JP2017120303A - レンズシート、撮像モジュール、撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮像装置や撮像モジュールを薄型化でき、かつ、光の利用効率が高いレンズシート、及び、これを備える撮像モジュール、撮像装置を提供することである。【解決手段】第１レンズシート１１は、イメージセンサ２１よりも光の入射側に配置され、柱状であってシート面に沿って一方向に配列され、レンズ形状面１１ａ側に凸状の単位レンズ形状１１２を有する光透過部１１１と、光透過部１１１と交互に配列され、光透過部１１１の長手方向に延在し、かつ、第１レンズシート１１の厚み方向に沿って、裏面１１ｂ側からレンズ形状面１１ａ側へ延びる光吸収部１１３とを備える。そして、同様の第２レンズシート１２と、各光透過部１１１，１２１の配列方向が角度αをなすように配置した撮像モジュール、撮像装置とする。【選択図】図３
Description
本発明は、レンズシート、及び、これを備える撮像モジュール、撮像装置に関するものである。
近年、スマートフォンやタブレット等の携帯端末に備えられるカメラにおいては、画質の向上等、様々に開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。特に、スマートフォン等の携帯端末においては、薄型化が進んでおり、携帯端末に備えられるカメラ（以下、携帯端末用カメラという）においても、薄型化が図られている。
また、ライトフィールドカメラと呼ばれる、撮影後に焦点距離や被写界深度を変更できるカメラが開発され、近年広まっている（例えば、特許文献２参照）。このライトフィールドカメラは、イメージセンサ上に配置されたマイクロレンズアレイにより、入射光を分割して複数の方向の光を撮影することにより、撮影後に光の入射方向や強度に基づいて所定の画像処理を行って、画像の焦点距離や被写界深度を変更することができる。
携帯端末用カメラでは、高画質な画像を撮影するために、レンズ収差の補正等が必要となる。そのため、携帯端末用カメラでは、複数枚のレンズにより構成される撮像レンズが用いられている。しかし、この撮像レンズは、複数枚のレンズにより構成されているため、全体としてのカメラの厚さ（５〜７ｍｍ程度）の約８０％（約４ｍｍ）を撮像レンズが占めることとなる。そのため、携帯端末用カメラにおいて、高画質な画像の撮影と薄型化との両立が、大きな課題となっている。
一方、ライトフィールドカメラでは、イメージセンサ上に配置される各マイクロレンズアレイの各レンズからの光（像）が、受光面上で重ならないようにするために、前述のような撮像レンズや、各レンズに対応した隔壁を有する隔壁シート等が必要となっている。
前述のように撮像レンズは、複数枚のレンズにより構成されるため、大型であり、ライトフィールドカメラの小型化、薄型化が困難であった。また、隔壁シートを配置する場合には、隔壁とマイクロレンズアレイとの位置合わせが困難であるという問題があった。
前述のように撮像レンズは、複数枚のレンズにより構成されるため、大型であり、ライトフィールドカメラの小型化、薄型化が困難であった。また、隔壁シートを配置する場合には、隔壁とマイクロレンズアレイとの位置合わせが困難であるという問題があった。
本願発明者は、先に出願の特願２０１５−１６９２８８号において、一方の面側に凸形状の単位レンズ形状を有する柱状の光透過部と、これと交互に配列され、単位レンズ形状が形成された光学形状面側から裏面側へ延びる壁状の光吸収部とを備える２枚のレンズシートを撮像素子部よりも被写体側に配置し、光軸方向から見て２枚のレンズシートの光透過部の配列方向が角度αをなす撮像モジュール及び撮像装置を提案し、リフォーカス処理が可能な撮像モジュール及び撮像装置の薄型化を実現している。
その後の検討において、上述のレンズシートの光吸収部は、単位レンズ形状が形成された光学形状面側から裏面側へ延びる形状であって、単位レンズ形状の配列方向において、単位レンズ形状間に光吸収部の光学形状面側の端面が位置する形態であるため、ワイピング等を行って光吸収部を形成すると、単位レンズ形状の底部、即ち、光吸収部近傍となる領域に光吸収部を形成する材料が残り、単位レンズ形状の開口幅が狭くなり、光の利用効率が低下するという問題があった。
また、撮像モジュール等において、光の利用効率を向上させ明るい画像を表示することは、常々求められることである。
また、撮像モジュール等において、光の利用効率を向上させ明るい画像を表示することは、常々求められることである。
以上のことから、本発明の課題は、撮像装置や撮像モジュールを薄型化でき、かつ、光の利用効率が高いレンズシート、及び、これを備える撮像モジュール、撮像装置を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、撮像素子部よりも光の入射側に配置され、一方の面が光学形状を有する光学形状面（１１ａ）であるレンズシートであって、柱状であってシート面に沿って一方向に配列され、前記光学形状面側に凸状の単位レンズ形状（１１２）を有する光透過部（１１１）と、前記光透過部と交互に配列され、前記光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記レンズシートの厚み方向に沿って、前記光学形状面の反対側となる裏面（１１ｂ）側から前記光学形状面側へ延びる光吸収部（１１３）と、を備えるレンズシート（１１）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記光透過部（１１１）の屈折率は、前記光吸収部（１１３）の屈折率以下であること、を特徴とするレンズシート（１１）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレンズシートにおいて、前記光透過部（１１１）と前記光吸収部（１１３）との界面が、該レンズシートの厚み方向となす角度（θ）は、０°以上１０°以下であること、を特徴とするレンズシート（１１）である。
請求項４の発明は、入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された撮像素子部（２１）と、前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシート（１１）を備えるレンズシートユニット（１０）と、を備える撮像モジュールであって、前記レンズシートユニットは、前記レンズシートの前記撮像素子部側に、一方の面が光学形状を有する第２の光学形状面（１２ａ）である第２のレンズシート（１２）を備え、前記第２のレンズシートは、柱状であってシート面に沿って一方向に配列され、前記第２の光学形状面側に凸状の第２の単位レンズ形状を有する第２の光透過部（１２１）と、前記第２の光透過部と交互に配列され、前記第２の光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第２のレンズシートの厚み方向に沿って、前記光学形状面の反対側となる裏面（１２ｂ）側から前記光学形状面側へ延びる第２の光吸収部（１２３）と、を備え、光軸方向から見て、前記光透過部（１１１）の配列方向（Ｒ１１）と前記第２の光透過部の配列方向（Ｒ１２）とは、角度αをなして交差していること、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
請求項５の発明は、請求項４に記載の撮像モジュールにおいて、前記角度αは、８０°≦α≦１００°を満たすこと、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の撮像モジュールにおいて、前記第２の光透過部（１２１）の屈折率は、前記第２の光吸収部（１２３）の屈折率以下であること、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
請求項７の発明は、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の撮像モジュールにおいて、前記第２の光透過部（１２１）と前記第２の光吸収部（１２３）との界面が、前記第２のレンズシート（１２）の厚み方向となす角度（θ）は、０°以上１０°以下であること、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
請求項８の発明は、請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の撮像モジュール（２０）を備える撮像装置（１）である。
請求項９の発明は、入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された撮像素子部（２１）と、前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシート（１１）と、を備える撮像モジュール（２０）である。
請求項１０の発明は、入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された撮像素子部（２１）と、前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシート（１１）と、を備える撮像装置（１）である。
請求項１の発明は、撮像素子部よりも光の入射側に配置され、一方の面が光学形状を有する光学形状面（１１ａ）であるレンズシートであって、柱状であってシート面に沿って一方向に配列され、前記光学形状面側に凸状の単位レンズ形状（１１２）を有する光透過部（１１１）と、前記光透過部と交互に配列され、前記光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記レンズシートの厚み方向に沿って、前記光学形状面の反対側となる裏面（１１ｂ）側から前記光学形状面側へ延びる光吸収部（１１３）と、を備えるレンズシート（１１）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記光透過部（１１１）の屈折率は、前記光吸収部（１１３）の屈折率以下であること、を特徴とするレンズシート（１１）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレンズシートにおいて、前記光透過部（１１１）と前記光吸収部（１１３）との界面が、該レンズシートの厚み方向となす角度（θ）は、０°以上１０°以下であること、を特徴とするレンズシート（１１）である。
請求項４の発明は、入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された撮像素子部（２１）と、前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシート（１１）を備えるレンズシートユニット（１０）と、を備える撮像モジュールであって、前記レンズシートユニットは、前記レンズシートの前記撮像素子部側に、一方の面が光学形状を有する第２の光学形状面（１２ａ）である第２のレンズシート（１２）を備え、前記第２のレンズシートは、柱状であってシート面に沿って一方向に配列され、前記第２の光学形状面側に凸状の第２の単位レンズ形状を有する第２の光透過部（１２１）と、前記第２の光透過部と交互に配列され、前記第２の光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第２のレンズシートの厚み方向に沿って、前記光学形状面の反対側となる裏面（１２ｂ）側から前記光学形状面側へ延びる第２の光吸収部（１２３）と、を備え、光軸方向から見て、前記光透過部（１１１）の配列方向（Ｒ１１）と前記第２の光透過部の配列方向（Ｒ１２）とは、角度αをなして交差していること、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
請求項５の発明は、請求項４に記載の撮像モジュールにおいて、前記角度αは、８０°≦α≦１００°を満たすこと、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の撮像モジュールにおいて、前記第２の光透過部（１２１）の屈折率は、前記第２の光吸収部（１２３）の屈折率以下であること、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
請求項７の発明は、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の撮像モジュールにおいて、前記第２の光透過部（１２１）と前記第２の光吸収部（１２３）との界面が、前記第２のレンズシート（１２）の厚み方向となす角度（θ）は、０°以上１０°以下であること、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
請求項８の発明は、請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の撮像モジュール（２０）を備える撮像装置（１）である。
請求項９の発明は、入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された撮像素子部（２１）と、前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシート（１１）と、を備える撮像モジュール（２０）である。
請求項１０の発明は、入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された撮像素子部（２１）と、前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシート（１１）と、を備える撮像装置（１）である。
本発明によれば、撮像装置や撮像モジュールを薄型化でき、かつ、光の利用効率が高いレンズシート、及び、これを備える撮像モジュール、撮像装置を提供できます。
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、本明細書中において、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
本明細書中において、記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書中において、シート面とは、シート状の部材において、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものである。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、本明細書中において、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
本明細書中において、記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書中において、シート面とは、シート状の部材において、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものである。
（実施形態）
図１は、本実施形態のカメラ１を説明する図である。
図２は、本実施形態の撮像モジュール２０を説明する図である。
図１を含め、以下に示す各図において、理解を容易にするために、適宜、ＸＹＺ直交座標系を設けて示している。この座標系では、撮影者が、撮像装置を基本的な姿勢で支持し、光軸Ｏを水平として画像を撮影するとき、水平方向（左右方向）をＸ方向、鉛直方向（上下方向）をＹ方向とし、撮影者側から見て左側（被写体側から見て右側）に向かう方向を＋Ｘ方向、鉛直方向上側に向かう方向を＋Ｙ方向、光軸Ｏ方向をＺ方向とし、被写体側に向かう方向を＋Ｚ方向とする。
図１は、本実施形態のカメラ１を説明する図である。
図２は、本実施形態の撮像モジュール２０を説明する図である。
図１を含め、以下に示す各図において、理解を容易にするために、適宜、ＸＹＺ直交座標系を設けて示している。この座標系では、撮影者が、撮像装置を基本的な姿勢で支持し、光軸Ｏを水平として画像を撮影するとき、水平方向（左右方向）をＸ方向、鉛直方向（上下方向）をＹ方向とし、撮影者側から見て左側（被写体側から見て右側）に向かう方向を＋Ｘ方向、鉛直方向上側に向かう方向を＋Ｙ方向、光軸Ｏ方向をＺ方向とし、被写体側に向かう方向を＋Ｚ方向とする。
図１に示すように、本実施形態のカメラ１は、開口部３１を有する筐体３０内に、撮像モジュール２０を備える撮像装置である。
カメラ１は、スマートフォン等の携帯電話やタブレット端末等の携帯端末に用いられる撮像装置であり、この筐体３０は、携帯端末本体の筐体に相当する。このカメラ１は、さらに、不図示の制御部、記憶部等を備えている。
また、カメラ１は、筐体３０をカメラ本体の筐体として備える、一般的な撮像装置としてもよい。この場合、カメラ１は、制御部、記憶部等に加えて、不図示のシャッタ部、シャッタ駆動部等を備える。
開口部３１は、被写体側からの光を、カメラ１の撮像モジュール２０へ取り込む開口である。この開口部３１には、撮像モジュール２０への埃やゴミ等の異物の侵入を防止する等の観点から、開口部３１を覆うように、透光性を有する保護シート３２が配置されている。この保護シート３２は、ガラス製としてもよいし、樹脂製としてもよい。
カメラ１は、スマートフォン等の携帯電話やタブレット端末等の携帯端末に用いられる撮像装置であり、この筐体３０は、携帯端末本体の筐体に相当する。このカメラ１は、さらに、不図示の制御部、記憶部等を備えている。
また、カメラ１は、筐体３０をカメラ本体の筐体として備える、一般的な撮像装置としてもよい。この場合、カメラ１は、制御部、記憶部等に加えて、不図示のシャッタ部、シャッタ駆動部等を備える。
開口部３１は、被写体側からの光を、カメラ１の撮像モジュール２０へ取り込む開口である。この開口部３１には、撮像モジュール２０への埃やゴミ等の異物の侵入を防止する等の観点から、開口部３１を覆うように、透光性を有する保護シート３２が配置されている。この保護シート３２は、ガラス製としてもよいし、樹脂製としてもよい。
本実施形態の撮像モジュール２０は、光軸Ｏ（Ｚ方向）に沿って、光の入射側（被写体側、＋Ｚ側）から順に、レンズシートユニット１０、イメージセンサ２１等を備えている。この撮像モジュール２０は、前述の制御部からの出力信号により、イメージセンサ２１の受光面上に結像した像を撮像する。
レンズシートユニット１０及びイメージセンサ２１は、矩形状の平板状の部材であり、その幾何学的中心に光軸Ｏが直交している。
レンズシートユニット１０及びイメージセンサ２１は、矩形状の平板状の部材であり、その幾何学的中心に光軸Ｏが直交している。
図３は、本実施形態のレンズシートユニット１０を説明する図である。図３（ａ）では、レンズシートユニット１０の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の斜視図を示し、図３（ｂ）では、光軸Ｏ方向から見た後述する第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１及び第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２を示している。なお、図３（ａ）では、理解を容易にするために、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とは、Ｚ方向に離間させて示している。
図４は、本実施形態の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を説明する図である。図４（ａ）では、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向及び第１レンズシート１１の厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示し、図４（ｂ）では、図４（ａ）に示す断面の一部をさらに拡大して示している。また、図４では、第１レンズシート１１の符号を示し、括弧内に対応する第２レンズシート１２の符号を示している。
図４は、本実施形態の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を説明する図である。図４（ａ）では、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向及び第１レンズシート１１の厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示し、図４（ｂ）では、図４（ａ）に示す断面の一部をさらに拡大して示している。また、図４では、第１レンズシート１１の符号を示し、括弧内に対応する第２レンズシート１２の符号を示している。
レンズシートユニット１０は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において、イメージセンサ２１の被写体側（＋Ｚ側）に位置している。レンズシートユニット１０は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に沿って被写体側（＋Ｚ側）から順に、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２を備えている。
レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２が一体に積層されて不図示の支持部材により支持され、イメージセンサ２１に対する上下方向（Ｙ方向）及び左右方向（Ｘ方向）、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）での位置が位置決めされている。
レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２が一体に積層されて不図示の支持部材により支持され、イメージセンサ２１に対する上下方向（Ｙ方向）及び左右方向（Ｘ方向）、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）での位置が位置決めされている。
第１レンズシート１１は、片面に、後述する単位レンズ形状１１２が複数形成されたレンズ形状面１１ａを有するレンズシートである。この第１レンズシート１１は、柱状であってシート面に沿って一方向に配列される光透過部１１１と、光透過部１１１の配列方向において、光透過部１１１と交互に配置される光吸収部１１３とを備える。
本実施形態の第１レンズシート１１では、光透過部１１１は、その配列方向Ｒ１１が上下方向（Ｙ方向）に平行であり、その長手方向（稜線方向）が左右方向（Ｘ方向）に平行となっている。
本実施形態の第１レンズシート１１では、光透過部１１１は、その配列方向Ｒ１１が上下方向（Ｙ方向）に平行であり、その長手方向（稜線方向）が左右方向（Ｘ方向）に平行となっている。
光透過部１１１は、光を透過する部分であり、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）に、凸形状の単位レンズ形状１１２を有している。第１レンズシート１１のイメージセンサ２１側（−Ｚ側）の面は、単位レンズ形状１１２が複数配列されたレンズ形状面１１ａとなっている。また、第１レンズシート１１の被写体側（＋Ｚ側）の面（レンズ形状面１１ａとは反対側の面）である裏面１１ｂは、略平面状となっている。
単位レンズ形状１１２は、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）に凸となっており、光透過部１１１の配列方向Ｒ１１（Ｙ方向）及び第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面における断面形状が円の一部形状となっている。単位レンズ形状１１２は、この断面形状が光透過部１１１の長手方向に沿って延在している。
単位レンズ形状１１２は、光透過部１１１の配列方向において、連続して配列されており、その配列方向における幅（レンズ開口幅）Ｄ１は、その配列ピッチＰに等しい形態となっている。
単位レンズ形状１１２は、光透過部１１１の配列方向において、連続して配列されており、その配列方向における幅（レンズ開口幅）Ｄ１は、その配列ピッチＰに等しい形態となっている。
また、単位レンズ形状１１２の表面には、反射防止機能を有する不図示の反射防止層が形成されている。
この反射防止層は、反射防止機能を有する材料（例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、フッ素系光学用コーティング剤等）を所定の膜厚でコーティングする等により形成される。
この反射防止層は、反射防止機能を有する材料（例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、フッ素系光学用コーティング剤等）を所定の膜厚でコーティングする等により形成される。
光透過部１１１の単位レンズ形状１１２よりも裏面１１ｂ側（−Ｚ側）には、光透過部１１１がシート面（ＸＹ面）に平行な方向に連続しており、光吸収部１１３が形成されていない領域であるランド部１１４が形成されている。
このランド部１１４は、その厚みＤ３（Ｚ方向の寸法）ができる限り薄い方が好ましく、ランド部１１４の厚さＤ３が０であること（即ち、ランド部１１４が存在しない形態）が、迷光や後述のクロストーク等を抑制し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。
このランド部１１４は、その厚みＤ３（Ｚ方向の寸法）ができる限り薄い方が好ましく、ランド部１１４の厚さＤ３が０であること（即ち、ランド部１１４が存在しない形態）が、迷光や後述のクロストーク等を抑制し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。
光透過部１１１は、光透過性を有する樹脂により形成され、その屈折率Ｎ１は、約１．３８〜１．６０である。
このような光透過部１１１は、例えば、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂により形成される。
また、光透過部１１１は、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよいし、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等の熱可塑性樹脂等を用いて熱溶融押出成形法等により形成されてもよいし、ガラス等により形成されてもよい。
このような光透過部１１１は、例えば、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂により形成される。
また、光透過部１１１は、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよいし、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等の熱可塑性樹脂等を用いて熱溶融押出成形法等により形成されてもよいし、ガラス等により形成されてもよい。
光吸収部１１３は、光を吸収する作用を有し、第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）に沿って、裏面１１ｂ側から単位レンズ形状１１２が形成されたレンズ形状面１１ａ側へ延びる壁状の部分である。この光吸収部１１３は、光透過部１１１の長手方向（Ｘ方向）に沿って延在している。光吸収部１１３の裏面１１ｂ側の端面は、裏面１１ｂを形成している。
光吸収部１１３は、その配列方向及び第１レンズシート１１の厚み方向に平行な断面における断面形状が楔形形状、もしくは、矩形形状である。ここでいう楔形形状とは、一方の端部の幅が広く、他方に向けて次第に幅が狭くなる形状をいい、三角形形状や台形形状等を含む。
光吸収部１１３は、その配列方向及び第１レンズシート１１の厚み方向に平行な断面における断面形状が楔形形状、もしくは、矩形形状である。ここでいう楔形形状とは、一方の端部の幅が広く、他方に向けて次第に幅が狭くなる形状をいい、三角形形状や台形形状等を含む。
本実施形態の光吸収部１１３は、その配列方向及び第１レンズシート１１の厚み方向に平行な断面での断面形状が、レンズ形状面１１ａ側の寸法が裏面１１ｂ側の寸法に比べて小さい台形形状となっている。これに限らず、光吸収部１１３は、その配列方向及び第１レンズシート１１の厚み方向に平行な断面での断面形状が、レンズ形状面１１ａ側を頂点とする三角形形状としてもよい。
光吸収部１１３は、光透過部１１１内を進む光のうち、隣接する他の光透過部１１１側へ向かうような迷光を吸収する機能を有する。
光吸収部１１３は、光透過部１１１内を進む光のうち、隣接する他の光透過部１１１側へ向かうような迷光を吸収する機能を有する。
光吸収部１１３の屈折率Ｎ２は、約１．４５〜１．６０である。光吸収部１１３の屈折率Ｎ２は、光透過部１１１の屈折率Ｎ１に対して、Ｎ２≧Ｎ１となっていることが好ましい。これは、光吸収部１１３と光透過部１１１との界面で、光が全反射する等して、不要な光がイメージセンサ２１に到達することを防ぐためである。
このような光吸収部１１３は、カーボンブラック等の光吸収性を有する材料（以下、光吸収材という）や、光吸収材を含有した樹脂等により形成される。
光吸収部１１３に用いられる光吸収材は、可視光領域の光を吸収する機能を有する粒子状等の部材が好適である。このような部材としては、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、顔料や染料、顔料や染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。
このような光吸収部１１３は、カーボンブラック等の光吸収性を有する材料（以下、光吸収材という）や、光吸収材を含有した樹脂等により形成される。
光吸収部１１３に用いられる光吸収材は、可視光領域の光を吸収する機能を有する粒子状等の部材が好適である。このような部材としては、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、顔料や染料、顔料や染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。
光吸収材として顔料や染料で着色された樹脂粒子を用いる場合には、その樹脂粒子は、アクリル系樹脂や、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン）樹脂、ＭＳ（メチルメタクリレート・スチレン）樹脂等により形成されたものが用いられる。
また、光吸収材としては、カーボンブラック等と上記のような着色された樹脂粒子とを組み合わせて用いてもよい。
このような光吸収材を含有する樹脂としては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂が挙げられる。
本実施形態の光吸収部１１３は、カーボンブラックを含有するアクリル系樹脂により形成されている。
また、光吸収材としては、カーボンブラック等と上記のような着色された樹脂粒子とを組み合わせて用いてもよい。
このような光吸収材を含有する樹脂としては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂が挙げられる。
本実施形態の光吸収部１１３は、カーボンブラックを含有するアクリル系樹脂により形成されている。
第１レンズシート１１の各部の寸法は、以下の通りである。
光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列ピッチＰは、約２０〜２００μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２の曲率半径Ｒは、約１０〜１８０μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２のレンズ開口幅Ｄ１（光透過部１１１の配列方向Ｒ１１における単位レンズ形状１１２の幅）は、約２０〜２００μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２のレンズ高さＨ１（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）において、単位レンズ形状１１２間の谷底となる点ｔ１から単位レンズ形状１１２の最も凸となる点（頂点）ｔ３までの寸法）は、約２〜４０μｍとすることが好ましい。
第１レンズシート１１の厚みＴ（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）における裏面１１ｂから点ｔ３までの寸法）は、約３０〜４８０μｍである。この厚みＴは、光透過部１１１の厚さに等しい。
光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列ピッチＰは、約２０〜２００μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２の曲率半径Ｒは、約１０〜１８０μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２のレンズ開口幅Ｄ１（光透過部１１１の配列方向Ｒ１１における単位レンズ形状１１２の幅）は、約２０〜２００μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２のレンズ高さＨ１（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）において、単位レンズ形状１１２間の谷底となる点ｔ１から単位レンズ形状１１２の最も凸となる点（頂点）ｔ３までの寸法）は、約２〜４０μｍとすることが好ましい。
第１レンズシート１１の厚みＴ（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）における裏面１１ｂから点ｔ３までの寸法）は、約３０〜４８０μｍである。この厚みＴは、光透過部１１１の厚さに等しい。
光吸収部１１３の幅Ｄ２（光透過部１１１の配列方向（Ｙ方向）における、光吸収部１１３の最も裏面１１ｂ側の寸法）は、約１〜３０μｍとすることが好ましい。
光吸収部１１３の高さＨ２（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）における光吸収部１１３の寸法）は、約２０〜４７０μｍとすることが好ましい。
光吸収部１１３と光透過部１１１との界面がシート面の法線方向（Ｚ方向）となす角度θは、０〜１０°程度とすることが好ましい。
光吸収部１１３の高さＨ２（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）における光吸収部１１３の寸法）は、約２０〜４７０μｍとすることが好ましい。
光吸収部１１３と光透過部１１１との界面がシート面の法線方向（Ｚ方向）となす角度θは、０〜１０°程度とすることが好ましい。
ランド部１１４の厚さＤ３（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）における、単位レンズ形状１１２間の谷底となる点ｔ１から、光吸収部１１３の最もレンズ形状面１１ａ側となる点ｔ２までの寸法）は、約１〜５０μｍとすることが、迷光や、所定の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）に入射した光が、隣接する他の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）側へ光が進んでしまうことを抑制する観点等から好ましい。
第２レンズシート１２は、第１レンズシート１１のイメージセンサ２１側（−Ｚ側）に位置するレンズシートである。
第２レンズシート１２は、前述の第１レンズシート１１と略同様の形状であり、単位レンズ形状１２２を有する光透過部１２１、光吸収部１２３等を有している。しかし、第２レンズシート１２では、凸状の単位レンズ形状１２２が形成されるレンズ形状面１２ａの位置、及び、光透過部１２１及び光吸収部１２３の配列方向Ｒ１２は、第１レンズシート１１とは異なる。
第２レンズシート１２は、前述の第１レンズシート１１と略同様の形状であり、単位レンズ形状１２２を有する光透過部１２１、光吸収部１２３等を有している。しかし、第２レンズシート１２では、凸状の単位レンズ形状１２２が形成されるレンズ形状面１２ａの位置、及び、光透過部１２１及び光吸収部１２３の配列方向Ｒ１２は、第１レンズシート１１とは異なる。
即ち、第２レンズシート１２では、レンズ形状面１２ａは、光の入射側となる被写体側（＋Ｚ側）に位置し、裏面１２ｂは、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）に位置している。
また、図３（ｂ）に示すように、第２レンズシート１２では、光透過部１２１及び光吸収部１２３の配列方向Ｒ１２は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、第１レンズシート１１の光透過部１１１及び光吸収部１１３の配列方向Ｒ１１と交差し、角度αをなしている。本実施形態では、この角度α＝９０°であり、第２レンズシート１２の光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）は、配列方向Ｒ１２が左右方向（Ｘ方向）に平行であり、長手方向（稜線方向）が上下方向（Ｙ方向）に平行である。
この第２レンズシート１２は、第１レンズシート１１と同様の材料、製造方法により形成される。
また、図３（ｂ）に示すように、第２レンズシート１２では、光透過部１２１及び光吸収部１２３の配列方向Ｒ１２は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、第１レンズシート１１の光透過部１１１及び光吸収部１１３の配列方向Ｒ１１と交差し、角度αをなしている。本実施形態では、この角度α＝９０°であり、第２レンズシート１２の光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）は、配列方向Ｒ１２が左右方向（Ｘ方向）に平行であり、長手方向（稜線方向）が上下方向（Ｙ方向）に平行である。
この第２レンズシート１２は、第１レンズシート１１と同様の材料、製造方法により形成される。
なお、第２レンズシート１２は、不図示の接合層により、イメージセンサ２１と一体に接合されていてもよい。第２レンズシート１２とイメージセンサ２１とを接合することにより、第２レンズシート１２とイメージセンサ２１との光学密着やイメージセンサ２１の傷つきを抑制できることに加え、撮像モジュール２０の組み立て作業をより容易とすることができる。
第２レンズシート１２とイメージセンサ２１とを接合する接合層は、光透過性を有する粘着剤又は接着剤により形成されている。また、この接合層は、その屈折率が、第２レンズシート１２の光透過部１２１の屈折率Ｎ１と等しい、もしくは、屈折率差ができる限り小さいことが好ましい。
第２レンズシート１２とイメージセンサ２１とを接合する接合層は、光透過性を有する粘着剤又は接着剤により形成されている。また、この接合層は、その屈折率が、第２レンズシート１２の光透過部１２１の屈折率Ｎ１と等しい、もしくは、屈折率差ができる限り小さいことが好ましい。
また、イメージセンサ２１の駆動時の発熱によるレンズシートユニット１０の反り等の変形を抑制する観点から、この接合層は、耐熱性を有することが好ましい。
このような接合層としては、エポキシ樹脂製、ウレタン樹脂製等の粘着剤、接着剤が好適である。
また、この接合層は、その屈折率が光透過部１２１の屈折率Ｎ１よりも小さいものも適用可能であり、例えば、シリコーン系粘着剤等が適用可能である。
このような接合層としては、エポキシ樹脂製、ウレタン樹脂製等の粘着剤、接着剤が好適である。
また、この接合層は、その屈折率が光透過部１２１の屈折率Ｎ１よりも小さいものも適用可能であり、例えば、シリコーン系粘着剤等が適用可能である。
本実施形態のレンズシートユニット１０に入射した光は、単位レンズ形状１１２，１２２により、後述するイメージセンサ２１の受光面上が焦点となるように集光される。即ち、単位レンズ形状１１２，１２２の曲率半径Ｒ、屈折率Ｎ１は、イメージセンサ２１の受光面上が焦点となるように設定されている。
また、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とは、単位レンズ形状１１２，１２２がその頂点（点ｔ３）で互いに接した状態で配置されており、第１レンズシート１１の単位レンズ形状１１２と第２レンズシート１２の単位レンズ形状１２２との間の隙間部分には、空気が位置する形態となっている。なお、光軸Ｏ方向において、単位レンズ形状１１２の頂点と単位レンズ形状１２２の頂点とは、わずかに隙間を有し、接していない形態としてもよい。
また、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とは、単位レンズ形状１１２，１２２がその頂点（点ｔ３）で互いに接した状態で配置されており、第１レンズシート１１の単位レンズ形状１１２と第２レンズシート１２の単位レンズ形状１２２との間の隙間部分には、空気が位置する形態となっている。なお、光軸Ｏ方向において、単位レンズ形状１１２の頂点と単位レンズ形状１２２の頂点とは、わずかに隙間を有し、接していない形態としてもよい。
ここで、第１レンズシート１１，第２レンズシート１２の製造方法の一例について説明する。以下の説明及び図５では、第１レンズシート１１を例に挙げて説明するが、第２レンズシート１２についても同様に製造できる。
図５は、本実施形態の第１レンズシート１１の製造方法の一例を説明する図である。
まず、図５（ａ）に示すように、光透過部１１１の単位レンズ形状１１２の形状を賦形する成形型７１と、光透過部１１１の裏面１１ｂ及び光吸収部１１３を形成するための溝形状を賦形する成形型７２を用意する。
次に、図５（ｂ）に示すように、成形型７１と成形型７２とを位置合わせし、成形型７１，７２間の空間に光透過部１１１を形成する紫外線硬化型樹脂１１１Ｒを充填し、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させ、離型する。
図５は、本実施形態の第１レンズシート１１の製造方法の一例を説明する図である。
まず、図５（ａ）に示すように、光透過部１１１の単位レンズ形状１１２の形状を賦形する成形型７１と、光透過部１１１の裏面１１ｂ及び光吸収部１１３を形成するための溝形状を賦形する成形型７２を用意する。
次に、図５（ｂ）に示すように、成形型７１と成形型７２とを位置合わせし、成形型７１，７２間の空間に光透過部１１１を形成する紫外線硬化型樹脂１１１Ｒを充填し、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させ、離型する。
紫外線を照射して硬化させる場合、２つの成形型７１，７２のうちいずれか一方の成形型は、光透過性を有することが好ましい。上記の例であれば、例えば、成形型７１を光透過性を有する樹脂製の成形型（賦型フィルム）とすることが好ましい。また、上記の説明では、紫外線を照射して樹脂を硬化させる例を示したが、使用する紫外線硬化型樹脂が熱硬化機能を有している場合には、紫外線及び熱により硬化させてもよい。
これにより、図５（ｃ）に示すように、光吸収部１１３用の溝ｍが形成された溝付き光透過部１１１Ａが形成される。
次に、図５（ｄ）に示すように、溝付き光透過部１１１Ａの裏面側から光吸収部１１３を形成する材料（以下、光吸収部形成材料１１３Ｒという）を塗布して、ワイピングし、溝ｍに光吸収部形成材料１１３Ｒを充填し、硬化させ、光吸収部１１３を形成する。
これにより、図５（ｅ）に示すように、第１レンズシート１１が形成される。
これにより、図５（ｃ）に示すように、光吸収部１１３用の溝ｍが形成された溝付き光透過部１１１Ａが形成される。
次に、図５（ｄ）に示すように、溝付き光透過部１１１Ａの裏面側から光吸収部１１３を形成する材料（以下、光吸収部形成材料１１３Ｒという）を塗布して、ワイピングし、溝ｍに光吸収部形成材料１１３Ｒを充填し、硬化させ、光吸収部１１３を形成する。
これにより、図５（ｅ）に示すように、第１レンズシート１１が形成される。
なお、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、上記の製造方法に限らず、例えば、以下のような製造方法によっても製造可能である。
例えば、一方の面に単位レンズ形状１１２，１２２が形成され、他方の面が平面状であるレンズシートを紫外線硬化型樹脂等により作成し、他方の面側から光吸収部１１３，１２３が形成される溝をレーザー加工やダイシング加工等により形成する。その後、溝に光吸収部形成材料を充填して硬化させることにより、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を作製してもよい。
また、例えば、一方の面が平面状であり、他方の面に光吸収部１１３，１２３を形成する溝が形成された溝付きシートを紫外線硬化型樹脂等により形成する。そして、平面状である一方の面上に、紫外線硬化型樹脂等により、単位レンズ形状１１２，１２２を賦形し、その後、溝に光吸収部形成材料を充填し、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を作製してもよい。
例えば、一方の面に単位レンズ形状１１２，１２２が形成され、他方の面が平面状であるレンズシートを紫外線硬化型樹脂等により作成し、他方の面側から光吸収部１１３，１２３が形成される溝をレーザー加工やダイシング加工等により形成する。その後、溝に光吸収部形成材料を充填して硬化させることにより、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を作製してもよい。
また、例えば、一方の面が平面状であり、他方の面に光吸収部１１３，１２３を形成する溝が形成された溝付きシートを紫外線硬化型樹脂等により形成する。そして、平面状である一方の面上に、紫外線硬化型樹脂等により、単位レンズ形状１１２，１２２を賦形し、その後、溝に光吸収部形成材料を充填し、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を作製してもよい。
さらに、光吸収部１１３，１２３の形状及び単位レンズ形状１１２，１２２の形状を賦形できる成形型を用意し、射出成型等により、溝付の光透過部を形成し、溝に光吸収部形成材料を充填して、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を作製してもよい。
また、光吸収部１１３，１２３の充填方法は、上述のワイピング等に限らず、例えば、真空充填により充填してもよいし、毛細管現象を利用して充填してもよい。
第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の製造方法は、適宜選択して用いてよく、この製造方法に応じて使用する樹脂等を適宜選択してよい。
また、光吸収部１１３，１２３の充填方法は、上述のワイピング等に限らず、例えば、真空充填により充填してもよいし、毛細管現象を利用して充填してもよい。
第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の製造方法は、適宜選択して用いてよく、この製造方法に応じて使用する樹脂等を適宜選択してよい。
図６は、本実施形態の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２と比較例のレンズシート９１とを比較する図である。図６（ａ）では、本実施形態の第１レンズシート１１の断面を示し、括弧内には対応する第２レンズシート１２の各部の符号を示している。図６（ｂ）では、比較例のレンズシート９１の断面を示している。
比較例のレンズシート９１は、光吸収部９１３が単位レンズ形状１１２が形成されるレンズ形状面９１ａ側から裏面９１ｂ側へ延びている点以外は、本実施形態の第１レンズシート１１と同様である。したがって、同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
比較例のレンズシート９１は、光吸収部９１３が単位レンズ形状１１２が形成されるレンズ形状面９１ａ側から裏面９１ｂ側へ延びている点以外は、本実施形態の第１レンズシート１１と同様である。したがって、同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
比較例のレンズシート９１は、光吸収部９１３が、レンズ形状面９１ａ側から裏面９１ｂ側へ厚み方向に延びており、単位レンズ形状１１２間に光吸収部９１３のレンズ形状面９１ａ側端部が位置した形態となっている。
比較例のレンズシート９１では、光吸収部９１３を形成する際に、光吸収部形成材料９１３Ｒをレンズ形状面９１ａに塗布し、ワイピングを行い、硬化させている。この際、十分に光吸収部形成材料９１３Ｒを掻き取れず、単位レンズ形状９１２間の底部分（光吸収部９１３のレンズ形状面９１ａ側端部近傍）に、光吸収部形成材料９１３Ｒが残ってしまう場合がある。この場合、単位レンズ形状９１２のレンズ開口幅Ｄ１が本来の設計での幅よりも狭くなり、残った光吸収部形成材料９１３Ｒに、撮像モジュールに入射した光の一部が入射して吸収され、光の利用効率が低下し、撮像される画像が暗くなってしまう場合がある。
また、十分に掻き取れ得るように強めにワイピング等を行うと、単位レンズ形状９１２が傷ついたり、変形したりする場合があり、好ましくない。
さらに、個々のレンズシートにおいて、光吸収部形成材料９１３Ｒの残り方がばらつくために、レンズシート９１の品質が安定せず、生産性が低下するという問題がある。
比較例のレンズシート９１では、光吸収部９１３を形成する際に、光吸収部形成材料９１３Ｒをレンズ形状面９１ａに塗布し、ワイピングを行い、硬化させている。この際、十分に光吸収部形成材料９１３Ｒを掻き取れず、単位レンズ形状９１２間の底部分（光吸収部９１３のレンズ形状面９１ａ側端部近傍）に、光吸収部形成材料９１３Ｒが残ってしまう場合がある。この場合、単位レンズ形状９１２のレンズ開口幅Ｄ１が本来の設計での幅よりも狭くなり、残った光吸収部形成材料９１３Ｒに、撮像モジュールに入射した光の一部が入射して吸収され、光の利用効率が低下し、撮像される画像が暗くなってしまう場合がある。
また、十分に掻き取れ得るように強めにワイピング等を行うと、単位レンズ形状９１２が傷ついたり、変形したりする場合があり、好ましくない。
さらに、個々のレンズシートにおいて、光吸収部形成材料９１３Ｒの残り方がばらつくために、レンズシート９１の品質が安定せず、生産性が低下するという問題がある。
これに対して、本実施形態の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２では、光吸収部１１３，１２３は、裏面１１ｂ，１２ｂ側から単位レンズ形状１１２，１２２側へ厚み方向に沿って延び、裏面１１ｂ側から光吸収部形成材料を塗布してワイピングにより充填される。
従って、単位レンズ形状１１２間の底部分に光吸収部形成材料が残ることはなく、単位レンズ形状１１２，１２２のレンズ開口幅Ｄ１が十分に確保される。また、個々のレンズシートによって、単位レンズ形状１１２間の底部分に残る光吸収部形成材料のばらつき等がなくなるので、生産性が向上し、安定して良好なレンズシートを製造できる。
従って、単位レンズ形状１１２間の底部分に光吸収部形成材料が残ることはなく、単位レンズ形状１１２，１２２のレンズ開口幅Ｄ１が十分に確保される。また、個々のレンズシートによって、単位レンズ形状１１２間の底部分に残る光吸収部形成材料のばらつき等がなくなるので、生産性が向上し、安定して良好なレンズシートを製造できる。
図２に戻り、イメージセンサ２１は、受光面で受光した光を電気信号に変換して出力する部分である。イメージセンサ２１は、複数の画素が２次元方向に配列されており、各画素により、その画素に入射した光の強度を検出可能である。
イメージセンサ２１を構成する複数の画素は、イメージセンサ２１の受光面である被写体側の表面に、２次元方向に配列されている。本実施形態では、イメージセンサ２１の画素２１１（後述の図７（ａ）参照）は、左右方向及び上下方向（Ｘ方向及びＹ方向）に複数配列されている。
このようなイメージセンサ２１としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が好適に用いられる。
本実施形態のイメージセンサ２１は、ＣＭＯＳが用いられている。
イメージセンサ２１を構成する複数の画素は、イメージセンサ２１の受光面である被写体側の表面に、２次元方向に配列されている。本実施形態では、イメージセンサ２１の画素２１１（後述の図７（ａ）参照）は、左右方向及び上下方向（Ｘ方向及びＹ方向）に複数配列されている。
このようなイメージセンサ２１としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が好適に用いられる。
本実施形態のイメージセンサ２１は、ＣＭＯＳが用いられている。
ここで、撮像装置１に入射した光について説明する。
被写体からの光は、開口部３１の保護シート３２を透過して撮像装置１内に入射し、撮像モジュール２０のレンズシートユニット１０内に進み、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を透過する。
図３（ｂ）に示すように、レンズシートユニット１０の第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見た場合に、光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列方向Ｒ１１と光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）の配列方向Ｒ１２とが角度α＝９０°をなすように配置されている。また、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、光透過部１１１，１２１間に光吸収部１１３，１２３を有している。
従って、レンズシートユニット１０は、光学的には、マイクロレンズが２次元方向（Ｘ方向及びＹ方向）に配置され、マイクロレンズ間に遮光壁が形成された状態に略等しい。
被写体からの光は、開口部３１の保護シート３２を透過して撮像装置１内に入射し、撮像モジュール２０のレンズシートユニット１０内に進み、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を透過する。
図３（ｂ）に示すように、レンズシートユニット１０の第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見た場合に、光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列方向Ｒ１１と光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）の配列方向Ｒ１２とが角度α＝９０°をなすように配置されている。また、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、光透過部１１１，１２１間に光吸収部１１３，１２３を有している。
従って、レンズシートユニット１０は、光学的には、マイクロレンズが２次元方向（Ｘ方向及びＹ方向）に配置され、マイクロレンズ間に遮光壁が形成された状態に略等しい。
レンズシートユニット１０に入射した光は、第１レンズシート１１の単位レンズ形状１１２により、その配列方向であるＹ方向（上下方向）において集光され、また、第２レンズシート１２の単位レンズ形状１２２により、その配列方向であるＸ方向（左右方向）において集光される。
また、光透過部１１１，１２１内を光軸Ｏ方向に対して大きな角度をなす方向へ進む光の少なくとも一部は、光吸収部１１３，１２３に入射して吸収される。そして、レンズシートユニット１０を透過した光は、イメージセンサ２１の受光面で焦点を結ぶ。
また、光透過部１１１，１２１内を光軸Ｏ方向に対して大きな角度をなす方向へ進む光の少なくとも一部は、光吸収部１１３，１２３に入射して吸収される。そして、レンズシートユニット１０を透過した光は、イメージセンサ２１の受光面で焦点を結ぶ。
前述のように、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、単位レンズ形状１１２，１２２の長手方向（稜線方向）が直交するように配置されており、レンズシートユニット１０は、光学的には、左右方向及び上下方向（Ｘ方向及びＹ方向）にマイクロレンズが複数配列されている形態に近しい。
イメージセンサ２１の受光面上には、この疑似的なマイクロレンズにより結像された像が、それぞれ重なることなく形成される（後述の図７（ａ）参照）。
イメージセンサ２１の受光面上には、この疑似的なマイクロレンズにより結像された像が、それぞれ重なることなく形成される（後述の図７（ａ）参照）。
本実施形態では、疑似的なマイクロレンズの１つ１つのレンズに対して、イメージセンサ２１の複数の画素が対応するように配置されている（後述の図７（ａ）参照）。そして、撮影時には、各画素には、対応する疑似的なマイクロレンズにより分割された光が入射し、各画素により、光の強度が検出される。また、各画素と、ＸＹ平面上のどの位置の単位レンズ形状１１２，１２２を透過したか（ＸＹ平面上の疑似的なマイクロレンズの位置）との関係から、画素に入射した光の入射方向が検出可能となる。
撮影時に撮像モジュール２０により得られた、各画素が検出した入射光の強度及び入射方向の情報は、記憶部に記憶される。そして、制御部により各種演算等が行われることにより、撮影後に、その焦点距離や被写界深度等を変更した（リフォーカス処理を行った）画像データとして生成可能である。
撮影時に撮像モジュール２０により得られた、各画素が検出した入射光の強度及び入射方向の情報は、記憶部に記憶される。そして、制御部により各種演算等が行われることにより、撮影後に、その焦点距離や被写界深度等を変更した（リフォーカス処理を行った）画像データとして生成可能である。
図７は、本実施形態の撮像モジュール２０のイメージセンサ２１の受光面上での結像の様子を説明する図である。
一般的に、ライトフィールドカメラでは、マイクロレンズアレイの１つのマイクロレンズに対して、イメージセンサ２１の所定の領域内に位置する複数個の画素２１１が対応している。そして、それぞれのマイクロレンズによる像が、対応する領域内に投影されることが重要である。
このとき、例えば、図７（ｂ）に示すように、各マイクロレンズの像が隣の領域等に投影され、像が重なると、被写体面上で異なる位置と角度を有する光が同一の画素に入射するクロストークという現象が生じ、光の入射方向や強度を分解できなくなる。
これを解消するために、従来のライトフィールドカメラでは、マイクロレンズアレイよりも被写体側に設けられた撮像レンズの絞りを利用したり、マイクロレンズアレイの各単位レンズに対応した隔壁を有する隔壁シートをマイクロレンズアレイのイメージセンサ側等に別体で用意したりする必要があった。
一般的に、ライトフィールドカメラでは、マイクロレンズアレイの１つのマイクロレンズに対して、イメージセンサ２１の所定の領域内に位置する複数個の画素２１１が対応している。そして、それぞれのマイクロレンズによる像が、対応する領域内に投影されることが重要である。
このとき、例えば、図７（ｂ）に示すように、各マイクロレンズの像が隣の領域等に投影され、像が重なると、被写体面上で異なる位置と角度を有する光が同一の画素に入射するクロストークという現象が生じ、光の入射方向や強度を分解できなくなる。
これを解消するために、従来のライトフィールドカメラでは、マイクロレンズアレイよりも被写体側に設けられた撮像レンズの絞りを利用したり、マイクロレンズアレイの各単位レンズに対応した隔壁を有する隔壁シートをマイクロレンズアレイのイメージセンサ側等に別体で用意したりする必要があった。
しかし、本実施形態によれば、各レンズシート１１，１２は、光吸収部１１３，１２３が、光透過部１１１，１２１間に形成され、各レンズシートの厚み方向（Ｚ方向）に延びているので、撮像レンズや隔壁シート等を用いることなく、かつ、図７（ａ）に示すように、クロストークを生じさせることなく、単位レンズ形状１１２，１２２により集光された光を、イメージセンサ２１の対応する領域の画素２１１に入射させることができる。これにより、画素２１１は、入射光の強度と入射方向の情報を高精度で出力することができる。
従って、本実施形態によれば、複数枚の光学レンズからなる撮像レンズが不要であり、レンズシートユニット１０の厚みを数１０〜数１００μｍ程度に抑えることができ、撮像モジュール２０及びカメラ１の薄型化、軽量化を図ることができる。また、撮像レンズが不要となるので、撮像モジュール２０及びカメラ１の生産コストを低減できる。さらに、カメラ１が搭載される携帯端末本体等の薄型化を妨げることがなく、意匠性の向上にも寄与できる。
また、本実施形態によれば、撮影時に、画素２１１が入射光の強度と入射方向とを高精度で出力でき、撮影後に、その焦点距離や被写界深度等を変更可能であり、焦点距離や被写界深度を変更可能なライトフィールドカメラとしての機能を携帯端末用のカメラに付与することができ、カメラ１の高性能化を図ることができる。しかも、本実施形態の撮像モジュール２０及びカメラ１は、パンフォーカスでの撮影画像も形成可能であり、様々な焦点距離及び被写界深度での撮影画像が形成可能となり、カメラ機能の向上を図ることができる。
また、本実施形態によれば、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２内に、光透過部１１１，１２１（単位レンズ形状１１２，１２２）に対応して光吸収部１１３，１２３が一体に形成されているので、従来のライトフィールドカメラで必要であった、隔壁シートとマイクロレンズアレイとの高精度の位置合わせが不要となる。
従って、マイクロレンズアレイと隔壁シートとの位置合わせ精度ずれによる歩留りの低下を抑制できる。また、位置合わせが不要となるので、ハンドリングが容易となり、製造が容易に行え、生産コスト低減できる。
従って、マイクロレンズアレイと隔壁シートとの位置合わせ精度ずれによる歩留りの低下を抑制できる。また、位置合わせが不要となるので、ハンドリングが容易となり、製造が容易に行え、生産コスト低減できる。
また、本実施形態の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、光吸収部１１３，１２３が裏面１１ｂ，１２ｂ側から単位レンズ形状１１２，１２２側へ厚み方向に沿って形成されているので、光吸収部１１３，１２３形成時に、単位レンズ形状１１２，１２２間の底部分に光吸収部形成材料が残ることはない。従って、本実施形態によれば、単位レンズ形状１１２，１２２のレンズ開口幅Ｄ１が十分に確保され、光の利用効率が高く、明るい画像を撮影できる。また、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を高品質で安定して生産できる。
また、本実施形態によれば、光透過部１１１，１２１のレンズ開口幅Ｄ１を小さくしてＸ方向及びＹ方向に配列される単位レンズ形状１１２，１２２を増やすことも容易であり、かつ、光吸収部１１３，１２３が一体に形成されるので、レンズシートユニット１０による疑似的なマイクロレンズをより細密化することができ、画像の空間解像度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、従来のライトフィールドカメラで必要であった、撮像レンズや、マイクロレンズアレイとは別体の光線分割用の隔壁シート等が不要となり、小型化が困難であったライトフィールドカメラの薄型化及び軽量化、生産コストの低減等を図ることができる。
また、本実施形態によれば、従来のライトフィールドカメラで必要であった、撮像レンズや、マイクロレンズアレイとは別体の光線分割用の隔壁シート等が不要となり、小型化が困難であったライトフィールドカメラの薄型化及び軽量化、生産コストの低減等を図ることができる。
（第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の他の実施形態）
以下、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の他の実施形態について説明する。なお、前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
＜第１レンズシート１１のレンズ形状面１１ａ及び第２レンズシート１２のレンズ形状面１２ａの位置について＞
図８は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２のレンズ形状面１１ａ，１２ａの向きを説明する図である。図８において、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、理解を容易にするために、Ｚ方向（光軸Ｏ方向）において離間している形態を示しているが、実際には、一体に積層されている、もしくは、近接して配置されているものとする。
図８に示すように、レンズシートユニット１０の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、そのレンズ形状面１１ａ，１２ａが被写体側（＋Ｚ側）であるか、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）であるかは、適宜選択できる。
以下、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の他の実施形態について説明する。なお、前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
＜第１レンズシート１１のレンズ形状面１１ａ及び第２レンズシート１２のレンズ形状面１２ａの位置について＞
図８は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２のレンズ形状面１１ａ，１２ａの向きを説明する図である。図８において、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、理解を容易にするために、Ｚ方向（光軸Ｏ方向）において離間している形態を示しているが、実際には、一体に積層されている、もしくは、近接して配置されているものとする。
図８に示すように、レンズシートユニット１０の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、そのレンズ形状面１１ａ，１２ａが被写体側（＋Ｚ側）であるか、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）であるかは、適宜選択できる。
図８（ａ）に示すように、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、そのレンズ形状面１１ａ，１２ａがいずれも被写体側（＋Ｚ側）となるように配置されていてもよい。このように、単位レンズ形状１１２，１２２が形成されたレンズ形状面１１ａ，１２ａが被写体側に位置している場合、レンズ形状面１１ａ，１２ａ側から裏面１１ｂ，１２ｂ側へ光吸収部１１３，１２３を形成し、単位レンズ形状１１２，１２２間に光吸収部１１３，１２３のレンズ形状面側の端面が位置している形態のレンズシート（前述の比較例のレンズシート９１）を用いた場合に比べて、光の取り込み量が多くなり、より明るい画像とすることができる。
また、図８（ｂ）に示すように、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、そのレンズ形状面１１ａ，１２ａがいずれもイメージセンサ側（−Ｚ側）となるように配置されていてもよい。
また、図８（ｂ）に示すように、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、そのレンズ形状面１１ａ，１２ａがいずれもイメージセンサ側（−Ｚ側）となるように配置されていてもよい。
さらに、図８（ｃ）に示すように、第１レンズシート１１は、そのレンズ形状面１１ａが被写体側（＋Ｚ側）となるように配置され、第２レンズシート１２は、そのレンズ形状面１２ａがイメージセンサ側（−Ｚ側）となるように配置されていてもよい。このように、第１レンズシート１１の単位レンズ形状１１２が形成されたレンズ形状面１１ａが被写体側に位置している場合、レンズ形状面１１ａ側から裏面１１ｂ側へ光吸収部１１３を形成し、単位レンズ形状１１２間に光吸収部１１３のレンズ形状面側の端面が位置している形態のレンズシートを用いた場合に比べて、光の取り込み量が多くなり、より明るい画像とすることができる。
図８（ｃ）に示すように、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが、裏面１１ｂ，１２ｂを対面させて配置される場合には、光学密着による迷光の発生を抑制する観点から、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２との間に、不図示のスペーサを配置してもよい。
また、図８（ｃ）に示す形態の場合、光学密着を抑制する観点等から、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２との間に、不図示の接合層を設けて、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とを一体に接合してもよい。この形態の場合、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とを接合する接合層は、その接合層と各レンズシート１１，１２の裏面１１ｂ，１２ｂとの界面での光の反射を防ぐ観点から、その屈折率が、光透過部１１１，１２１の屈折率Ｎ１と等しい、もしくは、屈折率差ができる限り小さいものが好ましい。
上述のような形態のレンズシートユニット１０を使用した場合にも、良好な画質で撮像することができる。
また、図８（ｃ）に示す形態の場合、光学密着を抑制する観点等から、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２との間に、不図示の接合層を設けて、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とを一体に接合してもよい。この形態の場合、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とを接合する接合層は、その接合層と各レンズシート１１，１２の裏面１１ｂ，１２ｂとの界面での光の反射を防ぐ観点から、その屈折率が、光透過部１１１，１２１の屈折率Ｎ１と等しい、もしくは、屈折率差ができる限り小さいものが好ましい。
上述のような形態のレンズシートユニット１０を使用した場合にも、良好な画質で撮像することができる。
＜第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１及び第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２について＞
レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１１の光透過部１１１が左右方向（Ｘ方向）に配列され、第２レンズシート１２の光透過部１２１が上下方向（Ｙ方向）に配列される形態としてもよい。
また、第１レンズシート１１の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列方向Ｒ１１と、第２レンズシート１２の光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）の配列方向Ｒ１２とがなす角度αは、９０°±１０°の範囲、即ち、８０°〜１００°の範囲内であれば、レンズシートユニット１０として所望される光学的機能は維持される。従って、角度αは、９０°に限定されず、８０°〜１００°の範囲内としてもよい。
レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１１の光透過部１１１が左右方向（Ｘ方向）に配列され、第２レンズシート１２の光透過部１２１が上下方向（Ｙ方向）に配列される形態としてもよい。
また、第１レンズシート１１の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列方向Ｒ１１と、第２レンズシート１２の光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）の配列方向Ｒ１２とがなす角度αは、９０°±１０°の範囲、即ち、８０°〜１００°の範囲内であれば、レンズシートユニット１０として所望される光学的機能は維持される。従って、角度αは、９０°に限定されず、８０°〜１００°の範囲内としてもよい。
これにより、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２を一体に積層してレンズシートユニット１０として撮像モジュール０を組み立てる際に、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１と第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２とのなす角度αを厳密に９０°として配置しなくともよく、レンズシートユニット１０及び撮像モジュール２０の組み立て作業の容易化、作業効率の向上、歩留りの向上を図ることができる。
＜第２レンズシート１２のイメージセンサ２１側の面について＞
前述の図３及び図８（ａ）に示すように、第２レンズシート１２のイメージセンサ２１側（−Ｚ側）の面が、単位レンズ形状１２２が形成されていない裏面１２ｂであり、第２レンズシート１２とイメージセンサ２１とを接合層で接合しない場合、イメージセンサ２１の受光面の傷つきを防止したり、イメージセンサ２１と第２レンズシート１２との光学密着を防止したりする観点から、第２レンズシート１２とイメージセンサ２１との間にスペーサを配置することが好ましい。
前述の図３及び図８（ａ）に示すように、第２レンズシート１２のイメージセンサ２１側（−Ｚ側）の面が、単位レンズ形状１２２が形成されていない裏面１２ｂであり、第２レンズシート１２とイメージセンサ２１とを接合層で接合しない場合、イメージセンサ２１の受光面の傷つきを防止したり、イメージセンサ２１と第２レンズシート１２との光学密着を防止したりする観点から、第２レンズシート１２とイメージセンサ２１との間にスペーサを配置することが好ましい。
＜第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１及び第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２とイメージセンサ２１の画素の配列方向について＞
図９は、光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２とイメージセンサ２１の画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２との関係を示す図である。
実施形態では、図９（ａ）に示すように、イメージセンサ２１の画素が光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に対して直交する２方向Ｇ１，Ｇ２（Ｙ方向及びＸ方向）に配列され、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１は、画素の配列方向の１つの方向Ｇ１（Ｙ方向）に平行であり、第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２は、画素の配列方向のもう１つの方向Ｇ２（Ｘ方向）に平行である例を示した。
このとき、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１と画素の配列方向の１つの方向Ｇ１となす角度β、第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２が画素の配列方向のもう１つの方向Ｇ２となす角度γは、いずれも０°である。
図９は、光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２とイメージセンサ２１の画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２との関係を示す図である。
実施形態では、図９（ａ）に示すように、イメージセンサ２１の画素が光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に対して直交する２方向Ｇ１，Ｇ２（Ｙ方向及びＸ方向）に配列され、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１は、画素の配列方向の１つの方向Ｇ１（Ｙ方向）に平行であり、第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２は、画素の配列方向のもう１つの方向Ｇ２（Ｘ方向）に平行である例を示した。
このとき、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１と画素の配列方向の１つの方向Ｇ１となす角度β、第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２が画素の配列方向のもう１つの方向Ｇ２となす角度γは、いずれも０°である。
これに限らず、図９（ｂ）に示すように、例えば、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、角度β及び角度γは、０°〜１０°の範囲内であれば、光学的な機能は維持されるので、この範囲内で適宜選択して設定してよい。
このような形態とすることにより、イメージセンサ２１とレンズシートユニット１０（第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２）との位置合わせが容易となり、製造作業の簡略化や作業時間の短縮、歩留りの向上等を図ることができる。
なお、図９（ｂ）では、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２は、それぞれＹ方向及びＸ方向に平行である例を示しているが、これに限らず、光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２がＹ方向及びＸ方向に平行であり、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２とそれぞれ角度β，γをなす形態としてもよいし、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２及び光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２が、それぞれ角度β，γをなし、かつ、いずれもＹ方向及びＸ方向に平行でない形態としてもよい。
このような形態とすることにより、イメージセンサ２１とレンズシートユニット１０（第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２）との位置合わせが容易となり、製造作業の簡略化や作業時間の短縮、歩留りの向上等を図ることができる。
なお、図９（ｂ）では、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２は、それぞれＹ方向及びＸ方向に平行である例を示しているが、これに限らず、光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２がＹ方向及びＸ方向に平行であり、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２とそれぞれ角度β，γをなす形態としてもよいし、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２及び光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２が、それぞれ角度β，γをなし、かつ、いずれもＹ方向及びＸ方向に平行でない形態としてもよい。
（変形形態）
以上説明した実施形態等に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２に加えて、他の光学シート等を備えていてもよい。
例えば、第１レンズシート１１よりも被写体側（＋Ｚ側）に、赤外線、特に、波長が７００〜１１００ｎｍの領域である近赤外線を遮蔽し、その以外の波長域の光を透過する機能を有する赤外線遮蔽シートを備えていてもよい。
赤外線遮蔽シートは、所定の波長域（７００〜１１００ｎｍ）の赤外線を吸収することにより遮蔽するシートとしてもよいし、所定の波長域の赤外線を反射することにより遮蔽するシートとしてもよい。
以上説明した実施形態等に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２に加えて、他の光学シート等を備えていてもよい。
例えば、第１レンズシート１１よりも被写体側（＋Ｚ側）に、赤外線、特に、波長が７００〜１１００ｎｍの領域である近赤外線を遮蔽し、その以外の波長域の光を透過する機能を有する赤外線遮蔽シートを備えていてもよい。
赤外線遮蔽シートは、所定の波長域（７００〜１１００ｎｍ）の赤外線を吸収することにより遮蔽するシートとしてもよいし、所定の波長域の赤外線を反射することにより遮蔽するシートとしてもよい。
このような赤外線遮蔽シートを備えることにより、ノイズを発生させ、画質の劣化を招く赤外線（特に、近赤外線）を遮蔽することができ、画質の向上を図ることができる。
なお、この赤外線遮蔽シートは、第１レンズシート１１と一体に接合された形態としてもよい。このような形態とすることにより、レンズシートユニット１０、撮像モジュール２０、カメラ１の組み立て作業を容易とすることができる。
なお、この赤外線遮蔽シートは、第１レンズシート１１と一体に接合された形態としてもよい。このような形態とすることにより、レンズシートユニット１０、撮像モジュール２０、カメラ１の組み立て作業を容易とすることができる。
（２）第１レンズシート１１は、裏面１１ｂを被写体側（＋Ｚ側）として配置した場合に、裏面１１ｂ表面に反射防止層や赤外線遮蔽層を一体に積層して設けて、入射光量の向上や、赤外線（特に、近赤外線）によるノイズの低減を図ってもよい。
（３）レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが、接合層により一体に接合された形態としてもよい。このとき、接合層は、例えば、シートの有効部分（光が透過する領域）以外の領域や、光学的に影響の小さい領域（例えば、四隅の角部分）等や、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の周縁部等に外側へ凸となるように設けられた領域等に形成することが、良好な画像を得る観点から好ましい。
このような形態に用いられる接合層は、粘着剤又は接着剤により形成され、光透過性を有している。また、界面での光の反射による光量の低下を抑制する観点から、この接合層は、その屈折率が、第１レンズシート１１の光透過部１１１及び第２レンズシート１２の光透過部１２１の屈折率Ｎ１等しい、もしくは、屈折率Ｎ１との屈折率差ができる限り小さいものが好ましい。
また、イメージセンサ２１の発熱による第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の反り等の変形を抑制する観点から、この接合層は、耐熱性を有していてもよい。
このような接合層としては、エポキシ樹脂製、ウレタン樹脂製等の粘着剤、接着剤を用いて形成することが好適である。
なお、この接合層は、その屈折率が、光透過部１１１及び光透過部１２１の屈折率Ｎ１よりも小さいものも適用可能であり、例えば、シリコーン系粘着剤等が好適である。
また、イメージセンサ２１の発熱による第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の反り等の変形を抑制する観点から、この接合層は、耐熱性を有していてもよい。
このような接合層としては、エポキシ樹脂製、ウレタン樹脂製等の粘着剤、接着剤を用いて形成することが好適である。
なお、この接合層は、その屈折率が、光透過部１１１及び光透過部１２１の屈折率Ｎ１よりも小さいものも適用可能であり、例えば、シリコーン系粘着剤等が好適である。
（４）第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、光透過部１１１，１２１及び光吸収部１１３，１２３よりも裏面１１ｂ，１２ｂ側に不図示の基材層を備える形態としてもよい。
このような形態とする場合、例えば、基材層の片面に光吸収部１１３を形成し、その上から紫外線硬化型樹脂等により光透過部１１１，１２１を賦形する製法を用いることにより、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を製造できる。
第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、クロストーク等を抑制する観点から、上述のような基材層は、厚みが小さい方が好ましい。従って、表面に剥離性を有する基材層を用い、基材層上に光吸収部１１３，１２３及び光透過部１１１，１２１を成形後に、基材層を剥離することが好ましい。また、基材層が剥離性を有していない場合には、基材層に相当する部分を削る等により、光吸収部１１３，１２３の裏面側端部から裏面までの厚みを薄くしてもよい。さらに、基材層が十分に薄い場合等には、基材層を積層した形態のままレンズシートとして使用してもよい。
なお、このような基材層を設ける場合、基材層の厚さは、約１〜５０μｍとすることが、迷光やクロストーク等を抑制する観点から好ましい。
このような形態とする場合、例えば、基材層の片面に光吸収部１１３を形成し、その上から紫外線硬化型樹脂等により光透過部１１１，１２１を賦形する製法を用いることにより、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を製造できる。
第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、クロストーク等を抑制する観点から、上述のような基材層は、厚みが小さい方が好ましい。従って、表面に剥離性を有する基材層を用い、基材層上に光吸収部１１３，１２３及び光透過部１１１，１２１を成形後に、基材層を剥離することが好ましい。また、基材層が剥離性を有していない場合には、基材層に相当する部分を削る等により、光吸収部１１３，１２３の裏面側端部から裏面までの厚みを薄くしてもよい。さらに、基材層が十分に薄い場合等には、基材層を積層した形態のままレンズシートとして使用してもよい。
なお、このような基材層を設ける場合、基材層の厚さは、約１〜５０μｍとすることが、迷光やクロストーク等を抑制する観点から好ましい。
（５）レンズシートユニット１０は、図１０に示すようなレンズシート１５を備える形態としてもよい。
図１０は、変形形態のレンズシートユニット１０の一例を示す図である。
レンズシート１５は、１枚のシート状の基材層１５１の両面に、単位レンズ形状１１２，１２２を有する光透過部１１１，１２１及び光吸収部１１３，１２３が形成されている。このレンズシート１５は、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが、基材層１５１の両面にそれぞれ一体に形成された形態に等しい。
この基材層１５１は、樹脂製のシート状の部材であり、光透過性を有している。このような基材層１５１としては、ＰＥＴ樹脂やトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）製のシート状の部材等が挙げられる。
また、基材層１５１の厚さは、可能な範囲で薄いことが、迷光を抑制し、クロストークを低減して、各画素に入射する光の強度や光の入射方向の精度を向上させる観点から好ましい。
また、基材層１５１の屈折率は、光透過部１１１，１２１の屈折率Ｎ１に等しい、もしくは、できる限り屈折率差が小さいことが好ましい。
図１０は、変形形態のレンズシートユニット１０の一例を示す図である。
レンズシート１５は、１枚のシート状の基材層１５１の両面に、単位レンズ形状１１２，１２２を有する光透過部１１１，１２１及び光吸収部１１３，１２３が形成されている。このレンズシート１５は、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが、基材層１５１の両面にそれぞれ一体に形成された形態に等しい。
この基材層１５１は、樹脂製のシート状の部材であり、光透過性を有している。このような基材層１５１としては、ＰＥＴ樹脂やトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）製のシート状の部材等が挙げられる。
また、基材層１５１の厚さは、可能な範囲で薄いことが、迷光を抑制し、クロストークを低減して、各画素に入射する光の強度や光の入射方向の精度を向上させる観点から好ましい。
また、基材層１５１の屈折率は、光透過部１１１，１２１の屈折率Ｎ１に等しい、もしくは、できる限り屈折率差が小さいことが好ましい。
（６）レンズシートユニット１０は、３枚以上のレンズシートが光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に沿って配列された形態としてもよい。
このとき、例えば、３枚目のレンズシート（以下、第３レンズシートという）は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２と同様の形状のレンズシートであり、その光透過部の配列方向が、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２に対して、それぞれ４５°±１０°をなしているものとすることが好ましい。
第３レンズシートのレンズ形状面は、被写体側（＋Ｚ側）であっても、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）であってもよい。
このとき、例えば、３枚目のレンズシート（以下、第３レンズシートという）は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２と同様の形状のレンズシートであり、その光透過部の配列方向が、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２に対して、それぞれ４５°±１０°をなしているものとすることが好ましい。
第３レンズシートのレンズ形状面は、被写体側（＋Ｚ側）であっても、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）であってもよい。
さらに、例えば、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２と同様の形状のレンズシートである４枚目のレンズシート（第４レンズシート）を配置する場合には、その光透過部の配列方向が、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２に対して、それぞれ４５°±１０°をなし、第３レンズシートの光透過部の配列方向に対してそれぞれ９０°±１０°をなしているものとすることが好ましい。
この第４レンズシートのレンズ形状面は、被写体側（＋Ｚ側）であっても、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）であってもよい。
なお、レンズシートユニット１０内の第３レンズシート、第４レンズシートの光軸Ｏ方向（Ｚ方向）おける位置については、特に限定しない。
この第４レンズシートのレンズ形状面は、被写体側（＋Ｚ側）であっても、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）であってもよい。
なお、レンズシートユニット１０内の第３レンズシート、第４レンズシートの光軸Ｏ方向（Ｚ方向）おける位置については、特に限定しない。
（７）単位レンズ形状１１２，１２２は、例えば、光透過部１１１，１２１の配列方向及び各レンズシートの厚さ方向（Ｚ方向）における断面形状が、シート面に長軸が直交する楕円の一部形状や、曲線形状、多角形形状等としてもよし、頂部が円弧等の曲線であり、単位レンズ形状１１２，１２２の谷部側が直線からなる形状としてもよい。
（８）光透過部１１１，１２１と光吸収部１１３，１２３との界面は、複数の平面からなる折れ面状となっていてもよいし、複数の平面と曲面とが複数組み合わされている形態としてもよい。
（９）単位レンズ形状１１２，１２２の配列ピッチＰやレンズ開口幅Ｄ１、曲率半径Ｒ、光透過部１１１，１２１の屈折率Ｎ１等は、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とで異なっていてもよい。
（１０）第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２には、その表裏面（レンズ形状面１１ａ，１２ａと裏面１１ｂ，１２ｂ）とを区別しやすくするために、表裏判別用の切欠きを設けてもよい。
また、レンズシートユニット１０の配置や組み立てを容易にするために、アライメントマークを第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２に設けてもよい。
また、レンズシートユニット１０の配置や組み立てを容易にするために、アライメントマークを第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２に設けてもよい。
（１１）イメージセンサ２１の受光面の大きさは、撮像モジュール２０が用いられるカメラ１の大きさや、所望する画質やカメラ性能等に応じて、適宜採用してよい。イメージセンサ２１の受光面の大きさは、例えば、スマートフォン等の携帯端末に搭載される場合には横×縦のサイズが、４．８×３．６ｍｍや４．４×３．３ｍｍ等、カメラ（主にコンパクトデジタルカメラ）等に搭載される場合には、６．２×４．７ｍｍ、７．５×５．６ｍｍ等が挙げられる。
また、例えば、２３．６×１５．８ｍｍ、３６×２４ｍｍ、４３．８×３２．８ｍｍ等の大きな受光面を有するイメージセンサ２１を使用することにより、ノイズの低減や取得する焦点距離や被写界深度等の情報の精度や情報量の向上を図り、画質のさらなる向上や、カメラ１の性能向上を図ってもよい。
また、例えば、２３．６×１５．８ｍｍ、３６×２４ｍｍ、４３．８×３２．８ｍｍ等の大きな受光面を有するイメージセンサ２１を使用することにより、ノイズの低減や取得する焦点距離や被写界深度等の情報の精度や情報量の向上を図り、画質のさらなる向上や、カメラ１の性能向上を図ってもよい。
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
１ 撮像装置
１０ レンズシートユニット
１１ 第１レンズシート
１２ 第２レンズシート
２０ 撮像モジュール
２１ 撮像素子
３０ 筐体
３１ 開口部
３２ カバーガラス
１０ レンズシートユニット
１１ 第１レンズシート
１２ 第２レンズシート
２０ 撮像モジュール
２１ 撮像素子
３０ 筐体
３１ 開口部
３２ カバーガラス
Claims (10)
- 撮像素子部よりも光の入射側に配置され、一方の面が光学形状を有する光学形状面であるレンズシートであって、
柱状であってシート面に沿って一方向に配列され、前記光学形状面側に凸状の単位レンズ形状を有する光透過部と、
前記光透過部と交互に配列され、前記光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記レンズシートの厚み方向に沿って、前記光学形状面の反対側となる裏面側から前記光学形状面側へ延びる光吸収部と、
を備えるレンズシート。 - 請求項１に記載のレンズシートにおいて、
前記光透過部の屈折率は、前記光吸収部の屈折率以下であること、
を特徴とするレンズシート。 - 請求項１又は請求項２に記載のレンズシートにおいて、
前記光透過部と前記光吸収部との界面が、該レンズシートの厚み方向となす角度は、０°以上１０°以下であること、
を特徴とするレンズシート。 - 入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された撮像素子部と、
前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシートを備えるレンズシートユニットと、
を備える撮像モジュールであって、
前記レンズシートユニットは、前記レンズシートの前記撮像素子部側に、一方の面が光学形状を有する第２の光学形状面である第２のレンズシートを備え、
前記第２のレンズシートは、
柱状であってシート面に沿って一方向に配列され、前記第２の光学形状面側に凸状の第２の単位レンズ形状を有する第２の光透過部と、
前記第２の光透過部と交互に配列され、前記第２の光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第２のレンズシートの厚み方向に沿って、前記光学形状面の反対側となる裏面側から前記光学形状面側へ延びる第２の光吸収部と、
を備え、
光軸方向から見て、前記光透過部の配列方向と前記第２の光透過部の配列方向とは、角度αをなして交差していること、
を特徴とする撮像モジュール。 - 請求項４に記載の撮像モジュールにおいて、
前記角度αは、８０°≦α≦１００°を満たすこと、
を特徴とする撮像モジュール。 - 請求項４又は請求項５に記載の撮像モジュールにおいて、
前記第２の光透過部の屈折率は、前記第２の光吸収部の屈折率以下であること、
を特徴とする撮像モジュール。 - 請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の撮像モジュールにおいて、
前記第２の光透過部と前記第２の光吸収部との界面が、前記第２のレンズシートの厚み方向となす角度は、０°以上１０°以下であること、
を特徴とする撮像モジュール。 - 請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の撮像モジュールを備える撮像装置。
- 入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された撮像素子部と、
前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシートと、
を備える撮像モジュール。 - 入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された撮像素子部と、
前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシートと、
を備える撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015256288A JP2017120303A (ja) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | レンズシート、撮像モジュール、撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015256288A JP2017120303A (ja) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | レンズシート、撮像モジュール、撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017120303A true JP2017120303A (ja) | 2017-07-06 |
Family
ID=59272078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015256288A Pending JP2017120303A (ja) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | レンズシート、撮像モジュール、撮像装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017120303A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH04274201A (ja) * | 1991-02-28 | 1992-09-30 | Fujitsu Ltd | レンズアレイ |
| JP2005049872A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-24 | Samsung Electronics Co Ltd | ２次元及び３次元映像の互換が可能な多視点３次元映像システムの映像表示部 |
| WO2005107243A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 撮像装置及び微小レンズアレイの製造方法 |
| JP2006229110A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Sanyo Electric Co Ltd | 撮像装置及び撮像装置の製造方法 |
| JP2011053469A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Hitachi Displays Ltd | 液晶表示装置 |
| CN202720396U (zh) * | 2012-07-17 | 2013-02-06 | Tcl集团股份有限公司 | 一种集成成像拍摄端和显示端及其光学阵列薄膜 |
-
2015
- 2015-12-28 JP JP2015256288A patent/JP2017120303A/ja active Pending
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