JP2022069852A - マルチカラーセンサ及びマルチカラーセンサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より短時間で形成可能な構造を有するマルチカラーセンサを提供する。【解決手段】マルチカラーセンサ２は、光検出素子１１，１２を含む基板１０と、色分離フィルタ２０とを備える。色分離フィルタ２０は、光検出素子１１，１２に対応している狭帯域カラーフィルタ３０と、光検出素子１１に対応しているが光検出素子１２に対応していない広帯域カラーフィルタ２１とを含む。狭帯域カラーフィルタ３０は、第１透過波長ピークと、第２透過波長ピークとを有する。広帯域カラーフィルタ２１は、第１透過波長ピークに対応する第１光成分を透過させ、かつ、第２透過波長ピークに対応する第２光成分を遮断する。【選択図】図２

Description

本開示は、マルチカラーセンサ及びマルチカラーセンサ装置に関する。

特開２０１０－２１２３０６号公報（特許文献１）は、青色光用画素と、緑色光用画素と、赤色光用画素と、赤外光用画素と、青色光用多層膜干渉フィルタと、緑色光用多層膜干渉フィルタと、赤色光用多層膜干渉フィルタと、赤外光用多層膜干渉フィルタとを備える固体撮像素子を開示している。

特開２０１０－２１２３０６号公報

特許文献１の青色光用多層膜干渉フィルタと、緑色光用多層膜干渉フィルタと、赤色光用多層膜干渉フィルタと、赤外光用多層膜干渉フィルタとは、互いに異なる層構成を有している。また、これらの多層膜干渉フィルタは、各々、スパッタ法などを用いて、ＳｉＯ₂層とＴｉＯ₂層とを交互に積層して形成される。そのため、青色光用多層膜干渉フィルタと、緑色光用多層膜干渉フィルタと、赤色光用多層膜干渉フィルタと、赤外光用多層膜干渉フィルタとを形成するために非常に多くの時間を要する。本開示は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、より短時間で形成可能な構造を有するマルチカラーセンサ及びマルチカラーセンサ装置を提供することである。

本開示のマルチカラーセンサは、基板と、基板上に設けられている色分離フィルタとを備える。基板は、第１光検出素子と、第２光検出素子とを含む。色分離フィルタは、第１光検出素子及び第２光検出素子に対応している第１狭帯域カラーフィルタと、第１光検出素子に対応しているが第２光検出素子に対応していない第１広帯域カラーフィルタとを含む。第１狭帯域カラーフィルタは、第１透過波長ピークと、第１透過波長ピークから離れている第２透過波長ピークとを有する。第１広帯域カラーフィルタは、第１透過波長ピークに対応する第１光成分を透過させ、かつ、第２透過波長ピークに対応する第２光成分を遮断する。

本開示のマルチカラーセンサ装置は、本開示のマルチカラーセンサと、信号処理器とを備える。信号処理器は、第２光検出素子からの第２出力信号と第１光検出素子からの第１出力信号との間の差分を算出する。

本開示のマルチカラーセンサ及び本開示のマルチカラーセンサ装置は、より短時間で形成可能な構造を有する。

実施の形態１から実施の形態５のマルチカラーセンサ装置のブロック図である。 実施の形態１のマルチカラーセンサの概略部分拡大断面図である。 実施の形態１及び実施の形態２の狭帯域カラーフィルタの規格化透過率スペクトルを示す図である。 実施の形態１から実施の形態５の広帯域カラーフィルタの規格化透過率スペクトルを示す図である。 実施の形態１のマルチカラーセンサの製造方法の一工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態１のマルチカラーセンサの製造方法における、図５に示す工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態１のマルチカラーセンサの製造方法における、図６に示す工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態１の変形例のマルチカラーセンサの概略部分拡大断面図である。 実施の形態２のマルチカラーセンサの概略部分拡大断面図である。 実施の形態３のマルチカラーセンサの概略部分拡大断面図である。 実施の形態３の狭帯域カラーフィルタの規格化透過率スペクトルを示す図である。 実施の形態４のマルチカラーセンサの概略部分拡大断面図である。 実施の形態４の狭帯域カラーフィルタの規格化透過率スペクトルを示す図である。 実施の形態５のマルチカラーセンサの概略部分拡大断面図である。 実施の形態５の二つの狭帯域カラーフィルタの規格化透過率スペクトルを示す図である。 実施の形態５の変形例のマルチカラーセンサの概略部分拡大断面図である。

以下、実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１を参照して、実施の形態１のマルチカラーセンサ装置１を説明する。マルチカラーセンサ装置１は、マルチカラーセンサ２と、信号処理器３とを備える。

図２から図４を参照して、本実施の形態のマルチカラーセンサ２を説明する。マルチカラーセンサ２は、基板１０と、色分離フィルタ２０とを備える。

基板１０は、例えば、シリコン基板のような半導体基板である。基板１０は、主面１０ａを含む。基板１０は、光検出素子１１，１２を含む。光検出素子１１，１２は、基板１０の主面１０ａに設けられている。光検出素子１１，１２は、例えば、フォトダイオードである。

色分離フィルタ２０は、基板１０の主面１０ａ上に設けられている。色分離フィルタ２０は、狭帯域カラーフィルタ３０と、広帯域カラーフィルタ２１とを主に含む。本明細書において、狭帯域カラーフィルタは、広帯域カラーフィルタよりも、狭い透過波長帯域を有する。広帯域カラーフィルタは、狭帯域カラーフィルタよりも、広い透過波長帯域を有する。色分離フィルタ２０は、平坦化膜２５をさらに含んでもよい。

狭帯域カラーフィルタ３０は、例えば、無機材料の多層膜で構成されている多層膜干渉フィルタである。多層膜干渉フィルタを構成する各層は、例えば、ＴｉＯ₂層、ＳｉＯ₂層、Ｔａ₂Ｏ₅層、Ｎｂ₂Ｏ₅層またはＺｒＯ₂層である。多層膜干渉フィルタは、例えば、ＴｉＯ₂層のような高屈折率無機材料層とＳｉＯ₂層のような低屈折率無機材料層とが交互に積層された多層膜である。狭帯域カラーフィルタ３０は、例えば、基板１０の主面１０ａから遠位する平坦化膜２５の表面（特定的には、保護層２７の表面）上に設けられている。

狭帯域カラーフィルタ３０は、光検出素子１１，１２に対応している。本明細書において、狭帯域カラーフィルタが光検出素子に対応していることは、狭帯域カラーフィルタが、光検出素子の光路上に配置されていることを意味する。光検出素子１１，１２は、狭帯域カラーフィルタ３０で覆われている。

特定的には、狭帯域カラーフィルタ３０は、狭帯域カラーフィルタ部分３１と、狭帯域カラーフィルタ部分３２とを含む。狭帯域カラーフィルタ部分３１及び狭帯域カラーフィルタ部分３２は、互いに同じ構成を有している。狭帯域カラーフィルタ部分３１は、狭帯域カラーフィルタ部分３２から離間されている。

狭帯域カラーフィルタ部分３１は、光検出素子１１に対応しているが光検出素子１２に対応していない。狭帯域カラーフィルタ部分３２は、光検出素子１２に対応しているが光検出素子１１に対応していない。本明細書において、狭帯域カラーフィルタ部分が光検出素子に対応していることは、狭帯域カラーフィルタ部分が、光検出素子の光路上に配置されていることを意味する。狭帯域カラーフィルタ部分が光検出素子に対応していないことは、狭帯域カラーフィルタ部分が、光検出素子の光路上に配置されていないことを意味する。光検出素子１１は、狭帯域カラーフィルタ部分３１で覆われているが、狭帯域カラーフィルタ部分３２から露出している。光検出素子１２は、狭帯域カラーフィルタ部分３２で覆われているが、狭帯域カラーフィルタ部分３１から露出している。

図３を参照して、狭帯域カラーフィルタ３０は、第１透過波長ピークと、第１透過波長ピークから離れている第２透過波長ピークとを有する。本明細書において、第２透過波長ピークが第１透過波長ピークから離れていることは、第２透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第２透過波長ピークの第２波長域が、第１透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第１透過波長ピークの第１波長域に重なっていないことを意味する。狭帯域カラーフィルタの複数の透過波長ピークの各々の規格化透過率は、各透過波長ピークの最大透過率で規格化された、各透過波長ピークの透過率を意味する。

狭帯域カラーフィルタ３０は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち、第１透過波長ピークに対応する第１光成分と、第２透過波長ピークに対応する第２光成分とを透過させる。一例では、第１透過波長ピークは青色光の波長域にあり、第１光成分は青色光成分である。第２透過波長ピークは赤色光の波長域にあり、第２光成分は赤色光成分である。

図２を参照して、広帯域カラーフィルタ２１は、例えば、顔料を含むカラーレジストで形成されている樹脂カラーフィルタである。広帯域カラーフィルタ２１の層数は、狭帯域カラーフィルタ３０の層数より少なくてもよい。広帯域カラーフィルタ２１は、例えば、単層である。

広帯域カラーフィルタ２１は、例えば、基板１０の主面１０ａ上に設けられている。広帯域カラーフィルタ２１は、光検出素子１１に対応しているが、光検出素子１２に対応していない。本明細書において、広帯域カラーフィルタが光検出素子に対応していることは、広帯域カラーフィルタが、光検出素子の光路上に配置されていることを意味する。広帯域カラーフィルタが光検出素子に対応していないことは、広帯域カラーフィルタが、光検出素子の光路上に配置されていないことを意味する。広帯域カラーフィルタ２１は、光検出素子１１上に設けられている。光検出素子１１は、広帯域カラーフィルタ２１で覆われている。光検出素子１２は、広帯域カラーフィルタ２１から露出している。

図３及び図４を参照して、広帯域カラーフィルタ２１は、第１透過波長ピークに対応する第１光成分を透過させ、かつ、第２透過波長ピークに対応する第２光成分を遮断する。本明細書において、広帯域カラーフィルタが光成分を透過させることは、当該光成分に対する広帯域カラーフィルタの透過率が５０％以上であることを意味する。広帯域カラーフィルタが光成分を遮断することは、当該光成分に対する広帯域カラーフィルタの透過率が２０％以下であることを意味する。一例では、第１光成分は青色光成分であり、第２光成分は赤色光成分である。

平坦化膜２５は、基板１０の主面１０ａ及び広帯域カラーフィルタ２１上に設けられている。平坦化膜２５は、基板１０の主面１０ａ及び広帯域カラーフィルタ２１を覆っている。具体的には、平坦化膜２５は、平坦化層２６と、保護層２７とを含む。平坦化層２６は、例えば、透明レジストのような透明樹脂で形成されている。平坦化膜２５（平坦化層２６）は、広帯域カラーフィルタ２１を基板１０の主面１０ａ上に設けることによって生じる段差を低減させるまたはなくす。保護層２７は、基板１０の主面１０ａから遠位する平坦化層２６の表面上に設けられている。保護層２７は、広帯域カラーフィルタ２１及び平坦化層２６を保護する。保護層２７は、例えば、ＳｉＯ₂のような無機材料で形成されている。平坦化膜２５は、色分離フィルタ２０に入射しかつ光検出素子１１，１２に到達する光が有する波長領域において透明である。例えば、図４を参照して、平坦化層２６は、色分離フィルタ２０に入射しかつ光検出素子１１，１２に到達する光が有する波長領域において透明である。

図２及び図５から図７を参照して、本実施の形態のマルチカラーセンサ２の製造方法の一例を説明する。

図５を参照して、光検出素子１１上に、広帯域カラーフィルタ２１を形成する。例えば、カラーレジストインクを基板１０の主面１０ａ上に塗布または印刷する。カラーレジストインクを露光及び現像して、基板１０の主面１０ａのうち光検出素子１１上に、選択的に、広帯域カラーフィルタ２１が形成される。光検出素子１２は、広帯域カラーフィルタ２１から露出している。

図６を参照して、広帯域カラーフィルタ２１及び基板１０の主面１０ａ上に、平坦化膜２５を形成する。例えば、透明レジストインクを基板１０の主面１０ａ上に塗布または印刷する。透明レジストインクを硬化させて、平坦化層２６が形成される。続いて、基板１０の主面１０ａから遠位する平坦化層２６の表面上に、例えばスパッタ法などを用いて、保護層２７を形成する。

図２及び図７を参照して、基板１０の主面１０ａから遠位する平坦化膜２５の表面（特定的には、保護層２７の表面）上に、狭帯域カラーフィルタ３０を形成する。一例では、平坦化膜２５（保護層２７）上に、レジスト４０を形成する。レジスト４０には、光検出素子１１，１２に対応する開口が設けられている。レジスト４０上とレジスト４０から露出している平坦化膜２５（保護層２７）上とに、多層膜３０ｐを形成する。例えば、多層膜３０ｐは、スパッタ法を用いて、高屈折率無機材料層（例えば、ＴｉＯ₂層）と低屈折率無機材料層（例えば、ＳｉＯ₂層）とを交互に積層することによって形成される。それから、レジスト４０をリフトオフする。こうして、光検出素子１１，１２に対応している狭帯域カラーフィルタ３０が形成される。図２に示されるマルチカラーセンサ２が得られる。

図２から図４を参照して、光検出素子１１，１２は、色分離フィルタ２０を通過した光の強度を検出する。光検出素子１１から出力される第１出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度に対応する。光検出素子１２から出力される第２出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度との和に対応する。

図１を参照して、信号処理器３は、マルチカラーセンサ２に通信可能に接続されている。信号処理器３は、電気回路またはＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサによって構成されている。信号処理器３は、マルチカラーセンサ２（光検出素子１１，１２）から出力される信号を処理する。信号処理器３は、例えば、マルチカラーセンサ２（光検出素子１１，１２）から出力される信号を増幅する。信号処理器３は、光検出素子１２からの第２出力信号と光検出素子１１からの第１出力信号との間の差分を算出する。光検出素子１２からの第２出力信号と光検出素子１１からの第１出力信号との間の差分は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度に対応する。こうして、マルチカラーセンサ装置１は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度とを得ることができる。

図１及び図８を参照して、本実施の形態の変形例のマルチカラーセンサ２では、狭帯域カラーフィルタ部分３１は、狭帯域カラーフィルタ部分３２に連続してもよい。

本実施の形態のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２，２ａの効果を説明する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２，２ａは、基板１０と、基板１０上に設けられている色分離フィルタ２０とを備える。基板１０は、第１光検出素子（例えば、光検出素子１１）と、第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）とを含む。色分離フィルタ２０は、第１光検出素子及び第２光検出素子に対応している第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）と、第１光検出素子に対応しているが第２光検出素子に対応していない第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）とを含む。第１狭帯域カラーフィルタは、第１透過波長ピークと、第１透過波長ピークから離れている第２透過波長ピークとを有する。第１広帯域カラーフィルタは、第１透過波長ピークに対応する第１光成分を透過させ、かつ、第２透過波長ピークに対応する第２光成分を遮断する。

狭帯域カラーフィルタの製造時間は、広帯域カラーフィルタの製造時間より長い。マルチカラーセンサ２，２ａは、第１光検出素子（例えば、光検出素子１１）に対応しているが第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）に対応していない第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）を含むため、第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）を第１光検出素子及び第２光検出素子に共通して設けることができる。言い換えると、第１光検出素子と第２光検出素子とに対応して複数種類の狭帯域カラーフィルタを作成する必要が無い。相対的に多くの作成時間を要する狭帯域カラーフィルタの形成回数を減少させることができる。そのため、マルチカラーセンサ２，２ａは、より短時間で形成可能な構造を有する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２では、第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）は、第１光検出素子（例えば、光検出素子１１）に対応しているが第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）に対応していない第１狭帯域カラーフィルタ部分（例えば、狭帯域カラーフィルタ部分３１）と、第２光検出素子に対応しているが第１光検出素子に対応していない第２狭帯域カラーフィルタ部分（例えば、狭帯域カラーフィルタ部分３２）とを含む。第１狭帯域カラーフィルタ部分は、第２狭帯域カラーフィルタ部分から離間されている。

そのため、第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）が形成される面に、第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）に起因する段差があっても、良質な第１狭帯域カラーフィルタが形成され得る。マルチカラーセンサ２は、マルチカラーセンサ２に入射する光の色スペクトルを高い精度で測定することを可能にする。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ａでは、第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）は、第１光検出素子（例えば、光検出素子１１）に対応しているが第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）に対応していない第１狭帯域カラーフィルタ部分（例えば、狭帯域カラーフィルタ部分３１）と、第２光検出素子に対応しているが第１光検出素子に対応していない第２狭帯域カラーフィルタ部分（例えば、狭帯域カラーフィルタ部分３２）とを含む。第１狭帯域カラーフィルタ部分は、第２狭帯域カラーフィルタ部分に連続している。

マルチカラーセンサ２ａは、第１狭帯域カラーフィルタ部分（例えば、狭帯域カラーフィルタ部分３１）と第２狭帯域カラーフィルタ部分（例えば、狭帯域カラーフィルタ部分３２）とをパターニングする工程を不要にする構造を備えている。そのため、マルチカラーセンサ２ａは、より短時間で形成可能な構造を有する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２，２ａでは、第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）は、基板１０の主面１０ａ上に設けられている。色分離フィルタ２０は、基板１０の主面１０ａ上と第１広帯域カラーフィルタ上とに設けられている平坦化膜２５をさらに含む。第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）は、基板１０の主面１０ａから遠位する平坦化膜２５の表面上に設けられている。

平坦化膜２５は、第１広帯域カラーフィルタ（広帯域カラーフィルタ２１）を基板１０の主面１０ａ上に設けることによって生じる段差を低減させるまたはなくす。そのため、良質な第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）が形成され得る。マルチカラーセンサ２は、マルチカラーセンサ２に入射する光の色スペクトルを高い精度で測定することを可能にする。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２，２ａでは、第１狭帯域カラーフィルタは、多層膜干渉フィルタである。第１広帯域カラーフィルタは、樹脂カラーフィルタである。

多層膜干渉フィルタは、樹脂カラーフィルタより多くの層数を有する。また、通常、多層膜干渉フィルタを構成する複数の層の各々は、スパッタ法のような相対的に長い時間を要する方法を用いて形成されるのに対し、樹脂カラーフィルタは、塗布または印刷のような相対的に短い時間を要する方法を用いて形成される。マルチカラーセンサ２，２ａは、第１光検出素子（例えば、光検出素子１１）に対応しているが第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）に対応していない樹脂カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）を含むため、多層膜干渉フィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）を第１光検出素子及び第２光検出素子に共通して設けることができる。言い換えると、第１光検出素子と第２光検出素子とに対応して複数種類の多層膜干渉フィルタを作成する必要が無い。相対的に多くの作成時間を要する多層膜干渉フィルタの形成回数を減少させることができる。そのため、マルチカラーセンサ２，２ａは、より短時間で形成可能な構造を有する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ装置１は、マルチカラーセンサ２，２ａと、信号処理器３とを備える。信号処理器３は、第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）からの第２出力信号と第１光検出素子（例えば、光検出素子１１）からの第１出力信号との間の差分を算出する。

マルチカラーセンサ装置１はマルチカラーセンサ２，２ａを備えるため、マルチカラーセンサ装置１はより短時間で形成可能な構造を有する。また、マルチカラーセンサ装置１では、第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）に対応する別の広帯域カラーフィルタが省略され得る。マルチカラーセンサ装置１はより短時間で形成可能な構造を有する。

（実施の形態２）
図１、図３、図４及び図９を参照して、実施の形態２のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｂを説明する。図１を参照して、本実施の形態のマルチカラーセンサ装置１は、実施の形態１のマルチカラーセンサ装置１と同様の構成を備えているが、マルチカラーセンサ２に代えてマルチカラーセンサ２ｂを備えている点で異なっている。図９を参照して、本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｂは、実施の形態１のマルチカラーセンサ２と同様の構成を備えているが、以下の点で主に異なっている。

図９を参照して、色分離フィルタ２０は、広帯域カラーフィルタ２２をさらに含む。広帯域カラーフィルタ２２は、例えば、顔料を含むカラーレジストで形成されている樹脂カラーフィルタである。広帯域カラーフィルタ２２の層数は、狭帯域カラーフィルタ３０の層数より少なくてもよい。広帯域カラーフィルタ２２は、例えば、単層である。広帯域カラーフィルタ２２は、広帯域カラーフィルタ２１と同様の方法によって形成される。

広帯域カラーフィルタ２２は、例えば、基板１０の主面１０ａ上に設けられている。広帯域カラーフィルタ２２は、光検出素子１２に対応しているが、光検出素子１１に対応していない。広帯域カラーフィルタ２２は、光検出素子１２上に設けられている。光検出素子１２は、広帯域カラーフィルタ２２で覆われている。光検出素子１１は、広帯域カラーフィルタ２２から露出している。図３及び図４を参照して、広帯域カラーフィルタ２２は、第２透過波長ピークに対応する第２光成分を透過させ、かつ、第１透過波長ピークに対応する第１光成分を遮断する。一例では、第１光成分は青色光成分であり、第２光成分は赤色光成分である。

平坦化膜２５（平坦化層２６）は、基板１０の主面１０ａ及び広帯域カラーフィルタ２１，２２上に設けられている。平坦化膜２５（平坦化層２６）は、基板１０の主面１０ａ及び広帯域カラーフィルタ２１，２２を覆っている。平坦化膜２５（平坦化層２６）は、広帯域カラーフィルタ２１，２２を基板１０の主面１０ａ上に設けることによって生じる段差を低減させるまたはなくす。

図３、図４及び図９を参照して、光検出素子１１，１２は、色分離フィルタ２０を通過した光の強度を検出する。光検出素子１１から出力される第１出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度に対応する。光検出素子１２から出力される第２出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度に対応する。信号処理器３は、光検出素子１１，１２から出力される複数の信号について差分計算を行う必要がない。

本実施の形態のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｂの効果は、以下の効果を奏する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｂでは、色分離フィルタ２０は、第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）に対応しているが第１光検出素子（例えば、光検出素子１１）に対応していない第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２２）をさらに含む。第２広帯域カラーフィルタは、第２光成分を透過させ、かつ、第１光成分を遮断する。そのため、実施の形態１のマルチカラーセンサ２と同様に、マルチカラーセンサ２ｂは、より短時間で形成可能な構造を有する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ装置１は、マルチカラーセンサ２ｂと信号処理器３とを備える。マルチカラーセンサ装置１は、より短時間で形成可能な構造を有する。また、信号処理器３は光検出素子１１，１２から出力される複数の信号について差分計算を行う必要がない。マルチカラーセンサ装置１では、信号処理器３の構成または機能が簡素化され得る。

（実施の形態３）
図１、図４、図１０及び図１１を参照して、実施の形態３のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｃを説明する。図１を参照して、本実施の形態のマルチカラーセンサ装置１は、実施の形態１のマルチカラーセンサ装置１と同様の構成を備えているが、マルチカラーセンサ２に代えてマルチカラーセンサ２ｃを備えている点で異なっている。図１０を参照して、本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｃは、実施の形態１のマルチカラーセンサ２と同様の構成を備えているが、以下の点で主に異なっている。

基板１０は、光検出素子１３をさらに含む。光検出素子１３は、基板１０の主面１０ａに設けられている。光検出素子１３は、例えば、フォトダイオードである。

狭帯域カラーフィルタ３０は、光検出素子１１，１２，１３に対応している。特定的には、狭帯域カラーフィルタ３０は、狭帯域カラーフィルタ部分３１と、狭帯域カラーフィルタ部分３２と、狭帯域カラーフィルタ部分３３とを含む。狭帯域カラーフィルタ部分３１、狭帯域カラーフィルタ部分３２及び狭帯域カラーフィルタ部分３３は、互いに同じ構成を有している。狭帯域カラーフィルタ部分３１、狭帯域カラーフィルタ部分３２及び狭帯域カラーフィルタ部分３３は、互いに離間されてもよい。

狭帯域カラーフィルタ部分３１は、光検出素子１１に対応しているが、光検出素子１２，１３に対応していない。狭帯域カラーフィルタ部分３２は、光検出素子１２に対応しているが、光検出素子１１，１３に対応していない。狭帯域カラーフィルタ部分３３は、光検出素子１３に対応しているが、光検出素子１１，１２に対応していない。光検出素子１１は、狭帯域カラーフィルタ部分３１で覆われているが、狭帯域カラーフィルタ部分３２，３３から露出している。光検出素子１２は、狭帯域カラーフィルタ部分３２で覆われているが、狭帯域カラーフィルタ部分３１，３３から露出している。光検出素子１３は、狭帯域カラーフィルタ部分３３で覆われているが、狭帯域カラーフィルタ部分３１，３２から露出している。

図１１を参照して、狭帯域カラーフィルタ３０は、第１透過波長ピーク及び第２透過波長ピークから離れている第３透過波長ピークをさらに有する。本明細書において、第３透過波長ピークが第１透過波長ピーク及び第２透過波長ピークから離れていることは、第３透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第３透過波長ピークの第３波長域が、第１透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第１透過波長ピークの第１波長域と、第２透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第２透過波長ピークの第２波長域とに重なっていないことを意味する。一例では、第１透過波長ピークは青色光の波長域にあり、第１光成分は青色光成分である。第２透過波長ピークは赤色光の波長域にあり、第２光成分は赤色光成分である。第３透過波長ピークは短波長赤外光の波長域にあり、第２光成分は短波長赤外光成分である。

広帯域カラーフィルタ２１は、光検出素子１１に対応しているが、光検出素子１２，１３に対応していない。光検出素子１１は、広帯域カラーフィルタ２１で覆われている。光検出素子１２，１３は、広帯域カラーフィルタ２１から露出している。図４及び図１１を参照して、広帯域カラーフィルタ２１は、第１透過波長ピークに対応する第１光成分と第３透過波長ピークに対応する第３光成分とを透過させ、かつ、第２透過波長ピークに対応する第２光成分を遮断する。一例では、第１光成分は青色光成分であり、第２光成分は赤色光成分であり、第３光成分は短波長赤外光成分である。

図１０を参照して、色分離フィルタ２０は、広帯域カラーフィルタ２２をさらに含む。広帯域カラーフィルタ２２は、例えば、顔料を含むカラーレジストで形成されている樹脂カラーフィルタである。広帯域カラーフィルタ２２の層数は、狭帯域カラーフィルタ３０の層数より少なくてもよい。広帯域カラーフィルタ２２は、例えば、単層である。広帯域カラーフィルタ２２は、広帯域カラーフィルタ２１と同様の方法によって形成される。

広帯域カラーフィルタ２２は、光検出素子１１，１２に対応しているが、光検出素子１３に対応していない。広帯域カラーフィルタ２２は、例えば、基板１０の主面１０ａ上及び広帯域カラーフィルタ２１上に設けられている。広帯域カラーフィルタ２２は、光検出素子１１の上方と光検出素子１２上とに設けられている。光検出素子１１，１２は、広帯域カラーフィルタ２２で覆われている。光検出素子１３は、広帯域カラーフィルタ２２から露出している。

特定的には、広帯域カラーフィルタ２２は、広帯域カラーフィルタ部分２２ａと、広帯域カラーフィルタ部分２２ｂとを含む。広帯域カラーフィルタ部分２２ａと広帯域カラーフィルタ部分２２ｂとは、互いに同じ構成を有している。広帯域カラーフィルタ部分２２ａは、広帯域カラーフィルタ部分２２ｂに連続してもよいし、広帯域カラーフィルタ部分２２ｂから離間されてもよい。

広帯域カラーフィルタ部分２２ａは、光検出素子１１に対応しているが、光検出素子１２，１３に対応していない。広帯域カラーフィルタ部分２２ａは広帯域カラーフィルタ２１上に設けられており、広帯域カラーフィルタ２１は基板１０と広帯域カラーフィルタ部分２２ａとの間に配置されてもよい。広帯域カラーフィルタ部分２２ａは基板１０の主面１０ａ上に設けられており、広帯域カラーフィルタ部分２２ａは基板１０と広帯域カラーフィルタ２１との間に配置されてもよい。広帯域カラーフィルタ部分２２ｂは、光検出素子１１，１２に対応しているが、光検出素子１３に対応していない。光検出素子１１は、広帯域カラーフィルタ２１と広帯域カラーフィルタ部分２２ａとで覆われている。光検出素子１２は、広帯域カラーフィルタ部分２２ｂで覆われているが、広帯域カラーフィルタ２１及び広帯域カラーフィルタ部分２２ａから露出している。光検出素子１３は、広帯域カラーフィルタ２１及び広帯域カラーフィルタ部分２２ａ，２２ｂから露出している。

図４及び図１１を参照して、広帯域カラーフィルタ２２は、第２透過波長ピークに対応する第２光成分と第３透過波長ピークに対応する第３光成分とを透過させ、かつ、第１透過波長ピークに対応する第１光成分を遮断する。一例では、第１光成分は青色光成分であり、第２光成分は赤色光成分であり、第３光成分は短波長赤外光成分である。

平坦化膜２５（平坦化層２６）は、基板１０の主面１０ａ及び広帯域カラーフィルタ２１，２２上に設けられている。平坦化膜２５（平坦化層２６）は、基板１０の主面１０ａ及び広帯域カラーフィルタ２１，２２を覆っている。平坦化膜２５（平坦化層２６）は、広帯域カラーフィルタ２１，２２を基板１０の主面１０ａ上に設けることによって生じる段差を低減させるまたはなくす。

図４、図１０及び図１１を参照して、光検出素子１１，１２，１３は、色分離フィルタ２０を通過した光の強度を検出する。光検出素子１１から出力される第１出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第３光成分の第３強度に対応する。光検出素子１２から出力される第２出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第３光成分の第３強度との和に対応する。光検出素子１３から出力される第３出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第３光成分の第３強度との和に対応する。

信号処理器３は、光検出素子１２からの第２出力信号と光検出素子１１からの第１出力信号との間の差分を算出する。光検出素子１２からの第２出力信号と光検出素子１１からの第１出力信号との間の差分は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度に対応する。また、信号処理器３は、光検出素子１３からの第３出力信号と光検出素子１２からの第２出力信号との間の差分を算出する。光検出素子１３からの第３出力信号と光検出素子１２からの第２出力信号との間の差分は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度に対応する。こうして、マルチカラーセンサ装置１は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第３光成分の第３強度とを得ることができる。

本実施の形態のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｃの効果は、実施の形態１のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２の効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｃでは、基板１０は、第３光検出素子（例えば、光検出素子１３）をさらに含む。第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）は、第１透過波長ピーク及び第２透過波長ピークから離れている第３透過波長ピークをさらに有する。第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）は、第３光検出素子に対応しておらず、かつ、第３透過波長ピークに対応する第３光成分をさらに透過させる。色分離フィルタ２０は、第１光検出素子（例えば、光検出素子１１）及び第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）に対応しているが第３光検出素子に対応していない第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２２）をさらに含む。第２広帯域カラーフィルタは、第２透過波長ピークに対応する第２光成分と第３透過波長ピークに対応する第３光成分とを透過させ、かつ、第１透過波長ピークに対応する第１光成分を遮断する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｃは、第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）及び第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２２）を含むため、第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）を第１光検出素子（例えば、光検出素子１２）、第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）及び第３光検出素子（例えば、光検出素子１３）に共通して設けることができる。言い換えると、第１光検出素子と第２光検出素子と第３光検出素子とに対応して複数種類の狭帯域カラーフィルタを作成する必要が無い。そのため、マルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｃは、より短時間で形成可能な構造を有する。また、マルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｃは、実施の形態１のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２より多くの色成分を測定することを可能にする。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｃでは、第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２２）は、第１光検出素子（例えば、光検出素子１１）に対応しているが第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）に対応していない第１広帯域カラーフィルタ部分（広帯域カラーフィルタ部分２２ａ）と、第２光検出素子に対応しているが第１光検出素子に対応していない第２広帯域カラーフィルタ部分（広帯域カラーフィルタ部分２２ｂ）とを含む。第１広帯域カラーフィルタ部分は、第２広帯域カラーフィルタ部分に連続している。

マルチカラーセンサ２ｃは、第１広帯域カラーフィルタ部分（広帯域カラーフィルタ部分２２ａ）と第２広帯域カラーフィルタ部分（広帯域カラーフィルタ部分２２ｂ）とをパターニングする工程を不要にする構造を備えている。そのため、マルチカラーセンサ２ｃは、より短時間で形成可能な構造を有する。

（実施の形態４）
図１、図４、図１２及び図１３を参照して、実施の形態４のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｄを説明する。図１を参照して、本実施の形態のマルチカラーセンサ装置１は、実施の形態２のマルチカラーセンサ装置１と同様の構成を備えているが、マルチカラーセンサ２ｂに代えてマルチカラーセンサ２ｄを備えている点で異なっている。図１２を参照して、本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｄは、実施の形態２のマルチカラーセンサ２ｂと同様の構成を備えているが、以下の点で主に異なっている。

本実施の形態の基板１０は、実施の形態３の基板１０と同様に、第３光検出素子（例えば、光検出素子１３）をさらに含む。光検出素子１３は、基板１０の主面１０ａに設けられている。光検出素子１３は、例えば、フォトダイオードである。

本実施の形態の狭帯域カラーフィルタ３０は、実施の形態３の狭帯域カラーフィルタ３０と同様に、光検出素子１１，１２，１３に対応している。特定的には、狭帯域カラーフィルタ３０は、狭帯域カラーフィルタ部分３１と、狭帯域カラーフィルタ部分３２と、狭帯域カラーフィルタ部分３３とを含む。図１３を参照して、狭帯域カラーフィルタ３０は、第１透過波長ピーク及び第２透過波長ピークから離れている第３透過波長ピークをさらに有する。一例では、第１透過波長ピークは青色光の波長域にあり、第１光成分は青色光成分である。第２透過波長ピークは赤色光の波長域にあり、第２光成分は赤色光成分である。第３透過波長ピークは緑色光の波長域にあり、第２光成分は緑色光成分である。

広帯域カラーフィルタ２１は、光検出素子１１に対応しているが、光検出素子１２，１３に対応していない。光検出素子１１は、広帯域カラーフィルタ２１で覆われている。光検出素子１２，１３は、広帯域カラーフィルタ２１から露出している。図４及び図１３を参照して、広帯域カラーフィルタ２１は、第１透過波長ピークに対応する第１光成分を透過させ、かつ、第２透過波長ピークに対応する第２光成分と第３透過波長ピークに対応する第３光成分とを遮断する。一例では、第１光成分は青色光成分であり、第２光成分は赤色光成分であり、第３光成分は緑色光成分である。

広帯域カラーフィルタ２２は、光検出素子１２に対応しているが、光検出素子１１，１３に対応していない。光検出素子１２は、広帯域カラーフィルタ２２で覆われている。光検出素子１１，１３は、広帯域カラーフィルタ２２から露出している。図４及び図１３を参照して、広帯域カラーフィルタ２２は、第２透過波長ピークに対応する第２光成分を透過させ、かつ、第１透過波長ピークに対応する第１光成分と第３透過波長ピークに対応する第３光成分とを遮断する。一例では、第１光成分は青色光成分であり、第２光成分は赤色光成分であり、第３光成分は緑色光成分である。

図１２を参照して、色分離フィルタ２０は、広帯域カラーフィルタ２３をさらに含む。広帯域カラーフィルタ２３は、例えば、顔料を含むカラーレジストで形成されている樹脂カラーフィルタである。広帯域カラーフィルタ２３の層数は、狭帯域カラーフィルタ３０の層数より少なくてもよい。広帯域カラーフィルタ２３は、例えば、単層である。広帯域カラーフィルタ２３は、広帯域カラーフィルタ２１，２２と同様の方法によって形成される。

広帯域カラーフィルタ２３は、例えば、基板１０の主面１０ａ上に設けられている。広帯域カラーフィルタ２３は、光検出素子１３に対応しているが、光検出素子１１，１２に対応していない。広帯域カラーフィルタ２３は、光検出素子１３上に設けられている。光検出素子１３は、広帯域カラーフィルタ２３で覆われている。光検出素子１１，１２は、広帯域カラーフィルタ２３から露出している。図４及び図１３を参照して、広帯域カラーフィルタ２３は、第３透過波長ピークに対応する第３光成分を透過させ、かつ、第１透過波長ピークに対応する第１光成分と第２透過波長ピークに対応する第２光成分とを遮断する。一例では、第１光成分は青色光成分であり、第２光成分は赤色光成分であり、第３光成分は緑色光成分である。

平坦化膜２５（平坦化層２６）は、基板１０の主面１０ａ及び広帯域カラーフィルタ２１，２２，２３上に設けられている。平坦化膜２５（平坦化層２６）は、基板１０の主面１０ａ及び広帯域カラーフィルタ２１，２２，２３を覆っている。平坦化膜２５（平坦化層２６）は、広帯域カラーフィルタ２１，２２，２３を基板１０の主面１０ａ上に設けることによって生じる段差を低減させるまたはなくす。

図４、図１２及び図１３を参照して、光検出素子１１，１２，１３は、色分離フィルタ２０を通過した光の強度を検出する。光検出素子１１から出力される第１出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度に対応する。光検出素子１２から出力される第２出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度に対応する。光検出素子１３から出力される第３出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第３光成分の第３強度に対応する。信号処理器３は、光検出素子１１，１２，１３から出力される複数の信号について差分計算を行う必要がない。

本実施の形態のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｄの効果は、実施の形態２のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｂの効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｄでは、基板１０は、第３光検出素子（例えば、光検出素子１３）をさらに含む。第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）は、第１透過波長ピーク及び第２透過波長ピークから離れている第３透過波長ピークをさらに有する。第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）は、第３光検出素子に対応しておらず、かつ、第３透過波長ピークに対応する第３光成分をさらに遮断する。第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２２）は、第３光検出素子に対応しておらず、かつ、第３透過波長ピークに対応する第３光成分をさらに遮断する。色分離フィルタ２０は、第３光検出素子に対応しているが第１光検出素子及び第２光検出素子に対応していない第３広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２３）をさらに含む。第３広帯域カラーフィルタは、第３透過波長ピークに対応する第３光成分を透過させ、かつ、第１透過波長ピークに対応する第１光成分及び第２透過波長ピークに対応する第２光成分を遮断する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｄは、第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）、第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２２）及び第３広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２３）を含むため、第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）を第１光検出素子（例えば、光検出素子１２）、第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）及び第３光検出素子（例えば、光検出素子１３）に共通して設けることができる。言い換えると、第１光検出素子と第２光検出素子と第３光検出素子とに対応して複数種類の狭帯域カラーフィルタを作成する必要が無い。そのため、マルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｄは、より短時間で形成可能な構造を有する。また、マルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｄは、実施の形態２のマルチカラーセンサ２ｂより多くの色成分を測定することができる。

（実施の形態５）
図１、図４、図１４及び図１５を参照して、実施の形態５のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｅを説明する。図１を参照して、本実施の形態のマルチカラーセンサ装置１は、実施の形態１のマルチカラーセンサ装置１と同様の構成を備えているが、マルチカラーセンサ２に代えてマルチカラーセンサ２ｅを備えている点で異なっている。図１４を参照して、本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｅは、実施の形態１のマルチカラーセンサ２と同様の構成を備えているが、以下の点で主に異なっている。

図１４を参照して、基板１０は、光検出素子１３，１４をさらに含む。光検出素子１３，１４は、基板１０の主面１０ａに設けられている。光検出素子１３，１４は、例えば、フォトダイオードである。

狭帯域カラーフィルタ３０は、光検出素子１１，１２に対応しているが、光検出素子１３，１４に対応していない。光検出素子１１，１２は、狭帯域カラーフィルタ３０で覆われている。光検出素子１３，１４は、狭帯域カラーフィルタ３０から露出している。

広帯域カラーフィルタ２１の層数は、狭帯域カラーフィルタ３０，３５の各々の層数より少なくてもよい。広帯域カラーフィルタ２１は、光検出素子１１に対応しているが、光検出素子１２，１３，１４に対応していない。光検出素子１１は、広帯域カラーフィルタ２１で覆われている。光検出素子１２，１３，１４は、広帯域カラーフィルタ２１から露出している。

色分離フィルタ２０は、狭帯域カラーフィルタ３５と、広帯域カラーフィルタ２４とをさらに含む。

狭帯域カラーフィルタ３５は、例えば、無機材料の多層膜で構成されている多層膜干渉フィルタである。多層膜干渉フィルタを構成する各層は、例えば、ＴｉＯ₂層、ＳｉＯ₂層、Ｔａ₂Ｏ₅層、Ｎｂ₂Ｏ₅層またはＺｒＯ₂層である。多層膜干渉フィルタは、例えば、ＴｉＯ₂層のような高屈折率無機材料層とＳｉＯ₂層のような低屈折率無機材料層とが交互に積層された多層膜である。狭帯域カラーフィルタ３５は、例えば、基板１０の主面１０ａから遠位する平坦化膜２５の表面（特定的には、保護層２７の表面）上に設けられている。狭帯域カラーフィルタ３５は、狭帯域カラーフィルタ３０と異なる構成を有している。狭帯域カラーフィルタ３５は、狭帯域カラーフィルタ３０から離間されてもよい。

狭帯域カラーフィルタ３５は、光検出素子１３，１４に対応しているが、光検出素子１１，１２に対応していない。光検出素子１３，１４は、狭帯域カラーフィルタ３０で覆われている。光検出素子１１，１２は、狭帯域カラーフィルタ３０から露出している。狭帯域カラーフィルタ３５は、狭帯域カラーフィルタ３０と同様の方法によって形成される。

特定的には、狭帯域カラーフィルタ３５は、狭帯域カラーフィルタ部分３６と、狭帯域カラーフィルタ部分３７とを含む。狭帯域カラーフィルタ部分３６及び狭帯域カラーフィルタ部分３７は、互いに同じ構成を有している。狭帯域カラーフィルタ部分３６は、狭帯域カラーフィルタ部分３７から離間されてもよいし、狭帯域カラーフィルタ部分３７に連続してもよい。

狭帯域カラーフィルタ部分３６は、光検出素子１３に対応しているが光検出素子１４に対応していない。狭帯域カラーフィルタ部分３７は、光検出素子１４に対応しているが光検出素子１３に対応していない。光検出素子１３は、狭帯域カラーフィルタ部分３６で覆われているが、狭帯域カラーフィルタ部分３７から露出している。光検出素子１４は、狭帯域カラーフィルタ部分３７で覆われているが、狭帯域カラーフィルタ部分３６から露出している。

図１５を参照して、狭帯域カラーフィルタ３５は、第１透過波長ピーク及び第２透過波長ピークから離れている第３透過波長ピークと、第１透過波長ピーク、第２透過波長ピーク及び第３透過波長ピークから離れている第４透過波長ピークとを有する。本明細書において、第３透過波長ピークが第１透過波長ピーク及び第２透過波長ピークから離れていることは、第３透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第３透過波長ピークの第３波長域が、第１透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第１透過波長ピークの第１波長域と、第２透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第２透過波長ピークの第２波長域とに重なっていないことを意味する。

第４透過波長ピークが第１透過波長ピーク、第２透過波長ピーク及び第３透過波長ピークから離れていることは、第４透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第４透過波長ピークの第４波長域が、第１透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第１透過波長ピークの第１波長域と、第２透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第２透過波長ピークの第２波長域と、第３透過波長ピークの規格化透過率が１０％以上である第３透過波長ピークの第３波長域とに重なっていないことを意味する。

狭帯域カラーフィルタ３０は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち、第１透過波長ピークに対応する第１光成分と、第２透過波長ピークに対応する第２光成分とを透過させ、色分離フィルタ２０に入射する光のうち、第３透過波長ピークに対応する第３光成分と、第４透過波長ピークに対応する第４光成分とを遮断する。狭帯域カラーフィルタ３５は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち、第３透過波長ピークに対応する第３光成分と、第４透過波長ピークに対応する第４光成分とを透過させ、色分離フィルタ２０に入射する光のうち、第１透過波長ピークに対応する第１光成分と、第２透過波長ピークに対応する第２光成分とを遮断する。一例では、第１透過波長ピークは紫色光の波長域にあり、第１光成分は紫色光成分である。第２透過波長ピークは緑色光の波長域にあり、第２光成分は緑色光成分である。第３透過波長ピークは青色光の波長域にあり、第３光成分は青色光成分である。第４透過波長ピークは橙色光の波長域にあり、第４光成分は橙色光成分である。

図１４を参照して、広帯域カラーフィルタ２４は、例えば、顔料を含むカラーレジストで形成されている樹脂カラーフィルタである。広帯域カラーフィルタ２４の層数は、狭帯域カラーフィルタ３０，３５の各々の層数より少なくてもよい。広帯域カラーフィルタ２４は、例えば、単層である。広帯域カラーフィルタ２４は、広帯域カラーフィルタ２１と同様の方法によって形成される。

広帯域カラーフィルタ２４は、例えば、基板１０の主面１０ａ上に設けられている。広帯域カラーフィルタ２４は、光検出素子１３に対応しているが、光検出素子１１，１２，１４に対応していない。広帯域カラーフィルタ２４は、光検出素子１３上に設けられている。光検出素子１３は、広帯域カラーフィルタ２４で覆われている。光検出素子１１，１２，１４は、広帯域カラーフィルタ２４から露出している。

図４及び図１５を参照して、広帯域カラーフィルタ２１は、第１透過波長ピークに対応する第１光成分を透過させ、かつ、第２透過波長ピークに対応する第２光成分を遮断する。広帯域カラーフィルタ２４は、第３透過波長ピークに対応する第３光成分を透過させ、かつ、第４透過波長ピークに対応する第４光成分を遮断する。一例では、第１光成分は紫色光成分であり、第２光成分は緑色光成分であり、第３光成分は青色光成分であり、第４光成分は橙色光成分である。本実施の形態では、広帯域カラーフィルタ２４は、広帯域カラーフィルタ２１と同じ材料で形成されており、広帯域カラーフィルタ２１と同じ透過スペクトルを有している。広帯域カラーフィルタ２４は、広帯域カラーフィルタ２１とは異なる材料で形成されてもよく、広帯域カラーフィルタ２１とは異なる透過スペクトルを有してもよい。

平坦化膜２５（平坦化層２６）は、基板１０の主面１０ａ及び広帯域カラーフィルタ２１，２４上に設けられている。平坦化膜２５（平坦化層２６）は、基板１０の主面１０ａ及び広帯域カラーフィルタ２１，２４を覆っている。平坦化膜２５（平坦化層２６）は、広帯域カラーフィルタ２１，２４を基板１０の主面１０ａ上に設けることによって生じる段差を低減させるまたはなくす。

図４、図１４及び図１５を参照して、光検出素子１１，１２，１３，１４は、色分離フィルタ２０を通過した光の強度を検出する。光検出素子１１から出力される第１出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度に対応する。光検出素子１２から出力される第２出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度との和に対応する。光検出素子１３から出力される第３出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第３光成分の第３強度に対応する。光検出素子１４から出力される第４出力信号は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第３光成分の第３強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第４光成分の第４強度との和に対応する。

信号処理器３は、光検出素子１２からの第２出力信号と光検出素子１１からの第１出力信号との間の差分を算出する。光検出素子１２からの第２出力信号と光検出素子１１からの第１出力信号との間の差分は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度に対応する。信号処理器３は、光検出素子１４からの第４出力信号と光検出素子１３からの第３出力信号との間の差分を算出する。光検出素子１４からの第４出力信号と光検出素子１３からの第３出力信号との間の差分は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第４光成分の第４強度に対応する。こうして、マルチカラーセンサ装置１は、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第１光成分の第１強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第２光成分の第２強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第３光成分の第３強度と、色分離フィルタ２０に入射する光のうち第４光成分の第４強度とを得ることができる。

図１、図４、図１５及び図１６を参照して、本実施の形態の変形例のマルチカラーセンサ２ｆでは、広帯域カラーフィルタ２４は広帯域カラーフィルタ２１と同じ材料で形成されており、かつ、広帯域カラーフィルタ２１に連続してもよい。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｅ，２ｆの効果は、実施の形態１のマルチカラーセンサ２の効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｅ，２ｆでは、基板１０は、第３光検出素子（例えば、光検出素子１３）と、第４光検出素子（例えば、光検出素子１４）とをさらに含む。色分離フィルタ２０は、第２狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３５）と、第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２４）とをさらに含む。第１狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３０）は、第３光検出素子及び第４光検出素子に対応していない。第２狭帯域カラーフィルタは、第３光検出素子及び第４光検出素子に対応しているが第１光検出素子（例えば、光検出素子１１）及び第２光検出素子（例えば、光検出素子１２）に対応していない。第２狭帯域カラーフィルタは、第１透過波長ピーク及び第２透過波長ピークから離れている第３透過波長ピークと、第１透過波長ピーク、第２透過波長ピーク及び第３透過波長ピークから離れている第４透過波長ピークとを有する。第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）は、第３光検出素子及び第４光検出素子に対応していない。第２広帯域カラーフィルタは、第３光検出素子に対応しているが、第１光検出素子、第２光検出素子及び第４光検出素子に対応していない。第２広帯域カラーフィルタは、第３透過波長ピークに対応する第３光成分を透過させ、かつ、第４透過波長ピークに対応する第４光成分を遮断する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｃは、第３光検出素子（例えば、光検出素子１３）に対応しているが第４光検出素子（例えば、光検出素子１４）に対応していない第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２４）を含むため、第２狭帯域カラーフィルタ（例えば、狭帯域カラーフィルタ３５）を第３光検出素子（例えば、光検出素子１３）及び第４光検出素子に共通して設けることができる。言い換えると、第３光検出素子と第４光検出素子とに対応して複数種類の狭帯域カラーフィルタを作成する必要が無い。相対的に多くの作成時間を要する狭帯域カラーフィルタの形成回数を減少させることができる。そのため、マルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｅ，２ｆは、より短時間で形成可能な構造を有する。また、マルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｅ，２ｆは、実施の形態１のマルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２より多くの色成分を測定することができる。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｅ，２ｆでは、第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２４）は、第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）と同じ材料で形成されている。

そのため、第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）と第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２４）は同時に形成され得る。マルチカラーセンサ装置１及びマルチカラーセンサ２ｅ，２ｆは、より短時間で形成可能な構造を有する。

本実施の形態のマルチカラーセンサ２ｆでは、第２広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２４）は、第１広帯域カラーフィルタ（例えば、広帯域カラーフィルタ２１）に連続している。

マルチカラーセンサ２ｆは、広帯域カラーフィルタ２１，２４をパターニングする工程を不要にする構造を備えている。マルチカラーセンサ２ｆは、より短時間で形成可能な構造を有する。

今回開示された実施の形態１から実施の形態５及びそれらの変形例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１から実施の形態５及びそれらの変形例の少なくとも２つを組み合わせてもよい。本開示の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

１ マルチカラーセンサ装置、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ マルチカラーセンサ、３ 信号処理器、１０ 基板、１０ａ 主面、１１，１２，１３，１４ 光検出素子、２０ 色分離フィルタ、２１，２２，２３，２４ 広帯域カラーフィルタ、２２ａ，２２ｂ 広帯域カラーフィルタ部分、２５ 平坦化膜、２６ 平坦化層、２７ 保護層、３０，３５ 狭帯域カラーフィルタ、３０ｐ 多層膜、３１，３２，３３，３６，３７ 狭帯域カラーフィルタ部分、４０ レジスト。

Claims (13)

1. 第１光検出素子と、第２光検出素子とを含む基板と、
   前記基板上に設けられている色分離フィルタとを備え、
   前記色分離フィルタは、前記第１光検出素子及び前記第２光検出素子に対応している第１狭帯域カラーフィルタと、前記第１光検出素子に対応しているが前記第２光検出素子に対応していない第１広帯域カラーフィルタとを含み、
   前記第１狭帯域カラーフィルタは、第１透過波長ピークと、前記第１透過波長ピークから離れている第２透過波長ピークとを有し、
   前記第１広帯域カラーフィルタは、前記第１透過波長ピークに対応する第１光成分を透過させ、かつ、前記第２透過波長ピークに対応する第２光成分を遮断する、マルチカラーセンサ。
2. 前記色分離フィルタは、前記第２光検出素子に対応しているが前記第１光検出素子に対応していない第２広帯域カラーフィルタをさらに含み、
   前記第２広帯域カラーフィルタは、前記第２光成分を透過させ、かつ、前記第１光成分を遮断する、請求項１に記載のマルチカラーセンサ。
3. 前記基板は、第３光検出素子をさらに含み、
   前記第１狭帯域カラーフィルタは、前記第１透過波長ピーク及び前記第２透過波長ピークから離れている第３透過波長ピークをさらに有し、
   前記第１広帯域カラーフィルタは、前記第３光検出素子に対応しておらず、かつ、前記第３透過波長ピークに対応する第３光成分をさらに透過させ、
   前記色分離フィルタは、前記第１光検出素子及び前記第２光検出素子に対応しているが前記第３光検出素子に対応していない第２広帯域カラーフィルタをさらに含み、
   前記第２広帯域カラーフィルタは、前記第２光成分と前記第３光成分とを透過させ、かつ、前記第１光成分を遮断する、請求項１に記載のマルチカラーセンサ。
4. 前記第２広帯域カラーフィルタは、前記第１光検出素子に対応しているが前記第２光検出素子に対応していない第１広帯域カラーフィルタ部分と、前記第２光検出素子に対応しているが前記第１光検出素子に対応していない第２広帯域カラーフィルタ部分とを含み、
   前記第１広帯域カラーフィルタ部分は、前記第２広帯域カラーフィルタ部分に連続している、請求項３に記載のマルチカラーセンサ。
5. 前記基板は、第３光検出素子をさらに含み、
   前記第１狭帯域カラーフィルタは、前記第１透過波長ピーク及び前記第２透過波長ピークから離れている第３透過波長ピークをさらに有し、
   前記第１広帯域カラーフィルタは、前記第３光検出素子に対応しておらず、かつ、前記第３透過波長ピークに対応する第３光成分をさらに遮断し、
   前記第２広帯域カラーフィルタは、前記第３光検出素子に対応しておらず、かつ、前記第３光成分をさらに遮断し、
   前記色分離フィルタは、前記第３光検出素子に対応しているが前記第１光検出素子及び前記第２光検出素子に対応していない第３広帯域カラーフィルタをさらに含み、
   前記第３広帯域カラーフィルタは、前記第３光成分を透過させ、かつ、前記第１光成分及び前記第２光成分を遮断する、請求項２に記載のマルチカラーセンサ。
6. 前記基板は、第３光検出素子と、第４光検出素子とをさらに含み、
   前記色分離フィルタは、第２狭帯域カラーフィルタと、第２広帯域カラーフィルタとをさらに含み、
   前記第１狭帯域カラーフィルタは、前記第３光検出素子及び前記第４光検出素子に対応しておらず、
   前記第２狭帯域カラーフィルタは、前記第３光検出素子及び前記第４光検出素子に対応しているが、前記第１光検出素子及び前記第２光検出素子に対応しておらず、
   前記第２狭帯域カラーフィルタは、前記第１透過波長ピーク及び前記第２透過波長ピークから離れている第３透過波長ピークと、前記第１透過波長ピーク、前記第２透過波長ピーク及び前記第３透過波長ピークから離れている第４透過波長ピークとを有し、
   前記第１広帯域カラーフィルタは、前記第３光検出素子及び前記第４光検出素子に対応しておらず、
   前記第２広帯域カラーフィルタは、前記第３光検出素子に対応しているが前記第１光検出素子、前記第２光検出素子及び前記第４光検出素子に対応しておらず、
   前記第２広帯域カラーフィルタは、前記第３透過波長ピークに対応する第３光成分を透過させ、かつ、前記第４透過波長ピークに対応する第４光成分を遮断する、請求項１に記載のマルチカラーセンサ。
7. 前記第２広帯域カラーフィルタは、前記第１広帯域カラーフィルタと同じ材料で形成されている、請求項６に記載のマルチカラーセンサ。
8. 前記第２広帯域カラーフィルタは、前記第１広帯域カラーフィルタに連続している、請求項７に記載のマルチカラーセンサ。
9. 前記第１狭帯域カラーフィルタは、前記第１光検出素子に対応しているが前記第２光検出素子に対応していない第１狭帯域カラーフィルタ部分と、前記第２光検出素子に対応しているが前記第１光検出素子に対応していない第２狭帯域カラーフィルタ部分とを含み、
   前記第１狭帯域カラーフィルタ部分は、前記第２狭帯域カラーフィルタ部分から離間されている、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のマルチカラーセンサ。
10. 前記第１狭帯域カラーフィルタは、前記第１光検出素子に対応しているが前記第２光検出素子に対応していない第１狭帯域カラーフィルタ部分と、前記第２光検出素子に対応しているが前記第１光検出素子に対応していない第２狭帯域カラーフィルタ部分とを含み、
    前記第１狭帯域カラーフィルタ部分は、前記第２狭帯域カラーフィルタ部分に連続している、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のマルチカラーセンサ。
11. 前記第１広帯域カラーフィルタは前記基板の主面上に設けられており、
    前記色分離フィルタは、前記主面上と前記第１広帯域カラーフィルタ上とに設けられている平坦化膜をさらに含み、
    前記第１狭帯域カラーフィルタは、前記主面から遠位する前記平坦化膜の表面上に設けられている、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のマルチカラーセンサ。
12. 前記第１狭帯域カラーフィルタは、多層膜干渉フィルタであり、
    前記第１広帯域カラーフィルタは、樹脂カラーフィルタである、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のマルチカラーセンサ。
13. 請求項１、請求項３、請求項４、請求項６、請求項７または請求項８のいずれか一項に記載の前記マルチカラーセンサと、
    前記第２光検出素子からの第２出力信号と前記第１光検出素子からの第１出力信号との間の差分を算出する信号処理器とを備える、マルチカラーセンサ装置。
    

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