JP2017138402A - Lens sheet, imaging module, imaging apparatus - Google Patents
Lens sheet, imaging module, imaging apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017138402A JP2017138402A JP2016018175A JP2016018175A JP2017138402A JP 2017138402 A JP2017138402 A JP 2017138402A JP 2016018175 A JP2016018175 A JP 2016018175A JP 2016018175 A JP2016018175 A JP 2016018175A JP 2017138402 A JP2017138402 A JP 2017138402A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lens sheet
- lens
- sheet
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、レンズシート、及び、それを用いた撮像モジュール及び撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a lens sheet, and an imaging module and an imaging apparatus using the lens sheet.
近年、防犯や監視等に用いられるカメラは、通常のカメラと同様に、高画質な画像を撮影するためには、レンズ収差の補正等が必要となるため、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の大部分を撮像レンズが占めることとなる。そのため、このような監視用等のカメラには、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。 In recent years, cameras used for crime prevention and surveillance, etc., as with ordinary cameras, require correction of lens aberrations in order to take high-quality images. A lens is used. However, since this imaging lens is composed of a plurality of lenses, the imaging lens occupies most of the thickness of the camera as a whole. For this reason, in such a camera for monitoring or the like, it is a big problem to achieve both high-quality image shooting and thinning.
また、このような監視等に使用されるカメラは、一般に被写体を2次元の映像として撮影する機能を有しているが、撮影した被写体の特徴を十分に撮影することができない場合があり、より広い角度範囲から撮影されることが望まれている。そのため、撮影された被写体像をより鮮明に、広範囲に撮影するために、例えば、魚眼レンズ等の特殊なレンズを使用したり、複数のカメラを用いたステレオカメラ方式を使用したりすることが考えられる(例えば、特許文献1)。しかし、この場合、カメラ自体の構成が大型化してしまい、カメラの小型化、薄型化が非常に困難であった。 In addition, a camera used for such monitoring generally has a function of photographing a subject as a two-dimensional image, but may not be able to sufficiently capture the characteristics of the photographed subject. It is desired to photograph from a wide angle range. Therefore, in order to capture a captured subject image more clearly and over a wide range, for example, a special lens such as a fisheye lens may be used, or a stereo camera system using a plurality of cameras may be used. (For example, patent document 1). However, in this case, the configuration of the camera itself is increased, and it is very difficult to reduce the size and thickness of the camera.
一方、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し、被写体を3次元に撮影することができる。
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。
On the other hand, a camera called a light field camera that can change a focal length and a depth of field after photographing has been developed and spread in recent years (see, for example, Patent Document 2). This light field camera uses a microlens array placed on an image sensor to divide incident light and shoot light in multiple directions, thereby performing predetermined image processing based on the incident direction and intensity of light after shooting. To change the focal length and depth of field of the image and photograph the subject in three dimensions.
In the light field camera, in order to prevent the light (image) from each lens of each microlens array arranged on the image sensor from overlapping on the light receiving surface, the above-described imaging lens and each lens are not connected. A partition sheet having a corresponding partition is required.
As described above, since the imaging lens is composed of a plurality of lenses, it is large and it is difficult to reduce the size and thickness of the light field camera. Further, when the partition sheet is disposed, there is a problem that it is difficult to align the partition wall with the microlens array.
本発明の課題は、撮像モジュールを薄型化することができるレンズシート、及びそ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。 The subject of this invention is providing the lens sheet which can make an imaging module thin, an imaging module provided with the same, and an imaging device.
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。
第1の発明は、撮像モジュール(10)において撮像素子部(14)よりも光の入射側に配置されるレンズシート(11)であって、シート面に沿って配列され、一方の面側に凸状の単位レンズ形状(112)を有する光透過部(111)と、配列された前記光透過部間の溝部(111d)に設けられ、該レンズシートの厚み方向に沿うようにして延びる光反射部(113)と、を備えるレンズシートである。
第2の発明は、第1の発明のレンズシート(11)において、前記溝部(111d)内に光吸収部(113b)を更に備え、前記光反射部(113)は、前記光透過部(111)と前記溝部との界面に設けられ、前記光吸収部は、前記光透過部の配列方向における前記光反射部の前記光透過部側とは反対側に設けられること、を特徴とするレンズシートである。
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明のレンズシート(11)において、前記光反射部(113)は、光の反射特性を有する材料により形成されていること、を特徴とするレンズシートである。
第4の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかのレンズシート(11)において、前記光反射部(113)は、その屈折率が、前記光透過部(111)の屈折率よりも低いこと、を特徴とするレンズシートである。
第5の発明は、第1の発明から第4の発明までのいずれかのレンズシート(11)において、前記光透過部(111)は、柱状に形成され、該レンズシートのシート面に沿って一方向に配列されており、前記光反射部(113)は、前記光透過部の長手方向に延在していること、を特徴とするレンズシートである。
第6の発明は、第1の発明から第4の発明までのいずれかのレンズシート(11)において、前記光透過部(111)は、シート面に沿って複数の方向に配列されており、前記光反射部(113)は、互いに隣り合う前記光透過部間に、各前記光透過部を囲むようにして設けられていること、を特徴とするレンズシートである。
第7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(14)と、前記撮像素子部よりも光の入射側に配置され、第1の発明から第6の発明までのいずれかのレンズシート(11)と、を備える撮像モジュール(10)である。
第8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(14)と、前記撮像素子部よりも光の入射側に配置され、第5の発明のレンズシート(11、12)を2枚備えるレンズシートユニット(13)とを備え、前記レンズシートユニットにおいて、光軸方向から見て、一方の前記レンズシート(11)の前記光透過部(111)の配列方向と、他方の前記レンズシート(12)の前記光透過部(121)の配列方向とは交差していること、を特徴とする撮像モジュールである。
第9の発明は、第8の発明の撮像モジュール(10)において、光軸方向から見て、一方の前記レンズシート(11)の前記光透過部(111)の配列方向と、他方の前記レンズシート(12)の前記光透過部(121)の配列方向とが交差する交差角度αは、80°≦α≦100°を満たすこと、を特徴とする撮像モジュールである。
第10の発明は、第7の発明から第9の発明までのいずれかの撮像モジュール(10)を備える撮像装置(1)である。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The first invention is a lens sheet (11) disposed on the light incident side of the image pickup module (10) in the image pickup module (10), arranged along the sheet surface, and on one surface side. Light reflection portion (111) having a convex unit lens shape (112) and a groove portion (111d) between the arranged light transmission portions, and light reflection extending along the thickness direction of the lens sheet Part (113).
According to a second aspect of the present invention, in the lens sheet of the first aspect of the present invention, the groove (111d) further includes a light absorbing portion (113b), and the light reflecting portion (113) includes the light transmitting portion (111). ) And the groove portion, and the light absorbing portion is provided on the side opposite to the light transmitting portion side of the light reflecting portion in the arrangement direction of the light transmitting portions. It is.
A third invention is characterized in that, in the lens sheet (11) of the first invention or the second invention, the light reflecting portion (113) is formed of a material having a light reflection characteristic. It is a lens sheet.
According to a fourth invention, in any one of the lens sheets (11) from the first invention to the third invention, the light reflecting portion (113) has a refractive index of the light transmitting portion (111). It is a lens sheet characterized by being lower than the rate.
According to a fifth invention, in any one of the lens sheets (11) from the first invention to the fourth invention, the light transmission portion (111) is formed in a columnar shape, along the sheet surface of the lens sheet. The lens sheet is arranged in one direction, and the light reflecting portion (113) extends in a longitudinal direction of the light transmitting portion.
According to a sixth invention, in any one of the lens sheets (11) from the first invention to the fourth invention, the light transmission part (111) is arranged in a plurality of directions along the sheet surface, The light reflecting portion (113) is a lens sheet characterized by being provided between the light transmitting portions adjacent to each other so as to surround each of the light transmitting portions.
According to a seventh aspect of the invention, there is provided an image pickup device portion (14) in which a plurality of pixels for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged, and the light input side of the image pickup device portion. An imaging module (10) comprising any one of the lens sheets (11) from the sixth invention to the sixth invention.
According to an eighth aspect of the invention, there is provided an image pickup element portion (14) in which a plurality of pixels for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged, and on the light incident side of the image pickup element portion. A lens sheet unit (13) including two lens sheets (11, 12), and the light transmitting portion (111) of one of the lens sheets (11) in the lens sheet unit as viewed from the optical axis direction. ) And the arrangement direction of the light transmission part (121) of the other lens sheet (12) cross each other.
According to a ninth invention, in the imaging module (10) of the eighth invention, when viewed from the optical axis direction, the arrangement direction of the light transmission portions (111) of one of the lens sheets (11) and the other lens The imaging module is characterized in that an intersection angle α at which the arrangement direction of the light transmission portions (121) of the sheet (12) intersects satisfies 80 ° ≦ α ≦ 100 °.
A tenth aspect of the invention is an imaging apparatus (1) including any one of the imaging modules (10) from the seventh aspect to the ninth aspect.
本発明によれば、撮像モジュール及び撮像装置を薄型化することができる。 According to the present invention, the imaging module and the imaging apparatus can be reduced in thickness.
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。
本明細書中に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、各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とする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding.
Numerical values such as dimensions and material names of the respective members described in the present specification are examples of the embodiment, and the present invention is not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
In this specification, terms that specify shape and geometric conditions, for example, terms such as parallel and orthogonal, are strictly meanings, have similar optical functions, and can be regarded as parallel and orthogonal It also includes a state having an error of.
In the present specification, the sheet surface refers to a surface which is a planar direction of the sheet when viewed as the entire sheet in each sheet-like member.
(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10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、XYZ直交座標系を適宜設けて示している。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、光軸O方向をZ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、被写体側に向かう方向を+Z方向とする。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a
FIG. 2 is a diagram illustrating the
In each of the following drawings including FIG. 1, an XYZ orthogonal coordinate system is provided as appropriate for easy understanding. In this coordinate system, when the photographer supports the imaging apparatus in a basic posture and takes an image with the optical axis O being horizontal, the horizontal direction (left-right direction) is the X direction and the vertical direction (up-down direction) is Y. Direction, the optical axis O direction is the Z direction, the direction toward the left side (right side when viewed from the subject side) is the + X direction, the direction toward the upper vertical direction is the + Y direction, and the direction toward the subject side The + Z direction is assumed.
カメラ1は、被写体を撮像することができる撮像装置である。
カメラ1は、図1に示すように、開口部20を有する筐体30内に、撮像モジュール10を備えている。また、このカメラ1は、不図示の制御部、記憶部、シャッタ部、シャッタ駆動部等を備えている。
開口部20は、被写体側からの光を、カメラ1の撮像モジュール10へ取り込む開口である。この開口部20には、撮像モジュール10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20を覆うようにカバーガラス21が配置されている。
The
As shown in FIG. 1, the
The
本実施形態の撮像モジュール10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13、イメージセンサ14等を備えている。この撮像モジュール10は、前述の制御部からの出力信号により、像を撮像する。
レンズシートユニット13及びイメージセンサ14は、矩形状の平板状の部材であり、その幾何学的中心が光軸Oに直交している。
The
The
図3は、本実施形態のレンズシートユニット13を説明する図である。図3(a)は、レンズシートユニット13の斜視図であり、図3(b)では、レンズシートユニット13を構成する第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とについて示している。
図4は、本実施形態の第1レンズシート11を説明する図である。図4(a)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。
図5は、本実施形態の第2レンズシート12を説明する図である。図5(a)は第2レンズシート12の光透過部121の配列方向及び第2レンズシート12の厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示し、図5(b)では、図5(a)に示す断面の一部をさらに拡大して示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating the
FIG. 4 is a diagram illustrating the
FIG. 5 is a diagram illustrating the
レンズシートユニット13は、光軸O方向(Z方向)において、イメージセンサ14の被写体側(+Z側)に位置している。レンズシートユニット13は、光軸O方向(Z方向)に沿って被写体側(+Z側)から順に、2枚のレンズシート、すなわち第1レンズシート11、第2レンズシート12が積層されている。
レンズシートユニット13は、第1レンズシート11及び第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ており、イメージセンサ14に対する左右方向(X方向)、上下方向(Y方向)、光軸O方向(Z方向)における位置等が決められている。
The
In the
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複数の光透過部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複数の光反射部113とを備えている。本実施形態の第1レンズシート11では、図3(a)に示すように、光透過部111は、上下方向(Y方向)に配列され、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、光を透過する透明部分であり、イメージセンサ14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14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。
The
The
第1レンズシート11の単位レンズ形状112は、イメージセンサ14側(−Z側)に凸となっており、光透過部111の配列方向(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(円弧形状)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。
光透過部111の裏面11b側(被写体側、+Z側)には、シート面に平行な方向に連続しているランド部114が形成されており、各光透過部111がランド部114に接合されている。
このランド部114は、光透過部111と同様に、光を透過する透明部分である。ランド部114は、その厚みができる限り薄い方が好ましく、ランド部114の厚さが0であること(即ち、ランド部114が存在しない形態)が、迷光等を防止し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。なお、本実施形態のランド部114は、光透過部111と一体に形成されている。
The
On the
The
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、1.38〜1.60程度である。
本実施形態の光透過部111は、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を用いて、紫外線成形法等により形成されている。
なお、これに限らず、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。また、光透過部111は、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、ガラスにより形成されてもよい。
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。
The
The
In addition, the
An antireflection layer (not shown) having an antireflection function is formed on the surface of the
なお、本実施形態では、第1レンズシート11の裏面11bの表面に、反射防止機能を有する不図示の反射防止層を設けてもよい。この反射防止層は、例えば、前述の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。
本実施形態では、第1レンズシート11の裏面11bは、レンズシートユニット13への光の入射面である。従って、裏面11bに、反射防止層を形成することにより、第1レンズシート11と空気との界面となる裏面11bでの反射を抑制し、入射光量の増加を図っている。
In the present embodiment, an antireflection layer (not shown) having an antireflection function may be provided on the surface of the
In the present embodiment, the
光反射部113は、光を反射する作用を有する壁状の部分であり、第1レンズシート11の厚み方向に沿って、単位レンズ形状112が形成されたレンズ形状面11aから反対側の面(裏面)11bの手前まで延びている。また、光反射部113は、光透過部111の長手方向に沿って延在している。
この光反射部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側へ向かうような光を反射して、光透過部側へ戻す機能を有している。
The
The
ここで、隣接する光透過部間に光反射部が設けられていない場合、光透過部に入射した光の一部が、隣接する他の光透過部に入射してしまい、迷光となってイメージセンサ側へ出光してしまい、撮影された画像が不鮮明になってしまう場合がある。このような迷光の発生を減らすために、隣接する光透過部間に光を吸収する光吸収部を設けることも考えられる。この場合、隣接する他の光透過部への光の入射を防ぐことができるが、光透過部に入射した光のうち光吸収部へ入射した光の多くは吸収されてしまうので、イメージセンサ側に出光する光量が低下してしまい、撮影された画像が暗くなってしまう場合がある。 Here, when the light reflecting part is not provided between the adjacent light transmitting parts, a part of the light incident on the light transmitting part enters the other adjacent light transmitting part and becomes stray light. There is a case where the light is emitted to the sensor side and the photographed image becomes unclear. In order to reduce the occurrence of such stray light, it is conceivable to provide a light absorbing portion that absorbs light between adjacent light transmitting portions. In this case, it is possible to prevent light from entering another adjacent light transmission part, but since most of the light incident on the light absorption part among the light incident on the light transmission part is absorbed, the image sensor side In some cases, the amount of light emitted from the camera decreases and the captured image becomes dark.
これに対して、本実施形態の第1レンズシート11は、上述したように、隣接する光透過部111間に光を反射する機能を有する光反射部113が設けられているので、隣接する他の光透過部111への光の入射を遮るとともに、隣接する他の光透過部111へ向かう光の多くをイメージセンサ14側へ反射させることができる。これにより、本実施形態の第1レンズシート11は、隣接する他の光透過部111へ光が入射してしまうのを抑制するとともに、イメージセンサ14側に出光する光量が低下してしまうのを極力抑制することができる。
On the other hand, as described above, the
ここで、本実施形態の第1レンズシート11は、互いに隣り合う光透過部111間に、レンズ形状面11a側に開口部を有する溝部111dが形成されている。この溝部111dは、光透過部111の配列方向(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(YZ断面)における断面形状が楔形形状、もしくは、矩形形状に形成され、光透過部111の長手方向(X方向)に沿うようにして延在している。これに限らず、溝部111d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、裏面11b側を頂点とする三角形形状としてもよい。
ここで、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形状をいう。本実施形態では、溝部111dは、YZ断面における断面形状が台形形状に形成されており、光透過部111の配列方向(Y方向)におけるレンズ形状面11a側の幅寸法が、裏面11b側の幅寸法よりも大きくなるようにして形成されている。
Here, in the
Here, the wedge shape refers to a shape in which one end portion is wide and the width gradually decreases toward the other, and includes a triangle shape, a trapezoidal shape, and the like. In the present embodiment, the
本実施形態の光反射部113は、図4に示すように、この溝部111dと光透過部111との界面に所定の厚みdで形成されている。そのため、互いに隣接する光透過部111に形成された光反射部113間には、YZ断面における断面形状が略三角形状となる窪み113aが形成されることとなる。
光反射部113は、入射した光を十分に反射させる観点から、その厚みdがd≧0.5μmの範囲で形成されるのが望ましい。仮に、厚みdが0.5μm未満である場合、光反射部113の厚みが薄くなりすぎてしまい、光反射部113に入射した光の一部が窪み113a側へ素抜けやすくなり、光の利用効率が低下するとともに、素抜けた光の一部が隣接する他の光透過部111へ入射してしまうので望ましくない。
As shown in FIG. 4, the
The
この光反射部113は、光の反射特性を有する材料(以下、光反射材という)や、光反射材を含有した樹脂等により形成されている。
光反射部113に用いられる光反射材としては、例えば、アルミニウムや、銀、ロジウム等を用いることができる。光反射材を樹脂に含有させる場合には、粒子状や、鱗片状等に形成された光反射材や、白色や銀色系に着色された樹脂粒子等を使用することができる。
また、光反射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。
本実施形態の光反射部113は、光反射材としてアルミニウムが使用され、光透過部111と溝部111dとの界面(光透過部111の側面)に対して、そのアルミニウムが蒸着されることによって形成されている。
The
As the light reflecting material used for the
Examples of the resin containing the light reflecting material include ultraviolet curable resins such as urethane acrylate and epoxy acrylate, and ionizing radiation curable resins such as electron beam curable resins.
The
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20〜230μm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は、光透過部111の配列方向において、光透過部111のレンズ形状面11a側の寸法(単位レンズ形状112と、光透過部111の側面との境界となる点t1及び点t2間の寸法)であり、約20〜200μmとすることが好ましい。
The dimensions of each part of the
The arrangement pitch P of the light transmitting portions 111 (unit lens shape 112) is preferably about 20 to 230 μm.
The radius of curvature R of the
The lens opening width D1 of the
単位レンズ形状112のレンズ高さH1は、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及び光透過部111の側面との境界t1(t2、t4)から単位レンズ形状112の最も凸となる点t3までの寸法であり、約2〜40μmとすることが好ましい。
光透過部111の総厚さTは、第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)において、光透過部111の裏面11bから点t3までの寸法であり、約30〜480μmである。
The lens height H1 of the
The total thickness T of the
各光透過部111間に設けられる溝部111dの幅D2は、光透過部111の配列方向における、光透過部111の側面及び単位レンズ形状112の境界t1と、隣接する光透過部111の側面及び単位レンズ形状112の境界t4との距離であり、約1〜30μmとすることが好ましい。
光反射部113の高さH2は、第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)における光反射部113の寸法であり、厚み方向における溝部111dの深さ寸法と同等であり、約20〜470μmとすることが好ましい。
The width D2 of the
The height H2 of the
光反射部113と光透過部111との界面がシート面の法線方向となす角度θは、0°≦θ≦10°とすることが好ましい。角度θを上述の範囲内とすることにより、紫外線硬化樹脂の賦形による製造をする場合、金型からの離型が容易になる、という効果を奏することができる。また、レンズシート11、12をイメージセンサ14に貼り付けた場合において、光反射部113、123の影となる部分減らし、イメージセンサ14の有効画素数を多く保つため、楔形の溝部111d、121dの全体の幅D2を小さくするのが好ましく、なおかつ、光反射部113、123の高さH2を高く設定する場合、溝部111d、121dの上端と下端の幅の差を極力小さくした方が良いということがあるので、上述の範囲が好ましい。
The angle θ between the interface between the
ランド厚D3は、ランド部114の厚さであり、第1レンズシート11の厚み方向において、光反射部113(溝部111d)の裏面11b側先端から第1レンズシート11の裏面11bまでの寸法であり、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から好ましい。
第1レンズシート11は、上記寸法範囲で形成されることによって、その焦点距離が約24〜300μm(空気中の換算値)となる。
The land thickness D3 is the thickness of the
By forming the
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14側(−Z側)に位置する光学シートである。この第2レンズシート12は、後述する接合層15により、イメージセンサ14の被写体側(+Z側)に接合されている。
第2レンズシート12は、柱状であってシート面に沿って一方向に配列される複数の光透過部121と、光透過部121の配列方向において、光透過部121と交互に配置される複数の光反射部123とを備えている。本実施形態の第2レンズシート12においては、図3(a)及び図5に示すように、光透過部121は、左右方向(X方向)に配列され、その長手方向(稜線方向)が上下方向(Y方向)に平行となっている。
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及び光反射部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及び光反射部113の配列方向R11と交差し、交差角度αをなしており、本実施形態では、この交差角度α=90°である。
The
The
3B, in the
光透過部121は、光を透過する透明部分であり、被写体側(+Z側)に、凸形状の単位レンズ形状122を有している。第2レンズシート12の被写体側(+Z側)の面は、単位レンズ形状122が複数配列されたレンズ形状面12aとなっている。また、第2レンズシート12のイメージセンサ14側(−Z側)の面である裏面12bは、略平面状となっている。
光透過部121は、図5に示すように、厚み方向においてレンズ形状面12a側から順に、レンズ形状部121a、ランド部121b、本体部121cが積層されている。本実施形態では、レンズ形状部121a、ランド部121b、本体部121cは、互いに一体に形成されている。
レンズ形状部121aは、第2レンズシート12の最もレンズ形状面12a側に設けられた部分であり、単位レンズ形状122が形成されている。
The
As shown in FIG. 5, the
The
ランド部121bは、レンズ形状部121a及び本体部121c間に設けられた部分であり、配列方向に隣り合う光透過部121同士を接合する部分である。具体的には、ランド部121bは、厚み方向(Z方向)において、配列方向に隣り合うレンズ形状部121aの谷部t11と、光反射部123のレンズ形状面12a側の面との間に設けられている。このランド部121bは、上述の第1レンズシート11のランド部114と同様に、その厚みができる限り薄い方が好ましく、ランド部121bの厚さが0であること(即ち、ランド部121bが存在しない形態)が、迷光等を防止し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。
本体部121cは、第2レンズシート12の最も裏面12b側に設けられた部分であり、光透過部121の配列方向において光反射部123と隣接している。
The
The
第2レンズシート12の単位レンズ形状122は、被写体側(+Z側)に凸となっており、図5に示すように、光透過部121の配列方向(X方向)及び第2レンズシート12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(円弧形状)となっている。単位レンズ形状122は、この断面形状が光透過部121の長手方向に沿って延在している。
また、単位レンズ形状122(光透過部121)は、その配列方向において、隣り合う単位レンズ形状122に接している。
The
Further, the unit lens shapes 122 (light transmission portions 121) are in contact with the adjacent unit lens shapes 122 in the arrangement direction.
光透過部121は、光透過性を有する樹脂により形成され、第1レンズシート11の光透過部111と同様に、その屈折率N1は、1.38〜1.60程度である。
本実施形態の光透過部121は、上述の第1レンズシート11の光透過部111と同様の材料により形成されている。
また、単位レンズ形状122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。
The
The
An antireflection layer (not shown) having an antireflection function is formed on the surface of the
光反射部123は、光を反射する作用を有する壁状の部分である。本実施形態の光反射部123は、上述の第1レンズシート11との光反射部113と相違して、第2レンズシート12の厚み方向に沿って、レンズシート12の裏面12bから単位レンズ形状122が形成されたレンズ形状面12aの手前まで延びている。光反射部123は、互いに隣り合う光透過部121(本体部121c)間に設けられる溝部121dと、光透過部121との界面に所定の厚みdで形成されており、光透過部121の長手方向(Y方向)に沿って延在している。
本実施形態のレンズシートユニット13は、上述したように、第1レンズシート11の光反射部113と、第2レンズシート12の光反射部123とが、それぞれレンズシート内において撮像モジュール10のイメージセンサ14側に配置されることとなる。そのため、レンズシートユニット13は、各レンズシートのランド部が、イメージセンサ14とは離れた側に位置することとなるため、各ランド部が起因となる漏れ光のイメージセンサ14側への影響を最小限にすることができる。
The
In the
互いに隣り合う光透過部121(本体部121c)間に設けられる溝部121dは、図5に示すように、その配列方向及び第2レンズシート12の厚み方向に平行な断面(XZ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。本実施形態の溝部121dは、その配列方向及び第2レンズシート12の厚み方向に平行な断面における断面形状におけるレンズ形状面12a側の寸法が、裏面12b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、溝部121dは、その配列方向及び第2レンズシート12の厚み方向に平行な断面における断面形状が、レンズ形状面12a側を頂点とする三角形形状としてもよい。
As shown in FIG. 5, the
Not only this but the
光反射部123は、光透過部121内を進む光のうち、隣接する他の光透過部121側へ向かうような迷光を反射する機能を有する。光反射部123は、第1レンズシート11の光反射部113と同様の材料により形成されている。
なお、光反射部123は、上述したように、溝部121dと光透過部121との界面に所定の厚みdで形成され、また、溝部121dのXZ断面における断面形状が台形形状に形成されているので、互いに隣接する光透過部121に形成された光反射部123間には、XZ断面における断面形状が略三角形状となる窪み123aが形成されることとなる。
The
As described above, the
第2レンズシート12の各部の寸法は、以下の通りである。
光透過部121(単位レンズ形状122)の配列ピッチPは、第1レンズシート11の光透過部111の配列ピッチPと同様であり、約20〜230μmとすることが好ましい。
単位レンズ形状122の曲率半径Rは、第1レンズシート11の単位レンズ形状112の曲率半径Rと同様であり、約10〜180μmとすることが好ましい。
単位レンズ形状122のレンズ開口幅D11は、光透過部121の配列方向における単位レンズ形状122の寸法(点t11及び点t12間の寸法)であり、約20〜230μmとすることが好ましい。本実施形態では、単位レンズ形状122が隣接する単位レンズ形状122と接しているので、レンズ開口幅D11と配列ピッチPとは同寸法となる。
The dimensions of each part of the
The arrangement pitch P of the light transmission parts 121 (unit lens shape 122) is the same as the arrangement pitch P of the
The curvature radius R of the
The lens opening width D11 of the
単位レンズ形状122のレンズ高さH11は、第2レンズシート12の厚み方向(Z方向)において、互いに隣接する単位レンズ形状122間の谷部t11から単位レンズ形状122の最も凸となる点t13までの寸法であり、約2〜40μmとすることが好ましい。
光透過部121の総厚さTは、第2レンズシート12の厚み方向(Z方向)において、光透過部121の裏面12bから点t13までの寸法であり、第1レンズシート11の光透過部111の総厚さTと同様であり、約30〜480μmである。
The lens height H11 of the
The total thickness T of the
各光透過部121間に設けられる溝部121dの幅D12は、光透過部121の配列方向における第2レンズシート12の裏面12b側の溝部121dの幅寸法であり、約1〜30μmとすることが好ましい。
光反射部123の高さH12は、第2レンズシート12の厚み方向(Z方向)における光反射部123の寸法であり、厚み方向における溝部121dの深さ寸法と同等であり、約20〜470μmとすることが好ましい。
The width D12 of the
The height H12 of the
光反射部123と光透過部121との界面がシート面の法線方向となす角度θは、第1レンズシート11の角度θと同様であり、0°≦θ≦10°とすることが好ましい。
ランド厚D13は、ランド部121bの厚さであり、第2レンズシート12の厚み方向において、光反射部123(溝部121d)のレンズ形状面12a側の面から、互いに隣接する単位レンズ形状122間の谷部t11までの寸法である。このランド厚D13は、迷光や、所定の光透過部121(単位レンズ形状122)に入射した光が、隣接する他の光透過部121(単位レンズ形状122)側へ進んでしまい迷光となってしまうのを抑制する観点から、約1〜50μmとすることが好ましい。
The angle θ formed by the interface between the
The land thickness D13 is the thickness of the
図6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。
第1レンズシート11の製造方法の一例は、以下の通りである。
まず、図6(a)に示すように、PET樹脂製等の基材用のシート状の部材(以下、基材層という)51を用意し、図6(b)に示すように、その片面にメラミン樹脂やアクリル樹脂等を塗布して硬化させ、剥離層52を形成する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing the
An example of the manufacturing method of the
First, as shown in FIG. 6 (a), a sheet-like member (hereinafter referred to as a base material layer) 51 for a base material made of PET resin or the like is prepared, and as shown in FIG. A
次に、光透過部111を賦形する凹形状が形成された成形型を用い、紫外線成形法により、図6(c)に示すように、基材層51の剥離層52の上に、光透過部111を形成する。
次に、図6(d)に示すように、光透過部111間の溝部111dに、光反射部113を形成する蒸着金属(アルミニウム)を蒸着させることによって、光反射部113を形成する。
ここで、蒸着による光反射部113の形成は、例えば、以下のようにして行われる。まず、作製した光透過部111の単位レンズ形状112等を養生(マスキング)し、蒸着金属が配置された加熱体とともに光透過部111を真空容器内の所定の位置に配置する。そして、真空容器内を所定の真空度に引いた上で、加熱体を加熱させて蒸着金属を加熱、溶融させて蒸発させる。蒸発した蒸着金属は、気体分子となって光透過部111間の溝部111dに衝突して付着して、光透過部111の側面(光透過部111と溝部111dとの界面)に光反射部113が形成される。
その後、所定の大きさに裁断して整え、図6(e)に示すように、剥離層52ごと基材層51を剥離する。そして、不図示の反射防止層を単位レンズ形状112のレンズ形状面11a(表面)や裏面11bに形成する等し、図6(f)に示すように、第1レンズシート11が形成される。
Next, as shown in FIG. 6 (c), a light mold is formed on the
Next, as shown in FIG. 6D, the
Here, the formation of the
Thereafter, the
また、第2レンズシート12は、例えば、以下のようにして製造される。
光透過部121の本体部121cに対応する穴形状が形成された下型と、単位レンズ形状122が設けられるレンズ形状部121aに対応する穴形状が形成された上型とを準備する。ここで、上型は、ポリカーボネート、アクリル、シリコーン樹脂等の材料から形成されており、下型は銅等の金属材料から形成されている。
まず、下型に対して紫外線硬化型樹脂を充填した上で上型を押圧し、上型を介して紫外線を照射して樹脂を硬化させ、離型することによって、光透過部121間に溝部121dが設けられた光透過部シートを作製する。
それから、作製した光透過部シートの溝部121dに、光反射部123を構成する材料(蒸着金属)を、上述の第1レンズシート11の光反射部113と同様に、真空蒸着法により光反射部123を形成する。
最後に所定の大きさに裁断等することによって、第2レンズシート12が製造される。
Moreover, the
A lower mold in which a hole shape corresponding to the
First, after filling the lower mold with an ultraviolet curable resin, pressing the upper mold, irradiating ultraviolet rays through the upper mold to cure the resin, and releasing the groove, the groove portion between the light transmitting
Then, the material (vapor deposition metal) constituting the
Finally, the
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、上記の例に限らず、使用する材料等に応じて適宜選択することができる。
例えば、第1レンズシート11は、基材層51及び剥離層52は、基材層に予め剥離層が形成されている汎用の部材を使用してもよい。また、基材層51は、上記の材料に限らず、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエステル、ポリカーボネート(PC)、ポリウレタン系樹脂、ポリアクリル系樹脂等を用いて形成してもよいし、剥離層52は、上記の材料に限らず、シリコーン系材料やフッ素化合物系材料等を用いて形成してもよい。
また、例えば、第1レンズシート11は、基材層51が剥離層52を有しておらず、光透過部111及び光反射部113を形成後に、基材層51に相当する部分を削る等により、第1レンズシート11を形成してもよい。
The manufacturing method of the
For example, the
Further, for example, in the
第2レンズシート12は、溝部が形成されていない光透過部シートを、紫外線硬化型樹脂を用いて紫外線成形法等によって製造した後に、裏面12bにレーザー加工や、ダイシング加工等によって溝部を形成して光透過部シートを作製し、その溝部に光反射部123を形成して製造されるようにしてもよい。
また、第2レンズシート12は、下型を用いて紫外線成形法によって紫外線硬化型樹脂により一方の面に溝部が設けられたシートを作製した後に、そのシートの溝部が設けられた面とは反対側の面に、上型を用いて、紫外線成形法によってレンズ形状部121aを形成して光透過部シートを作製することによって製造されるようにしてもよい。
The
The
また、光反射部113、123は、上述の真空蒸着による手法だけでなく、例えば、光透過部間の溝部111d、121dに光反射材をスパッタリングして形成されるようにしてもよい。また、光反射部113、123は、光反射材を含有した樹脂を塗布したり、ワイピング等により溝部111dに充填したりして形成されるようにしてもよい。
In addition, the
接合層15は、レンズシートユニット13(第2レンズシート12)とイメージセンサ14とを一体に接合する層である。
接合層15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。この接合層15の屈折率N3は、第2レンズシート12の光透過部121の屈折率N1と等しいことが好ましい。
また、イメージセンサ14は、駆動時に発熱し、約40℃前後まで表面温度が上昇する。そのため、イメージセンサ14の発熱によるレンズシートユニット13の反り等の変形を抑制する観点から、接合層15は、耐熱性を有することが好ましい。
このような接合層15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。
なお、接合層15は、その屈折率N3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る。このような接合層15としては、例えば、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。
The
The
The
As such a
Note that the
レンズシートユニット13を透過した光は、単位レンズ形状112、122により、後述するイメージセンサ14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14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、点13)で互いに接した状態、又は、近接した状態で配置されており、第1レンズシート11と第2レンズシート12との間の隙間部分には、空気が存在する形態となっている。
The light transmitted through the
The
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及び光透過部121(単位レンズ形状112及び単位レンズ形状122)の配列方向が交差角度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間に光反射部113、123を有している。従って、レンズシートユニット13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。
The
イメージセンサ14は、受光面で受光した光を電気信号に変換して出力する固体撮像素子である。このイメージセンサ14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14を構成する複数の画素は、イメージセンサ14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14の画素は、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ものとする。
このようなイメージセンサ14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。
本実施形態では、このイメージセンサ14として、CMOSが用いられている。
The
A plurality of pixels constituting the
As such an
In the present embodiment, a CMOS is used as the
開口部20から撮像モジュール10内に進んだ光は、レンズシートユニット13に入射し、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。このとき、レンズシートユニット13内を透過する光は、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、第1レンズシート11及び第2レンズシート12において、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は、光反射部113、123により遮蔽されるとともに、その大部分が、光反射部113、123によりイメージセンサ14側へ反射する。そして、レンズシートユニット13を透過した光は、イメージセンサ14の受光面で焦点を結ぶ。
The light traveling from the
このとき、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の長手方向が直交するように配置されているので、レンズシートユニット13は、光学的には、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。
そして、イメージセンサ14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。
At this time, as described above, the
On the light receiving surface of the
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14の複数の画素が対応するように配置されている。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、撮像モジュール10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、また、制御部により各種演算等が行われることにより、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。
In the present embodiment, a plurality of pixels of the
Information on the intensity and direction of incident light detected by each pixel obtained by the
図7は、本実施形態の撮像モジュール10のイメージセンサ14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所定の領域内に位置する複数個の画素141(画素群)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、例えば、図7(a)に示すように、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。
FIG. 7 is a diagram for explaining a state of image formation on the light receiving surface of the
In general, in a light field camera, a plurality of pixels 141 (pixel group) located in a predetermined region correspond to one microlens of the microlens array. And it is important that the image by each microlens is projected in a corresponding area | region, as shown to Fig.7 (a), for example.
At this time, for example, as shown in FIG. 7B, when the images of the respective microlenses are projected onto the adjacent region, and the images overlap, light having different positions and angles on the subject surface enters the same pixel. A phenomenon called crosstalk occurs, and the incident direction and intensity of light cannot be decomposed. In order to solve this problem, in the conventional light field camera, the diaphragm of the imaging lens provided on the subject side of the microlens array is used, or the partition sheet having the partition corresponding to the unit lens of the microlens array is microscopically used. It was necessary to prepare separately on the image sensor side of the lens array.
しかし、本実施形態によれば、各レンズシートの光反射部113、123が、各光透過部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14の対応する領域の画素141(画素群)に入射させることができる。これにより、画素141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。
However, according to the present embodiment, the
以上のことから、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13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10及びカメラ1として薄型化、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10及びカメラ1の生産コストを低減することができる。
From the above, according to the present embodiment, an imaging lens composed of a plurality of optical lenses is unnecessary, and the thickness of the
本実施形態によれば、各レンズシートに光を反射する機能を有する光反射部113、123が設けられているので、光がレンズシートユニットに入射しても、各光反射部によって、隣接する他の光透過部に光が入射してしまうのを抑制するとともに、光反射部に入射した光をイメージセンサ側へと反射させることができる。これにより、各単位レンズ形状112、122により集光された光を、イメージセンサ14の対応する領域の画素141(画素群)に適正に入射させることができ、入射光の強度と入射方向の情報とを高精度で出力することができる。また、より多くの光をイメージセンサ14へ入射させることができ、撮像した画像が暗くなってしまうのを極力抑制することができる。
According to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、各レンズシート11、12内に光透過部111、121(単位レンズ形状112、122)に対応して光反射部113、123が一体に形成されているので、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。これにより、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することができる。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、生産コスト低減することができる。
Further, according to the present embodiment, the
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、光反射部113,123が一体に形成されるので、レンズシートユニット13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。
Further, according to the present embodiment, it is easy to increase the unit lens shapes 112 and 122 arranged in the X direction and the Y direction by reducing the lens opening width D1 of the
本実施形態の撮像モジュール10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、被写体像を3次元にとらえることが可能となる。そのため、撮影された人物の顔などの認証機能の精度を向上させることができる。
さらに、従来のライトフィールドカメラは、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必要である。しかし、本実施形態によれば、いずれも不要であるので、ライトフィールドカメラとしても、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。
The
Furthermore, the conventional light field camera requires an imaging lens, a partition sheet for dividing light separate from the microlens array, and the like. However, according to the present embodiment, none of them is necessary, and therefore, a light field camera can be reduced in thickness and weight, production cost can be reduced, and the like.
(レンズシートユニット13の別な形態)
以下に、レンズシートユニット13の別な形態について説明する。
<各レンズシートのレンズ形状面11a,12aの向きについて>
図8は、第1レンズシート11のレンズ形状面11a、第2レンズシート12のレンズ形状面12aの向きを説明する図である。なお、図8の各図では、理解を容易にするために、レンズシートユニット13を構成する第1レンズシート11及び第2レンズシート12のみを示し、接合層15等は省略して示している。また、図8の各図において、第1レンズシート11及び第2レンズシート12は、Z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、接しているもしくは近接している。
図8の各図に示すように、レンズシートユニット13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14側(−Z側)であるかは、適宜選択することができる。
(Another form of the lens sheet unit 13)
Hereinafter, another form of the
<Direction of Lens Shape Surfaces 11a and 12a of Each Lens Sheet>
FIG. 8 is a diagram illustrating the orientation of the lens-shaped
As shown in each drawing of FIG. 8, the
図8(a)に示すように、レンズシートユニット13を構成する第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。
また、図8(b)に示すように、レンズシートユニット13を構成する第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14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。
As shown in FIG. 8A, the
Further, as shown in FIG. 8B, the
Further, as shown in FIG. 8C, the
これら場合、各レンズシートのランド部が起因となる迷光やクロストークを抑制する観点から、各レンズシートに設けられる光反射部は、イメージセンサ14側に配置されるのが望ましい。
具体的には、図8(a)に示す形態の場合、光反射部113、123は、各レンズシート11、12の裏面11b、12b側からレンズ形状面11a、12aの手前まで延びるようにして形成されるのが望ましい。また、図8(b)に示す形態の場合、光反射部113、123は、各レンズシート11、12のレンズ形状面11a、12aから裏面11b、12bの手前まで延びるようにして形成されるのが望ましい。更に、図8(c)に示す形態の場合、光反射部113が、第1レンズシート11の裏面11bからレンズ形状面11aの手前まで延びるようにして形成され、光反射部123が、第2レンズシート12のレンズ形状面12aから裏面12bの手前まで延びるようにして形成されるのが望ましい。
In these cases, from the viewpoint of suppressing stray light and crosstalk caused by the land portion of each lens sheet, it is desirable that the light reflecting portion provided in each lens sheet is disposed on the
Specifically, in the case shown in FIG. 8A, the
なお、図8(b)、図8(c)に示すように第2レンズシート12のレンズ形状面12aがイメージセンサ14側(−Z側)に位置する場合、接合層15は、その屈折率N3が第2レンズシート12の光透過部121の屈折率N1よりも小さいものとすることが好ましい。このような接合層15としては、シリコーン系粘着剤等が好適である。
When the lens-shaped
また、図8(c)に示すように、第1レンズシート11の第2レンズシート12側(−Z側)の面が、単位レンズ形状112が形成されていない裏面11bであり、第2レンズシート12の第1レンズシート11側の面も裏面12bである場合、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、このとき、光学密着による迷光の発生を抑制する効果を高める観点から、双方のレンズシートの裏面11b、12bを、微細凹凸形状が形成されたマット面としてもよい。
As shown in FIG. 8C, the surface of the
更に、図8(c)に示す形態の場合、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の屈折率は、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、光透過部111、121の屈折率と等しいものが好ましい。
このような形態のレンズシートユニット13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。
8C, a bonding layer (not shown) is provided between the
Even when the
<各レンズシートの光透過部111、121の配列方向について>
レンズシートユニット13において、第1レンズシート11の光透過部111の配列方向R11を左右方向(X方向)とし、第2レンズシート12の光透過部121の配列方向R12を上下方向(Y方向)としてもよい。
また、図3(b)に示すように、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とがなす交差角度αは、90°±10°の範囲、即ち、80°≦α≦100°の範囲内であれば、レンズシートユニット13として所望される光学的機能は維持される。したがって、交差角度αは、90°に限定されず、80°≦α≦100°の範囲内としてもよい。
<About the arrangement direction of the
In the
Further, as shown in FIG. 3B, the arrangement direction R11 of the light transmission portions 111 (unit lens shape 112) of the
以上より、第1レンズシート11及び第2レンズシート12をレンズシートユニット13として撮像モジュール10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とのなす交差角度αを厳密に90°として配置しなくてもよく、レンズシートユニット13及び撮像モジュール10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。
As described above, when the
<各レンズシートの層構成に関して>
図9は、第1レンズシート11及び第2レンズシート12の他の層構成の一例を示す図である。図9(a)は、第1レンズシート11の他の層構成を示す図であり、前述の図4(a)に対応する図である。図9(b)は、第2レンズシート12の他の層構成を示す図であり、前述の図5(a)に対応する図である。
<Regarding the layer structure of each lens sheet>
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of another layer configuration of the
図9(a)に示すように、第1レンズシート11は、裏面12b側に基材層51が一体に積層された形態としてもよい。同様に、図9(b)に示すように、第2レンズシート12は、光透過部121の裏面12b側に基材層51が一体に積層された形態としてもよい。
第1レンズシート11及び第2レンズシート12は、クロストーク等を抑制する観点から、ランド部等のようなシート面に平行であって連続する領域(光反射部113、123が形成されていない部分)の厚さが小さい方が好ましい。従って、クロストーク等が十分抑制できる程度に基材層51が薄い場合等には、上述のように基材層51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。このような基材層51を備える形態とすることにより、第1レンズシート11及び第2レンズシート12のハンドリングが容易になる。
As shown to Fig.9 (a), the
From the viewpoint of suppressing crosstalk and the like, the
(撮像モジュール10の別な形態)
図10は、撮像モジュール10の別な形態を説明する図である。図10(a)は、撮像モジュールを光の入射側(+Z側)から見た正面図であり、図10(b)及び図10(c)は、図10(a)のb部断面図及びc部断面図である。
図11は、別な形態の撮像モジュール10に用いられるレンズシート11の詳細を説明する図である。
(Another form of the imaging module 10)
FIG. 10 is a diagram illustrating another form of the
FIG. 11 is a diagram for explaining the details of the
上述の実施形態では、撮像モジュール10は、2枚のレンズシート(第1レンズシート11、第2レンズシート12)を備える例で説明したが、これに限定されるものでない。撮像モジュール10は、図10(b)及び図10(c)に示すように、1枚のレンズシート11を備えるようにしてもよい。
この場合、撮像モジュール10に使用されるレンズシート11は、例えば、図10及び図11に示すように、略半球状の単位レンズ形状112が複数、シート面に沿って左右方向及び鉛直方向に配列される。この単位レンズ形状112は、図10(a)に示すように、レンズシート11のシート面の法線方向(Z方向)から見た形状が円形状に形成される。ここで、略半球状とは、半球だけでなく、球や、回転楕円体の一部形状を含む形状をいう。
In the above-described embodiment, the
In this case, the
なお、レンズシート11は、図11において、YZ断面における断面形状を示しているが、XZ断面における断面形状についても同様の形状に形成されている。
光反射部113は、光を反射する作用を有する部分であり、互いに隣り合う光透過部111間に、光透過部111を囲むようにして設けられている。
また、光反射部113は、レンズシート11のランド部111bが起因となる迷光やクロストークを抑制する観点から、レンズシート11の裏面11bからレンズ形状面11aの手前まで延びるようにして形成されている。
このような構成としても、レンズシート11、撮像モジュール10、カメラ1は、それぞれ、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、1枚のレンズシート11により撮像モジュール10を構成することができるので、撮像モジュールやカメラの薄型化、軽量化を更に図ることができる。
In addition, in FIG. 11, although the
The
The
Even with such a configuration, the
また、撮像モジュール10は、レンズシートユニット13とイメージセンサ14とを接合する接合層15を備えず、第2レンズシート12がイメージセンサ14の受光面上に接して配置され、レンズシートユニット13の第1レンズシート11及び第2レンズシート12、イメージセンサ14は、それぞれ不図示の支持部材で支持され、所定の位置で固定される形態としてもよい。
このとき、図2、図3及び図8(a)に示す形態のように、第2レンズシート12のイメージセンサ14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である場合、イメージセンサ14の受光面の傷つきを防止したり、イメージセンサ14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、裏面12bを微細凹凸形状が形成されたマット面とすることが好ましい。
また、接合層15を設けない場合、第2レンズシート12とイメージセンサ14との間にスペーサを配置する等して、イメージセンサ14と第2レンズシート12との光学密着やイメージセンサ14の受光面の傷付き等を防止してもよい。
The
At this time, as shown in FIGS. 2, 3 and 8A, the surface on the
Further, when the
(単位レンズ形状112の別な形態)
上述の図10及び図11に示す別な形態の撮像モジュールの説明において、レンズシート11に設けられる単位レンズ形状112は、略半球状に形成される例を示したが、これに限定されるものでない。
図12は、レンズシート11の単位レンズ形状112の別な形態を示す図である。図12(a)は、レンズシート11の厚み方向の被写体側から見た正面図である。図12(b)、図12(c)は、それぞれ図12(a)のb部断面図、c部断面図である。
単位レンズ形状112(光透過部111)は、図12(a)に示すように、レンズシート11のシート面の法線方向(Z方向)から見た形状が矩形状(正方形状)に形成されるようにしてもよい。この場合、単位レンズ形状112は、被写体側(+Z側)に膨らんだ略四角錐形状に形成される。具体的には、単位レンズ形状112は、図12(b)及び図12(c)に示すように、四角錐形状の角部(頂部や稜線)が面取りされ、曲面状に形成された形態となる。
(Another form of the unit lens shape 112)
In the description of the imaging module of another form shown in FIG. 10 and FIG. 11 described above, the
FIG. 12 is a diagram showing another form of the
As shown in FIG. 12A, the unit lens shape 112 (light transmitting portion 111) is formed in a rectangular shape (square shape) when viewed from the normal direction (Z direction) of the sheet surface of the
このような形態としても、上述の図3等に示す単位レンズ形状と同様の効果を奏することができる。また、シート面の法線方向から見た形状を矩形状にすることで、上述の図10、図11等に示す形態に比して、レンズシート11に対する光の入射面積を増やすことができ、光の利用効率を向上させることができる。
また、単位レンズ形状112(光透過部111)は、レンズシート11のシート面の法線方向(Z方向)から見た形状が多角形状となる略多角錐形状に形成され、その略多角錐形状がシート面の被写体側(+Z側)に膨らみ、角部(頂部や稜線)が面取りされた形態となるようにしてもよい。
Even in such a form, the same effect as the unit lens shape shown in FIG. In addition, by making the shape viewed from the normal direction of the sheet surface rectangular, it is possible to increase the incident area of light on the
The unit lens shape 112 (light transmission portion 111) is formed in a substantially polygonal pyramid shape having a polygonal shape when viewed from the normal direction (Z direction) of the sheet surface of the
(光反射部の別な形態)
図13は、第1レンズシート11に設けられる光反射部113の別な形態を示す図である。図13の各図は、それぞれ図4(b)に対応する図である。以下の説明では、第1レンズシート11の光反射部113について説明するが、第2レンズシート12の光反射部123についても同様である。
上述の説明では、第1レンズシート11は、光透過部111間の溝部111dに所定の厚みの光反射部113が設けられる例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、図13(a)に示すように、溝部111d内の全体に光反射部113が形成されるようにしてもよい。この場合、光反射部113は、例えば、光反射材を含有した樹脂をワイピング等により溝部111dに充填することによって形成することができる。
(Another form of light reflector)
FIG. 13 is a diagram showing another form of the
In the above description, the
また、第1レンズシート11は、図13(b)に示すように、光反射部113に設けられる窪み113a(光反射部113と、隣接する別な光透過部の側面に形成された光反射部113との間)に、光を吸収する作用を有する光吸収部113bが形成されるようにしてもよい。光吸収部113bを設けることによって、光反射部113に入射した光の一部が光反射部113を透過して、隣接する別な光透過部111へ入射してしまうのを防ぐことができる。
この光吸収部113b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することができる。
光吸収部113b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。
Further, as shown in FIG. 13B, the
The
The light absorbing material used for the
また、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。
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。
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。
When resin particles colored with pigments or dyes are used as the light absorbing material, the resin particles may be acrylic resin, PC (polycarbonate) resin, PE (polyethylene) resin, PS (polystyrene) resin, MBS. Those formed of (methyl methacrylate / butadiene / styrene) resin, MS (methyl methacrylate / styrene) resin or the like are used.
As the light absorbing material, carbon black or the like and colored resin particles as described above may be used in combination.
Examples of the resin containing the light absorbing material include ultraviolet curable resins such as urethane acrylate and epoxy acrylate, and ionizing radiation curable resins such as electron beam curable resins.
また、図13(b)に示す形態の場合、光反射部113に、アルミニウム等の光反射材を使用する代わりに、光透過部111よりも屈折率の低い材料により光反射部113を形成するようにしてもよい。すなわち、光反射部113の屈折率N2が、光透過部111の屈折率N1よりも低い材料(低屈折率材料、N2<N1)により光反射部113を形成し、光反射部113と光透過部111との界面において、光を全反射させるようにしてもよい。光透過部111よりも屈折率の低い材料として、例えば、フッ素系ポリマー樹脂を用いることができる。
また、光反射部113は、光反射材を含有した低屈折率材料により形成されるようにしてもよい。更に、上述の材料を用いる代わりに、光反射部113は空気層としてもよい。
In the case shown in FIG. 13B, the
The
(変形形態)
以上説明した各実施形態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)上述の実施形態において、光反射部の形態が相違する第1レンズシート、第2レンズシートを使用する例を示したが、これに限定されるものでない、例えば、第1レンズシート同様の形態のレンズシートを第2レンズシートとして適用してもよく、また、第2レンズシート同様の形態のレンズシートを第1レンズシートとして適用してもよい。各レンズシートのランド部の厚みが十分に薄く、迷光やクロストークの発生が低い場合に特に適用することができる。
(Deformation)
Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In the above-described embodiment, an example in which the first lens sheet and the second lens sheet having different light reflection portions are used has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, the same as the first lens sheet. A lens sheet of the form may be applied as the second lens sheet, or a lens sheet of the same form as the second lens sheet may be applied as the first lens sheet. This is particularly applicable when the land portion of each lens sheet is sufficiently thin and stray light and crosstalk are low.
(2)上述の実施形態において、撮像モジュール10及びカメラ1は、レンズシートユニット13内に、赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層が設けられるようにしてもよい。これにより、画像にノイズを発生させる赤外線(特に、波長域が700〜1100μmである近赤外線)を遮蔽することができ、良好な映像を撮影することができる。
なお、この場合、夜間撮影時において撮像モジュール10に入射する赤外光が遮蔽されてしまうのを防ぐために、カメラ1には、赤外線遮蔽層を光軸O上から退避させる退避機構等を設ける必要がある。
また、赤外線遮蔽層は、例えば、第1レンズシート11の裏面11b側に配置されるが、これに限定されるものでなく、レンズシートユニット13内であって、イメージセンサ14よりも被写体側であれば、特にその位置を限定されるものでない。
(2) In the above-described embodiment, the
In this case, in order to prevent the infrared light incident on the
In addition, the infrared shielding layer is disposed on the
更に、赤外線遮蔽層は、赤外線を吸収することにより遮蔽する場合、例えば、赤外線吸収特性を備える材料を含有するアクリル樹脂をコーティングする等により形成される。赤外線吸収特性を有する材料としては、有機色素化合物(例えば、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、ナフトキノン化合物、ジインモニウム化合物、アゾ化合物)、有機金属錯塩(例えば、ジチオール金属錯体、メルカプトナフトール金属錯体)、無機材料(例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化錫(ATO))等が挙げられる。
また、赤外線遮蔽層は、赤外線を反射することにより遮蔽する場合、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、ITO、ATO等のスパッタリング膜、蒸着膜等(高屈折率層と低屈折率層の多層誘電膜等)により形成される。
Furthermore, when shielding by absorbing infrared rays, the infrared shielding layer is formed, for example, by coating an acrylic resin containing a material having infrared absorption characteristics. Examples of materials having infrared absorption characteristics include organic dye compounds (for example, cyanine compounds, phthalocyanine compounds, naphthoquinone compounds, diimmonium compounds, azo compounds), organic metal complex salts (for example, dithiol metal complexes, mercaptonaphthol metal complexes), inorganic materials ( Examples thereof include tin-doped indium oxide (ITO) and antimony-doped tin oxide (ATO)).
In addition, when the infrared shielding layer is shielded by reflecting infrared rays, for example, sputtering films such as zinc oxide, titanium oxide, ITO, ATO, vapor deposition films, etc. (multi-layer dielectric film of high refractive index layer and low refractive index layer) Etc.).
(3)図4及び図5等に示す単位レンズ形状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、多角形形状等としてもよし、頂部が円弧等の曲線であり、単位レンズ形状の谷部側が直線からなる形状としてもよい。
(3) The unit lens shapes 112 and 122 shown in FIG. 4 and FIG. 5 are such that, for example, the cross-sectional shape in the arrangement direction of the
(4)レンズシートユニット13は、1枚のシート状の基材層の両面に、単位レンズ形状112,122を有する光透過部111,121及び光反射部113,123が形成されている形態としてもよい。このような形態にすることによって、レンズシートユニット13のハンドリングを容易にするとともに、第1レンズシート11及び第2レンズシート12に位置合わせを容易にすることができる。
図14は、レンズシートユニット13の変形形態を示す図である。
変形形態のレンズシートユニット13は、図14に示すように、1枚のシート状の基材層131の両面に、単位レンズ形状112、122を有する光透過部111、121及び光反射部113、123が形成されている。
この基材層131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131としては、赤外線吸収剤等を含有するPET樹脂製のシート状の部材等が挙げられる。
なお、この基材層131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入射方向の精度を向上させる観点から好ましい。
(4) The
FIG. 14 is a view showing a modified form of the
As shown in FIG. 14, the modified
The
Note that the thickness of the
(5)レンズシートユニット13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又は第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の配列方向に対して、45°±10°をなしているものとすることが好ましい。
また、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14側(−Z側)であってもよい。
(5) The
At this time, for example, a third lens sheet (hereinafter referred to as a third lens sheet) is a lens sheet having the same shape as the
The lens shape surface of the third lens sheet may be on the subject side (+ Z side) or on the
さらに、第1レンズシート11又は第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の配列方向に対して、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90°±10°をなしているものとすることが好ましい。
また、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14側(−Z側)であってもよい。
Further, when the fourth lens sheet (fourth lens sheet), which is a lens sheet having the same shape as the
The lens shape surface of the fourth lens sheet may be on the subject side (+ Z side) or on the
(6)図15は、レンズシートユニット13の光透過部111,121の配列方向とイメージセンサ14の画素の配列方向との関係を示す図である。
前述の実施形態では、図15(a)に示すように、イメージセンサ14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。
(6) FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the arrangement direction of the
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 15A, the pixels of the
At this time, when viewed from the optical axis O direction (Z direction), an angle β between the arrangement direction R11 of the
しかし、これに限らず、図15(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14とレンズシートユニット13(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15(b)では、画素の配列方向G1,G2は、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、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。
However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 15B, for example, when viewed from the optical axis O direction (Z direction), the angle β and the angle γ are within a range of 0 ° to 10 °. Since the optical function is maintained, it may be appropriately selected and set within this range. By adopting such a configuration, it becomes easy to align the
15B shows an example in which the pixel arrangement directions G1 and G2 are parallel to the Y direction and the X direction. However, the present invention is not limited to this, and the arrangement directions R11, R11 of the
(7)光透過部111、121と光反射部113、123(溝部111d、121d)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。
(7) The interface between the light transmitting
(8)実施形態において、単位レンズ形状112、122の配列ピッチPや、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とで同じである例を示したが、これに限らず、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。
(8) In the embodiment, the arrangement pitch P of the unit lens shapes 112 and 122, the radius of curvature R, the refractive index N1 of the
(9)第1レンズシート11及び第2レンズシート12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、もしくは、光学的に影響の小さい領域(例えば、四隅の角部分)等に、粘着剤や接着剤等による接合層を形成して、一体に形成してもよい。また第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、外側へ凸となる領域等を設けて、その領域に接合層を設けて接合してもよい。
(9) The
(10)イメージセンサ14の受光面の大きさは、撮像モジュール10が用いられる携帯端末やカメラ等の大きさや、所望する画質やカメラの性能等に応じて、適宜採用してよい。イメージセンサ14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用いられる場合には横×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)等に用いられる場合には、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14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、カメラの性能向上を図ってもよい。
(10) The size of the light receiving surface of the
Further, for example, by using the
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実施形態等によって限定されることはない。 In addition, although this embodiment and modification can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the above-described embodiments and the like.
1 カメラ
10 撮像モジュール
11 第1レンズシート
111 光透過部
111d 溝部
112 単位レンズ形状
113 光反射部
113a 窪み
113b 光吸収部
12 第2レンズシート
121 光透過部
121d 溝部
122 単位レンズ形状
123 光反射部
123a 窪み
123b 光吸収部
13 レンズシートユニット
14 イメージセンサ
20 開口部
30 筐体
DESCRIPTION OF
Claims (10)
シート面に沿って配列され、一方の面側に凸状の単位レンズ形状を有する光透過部と、
配列された前記光透過部間の溝部に設けられ、該レンズシートの厚み方向に沿うようにして延びる光反射部と、
を備えるレンズシート。 In the imaging module, a lens sheet disposed on the light incident side of the imaging element unit,
A light transmissive portion arranged along the sheet surface and having a convex unit lens shape on one surface side;
A light reflecting portion provided in a groove portion between the light transmitting portions arranged and extending along the thickness direction of the lens sheet;
A lens sheet comprising:
前記溝部内に光吸収部を更に備え、
前記光反射部は、前記光透過部と前記溝部との界面に設けられ、
前記光吸収部は、前記光透過部の配列方向における前記光反射部の前記光透過部側とは反対側に設けられること、
を特徴とするレンズシート。 The lens sheet according to claim 1,
Further comprising a light absorption part in the groove part,
The light reflecting portion is provided at an interface between the light transmitting portion and the groove portion,
The light absorbing portion is provided on a side opposite to the light transmitting portion side of the light reflecting portion in the arrangement direction of the light transmitting portions;
Lens sheet characterized by
前記光反射部は、光の反射特性を有する材料により形成されていること、
を特徴とするレンズシート。 In the lens sheet according to claim 1 or 2,
The light reflecting portion is formed of a material having a light reflecting property;
Lens sheet characterized by
前記光反射部は、その屈折率が、前記光透過部の屈折率よりも低いこと、
を特徴とするレンズシート。 In the lens sheet according to any one of claims 1 to 3,
The light reflecting portion has a refractive index lower than that of the light transmitting portion;
Lens sheet characterized by
前記光透過部は、柱状に形成され、該レンズシートのシート面に沿って一方向に配列されており、
前記光反射部は、前記光透過部の長手方向に延在していること、
を特徴とするレンズシート。 In the lens sheet according to any one of claims 1 to 4,
The light transmission part is formed in a columnar shape and arranged in one direction along the sheet surface of the lens sheet,
The light reflecting portion extends in a longitudinal direction of the light transmitting portion;
Lens sheet characterized by
前記光透過部は、シート面に沿って複数の方向に配列されており、
前記光反射部は、互いに隣り合う前記光透過部間に、各前記光透過部を囲むようにして設けられていること、
を特徴とするレンズシート。 In the lens sheet according to any one of claims 1 to 4,
The light transmission parts are arranged in a plurality of directions along the sheet surface,
The light reflecting portion is provided between the light transmitting portions adjacent to each other so as to surround each light transmitting portion;
Lens sheet characterized by
前記撮像素子部よりも光の入射側に配置され、請求項1から請求項6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。 An image sensor unit in which a plurality of pixels that convert incident light into an electrical signal are two-dimensionally arranged;
The lens sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein the lens sheet is disposed on an incident side of light with respect to the imaging element unit,
An imaging module comprising:
前記撮像素子部よりも光の入射側に配置され、請求項5に記載のレンズシートを2枚備えるレンズシートユニットとを備え、
前記レンズシートユニットにおいて、光軸方向から見て、一方の前記レンズシートの前記光透過部の配列方向と、他方の前記レンズシートの前記光透過部の配列方向とは交差していること、
を特徴とする撮像モジュール。 An image sensor unit in which a plurality of pixels that convert incident light into an electrical signal are two-dimensionally arranged;
A lens sheet unit that is disposed on the light incident side of the imaging element unit and includes two lens sheets according to claim 5;
In the lens sheet unit, as viewed from the optical axis direction, the arrangement direction of the light transmission portions of one lens sheet and the arrangement direction of the light transmission portions of the other lens sheet intersect,
An imaging module characterized by the above.
光軸方向から見て、一方の前記レンズシートの前記光透過部の配列方向と、他方の前記レンズシートの前記光透過部の配列方向とが交差する交差角度αは、80°≦α≦100°を満たすこと、
を特徴とする撮像モジュール。 The imaging module according to claim 8, wherein
When viewed from the optical axis direction, the crossing angle α at which the arrangement direction of the light transmission portions of one lens sheet intersects the arrangement direction of the light transmission portions of the other lens sheet is 80 ° ≦ α ≦ 100. Meeting
An imaging module characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016018175A JP2017138402A (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Lens sheet, imaging module, imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016018175A JP2017138402A (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Lens sheet, imaging module, imaging apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017138402A true JP2017138402A (en) | 2017-08-10 |
Family
ID=59564747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016018175A Pending JP2017138402A (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Lens sheet, imaging module, imaging apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017138402A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3696591A1 (en) * | 2019-02-14 | 2020-08-19 | Signify Holding B.V. | A monolithic lens plate and a lighting device comprising the monolithic lens plate |
-
2016
- 2016-02-02 JP JP2016018175A patent/JP2017138402A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3696591A1 (en) * | 2019-02-14 | 2020-08-19 | Signify Holding B.V. | A monolithic lens plate and a lighting device comprising the monolithic lens plate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102639538B1 (en) | Lens sheet, lens sheet unit, imaging module, imaging device | |
JP2023168388A (en) | Lens array, imaging module, and imaging apparatus | |
JP6878817B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP6746941B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP6686349B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP6627526B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP6701716B2 (en) | Lens sheet, imaging module, imaging device | |
JP6750216B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP6696228B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP6693086B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP7047417B2 (en) | Lens sheet unit, image pickup module, image pickup device | |
JP6724371B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP2017138402A (en) | Lens sheet, imaging module, imaging apparatus | |
JP6746924B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP6750223B2 (en) | Lens sheet unit, imaging module, imaging device | |
JP2019128509A (en) | Lens sheet unit, and method for manufacturing lens sheet unit | |
JP6589464B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP6750230B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP6686348B2 (en) | Imaging module, imaging device | |
JP6766357B2 (en) | Lens sheet unit, imaging module, imaging device | |
JP2018025713A (en) | Lens sheet unit, imaging module and imaging apparatus | |
JP2019003974A (en) | Optical element, imaging module, imaging device | |
JP2017120327A (en) | Lens sheet, imaging module, and imaging apparatus | |
JP2018025633A (en) | Lens sheet unit, imaging module and imaging apparatus | |
JP2017120303A (en) | Lens sheet, imaging module, and imaging apparatus |