JP2016213587A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮像素子の厚さのバラツキの影響を受けることなく、撮像素子の受光面に対してマイクロレンズアレイを精度よく位置決めすることができる撮像装置を提供する。【解決手段】受光面を含む表面を有する撮像素子と、撮像対象の像を撮像素子の受光面上に結像させる複数のマイクロレンズが2次元的に配置されたマイクロレンズアレイと、撮像素子の受光面を表面の一部が取り付けられる第1の取付部とマイクロレンズアレイが取り付けられる第2の取付部とを有する支持部材を備える。【選択図】図2
Description
本発明は、撮像装置に関するものである。
従来、複数のマイクロレンズが2次元的に配置されたマイクロレンズアレイと、そのマイクロレンズアレイの結像位置に受光面が位置するように設けられた撮像素子とを備える撮像装置が知られている。
特許文献1には、撮像素子(イメージセンサ)と、マイクロレンズアレイ(サブレンズ群)と、撮像素子及びマイクロレンズアレイを互いに位置決めして支持する支持部材(パッケージ)とを備えた撮像装置が開示されている。この撮像装置の支持部材は、マイクロレンズアレイを支持するとともに、撮像素子の受光面とは反対側の表面(マイクロレンズアレイ側とは反対側の表面)を支持している。この撮像装置では、マイクロレンズアレイは、撮像素子からの距離が正確に確保され、高い位置決め精度での設置が可能となる、とされている。
しかしながら、特許文献1の撮像装置では、撮像素子の受光面とは反対側の表面が支持部材に支持されているため、撮像素子の厚さのバラツキの影響を受け、撮像素子の受光面に対してマイクロレンズアレイを精度よく位置決めすることができないおそれがある。
上述した課題を解決するために、本発明は、受光面を含む表面を有する撮像素子と、撮像対象の像を前記撮像素子の受光面上に結像させる複数のマイクロレンズが2次元的に配置されたマイクロレンズアレイと、を備えた撮像装置であって、前記撮像素子の受光面を含む表面の端部が取り付けられる第1の取付部と前記マイクロレンズアレイが取り付けられる第2の取付部とを有する支持部材を備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、撮像素子の厚さのバラツキの影響を受けることなく、撮像素子の受光面に対してマイクロレンズアレイを精度よく位置決めすることができる。
以下、本発明に係る撮像装置の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置100の一例を示すブロック図である。本実施形態の撮像装置100は、例えば、多視点画像や多焦点画像などを同時に撮影可能な複眼カメラや光学的な距離測定装置などの光学電子機器に応用可能である。
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置100の一例を示すブロック図である。本実施形態の撮像装置100は、例えば、多視点画像や多焦点画像などを同時に撮影可能な複眼カメラや光学的な距離測定装置などの光学電子機器に応用可能である。
図1において、撮像装置100は、主結像光学系1と、マイクロレンズアレイ2及び撮像素子としての画像センサ3を含む複眼構成のカメラモジュール4と、信号処理部5とを備えている。なお、カメラモジュール4は、マイクロレンズアレイ2及び画像センサ3ともに、主結像光学系1を含むように構成してもよい。
主結像光学系1は、撮像装置100の画像センサ3の中央を通る主光軸に沿って配置された例えば複数のレンズから構成されている。主結像光学系1は、撮像対象(被写体)を含む撮像領域からの光を取り込んでマイクロレンズアレイ2に向けて出射し、マイクロレンズアレイ2とともに撮像対象の像を画像センサ3の受光面上に結像させる光学系である。主結像光学系1は、複数のレンズで構成したメインレンズ群でもよいし、単数のレンズで構成してもよい。
マイクロレンズアレイ2は、複眼レンズとも言われる光学部品であり、主結像光学系1と画像センサ3との間に配置される。マイクロレンズアレイ2は、主結像光学系1から入射した光を画像センサ3の受光面上の互いに異なる複数の個別受光領域それぞれへ集光させる複数のマイクロレンズが2次元的に配置されている。マイクロレンズアレイ2の複数のマイクロレンズはそれぞれ、画像センサ3の受光面を構成する数百〜数万ピクセル程度に相当するサイズの互いに異なる個別撮像エリアに対応するように、例えば光学ガラスなどの光学材料のウェハから作製される。なお、マイクロレンズアレイ2は、射出成形等により透明の樹脂材料を用いて製造されたものであってもよい。
画像センサ3は、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の複数の受光素子が2次元的に配置された撮像素子である。受光素子にはフォトダイオードを用いてもよい。また、画像センサ3の受光面31を含む表面の端部には、画像信号の出力や制御などに用いられる電極端子32(後述の図2参照)が形成されている。例えば、画像センサ3の電極端子32には、2次元的に配置された複数の受光素子それぞれで受光され電気信号に変換された画像信号が出力される。
なお、画像センサ3から出力される画像信号がアナログの電気信号の場合には、画像センサ3と信号処理部5との間にA/D変換部が設けられる。A/D変換部は、画像センサ3から出力されるアナログ電気信号(画像センサ3上の各受光素子が受光した受光量に対応する信号)をデジタル電気信号(画素信号)に変換して、信号処理部5に出力することができる。
カメラモジュール4は、後述の支持部材としてのホルダー6により、マイクロレンズアレイ2と画像センサ3との間の距離を位置決めして一体的に支持するように構成されている。本実施形態のカメラモジュール4では、後述のように、マイクロレンズアレイ2と画像センサ3とを高い位置決め精度で支持することができる。このようにマイクロレンズアレイ2と画像センサ3との位置決め精度が高いため、有効撮像領域が制限されたり、位置調整あるいは作製後のキャリブレーション作業に時間を要したりすることがない。カメラモジュール4の構成例については、後で詳しく説明する。
信号処理部5は、画像センサ3から出力される画像の電気信号に対して各種の画像処理を行って画像データ(画像情報)を生成して出力する。なお、本実施形態の撮像装置100は、信号処理部5で処理して得られた撮像対象の画像を表示する表示部を備えてもよい。
上記構成の撮像装置100において、画像センサ3が出力する画像は、マイクロレンズアレイ2を構成するマイクロレンズのサイズや配置に応じて微妙に異なった複数の画像の集合となる。これらの画像を元に信号処理部5により画像処理を行うことによって、一度の撮像で撮像対象に対する複数視点の画像や複数焦点の画像を取得したり、撮像対象に対する合焦位置や距離等の情報を取得したりすることができる。
次に、マイクロレンズアレイ2と画像センサ3とを互いに位置決めして支持するカメラモジュール4の構成例について説明する。
〔構成例1〕
図2は、本実施形態に係る撮像装置100におけるカメラモジュール4の一構成例の概略構成を示す断面図である。図2(a)はカメラモジュール4のマイクロレンズアレイ2などの構成部品を分解した組み立て前の状態の概略構成を示す断面図であり、図2(b)はカメラモジュール4の構成部品を支持している組み立て後の状態の概略構成を示す断面図である。
図2は、本実施形態に係る撮像装置100におけるカメラモジュール4の一構成例の概略構成を示す断面図である。図2(a)はカメラモジュール4のマイクロレンズアレイ2などの構成部品を分解した組み立て前の状態の概略構成を示す断面図であり、図2(b)はカメラモジュール4の構成部品を支持している組み立て後の状態の概略構成を示す断面図である。
図2(a)に示すように、カメラモジュール4は、マイクロレンズアレイ2と画像センサ3とを一体的に支持する支持部材としてのホルダー6を有している。ホルダー6は、主光軸Aを中心として撮像対象(被写体)からの光が通過する光路を形成する光路形成部としての貫通孔61を有している。
ホルダー6は、第1の取付部としての画像センサ接着面62と、第2の取付部としてのマイクロレンズアレイ接着面63とを備えている。画像センサ接着面62及びマイクロレンズアレイ接着面63は例えば互いに平行に形成してもよい。画像センサ接着面62には、画像センサ3の受光面31側の表面30の端部が接着されて取り付けられる。また、マイクロレンズアレイ接着面63には、マイクロレンズアレイ2の画像センサ3側とは反対側の表面21の端部が接着されて取り付けられる。ホルダー6の画像センサ接着面62とマイクロレンズアレイ接着面63との間の光軸に平行な方向における間隔(段差の高さ)L1は、画像センサ3の受光面31に対するマイクロレンズアレイ2の所定の位置決め距離に設定される。
ホルダー6は、例えば樹脂成形品で構成されている。ホルダー6を樹脂成形品で構成する場合の樹脂材料としては、例えば、PPA(polyphthalamide)樹脂などのエンジニアリングプラスチック材料が挙げられる。
また、ホルダー6の貫通孔61を形成している内壁面の一部には、画像センサ接着面62に画像センサ3が取り付けられたときに画像センサ3の複数の電極端子32それぞれに電気的に接続される所定の配線パターン7が形成されている。この配線パターンを介して、画像センサ3と信号処理部5とが電気的に接続される。
配線パターン7は、ホルダー6の内側に、例えばレーザーパターニング法(露光又は直接除去法)により形成される。配線パターン7の接続端子と画像センサ3の表面30に形成された電極端子32とは、例えば次の(1)及び(2)の手順で示すように材質が金(Au)からなるスタッドバンプ8を介して接合される。
(1)画像センサ3の表面30に形成された電極端子32上に、スタッドバンプボンダ装置にて金のスタッドバンプ8を形成する。このスタッドバンプ8は、例えば上面の中央部に突起が形成された形状を有している。
(2)画像センサ3及びホルダー6を所定の温度(例えば150℃程度)に加熱した状態で超音波を印加して加圧することにより、スタッドバンプ8を介してホルダー6側の配線パターン7の接続端子と画像センサ3の電極端子32とを接合する。
(1)画像センサ3の表面30に形成された電極端子32上に、スタッドバンプボンダ装置にて金のスタッドバンプ8を形成する。このスタッドバンプ8は、例えば上面の中央部に突起が形成された形状を有している。
(2)画像センサ3及びホルダー6を所定の温度(例えば150℃程度)に加熱した状態で超音波を印加して加圧することにより、スタッドバンプ8を介してホルダー6側の配線パターン7の接続端子と画像センサ3の電極端子32とを接合する。
上記スタッドバンプ8を介した接合により、配線パターン7は、画像センサ3の受光面31側の表面30に形成された複数の電極端子32に電気的に接続されるとともに、ホルダー6に対して画像センサ3を密着させて取り付けることができる。
ホルダー6へのマイクロレンズアレイ2等の組み付けの一例としては、まず、マイクロレンズアレイ接着面63に、マイクロレンズアレイ2の光入射側の表面21の表面端部を接着剤で接着する。次に、前述のように、画像センサ3の電極端子32上に例えば金(Au)からなるスタッドバンプ8を形成し、その後、ホルダー6に画像センサ3を押圧した状態で所定の温度(例えば、150℃程度)に加熱するとともに超音波を印加して加圧する。これにより、スタッドバンプ8を介して、画像センサ3の電極端子32と配線パターン7とを電気的に接続するとともに、ホルダー6の画像センサ接着面62に対して画像センサ3の受光面31側の表面30の端部を接着させることができる。このようにスタッドバンプ8を介して、画像センサ3の受光面31側の表面30がホルダー6の画像センサ接着面62に支持される。
ここで、マイクロレンズアレイ2と画像センサ3の受光面31との間の距離L1の精度(位置決め精度)は、次のA〜Dに示す各種要因の影響を受ける。
A.スタッドバンプ8の高さ:ほとんどの画像センサの電極端子の数の上限を超える100pin程度の電極端子では、上記接合位置での金(Au)などのスタッドバンプ8による高さのバラツキは、レンジで±5[μm]以内に抑えることが可能である。
B.ホルダー6のマイクロレンズアレイ接着面63と画像センサ接着面62との段差高さ:ホルダー6を同一の金型から作製しているので、安定した精度が得られる。
C.マイクロレンズアレイ2の厚み:レンジで±5[μm]以内で抑えることが可能である。また、画像センサ3とは異なり、厚みが正確なウェハから作製することができる。そのため、回路を形成した後に厚みを調整する画像センサ3よりも厚みの制御が容易である。一般的に画像センサは作製してから裏面を粗く研磨するため厚み公差が大きくなる。なお、本実施形態では、画像センサ3の表面がホルダー6に支持されるので、画像センサ3の厚みを考慮する必要がない。
D.マイクロレンズアレイ2とホルダー6とを接着する接着剤の厚み:この接着剤の厚みは、レンジで±5[μm]以内に抑えることが可能である。
上記A〜Dの要因について述べたように、それぞれの接着時の高さ精度が安定するとともに、樹脂成形品からなるホルダー6に形成されるマイクロレンズアレイ接着面63と画像センサ接着面62との間の光軸方向における距離L1(段差)の精度が安定している。これにより、マイクロレンズアレイ2と画像センサ3の受光面31との間の距離を、マイクロレンズアレイ2の焦点距離に容易に合わせることができる。
また、ホルダー6の製造に用いる金型を変更してホルダー6のマイクロレンズアレイ接着面63と画像センサ接着面62との間隔(段差の高さ)を変えることにより、所望のマイクロレンズアレイ2の焦点距離に対して適用可能である。
なお、マイクロレンズアレイ2を樹脂成形材料で構成する場合、スタッドバンプ8を介して画像センサ3の電極端子32と配線パターン7とを接触させた状態で加熱及び超音波を印加して接合した後、ホルダー6のマイクロレンズアレイ接着面63に接着剤で接着してもよい。これにより、熱や超音波振動の影響で、ホルダー6のマイクロレンズアレイ接着面63でマイクロレンズアレイ2の接着部が剥がれたり、マイクロレンズアレイ2が変形したりすることを防ぐことができる。
以上、本構成例1のカメラモジュール4を備えた撮像装置100によれば、ホルダー6の画像センサ接着面62に、画像センサ3の受光面31側の表面30である。従って、画像センサ3の厚さのバラツキの影響を受けることなく、画像センサ3の受光面31に対してマイクロレンズアレイ2を精度よく位置決めすることができる。
また、本構成例1のカメラモジュール4では、マイクロレンズアレイ2にスペーサを一体成形することなく、画像センサ3の受光面31に対してマイクロレンズアレイ2を位置決めすることができる。
ここで、マイクロレンズアレイに位置決め用のスペーサを一体成形し、そのスペーサの先端を画像センサに接着する場合は、マイクロレンズが形成される部分とスペーサが形成される部分で互いに高さが異なる構造に加工する必要がある。マイクロレンズアレイを例えば半導体プロセスで光学ガラスウェハから製造する場合、上記高さが異なる構造を含むマイクロレンズアレイを加工することが難しい。そのため、焦点距離の長いマイクロレンズアレイを製造することが難しく、作製可能なマイクロレンズの焦点距離に制約が生じる。また、マイクロレンズアレイを例えば射出成形プロセスで樹脂材料から製造する場合、上記高さが異なる構造に対応できるが、一般的な2次実装であるリフロー処理の高温時において接着部の剥がれやレンズ変形のおそれがある。そのため、マイクロレンズアレイと画像センサとの間の接着工程に制約が発生する。
これに対し、本構成例1のカメラモジュール4では、上記所定の構成のホルダー6により画像センサ3の受光面31に対してマイクロレンズアレイ2を位置決めすることができるので、上記制約が発生することなくカメラモジュール4を作製することができる。
ここで、マイクロレンズアレイに位置決め用のスペーサを一体成形し、そのスペーサの先端を画像センサに接着する場合は、マイクロレンズが形成される部分とスペーサが形成される部分で互いに高さが異なる構造に加工する必要がある。マイクロレンズアレイを例えば半導体プロセスで光学ガラスウェハから製造する場合、上記高さが異なる構造を含むマイクロレンズアレイを加工することが難しい。そのため、焦点距離の長いマイクロレンズアレイを製造することが難しく、作製可能なマイクロレンズの焦点距離に制約が生じる。また、マイクロレンズアレイを例えば射出成形プロセスで樹脂材料から製造する場合、上記高さが異なる構造に対応できるが、一般的な2次実装であるリフロー処理の高温時において接着部の剥がれやレンズ変形のおそれがある。そのため、マイクロレンズアレイと画像センサとの間の接着工程に制約が発生する。
これに対し、本構成例1のカメラモジュール4では、上記所定の構成のホルダー6により画像センサ3の受光面31に対してマイクロレンズアレイ2を位置決めすることができるので、上記制約が発生することなくカメラモジュール4を作製することができる。
また、本構成例1のカメラモジュール4では、ホルダー6の画像センサ接着面62とマイクロレンズアレイ接着面63との間隔L1を変更することにより、マイクロレンズアレイ2から画像センサ3の受光面31までの距離を所望の焦点距離に設定することができる。従って、マイクロレンズアレイ2にスペーサを一体成形する構成とは異なり、画像センサ3の受光面31に結像するマイクロレンズの焦点距離が互いに異なる複数種類のマイクロレンズアレイ2に容易に対応することができる。
また、本構成例1では、マイクロレンズアレイ2は光軸に垂直な表面が必要最小限の面積でよいため、例えば光学ガラスなどウェハから作製する場合にマイクロレンズアレイ2の取り数を最大化することができ、コストダウンを図ることができる。
〔構成例2〕
図3は、本実施形態に係る撮像装置100におけるカメラモジュール4の他の構成例の概略構成を示す断面図である。なお、本構成例2において、上記構成例1と共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図3は、本実施形態に係る撮像装置100におけるカメラモジュール4の他の構成例の概略構成を示す断面図である。なお、本構成例2において、上記構成例1と共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
本構成例2に係るホルダー6は、マイクロレンズアレイ2の取付位置が、前述の構成例1のホルダー6と異なる。具体的には、本構成例2に係るホルダー6は、マイクロレンズアレイ接着面64が主結像光学系1側(図中の上側)に位置している。このマイクロレンズアレイ接着面64に、マイクロレンズアレイ2の光出射側(画像センサ側)の表面22の端部が接着されて取り付けられる。また、画像センサ3の受光面31側の表面30の端部は、前述の構成例1と同様に画像センサ接着面62に接着されて取り付けられる。これにより、前述の構成例1のホルダー6に比べて、ホルダー6の光軸方向における長さの増加を抑えつつ、焦点距離の大きなマイクロレンズアレイ2を用いることが可能になる。また、マイクロレンズアレイ2の厚みの誤差やバラツキの影響を受けないので、マイクロレンズアレイ2と画像センサ3の受光面31との間の位置決め距離L2の精度をより向上させることができる。また、加熱及び超音波の印加によりホルダー6に画像センサ3を接合した後に、マイクロレンズアレイ2を容易に組み付けることができ、マイクロレンズアレイ2が熱や超音波振動の影響を受けない。
また、本構成例2に係るホルダー6は、画像センサ3の支持側に、マイクロレンズアレイ接着面64とともに、第2のマイクロレンズアレイ接着面65を有していてもよい。これにより、ホルダー6は、焦点距離が互いに異なる2種類のマイクロレンズアレイから1つを選択して支持することができ、設計の自由度が向上するとともに、部品の製造コストを削減することが可能となる。
〔構成例3〕
図4は、本実施形態に係る撮像装置100におけるカメラモジュール4の更に他の構成例の概略構成を示す断面図である。なお、本構成例3において、上記構成例1と共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図4は、本実施形態に係る撮像装置100におけるカメラモジュール4の更に他の構成例の概略構成を示す断面図である。なお、本構成例3において、上記構成例1と共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図4に示すように、本構成例3のカメラモジュール4におけるホルダー6は、主結像光学系1を保持する保持部であるレンズ鏡筒9を取り付けるための取付部としてのレンズガイド部66が形成されている。主結像光学系1を保持するレンズ鏡筒9の外周部には雄ねじ部が形成され、レンズガイド部66の内周部には上記雄ねじ部を受け入れる雌ネジ部が形成されている。このレンズ鏡筒9を回転させながらレンズガイド部66内に挿入することにより、ホルダー6の所定位置にレンズ鏡筒9を位置決めすることができる。本構成例3では、樹脂成形品からなるホルダー6が、マイクロレンズアレイ2及び画像センサ3とともに主結像光学系1を一体的に支持することができ、構成部品間の位置決め精度がより安定する。なお、本構成例3では、ホルダー6のレンズガイド部66に対するレンズ鏡筒9の位置決めは、位置決め用のピンや穴形状等を用いて行ってもよい。
また、本実施形態の撮像装置100におけるカメラモジュール4では、位置決め用のピンや穴形状等を用いて各構成部品の位置決めを行ってもよく、これにより、位置決め精度や組立性をより向上させることができる。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
受光面31を含む表面30を有する画像センサ3などの撮像素子と、撮像対象の像を撮像素子の受光面31上に結像させる複数のマイクロレンズが2次元的に配置されたマイクロレンズアレイ2と、を備えた撮像装置100であって、撮像素子の受光面31を含む表面30の端部が取り付けられる画像センサ接着面62などの第1の取付部とマイクロレンズアレイ2が取り付けられるマイクロレンズアレイ接着面63などの第2の取付部とを有するホルダー6などの支持部材を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、支持部材の第1の取付部に撮像素子が取り付けられて位置決めされ、その支持部材の第2の取付部にマイクロレンズアレイ2が取り付けられて位置決めされる。この支持部材の第1の取付部に取り付けられるのが、撮像素子の受光面31側の表面30であるため、撮像素子の厚さのバラツキの影響を受けることなく、撮像素子の受光面31に対してマイクロレンズアレイを精度よく位置決めすることができる。
(態様B)
上記態様Aにおいて、撮像素子は、受光面31を含む表面30の第1の取付部に取り付けられる部分に複数の電極端子32を有し、支持部材は、第1の取付部に撮像素子が取り付けられたときに撮像素子の複数の電極端子それぞれに電気的に接続される配線パターン7が形成されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、支持部材の第1の取付部に撮像素子を取り付けたとき撮像素子の複数の電極端子32それぞれと配線パターン7とが電気的に接続される。従って、別途配線の接続処理をしなくてもよく、製造コストを低減することができる。
(態様C)
上記態様Bにおいて、撮像素子の複数の電極端子32は、スタッドバンプ8を介して支持部材の配線パターン7に接続されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、スタッドバンプ8により、撮像素子の電極端子32と配線パターン7とを電気的に接続するとともに、支持部材に撮像素子を密着させて支持することができる。
(態様D)
上記態様A乃至Cのいずれかにおいて、支持部材の第2の取付部は、マイクロレンズアレイ2の光入射側の表面の端部が取り付けられ、支持部材の第1の取付部と第2の取付部との間隔は、マイクロレンズアレイ2の光軸方向の厚さとマイクロレンズアレイ2の焦点距離とを加算した距離に設定されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、マイクロレンズアレイ2と撮像素子の受光面との距離を、マイクロレンズアレイ2の焦点距離に合わせることができる。これにより、マイクロレンズアレイ2に入射した撮像対象からの光を正確に撮像素子の受光面31に結像させることができる。また、支持部材の第1の取付部と第2の取付部との間隔を変更することにより、マイクロレンズの焦点距離が互いに異なる複数種類のマイクロレンズアレイ2に容易に対応することができる。
(態様E)
上記態様A乃至Cのいずれかにおいて、支持部材の第2の取付部は、マイクロレンズアレイ2のマイクロレンズが形成されている光出射側の表面の端部が取り付けられ、支持部材の第1の取付部と第2の取付部との間隔は、マイクロレンズアレイ2の焦点距離に設定されている。
これによれば、上記実施形態の構成例2について説明したように、マイクロレンズアレイ2と撮像素子の受光面との距離を、マイクロレンズアレイ2の焦点距離に合わせることができる。これにより、マイクロレンズアレイ2に入射した撮像対象からの光を正確に撮像素子の受光面31に結像させることができる。しかも、支持部材の第2の取付部に取り付けられるのは、マイクロレンズアレイ2のマイクロレンズが形成されている光出射側の表面の端部である。これにより、光軸方向におけるマイクロレンズアレイ2の厚み誤差の影響を受けず、光軸方向におけるマイクロレンズアレイ2の光出射面と撮像素子の受光面31との距離を、マイクロレンズアレイ2の焦点距離により正確に合わせることができる。また、支持部材の第1の取付部と第2の取付部との間隔を変更することにより、マイクロレンズの焦点距離が互いに異なる複数種類のマイクロレンズアレイ2に容易に対応することができる。
(態様F)
上記態様A乃至Eのいずれかにおいて、マイクロレンズアレイ2を介して撮像対象の像を撮像素子の受光面31上に結像するための主結像光学系1を更に備え、支持部材は、主結像光学系1を保持するレンズ鏡筒9などの保持部が取り付けられるレンズガイド部66などの取付部を有する。
これによれば、上記実施形態の構成例3について説明したように、支持部材により、マイクロレンズアレイ2及び撮像素子に加えて、主結像光学系1を一体的に支持することができる。従って、主結像光学系を別部材で支持する構成に比べ、主結像光学系1とマイクロレンズアレイ2及び撮像素子との位置決め精度を向上させることができる。
(態様G)
上記態様A乃至Fのいずれかにおいて、撮像素子から出力された画像信号を処理する信号処理部5を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、撮像素子から出力される画像の電気信号に対して画像処理を行って画像データや画像情報を生成して出力することができる。
(態様A)
受光面31を含む表面30を有する画像センサ3などの撮像素子と、撮像対象の像を撮像素子の受光面31上に結像させる複数のマイクロレンズが2次元的に配置されたマイクロレンズアレイ2と、を備えた撮像装置100であって、撮像素子の受光面31を含む表面30の端部が取り付けられる画像センサ接着面62などの第1の取付部とマイクロレンズアレイ2が取り付けられるマイクロレンズアレイ接着面63などの第2の取付部とを有するホルダー6などの支持部材を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、支持部材の第1の取付部に撮像素子が取り付けられて位置決めされ、その支持部材の第2の取付部にマイクロレンズアレイ2が取り付けられて位置決めされる。この支持部材の第1の取付部に取り付けられるのが、撮像素子の受光面31側の表面30であるため、撮像素子の厚さのバラツキの影響を受けることなく、撮像素子の受光面31に対してマイクロレンズアレイを精度よく位置決めすることができる。
(態様B)
上記態様Aにおいて、撮像素子は、受光面31を含む表面30の第1の取付部に取り付けられる部分に複数の電極端子32を有し、支持部材は、第1の取付部に撮像素子が取り付けられたときに撮像素子の複数の電極端子それぞれに電気的に接続される配線パターン7が形成されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、支持部材の第1の取付部に撮像素子を取り付けたとき撮像素子の複数の電極端子32それぞれと配線パターン7とが電気的に接続される。従って、別途配線の接続処理をしなくてもよく、製造コストを低減することができる。
(態様C)
上記態様Bにおいて、撮像素子の複数の電極端子32は、スタッドバンプ8を介して支持部材の配線パターン7に接続されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、スタッドバンプ8により、撮像素子の電極端子32と配線パターン7とを電気的に接続するとともに、支持部材に撮像素子を密着させて支持することができる。
(態様D)
上記態様A乃至Cのいずれかにおいて、支持部材の第2の取付部は、マイクロレンズアレイ2の光入射側の表面の端部が取り付けられ、支持部材の第1の取付部と第2の取付部との間隔は、マイクロレンズアレイ2の光軸方向の厚さとマイクロレンズアレイ2の焦点距離とを加算した距離に設定されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、マイクロレンズアレイ2と撮像素子の受光面との距離を、マイクロレンズアレイ2の焦点距離に合わせることができる。これにより、マイクロレンズアレイ2に入射した撮像対象からの光を正確に撮像素子の受光面31に結像させることができる。また、支持部材の第1の取付部と第2の取付部との間隔を変更することにより、マイクロレンズの焦点距離が互いに異なる複数種類のマイクロレンズアレイ2に容易に対応することができる。
(態様E)
上記態様A乃至Cのいずれかにおいて、支持部材の第2の取付部は、マイクロレンズアレイ2のマイクロレンズが形成されている光出射側の表面の端部が取り付けられ、支持部材の第1の取付部と第2の取付部との間隔は、マイクロレンズアレイ2の焦点距離に設定されている。
これによれば、上記実施形態の構成例2について説明したように、マイクロレンズアレイ2と撮像素子の受光面との距離を、マイクロレンズアレイ2の焦点距離に合わせることができる。これにより、マイクロレンズアレイ2に入射した撮像対象からの光を正確に撮像素子の受光面31に結像させることができる。しかも、支持部材の第2の取付部に取り付けられるのは、マイクロレンズアレイ2のマイクロレンズが形成されている光出射側の表面の端部である。これにより、光軸方向におけるマイクロレンズアレイ2の厚み誤差の影響を受けず、光軸方向におけるマイクロレンズアレイ2の光出射面と撮像素子の受光面31との距離を、マイクロレンズアレイ2の焦点距離により正確に合わせることができる。また、支持部材の第1の取付部と第2の取付部との間隔を変更することにより、マイクロレンズの焦点距離が互いに異なる複数種類のマイクロレンズアレイ2に容易に対応することができる。
(態様F)
上記態様A乃至Eのいずれかにおいて、マイクロレンズアレイ2を介して撮像対象の像を撮像素子の受光面31上に結像するための主結像光学系1を更に備え、支持部材は、主結像光学系1を保持するレンズ鏡筒9などの保持部が取り付けられるレンズガイド部66などの取付部を有する。
これによれば、上記実施形態の構成例3について説明したように、支持部材により、マイクロレンズアレイ2及び撮像素子に加えて、主結像光学系1を一体的に支持することができる。従って、主結像光学系を別部材で支持する構成に比べ、主結像光学系1とマイクロレンズアレイ2及び撮像素子との位置決め精度を向上させることができる。
(態様G)
上記態様A乃至Fのいずれかにおいて、撮像素子から出力された画像信号を処理する信号処理部5を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、撮像素子から出力される画像の電気信号に対して画像処理を行って画像データや画像情報を生成して出力することができる。
1 主結像光学系
2 マイクロレンズアレイ
3 画像センサ(撮像素子)
4 カメラモジュール
5 信号処理部
6 ホルダー(支持部材)
7 配線パターン
8 スタッドバンプ
9 レンズ鏡筒(保持部)
30 画像センサの受光面を含む表面
31 画像センサの受光面
32 画像センサの電極端子
61 貫通孔
62 画像センサ接着面(第1の取付部)
63、64、65 マイクロレンズアレイ接着面(第2の取付部)
66 レンズガイド部(取付部)
100 撮像装置
2 マイクロレンズアレイ
3 画像センサ(撮像素子)
4 カメラモジュール
5 信号処理部
6 ホルダー(支持部材)
7 配線パターン
8 スタッドバンプ
9 レンズ鏡筒(保持部)
30 画像センサの受光面を含む表面
31 画像センサの受光面
32 画像センサの電極端子
61 貫通孔
62 画像センサ接着面(第1の取付部)
63、64、65 マイクロレンズアレイ接着面(第2の取付部)
66 レンズガイド部(取付部)
100 撮像装置
Claims (7)
- 受光面を含む表面を有する撮像素子と、
撮像対象の像を前記撮像素子の受光面上に結像させる複数のマイクロレンズが2次元的に配置されたマイクロレンズアレイと、を備える撮像装置であって、
前記撮像素子の受光面を含む表面の端部が取り付けられる第1の取付部と前記マイクロレンズアレイが取り付けられる第2の取付部とを有する支持部材を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記受光面を含む表面の前記第1の取付部に取り付けられる部分に複数の電極端子を有し、
前記支持部材は、前記第1の取付部に前記撮像素子が取り付けられたときに該撮像素子の複数の電極端子それぞれに電気的に接続される配線パターンが形成されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項2の撮像装置において、
前記撮像素子の複数の電極端子は、スタッドバンプを介して前記支持部材の配線パターンに接続されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至3のいずれかの撮像装置において、
前記支持部材の第2の取付部は、前記マイクロレンズアレイの光入射側の表面の端部が取り付けられ、
前記支持部材の前記第1の取付部と前記第2の取付部との間隔は、前記マイクロレンズアレイの光軸方向の厚さと該マイクロレンズアレイの焦点距離とを加算した距離に設定されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至3のいずれかの撮像装置において、
前記支持部材の第2の取付部は、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズが形成されている光出射側の表面の端部が取り付けられ、
前記支持部材の前記第1の取付部と前記第2の取付部との間隔は、前記マイクロレンズアレイの焦点距離に設定されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至5のいずれかの撮像装置において、
前記マイクロレンズアレイを介して前記撮像対象の像を前記撮像素子の受光面上に結像するための主結像光学系を更に備え、
前記支持部材は、前記主結像光学系を支持する支持部を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至6のいずれかの撮像装置において、
前記撮像素子から出力された画像信号を処理する信号処理部を備えることを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015093933A JP2016213587A (ja) | 2015-05-01 | 2015-05-01 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2015093933A JP2016213587A (ja) | 2015-05-01 | 2015-05-01 | 撮像装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2016213587A true JP2016213587A (ja) | 2016-12-15 |
Family
ID=57549914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015093933A Pending JP2016213587A (ja) | 2015-05-01 | 2015-05-01 | 撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016213587A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107509015A (zh) * | 2017-09-18 | 2017-12-22 | 丁志宇 | 光场成像装置 |
JP2020086465A (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 新思考電機有限公司 | 駆動装置、カメラ装置及び電子機器 |
CN111258023A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 新思考电机有限公司 | 驱动装置、照相装置以及电子设备 |
CN111258022A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 新思考电机有限公司 | 驱动装置、照相装置以及电子设备 |
-
2015
- 2015-05-01 JP JP2015093933A patent/JP2016213587A/ja active Pending
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