JP2019087998A - 光センサ及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】検出精度の高い光センサ及び電子機器を提供する。【解決手段】光センサ１の第１受光素子１１Ｙ、第２受光素子１１Ｒ、第１受光素子１１Ｙの受光面を覆う黄色フィルタ、及び第２受光素子１１Ｒの受光面を覆う赤色フィルタを含む受光部１０と、第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒの光電流から得られた出力信号に基づいて可視光の強度を演算する演算部４０とを備える。演算部４０は、第１受光素子１１Ｙの光電流から得られる第１出力信号と第２受光素子１１Ｒの光電流から得られる第２出力信号との差に基づいて黄色の波長帯域の可視光の強度を演算する。【選択図】図１
Description
本発明は、光センサ及び電子機器に関する。
特許文献１には、赤色フィルタ、青色フィルタ、及び緑色フィルタによって赤色、青色、及び緑色を受光するとともに、赤色フィルタを青色フィルタ及び緑色フィルタのいずれかと重ね合わせることにより赤外線を受光することができる光センサが開示されている。この光センサでは、赤色、青色、及び緑色から赤外線の影響を取り除くことにより、赤色、青色、及び緑色を精度よく検出している。
ところで、光センサの検出精度のさらなる改善が望まれている。
本発明の目的は、検出精度が高い光センサ及び電子機器を提供することにある。
本発明の目的は、検出精度が高い光センサ及び電子機器を提供することにある。
〔１〕上記課題を解決する光センサは、受光することにより光電流が流れる第１受光素子及び第２受光素子を含む複数の受光素子と、前記第１受光素子の受光面を覆う黄色フィルタ及び前記第２受光素子の受光面を覆う赤色フィルタを含む複数のカラーフィルタとを有する受光部と、前記第１受光素子の光電流から得られる第１出力信号と前記第２受光素子の光電流から得られる第２出力信号との差に基づいて黄色の波長帯域の強度を演算する演算部とを備える。
この構成によれば、第１受光素子及び第１受光素子の受光面を覆う黄色フィルタにより、緑色と赤色との間の波長帯域である黄色の波長帯域の光を検出することができる。このため、光センサの検出精度を高めることができる。
ここで、黄色フィルタの種類によっては、黄色の波長帯域以上の波長の光を透過する場合がある。この場合、黄色フィルタに覆われた第１受光素子は、黄色の波長帯域の光及び赤色の波長帯域の光を検出してしまう。
その点、本光センサでは、黄色フィルタに覆われた第１受光素子の第１出力信号と赤色フィルタに覆われた第２受光素子の第２出力信号との差に基づいて黄色の波長帯域の可視光の強度が演算される。このため、第１受光素子が黄色の波長帯域の光及び赤色の波長帯域の光を検出しても、第２受光素子の赤色の波長帯域で第１受光素子の赤色の波長帯域の光を選択的に排除又は減弱することにより、黄色の波長帯域の光を精度よく検出できる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
〔２〕上記光センサにおいて、前記複数の受光素子は格子状に配置されており、前記第１受光素子と前記第２受光素子は、互いに隣り合うことが好ましい。
この構成によれば、光センサの受光部の製造段階において、第１受光素子と第２受光素子との素子特性のばらつきを小さくすることができる。これにより、演算部が黄色の波長帯域の光をより精度よく演算できる。加えて、第１受光素子と第２受光素子とが互いに隣り合うことにより、受光部に入射する光の入射角度にかかわらず同様に受光することができる。このため、第１受光素子及び第２受光素子の受光態様のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサの検出精度をより高めることができる。
この構成によれば、光センサの受光部の製造段階において、第１受光素子と第２受光素子との素子特性のばらつきを小さくすることができる。これにより、演算部が黄色の波長帯域の光をより精度よく演算できる。加えて、第１受光素子と第２受光素子とが互いに隣り合うことにより、受光部に入射する光の入射角度にかかわらず同様に受光することができる。このため、第１受光素子及び第２受光素子の受光態様のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサの検出精度をより高めることができる。
〔３〕上記光センサにおいて、前記第１受光素子及び前記第２受光素子はそれぞれ、複数個設けられ、前記黄色フィルタ及び前記赤色フィルタはそれぞれ、複数個設けられ、複数の前記第１受光素子は、前記受光部の受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、複数の前記黄色フィルタは、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、複数の前記第２受光素子は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、複数の前記赤色フィルタは、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、受光部全体に均一に光が入射しない場合であっても、複数の第１受光素子のうちの１つ、及び複数の第２受光素子のうちの１つで光を検出することができるため、光センサの信頼性を高めることができる。
〔４〕上記光センサにおいて、前記第１受光素子及び前記第２受光素子はそれぞれ、複数個設けられ、前記黄色フィルタ及び前記赤色フィルタはそれぞれ、複数個設けられ、前記第１受光素子の光電流を前記第１出力信号に変換する第１変換部と、前記第２受光素子の光電流を前記第２出力信号に変換する第２変換部と、をさらに備え、前記第１変換部には、複数の前記第１受光素子が電気的に接続され、前記第２変換部には、複数の前記第２受光素子が電気的に接続され、前記第１変換部は、複数の前記第１受光素子の合計の光電流を、前記第１出力信号として前記演算部に出力し、前記第２変換部は、複数の前記第２受光素子の合計の光電流を、前記第２出力信号として前記演算部に出力することが好ましい。
この構成によれば、複数の第１受光素子のそれぞれに変換部が設けられる構成、及び複数の第２受光素子のそれぞれに変換部が設けられる構成の少なくとも一方の構成と比較して、変換部の数を減らすことができる。したがって、光センサのサイズを小さくすることができる。
〔５〕上記光センサにおいて、前記複数の受光素子は、第３受光素子、第４受光素子、及び第５受光素子を含み、前記複数のカラーフィルタは、前記第３受光素子の受光面を覆う緑色フィルタ、前記第４受光素子の受光面を覆う青色フィルタ、及び前記第５受光素子の受光面を覆う赤外透過フィルタを含み、前記赤外透過フィルタは、２種類以上のフィルタが重ね合わせられたものであり、前記第５受光素子は、前記第２受光素子及び前記第３受光素子の両方に隣接するように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、第５受光素子と第２受光素子及び第３受光素子とが互いに隣り合うことにより、第２受光素子、第３受光素子、及び第５受光素子は受光部に入射する光の入射角度にかかわらず同様に受光することができる。このため、第２受光素子、第３受光素子、及び第５受光素子の受光態様のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサの検出精度をより高めることができる。
〔６〕上記光センサにおいて、前記複数の受光素子の感度を調整するための情報を記憶する不揮発性メモリと、前記受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられ、紫外線を遮断する遮断層と、をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、不揮発性メモリに記憶された情報に基づいて複数の受光素子の感度を調整することにより、複数の受光素子の素子特性のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
一方、不揮発性メモリに紫外線が照射されると、不揮発性メモリに記憶された情報が消えてしまう場合がある。その点、本光センサは、不揮発性メモリに向けて照射される光に含まれる紫外線を遮断層によって遮断することにより、不揮発性メモリに記憶された情報が消えることを抑制することができる。
〔７〕上記光センサにおいて、前記受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられたメモリ用カラーフィルタをさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、不揮発性メモリに入射する光は、不揮発性メモリに入射する前にメモリ用カラーフィルタを透過する。このとき、メモリ用カラーフィルタによって紫外線が遮断される。したがって、不揮発性メモリに対する紫外線の影響を一層抑制することができる。
〔８〕上記光センサにおいて、前記遮断層は、無機物で形成されており、前記メモリ用カラーフィルタは、有機物で形成されており、前記遮断層内に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、メモリ用カラーフィルタを構成する有機物が、無機物で構成される遮断層の外部に漏れることが抑制される。したがって、光センサの製造段階において、受光部を形成する半導体基板に対する有機物による汚染を抑制することができる。
〔９〕上記課題を解決する光センサは、格子状に配置された複数の受光画素を含む受光部を備える光センサであって、前記複数の受光画素は、第１受光素子と、前記第１受光素子を覆う黄色フィルタとを有する黄色受光画素と、第２受光素子と、前記第２受光素子を覆う赤色フィルタとを有する赤色受光画素と、第３受光素子と、前記第３受光素子を覆う緑色フィルタとを有する緑色受光画素と、第４受光素子と、前記第４受光素子を覆う青色フィルタとを有する青色受光画素と、を含む。
この構成によれば、黄色受光画素を有することにより、緑色と赤色との境界の波長帯域である黄色の波長帯域の可視光を検出することができる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
〔１０〕上記光センサにおいて、前記黄色受光画素と前記赤色受光画素とは、互いに隣り合うように配置されていることが好ましい。
黄色受光素子の第１受光素子と赤色受光画素の第２受光素子とが互いに隣り合うことにより、第１受光素子及び第２受光素子は受光部に入射する光の入射角度にかかわらず同様に受光することができる。このため、第１受光素子及び第２受光素子の受光態様のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサの検出精度をより高めることができる。
黄色受光素子の第１受光素子と赤色受光画素の第２受光素子とが互いに隣り合うことにより、第１受光素子及び第２受光素子は受光部に入射する光の入射角度にかかわらず同様に受光することができる。このため、第１受光素子及び第２受光素子の受光態様のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサの検出精度をより高めることができる。
〔１１〕上記光センサにおいて、前記黄色受光画素及び前記赤色受光画素はそれぞれ、複数個設けられ、複数の前記黄色受光画素は、前記受光部の受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、複数の前記赤色受光画素は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、受光部の受光領域全体に均一に光が入射しない場合であっても、複数の黄色受光画素のうちの１つ、及び複数の赤色受光画素のうちの１つで光を検出することができるため、光センサの信頼性を高めることができる。
〔１２〕上記光センサにおいて、第５受光素子と、前記第５受光素子を覆う赤外透過フィルタとを有する赤外線受光画素をさらに含み、前記黄色受光画素、前記赤色受光画素、前記緑色受光画素、前記青色受光画素、及び前記赤外線受光画素はそれぞれ、複数個設けられ、複数の前記黄色受光画素は、前記受光部の受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、複数の前記赤色受光画素は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、複数の前記緑色受光画素は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、複数の前記青色受光画素は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、複数の前記赤外線受光画素は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、受光部全体に均一に光が入射しない場合であっても、黄色受光画素の複数の第１受光素子のうちの１つ、赤色受光画素の複数の第２受光素子のうちの１つ、緑色受光画素の複数の第３受光素子のうちの１つ、青色受光画素の複数の第４受光素子のうちの１つ、及び赤外線受光画素の複数の第５受光素子のうちの１つで光を検出することができる。このため、黄色、赤色、緑色、及び青色の可視光並びに赤外線を検出することができるため、光センサの信頼性を高めることができる。
〔１３〕上記光センサにおいて、前記赤外透過フィルタは、２種類以上のフィルタが重ね合わせられたものであり、前記赤外線受光画素は、前記赤色受光画素及び前記緑色受光画素の両方に隣り合うように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、赤外線受光画素の第５受光素子と、赤色受光画素の第２受光素子及び緑色受光画素の第３受光素子とが互いに隣り合うことにより、第２受光素子、第３受光素子、及び第５受光素子は受光部に入射する光の入射角度にかかわらず同様に受光することができる。このため、第２受光素子、第３受光素子、及び第５受光素子の受光態様のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサの検出精度をより高めることができる。
〔１４〕上記光センサにおいて、前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第３受光素子、及び前記第４受光素子の少なくとも１つの感度を調整するための情報を記憶する不揮発性メモリと、前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第３受光素子、及び前記第４受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられ、紫外線を遮断する遮断層と、をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、不揮発性メモリに記憶された情報に基づいて複数の受光素子の感度を調整することにより、複数の受光素子の素子特性のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
一方、不揮発性メモリに紫外線が照射されると、不揮発性メモリに記憶された情報が消えてしまう場合がある。その点、本光センサは、不揮発性メモリに向けて照射される光に含まれる紫外線を遮断層によって遮断することにより、不揮発性メモリに記憶された情報が消えることを抑制することができる。
〔１５〕上記光センサにおいて、前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第３受光素子、及び前記第４受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられたメモリ用カラーフィルタをさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、不揮発性メモリに入射する光は、不揮発性メモリに入射する前にメモリ用カラーフィルタを透過する。このとき、メモリ用カラーフィルタによって紫外線が遮断される。したがって、不揮発性メモリに対する紫外線の影響を一層抑制することができる。
〔１６〕上記光センサにおいて、前記遮断層は、無機物で形成されており、前記メモリ用カラーフィルタは、有機物で形成されており、前記遮断層内に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、メモリ用カラーフィルタを構成する有機物が無機物で構成される遮断層の外部に漏れることが抑制される。したがって、光センサの製造段階において、受光部を形成する半導体基板に対する有機物による汚染を抑制することができる。
〔１７〕上記課題を解決する光センサは、受光することにより光電流が流れる受光素子を備え、前記受光素子の光電流に基づいて可視光を検出する光センサであって、前記受光素子の感度を調整するための情報を記憶する不揮発性メモリと、前記受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられ、紫外線を遮断する遮断層と、を備える。
この構成によれば、不揮発性メモリに記憶された情報に基づいて複数の受光素子の感度を調整することにより、複数の受光素子の素子特性のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
一方、不揮発性メモリに紫外線が照射されると、不揮発性メモリに記憶された情報が消えてしまう場合がある。その点、本光センサは、不揮発性メモリに向けて照射される光に含まれる紫外線を遮断層によって遮断することにより、不揮発性メモリに記憶された情報が消えることを抑制することができる。
〔１８〕上記光センサにおいて、前記受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられたメモリ用カラーフィルタをさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、不揮発性メモリに入射する光は、不揮発性メモリに入射する前にメモリ用カラーフィルタを透過する。このとき、メモリ用カラーフィルタによって紫外線が遮断される。したがって、不揮発性メモリに対する紫外線の影響を一層抑制することができる。
〔１９〕上記光センサにおいて、前記遮断層は、無機物で形成されており、前記メモリ用カラーフィルタは、有機物で形成されており、前記遮断層内に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、メモリ用カラーフィルタを構成する有機物が無機物で構成される遮断層の外部に漏れることが抑制される。したがって、光センサの製造段階において、受光部を形成する半導体基板に対する有機物による汚染を抑制することができる。
〔２０〕上記課題を解決する電子機器は、上記〔１〕〜〔１９〕のいずれか一つに記載の光センサと、前記光センサを収容した筐体と、を含む。
この構成によれば、上記〔１〕〜〔１９〕のいずれか一つに記載の光センサと同様の効果が得られる。
この構成によれば、上記〔１〕〜〔１９〕のいずれか一つに記載の光センサと同様の効果が得られる。
上記光センサ及び電子機器によれば、光センサの検出精度を高めることができる。
以下、光センサ及び電子機器の各実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す各実施形態は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。以下の各実施形態は、種々の変更を加えることができる。
本明細書において、「部材Ａが部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂとが物理的に直接的に接続される場合、並びに、部材Ａ及び部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合を含む。
同様に、「部材Ｃが部材Ａと部材Ｂとの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃとが直接的に接続される場合、並びに、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃとが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合を含む。
（第１実施形態）
図１に示すように、光センサ１は、受光部１０、赤外線カットフィルタ１３、出力回路の一例である変換部３０、演算部４０、電圧生成部５０、記憶部の一例である不揮発性メモリ６０、及び複数の外部端子２を含む。光センサ１は、受光部１０、変換部３０、演算部４０、電圧生成部５０、及び不揮発性メモリ６０が１つの半導体基板に形成された半導体集積回路である。光センサ１の一例は、周囲光の照度を検出する照度センサである。受光部１０は、可視光や赤外線を検出するための複数の受光画素を含む。赤外線カットフィルタ１３は、受光部１０を覆う。変換部３０は、受光部１０からのアナログ信号（光電流）をデジタル信号に変換して演算部４０に出力する。演算部４０は、変換部３０からのデジタル信号に基づいて可視光の強度を演算する。電圧生成部５０は、外部端子２のうちの電源端子（ＶＣＣ）に接続されている。電圧生成部５０は、電源端子に印加された電圧を昇圧又は降圧して所定の電圧を生成し、受光部１０、変換部３０、及び演算部４０に電源入力を行う。不揮発性メモリ６０は、光センサ１の制御や信号の演算等に関する各種の情報が記憶されている。
図１に示すように、光センサ１は、受光部１０、赤外線カットフィルタ１３、出力回路の一例である変換部３０、演算部４０、電圧生成部５０、記憶部の一例である不揮発性メモリ６０、及び複数の外部端子２を含む。光センサ１は、受光部１０、変換部３０、演算部４０、電圧生成部５０、及び不揮発性メモリ６０が１つの半導体基板に形成された半導体集積回路である。光センサ１の一例は、周囲光の照度を検出する照度センサである。受光部１０は、可視光や赤外線を検出するための複数の受光画素を含む。赤外線カットフィルタ１３は、受光部１０を覆う。変換部３０は、受光部１０からのアナログ信号（光電流）をデジタル信号に変換して演算部４０に出力する。演算部４０は、変換部３０からのデジタル信号に基づいて可視光の強度を演算する。電圧生成部５０は、外部端子２のうちの電源端子（ＶＣＣ）に接続されている。電圧生成部５０は、電源端子に印加された電圧を昇圧又は降圧して所定の電圧を生成し、受光部１０、変換部３０、及び演算部４０に電源入力を行う。不揮発性メモリ６０は、光センサ１の制御や信号の演算等に関する各種の情報が記憶されている。
受光部１０は、黄色の波長帯域の可視光を検出する黄色受光画素１０Ｙ、赤色の波長帯域の可視光を検出する赤色受光画素１０Ｒ、緑色の波長帯域の可視光を検出する緑色受光画素１０Ｇ、青色の波長帯域の可視光を検出する青色受光画素１０Ｂ、赤外線の波長帯域の光を検出する赤外線受光画素２０ＩＲ、及びクリア受光画素１０Ｃを含む。
黄色受光画素１０Ｙは、第１受光素子１１Ｙと、第１受光素子１１Ｙを覆う黄色フィルタ１２Ｙとを有する。赤色受光画素１０Ｒは、第２受光素子１１Ｒと、第２受光素子１１Ｒを覆う赤色フィルタ１２Ｒとを有する。緑色受光画素１０Ｇは、第３受光素子１１Ｇと、第３受光素子１１Ｇを覆う緑色フィルタ１２Ｇとを有する。青色受光画素１０Ｂは、第４受光素子１１Ｂと、第４受光素子１１Ｂを覆う青色フィルタ１２Ｂとを含む。赤外線受光画素２０ＩＲは、第１赤外線受光画素２２ＩＲ及び第２赤外線受光画素２３ＩＲ（図２参照）を含む。なお、図１では、便宜上、第１赤外線受光画素２２ＩＲ及び第２赤外線受光画素２３ＩＲを含めて赤外線受光画素２０ＩＲとして示している。第１赤外線受光画素２２ＩＲは、第５受光素子２１ＩＲと、第５受光素子２１ＩＲを覆う第１赤外透過フィルタ２４ＩＲとを含む。第２赤外線受光画素２３ＩＲは、第１赤外線受光画素２２ＩＲの第５受光素子２１ＩＲとは異なる第５受光素子２１ＩＲと、この第５受光素子２１ＩＲを覆う第２赤外透過フィルタ２５ＩＲとを含む。クリア受光画素１０Ｃは、クリア受光素子１１Ｃを含む。これら受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃはそれぞれ、１つのフォトダイオードを有する。なお、これら受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃはそれぞれ、複数のフォトダイオードを有してもよい。
変換部３０は、例えば積分型のアナログ／デジタル変換回路であり、複数の入力チャンネルを有する。本実施形態では、変換部３０は、４チャンネルのアナログ／デジタル変換回路である。変換部３０は、各チャンネルのアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換する。なお、便宜上、各チャンネルをそれぞれ１つのアナログ／デジタル変換回路として説明する。本実施形態の変換部３０は、４個のアナログ／デジタル変換回路（図中、「ＡＤＣ」と表記）３０ａ〜３０ｄを含む。第１変換部の一例であるアナログ／デジタル変換回路３０ａは、第１受光素子１１Ｙの光電流をデジタル信号に変換する。アナログ／デジタル変換回路３０ｂは、第３受光素子１１Ｇの光電流をデジタル信号に変換する。変換部３０は、第４受光素子１１Ｂと第５受光素子２１ＩＲとを切り替えてアナログ／デジタル変換回路３０ｄに接続する切替部を含む。切替部によって第４受光素子１１Ｂとアナログ／デジタル変換回路３０ｄとが接続される状態と、第５受光素子２１ＩＲとアナログ／デジタル変換回路３０ｄとが接続される状態とが切り替えられる。
また、変換部３０は、第２受光素子１１Ｒとクリア受光素子１１Ｃとを切り替えて、第２変換部の一例であるアナログ／デジタル変換回路３０ｃに接続する切替部を含む。切替部によって第２受光素子１１Ｒとアナログ／デジタル変換回路３０ｃとが接続される状態と、クリア受光素子１１Ｃとアナログ／デジタル変換回路３０ｃとが接続される状態とが切り替えられる。
演算部４０は、例えばＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路からなり、トランジスタ、キャパシタ、レジスタ等の各種回路素子を含む。演算部４０は、光センサ１の最表面に形成された複数の外部端子２に電気的に接続されている。複数の外部端子２を介して、演算部４０からの信号出力、受光部１０、変換部３０、及び演算部４０への電源入力等が行われる。
図２は、受光部１０の受光領域１４のレイアウト図である。なお、図２において赤外線受光画素２０ＩＲを網掛けが付された四角形で示している。また、図２において、「Ｙ」は黄色受光画素１０Ｙの出力信号を示し、「Ｒ１」は赤色受光画素１０Ｒの出力信号を示し、「Ｇ１」は緑色受光画素１０Ｇの出力信号を示し、「Ｂ１」は青色受光画素１０Ｂの出力信号を示す。また「Ｒ２」及び「Ｇ２」は第１赤外線受光画素２２ＩＲの出力信号を示し、「Ｂ２」は第２赤外線受光画素２３ＩＲの出力信号を示す。
受光領域１４は、平面視において略長方形状に形成されている。受光領域１４において対角線の交点を、受光部１０の中央部である中心ＣＰ（重心）とする。以下の説明において、受光領域１４の長手方向を「第１方向Ｘ」とし、受光領域１４の平面視において第１方向Ｘと直交する方向を「第２方向Ｙ」とする。
図２に示すとおり、黄色受光画素１０Ｙ、赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、青色受光画素１０Ｂ、赤外線受光画素２０ＩＲ、及びクリア受光画素１０Ｃはそれぞれ複数設けられている。赤外線受光画素２０ＩＲは、第１赤外線受光画素２２ＩＲ及び第２赤外線受光画素２３ＩＲを含む。第１赤外線受光画素２２ＩＲ及び第２赤外線受光画素２３ＩＲは、検出可能な光の波長帯域が互いに異なる。本実施形態では、黄色受光画素１０Ｙ、赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、青色受光画素１０Ｂ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、及び第２赤外線受光画素２３ＩＲのそれぞれは、４個である。
黄色受光画素１０Ｙ、赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、青色受光画素１０Ｂ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、第２赤外線受光画素２３ＩＲ、及びクリア受光画素１０Ｃは、受光領域１４において格子状に配置されている。
より詳細には、受光部１０は、第１方向Ｘに６個の受光画素が配置可能であり、第２方向Ｙに５個の受光画素が配置可能である。第１方向Ｘに並べられた受光画素を１列とし、第２方向Ｙの一方の端部から他方の端部に向けて順に第１列、第２列、第３列、第４列、及び第５列とする。
第１列には、クリア受光画素１０Ｃ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、黄色受光画素１０Ｙ、第２赤外線受光画素２３ＩＲ、青色受光画素１０Ｂ、及びクリア受光画素１０Ｃの６個の受光画素が配列されている。第２列には、青色受光画素１０Ｂ、緑色受光画素１０Ｇ、赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、及び赤色受光画素１０Ｒの５個の受光画素が配列されている。第３列には、第２赤外線受光画素２３ＩＲ、黄色受光画素１０Ｙ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、黄色受光画素１０Ｙ、第２赤外線受光画素２３ＩＲの６個の受光画素が配列されている。第４列には、赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、及び青色受光画素１０Ｂの５個の受光画素が配列されている。第５列には、クリア受光画素１０Ｃ、青色受光画素１０Ｂ、第２赤外線受光画素２３ＩＲ、黄色受光画素１０Ｙ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、及びクリア受光画素１０Ｃの６個の受光画素が配列されている。
このように各画素１０Ｙ，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，２０ＩＲ，１０Ｃが配置された受光部１０では、次のような画素配置の特徴を有する。
図２から分かるとおり、受光部１０の平面視において、黄色受光画素１０Ｙと赤色受光画素１０Ｒとは、互いに隣り合うように配置されている。すなわち第１受光素子１１Ｙと第２受光素子１１Ｒとは、互いに隣り合うように配置され、黄色フィルタ１２Ｙと赤色受光画素１０Ｒの赤色フィルタ１２Ｒとは、互いに隣り合うように配置されている。黄色受光画素１０Ｙと赤色受光画素１０Ｒとは、第２方向Ｙに並べられている。また緑色受光画素１０Ｇと赤色受光画素１０Ｒとは、互いに隣り合うように配置されている。すなわち第３受光素子１１Ｇと第２受光素子１１Ｒとは、互いに隣り合うように配置され、緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇと赤色受光画素１０Ｒの赤色フィルタ１２Ｒとは、互いに隣り合うように配置されている。また第１赤外線受光画素２２ＩＲは、赤色受光画素１０Ｒ及び緑色受光画素１０Ｇの両方と隣り合うように配置されている。より詳細には、第１赤外線受光画素２２ＩＲは、第２方向Ｙにおいて赤色受光画素１０Ｒと隣り合うように配置され、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて、すなわち斜め方向において緑色受光画素１０Ｇと隣り合うように配置されている。
図２から分かるとおり、受光部１０の平面視において、黄色受光画素１０Ｙと赤色受光画素１０Ｒとは、互いに隣り合うように配置されている。すなわち第１受光素子１１Ｙと第２受光素子１１Ｒとは、互いに隣り合うように配置され、黄色フィルタ１２Ｙと赤色受光画素１０Ｒの赤色フィルタ１２Ｒとは、互いに隣り合うように配置されている。黄色受光画素１０Ｙと赤色受光画素１０Ｒとは、第２方向Ｙに並べられている。また緑色受光画素１０Ｇと赤色受光画素１０Ｒとは、互いに隣り合うように配置されている。すなわち第３受光素子１１Ｇと第２受光素子１１Ｒとは、互いに隣り合うように配置され、緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇと赤色受光画素１０Ｒの赤色フィルタ１２Ｒとは、互いに隣り合うように配置されている。また第１赤外線受光画素２２ＩＲは、赤色受光画素１０Ｒ及び緑色受光画素１０Ｇの両方と隣り合うように配置されている。より詳細には、第１赤外線受光画素２２ＩＲは、第２方向Ｙにおいて赤色受光画素１０Ｒと隣り合うように配置され、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて、すなわち斜め方向において緑色受光画素１０Ｇと隣り合うように配置されている。
受光部１０の平面視において、受光部１０（受光領域１４）の四隅にはクリア受光画素１０Ｃが配置されている。受光部１０の外周部においてクリア受光画素１０Ｃのそれぞれと隣り合うように青色受光画素１０Ｂが配置されている。受光部１０の外周部において青色受光画素１０Ｂに対してクリア受光画素１０Ｃとは反対側には、第２赤外線受光画素２３ＩＲが青色受光画素１０Ｂと隣り合うように配置されている。
複数の黄色受光画素１０Ｙは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置され、複数の赤色受光画素１０Ｒは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置されている。すなわち複数の第１受光素子１１Ｙは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置され、複数の第２受光素子１１Ｒは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置されている。黄色フィルタ１２Ｙは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置され、赤色受光画素１０Ｒの赤色フィルタ１２Ｒは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置されている。
複数の緑色受光画素１０Ｇは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置され、複数の青色受光画素１０Ｂは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置されている。すなわち複数の第３受光素子１１Ｇは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置され、複数の第４受光素子１１Ｂは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置されている。緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置され、青色受光画素１０Ｂの青色フィルタ１２Ｂは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置されている。
複数の第１赤外線受光画素２２ＩＲは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置され、複数の第２赤外線受光画素２３ＩＲは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置されている。すなわち第１赤外線受光画素２２ＩＲの第５受光素子２１ＩＲは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置され、第２赤外線受光画素２３ＩＲの第５受光素子２１ＩＲは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置されている。第１赤外透過フィルタ２４ＩＲは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置され、第２赤外透過フィルタ２５ＩＲは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置されている。
次に、図３及び図４を参照して、黄色受光画素１０Ｙ、赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、青色受光画素１０Ｂ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、及び第２赤外線受光画素２３ＩＲの断面構造について説明する。図３は、第５列の受光画素の断面構造であり、図４は、第２方向Ｙに沿う方向で受光部１０を切った断面構造である。
図３及び図４に示すように、黄色受光画素１０Ｙ、赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、青色受光画素１０Ｂ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、及び第２赤外線受光画素２３ＩＲは、共通する要素として、半導体基板７０と、半導体基板７０に形成された受光素子７１と、半導体基板７０の表面７０Ａの全面を覆う層間絶縁膜７２とを含む。なお、受光素子７１は、第１受光素子１１Ｙ、第２受光素子１１Ｒ、第３受光素子１１Ｇ、第４受光素子１１Ｂ、第５受光素子２１ＩＲ、及びクリア受光素子１１Ｃに対応する。
本実施形態では、半導体基板７０は、ｐ型シリコン基板からなる。半導体基板７０は、変換部３０、演算部４０、電圧生成部５０、及び不揮発性メモリ６０（図１参照）も形成するため、受光領域１４よりも面積が大きい。
受光素子７１は、ｐ型の半導体基板７０の表面７０Ａに形成されたｎ型領域７３を有する。ｐ型の半導体基板７０は、グラウンドに接続されている。ｎ型領域７３は、半導体基板７０の表面７０Ａからｎ型不純物をドーピングすることにより形成されている。これにより、受光素子７１は、光電流が発生するフォトダイオードＰＤ１を有する。
フォトダイオードＰＤ１は、ｐ型の半導体基板７０とｎ型領域７３とのｐｎ接合面７４を含む。ｎ型領域７３の半導体基板７０の表面７０Ａ（受光面）からの深さは、約２μｍである。
なお、半導体基板７０には、演算部４０等も形成されるため、例えば演算部４０を構成するトランジスタの不純物領域が形成されてもよい。この場合、ｎ型領域７３は、トランジスタを構成するソース領域、ドレイン領域、素子分離用の埋め込み層（Ｌ／Ｉ、Ｂ／Ｌ）等の不純物領域と同じ工程で形成されてもよい。
層間絶縁膜７２は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の絶縁材料からなる。層間絶縁膜７２は、図３及び図４に示すような単層であってもよいし、複数層であってもよい。
図３及び図４に示すように、層間絶縁膜７２上には、受光素子７１の受光面（半導体基板７０の表面７０Ａ）を覆うカラーフィルタ８０が形成されている。カラーフィルタ８０は、黄色フィルタ１２Ｙ、赤色フィルタ１２Ｒ、緑色フィルタ１２Ｇ、及び青色フィルタ１２Ｂを含む。カラーフィルタ８０は、有機物からなり、例えば顔料をベースにしたカラーレジスト、ナノインプリント技術を用いて形成した透過型レジスト、ゼラチン膜等で構成することができる。
図３及び図４に示すように、層間絶縁膜７２上には、受光素子７１の受光面（半導体基板７０の表面７０Ａ）を覆うカラーフィルタ８０が形成されている。カラーフィルタ８０は、黄色フィルタ１２Ｙ、赤色フィルタ１２Ｒ、緑色フィルタ１２Ｇ、及び青色フィルタ１２Ｂを含む。カラーフィルタ８０は、有機物からなり、例えば顔料をベースにしたカラーレジスト、ナノインプリント技術を用いて形成した透過型レジスト、ゼラチン膜等で構成することができる。
カラーフィルタ８０上には、レジスト膜８１、保護膜８２、及び赤外線カットフィルタ１３が形成されている。レジスト膜８１は、カラーフィルタ８０の全体を覆っている。レジスト膜８１は、酸化チタン（ＴｉＯ２）等の透明樹脂からなる。保護膜８２は、レジスト膜８１の全体を覆っている。赤外線カットフィルタ１３は、保護膜８２の全体を覆っている。赤外線カットフィルタ１３は、例えばＳｉＯ２／ＴｉＯ２構造が複数（例えば５０層程度）積層された多層誘電体膜からなる。赤外線カットフィルタ１３は、黄色受光画素１０Ｙ、赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、青色受光画素１０Ｂ、及び赤外線受光画素２０ＩＲに対して共通の被覆膜となる。なお、赤外線カットフィルタ１３は、クリア受光画素１０Ｃが露出するように赤外線カットフィルタ１３のコーナー部分が切り欠かれている。このように、赤外線カットフィルタ１３は、受光領域１４においてクリア受光画素１０Ｃが配置される四隅以外の受光領域１４を覆っている。
図３では、黄色受光画素１０Ｙ、青色受光画素１０Ｂ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、第２赤外線受光画素２３ＩＲ、及びクリア受光画素１０Ｃの断面構造を示している。
図３に示すように、黄色フィルタ１２Ｙは、受光素子７１の受光面と直交する方向（以下、直交方向Ｚ）において第１受光素子１１Ｙを覆っている。黄色フィルタ１２Ｙは、第１受光素子１１Ｙの受光面（半導体基板７０の表面７０Ａ）において第１受光素子１１Ｙの受光領域の全体を覆っている。黄色フィルタ１２Ｙは、黄色の可視光に対応する波長以上の波長の光を透過し、それよりも短い波長の光を遮断する。
図３に示すように、黄色フィルタ１２Ｙは、受光素子７１の受光面と直交する方向（以下、直交方向Ｚ）において第１受光素子１１Ｙを覆っている。黄色フィルタ１２Ｙは、第１受光素子１１Ｙの受光面（半導体基板７０の表面７０Ａ）において第１受光素子１１Ｙの受光領域の全体を覆っている。黄色フィルタ１２Ｙは、黄色の可視光に対応する波長以上の波長の光を透過し、それよりも短い波長の光を遮断する。
青色フィルタ１２Ｂは、直交方向Ｚにおいて第４受光素子１１Ｂを覆っている。青色フィルタ１２Ｂは、第４受光素子１１Ｂの受光面（半導体基板７０の表面７０Ａ）の全体を覆っている。青色フィルタ１２Ｂは、青色の可視光に対応する波長以上の波長の光を透過し、それよりも短い波長の光を遮断する。
赤外透過フィルタ２４ＩＲは、２種類以上のフィルタが重ね合わせられることにより構成されている。詳述すると、赤外透過フィルタ２４ＩＲは、黄色フィルタ１２Ｙ、赤色フィルタ１２Ｒ、緑色フィルタ１２Ｇ、及び青色フィルタ１２Ｂのうちの２種類以上のフィルタが重ね合わせられることにより構成されている。本実施形態の赤外透過フィルタ２４ＩＲは、赤色フィルタ１２Ｒ及び緑色フィルタ１２Ｇの重ね合わせにより構成されている。より詳細には、緑色フィルタ１２Ｇは、直交方向Ｚにおいて第５受光素子２１ＩＲを覆っている。緑色フィルタ１２Ｇは、第５受光素子２１ＩＲの受光面（半導体基板７０の表面７０Ａ）において第５受光素子２１ＩＲの受光領域の全体を覆っている。赤色フィルタ１２Ｒは、直交方向Ｚにおいて緑色フィルタ１２Ｇを覆っている。赤色フィルタ１２Ｒは、緑色フィルタ１２Ｇの全体を覆っている。直交方向Ｚから見て、赤色フィルタ１２Ｒの面積は、緑色フィルタ１２Ｇの面積よりも大きい。また緑色フィルタ１２Ｇは、第１方向Ｘにおいて黄色フィルタ１２Ｙと隣り合うように配置されている。このため、赤色フィルタ１２Ｒの外縁の一部は、黄色フィルタ１２Ｙの外縁の一部を覆っている。言い換えれば、赤外透過フィルタ２４ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒは、緑色フィルタ１２Ｇと黄色フィルタ１２Ｙとの境界部分を覆っている。また図２に示すように、第１赤外線受光画素２２ＩＲが第２方向Ｙにおいて緑色受光画素１０Ｇと隣り合うように配置されているため、赤外透過フィルタ２４ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒの外縁の一部は、緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇの外縁の一部を覆っている。言い換えれば、赤外透過フィルタ２４ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒは、赤外透過フィルタ２４ＩＲの緑色フィルタ１２Ｇと緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇとの境界部分を覆っている。このように上記境界部分を覆う赤色フィルタ１２Ｒによって、上記境界部分の光干渉を抑制することができる。
図３に示すように、赤外透過フィルタ２５ＩＲは、２種類以上のフィルタが重ね合わせられることにより構成されている。詳述すると、赤外透過フィルタ２５ＩＲは、黄色フィルタ１２Ｙ、赤色フィルタ１２Ｒ、緑色フィルタ１２Ｇ、及び青色フィルタ１２Ｂのうちの２種類以上のフィルタが重ね合わせられることにより構成されている。本実施形態の赤外透過フィルタ２５ＩＲは、赤色フィルタ１２Ｒ及び青色フィルタ１２Ｂの重ね合わせにより構成されている。より詳細には、青色フィルタ１２Ｂは、直交方向Ｚにおいて第５受光素子２１ＩＲを覆っている。青色フィルタ１２Ｂは、第５受光素子２１ＩＲの受光面（半導体基板７０の表面７０Ａ）において第５受光素子２１ＩＲの受光領域の全体を覆っている。赤色フィルタ１２Ｒは、直交方向Ｚにおいて青色フィルタ１２Ｂを覆っている。赤色フィルタ１２Ｒは、青色フィルタ１２Ｂの全体を覆っている。直交方向Ｚから見て、赤色フィルタ１２Ｒの面積は、青色フィルタ１２Ｂの面積よりも大きい。また第２赤外線受光画素２３ＩＲの青色フィルタ１２Ｂは、第１方向Ｘにおいて黄色フィルタ１２Ｙ及び青色受光画素１０Ｂの青色フィルタ１２Ｂの両方と隣り合うように配置されている。このため、赤色フィルタ１２Ｒの外縁の一部は、黄色フィルタ１２Ｙの外縁の一部、及び青色受光画素１０Ｂの青色フィルタ１２Ｂの外縁の一部を覆っている。言い換えれば、赤外透過フィルタ２５ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒは、第２赤外線受光画素２３ＩＲの青色フィルタ１２Ｂと黄色フィルタ１２Ｙとの境界部分、及び第２赤外線受光画素２３ＩＲの青色フィルタ１２Ｂと青色受光画素１０Ｂの青色フィルタ１２Ｂとの境界部分のそれぞれを覆っている。また図２に示すように、第２赤外線受光画素２３ＩＲが第２方向Ｙにおいて緑色受光画素１０Ｇと隣り合うように配置されているため、赤外透過フィルタ２５ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒの外縁の一部は、緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇの外縁の一部を覆っている。言い換えれば、赤外透過フィルタ２５ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒは、第２赤外線受光画素２３ＩＲの青色フィルタ１２Ｂと緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇとの境界部分を覆っている。このように上記境界部分を覆う赤色フィルタ１２Ｒによって、上記境界部分の光干渉を抑制することができる。
第１方向Ｘにおいて受光部１０の両端部に形成されたクリア受光画素１０Ｃには、カラーフィルタ８０が覆われていない。すなわち、クリア受光画素１０Ｃの受光面（半導体基板７０の表面７０Ａ）は、レジスト膜８１により覆われている。
図４では、黄色受光画素１０Ｙ、赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、及び第２赤外線受光画素２３ＩＲの断面構造を示している。黄色受光画素１０Ｙ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、及び第２赤外線受光画素２３ＩＲの構造は、図３の黄色受光画素１０Ｙ、第１赤外線受光画素２２ＩＲ、及び第２赤外線受光画素２３ＩＲの構造と同じである。
図４に示すように、赤色受光画素１０Ｒの赤色フィルタ１２Ｒは、直交方向Ｚにおいて第２受光素子１１Ｒを覆っている。赤色フィルタ１２Ｒは、第２受光素子１１Ｒの受光面（半導体基板７０の表面７０Ａ）において第２受光素子１１Ｒの受光領域の全体を覆っている。赤色フィルタ１２Ｒは、赤色の可視光に対応する波長以上の波長の光を透過し、それよりも短い波長の光を遮断する。第２方向Ｙにおいて、赤色受光画素１０Ｒが黄色受光画素１０Ｙと隣り合うように配置されているため、赤色フィルタ１２Ｒは黄色フィルタ１２Ｙと隣り合うように配置されている。赤色フィルタ１２Ｒと黄色フィルタ１２Ｙとの境界部分には、直交方向Ｚにおいて赤色フィルタ１２Ｒにより覆われている。この境界部分を覆う赤色フィルタ１２Ｒは、赤色受光画素１０Ｒの赤色フィルタ１２Ｒとは個別に形成されている。これら上記境界部分を覆う赤色フィルタ１２Ｒによって、上記境界部分の光干渉を抑制することができる。
緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇは、直交方向Ｚにおいて第３受光素子１１Ｇを覆っている。緑色フィルタ１２Ｇは、第３受光素子１１Ｇの受光面（半導体基板７０の表面７０Ａ）において第３受光素子１１Ｇの受光領域の全体を覆っている。緑色フィルタ１２Ｇは、緑色の可視光に対応する波長以上の波長の光を透過し、それよりも短い波長の光を遮断する。
図４に示される第１赤外線受光画素２２ＩＲは、第２方向Ｙにおいて赤色受光画素１０Ｒ及び緑色受光画素１０Ｇと隣り合うように配置されている。すなわち第１赤外線受光画素２２ＩＲは、第２方向Ｙにおいて赤色受光画素１０Ｒと緑色受光画素１０Ｇとの間に配置されている。このため、赤外透過フィルタ２４ＩＲの緑色フィルタ１２Ｇは、第２方向Ｙにおいて緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇ及び赤色受光画素１０Ｒの赤色フィルタ１２Ｒと隣り合うように配置されている。赤外透過フィルタ２４ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒの外縁の一部は、緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇの外縁の一部と、赤色受光画素１０Ｒの赤色フィルタ１２Ｒの外縁の一部とを覆っている。言い換えれば、赤外透過フィルタ２４ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒは、第１赤外線受光画素２２ＩＲの緑色フィルタ１２Ｇと緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇとの境界部分、及び第１赤外線受光画素２２ＩＲの緑色フィルタ１２Ｇと赤色受光画素１０Ｒの赤色フィルタ１２Ｒとの境界部分の両方を覆っている。また図４に示される第１赤外線受光画素２２ＩＲは、図２に示すように、第１方向Ｘにおいて黄色受光画素１０Ｙと隣り合うように配置されている。このため、赤外透過フィルタ２４ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒの外縁の一部は、黄色フィルタ１２Ｙの外縁の一部を覆っている。言い換えれば、赤外透過フィルタ２４ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒは、第１赤外線受光画素２２ＩＲの緑色フィルタ１２Ｇと黄色フィルタ１２Ｙとの境界部分を覆っている。これら上記境界部分を覆う赤色フィルタ１２Ｒによって、上記境界部分の光干渉を抑制することができる。
図４に示される第２赤外線受光画素２３ＩＲは、第２方向Ｙにおいて緑色受光画素１０Ｇと隣り合うように配置されている。このため、赤外透過フィルタ２５ＩＲの青色フィルタ１２Ｂは、第２方向Ｙにおいて緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇと隣り合うように配置されている。赤外透過フィルタ２５ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒの外縁の一部は、緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇの外縁の一部を覆っている。言い換えれば、赤外透過フィルタ２５ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒは、第２赤外線受光画素２３ＩＲの青色フィルタ１２Ｂと緑色受光画素１０Ｇの緑色フィルタ１２Ｇとの境界部分を覆っている。また図４に示される第２赤外線受光画素２３ＩＲは、第１方向Ｘにおいて黄色受光画素１０Ｙ及び青色受光画素１０Ｂと隣り合うように配置されている。すなわち、第２赤外線受光画素２３ＩＲは、第１方向Ｘにおいて黄色受光画素１０Ｙと青色受光画素１０Ｂとの間に配置されている。このため、赤外透過フィルタ２５ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒの外縁の一部は、黄色フィルタ１２Ｙの外縁の一部及び青色フィルタ１２Ｂの外縁の一部を覆っている。言い換えれば、赤外透過フィルタ２５ＩＲの赤色フィルタ１２Ｒは、第２赤外線受光画素２３ＩＲの青色フィルタ１２Ｂと青色受光画素１０Ｂの青色フィルタ１２Ｂとの境界部分、及び第２赤外線受光画素２３ＩＲの青色フィルタ１２Ｂと黄色フィルタ１２Ｙとの境界部分のそれぞれを覆っている。これら上記境界部分を覆う赤色フィルタ１２Ｒによって、上記境界部分の光干渉を抑制することができる。
次に、図５を参照して、黄色受光画素１０Ｙにおける赤外線分離の演算によって得られる分光感度特性を個別に説明する。
演算部４０は、赤外線を分離した黄色の波長帯域の可視光の強度を、黄色受光画素１０Ｙの出力信号Ｙと赤色受光画素１０Ｒの出力信号Ｒ１とに基づいて演算する。言い換えれば、本実施形態の演算部４０は、黄色受光画素１０Ｙの出力信号Ｙと赤色受光画素１０Ｒの出力信号Ｒ１とを用いて、赤外線を分離した黄色の波長帯域の可視光の強度を演算する黄色演算部を備えていると言える。
演算部４０は、赤外線を分離した黄色の波長帯域の可視光の強度を、黄色受光画素１０Ｙの出力信号Ｙと赤色受光画素１０Ｒの出力信号Ｒ１とに基づいて演算する。言い換えれば、本実施形態の演算部４０は、黄色受光画素１０Ｙの出力信号Ｙと赤色受光画素１０Ｒの出力信号Ｒ１とを用いて、赤外線を分離した黄色の波長帯域の可視光の強度を演算する黄色演算部を備えていると言える。
黄色受光画素１０Ｙに光が入射すると、黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１ＹのフォトダイオードＰＤ１では、黄色の光、赤色の光、及び赤外線が検出される。これは、本実施形態の黄色フィルタ１２Ｙの特性上、赤色の光も透過してしまうからである。そして黄色受光画素１０Ｙの分光感度特性は、図５の左端のグラフのようになる。ここで、図５の分光感度特性は、赤外線カットフィルタ１３によって赤外線の一部がフィルタリング（分離）された状態を示している。
図５に示すとおり、黄色受光画素１０Ｙにおいて黄色フィルタ１２Ｙの単層膜を透過する分光感度曲線（図５の左端のグラフ）は、黄色の波長帯域から赤色の波長帯域に亘りピークを持つ。一方、赤色受光画素１０Ｒの分光感度曲線（図５の中央のグラフ）は、赤色の波長帯域にピークを持つ。したがって、黄色の波長帯域から赤色の波長帯域に亘るピークを有する分光感度曲線から赤色の波長帯域にピークを有する山形の曲線を分離すれば、黄色に由来するとみなしてよい山形の曲線が明確に残ることになる。
そして、演算部４０には、黄色受光画素１０Ｙから黄色の光及び赤色の光の検出に応じた大きさの出力信号Ｙが入力され、赤色受光画素１０Ｒから赤色の光の検出に応じた大きさの出力信号Ｒ１が入力される。そして、黄色受光画素１０Ｙの出力信号Ｙから赤色の波長帯域分を、赤色受光画素１０Ｒの出力信号Ｒ１の大きさに基づいて選択的に排除又は減弱することにより、入射光の実際の黄色の光成分に近い出力信号（情報）が得られる。すなわち、演算部４０は、黄色の分光感度特性として黄色の波長帯域の強度を演算する場合、黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１Ｙの出力信号Ｙと、赤色受光画素１０Ｒの第２受光素子１１Ｒの出力信号Ｒ１との差（Ｙ−Ｒ１）に基づいて、黄色の波長帯域の可視光の強度Ｙｘを演算する。その結果、黄色受光画素１０Ｙにおける赤色の光の分離によって得られる分光感度特性は、図５の右端のグラフのようになる。
次に、変換部３０の回路構成と、黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１Ｙ、赤色受光画素１０Ｒの第２受光素子１１Ｒ、緑色受光画素１０Ｇの第３受光素子１１Ｇ、青色受光画素１０Ｂの第４受光素子１１Ｂ、第１赤外線受光画素２２ＩＲの第５受光素子２１ＩＲ、及び第２赤外線受光画素２３ＩＲの第５受光素子２１ＩＲの回路構成とについて説明する。
図６に示すように、変換部３０は、同色における受光素子であって互いに並列に接続された複数の受光素子にて発生する光電流の合算値を出力する出力回路である。変換部３０のアナログ／デジタル変換回路３０ａ〜３０ｄはそれぞれ、増幅器３１、基準電圧印加部３２、電圧比較器３３、及びコンデンサ３４を含む。増幅器３１の一例はオペアンプである。増幅器３１は、第１入力端子３１ａ（反転入力端子）、第２入力端子３１ｂ（非反転入力端子）、及び出力端子３１ｃを有する。基準電圧印加部３２は、第２入力端子３１ｂに接続されている。基準電圧印加部３２は、第２入力端子３１ｂに対して基準電圧を印加する。基準電圧の一例は、１．２Ｖである。電圧比較器３３は、出力端子３１ｃに接続されている。コンデンサ３４の第１端子は第１入力端子３１ａに接続され、コンデンサ３４の第２端子は出力端子３１ｃに接続されている。コンデンサ３４には、図示しないリセット用のスイッチが並列に接続される。
上述したように、変換部３０は、４個のアナログ／デジタル変換回路３０ａ〜３０ｄを有する。４個のアナログ／デジタル変換回路３０ａ〜３０ｄと、各受光画素１０Ｙ，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，２０ＩＲ，１０Ｃとの接続対応関係は以下のとおりである。すなわち、黄色受光画素１０Ｙ及び緑色受光画素１０Ｇのそれぞれに対して専用のアナログ／デジタル変換回路３０ａ，３０ｂが接続されている。赤色受光画素１０Ｒ及びクリア受光画素１０Ｃに対して共通のアナログ／デジタル変換回路３０ｃが切替部を介して接続され、青色受光画素１０Ｂ及び赤外線受光画素２０ＩＲに対して共通のアナログ／デジタル変換回路３０ｄが切替部を介して接続されている。このため、アナログ／デジタル変換回路３０ａ〜３０ｄの第１入力端子３１ａのそれぞれに対しては、アナログ／デジタル変換回路３０ａ〜３０ｄのそれぞれに対応する受光画素の受光素子が逆接続されている。
アナログ／デジタル変換回路３０ａ〜３０ｄの動作について説明する。なお、説明の便宜上、第１受光素子１１Ｙに対応するアナログ／デジタル変換回路３０ａについて説明し、第１受光素子１１Ｙの受光開始時点におけるコンデンサ３４の電荷を０とする。
受光することにより第１受光素子１１Ｙにて発生した光電流に基づいて、コンデンサ３４に電荷が溜められるため、増幅器３１及びコンデンサ３４からなる積分器の出力である積分信号が増加する。アナログ／デジタル変換回路３０ａは、第１入力端子３１ａに電圧が印加開始されたときから所定時間に亘り積分器の積分信号を積分する。以降では、積分信号を積分する時間を検出時間とする。アナログ／デジタル変換回路３０ａは、検出時間経過後、第１入力端子３１ａに印加される電圧を、第１受光素子１１Ｙにより第１入力端子３１ａに印加された電圧よりも低い所定電圧に変更する。所定電圧は、試験等により予め設定されている。所定電圧に変更することにより、積分信号が０に向けて減少する。アナログ／デジタル変換回路３０ａは、クロック発生回路（図示略）により、積分信号が０になるまでの時間におけるクロック発生回路のパルス数をカウントし、デジタル値（出力信号）として出力する。
図６は、黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１Ｙの回路構成を示している。なお、他の受光素子の回路構成も第１受光素子１１Ｙの回路構成と概ね同様であるため、以下の説明では、第１受光素子１１Ｙの回路構成について説明し、他の受光素子の回路構成の説明を省略する。
図６に示すとおり、４個の第１受光素子１１Ｙがアナログ／デジタル変換回路３０ａの増幅器３１の第１入力端子３１ａに対して逆接続されている。４個の第１受光素子１１Ｙは互いに並列に接続されている。変換部３０には、４個の第１受光素子１１Ｙの合計の光電流が入力される。
フォトダイオードＰＤ１のアノードは、アナログ／デジタル変換回路３０ａの第１入力端子３１ａに接続されている。フォトダイオードＰＤ１のカソードは、電圧生成部５０（図１参照）からの電源配線５１に接続されている。
電圧生成部５０と４個の第１受光素子１１ＹのフォトダイオードＰＤ１のカソードとは、４本の電源配線５１を介して第１受光素子１１Ｙごとに接続されている。すなわち電圧生成部５０は、４個の第１受光素子１１ＹのフォトダイオードＰＤ１のカソードに対して第１受光素子１１Ｙごとに個別のバイアス電圧ＶＢＹを印加することができる。このように、黄色受光画素１０Ｙでは、フォトダイオードＰＤ１は、アノードが増幅器３１の第１入力端子３１ａに接続され、かつカソードにバイアス電圧ＶＢＹが印加される特定フォトダイオードとなる。
次に、図７〜図９を参照して、光センサ１の詳細な構成について説明する。
図７に示すように、光センサ１は、半導体基板７０を含む矩形状の半導体部３と、半導体部３の長手方向と直交する方向において半導体部３の両側に配置された８個の外部端子２と、半導体部３及び外部端子２を封止する封止樹脂４とを備える。封止樹脂４は、例えば透明なエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂からなる。
図７に示すように、光センサ１は、半導体基板７０を含む矩形状の半導体部３と、半導体部３の長手方向と直交する方向において半導体部３の両側に配置された８個の外部端子２と、半導体部３及び外部端子２を封止する封止樹脂４とを備える。封止樹脂４は、例えば透明なエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂からなる。
半導体部３は、受光部１０、変換部３０、演算部４０、電圧生成部５０、及び不揮発性メモリ６０（ともに図１参照）を含む。受光部１０は、半導体部３において長手方向の一方寄りに形成されている。また図示はしていないが、変換部３０、演算部４０、電圧生成部５０、及び不揮発性メモリ６０の少なくとも１つは、半導体部３において長手方向の他方寄りに形成されている。半導体部３は、アルミニウム等の金属製の放熱板５上に半田等により実装されている。放熱板５は、封止樹脂４により封止されている。
外部端子２は、半導体部３の両側に４個ずつ配列されている。４個の外部端子２は、半導体部３の長手方向において間隔を空けて配置されている。外部端子２は、電源端子ＶＣＣ及びグラウンド端子ＧＮＤを含む。外部端子２は、通信バス（例えばＩ２Ｃバス）のインターフェース用の端子やインタラプト出力端子を含む。各外部端子２と半導体部３とは、例えばボンディングワイヤ６によって接続されている。半導体基板７０において赤外線カットフィルタ１３で覆われていない外周縁には、ボンディングワイヤ６が接続されている。
図８に示すように、８個の外部端子２及び放熱板５は、封止樹脂４から露出する露出面２Ａ，５Ａを有する。放熱板５の露出面５Ａには、光センサ１の向きをユーザに認識させるための切欠部５Ｂが形成されている。このように、本実施形態の光センサ１は面実装タイプである。
図９に示すように、光センサ１は、受光素子７１の受光面、すなわち半導体基板７０の表面７０Ａと直交する方向から見て不揮発性メモリ６０に対して重なる位置に設けられ、紫外線を遮断する無機物からなる遮断層８３を備える。本実施形態では、赤外線カットフィルタ１３が遮断層８３を兼ねている。赤外線カットフィルタ１３は、４００ｎｍ未満の波長帯域の光をカットしている。すなわち赤外線カットフィルタ１３は、紫外線を遮断可能である。赤外線カットフィルタ１３は、半導体基板７０の表面７０Ａにおける外周縁よりも内周側の略全体に亘り覆っている。このため、赤外線カットフィルタ１３は、不揮発性メモリ６０の形成領域の全体を覆うように設けられている。
半導体基板７０の表面７０Ａと直交する方向から見て不揮発性メモリ６０に対して重なる位置には、メモリ用カラーフィルタ８４が設けられている。メモリ用カラーフィルタ８４は、可視光の帯域の所定波長以上の光を透過し、それよりも短い波長の光を遮断する。メモリ用カラーフィルタ８４は、有機物からなり、例えば顔料をベースにしたカラーレジスト、ナノインプリント技術を用いて形成した透過型レジスト、ゼラチン膜等で構成することができる。メモリ用カラーフィルタ８４は、不揮発性メモリ６０の形成領域の全体を覆うように設けられている。メモリ用カラーフィルタ８４は、黄色フィルタ１２Ｙ、赤色フィルタ１２Ｒ、緑色フィルタ１２Ｇ、及び青色フィルタ１２Ｂの少なくとも１つを用いることができる。黄色フィルタ１２Ｙ、赤色フィルタ１２Ｒ、緑色フィルタ１２Ｇ、及び青色フィルタ１２Ｂは、いずれも４００ｎｍ未満の波長帯域の光をカットしている。このため、メモリ用カラーフィルタ８４に黄色フィルタ１２Ｙ、赤色フィルタ１２Ｒ、緑色フィルタ１２Ｇ、及び青色フィルタ１２Ｂの少なくとも１つを用いることにより紫外線を遮断可能である。
図９に示すとおり、メモリ用カラーフィルタ８４は、カラーフィルタ８０と同様に赤外線カットフィルタ１３内に設けられている。言い換えれば、赤外線カットフィルタ１３は、メモリ用カラーフィルタ８４及びカラーフィルタ８０の全体を覆うように設けられている。
不揮発性メモリ６０には、各受光画素１０Ｙ，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，２０ＩＲ，１０Ｃの各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの感度を調整するための情報が記憶されている。以下、その感度の調整方法について説明する。
各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの感度の調整方法は、出力信号取得工程及び検出時間調整工程を含む。
出力信号取得工程において、予め設定された光強度の可視光が受光部１０に照射される。このとき、変換部３０は、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃにて発生する光電流に基づいて、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの出力信号を演算部４０に出力する。各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの光電流に対応する出力信号の大きさは、可視光が照射された各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの所定の検出時間における出力信号の大きさとして検出される。
出力信号取得工程において、予め設定された光強度の可視光が受光部１０に照射される。このとき、変換部３０は、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃにて発生する光電流に基づいて、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの出力信号を演算部４０に出力する。各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの光電流に対応する出力信号の大きさは、可視光が照射された各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの所定の検出時間における出力信号の大きさとして検出される。
検出時間調整工程において、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの出力信号のそれぞれが予め設定された所定範囲内であるか否かが判定される。この所定範囲は、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの感度が適切であると判定するための範囲であり、試験等により設定される。
そして、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの出力信号のうち、所定範囲の下限値よりも小さい受光素子は、その受光素子の検出時間を長くし、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの出力信号のうち、所定範囲の上限値よりも大きい受光素子は、その受光素子の検出時間を短くする。このように、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃのそれぞれについて、個別に出力信号が所定範囲内か否かを判定し、所定範囲外の受光素子の出力信号が所定範囲内となるように検出時間を調整する。
そして各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの検出時間は、受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの感度を調整するための情報として、不揮発性メモリ６０に記憶される。
〔受光素子に印加されるバイアス電圧の調整方法〕
図１０〜図１３を参照して、受光部１０の各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃに印加されるバイアス電圧の調整方法について説明する。
図１０〜図１３を参照して、受光部１０の各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃに印加されるバイアス電圧の調整方法について説明する。
変換部３０に対して各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃを逆接続する構成では、遮断周波数を高めることによる周波数特性を改善でき、入射光量に対する光電流の直線性の上限を高めることができる一方、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃにリーク電流が発生し易くなる。このようなリーク電流は、変換部３０の出力信号に悪影響を与えてしまい、光センサ１の検出精度の低下の原因となる。
また、フォトダイオードである各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃは、その特性上、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃの温度が高くなるにつれて、リーク電流が大きくなる傾向にある。また各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲ，１１Ｃに印加されるバイアス電圧に応じてリーク電流の大きさが変化する。
図１０は、受光素子が高温、中温、低温時における受光素子に印加されるバイアス電圧とリーク電流との関係を示す。なお、中温とは、高温と低温との間の中間温度を示す。受光素子が高温、中温、低温時のそれぞれにおいて、リーク電流が正の値となるバイアス電圧の範囲では、バイアス電圧が小さくなるにつれてリーク電流の絶対値が大きくなり、リーク電流が負の値となるバイアス電圧の範囲では、バイアス電圧が大きくなるにつれてリーク電流の絶対値が大きくなる。また図１０に示すとおり、受光素子が高温、中温、低温時において、バイアス電圧に対するリーク電流の変化傾向が異なる。受光素子が低温時ではバイアス電圧に対してリーク電流が最も変化し難く、受光素子が高温時ではバイアス電圧に対してリーク電流が最も変化し易い。すなわち受光素子が低温時ではバイアス電圧の変化に対するリーク電流の変化率が最も小さく、受光素子が高温時ではバイアス電圧の変化に対するリーク電流の変化率が最も大きくなる。
また、受光素子が高温、中温、低温時においてリーク電流が０となるときのバイアス電圧が互いに異なる。より詳細には、受光素子の温度が高くなるにつれてリーク電流が０となるときのバイアス電圧が大きくなる。また、バイアス電圧の大きさによってリーク電流が流れる方向が変化する。このように、受光素子が低温時では、バイアス電圧がＶ１のときにリーク電流が０となり、バイアス電圧がＶ１未満のとき、リーク電流が正の値になり、バイアス電圧がＶ１よりも大きい場合、リーク電流が負の値になる。受光素子が中温時では、バイアス電圧がＶ２（Ｖ２＞Ｖ１）のときにリーク電流が０となり、バイアス電圧がＶ２未満のとき、リーク電流が正の値になり、バイアス電圧がＶ２よりも大きい場合、リーク電流が負の値になる。受光素子が高温時では、バイアス電圧がＶ３（Ｖ３＞Ｖ２）のときにリーク電流が０になり、バイアス電圧がＶ３未満のとき、リーク電流が正の値になり、バイアス電圧がＶ３よりも大きい場合、リーク電流が負の値になる。また受光素子が高温、中温、低温時のそれぞれにおいて、リーク電流が正の値になるバイアス電圧の範囲におけるバイアス電圧の変化に対するリーク電流の変化率は、リーク電流が負の値になるバイアス電圧の範囲におけるバイアス電圧の変化に対するリーク電流の変化率よりも大きい。すなわち、リーク電流が正の値の場合のバイアス電圧のばらつきに起因するリーク電流の大きさのばらつきは、リーク電流が負の値の場合のバイアス電圧のばらつきに起因するリーク電流の大きさのばらつきよりも大きくなる。
図１１は、一例として黄色受光画素１０Ｙの回路構成を模式的に示している。
黄色受光画素１０Ｙのバイアス電圧ＶＢＹの調整は、調整装置（図示略）により行われる。調整装置は、黄色受光画素１０Ｙの電気的特性を測定する。調整装置は、測定結果に基づいて、黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１Ｙ（フォトダイオード）に印加するバイアス電圧ＶＢＹを調整する。
黄色受光画素１０Ｙのバイアス電圧ＶＢＹの調整は、調整装置（図示略）により行われる。調整装置は、黄色受光画素１０Ｙの電気的特性を測定する。調整装置は、測定結果に基づいて、黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１Ｙ（フォトダイオード）に印加するバイアス電圧ＶＢＹを調整する。
図１２に示すように、黄色受光画素１０Ｙのバイアス電圧ＶＢＹの調整方法は、電流測定工程（ステップＳ１１）、調整工程（ステップＳ１２）、及び記憶工程（ステップＳ１３）を含む。
電流測定工程において、調整装置は、バイアス電圧ＶＢＹが基準電圧（１．２Ｖ）の場合の第１受光素子１１Ｙのリーク電流を測定する。より詳細には、図１１に示すように、調整装置は、増幅器３１の第２入力端子３１ｂに印加する基準電圧（１．２Ｖ）と同じ電圧のバイアス電圧ＶＢＹを４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれに印加する。また増幅器３１の第２入力端子３１ｂには、基準電圧印加部３２によって基準電圧（１．２Ｖ）が印加される。そして調整装置は、４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれに流れるリーク電流を測定する。なお、調整装置は、第１受光素子１１Ｙから第１入力端子３１ａに向けて流れる方向（第１の方向）のリーク電流を負の値として測定し、第１の方向とは逆方向となる第２の方向に流れるリーク電流を正の値として測定する。
調整工程において、調整装置は、４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれのリーク電流が合流した後のリーク電流が第１入力端子３１ａに流れるように４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。
より詳細には、調整装置は、図１３に示すような第１受光素子１１Ｙが高温時におけるリーク電流とバイアス電圧との関係を示す情報（マップ）を記憶している。調整装置は、マップを用いて、電流測定工程において測定された４つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流の合計が負の値、すなわち４つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流が合流した後に増幅器３１の第１入力端子３１ａに流れるように４つの第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。
図１１に示すように、電流測定工程において、４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれに例えば「５ｐＡ」のリーク電流を測定した場合（図１１の破線の矢印）、以下の２つの調整方法のいずれかを用いて第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。
第１の調整方法では、４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれのリーク電流が負の値になるようにバイアス電圧ＶＢＹを調整する方法である。具体的には、調整装置は、図１３のマップを用いて、リーク電流が負の値である所定値となるように第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。この所定値の一例は、「−４ｐＡ」である。所定値が「−４ｐＡ」のときのバイアス電圧ＶＢＹの一例は１．５Ｖである。この場合、４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれに１．５Ｖのバイアス電圧ＶＢＹを印加することにより、各第１受光素子１１Ｙに「−４ｐＡ」のリーク電流が流れる（図１１の実線の矢印）。このため、４つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流が合流した後では、「−１６ｐＡ」のリーク電流が増幅器３１の第１入力端子３１ａに流れる。
第２の調整方法では、４つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流の合計が負の値になるようにバイアス電圧ＶＢＹを調整する方法である。すなわち第２の調整方法では、第１の調整方法とは異なり、４つの第１受光素子１１Ｙのうちの１〜３つのリーク電流が負の値であってもよい。
ここでは、調整装置は、第１の調整方法と同様に、リーク電流が負の値である所定値となるように第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。すなわち、調整装置は、第１受光素子１１Ｙのリーク電流が「−４ｐＡ」となるようにバイアス電圧ＶＢＹを１．５Ｖに調整する。この場合、調整装置が３つの第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを調整すれば、４つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流が合流した後のリーク電流が負の値となる。具体的には、バイアス電圧ＶＢＹが１．５Ｖに調整された３つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流の合計「−１２ｐＡ（−４ｐＡ×３）」と、バイアス電圧ＶＢＹが１．２Ｖのままの１つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流（５ｐＡ）との合計は、「−７ｐＡ」となる。すなわち、４つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流が合流した後では、７ｐＡのリーク電流が増幅器３１の第１入力端子３１ａに流れる。
なお、第２の調整方法では、電流測定工程におけるリーク電流の測定結果、及び第１受光素子１１Ｙに印加するバイアス電圧ＶＢＹの設定によって、バイアス電圧ＶＢＹを調整する第１受光素子１１Ｙの数を変更してもよい。例えば、電流測定工程において４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれのリーク電流が２ｐＡの場合、バイアス電圧ＶＢＹを調整する第１受光素子１１Ｙの数、すなわち第１受光素子１１Ｙに流れるリーク電流が「−４ｐＡ」となる第１受光素子１１Ｙの数は少なくとも２つであればよい。２つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流を「−４ｐＡ」となるようにバイアス電圧ＶＢＹが調整されることにより、４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれのリーク電流が合流した後では、４ｐＡのリーク電流が増幅器３１の第１入力端子３１ａに流れるようになる。例えば、調整装置は、第１受光素子１１Ｙのリーク電流が「−６ｐＡ」となるようにバイアス電圧ＶＢＹを調整する場合、バイアス電圧ＶＢＹを調整する第１受光素子１１Ｙの数は少なくとも２つであればよい。すなわち、２つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流を「−６ｐＡ」となるようにバイアス電圧ＶＢＹが調整されることにより、４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれのリーク電流が合流した後では、４ｐＡのリーク電流が増幅器３１の第１入力端子３１ａに流れるようになる。
また、電流測定工程において４つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流の全てが負の値である場合、第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹの調整をしなくても、４つの第１受光素子１１Ｙのそれぞれのリーク電流が合流した後、リーク電流が増幅器３１の第１入力端子３１ａに流れるようになるため、調整工程を省略してもよい。
記憶工程において、調整装置は、４つの第１受光素子１１Ｙに印加するバイアス電圧ＶＢＹのそれぞれの値を不揮発性メモリ６０（図１参照）に記憶する。これにより、電圧生成部５０は、不揮発性メモリ６０に記憶されたバイアス電圧に基づいて４つの第１受光素子１１Ｙにバイアス電圧ＶＢＹを印加する。
なお、第２受光素子１１Ｒについても第１受光素子１１Ｙと同様に第２受光素子１１Ｒに印加するバイアス電圧ＶＢＲを調整することができる。また第３受光素子１１Ｇについても第１受光素子１１Ｙと同様に第３受光素子１１Ｇに印加するバイアス電圧ＶＢＧを調整することができる。また第４受光素子１１Ｂについても第１受光素子１１Ｙと同様に第４受光素子１１Ｂに印加するバイアス電圧ＶＢＢを調整することができる。また第１赤外線受光画素２２ＩＲの第５受光素子２１ＩＲ及び第２赤外線受光画素２３ＩＲの第５受光素子２１ＩＲのそれぞれについても第１受光素子１１Ｙと同様に第５受光素子２１ＩＲに印加するバイアス電圧ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を調整することができる。
〔可視光の強度の演算〕
次に、黄色の波長帯域の可視光の強度の演算について説明する。
上述のように、演算部４０は、Ｙｘ＝Ｙ−Ｒ１により、黄色の波長帯域の可視光の強度Ｙｘを演算する。なお、演算部４０は、赤色の波長帯域の可視光の強度、緑色の波長帯域の可視光の強度、及び青色の波長帯域の可視光の強度も同様に演算する。つまり、演算部４０は、赤色の波長帯域の可視光の強度を、赤色受光画素１０Ｒの出力信号Ｒ１と第１赤外線受光画素２２ＩＲの出力信号Ｒ２とに基づいて演算する。演算部４０は、緑色の波長の可視光の強度を、緑色受光画素１０Ｇの出力信号Ｇ１と第１赤外線受光画素２２ＩＲの出力信号Ｇ２とに基づいて演算する。演算部４０は、青色の波長の可視光の強度を、青色受光画素１０Ｂの出力信号Ｂ１と第２赤外線受光画素２３ＩＲの出力信号Ｂ２とに基づいて演算する。
次に、黄色の波長帯域の可視光の強度の演算について説明する。
上述のように、演算部４０は、Ｙｘ＝Ｙ−Ｒ１により、黄色の波長帯域の可視光の強度Ｙｘを演算する。なお、演算部４０は、赤色の波長帯域の可視光の強度、緑色の波長帯域の可視光の強度、及び青色の波長帯域の可視光の強度も同様に演算する。つまり、演算部４０は、赤色の波長帯域の可視光の強度を、赤色受光画素１０Ｒの出力信号Ｒ１と第１赤外線受光画素２２ＩＲの出力信号Ｒ２とに基づいて演算する。演算部４０は、緑色の波長の可視光の強度を、緑色受光画素１０Ｇの出力信号Ｇ１と第１赤外線受光画素２２ＩＲの出力信号Ｇ２とに基づいて演算する。演算部４０は、青色の波長の可視光の強度を、青色受光画素１０Ｂの出力信号Ｂ１と第２赤外線受光画素２３ＩＲの出力信号Ｂ２とに基づいて演算する。
このように、第１受光素子１１Ｙが、第１波長帯域の光を検出する第１帯域受光素子に相当する場合、第２受光素子１１Ｒが、第２波長帯域の光を検出する第２帯域受光素子に相当する。また第２受光素子１１Ｒが第１帯域受光素子に相当する場合、第１赤外線受光画素２２ＩＲの第５受光素子２１ＩＲが第２帯域受光素子に相当する。また第３受光素子１１Ｇが第１帯域受光素子に相当する場合、第１赤外線受光画素２２ＩＲの第５受光素子２１ＩＲが第２帯域受光素子に相当する。また第４受光素子１１Ｂが第１帯域受光素子に相当する場合、第２赤外線受光画素２３ＩＲの第５受光素子２１ＩＲが第２帯域受光素子に相当する。そして、演算部４０は、第１帯域受光素子のアノードが第１入力端子３１ａに接続された増幅器３１（第１増幅器）の出力信号と、第２帯域受光素子のアノードが第１入力端子３１ａに接続された増幅器３１（第２増幅器）の出力信号とに基づいて演算を行う。より詳細には、演算部４０は、第１増幅器の出力信号に基づく変換部３０の出力信号と、第２増幅器の出力信号に基づく変換部３０の出力信号との差に基づいて、可視光の強度を演算する。
ここで、第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒにリーク電流が生じた場合、出力信号Ｙ，Ｒ１にはリーク電流の影響に起因するノイズが含まれてしまう。これにより、黄色の波長帯域の可視光の強度Ｙｘが正確に演算されないおそれがある。
演算部４０は、出力信号に対するリーク電流の影響を考慮して黄色の波長帯域の可視光の強度Ｙｘを演算する。すなわち、演算部４０は、リーク電流の影響をαとした場合、
Ｙｘ＝（Ｙ＋α）−（Ｒ１＋α）
により演算される。ここで、上述のように、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒのリーク電流の正負の符号を揃えるように各バイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲを調整したため、上記式から分かるとおり、黄色の波長帯域の可視光の強度Ｙｘの演算の際に出力信号に対するリーク電流の影響αが打ち消される。
Ｙｘ＝（Ｙ＋α）−（Ｒ１＋α）
により演算される。ここで、上述のように、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒのリーク電流の正負の符号を揃えるように各バイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲを調整したため、上記式から分かるとおり、黄色の波長帯域の可視光の強度Ｙｘの演算の際に出力信号に対するリーク電流の影響αが打ち消される。
本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、光センサ１の検出精度を向上させるため、黄色の波長帯域の可視光の強度Ｙｘを検出する第１の対策、及び受光部１０のリーク電流の影響αを低減する第２の対策の２つの対策を実施している。
本実施形態では、光センサ１の検出精度を向上させるため、黄色の波長帯域の可視光の強度Ｙｘを検出する第１の対策、及び受光部１０のリーク電流の影響αを低減する第２の対策の２つの対策を実施している。
まず、第１の対策における作用について説明する。
図１４は、本実施形態の光センサ１の分光感度曲線を示し、図１５は、比較例の光センサの分光感度曲線を示す。比較例の光センサは、黄色受光画素１０Ｙを有しておらず、黄色の波長帯域の可視光の強度を検出していない。
図１４は、本実施形態の光センサ１の分光感度曲線を示し、図１５は、比較例の光センサの分光感度曲線を示す。比較例の光センサは、黄色受光画素１０Ｙを有しておらず、黄色の波長帯域の可視光の強度を検出していない。
図１５の分光感度曲線から分かるとおり、緑色の可視光の分光感度曲線と赤色の可視光の分光感度曲線との間の波長帯域（６００ｎｍ付近）、すなわち黄色の波長帯域の透過率の比が小さい。すなわち、比較例の光センサでは、黄色の波長帯域の検出精度が低い。
一方、図１４の分光感度曲線から分かるとおり、黄色の可視光の分光感度曲線が追加されることにより、図１５の分光感度曲線に比べ、黄色の波長帯域の透過率の比が大きくなる。すなわち、本実施形態の光センサ１は、比較例の光センサよりも黄色の波長帯域の色検出精度が高くなる。
次に、第２の対策における作用について説明する。
第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒについて、リーク電流が増幅器３１の第１入力端子３１ａに流れるように、第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒに印加されるバイアス電圧を調整する。一例では、第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒに印加されるバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲを増幅器３１の第２入力端子３１ｂに印加される基準電圧よりも高くする。
第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒについて、リーク電流が増幅器３１の第１入力端子３１ａに流れるように、第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒに印加されるバイアス電圧を調整する。一例では、第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒに印加されるバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲを増幅器３１の第２入力端子３１ｂに印加される基準電圧よりも高くする。
一方、黄色の可視光の強度ＹｘはＹ−Ｒ１で演算されるように、第１受光素子１１Ｙの出力信号と第２受光素子１１Ｒの出力信号との差に基づいて演算される。このため、第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒのリーク電流の向きを予め揃えておけば、可視光の強度の演算時にリーク電流の影響αが相殺される。
本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１−１）光センサ１の受光部１０は、３原色の赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、及び青色受光画素１０Ｂとは別に黄色受光画素１０Ｙを備えている。このため、緑色と赤色との境界の波長帯域である黄色の波長帯域の可視光を検出することができる。したがって、光センサ１の検出精度を高めることができる。
（１−１）光センサ１の受光部１０は、３原色の赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、及び青色受光画素１０Ｂとは別に黄色受光画素１０Ｙを備えている。このため、緑色と赤色との境界の波長帯域である黄色の波長帯域の可視光を検出することができる。したがって、光センサ１の検出精度を高めることができる。
詳述すると、本願発明者らは、３原色の赤色受光画素１０Ｒ、緑色受光画素１０Ｇ、及び青色受光画素１０Ｂのみでは、黄色の波長帯域の可視光の感度が低く、黄色の可視光の検出誤差が大きいことを見出した。
この点、本実施形態によれば、受光部１０が黄色受光画素１０Ｙを備えていることにより、黄色の波長帯域の可視光の検出精度を高めることができ、それを通じて光センサ１の色検出精度の向上を図ることができる。
（１−２）黄色受光画素１０Ｙの黄色フィルタ１２Ｙは、黄色の波長以上の波長の光を透過させ、それよりも短い波長の光を遮断（減衰）させるものである。この場合、赤色の波長は黄色の波長よりも長く、かつ、黄色の可視光には赤色の波長の光も含まれるため、第１受光素子１１Ｙとしては、黄色の可視光と赤色の可視光との双方を受光することになる。このため、黄色の検出精度の低下が懸念される。
この点、本実施形態の光センサ１の演算部４０は、黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１Ｙの光電流から得られる出力信号Ｙと、赤色受光画素１０Ｒの第２受光素子１１Ｒの光電流から得られる出力信号Ｒ１との差（Ｙ−Ｒ１）に基づいて、黄色の波長帯域の可視光の強度を演算する。この構成によれば、第１受光素子１１Ｙが黄色の波長帯域の光及び赤色の波長帯域の光を検出しても、第２受光素子１１Ｒの赤色の波長帯域で第１受光素子１１Ｙの赤色の波長帯域の光を選択的に排除又は減弱することにより、光センサ１は黄色の波長帯域の光を精度よく検出することができる。したがって、光センサ１における黄色の検出精度の向上を図ることができ、それを通じて光センサ１の色検出精度を高めることができる。
（１−３）第１受光素子１１Ｙと第２受光素子１１Ｒとが互いに隣り合うように配置されているため、光センサ１の受光部１０の製造段階において、第１受光素子１１Ｙと第２受光素子１１Ｒとの素子特性のばらつきを小さくすることができる。これにより、演算対象の２つの出力信号Ｙ，Ｒ１に対応する２つの受光素子１１Ｙ，１１Ｒの素子特性のばらつきを小さくでき、演算部４０が黄色の波長帯域の光をより精度よく演算できる。加えて、第１受光素子１１Ｙと第２受光素子１１Ｒとが互いに隣り合うことにより、受光部１０に入射する光の入射角度にかかわらず同様に受光することができる。このため、受光素子の配置位置に起因する第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒの受光態様のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサ１の色検出精度をより高めることができる。
（１−４）複数の第１受光素子１１Ｙは受光部１０の受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置され、複数の第２受光素子１１Ｒは受光領域１４の中心ＣＰを対称の中心として点対称となるように配置されている。この構成によれば、受光部１０の全体に均一に光が入射しない場合であっても、複数の第１受光素子１１Ｙのうちの１つ、及び複数の第２受光素子１１Ｒのうちの１つで光を検出することができるため、光センサ１の信頼性を高めることができる。
（１−５）複数の第１受光素子１１Ｙがアナログ／デジタル変換回路３０ａに電気的に接続され、複数の第３受光素子１１Ｇがアナログ／デジタル変換回路３０ｂに電気的に接続されている。また複数の第４受光素子１１Ｂと複数の第５受光素子２１ＩＲとが切替部を介してアナログ／デジタル変換回路３０ｄに接続され、複数の第２受光素子１１Ｒと複数のクリア受光素子１１Ｃとが切替部を介してアナログ／デジタル変換回路３０ｃに接続されている。このように、複数の受光素子に対して１つのアナログ／デジタル変換回路が接続される構成であるため、複数の受光素子のそれぞれに対してアナログ／デジタル変換回路が接続される構成と比較して、変換部３０の構成が簡素化される。したがって、光センサ１のサイズを小さくすることができる。さらに、色の異なる２種類の受光素子に対して１つのアナログ／デジタル変換回路が接続される構成であるため、変換部３０の構成がより簡素化される。したがって、光センサ１のサイズをより小さくすることができる。
（１−６）第１赤外線受光画素２２ＩＲの第５受光素子２１ＩＲは、赤色受光画素１０Ｒの第２受光素子１１Ｒ及び緑色受光画素１０Ｇの第３受光素子１１Ｇの両方に隣接するように配置されている。この構成によれば、第２受光素子１１Ｒ、第３受光素子１１Ｇ、及び第５受光素子２１ＩＲは受光部に入射する光の入射角度にかかわらず同様に受光することができる。このため、第２受光素子１１Ｒ、第３受光素子１１Ｇ、及び第５受光素子２１ＩＲの受光態様のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサ１の検出精度をより高めることができる。
加えて、第５受光素子２１ＩＲと第２受光素子１１Ｒとの素子特性のばらつき、及び第５受光素子２１ＩＲと第３受光素子１１Ｇとの素子特性のばらつきを小さくすることができる。したがって、演算部４０が赤色の波長帯域の可視光の強度及び緑色の波長帯域の可視光の強度のそれぞれを精度よく演算することができる。
（１−７）光センサ１は、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，１１Ｃ，２１ＩＲのそれぞれの感度を調整するための情報を記憶する不揮発性メモリ６０と、直交方向Ｚにおいて不揮発性メモリ６０に対して重なるように設けられ、紫外線を遮断する遮断層８３とを備える。この構成によれば、不揮発性メモリ６０に記憶された情報に基づいて各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，１１Ｃ，２１ＩＲのそれぞれの感度を調整することにより、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，１１Ｃ，２１ＩＲのそれぞれの素子特性のばらつきを小さくすることができる。したがって、光センサ１の検出精度を高めることができる。
一方、不揮発性メモリ６０に紫外線が照射されると、不揮発性メモリ６０に記憶された情報が消えてしまう場合がある。その点、本実施形態の光センサ１は、不揮発性メモリ６０に向けて照射される光に含まれる紫外線を遮断層８３によって遮断することにより、不揮発性メモリ６０に記憶された情報が消えることを抑制することができる。
（１−８）光センサ１は、直交方向Ｚにおいて不揮発性メモリ６０に対して重なるように設けられたメモリ用カラーフィルタ８４を備える。この構成によれば、不揮発性メモリ６０に入射する光は、不揮発性メモリ６０に入射する前にメモリ用カラーフィルタ８４を透過する。このとき、メモリ用カラーフィルタ８４によって紫外線が遮断される。したがって、不揮発性メモリ６０に対する紫外線の影響を一層抑制することができる。
（１−９）メモリ用カラーフィルタ８４は、遮断層８３内に設けられている。この構成によれば、メモリ用カラーフィルタ８４を構成する有機物が無機物で構成される遮断層８３の外部に漏れることが抑制される。したがって、光センサ１の製造段階において、受光部１０を形成する半導体基板７０に対する有機物による汚染を抑制することができる。
（１−１０）第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒのそれぞれに印加するバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲが、増幅器３１の第２入力端子３１ｂに印加される基準電圧よりも高い。この構成によれば、第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒにて発生する光電流に対するリーク電流の影響が小さくなるため、増幅器３１のオフセットが小さくなる。したがって、増幅器３１の出力信号の精度の低下を抑制することができるため、光センサ１の検出精度を高めることができる。
（１−１１）第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒのそれぞれに印加するバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲが、リーク電流が負の値となるように調整される。この構成によれば、演算部４０により可視光の強度を演算する場合、２つの受光素子の出力信号の差に基づいて演算される。このため、受光素子の出力信号に含まれるリーク電流の影響αの正負の符号を揃えておけば、２つの受光素子の出力信号の差を演算するときにリーク電流の影響αが相殺される。したがって、増幅器３１の出力信号におけるリーク電流の影響が小さくなるため、光センサ１の検出精度を高めることができる。
（１−１２）黄色受光画素１０Ｙは、４個の第１受光素子１１Ｙが並列に接続された構成を有する。４個の第１受光素子１１Ｙのそれぞれのリーク電流が合流した後のリーク電流が増幅器３１の第１入力端子３１ａに流れるように４個の第１受光素子１１Ｙのそれぞれのバイアス電圧ＶＢＹが調整される。赤色受光画素１０Ｒは、４個の第２受光素子１１Ｒが並列に接続された構成を有する。４個の第２受光素子１１Ｒのそれぞれのリーク電流が合流した後のリーク電流が増幅器３１の第１入力端子３１ａに流れるように４個の第２受光素子１１Ｒのそれぞれのバイアス電圧ＶＢＲが調整される。これらの構成によれば、演算部４０により黄色の可視光の強度Ｙｘを演算する場合、第１受光素子１１Ｙの出力信号と第２受光素子１１Ｒの出力信号との差に基づいて演算される。このため、第１受光素子１１Ｙの出力信号に含まれるリーク電流の影響αと、第２受光素子１１Ｒの出力信号に含まれるリーク電流の影響αとの正負の符号を揃えておけば、黄色の可視光の強度Ｙｘを演算するときにリーク電流の影響αが相殺される。したがって、増幅器３１の出力信号におけるリーク電流の影響が小さくなるため、光センサ１の黄色の可視光の検出精度を高めることができる。
（１−１３）第１受光素子１１Ｙ及び第２受光素子１１Ｒに印加するバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲを調整する調整工程において、リーク電流とバイアス電圧との関係を示すマップが用いられる。この構成によれば、リーク電流が負となるようなバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲを容易に取得することができる。したがって、調整工程における作業が容易となる。
（第２実施形態）
図１６及び図１７を参照して、第２実施形態の光センサ１について説明する。本実施形態の光センサ１は、第１実施形態の光センサ１と比較して、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのバイアス電圧の調整方法が異なる。以下の説明において、第１実施形態の光センサ１と共通する構成については同じ符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１６及び図１７を参照して、第２実施形態の光センサ１について説明する。本実施形態の光センサ１は、第１実施形態の光センサ１と比較して、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのバイアス電圧の調整方法が異なる。以下の説明において、第１実施形態の光センサ１と共通する構成については同じ符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１６は、一例として黄色受光画素１０Ｙの回路構成を模式的に示している。図１７では、電流測定工程において、各受光画素１０Ｙに印加するバイアス電圧が１．２Ｖのときの黄色受光画素１０Ｙのリーク電流が正の値である場合（図１６の破線矢印）を示している。なお、電流測定工程において、バイアス電圧が１．２Ｖのときの黄色受光画素１０Ｙのリーク電流を「Ｉｙ」とする。
本実施形態では、調整工程において、４つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流が合流した後のリーク電流が０又は０に近づくように４つの第１受光素子１１Ｙの少なくとも１つのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。
調整装置には、図１７に示すような第１受光素子１１Ｙが高温時の黄色受光画素１０Ｙにおけるバイアス電圧ＶＢＹとリーク電流との関係を示すマップが記憶されている。調整装置は、図１７のマップを用いて、４つの黄色受光画素１０Ｙのうちの２つの黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１Ｙのリーク電流が「−Ｉｙ」となるバイアス電圧を演算する。本実施形態では、第１受光素子１１Ｙのリーク電流が「−Ｉｙ」となるバイアス電圧は１．５Ｖである。そして調整装置は、演算したバイアス電圧を不揮発性メモリ６０に記憶する。このように、４つの黄色受光画素１０Ｙのうちの２つの黄色受光画素１０Ｙのそれぞれのリーク電流がＩｙとなり、残りの２つの黄色受光画素１０Ｙのリーク電流のそれぞれが「−Ｉｙ」となるため、４つの黄色受光画素１０Ｙのリーク電流が合流したときの電流値は０となる。
調整装置は、他の各受光画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，２０ＩＲについても黄色受光画素１０Ｙと同様に、各受光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を演算する。そして調整装置は、演算したバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を不揮発性メモリ６０に記憶する。
このように各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのそれぞれの４つの受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が０又は０に近づくようにバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２が調整される。これにより、増幅器３１の第１入力端子３１ａにリーク電流が流れることが抑制される、又は第１入力端子３１ａに印加される電圧が第２入力端子３１ｂに印加される電圧（基準電圧）よりも小さくなることが抑制される。したがって、増幅器３１の第１入力端子３１ａと第２入力端子３１ｂとの間にオフセット電圧が生じることが抑制される。
このため、各色の出力信号Ｙ，Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２におけるリーク電流の影響α自体が小さい、又はリーク電流の影響αがなくなる。このため、各色の可視光の強度の演算に対してリーク電流の影響α自体が小さい、又はリーク電流の影響αがなくなり、光センサ１の検出精度が向上する。
なお、調整装置は、４つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流の合計が０又は０に近づくようにバイアス電圧ＶＢＹを調整すればよいため、バイアス電圧ＶＢＹを調整する第１受光素子１１Ｙの数は２つに限定されない。調整装置は、バイアス電圧ＶＢＹを調整する第１受光素子１１Ｙの数を予め設定し、その設定した数の第１受光素子１１Ｙによって４つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流の合計が略０となるように、第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを調整してもよい。
第１の例では、調整装置がバイアス電圧ＶＢＹを調整する第１受光素子１１Ｙの数を３つと設定した場合、残り１つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流がＩｙであるとしたとき、３つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流の合計が「−Ｉｙ」となるように３つの第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。調整装置は、例えば、３つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流のそれぞれが「−Ｉｙ／３」となるようにバイアス電圧ＶＢＹを設定する。ここで、３つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流のそれぞれが「−Ｉｙ／３」となるようなバイアス電圧ＶＢＹは、約１．３３Ｖである。
ここで、３つの第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹは互いに等しくなくてもよい。すなわち、調整装置は、３つの第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを個別に設定できる。例えば、調整装置は、３つの第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを次のように設定する。調整装置は、第１の第１受光素子１１Ｙのリーク電流が「−Ｉｙ／３」となるように第１の第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹに設定する。調整装置は、第２の第１受光素子１１Ｙのリーク電流が０となるように第２の第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを設定する。調整装置は、第３の第１受光素子１１Ｙのリーク電流が「−２／３Ｉｙ」となるように第３の第１受光素子のバイアス電圧ＶＢＹを設定する。また例えば、調整装置は、３つの第１受光素子１１Ｙのうちの２つのリーク電流が「−Ｉｙ／２」となるようにバイアス電圧ＶＢＹを設定し、残り１つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流が０となるように設定する。すなわち３つの第１受光素子１１Ｙのうちの２つのバイアス電圧ＶＢＹが互いに等しくてもよい。
第２の例では、調整装置がバイアス電圧ＶＢＹを調整する第１受光素子１１Ｙの数を２つと設定した場合、バイアス電圧ＶＢＹが調整されない残り２つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流の合計が２Ｉｙであるとき、２つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流の合計が「−２Ｉｙ」となるように２つの第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。調整装置は、例えば、２つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流のそれぞれが「−Ｉｙ」となるようにバイアス電圧ＶＢＹを設定する。
ここで、２つの第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹは互いに等しくなくてもよい。すなわち、調整装置は、２つの第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを個別に設定できる。例えば、調整装置は、２つの第１受光素子１１Ｙの一方をリーク電流が「−２Ｉｙ」となるようにバイアス電圧ＶＢＹを設定し、他方をリーク電流が０となるようにバイアス電圧ＶＢＹを設定する。また調整装置は、２つの第１受光素子１１Ｙの一方をリーク電流が「−Ｉｙ／２」となるようにバイアス電圧ＶＢＹを設定し、他方をリーク電流が「−３／２Ｉｙ」となるようにバイアス電圧ＶＢＹを設定する。
第３の例では、調整装置がバイアス電圧ＶＢＹを調整する第１受光素子１１Ｙの数を１つと設定した場合、バイアス電圧ＶＢＹが調整されない残り２つの第１受光素子１１Ｙのリーク電流の合計が３Ｉｙであるとき、第１受光素子１１Ｙのリーク電流が「−３Ｉｙ」となるようにバイアス電圧ＶＢＹを設定する。なお、上記第１の例〜第３の例は、各受光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲについても適用することができる。
本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２−１）調整装置は、４個の第１受光素子１１Ｙのそれぞれにて発生するリーク電流が、第１の方向に流れるリーク電流と、第２の方向に流れるリーク電流とが生じるように４個の第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。この構成によれば、４個の第１受光素子１１Ｙのリーク電流が合流する際に、第１の方向のリーク電流と第２の方向のリーク電流とが相殺される。このため、４個の第１受光素子１１Ｙのリーク電流が合流した後のリーク電流が小さくなる。したがって、増幅器３１のオフセットが小さくなるため、光センサ１の検出精度を高めることができる。なお、他の受光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲも第１受光素子１１Ｙと同様の構成であり、調整装置によって第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹの調整と同様に、他のバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を調整することができる。したがって、光センサ１の検出精度をより高めることができる。
（２−１）調整装置は、４個の第１受光素子１１Ｙのそれぞれにて発生するリーク電流が、第１の方向に流れるリーク電流と、第２の方向に流れるリーク電流とが生じるように４個の第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。この構成によれば、４個の第１受光素子１１Ｙのリーク電流が合流する際に、第１の方向のリーク電流と第２の方向のリーク電流とが相殺される。このため、４個の第１受光素子１１Ｙのリーク電流が合流した後のリーク電流が小さくなる。したがって、増幅器３１のオフセットが小さくなるため、光センサ１の検出精度を高めることができる。なお、他の受光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲも第１受光素子１１Ｙと同様の構成であり、調整装置によって第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹの調整と同様に、他のバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を調整することができる。したがって、光センサ１の検出精度をより高めることができる。
（２−２）調整装置は、４個の第１受光素子１１Ｙのそれぞれにて発生するリーク電流が合流した後のリーク電流が０又は０に近づくように４個の第１受光素子１１Ｙのそれぞれのバイアス電圧ＶＢＹを調整する。この構成によれば、増幅器３１のオフセットが小さくなる。したがって、光センサ１の検出精度をより高めることができる。なお、他の受光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲも調整装置によって第１受光素子１１Ｙのバイアス電圧ＶＢＹの調整と同様に、他のバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を調整することができる。したがって、光センサ１の検出精度をより高めることができる。
（第３実施形態）
図１６及び図１８を参照して、第３実施形態の光センサ１について説明する。本実施形態の光センサ１は、第１実施形態の光センサ１と比較して、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２の調整方法が異なる。以下の説明において、第１実施形態の光センサ１と共通する構成については同じ符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１６及び図１８を参照して、第３実施形態の光センサ１について説明する。本実施形態の光センサ１は、第１実施形態の光センサ１と比較して、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２の調整方法が異なる。以下の説明において、第１実施形態の光センサ１と共通する構成については同じ符号を付し、その説明を省略する場合がある。
本実施形態では、一例として黄色受光画素１０Ｙのバイアス電圧ＶＢＹの調整方法について説明する。黄色受光画素１０Ｙの回路構成は、第２実施形態の黄色受光画素１０Ｙの回路構成（図１６参照）と同じである。
本実施形態のバイアス電圧ＶＢＹの調整方法は、各受光素子１１Ｙのリーク電流が０又は０に近づくようにバイアス電圧ＶＢＹを調整する方法である。
より詳細には、調整装置には、図１８に示すような第１受光素子１１Ｙが高温時の黄色受光画素１０Ｙにおけるバイアス電圧ＶＢＹとリーク電流との関係を示すマップが記憶されている。調整装置は、図１８のマップを用いて、黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１Ｙのリーク電流が０となるバイアス電圧ＶＢＹを演算する。本実施形態では、第１受光素子１１Ｙのリーク電流が０となるバイアス電圧ＶＢＹは１．３Ｖである。そして調整装置は、演算したバイアス電圧を不揮発性メモリ６０に記憶する。調整装置は、他の各受光画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，２０ＩＲについても同様の方法で、リーク電流が０となるようなバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を取得する。すなわち、調整装置は、各受光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲにおける受光素子が高温時のバイアス電圧とリーク電流との関係を示すマップを用いて、リーク電流が０となるバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を演算する。そして調整装置は、演算したバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を不揮発性メモリ６０に記憶する。
より詳細には、調整装置には、図１８に示すような第１受光素子１１Ｙが高温時の黄色受光画素１０Ｙにおけるバイアス電圧ＶＢＹとリーク電流との関係を示すマップが記憶されている。調整装置は、図１８のマップを用いて、黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１Ｙのリーク電流が０となるバイアス電圧ＶＢＹを演算する。本実施形態では、第１受光素子１１Ｙのリーク電流が０となるバイアス電圧ＶＢＹは１．３Ｖである。そして調整装置は、演算したバイアス電圧を不揮発性メモリ６０に記憶する。調整装置は、他の各受光画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，２０ＩＲについても同様の方法で、リーク電流が０となるようなバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を取得する。すなわち、調整装置は、各受光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲにおける受光素子が高温時のバイアス電圧とリーク電流との関係を示すマップを用いて、リーク電流が０となるバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を演算する。そして調整装置は、演算したバイアス電圧ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を不揮発性メモリ６０に記憶する。
このように各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのリーク電流が０となるようにバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲ，ＶＢＧ，ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２が調整されるため、増幅器３１の第１入力端子３１ａにリーク電流が流れることが抑制される、又は第１入力端子３１ａに印加される電圧が第２入力端子３１ｂに印加される電圧（基準電圧）よりも小さくなることが抑制される。したがって、増幅器３１の第１入力端子３１ａと第２入力端子３１ｂとの間にオフセット電圧が生じることが抑制される。
このため、各色の出力信号Ｙ，Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２におけるリーク電流の影響α自体が小さい、又はリーク電流の影響αがなくなる。このため、各色の可視光の強度の演算に対してリーク電流の影響α自体が小さい、又はリーク電流の影響αがなくなり、光センサ１の検出精度が向上する。
本実施形態によれば、さらに以下の効果が得られる。
（３−１）調整工程において用いられるリーク電流とバイアス電圧ＶＢＹとの関係を示すマップは、第１受光素子１１Ｙが高温時におけるマップである。この構成によれば、リーク電流が０となるバイアス電圧が最も大きい第１受光素子１１Ｙの高温時におけるマップを用いることにより、調整工程において調整したバイアス電圧ＶＢＹがばらついたとしてもリーク電流が過度に大きくなることを抑制できる。
（３−１）調整工程において用いられるリーク電流とバイアス電圧ＶＢＹとの関係を示すマップは、第１受光素子１１Ｙが高温時におけるマップである。この構成によれば、リーク電流が０となるバイアス電圧が最も大きい第１受光素子１１Ｙの高温時におけるマップを用いることにより、調整工程において調整したバイアス電圧ＶＢＹがばらついたとしてもリーク電流が過度に大きくなることを抑制できる。
〔光センサ１を搭載する電子機器〕
上記各実施形態の光センサ１は、スマートフォン、携帯電話、タブレットＰＣ、ラップトップ型パソコン、デジタルカメラ、カーナビゲーション装置、テレビ等の電子機器に搭載することができる。図１９は、上記電子機器の一例であるスマートフォン１００の外観を示す斜視図である。
上記各実施形態の光センサ１は、スマートフォン、携帯電話、タブレットＰＣ、ラップトップ型パソコン、デジタルカメラ、カーナビゲーション装置、テレビ等の電子機器に搭載することができる。図１９は、上記電子機器の一例であるスマートフォン１００の外観を示す斜視図である。
スマートフォン１００は、扁平な直方体形状の筐体１０１の内部に電子部品を収容して構成されている。筐体１０１は表側及び裏側に長方形状の一対の主面を有しており、その一対の主面が４つの側面で結合されている。筐体１０１の一つの主面には、液晶パネルや有機ＥＬパネル等で構成された表示パネル１０２の表示面が露出している。表示パネル１０２の表示面は、タッチパネルを構成しており、使用者に対する入力インターフェースを提供している。
筐体１０１の一つの側面には、マイクロフォン１０３が設けられている。マイクロフォン１０３は、電話機能のための送話口を提供するとともに、録音用のマイクロフォンとして用いることもできる。表示パネル１０２の一対の短辺においてマイクロフォン１０３が位置する側とは反対側の短辺の近傍には、スピーカ１０４が配置されている。スピーカ１０４は、電話機能のための受話口を提供するとともに、音楽データ等を再生するための音響化ユニットとしても用いられる。スピーカ１０４の隣には、レンズ窓１０５が配置されている。筐体１０１内においてレンズ窓１０５に対向する位置には、光センサ１が配置されている。
このようにスマートフォン１００は、赤外線の波長帯域の感度を良好に低減できる光センサ１を備えているため、スマートフォン１００に形成された受光用のレンズ窓１０５の可視光線透過率が低くても実用可能となる。このため、レンズ窓１０５のデザインの自由度（色や形状の変更等）を広げることができる。
（変形例）
上記各実施形態に関する説明は、本発明に従う光センサ、電子機器、光センサの出力回路、及び受光素子のバイアス電圧の調整方法が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う光センサ、電子機器、光センサの出力回路、及び受光素子のバイアス電圧の調整方法は、上記各実施形態以外に例えば以下に示される変形例、及び相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合せられた形態を取り得る。
上記各実施形態に関する説明は、本発明に従う光センサ、電子機器、光センサの出力回路、及び受光素子のバイアス電圧の調整方法が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う光センサ、電子機器、光センサの出力回路、及び受光素子のバイアス電圧の調整方法は、上記各実施形態以外に例えば以下に示される変形例、及び相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合せられた形態を取り得る。
・各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲに対して第１〜第３実施形態の受光素子に印加されるバイアス電圧の調整方法のいずれかを選択的に用いてもよい。例えば、第１受光素子１１Ｙ及び第４受光素子１１Ｂは第１実施形態の受光素子に印加されるバイアス電圧の調整方法が用いられ、第２受光素子１１Ｒ及び第３受光素子１１Ｇは第２実施形態の受光素子に印加されるバイアス電圧の調整方法が用いられ、第５受光素子２１ＩＲは第３実施形態の受光素子に印加されるバイアス電圧の調整方法が用いられる。また例えば、第１〜第３実施形態の受光素子に印加されるバイアス電圧調整方法のうちの２つの調整方法を用いてもよい。すなわち、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのうちの１〜４つの受光素子が第１実施形態又は第２実施形態の受光素子に印加されるバイアス電圧の調整方法が用いられ、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのうちの残りの受光素子が第３実施形態の受光素子に印加されるバイアス電圧の調整方法が用いられる。また各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのうちの１〜４つの受光素子が第１実施形態の受光素子に印加されるバイアス電圧の調整方法が用いられ、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのうちの残りの受光素子が第２実施形態の受光素子に印加されるバイアス電圧の調整方法が用いられる。
・各実施形態の受光素子に印加するバイアス電圧の調整方法において、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのうちのいずれかの受光素子におけるバイアス電圧とリーク電流との関係のマップを、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲの他の受光素子に対して適用してもよい。また、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのうち隣り合って配置される受光素子同士をペアとして、そのペアとなる受光素子に対してバイアス電圧とリーク電流との関係のマップを共通して適用してもよい。
・各実施形態において、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのそれぞれの数は任意に変更可能である。例えば第１及び第２実施形態において、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのそれぞれの数は複数であればよい。第３実施形態において、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲのそれぞれの数は１つ以上であればよい。
・各実施形態において、演算部４０が黄色の波長帯域の可視光の強度Ｙｘを演算する場合に、例えば赤外線カットフィルタ１３を透過する前の黄色の波長帯域の出力信号Ｙ及び赤色の波長帯域の出力信号Ｒ１を用いてもよい。具体的には、黄色受光画素１０Ｙの分光感度曲線（図２０Ａの左端のグラフ）と、赤色受光画素１０Ｒの分光感度曲線（図２０Ａの中央のグラフ）とが用いられる。図２０Ａに示すように、黄色受光画素１０Ｙの分光感度曲線から赤色の波長帯域から赤外線の波長帯域までに亘りピークを有する山形の曲線を分離すれば、黄色に由来するとみなしてよい山形の曲線が明確に残ることになる。
そして、演算部４０には、黄色受光画素１０Ｙから黄色の光、赤色の光、及び赤外線の検出に応じた大きさの出力信号Ｙが入力され、赤色受光画素１０Ｒから赤色の光及び赤外線の検出に応じた大きさの出力信号Ｒ１が入力される。そして、黄色受光画素１０Ｙの出力信号Ｙから赤色の可視光及び赤外線の波長帯域分を、赤色受光画素１０Ｒの出力信号Ｒ１の大きさに基づいて選択的に排除又は減弱することにより、入射光の実際の黄色の光成分に近い出力信号（情報）が得られる。すなわち、演算部４０は、黄色の分光感度特性として黄色の波長帯域の強度を演算する場合、黄色受光画素１０Ｙの第１受光素子１１Ｙの出力信号Ｙと、赤色受光画素１０Ｒの第２受光素子１１Ｒの出力信号Ｒ１との差に基づいて、黄色の波長帯域の可視光の強度を演算する。その結果、黄色受光画素１０Ｙにおける赤色の可視光及び赤外線の分離によって得られる分光感度特性は、図２０Ａの右端のグラフのようになる。本実施形態では、さらに赤外線カットフィルタ１３によっても赤外線の一部がフィルタリング（分離）されるため、最終的には、図２０Ｂに示すような黄色の波長帯域にのみピークを有する分光感度曲線が得られる。
・各実施形態において、遮断層８３と赤外線カットフィルタ１３とを個別に形成してもよい。
・各実施形態において、図２１に示すように、不揮発性メモリ６０を覆うメモリ用カラーフィルタ８４を光センサ１から省略してもよい。この場合においても、不揮発性メモリ６０は、遮断層８３により覆われている。
・各実施形態において、図２１に示すように、不揮発性メモリ６０を覆うメモリ用カラーフィルタ８４を光センサ１から省略してもよい。この場合においても、不揮発性メモリ６０は、遮断層８３により覆われている。
・各実施形態において、変換部３０、演算部４０、電圧生成部５０、及び不揮発性メモリ６０の少なくとも１つは、受光部１０が形成される半導体基板７０とは異なる半導体基板により形成されてもよい。
・各実施形態において、光センサ１と演算部４０とが個別に設けられ、光センサ１の変換部３０及び不揮発性メモリ６０と演算部４０とが電気的に接続される構成であってもよい。
・各実施形態において、変換部３０のアナログ／デジタル変換回路の個数は任意に変更可能である。一例では、変換部３０は、各受光画素１０Ｙ，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，２２ＩＲ，２３ＩＲ，１０Ｃに対して専用のアナログ／デジタル変換回路を備えてもよい。
・各実施形態において、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲに印加するバイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲ，ＶＢＧ、ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を予め設定された電圧値としてもよい。予め設定された電圧値の一例は、基準電圧（１．２Ｖ）である。すなわち、光センサ１において、各バイアス電圧ＶＢＹ，ＶＢＲ，ＶＢＧ、ＶＢＢ，ＶＢＩＲ１，ＶＢＩＲ２を調整する工程を省略してもよい。
・各実施形態において、各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲで構成されるフォトダイオードの個数は任意に変更可能である。すなわち各受光素子１１Ｙ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，２１ＩＲとしては、１つのフォトダイオードで構成されていてもよく、複数のフォトダイオードで構成されていてもよいし、複数のフォトダイオードの場合、入力端子に接続されているフォトダイオードのうち少なくとも１つに対してバイアス電圧が印加されているとよい。
・各実施形態において、各フィルタ１２Ｙ，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚さは任意に変更可能である。一例では、各フィルタ１２Ｙ，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂのうちの任意の２つのフィルタが厚さ方向（直交方向Ｚ）に重ね合わせられる場合の重ね合わせられた２つのフィルタのそれぞれの厚さと、厚さ方向（直交方向Ｚ）にフィルタが重ね合わせられていない場合のフィルタの厚さとが異なる。各フィルタ１２Ｙ，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂのうちの任意の２つのフィルタが厚さ方向（直交方向Ｚ）に重ね合わせられる場合の重ね合わせられた２つのフィルタのそれぞれの厚さは、厚さ方向（直交方向Ｚ）にフィルタが重ね合わせられていない場合のフィルタの厚さよりも薄い。図２２は、各フィルタ１２Ｙ，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚さが異なる構成の一例であり、図２の４−４線の断面図に相当する。
図２２に示すように、直交方向Ｚにおいて、青色フィルタ１２Ｂと重なる赤色フィルタ１２Ｒと、緑色フィルタ１２Ｇと重なる赤色フィルタ１２Ｒの厚さを「厚さＴ１」とし、他の色のフィルタと重なっていない赤色フィルタ１２Ｒ、すなわち層間絶縁膜７２上の赤色フィルタ１２Ｒの厚さを「厚さＴ２」とする。また、赤色フィルタ１２Ｒと重なる緑色フィルタ１２Ｇの厚さを「厚さＴ３」とし、赤色フィルタ１２Ｒと重なっていない緑色フィルタ１２Ｇの厚さを「厚さＴ４」とする。また青色フィルタ１２Ｂの厚さを「厚さＴ５」とし、黄色フィルタ１２Ｙの厚さを「厚さＴ６」とする。
各フィルタ１２Ｙ，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚さの関係の一例は以下のとおりである。赤色フィルタ１２Ｒの厚さＴ１は、赤色フィルタ１２Ｒの厚さＴ２よりも薄い。緑色フィルタ１２Ｇの厚さＴ３は、緑色フィルタ１２Ｇの厚さＴ４と概ね等しい。緑色フィルタ１２Ｇの厚さＴ３は、例えば緑色フィルタ１２Ｇの厚さＴ４よりも薄くてもよい。赤色フィルタ１２Ｒの厚さＴ１は、緑色フィルタ１２Ｇの厚さＴ３よりも厚い。赤色フィルタ１２Ｒの厚さＴ１は、緑色フィルタ１２Ｇの厚さＴ４よりも厚い。赤色フィルタ１２Ｒの厚さＴ１は、青色フィルタ１２Ｂの厚さＴ５よりも薄い。赤色フィルタ１２Ｒの厚さＴ２は、青色フィルタ１２Ｂの厚さＴ５よりも厚い。緑色フィルタ１２Ｇの厚さＴ４は、青色フィルタ１２Ｂの厚さＴ５よりも薄い。黄色フィルタ１２Ｙの厚さＴ６は、緑色フィルタ１２Ｇの厚さＴ３，Ｔ４及び青色フィルタ１２Ｂの厚さＴ５よりも厚い。
また図示はしないが、赤色フィルタ１２Ｒ以外に緑色フィルタ１２Ｇ、青色フィルタ１２Ｂ、及び黄色フィルタ１２Ｙのうちの任意の２つのフィルタが直交方向Ｚに重ね合わせられる場合についても、直交方向Ｚに重なっている緑色フィルタ１２Ｇ、青色フィルタ１２Ｂ、及び黄色フィルタ１２Ｙのうちの任意の２つのフィルタの厚さはそれぞれ、直交方向Ｚにフィルタが重なっていない場合のフィルタの厚さよりも薄くてもよい。
・各実施形態において、レジスト膜８１の厚さは各フィルタ１２Ｙ，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを覆う位置に応じて任意に変更可能である。
図２２に示すように、レジスト膜８１のうちの直交方向Ｚにフィルタが重なっている部分の厚さを「厚さＴ７」とし、直交方向Ｚにフィルタが重なっていない部分の厚さを「厚さＴ８〜Ｔ１０」とする。厚さＴ８は、直交方向Ｚにおいて赤色フィルタ１２Ｒが重なっていない緑色フィルタ１２Ｇに対応するレジスト膜８１の厚さであり、厚さＴ９は、第２受光素子１１Ｒの赤色フィルタ１２Ｒに対応するレジスト膜８１の厚さであり、厚さＴ１０は、直交方向Ｚにおいて赤色フィルタ１２Ｒが重なっていない黄色フィルタ１２Ｙに対応するレジスト膜８１の厚さである。
レジスト膜８１の厚さＴ７は、レジスト膜８１の厚さＴ８，Ｔ９，Ｔ１０よりも薄い。
なお、レジスト膜８１の厚さＴ８は、赤色フィルタ１２Ｒの厚さＴ２および青色フィルタ１２Ｂの厚さＴ５よりも薄くてもよい。またレジスト膜８１の厚さＴ８は、緑色フィルタ１２Ｇの厚さＴ４よりも厚くてもよい。レジスト膜８１の厚さＴ７は、赤色フィルタ１２Ｒの厚さＴ１よりも薄くてもよい。
図２２に示すように、レジスト膜８１のうちの直交方向Ｚにフィルタが重なっている部分の厚さを「厚さＴ７」とし、直交方向Ｚにフィルタが重なっていない部分の厚さを「厚さＴ８〜Ｔ１０」とする。厚さＴ８は、直交方向Ｚにおいて赤色フィルタ１２Ｒが重なっていない緑色フィルタ１２Ｇに対応するレジスト膜８１の厚さであり、厚さＴ９は、第２受光素子１１Ｒの赤色フィルタ１２Ｒに対応するレジスト膜８１の厚さであり、厚さＴ１０は、直交方向Ｚにおいて赤色フィルタ１２Ｒが重なっていない黄色フィルタ１２Ｙに対応するレジスト膜８１の厚さである。
レジスト膜８１の厚さＴ７は、レジスト膜８１の厚さＴ８，Ｔ９，Ｔ１０よりも薄い。
なお、レジスト膜８１の厚さＴ８は、赤色フィルタ１２Ｒの厚さＴ２および青色フィルタ１２Ｂの厚さＴ５よりも薄くてもよい。またレジスト膜８１の厚さＴ８は、緑色フィルタ１２Ｇの厚さＴ４よりも厚くてもよい。レジスト膜８１の厚さＴ７は、赤色フィルタ１２Ｒの厚さＴ１よりも薄くてもよい。
・各実施形態において、各フィルタ１２Ｙ，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂのうちの第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの少なくとも一方の端部に位置するフィルタの形状が、他のフィルタの形状と異なってもよい。すなわち、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの少なくとも一方においてフィルタが隣接しない部分を有するフィルタの形状が、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙにそれぞれフィルタが隣接するように配置されたフィルタの形状と異なってもよい。
一例では、図２２に示すように、直交方向Ｚに重なっている３個の赤色フィルタ１２Ｒは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの少なくとも一方に隣接しない部分を有する。直交方向Ｚに重なっている３個の赤色フィルタ１２Ｒの第２方向Ｙの端部には、曲面１５が形成されている。曲面１５は、直交方向Ｚに重なっている赤色フィルタ１２Ｒの表面１６Ａと側面１６Ｂとの間に形成されている。表面１６Ａは、直交方向Ｚにおいて赤色フィルタ１２Ｒに対して層間絶縁膜７２とは反対側となる面である。側面１６Ｂは、直交方向Ｚに沿って延びる面である。また青色フィルタ１２Ｂと直交方向Ｚに重なっている赤色フィルタ１２Ｒの第１方向Ｘの端部には、曲面１５が形成されている。
また図２２に示すように、黄色フィルタ１２Ｙの第２方向Ｙの端部には、曲面１７が形成されている。黄色フィルタ１２Ｙの曲面１７は、赤色フィルタ１２Ｒの曲面１５と同様に形成されている。なお、図示はしないが、赤色フィルタ１２Ｒ及び黄色フィルタ１２Ｙ以外にも、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの少なくとも一方の端部に位置するフィルタの端部に曲面が形成されてもよい。
（付記）
次に、上記各実施形態及び上記各変形例から把握できる技術的思想について記載する。
（付記Ａ１）
第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する増幅器と、前記第１入力端子に対して接続されるものであって、フォトダイオードを有する受光素子と、前記第２入力端子に対して基準電圧を印加する基準電圧印加部と、前記受光素子に対して、前記基準電圧とは異なるバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、を備える光センサ。
この構成によれば、複数の受光素子に印加するバイアス電圧が全て等しい場合と比較して、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流の大きさが小さくなる場合がある。これにより、増幅器のオフセットが小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
次に、上記各実施形態及び上記各変形例から把握できる技術的思想について記載する。
（付記Ａ１）
第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する増幅器と、前記第１入力端子に対して接続されるものであって、フォトダイオードを有する受光素子と、前記第２入力端子に対して基準電圧を印加する基準電圧印加部と、前記受光素子に対して、前記基準電圧とは異なるバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、を備える光センサ。
この構成によれば、複数の受光素子に印加するバイアス電圧が全て等しい場合と比較して、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流の大きさが小さくなる場合がある。これにより、増幅器のオフセットが小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ａ２）
前記バイアス電圧印加部は、前記受光素子に対して、前記基準電圧よりも高いバイアス電圧を印加する、付記Ａ１に記載の光センサ。
本願発明者らは、バイアス電圧と基準電圧とを等しくした場合、受光素子の高温時において受光素子のリーク電流に起因して増幅器のオフセットが大きくなることを、試験等を通じて把握した。増幅器のオフセットが大きくなることにより、増幅器の出力信号の精度が低下してしまう。
一方、本願発明者らは、バイアス電圧を基準電圧よりも高くすると、受光素子のリーク電流が減少して増幅器のオフセットが小さくなることを知見した。そこで、本光センサは、受光素子のバイアス電圧として基準電圧よりも高い電圧を印加する。これにより、増幅器のオフセットが小さくなるため、増幅器の出力信号の精度の低下を抑制できる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
前記バイアス電圧印加部は、前記受光素子に対して、前記基準電圧よりも高いバイアス電圧を印加する、付記Ａ１に記載の光センサ。
本願発明者らは、バイアス電圧と基準電圧とを等しくした場合、受光素子の高温時において受光素子のリーク電流に起因して増幅器のオフセットが大きくなることを、試験等を通じて把握した。増幅器のオフセットが大きくなることにより、増幅器の出力信号の精度が低下してしまう。
一方、本願発明者らは、バイアス電圧を基準電圧よりも高くすると、受光素子のリーク電流が減少して増幅器のオフセットが小さくなることを知見した。そこで、本光センサは、受光素子のバイアス電圧として基準電圧よりも高い電圧を印加する。これにより、増幅器のオフセットが小さくなるため、増幅器の出力信号の精度の低下を抑制できる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ａ３）
前記バイアス電圧印加部は、前記受光素子のリーク電流が生じないように前記バイアス電圧を調整する、付記Ａ１又はＡ２に記載の光センサ。
この構成によれば、リーク電流が生じないように受光素子に印加するバイアス電圧を調整することにより、増幅器のオフセットが小さくなる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
前記バイアス電圧印加部は、前記受光素子のリーク電流が生じないように前記バイアス電圧を調整する、付記Ａ１又はＡ２に記載の光センサ。
この構成によれば、リーク電流が生じないように受光素子に印加するバイアス電圧を調整することにより、増幅器のオフセットが小さくなる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ａ４）
前記第１入力端子に接続された前記受光素子が複数設けられており、前記バイアス電圧印加部は、前記複数の受光素子のうち一部の受光素子に対して、前記バイアス電圧として第１の方向のリーク電流を発生させる第１バイアス電圧を印加し、その他の受光素子に対して、前記バイアス電圧として前記第１の方向とは逆方向となる第２の方向のリーク電流を発生させる第２バイアス電圧を印加する、付記Ａ１又はＡ２に記載の光センサ。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流する際に、第１の方向のリーク電流と第２の方向のリーク電流とが相殺される。このため、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が小さくなる。したがって、増幅器のオフセットが小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
前記第１入力端子に接続された前記受光素子が複数設けられており、前記バイアス電圧印加部は、前記複数の受光素子のうち一部の受光素子に対して、前記バイアス電圧として第１の方向のリーク電流を発生させる第１バイアス電圧を印加し、その他の受光素子に対して、前記バイアス電圧として前記第１の方向とは逆方向となる第２の方向のリーク電流を発生させる第２バイアス電圧を印加する、付記Ａ１又はＡ２に記載の光センサ。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流する際に、第１の方向のリーク電流と第２の方向のリーク電流とが相殺される。このため、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が小さくなる。したがって、増幅器のオフセットが小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ａ５）
前記第１入力端子に接続された前記受光素子が複数設けられており、前記バイアス電圧印加部は、前記複数の受光素子にて発生するリーク電流の合算値が０又は０に近づくように前記複数の受光素子に印加されるバイアス電圧のうち少なくとも１つを調整する、付記Ａ１〜Ａ３のいずれか一つに記載の光センサ。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が０又は０に近づくため、増幅器のオフセットが小さくなる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
前記第１入力端子に接続された前記受光素子が複数設けられており、前記バイアス電圧印加部は、前記複数の受光素子にて発生するリーク電流の合算値が０又は０に近づくように前記複数の受光素子に印加されるバイアス電圧のうち少なくとも１つを調整する、付記Ａ１〜Ａ３のいずれか一つに記載の光センサ。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が０又は０に近づくため、増幅器のオフセットが小さくなる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ａ６）
前記受光素子として、第１波長帯域の光を検出する第１帯域受光素子、及び第２波長帯域の光を検出する第２帯域受光素子を備え、前記増幅器として、第１増幅器及び第２増幅器を備え、前記光センサは、前記第１増幅器の出力信号と前記第２増幅器の出力信号とに基づいて演算を行う演算部を有し、前記第１増幅器の第１入力端子に対して前記第１帯域受光素子のアノードが接続され、前記第２増幅器の第１入力端子に対して前記第２帯域受光素子のアノードが接続され、前記バイアス電圧印加部は、前記第１帯域受光素子のリーク電流が前記第１増幅器の第１入力端子に流れるように前記第１帯域受光素子に印加するバイアス電圧を調整し、前記第２帯域受光素子のリーク電流が前記第２増幅器の第１入力端子に流れるように前記第２帯域受光素子に印加するバイアス電圧を調整する、付記Ａ１又はＡ２に記載の光センサ。
この構成によれば、第１増幅器の第１入力端子に第１帯域受光素子のリーク電流が流れ、第２増幅器の第１入力端子に第２帯域受光素子のリーク電流が流れるため、第１増幅器に対する第１帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧と、第２増幅器に対する第２帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧との正負の符号が同じになる。このため、演算部が第１増幅器の出力信号と第２増幅器の出力信号とに基づいて演算を行う場合に第１増幅器のオフセット電圧と第２増幅器のオフセット電圧とが相殺される。したがって、増幅器の出力信号から各受光素子のリーク電流の影響が小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
前記受光素子として、第１波長帯域の光を検出する第１帯域受光素子、及び第２波長帯域の光を検出する第２帯域受光素子を備え、前記増幅器として、第１増幅器及び第２増幅器を備え、前記光センサは、前記第１増幅器の出力信号と前記第２増幅器の出力信号とに基づいて演算を行う演算部を有し、前記第１増幅器の第１入力端子に対して前記第１帯域受光素子のアノードが接続され、前記第２増幅器の第１入力端子に対して前記第２帯域受光素子のアノードが接続され、前記バイアス電圧印加部は、前記第１帯域受光素子のリーク電流が前記第１増幅器の第１入力端子に流れるように前記第１帯域受光素子に印加するバイアス電圧を調整し、前記第２帯域受光素子のリーク電流が前記第２増幅器の第１入力端子に流れるように前記第２帯域受光素子に印加するバイアス電圧を調整する、付記Ａ１又はＡ２に記載の光センサ。
この構成によれば、第１増幅器の第１入力端子に第１帯域受光素子のリーク電流が流れ、第２増幅器の第１入力端子に第２帯域受光素子のリーク電流が流れるため、第１増幅器に対する第１帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧と、第２増幅器に対する第２帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧との正負の符号が同じになる。このため、演算部が第１増幅器の出力信号と第２増幅器の出力信号とに基づいて演算を行う場合に第１増幅器のオフセット電圧と第２増幅器のオフセット電圧とが相殺される。したがって、増幅器の出力信号から各受光素子のリーク電流の影響が小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ａ７）
前記第１増幅器の前記第１入力端子に接続される前記第１帯域受光素子は複数設けられており、前記第２増幅器の前記第１入力端子に接続される前記第２帯域受光素子は複数設けられており、前記バイアス電圧印加部は、前記複数の第１帯域受光素子にて発生するリーク電流が合流された後のリーク電流が前記第１増幅器の前記第１入力端子に流れるように前記複数の第１帯域受光素子に印加される前記バイアス電圧の少なくとも１つを調整し、前記複数の第２帯域受光素子にて発生するリーク電流が合流された後のリーク電流が前記第２増幅器の前記第１入力端子に流れるように前記複数の第２帯域受光素子に印加される前記バイアス電圧の少なくとも１つを調整する、付記Ａ６に記載の光センサ。
この構成によれば、第１増幅器の第１入力端子に複数の第１帯域受光素子が合流した後のリーク電流が流れ、第２増幅器の第１入力端子に複数の第２帯域受光素子が合流した後のリーク電流が流れるため、第１増幅器に対する第１帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧と、第２増幅器に対する第２帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧との正負の符号が同じになる。このため、演算部が第１増幅器の出力信号と第２増幅器の出力信号とに基づいて演算を行う場合に第１増幅器のオフセット電圧と第２増幅器のオフセット電圧とが相殺される。したがって、増幅器の出力信号から各受光素子のリーク電流の影響が小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
前記第１増幅器の前記第１入力端子に接続される前記第１帯域受光素子は複数設けられており、前記第２増幅器の前記第１入力端子に接続される前記第２帯域受光素子は複数設けられており、前記バイアス電圧印加部は、前記複数の第１帯域受光素子にて発生するリーク電流が合流された後のリーク電流が前記第１増幅器の前記第１入力端子に流れるように前記複数の第１帯域受光素子に印加される前記バイアス電圧の少なくとも１つを調整し、前記複数の第２帯域受光素子にて発生するリーク電流が合流された後のリーク電流が前記第２増幅器の前記第１入力端子に流れるように前記複数の第２帯域受光素子に印加される前記バイアス電圧の少なくとも１つを調整する、付記Ａ６に記載の光センサ。
この構成によれば、第１増幅器の第１入力端子に複数の第１帯域受光素子が合流した後のリーク電流が流れ、第２増幅器の第１入力端子に複数の第２帯域受光素子が合流した後のリーク電流が流れるため、第１増幅器に対する第１帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧と、第２増幅器に対する第２帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧との正負の符号が同じになる。このため、演算部が第１増幅器の出力信号と第２増幅器の出力信号とに基づいて演算を行う場合に第１増幅器のオフセット電圧と第２増幅器のオフセット電圧とが相殺される。したがって、増幅器の出力信号から各受光素子のリーク電流の影響が小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ａ８）
前記増幅器及び前記基準電圧印加部を含み、前記受光素子の光電流を出力信号に変換する変換部と、前記変換部の出力信号に基づいて可視光の強度を演算する演算部と、を備える、付記Ａ１〜Ａ７のいずれか一つに記載の光センサ。
前記増幅器及び前記基準電圧印加部を含み、前記受光素子の光電流を出力信号に変換する変換部と、前記変換部の出力信号に基づいて可視光の強度を演算する演算部と、を備える、付記Ａ１〜Ａ７のいずれか一つに記載の光センサ。
（付記Ｂ１）
光電流を発生するものであって互いに並列に接続された複数の受光素子にて発生する光電流の合算値を出力する光センサの出力回路であって、前記複数の受光素子に印加するバイアス電圧のうちの少なくとも１つのバイアス電圧を他のバイアス電圧と異ならせるように前記複数の受光素子に印加するバイアス電圧を調整するバイアス電圧印加部を備える、出力回路。
この構成によれば、複数の受光素子に印加するバイアス電圧が全て等しい場合と比較して、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流の大きさが小さくなる場合がある。これにより、増幅器のオフセットが小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
光電流を発生するものであって互いに並列に接続された複数の受光素子にて発生する光電流の合算値を出力する光センサの出力回路であって、前記複数の受光素子に印加するバイアス電圧のうちの少なくとも１つのバイアス電圧を他のバイアス電圧と異ならせるように前記複数の受光素子に印加するバイアス電圧を調整するバイアス電圧印加部を備える、出力回路。
この構成によれば、複数の受光素子に印加するバイアス電圧が全て等しい場合と比較して、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流の大きさが小さくなる場合がある。これにより、増幅器のオフセットが小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ｂ２）
入力端子及び出力端子を有する増幅器をさらに備え、前記複数の受光素子のそれぞれは、前記入力端子に接続され、前記バイアス電圧印加部は、前記複数の受光素子のうち一部の受光素子に対して、前記バイアス電圧として第１の方向のリーク電流を発生させる第１バイアス電圧を印加し、その他の受光素子に対して、前記バイアス電圧として前記第１の方向とは逆方向となる第２の方向のリーク電流を発生させる第２バイアス電圧を印加する、付記Ｂ１に記載の出力回路。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流する際に第１の方向のリーク電流と第２の方向のリーク電流とが相殺される。このため、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が小さくなる。したがって、増幅器のオフセットが小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
入力端子及び出力端子を有する増幅器をさらに備え、前記複数の受光素子のそれぞれは、前記入力端子に接続され、前記バイアス電圧印加部は、前記複数の受光素子のうち一部の受光素子に対して、前記バイアス電圧として第１の方向のリーク電流を発生させる第１バイアス電圧を印加し、その他の受光素子に対して、前記バイアス電圧として前記第１の方向とは逆方向となる第２の方向のリーク電流を発生させる第２バイアス電圧を印加する、付記Ｂ１に記載の出力回路。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流する際に第１の方向のリーク電流と第２の方向のリーク電流とが相殺される。このため、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が小さくなる。したがって、増幅器のオフセットが小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ｂ３）
前記バイアス電圧印加部は、前記複数の受光素子にて発生するリーク電流の合算値が０又は０に近づくように前記複数の受光素子に印加される前記バイアス電圧のうち少なくとも１つを調整する、付記Ｂ２に記載の出力回路。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が０又は０に近づくため、増幅器のオフセットが小さくなる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
前記バイアス電圧印加部は、前記複数の受光素子にて発生するリーク電流の合算値が０又は０に近づくように前記複数の受光素子に印加される前記バイアス電圧のうち少なくとも１つを調整する、付記Ｂ２に記載の出力回路。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が０又は０に近づくため、増幅器のオフセットが小さくなる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ｃ１）
第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する増幅器と、前記第１入力端子に対して接続されるものであって、フォトダイオードを有する受光素子と、前記第２入力端子に対して基準電圧を印加する基準電圧印加部と、前記受光素子に対して、バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、を備える受光素子のバイアス電圧の調整方法であって、前記受光素子に前記基準電圧を印加して前記受光素子にて発生するリーク電流を測定する電流測定工程と、前記受光素子のリーク電流が小さくなるように、又は、０又は０に近づくように前記バイアス電圧を調整する調整工程と、を含む、受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、受光素子のリーク電流が小さくなることにより、増幅器のオフセットが小さくなるため、増幅器の出力信号の精度の低下を抑制できる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する増幅器と、前記第１入力端子に対して接続されるものであって、フォトダイオードを有する受光素子と、前記第２入力端子に対して基準電圧を印加する基準電圧印加部と、前記受光素子に対して、バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、を備える受光素子のバイアス電圧の調整方法であって、前記受光素子に前記基準電圧を印加して前記受光素子にて発生するリーク電流を測定する電流測定工程と、前記受光素子のリーク電流が小さくなるように、又は、０又は０に近づくように前記バイアス電圧を調整する調整工程と、を含む、受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、受光素子のリーク電流が小さくなることにより、増幅器のオフセットが小さくなるため、増幅器の出力信号の精度の低下を抑制できる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ｃ２）
前記第１入力端子に接続された前記受光素子が複数設けられており、前記電流測定工程において、前記複数の受光素子にて発生するリーク電流の大きさ及び方向を測定し、前記調整工程において、前記複数の受光素子のうち一部の受光素子に対して、第１の方向のリーク電流を発生させるように前記バイアス電圧を調整し、前記第１の方向とは逆方向となる第２の方向のリーク電流を発生させるように前記バイアス電圧を調整する、付記Ｃ１に記載の受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流する際に第１の方向のリーク電流と第２の方向のリーク電流とが相殺される。このため、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が小さくなる。したがって、増幅器のオフセットが小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
前記第１入力端子に接続された前記受光素子が複数設けられており、前記電流測定工程において、前記複数の受光素子にて発生するリーク電流の大きさ及び方向を測定し、前記調整工程において、前記複数の受光素子のうち一部の受光素子に対して、第１の方向のリーク電流を発生させるように前記バイアス電圧を調整し、前記第１の方向とは逆方向となる第２の方向のリーク電流を発生させるように前記バイアス電圧を調整する、付記Ｃ１に記載の受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流する際に第１の方向のリーク電流と第２の方向のリーク電流とが相殺される。このため、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が小さくなる。したがって、増幅器のオフセットが小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ｃ３）
前記調整工程では、前記複数の受光素子にて発生するリーク電流の合算値が０又は０に近づくように前記バイアス電圧の少なくとも１つを調整する、付記Ｃ２に記載の受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が０又は０に近づくため、増幅器のオフセットが小さくなる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
前記調整工程では、前記複数の受光素子にて発生するリーク電流の合算値が０又は０に近づくように前記バイアス電圧の少なくとも１つを調整する、付記Ｃ２に記載の受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、複数の受光素子のリーク電流が合流した後のリーク電流が０又は０に近づくため、増幅器のオフセットが小さくなる。したがって、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ｃ４）
第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する増幅器と、前記第１入力端子に対して接続されるものであって、フォトダイオードを有する受光素子と、前記第２入力端子に対して基準電圧を印加する基準電圧印加部と、前記受光素子に対して、バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、を備える光センサの受光素子のバイアス電圧の調整方法であって、前記受光素子として、第１波長帯域の光を検出する第１帯域受光素子、及び第２波長帯域の光を検出する第２帯域受光素子を備え、前記増幅器として、第１増幅器及び第２増幅器を備え、前記光センサは、前記第１増幅器の出力信号と前記第２増幅器の出力信号とに基づいて演算を行う演算部を有し、前記第１増幅器の第１入力端子に対して前記第１帯域受光素子のアノードが接続され、前記第２増幅器の第１入力端子に対して前記第２帯域受光素子のアノードが接続され、前記第１帯域受光素子のリーク電流が前記第１増幅器の第１入力端子に流れるように前記第１帯域受光素子に印加する前記バイアス電圧を調整し、前記第２帯域受光素子のリーク電流が前記第２増幅器の第１入力端子に流れるように前記第２帯域受光素子に印加する前記バイアス電圧を調整する調整工程を含む、受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、第１増幅器の第１入力端子に第１帯域受光素子のリーク電流が流れ、第２増幅器の第１入力端子に第２帯域受光素子のリーク電流が流れるため、第１増幅器に対する第１帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧と、第２増幅器に対する第２帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧との正負の符号が同じになる。このため、第１増幅器の出力信号と第２増幅器の出力信号とに基づいて演算される場合に第１増幅器のオフセット電圧と第２増幅器のオフセット電圧とが相殺される。したがって、増幅器の出力信号から各受光素子のリーク電流の影響が小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する増幅器と、前記第１入力端子に対して接続されるものであって、フォトダイオードを有する受光素子と、前記第２入力端子に対して基準電圧を印加する基準電圧印加部と、前記受光素子に対して、バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、を備える光センサの受光素子のバイアス電圧の調整方法であって、前記受光素子として、第１波長帯域の光を検出する第１帯域受光素子、及び第２波長帯域の光を検出する第２帯域受光素子を備え、前記増幅器として、第１増幅器及び第２増幅器を備え、前記光センサは、前記第１増幅器の出力信号と前記第２増幅器の出力信号とに基づいて演算を行う演算部を有し、前記第１増幅器の第１入力端子に対して前記第１帯域受光素子のアノードが接続され、前記第２増幅器の第１入力端子に対して前記第２帯域受光素子のアノードが接続され、前記第１帯域受光素子のリーク電流が前記第１増幅器の第１入力端子に流れるように前記第１帯域受光素子に印加する前記バイアス電圧を調整し、前記第２帯域受光素子のリーク電流が前記第２増幅器の第１入力端子に流れるように前記第２帯域受光素子に印加する前記バイアス電圧を調整する調整工程を含む、受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、第１増幅器の第１入力端子に第１帯域受光素子のリーク電流が流れ、第２増幅器の第１入力端子に第２帯域受光素子のリーク電流が流れるため、第１増幅器に対する第１帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧と、第２増幅器に対する第２帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧との正負の符号が同じになる。このため、第１増幅器の出力信号と第２増幅器の出力信号とに基づいて演算される場合に第１増幅器のオフセット電圧と第２増幅器のオフセット電圧とが相殺される。したがって、増幅器の出力信号から各受光素子のリーク電流の影響が小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ｃ５）
前記第１増幅器の前記第１入力端子に接続される前記第１帯域受光素子は複数設けられており、前記第２増幅器の前記第１入力端子に接続される前記第２帯域受光素子は複数設けられており、前記複数の第１帯域受光素子のそれぞれのリーク電流の大きさ及び方向、並びに前記複数の第２帯域受光素子のそれぞれのリーク電流の大きさ及び方向を測定する電流測定工程を含み、前記調整工程では、前記複数の第１帯域受光素子にて発生するリーク電流が合流された後のリーク電流が前記第１増幅器の前記第１入力端子に流れるように前記複数の第１帯域受光素子に印加される前記バイアス電圧の少なくとも１つを調整し、前記複数の第２帯域受光素子にて発生するリーク電流が合流された後のリーク電流が前記第２増幅器の前記第１入力端子に流れるように前記複数の第２帯域受光素子に印加される前記バイアス電圧の少なくとも１つを調整する、付記Ｃ４に記載の受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、第１増幅器の第１入力端子に複数の第１帯域受光素子が合流した後のリーク電流が流れ、第２増幅器の第１入力端子に複数の第２帯域受光素子が合流した後のリーク電流が流れるため、第１増幅器に対する第１帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧と、第２増幅器に対する第２帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧との正負の符号が同じになる。このため、第１増幅器の出力信号と第２増幅器の出力信号とに基づいて演算される場合に第１増幅器のオフセット電圧と第２増幅器のオフセット電圧とが相殺される。したがって、増幅器の出力信号から各受光素子のリーク電流の影響が小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
前記第１増幅器の前記第１入力端子に接続される前記第１帯域受光素子は複数設けられており、前記第２増幅器の前記第１入力端子に接続される前記第２帯域受光素子は複数設けられており、前記複数の第１帯域受光素子のそれぞれのリーク電流の大きさ及び方向、並びに前記複数の第２帯域受光素子のそれぞれのリーク電流の大きさ及び方向を測定する電流測定工程を含み、前記調整工程では、前記複数の第１帯域受光素子にて発生するリーク電流が合流された後のリーク電流が前記第１増幅器の前記第１入力端子に流れるように前記複数の第１帯域受光素子に印加される前記バイアス電圧の少なくとも１つを調整し、前記複数の第２帯域受光素子にて発生するリーク電流が合流された後のリーク電流が前記第２増幅器の前記第１入力端子に流れるように前記複数の第２帯域受光素子に印加される前記バイアス電圧の少なくとも１つを調整する、付記Ｃ４に記載の受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、第１増幅器の第１入力端子に複数の第１帯域受光素子が合流した後のリーク電流が流れ、第２増幅器の第１入力端子に複数の第２帯域受光素子が合流した後のリーク電流が流れるため、第１増幅器に対する第１帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧と、第２増幅器に対する第２帯域受光素子のリーク電流に起因するオフセット電圧との正負の符号が同じになる。このため、第１増幅器の出力信号と第２増幅器の出力信号とに基づいて演算される場合に第１増幅器のオフセット電圧と第２増幅器のオフセット電圧とが相殺される。したがって、増幅器の出力信号から各受光素子のリーク電流の影響が小さくなるため、光センサの検出精度を高めることができる。
（付記Ｃ６）
前記バイアス電圧と前記受光素子のリーク電流との関係を予め取得し、前記調整工程において、前記バイアス電圧と前記受光素子にて発生するリーク電流との関係に基づいて前記バイアス電圧を調整する、付記Ｃ１〜Ｃ５のいずれか一つに記載の受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、所定のリーク電流の大きさ及び方向となるようなバイアス電圧の調整を容易に行うことができる。したがって、増幅器のオフセットが小さくなるように、受光素子に印加するバイアス電圧の調整を容易に行うことができる。
前記バイアス電圧と前記受光素子のリーク電流との関係を予め取得し、前記調整工程において、前記バイアス電圧と前記受光素子にて発生するリーク電流との関係に基づいて前記バイアス電圧を調整する、付記Ｃ１〜Ｃ５のいずれか一つに記載の受光素子のバイアス電圧の調整方法。
この構成によれば、所定のリーク電流の大きさ及び方向となるようなバイアス電圧の調整を容易に行うことができる。したがって、増幅器のオフセットが小さくなるように、受光素子に印加するバイアス電圧の調整を容易に行うことができる。
（付記Ｃ７）
前記受光素子に印加する前記バイアス電圧を記憶する記憶部をさらに備え、前記調整工程において、調整された前記バイアス電圧を前記記憶部に記憶させる記憶工程をさらに含む、付記Ｃ１〜Ｃ６のいずれか一つに記載の受光素子のバイアス電圧の調整方法。
上記光センサ、光センサの出力回路、受光素子のバイアス電圧の調整方法によれば、光センサの検出精度を高めることができる。
前記受光素子に印加する前記バイアス電圧を記憶する記憶部をさらに備え、前記調整工程において、調整された前記バイアス電圧を前記記憶部に記憶させる記憶工程をさらに含む、付記Ｃ１〜Ｃ６のいずれか一つに記載の受光素子のバイアス電圧の調整方法。
上記光センサ、光センサの出力回路、受光素子のバイアス電圧の調整方法によれば、光センサの検出精度を高めることができる。
上記付記Ａ１〜Ａ８、付記Ｂ１〜Ｂ３、および、付記Ｃ１〜Ｃ７に対応する課題は以下のとおりである。
光センサは、複数のフォトダイオードと、これらフォトダイオードの光電流をデジタル信号に変換する変換部と、変換部のデジタル信号に基づいて、検出結果となるセンサ出力信号を出力する演算部とを備える。このような光センサの先行文献として、特開２０１５−６５３５７号公報が挙げられる。
ところで、光センサの検出精度のさらなる改善が望まれている。
以上のことから、本光センサ、光センサの出力回路、受光素子のバイアス電圧の調整方法の課題は、検出精度を高くすることである。
光センサは、複数のフォトダイオードと、これらフォトダイオードの光電流をデジタル信号に変換する変換部と、変換部のデジタル信号に基づいて、検出結果となるセンサ出力信号を出力する演算部とを備える。このような光センサの先行文献として、特開２０１５−６５３５７号公報が挙げられる。
ところで、光センサの検出精度のさらなる改善が望まれている。
以上のことから、本光センサ、光センサの出力回路、受光素子のバイアス電圧の調整方法の課題は、検出精度を高くすることである。
１ 光センサ
２ 外部端子
１０ 受光部
１０Ｙ 黄色受光画素
１１Ｙ 第１受光素子
１２Ｙ 黄色フィルタ
１０Ｒ 赤色受光画素
１１Ｒ 第２受光素子
１２Ｒ 赤色フィルタ
１０Ｇ 緑色受光画素
１１Ｇ 第３受光素子
１２Ｇ 緑色フィルタ
１０Ｂ 青色受光画素
１１Ｂ 第４受光素子
１２Ｂ 青色フィルタ
１０Ｃ クリア受光画素
１１Ｃ クリア受光素子
１３ 赤外線カットフィルタ
１４ 受光領域
２０ＩＲ 赤外線受光画素
２１ＩＲ 第５受光素子
２２ＩＲ 第１赤外線受光画素
２３ＩＲ 第２赤外線受光画素
２４ＩＲ 赤外透過フィルタ
２５ＩＲ 赤外透過フィルタ
３０ 変換部（出力回路）
３０ａ アナログ／デジタル変換回路（第１変換部）
３０ｃ アナログ／デジタル変換回路（第２変換部）
３１ 増幅器
３１ａ 第１入力端子
３１ｂ 第２入力端子
３１ｃ 出力端子
３２ 基準電圧印加部
３３ 電圧比較器
４０ 演算部
５０ 電圧生成部（バイアス電圧印加部）
６０ 不揮発性メモリ
７０ 半導体基板
７０Ａ 表面
７１ 受光素子
７６ ｐｎ接合面
８０ カラーフィルタ
８３ 遮断層
８４ メモリ用カラーフィルタ
１００ スマートフォン（電子機器）
１０１ 筐体
ＰＤ１ フォトダイオード
Ｙ 出力信号（第１出力信号）
Ｒ１ 出力信号（第２出力信号）
Ｒ２ 出力信号
Ｇ１ 出力信号
Ｇ２ 出力信号
Ｂ１ 出力信号
Ｂ２ 出力信号
Ｙｘ 黄色の可視光の強度
ＣＰ 中心
２ 外部端子
１０ 受光部
１０Ｙ 黄色受光画素
１１Ｙ 第１受光素子
１２Ｙ 黄色フィルタ
１０Ｒ 赤色受光画素
１１Ｒ 第２受光素子
１２Ｒ 赤色フィルタ
１０Ｇ 緑色受光画素
１１Ｇ 第３受光素子
１２Ｇ 緑色フィルタ
１０Ｂ 青色受光画素
１１Ｂ 第４受光素子
１２Ｂ 青色フィルタ
１０Ｃ クリア受光画素
１１Ｃ クリア受光素子
１３ 赤外線カットフィルタ
１４ 受光領域
２０ＩＲ 赤外線受光画素
２１ＩＲ 第５受光素子
２２ＩＲ 第１赤外線受光画素
２３ＩＲ 第２赤外線受光画素
２４ＩＲ 赤外透過フィルタ
２５ＩＲ 赤外透過フィルタ
３０ 変換部（出力回路）
３０ａ アナログ／デジタル変換回路（第１変換部）
３０ｃ アナログ／デジタル変換回路（第２変換部）
３１ 増幅器
３１ａ 第１入力端子
３１ｂ 第２入力端子
３１ｃ 出力端子
３２ 基準電圧印加部
３３ 電圧比較器
４０ 演算部
５０ 電圧生成部（バイアス電圧印加部）
６０ 不揮発性メモリ
７０ 半導体基板
７０Ａ 表面
７１ 受光素子
７６ ｐｎ接合面
８０ カラーフィルタ
８３ 遮断層
８４ メモリ用カラーフィルタ
１００ スマートフォン（電子機器）
１０１ 筐体
ＰＤ１ フォトダイオード
Ｙ 出力信号（第１出力信号）
Ｒ１ 出力信号（第２出力信号）
Ｒ２ 出力信号
Ｇ１ 出力信号
Ｇ２ 出力信号
Ｂ１ 出力信号
Ｂ２ 出力信号
Ｙｘ 黄色の可視光の強度
ＣＰ 中心
Claims (20)
- 受光することにより光電流が流れる第１受光素子及び第２受光素子を含む複数の受光素子と、前記第１受光素子の受光面を覆う黄色フィルタ及び前記第２受光素子の受光面を覆う赤色フィルタを含む複数のカラーフィルタとを有する受光部と、
前記第１受光素子の光電流から得られる第１出力信号と前記第２受光素子の光電流から得られる第２出力信号との差に基づいて黄色の波長帯域の強度を演算する演算部と
を備える光センサ。 - 前記複数の受光素子は格子状に配置されており、前記第１受光素子と前記第２受光素子は、互いに隣り合う
請求項１に記載の光センサ。 - 前記第１受光素子及び前記第２受光素子はそれぞれ、複数個設けられ、
前記黄色フィルタ及び前記赤色フィルタはそれぞれ、複数個設けられ、
複数の前記第１受光素子は、前記受光部の受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、
複数の前記黄色フィルタは、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、
複数の前記第２受光素子は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、
複数の前記赤色フィルタは、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置されている
請求項１又は２に記載の光センサ。 - 前記第１受光素子及び前記第２受光素子はそれぞれ、複数個設けられ、
前記黄色フィルタ及び前記赤色フィルタはそれぞれ、複数個設けられ、
前記第１受光素子の光電流を前記第１出力信号に変換する第１変換部と、
前記第２受光素子の光電流を前記第２出力信号に変換する第２変換部と、
をさらに備え、
前記第１変換部には、複数の前記第１受光素子が電気的に接続され、
前記第２変換部には、複数の前記第２受光素子が電気的に接続され、
前記第１変換部は、複数の前記第１受光素子の合計の光電流を、前記第１出力信号として前記演算部に出力し、
前記第２変換部は、複数の前記第２受光素子の合計の光電流を、前記第２出力信号として前記演算部に出力する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光センサ。 - 前記複数の受光素子は、第３受光素子、第４受光素子、及び第５受光素子を含み、
前記複数のカラーフィルタは、前記第３受光素子の受光面を覆う緑色フィルタ、前記第４受光素子の受光面を覆う青色フィルタ、及び前記第５受光素子の受光面を覆う赤外透過フィルタを含み、
前記赤外透過フィルタは、２種類以上のフィルタが重ね合わせられたものであり、
前記第５受光素子は、前記第２受光素子及び前記第３受光素子の両方に隣接するように配置されている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光センサ。 - 前記複数の受光素子の感度を調整するための情報を記憶する不揮発性メモリと、
前記受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられ、紫外線を遮断する遮断層と、
をさらに備える
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光センサ。 - 前記受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられたメモリ用カラーフィルタをさらに備える
請求項６に記載の光センサ。 - 前記遮断層は、無機物で形成されており、
前記メモリ用カラーフィルタは、有機物で形成されており、前記遮断層内に設けられている
請求項７に記載の光センサ。 - 格子状に配置された複数の受光画素を含む受光部を備える光センサであって、
前記複数の受光画素は、
第１受光素子と、前記第１受光素子を覆う黄色フィルタとを有する黄色受光画素と、
第２受光素子と、前記第２受光素子を覆う赤色フィルタとを有する赤色受光画素と、
第３受光素子と、前記第３受光素子を覆う緑色フィルタとを有する緑色受光画素と、
第４受光素子と、前記第４受光素子を覆う青色フィルタとを有する青色受光画素と、
を含む光センサ。 - 前記黄色受光画素と前記赤色受光画素とは、互いに隣り合うように配置されている
請求項９に記載の光センサ。 - 前記黄色受光画素及び前記赤色受光画素はそれぞれ、複数個設けられ、
複数の前記黄色受光画素は、前記受光部の受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、
複数の前記赤色受光画素は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置されている
請求項９又は１０に記載の光センサ。 - 第５受光素子と、前記第５受光素子を覆う赤外透過フィルタとを有する赤外線受光画素をさらに含み、
前記黄色受光画素、前記赤色受光画素、前記緑色受光画素、前記青色受光画素、及び前記赤外線受光画素はそれぞれ、複数個設けられ、
複数の前記黄色受光画素は、前記受光部の受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、
複数の前記赤色受光画素は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、
複数の前記緑色受光画素は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、
複数の前記青色受光画素は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置され、
複数の前記赤外線受光画素は、前記受光領域の中央部を対称の中心として点対称となるように配置されている
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の光センサ。 - 前記赤外透過フィルタは、２種類以上のフィルが重ね合わせられたものであり、
前記赤外線受光画素は、前記赤色受光画素及び前記緑色受光画素の両方に隣り合うように配置されている
請求項１２に記載の光センサ。 - 前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第３受光素子、及び前記第４受光素子の少なくとも１つの感度を調整するための情報を記憶する不揮発性メモリと、
前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第３受光素子、及び前記第４受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられ、紫外線を遮断する遮断層と、
をさらに備える
請求項９〜１３のいずれか一項に記載の光センサ。 - 前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第３受光素子、及び前記第４受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられたメモリ用カラーフィルタをさらに備える
請求項１４に記載の光センサ。 - 前記遮断層は、無機物で形成されており、
前記メモリ用カラーフィルタは、有機物で形成されており、前記遮断層内に設けられている
請求項１５に記載の光センサ。 - 受光することにより光電流が流れる受光素子を備え、前記受光素子の光電流に基づいて可視光を検出する光センサであって、
前記受光素子の感度を調整するための情報を記憶する不揮発性メモリと、
前記受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられ、紫外線を遮断する遮断層と、
を備える光センサ。 - 前記受光素子の受光面と直交する方向から見て前記不揮発性メモリに対して重なるように設けられたメモリ用カラーフィルタをさらに備える
請求項１７に記載の光センサ。 - 前記遮断層は、無機物で形成されており、
前記メモリ用カラーフィルタは、有機物で形成されており、前記遮断層内に設けられている
請求項１８に記載の光センサ。 - 請求項１〜１９のいずれか一項に記載の光センサと、
前記光センサを収容した筐体と、
を含む電子機器。
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|---|---|---|---|
| US16/180,403 US10760973B2 (en) | 2017-11-08 | 2018-11-05 | Optical sensor and electronic device |
| CN201811311711.5A CN109752088A (zh) | 2017-11-08 | 2018-11-06 | 光传感器及电子设备 |
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| JP2023123054A JP2023153177A (ja) | 2017-11-08 | 2023-07-28 | 光センサ、光センサの出力回路、受光素子のバイアス電圧の調整方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP2017215888 | 2017-11-08 | ||
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| JP2010027875A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Panasonic Corp | 固体撮像素子 |
| JP2016028469A (ja) * | 2014-07-11 | 2016-02-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の駆動方法および電子機器 |
| JP2016115746A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | ローム株式会社 | 光検出装置および電子機器 |
-
2018
- 2018-10-24 JP JP2018200367A patent/JP7187260B2/ja active Active
Patent Citations (5)
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| JP2016115746A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | ローム株式会社 | 光検出装置および電子機器 |
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