CN101371568A - 复眼方式的照相机模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复眼方式的照相机模块。在一体地具有配置在一个平面上的多个透镜(1a～1d)的透镜模块(7)和多个摄像区域(4a～4d)之间，配置有具有多个滤光器(2a～2d)的滤光器阵列(2)和具备形成有相互独立的多个开口(6a～6d)的遮光壁(61a～61d)的遮光块(6)。在遮光块上设置有第1滑动面(66～69)。在透镜模块上，设置有在第1滑动面上滑动的第2滑动面(56～59)，以使透镜模块能够以相对于多个摄像区域垂直的轴为旋转中心轴相对于遮光块旋转。由此，能够实现小型、薄型、低成本的复眼方式的照相机模块。

Description

复眼方式的照相机模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及小型、薄型的照相机模块(camera module)及其制造方法。特别涉及通过多个摄影光学透镜拍摄图像的复眼方式的照相机模块及其制造方法。
背景技术
在数字摄像机或数字照相机那样的摄像装置中，通过经由透镜将被摄体像成像在CCD或CMOS等摄像元件上，将被摄体转换为二维图像信息。对于搭载在这样的摄像装置中的照相机模块，要求小型化、薄型化。
为了实现照相机模块的小型化、薄型化，有人提出了复眼方式的照相机模块。
在专利文献1中记载有复眼式的照相机模块的一例，利用图13对其进行说明。具有3个透镜100a、100b、100c的透镜阵列100与摄像元件105对置配置。在透镜阵列100的被摄体侧的面上，设置有分别对应于3个透镜100a、100b、100c并具有绿色光谱过滤器102a、红色光谱过滤器102b、蓝色光谱过滤器102c的滤光器阵列102。在摄像元件105的透镜阵列100侧的面上，也设置有分别对应于3个透镜100a、100b、100c并具有绿色光谱过滤器103a、红色光谱过滤器103b、蓝色光谱过滤器103c的滤光器阵列103。在滤光器阵列102的被摄体侧，配置有在与透镜100a、100b、100c的光轴一致的位置上具有光圈(开口)的光圈部件107。透镜100a、100b、100c分别将被摄体像形成在摄像元件105上的对应的摄像区域上。透镜100a、100b、100c由于各自担当的光的波长被限定，所以虽然是单透镜，但能够将被摄体像成像在摄像元件105上。因而，能够使照相机模块薄型化。
但是，在该照相机模块中，为了防止通过某个透镜的光入射到摄像元件105上的与该透镜不对应的摄像区域，而在光圈部件107与透镜阵列100之间设置滤光器阵列102，并且在透镜阵列100与摄像元件105之间设置滤光器阵列103。由于在透镜阵列100与摄像元件105之间需要确保所需的光学长度，所以即使在它们之间设置滤光器阵列103，透镜模块的厚度也不增加。但是，如果在光圈部件107与透镜阵列100之间设置滤光器阵列102，则照相机模块变厚该滤光器阵列102的厚度的量。即，图13的照相机模块存在不够薄型化的问题。
在专利文献2中记载有解决该问题的复眼式的照相机模块，用图14对其进行说明。从被摄体侧开始，依次配置有光圈部件111、透镜阵列112、遮光块113、滤光器阵列114及摄像元件116。透镜阵列112具备多个透镜。光圈部件111在与透镜阵列112的各透镜的光轴一致的位置上分别具备光圈(开口)。滤光器阵列114具备在与透镜阵列112的各透镜对应的各个区域上光谱特性不同的多个滤光器，覆盖摄像元件116的受光面。遮光块113在透镜阵列112的相邻的透镜间的边界、即在与滤光器阵列114的相邻的滤光器间的边界一致的位置上具备遮光壁113a。摄像元件116搭载在半导体基板115上。在半导体基板115上还安装有驱动电路117、信号处理电路118。
根据该照相机模块，遮光块113的遮光壁113a防止通过某个透镜的光入射到滤光器阵列114的与该透镜不对应的滤光器。因而，不需要在图13的照相机模块中需要的位于光圈部件107与透镜阵列100之间的滤光器阵列102。由此，能够实现照相机模块的进一步薄型化。
专利文献1：日本特开2001-78217号公报
专利文献2：日本特开2003-143459号公报
但是，在图14的照相机模块中，存在如下问题：由于在与垂直于光轴的面平行的方向上的遮光块113相对于透镜阵列112的组装偏差等，而使遮光块113的遮光壁113a遮挡了摄像元件116的所需的摄像区域。此外，如果考虑该偏差而将摄像元件116上的摄像区域设定得较大，则在实际的摄像中没有被使用的像素数增加，存在导致摄像元件116的大型化、成本高的问题。
发明内容
本发明的目的是解决上述以往的问题，为了实现薄型且使摄像元件浪费的像素较少而提供一种小型且低成本的复眼方式的照相机模块及其制造方法。
本发明的复眼方式的照相机模块，具备：一体地具有配置在一个平面上的多个透镜的透镜模块；多个摄像区域；滤光器阵列，配置在上述透镜模块与上述多个摄像区域之间，具有分别使特定波带的光透射的多个滤光器；以及遮光块，配置在上述透镜模块与上述多个摄像区域之间，具备形成有相互独立的多个开口的遮光壁。上述多个透镜、上述多个摄像区域、上述多个滤光器及上述多个开口一对一地对应。
第1滑动面设置在上述遮光块上。另外，在上述第1滑动面上滑动的第2滑动面设置在上述透镜模块上，以使上述透镜模块能够以相对于上述多个摄像区域垂直的轴为旋转中心轴相对于上述遮光块旋转。
接着，本发明的复眼方式的照相机模块的制造方法，是下述复眼方式的照相机模块的制造方法，该复眼方式的照相机模块一体地具有配置在一个平面上的多个透镜的透镜模块；多个摄像区域；滤光器阵列，配置在上述透镜模块与上述多个摄像区域之间，具有分别使特定波带的光透射的多个滤光器；以及遮光块，配置在上述透镜模块与上述多个摄像区域之间，具备形成有相互独立的多个开口的遮光壁，上述多个透镜、上述多个摄像区域、上述多个滤光器及上述多个开口一对一地对应。
在上述制造方法中，其特征在于，使上述透镜模块以相对于上述多个摄像区域垂直的轴为旋转中心轴相对于上述遮光块旋转；接着，将上述透镜模块与上述遮光块固定。
发明的效果：
根据本发明，由于为了防止在摄像区域入射来自与其不对应的透镜的光而使用具备遮光壁的遮光块，所以能够实现薄型的照相机模块。
此外，在本发明的照相机模块中，遮光块具备第1滑动面，透镜模块具备在第1滑动面上滑动的第2滑动面。此外，在本发明的制造方法中，使透镜模块以相对于多个摄像区域垂直的轴为旋转中心轴相对于遮光块旋转，接着，将透镜模块与遮光块固定。由此，透镜的成像区域不会超出摄像区域，此外也不需要使用具有大量的不需要像素的大型摄像元件。因而，能够实现照相机模块的小型化、低成本化。
这样，能够提供薄型、小型且廉价的复眼方式的照相机模块。
附图说明
图1是本发明实施方式1的复眼方式的照相机模块的分解立体图。
图2是在本发明实施方式1的复眼方式的照相机模块中，从上镜筒的摄像元件侧观察的立体图。
图3是在本发明实施方式1的复眼方式的照相机模块中，从遮光块的被摄体侧观察的立体图。
图4是表示在本发明实施方式1的复眼方式的照相机模块中，在与垂直于光轴的面平行的方向上的定位前的、透镜阵列的透镜相对于摄像元件的摄像区域的配置的俯视图。
图5是表示在本发明实施方式1的复眼方式的照相机模块中，在与垂直于光轴的面平行的方向上的定位后的、透镜阵列的透镜相对于摄像元件的摄像区域的配置的俯视图。
图6是本发明实施方式2的复眼方式的照相机模块的分解立体图。
图7是在本发明实施方式2的复眼方式的照相机模块中从上镜筒的被摄体侧观察的立体图。
图8是在本发明实施方式2的复眼方式的照相机模块中从遮光块的被摄体侧观察的立体图。
图9是本发明实施方式2的复眼方式的照相机模块的主视图。
图10是本发明实施方式2的复眼方式的照相机模块从被摄体侧观察的立体图。
图11A是表示在本发明实施方式3的复眼方式的照相机模块中透镜模块相对于遮光块在旋转调节前的多个透镜的光轴与多个摄像区域的位置关系的俯视图。
图11B是表示在本发明实施方式3的复眼方式的照相机模块中透镜模块相对于遮光块在旋转调节后的多个透镜的光轴与多个摄像区域的位置关系的俯视图。
图12A是说明利用本发明的复眼方式的照相机模块测量到被摄体的距离的原理的侧视图。
图12B是说明利用本发明的复眼方式的照相机模块测量到被摄体的距离的原理的俯视图。
图13是以往的照相机模块的摄像***的剖视图。
图14是以往的另一照相机模块的摄像***的剖视图。
具体实施方式
在本发明的上述复眼方式的照相机模块中，优选的是，上述第1滑动面包括以上述旋转中心轴为中心轴的圆筒面的至少一部分，上述第2滑动面包括圆筒面的至少一部分。由此，能够容易地实现透镜模块相对于遮光块旋转的机构。
本发明的上述复眼方式的照相机模块优选还具备限制上述透镜模块相对于上述遮光块的上述旋转的角度的机构。由此，由于透镜模块相对于遮光块的旋转调节范围变小，所以能够提高生产率，能够实现更低成本的复眼方式的照相机模块。
在此情况下，优选通过上述机构将上述透镜模块与上述遮光块固定。由此，不需要重新设计并设置用于将透镜模块与遮光块固定的部件及形状等。此外，能够使透镜模块与遮光块的固定方法简单化，提高组装作业性。因而，能够实现更低成本的复眼方式的照相机模块。
在本发明的上述复眼方式的照相机模块中，优选沿相互正交的第1方向及第2方向将上述多个摄像区域的像素配置为矩阵状；优选上述透镜模块具有以格点状配置的至少第1～第4透镜。在此情况下，优选的是，连结上述第1透镜的光轴与上述第3透镜的光轴的方向、以及连结上述第2透镜的光轴与上述第4透镜的光轴的方向，与上述第1方向大致平行，并且，连结上述第1透镜的光轴与上述第2透镜的光轴的方向、以及连结上述第3透镜的光轴与上述第4透镜的光轴的方向，与上述第2方向大致平行。并且，优选的是，上述第3透镜的光轴相对于上述第1透镜的光轴在上述第2方向的偏移量、以及上述第4透镜的光轴相对于上述第2透镜的光轴在上述第2方向的偏移量中的一方或双方，为在上述第2方向的上述像素的配置间距以下。由此，能够使用大致沿第1方向配置的第1透镜及第3透镜及/或大致沿第1方向配置的第2透镜及第4透镜，利用三角测量的原理，在短时间内高精度地测量出到被摄体的距离。
或者，在本发明的上述复眼方式的照相机模块中，优选沿相互正交的第1方向及第2方向将上述多个摄像区域的像素配置为矩阵状；优选上述透镜模块至少具有第1透镜及第2透镜。在此情况下，优选连结上述第1透镜的光轴与上述第2透镜的光轴的方向与上述第1方向大致平行。并且，优选的是，上述第2透镜的光轴相对于上述第1透镜的光轴的偏移量为在上述第2方向的上述像素的配置间距以下。由此，能够使用大致沿第1方向配置的第1透镜及第2透镜，利用三角测量的原理，在短时间内高精度地测量到被摄体的距离。
接着，在本发明的上述制造方法中，优选的是，上述照相机模块还具备限制上述透镜模块相对于上述遮光块的上述旋转的角度的机构。并且，优选的是，使上述透镜模块在上述限制的角度范围内相对于上述遮光块旋转。由此，由于透镜模块相对于遮光块的旋转调节范围变小，所以能够提高生产率，能够提供更低成本的复眼方式的照相机模块。
在此种情况下，优选通过上述机构进行上述透镜模块与上述遮光块的固定。由此，不需要重新设计并设置用于将透镜模块与遮光块固定的部件及形状等。此外，能够简化透镜模块与遮光块的固定方法，提高组装作业性。因而，能够提供更低成本的复眼方式的照相机模块。
在本发明的上述制造方法中，优选沿相互正交的第1方向及第2方向将上述多个摄像区域的像素配置为矩阵状；优选上述透镜模块具有以格点状配置的至少第1～第4透镜。在此情况下，优选的是，使上述透镜模块相对于上述遮光块旋转，以使得连结上述第1透镜的光轴与上述第3透镜的光轴的方向、以及连结上述第2透镜的光轴与上述第4透镜的光轴的方向，与上述第1方向大致平行，并且，连结上述第1透镜的光轴与上述第2透镜的光轴的方向、以及连结上述第3透镜的光轴与上述第4透镜的光轴的方向，与上述第2方向大致平行，并且上述第3透镜的光轴相对于上述第1透镜的光轴在上述第2方向的偏移量、以及上述第4透镜的光轴相对于上述第2透镜的光轴在上述第2方向的偏移量中的一方或双方，为在上述第2方向的上述像素的配置间距以下。由此，能够使用大致沿第1方向配置的第1透镜及第3透镜及/或大致沿第1方向配置的第2透镜及第4透镜，利用三角测量的原理，在短时间内高精度地测量出到被摄体的距离。
或者，在本发明的上述制造方法中，优选沿相互正交的第1方向及第2方向将上述多个摄像区域的像素配置为矩阵状；优选上述透镜模块至少具有第1透镜及第2透镜。在此情况下，优选的是，使上述透镜模块相对于上述遮光块旋转，以使得连结上述第1透镜的光轴与上述第2透镜的光轴的方向与上述第1方向大致平行，并且上述第2透镜的光轴相对于上述第1透镜的光轴的偏移量为在上述第2方向的上述像素的配置间距以下。由此，能够使用大致沿第1方向配置的第1透镜及第2透镜，利用三角测量的原理，在短时间内高精度地测量出到被摄体的距离。
(实施方式1)
以下，参照附图对本发明的实施方式1进行说明。
图1是本实施方式1的复眼方式的照相机模块的分解立体图。在图1中，1是透镜阵列，2是滤光器阵列，3是基板，4是摄像元件，5是上镜筒，6是遮光块(下镜筒)，7是透镜模块。为了便于说明，设定图示那样的XYZ正交坐标系。这里，Z轴为通过摄像元件4的有效像素区域的大致中心并与其垂直的轴。X轴是与Z轴正交并与遮光块6的后述遮光壁61a、61c平行的轴，Y轴是与Z轴正交并与遮光块6的后述遮光壁61b、61d平行的轴。
透镜阵列1一体地具有在与XY面平行的同一平面上以格点状配置的4个单透镜1a～1d。4个透镜1a～1d的各光轴与Z轴平行，配置在平行于XY面的假想的长方形的4个顶点上。透镜1a～1d设计为，分别满足对光的三原色中的红、蓝、绿的某一个的波带的光要求的MTF等的光学规格。具体而言，设计为使透镜1a最适合于红色、透镜1b最适合于绿色、透镜1c最适合于绿色、透镜1d最适合于蓝色的各波带的光。透镜1a～1d使用玻璃或塑料等材料一体地形成。透镜1a～1d分别使来自被摄体(未图示)的光通过滤光器阵列2之后成像在摄像元件4上。
滤光器阵列2配置在透镜阵列1与摄像元件4之间。滤光器阵列2也与透镜阵列1同样，具有配置在与XY面平行的同一平面上的4个滤光器2a～2d。4个滤光器2a～2d分别仅使红、绿、蓝中的某一个的波带的光透射。具体而言，滤光器2a使红色、滤光器2b使绿色、滤光器2c使绿色、滤光器2d使蓝色的各波带的光透射。另外，在需要除去红外线的情况下，也可以在滤光器2a～2d中附加该特性。4个滤光器2a～2d分别配置在4个透镜1a～1d的各光轴上。
摄像元件4是CCD等摄像传感器，具备沿纵横方向二维排列的多个像素。摄像元件4的有效像素区域大致被等分为4个摄像区域4a～4d。4个摄像区域4a～4d分别配置在4个透镜1a～1d的各光轴上。由此，在4个摄像区域4a～4d上，独立地形成仅由红、绿、蓝中的某一个的波长成分构成的被摄体像。具体而言，通过透镜1a的来自被摄体的光中仅红色的波带光通过滤光器2a而将仅由红色的波长成分构成的被摄体像成像在摄像区域4a上。同样，通过透镜1b的来自被摄体的光中仅绿色的波带光通过滤光器2b而将仅由绿色的波长成分构成的被摄体像成像在摄像区域4b上。通过透镜1c的来自被摄体的光中仅绿色的波带光通过滤光器2c而将仅由绿色的波长成分构成的被摄体像成像在摄像区域4c上。通过透镜1d的来自被摄体的光中仅蓝色的波带光通过滤光器2d而将仅由蓝色的波长成分构成的被摄体像成像在摄像区域4d上。
构成摄像元件4的摄像区域4a～4d的各像素将入射的来自被摄体的光进行光电转换，分别输出对应于光的强度的电信号(未图示)。
从摄像元件4输出的电信号被实施各种信号处理，进行影像处理。例如，根据绿色的波带光入射的摄像区域4b、4c所摄像的两个图像求出这些图像间的视差量，由此求出4个摄像区域4a～4d分别摄像的4个图像间的视差量，考虑这些视差量而合成红、绿、蓝三色的图像，能够制作一个彩色图像。或者，也可以将摄像区域4b、4c所摄像的两个图像进行比较，利用三角测量的原理测量出到被摄体的距离。这些处理可以使用数字信号处理器(DSP，未图示)等进行。
如图2所示，上镜筒5在其下面具备保持并固定透镜阵列1的凹部51。透镜阵列1通过嵌入凹部51内而相对于上镜筒5定位。此外，在被保持的透镜阵列1的4个透镜1a～1d的各光轴通过的位置上形成有4个光圈(开口)5a～5d。上镜筒5由不透射光的材料构成，遮蔽不需要的外来光从光圈5a～5d以外入射到透镜1a～1d中。
通过透镜阵列1和保持它的上镜筒5构成透镜模块7。
如图3所示，遮光块6具备：配置为十字状以形成相互独立的4个开口6a～6d的遮光壁61a～61d；和保持遮光壁61a～61d的外筒部62。遮光壁61a～61d相对于作为遮光块6的中心轴的Z轴以放射状延伸，遮光壁61a、61c沿着XZ面，遮光壁61b、61d沿着YZ面。4个开口6a～6d分别配置在4个透镜1a～1d的各光轴上。遮光壁61a～61d将摄像元件4的有效像素区域分割为4个摄像区域4a～4d。从与Z轴平行的方向观察的开口6a～6d的大小与摄像区域4a～4d大致相同或比其大。分别通过透镜1a～1d的来自被摄体的光通过开口6a～6d，分别成像在摄像区域4a～4d上。遮光壁61a～61d防止通过了透镜1a～1d中的一个的光入射到与该透镜不对应的摄像区域。例如，倾斜地入射到透镜1b中并通过了滤光器2b的绿色的波带光不入射到本来仅红色的波带光应该入射的摄像区域4a中地，沿摄像区域4a与摄像区域4b的边界设置有隔断该绿色的波带光的遮光壁61a。包围开口6a～6d的外筒部62防止没有通过透镜阵列1及滤光器阵列2的外光入射到摄像区域4a～4d中。这样，通过遮光块6，不需要的光不会入射到各摄像区域4a～4d中，能够防止杂散光等的产生。为了有效地发挥该功能，遮光块6与上镜筒5同样由不透射光的材料构成。进而，优选将露出开口6a～6d内的遮光壁61a～61d及外筒部62的侧面实施各种表面处理(例如粗糙化处理、电镀、黑色化处理等)，以使光的反射尽可能变小。
在遮光块6的透镜阵列1侧的面上，具备保持并固定滤光器阵列2的凹部63。滤光器阵列2通过嵌入凹部63内而相对于遮光块6定位。滤光器2a～2d分别配置在开口6a～6d内。
接着，说明本实施方式的照相机模块的组装方法。
将摄像元件4相对于基板3定位固定。摄像元件4与基板3通过引线接合等电连接，进而连接在处理来自摄像元件4的电信号的DSP等的电子部件上。该DSP等的电子部件也可以安装在基板3上。基板3起到电连接和作为组装时的各部件的基准面的作用。
接着，将固定有滤光器阵列2的遮光块6相对于摄像元件4定位并固定在基板3上，以使遮光块6的中心轴即Z轴通过摄像元件4的有效像素区域的大致中心，且使遮光块6的遮光壁61a～61d与构成摄像元件4的多个像素的纵横的排列方向一致。由此，摄像元件4的受光面相对于Z轴垂直，构成摄像元件4的以矩阵状配置的多个像素的一个排列方向(例如横的排列方向)与X轴平行，另一个排列方向(例如纵的排列方向)与Y轴平行。此外，摄像元件4的有效像素区域对应于4个开口6a～6d而大致被等分为4个摄像区域4a～4d。
接着，将在上镜筒5上固定有透镜阵列1的透镜模块7嵌合在遮光块6上。此时，上镜筒5的四个角的脚53a～53d的前端面与基板3接触。这样，透镜阵列1相对于XY面平行，并且在Z轴方向上被定位。
进而，在与XY面平行的方向上，必须将包括透镜阵列1的透镜模块7相对于摄像元件4及遮光块6准确地定位。即，图2所示的上镜筒5的中心轴55(它是与透镜1的4个透镜1a～1d的各光轴平行，且通过以各光轴位置为顶点的假想的长方形的中心的轴)在XY面内需要与Z轴大致一致。除此以外，如图4所示，以4个透镜1a～1d的光轴位置11a～11d为顶点的假想的长方形的长边12a及短边12b需要分别与X轴及Y轴大致平行。这是因为，如果长边12a及短边12b分别不平行于X轴及Y轴，则透镜1a～1d的成像区域13a～13d中划斜线的区域14a～14d超出摄像区域4a～4d。即，不能确保对透镜1a～1d分别成像的被摄体摄像所需要的像素。在图4中，41表示构成摄像元件4的像素。
本实施方式通过以下实现。如图3所示，在定位并固定在基板3上的遮光块6的四角的外周壁上，设置有以遮光块6的中心轴即Z轴为中心轴、半径为r1的假想的圆筒面65c的一部分即第1滑动面66、67、68、69。另一方面，如图2所示，在透镜模块7的上镜筒5的四个角的脚53a～53d的内壁面上，设置有以上镜筒5的中心轴55为中心轴、半径为r2的假想的圆筒面55c的一部分即第2滑动面56、57、58、59。将半径r2设定得比半径r1稍大，以在第1滑动面66、67、68、69与第2滑动面56、57、58、59之间形成使旋转侧的上镜筒5的第2滑动面56、57、58、59在固定侧的遮光块6的第1滑动面66、67、68、69上滑动所需要的最小限度的间隙。
如果使透镜模块7嵌合到遮光块6中，以使上镜筒5的第2滑动面56、57、58、59分别对置于遮光块6的第1滑动面66、67、68、69，则遮光块6的中心轴即Z轴与上镜筒5的中心轴55大致一致。接着，将透镜模块7在XY面内相对于遮光块6旋转调节，使图4所示的以4个透镜1a～1d的光轴位置11a～11d为顶点的假想长方形的长边12a及短边12b分别平行于X轴及Y轴。
该透镜模块7的旋转调节例如可以如以下这样进行。在Z轴上设置作为被摄体的平行光源，经由透镜1a～1d及滤光器2a～2d使被摄体像成像在摄像区域4a～4d上。根据摄像区域4a～4d分别拍摄的光点的位置计算透镜1a～1d的光轴位置11a～11d。并且，如图5所示，使透镜模块7在XY面内旋转，以使以光轴位置11a～11d为顶点的假想长方形的长边12a及短边12b分别平行于X轴及Y轴。结果，透镜1a～1d的成像区域13a～13d不会超出摄像区域4a～4d，在摄像区域4a～4d中的各个可以不缺少地拍摄被摄体像。
由于半径r1与半径r2的差较小，所以当旋转调节时，第2滑动面56、57、58、59相对于第1滑动面66、67、68、69大致接触的同时滑动。因而，在XY面内，上镜筒5的中心轴55相对于Z轴几乎不偏移。由此，在透镜模块7旋转调节时，各光轴位置11a～11d相对于各摄像区域4a～4d的相对位置关系总是大致相同。
包括上镜筒5的四个角的脚53a～53d的前端面的平面与配置有4个透镜1a～1d的平面平行。并且，在透镜模块7旋转调节时，四个角的脚53a～53d的前端面总是在与基板3接触的同时滑动。因而，即使使透镜模块7旋转，透镜1a～1d在摄像区域4a～4d上分别形成的光点形状也不会变化。因而，旋转调节作业变得容易，并且摄影图像不会随着旋转位置而变化。
以上，根据本实施方式，为了防止在摄像区域中入射来自与其不对应的透镜的光，而使用具备遮光壁61a～61d的遮光块6，因此，不需要设置两层进行颜色分离的滤光器阵列。因而，能够实现照相机模块的薄型化。
此外，由于遮光块6具备第1滑动面66、67、68、69，上镜筒5具备第2滑动面56、57、58、59，所以能够使遮光块6的中心轴(Z轴)与上镜筒5的中心轴55大致一致。进而，通过相对于遮光块6及摄像元件4旋转调节透镜模块7，能够使以透镜1a～1d的光轴位置11a～11d为顶点的假想长方形的长边12a及短边12b分别平行于X轴及Y轴。由此，透镜1a～1d的成像区域13a～13d不会超出摄像区域4a～4d，此外，也不需要使用具有大量的不需要像素的大型摄像元件。因而，能够实现照相机模块的小型化、低成本化。
上述实施方式是一例，本发明并不限于此。
例如，在上述实施方式中，表示了在透镜模块7旋转调节时使用平行光源作为被摄体的例子，但在本发明中，旋转调节时的被摄体并不限于此，例如也可以利用各种图表求出光轴位置11a～11d。
此外，在上述实施方式中，旋转调节以遮光块6及摄像元件4为固定侧，以透镜模块7为旋转侧，但本发明并不限于此，即使固定侧及旋转侧与上述相反，也能够改变两者的相对位置，能够得到与上述同样的效果。
此外，在上述实施方式中，表示了将来自被摄体的光分离为红、绿、绿、蓝的4个波带光的光学***，但本发明的光学***并不限于此，例如也可以是分离为两个近红外波带光和两个绿色波带光的光学***，或者也可以是除此以外的波带光的组合。不论选择的波带光如何，都能够得到本实施方式的上述效果。
此外，在上述实施方式中，表示了透镜阵列1具备4个透镜1a～1d的例子，但本发明的透镜阵列并不限于此。设置于透镜阵列中的透镜的数量并不限于4个，只要是2个以上就可以。此外，2个以上的透镜的配置并不限于格点状配置。
进而，在上述实施方式中，表示了透镜模块7包括透镜阵列1和保持它的上镜筒5，第2滑动面56、57、58、59形成在上镜筒5上的例子，但本发明的透镜模块7并不限于此。例如，透镜模块7也可以包括具备透镜1a～1d的透镜阵列、具备第2滑动面56、57、58、59的部件、及具备光圈5a～5d的光圈部件。
此外，在上述实施方式中，第1滑动面66、67、68、69仅在遮光块6的四个角上不连续地形成，但本发明的第1滑动面并不限于此，例如也可以是在整个遮光块6的全周连续的圆筒面。同样，在上述实施方式中，第2滑动面56、57、58、59在上镜筒5的四个角的脚53a～53d上不连续地形成，但本发明的第2滑动面并不限于此，例如也可以是贯穿全周地连续的圆筒面。
此外，在上述实施方式中，第1滑动面及第2滑动面分别包含有不连续的4个面，但本发明的第1滑动面及第2滑动面并不限于此。只要能够使第2滑动面在第1滑动面上滑动、使透镜模块7相对于遮光块6旋转，第1滑动面及第2滑动面的中的一方或双方也可以包括不连续的2个、3个或5个以上的面。
此外，在上述实施方式中，第1滑动面及第2滑动面都是沿着圆筒面的面，但本发明的第1滑动面及第2滑动面并不限于此。例如，第1滑动面及第2滑动面也可以是圆锥面、球面等沿着旋转体的表面的面。
此外，在上述实施方式中，表示了第1滑动面与第2滑动面相互面接触的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以是，第1滑动面及第2滑动面中的一方是具有规定面积的面，另一方是相对于该面点接触的球面或线接触的圆筒面。
此外，在上述实施方式中，表示了在遮光块6的沿半径r1的假想圆筒面的第1滑动面66、67、68、69的外侧配置有透镜模块7的沿半径r2的假想圆筒面的第2滑动面56、57、58、59的例子，但反之，也可以将透镜模块7的第2滑动面配置在遮光块6的第1滑动面的内侧。在此情况下，r1>r2，但优选半径r1与半径r2之差较小是与上述实施方式相同的。
此外，在上述实施方式中，说明了将透镜模块7相对于遮光块6进行旋转调节，以使以透镜1a～1d的光轴位置11a～11d为顶点的假想长方形的长边12a及短边12b的各方向与构成摄像元件4的多个像素的纵横的排列方向(即Y轴及X轴)平行的情况，但本发明的旋转调节并不限于此。例如，也可以将透镜模块7相对于遮光块6旋转调节，以使长边12a及短边12b的各方向相对于摄像元件4的多个像素的纵横的排列方向(即Y轴及X轴)以微小的角度倾斜，在此情况下，通过像素错开能够得到高分辨率图像。
(实施方式2)
以下，参照附图对本发明的实施方式2进行说明。
图6是本实施方式2的复眼方式的照相机模块的分解立体图。在图6中，对于与图1相同的部件标以相同的标号而省略对它们的说明。
本实施方式的照相机模块的基本结构与实施方式1大致相同。本实施方式有关上镜筒500及遮光块600的形状与实施方式1不同。
图7是从被摄体侧观察的上镜筒500的立体图。本实施方式的上镜筒500在相反的两侧面上设置有槽501、502，这一点与实施方式1的上镜筒5不同。
图8是从被摄体侧观察的遮光块600的立体图。本实施方式的遮光块600设置有使相反的两侧面向被摄体侧延长而突出的壁601、602，这一点与实施方式1的遮光块6不同。
如果使上镜筒500嵌合在遮光块600上，则如图9及图10所示，壁601、602嵌入槽501、502中。此时，由于槽501、502比壁601、602大，所以能够使上镜筒500相对于遮光块600在XY面内旋转。但是，该可旋转范围限定于壁601、602与槽501、502不抵接的范围。即，壁601、602及槽501、502作为限制包括上镜筒500的透镜模块7相对于遮光块600的旋转的角度的机构(挡块)而起作用。
在本实施方式中，仅通过使上镜筒500嵌合在遮光块600上以使壁601、602嵌入槽501、502中，能够减小图4所示的、以4个透镜1a～1d的光轴位置11a～11d为顶点的假想长方形的长边12a及短边12b相对于X轴及Y轴的倾斜量。因而，能够减小其后的透镜模块7的旋转调节工序中的调节量。由此，能够缩短透镜模块7的旋转调节工序的时间，能够提高照相机模块的生产率。
在槽501、502与壁601、602之间，存在能够进行透镜模块7的旋转调节的程度的间隙901、902。因而，在透镜模块7的旋转调节工序后，能够将粘接剂涂敷在该间隙901、902中而将上镜筒500与遮光块600固定。这样，通过利用透镜模块7相对于遮光块600的旋转限制机构(挡块)将透镜模块7与遮光块600固定，能够使两者的固定方法简化，提高组装作业性。此外，不需要重新设计并设置用于将遮光块600与透镜模块7固定的部件及形状等。因而，能够实现更低成本的复眼方式的照相机模块。
槽501、502及/或壁601、602的侧面也可以倾斜，以使得槽501、502与壁601、602之间的间隔在Z轴方向上越接近于被摄体越大。由此，能够使粘接剂确实地注入到间隙901、902内，并且由于粘接剂的粘接面积扩大，所以能够将遮光块600与透镜模块7更牢固地固定。
在上述实施方式中，作为透镜模块7相对于遮光块600的旋转限制机构，表示了槽501、502与壁601、602的组合，但本发明的旋转限制机构并不限于此，例如如果是圆弧状的槽(或孔)和***其中的销的组合等，能够容许透镜模块7相对于遮光块600在XY面内的旋转，且将其旋转角度限制在规定的范围内的机构就能够使用，在此情况下也能够得到与上述同样的效果。
(实施方式3)
具有多个透镜的透镜阵列1，例如可以通过使用模具将透镜材料(例如树脂或玻璃)成形而一体地得到。在这样的情况下，有时由于模具的制作误差或成形误差等，得到的透镜阵列上的多个透镜的光轴位置从所希望的位置偏离。例如，如图11A所示，有以配置为格点状的4个透镜1a～1d(未图示)的光轴位置11a～11d为顶点的四边形不是精确的长方形的情况。在这样的情况下，即使相对于遮光块6、600旋转调节透镜模块7以使透镜1a～1d的成像区域13a～13d不超出摄像区域4a～4d，例如在使用照相机模块利用三角测量的原理测量出到被摄体的距离的情况下，也会产生测量精度下降，或者运算时间长时间化的问题。
用图12A及图12B说明使用照相机模块测量距离的原理。图12A表示沿与包括两个透镜1a、1c的光轴11a、11c的面正交的方向观察的侧视图，图12B表示沿与两个透镜1a、1c的光轴11a、11c平行的方向观察的俯视图。15a、15c是光轴11a、11c与摄像元件4的摄像区域相交的位置。处于光轴11c上的被摄体200通过透镜1a、1c作为被摄体像201a、201c成像在摄像元件4的摄像区域上。由于透镜1a、1c的光轴11a、11c相互不同，所以如果从透镜1a、1c到被摄体200的距离变化，则被摄体像201a的位置在摄像元件4上在连结交点15a和交点15c的直线202上移动。将该现象称作“视差”。如果设被摄体像201a从交点15a的偏移量(以下称作“视差量”)为S、设光轴11a、11c间的距离为d、设被摄体距离(从透镜1c到被摄体200的距离)为A、设成像距离为f，则它们满足A/d＝f/S的关系。因而，只要求出视差S，就能够求出被摄体距离A。具体而言，将经由透镜1c得到的摄像图像作为基准图像，将经由透镜1a得到的摄像图像作为被比较图像，求出被比较图像内的被摄体像201a的位置相对于基准图像内的被摄体像201c的位置的偏移量(即视差量)S。为了求出视差量S，需要在被比较图像内探索对应于基准图像内的被摄体像201c的被摄体像201a(将其称作“立体匹配”)。在进行该立体匹配的情况下，如果图12B所示的直线202的方向与摄像元件4的像素的排列方向不一致，则在被比较图像内不能准确地特定被摄体像201a，不能准确地求出被摄体距离。或者，为了在被比较图像内探索被摄体像201a而需要较多的时间，运算时间变长。
如图11A所示，考虑使用具备配置为格点状的4个透镜的照相机模块，在由上面2个摄像区域4a、4c得到的2个摄像图像间进行立体匹配测量被摄体距离，并且，在由下面2个摄像区域4b、4d得到的2个摄像图像间进行立体匹配测定被摄体距离的情况。在这种情况下，如果连接光轴11a、11c的直线12a1的方向及/或连接光轴11b、11d的直线12a2的方向与像素41横向的排列方向(即X轴)不平行，则如上所述，被摄体距离的测量精度降低，另外运算时间变长。
因此，将透镜模块7相对于遮光块6、600旋转调节，以使直线12a1及直线12a2相对于X轴的平行度最合适。具体而言，如图11B所示，优选将光轴11a相对于光轴11c在Y轴方向的偏移量Dy1及光轴11b相对于光轴11d在Y轴方向的偏移量Dy2中的一方(更优选的是双方)设定为在Y轴方向上的像素41的配置间距以下。由此，在被摄体距离测量中能够得到在实用上没有问题的测量精度及运算时间。
在上述说明中，说明了在由上面两个摄像区域4a、4c得到的两个摄像图像间进行立体匹配，并且在由下面两个摄像区域4b、4d得到的两个摄像图像间进行立体匹配的情况，但本发明并不限于此。
例如，也可以在由右面两个摄像区域4a、4b得到的两个摄像图像间进行立体匹配，并且在由左面两个摄像区域4c、4d得到的两个摄像图像间进行立体匹配。在此情况下，优选将透镜模块7相对于遮光块6、600旋转调节，以使光轴11b相对于光轴11a在X轴方向的偏移量Dx1及光轴11d相对于光轴11c在X轴方向的偏移量Dx2中的一方(更优选的是双方)为在X轴方向上的像素41的配置间距以下。
或者，也可以仅用由上面两个摄像区域4a、4c得到的两个摄像图像测量被摄体距离，在此情况下，优选将偏移量Dy1设定为在Y轴方向上的像素41的配置间距以下。同样，也可以仅用由下面两个摄像区域4b、4d得到的两个摄像图像测量被摄体距离，在此情况下，优选将偏移量Dy2设定为在Y轴方向上的像素41的配置间距以下。进而，也可以仅用由右面两个摄像区域4a、4b得到的两个摄像图像测量被摄体距离，在此情况下，优选将偏移量Dx1设定为在X轴方向上的像素41的配置间距以下。同样，也可以仅用从左面两个摄像区域4c、4d得到的两个摄像图像测量被摄体距离，在此情况下，优选将偏移量Dx2设定为在X轴方向上的像素41的配置间距以下。
在上述实施方式中，以透镜阵列具有4个透镜的情况为例进行了说明，但在透镜阵列仅具有两个透镜的情况下，通过将连结两个透镜的光轴的方向如上述那样设定为与X轴或Y轴大致平行，能够得到与上述同样的效果。
此外，在透镜阵列具有5个以上的透镜的情况下，通过将其中的两个或4个透镜相对于摄像元件4配置以满足上述的条件，能够得到与上述同样的效果。为了提高被摄体距离的测量精度，优选选择在距离测量中使用的透镜，以使透镜的光轴间距离d变大。
为了提高测量精度及运算速度，优选在通过相同的波带光得到的两个摄像图像间进行立体匹配，但在通过不同的波带光得到的两个摄像图像间也能够进行立体匹配，也能够测量被摄体距离。
以上说明的实施方式，其意图都是为了使本发明的技术内容清楚，本发明并不仅限于这样的具体例进行的解释，在本发明的主旨和权利要求所述的范围内能够进行各种变更来实施，应该广义地解释本发明。
工业实用性
本发明的复眼方式的照相机模块的使用领域并没有特别限制，例如可以优选使用在小型、薄型且具备照相机功能的便携电话、数码相机、监视用照相机、车载相机等中。

Claims (11)

1.一种复眼方式的照相机模块，具备：一体地具有配置在一个平面上的多个透镜的透镜模块；多个摄像区域；滤光器阵列，配置在上述透镜模块与上述多个摄像区域之间，具有分别使特定波带的光透射的多个滤光器；以及遮光块，配置在上述透镜模块与上述多个摄像区域之间，具备形成有相互独立的多个开口的遮光壁，上述多个透镜、上述多个摄像区域、上述多个滤光器及上述多个开口一对一地对应，其特征在于，
第1滑动面设置在上述遮光块上；
在上述第1滑动面上滑动的第2滑动面设置在上述透镜模块上，以使上述透镜模块能够以相对于上述多个摄像区域垂直的轴为旋转中心轴相对于上述遮光块旋转。
2.如权利要求1所述的复眼方式的照相机模块，其特征在于，上述第1滑动面包括以上述旋转中心轴为中心轴的圆筒面的至少一部分，上述第2滑动面包括圆筒面的至少一部分。
3.如权利要求1所述的复眼方式的照相机模块，其特征在于，还具备限制上述透镜模块相对于上述遮光块的上述旋转的角度的机构。
4.如权利要求3所述的复眼方式的照相机模块，其特征在于，通过上述机构将上述透镜模块与上述遮光块固定。
5.如权利要求1所述的复眼方式的照相机模块，其特征在于，
沿相互正交的第1方向及第2方向将上述多个摄像区域的像素配置为矩阵状；
上述透镜模块具有以格点状配置的至少第1透镜～第4透镜；
连结上述第1透镜的光轴与上述第3透镜的光轴的方向以及连结上述第2透镜的光轴与上述第4透镜的光轴的方向，与上述第1方向大致平行；
连结上述第1透镜的光轴与上述第2透镜的光轴的方向以及连结上述第3透镜的光轴与上述第4透镜的光轴的方向，与上述第2方向大致平行；
上述第3透镜的光轴相对于上述第1透镜的光轴在上述第2方向的偏移量、以及上述第4透镜的光轴相对于上述第2透镜的光轴在上述第2方向的偏移量中的一方或双方，为在上述第2方向的上述像素的配置间距以下。
6.如权利要求1所述的复眼方式的照相机模块，其特征在于，
沿相互正交的第1方向及第2方向将上述多个摄像区域的像素配置为矩阵状；
上述透镜模块至少具有第1透镜及第2透镜；
连结上述第1透镜的光轴与上述第2透镜的光轴的方向与上述第1方向大致平行；
上述第2透镜的光轴相对于上述第1透镜的光轴在上述第2方向的偏移量为在上述第2方向的上述像素的配置间距以下。
7.一种复眼方式的照相机模块的制造方法，该复眼方式的照相机模块具备：一体地具有配置在一个平面上的多个透镜的透镜模块；多个摄像区域；滤光器阵列，配置在上述透镜模块与上述多个摄像区域之间，具有分别使特定波带的光透射的多个滤光器；以及遮光块，配置在上述透镜模块与上述多个摄像区域之间，具备形成有相互独立的多个开口的遮光壁，上述多个透镜、上述多个摄像区域、上述多个滤光器及上述多个开口一对一地对应，其特征在于，
使上述透镜模块以相对于上述多个摄像区域垂直的轴为旋转中心轴相对于上述遮光块旋转；
接着，将上述透镜模块与上述遮光块固定。
8.如权利要求7所述的复眼方式的照相机模块的制造方法，其特征在于，
上述照相机模块还具备限制上述透镜模块相对于上述遮光块的上述旋转的角度的机构；
使上述透镜模块在上述被限制的角度范围内相对于上述遮光块旋转。
9.如权利要求8所述的复眼方式的照相机模块的制造方法，其特征在于，通过上述机构进行上述透镜模块与上述遮光块的固定。
10.如权利要求7所述的复眼方式的照相机模块，其特征在于，
沿相互正交的第1方向及第2方向将上述多个摄像区域的像素配置为矩阵状；
上述透镜模块具有以格点状配置的至少第1透镜～第4透镜；
使上述透镜模块相对于上述遮光块旋转，以使得连结上述第1透镜的光轴与上述第3透镜的光轴的方向、以及连结上述第2透镜的光轴与上述第4透镜的光轴的方向，与上述第1方向大致平行，并且连结上述第1透镜的光轴与上述第2透镜的光轴的方向、以及连结上述第3透镜的光轴与上述第4透镜的光轴的方向，与上述第2方向大致平行，并且上述第3透镜的光轴相对于上述第1透镜的光轴在上述第2方向的偏移量、以及上述第4透镜的光轴相对于上述第2透镜的光轴在上述第2方向的偏移量中的一方或双方，为在上述第2方向的上述像素的配置间距以下。
11.如权利要求7所述的复眼方式的照相机模块，其特征在于，
沿相互正交的第1方向及第2方向将上述多个摄像区域的像素配置为矩阵状；
上述透镜模块至少具有第1透镜及第2透镜；
使上述透镜模块相对于上述遮光块旋转，以使得连结上述第1透镜的光轴与上述第2透镜的光轴的方向与上述第1方向大致平行，并且上述第2透镜的光轴相对于上述第1透镜的光轴在上述第2方向的偏移量为在上述第2方向的上述像素的配置间距以下。
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