JP2010093754A - 固体撮像素子及び信号処理システム - Google Patents

固体撮像素子及び信号処理システム Download PDF

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Abstract

【課題】画素部から読み出される画素信号を、光信号により高速伝送を可能とすると共に、光通信に起因する光の影響を抑えた固体撮像素子を提供する。
【解決手段】固体撮像素子１Ａは、光を電気信号に変換する画素部１０Ａと、画素部１０Ａが表面側に形成される基板１８と、基板１８の表面に配置され、画素部１０Ａから読み出される信号を、光信号に変換して出力する光通信部１２Ａと、光通信部１２Ａの周囲に配置され、光通信部１２Ａから出力される信号光で画素部１０Ａに向かう光、及び光通信部１２Ａから漏れる光を遮光する遮光部２００Ａとを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光の像を電気信号に変換する固体撮像素子及びこの固体撮像素子を備えた信号処理システムに関する。詳しくは、固体撮像素子から読み出される画素信号を、光信号で出力できるようにしたものである。
回路基板の高速化、高集積化が進み、信号遅延、ＥＭＩの発生等の問題への対応が急務になってきている。電気配線により問題になっていた信号遅延、信号劣化、及び配線から放射される電磁干渉ノイズについて解決され、かつ高速伝送が可能である光配線技術が注目されている。
このような光配線技術を利用して、カメラ本体部に着脱可能に構成されたレンズに固体撮像素子を備えると共に、固体撮像素子から出力される信号を光でカメラ本体部に伝達できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１９６９７２号公報
光配線技術を利用することで、信号の高速伝送が可能である。しかし、特許文献１に記載の技術では、固体撮像素子が実装されている基板に発光素子が実装される構成が開示されるのみで、発光素子から出力される光や漏れる光が固体撮像素子に与える影響について考慮されていない。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、画素部から読み出される画素信号を、光信号により高速伝送を可能とすると共に、光通信に起因する光の影響を抑えた固体撮像素子及び信号処理システムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明の固体撮像素子は、光を電気信号に変換する画素部と、画素部が形成される基板と、基板の画素部が形成される一方の面に配置され、画素部から読み出される信号を、光信号に変換して出力する光通信部と、光通信部の周囲に配置され、光通信部から出力される信号光で画素部に向かう光、及び光通信部から漏れる光を遮光する遮光部とを備えたものである。
本発明の信号処理システムは、上述した固体撮像素子を備えるものである。すなわち、入射された光を電気信号に変換する固体撮像素子及び固体撮像素子に光を入射させる光学素子を有した光学装置と、光学装置が接続される信号処理装置を備え、固体撮像素子は、光を電気信号に変換する画素部と、画素部が形成される基板と、基板の画素部が形成される一方の面に配置され、画素部から読み出される信号を、光信号に変換して出力する光通信部と、光通信部の周囲に配置され、光通信部から出力される信号光で画素部に向かう光、及び光通信部から漏れる光を遮光する遮光部とを備えたものである。
本発明では、画素部に光が入射することで光電変換された電気信号が読み出され、光通信部に入力された電気信号は光信号に変換され、信号光が出力される。光通信部から出力される信号光で、画素部に向かう成分は、遮光部で遮光されて画素部に入射しない。また、光通信部から漏れる光は、遮光部で遮光されて画素部に入射しない。
本発明によれば、画素部から読み出された画素信号の伝送を光信号で行うこととし、かつ、光通信部に遮光部を備えることとした。これにより、光通信部から出力される信号光、及び光通信部から漏れる光が画素部に入射することを防ぐことができる。また、画素部に入射する光が、光通信部から出力される信号光に混ざり込むことを防ぐことができる。
以下、図面を参照して本発明の固体撮像素子、固体撮像素子を備えた光学装置、光学装置が接続される信号処理装置、光学装置と信号処理装置を備えた信号処理システムの実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態の固体撮像素子の構成例＞
図１は、第１の実施の形態の固体撮像素子の一例を示す模式的な平面図、図２は、第１の実施の形態の固体撮像素子の一例を示す模式的は側面図である。また、図３は、各実施の形態における固体撮像素子を実現する機能の一例を示す機能ブロック図である。
第１の実施の形態の固体撮像素子１Ａは、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ、またはＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサで構成される。固体撮像素子１Ａは、光を電気信号に変換して出力する画素部１０Ａを備える。画素部１０Ａは、光を電気に変換する画素が２次元または１次元に配列され、入射された光ＬＩの強度に応じた電気信号が出力される。
固体撮像素子１Ａは、画素部１０Ａから出力される電気信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１Ａと、Ａ／Ｄ変換部１１Ａでディジタル化された電気信号を、光信号に変換して出力する光通信部１２Ａを備える。
光通信部１２Ａは、電気信号を光信号に変換する光出力部１２０Ａを、１個または複数備える。光通信部１２Ａは、光出力部１２０Ａの第１の実施の形態として、電圧の印加で発光する例えば半導体レーザ（ＬＤ）等の自発光型の発光素子を有する。半導体レーザ等の発光素子は、印加される電圧の変化等による電気信号で光の変調が可能である。これにより、光通信部１２Ａは、自発光する光を、Ａ／Ｄ変換部１１Ａでディジタル信号に変換された電気信号に基づき変調することで、画素部１０Ａから読み出される画素データに基づく信号光Ｌｓを出力する。
また、光通信部１２Ａは、光出力部１２０Ａの第２の実施の形態として、外部から入力されて透過または反射する光を、電圧の変化等による電気信号に基づいて外部変調する光変調器を有する。光通信部１２Ａでは、外部からの一定の光が光変調器入力されると共に、Ａ／Ｄ変換部１１Ａでディジタル信号に変換された電気信号が光変調器に入力される。これにより、光通信部１２Ａは、外部から入力された光を、Ａ／Ｄ変換部１１Ａから入力された電気信号に基づいて変調することで、画素部１０Ａから読み出される画素データに基づく信号光Ｌｓを出力する。
固体撮像素子１Ａは、動作モードに応じた駆動クロック（ＣＬＫ）を生成し、画素部１０Ａ、Ａ／Ｄ変換部１１Ａ及び光通信部１２Ａの各機能ブロックに供給するタイミングジェネレータ（ＴＧ）１３Ａを備える。また、固体撮像素子１Ａは、制御信号等の入出力が行われる制御Ｉ／Ｏ１４Ａと、電源を供給するＤＣ−ＤＣ部１５Ａと、画素データの読み出しを制御する制御部１６Ａを備える。制御部１６ＡとＤＣ−ＤＣ部１５Ａとタイミングジェネレータ１３Ａは、バス１７に接続されて、制御信号やデータの送受が行われる。
制御部１６Ａは、ＤＣ−ＤＣ部１５Ａを制御して、固体撮像素子１Ａの電源のオンとオフを切り替える。また、制御部１６Ａは、駆動クロックをタイミングジェネレータ１３Ａで生成して画素部１０ＡとＡ／Ｄ変換部１１Ａと光通信部１２Ａに供給し、駆動クロックに同期させて画素部１０ＡとＡ／Ｄ変換部１１Ａと光通信部１２Ａを動作させる。
画素部１０ＡとＡ／Ｄ変換部１１Ａと光通信部１２Ａは、タイミングジェネレータ１３Ａから供給される駆動クロックで、信号の入出力を同期させる。画素部１０Ａでは、入射される光の像に応じた画素データが、電気信号として読み出される。Ａ／Ｄ変換部１１Ａでは、画素部１０Ａから読み出された画素データが入力され、ディジタル信号に変換されて出力される。光通信部１２Ａでは、画素部１０Ａから読み出され、Ａ／Ｄ変換部１１Ａでディジタル信号に変換された電気信号が入力され、画素データに基づく光信号に変換されて、信号光Ｌｓが出力される。
固体撮像素子１Ａは、画素部１０Ａと、Ａ／Ｄ変換部１１Ａと、光通信部１２Ａと、タイミングジェネレータ１３Ａと、ＤＣ−ＤＣ部１５Ａと、制御部１６Ａが、シリコン（Ｓｉ）で構成される基板１８上に集積形成される。固体撮像素子１Ａは、半導体の製造プロセスを利用してこれら構成要素が集積形成されて１チップ化されている。
固体撮像素子１Ａは、基板１８の一方の面に画素部１０Ａが形成される。画素部１０Ａは、基板１８の一方の面側から光が入射される。また、固体撮像素子１Ａは、画素部１０Ａとの間で電気信号及び電源の入出力が行われるＡ／Ｄ変換部１１Ａと、ＤＣ−ＤＣ部１５Ａと、制御部１６Ａが、基板１８の一方の面に形成される。更に、固体撮像素子１Ａは、光通信部１２Ａが基板の一方の面に形成される。また、固体撮像素子１Ａでは、基板１８の裏面に制御Ｉ／Ｏ１４Ａと接続される電極部である電極パッド１４０Ａが形成される。固体撮像素子１Ａは、画素信号を光通信で伝送するため、画素信号を電気信号で外部へ伝送するための電極パッドは不要となる。このため、電極パッド１４０Ａは少なくとも電源線とＧＮＤ線と制御線の３本で構成される。なお、電極パッド１４０Ａは、基板１８表面に形成される構成でも良い。
固体撮像素子１Ａは、光通信部１２Ａの周囲に遮光部２００Ａを備える。遮光部２００Ａは、光通信部１２Ａが自発光型の発光素子を有する構成では、少なくとも発振波長の光は透過しない材質で構成される。遮光部２００Ａは、光通信部１２Ａから出力される信号光及び漏れ光が直接画素部１０Ａに入射しないような位置及び形状で、光通信部１２Ａの周囲に配置される。例えば、遮光部２００Ａは、光通信部１２Ａにおける発光部分と、外部との入出力が行われる電極等がある場合は電極を除く部分を覆うような構成とする。また、遮光部２００Ａは、発振波長の光を反射または屈折させる材質で構成されるものでも良い。例えば、光通信部１２Ａから出力される信号光で画素部１０Ａに向かう光、及び漏れ光が入射する位置に遮光部２００Ａを配置し、入射された光を画素部１０Ａに向かわない方向に反射または屈折させて離散させる構成としても良い。
例えば、発光素子として、面発光型半導体レーザを使用する構成では、遮光部２００Ａは、光通信部１２Ａの発光面である上面の発光部分を除く部分を覆うような構成とする。例えば、光通信部１２Ａの下面と側面を覆う構成とする。これにより、光通信部１２Ａの下面から漏れる光を遮光して、基板１８を通過しないようにすることができ、光通信部１２Ａからの漏れ光Ｌｎが、迷光となって画素部に１０Ａに入射することを防ぐことができる。同様に、光通信部１２Ａの下面以外から漏れる光も遮光することができる。
＜固体撮像素子の光通信部の構成例＞
図４は、固体撮像素子の光通信部の一例を示す構成図である。第１の実施の形態の固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、光出力部１２０Ａとして自発光型の発光素子を備える。自発光型の発光素子としては、例えば、基板の面に対して垂直方向に光を出力する面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）１２１Ａが用いられる。
面発光型半導体レーザ１２１Ａは、ｐ型電極５００ａとｎ型電極５００ｂの間に、上方ブラック反射ミラー（ＤＢＲミラー）５００ｃと、活性層５００ｄと、下方ブラック反射ミラー（ＤＢＲミラー）５００ｅと、ｎ型半導体基板５００ｆが積層される。面発光型半導体レーザ１２１Ａは、活性層５００ｄの上下に、誘電体多層膜で構成された上方ブラック反射ミラー５００ｃと下方ブラック反射ミラー５００ｅが形成されることで、ミラー間で共振器が構成される。
次に、面発光型半導体レーザ１２１Ａの動作原理について説明する。
（１）ｐ型電極５００ａとｎ型電極５００ｂに電圧を印加し外部から電流を流すことにより、活性層５００ｄにおけるエネルギー準位において、反転分布状態を生じさせる。
（２）活性層５００ｄにおいて、エネルギーギャップに対応するエネルギーを持つ光子が自然放出し、そのホトンが誘導放出を引き起こすことにより、光を増幅する。
（３）活性層５００ｄの上下のミラーにより光は反射され、その一部は再び活性層５００ｄ内へ導かれ、誘導放出により増幅される。
（４）増幅された光の一部がｐ型電極５００ａ側の端面を通過して外部に出射される。
これにより、Ａ／Ｄ変換部１１Ａから出力されるディジタル信号の１と０を、電圧のオンとオフに対応付けることで光のオンとオフとなり、変調が実現される。なお、自発光型の発光素子としては、端面発光型の半導体レーザやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等も用いられる。
図５は、固体撮像素子の光通信部の他の例を示す構成図、図６は、印加電圧と光の吸収量の関係を示すグラフである。固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、光出力部１２０Ａとして外部変調型の光変調器を備える。外部変調型の光変調器としては、電界吸収型光変調器１２１Ｂを備える。電界吸収型光変調器１２１Ｂは、量子井戸と呼ばれる半導体の微細構造に電界を印加すると、半導体のバンド構造が変化し、光の吸収量が変化する現象を利用している。
電界吸収型光変調器１２１Ｂは、多重量子井戸構造を有する導波路層５０１を、Ｐ層５０２ａとＮ層５０２ｂで挟む構成である。電界吸収型光変調器１２１Ｂにおける導波路層５０１の光吸収量は、バイアス電圧によって、図１６に示すように吸収帯域がシフトする。これにより、例えばλ２の波長の光を導波路層５０１に入力した場合、印加電圧があると光が吸収され、印加電圧が無いと光が透過し、導波路層５０１に入力された光が、印加される電圧に応じて損失が変化することで強度変調される。
固体撮像素子１Ａでは、Ａ／Ｄ変換部１１Ａから出力される電気信号に応じた電圧を電界吸収型光変調器１２１Ｂに印加することで、光の変調を実現する。そこで、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、Ａ／Ｄ変換部１１Ａでディジタル信号に変換されて出力される電気信号による電圧が、電界吸収型光変調器１２１ＢのＰ層５０２ａとＮ層５０２ｂに印加されるように構成される。
これにより、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、外部から入力された一定の光が、画素部１０Ａから読み出されてディジタル化された電気信号Ｄｓに基づき変調され、信号光Ｌｓとして出力される。
図７は、固体撮像素子の光通信部の他の例を示す構成図である。固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、外部変調型の光変調器の他の例として、マッハツェンダ型光変調器１２１Ｃを備える。マッハツェンダ型光変調器１２１Ｃは、電圧を印加することによって屈折率が変わる電気光学効果（ポッケルス効果）を利用している。電気光学効果を利用した光変調器では、印加する電圧によって、光の位相を変調することができる。
マッハツェンダ型光変調器１２１Ｃでは、電気光学効果で生じる光の位相差を利用して、マッハツェンダ干渉計を構成する２本の導波路で光路長差を生じさせることで光を干渉させ、光のオンとオフを実現している。
マッハツェンダ型光変調器１２１Ｃは、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等の強誘電体結晶の基板５０３に、分岐部５０４ａと結合部５０４ｂにより第１の導波路５０５ａと第２の導波路５０５ｂに分岐結合される光導波路５０５を備える。また、電圧を印加する電極５０６を備える。なお、マッハツェンダ型光変調器１２１Ｃは、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）やＩｎＰ（インジウムリン）等の半導体材料を用いて構成しても良い。半導体材料によるマッハツェンダ型光変調器１２１Ｃは、半導体プロセスによりＩｎＰ基板上に作成され、ＬｉＮｂＯ3によるマッハツェンダ型変調器に比べて、より小型化が可能である。
マッハツェンダ型光変調器１２１Ｃは、第１の導波路５０５ａと第２の導波路５０５ｂを通過する光の位相がπだけずれるような電圧Ｖ１を印加すると、分岐部５０４ａで分岐した光は、位相がπだけずれて結合部５０４ｂで合波される。位相がπだけずれて合波した光は、干渉により互いに打ち消しあい、出力は０となる。
一方、第１の導波路５０５ａと第２の導波路５０５ｂを通過する光の位相にずれが生じないような電圧Ｖ０を印加すると、分岐部５０４ａで分岐した光は、同位相で結合部５０４ｂで合波される。同位相で合波した光は、干渉により強めあい、出力は１となる。
このように、マッハツェンダ型光変調器１２１Ｃは、位相がπずれる電圧を印加することで、光のオン／オフ制御が実現される。
固体撮像素子１Ａでは、Ａ／Ｄ変換部１１Ａから出力される電気信号に応じた電圧をマッハツェンダ型光変調器１２１Ｃに印加することで、光の変調を実現する。そこで、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、Ａ／Ｄ変換部１１Ａでディジタル信号に変換されて出力される電気信号による電圧が、マッハツェンダ型光変調器１２１Ｃの電極５０６に印加されるように構成される。
これにより、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、外部から入力された一定の光Ｌが、画素部１０Ａから読み出されてディジタル化された電気信号Ｄｓに基づき変調され、信号光Ｌｓとして出力される。
図８は、固体撮像素子の光通信部の他の例を示す構成図である。固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、光変調部として、ミラー部１２１Ｄを備える。ミラー部１２１Ｄは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して形成されたマイクロミラーデバイス（DMD; Digital Micromirror Device）である。
ミラー部１２１Ｄは、例えばシリコン（Ｓｉ）の基板５０７上に、反射ミラー５０８と、反射ミラー５０８に取り付けられるヨーク５０９と、反射ミラー５０８をヨーク５０９に固定するミラーサポートホスト５１０を備える。反射ミラー５０８とヨーク５０９は、ヒンジ５１１により基板５０７に支持される。ヨーク５０９の先端には緩衝板５０９ａが形成される。ヒンジ５１１は、変形かつ復元する弾性を有する。基板５０７にはアドレス電極５１２が形成される。アドレス電極５１２は、ヨーク５０９及び反射ミラー５０８と対向する。ヨーク５０９と反射ミラー５０８は、バイアスリセットバス５１３に機械的及び電気的に接続される。
ミラー部１２１Ｄは、バイアス電圧を印加すると共に、アドレス電極５１２に電圧を印加すると、静電引力が反射ミラー５０８とアドレス電極５１２の間、及びヨーク５０９とアドレス電極５１２の間に作用して静電トルクを発生する。これにより、反射ミラー５０８とヨーク５０９は、緩衝板５０９ａが着地、停止するまで回転して、反射ミラー５０８が傾けられる。バイアス電圧が無印加の場合には、ヒンジ５１１の復元力で、反射ミラー５０８とヨーク５０９は水平位置で安定する。
このように、ミラー部１２１Ｄは、反射ミラー５０８に入力される光が反射される方向が、電圧の印加の有無で変化し、受光側では、反射ミラー５０８の角度によって受光量が変わるので、光のオン／オフ制御が実現される。
固体撮像素子１Ａでは、Ａ／Ｄ変換部１１Ａから出力される電気信号に応じた電圧をミラー部１２１Ｄに印加することで、光の変調を実現する。そこで、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、Ａ／Ｄ変換部１１Ａでディジタル信号に変換されて出力される電気信号による電圧が、ミラー部１２１Ｄに印加されるように構成される。
これにより、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、外部から入力された一定の光Ｌが、画素部１０Ａから読み出されてディジタル化された電気信号Ｄｓに基づき変調され、信号光Ｌｓとして出力される。
＜第１の実施の形態の固体撮像素子の光通信部を構成する要素の内部の配置例＞
第１の実施の形態の固体撮像素子では、光通信部は、光出力部として自発光型の発光素子または外部変調型の光変調器と、発光素子または光変調器の駆動部等を備えている。次に、発光素子または光変調器と、駆動部の好適な配置例について説明する。
（１）自発光型の光出力部を１個備えた配置例
図９及び図１０は、光通信部を構成する要素の第１の配置例を示し、図９は、光通信部を構成する要素の第１の配置例を示す模式的な平面図、図１０は、光通信部を構成する要素の第１の配置例を示す模式的な側面図である。
図９及び図１０に示す例では、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、自発光型の発光素子を１個備えた構成で、光出力部１２０Ａとして、端面発光型の半導体レーザで構成される発光部１２１Ｅを備えた構成である。
発光部１２１Ｅは、一方の側端面が発光面であり、信号光Ｌｓが矢印で示す方向に出力される。なお、発光部１２１Ｅは、発光面と反対側の側端面から、若干量の漏れ光Ｌｎが矢印で示す方向に出力される。
光出力部１２０Ａは、発光部１２１Ｅを駆動する駆動部１２０Ｔ備える。駆動部１２０Ｔは、発光部１２１Ｅにおける信号光Ｌｓの出力方向に対して直列させて、漏れ光Ｌｎが出力される側端面と対向する側に、発光部１２１Ｅと並べて配置される。駆動部１２０Ｔは、直列する発光部１２１Ｅと反対側から、例えば矢印で示す向きの駆動信号線１２０Ｓによって、ディジタル信号に変換された電気信号が供給される。なお、光出力部１２０Ａは、発光部１２１Ｅと駆動部１２０Ｔが独立した素子で形成された構成では、駆動部１２０Ｔと発光部１２１Ｅの間は、ボンディングワイヤ１２０Ｗで接続されて、電気信号が供給される。また、光出力部１２０Ａは、発光部１２１Ｅと駆動部１２０Ｔが集積された構成では、駆動部１２０Ｔと発光部１２１Ｅの間は、半導体内でアルミニウムやタングステン等による配線層で接続されて、電気信号が供給される。
光通信部１２Ａは、発光部１２１Ｅから出力される漏れ光Ｌｎを遮光する遮光部２４０Ａを備える。遮光部２４０Ａは、少なくとも発光部１２１Ｅにおける発振波長の光は透過しない材質で構成され、発光部１２１Ｅに対して、漏れ光Ｌｎが出力される側端面と対向して配置される。
本例では、駆動部１２０Ｔが発光部１２１Ｅと直列に配置されるため、遮光部２４０Ａは、発光部１２１Ｅと直列に配置される駆動部１２０Ｔに対して、発光部１２１Ｅの反対側に配置される。これにより、発光部１２１Ｅから出力される漏れ光Ｌｎを、遮光部２４０Ａで遮光することができる。
図９及び図１０に示す例では、発光部１２１Ｅで光が出力される向きに対して直列して駆動部１２０Ｔを配置した。これにより、光出力部１２０Ａをアレイ化する場合には、発光部１２１Ｅと駆動部１２０Ｔが直列する方向に対して発光部１２１Ｅを並列させれば、隣り合う発光部１２１Ｅの間に駆動部１２０Ｔが配置されず、小型化が可能となる。
（２）自発光型の光出力部を１個備えた他の配置例
図１１及び図１２は、光通信部を構成する要素の第２の配置例を示し、図１１は、光通信部を構成する要素の第２の配置例を示す模式的な平面図、図１２は、光通信部を構成する要素の第２の配置例を示す模式的な側面図である。
図１１及び図１２に示す例では、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、自発光型の発光素子を１個備えた構成で、光出力部１２０Ａとして、図４に示すような面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）で構成される発光部１２１Ｆを備えた構成である。
発光部１２１Ｆは、上面が発光面であり、信号光Ｌｓが矢印で示す方向に出力される。なお、発光部１２１Ｆは、発光面と反対側の下面から、若干量の漏れ光が出力される。
光出力部１２０Ａは、発光部１２１Ｆを駆動する駆動部１２０Ｔ備える。駆動部１２０Ｔは、発光部１２１Ｅと直列に配置される。駆動部１２０Ｔは、直列する発光部１２１Ｆと反対側から、例えば矢印で示す向きの駆動信号線１２０Ｓによって、ディジタル信号に変換された電気信号が供給される。なお、光出力部１２０Ａは、発光部１２１Ｆと駆動部１２０Ｔが独立した素子で形成された構成では、駆動部１２０Ｔと発光部１２１Ｆの間は、ボンディングワイヤ１２０Ｗで接続されて、電気信号が供給される。また、光出力部１２０Ａは、発光部１２１Ｆと駆動部１２０Ｔが集積された構成では、駆動部１２０Ｔと発光部１２１Ｆの間は、半導体内でアルミニウムやタングステン等による配線層で接続されて、電気信号が供給される。
光通信部１２Ａは、発光部１２１Ｆから出力される漏れ光Ｌｎを遮光する遮光部２４０Ｂを備える。遮光部２４０Ｂは、少なくとも発光部１２１Ｆにおける発振波長の光は透過しない材質で構成され、発光部１２１Ｆに対して、漏れ光が出力される下面に配置される。これにより、発光部１２１Ｆから出力される漏れ光を、遮光部２４０Ｂで遮光することができる。
図１１及び図１２に示す例でも、発光部１２１Ｆに直列して駆動部１２０Ｔを配置した。これにより、光出力部１２０Ａをアレイ化する場合には、発光部１２１Ｆと駆動部１２０Ｔが直列する方向に対して発光部１２１Ｆを並列させれば、隣り合う発光部１２１Ｆの間に駆動部１２０Ｔが配置されず、小型化が可能となる。
（３）自発光型の光出力部をアレイ化した配置例
図１３は、光通信部を構成する要素の第３の配置例を示す模式的な平面図である。図１３に示す例では、発光素子として、端面発光型の半導体レーザで構成される発光部１２１Ｅを備え、発光部１２１Ｅと駆動部１２０Ｔを備えた光出力部１２０Ａをアレイ化した構成である。
上述したように、発光部１２１Ｅで光が出力される向きに対して直列して駆動部１２０Ｔが配置される。光出力部１２０Ａをアレイ化する場合には、発光部１２１Ｅと駆動部１２０Ｔが直列する方向に対して発光部１２１Ｅを並列させる。
光通信部１２Ａは、発光部１２１Ｅから出力される漏れ光Ｌｎを遮光する遮光部２４０Ａを備える。遮光部２４０Ａは、少なくとも発光部１２１Ｅにおける発振波長の光は透過しない材質で構成され、発光部１２１Ｅに対して、漏れ光Ｌｎが出力される側端面と対向して配置される。
本例では、駆動部１２０Ｔが発光部１２１Ｅと直列に配置されるため、遮光部２４０Ａは、発光部１２１Ｅと直列に配置される駆動部１２０Ｔに対して、発光部１２１Ｅの反対側に配置される。これにより、発光部１２１Ｅから出力される漏れ光Ｌｎを、遮光部２４０Ａで遮光することができる。
これにより、複数の発光部１２１Ｅ同士及び駆動部１２０Ｔ同士が隣り合って集積され、隣り合う発光部１２１Ｅの間に駆動部１２０Ｔが配置されず、光通信部１２Ａの小型化が可能となる。なお、図１３の構成で、端面発光型の半導体レーザを面発光型の半導体レーザに置き換えても同様の効果が得られる。
図１３の構成では、光通信部１２Ａは、複数本の信号光Ｌｓが並列されて出力される形態となる。信号光Ｌｓのピッチは、駆動部１２０Ｔの配置に制約されずに決めることができるので、アレイ化する光のピッチの自由度が増加する。
（４）外部変調型の光出力部を１個備えた配置例
図１４は、光通信部を構成する要素の第４の配置例を示す模式的な平面図である。図１４に示す例では、固体撮像素子１の光通信部１２Ａは、光出力部１２０Ａとして外部変調型の光変調部１２１Ｇを１個備えた構成で、光変調部１２１Ｇは、図１５で説明した電界吸収型光変調器１２１Ｂまたは図７で説明したマッハツェンダ型光変調器１２１Ｃで構成される。または、光の透過率を制御する液晶等で構成されていても良い。
光出力部１２０Ａは、光変調部１２１Ｇの一方の端面側が光の入力端、反対側の他方の端部が光の出力端となり、光導波路等で構成される入光部１２０Ｊが入力端に接続される。また、光導波路等で構成される出光部１２０Ｋが出力端に接続される。
光変調部１２１Ｇは、外部からの一定の光Ｌが、矢印で示す方向から入光部１２０Ｊに入力される。また、変調された信号光Ｌｓが、入力される光Ｌとは反対側へ、出光部１２０Ｋから矢印で示す方向に出力される。
光通信部１２Ａは、光変調部１２１Ｇを駆動する駆動部１２０Ｔ備える。駆動部１２０Ｔは、光変調部１２１Ｇに入力する光Ｌ及び出力する信号光Ｌｓに対して直交するような位置で、光変調部１２１Ｇの側部に並べて配置される。これにより、光変調部１２１Ｇに入力する光Ｌ及び出力する信号光Ｌｓを、駆動部１２０Ｔで遮らないような構成としている。駆動部１２０Ｔは、例えば矢印で示す向きの駆動信号線１２０Ｓによって、ディジタル信号に変換された電気信号が供給される。なお、光出力部１２０Ａは、光変調部１２１Ｇと駆動部１２０Ｔが独立した素子で形成された構成では、駆動部１２０Ｔと光変調部１２１Ｇの間は、ボンディングワイヤ１２０Ｗで接続されて、電気信号が供給される。また、光出力部１２０Ａは、光変調部１２１Ｇと駆動部１２０Ｔが集積された構成では、駆動部１２０Ｔと光変調部１２１Ｇの間は、半導体内でアルミニウムやタングステン等による配線層で接続されて、電気信号が供給される。
（５）外部変調型の光出力部を１個備えた他の配置例
図１５及び図１６は、光通信部を構成する要素の第５の配置例を示し、図１５は、光通信部を構成する要素の第５の配置例を示す模式的な側面図、図１６は、光通信部を構成する要素の第５の配置例を示す模式的な平面図である。
図１５及び図１６に示す例では、固体撮像素子１の光通信部１２Ａは、上述したように外部変調型の光変調部１２１Ｇを１個備えた構成で、光変調部１２１Ｇに接続された入光部１２０Ｊと出光部１２０Ｋに遮光部２４０Ｃを備える。
光変調部１２１Ｇは、外部からの光Ｌが、入光部１２０Ｊに対して水平方向から入力される。また、変調された信号光Ｌｓが、出光部１２０Ｋから水平方向に出力される。遮光部２４０Ｃは、入光部１２０Ｊの外部からの光の入力部分と、出光部１２０Ｋの外部への光の出力部分が形成される端面を除いて、入光部１２０Ｊ及び出光部１２０Ｋの側面と上面の全体を覆う構成とする。
なお、入光部１２０Ｊ及び出光部１２０Ｋの下面の全体も覆う構成として、光通信部１２Ａを構成する基板への光の漏れを防止できるようにしても良い。更に、入光部１２０Ｊ及び出光部１２０Ｋと、光変調部１２１Ｇとの接続箇所からの光の漏れを防止するため、光変調部１２１Ｇを含めて入光部１２０Ｊと出光部１２０Ｋを遮光部２４０Ｃで覆うようにしても良い。
これにより、入光部１２０Ｊに入力されて光変調部１２１Ｇへ導波される光Ｌが、入光部１２０Ｊから漏れることを防止できる。また、光変調部１２１Ｇから出力されて出光部１２０Ｋを導波される信号光Ｌｓが、出光部１２０Ｋの出力部分以外から漏れることを防止できる。
（６）外部変調型の光出力部を１個備えた他の配置例
図１７及び図１８は、光通信部を構成する要素の第６の配置例を示し、図１７は、光通信部を構成する要素の第６の配置例を示す模式的な側面図、図１８は、光通信部を構成する要素の第６の配置例を示す模式的な平面図である。
図１７及び図１８に示す例では、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、上述したように外部変調型の光変調部１２１Ｇを１個備えた構成で、光変調部１２１Ｇに接続された入光部１２０Ｊと出光部１２０Ｋに遮光部２４０Ｄを備える。
入光部１２０Ｊは、外部からの光の入力部分に４５度の反射面１２０Ｎが形成され、外部からの光Ｌが、入光部１２０Ｊに対して垂直方向から入力される。出光部１２０Ｋも同様に、外部への光の入力部分に４５度の反射面１２０Ｎが形成され、変調された信号光Ｌｓが、出光部１２０Ｋから垂直方向に出力される。
遮光部２４０Ｄは、入光部１２０Ｊの外部からの光の入力部分と、出光部１２０Ｋの外部への光の出力部分が形成される上面の一部を除いて、入光部１２０Ｊ及び出光部１２０Ｋの端面と側面と下面の全体、上面の残部を覆う構成とする。
なお、入光部１２０Ｊ及び出光部１２０Ｋと、光変調部１２１Ｇとの接続箇所からの光の漏れを防止するため、光変調部１２１Ｇを含めて入光部１２０Ｊと出光部１２０Ｋを遮光部２４０Ｄで覆うようにしても良い。
これにより、入光部１２０Ｊに入力されて光変調部１２１Ｇへ導波される光Ｌが、反射等により入光部１２０Ｊから漏れることを防止できる。また、光変調部１２１Ｇから出力されて出光部１２０Ｋを導波される信号光Ｌｓが、反射等により出光部１２０Ｋの出力部分以外から漏れることを防止できる。
（７）外部変調型の光出力部をアレイ化した配置例
図１９は、光通信部を構成する要素の第７の配置例を示す模式的な平面図である。図１９に示す例では、固体撮像素子１の光通信部１２Ａは、上述したように外部変調型の光変調部１２１Ｇを備え、光変調部１２１Ｇと駆動部１２０Ｔを備えた光出力部１２０Ａをアレイ化した構成である。
光変調部１２１Ｇは、上述したように対向する端面の一方に入光部１２０Ｊが接続され、他方に出光部１２０Ｋが接続されるので、駆動部１２０Ｔが光変調部１２１Ｇの側部に配置される。光出力部１２０Ａをアレイ化する場合には、光変調部１２１Ｇに入力する光Ｌ及び出力する信号光Ｌｓに対して直交する方向に、光変調部１２１Ｇが並列され、光変調部１２１Ｇと駆動部１２０Ｔが交互に並ぶ配置となる。
（８）外部変調型の光出力部を１個備えた他の配置例
図２０及び図２１は、光通信部を構成する要素の第８の配置例を示し、図２０は、光通信部を構成する要素の第８の配置例を示す模式的な平面図、図２１は、光通信部を構成する要素の第８の配置例を示す模式的な斜視図である。
図２０及び図２１に示す例では、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａは、外部変調型の光変調部１２１Ｐを１個備えた構成である。例えば、光変調部１２１Ｐは、図８で説明したマイクロミラーデバイスであるミラー部１２１Ｄで構成される。
光変調部１２１Ｐは、外部からの光Ｌを反射する際に、反射方向を切り替えることで信号光Ｌｓを出力する。図２１（ａ）では、例えば、図８で説明した反射ミラー５０８が、光通信部１２Ａを構成する基板１３０に対して垂直方向に立てられた形態で、光が基板１３０に対して水平方向から入出射する。このため、光変調部１２１Ｐに入力する光Ｌ及び反射して出力される信号光Ｌｓが、光変調部１２１Ｐから所定の方向以外に漏れないように、光変調部１２１Ｐの周囲に遮光部２４０Ｅを備える。光変調部１２１Ｐの駆動部１２０Ｔは、例えば遮光部２４０Ｅの裏側に配置される。図２１（ｂ）では、例えば図８で説明した反射ミラー５０８が、基板１３０に対して水平で、光が基板１３０に対して垂直方向から入出射する。このため、光変調部１２１Ｐに入力する光Ｌ及び反射して出力される信号光Ｌｓが、光変調部１２１Ｐから所定の方向以外に漏れないように、光変調部１２１Ｐの周囲に所定の高さで遮光部２４０Ｅを備える。また、光変調部１２１Ｐに入力されなかった光を遮光する周辺遮光部２４０Ｆを、光変調部１２１Ｐの周囲の下部に備える。
＜レンズと画素部の関係に応じた光通信部の構成例＞
図２２は、レンズと画素部の関係に応じた光通信部の第１の構成例を示す模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、画素部１０Ａの正面にレンズ部２０が配置され、レンズ部２０から入射した光の像が画素部１０Ａに結像される。
図２２の例では、光通信部１２Ａがレンズ部２０の直径の内側に入る構成である。このような構成では、光通信部１２Ａから出力される光がレンズ部２０内に漏れないようにする必要がある。また、レンズ部２０に入射した光が、光通信部１２Ａから出力される光に混じり込まないようにする必要がある。
そこで、光通信部１２Ａは、例えば図１５及び図１６で説明したように、光出力部として外部変調型の光変調部１２１Ｇを備えた構成で、光変調部１２１Ｇに接続された入光部１２０Ｊと出光部１２０Ｋに遮光部２４０Ｃを備える。遮光部２４０Ｃは、入光部１２０Ｊの外部からの光の入力部分と、出光部１２０Ｋの外部への光の出力部分が形成される端面を除いて、入光部１２０Ｊと出光部１２０Ｋ、及び光変調部１２１Ｇの側面と上面の全体を覆う構成とする。また、入光部１２０Ｊの外部からの光の入力部分、及び出光部１２０Ｋの外部への光の出力部分と、レンズ部２０を構成する鏡筒との間に遮光部２５０Ａを備える。
これにより、光通信部１２Ａから出力される光がレンズ部２０内に漏れて、迷光となって画素部に１０Ａに入射することを防ぐことができる。また、光通信部１２Ａが外部変調型の光変調部である構成で、光通信部１２Ａに入力される光がレンズ部２０内に漏れて、迷光となって画素部に１０Ａに入射することを防ぐことができる。更に、レンズ部２０に入射した光が、光通信部１２Ａから出力される光に混じり、偽信号光となることを防ぐことができる。
図２３は、レンズと画素部の関係に応じた光通信部の第２の構成例を示す模式的な平面図である。図２３の例では、光通信部１２Ａがレンズ部２０の外側に配置される構成である。光通信部１２Ａは、レンズ部２０及び画素部１０Ａに対して、図のような相対位置で配置される。以下本発明の図では、わかりやすく撮像動作に影響がでない十分離れた位置に配置されている。
端面発光型の半導体レーザは、一方の端面から信号光Ｌｓが出力される。一方、反対側の端面からも若干の光が出力される。そこで、光出力部として端面発光型の半導体レーザを備える光通信部１２Ａでは、信号光Ｌｓの出力端と反対側の端面が画素部１０Ａに向かない方向に傾斜させて配置される。これにより、漏れ光Ｌｎが画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。
＜光通信部の構成に応じた遮光部の構成例＞
固体撮像素子１Ａにおいて、光通信部１２Ａから出力される信号光、及び光通信部１２Ａから漏れる光が、基板１８を回り込む、あるいは基板１８内を伝搬される等により画素部１０Ａに入射すると、撮像に影響を与える可能性がある。そこで、光通信部１２Ａからの光が画素部１０Ａに漏れないように遮光部を備える。また、光通信部１２Ａからの光が、レンズ等で反射して、画素部１０Ａに回りこまないように遮光部を備える。これにより、画素部１０Ａに入射される光に、光通信部１２Ａからの光が混入することを防止できる。
（１）自発光型で集合配置された光通信部における遮光部の構成例
図２４は、自発光型で集合配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。図２４の例では、光通信部１２Ａの配置で遮光を実現し、別部材としての遮光部は備えていない。
固体撮像素子１Ａは、基板１８の周辺部の１箇所の角部に１つの光通信部１２Ａが集合配置される。光通信部１２Ａは、光出力部として例えば端面発光型の半導体レーザを備える。端面発光型の半導体レーザは、一方の端面から信号光Ｌｓが出力される。一方、反対側の端面からも若干の光が出力される。そこで、端面発光型の半導体レーザを備える光通信部１２Ａでは、信号光Ｌｓの出力端と反対側の端面が画素部１０Ａに向かない方向に傾斜させて配置される。これにより、漏れ光Ｌｎが画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。なお、図２４では、１個の光出力部を有した光通信部１２Ａを１個備えた例で説明したが、光出力部がアレイ化された光通信部または複数の光通信部を備えても良い。
（２）自発光型で集合配置された光通信部における遮光部の他の構成例
図２５は、自発光型で集合配置された光通信部における遮光部の他の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、基板１８の周辺部の１箇所の角部に１つの光通信部１２Ａが集合配置される。光通信部１２Ａは、光出力部として例えば端面発光型の半導体レーザを備える。図２５に示す例では、信号光Ｌｓが出力される向きが基板１８の辺に対して略垂直となる向きで光通信部１２Ａが配置される。
固体撮像素子１Ａは、光通信部１２Ａの周囲に遮光部２５０Ｂを備える。遮光部２５０Ｂは、少なくとも発振波長の光は透過しない材質で構成される。遮光部２５０Ｂは、発光素子として端面発光型の半導体レーザを使用する構成では、信号光Ｌｓの出力端と反対側の端面と対向する位置に形成される。これにより、基板１８の１箇所に集合して自発光型の光通信部１２Ａが形成された固体撮像素子１Ａにおいて、光通信部１２Ａからの漏れ光Ｌｎが画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。なお、図２５では、１個の光出力部を有した光通信部１２Ａを１個備えた例で説明したが、光出力部がアレイ化された光通信部または複数の光通信部を備えても良い。また、遮光部２５０Ｂは、漏れ光等を反射または屈折させて離散させ、画素部１０Ａに入射しないようにする構成でも良い。
（３）自発光型で分散集合配置された光通信部における遮光部の構成例
図２６は、自発光型で分散集合配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、基板１８の周辺部の２箇所の角部に複数の光通信部１２Ａが分散して集合配置される。光通信部１２Ａは、光出力部として例えば端面発光型の半導体レーザを備える。図２６に示す例では、信号光Ｌｓが出力される向きが基板１８の辺に対して略垂直となる向きで各光通信部１２Ａが配置される。
固体撮像素子１Ａは、各光通信部１２Ａの周囲に遮光部２５０Ｂを備える。遮光部２５０Ｂは、少なくとも発振波長の光は透過しない材質で構成される。遮光部２５０Ｂは、発光素子として端面発光型の半導体レーザを使用する構成では、各光通信部１２Ａで信号光Ｌｓの出力端と反対側の端面と対向する位置に形成される。これにより、基板１８の複数箇所に分散集合して自発光型の光通信部１２Ａが形成された固体撮像素子１Ａにおいて、光通信部１２Ａからの漏れ光Ｌｎが画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。なお、遮光部２５０Ｂは、漏れ光等を反射または屈折させて離散させ、画素部１０Ａに入射しないようにする構成でも良い。
（４）自発光型で分散集合配置された光通信部における遮光部の他の構成例
図２７は、自発光型で分散集合配置された光通信部における遮光部の他の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、基板１８の周辺部の２箇所の角部に複数の光通信部１２Ａが分散して集合配置される。光通信部１２Ａは、光出力部として例えば端面発光型の半導体レーザを備える。図２７に示す例では、信号光Ｌｓが出力される向きが基板１８の辺に対して略垂直となる向きで各光通信部１２Ａが配置される。
固体撮像素子１Ａは、画素部１０Ａの周囲に遮光部２５０Ｃを備える。遮光部２５０Ｃは、少なくとも発振波長の光は透過しない材質で構成される。遮光部２５０Ｃは、発光素子として端面発光型の半導体レーザを使用する構成では、各光通信部１２Ａで信号光Ｌｓの出力端と反対側の端面と対向する位置に形成される。これにより、基板１８の複数箇所に分散集合して自発光型の光通信部１２Ａが形成された固体撮像素子１Ａにおいて、光通信部１２Ａからの漏れ光Ｌｎが画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。なお、遮光部２５０Ｃは、レンズ部２０に備えても良い。また、遮光部２５０Ｃは、漏れ光等を反射または屈折させて離散させ、画素部１０Ａに入射しないようにする構成でも良い。
（５）自発光型で分散配置された光通信部における遮光部の構成例
図２８は、自発光型で分散配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、基板１８の周辺部の４箇所の角部に１個ずつの光通信部１２Ａが分散配置される。光通信部１２Ａは、光出力部として例えば端面発光型の半導体レーザを備える。図２８に示す例では、信号光Ｌｓが出力される向きが基板１８の辺に対して略垂直となる向きで各光通信部１２Ａが配置される。
固体撮像素子１Ａは、各光通信部１２Ａの周囲に遮光部２５０Ｂを備える。遮光部２５０Ｂは、少なくとも発振波長の光は透過しない材質で構成される。遮光部２５０Ｂは、発光素子として端面発光型の半導体レーザを使用する構成では、各光通信部１２Ａで信号光Ｌｓの出力端と反対側の端面と対向する位置に形成される。これにより、基板１８の複数箇所に分散して自発光型の光通信部１２Ａが形成された固体撮像素子１Ａにおいて、光通信部１２Ａからの漏れ光Ｌｎが画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。なお、遮光部２５０Ｂは、漏れ光等を反射または屈折させて離散させ、画素部１０Ａに入射しないようにする構成でも良い。
（６）自発光型で分散配置された光通信部における遮光部の他の構成例
図２９は、自発光型で分散配置された光通信部における遮光部の他の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、基板１８の周辺部の４箇所の角部に１個ずつの光通信部１２Ａが分散配置される。光通信部１２Ａは、光出力部として例えば面発光型の半導体レーザを備える。ここで、図２９に示す信号光Ｌｓが出力される向きは模式的であり、基板１８に対して略垂直方向に出力される。
固体撮像素子１Ａは、各光通信部１２Ａの周囲に遮光部２５０Ｄを備える。遮光部２５０Ｂは、少なくとも発振波長の光は透過しない材質で構成される。遮光部２５０Ｄは、発光素子として面発光型の半導体レーザを使用する構成では、各光通信部１２Ａの下面に形成される。これにより、基板１８の複数箇所に分散して自発光型の光通信部１２Ａが形成された固体撮像素子１Ａにおいて、光通信部１２Ａからの漏れ光が基板１８内を通り、画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。なお、遮光部２５０Ｄは、漏れ光等を反射または屈折させて離散させ、画素部１０Ａに入射しないようにする構成でも良い。
（７）外部変調型で集合配置された光通信部における遮光部の構成例
図３０は、外部変調型で集合配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。図３０の例では、光通信部１２Ａの配置で遮光を実現し、別部材としての遮光部は備えていない。
固体撮像素子１Ａは、基板１８の周辺部の１箇所の角部に１つの光通信部１２Ａが集合配置される。光通信部１２Ａは、光出力部として例えば外部変調型の光変調部を備える。外部変調型の光変調部は、一方の端面から信号光Ｌｓが出力される。また、反対側の端面から一定の光Ｌが入力される。そこで、外部変調型の光変調部を備える光通信部１２Ａでは、入力光Ｌと信号光Ｌｓが画素部１０Ａに向かない方向に傾斜させて配置される。これにより、漏れ光Ｌｎが画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。なお、図３０では、１個の光出力部を有した光通信部１２Ａを１個備えた例で説明したが、光出力部がアレイ化された光通信部または複数の光通信部を備えても良い。
（８）外部変調型で分散集合配置された光通信部における遮光部の構成例
図３１は、外部変調型で分散集合配置された光通信部における遮光部の他の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、基板１８の周辺部の２箇所の角部に複数の光通信部１２Ａが分散して集合配置される。光通信部１２Ａは、光出力部として図１５及び図１６で説明したような構成で外部変調型の光変調部を備える。
固体撮像素子１Ａは、光通信部１２Ａの周囲に遮光部２５０Ｅを備える。遮光部２５０Ｅは、光通信部１２Ａに入力される波長の光は透過しない材質で構成される。遮光部２５０Ｅは、光出力部として外部変調型の光変調部を使用する構成では、図１５及び図１６に示すように、光変調部への光の入出力部分以外の導波路経路の周囲に形成される。図３１の例では、入光部１２０Ｊが、光通信部１２Ａが配置される側と反対側の基板１８の端部まで形成される。このため、遮光部２５０Ｅは、入光部１２０Ｊに対する入力部分以外に形成される。これにより、基板１８の複数箇所に分散集合して外部変調型の光通信部１２Ａが形成された固体撮像素子１Ａにおいて、光通信部１２Ａに入出力される光が漏れ光となって画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。
（９）外部変調型で分散集合配置された光通信部における遮光部の他の構成例
図３２は、外部変調型で分散集合配置された光通信部における遮光部の他の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、基板１８の周辺部の２箇所の角部に複数の光通信部１２Ａが分散して集合配置される。光通信部１２Ａは、光出力部として図１７及び図１８で説明したような構成で外部変調型の光変調部を備える。
固体撮像素子１Ａは、光通信部１２Ａの周囲に遮光部２５０Ｆを備える。遮光部２５０Ｆは、光通信部１２Ａに入力される波長の光は透過しない材質で構成される。遮光部２５０Ｆは、光出力部として外部変調型の光変調部を使用する構成では、図１７及び図１８に示すように、光変調部への光の入出力部分以外の導波路経路の周囲に形成される。これにより、基板１８の複数箇所に分散集合して外部変調型の光通信部１２Ａが形成された固体撮像素子１Ａにおいて、光通信部１２Ａに入出力される光が漏れ光となって画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。なお、遮光部２５０Ｆは、漏れ光等を反射または屈折させて離散させ、画素部１０Ａに入射しないようにする構成でも良い。
（１０）外部変調型で分散配置された光通信部における遮光部の構成例
図３３は、外部変調型で分散配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、基板１８の周辺部の４箇所の角部に１個ずつの光通信部１２Ａが分散配置される。光通信部１２Ａは、光出力部として図１７及び図１８で説明したような構成で外部変調型の光変調部を備える。
固体撮像素子１Ａは、光通信部１２Ａの周囲に遮光部２５０Ｆを備える。遮光部２５０Ｆは、光通信部１２Ａに入力される波長の光は透過しない材質で構成される。遮光部２５０Ｆは、光出力部として外部変調型の光変調部を使用する構成では、図１７及び図１８に示すように、光変調部への光の入出力部分以外の導波路経路の周囲に形成される。これにより、基板１８の複数箇所に分散して外部変調型の光通信部１２Ａが形成された固体撮像素子１Ａにおいて、光通信部１２Ａに入出力される光が漏れ光となって画素部１０Ａに入射することを防ぐことができる。なお、遮光部２５０Ｆは、漏れ光等を反射または屈折させて離散させ、画素部１０Ａに入射しないようにする構成でも良い。
＜光通信部の配置に応じた遮光部の配置例＞
（１）遮光部の第１の配置例
図３４は、遮光部の第１の配置例を示す固体撮像素子の模式的な側面図、図３５は、遮光部の第１の配置例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、例えば画素データのシリアル化に応じた配置で、基板１８の周辺部の一の角部に１つの光出力部１２０Ａを有した１つの光通信部１２Ａが配置される。
画素部１０Ａから読み出された画素データをシリアル化して伝送する方式では、図３で説明したＡ／Ｄ変換部１１Ａの後段にシリアルインタフェース１２２を備え、シリアルインタフェース１２２の出力に光通信部１２Ａが配置される。このため、光通信部１２Ａは、例えば画素部１０Ａの右側に配置される。
固体撮像素子１Ａは、光通信部１２Ａの周囲に遮光部２６０Ａを備える。遮光部２６０Ａは、光通信部１２Ａが自発光型の発光素子を有する構成では、少なくとも発振波長の光は透過しない材質で構成される。このため、遮光部２６０Ａは、発光素子として、上述した面発光型半導体レーザを使用する構成では、例えば板状の部材で光通信部１２Ａの下面及び側面を覆うような構成として、光通信部１２Ａの発光面である上面を除く周囲を囲む構成とする。
これにより、光通信部１２Ａからの漏れ光Ｌｎが基板１８内に伝搬されず、迷光となって画素部に１０Ａに入射することを防ぐことができる。また、光通信部１２Ａから出力される信号光がレンズ等で反射して、画素部１０Ａに回り込むことを防止できる。
（２）遮光部の第２の配置例
図３６は、遮光部の第２の配置例を示す固体撮像素子の模式的な側面図、図３７は、遮光部の第２の配置例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、例えばエリア読み出しに応じた配置で、基板１８の周辺部の４角部に光出力部がアレイ化された光通信部１２Ａが配置される。なお、シリアルインタフェースを備えた構成では、１つの光出力部を有した光通信部が配置される。
エリア読み出しとは、画素部１０Ａを幾つかのエリアに分けて、各エリアにある画素毎に信号の読み出しを行う方式である。例えば、画素部１０Ａを（１）〜（４）に４分割してエリア読み出しを行う方式では、エリア毎にＡ／Ｄ変換部１１Ａが接続される。このため、光通信部１２Ａは、基板１８の周辺部の４角部に配置される。
固体撮像素子１Ａは、各光通信部１２Ａの周囲に上述した遮光部２６０Ａを備える。これにより、各光通信部１２Ａからの漏れ光Ｌｎが基板１８内に伝搬されず、迷光となって画素部に１０Ａに入射することを防ぐことができる。また、各光通信部１２Ａから出力される信号光がレンズ等で反射して、画素部１０Ａに回り込むことを防止できる。
（３）遮光部の第３の配置例
図３８は、遮光部の第３の配置例を示す固体撮像素子の模式的な側面図、図３９は、遮光部の第３の配置例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、例えば画素特性に応じた多線読み出しに応じた配置で、基板１８の周辺部の一方の側端部の２箇所に光出力部がアレイ化された光通信部１２Ａが配置される。なお、シリアルインタフェースを備えた構成では、１つの光出力部を有した光通信部が配置される。
画素特性に応じた多線読み出しとは、画素部１０Ａを構成する各画素を、色等の特性に応じて分けて信号の読み出しを行う方式である。例えば、画素特性を４種類に種別する場合には、種別された画素に対応して、４個のＡ／Ｄ変換部１１Ａが基板１８の一方の端部に配置される。このため、光通信部１２Ａは、基板１８の周辺部の一方の側端部の上下の２箇所に配置される。
固体撮像素子１Ａは、各光通信部１２Ａの周囲に上述した遮光部２６０Ａを備える。これにより、各光通信部１２Ａからの漏れ光Ｌｎが基板１８内に伝搬されず、迷光となって画素部に１０Ａに入射することを防ぐことができる。また、各光通信部１２Ａから出力される信号光がレンズ等で反射して、画素部１０Ａに回り込むことを防止できる。
（４）遮光部の第４の配置例
図４０は、遮光部の第４の配置例を示す固体撮像素子の模式的な側面図、図４１は、遮光部の第４の配置例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。固体撮像素子１Ａは、例えば観音読み出しに応じた配置で、基板１８の上側または下側の周辺部の両端に光出力部がアレイ化された光通信部１２Ａが配置される。なお、シリアルインタフェースを備えた構成では、１つの光出力部を有した光通信部が配置される。
観音読み出しとは、画素部１０Ａを左右のエリアに分けて、各エリアにある画素毎に信号の読み出しを行う方式で、エリア毎にＡ／Ｄ変換部１１Ａが接続される。このため、光通信部１２Ａは、基板１８の上側または下側の周辺部の両端に配置される。
固体撮像素子１Ａは、各光通信部１２Ａの周囲に上述した遮光部２６０Ａを備える。これにより、各光通信部１２Ａからの漏れ光Ｌｎが基板１８内に伝搬されず、迷光となって画素部に１０Ａに入射することを防ぐことができる。また、各光通信部１２Ａから出力される信号光がレンズ等で反射して、画素部１０Ａに回り込むことを防止できる。なお、以上の各例で、遮光部２６０Ａは、漏れ光等を反射または屈折させて離散させ、画素部１０Ａに入射しないようにする構成でも良い。
＜固体撮像素子を備えた信号処理システムの概要＞
図４２は、固体撮像素子を備えた信号処理システムの概要を示す機能ブロック図で、まず、固体撮像素子を備えた光学装置の概要について説明する。光学装置２Ａは、上述した固体撮像素子１Ａと、レンズ部２０と、固体撮像素子１Ａとレンズ部２０等が実装されるハウジング２１を備え、例えばカメラシステムのレンズユニットを構成する。レンズ部２０は光学素子の一例で、１枚のレンズまたは複数枚のレンズを組み合わせて構成される。
光学装置２Ａは、固体撮像素子１Ａの画素部１０Ａが、レンズ部２０の焦点位置に合うように構成され、レンズ部２０から入射した光の像が、固体撮像素子１Ａの画素部１０Ａに結像される。
光学装置２Ａは、撮像対象物との距離によらず、レンズ部２０の焦点位置を固体撮像素子１Ａの画素部１０Ａに合わせるため、例えば、固体撮像素子１Ａに対してレンズ部２０を光軸方向に移動させる焦点合わせ機構を備えている。
次に、光学装置が接続される信号処理装置の概要について説明する。信号処理装置３Ａは、光信号を電気信号に変換する光通信部３０Ａと、制御信号等の入出力が行われる制御Ｉ／Ｏ３１Ａを備え、例えばカメラシステムのカメラ本体部を構成する。信号処理装置３Ａは、光学装置２Ａが接続されると、光通信部３０Ａが固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａと光学的に結合される。また、制御Ｉ／Ｏ３１Ａが固体撮像素子１Ａの制御Ｉ／Ｏ１４Ａと接続される。
信号処理装置３Ａは、ユーザによる操作を受ける操作部３２Ａと、操作部３２Ａでの操作に基づいて、光学装置２Ａの固体撮像素子１Ａに画素データの読み出しを指示する読み出し制御部３３Ａを備える。
信号処理装置３Ａは、制御Ｉ／Ｏ３１Ａから光学装置２Ａの固体撮像素子１Ａに画素データの読み出しを指示し、自機の光通信部３０Ａと固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａとの間で光通信を行って、固体撮像素子１Ａから画素データを取得する。
光通信部３０Ａは、受光部としてフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を有し、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａから出力される信号光Ｌｓが入力されて、光信号で入力される画素データを電気信号に変換して出力する。
なお、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａが外部光を変調する光変調器を備える構成では、信号処理装置３Ａの光通信部３０Ａは、固体撮像素子１Ａの光変調器に入力される光を出力する発光部を備える。発光部は半導体レーザ等の発光素子を有し、一定の連続した光Ｌを出力する。
信号処理装置３Ａは、固体撮像素子１Ａと光通信を行って取得した画素データに所定の信号処理を行い、画像データを生成する信号処理部３４Ａを備える。また、信号処理装置３Ａは、固体撮像素子１Ａから取得した画素データを保持するデータ保持部３５Ａと、信号処理部３４Ａで生成された画像データから画像を表示する表示部３６Ａを備える。
信号処理装置３Ａは、自機及び光学装置２Ａに電源を供給する電源３７Ａと、電源の供給を制御する電源制御部３８Ａを備える。電源制御部３８Ａは、信号処理装置３Ａの電源をオンとする操作、及び電源をオフとする操作に基づき、信号処理装置３Ａに対する電源の供給の有無と、光学装置２Ａに対する電源の供給の有無を、所定の順番で切り替える電源供給制御を行う。
次に、光学装置と信号処理装置を備えた信号処理システムの概要について説明する。信号処理システム４Ａは、上述した光学装置２Ａと信号処理装置３Ａを備え、例えばカメラシステムを構成する。カメラシステムでは、レンズユニットを構成する光学装置２Ａが、カメラ本体部を構成する信号処理装置３Ａに対して着脱可能で交換できるように構成される。
信号処理システム４Ａは、信号処理装置３Ａに光学装置２Ａが接続されると、信号処理装置３Ａの光通信部３０Ａと、光学装置２Ａを構成する固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａが光学的に結合される。また、信号処理装置３Ａの制御Ｉ／Ｏ３１Ａと、固体撮像素子１Ａの制御Ｉ／Ｏ１４Ａが接続される。
これにより、信号処理システム４Ａは、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａと、信号処理装置３Ａの光通信部３０Ａによって、光学装置２Ａと信号処理装置３Ａとの間でデータが光信号で入出力される。
また、信号処理システム４Ａは、信号処理装置３Ａの制御Ｉ／Ｏ３１Ａと、固体撮像素子１Ａの制御Ｉ／Ｏ１４Ａによって、信号処理装置３Ａと光学装置２Ａとの間で制御信号が入出力される。更に、信号処理システム４Ａは、信号処理装置３Ａの制御Ｉ／Ｏ３１Ａと、固体撮像素子１の制御Ｉ／Ｏ１４Ａによって、信号処理装置３Ａと光学装置２Ａとの間で電源の供給が行われる。
信号処理システム４Ａは、信号処理装置３Ａの操作部３２Ａでユーザの操作を受け、操作部３２Ａでの操作に基づいて、信号処理装置３Ａの読み出し制御部３３Ａが、画素データの読み出しを指示する制御信号を出力する。
信号処理システム４Ａは、信号処理装置３Ａの制御Ｉ／Ｏ３１Ａと、光学装置２Ａの制御Ｉ／Ｏ１４Ａによって、画素データの読み出しを指示する制御信号が光学装置２Ａの固体撮像素子１Ａに入力される。
信号処理システム４Ａは、画素データの読み出しを指示する制御信号が光学装置２Ａの固体撮像素子１Ａに入力されると、固体撮像素子１Ａの制御部１６Ａが、タイミングジェネレータ１３Ａで駆動クロックを生成する。
タイミングジェネレータ１３Ａで生成された駆動クロックは、画素部１０ＡとＡ／Ｄ変換部１１Ａと光通信部１２Ａに供給され、画素部１０Ａでは画素データが電気信号として読み出される。Ａ／Ｄ変換部１１Ａでは、画素部１０Ａから読み出された画素データが入力され、ディジタル信号に変換されて出力される。光通信部１２Ａでは、Ａ／Ｄ変換部１１Ａでディジタル信号に変換された電気信号が入力され、画素データが信号光Ｌｓに変換されて出力される。なお、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａが外部光を変調する光変調器を備える構成では、光通信部１２Ａでは、信号処理装置３Ａから入力された一定の光が、Ａ／Ｄ変換部１１Ａでディジタル信号に変換された電気信号に基づき変調され、信号光Ｌｓが出力される。
信号処理システム４Ａは、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａと、信号処理装置３Ａの光通信部３０Ａによって、固体撮像素子１Ａで読み出された画素データが、光通信で信号処理装置３Ａに入力される。
信号処理システム４Ａは、固体撮像素子１Ａで読み出された画素データが、光通信で信号処理装置３Ａに入力されると、信号処理装置３Ａの光通信部３０Ａが、光信号で入力される画素データを電気信号に変換して出力する。
信号処理システム４Ａは、信号処理装置３Ａの光通信部３０Ａで電気信号に変換された画素データに、信号処理装置３Ａの信号処理部３４Ａが所定の信号処理を行って画像データを生成し、例えば表示部３６Ａに画像を表示する。
＜信号処理システムの具体例＞
図４３は、信号処理システムの応用例としてのカメラシステムの一例を示す模式的な斜視図、図４４は、カメラシステムを構成するレンズユニットの模式的な正面図である。図４２で説明した信号処理システム４Ａの一例として、カメラシステム４０１Ａが構成される。
カメラシステム４０１Ａは、図４２で説明した光学装置２Ａとしてレンズユニット４０２Ａを備えると共に、信号処理装置３Ａとしてカメラ本体部４０３Ａを備える。レンズユニット４０２Ａは、レンズ部２０と、レンズ鏡筒２２を備えると共に、上述した固体撮像素子１Ａを備える。固体撮像素子１Ａは、画素部１０Ａのサイズが、図４４に示すように、レンズユニット４０２Ａのレンズ部２０で規定される。
カメラ本体部４０３Ａは、レンズユニット４０２Ａが例えば交換可能に取り付けられ、信号処理基板３５０を備える。信号処理基板３５０は、図４２で説明した信号処理装置３Ａを構成し、レンズユニット４０２Ａが取り付けられると、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａと光通信部３０Ａが光学的に結合される。また、固体撮像素子１Ａの制御Ｉ／Ｏ１４Ａと制御Ｉ／Ｏ３１Ａが接続される。
固体撮像素子１Ａは、上述したように、基板１８の表面側に光通信部１２Ａが備えられる。固体撮像素子１Ａが、光通信部１２Ａとして、端面発光型の半導体レーザを備えた構成では、信号光は基板１８の面と水平な方向に出力される。これにより、レンズユニット４０２Ａがカメラ本体部４０３Ａに取り付けられたときに、固体撮像素子１Ａの側方に例えば水平方向に並列して信号処理基板３５０が備えられていれば良い。
図４５は、信号処理システムの応用例としてのカメラシステムの他の例を示す模式的な斜視図、図４６は、カメラシステムを構成するレンズユニットの模式的な正面図である。図４２で説明した信号処理システム４Ａの一例として、カメラシステム４０１Ｂが構成される。
カメラシステム４０１Ｂは、図４２で説明した光学装置２Ａとしてレンズユニット４０２Ｂを備えると共にカメラ本体部４０３Ｂを備える。レンズユニット４０２Ｂは、レンズ部２０と、レンズ鏡筒２２を備えると共に、上述した固体撮像素子１Ａを備える。固体撮像素子１Ａは、画素部１０Ａのサイズが、図４６に示すように、レンズユニット４０２Ｂのレンズ部２０で規定される。
カメラ本体部４０３Ｂは、レンズユニット４０２Ａが例えば交換可能に取り付けられ、信号処理基板３５０を備える。信号処理基板３５０は、図４２で説明した信号処理装置３Ａを構成し、レンズユニット４０２Ａが取り付けられると、固体撮像素子１Ａの光通信部１２Ａと光通信部３０Ａが光学的に結合される。また、固体撮像素子１Ａの制御Ｉ／Ｏ１４Ａと制御Ｉ／Ｏ３１Ａが接続される。
固体撮像素子１Ａは、上述したように、基板１８の表面側に光通信部１２Ａが備えられる。固体撮像素子１Ａが、光通信部１２Ａとして、面発光型の半導体レーザを備えた構成では、信号光は基板１８の面と垂直な方向に出力される。これにより、レンズユニット４０２Ａがカメラ本体部４０３Ａに取り付けられたときに、固体撮像素子１Ａの垂直方向に縦向きに信号処理基板３５０が備えられていれば良い。
このように、光通信部１２Ａの構成に応じて、固体撮像素子１Ａが接続される信号処理基板３５０の向き等を決めることができるので、カメラ本体部、固体撮像装置が接続される信号処理装置の自由度が向上する。例えば、レンズユニットとカメラ本体部を一体型とし、レンズユニット内に信号処理基板を収容するような構成も可能である。
＜遮光部を配置した固体撮像素子の効果例＞
各実施の形態の固体撮像素子では、画素部から読み出された画素信号の伝送を光信号で行うこととし、かつ、光通信部に遮光部を備えることとした。これにより、光通信部から出力される信号光、及び光通信部から漏れる光が画素部に入射することを防ぐことができる。また、画素部に入射する光が、光通信部から出力される信号光に混ざり込むことを防ぐことができる。
本発明は、固体撮像素子を備えた光学装置に適用される。
第１の実施の形態の固体撮像素子の一例を示す模式的な平面図である。 第１の実施の形態の固体撮像素子の一例を示す模式的な側面図である。 各実施の形態における固体撮像素子を実現する機能の一例を示す機能ブロック図である。 固体撮像素子の光通信部の一例を示す構成図である。 固体撮像素子の光通信部の他の例を示す構成図である。 印加電圧と光の吸収量の関係を示すグラフである。 固体撮像素子の光通信部の他の例を示す構成図である。 固体撮像素子の光通信部の他の例を示す構成図である。 光通信部を構成する要素の第１の配置例を示す模式的な平面図である。 光通信部を構成する要素の第１の配置例を示す模式的な側面図である。 光通信部を構成する要素の第２の配置例を示す模式的な平面図である。 光通信部を構成する要素の第２の配置例を示す模式的な側面図である。 光通信部を構成する要素の第３の配置例を示す模式的な平面図である。 光通信部を構成する要素の第４の配置例を示す模式的な平面図である。 光通信部を構成する要素の第５の配置例を示す模式的な側面図である。 光通信部を構成する要素の第５の配置例を示す模式的な平面図である。 光通信部を構成する要素の第６の配置例を示す模式的な側面図である。 光通信部を構成する要素の第６の配置例を示す模式的な平面図である。 光通信部を構成する要素の第７の配置例を示す模式的な平面図である。 光通信部を構成する要素の第８の配置例を示す模式的な平面図である。 光通信部を構成する要素の第８の配置例を示す模式的な斜視図である。 レンズと画素部の関係に応じた光通信部の第１の構成例を示す模式的な平面図である。 レンズと画素部の関係に応じた光通信部の第２の構成例を示す模式的な平面図である。 自発光型で集合配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 自発光型で集合配置された光通信部における遮光部の他の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 自発光型で分散集合配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 自発光型で分散集合配置された光通信部における遮光部の他の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 自発光型で分散配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 自発光型で分散配置された光通信部における遮光部の他の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 外部変調型で集合配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 外部変調型で分散集合配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 外部変調型で分散集合配置された光通信部における遮光部の他の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 外部変調型で分散配置された光通信部における遮光部の構成例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 遮光部の第１の配置例を示す固体撮像素子の模式的な側面図である。 遮光部の第１の配置例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 遮光部の第２の配置例を示す固体撮像素子の模式的な側面図である。 遮光部の第２の配置例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 遮光部の第３の配置例を示す固体撮像素子の模式的な側面図である。 遮光部の第３の配置例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 遮光部の第４の配置例を示す固体撮像素子の模式的な側面図である。 遮光部の第４の配置例を示す固体撮像素子の模式的な平面図である。 固体撮像素子を備えた信号処理システムの概要を示す機能ブロック図である。 信号処理システムの応用例としてのカメラシステムの一例を示す模式的な斜視図である。 カメラシステムを構成するレンズユニットの模式的な正面図である。 信号処理システムの応用例としてのカメラシステムの他の例を示す模式的な斜視図である。 カメラシステムを構成するレンズユニットの模式的な正面図である。
符号の説明
１Ａ・・・固体撮像素子、１０Ａ・・・画素部、１１Ａ・・・Ａ／Ｄ変換部、１２Ａ・・・光通信部、１３Ａ・・・タイミングジェネレータ、１４Ａ・・・制御Ｉ／Ｏ、１５Ａ・・・ＤＣ−ＤＣ部、１６Ａ・・・制御部、１７・・・バス、１８・・・基板、２００Ａ・・・遮光部

Claims (10)

  1. 光を電気信号に変換する画素部と、
    前記画素部が形成される基板と、
    前記基板の前記画素部が形成される一方の面に配置され、前記画素部から読み出される信号を、光信号に変換して出力する光通信部と、
    前記光通信部の周囲に配置され、前記光通信部から出力される信号光で前記画素部に向かう光、及び前記光通信部から漏れる光を遮光する遮光部と
    を備えた固体撮像素子。
  2. 前記光通信部は、面発光型の発光素子を備え、前記遮光部は、前記光通信部の下面及び側面に形成される
    請求項１記載の固体撮像素子。
  3. 前記光通信部は、端面発光型の発光素子を備え、前記遮光部は、前記光通信部の漏れ光が出力される面に対向する位置に形成される
    請求項１記載の固体撮像素子。
  4. 前記光通信部は、端面発光型の発光素子を備え、前記光通信部から出力される光が前記画素部の外側に向く配置で前記光通信部が形成される
    請求項１記載の固体撮像素子。
  5. 前記光通信部は、外部変調型の変調器を備え、前記遮光部は、前記光通信部に入出力される光が漏れる面に対向する位置に形成される
    請求項１記載の固体撮像素子。
  6. 前記光通信部は、外部変調型の変調器を備え、前記光通信部に入出力される光が前記画素部の外側に向く配置で前記光通信部が形成される
    請求項１記載の固体撮像素子。
  7. 単一または複数の前記光通信部が、前記画素部の周囲で前記基板の周辺部に集合して配置され、前記遮光部は、集合配置された前記光通信部の周囲に配置される
    請求項１記載の固体撮像素子。
  8. 単一の前記光通信部が、前記画素部の周囲で前記基板の周辺部に分散して配置され、前記遮光部は、分散配置された前記光通信部の周囲に配置される
    請求項１記載の固体撮像素子。
  9. 複数の前記光通信部が、前記画素部の周囲で前記基板の周辺部に分散して集合配置され、前記遮光部は、分散集合配置された前記光通信部の周囲に配置される
    請求項１記載の固体撮像素子。
  10. 入射された光を電気信号に変換する固体撮像素子及び前記固体撮像素子に光を入射させる光学素子を有した光学装置と、
    前記光学装置が接続される信号処理装置を備え、
    前記固体撮像素子は、
    光を電気信号に変換する画素部と、
    前記画素部が形成される基板と、
    前記基板の前記画素部が形成される一方の面に配置され、前記画素部から読み出される信号を、光信号に変換して出力する光通信部と、
    前記光通信部の周囲に配置され、前記光通信部から出力される信号光で前記画素部に向かう光、及び前記光通信部から漏れる光を遮光する遮光部とを備えた
    信号処理システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5392533B2 (ja) * 2008-10-10 2014-01-22 ソニー株式会社 固体撮像素子、光学装置、信号処理装置及び信号処理システム
CN105472256B (zh) * 2016-01-05 2018-09-28 上海斐讯数据通信技术有限公司 拍摄和传输图像的方法、智能眼镜及系统
US11740071B2 (en) * 2018-12-21 2023-08-29 Apple Inc. Optical interferometry proximity sensor with temperature variation compensation
US11156456B2 (en) 2019-05-21 2021-10-26 Apple Inc. Optical proximity sensor integrated into a camera module for an electronic device
US11473898B2 (en) 2019-05-24 2022-10-18 Apple Inc. Wearable voice-induced vibration or silent gesture sensor
US11874110B2 (en) 2020-09-25 2024-01-16 Apple Inc. Self-mixing interferometry device configured for non-reciprocal sensing

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3462309B2 (ja) * 1995-07-20 2003-11-05 オリンパス光学工業株式会社 撮像装置
US6624643B2 (en) * 2000-12-08 2003-09-23 Intel Corporation Apparatus and method to read output information from a backside of a silicon device
JP3599047B2 (ja) * 2001-06-25 2004-12-08 セイコーエプソン株式会社 カラーフィルタおよびその製造方法、カラーフィルタ用液滴材料着弾精度試験基板、液滴材料着弾精度の測定方法、電気光学装置、ならびに電子機器
JP2004112422A (ja) 2002-09-19 2004-04-08 Canon Inc 撮像装置
KR20040031370A (ko) * 2002-10-05 2004-04-13 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시패널 및 그 제조방법
JP4227389B2 (ja) * 2002-10-09 2009-02-18 浜松ホトニクス株式会社 撮像装置及びその製造方法
JP2004170912A (ja) * 2002-10-31 2004-06-17 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び電子機器
JP2004219882A (ja) 2003-01-17 2004-08-05 Canon Inc 光接続装置、及びそれを用いた光電融合配線基板
JP2006191465A (ja) 2005-01-07 2006-07-20 Seiko Instruments Inc 電子機器
JP2006196972A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Fuji Photo Film Co Ltd カメラシステム
US20060180890A1 (en) * 2005-01-18 2006-08-17 Naugler W E Jr Top emission flat panel display with sensor feedback stabilization
JP4910780B2 (ja) * 2007-03-02 2012-04-04 セイコーエプソン株式会社 入力機能付有機エレクトロルミネッセンス装置、及び電子機器
JP2010093752A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Sony Corp 固体撮像素子及び信号処理システム
JP2010093746A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Sony Corp 固体撮像素子及び信号処理システム
JP2010093753A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Sony Corp 固体撮像素子及び信号処理システム
JP2010093747A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Sony Corp 固体撮像素子及び信号処理システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016025602A (ja) * 2014-07-24 2016-02-08 学校法人立命館 撮像装置及び加工装置

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