将作为光信号输入的像素信号转换为电信号并且输出。

信号处理装置3A包括信号处理部分34A，其对通过与固态成像设备1的光通信获取的像素信号执行预定的信号处理生成图像数据。此外，信号处理部分34A包括保持从固态成像设备1获取的像素信号的数据保持部分35A，以及显示来自通过信号处理部分34A生成的图像数据的图像。

信号处理装置3A包括为自己装置和光学装置2A供电的电源37A，以及控制供电的电源控制部分38A。电源控制部分38A基于打开和关闭到信号处理装置3A的电源的操作，执行电源控制以便以预定顺序切换对信号处理装置3A供电/不供电，以及对光学装置2A供电/不供电。

[信号处理系统的配置的示例]

接下来，将给出包括光学装置和信号处理装置的信号处理系统的概述的描述。信号处理系统4A包括上述光学装置2A和信号处理装置3A，并且例如构成相机系统。在相机系统中，构成镜头系统的光学装置2A配置为相对于构成相机主体部分的信号处理装置3A为可拆卸和可互换的。

在信号处理系统4A中，当光学装置2A连接到信号处理装置3A时，信号处理装置3A的光通信部分30A和构成光学装置2A的固态成像设备1的光通信部分11A光学地耦合在一起。此外，信号处理装置3A的控制I/O 31A和固态成像设备1的控制I/O 14A相互连接。

因此，在信号处理系统4A中，通过固态成像设备1的光通信部分11A和信号处理装置3A的光通信部分30A，在光学装置2A和信号处理装置3A之间输入/输出作为光信号的数据。

此外，在信号处理系统4A中，通过信号处理装置3A的控制I/O 31A和固态成像设备1的控制I/O 14A，在信号处理装置3A和光学装置2A之间输入/输出控制信号。

此外，在信号处理系统4A中，通过信号处理装置3A的控制I/O 31A和固态成像设备1的控制I/O 14A，在信号处理装置3A和光学装置2A之间执行供电。

在信号处理系统4A中，通过信号处理装置3A的操作部分32A接受用户的操作，并且基于对操作部分32A的操作，信号处理装置3A的读取控制部分33A输出用于指示像素信号的读取的控制信号。

在信号处理系统4A中，通过信号处理装置3A的控制I/O 31A和固态成像设备1的控制I/O 14A，将用于指示像素数据的读取的控制信号输入光学装置2A的固态成像设备1。

在信号处理系统4A中，当用于指示像素数据的读取的控制信号输入光学装置2A的固态成像设备1时，固态成像设备1的控制部分16A通过时序发生器13A生成驱动时钟。

将由时序发生器13A生成的驱动时钟提供到像素部分10A、A/D转换部分12A和光通信部分11A，并且从像素部分10A读取作为电信号的像素数据。在A/D转换部分12A中，输入从像素部分10A读取的像素数据，并且将其转换为数字信号并且输出。在光通信部分11A中，输入在A/D转换部分12A中转换为数字信号的电信号，并且将像素信号转换为信号光Ls并且输出。

在信号处理系统4A中，通过固态成像设备1的光通信部分11A和信号处理装置3A的光通信部分30A，将通过固态成像设备1读取的像素信号经由光通信输入到信号处理装置3A。

在信号处理系统4A中，当经由光通信将由固态成像设备1读取的像素信号输入信号处理装置3A时，信号处理装置3A的光通信部分30A将作为光信号输入的像素信号转换为电信号，并且输出该电信号。

在信号处理系统4A中，通过对在信号处理装置3A的光通信部分30A中转换为电信号的像素信号执行预定信号处理，信号处理装置3A的信号处理部分34A生成图像，并且将相应的图像显示在例如显示部分36A上。

<8.根据信号处理系统中信号传输模式的光通信部分的实施例的示例>

[通过排列的光通信部分的并行传输的示例]

图36是示出排列的光通信部分的示例的功能性框图。接下来，将给出适于并行传输的光通信的最佳实施例的描述。

固态成像设备1的光通信部分11A例如包括光输出部分阵列120Y，其中每个通过自发光型发光设备形成的光输出部分120A并行排列。在光输出部分阵列120Y中，光输出部分120A并行排列并且根据包括数据线和时钟线的光信号线的数目安排，通过A/D转换部分12A转换为数字信号的像素信号DATA_TX输出到所述数据线，并且时钟信号CLK_TX输出到所述时钟线。

如上所述，固态成像设备1执行上面参照图35描述的信号处理装置3A的光通信部分30A之间的光通信。因此，在信号处理装置3A的光通信部分30A中，光通信部分300A并行排列并且根据从固态成像设备1输出的光信号线的数目安排。

在固态成像设备1中，将上面参照图35等描述的、已经经历通过A/D转换部分12A的A/D转换的像素信号DATA_TX和由时序发生器13A生成的时钟信号CLK_TX输入光通信部分11A。已经转换为数字信号的像素信号DATA_TX和时钟信号CLK_TX通过光输出部分阵列120Y的相应的光输出部分120A转换为信号光并且输出。

从固态成像设备1的光通信部分11A输出的光信号输入到信号处理装置3A的光通信部分30A，并且通过相应的光接收部分300A转换为电信号。因此，输出像素信号DATA_TX和时钟信号CLK_TX。

[通过数据的串行化的串行传输的示例]

图37是示出串行化像素信号用于光通信的光通信部分的示例的功能性框图。接下来，将给出适于串行传输的光通信部分的最佳实施例的描述。

固态成像设备1的光通信部分11A包括将像素信号转换为串行数据的串行接口(I/F)122A，所述像素信号已经在上面参照图35描述的A/D转换部分12A中转换为数字信号。

串行接口122A包括编码部分124A，其将已经通过A/D转换部分12A经历A/D转换的像素信号数据和由时序发生器13A生成的同步信号相互叠加。

将由时序发生器13A生成的时钟信号CLK输入编码部分124。此外，将由时序发生器13A生成并且驱动垂直扫描电路102的垂直同步信号φV输入编码部分124。此外，将由时序发生器13A生成并且驱动水平扫描电路103的水平同步信号φH、以及用于选择场的场信号F输入编码部分124。编码部分124例如采用8b/10b方案，并且经由单个信号线将时钟信号和同步信号叠加在数据线上用于传输。

串行接口122A还包括数据加扰(scrambling)部分125和并行/串行转换部分126，所述数据加扰部分125加扰在其上叠加同步信号的像素信号，所述并行/串行转换部分126转换已经将同步信号叠加在其上并且已经加扰的像素信号。此外，光通信部分11A包括光输出部分120A，其将串行化的像素数据和同步信号转换为光信号，并且输出该光信号。

信号处理装置3A的光通信部分30A包括光接收部分302，将串行化的像素和同步信号作为光信号输入光接收部分302，并且光接收部分302将输入的光信号转换为电信号。此外，光通信部分30A包括串行/并行转换部分303，其从串行化的像素和同步信号重新生成时钟，并且检测像素信号。此外，光通信部分30A包括解扰部分304和解码部分305，所述解扰部分304解扰在其上叠加同步信号的像素信号，所述解码部分305检测同步信号。

在包括串行化用于光通信的像素信号的光通信部分11A的固态成像设备1中，将通过叠加时钟信号和同步信号在数据线上获得的串行信号从串行接口122A传输到光输出部分120A 。

在串行接口122A中，通过生成通过将同步信号和时钟信号叠加在数据信号上来串行化的数字信号，可能经由单个信道执行信号传输。因此，光通信部分11A仅具有单个光输出部分120A是足够的，这即使在随着像素的数目增加而位数增加的情况下，也允许光通信部分11A的数目减少。

[通过串行化像素信号和提供多个光输入/输出部分的多路传输的示例]

图38是示出通过多个光输入/输出部分串行化用于光通信的像素信号的光通信部分的示例的功能性框图。接下来，将给出适于串行化用于使用时钟信号的多路传输的像素信号的光通信部分的最佳实施例的描述。

固态成像设备1的光通信部分11A包括并行/串行(P/S)转换部分122B，其将已经通过A/D转换部分12A经历A/D转换的像素信号DATA_TX转换为串行数据。将已经通过A/D转换部分12A经历A/D转换的像素信号DATA_Tx和由时序发生器13A生成的时钟信号CLK_TX输入并行/串行转换部分122B。

此外，光通信部分11A包括光输出部分120S和光输出部分120CL，所述光输出部分120S将串行化的像素信号SDATA_TX转换为光信号并且输出该光信号，所述光输出部分120CL将时钟信号φSCLK_TX转换为光信号并且输出该光信号。

信号处理装置3A的光通信部分30A包括光接收部分300S，通过光通信经由数据线LsD将已经串行化并且转换为光信号的像素信号SDATA_TX输入所述光接收部分300S，并且所述光接收部分300S将输入的光信号转换为作为串行化的电信号的像素信号SDATA_RX。此外，光通信部分30A包括光接收部分300CL，通过光通信经由时钟线LsCL将已经转换为光信号的时钟信号φSCLK_TX输入所述光接收部分300CL，并且所述光接收部分300CL将输入的光信号转换为作为电信号的时钟信号φSCLK_RX。

此外，光通信部分30A包括串行/并行转换部分301A，其使用已经通过光接收部分300CL转换为电信号的时钟信号φSCLK_RX，从已经通过光接收部分300S转换为电信号的像素信号SDATA_RX检测像素信号DATA_RX。

在包括串行化像素信号并且具有数据线LsD和时钟线LsCL以执行光通信的光通信部分11A的固态成像设备1中，从并行/串行转换部分122B分别输入串行信号和时钟信号到光输出部分120S和120CL。

并行/串行转换部分122B在电路配置方面是简单的并且是便宜的，因为不执行时钟信号的叠加。另一方面，通过串行化数据信号，可能经由两条信号线(即数据线和时钟线)执行传输。

因此，提供具有两个光输出部分120S和120CL的光通信部分11A实现了数据信号和时钟信号的传输。因此，可以保持由于光通信部分的数目的增加所导致的成本的增加低。

<9.具有置于光通信部分附近的光学黑区的固态成像设备的效果示例>

在根据上面实施例的每一个的固态成像设备中，通过在有效像素区域和光通信部分之间放置光学黑区，可以估计并且从信号减去根据光通信部分中生成的热量在有效像素区域中生成的暗电流。

因此，即使当在光通信部分中生成的热量传播到有效像素区域时，也可以从信号移除根据像素的位置的最佳暗电流电平，从而使得可能避免由于有效像素区域的整个表面上的黑浮置等的图像质量的劣化。

此外，因为通过将光通信部分放置在光学黑区附近来抑制图像质量的劣化，所以光通信部分可以放置在像素部分附近。这提高光通信部分的布置的自由度，并且还实现基底的小型化。

此外，在提高光通信部分的布置的自由度的情况下，可以根据信号传输模式等选择光通信部分的布置的模式，如集中布置、分散布置和分散的集中布置。此外，例如在提高光通信部分的布置的自由度的情况下，可能采用各种信号传输方案，如并行传输、通过在数据线上叠加同步信号和时钟信号的串行传输以及串行化的数据信号和时钟信号的多路传输。

在根据上面实施例的每一个的固态成像设备中，像素部分10A和光通信部分11A放置在基底18的前表面侧上。然而，光通信部分11A可以放置在基底18的后表面侧。在其中光通信部分11A放置在基底18的后侧的情况下，可以通过简单配置避免泄漏光入射在像素部分10A上。

本申请包含涉及于2008年10月10日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2008-264583中公开的主题，在此通过引用并入其全部内容。

本领域的技术人员应该理解，取决于设计要求和其他因素，可以出现各种修改、组合、子组合和替换，只要他们在权利要求及其等价物的范围内。

Claims (9)

1.一种固态成像设备，包括：

具有有效像素区域和光学黑区的像素部分，其中光入射在所述有效像素区域上，并且所述有效像素区域将入射光转换为电信号，所述光学黑区屏蔽光并且置于所述有效像素区域周围，所述像素部分放置在基底上；

光通信部分，其放置在所述有效像素区域周围放置的所述光学黑区的预定光学黑区附近，并且将从所述像素部分读取的信号转换为光信号并且输出所述光信号；

暗电流电平提供部分，其从附近放置了所述光通信部分的所述光学黑区获取根据暗电流的暗电流电平，基于获取的暗电流电平生成随着从其读取信号的像素的位置而变化的估计暗电流电平，并且与从所述有效像素区域读取信号的定时同步地输出所述估计暗电流电平；以及

噪声补偿部分，将来自所述暗电流电平提供部分的所述估计暗电流电平提供到所述噪声补偿部分，并且所述噪声补偿部分从所述有效像素区域读取的信号减去所述估计暗电流电平。

2.如权利要求1所述的固态成像设备，其中：

所述光学黑区具有在跨越所述有效像素区域的一侧和另一侧上分别形成的第一光学黑区和第二光学黑区；

光通信部分相对于所述第二光学黑区放置在所述第一光学黑区附近；并且

所述暗电流电平提供部分从所述第一光学黑区获取根据暗电流的第一暗电流电平，并且从所述第二光学黑区获取根据暗电流的第二暗电流电平，基于所述第一暗电流电平和所述第二暗电流电平生成随着从其读取信号的像素的位置而变化的估计暗电流电平，并且与从所述有效像素区域读取信号的定时同步地输出所述估计暗电流电平。

3.如权利要求2所述的固态成像设备，其中：

所述暗电流电平提供部分生成这样的估计暗电流电平，该估计暗电流电平基于从所述第一光学黑区获取的所述第一暗电流电平和从所述第二光学黑区获取的所述第二暗电流电平之间的差而变化。

4.如权利要求2所述的固态成像设备，其中：

放置单个或多个光通信部分，以便集中在所述第一光学黑区附近的基底的外围部分。

5.如权利要求2所述的固态成像设备，其中：

放置多个光通信部分，以便分散在所述第一光学黑区附近的基底的外围部分。

6.如权利要求2所述的固态成像设备，其中：

以集中的方式放置多个光通信部分，以便分散在所述第一光学黑区附近的基底的外围部分。

7.如权利要求2所述的固态成像设备，还包括光屏蔽部分，其屏蔽所述有效像素区域和所述光通信部分之间光的输入和输出，并且放置在所述第一光学黑区上面。

8.一种固态成像设备，包括：

具有有效像素区域和光学黑区的像素部分，其中光入射在所述有效像素区域上，并且所述有效像素区域将入射光转换为电信号，所述光学黑区屏蔽光并且置于所述有效像素区域周围，所述光学黑区具有在跨越所述有效像素区域的一侧和另一侧上分别形成的第一光学黑区和第二光学黑区；以及

光通信部分，其相对于所述第二光学黑区放置在所述第一光学黑区附近，并且将从所述像素部分读取的信号转换为光信号，并且输出所述光信号。

9.一种信号处理系统包括：

光学装置，其具有将入射光转换为电信号的固态成像设备、以及使得光入射在所述固态成像设备上的光学设备；以及

信号处理装置，所述光学装置连接到所述信号处理装置，

其中所述固态成像设备包括

具有有效像素区域和光学黑区的像素部分，其中光入射在所述有效像素区域上，并且所述有效像素区域将入射光转换为电信号，所述光学黑区屏蔽光并且置于所述有效像素区域周围，

光通信部分，其放置在所述有效像素区域周围放置的所述光学黑区的预定光学黑区附近，并且将从所述像素部分读取的信号转换为光信号并且输出所述光信号，

暗电流电平提供部分，其从附近放置了所述光通信部分的所述光学黑区获取根据暗电流的暗电流电平，基于获取的暗电流电平生成随着从其读取信号的像素的位置而变化的估计暗电流电平，并且与从所述有效像素区域读取信号的定时同步地输出所述估计暗电流电平，以及

噪声补偿部分，将来自所述暗电流电平提供部分的所述估计暗电流电平提供到所述噪声补偿部分，并且所述噪声补偿部分从所述有效像素区域读取的信号减去所述估计暗电流电平，以及

其中所述信号处理装置包括

光通信部分，将从所述固态成像设备的所述光通信部分输出的光信号输入到所述光通信部分，

读取控制部分，其控制通过所述固态成像设备从所述像素部分读取信号，以及

信号处理部分，其对从所述像素部分读取并且从所述固态成像设备通过光通信输入的信号执行处理。

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