(57)【要約】【課題】可視光の撮影に用いる一般的な固体撮像素子を用いつつ、可視光の撮影と非可視光の撮影との双方が可能な撮像装置を実現する。【解決手段】  撮像面に複数の画素を二次元配列した固体撮像素子と、前記固体撮像素子の撮像面の上方空間において前記固体撮像素子の非可視光撮像領域を遮光する遮光部と、外光に含まれる可視光に応じた光を前記固体撮像素子の可視光撮像領域へ入射させる第１光学系と、外光に含まれる非可視光に応じた光を前記遮光部で覆われた非可視光撮像領域へ入射させる第２光学系と、を備えることを特徴とする撮像装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像面に複数の画素を二次元配列した固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の撮像面の上方空間において前記固体撮像素子の非可視光撮像領域を遮光する遮光部と、
外光に含まれる可視光に応じた光を前記固体撮像素子の可視光撮像領域へ入射させる第１光学系と、
外光に含まれる非可視光に応じた光を前記遮光部で覆われた非可視光撮像領域へ入射させる第２光学系と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２光学系は、前記外光に含まれる非可視光を前記非可視光撮像領域へ導く光ファイバーを有する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第２光学系は、前記外光に含まれる非可視光により生じたシンチレーション光を前記非可視光撮像領域へ導くシンチレーションファイバーを有する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２光学系は、前記非可視光を選択的に通過させるフィルタが前記シンチレーションファイバーの入射開口に設けられている、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１光学系は、前記外光に含まれる非可視光としての紫外線を反射するカットフィルタを有し、
前記第２光学系は、前記カットフィルタで反射した紫外線を前記非可視光撮像領域へ導く導光構造を有する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１光学系は、前記外光に含まれる非可視光としての赤外線を反射するカットフィルタを有し、
前記第２光学系は、前記カットフィルタで反射した赤外線を前記非可視光撮像領域へ導く導光構造を有する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像面に複数の画素を二次元配列した固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の撮像面の上方空間において前記固体撮像素子の非可視光撮像領域を遮光する遮光部と、
外光に含まれる可視光に応じた光を前記可視光撮像領域へ入射させる第１光学系と、
外光に含まれる非可視光に応じた光を前記遮光部で覆われた非可視光撮像領域へ入射させる第２光学系と、
前記非可視光撮像領域の画素で光電変換された信号に基づく前記非可視光に関する情報を表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子の普及が著しく、様々な分野でフィルム式の撮影装置と置き換えて活用されている。固体撮像素子は、通常の可視光の撮影においてフィルム式の撮影装置に代えて活用されていることはもちろん、紫外線や赤外線、Ｘ線やガンマ線といった非可視光の撮影においても活用されるようになってきている。
【０００３】
しかしながら、同じ１つの固体撮像素子を用いて可視光の撮影と非可視光の撮影とを行うことは一般的ではない。なお、２種類の撮影を同じ１つの固体撮像素子上で実行可能にする技術として、例えば特許文献１の開示がある。特許文献１には、撮像素子の撮像領域を分割し、分割した一方の撮像領域を通常の可視光の撮影に利用し、分割した他方の撮像領域を色スペクトルの撮影に利用する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−５９８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の固体撮像素子では、色スペクトルの撮影に利用される撮像領域の構成画素の遮光領域層に、所望波長の電磁波を透過させるフィルタとしてのプラズモン共鳴体を予め形成してある。すなわち、特許文献１に記載の固体撮像素子は、通常の固体撮像素子とは異なる構造とする必要が有る。
【０００６】
本技術は、前記課題に鑑みてなされたもので、可視光の撮影に用いる一般的な固体撮像素子を用いつつ、可視光の撮影と非可視光の撮影との双方が可能な撮像装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の態様の１つは、撮像面に複数の画素を二次元配列した固体撮像素子と、前記固体撮像素子の撮像面の上方空間において前記固体撮像素子の非可視光撮像領域を遮光する遮光部と、外光に含まれる可視光に応じた光を前記可視光撮像領域へ入射させる第１光学系と、外光に含まれる非可視光に応じた光を前記遮光部で覆われた非可視光撮像領域へ入射させる第２光学系と、を備えることを特徴とする撮像装置である。
【０００８】
また、本技術の他の態様の１つは、撮像面に複数の画素を二次元配列した固体撮像素子と、前記固体撮像素子の撮像面の上方空間において前記固体撮像素子の非可視光撮像領域を遮光する遮光部と、外光に含まれる可視光に応じた光を前記可視光撮像領域へ入射させる第１光学系と、外光に含まれる非可視光に応じた光を前記遮光部で覆われた非可視光撮像領域へ入射させる第２光学系と、前記非可視光撮像領域の画素で光電変換された信号に基づく前記非可視光に関する情報を表示する表示装置と、を備えることを特徴とする電子機器である。
【０００９】
なお、以上説明した撮像装置は、他の機器に組み込まれた状態で実施されたり他の方法とともに実施されたりする等の各種の態様を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本技術によれば、通常の可視光の撮影に用いる固体撮像素子を可視光の撮影と非可視光の撮影との双方が可能な撮像装置を実現できる。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、また付加的な効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を説明する図である。
【図２】光ファイバーの断面構造を説明する図である。
【図３】第１の実施形態に係る撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】画素の回路構成を説明する図である。
【図５】ＡＤ変換部の構成を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る撮像装置を備える電子機器の一例を説明する図である
【図７】第１の実施形態に係る撮像装置を備える電子機器の表示用インターフェースに表示する項目の一例を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る撮像装置の概略構成を説明する図である。
【図９】第２の実施形態に係る撮像装置を備える電子機器の表示用インターフェースに表示する項目の一例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係る撮像装置の概略構成を説明する図である。
【図１１】第４の実施形態に係る撮像装置の概略構成を説明する図である。
【図１２】第５の実施形態に係る撮像装置の概略構成を説明する図である。
【図１３】２つの撮像装置を用いた使用態様を説明する図である。
【図１４】距離Ｄの算出方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、下記の順序に従って本技術を説明する。
（Ａ）第１の実施形態：
（Ｂ）第２の実施形態：
（Ｃ）第３の実施形態：
（Ｄ）第４の実施形態：
（Ｅ）第５の実施形態：
【００１３】
（Ａ）第１の実施形態： 
図１は、本実施形態に係る撮像装置１００の概略構成を説明する図である。
【００１４】
撮像装置１００は、基板１０、固体撮像素子２０、枠体３０、透明板４０、光ファイバー５０、シンチレータ６０、遮光部７０及びレンズ系８０を備える。
【００１５】
固体撮像素子２０は、基板１０上に載置固定されており、不図示のボンディングワイヤやＢＧＡ等を介して基板１０上のランドに電気的に接続されている。固体撮像素子２０は、可視光撮像用の一般的な固体撮像素子と同様の構成であり、撮像面２０ａに沿って複数の画素が二次元マトリクス状に配列された撮像領域２１を有する。撮像領域２１は、光電変換部を遮光されていない画素が配列された有効画素領域２２と、光電変換部を遮光された画素が配列された光学的黒画素領域２３とを有する。
【００１６】
固体撮像素子２０は、有効画素領域２２の一部が第１領域２１ａとして用いられ、有効画素領域２２の他の一部が第２領域２１ｂとして用いられる。第１領域２１ａは、第１光学系Ａを介して光を入射される領域であり、可視光の撮像に用いられる可視光撮像領域を構成する。すなわち、第１光学系Ａを介して第１領域２１ａに入射する光は可視光を含み、固体撮像素子２０が受光感度を有する非可視光を含まない、又は、可視光に比べて無視できる程度に微弱な非可視光しか含まない。第２領域２１ｂは、第２光学系Ｂを介して光入射される領域であり、非可視光の撮像に用いられる非可視光撮像領域である。すなわち、第２光学系Ｂを通して第２領域２１ｂに入射する光は特定波長域の非可視光を含み、可視光を含まない、又は、特定波長域の非可視光に比べて無視できる程度に微弱な可視光しか含まない。
【００１７】
すなわち、固体撮像素子２０は、第１光学系Ａと第１領域２１ａの画素を用いて行う可視光の撮像と、第２光学系Ｂと第２領域２１ｂの画素を用いて行う非可視光の撮影と、の双方を実行可能に構成されている。以下では第２領域２１ｂが撮像する特定波長域の非可視光として所定の波長範囲の紫外線を例に取り説明を行うが、特定波長域の非可視光は赤外線、Ｘ線、γ線等であってもよい。なお、外光とは、第１光学系Ａや第２光学系Ｂの外から入射する光を指す。
【００１８】
第１光学系Ａは、外光に含まれる可視光成分に応じた光を固体撮像素子２０の第１領域２１ａへ入射する部材により構成される。本実施形態においては、第１光学系Ａは、枠体３０、レンズ系８０及び透明板４０により構成される。
【００１９】
枠体３０は、固体撮像素子２０を囲うように基板１０上に形成され、薄板状の固体撮像素子２０よりも背高に形成されている。枠体３０の上部には、固体撮像素子２０の上面から離間して固体撮像素子２０の上方を覆うように透明板４０が固定されている。すなわち、固体撮像素子２０は、基板１０、枠体３０及び透明板４０によって閉塞された閉塞空間Ｓ１内に配設されている。
【００２０】
透明板４０は、透明ガラス板や透明樹脂板により構成され、固体撮像素子２０に対向する側面が基板１０の表面と略平行となるように配設されている。透明板４０と固体撮像素子２０の間の閉塞空間Ｓ１は、中空状態としてもよいし、透明樹脂等の充填により中実状態としてもよい。透明板４０は、所定の波長範囲内の紫外線や赤外線等の不要光を反射する被膜等を設けることにより不要光をカットする不要光カットフィルタとして機能する。
【００２１】
レンズ系８０は、透明板４０より上方の光源寄りの位置に配設されている。レンズ系８０は、外光を集光して透明板４０を通して固体撮像素子２０の撮像面２０ａへ照射する。すなわち、固体撮像素子２０の撮像面２０ａには、透明板４０の不要光カットフィルタ機能によって、特定波長域の非可視光としての紫外線をカットされた外光が照射される。
【００２２】
第２光学系Ｂは、外光に含まれる特定波長域の非可視光（本実施形態では、紫外線）に応じた光を固体撮像素子２０の第２領域２１ｂへ入射する部材により構成される。本実施形態においては、第２光学系Ｂは、遮光部７０、光ファイバー５０及びシンチレータ６０により構成される。
【００２３】
遮光部７０は、第１光学系Ａを介して撮像領域２１へ入射する光から第２領域２１ｂを固体撮像素子２０の上方空間において遮蔽する部材である。遮光部７０は、第２領域２１ｂ全体を覆蓋して遮光しており、図１においては、固体撮像素子２０の撮像面２０ａから上方へ延びて第１領域２１ａと第２領域２１ｂの間を仕切る区画壁７１と、区画壁７１の上端から第２領域２１ｂ側へ撮像面２０ａと略平行に延びて第１光学系Ａを介して撮像領域２１へ入射する光を遮蔽する区画壁７２とを示してある。なお、遮光部７０は、必要に応じて区画壁７１，７２と枠体３０の内側面とを接続し、枠体３０と連結した遮光部７０によって第２領域２１ｂを覆蓋する構造としてもよい。なお、遮光部７０のみならず、基板１０及び枠体３０も不透明である。
【００２４】
このように、第２領域２１ｂは、遮光部７０及び基板１０、そして必要に応じて枠体３０の一部が一体となって閉塞する遮光空間Ｓ２内に位置する。従って、上述した第１光学系Ａを介して第１領域２１ａに入射する光、すなわち、可視光を含む光は、第２領域２１ｂには入射しない構成になっている。
【００２５】
一方、第２光学系Ｂを構成する光ファイバー５０は、第２領域２１ｂの上に形成される遮光空間Ｓ２内に、外光に応じた光を入射する。第２領域２１ｂの画素の光電変換部は、第２光学系Ｂに入射する外光に応じた光を受光し、この受光量に応じた電荷を生成する。光ファイバー５０としては、特定波長域の非可視光を伝送可能なホローコア光ファイバーを用いてもよい。
【００２６】
光ファイバー５０は、入射開口５１が閉塞空間Ｓ１の外に位置し、出射開口５２が遮光空間Ｓ２内に位置しており、閉塞空間Ｓ１の側壁及び遮光空間Ｓ２の側壁を貫通して設けられている。図１に示す例では、光ファイバー５０は閉塞空間Ｓ１の側壁及び遮光空間Ｓ２の側壁を構成する枠体３０を貫通して設けられている。
【００２７】
光ファイバー５０は、特定波長域の光（電磁波）の入射開口５１からの入射を防止する波長選択フィルタ５６が設けられている。波長選択フィルタ５６は、固体撮像素子２０の第２領域２１ｂを介して検知したい波長のバンドパスフィルタ、又は、不要光としての可視光のカットフィルタとして機能する。すなわち、光ファイバー５０は、入射開口５１に入射する外光に含まれる特定波長域の非可視光を選択的に伝送して出射開口５２から出射する。
【００２８】
なお、波長選択フィルタ５６としては、特定波長域の非可視光を透過するプラズモンフィルタを設けてもよい。プラズモンフィルタは、プラズモン共鳴を行う構造体により構成される。プラズモン共鳴を行う構造体は、例えば、紫外線波長域にプラズマ周波数を有する導体素材（具体的には銀やアルミニウム、金などが好適である）からなる薄膜に微細加工を施したサブ波長構造体である。プラズモン共鳴体の基本構造はホールアレイ構造であり、検出波長よりも小さい径を有するホール（貫通穴または非貫通穴）が２次元配列状に配置された構造であって、ホールには誘電体素材が充填されている。また、ホールの配置は、ハニカムまたは直交行列に配置するのが好適であり、また、その他の配列でも周期性がある構造であれば適用することができる。
【００２９】
図２は、光ファイバー５０の断面構造を説明する図である。同図に示すように、光ファイバー５０は円筒形状であり、円筒の中心部から周縁部に向けて、コア部５３、クラッド部５４及び被覆部５５を順に略同心円状に配設した構造となっている。被覆部５５は、可視光及び特定波長域の非可視光としての紫外線を透過しない不透光部材である。コア部５３及びクラッド部５４から成る導光構造体の周囲を不透明部材の被覆部５５によって覆うことで、入射開口５１以外の部位から入射する迷光が光ファイバー５０内を伝達することを防止できる。
【００３０】
なお、光ファイバー５０としては、特定波長域の透過率が高い特定光源用光ファイバーや、特定波長域の非可視光を損傷なく伝送可能なホローコア光ファイバーを用いてもよい。
【００３１】
光ファイバー５０は、下記（１）式で表されるＶナンバー（規格化周波数）が、２．４０５未満である。下記（１）式において、λは検出したい光の波長、ａはコア部５３の直径、ＮＡは光ファイバー５０の開口数、ｎ１はコア部５３の屈折率、ｎ２はクラッド部５４の屈折率、を表す。
【００３２】
【数１】
2019145532.tif 000003
【００３３】
シンチレータ６０は、閉塞空間Ｓ１内において、第２領域２１ｂの撮像面の近傍に配設される。シンチレータ６０は、光ファイバー５０の出射開口５２と固体撮像素子２０の撮像面の第２領域２１ｂとの間に配設される。例えば、シンチレータ６０は、第２領域２１ｂの撮像面の面直上に敷設され、光ファイバー５０は、出射開口５２から出射する光が固体撮像素子２０の撮像面に略垂直に入射するように配設される。これにより、光ファイバー５０の出射開口５２から出射される紫外線によってシンチレータ６０内に励起されるシンチレーション光（可視光）が、第２領域２１ｂへ入射することになる。
【００３４】
以上説明した固体撮像素子２０において撮像領域２１に入射した電気信号に変換する構成は従来の固体撮像素子と同様であり、以下にその一例を説明する。
【００３５】
図３は、撮像装置１００の電気的構成を示すブロック図である。本実施形態では、撮像装置として、Ｘ−Ｙアドレス型固体撮像装置の一種であるＣＭＯＳイメージセンサを例にとり説明を行う。以下、図３を参照しつつＣＭＯＳイメージセンサとしての撮像装置の具体的な一例について説明する。
【００３６】
図３において、撮像装置１００は、画素部１２１、垂直駆動部１２２、アナログ／デジタル変換部１２３（ＡＤ変換部１２３）、参照信号生成部１２４、水平駆動部１２５、通信・タイミング制御部１２６及び信号処理部１２７を備えている。
【００３７】
画素部１２１には、光電変換部としてのフォトダイオードを含む複数の画素ＰＸが二次元配列されている。画素部１２１の受光面側には、各画素に対応してフィルタの色を区分された色フィルタアレイが設けられる。なお、画素ＰＸの具体的な回路構成については後述する。
【００３８】
画素部１２１には、ｎ本の画素駆動線ＨＳＬｎ（ｎ＝１，２，・・・）とｍ本の垂直信号線ＶＳＬｍ（ｍ＝１，２，・・・）が配線されている。画素駆動線ＨＳＬｎは、長さ方向が図の左右方向（画素行の画素配列方向／水平方向）に沿うように配線され、図の上下方向に等間隔で配置されている。垂直信号線ＶＳＬｍは、長さ方向が図の上下方向（画素列の画素配列方向／垂直方向）に沿うように配線され、図の左右方向に等間隔で配置されている。
【００３９】
画素駆動線ＨＳＬｎの一端は、垂直駆動部１２２の各行に対応した出力端子に接続されている。垂直信号線ＶＳＬｍは各列の画素ＰＸに接続されており、その一端は、ＡＤ変換部１２３に接続されている。垂直駆動部１２２や水平駆動部１２５は、通信・タイミング制御部１２６の制御の下、画素部１２１を構成する各画素ＰＸからアナログ信号を順次に読み出す制御を行う。なお、各画素ＰＸに対する画素駆動線ＨＳＬｎと垂直信号線ＶＳＬｍの具体的な接続については、画素ＰＸの説明とともに後述する。
【００４０】
通信・タイミング制御部１２６は、例えば、タイミングジェネレータと通信インターフェースとを備える。タイミングジェネレータは、外部から入力されるクロック（マスタークロック）に基づいて、各種のクロック信号を生成する。通信インターフェースは、撮像装置１００の外部から与えられる動作モードを指令するデータなどを受け取り、撮像装置１００の内部情報を含むデータを外部へ出力する。
【００４１】
通信・タイミング制御部１２６は、マスタークロックに基づいて、マスタークロックと同じ周波数のクロック、それを２分周したクロック、より分周した低速のクロック、等を生成し、デバイス内の各部（垂直駆動部１２２、水平駆動部１２５、ＡＤ変換部１２３、参照信号生成部１２４、信号処理部１２７、等）に供給する。
【００４２】
垂直駆動部１２２は、例えば、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成されている。垂直駆動部１２２は、外部から入力される映像信号をデコードした信号に基づいて、行アドレスを制御するための垂直アドレス設定部や行走査を制御するための行走査制御部を備えている。
【００４３】
垂直駆動部１２２は、読み出し走査と掃き出し走査が可能である。
読み出し走査とは、信号を読み出す単位画素を順に選択する走査である。読み出し走査は、基本的には行単位で順に行われるが、所定の位置関係にある複数画素の出力を加算もしくは加算平均することにより画素の間引きを行う場合は、所定の順番により行われる。
【００４４】
掃き出し走査とは、読み出し走査にて読み出しを行う行又は画素組み合わせに対し、この読み出し走査よりもシャッタースピードの時間分だけ先行して、読み出しを行う行又は画素組み合わせに属する単位画素をリセットさせる走査である。
【００４５】
水平駆動部１２５は、通信・タイミング制御部１２６の出力するクロックに同期してＡＤ変換部１２３を構成する各ＡＤＣ回路を順番に選択する。ＡＤ変換部１２３は、垂直信号線ＶＳＬｍごとに設けられたＡＤＣ回路（ｍ＝１，２，・・・）を備え、各垂直信号線ＶＳＬｍから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、水平駆動部１２５の制御に従って水平信号線Ｌｔｒｆに出力する。
【００４６】
水平駆動部１２５は、例えば、水平アドレス設定部や水平走査部を備えており、水平アドレス設定部が規定した水平方向の読み出し列に対応するＡＤ変換部１２３の個々のＡＤＣ回路を選択することにより、選択されたＡＤＣ回路において生成されたデジタル信号を水平信号線Ｌｔｒｆに導く。
【００４７】
このようにしてＡＤ変換部１２３から出力されたデジタル信号は、水平信号線Ｌｔｒｆを介して信号処理部１２７へ入力される。信号処理部１２７は、画素部１２１からＡＤ変換部１２３を経由して出力される信号を、演算処理にて、色フィルタアレイの色配列に対応した画像信号に変換する処理を行う。
【００４８】
また、信号処理部１２７は、必要に応じて、水平方向や垂直方向の画素信号を加算や加算平均等により間引く処理を行う。このようにして生成された画像信号は、撮像装置１００の外部に出力される。
【００４９】
参照信号生成部１２４は、ＤＡＣ（Ｄｉｇｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を備えており、通信・タイミング制御部１２６から供給されるカウントクロックに同期して、参照信号Ｖｒａｍｐを生成する。参照信号Ｖｒａｍｐは、通信・タイミング制御部１２６から供給される初期値から階段状に時間変化する鋸歯状波（ランプ波形）である。この参照信号Ｖｒａｍｐは、ＡＤ変換部１２３の個々のＡＤＣ回路に供給される。
【００５０】
ＡＤ変換部１２３は、複数のＡＤＣ回路を備えている。ＡＤＣ回路は、各画素ＰＸから出力されるアナログ電圧をＡＤ変換するにあたり、所定のＡＤ変換期間に参照信号Ｖｒａｍｐと垂直信号線ＶＳＬｍの電圧とを比較器にて比較し、参照信号Ｖｒａｍｐと垂直信号線ＶＳＬｍの電圧の電圧（画素電圧）との大小関係が反転する前後いずれかの時間をカウンタにてカウントする。これにより、アナログの画素電圧に応じたデジタル信号を生成することができる。なお、ＡＤ変換部１２３の具体例については後述する。
【００５１】
図４は、画素ＰＸの回路構成を説明する図である。
【００５２】
同図には一般的な４トランジスタ方式の構成の画素の等価回路を示してある。同図に示す画素ＰＸは、フォトダイオードＰＤと、４つのトランジスタ（転送トランジスタＴＧ、リセットトランジスタＲＳＴ、増幅トランジスタＡＭＰ、選択トランジスタＳＥＬ）を備えている。
【００５３】
フォトダイオードＰＤは、受光した光量に応じた電流を光電変換によって発生させる。フォトダイオードＰＤのアノードはグランドに接続され、そのカソードは転送トランジスタＴＧのドレインに接続される。
【００５４】
画素ＰＸには、垂直駆動部１２２のリセット信号生成回路や各種ドライバから、信号線Ｌｔｒｇ，Ｌｒｓｔ，Ｌｓｅｌを介して、各種の制御信号が入力される。
【００５５】
転送トランジスタＴＧのゲートには、転送ゲート信号を伝送するための信号線Ｌｔｒｇが接続される。転送トランジスタＴＧのソースは、リセットトランジスタＲＳＴのソースと、増幅トランジスタＡＭＰのゲートとの接続点に対して接続される。この接続点は信号電荷を蓄積する容量であるフローティングディフュージョンＦＤを構成する。
【００５６】
転送トランジスタＴＧは、ゲートに信号線Ｌｔｒｇを通じて転送信号が入力されるとオンし、フォトダイオードＰＤの光電変換によって蓄積された信号電荷（ここでは、光電子）をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。
【００５７】
リセットトランジスタＲＳＴのゲートには、リセット信号を伝送するための信号線Ｌｒｓｔが接続され、ドレインに定電圧源ＶＤＤが接続される。リセットトランジスタＲＳＴは、信号線Ｌｒｓｔを通じてゲートにリセット信号が入力されるとオンし、フローティングディフュージョンＦＤを定電圧源ＶＤＤの電圧にリセットする。一方、信号線Ｌｒｓｔを通じてゲートにリセット信号が入力されていない場合は、リセットトランジスタＲＳＴはオフし、フローティングディフュージョンＦＤと定電圧源ＶＤＤとの間に所定のポテンシャル障壁を形成する。
【００５８】
増幅トランジスタＡＭＰは、ゲートをフローティングディフュージョンＦＤに接続され、ドレインを定電圧源ＶＤＤに接続され、ソースを選択トランジスタＳＥＬのドレインに接続されている。
【００５９】
選択トランジスタＳＥＬは、ゲートに選択信号の信号線Ｌｓｅｌが接続され、ソースが垂直信号線ＶＳＬｍに接続される。選択トランジスタＳＥＬは、信号線Ｌｓｅｌを通じてゲートに制御信号（アドレス信号またはセレクト信号）を入力されるとオンし、信号線Ｌｓｅｌを通じてゲートにこの制御信号を入力されていない場合はオフする。
【００６０】
選択トランジスタＳＥＬがオンすると、増幅トランジスタＡＭＰは、フローティングディフュージョンＦＤの電圧を増幅して垂直信号線ＶＳＬｍに出力する。垂直信号線ＶＳＬｍを通じて各画素ＰＸから出力された電圧は、ＡＤ変換部１２３に入力される。
【００６１】
なお、画素ＰＸの回路構成は、図４に示した構成のみならず、３トランジスタ方式の構成や、他の４トランジスタ方式の構成等、公知の種々の構成を採用可能である。例えば、他の４トランジスタ方式の構成としては、増幅トランジスタＡＭＰと定電圧源ＶＤＤとの間に選択トランジスタＳＥＬを配置した構成が挙げられる。
【００６２】
図５は、ＡＤ変換部１２３の構成を示す図である。同図に示すように、ＡＤ変換部１２３を構成する各ＡＤＣ回路は、垂直信号線ＶＳＬｍ毎に設けられた比較器１２３ａやカウンタ１２３ｂと、ラッチ１２３ｃを備えている。
【００６３】
比較器１２３ａは、２つの入力端子Ｔ１，Ｔ２と１つの出力端子Ｔ３を備えている。一方の入力端子Ｔ１は、参照信号生成部１２４から参照信号Ｖｒａｍｐを入力され、他方の入力端子Ｔ２は、画素ＰＸから垂直信号線ＶＳＬｍを通して出力されるアナログの画素信号（以下、画素信号Ｖｖｓｌと記載する。）を入力されている。
【００６４】
比較器１２３ａは、これら参照信号Ｖｒａｍｐと画素信号Ｖｖｓｌを比較する。比較器１２３ａは、参照信号Ｖｒａｍｐと画素信号Ｖｖｓｌとの大小関係に応じてハイレベルもしくはローレベルの信号を出力するようになっており、参照信号Ｖｒａｍｐと画素信号Ｖｖｓｌの大小関係が入れ替わると、出力端子Ｔ３の出力が、ハイレベルとローレベルの間で反転する。
【００６５】
カウンタ１２３ｂは、通信・タイミング制御部１２６からクロックを供給されており、当該クロックを利用してＡＤ変換の開始から終了までの時間をカウントしている。ＡＤ変換の開始と終了のタイミングは、通信・タイミング制御部１２６の出力する制御信号（例えば、クロック信号ＣＬＫの入力有無等）と比較器１２３ａの出力反転とに基づいて特定する。
【００６６】
また、カウンタ１２３ｂは、いわゆる相関２重サンプリング（ＣＤＳ）により、画素信号をＡＤ変換する。具体的には、カウンタ１２３ｂは、通信・タイミング制御部１２６の制御に従い、垂直信号線ＶＳＬｍからリセット成分に相当するアナログ信号が出力されている間はダウンカウントを行う。そして、このダウンカウントにより得られたカウント値を初期値とし、垂直信号線ＶＳＬｍから画素信号に相当するアナログ信号が出力されている間にアップカウントを行う。
【００６７】
このようにして生成されるカウント値は、信号成分とリセット成分の差分に相当するデジタル値となる。すなわち、垂直信号線ＶＳＬｍを通して画素ＰＸからＡＤ変換部１２３へ入力されたアナログの画素信号に相当するデジタル値をリセット成分によって較正した値となる。
【００６８】
カウンタ１２３ｂが生成したデジタル値はラッチ１２３ｃに記憶され、水平走査部の制御に従って順次にラッチ１２３ｃから出力され、水平信号線Ｌｔｒｆを介して信号処理部１２７へ出力される。
【００６９】
図６は、上述した撮像装置１００を備える電子機器１５０の一例を説明する図である。
【００７０】
なお、電子機器１５０は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯電話機などの携帯端末装置など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像素子を用いる電子機器全般を指す。むろん、画像取込部に固体撮像素子を用いる電子機器には、画像読取部に固体撮像素子を用いる複写機も含まれる。また、撮像装置は、上述した電子機器に搭載するために固体撮像素子を含めてモジュール化されていてもよい。
【００７１】
図６において、電子機器１５０は、レンズ群を含む光学系１６１、固体撮像素子１６２、固体撮像素子１６２の出力信号を処理する信号処理回路としてのＤＳＰ１６３（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、フレームメモリ１６４、表示装置１６５、記録装置１６６、操作系１６７、電源系１６８及び制御部１６９を備えている。なお、固体撮像素子１６２は固体撮像素子２０に対応し、光学系１６１は第１光学系Ａ及び第２光学系Ｂに対応する。
【００７２】
ＤＳＰ１６３、フレームメモリ１６４、表示装置１６５、記録装置１６６、操作系１６７、電源系１６８及び制御部１６９は、通信バスを介して、互いにデータや信号を送受信できるように接続されている。
【００７３】
光学系１６１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像素子１６２の撮像面上に結像する。固体撮像素子１６２は、光学系１６１によって撮像面上に結像された入射光の受光量に応じた電気信号を画素単位で生成し、画素信号として出力する。この画素信号はＤＳＰ１６３に入力され、適宜に各種の画像処理を行った後、フレームメモリ１６４に記憶されたり、記録装置１６６の記録媒体に記録されたり、表示装置１６５に出力されたりする。
【００７４】
表示装置１６５は、液晶表示装置や有機ＥＬ(ｅｌｅｃｔｒｏ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ)表示装置等のパネル型表示装置からなり、固体撮像素子１６２によって撮像された動画や静止画、その他の情報を表示する。記録装置１６６は、固体撮像素子１６２によって撮像された動画や静止画を、ＤＶＤ(Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ)やＨＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ）、半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【００７５】
操作系１６７は、ユーザから各種の操作を受け付けるものであり、ユーザの操作に応じた操作命令を、通信バスを介して各部１６３，１６４，１６５，１６６，１６８，１６９へ送信する。電源系１６８は、駆動電源となる各種の電源電圧を生成して供給対象（各部１６２，１６３，１６４，１６５，１６６，１６７，１６９）へ適宜に供給する。
【００７６】
制御部１６９は、演算処理を行うＣＰＵや電子機器１５０の制御プログラムを記憶するＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭ、等を備えている。制御部１６９は、ＲＡＭをワークエアリアとして利用しつつＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、通信バスを介して各部１６３，１６４，１６５，１６６，１６７，１６８を制御する。また、制御部１６９は、不図示のタイミングジェネレータを制御して各種のタイミング信号を生成させ、各部へ供給する制御を行ったりする。
【００７７】
以上説明した電子機器１５０によれば、例えば、図７に示すような表示が可能である。同図は、電子機器１５０としての携帯通信機器の表示用インターフェースに表示する項目の一例を示す図であり、表示用インターフェースに、例えば、特定波長域の非可視光としての紫外線の強度、当該紫外線の強度に基づく安全性を示す基準（Ｇｏｏｄ／Ｎｏｒｍａｌ／Ｃａｕｔｉｏｎ、等）、当該紫外線の下での活動限界時間（又は、逆に紫外線を浴びるべき時間）等のように、紫外線の受光量に基づく各種情報を表示してある。これにより、電子機器１５０の使用者は、電子機器１５０による実測結果に基づく外光に含まれる紫外線に関する情報を得ることができる。
【００７８】
（Ｂ）第２の実施形態：
図８は、本実施形態に係る撮像装置２００の概略構成を説明する図である。
【００７９】
撮像装置２００は、第２領域２１ｂへ特定波長域の非可視光としての紫外線を伝送する光ファイバーを複数本備える点で上述した撮像装置１００と相違するが、その他の構成は撮像装置１００と共通するため、光ファイバー以外の構成については詳細な説明を省略し、撮像装置１００と同じ符号を用いて説明する。
【００８０】
図８に示すように、撮像装置２００は、複数の光ファイバー５０ａ〜５０ｄを備える。光ファイバー５０ａ〜５０ｄは、いずれも第２領域２１ｂの上に形成される遮光空間Ｓ２内に外光に応じた光を入射するが、第２領域２１ｂの互いに異なる領域（画素）に外光に応じた光を入射する。
【００８１】
光ファイバー５０ａ〜５０ｄは、互いに異なる種類（周波数）の紫外線を伝送可能であり、上述した（１）式で表されるＶナンバー（規格化周波数）が、２．４０５未満で互いに異なっている。なお、光ファイバー５０ａ〜５０ｄとしては、伝送する紫外線の周波数が互いに異なるホローコア光ファイバーを用いてもよい。
【００８２】
上述した電子機器１５０が撮像装置２００を備える場合、例えば、図９に示すような表示が可能である。同図は、電子機器１５０としての携帯通信機器の表示用インターフェースに表示する項目の一例を示す図であり、表示用インターフェースには、例えば、紫外線の種類（ＵＶ−Ｃ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ａ、等）毎の紫外線の強度、各種類の紫外線の強度に基づく安全性を示す指標（Ｇｏｏｄ／Ｎｏｒｍａｌ／Ｃａｕｔｉｏｎ、等）、これら紫外線の下での活動限界時間（又は、逆に紫外線を浴びるべき時間）等のように、紫外線の受光量に基づく各種情報を表示してある。これにより、電子機器１５０の使用者は、電子機器１５０による実測結果に基づく外光に含まれる紫外線に関する情報を、紫外線の波長域毎に得ることができる。
【００８３】
（Ｃ）第３の実施形態：
図１０は、本実施形態に係る撮像装置３００の概略構成を説明する図である。
【００８４】
撮像装置３００は、基板３１０、固体撮像素子３２０、枠体３３０、透明板３４０、シンチレーションファイバー３５０、遮光部３７０、及び、レンズ系３８０備える。
【００８５】
なお、本実施形態に係る撮像装置３００は、光ファイバー５０及びシンチレータ６０を設けず、代わりにシンチレーションファイバー３５０を設ける点を除くと、第１の実施形態に係る撮像装置１００と同様の構成である。そこで、以下では、撮像装置１００と同様の構成（基板３１０、固体撮像素子３２０、枠体３３０、透明板３４０、遮光部３７０、レンズ系３８０等）には対応する符号（撮像装置１００の構成の符号の先頭に３を付した符号）を付して詳細な説明を省略する。
【００８６】
第１光学系３Ａは、外光を固体撮像素子３２０の第１領域３２１ａへ入射するように導光する部材により構成され、本実施形態では、枠体３３０、レンズ系３８０及び透明板３４０により構成される。
【００８７】
第２光学系３Ｂは、外光を固体撮像素子３２０の第２領域３２１ｂへ入射するよう導光する部材により構成され、本実施形態では、遮光部３７０、シンチレーションファイバー３５０により構成される。
【００８８】
一方、第２光学系３Ｂを構成するシンチレーションファイバー３５０は、第２領域３２１ｂの上に形成される遮光空間３Ｓ２内に、第１光学系３Ａへ入射する外光とは別の外光に応じた光を入射させる。これにより、第２領域３２１ｂの画素の光電変換部は、第２光学系３Ｂに入射する外光に応じた光を受光し、この受光量に応じた電荷を生成する。
【００８９】
シンチレーションファイバー３５０は、入射開口３５１が閉塞空間３Ｓ１の外に位置し、出射開口３５２が遮光空間３Ｓ２内に位置しており、閉塞空間３Ｓ１の側壁及び遮光空間３Ｓ２の側壁を貫通して設けられている。図１０に示す例では、シンチレーションファイバー３５０は閉塞空間３Ｓ１及び遮光空間３Ｓ２の側壁を構成する枠体３３０を貫通して設けられている。
【００９０】
シンチレーションファイバー３５０の入射開口３５１には、特定波長域の光（電磁波）の入射開口３５１からの入射を防止する波長選択フィルタ３５６が設けられている。波長選択フィルタ３５６は、固体撮像素子３２０の第２領域３２１ｂを介して検知したい波長のバンドパスフィルタ、又は、不要光としての可視光のカットフィルタとして機能する。波長選択フィルタ３５６としては、特定波長域の非可視光を透過するプラズモンフィルタを設けてもよい。すなわち、シンチレーションファイバー３５０は、入射開口３５１に入射する外光に含まれる特定波長域の非可視光を選択的に入射され、この特定波長域の非可視光に応じたシンチレーション光を出射開口５２から出射する。これにより、シンチレーションファイバー３５０には、外光の特定波長域の非可視光（本実施形態では紫外線）が選択的に入射される。従って、シンチレーションファイバー３５０は、入射開口３５１に入射する外光に含まれる紫外線の量に応じて発生するシンチレーション光を伝送して出射開口３５２から出射する。このようにして検知したシンチレーション光の強度を紫外線の強度として検知し、第１の実施形態や第２の実施形態と同様に、紫外線の受光量に基づく各種情報を表示することができる。
【００９１】
（Ｄ）第４の実施形態：
図１１は、本実施形態に係る撮像装置４００の概略構成を説明する図である。
【００９２】
撮像装置４００は、基板４１０、固体撮像素子４２０、枠体４３０、透明板４４０、シンチレータ４６０、遮光部４７０、及び、レンズ系４８０備える。
【００９３】
なお、本実施形態に係る撮像装置４００は、光ファイバー５０を設けず、透明板４４０と遮光部４７０の構造が異なる点を除くと、第１の実施形態に係る撮像装置１００と同様の構成である。そこで、以下では、撮像装置１００と同様の構成（基板４１０、固体撮像素子４２０、枠体４３０、レンズ系４８０等）には対応する符号（撮像装置１００の構成の符号の先頭に４を付した符号）を付して詳細な説明を省略する。
【００９４】
本実施形態において、第１光学系４Ａは、レンズ系４８０を通して入射する外光に含まれる可視光成分に応じた光を固体撮像素子４２０の第１領域４２１ａへ入射するように部材により構成され、本実施形態では、枠体４３０、レンズ系４８０及び透明板４４０により構成される。
【００９５】
一方、第２光学系４Ｂは、レンズ系４８０を通して入射する外光の特定波長域の非可視光成分（本実施形態では紫外線成分）を固体撮像素子４２０の第２領域４２１ｂへ入射するよう導光する部材により構成され、本実施形態では、透明板４４０、遮光部４７０及びシンチレータ４６０により構成される。
【００９６】
透明板４４０は、枠体４３０の上部に固体撮像素子４２０の上方を覆うように固定される点は第１の実施形態と同様であるが、固体撮像素子４２０の第１領域４２１ａを覆うものの、第２領域４２１ｂの上方は覆わない構造である点で相違する。
【００９７】
遮光部４７０は、固体撮像素子４２０と透明板４４０の間の空間で第１領域４２１ａと第２領域４２１ｂの間を仕切る点は第１の実施形態と同様であるが、本実施形態では、固体撮像素子４２０の上面から透明板４４０の下面に達する区画壁４７１として形成される。なお、遮光部４７０も、必要に応じて枠体４３０の内側面に区画壁４７１を接続させる形状としてもよい。
【００９８】
このように、本実施形態において第２領域４２１ｂは、遮光部４７０及び基板４１０、そして必要に応じて枠体４３０の一部が一体となって周囲を囲う囲繞空間４Ｓ２の底部に配設された固体撮像素子４２０の撮像領域４２１として構成される。
【００９９】
囲繞空間４Ｓ１の上方開口は、透明板４４０の上面とレンズ系４８０との間の空間に繋がっており、透明板４４０を通過した光は囲繞空間４Ｓ２へ侵入しないが、透明板４４０の上面で反射した光は囲繞空間４Ｓ２へ侵入可能に構成されている。また、囲繞空間４Ｓ２の上方開口は、レンズ系４８０を通過して固体撮像素子４２０へ照射される光のイメージサークル外に位置するように設ける。従って、レンズ系４８０を通過する光は第２領域４２１ｂへは直接入射しない。
【０１００】
透明板４４０は、固体撮像素子４２０に対向する側面が基板４１０の表面と略平行となるように配設されている。透明板４４０と固体撮像素子４２０の間の閉塞空間４Ｓ１は、中空状態としてもよいし、透明樹脂等の充填により中実状態としてもよい。透明板４４０は、所定の波長範囲内の紫外線や赤外線等の不要光を反射する被膜等を設けることにより不要光をカットする不要光カットフィルタとして機能する。
【０１０１】
レンズ系４８０は、透明板４４０より上方の光源寄りの位置に配設されている。レンズ系４８０は、外光を集光して透明板４４０を通して固体撮像素子４２０の撮像面４２０ａへ照射する。すなわち、固体撮像素子４２０の撮像面４２０ａには、透明板４４０の不要光カットフィルタ機能によって紫外線をカットされた外光が照射される。なお、囲繞空間４Ｓ２は、レンズ系４８０を通過して撮像装置４００へ入射する光以外の外光が入射しないように閉塞されている。
【０１０２】
透明板４４０の表面で反射された紫外線は、反射等により囲繞空間４Ｓ１へ入射し、第２領域４２１ｂの上に配設されたシンチレータ４６０に入射する。シンチレータ４６０の上には、特定波長域の光（電磁波）の入射を防止する波長選択フィルタ４６１が設けられている。波長選択フィルタ４６１は、固体撮像素子４２０の第２領域４２１ｂを介して検知したい波長のバンドパスフィルタ、又は、不要光としての可視光のカットフィルタとして機能する。波長選択フィルタ３５６としては、特定波長域の非可視光を透過するプラズモンフィルタを設けてもよい。すなわち、シンチレータ４６０は、入射する光に含まれる特定波長域の非可視光が選択的に入射される。シンチレータ４６０は、入射した紫外線に応じた量のシンチレーション光を発生し、このシンチレーション光が第２領域４２１ｂを構成する画素に受光される。このようにして第２領域４２１ｂによって検知されたシンチレーション光の強度を紫外線の強度として検知し、上述した第１の実施形態や第２の実施形態と同様に、紫外線の受光量に基づく各種情報を表示することができる。
【０１０３】
（Ｅ）第５の実施形態：
図１２は、本実施形態に係る撮像装置５００の概略構成を説明する図である。
【０１０４】
撮像装置５００は、基板５１０、固体撮像素子５２０、ピンホールを有する遮光部５７０、シンチレーションファイバー５５０、及び、光ファイバー５５５を備える。
【０１０５】
固体撮像素子５２０は、基板５１０上に載置固定されており、不図示のワイヤボンディングやＢＧＡ等を介して基板５１０上のランドと電気的に接続されている。固体撮像素子５２０は、第１の実施形態に係る固体撮像素子２０と同様に、有効画素領域と光学的黒画素領域とで構成された撮像領域を有する。
【０１０６】
遮光部５７０は、非可視光を遮蔽する材料で形成されており、例えば、非可視光がＸ線やγ線の場合は鉛やタングステンにより形成される。遮光部５７０は、シンチレーションファイバーが挿通された貫通孔５７１を除いて、基板５１０上の固体撮像素子５２０全体を覆うように形成されており、外部の非可視光から固体撮像素子５２０を遮蔽している。以下、基板５１０の上を遮光部５７０が略閉塞した空間を遮蔽空間５Ｓ１と記載する。
【０１０７】
遮光部５７０は、外面にピンホール状の凹部５７２が設けられており、凹部５７２の穴内から直線状に遮蔽空間５Ｓ１まで貫通した複数の貫通孔５７１ａ〜５７１ｅが、凹部５７２を中心とする放射状に設けられている。なお、図１２に示す貫通孔５７１は概念的に示したものであり、その数や長さ、密度等は適宜に調整可能である。
【０１０８】
凹部５７２のピンホール径Ｄ１は、下記式（２）により設定され、例えばｆ＝５ｍｍの場合はφ０．０８ｍｍとする。凹部５７２に入射する光は、貫通孔５７１ａ〜５７１ｅの何れかの延設方向に沿って進行する光については貫通孔５７１ａ〜５７１ｅを通って遮蔽空間５Ｓ１へ入射可能であり、貫通孔５７１ａ〜５７１ｅの何れの延設方向とも異なる方向に沿って進行する光は遮光部５７０によって遮蔽されて遮蔽空間５Ｓ１へは入射することができない。
【０１０９】
【数２】
2019145532.tif 000004
【０１１０】
貫通孔５７１ａ〜５７１ｅには、直線状のシンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅがそれぞれ挿通されている。シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅの凹部５７２側の端部には、ピンホール状の凹部５７２を通って入射する非可視光が入射し、シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅの延びる方向と略一致する非可視光のみがシンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅ内をシンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅの延びる方向（貫通孔の延設方向）に沿って導光される。
【０１１１】
シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅは、その中を導光されている間に非可視光がシンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅ内の蛍光物質に衝突すると蛍光を生じる。シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅは、ファイバー内を通過する非可視光と蛍光物質との衝突確率（非可視光がシンチレーションを発生する確率）が一定以上（例えば７０％以上）になる長さを有する。
【０１１２】
例えば、サンゴバン株式会社の型番ＢＣＦ−２０のシンチレーションファイバーを用いた場合、非可視光としての５０ｋｅＶの硬Ｘ線と蛍光物質との衝突確率が７０％以上とするためには、シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅは５ｃｍ以上の長さとする。
【０１１３】
また例えば、サンゴバン株式会社の型番ＢＣＦ−２０のシンチレーションファイバーを用いた場合、非可視光としての１００ｋｅＶの硬Ｘ線又はγ線と蛍光物質との衝突確率が７０％以上とするためには、シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅは７．５ｃｍ以上の長さとする。
【０１１４】
また例えば、サンゴバン株式会社の型番ＢＣＦ−２０のシンチレーションファイバーを用いた場合、非可視光としての２００ｋｅＶのγ線と蛍光物質との衝突確率が７０％以上とするためには、シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅは１０ｃｍ以上の長さとする。
【０１１５】
シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅの遮蔽空間５Ｓ１側の端部には、それぞれ、光ファイバー５５５ａ〜５５５ｅが接続されている。光ファイバー５５５ａ〜５５５ｅは、上述した第１の実施形態における光ファイバー５０と同様の断面構造を有する。光ファイバー５５５ａ〜５５５ｅは、シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅと固体撮像素子５２０の表面付近との間を接続するように延びており、シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅから出射される光を、固体撮像素子５２０の表面まで導光する。
【０１１６】
光ファイバー５５５ａ〜５５５ｅは、撮像領域５２１の互い異なる位置に、撮像面５２０ａに沿う方向におけるシンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅの相互の位置関係を保ちつつ延びている。各光ファイバー５５５ａ〜５５５ｅによって導光された光は、互いに異なる画素（互いに異なる撮像領域）へ入射される。
【０１１７】
その結果、固体撮像素子５２０には、凹部５７２を対称中心として上下左右が反転した位置関係で外光が入射することになり、被写体から入射する非可視光を上下左右反転しつつ縮小した映像の各点に相当する光が入射することになる。このようにして固体撮像素子５２０に入射された光に応じて形成される画像は、被写体から入射する非可視光の強度分布を示す画像となり、非可視光がＸ線の場合はいわゆるレントゲン写真のような画像が撮像され、非可視光がγ線の場合はいわゆるガンマカメラと同様の画像を撮像することができる。
【０１１８】
更には、非可視光としてのＸ線やγ線を発する非可視光源５９０を設けてもよい。この場合、例えば、非可視光源５９０と凹部５７２の間に人体等の被写体を配置し、非可視光源５９０から出射される非可視光が被写体を通過して凹部５７２に入射するように構成する。被写体を透過した光のうち、その進行方向がいずれかのシンチレーションファイバーの延びる方向と一致する光が、そのシンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅ内に沿って通過中に、そのシンチレーションファイバー内でシンチレーション光を生じさせる。
【０１１９】
非可視光源５９０は、不図示の駆動装置によって様々に位置を変えるように移動可能とし、被写体を透過した非可視光が各シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅにそれぞれ入射されるような各位置に走査されるべく構成する。この走査期間中に固体撮像素子５２０が受光した光量に応じて撮像装置５００が作成する画像は、被写体のＸ線やγ線の透過画像となる。非可視光源５９０の走査範囲は、凹部５７２を対称中心として、シンチレーションファイバー５５０ａ〜５５０ｅが設けられる立体角φ１の対頂角φ２の範囲を含んで構成される。
【０１２０】
また、２つの撮像装置５００を用いることで、被写体である患者の体内の患部深度を測定することもできる。以下、２つの撮像装置を５００Ａ，５００Ｂとして説明する。図１３は、２つの撮像装置５００を用いた使用態様を説明する図である。
【０１２１】
この場合、撮像装置５００Ａと撮像装置５００Ｂを一定長だけ離間させつつ並設し、同じ１つの非可視光源５９０から照射されて被写体を透過した非可視光を、撮像装置５００Ａ，５００Ｂの双方で撮像する。
【０１２２】
非可視光源５９０の走査範囲は、撮像装置５００Ａの凹部５７２Ａを中心として撮像装置５００Ａに設けられるシンチレーションファイバーの立体角φ１Ａの対頂角φ２Ａの範囲と、撮像装置５００Ｂの凹部５７２Ｂを中心として撮像装置５００Ｂに設けられるシンチレーションファイバーの立体角φ１Ｂの対頂角φ２Ｂの範囲と、の双方を含む範囲に設定される。
【０１２３】
このとき、撮像装置５００Ａの凹部５２７Ａと撮像装置５００Ｂの凹部５２７Ｂとを結ぶ直線と、患部Ｚとの間の距離Ｄ２は、下記式（３）で表すことができる。図１４は、距離Ｄ２の算出方法を説明する図である。なお、凹部５２７Ａと凹部５２７Ｂを結ぶ直線に垂直な線を、以下では法線と呼ぶことにする。
【０１２４】
【数３】
2019145532.tif 000005
【０１２５】
前記式（３）において、Ｗは、撮像装置５００Ａの凹部５２７Ａと撮像装置５００Ｂの凹部５７２Ｂの間隔、θ１は、深度を知りたい患部Ｚを撮影した撮像装置５００Ａの画素に入光した光が通ったシンチレーションファイバーと法線とが成す角度（患部Ｚを通過して凹部５７２Ａに到達した非可視光の角度）、θ２は、深度を知りたい患部Ｚを撮影した撮像装置５００Ｂの画素に入光した光が通ったシンチレーションファイバーと法線とが成す角度（患部Ｚを通過して凹部５７２に到達した非可視光の角度）をそれぞれ表す。また、ｘは、凹部５２７Ａと凹部５２７Ｂとを結ぶ直線上において、患部Ｚを通る法線との交点Ｃと、凹部５２７Ａとの距離を表す。
【０１２６】
前記式（３）に示すように、距離Ｄ２は、距離ｘを用いることなく表すことができる。そして、前記式（３）において、距離Ｗは既知であり、角度θ１、θ２は撮影された画像から判明する値であるため、患部Ｚの深さを前記式（３）から求めることができる。以上説明したように、本実施形態に係る撮像装置５００によれば、いわゆるレントゲン写真やガンマカメラと同様の画像を、撮像することができる。また、撮像装置５００を２つ並設して撮像することにより、患部Ｚの深さを測定することも可能である。
【０１２７】
なお、本技術は上述した各実施形態に限られず、上述した各実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した各実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。また，本技術の技術的範囲は上述した実施形態に限定されず，特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【０１２８】
そして、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
【０１２９】
（１）
撮像面に複数の画素を二次元配列した固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の撮像面の上方空間において前記固体撮像素子の非可視光撮像領域を遮光する遮光部と、
外光に含まれる可視光に応じた光を前記固体撮像素子の可視光撮像領域へ入射させる第１光学系と、
外光に含まれる非可視光に応じた光を前記遮光部で覆われた非可視光撮像領域へ入射させる第２光学系と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【０１３０】
（２）
前記第２光学系は、前記外光に含まれる非可視光を前記非可視光撮像領域へ導く光ファイバーを有する、前記（１）に記載の撮像装置。
【０１３１】
（３）
前記第２光学系は、前記外光に含まれる非可視光により生じたシンチレーション光を前記非可視光撮像領域へ導くシンチレーションファイバーを有する、前記（１）に記載の撮像装置。
【０１３２】
（４）
前記第２光学系は、前記非可視光を選択的に通過させるフィルタが前記シンチレーションファイバーの入射開口に設けられている、前記（３）に記載の撮像装置。
【０１３３】
（５）
前記第１光学系は、前記外光に含まれる非可視光としての紫外線を反射するカットフィルタを有し、
前記第２光学系は、前記カットフィルタで反射した紫外線を前記非可視光撮像領域へ導くを有する、前記（１）に記載の撮像装置。
【０１３４】
（６）
前記第１光学系は、前記外光に含まれる非可視光としての赤外線を反射するカットフィルタを有し、
前記第２光学系は、前記カットフィルタで反射した赤外線を前記非可視光撮像領域へ導く導光構造を有する、前記（１）に記載の撮像装置。
【０１３５】
（７）
撮像面に複数の画素を二次元配列した固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の撮像面の上方空間において前記固体撮像素子の非可視光撮像領域を遮光する遮光部と、
外光に含まれる可視光に応じた光を前記可視光撮像領域へ入射させる第１光学系と、
外光に含まれる非可視光に応じた光を前記遮光部で覆われた非可視光撮像領域へ入射させる第２光学系と、
前記非可視光撮像領域の画素で光電変換された信号に基づく前記非可視光に関する情報を表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【符号の説明】
【０１３６】
１０…基板、２０…固体撮像素子、２０ａ…撮像面、２１…撮像領域、２１ａ…第１領域、２１ｂ…第２領域、２２…有効画素領域、２３…光学的黒画素領域、３０…枠体、４０…透明板、５０…光ファイバー、５０ａ〜５０ｄ…光ファイバー、５１…入射開口、５２…出射開口、５３…コア部、５４…クラッド部、５５…被覆部、５６…波長選択フィルタ、６０…シンチレータ、７０…遮光部、７１…区画壁、７２…区画壁、８０…レンズ系、１００…撮像装置、２００…撮像装置、３００…撮像装置、３１０…基板、３２０…固体撮像素子、３２１ａ…第１領域、３２１ｂ…第２領域、３３０…枠体、３４０…透明板、３５０…シンチレーションファイバー、３５１…入射開口、３５２…出射開口、３７０…遮光部、３８０…レンズ系、４００…撮像装置、４１０…基板、４２０…固体撮像素子、４２０ａ…撮像面、４２１…撮像領域、４２１ａ…第１領域、４２１ｂ…第２領域、４３０…枠体、４４０…透明板、４６０…シンチレータ、４７０…遮光部、４７１…区画壁、４８０…レンズ系、５００…撮像装置、５１０…基板、５２０…固体撮像素子、５２１…撮像領域、５２２…有効画素領域、５２３…光学的黒画素領域、５５０，５５０ａ〜５５０ｅ…シンチレーションファイバー、５５５，５５５ａ〜５５５ｅ…光ファイバー、５７０…遮光部、５７１，５７１ａ〜５７１ｅ…貫通孔、５７２…凹部、Ａ…第１光学系、Ｂ…第２光学系、３Ａ…第１光学系、３Ｂ…第２光学系、４Ａ…第１光学系、４Ｂ…第２光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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