JP7309867B2 - 光センサおよびセンシング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光センサおよびセンシング装置に関する。より詳しくは、赤外光を含む光を検出する光センサおよびセンシング装置に関する。
数ｎｍ～十数ｎｍ程度にまで小さくされた物質は、バルク状態とは異なる物性を示すようになる。このような現象は、量子サイズ効果などと呼ばれ、また、このような効果が発現する物質は、量子ドットと呼ばれている。量子ドットは、サイズを変化させることで、そのバンドギャップ（光吸収波長や発光波長）を調整することができる。
近年、量子ドットについての研究が進められている。例えば、量子ドットを光電変換素子の素材に用いることが検討されている。
特許文献１には、化合物半導体、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、量子ドット光電変換膜および有機光電変換膜のいずれかを有する光電変換部を備える画素が行列状に２次元配置された画素アレイ領域を備え、画素アレイ領域の最外周、または、画素アレイ領域の有効画素領域より外側に、常に一定の電圧を印加した画素である電圧印加画素を有する固体撮像素子に関する発明が記載されている。
国際公開第２０１７／１５０１６７号
赤外光（赤外線）は可視光に比べて波長が長いので散乱しにくく、距離計測や、３次元計測などにも活用可能である。また、赤外光は人間、動物などの目に見えないので、夜間に被写体を赤外光光源で照らしても被写体に気付かれることなく、夜行性の野生動物を撮影する用途、防犯用途として相手を刺激せずに撮影することにも使用可能である。このように、赤外光に感知する光センサは、様々な用途に展開が可能であり、このような光センサについて種々の検討がなされている。
量子ドットは、粒径を制御することで簡便に吸収ピークなどを調整できる。しかしながら、メインの吸収ピークよりも短波側でも比較的高い光電変換能を有している。このため、量子ドットを光電変換素子に用いた光センサでは、幅広い波長範囲の光を検出してしまうことがあった。このため、量子ドットを光電変換素子に用いた光センサを赤外光に感知する光センサに適用するにあたり、太陽光由来のノイズの低減に関して改善の余地があった。
よって、本発明の目的は、ノイズを伴わずに赤外光を検出できる新規な光センサ及びセンシング装置を提供することにある。
本発明は以下を提供する。
＜１＞ 赤外域を含む波長帯域の光を電気信号として取得可能な光電変換素子と、光電変換素子への光入射側に設けられた光学部材とを有し、
光電変換素子は、波長８００ｎｍ以上の赤外域に極大吸収波長λｍａｘを有する量子ドットを含み、かつ、赤外域の波長帯域の光を受光させる赤外光受光部を有し、
光電変換素子の赤外光受光部への光入射側の光路上にある光学部材は、波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上で、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下である赤外光透過部材である、
光センサ。
＜２＞ 上記赤外光透過部材は、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲の光の透過率の最大値が６０％以上で、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下であり、
上記赤外光受光部では、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲のいずれかの波長の光を受光させる、＜１＞に記載の光センサ。
＜３＞ 上記赤外光透過部材は、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ－２００ｎｍ以上、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ＋２０ｎｍ以下の範囲に透過率５０％となる波長が存在する、＜１＞または＜２＞に記載の光センサ。
＜４＞ 上記赤外光透過部材は下記関係式（ＩＲ１）を満たす、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の光センサ：
（Ｔ１／Ｔ２）＞５．０ ・・・（ＩＲ１）
Ｔ１は、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘの光に対する上記赤外光透過部材の透過率であり、
Ｔ２は、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ×０．８の光に対する上記赤外光透過部材の透過率である。
＜５＞ 上記赤外光透過部材は複数の色材を含有する樹脂膜を含む、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の光センサ。
＜６＞ 上記樹脂膜は、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ－２００ｎｍ以上、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ＋２０ｎｍ以下の範囲に、透過率５０％となる波長が存在する、＜５＞に記載の光センサ。
＜７＞ 上記赤外光透過部材は誘電体多層膜を含む、＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の光センサ。
＜８＞ 上記誘電体多層膜は、最大透過率が９０％以上の透過波長帯域を複数有する、＜７＞に記載の光センサ。
＜９＞ 上記赤外光透過部材は上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘの光に対する屈折率が１．８以上のマイクロレンズを含む、＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の光センサ。
＜１０＞ 上記光電変換素子は、上記赤外光受光部にて受光させる光とは異なる波長の光を受光させる他の受光部を有し、
上記光学部材は、透過させる光の波長が異なる画素を複数含む光学フィルタを有する、＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の光センサ。
＜１１＞ 上記光学フィルタの各画素が隔壁によって区画されている、＜１０＞に記載の光センサ。
＜１２＞ 上記光電変換素子の、上記光学フィルタの各画素を透過した光を受光させる領域のそれぞれが隔壁または溝によって区画されている、＜１０＞または＜１１＞に記載の光センサ。
＜１３＞ 上記他の受光部は、上記赤外光受光部にて受光させる光よりも短波側の光を受光する、＜１０＞～＜１２＞のいずれか１つに記載の光センサ。
＜１４＞ 上記光学フィルタの上記他の受光部の光入射側の光路上に有する画素は、４００ｎｍ以上、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ×０．８ｎｍ以下の範囲に透過率が６０％以上になる波長が存在する、＜１０＞～＜１３＞のいずれか１つに記載の光センサ。
＜１５＞ 更に、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲に発光極大を有する発光装置を有する、＜１＞～＜１４＞のいずれか１つに記載の光センサ。
＜１６＞ ＜１＞～＜１５＞のいずれか１つに記載の光センサを含むセンシング装置。
本発明によれば、ノイズを伴わずに赤外光を検出できる新規な光センサ、測距装置および撮像装置を提供することができる。
本発明の光センサの一実施形態を示す概略図である。 本発明の光センサに用いられる光電変換素子の一実施形態を示す概略図である。 本発明の光センサの他の実施形態を示す概略図である。 本発明の光センサの他の実施形態を示す概略図である。 光学フィルタの一実施形態を示す概略図である。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。
本明細書において、「～」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
＜光センサ＞
本発明の光センサは、
赤外域を含む波長帯域の光を電気信号として取得可能な光電変換素子と、光電変換素子への光入射側に設けられた光学部材とを有し、
光電変換素子は、波長８００ｎｍ以上の赤外域に極大吸収波長λｍａｘを有する量子ドットを含み、かつ、赤外域の波長帯域の光を受光させる赤外光受光部を有し、
光電変換素子の赤外光受光部への光入射側の光路上にある光学部材は、波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上で、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下である赤外光透過部材であることを特徴とする。
本発明の光センサは、光電変換素子として波長８００ｎｍ以上の赤外域に極大吸収波長λｍａｘを有する量子ドットを含むものを用い、かつ、この光電変換素子における赤外光受光部への光入射側の光路上に、上記赤外光透過部材を設けたことにより、赤外光受光部にて太陽光由来のノイズの少ない目的波長の赤外光を受光することができる。このため、赤外光を利用したセンシングの精度を高めることができる。また、本発明の光センサは、量子ドットを光電変換素子に用いているが、量子ドットのサイズなどを調整することで、吸収波長を調整することができる。例えば、量子ドットのサイズを大きくすることで、吸収波長を長波側にシフトさせることができ、量子ドットのサイズを小さくすることで、吸収波長を短波側にシフトさせることができる。このため、光センサの分光設計の変更や調整などを容易に行うことができ、光センサの用途や目的に応じた設計変更が簡便である。
赤外光透過部材は、単一の部材又は層のみで構成されていてもよいが、光路上に複数の部材又は層が配置されて構成されていてもよい。また、光学部材は、上記分光特性を有する赤外光透過部材のみで構成されていてもよく、上記分光特性とは異なる分光特性を有する他の光透過部材を、光電変換素子の赤外光受光部とは別の光路上に有していてもよい。赤外光透過部材としては、例えば、色材を含む樹脂膜、誘電体多層膜及びこれらを組み合わせたものなどが挙げられる。例えば、色材を含む樹脂膜の場合は、樹脂膜に含まれる色材の種類や含有量を適宜調整することで、樹脂膜の分光特性を調整することができる。また、誘電体多層膜については、後述する高屈折率材料層および低屈折率材料層の種類、膜厚、積層数などを調整することで、誘電体多層膜の分光特性を調整することができる。
光電変換素子は、可視域の波長帯域の光（好ましくは波長４００～７００ｎｍの波長帯域の光）も電気信号として取得可能なもの、すなわち、可視域の波長帯域の光に対しても感度を有するものであってもよい。光電変換素子が可視域の波長帯域の光に感度を有していても、上記赤外光透過部材を設けたことにより、赤外光受光部にて太陽光由来のノイズを伴わずに目的波長の赤外光を選択的に受光させることができる。また、光電変換素子が可視域の波長帯域の光にも感度を有している場合には、光学部材の構造などを適宜調整することにより、可視域の波長帯域の光と、赤外域の波長帯域の光とを同時に検出可能な光センサとすることもできる。
光電変換素子は、光電変換層として量子ドットを含む層（以下、量子ドット層といもいう）を有することが好ましい。光電変換素子は、光電変換層は、量子ドット層のみであってもよく、量子ドット以外の材料で構成された他の光電変換層をさらに含んでいてもよい。他の光電変換層としては、シリコンフォトダイオードなどが挙げられる。例えば、シリコンフォトダイオードと量子ドット層とを組み合わせ、所望の赤外域の光を量子ドット層にて光電変換し、可視域の波長帯域の光（好ましくは波長４００～７００ｎｍの波長帯域の光）をシリコンフォトダイオードにて光電変換してもよい。この場合も光電変換素子の赤外光受光部上に上記赤外光透過部材を設けたことにより、太陽光由来のノイズを伴わずに目的波長の赤外光を選択的に受光させることができる。
光電変換素子に用いられる量子ドットの極大吸収波長λｍａｘは８００ｎｍ以上に存在し、８００～４５００ｎｍの範囲に存在することが好ましく、８００～３５００ｎｍの範囲に存在することがより好ましく、８００～２５００ｎｍの範囲に存在することが更に好ましい。
量子ドットの材質としては、ＩＩＩ－Ｖ化合物半導体、ＩＩ－ＶＩ化合物半導体、ＩＶ－ＶＩ化合物半導体、シリコンなどの半導体や、カーボンなどが挙げられる。具体例としては、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＩｎＡｓなどが挙げられる。量子ドットの表面には配位子が配位していてもよい。配位子としては、アミノ基、カルボキシ基、メルカプト基、ホスフィン基、およびホスフィンオキシド基等の配位性基を有する化合物が挙げられる。配位子としては、多座配位子が好ましく、配位性基の少なくとも１つがアミノ基またはメルカプト基から選択される多座配位子がより好ましく、配位性基の少なくとも１つがアミノ基またはメルカプト基から選択される２～３座配位子が更に好ましい。具体例としては、ヘキシルアミン、デシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、ミリスチルアミン、ラウリルアミン、オレイン酸、メルカプトプロピオン酸、トリオクチルホスフィン、およびトリオクチルホスフィンオキシド等が挙げられる。中でも低分子量な配位子であると、導電性の向上による光電変換能の向上という効果が期待できる。
また、量子ドットの配位子は成膜中に置換しても良い。この場合、成膜前に安定性に特化した配位子を使用し、成膜後に導電性に特化した配位子を使用することで、安定性と導電性を両立することが出来る。安定性に特化した配位子としては、オクタデシルアミンなどの長鎖立体反発基を有する配位子が挙げられ、導電性に特化した配位子としてはメルカプトプロピオン酸などの低分子量な配位子が挙げられる。
量子ドットの形状としては、特に限定はされず、球形、棒状、楕円球状などが挙げられる。量子ドットの形状が球形の場合、量子ドットの平均粒子径は０．１～１００ｎｍであることが好ましく、０．５～５０ｎｍであることがより好ましく、１～２５ｎｍであることが更に好ましい。なお、本明細書において、量子ドットの平均粒子径は、動的光散乱法で測定した値である。
量子ドットの材質としてＰｂＳを用いた場合の、量子ドットの平均粒子径と、極大吸収波長との関係を下記表に示す。量子ドットは球状の形状のものを用いた。量子ドットの極大吸収波長は以下のようにして測定した。すなわち、ガラス基板上に、下記表に記載の量子ドット（配位子オレイン酸）を４質量％を含むトルエン溶液をスピンコート法で塗布して量子ドット層を形成した。この量子ドット層の波長４００～３３００ｎｍの範囲の吸光度を測定し、極大吸収波長λｍａｘを求めた。
赤外光透過部材は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲（好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±４０ｎｍの範囲、より好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±３０ｎｍの範囲、さらに好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±２０ｎｍの範囲、特に好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±１０ｎｍの範囲）の光の透過率の最大値が６０％以上で、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下であり、赤外光受光部では、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲のいずれかの波長の光を受光させることが好ましい。この態様によれば、赤外光受光部での可視光ノイズを抑制し、赤外光を利用したセンシングの精度をより高めることができる。赤外光透過部材が示す、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲の光の透過率の最大値は８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。また、赤外光透過部材の波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率は２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。
量子ドットの極大吸収波長λｍａｘと、赤外光透過部材の分光特性の好ましい組み合わせの一例としては、以下の（１）～（４）に示す態様が挙げられる。
（１）：光電変換素子に用いられる量子ドットの極大吸収波長λｍａｘが８００ｎｍ以上９００ｎｍ未満で、赤外光透過部材の分光特性は、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下（好ましくは７．５％以下、より好ましくは５％以下）で、波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上（好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上）である態様。この態様において、光透過部材の分光特性は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲（好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±４０ｎｍの範囲、より好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±３０ｎｍの範囲、さらに好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±２０ｎｍの範囲）の光の透過率の最大値が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。また、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の透過率の最大値は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましい。
（２）：光電変換素子に用いられる量子ドットの極大吸収波長λｍａｘが９００ｎｍ以上１０００ｎｍ未満で、赤外光透過部材の分光特性は、波長４００～７５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下（好ましくは７．５％以下、より好ましくは５％以下）で、波長９００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上（好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上）である態様。この態様において、光透過部材の分光特性は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲（好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±４０ｎｍの範囲、より好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±３０ｎｍの範囲、さらに好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±２０ｎｍの範囲）の光の透過率の最大値が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。また、波長４００～７５０ｎｍの範囲の光の透過率の最大値は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましい。
（３）：光電変換素子に用いられる量子ドットの極大吸収波長λｍａｘが１０００ｎｍ以上１１００ｎｍ未満で、赤外光透過部材の分光特性は、波長４００～８５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下（好ましくは７．５％以下、より好ましくは５％以下）で、波長１０００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上（好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上）である態様。この態様において、光透過部材の分光特性は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲（好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±４０ｎｍの範囲、より好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±３０ｎｍの範囲、さらに好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±２０ｎｍの範囲）の光の透過率の最大値が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。また、波長４００～８５０ｎｍの範囲の光の透過率の最大値は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましい。
（４）：光電変換素子に用いられる量子ドットの極大吸収波長λｍａｘが１１００ｎｍ以上で、赤外光透過部材の分光特性は、波長４００～９５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下（好ましくは７．５％以下、より好ましくは５％以下）で、波長１１００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上（好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上）である態様。この態様において、光透過部材の分光特性は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲（好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±４０ｎｍの範囲、より好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±３０ｎｍの範囲、さらに好ましくは量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±２０ｎｍの範囲）の光の透過率の最大値が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。また、波長４００～９５０ｎｍの範囲の光の透過率の最大値は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましい。
赤外光透過部材は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ－２００ｎｍ以上、上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ以下の範囲（好ましくはλｍａｘ－１７５～λｍａｘ＋１０ｎｍの範囲、より好ましくはλｍａｘ－１５０～λｍａｘ＋２０ｎｍの範囲）に透過率５０％となる波長が存在することが好ましい。このような赤外光透過部材は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ近傍の光の透過性が高いので、量子ドットの赤外光受光部に入射される量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ近傍の光の光量を高めることができ、赤外光を利用したセンシングの精度をより高めることができる。
赤外光透過部材は下記関係式（ＩＲ１）を満たすことが好ましい。このような赤外光透過部材は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ近傍の光を選択的に透過させることができるので、赤外光受光部での量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ近傍の光の信号雑音比（ＳＮ比）などを高めることができる。下記関係式（ＩＲ１）の（Ｔ１／Ｔ２）の値は、５以上であることが好ましく、７．５以上であることがより好ましく、１０以上であることが更に好ましい。
（Ｔ１／Ｔ２）＞５．０ ・・・（ＩＲ１）
Ｔ１は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘの光に対する赤外光透過部材の透過率であり、
Ｔ２は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ×０．８の光に対する赤外光透過部材の透過率である。
赤外光透過部材は複数の色材を含有する樹脂膜を含んでいてよい。この態様によれば、赤外光透過部材の分光特性を所望の範囲に調整しやすい。樹脂膜は赤外線透過フィルタであることが好ましい。樹脂膜に含まれる色材としては、赤色色材、緑色色材、青色色材、黄色色材、紫色色材、オレンジ色色材などの有彩色色材が挙げられる。
有彩色色材として用いられる顔料としては以下に示すものが挙げられる。
カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １，２，３，４，５，６，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，２０，２４，３１，３２，３４，３５，３５：１，３６，３６：１，３７，３７：１，４０，４２，４３，５３，５５，６０，６１，６２，６３，６５，７３，７４，７７，８１，８３，８６，９３，９４，９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０６，１０８，１０９，１１０，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９，１２０，１２３，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９，１３７，１３８，１３９，１４７，１４８，１５０，１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６，１６１，１６２，１６４，１６６，１６７，１６８，１６９，１７０，１７１，１７２，１７３，１７４，１７５，１７６，１７７，１７９，１８０，１８１，１８２，１８５，１８７，１８８，１９３，１９４，１９９，２１３，２１４，２１５，２２８，２３１，２３２（メチン系），２３３（キノリン系）等（以上、黄色顔料）、
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ２，５，１３，１６，１７：１，３１，３４，３６，３８，４３，４６，４８，４９，５１，５２，５５，５９，６０，６１，６２，６４，７１，７３等（以上、オレンジ色顔料）、
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １，２，３，４，５，６，７，９，１０，１４，１７，２２，２３，３１，３８，４１，４８：１，４８：２，４８：３，４８：４，４９，４９：１，４９：２，５２：１，５２：２，５３：１，５７：１，６０：１，６３：１，６６，６７，８１：１，８１：２，８１：３，８３，８８，９０，１０５，１１２，１１９，１２２，１２３，１４４，１４６，１４９，１５０，１５５，１６６，１６８，１６９，１７０，１７１，１７２，１７５，１７６，１７７，１７８，１７９，１８４，１８５，１８７，１８８，１９０，２００，２０２，２０６，２０７，２０８，２０９，２１０，２１６，２２０，２２４，２２６，２４２，２４６，２５４，２５５，２６４，２７０，２７２，２７９，２９４（キサンテン系、Ｏｒｇａｎｏ Ｕｌｔｒａｍａｒｉｎｅ、Ｂｌｕｉｓｈ Ｒｅｄ），２９５（モノアゾ系），２９６（ジアゾ系）等（以上、赤色顔料）、
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７，１０，３６，３７，５８，５９，６２，６３等（以上、緑色顔料）、
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １，１９，２３，２７，３２，３７，４２，６０（トリアリールメタン系），６１（キサンテン系）等（以上、紫色顔料）、
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １，２，１５，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１５：６，１６，２２，２９，６０，６４，６６，７９，８０，８７（モノアゾ系），８８（メチン系）等（以上、青色顔料）。
また、緑色色材として、１分子中のハロゲン原子数が平均１０～１４個であり、臭素原子数が平均８～１２個であり、塩素原子数が平均２～５個であるハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料を用いることもできる。具体例としては、国際公開第２０１５／１１８７２０号に記載の化合物が挙げられる。また、緑色色材として中国特許出願第１０６９０９０２７号明細書に記載の化合物、国際公開第２０１２／１０２３９５号に記載のリン酸エステルを配位子として有するフタロシアニン化合物、特開２０１９－００８０１４号公報に記載のフタロシアニン化合物および特開２０１８－１８００２３号公報に記載のフタロシアニン化合物を用いることもできる。
また、青色色材として、リン原子を有するアルミニウムフタロシアニン化合物を用いることもできる。具体例としては、特開２０１２－２４７５９１号公報の段落番号００２２～００３０、特開２０１１－１５７４７８号公報の段落番号００４７に記載の化合物が挙げられる。
また、黄色色材として、特開２０１７－２０１００３号公報に記載の化合物、特開２０１７－１９７７１９号公報に記載の化合物、特開２０１７－１７１９１２号公報の段落番号００１１～００６２、０１３７～０２７６に記載の化合物、特開２０１７－１７１９１３号公報の段落番号００１０～００６２、０１３８～０２９５に記載の化合物、特開２０１７－１７１９１４号公報の段落番号００１１～００６２、０１３９～０１９０に記載の化合物、特開２０１７－１７１９１５号公報の段落番号００１０～００６５、０１４２～０２２２に記載の化合物、特開２０１３－０５４３３９号公報の段落番号００１１～００３４に記載のキノフタロン化合物、特開２０１４－０２６２２８号公報の段落番号００１３～００５８に記載のキノフタロン化合物、特開２０１８－０６２６４４号公報に記載のイソインドリン化合物、特開２０１８－２０３７９８号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１８－０６２５７８号公報に記載のキノフタロン化合物、特許第６４３２０７７号公報に記載のキノフタロン化合物、特許第６４３２０７６号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１８－１５５８８１号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１８－１１１７５７号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１８－０４０８３５号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１７－１９７６４０号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１６－１４５２８２号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１４－０８５５６５号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１４－０２１１３９号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１３－２０９６１４号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１３－２０９４３５号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１３－１８１０１５号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１３－０６１６２２号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１３－０５４３３９号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１３－０３２４８６号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１２－２２６１１０号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２００８－０７４９８７号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２００８－０８１５６５号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２００８－０７４９８６号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２００８－０７４９８５号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２００８－０５０４２０号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２００８－０３１２８１号公報に記載のキノフタロン化合物、特公昭４８－０３２７６５号公報に記載のキノフタロン化合物、特開２０１９－００８０１４号公報に記載のキノフタロン化合物、下記式（ＱＰ１）で表される化合物、下記式（ＱＰ２）で表される化合物を用いることもできる。
式（ＱＰ１）中、Ｘ１～Ｘ１６は各々独立に水素原子又はハロゲン原子を表し、Ｚ１は炭素数１～３のアルキレン基を表す。式（ＱＰ１）で表される化合物の具体例としては、特許第６４４３７１１号公報の段落番号００１６に記載されている化合物が挙げられる。
式（ＱＰ２）中、Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ独立にハロゲン原子を示す。ｎ、ｍは０～６の整数、ｐは０～５の整数を表す。（ｎ＋ｍ）は１以上である。式（ＱＰ２）で表される化合物の具体例としては、特許６４３２０７７号公報の段落番号００４７～００４８に記載されている化合物が挙げられる。
赤色色材として、特開２０１７－２０１３８４号公報に記載の構造中に少なくとも１つ臭素原子が置換したジケトピロロピロール化合物、特許第６２４８８３８号の段落番号００１６～００２２に記載のジケトピロロピロール化合物、国際公開第２０１２／１０２３９９号に記載のジケトピロロピロール化合物、国際公開第２０１２／１１７９６５号に記載のジケトピロロピロール化合物、特開２０１２－２２９３４４号公報に記載のナフトールアゾ化合物などを用いることもできる。また、赤色顔料として、芳香族環に対して、酸素原子、硫黄原子または窒素原子が結合した基が導入された芳香族環基がジケトピロロピロール骨格に結合した構造を有する化合物を用いることもできる。
色材には染料を用いることもできる。染料としては特に制限はなく、公知の染料が使用できる。例えば、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリアリールメタン系、アントラキノン系、アントラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、ベンゾピラン系、インジゴ系、ピロメテン系等の染料が挙げられる。また、特開２０１２－１５８６４９号公報に記載のチアゾール化合物、特開２０１１－１８４４９３号公報に記載のアゾ化合物、特開２０１１－１４５５４０号公報に記載のアゾ化合物も好ましく用いることができる。また、黄色染料として、特開２０１３－０５４３３９号公報の段落番号００１１～００３４に記載のキノフタロン化合物、特開２０１４－０２６２２８号公報の段落番号００１３～００５８に記載のキノフタロン化合物などを用いることもできる。
樹脂膜に含まれる色材は、２種以上の有彩色色材の組み合わせで黒色を形成していることが好ましい。２種以上の有彩色色材の組み合わせで黒色を形成する場合の、有彩色色材の組み合わせとしては、例えば以下の（Ｃ１）～（Ｃ７）の態様が挙げられる。
（Ｃ１）赤色色材と青色色材とを含有する態様。
（Ｃ２）赤色色材と青色色材と黄色色材とを含有する態様。
（Ｃ３）赤色色材と青色色材と黄色色材と紫色色材とを含有する態様。
（Ｃ４）赤色色材と青色色材と黄色色材と紫色色材と緑色色材とを含有する態様。
（Ｃ５）赤色色材と青色色材と黄色色材と緑色色材とを含有する態様。
（Ｃ６）赤色色材と青色色材と緑色色材とを含有する態様。
（Ｃ７）黄色色材と紫色色材とを含有する態様。
上記（Ｃ１）の態様において、赤色色材と青色色材との質量比は、赤色色材：青色色材＝２０～８０：２０～８０であることが好ましく、２０～６０：４０～８０であることがより好ましく、２０～５０：５０～８０であることが更に好ましい。
上記（Ｃ２）の態様において、赤色色材と青色色材と黄色色材の質量比は、赤色色材：青色色材：黄色色材＝１０～８０：２０～８０：１０～４０であることが好ましく、１０～６０：３０～８０：１０～３０であることがより好ましく、１０～４０：４０～８０：１０～２０であることが更に好ましい。
上記（Ｃ３）の態様において、赤色色材と青色色材と黄色色材と紫色色材との質量比は、赤色色材：青色色材：黄色色材：紫色色材＝１０～８０：２０～８０：５～４０：５～４０であることが好ましく、１０～６０：２５～８０：５～３０：５～３０であることがより好ましく、１０～４０：２５～５０：１０～３０：１０～３０であることが更に好ましい。
上記（Ｃ４）の態様において、赤色色材と青色色材と黄色色材と紫色色材と緑色色材の質量比は、赤色色材：青色色材：黄色色材：紫色色材：緑色色材＝１０～８０：２０～８０：５～４０：５～４０：５～４０であることが好ましく、１０～６０：３０～８０：５～３０：５～３０：５～３０であることがより好ましく、１０～４０：４０～８０：５～２０：５～２０：５～２０であることが更に好ましい。
上記（Ｃ５）の態様において、赤色色材と青色色材と黄色色材と緑色色材の質量比は、赤色色材：青色色材：黄色色材：緑色色材＝１０～８０：２０～８０：５～４０：５～４０であることが好ましく、１０～６０：３０～８０：５～３０：５～３０であることがより好ましく、１０～４０：４０～８０：５～２０：５～２０であることが更に好ましい。
上記（Ｃ６）の態様において、赤色色材と青色色材と緑色色材の質量比は、赤色色材：青色色材：緑色色材＝１０～８０：２０～８０：１０～４０であることが好ましく、１０～６０：３０～８０：１０～３０であることがより好ましく、１０～４０：４０～８０：１０～２０であることが更に好ましい。
上記（Ｃ７）の態様において、黄色色材と紫色色材の質量比は、黄色色材：紫色色材＝１０～５０：４０～８０であることが好ましく、２０～４０：５０～７０であることがより好ましく、３０～４０：６０～７０であることが更に好ましい。
樹脂膜に含まれる色材は、顔料であってもよく、染料であってもよい。顔料と染料とを含んでいてもよい。長期信頼性に優れるという理由から顔料であることが好ましい。また、樹脂膜中に含まれる顔料の平均粒子径は、１～１５０ｎｍが好ましい。下限は１ｎｍ以上が好ましく、５ｎｍ以上がより好ましい。上限は、１５０ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下が更に好ましい。顔料の平均粒子径が上記範囲であれば、目的波長の透過性が良好である。なお、樹脂膜中の顔料の平均粒子径は、動的光散乱法によって得られる体積累積粒子径Ｄ５０の値である。
上記樹脂膜はさらに赤外線吸収剤を含有していてもよい。樹脂膜に赤外線吸収剤を含有させることで透過させる光の波長をより長波長側にシフトさせることができる。赤外線吸収剤としては、ピロロピロール化合物、シアニン化合物、スクアリリウム化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、クアテリレン化合物、メロシアニン化合物、クロコニウム化合物、オキソノール化合物、イミニウム化合物、ジチオール化合物、トリアリールメタン化合物、ピロメテン化合物、アゾメチン化合物、アントラキノン化合物、ジベンゾフラノン化合物、ジチオレン金属錯体、金属酸化物、金属ホウ化物等が挙げられる。ピロロピロール化合物としては、特開２００９－２６３６１４号公報の段落番号００１６～００５８に記載の化合物、特開２０１１－０６８７３１号公報の段落番号００３７～００５２に記載の化合物、国際公開第２０１５／１６６８７３号の段落番号００１０～００３３に記載の化合物などが挙げられる。スクアリリウム化合物としては、特開２０１１－２０８１０１号公報の段落番号００４４～００４９に記載の化合物、特許第６０６５１６９号公報の段落番号００６０～００６１に記載の化合物、国際公開第２０１６／１８１９８７号の段落番号００４０に記載の化合物、特開２０１５－１７６０４６号公報に記載の化合物、国際公開第２０１６／１９０１６２号の段落番号００７２に記載の化合物、特開２０１６－０７４６４９号公報の段落番号０１９６～０２２８に記載の化合物、特開２０１７－０６７９６３号公報の段落番号０１２４に記載の化合物、国際公開第２０１７／１３５３５９号に記載の化合物、特開２０１７－１１４９５６号公報に記載の化合物、特許６１９７９４０号公報に記載の化合物、国際公開第２０１６／１２０１６６号に記載の化合物などが挙げられる。シアニン化合物としては、特開２００９－１０８２６７号公報の段落番号００４４～００４５に記載の化合物、特開２００２－１９４０４０号公報の段落番号００２６～００３０に記載の化合物、特開２０１５－１７２００４号公報に記載の化合物、特開２０１５－１７２１０２号公報に記載の化合物、特開２００８－０８８４２６号公報に記載の化合物、国際公開第２０１６／１９０１６２号の段落番号００９０に記載の化合物、特開２０１７－０３１３９４号公報に記載の化合物などが挙げられる。クロコニウム化合物としては、特開２０１７－０８２０２９号公報に記載の化合物が挙げられる。イミニウム化合物としては、例えば、特表２００８－５２８７０６号公報に記載の化合物、特開２０１２－０１２３９９号公報に記載の化合物、特開２００７－０９２０６０号公報に記載の化合物、国際公開第２０１８／０４３５６４号の段落番号００４８～００６３に記載の化合物が挙げられる。フタロシアニン化合物としては、特開２０１２－０７７１５３号公報の段落番号００９３に記載の化合物、特開２００６－３４３６３１号公報に記載のオキシチタニウムフタロシアニン、特開２０１３－１９５４８０号公報の段落番号００１３～００２９に記載の化合物、特許第６０８１７７１号公報に記載のバナジウムフタロシアニン化合物が挙げられる。ナフタロシアニン化合物としては、特開２０１２－０７７１５３号公報の段落番号００９３に記載の化合物が挙げられる。ジチオレン金属錯体としては、特許第５７３３８０４号公報に記載の化合物が挙げられる。金属酸化物としては、例えば、酸化インジウムスズ、酸化アンチモンスズ、酸化亜鉛、Ａｌドープ酸化亜鉛、フッ素ドープ二酸化スズ、ニオブドープ二酸化チタン、酸化タングステンなどが挙げられる。酸化タングステンの詳細については、特開２０１６－００６４７６号公報の段落番号００８０を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。金属ホウ化物としては、ホウ化ランタンなどが挙げられる。ホウ化ランタンの市販品としては、ＬａＢ６－Ｆ（日本新金属（株）製）などが挙げられる。また、金属ホウ化物としては、国際公開第２０１７／１１９３９４号に記載の化合物を用いることもできる。酸化インジウムスズの市販品としては、Ｆ－ＩＴＯ（ＤＯＷＡハイテック（株）製）などが挙げられる。
赤外線吸収剤としては、特開２０１７－１９７４３７号公報に記載のスクアリリウム化合物、特開２０１７－０２５３１１号公報に記載のスクアリリウム化合物、国際公開第２０１６／１５４７８２号に記載のスクアリリウム化合物、特許第５８８４９５３号公報に記載のスクアリリウム化合物、特許第６０３６６８９号公報に記載のスクアリリウム化合物、特許第５８１０６０４号公報に記載のスクアリリウム化合物、国際公開第２０１７／２１３０４７号の段落番号００９０～０１０７に記載のスクアリリウム化合物、特開２０１８－０５４７６０号公報の段落番号００１９～００７５に記載のピロール環含有化合物、特開２０１８－０４０９５５号公報の段落番号００７８～００８２に記載のピロール環含有化合物、特開２０１８－００２７７３号公報の段落番号００４３～００６９に記載のピロール環含有化合物、特開２０１８－０４１０４７号公報の段落番号００２４～００８６に記載のアミドα位に芳香環を有するスクアリリウム化合物、特開２０１７－１７９１３１号公報に記載のアミド連結型スクアリリウム化合物、特開２０１７－１４１２１５号公報に記載のピロールビス型スクアリリウム骨格又はクロコニウム骨格を有する化合物、特開２０１７－０８２０２９号公報に記載されたジヒドロカルバゾールビス型のスクアリリウム化合物、特開２０１７－０６８１２０号公報の段落番号００２７～０１１４に記載の非対称型の化合物、特開２０１７－０６７９６３号公報に記載されたピロール環含有化合物（カルバゾール型）、特許第６２５１５３０号公報に記載されたフタロシアニン化合物などを用いることもできる。
上記樹脂膜が示す波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値は６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。また、上記樹脂膜は、波長８００ｎｍ以上の赤外域の波長帯域の光のうち、光電変換素子の赤外光受光部に受光させる目的の波長の光の透過性が高いものであることが好ましい。前述の波長の光の透過率は６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。
上記樹脂膜は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ－２００ｎｍ以上、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ以下の範囲（好ましくはλｍａｘ－１７５～λｍａｘ＋１０ｎｍの範囲、より好ましくはλｍａｘ－１５０～λｍａｘ＋２０ｎｍの範囲ｎｍの範囲）に、透過率５０％となる波長が存在することが好ましい。この態様によれば、赤外光受光部での信号雑音比（ＳＮ比）などを高めることができる。
上記樹脂膜が示す波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率は低いことが好ましく、１０％以下であることがより好ましく、５％以下であることが更に好ましい。
赤外光透過部材は誘電体多層膜を含んでいてもよい。この態様によれば、より急峻に遮光と透過を行うことが出来る。なかでも、より優れた分光特性に調整しやすいという理由から赤外光透過部材は誘電体多層膜と上述した樹脂膜とを含んでいることが好ましい。樹脂膜と誘電体多層膜とは接していてもよく、樹脂膜と誘電体多層膜とは離隔していてもよい。また、誘電体多層膜は角度依存性の軽減という理由から樹脂膜の光入射側に設けられていることが好ましい。
誘電体多層膜としては、高屈折率の誘電体薄膜（高屈折率材料層）と低屈折率の誘電体薄膜（低屈折率材料層）とを交互に複数層積層したものが挙げられる。誘電体多層膜における誘電体薄膜の積層数は、特に限定はないが、２～１００層が好ましく、４～６０層がより好ましく、６～４０層が更に好ましい。高屈折率材料層の形成に用いられる材料としては、屈折率が１．７～２．５の材料が好ましい。具体例としては、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｓ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣｅＦ３、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｓｃ２Ｏ３、ＳｉＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＴｌＣｌ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＺｒＯ２などが挙げられる。低屈折率材料層の形成に用いられる材料としては、屈折率が１．２～１．６の材料が好ましい。具体例としては、Ａｌ２Ｏ３、ＢｉＦ３、ＣａＦ２、ＬａＦ３、ＰｂＣｌ２、ＰｂＦ２、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＭｇＯ、ＮｄＦ３、ＳｉＯ２、Ｓｉ２Ｏ３、ＮａＦ、ＴｈＯ２、ＴｈＦ４、Ｎａ３ＡｌＦ６などが挙げられる。誘電体多層膜の形成方法としては、特に制限はないが、例えば、イオンプレーティング、イオンビーム等の真空蒸着法、スパッタリング等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）などが挙げられる。高屈折率材料層および低屈折率材料層の各層の厚みは、遮断しようとする光の波長λ（ｎｍ）の０．１λ～０．５λの厚みであることが好ましい。
誘電体多層膜は、波長８００ｎｍ以上の赤外域に透過波長帯域が存在することが好ましい。また、透過波長帯域の波長範囲には、赤外光受光部に受光させる目的の波長が含まれていることが好ましい。また、透過波長帯域の最大透過率は７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。また、遮光波長帯域の最大透過率は２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましく、５％以下であることが更に好ましい。また、透過波長帯域の平均透過率は６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。また、透過波長帯域の波長範囲は、最大透過率を示す波長を中心波長λｔ１とした場合、中心波長λｔ１±１００ｎｍであることが好ましく、中心波長λｔ１±７５ｎｍであることがより好ましく、中心波長λｔ１±５０ｎｍであることが更に好ましい。
誘電体多層膜は、透過波長帯域（好ましくは、最大透過率が９０％以上の透過波長帯域）を１つのみ有していてもよく、複数有していてもよい。複数の透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いた場合には、光電変換素子へ異なる波長帯域の光を入射させることもでき、異なる波長の光を同時に検出することが可能な光センサとすることができる。
赤外光透過部材は量子ドットの極大吸収波長λｍａｘの光に対する屈折率が１．８以上のマイクロレンズを含んでいてもよい。この態様によれば、赤外光の集光率を高めることができ、赤外光を利用したセンシングの精度をより高めることができる。量子ドットの極大吸収波長λｍａｘの光に対する屈折率の高いマイクロレンズの形成に用いられる材質としては、λｍａｘより短波に吸収極大を有しλｍａｘに吸収を有さない色材を用いた樹脂膜などが挙げられる。
光電変換素子は、赤外光受光部にて受光させる光とは異なる波長の光を受光させる他の受光部を有し、光学部材は、透過させる光の波長が異なる画素を複数含む光学フィルタを有していてもよい。上記光学フィルタの他の受光部の光入射側の光路上に有する画素は、４００ｎｍ以上、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ×０．８ｎｍの範囲に透過率が６０％以上（好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上）になる波長が存在することが好ましい。このような画素の一例としては、赤色画素、青色画素、緑色画素、黄色画素、シアン色画素、マゼンタ色画素などの着色画素が挙げられる。他の受光部は、赤外光受光部にて受光させる光よりも短波側の光を受光させる受光部であることが好ましい。また、他の受光部は、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘよりも短波側の光を受光させる受光部であることも好ましい。なお、光学フィルタに含まれる画素のうち、赤外光受光部への光入射側の光路上に存在する画素は、赤外光透過部材を構成する部材の一部である。
上記光学フィルタの各画素は隔壁によって区画されていてもよい。また、光電変換素子の、上記光学フィルタの各画素を透過した光を受光させる領域（受光部）のそれぞれは、隔壁または溝によって区画されていてもよい。これらの態様によれば、外部量子効率などを高めることができる。
上記隔壁の材質としては、特に限定はない。例えば、シロキサン樹脂、フッ素樹脂などの有機材料や、シリカ粒子などの無機粒子が挙げられる。また、隔壁は、タングステン、アルミニウムなどの金属で構成されていてもよい。また、金属とブラックマトリックスとの積層体であってもよい。積層体の場合、金属とブラックマトリックスとの積層順序は特に限定はない。
光センサは、更に、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲に発光極大を有する発光装置を有していてもよい。このような発光装置としては、発光ダイオード、レーザーなどが挙げられる。
本発明の光センサの実施形態について、以下図面を用いて説明する。なお、図中の矢印は光電変換素子への入射光を表す。
（第１の実施形態）
図１に示す光センサ１は、支持体１０１上に光電変換素子２０１が設けられている。光電変換素子２０１の受光面が受光部をなしている。なお、図１に示す光センサ１では光電変換素子２０１の受光面全面が赤外光受光部をなしている。
支持体１０１としては、特に限定はない。例えば、ガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板、半導体基板などが挙げられる。半導体基板としては、シリコン基板、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板、ＳＯＩ基板のシリコン層上にシリコンエピタキシャル成長層を形成した基板などが挙げられる。また、支持体１０１には、光電変換素子２０１によって光電変換された信号電荷を読み出すための転送ゲートが形成されていてもよい。また、支持体１０１には、配線部が形成されてもよい。
光電変換素子２０１の種類としては、フォトコンダクタ型の光電変換素子、フォトダイオード型の光電変換素子が挙げられる。
図２を合わせて参照しながら光電変換素子２０１について更に詳しく説明する。図２は、光電変換素子２０１の一例を示す概略図である。図２に示す光電変換素子２０１は、下部電極２５２と、下部電極２５２に対向する上部電極２５３と、下部電極２５２と上部電極２５３との間に設けられた光電変換層２５１とを含んでいる。図２に示す光電変換素子２０１は、上部電極２５３の上方から光を入射して用いられる。なお、図示しないが、光電変換層２５１と下部電極２５２との間、および／または光電変換層２５１と上部電極２５３との間には電荷輸送層が設けられていてもよい。以下、上部電極と下部電極とを合わせて単に電極ともいう。これらの電極と光電変換層２５１との間に電荷輸送層を設けることで、光電変換層２５１での電荷の分離効率を向上させることができ、赤外光などの受光感度を向上させることができる。電荷輸送層としては正孔輸送層、電子輸送層が挙げられる。正孔輸送層の材料としては、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（４－スチレンスルホン酸））、ＭｏＯ３などが挙げられる。電子輸送層の材料としては、ＺｎＯ２、ＴｉＯ２などが挙げられる。
上部電極２５３は、４００～（λｍａｘ＋３００）ｎｍの波長帯域の光に対して透明な導電材料で構成された透明電極であることが好ましい。下部電極２５２は上部電極２５３と同様に透明電極を用いてもよく、透明電極でなくてもよい。本明細書において「ある波長の光に対して透明」とは、その波長の光を７０％以上透過させることをいう。上部電極２５３の４００～（λｍａｘ＋３００）ｎｍの波長帯域の光の透過率は９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。
上部電極２５３および下部電極２５２の材料としては、金属、合金、金属酸化物、金属窒化物、金属ホウ化物、有機導電性化合物、これらの混合物等が好適に挙げられる。具体例としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウムタングステン（ＩＷＯ）等の導電性金属酸化物、窒化チタン等の金属窒化物、金、白金、銀、クロム、ニッケル、アルミニウム等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ－ル等の有機導電性材料、これらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。
電極（上部電極、下部電極）の形成方法としては、用いる材料によって適宜選択することができる。例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾルーゲル法など）、酸化インジウム錫の分散物の塗布などの方法で形成することができる。
なお、図示しないが、電極が区切られて光電変換素子２０１の受光部が複数に分割されていてもよい。
光電変換層２５１は、波長８００ｎｍ以上の赤外域に極大吸収波長λｍａｘを有する量子ドットを含む。量子ドットの極大吸収波長λｍａｘは８００～４０００ｎｍの範囲に存在することが好ましく、８００～３０００ｎｍの範囲に存在することがより好ましく、８００～２０００ｎｍの範囲に存在することが更に好ましい。量子ドットの材質としては、上述したものが挙げられる。
光電変換層２５１の形成方法としては、湿式成膜法、乾式成膜法などが挙げられる。乾式成膜法での形成方法としては、化学気相蒸着法、物理気相蒸着法などが挙げられる。湿式成膜法で形成する場合には、量子ドットと溶剤を含む光電変換層用組成物を用い、従来公知の塗布方法にて電極などの支持体上に塗布して形成することができる。塗布方法としては、滴下法（ドロップキャスト）；スリットコート法；スプレー法；ロールコート法；回転塗布法（スピンコート法）；流延塗布法；スリットアンドスピン法；プリウェット法（たとえば、特開２００９－１４５３９５号公報に記載されている方法）；インクジェット（例えばオンデマンド方式、ピエゾ方式、サーマル方式）、ノズルジェット等の吐出系印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、反転オフセット印刷、メタルマスク印刷法などの各種印刷法；金型等を用いた転写法；ナノインプリント法などが挙げられる。
図１に示す光センサ１では、光電変換素子２０１上に絶縁層３０１が設けられている。絶縁層３０１は無機膜であってもよく、有機膜であってもよい。絶縁性と膜厚を下げるという理由から無機膜が好ましい。無機膜の絶縁層としては、酸化物などが挙げられる。有機膜の絶縁層としては、樹脂膜などが挙げられる。
絶縁層３０１が示す４００～４０００ｎｍの波長帯域の光の透過率は高いことが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましく、９０％以上であることがより一層好ましく、９５％以上であることが特に好ましい。
図１に示す光センサ１では、絶縁層３０１上に赤外線透過フィルタ４０１が設けられている。赤外線透過フィルタ４０１が示す波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値は６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。また、赤外線透過フィルタ４０１は、波長８００ｎｍ以上の赤外域の波長帯域の光のうち、光電変換素子２０１の赤外光受光部で受光させる目的の波長の光の透過性が高いものであることが好ましく、前述の波長の光の透過率が６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。例えば、光電変換素子２０１の赤外光受光部にて、光電変換層２５１に含まれる量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲のいずれかの波長の光を受光させる場合、赤外線透過フィルタ４０１が示す上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲の光の透過率の最大値は６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。
また、赤外線透過フィルタ４０１は可視域の波長帯域の光の透過性が低いものであることが好ましく、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下であることがより好ましく、７．５％以下であることが更に好ましく、５％以下であることが特に好ましい。
赤外線透過フィルタ４０１としては、色材を含む樹脂膜で構成されたものなどが挙げられる。色材としては、赤色色材、緑色色材、青色色材、黄色色材、紫色色材、オレンジ色色材などの有彩色色材が挙げられる。赤外線透過フィルタ４０１に含まれる色材は、２種以上の有彩色色材の組み合わせで黒色を形成していることが好ましい。２種以上の有彩色色材の組み合わせで黒色を形成する場合の、有彩色色材の組み合わせとしては、上述した（Ｃ１）～（Ｃ７）の態様が挙げられる。
赤外線透過フィルタ４０１はさらに赤外線吸収剤を含有していてもよい。赤外線透過フィルタ４０１に赤外線吸収剤を含有させることで透過させる光の波長をより長波長側にシフトさせることができる。赤外線吸収剤としては、上述したものが挙げられる。
赤外線透過フィルタ４０１は、色材と樹脂とを含む組成物を用いて形成することができる。赤外線透過フィルタ４０１の形成に用いられる組成物としては、国際公開第２０１６／１９０１６２号に記載された組成物などが挙げられる。
赤外線透過フィルタ４０１は、光電変換層２５１に含まれる量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ－２００ｎｍ以上、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ＋２０ｎｍ以下の範囲（好ましくはλｍａｘ－１７５～λｍａｘ＋２０ｎｍの範囲、より好ましくはλｍａｘ－１５０～λｍａｘ＋２０ｎｍの範囲）に、透過率５０％となる波長が存在することが好ましい。また、赤外線透過フィルタ４０１が示す上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲の光の透過率の最大値は７０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。
なお、図示しないが、赤外線透過フィルタ４０１は透過させる光の波長が異なる画素を複数含んでいてもよい。また、画素間には隔壁が設けられていてもよい。赤外線透過フィルタ４０１がこのような画素を複数含んでいる場合は、光電変換素子２０１においては、電極が区切られて受光部が複数に分割されていることが好ましい。また、光電変換素子２０１の光電変換層２５１は、隔壁または溝によって、赤外線透過フィルタ４０１の各画素を透過した光を受光する領域（受光部）のそれぞれが区画されていてもよい。
図１に示す光センサ１では、赤外線透過フィルタ４０１上にバンドパスフィルタ５０１が設けられている。
なお、図１では、赤外線透過フィルタ４０１の上方に距離を置いてバンドパスフィルタ５０１が設けられているが、赤外線透過フィルタ４０１の表面にバンドパスフィルタ５０１が設けられていてもよい。また、赤外線透過フィルタ４０１とバンドパスフィルタ５０１との間に接着層や平坦化層などの中間層が設けられていてもよい。
バンドパスフィルタ５０１としては、誘電体多層膜などが挙げられる。誘電体多層膜としては上述したものが挙げられる。
バンドパスフィルタ５０１は、波長８００ｎｍ以上の赤外域に透過波長帯域が存在することが好ましい。また、バンドパスフィルタ５０１の透過波長帯域の波長範囲に、赤外光受光部にて受光させる目的の波長が含まれていることが好ましい。また、透過波長帯域の最大透過率は７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。また、遮光波長帯域の最大透過率は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましい。また、透過波長帯域の平均透過率は６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。また、透過波長帯域の波長範囲は、最大透過率を示す波長を中心波長λｔ１とした場合、中心波長λｔ１±１００ｎｍであることが好ましく、中心波長λｔ１±５０ｎｍであることがより好ましく、中心波長λｔ１±２５ｎｍであることが更に好ましい。
バンドパスフィルタ５０１は、透過波長帯域（好ましくは、最大透過率が９０％以上の透過波長帯域）を１つのみ有していてもよく、複数有していてもよい。図１に示す構造の光センサにおいては、バンドパスフィルタ５０１の透過波長帯域は１つのみであることが好ましい。
また、バンドパスフィルタ５０１が示す波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率は低いことが好ましく、１０％以下であることがより好ましく、５％以下であることが更に好ましく、２％以下であることが特に好ましい。
図１に示す光センサ１では、赤外線透過フィルタ４０１とバンドパスフィルタ５０１とで赤外光透過部材６０１が構成されている。したがって、図１に示す光センサ１では、赤外線透過フィルタ４０１とバンドパスフィルタ５０１との合算により波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上で、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下である分光特性を満たしている。赤外光透過部材６０１の分光特性の好ましい態様については上述したものが挙げられる。
なお、図１に示す光センサ１では、赤外線透過フィルタ４０１とバンドパスフィルタ５０１とで赤外光透過部材６０１が構成されているが、赤外線透過フィルタ４０１が、波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上で、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下である分光特性を満たしている場合には、バンドパスフィルタ５０１を省いてもよい。同様に、バンドパスフィルタ５０１が、上述した分光特性を満たしている場合には、赤外線透過フィルタ４０１を省いてもよい。
また、図１では図示していないが、光センサ１はさらに発光装置を有していてもよい。発光装置は光電変換素子２０１に光を入射できるように配置されていることが好ましい。発光装置の種類としては、特に限定はないが、発光ダイオード、レーザーなどが挙げられる。発光装置としては、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲に発光極大を有するものであることが好ましい。
図１に示す光センサ１の具体的態様としては、以下の表に示す態様が挙げられる。なお、赤外光透過部材６０１の分光特性は、赤外線透過フィルタ４０１とバンドパスフィルタ５０１との合算での分光特性である。
（第２の実施形態）
図３を用いて第２の実施形態の光センサについて説明する。図３に示す光センサ２は、赤外線透過フィルタ４０２とバンドパスフィルタ５０２との間にマイクロレンズ７０２が設けられている点が第１の実施形態の光センサと相違している。
この実施形態の光センサでは、赤外線透過フィルタ４０２とバンドパスフィルタ５０２とマイクロレンズ７０２とで赤外光透過部材６０２が構成されている。したがって、図３に示す光センサ１では、赤外線透過フィルタ４０２とバンドパスフィルタ５０２とマイクロレンズ７０２との合算により波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上で、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下である分光特性を満たしている。赤外線透過フィルタ４０２、バンドパスフィルタ５０２、赤外光透過部材６０２の分光特性の好ましい態様については上述したものが挙げられる。
マイクロレンズ７０２が示す波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率は高いことが好ましく、前述の透過率の最大値は６０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましく、９０％以上であることが特に好ましい。また、マイクロレンズ７０２は、波長８００ｎｍ以上の赤外域の波長帯域の光のうち、光電変換素子２０１の赤外光受光部で受光させる目的の波長の光の透過性が高いものであることが好ましく、前述の波長の光の透過率が６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。
マイクロレンズ７０２は、光の集光性を高めたり、光漏れなどを抑制しやすいという理由から、光電変換層に含まれる量子ドットの極大吸収波長λｍａｘの光に対する屈折率が高いことが好ましく、１．８以上であることがより好ましく、１．９以上であることが更に好ましい。
なお、図３に示す光センサでは、赤外線透過フィルタ４０２とバンドパスフィルタ５０２との間にマイクロレンズ７０２が設けられているが、バンドパスフィルタ５０２よりも光入射側にマイクロレンズ７０２が設けられていてもよい。
また、図３では図示していないが、上記第１の実施形態の光センサ１と同様、光センサ２はさらに発光装置を有していてもよい。
また、図３に示す光センサ１では、赤外線透過フィルタ４０２とバンドパスフィルタ５０２とマイクロレンズ７０２とで赤外光透過部材６０２が構成されているが、赤外線透過フィルタ４０２とマイクロレンズ７０２とで上述した分光特性を満たしている場合には、バンドパスフィルタ５０２を省いてもよい。同様に、バンドパスフィルタ５０２とマイクロレンズ７０２とで上述した分光特性を満たしている場合には、赤外線透過フィルタ４０２を省いてもよい。
図３に示す光センサ２の具体的態様としては、以下の表に示す態様が挙げられる。なお、赤外光透過部材６０２の分光特性は、赤外線透過フィルタ４０２とバンドパスフィルタ５０２とマイクロレンズ７０２の合算での分光特性である。
（第３の実施形態）
図４を用いて第３の実施形態の光センサについて説明する。図４に示す光センサ３の光電変換素子２０３は、複数の受光部２０３ａ～２０３ｄを有している。各受光部では、それぞれ異なる波長の光を受光する。図４に示す光センサ３においては、受光部２０３ａが赤外光受光部である。受光部２０３ｂ～２０３ｄは、受光部２０３ａ（赤外光受光部）にて受光する光よりも短波側の光を受光する受光部であることが好ましい。このような受光部としては、例えば、赤色光、青色光、緑色光、黄色光、マゼンタ色光、シアン色光などの可視光を受光する受光部（可視光受光部）などが挙げられる。また、受光部２０３ｂ～２０３ｄは、受光部２０３ａが受光する赤外光よりも短波側の赤外光を受光する受光部であってもよい。
図４に示す光センサ３では、絶縁層３０１上に光学フィルタ８０３が設けられている。この光学フィルタ８０３は透過させる光の波長が異なる画素８１１～８１４を含んでいる。光学フィルタ８０３の画素８１１～８１４はそれぞれ色材を含む樹脂膜であることが好ましい。なお、画素８１１は本発明における赤外光透過部材を構成する部材の一部である。
光学フィルタ８０３が有する複数の画素のうち、光電変換素子２０３における受光部２０３ａ（赤外光受光部）への光入射側の光路上に位置する画素８１１は赤外線透過フィルタの画素である。画素８１１が示す波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値は６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。また、画素８１１は、波長８００ｎｍ以上の赤外域の波長帯域の光のうち、光電変換素子２０３の受光部２０３ａ（赤外光受光部）が受光する波長の光の透過性が高いものであることが好ましく、前述の波長の光の透過率が６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。また、光電変換素子２０３の受光部２０３ａ（赤外光受光部）にて、光電変換素子２０３に含まれる量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲のいずれかの波長の光を受光させる場合、画素８１１が示す上記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲の光の透過率の最大値は６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。
光学フィルタ８０３が有する複数の画素のうち、光電変換素子２０３における受光部２０３ｂ～２０３ｄへの光入射側の光路上に位置する画素８１２～８１４は、画素８１１を透過する光の波長とは異なる波長の光を透過させる画素であればよく、特に限定はされないが、画素８１１を透過する光の波長よりも短波側の波長の光を透過させる画素であることが好ましい。例えば、画素８１２～８１４は、４００ｎｍ以上、量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ×０．８ｎｍ以下の範囲に透過率が６０％以上になる波長が存在する画素であることが好ましい。このような画素としては、赤色画素、青色画素、緑色画素、黄色画素、シアン色画素、マゼンタ色画素などの着色画素が挙げられる。画素８１２～８１４の組み合わせの具体例としては、画素８１２が赤色画素、画素８１３が青色画素、画素８１４が緑色画素である組み合わせ、画素８１２が黄色画素、画素８１３がシアン色画素、画素８１４がマゼンタ色画素である組み合わせなどが挙げられる。
画素８１２～８１４が着色画素の場合は、画素８１２～８１４の光入射側または画素８１２～８１４からの光射出側の表面に赤外線カットフィルタが設けられていることが好ましい。この態様によれば、受光部２０３ｂ～２０３ｄでの可視光の感度を高めたり、赤外線由来のノイズを低減することができる。このような光学フィルタとしては例えば図５に示すものが挙げられる。図５において、符号８１１ａは赤外線透過フィルタの画素であり、符号８１２ａ～８１４ａは着色画素であり、符号８２０は赤外線カットフィルタである。
なお、図４に示す光センサ３の光学フィルタ８０３は、４種類の画素（画素８１１～８１４）を有しているが、画素の種類は２種類であってもよく、３種類であってもよく、５種類以上であってもよい。用途や目的に応じて適宜調整することができる。また、図示しないが光学フィルタ８０３の各画素は隔壁で区画されていてもよい。隔壁については上述したものが挙げられる。
図４に示す光センサ３においては、光学フィルタ８０３上にマイクロレンズ７０３ａ～７０３ｄが設けられている。光電変換素子２０３の受光部２０３ａ（赤外光受光部）の光路上に位置するマイクロレンズ７０３ａは、本発明における赤外光透過部材を構成する部材の一部である。
マイクロレンズ７０３ａとマイクロレンズ７０３ｂ～７０３ｄは同一の分光特性を有するものであってもよく、異なる分光特性を有するものであってもよい。マイクロレンズ７０３ａとマイクロレンズ７０３ｂ～７０３ｄとが同一の分光特性を有するものである場合は、これらを同一の工程で製造することもでき、マイクロレンズの製造工程数を削減することができるので、生産性に優れる。また、マイクロレンズ７０３ａとマイクロレンズ７０３ｂ～７０３ｄとがそれぞれ異なる分光特性を有するものを用いた場合には、各受光部が受光した光の感度を高めたり、ノイズをより低減することもできる。
光電変換素子２０３の受光部２０３ａ（赤外光受光部）の光路上に位置するマイクロレンズ７０３ａが示す波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率は高いことが好ましく、前述の透過率の最大値が６０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましく、９０％以上であることが特に好ましい。また、マイクロレンズ７０３ａは、波長８００ｎｍ以上の赤外域の波長帯域の光のうち、光電変換素子２０３の受光部２０３ａ（赤外光受光部）に受光させる目的の波長の光の透過性が高いものであることが好ましく、前述の波長の光の透過率が６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。また、マイクロレンズ７０３ａは、光の集光性を高めたり、光漏れなどを抑制しやすいという理由から、光電変換層に含まれる量子ドットの極大吸収波長λｍａｘの光に対する屈折率は高いことが好ましく、１．８以上であることがより好ましく、１．９以上であることが更に好ましい。
光電変換素子２０３の受光部２０３ｂ～２０３ｄの光路上に位置するマイクロレンズ７０３ｂ～７０３ｄは、受光部２０３ｂ～２０３ｄに受光させる目的の波長の光の透過性が高いものであることが好ましく、前述の波長の光の透過率が６０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましく、９０％以上であることが特に好ましい。また、マイクロレンズ７０３ｂ～７０３ｄは、波長５８９．３ｎｍの光の屈折率が１．８以上であることが好ましく、１．９以上であることがより好ましい。
また、マイクロレンズ７０３ａ～７０３ｄは、いずれも波長４００～λｍａｘ×１．２ｎｍの範囲の光の透過率の最小値が６０％以上（好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上）であるものであることも好ましい。また、マイクロレンズ７０３ａ～７０３ｄは、いずれも波長５８９．３ｎｍの光の屈折率が１．８以上（好ましくは１．９以上）であるものであることも好ましい。
図４に示す光センサ３は、マイクロレンズ７０３ａ～７０３ｄ上にバンドパスフィルタ５０３が設けられている。バンドパスフィルタ５０３は、本発明における赤外光透過部材を構成する部材の一部である。
なお、図４では、マイクロレンズ７０３ａ～７０３ｄの上方に距離を置いてバンドパスフィルタ５０３が設けられているが、マイクロレンズ７０３ａ～７０３ｄの表面にバンドパスフィルタ５０３が設けられていてもよい。また、マイクロレンズ７０３ａ～７０３ｄとバンドパスフィルタ５０３との間に接着層や平坦化層などの中間層が設けられていてもよい。
バンドパスフィルタ５０３としては、誘電体多層膜などが挙げられる。誘電体多層膜としては上述したものが挙げられる。
バンドパスフィルタ５０３は、波長８００ｎｍ以上の赤外域に透過波長帯域が存在するものであることが好ましい。また、バンドパスフィルタ５０３の透過波長帯域の波長範囲に、受光部２０３ａ～２０３ｄにて受光させる目的の波長が含まれていることが好ましい。バンドパスフィルタ５０３の透過波長帯域は、１つのみであってもよく、２以上であってもよい。透過波長帯域が２以上存在する場合は、いずれかの透過波長帯域の波長範囲に、受光部２０３ａ～２０３ｄにて受光させる目的の波長が含まれていればよい。
透過波長帯域の最大透過率は６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。また、遮光波長帯域の最大透過率は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましい。また、透過波長帯域の平均透過率は６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。また、透過波長帯域の波長範囲は、最大透過率を示す波長を中心波長λｔ１とした場合、中心波長λｔ１±１００ｎｍであることが好ましく、中心波長λｔ１±５０ｎｍであることがより好ましく、中心波長λｔ１±２５ｎｍであることが更に好ましい。
図４に示す光センサ３では、光学フィルタ８０３の画素８１１と、マイクロレンズ７０３ａと、バンドパスフィルタ５０３とで赤外光透過部材６０３が構成されている。したがって、図４に示す光センサ３では、光学フィルタ８０３の画素８１１と、マイクロレンズ７０３ａと、バンドパスフィルタ５０３との合算により波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上で、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下である分光特性を満たしている。赤外光透過部材６０３の分光特性の好ましい態様については上述したものが挙げられる。
なお、図４では図示していないが、上記第１の実施形態の光センサ１と同様、光センサ３はさらに発光装置を有していてもよい。
また、図４に示す光センサ１では、光学フィルタ８０３の画素８１１とマイクロレンズ７０３ａとバンドパスフィルタ５０３とで赤外光透過部材６０３が構成されているが、光学フィルタ８０３の画素８１１とマイクロレンズ７０３ａとで上述した分光特性を満たしている場合には、バンドパスフィルタ５０３を省いてもよい。
図４に示す光センサ３の具体的態様としては、以下の表に示す態様が挙げられる。なお、赤外光透過部材６０３の分光特性は、画素８１１とマイクロレンズ７０３ａとバンドパスフィルタ５０３との合算での分光特性である。
＜センシング装置＞
本発明のセンシング装置は、上述した本発明の光センサを含む。センシング装置の種類としては、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）カメラなどの測距装置、赤外光撮像装置、可視光－赤外光撮像装置、モーションセンサ、認証センサ、近接センサ、ジェスチャーセンサ、監視カメラ、水分センサ、自動運転装置、異常検査装置などが挙げられる。
１～３：光センサ
１０１：支持体
２０１、２０３：光電変換素子
２５１：光電変換層
２５２：下部電極
２５３：上部電極
３０１：絶縁層
４０１、４０２：赤外線透過フィルタ
５０１～５０３：バンドパスフィルタ
６０１～６０３：赤外光透過部材
７０２、７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ、７０３ｄ：マイクロレンズ
８０３：光学フィルタ
８１１～８１４：画素
８１１ａ：赤外線透過フィルタの画素
８１２ａ～８１４ａ：着色画素
８２０：赤外線カットフィルタ

Claims (14)

  1. 赤外域を含む波長帯域の光を電気信号として取得可能な光電変換素子と、
    前記光電変換素子上に設けられた絶縁層と、
    前記光電変換素子への光入射側に設けられた光学部材とを有し、
    前記光電変換素子は、波長８００ｎｍ以上の赤外域に極大吸収波長λｍａｘを有する量子ドットを含み、かつ、赤外域の波長帯域の光を受光させる赤外光受光部と、前記赤外光受光部にて受光させる光とは異なる波長の光を受光させるシリコンフォトダイオードで構成された他の受光部と、を有し、
    前記光学部材は、透過させる光の波長が異なる画素を複数含む光学フィルタを有し、
    前記光電変換素子の赤外光受光部への光入射側の光路上にある光学部材は、波長８００ｎｍ以上の赤外域の光の透過率の最大値が６０％以上で、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下である赤外光透過部材であり、
    前記赤外光透過部材は、複数の色材を含有する樹脂膜である赤外線透過フィルタを含み、前記赤外線透過フィルタは、波長８００ｎｍ以上の赤外域の波長帯域の光のうち、前記光電変換素子の赤外光受光部で受光させる目的の波長の光の透過性が６０％以上であり、かつ、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下であり、
    前記赤外線透過フィルタは前記絶縁層上に設けられおり、
    前記絶縁層の波長４００～４０００ｎｍの範囲の光の透過率が７０％以上である、
    光センサ。
  2. 前記赤外光透過部材は、前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲の光の透過率の最大値が６０％以上で、波長４００～６５０ｎｍの範囲の光の平均透過率が１０％以下であり、
    前記赤外光受光部では、前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲のいずれかの波長の光を受光させる、請求項１に記載の光センサ。
  3. 前記赤外光透過部材は、前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ－２００ｎｍ以上、前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ＋２０ｎｍ以下の範囲に透過率５０％となる波長が存在する、請求項１または２に記載の光センサ。
  4. 前記赤外光透過部材は下記関係式（ＩＲ１）を満たす、請求項１～３のいずれか１項に記載の光センサ：
    （Ｔ１／Ｔ２）＞５．０ ・・・（ＩＲ１）
    Ｔ１は、前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘの光に対する前記赤外光透過部材の透過率であり、
    Ｔ２は、前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ×０．８の光に対する前記赤外光透過部材の透過率である。
  5. 前記樹脂膜は、前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ－２００ｎｍ以上、前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ＋２０ｎｍ以下の範囲に、透過率５０％となる波長が存在する、請求項１～４のいずれか１項に記載の光センサ。
  6. 前記赤外光透過部材は誘電体多層膜を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の光センサ。
  7. 前記誘電体多層膜は、最大透過率が９０％以上の透過波長帯域を複数有する、請求項６に記載の光センサ。
  8. 前記赤外光透過部材は前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘの光に対する屈折率が１．８以上のマイクロレンズを含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の光センサ。
  9. 前記光学フィルタの各画素が隔壁によって区画されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の光センサ。
  10. 前記光電変換素子の、前記光学フィルタの各画素を透過した光を受光させる領域のそれぞれが隔壁または溝によって区画されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の光センサ。
  11. 前記他の受光部は、前記赤外光受光部にて受光させる光よりも短波側の光を受光する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の光センサ。
  12. 前記光学フィルタの前記他の受光部の光入射側の光路上に有する画素は、４００ｎｍ以上、前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ×０．８ｎｍ以下の範囲に透過率が６０％以上になる波長が存在する、請求項１～１１のいずれか１項に記載の光センサ。
  13. 更に、前記量子ドットの極大吸収波長λｍａｘ±５０ｎｍの範囲に発光極大を有する発光装置を有する、請求項１～１２のいずれか１項に記載の光センサ。
  14. 請求項１～１３のいずれか１項に記載の光センサを含むセンシング装置。
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