[发明专利]固态成像传感器、光学装置、信号处理装置和信号处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及固态图像拾取元件、包括所述固态图像拾取元件的光学设备、与所述光学设备连接的信号处理设备，以及包括所述光学设备和信号处理设备的信号处理系统。具体地说，将从固态图像拾取元件读取的像素信号输出为光信号。

背景技术

随着电路衬底(substrate)的加速和高集成，已经要求对于信号延迟和EMI的产生的对抗措施。已经吸引了相当大关注的光学互连技术致力于解决信号延迟(其为布线引起的问题)、信号恶化和从配线产生的电磁干扰噪声，并能够高速传输。

作为在衬底内使用光的高速信号传输的技术，已经提出了称为“光学互连”技术的技术(例如，参照专利文献1)。专利文献1公开了次级光波导层(secondary optical waveguide layer)、具有从一种到另一种进行切换的多种振荡模式的半导体激光器，以及光程切换结构(其中，切换从半导体激光器发射的光束的光程)。

排列光程切换结构以便根据半导体激光器的振荡模式的改变而在光波导层中改变辐射角，并且在光波导层中传输发射光。因此，可以选择次级光波导层中光传输信号的传输状态，并提高发光元件和光接收元件的排列自由度，以便实现光信号传输的灵活重构。

作为将这种光学互连技术应用于特别用于驱动平面显示器的TFT的技术，已经讨论了将光用于信号传输以解决由于尺寸增大和大容量显示器引起的信号延迟的技术。

另一方面，已经提出了将从固态图像拾取元件输出的信号作为光传送到相机机身单元(其包括具有固态图像拾取元件的可拆卸透镜)的技术(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本待审专利申请公开No.2004-219882

专利文献2：日本待审专利申请公开No.2006-196972

发明内容

技术问题

然而，在专利文献2中公开的技术中，仅公开了在衬底(具有实施在其之中的固态图像拾取元件)中实施发光元件的配置，并且尚未解决与信号的高速传输有关的问题。

为了解决这种问题，已经进行了本发明，并且目标是提供能够高速地传输从像素单元读取的像素信号作为光信号的固态图像拾取元件、包括所述固态图像拾取元件的光学设备、与所述光学设备连接的信号处理设备以及包括所述光学设备和信号处理设备的信号处理系统。

技术方案

为了解决上述问题，根据本发明的固态图像拾取元件包括：像素单元，其将光转换为电信号；A/D转换器，其将从像素单元读取的信号转换为数字信号；光通信单元，其将由A/D转换器数字化的信号转换为光信号，并输出所述光信号；时序发生器，其产生用以将像素单元、A/D转换器和光通信单元执行的输入/输出信号的各处理相同步的同步信号；以及控制器，其控制信号的读取。

根据本发明的光学设备包括：固态图像拾取元件，其将入射光转换为电信号；以及光学元件，其接受要进入固态图像拾取元件的光。所述固态图像拾取元件包括：像素单元，其将光转换为电信号；A/D转换器，其将从像素单元读取的信号转换为数字信号；光通信单元，其将由A/D转换器数字化的信号转换为光信号，并输出所述光信号；时序发生器，其产生用以将像素单元、A/D转换器和光通信单元执行的输入/输出信号的各处理相同步的同步信号；以及控制器，其控制信号的读取。以集成的方式在单个衬底上形成所述像素单元、所述A/D转换器、所述光通信单元、所述时序发生器和所述控制器作为单个芯片。

根据本发明的信号处理设备包括将入射光转换为电信号的固态图像拾取元件以及接受要进入固态图像拾取元件的光的光学元件。所述固态图像拾取元件连接到光学设备，包括像素单元，其将光转换为电信号，A/D转换器，其将从像素单元读取的信号转换为数字信号；光通信单元，其将由A/D转换器数字化的信号转换为光信号，并输出所述光信号；时序发生器，其产生用以将像素单元、A/D转换器和光通信单元执行的输入/输出信号的各处理相同步的同步信号；以及控制器，其控制信号的读取。所述信号处理设备包括：光通信单元，其接收从固态图像拾取元件中包括的光通信单元输出的光信号；读取控制器，其控制来自固态图像拾取元件中的像素单元的信号的读取；以及信号处理器，其处理已经从像素单元读取的、且通过光通信从固态图像拾取元件输入的信号。