(57)【要約】【課題】表面プラズモン共鳴を利用する赤色光フィルタの透過率を確保しつつ、赤色光の強度に誤差が生じにくいカラーセンサを提供する。【解決手段】カラーセンサ（１０）は、赤色光フィルタ（１２Ｒ）と、赤色光受光素子（１４Ｒ）と、赤外光フィルタ（１２ＩＲ）と、赤外光受光素子（１４ＩＲ）と、補正部（１６Ａ）とを備える。赤色光フィルタは、赤色光を透過する。赤色光受光素子は、赤色光フィルタが透過した赤色光を受光する。赤外光フィルタは、赤外光を透過する。赤外光受光素子は、赤外光フィルタが透過した赤外光を受光する。赤色光フィルタ及び赤外光フィルタは、それぞれ、表面プラズモン共鳴を利用するフィルタである。補正部は、赤色光フィルタ及び赤外光フィルタの透過特性を参照し、且つ、赤外光受光素子の出力を基にして、赤色光受光素子の出力を補正する。【選択図】図１
2015049228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過する光の波長域が互いに異なる複数の可視光フィルタと、
前記複数の可視光フィルタのそれぞれに対応して配置され、受光する光の波長域が互いに異なる複数の可視光受光素子と、
赤外光を透過する赤外光フィルタと、
前記赤外光フィルタが透過した赤外光を受光する赤外光受光素子とを備え、
前記複数の可視光フィルタは、赤色光を透過する赤色光フィルタを含み、
前記複数の可視光受光素子は、前記赤色光フィルタが透過した赤色光を受光する赤色光受光素子を含み、
前記複数の可視光フィルタ及び前記赤外光フィルタは、それぞれ、複数の開口が形成された金属膜であり、
前記金属膜は、紫外光の波長域にプラズマ周波数を有する金属からなり、
前記複数の開口は、透過すべき光の波長に対応した周期で形成され、
各開口は、透過すべき光の波長よりも小さな開口幅を有し、
前記赤色光フィルタ及び前記赤外光フィルタの透過特性を参照し、且つ、前記赤外光受光素子の出力を基にして、前記赤色光受光素子の出力を補正する補正部をさらに備える、カラーセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のカラーセンサであって、
前記複数の開口は、前記金属膜を厚さ方向に貫通する複数の孔であり、
前記複数の孔は、透過すべき光の波長に対応した周期で複数の方向に並んでいる、カラーセンサ。
【請求項３】
請求項１に記載のカラーセンサであって、
前記複数の開口は、前記金属膜を厚さ方向に貫通する複数のスリットであり、
前記複数のスリットは、透過すべき光の波長に対応した周期で一方向に並んでいる、カラーセンサ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のカラーセンサであって、
前記金属膜は、アルミニウム及びアルミニウム合金の何れかである、カラーセンサ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のカラーセンサであって、
前記赤外光フィルタ及び前記赤外光受光素子を、それぞれ、複数備え、
各赤外光フィルタでは、透過すべき光の波長のピークが互いに異なり、
前記補正部は、各赤外光フィルタ及び前記赤色光フィルタの透過特性を参照し、且つ、各赤外光受光素子の出力を基にして、前記赤色光受光素子の出力を補正する、カラーセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーセンサに関し、詳しくは、表面プラズモン共鳴を利用するフィルタを有するカラーセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤカメラ等の撮像装置や、液晶表示装置等の表示装置は、様々な環境で使用される。使用する環境が変化すれば、照明光の光源も変化する。この場合、人が認識する色との乖離を抑制するために、画像の色を補正する必要がある。このような補正をするために、ＲＧＢセンサが用いられている。
【０００３】
ＲＧＢセンサは、シリコンチップ上に形成される受光素子、複数のカラーフィルタ及び赤外線カットフィルタを備える。各カラーフィルタは、例えば、有機薄膜や、誘電体の多層膜からなる。
【０００４】
近年、このようなカラーフィルタの代わりに、表面プラズモン共鳴を利用するフィルタを用いることが提案されている（特許第３４０５４００号公報、特開２００８−２７００６１号公報及び特開２０１１−１９１６８８号公報参照）。このようなフィルタは、例えば、透過すべき光の波長よりも小さな開口が周期的に形成された金属膜によって実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４０５４００号公報
【特許文献２】特開２００８−２７００６１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９１６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
表面プラズモン共鳴を利用するフィルタを用いる場合、樹脂製のカラーフィルタと同程度の透過率を確保しようとすると、開口が占める割合（開口面積率）を増やす必要がある。しかしながら、開口面積率を増やすと、ピーク波長よりも長波長側での光の吸収率が低下する。そのため、ピーク波長よりも長波長側の波長成分を十分にカットできない。
【０００７】
特に、赤色光を透過するフィルタとして、透過波長のピークが６５０ｎｍ付近に設定されたフィルタを用いると、透過波長が赤外光領域の７５０ｎｍ以上にも存在することになる。そのため、受光素子の出力をそのまま赤色光成分の強度として利用すると、色彩の判断において誤差を生じるおそれがある。
【０００８】
なお、従来のＲＧＢセンサのように、樹脂製の赤外線カットフィルタを設ければ、上記問題を解決できるが、その場合には、製造コストが上昇してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、表面プラズモン共鳴を利用する赤色光フィルタの透過率を確保しつつ、赤色光の強度に誤差が生じにくいカラーセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施の形態によるカラーセンサは、複数の可視光フィルタと、複数の可視光受光素子と、赤外光フィルタと、赤外光受光素子と、補正部とを備える。複数の可視光フィルタでは、透過する光の波長域が互いに異なる。複数の可視光受光素子は、複数の可視光フィルタのそれぞれに対応して配置される。複数の可視光受光素子では、受光する光の波長域が互いに異なる。赤外光フィルタは、赤外光を透過する。赤外光受光素子は、赤外光フィルタが透過した赤外光を受光する。複数の可視光フィルタは、赤色光を透過する赤色光フィルタを含む。複数の可視光受光素子は、赤色光受光素子を含む。赤色光受光素子は、赤色光フィルタが透過した赤色光を受光する。複数の可視光フィルタ及び赤外光フィルタは、それぞれ、複数の開口が形成された金属膜である。金属膜は、紫外光の波長域にプラズマ周波数を有する金属からなる。複数の開口は、透過すべき光の波長に対応した周期で形成される。各開口は、透過すべき光の波長よりも小さな開口幅を有する。補正部は、赤色光フィルタ及び赤外光フィルタの透過特性を参照し、且つ、赤外光受光素子の出力を基にして、赤色光受光素子の出力を補正する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施の形態によるカラーンセンサにおいては、表面プラズモン共鳴を利用する赤色光フィルタの透過率を確保しつつ、赤色光の強度に誤差が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるカラーセンサの概略構成を示すブロック図である。
【図２】各フィルタの透過特性を示すグラフである。
【図３】カラーセンサが備える受光素子及びフィルタを示す断面図である。
【図４】各フィルタの概略構成を示す平面図である。
【図５】補正部による出力の補正方法を説明するためのグラフである。
【図６】本発明の第２の実施の形態によるカラーセンサの概略構成を示すブロック図である。
【図７】各赤外光フィルタが透過する光の波長のピークを示すグラフである。
【図８】本発明の第３の実施の形態によるフィルタの概略構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１の態様に係るカラーセンサは、複数の可視光フィルタと、複数の可視光受光素子と、赤外光フィルタと、赤外光受光素子と、補正部とを備える。複数の可視光フィルタでは、透過する光の波長域が互いに異なる。複数の可視光受光素子は、複数の可視光フィルタのそれぞれに対応して配置される。複数の可視光受光素子では、受光する光の波長域が互いに異なる。赤外光フィルタは、赤外光を透過する。赤外光受光素子は、赤外光フィルタが透過した赤外光を受光する。複数の可視光フィルタは、赤色光を透過する赤色光フィルタを含む。複数の可視光受光素子は、赤色光受光素子を含む。赤色光受光素子は、赤色光フィルタが透過した赤色光を受光する。複数の可視光フィルタ及び赤外光フィルタは、それぞれ、複数の開口が形成された金属膜である。金属膜は、紫外光の波長域にプラズマ周波数を有する金属からなる。複数の開口は、透過すべき光の波長に対応した周期で形成される。各開口は、透過すべき光の波長よりも小さな開口幅を有する。補正部は、赤色光フィルタ及び赤外光フィルタの透過特性を参照し、且つ、赤外光受光素子の出力を基にして、赤色光受光素子の出力を補正する。
【００１４】
上記態様においては、赤色光フィルタとして、表面プラズモン共鳴を利用するフィルタが用いられる。当該フィルタにおいて、樹脂製フィルタと同程度の透過率を確保するには、開口面積率を増やす必要がある。しかしながら、開口面積率を増やすと、ピーク波長よりも長波長側での光の吸収率が低下する。そのため、ピーク波長よりも長波長側の波長成分を十分にカットできない。その結果、赤色光受光素子の出力をそのまま赤色光の強度として利用すると、赤色光の強度に誤差が生じるおそれがある。
【００１５】
上記態様においては、表面プラズモン共鳴を利用する赤外光フィルタ、赤外光受光素子及び補正部が設けられている。ここで、補正部は、赤色光フィルタ及び赤外光フィルタの透過特性を参照し、且つ、赤外光受光素子の出力を基にして、赤色光受光素子の出力を補正する。そのため、赤色光フィルタにおける開口面積率を増やして、赤色光フィルタの透過率を確保した場合であっても、赤色光の強度に誤差が生じにくくなる。
【００１６】
本発明の第２の態様に係るカラーセンサは、上記第１の態様に係るカラーセンサにおいて、複数の開口は、金属膜を厚さ方向に貫通する複数の孔である。複数の孔は、透過すべき光の波長に対応した周期で複数の方向に並んでいる。
【００１７】
本発明の第３の態様に係るカラーセンサは、上記第１の態様に係るカラーセンサにおいて、複数の開口は、金属膜を厚さ方向に貫通する複数のスリットである。複数のスリットは、透過すべき光の波長に対応した周期で一方向に並んでいる。
【００１８】
本発明の第４の態様に係るカラーセンサは、上記第１〜第３の態様の何れかに係るカラーセンサであって、金属膜は、アルミニウム及びアルミニウム合金の何れかである。この場合、例えば、シリコン基板上に形成される配線などの材料をそのまま利用できる。
【００１９】
本発明の第５の態様に係るカラーセンサは、上記第１〜第４の態様の何れかに係るカラーセンサであって、赤外光フィルタ及び赤外光受光素子を、それぞれ、複数備える。各赤外光フィルタでは、透過すべき光の波長のピークが互いに異なる。補正部は、各赤外光フィルタ及び赤色光フィルタの透過特性を参照し、且つ、各赤外光受光素子の出力を基にして、赤色光受光素子の出力を補正する。
【００２０】
上記態様においては、補正の精度を向上させることができる。
【００２１】
以下、本発明のより具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態によるカラーセンサ１０の概略構成を示すブロック図である。カラーセンサ１０は、例えば、ＣＣＤ型の固体撮像素子に用いられてもよいし、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子に用いられてもよい。カラーセンサ１０は、撮像素子に用いられなくてもよい。カラーセンサ１０は、光電変換機能を有する素子であれば、任意の素子に用いられる。
【００２３】
カラーセンサ１０は、複数の可視光フィルタ１２Ｂ、１２Ｇ、１２Ｒ、複数の可視光受光素子１４Ｂ、１４Ｇ、１４Ｒ、赤外光フィルタ１２ＩＲ、赤外光受光素子１４ＩＲ及び制御装置１６を含む。複数の可視光フィルタ１２Ｂ、１２Ｇ、１２Ｒは、青色光フィルタ１２Ｂ、緑色光フィルタ１２Ｇ及び赤色光フィルタ１２Ｒを含む。複数の可視光受光素子１４Ｂ、１４Ｇ、１４Ｒは、青色光受光素子１４Ｂ、緑色光受光素子１４Ｇ及び赤色光受光素子１４Ｒを含む。
【００２４】
青色光フィルタ１２Ｂは、カラーセンサ１０に入射する光のうち、可視光に含まれる青色成分の光（青色光）を透過する。本実施形態では、図２に示すように、青色光フィルタ１２Ｂが透過する光の波長のピークは、約４５０ｎｍである。
【００２５】
青色光受光素子１４Ｂは、青色光フィルタ１２Ｂが透過した青色光を受光する。青色光受光素子１４Ｂは、受光した光の強さに応じた電気信号を出力する。青色光受光素子１４Ｂの出力は、オペアンプ１８Ｂ及びＡ／Ｄ変換器２０Ｂを介して、制御装置１６に入力される。
【００２６】
緑色光フィルタ１２Ｇは、カラーセンサ１０に入射する光のうち、可視光に含まれる緑色成分の光（緑色光）を透過する。本実施形態では、図２に示すように、緑色光フィルタ１２Ｇが透過する光の波長のピークは、約５５０ｎｍである。
【００２７】
緑色光受光素子１４Ｇは、緑色光フィルタ１２Ｇが透過した緑色光を受光する。緑色光受光素子１４Ｇは、受光した光の強さに応じた電気信号を出力する。緑色光受光素子１４Ｇの出力は、オペアンプ１８Ｇ及びＡ／Ｄ変換器２０Ｇを介して、制御装置１６に入力される。
【００２８】
赤色光フィルタ１２Ｒは、カラーセンサ１０に入射する光のうち、可視光に含まれる赤色成分の光（赤色光）を透過する。本実施形態では、図２に示すように、赤色光フィルタ１２Ｒが透過する光の波長ピークは、約６５０ｎｍである。
【００２９】
赤色光受光素子１４Ｒは、赤色光フィルタ１２Ｒが透過した赤色光を受光する。赤色光受光素子１４Ｒは、受光した光の強さに応じた電気信号を出力する。赤色光受光素子１４Ｒの出力は、オペアンプ１８Ｒ及びＡ／Ｄ変換器２０Ｒを介して、制御装置１６に入力される。
【００３０】
赤外光フィルタ１２ＩＲは、カラーセンサ１０に入射する光のうち、赤外光を透過する。本実施形態では、図２に示すように、赤外光フィルタ１２ＩＲが透過する光の波長のピークは、約７５０ｎｍである。
【００３１】
赤外光受光素子１４ＩＲは、赤外光フィルタ１２ＩＲが透過した赤外光を受光する。赤外光受光素子１４ＩＲは、受光した光の強さに応じた電気信号を出力する。赤外光受光素子１４ＩＲの出力は、オペアンプ１８ＩＲ及びＡ／Ｄ変換器２０ＩＲを介して、制御装置１６に入力される。
【００３２】
制御装置１６は、青色光受光素子１４Ｂが出力する電気信号に基づいて、青色光の強さを示す電気信号を出力する。制御装置１６は、緑色光受光素子１４Ｇが出力する電気信号に基づいて、緑色光の強さを示す電気信号を出力する。
【００３３】
ここで、制御装置１６は、補正部１６Ａ及び記憶部１６Ｂを含む。
【００３４】
補正部１６Ａは、赤色光フィルタ１２Ｒ及び赤外光フィルタ１２ＩＲの透過特性を参照し、且つ、赤外光受光素子の出力を基にして、赤色光受光素子１４Ｒの出力を補正する。補正部１６Ａによる出力補正は、例えば、専用の論理回路によって実現してもよいし、ＣＰＵやＦＰＧＡを用いて実現してもよい。補正部１６Ａによる出力補正の詳細については、後述する。
【００３５】
記憶部１６Ｂは、例えば、不揮発性メモリであり、補正部１６Ａが出力補正に際して参照する赤色光フィルタ１２Ｒ及び赤外光フィルタ１２ＩＲの透過特性等を格納する。透過特性は、例えば、フィルタが透過する光の波長と透過率との関係を示すものである。なお、記憶部１６Ｂは、補正部１６Ａが備えていてもよい。
【００３６】
制御装置１６は、補正部１６Ａが補正した電気信号に基づいて、赤色光の強さを示す電気信号を出力する。
【００３７】
図３を参照しながら、青色光フィルタ１２Ｂ、緑色光フィルタ１２Ｇ、赤色光フィルタ１２Ｒ、赤外光フィルタ１２ＩＲ、青色光受光素子１４Ｂ、緑色光受光素子１４Ｇ、赤色光受光素子１４Ｒ及び赤外光受光素子１４ＩＲについて説明する。
【００３８】
図３に示す例では、青色光フィルタ１２Ｂ、緑色光フィルタ１２Ｇ、赤色光フィルタ１２Ｒ及び赤外光フィルタ１２ＩＲが一方向に並んで配置されているが、青色光フィルタ１２Ｂ、緑色光フィルタ１２Ｇ、赤色光フィルタ１２Ｒ及び赤外光フィルタ１２ＩＲは、例えば、マトリクス状に配置されていてもよい。青色光受光素子１４Ｂ、緑色光受光素子１４Ｇ、赤色光受光素子１４Ｒ及び赤外光受光素子１４ＩＲについても同様である。
【００３９】
青色光受光素子１４Ｂ、緑色光受光素子１４Ｇ、赤色光受光素子１４Ｒ及び赤外光受光素子１４ＩＲは、それぞれ、シリコン基板２２に形成されたフォトダイオードによって実現される。各フォトダイオードは、Ｎウェル部２４を含む。
【００４０】
Ｎウェル部２４は、ｐ型のシリコン基板２２の表面から所定の深さに亘って形成されている。Ｎウェル部２４は、例えば、ｎ型不純物（例えば、リン）を拡散又はイオン注入することで形成される。
【００４１】
各フォトダイオードは、Ｐ＋部２６及びＮ＋部２８を介して、生成した電気信号を出力する。Ｐ＋部２６及びＮ＋部２８は、互いに異なる領域でＮウェル部２４の表面に接して形成されている。Ｐ＋部２６及びＮ＋部２８は、例えば、ＣＶＤ及びフォトリソグラフィによって形成される。
【００４２】
シリコン基板２２の表面には、誘電体層３０が形成されている。誘電体層３０は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる。誘電体層３０は、例えば、ＣＶＤによって形成される。誘電体層３０は、シリコン基板２２の表面だけでなく、Ｐ＋部２６及びＮ＋部２８の表面及び側面も覆う。
【００４３】
誘電体層３０内には、青色光フィルタ１２Ｂ、緑色光フィルタ１２Ｇ、赤色光フィルタ１２Ｒ及び赤外光フィルタ１２ＩＲが配置されている。
【００４４】
青色光フィルタ１２Ｂは、青色光受光素子１４Ｂと対応する位置に配置される。つまり、青色光フィルタ１２Ｂは、シリコン基板２２の厚さ方向から見て、青色光受光素子１４Ｂが含むＮウェル部２４に重なる。特に本実施形態では、青色光フィルタ１２Ｂは、Ｎウェル部２４の表面に接して形成されたＰ＋部２６に重なる。
【００４５】
緑色光フィルタ１２Ｇは、緑色光受光素子１４Ｇと対応する位置に配置される。つまり、緑色光フィルタ１２Ｇは、シリコン基板２２の厚さ方向から見て、緑色光受光素子１４Ｇが含むＮウェル部２４に重なる。特に本実施形態では、緑色光フィルタ１２Ｇは、Ｎウェル部２４の表面に接して形成されたＰ＋部２６に重なる。
【００４６】
赤色光フィルタ１２Ｒは、赤色光受光素子１４Ｒと対応する位置に配置される。つまり、赤色光フィルタ１２Ｒは、シリコン基板２２の厚さ方向から見て、赤色光受光素子１４Ｒが含むＮウェル部２４に重なる。特に本実施形態では、赤色光フィルタ１２Ｒは、Ｎウェル部２４の表面に接して形成されたＰ＋部２６に重なる。
【００４７】
赤外光フィルタ１２ＩＲは、赤外光受光素子１４ＩＲと対応する位置に配置される。つまり、赤外光フィルタ１２ＩＲは、シリコン基板２２の厚さ方向から見て、赤外光受光素子１４ＩＲが含むＮウェル部２４に重なる。特に本実施形態では、赤外光フィルタ１２ＩＲは、Ｎウェル部２４の表面に接して形成されたＰ＋部２６に重なる。
【００４８】
青色光フィルタ１２Ｂ、緑色光フィルタ１２Ｇ、赤色光フィルタ１２Ｒ及び赤外光フィルタ１２ＩＲは、それぞれ、表面プラズモン共鳴を利用するフィルタである。当該フィルタは、複数の開口３２が形成された金属膜３４によって実現される。
【００４９】
金属膜３４は、プラズマ周波数が可視光の周波数よりも短い金属からなる。このような金属としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銅及びタングステン等がある。本実施形態では、金属膜３４は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。この場合、金属膜３４の厚さは、例えば、２０〜２００ｎｍである。
【００５０】
複数の開口３２は、それぞれ、略同じ大きさの円形断面で金属膜３４を厚さ方向に貫通して形成されている。樹脂製のカラーフィルタと同程度の透過率を確保するため、金属膜３４における開口面積率は５０％以上に設定される。各開口３２は、透過すべき光の波長よりも短い直径を有する。
【００５１】
図４に示すように、複数の開口３２は、透過すべき光の波長に対応した周期で複数の方向に並んでいる。本実施形態において、複数の方向とは、第１方向、第２方向及び第３方向である。第１方向は、図４において符号Ｄ１で示す矢印の方向である。第２方向は、図４において符号Ｄ２で示す矢印の方向である。第３方向は、図４において符号Ｄ３で示す方向である。
【００５２】
誘電体層３０が二酸化シリコンからなり、且つ、青色光フィルタ１２Ｂが透過する光の波長のピークが約４５０ｎｍである場合、青色光フィルタ１２Ｂでは、各方向で隣り合う２つの開口３２の離隔距離、つまり、複数の開口３２の配列周期が約２５０ｎｍに設定され、且つ、各開口３２の直径が約１５０ｎｍに設定される。
【００５３】
誘電体層３０が二酸化シリコンからなり、且つ、緑色光フィルタ１２Ｇが透過する光の波長のピークが約５５０ｎｍである場合、緑色光フィルタ１２Ｇでは、各方向で隣り合う２つの開口３２の離隔距離、つまり、複数の開口３２の配列周期が約３５０ｎｍに設定され、且つ、各開口３２の直径が約２１０ｎｍに設定される。
【００５４】
誘電体層３０が二酸化シリコンからなり、且つ、赤色光フィルタ１２Ｒが透過する光の波長のピークが約６５０ｎｍである場合、赤色光フィルタ１２Ｒでは、各方向で隣り合う２つの開口３２の離隔距離、つまり、複数の開口３２の配列周期が約４００ｎｍに設定され、且つ、各開口３２の直径が約２００ｎｍに設定される。
【００５５】
誘電体層３０が二酸化シリコンからなり、且つ、赤外光フィルタ１２ＩＲが透過する光の波長のピークが約７５０ｎｍである場合、赤外光フィルタ１２ＩＲでは、各方向で隣り合う２つの開口３２の離隔距離、つまり、複数の開口３２の配列周期が約４７０ｎｍに設定され、且つ、各開口３２の直径が約２３５ｎｍに設定される。
【００５６】
図３に示すように、誘電体層３０の表面には、複数の遮光膜３６が形成されている。各遮光膜３６は、平面視において、青色光フィルタ１２Ｂ、緑色光フィルタ１２Ｇ、赤色光フィルタ１２Ｒ及び赤外光フィルタ１２ＩＲのうち、隣り合って配置される２つの光フィルタのそれぞれの端縁部に重なって配置される。各遮光膜３６は、金属膜３４と同じ金属からなる。
【００５７】
続いて、補正部１６Ａによる赤色光受光素子１４Ｒの出力補正について説明する。補正部１６Ａが赤色光受光素子１４Ｒの出力を補正する理由は、以下のとおりである。
【００５８】
赤色光フィルタ１２Ｒでは、従来の樹脂製のカラーフィルタと同程度の透過率を確保するために、金属膜３４において複数の開口３２が占める割合、つまり、開口面積率を５０％以上に設定している。そのため、図２に示すように、赤色光フィルタ１２Ｒでは、赤外光の波長域（７００ｎｍ〜１ｍｍ）においても、光が透過する。したがって、赤色光受光素子１４Ｒの出力をそのまま赤色光の強度として利用すると、赤色光の強度に誤差が生じるおそれがある。当該誤差を生じにくくするために、補正部１６Ａは、赤色光受光素子１４Ｒの出力を補正する。
【００５９】
補正部１６Ａによる補正方法は、赤色光フィルタ１２Ｒ及び赤外光フィルタ１２ＩＲの透過特性を参照し、且つ、赤外光受光素子１４ＩＲの出力を基にして、赤色光受光素子１４Ｒの出力を補正する方法であれば、特に限定はされない。補正部１６Ａによる補正方法の一例について、図５を参照しながら説明する。
【００６０】
先ず、特定の波長を境にして、赤色光フィルタ１２Ｒ及び赤外光フィルタ１２ＩＲの透過特性を２分割する。特定の波長は、赤色光フィルタ１２Ｒが透過する光の波長のピークと赤外光フィルタ１２ＩＲが透過する光の波長のピークとの間に存在する波長であれば、特に限定されない。本実施形態では、特定の波長として、７２０ｎｍが設定されている。
【００６１】
続いて、各波長域の透過特性の積分値を求める。その後、各波長域の透過特性の積分値及び各受光素子１４Ｒ、１４ＩＲの出力に基づいて、赤色光受光素子１４Ｒの補正後の出力を求める。
【００６２】
赤色光フィルタ１２Ｒの透過特性の積分値のうち、７２０ｎｍよりも短い波長域の透過特性の積分値をａとし、７２０ｎｍよりも長い波長域の透過特性の積分値をｃとする。赤外光フィルタ１２ＩＲの透過特性の積分値のうち、７２０ｎｍよりも短い波長域の透過特性の積分値をｂとし、７２０ｎｍよりも長い波長域の透過特性の積分値をｄとする。赤色光受光素子１４Ｒの出力をαとし、赤外光受光素子１４ＩＲの出力をβとする。この場合、赤色光受光素子１４Ｒの補正後の出力、つまり、赤色光受光素子１４Ｒの出力から赤外光によるものを除外した後の出力α１は、以下の式（１）によって表される。
α１＝（ｄ・α−ｃ・β）／（ａ・ｄ−ｂ・ｃ）    （１）
【００６３】
なお、上記式（１）は、以下の式（２）及び（３）からなる連立１次方程式を解くことにより、導き出される。
ａ・α１＋ｃ・β１＝α    （２）
ｂ・α１＋ｄ・β１＝β    （３）
ここで、β１は、赤外光受光素子１４ＩＲの補正後の出力、つまり、赤外光受光素子１４ＩＲの出力から赤色光によるものを除外した後の出力を示す。
【００６４】
上述のように、カラーセンサ１０では、補正部１６Ａが赤色光受光素子１４Ｒの出力を補正する。そのため、赤色光フィルタ１２Ｒの開口面積率を増やして、赤色光フィルタ１２Ｒの透過率を従来の樹脂製のカラーフィルタと同程度の透過率を確保しても、赤色光の強度に誤差が生じにくくなる。
【００６５】
また、カラーセンサ１０では、金属膜３４が遮光膜３６と同じ金属からなる。そのため、金属膜３４を形成するための材料を別途準備する必要がなくなる。
【００６６】
［第２の実施の形態］
図６及び図７を参照しながら、本発明の第２の実施の形態によるカラーセンサ４０について説明する。図６に示すように、カラーセンサ４０では、カラーセンサ１０と比べて、赤外光フィルタ１２ＩＲ及び赤外光受光素子１４ＩＲが、それぞれ、３つずつ配置されている。図７に示すように、各赤外光フィルタ１２ＩＲが透過する光の波長のピークは、約７００ｎｍ、約７６０ｎｍ及び約８００ｎｍの何れかに設定されている。
【００６７】
カラーセンサ４０では、図７に示す複数の波長域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のそれぞれにおいて、補正部１６Ａが赤色光受光素子１４Ｒの出力を補正する。そのため、補正の精度が向上する。各波長域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の幅は、赤色光受光フィルタ１２Ｒが透過する光の波長のピークが波長域Ｌ１に存在し、第１の赤外光受光フィルタ１２ＩＲが透過する光の波長のピークが波長域Ｌ２に存在し、第２の赤外光受光フィルタ１２ＩＲが透過する光の波長のピークが波長域Ｌ３に存在し、第３の赤外光受光フィルタ１２ＩＲが透過する光の波長のピークが波長域Ｌ４に存在するのであれば、特に限定されない。各波長域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４における補正後の赤色光受光素子１４Ｒの出力は、公知の連立１次方程式を解くアルゴリズムにより、容易に算出できる。
【００６８】
［第３の実施の形態］
図８を参照しながら、本発明の第３の実施の形態によるカラーセンサに用いられるフィルタについて説明する。第１の実施の形態では、表面プラズモン共鳴を利用するフィルタとして、各開口３２が金属膜３４を厚さ方向に貫通する孔であったが、本実施形態では、複数の開口が金属膜３４を厚さ方向に貫通する複数のスリット３２Ａからなる。複数のスリット３２Ａは、透過すべき光の波長に対応した周期で一方向に並んでいる。このようなフィルタであっても、表面プラズモン共鳴を利用できる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について、詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施形態によって、何等、限定されない。
【符号の説明】
【００７０】
１０：カラーセンサ、１２Ｒ：赤色光フィルタ、１２ＩＲ：赤外光フィルタ、１４Ｒ：赤色光受光素子、１４ＩＲ：赤外光受光素子、１６Ａ：補正部、３２：開口、３４：金属膜
【図１】
2015049228.tif 000003
【図２】
2015049228.tif 000004
【図３】
2015049228.tif 000005
【図４】
2015049228.tif 000006
【図５】
2015049228.tif 000007
【図６】
2015049228.tif 000008
【図７】
2015049228.tif 000009
【図８】
2015049228.tif 000010