JP2008211758A - 撮像モジュール、イメージセンサ用レンズの製造方法およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ系全体の薄型化が可能な撮像モジュール、このような撮像モジュールに適用するイメージセンサ用レンズの製造方法、およびこのような撮像モジュールを搭載したカメラを提供する。
【解決手段】撮像モジュール１は、入射光ＬＬを入射させる撮像用レンズ群２と、入射光ＬＬに対して光電変換を行なう受光素子部４および受光素子部４を保護する透明保護部材５を有するイメージセンサ３と、透明保護部材５に対向して配置されたイメージセンサ用レンズ１０とを備える。イメージセンサ用レンズ１０は、入射光ＬＬが入射する第１面１１に、光軸Ｌａｘを含む中心領域１１ｃと、中心領域１１ｃを囲んで輪帯状に配置された鋸歯状溝部１１ｇを有する輪帯領域１１ｂと、輪帯領域１１ｂを囲む平坦領域１１ｆとを備え、透明保護部材５に対向する第２面１２に、イメージセンサ３と嵌合する嵌合部１２ｄを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、イメージセンサを用いた撮像モジュール、撮像モジュールに適用するイメージセンサ用レンズの製造方法、撮像モジュールを搭載したカメラに関する。

カメラのデジタル化、小型化に伴い、ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）などを用いたイメージセンサを備える撮像モジュールが提供されている。また、電子機器へのカメラの搭載などに伴い、撮像モジュールに対する小型化の要求はさらに強くなっている。

このような要求に対応するために、レンズ系を光軸方向で薄型化するためにいわゆるフレネルレンズを結像用のレンズ系の途中に配置したレンズ系とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

図８は、フレネルレンズを用いた従来の結像光学系でのレンズ配置状態を示す説明図である。

図８は、特許文献１の図３に開示された結像光学系の概要を示す。絞り１００を通って結像光学系に入射した入射光ＬＬは、フレネルレンズとされたレンズ１０２、ガラス板１０５を通過してセンサ面１０４ｐに入射し結像が検出される。

レンズ１０２は、光軸を含む中心領域と中心領域の周囲を取り囲む少なくとも１つの帯状領域とに分割され、中心領域と少なくとも１つの帯状領域の間に段差（帯状の屈折部）を設けて、光学系に存在する非点収差、像面湾曲の補償を行なう形態としてある。

帯状の屈折部を設けたレンズ１０２を用いた結像光学系の場合では、レンズ１０２を配置する位置は、結像光学系全体から見て光軸方向での中ほどに配置される。このような結像光学系では、フレネルレンズのような輪帯状の表面を持つレンズ１０２を用いて非点収差補正を行なうことから、レンズ１０２に高いパワーを持たせることが難しく、結像光学系の中ほどに配置しても薄型化には向かないという問題がある。

つまり、薄型化を目指してフレネルレンズを適用した場合でも、単に帯状の屈折部のあるレンズ１０２を用いるだけでは薄型化を実現することは困難である。

また、薄型化、広角化を進めるほど、イメージセンサ（センサ面１０４ｐ）の近傍では、結像レンズ系から出射する角度が、配置されたレンズのコバなどの平坦部での法線に対して急角度となり、結果的にはイメージセンサへの入射角が大きくなるという弊害がある。この場合には、画面の高い像高の付近が暗くなりやすく画面の明るさを一定にすることが難しいという問題を生じる。

すなわち図８に示した形態のレンズ（フレネルレンズ）をイメージセンサの近くに単純に配置しただけでは、画面の明るさを一定に保持することが困難であるという弊害が発生する。

また、隣接して配置されたカラーフィルタを通過した入射光が他の受光部に入射しないようにするためにフレネルレンズを適用した技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２で開示された技術では、フレネルレンズは、マイクロレンズとイメージセンサ（受光部）との中間に配置してある。

特許文献２で開示されたフレネルレンズは、撮像レンズ系からの入射光の入射に対して作用するわけではないことから、このような技術を用いても薄型化への効果は期待できない。また、マイクロレンズとイメージセンサとの中間にレンズを配置して形成することは容易ではなく、薄型化を実現するために適用することは適当ではない。
ＷＯ ２００４／０７９４２６号明細書（第３図） 特開２００５−１１９６９号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、輪帯状に配置された鋸歯状溝部を有する輪帯領域とイメージセンサに嵌合する嵌合部とを備えたイメージセンサ用レンズを備えることにより、イメージセンサ用レンズが有する入射角補正機能を有効に機能させ、イメージセンサへのイメージセンサ用レンズの位置決めを高精度に行ない、撮像用レンズ系の設計自由度を向上させて、撮像用レンズ系全体の薄型化、広角化が可能な撮像モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、本発明に係る撮像モジュールに適用するイメージセンサ用レンズを透明樹脂シートで製造することにより、レンズ形状（中心領域、輪帯領域）および嵌合部を容易に形成でき、量産性良く安価にイメージセンサ用レンズを製造できるイメージセンサ用レンズの製造方法を提供することを他の目的とする。

本発明は、本発明に係る撮像モジュールを搭載することにより、薄型化、広角化が可能なカメラを提供することを他の目的とする。

本発明に係る撮像モジュールは、撮像用レンズ系と、光電変換を行なう受光素子部および該受光素子部を保護する透明保護部材を有するイメージセンサとを備える撮像モジュールであって、前記撮像用レンズ系は、前記透明保護部材に対向して配置されたイメージセンサ用レンズを備え、該イメージセンサ用レンズは、入射光が入射する第１面に、光軸を含む中心領域と、該中心領域を囲んで輪帯状に配置された鋸歯状溝部を有する輪帯領域と、該輪帯領域を囲む平坦領域とを備え、前記透明保護部材に対向する第２面に、前記透明保護部材と嵌合する嵌合部を備え、前記輪帯領域が形成された輪帯形成面と前記透明保護部材の入射面との距離は、該入射面と前記受光素子部の受光面との距離より小さくしてあることを特徴とする。

この構成により、イメージセンサへのイメージセンサ用レンズの位置決めを高精度に行なうことが可能となり、イメージセンサ用レンズから受光素子部の受光面までの角度変換量を決定するときの考慮要素のうちイメージセンサ用レンズでのレンズ厚さ誤差による位置ずれ要素を無視することができるので、イメージセンサに対するイメージセンサ用レンズの配置誤差の影響を小さくできる。また、イメージセンサを製造するプロセスに影響を与えずにイメージセンサ用レンズを撮像用レンズ系に組み込むことができ、メージセンサ用レンズが有する入射角補正機能を有効に機能させ、撮像用レンズ系の設計自由度を向上させることができることから、撮像用レンズ系全体の薄型化、広角化が可能な撮像モジュールとすることができる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記受光素子部は、前記受光面に配置され入射光を検出する受光検出領域と、前記受光面に対応して形成されたマイクロレンズ配置面に配置され入射光を前記受光検出領域に集光するマイクロレンズと、該マイクロレンズへの入射光を前記受光検出領域に導光する受光検出用導光部とを備え、前記撮像用レンズ系が有する最大の画角で入射し前記輪帯領域へ到達した入射光の前記平坦領域の法線に対する入射角θと、前記受光検出用導光部の導光長および導光幅で画定される導光角度φとは、入射角θ＞導光角度φの関係を有するように設定してあることを特徴とする。

この構成により、撮像用レンズ系が有する最大の画角で入射した入射光に対して最も厳しい条件の領域での入射角を緩和することとなり、結果としてイメージセンサ用レンズの配置誤差を抑制する効果を最も大きくしてマイクロレンズによる入射光の蹴られの影響も抑制することができるので、マイクロレンズに対して入射光を有効に入射させて入射光量を大きくし、マイクロレンズの作用を有効に発揮させることが可能となる。したがって、メージセンサ用レンズが有する入射角補正機能をより有効に機能させることができるので、撮像用レンズ系の設計自由度をさらに向上させることができ、撮像用レンズ系全体のさらなる薄型化、広角化が可能な撮像モジュールとすることができる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記嵌合部は、前記透明保護部材と嵌合する凹状としてあることを特徴とする。

この構成により、イメージセンサ用レンズを高精度で透明保護部材に正対して当接させることが可能となるので、イメージセンサ用レンズの位置決めを容易に行なうことができ、また、イメージセンサ用レンズにより透明保護部材の表面を封止して透明保護部材の表面への塵埃の侵入を防止できることから、優れた防塵特性を有する撮像モジュールを生産性良く製造することが可能となる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記嵌合部は、前記透明保護部材の端部に外接する円形としてあることを特徴とする。

この構成により、嵌合部を輪帯領域と同心円状に形成することが可能となるので、イメージセンサ用レンズをより高精度に透明保護部材に位置決めすることができる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記嵌合部の外周端は、前記輪帯領域の外周端の内側に配置してあることを特徴とする。

この構成により、輪帯領域の外周端に近い周辺部で大きくなる塵埃の影響を光学的に排除することができ、また、嵌合部により透明保護部材の表面を確実に密閉することができることから、透明保護部材に対する防塵対策としての封止機能をイメージセンサ用レンズに持たせることが可能となる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記第２面での前記嵌合部の周辺の外側領域は、黒色化してあることを特徴とする。

この構成により、透明保護部材に対応する領域外への入射光は、黒色化された外側領域で吸光されることからイメージセンサ用レンズに遮光機能を持たせることができる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記外側領域は、前記透明保護部材を凸状態として保持する凹状保持部に黒色接着剤で接着してあることを特徴とする。

この構成により、イメージセンサ用レンズとイメージセンサを組み立てる際に同時にイメージセンサ用レンズの外側領域を黒色化することができることから、生産性良くイメージセンサ用レンズに遮光機能を持たせることが可能となる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記嵌合部は、前記透明保護部材を凹状態として保持する凸状保持部と嵌合する凸状としてあることを特徴とする。

この構成により、イメージセンサ用レンズを高精度で透明保護部材に正対して当接させることが可能となるので、イメージセンサ用レンズの位置決めを容易に行なうことができ、また、イメージセンサ用レンズにより透明保護部材の表面を封止して透明保護部材の表面への塵埃の侵入を防止できることから、優れた防塵特性を有する撮像モジュールを生産性良く製造することが可能となる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記嵌合部は、前記透明保護部材と整合する外周形状としてあることを特徴とする。

この構成により、嵌合部を透明保護部材と高精度に正対させることが可能となるので、イメージセンサ用レンズの位置決めと固定を容易に行なうことができる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記第２面での前記嵌合部の周辺の外側領域は、黒色化してあることを特徴とする。

この構成により、透明保護部材に対応する領域外への入射光は、黒色化された外側領域で吸光されることからイメージセンサ用レンズに遮光機能を持たせることができる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記外側領域は、前記凸状保持部に黒色接着剤で接着してあることを特徴とする。

この構成により、イメージセンサ用レンズとイメージセンサを組み立てる際に同時にイメージセンサ用レンズの外側領域を黒色化することができることから、生産性良くイメージセンサ用レンズに遮光機能を持たせることが可能となる。

また、本発明に係る撮像モジュールでは、前記イメージセンサ用レンズは、透明樹脂シートを加工して形成してあることを特徴とする。

この構成により、生産性の良いイメージセンサ用レンズとできることから、生産性良く安価な撮像モジュールを製造することが可能となる。

また、本発明に係るイメージセンサ用レンズの製造方法は、光電変換を行なう受光素子部および該受光素子部を保護する透明保護部材を有するイメージセンサを備える撮像モジュールに適用され、前記透明保護部材に対向して配置されるイメージセンサ用レンズの製造方法であって、透明樹脂シートを準備するシート準備工程と、前記透明樹脂シートの第１面に、光軸を含む中心領域と、該中心領域を囲んで輪帯状に配置された鋸歯状溝部を有する輪帯領域と、該輪帯領域を囲む平坦領域とを形成するレンズ形成工程と、前記第１面に対向する前記透明樹脂シートの第２面に、前記イメージセンサと嵌合する嵌合部を形成する嵌合部形成工程とを備えることを特徴とする。

この構成により、透明樹脂シートを介して相対的に位置決めしながら両面形成することから、レンズ形状および嵌合部を容易に形成できるので、イメージセンサ用レンズを量産性良く安価に製造することが可能となる。

また、本発明に係るカメラは、撮像用レンズ系と、光電変換を行なう受光素子部および該受光素子部を保護する透明保護部材を有するイメージセンサと、前記透明保護部材に対向して配置されたイメージセンサ用レンズとを備える撮像モジュールを搭載したカメラであって、前記撮像モジュールは、本発明に係る撮像モジュールであることを特徴とする。

この構成により、薄型化、広角化が可能で有効な入射角補正機能を有する撮像モジュールを搭載することから、薄型化が可能なカメラとすることができる。

本発明に係る撮像モジュールによれば、撮像用レンズ系と、光電変換を行なう受光素子部および受光素子部を保護する透明保護部材を有するイメージセンサとを備える撮像モジュールであって、撮像用レンズ系は、透明保護部材に対向して配置されたイメージセンサ用レンズを備え、イメージセンサ用レンズは、入射光が入射する第１面に、光軸を含む中心領域と、中心領域を囲んで輪帯状に配置された鋸歯状溝部を有する輪帯領域と、輪帯領域を囲む平坦領域とを備え、透明保護部材に対向する第２面に、透明保護部材と嵌合する嵌合部を備え、輪帯領域が形成された輪帯形成面と透明保護部材の入射面との距離は、入射面と受光素子部の受光面との距離より小さくしてあることから、イメージセンサに対するイメージセンサ用レンズの配置誤差の影響を小さくでき、また、メージセンサ用レンズが有する入射角補正機能を有効に機能させ、撮像用レンズ系の設計自由度を向上させることができることから、撮像用レンズ系全体の薄型化、広角化が可能となるという効果を奏する。

また、本発明に係るイメージセンサ用レンズの製造方法によれば、透明樹脂シートを適用して、第１面に光軸を含む中心領域と、該中心領域を囲んで輪帯状に配置された鋸歯状溝部を有する輪帯領域と、該輪帯領域を囲む平坦領域とを形成するレンズ形成工程と、第２面にイメージセンサと嵌合する嵌合部を形成する嵌合部形成工程とを備えることから、レンズ形状および嵌合部を容易に形成でき、イメージセンサ用レンズを量産性良く安価に製造することが可能となるという効果を奏する。

本発明に係るカメラによれば、薄型化、広角化が可能で有効な入射角補正機能を有する本発明に係る撮像モジュールを搭載することから、撮像用レンズ系の設計が容易で小型化、広角化が可能となるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１および図２に基づいて、本発明の実施の形態１に係る撮像モジュールについて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る撮像モジュールの概略構成を示す構成図である。図２は、図１に示した撮像モジュールによる効果を説明する説明図であり、（Ａ）は図１に示した撮像モジュールによる撮像状態（画像）を示し、（Ｂ）は比較のために従来技術による撮像状態（画像）を示す。

本実施の形態に係る撮像モジュール１は、撮像用の入射光ＬＬを入射させる撮像用レンズ群２と、受光した入射光ＬＬに対して光電変換を行なう受光素子部４および受光素子部４を保護する透明保護部材５を有するイメージセンサ３と、透明保護部材５に対向して配置されたイメージセンサ用レンズ１０とを備える。撮像用レンズ群２およびイメージセンサ用レンズ１０は、被写体からの入射光ＬＬを受光素子部４へ導光して結像する撮像用レンズ系（結像用レンズ系）を構成する。

イメージセンサ用レンズ１０は、入射光ＬＬが入射する第１面１１に、光軸Ｌａｘを含む中心領域１１ｃと、中心領域１１ｃを囲んで輪帯状に配置された鋸歯状溝部１１ｇを有する輪帯領域１１ｂと、輪帯領域１１ｂを囲む平坦領域１１ｆとを備え、透明保護部材５に対向する第２面１２に、イメージセンサ３と嵌合する嵌合部１２ｄを備える。

イメージセンサ３では、ＣＣＤなどで構成される受光素子部４は基板６に配置してある。基板６には、透明保護部材５をイメージセンサ３から突出させて凸状態として保持する凹状保持部５ｂが配置してある。凹状保持部５ｂは、例えば樹脂モールドにより形成してある。嵌合部１２ｄは、第２面１２を凹状として形成してあることから、対向する透明保護部材５（凹状保持部５ｂ）に対して嵌合することができる。

つまり、イメージセンサ用レンズ１０を高精度で透明保護部材５ｂに正対して当接させることが可能となるので、イメージセンサ用レンズ１０の位置決めを容易に行なうことができ、また、イメージセンサ用レンズ１０により透明保護部材５ｂの表面を封止して透明保護部材５ｂの表面への塵埃の侵入を防止できることから、優れた防塵特性を有する撮像モジュール１を生産性良く製造することが可能となる。

撮像レンズ群２を介して入射された入射光ＬＬは、入射角θでイメージセンサ用レンズ１０に入射し、イメージセンサ用レンズ１０で屈折された後、入射角θｍでイメージセンサ３（受光素子部４）へ導光される。なお、入射角θ、入射角θｍは、いずれも法線Ａｘを基準にして規定される。法線Ａｘは、平坦領域１１ｆ（受光素子部４の表面）に対する垂直方向（光軸Ｌａｘ方向）で規定される。

光軸Ｌａｘ方向で撮像モジュール１を短くして小型化、薄型化すると、画像の周辺に対応する外周領域では、イメージセンサ３へ導光された入射光ＬＬの入射角θｍが大きくなり、受光素子部４が表面に有するマイクロレンズ１５（図３Ｅ参照）の作用を十分に発揮させることができない恐れがある。

本実施の形態に係るイメージセンサ用レンズ１０を配置しないなど、何ら対策を講じない場合は、大きな入射角θｍに対してマイクロレンズ１５が有効に機能することができないことから、撮像状態（画像ＩＭｐ）は、例えば図２（Ｂ）に示すように画像の周辺（４隅画像ＩＭｐｃ）で画質が劣化することとなる。

本実施の形態では、イメージセンサ３に対してイメージセンサ用レンズ１０を対向して配置してあることから、入射光Ｌｅｄの方向は、イメージセンサ用レンズ１０（輪帯領域１１ｂ）で法線Ａｘの方向に屈折される。つまり、輪帯領域１１ｂに対応する外周領域での入射角θｍを小さくすることが可能となる。

したがって、画像の周辺に対応する外周領域では、イメージセンサ３のマイクロレンズ１５に対する入射角θｍを緩和させることが可能となり、撮像状態（画像ＩＭｉ）は、図２（Ａ）に示すように画像の周辺（４隅）でも画質が劣化を生じることはない。つまり、入射光ＬＬのイメージセンサ３への入射角θｍを緩和してマイクロレンズ１５に入射光ＬＬを入射させて入射光量を大きくすることから、マイクロレンズ１５の作用（集光作用）を有効に発揮させることが可能となる。

図３Ａないし図３Ｅに基づいて、本発明の実施の形態１に係る撮像モジュール１に適用したイメージセンサ３およびイメージセンサ用レンズ１０についてさらに詳細を説明する。なお、基本構成は図１に示したとおりであるので、適宜符号を援用し、また説明を省略することがある。

図３Ａは、図１に示したイメージセンサに嵌合させたイメージセンサ用レンズの平面図である。図３Ｂは、図３Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面の端面図である。図３Ｃは、図３Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面の端面図である。図３Ｄは、図１に示したイメージセンサとイメージセンサ用レンズの組み立て状態を説明する説明図である。図３Ｅは、図１に示したイメージセンサが有する受光素子部のマイクロレンズを含む細部構造の断面を拡大して示す拡大断面図である。なお、図面の見易さを考慮して、断面でのハッチングは省略してある。

イメージセンサ用レンズ１０は、上述したとおり、第１面１１に、光軸Ｌａｘ（レンズ中心Ｏｃ）を中心として含む中心領域１１ｃ、中心領域１１ｃを囲んで輪帯状に配置された鋸歯状溝部１１ｇを有する輪帯領域１１ｂ、外周領域に輪帯領域１１ｂを囲む平坦領域１１ｆを備える。また、輪帯領域１１ｂと平坦領域１１ｆとの境界は、輪帯領域１１ｂの外周端１１ｂｅを構成する。

イメージセンサ用レンズ１０の中心領域１１ｃおよび輪帯領域１１ｂは、薄型の光路変換素子として機能し、光軸Ｌａｘ方向の厚さ増加への影響を最小限にして入射光ＬＬの入射角θ、つまり入射光θｍの緩和を行なうことができる。

また、イメージセンサ用レンズ１０は、焦点距離を短くすることなどの精度面で実現の難しい構造とする必要もなく、所望の角度変化（入射角θ、θｍの緩和）を得るだけの機能に絞って形成することができる。つまり、イメージセンサ用レンズ１０は、中心領域１１ｃを囲む周囲に輪帯領域１１ｂを有することから、入射角緩和機能を実現することができる。

さらに、イメージセンサ用レンズ１０による入射角緩和機能を確実に実現するには、イメージセンサ３および撮像用レンズ群２に対するイメージセンサ用レンズ１０の位置関係の精度管理が重要である。

イメージセンサ用レンズ１０は、上述したとおり、第２面１２に、イメージセンサ３（透明保護部材５）と嵌合する嵌合部１２ｄを備える。嵌合部１２ｄは、凹状としてあることから、矢符Ｐｒで示す方向で、凹状保持部５ｂから突出した状態で凹状保持部５ｂに保持される透明保護部材５と嵌合させることにより、イメージセンサ用レンズ１０をイメージセンサ３に自己整合的に位置決めして取り付けることが可能となる（図３Ｄ）。なお、嵌合部１２ｄは、予めイメージセンサ用レンズ１０の第２面１２に、光軸Ｌａｘに中心（対角線の交差点）を整合させて形成しておくことが可能である。

嵌合部１２ｄは透明保護部材５に嵌合することから、イメージセンサ用レンズ１０を自己整合的に透明保護部材５（受光素子部４）に対して位置決めすることが可能となり、イメージセンサ３に対してイメージセンサ用レンズ１０を高精度に位置決めすることができる。

また、イメージセンサ用レンズ１０の中心領域１１ｃおよび輪帯領域１１ｂの光路変換素子としての入射角緩和機能を確実に実現するには、光軸Ｌａｘに垂直な面内方向の誤差影響も低減することも重要である。

したがって、本実施の形態では、輪帯領域１１ｂが形成された輪帯形成面１１ｐ（一般的には、平坦領域１１ｆの平坦面に対応する。具体的には、鋸歯状溝部１１ｇが構成する三角形の底辺に対応する。）と透明保護部材５の入射光ＬＬ側の表面である入射面５ｐとの距離Ｄ１を、透明保護部材５の入射面５ｐと受光素子部４の受光面４ｐとの距離Ｄ２よりも十分に小さくしてある（図３Ｂ、図３Ｃ参照）。

この構成により、輪帯形成面１１ｐと入射面５ｐとの距離Ｄ１の部分での光路誤差によるイメージセンサ用レンズ１０の位置決め誤差の発生を抑制することが可能となる。つまり、イメージセンサ用レンズから受光素子部の受光面までの角度変換量を決定するときの考慮要素のうちイメージセンサ用レンズでのレンズ厚さ誤差による位置ずれ要素を無視することができるので、イメージセンサに対するイメージセンサ用レンズの配置誤差の影響を小さくできる。

本実施の形態では、輪帯領域１１ｂの輪帯形成面１１ｐから透明保護部材５の入射面５ｐまでの距離Ｄ１は例えば０．０５ｍｍとしてある。また、入射面５ｐから受光素子部４の受光面４ｐまでの距離Ｄ２は０．６ｍｍとしてある。つまり、距離Ｄ１＜＜距離Ｄ２の関係を持たせてある。

したがって、次に示すようなシフト抑制効果が得られる。シフト抑制はマイクロレンズ１５に対する入射光ＬＬを調整するうえで重要である。

距離Ｄ１（輪帯形成面１１ｐと入射面５ｐとの間でのイメージセンサ用レンズ１０の厚み）でのレンズの屈折効果（イメージセンサ用レンズ１０の屈折率ｎ＝１．５）によって入射光ＬＬは、面内方向でシフト量ΔＳのシフトを生じる。

シフト量ΔＳは、誤差割合ｅｒを考慮して次に示す式１で定義される。

ΔＳ＝Ｄ１×（ｔａｎ（θｍ）−ｔａｎ（ａｓｉｎ（ｓｉｎ（θｍ）／ｎ）））×ｅｒ・・・（式１）
式１での誤差割合ｅｒを１０％とした場合、シフト量ΔＳは０．６μｍとなり、入射面５ｐから受光面４ｐまでの距離Ｄ２（０．６ｍｍ）の１０００分の１であることから、イメージセンサ用レンズ１０の光路変換性能に対する影響はほとんど無視でき、イメージセンサ用レンズ１０の配置誤差緩和につながる。

本実施の形態では、嵌合部１２ｄを備えることにより、イメージセンサ用レンズ１０を高精度で透明保護部材５に正対して当接させることが可能となるので、イメージセンサ用レンズ１０の位置決めを容易に行なうことができ、配置誤差の影響を低減できる。また、イメージセンサ用レンズ１０により透明保護部材５の表面を封止して透明保護部材５の表面への塵埃の侵入を防止できることから、優れた防塵特性を有する撮像モジュール１を生産性良く製造することが可能となる。

マイクロレンズ１５の位置をイメージセンサ３の透明保護部材５に対して位置決めすることにより、位置決め誤差をさらに緩和することができる。

この構成により、イメージセンサ用レンズ１０が有する入射角補正機能をより有効に機能させることが可能となり、撮像レンズ系の薄型化、広角化が可能な撮像モジュール１とすることができる。

受光素子部４は、受光面４ｐに配置され入射光ＬＬを検出する受光検出領域４ｄと、受光面４ｐに対応して形成されたマイクロレンズ配置面１５ｐに配置され入射光ＬＬを受光検出領域４ｄに集光するマイクロレンズ１５と、マイクロレンズ１５への入射光ＬＬを受光検出領域４ｄに導光する受光検出用導光部１５ｒと備える（図３Ｅ参照）。また、受光検出用導光部１５ｒ（マイクロレンズ１５）相互間には、入射光ＬＬを相互に遮光する遮光部４ｓが形成してある。

マイクロレンズ１５に入射した入射光ＬＬを受光素子部４の受光検出領域４ｄに精度良く導光するために受光検出領域４ｄとマイクロレンズ１５との間には、受光検出用導光部１５ｒが配置される。つまり、マイクロレンズ配置面１５ｐと受光面４ｐとの間で、受光検出用導光部１５ｒは、導光長Ｄｒ（マイクロレンズ配置面１５ｐと受光面４ｐとの距離）および導光幅Ｗｒ（遮光部４ｓで画定される受光検出用導光部１５ｒの幅）を有する。なお、導光幅Ｗｒとしては、効果を最大にできる状態であることを考慮して受光検出用導光部１５ｒでの最大値を対象とする。

撮像用レンズ群２（撮像用レンズ系）が有する最大の画角で入射した入射光ＬＬが輪帯領域１１ｂに到達する位置（最大画角入射時到達位置１１ｂｔ。図３Ｃ参照）での、望ましい条件について説明する。

本実施の形態では、撮像用レンズ系が有する最大の画角で入射し輪帯領域１１ｂ（最大画角入射時到達位置１１ｂｔ）へ到達した入射光ＬＬの平坦領域１１ｆの法線Ａｘに対する入射光ＬＬの入射角θと、受光検出用導光部１５ｒの導光長Ｄｒおよび導光幅Ｗｒで画定される導光角度φとは、入射角θ＞導光角度φの関係（ただし、入射角θ＜９０度とする。）を有するように設定してある。なお、導光角度φは、次に示す式２で定義することが可能である。

φ＝ｔａｎ^-1（Ｗｒ／２Ｄｒ）・・・（式２）
本実施の形態では、マイクロレンズ１５の外径は、例えば２μｍから３μｍ程度、高さは０．５μｍから１μｍ程度として設定し、凸レンズ状のものを適用した。したがって、導光幅Ｗｒは、３μｍとすることが可能である。また、導光長Ｄｒを４μｍとした場合、導光角度φは、式２により約２０度となる。

したがって、導光角度φが約２０度であることから、入射角θを約２０度以上となるように、イメージセンサ用レンズ１０を設定することとなる。

入射角θが導光角度φより大きくなるようにイメージセンサ用レンズ１０を配置する理由について、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、および図３Ｅに基づいてさらに説明する。

同一の撮像用レンズ群２からの入射光ＬＬであっても、例えば、図３Ｂの場合では、イメージセンサ３の端部はレンズ中心Ｏｃ（光軸Ｌａｘ。図３Ｂでは図示を省略。）からの距離が図３Ｃの場合に比較して短い状態となっている。したがって、対応する入射角θ１は例えば２０度（上述した導光角度φ＝２０度の場合）より小さい。また、図３Ｃの場合では、イメージセンサ３の端部はレンズ中心Ｏｃ（光軸Ｌａｘ。図３Ｃでは図示を省略。）からの距離が図３Ｂの場合に比較して長い状態となっていることから、入射角θ２は例えば２０度（上述した導光角度φ＝２０度の場合）より大きい状態を想定することができる。

図３Ｂと図３Ｃの比較からわかるように、撮像用レンズ群２が有する最大の画角で入射した入射光ＬＬがイメージセンサ用レンズ１０の輪帯領域１１ｂに到達する位置（最大画角入射時到達位置１１ｂｔ）に対応するイメージセンサ用レンズ１０での入射角θは、イメージセンサ用レンズ１０の半径方向で、イメージセンサ用レンズ１０への入射光ＬＬの到達位置がレンズ中心Ｏｃ（光軸Ｌａｘ）から離れるにしたがって大きくなる。

例えば、イメージセンサ３（受光素子部４）の対角線の端部、すなわち４隅位置で最大である。つまり、同一の撮像用レンズ群２からの入射光ＬＬであっても、イメージセンサ用レンズ１０に対する入射角θは、透明保護部材５に対応するイメージセンサ３の位置によってそれぞれ異なる。

仮にイメージセンサ用レンズ１０の輪帯領域１１ｂが存在しない（鋸歯状溝部１１ｇによる屈折効果による入射角緩和作用が生じない）とした場合、図３Ｂで示したイメージセンサ３の位置では、入射光θ１が２０度（上述した導光角度φ＝２０度の場合）より小さいことから撮像した画像に悪影響を与えない場合であっても、図３Ｃで示したイメージセンサ３の位置では、入射光θ２が２０度（上述した導光角度φ＝２０度の場合）より大きいことから撮像した画像に悪影響を与えることがある。つまり、受光素子部４の対角線方向（図３Ｃ）の端部（４隅）でイメージセンサ３への入射角θが最も大きくなり、撮像した画像に悪影響を与えることがある。

イメージセンサ用レンズ１０の平坦領域１１ｆの法線Ａｘ方向を基準として入射角θおよび導光角度φを規定し、入射角θに対して導光角度φを境界的に規定して、入射角θが導光角度φより大きい場合および入射角θが導光角度φより小さい場合として区別する理由は、次のとおりである。

イメージセンサ用レンズ１０への入射角θが導光角度φを超えると受光素子部４が備えるマイクロレンズ１５に対する入射光ＬＬの整合性などが不十分となることから、撮像用レンズ群２の設計が難しくなる。

しかし、入射角θが導光角度φを超えて撮像用レンズ群２の設計が困難となる場合でも、輪帯状の鋸歯状溝部１１ｇで構成した輪帯領域１１ｂを設けることにより受光素子部４にあるマイクロレンズ１５に対する実質的な入射角を抑制することが可能となる。

つまり、撮像用レンズ群２（撮像用レンズ系）に最大の画角で入射した入射光ＬＬが輪帯領域１１ｂに到達する位置（最大画角入射時到達位置１１ｂｔ）での入射光ＬＬの平坦領域１１ｆの法線Ａｘに対する入射角θが、導光角度φを超えるイメージセンサ用レンズ１０の面内位置に輪帯領域１１ｂを設定することにより、輪帯領域１１ｂでの鋸歯状溝部１１ｇによる屈折効果に基づいてイメージセンサ３への入射角緩和効果を最も有効に発揮させることが可能となる。

例えば図３Ｅで示す形状のマイクロレンズ１５の場合、イメージセンサ用レンズ１０がない状態では、イメージセンサ３（受光素子部４）への入射角θが２０度（上述した導光角度φ＝２０度の場合）を超えると、結果としてマイクロレンズ１５の湾曲した表面では入射角が４５度程度（大きい場合には６０度近く）の大きな値となり、マイクロレンズ配置面１５ｐでの反射率が急増し始め、透過率の偏光依存性も強くなることに加えて、マイクロレンズ１５での屈折光が受光面４ｐに到達しないという現象も生じる。この現象に伴い、マイクロレンズが本来有する受光素子部４（の受光領域）への導光機能は、低下することとなる。

また、イメージセンサ用レンズ１０の裏面（嵌合部１２ｄ。透明保護部材５の入射面５ｐ）から受光素子部４の表面（マイクロレンズ１５）までの間隔（距離Ｄ２）は、例えば０．３ｍｍから０．６ｍｍ程度としてある。この程度の間隔でイメージセンサ用レンズ１０による角度補正効果を奏させるには、イメージセンサ用レンズ１０のレンズ厚さを増さずに強いレンズパワーで光路変換する機能を高めるような形状とすることが望ましい。つまり、本実施の形態でのイメージセンサ用レンズ１０のような形状に設定されたレンズを配置することがマイクロレンズ１５への入射角θｍをより小さくすることにつながる。

上述したとおり、入射角θが受光検出用導光部１５ｒの導光長Ｄｒおよび導光幅Ｗｒで画定される導光角度φより大きくなる位置にイメージセンサ用レンズ１０の輪帯領域１１ｂ（最大画角入射時到達位置１１ｂｔ）を配置することが、撮像モジュール１（撮像レンズ系）の薄型化をはかった上で、最も効果的にイメージセンサ３への入射角θを緩和するために重要である。

つまり、結果として、イメージセンサ用レンズ１０によって入射角緩和効果が施された入射光ＬＬ（撮像レンズ系が有する最大画角で入射した入射光ＬＬ）をイメージセンサ３に対して入射することが可能となることから、撮像モジュール１の撮像レンズ系（撮像用レンズ群２とイメージセンサ用レンズ１０で構成される）全体に対して薄型化への設計自由度を向上させることとなり、撮像レンズ系全体の薄型化を効果的に行なうことが可能となる。

上述したとおり、本実施の形態によれば、イメージセンサ３を製造するプロセスに影響を与えずにイメージセンサ用レンズ１０を撮像用レンズ系に組み込むことができ、メージセンサ用レンズ１０が有する入射角補正機能を有効に機能させ、撮像用レンズ系の設計自由度を向上させることができることから、撮像用レンズ系全体の薄型化、広角化が可能な撮像モジュール１とすることができる。

また、撮像用レンズ系が有する最大の画角で入射した入射光に対して最も厳しい条件の領域（例えば対角線上にある４隅）での入射角を緩和することとなり、結果としてイメージセンサ用レンズの配置誤差を抑制する効果を最も大きくしてマイクロレンズによる入射光の蹴られの影響も抑制することができるので、マイクロレンズに対して入射光を有効に入射させ、マイクロレンズの作用を有効に発揮させることが可能となる。

したがって、メージセンサ用レンズが有する入射角補正機能をより有効に機能させることができるので、撮像用レンズ系の設計自由度をさらに向上させることができ、撮像用レンズ系全体のさらなる薄型化、広角化が可能な撮像モジュールとすることができる。

＜実施の形態２＞
図４Ａないし図４Ｄに基づいて、実施の形態１に係る撮像モジュール１に適用されるイメージセンサ用レンズ１０の製造方法を本発明の実施の形態２に係るイメージセンサ用レンズの製造方法として説明する。なお、イメージセンサ用レンズ１０の基本構成は実施の形態１に示したとおりであるので、適宜符号を援用し、また説明を省略することがある。

図４Ａは、本発明の実施の形態２に係るイメージセンサ用レンズの製造方法で製造したイメージセンサ用レンズの平面図である。図４Ｂは、図４Ａに示したイメージセンサ用レンズの底面図である。図４Ｃは、図４Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面の端面図である。図４Ｄは、図４Ａに示したイメージセンサ用レンズを同時に複数製造する過程での平面状態を示す平面図である。なお、図面の見易さを考慮して、断面でのハッチングは省略してある。

本実施の形態に係るイメージセンサ用レンズ１０の製造方法は、光電変換を行なう受光素子部４および受光素子部４を保護する透明保護部材５を有するイメージセンサ３を備える撮像モジュール１に適用され、透明保護部材５に対向して配置されるイメージセンサ用レンズ１０の製造方法に関する。

イメージセンサ用レンズ１０は、透明樹脂シート２０を加工して形成する。具体的には、以下の工程で製造する。平板状の透明樹脂シート２０を準備するシート準備工程と、透明樹脂シート２０の第１面１１に、光軸Ｌａｘ（ここでは不図示）を含む中心領域１１ｃと、中心領域１１ｃを囲んで輪帯状に配置された鋸歯状溝部１１ｇを有する輪帯領域１１ｂと、輪帯領域１１ｂを囲む平坦領域１１ｆとを形成するレンズ形成工程と、第１面１１に対向する透明樹脂シート２０の第２面１２に、イメージセンサ３と嵌合する嵌合部１２ｄを形成する嵌合部形成工程とを備える。

なお、第１面１１に対する加工工程（レンズ形成工程）と、第２面１２に対する加工工程（嵌合部形成工程）は、例えば透明樹脂シート２０に対して両面から金型によるプレス加工するなどの加工方法を適用して同時に行なうことも可能である。

この構成により、透明樹脂シート２０を適用してイメージセンサ用レンズ１０を形成することから、レンズ形状（中心領域１１ｃ、輪帯領域１１ｂ、平坦領域１１ｆ）および嵌合部１２ｄを容易に形成できるので、イメージセンサ用レンズ１０を量産性良く安価に製造することが可能となる。つまり、透明樹脂シート２０を介して相対的に位置決めしながら両面に加工を施すことから、高精度に位置合わせしたレンズ形状および嵌合部１２ｄを容易に形成できるので、イメージセンサ用レンズ１０を量産性良く安価に製造することが可能となる。

なお、レンズ形成工程および嵌合部形成工程は、例えば透明樹脂シート２０として感光性樹脂（例えばアクリル）に無機粒子（例えばシリカ）を分散させた複合樹脂材料で構成することにより光インプリント技術を適用して行なうことができる。

また、シート（平板状）であることから、複数のイメージセンサ用レンズ１０を透明樹脂シート２０の表面に併せて同時に形成することが可能となる。透明樹脂シート２０に複数のイメージセンサ用レンズ１０を併せて形成した場合には、個々のイメージセンサ用レンズ１０に分離するレンズ分離工程が必要となる。この構成によれば、生産性の良いイメージセンサ用レンズ１０とできることから、生産性良く安価な撮像モジュール１を製造することが可能となる。

＜実施の形態３＞
図５Ａないし図５Ｄに基づいて、実施の形態１に係る撮像モジュール１に適用されるイメージセンサ用レンズ１０の変形例を本発明の実施の形態３に係るイメージセンサ用レンズ１０として説明する。なお、イメージセンサ用レンズ１０の基本構成は実施の形態１、実施の形態２に示したとおりであるので、適宜符号を援用し、また説明を省略することがある。

図５Ａは、本発明の実施の形態３に係るイメージセンサ用レンズの平面図である。図５Ｂは、図５Ａに示したイメージセンサ用レンズの底面図である。図５Ｃは、図５Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面の端面図である。図５Ｄは、透明保護部材と図５Ａに示したイメージセンサ用レンズの嵌合部との関連を説明する説明図である。なお、図面の見易さを考慮して、断面でのハッチングは省略してある。

実施の形態１、実施の形態２の場合での嵌合部１２ｄと異なり、本実施の形態に係るイメージセンサ用レンズ１０では、嵌合部１２ｄは、透明保護部材５の端部に外接する円形としてある。つまり、嵌合部１２ｄの直径Ｒは、透明保護部材５の対角線の長さＬとほぼ同一としてあり、相互に嵌合できる関係を有する。

この構成により、嵌合部１２ｄを輪帯領域１１ｂと同心円状に形成することが可能となるので、嵌合部１２ｄの中心とイメージセンサ用レンズ１０（中心領域１１ｃ、輪帯領域１１ｂ）のレンズ中心Ｏｃ（光軸Ｌａｘ）とを極めて容易に一致させることができ、高精度の位置関係を持たせることが可能となる。したがって、イメージセンサ用レンズ１０をより高精度に透明保護部材５に位置決めすることができる。

＜実施の形態４＞
実施の形態１に係る撮像モジュール１に適用されるイメージセンサ用レンズ１０の変形例を本発明の実施の形態４に係るイメージセンサ用レンズ１０として説明する。なお、イメージセンサ用レンズ１０の基本構成は実施の形態１ないし実施の形態３に示したとおりであるので、適宜符号を援用し、また説明を省略することがある。

本実施の形態に係るイメージセンサ用レンズ１０では、光軸Ｌａｘからの半径方向で輪帯領域１１ｂの外周端１１ｂｅを嵌合部１２ｄの外周端１２ｄｔより外側に配置してある（図３Ｄ、図５Ｃ参照。）。

イメージセンサ用レンズ１０の輪帯領域１１ｂの外周端１１ｂｅでは、フレネルレンズ形成の原理から鋸歯状溝部１１ｇの大きさ（高さ）が小さくなり、影響を受ける塵埃のサイズが相対的に小さくなってくる。つまり、輪帯領域１１ｂでは、外周端１１ｂｅに近い周辺部の方が塵埃の影響を受けやすくなる。

したがって、嵌合部１２ｄの外周端１２ｄｔを輪帯領域１１ｂの外周端１１ｂｅの内側に配置することにより、微細な塵埃の影響を光学的に除去することが可能となる。また、嵌合部１２ｄにより透明保護部材５の表面を確実に密閉することが可能となることから、透明保護部材５に対する防塵対策としての封止機能をイメージセンサ用レンズ１０に持たせることができる。

つまり、図３Ｄ、図５Ａないし図５Ｄに示したイメージセンサ用レンズ１０のように、嵌合部１２ｄの外周端１２ｄｔは、輪帯領域１１ｂの外周端１１ｂｅの内側に配置することが望ましい。

＜実施の形態５＞
図６Ａないし図６Ｃに基づいて、実施の形態１に係る撮像モジュール１に適用されるイメージセンサ用レンズ１０の変形例を本発明の実施の形態５に係るイメージセンサ用レンズ１０として説明する。なお、イメージセンサ用レンズ１０、イメージセンサ３の基本構成は実施の形態１ないし実施の形態４に示したとおりであるので、適宜符号を援用し、また説明を省略することがある。

図６Ａは、本発明の実施の形態５に係るイメージセンサ用レンズの平面図である。図６Ｂは、図６Ａの矢符ＢＣ−ＢＣでの断面の端面図である。なお、図面の見易さを考慮して、断面でのハッチングは省略してある。

第２面１２での嵌合部１２ｄの周辺の外側領域１２ｆは、黒色化してあり、黒色化層１２ｆｄを構成してある。透明保護部材５に対応する領域（嵌合部１２ｄ）外への入射光ＬＬ（不図示）は、黒色化された外側領域１２ｆで吸光（遮光）されることからイメージセンサ用レンズ１０に遮光機能を持たせることができる。

つまり、イメージセンサ用レンズ１０を介してイメージセンサ３の受光素子部４に向かう入射光ＬＬが通過しうる領域をイメージセンサ用レンズ１０によって透明保護部材５に対応する範囲に限定することから、イメージセンサ用レンズ１０をイメージセンサ３に取り付けて固定する際に必要となる不要光遮光機能を、遮光板などの追加部材を用いずに持たせることが可能となる。したがって、生産性の良い撮像モジュール１とすることが可能となる。

図６Ｃは、図６Ａのイメージセンサ用レンズをイメージセンサに固定した場合の図６Ａの矢符ＢＣ−ＢＣでの断面を拡大して示す拡大端面図である。なお、図面の見易さを考慮して、断面でのハッチングは省略してある。

イメージセンサ用レンズ１０は、外側領域１２ｆと透明保護部材５をイメージセンサ３から突出させて凸状態として保持する凹状保持部５ｂの表面との間に充填（塗布）した黒色接着剤１３で凹状保持部５ｂに接着してある。外側領域１２ｆは黒色接着剤１３により黒色化された状態となり、図６Ａの場合と同様に機能する。つまり、外側領域１２ｆは、透明保護部材５を突出させて凸状態として保持する凹状保持部５ｂに黒色接着剤１３で接着してある。

したがって、イメージセンサ用レンズ１０とイメージセンサ３を組み立てる際に同時にイメージセンサ用レンズ１０の外側領域１２ｆを黒色化することができることから、生産性良くイメージセンサ用レンズ１０に遮光機能を持たせることが可能となる。

＜実施の形態６＞
図７Ａおよび図７Ｂに基づいて、実施の形態１に係る撮像モジュール１に適用したイメージセンサ３およびイメージセンサ用レンズ１０についての変形例を本発明の実施の形態６に係るイメージセンサ用レンズ１０として説明する。なお、イメージセンサ３、イメージセンサ用レンズ１０の基本構成は実施の形態１ないし実施の形態５に示したとおりであるので、適宜符号を援用し、主に異なる点について説明する。

図７Ａは、本発明の実施の形態６に係るイメージセンサおよびイメージセンサ用レンズの組み立て状態を説明する説明図である。図７Ｂは、図７Ａでの組み立て後の状態を説明する説明図である。

本実施の形態に係るイメージセンサ３とイメージセンサ用レンズ１０の嵌合は、実施の形態１ないし実施の形態６に対して凹凸関係（嵌合関係）を逆にして行なう形態としてある。つまり、嵌合部１２ｄは、透明保護部材５を引き込ませて凹状態として保持する凸状保持部５ｃと嵌合する凸状としてある。

図示したとおり、イメージセンサ３のイメージセンサ用レンズ１０に対向する側で、透明保護部材５の表面に対して凸状保持部５ｃの表面がイメージセンサ用レンズ１０により近接して形成される場合がある。凸状保持部５ｃは、例えば透明保護部材５を固定する樹脂モールドで形成してあり、基板６との結合関係などに起因して透明保護部材５の表面よりイメージセンサ用レンズ１０側に凸状として形成されることがある。

このような場合に、嵌合部１２ｄをイメージセンサ３に対して凸状とすることにより、嵌合部１２ｄを凸状保持部５ｃに嵌合させて透明保護部材５に当接させ、凸状保持部５ｃによる影響を防止することが可能となる。したがって、本実施の形態でも、実施の形態１ないし実施の形態５と同様の作用効果を奏することが可能となる。

つまり、イメージセンサ用レンズ１０を高精度で透明保護部材５に正対して当接させることが可能となるので、イメージセンサ用レンズ１０の位置決めを容易に行なうことができ、また、イメージセンサ用レンズ１０により透明保護部材５の表面を封止して透明保護部材５の表面への塵埃の侵入を防止できることから、優れた防塵特性を有する撮像モジュール１を生産性良く製造することが可能となる。

なお、嵌合部１２ｄは、透明保護部材５と整合する外周形状としておくことが望ましい。この構成により、嵌合部１２ｄを透明保護部材５と高精度に正対させることが可能となるので、イメージセンサ用レンズ１０の位置決めと固定を容易に行なうことができる。

なお、本実施の形態でも、実施の形態５を同様に適用することが可能であり、実施の形態５と同様の作用効果を奏する。つまり、第２面１２の嵌合部１２ｄの周辺（外側領域１２ｆ）は、黒色化され、あるいは凸状保持部５ｃに黒色接着剤で接着してある。

＜実施の形態７＞
本実施の形態に係るカメラ（不図示）は、実施の形態１ないし実施の形態６に係る撮像モジュール１を搭載してある。

つまり、本実施の形態に係るカメラは、撮像用レンズ群２と、光電変換を行なう受光素子部４および受光素子部４を保護する透明保護部材５を有するイメージセンサ３と、透明保護部材５に対向して配置されたイメージセンサ用レンズ１０とを備える撮像モジュール１を搭載したカメラであって、撮像モジュール１は、実施の形態１ないし実施の形態６のいずれかに記載したものである。

この構成により、薄型化が可能で有効な入射角補正機能を有する撮像モジュール１を搭載することから、撮像用レンズ群２を容易に設計および薄型化することが可能で、全体を薄型化することが可能なカメラとすることができる。

本発明の実施の形態１に係る撮像モジュールの概略構成を示す構成図である。 図１に示した撮像モジュールによる効果を説明する説明図であり、（Ａ）は図１に示した撮像モジュールによる撮像状態（画像）を示し、（Ｂ）は比較のために従来技術による撮像状態（画像）を示す。 図１に示したイメージセンサに嵌合させたイメージセンサ用レンズの平面図である。 図３Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面の端面図である。 図３Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面の端面図である。 図１に示したイメージセンサとイメージセンサ用レンズの組み立て状態を説明する説明図である。 図１に示したイメージセンサが有する受光素子部のマイクロレンズを含む細部構造の断面を拡大して示す拡大断面図である。 本発明の実施の形態２に係るイメージセンサ用レンズの製造方法で製造したイメージセンサ用レンズの平面図である。 図４Ａに示したイメージセンサ用レンズの底面図である。 図４Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面の端面図である。 図４Ａに示したイメージセンサ用レンズを同時に複数製造する過程での平面状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態３に係るイメージセンサ用レンズの平面図である。 図５Ａに示したイメージセンサ用レンズの底面図である。 図５Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面の端面図である。 透明保護部材と図５Ａに示したイメージセンサ用レンズの嵌合部との関連を説明する説明図である。 本発明の実施の形態５に係るイメージセンサ用レンズの平面図である。 図６Ａの矢符ＢＣ−ＢＣでの断面の端面図である。 図６Ａのイメージセンサ用レンズをイメージセンサに固定した場合の図６Ａの矢符ＢＣ−ＢＣでの断面を拡大して示す拡大端面図である。 本発明の実施の形態６に係るイメージセンサおよびイメージセンサ用レンズの組み立て状態を説明する説明図である。 図７Ａでの組み立て後の状態を説明する説明図である。 フレネルレンズを用いた従来の結像光学系でのレンズ配置状態を示す説明図である。

符号の説明

１ 撮像モジュール
２ 撮像用レンズ群（撮像用レンズ系）
３ イメージセンサ
４ 受光素子部
４ｄ 受光検出領域
４ｐ 受光面
４ｓ 遮光部
５ 透明保護部材
５ｂ 凹状保持部
５ｃ 凸状保持部
５ｐ 入射面
６ 基板
１０ イメージセンサ用レンズ（撮像用レンズ系）
１１ 第１面
１１ｃ 中心領域
１１ｂ 輪帯領域
１１ｂｔ 最大画角入射時到達位置
１１ｂｅ 外周端
１１ｆ 平坦領域
１１ｇ 鋸歯状溝部
１１ｐ 輪帯形成面
１２ 第２面
１２ｄ 嵌合部
１２ｄｔ 外周端
１２ｆ 外側領域
１２ｆｄ 遮光化層
１３ 黒色接着剤
１５ マイクロレンズ
１５ｐ マイクロレンズ配置面
１５ｒ 受光検出用導光部
２０ 透明樹脂シート
Ａｘ 法線
Ｄ１ 距離
Ｄ２ 距離
Ｄｒ 導光長
ＩＭｉ 画像
ＩＭｐ 画像
Ｌａｘ 光軸
Ｌｅｄ 入射光
ＬＬ 入射光
Ｏｃ レンズ中心
Ｗｒ 導光幅
θ 入射角（イメージセンサ用レンズに対する入射角）
θｍ 入射角（イメージセンサに対する入射角）
φ 導光角度

Claims (14)

1. 撮像用レンズ系と、光電変換を行なう受光素子部および該受光素子部を保護する透明保護部材を有するイメージセンサとを備える撮像モジュールであって、
   前記撮像用レンズ系は、前記透明保護部材に対向して配置されたイメージセンサ用レンズを備え、
   該イメージセンサ用レンズは、入射光が入射する第１面に、光軸を含む中心領域と、該中心領域を囲んで輪帯状に配置された鋸歯状溝部を有する輪帯領域と、該輪帯領域を囲む平坦領域とを備え、前記透明保護部材に対向する第２面に、前記透明保護部材と嵌合する嵌合部を備え、
   前記輪帯領域が形成された輪帯形成面と前記透明保護部材の入射面との距離は、該入射面と前記受光素子部の受光面との距離より小さくしてあること
   を特徴とする撮像モジュール。
2. 前記受光素子部は、前記受光面に配置され入射光を検出する受光検出領域と、前記受光面に対応して形成されたマイクロレンズ配置面に配置され入射光を前記受光検出領域に集光するマイクロレンズと、該マイクロレンズへの入射光を前記受光検出領域に導光する受光検出用導光部とを備え、
   前記撮像用レンズ系が有する最大の画角で入射し前記輪帯領域へ到達した入射光の前記平坦領域の法線に対する入射角θと、前記受光検出用導光部の導光長および導光幅で画定される導光角度φとは、入射角θ＞導光角度φの関係を有するように設定してあることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
3. 前記嵌合部は、前記透明保護部材と嵌合する凹状としてあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像モジュール。
4. 前記嵌合部は、前記透明保護部材の端部に外接する円形としてあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の撮像モジュール。
5. 前記嵌合部の外周端は、前記輪帯領域の外周端の内側に配置してあることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の撮像モジュール。
6. 前記第２面での前記嵌合部の周辺の外側領域は、黒色化してあることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の撮像モジュール。
7. 前記外側領域は、前記透明保護部材を凸状態として保持する凹状保持部に黒色接着剤で接着してあることを特徴とする請求項６に記載の撮像モジュール。
8. 前記嵌合部は、前記透明保護部材を凹状態として保持する凸状保持部と嵌合する凸状としてあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像モジュール。
9. 前記嵌合部は、前記透明保護部材と整合する外周形状としてあることを特徴とする請求項８に記載の撮像モジュール。
10. 前記第２面での前記嵌合部の周辺の外側領域は、黒色化してあることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の撮像モジュール。
11. 前記外側領域は、前記凸状保持部に黒色接着剤で接着してあることを特徴とする請求項１０に記載の撮像モジュール。
12. 前記イメージセンサ用レンズは、透明樹脂シートを加工して形成してあることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか一つに記載の撮像モジュール。
13. 光電変換を行なう受光素子部および該受光素子部を保護する透明保護部材を有するイメージセンサを備える撮像モジュールに適用され、前記透明保護部材に対向して配置されるイメージセンサ用レンズの製造方法であって、
    透明樹脂シートを準備するシート準備工程と、
    前記透明樹脂シートの第１面に、光軸を含む中心領域と、該中心領域を囲んで輪帯状に配置された鋸歯状溝部を有する輪帯領域と、該輪帯領域を囲む平坦領域とを形成するレンズ形成工程と、
    前記第１面に対向する前記透明樹脂シートの第２面に、前記イメージセンサと嵌合する嵌合部を形成する嵌合部形成工程と
    を備えることを特徴とするイメージセンサ用レンズの製造方法。
14. 撮像用レンズ系と、光電変換を行なう受光素子部および該受光素子部を保護する透明保護部材を有するイメージセンサと、前記撮像用レンズ系で前記透明保護部材に対向して配置されたイメージセンサ用レンズとを備える撮像モジュールを搭載したカメラであって、
    前記撮像モジュールは、請求項１ないし請求項１２のいずれか一つに記載の撮像モジュールであることを特徴とするカメラ。

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