JP2018025713A - Lens sheet unit, imaging module and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズシートユニット、撮像モジュール、撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a lens sheet unit, an imaging module, and an imaging apparatus.
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。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。 In recent years, various developments such as improvement of image quality have been performed on cameras provided in mobile terminals such as smartphones and tablets. In particular, mobile terminals such as smartphones are becoming thinner, and a camera provided in the mobile terminal (hereinafter referred to as a mobile terminal camera) is also being reduced in thickness.
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1参照)。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。 In addition, 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 1). 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.
携帯端末用カメラでは、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。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。 In a camera for a portable terminal, correction of lens aberration or the like is necessary to capture a high-quality image. Therefore, an imaging lens including a plurality of lenses is used in the mobile terminal camera. However, since this imaging lens is composed of a plurality of lenses, the imaging lens occupies about 80% (about 4 mm) of the overall camera thickness (about 5 to 7 mm). For this reason, in a camera for a mobile terminal, it is a big problem to achieve both high-quality image shooting and thinning.
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。
特許文献1には、ライトフィールドカメラの薄型化に関してなんら開示されていない。
On the other hand, 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, A partition sheet or the like having a partition corresponding to the lens 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一体に積層して配置し、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をなす撮像装置及び撮像モジュールを提案し、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、上記撮像装置や撮像モジュールにおいて、画質の向上等の観点から、2枚のレンズシートは、いずれも平面性が高く、かつ、CMOS等の撮像素子の受光面に対して高精度で平行に配置されることや、レンズシート間の距離を可能な限り小さくかつ一定にすることが重要であることがわかった。しかし、レンズシートは、薄い樹脂製のシートの部材であり、撮像装置の組み立て工程等において、レンズシートを撮像装置や撮像モジュール内の支持部材等に支持させて配置する際に、撮像素子の受光面に対して傾いたり、レンズシートが撓んだりしやすく、高精度での組み立てが困難であった。
The inventor of the present application previously described in Japanese Patent Application No. 2015-169288, a columnar light transmitting portion having a convex unit lens shape on one surface side, and a wall-shaped light absorbing portion alternately arranged therewith An image pickup apparatus in which two lens sheets each including a plurality of lens sheets are integrally stacked on the subject side of the image pickup element portion, and the arrangement direction of the light transmission portions of the two lens sheets forms an angle α when viewed from the optical axis direction. In addition, an imaging module has been proposed, and an imaging module and an imaging apparatus capable of refocus processing have been reduced in thickness.
In subsequent studies, in the imaging device and imaging module, from the viewpoint of improving image quality, the two lens sheets are both highly flat and highly accurate with respect to the light receiving surface of an imaging element such as a CMOS. It was found that it is important to arrange them in parallel and to keep the distance between the lens sheets as small and constant as possible. However, the lens sheet is a member made of a thin resin sheet. When the lens sheet is arranged to be supported by a support member or the like in the imaging apparatus or the imaging module in the assembly process of the imaging apparatus, the light receiving of the imaging element is performed. The lens sheet is easily tilted with respect to the surface and the lens sheet is easily bent, and it is difficult to assemble with high accuracy.
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、レンズシートを撮像素子の受光面に対して高精度で平行に配置でき、かつ、レンズシート間の距離を所定の一定の値とすることができるレンズシートユニット、撮像モジュール、撮像装置を提供することである。 From the above, the problem of the present invention is that the imaging device and the imaging module can be thinned, the lens sheet can be arranged in parallel with high accuracy with respect to the light receiving surface of the imaging element, and the distance between the lens sheets is reduced. It is to provide a lens sheet unit, an imaging module, and an imaging device that can be set to a predetermined constant value.
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、第1単位レンズ形状(132)を有しシート面に沿って一方向に延在し、延在する方向と交差する方向に複数配列された第1光透過部(131)と、隣り合う前記第1光透過部の間に設けられた第1光吸収部(133)とを備える第1レンズシート(13)と、光軸方向において前記第1レンズシートよりも被写体側に位置し、前記第1レンズシートが接合された支持シート(11)と、光軸方向において前記第1レンズシート及び前記支持シートを支持しその位置を決める支持筐体部(15,45,55,65)と、を備えるレンズシートユニットであって、前記支持シートは、透光性を有し、前記第1レンズシートよりも剛性が高く、前記支持筐体部は、前記第1レンズシート及び前記支持シートの積層体の周縁部の少なくとも一部を光軸方向の像側から支持する支持部(152,45a,552,652)を有すること、を特徴とするレンズシートユニット(10,40,50,60)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ユニットにおいて、前記支持筐体部(15,45,55,65)は、四角柱形状であって光軸方向に貫通する中空部(151,451,551,651)を有し、少なくとも前記第1レンズシート(13)は、前記中空部に位置すること、を特徴とするレンズシートユニット(10,40,50,60)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ユニットにおいて、前記支持筐体部(15,55,65)は、四角柱形状であって光軸方向に貫通する中空部(151,551,651)を有し、前記支持部(152,552,652)は、前記中空部に、内側に凸となるように形成されていること、を特徴とするレンズシートユニット(10,50,60)である。
請求項4の発明は、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ユニットにおいて、前記支持筐体部(15,45,55,65)は、少なくとも光軸側の面が光吸収性を有すること、を特徴とするレンズシートユニット(10,40,50,60)である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のレンズシートユニットにおいて、前記第1光吸収部(133)の屈折率は、前記第1光透過部(131)の屈折率以上であること、を特徴とするレンズシートユニット(10,40,50,60)である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のレンズシートユニットにおいて、光軸方向において前記第1レンズシート(13)よりも像側に、第2単位レンズ形状(142)を有しシート面に沿って一方向に延在し、延在する方向と交差する方向に複数配列された第2光透過部(141)と、隣り合う前記第2光透過部の間に設けられた第2光吸収部(143)とを有する第2レンズシート(14)を備え、前記第2光吸収部(143)の屈折率は、前記第2光透過部(141)の屈折率以上であり、光軸方向から見て、前記第1光透過部(131)の配列方向(R11)と、前記第2光透過部の配列方向(R12)とは、角度αをなして交差すること、を特徴とするレンズシートユニット(10,40,50,60)である。
請求項7の発明は、請求項6に記載のレンズシートユニットにおいて、前記支持筐体部(15,45,55,65)は、四角柱形状であって光軸方向に貫通する中空部を有し、少なくとも前記第1レンズシート(13)及び前記第2レンズシート(14)は、前記中空部に位置すること、を特徴とするレンズシートユニット(10,40,50,60)である。
請求項8の発明は、請求項6又は請求項7に記載のレンズシートユニットにおいて、前記第1光透過部(131)の配列方向において前記第1光透過部と前記第1光吸収部(133)との界面が、光軸方向に対してなす角度(θ)、及び、前記第2光透過部(141)の配列方向において前記第2光透過部と前記第2光吸収部(143)との界面が、光軸方向に対してなす角度(θ)は、いずれも0°以上10°以下であること、を特徴とするレンズシートユニット(10,40,50,60)である。
請求項9の発明は、請求項6から請求項8までのいずれか1項に記載のレンズシートユニットにおいて、前記角度αは、80°以上100°以下であること、を特徴とするレンズシートユニット(10,40,50,60)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(211)が2次元配列された受光面(21a)を有する撮像素子部(21)と、光軸方向において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9までのいずれか1項に記載のレンズシートユニット(10,40,50,60)と、を備える撮像モジュールであって、前記支持筐体部(15,45,55,65)は、光軸方向に沿って像側の端部(15b,45b,55b,65b)が、前記撮像素子部の前記受光面以外の領域に接合されていること、を特徴とする撮像モジュール(20)である。
請求項11の発明は、入射する光を電気信号に変換する複数の画素(211)が2次元配列された受光面(21a)を有する撮像素子部(21)と、光軸方向において前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項6から請求項9までのいずれか1項に記載のレンズシートユニット(10,40,50,60)と、を備える撮像モジュールであって、前記第2レンズシート(14)は、前記受光面(21a)を被覆するように配置されて接合され、前記支持筐体部(15,45,55,65)は、光軸方向に沿って像側の端部(15b,45b,55b,65b)が、前記撮像素子部の前記受光面以外の領域に接合されていること、を特徴とする撮像モジュール(20)である。
請求項12の発明は、請求項10又は請求項11に記載の撮像モジュール(20)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.
According to the first aspect of the present invention, the first light transmitting portion (131) has the first unit lens shape (132), extends in one direction along the sheet surface, and is arranged in a plurality of directions intersecting the extending direction. ) And a first light absorbing portion (133) provided between the adjacent first light transmitting portions, and a subject side of the first lens sheet in the optical axis direction. And a support sheet (11) to which the first lens sheet is bonded, and a support housing (15, 45, 55) that supports and determines the position of the first lens sheet and the support sheet in the optical axis direction. 65), wherein the support sheet is translucent and has higher rigidity than the first lens sheet, and the support housing portion includes the first lens sheet and Of the periphery of the laminate of the support sheets Without even the support unit (152,45a, 552,652) that supports a portion from the image side in the optical axis direction to have a lens sheet unit, wherein (10,40,50,60).
According to a second aspect of the present invention, in the lens sheet unit according to the first aspect, the support housing portion (15, 45, 55, 65) has a quadrangular prism shape and penetrates in the optical axis direction (151). , 451, 551, 651), and at least the first lens sheet (13) is located in the hollow portion, and is a lens sheet unit (10, 40, 50, 60).
According to a third aspect of the present invention, in the lens sheet unit according to the first or second aspect, the support housing portion (15, 55, 65) has a quadrangular prism shape and penetrates in the optical axis direction. (151, 551, 651), and the support portion (152, 552, 652) is formed in the hollow portion so as to be convex inwardly. , 50, 60).
According to a fourth aspect of the present invention, in the lens sheet unit according to any one of the first to third aspects, the support housing portion (15, 45, 55, 65) is at least a surface on the optical axis side. Is a lens sheet unit (10, 40, 50, 60) characterized by having light absorption.
According to a fifth aspect of the present invention, in the lens sheet unit according to any one of the first to fourth aspects, the refractive index of the first light absorbing portion (133) is the first light transmitting portion (131). It is a lens sheet unit (10, 40, 50, 60) characterized by being not less than the refractive index of
According to a sixth aspect of the present invention, in the lens sheet unit according to any one of the first to fifth aspects, the second unit lens is located closer to the image side than the first lens sheet (13) in the optical axis direction. A second light transmitting portion (141) having a shape (142) extending in one direction along the sheet surface and arranged in a direction intersecting the extending direction, and the second light transmitting portion adjacent to each other A second lens sheet (14) having a second light absorption part (143) provided between the second light absorption part (143) and the second light transmission part (141). When viewed from the optical axis direction, the arrangement direction (R11) of the first light transmission part (131) and the arrangement direction (R12) of the second light transmission part form an angle α. Lens sheet units (10, 40, 50, 6 ) It is.
According to a seventh aspect of the present invention, in the lens sheet unit according to the sixth aspect, the support housing portion (15, 45, 55, 65) has a quadrangular prism shape and has a hollow portion penetrating in the optical axis direction. The lens sheet unit (10, 40, 50, 60) is characterized in that at least the first lens sheet (13) and the second lens sheet (14) are located in the hollow portion.
According to an eighth aspect of the present invention, in the lens sheet unit according to the sixth or seventh aspect, the first light transmitting portion and the first light absorbing portion (133) in the arrangement direction of the first light transmitting portion (131). ) Between the second light transmission part and the second light absorption part (143) in the angle (θ) formed with respect to the optical axis direction and the arrangement direction of the second light transmission part (141). The lens sheet unit (10, 40, 50, 60) is characterized in that an angle (θ) formed by the interface of each is 0 ° or more and 10 ° or less.
The invention according to claim 9 is the lens sheet unit according to any one of claims 6 to 8, wherein the angle α is not less than 80 ° and not more than 100 °. (10, 40, 50, 60).
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image pickup device section (21) having a light receiving surface (21a) in which a plurality of pixels (211) for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged, and the image pickup device in an optical axis direction. An imaging module comprising: the lens sheet unit (10, 40, 50, 60) according to any one of
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an image pickup device section (21) having a light receiving surface (21a) in which a plurality of pixels (211) for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged, and the image pickup device in an optical axis direction. An imaging module comprising: the lens sheet unit (10, 40, 50, 60) according to any one of claims 6 to 9 disposed on a subject side with respect to a portion. The lens sheet (14) is disposed and bonded so as to cover the light receiving surface (21a), and the support housing portion (15, 45, 55, 65) is an end on the image side along the optical axis direction. The imaging module (20) is characterized in that the parts (15b, 45b, 55b, 65b) are joined to a region other than the light receiving surface of the imaging element unit.
A twelfth aspect of the invention is an imaging apparatus (1) including the imaging module (20) according to the tenth or eleventh aspect.
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、レンズシートを撮像素子の受光面に対して高精度で平行に配置でき、かつ、レンズシート間の距離を所定の一定の値とすることができるレンズシートユニット、撮像モジュール、撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, the imaging device and the imaging module can be thinned, the lens sheet can be arranged in parallel with high accuracy with respect to the light receiving surface of the imaging element, and the distance between the lens sheets is set to a predetermined constant value. It is possible to provide a lens sheet unit, an imaging module, and an imaging device that can be used.
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。
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.
In the present specification, numerical values such as dimensions and material names of each member to be described are examples of the embodiment, and are 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.
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。
ここで、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、板面、フィルム面についても同様である。
In this specification, the terms “plate”, “sheet”, and the like are used, but these are generally used in the order of thickness, “plate”, “sheet”, “film”. Above all, it uses it. However, there is no technical meaning in such proper use, so these terms can be replaced as appropriate.
Here, the sheet surface indicates a surface in the planar direction of the sheet when viewed as the entire sheet of the sheet-like member. The same applies to the plate surface and the film surface.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態のカメラ1を説明する図である。
図2は、第1実施形態の撮像モジュール20及びレンズシートユニット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、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、カメラ1を基本的な姿勢で支持し、光軸Oを水平方向に平行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。
(First 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 a photographer supports the
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。
このカメラ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。
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、高い透光性を有する保護シート32が配置されている。本実施形態の保護シート32は、ガラス製のシート状の部材を用いているが、樹脂製のシート状の部材を用いてもよい。
As shown in FIG. 1, the
The
The
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、被写体側(+Z側、光の入射側)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。
本実施形態では、レンズシートユニット10及びイメージセンサ21は、光軸O方向から見て略矩形形状であり、長辺方向はX方向(基本姿勢での左右方向)に平行であり、短辺方向はY方向(基本姿勢での上下方向)に平行である例を挙げて説明するが、長辺方向をY方向、短辺方向をX方向としてもよい。また、光軸O方向から見て、後述するレンズシートユニット10の各レンズシートやイメージセンサ21の受光面21aは、略矩形形状であり、光軸Oは、その矩形形状の幾何学的中心に直交している。
The
In the present embodiment, the
レンズシートユニット10は、光軸O(Z方向)に沿って、被写体側(+Z側)から順に、支持シート11、第1接合層12、第1レンズシート13、第2レンズシート14、支持筐体部15、第2接合層16を備えている。
以下、各部材について説明する。
The
Hereinafter, each member will be described.
支持シート11は、透光性を有するシート状の部材である。支持シート11は、片面に第1接合層12を介して第1レンズシート13が接合され、第1レンズシート13を支持し、その平面性を向上させる機能を有する。
支持シート11は、レンズシートユニット10の他部材よりも剛性が高い部材であり、その平面性が高いことが好ましい。
また、本実施形態の支持シート11は、赤外線を遮蔽する機能を有している。即ち、支持シート11は、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。この支持シート11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機能を有していてもよいし、所定の波長域の赤外線を反射することにより遮蔽する機能を有していてもよい。
支持シート11は、上述のような赤外線遮蔽機能により、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、画質を向上させることができる。
The
The
Further, the
The
支持シート11が、所定の波長域の赤外線を吸収して遮蔽する機能を有する場合、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等を、ガラス製等のシート状の部材の片面にコーティングしたり、赤外線吸収特性を備える材料を含有するガラスや樹脂をシート状に形成する等により形成される。
また、支持シート11が、所定の波長域の赤外線を反射して遮蔽する機能を有する場合、例えば、ガラス製や樹脂製のシート状の部材の片面に、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)を形成することにより、形成される。
When the
Further, when the
支持シート11の平面性を向上させる観点から、支持シート11は、片面に蒸着膜や紫外線吸収層等を有する形態よりも、赤外線吸収特性を備える材料を含有するガラスや樹脂によりシート状に形成した部材とすることが好ましい。
また、支持シート11は、第1レンズシート13が接合された状態であっても平面性を十分維持できる剛性を有するために、レンズシートユニット10の他部材よりも厚みが厚くてもよい。この支持シート11の厚さは、0.1〜1.0mm程度である。
本実施形態の支持シート11としては、IR(infrared rays)カットガラスシート等を用いることができる。
From the viewpoint of improving the flatness of the
Further, the
As the
第1接合層12は、光軸O方向(Z方向)において、支持シート11と第1レンズシート13との間に設けられた層であり、これらを接合する機能を有する。また、この第1接合層12は、支持シート11と支持筐体部15の凸部152との間に位置しており、これらを接合する機能を有している。
本実施形態では、第1接合層12は、支持シート11のイメージセンサ21側(−Z側)の面全面に設けられている。
第1接合層12は、高い光透過性を有する接着剤又は粘着剤により形成される。第1接合層12を形成する材料としては、例えば、アクリル樹脂製、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、第1接合層12の厚さ(Z方向の寸法)は、5〜100μm程度である。この第1接合層12は、その厚さが一定であることが、第1レンズシート13の平面性を向上させ、第1レンズシート13のシート面をイメージセンサ21の受光面21aに対して高精度で平行に配置する観点から好ましい。
The
In the present embodiment, the
The
The thickness (dimension in the Z direction) of the
図3及び図4は、第1実施形態の第1レンズシート13、第2レンズシート14を説明する図である。
図3(a)では、第1レンズシート13、第2レンズシート14の斜視図を示し、図3(b)では、光軸O方向(Z方向)から見た後述する第1レンズシート13の光透過部131の配列方向R11及び第2レンズシート14光透過部141の配列方向R12を示している。なお、図3では、理解を容易にするために、第1レンズシート13と第2レンズシート14とは、Z方向(光軸O方向)に離間させ、Z方向から見て正方形状とし、その大きさも同じものとして示している。
図4(a)では、第1レンズシート13の光透過部131の配列方向及び第1レンズシート13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。なお、図4では、第1レンズシート13の符号を示し、括弧内に、それぞれに対応する第2レンズシート14の各部の符号を示している。
3 and 4 are diagrams illustrating the
3A shows a perspective view of the
4A shows an enlarged part of a cross section parallel to the arrangement direction of the
第1レンズシート13は、片面が、後述する単位レンズ形状132が複数形成されたレンズ形状面13aであるレンズシートである。第1レンズシート13は、第1接合層12を介して支持シート11に一体に接合されている。本実施形態では、第1レンズシート13は、支持シート11及び第1接合層12よりも、Z方向及びY方向の寸法が小さい形態となっている。
この第1レンズシート13は、シート面に沿って一方向に延在し、延在する方向と交差する方向に交互に複数配列される光透過部131及び光吸収部133を有している。
本実施形態の第1レンズシート13では、光透過部131(単位レンズ形状132)及び光吸収部133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。
The
The
In the
光透過部131は、光を透過する部分であり、凸形状の単位レンズ形状132を有している。光透過部131は、シート面に平行であって単位レンズ形状132の配列方向に直交する方向を長手方向とする柱状であり、この長手方向に沿って単位レンズ形状132が延在している。
第1レンズシート13の一方の面(イメージセンサ21側(−Z側)の面)は、単位レンズ形状132が複数配列されたレンズ形状面13aとなっている。また、第1レンズシート13の他方の面(被写体側(+Z側)の面、レンズ形状面13aとは反対側の面)である裏面13bは、略平面状となっている。
The
One surface (the surface on the
単位レンズ形状132は、凸形状であり、光透過部131の配列方向R11(Y方向)及び第1レンズシート13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132は、この断面形状が光透過部131の長手方向に沿って延在している。
また、単位レンズ形状132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
In addition, an antireflection layer (not shown) having an antireflection function is formed on the surface of the
光透過部131の裏面13b側(+Z側)には、光透過部131がシート面に平行な方向に連続しているランド部134が形成されている。ランド部134は、その厚みができる限り薄い方が好ましく、ランド部134の厚さが0であること(即ち、ランド部134が存在しない形態)が、迷光やクロストーク(後述するイメージセンサ21の1つの画素に異なる位置と角度を有する光が入射する現象)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。
On the
光透過部131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131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131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131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。
The
Such a
In addition, the
光吸収部133は、光を吸収する作用を有し、隣り合う光透過部131の間に設けられている。光吸収部133は、第1レンズシート13の厚み方向(Z方向)に沿って、単位レンズ形状132が形成されたレンズ形状面13a側から裏面13b側へ延びる壁状の部分である。また、光吸収部133は、光透過部131の長手方向(X方向)に沿って延在している。
光吸収部133は、その配列方向及び第1レンズシート13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。
The
The
本実施形態の光吸収部133は、その配列方向及び第1レンズシート13の厚み方向に平行な断面での断面形状が、レンズ形状面13a側の寸法が裏面13b側の寸法に比べて大きい台形形状となっている。これに限らず、光吸収部133は、その配列方向及び第1レンズシート13の厚み方向に平行な断面での断面形状が、裏面13b側を頂点とする三角形形状としてもよい。
光吸収部133は、光透過部131内を進む光のうち、隣接する他の光透過部131側へ向かうような迷光を吸収する機能を有する。
The
The
光吸収部133の屈折率N2は、約1.48〜1.60である。また、光吸収部133の屈折率N2は、光透過部131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133と光透過部131との界面で、光が全反射する等して、不要な迷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。
The refractive index N2 of the
このような光吸収部133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133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133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。
Such a
The light absorbing material used for the
When resin particles colored with pigments or dyes are used as the light absorbing material, the resin particles are acrylic resin, PC (polycarbonate) resin, PE (polyethylene) resin, PS (polystyrene) resin, MBS (methyl). Those formed of a methacrylate / butadiene / styrene resin, an MS (methyl methacrylate / styrene) resin, or the like are used.
Moreover, as a light absorption material, you may use combining carbon black etc. and the above colored resin particles.
Examples of the resin containing such a 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.
The
光吸収部133は、例えば、光透過部131を形成後に、光吸収部133を形成する材料を、レンズ形状面13a側の面に塗布し、ワイピング等で光透過部131間に形成された溝状の部分に光吸収部133を充填した後、硬化させる等により形成される。
また、例えば、光吸収部133を形成する材料は、光透過部131間の溝部分に、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。
For example, after the
For example, the material forming the
第1レンズシート13の各部の寸法は、以下の通りである。
光透過部131(単位レンズ形状132)の配列ピッチPは、約20〜230μmである。
単位レンズ形状132の曲率半径Rは、約10〜180μmである。
単位レンズ形状132のレンズ開口幅D1は、光透過部131の配列方向R11(Y方向)において、光透過部131のレンズ形状面13a側の寸法(光透過部131と光吸収部133の最もレンズ形状面13a側の端部との境界となる点t1〜点t2間の寸法)であり、約20〜200μmである。
単位レンズ形状132のレンズ高さH1は、第1レンズシート13の厚み方向(Z方向)において、光吸収部133のレンズ形状面13a側の面から単位レンズ形状132の最も凸となる点(頂点)t3までの寸法であり、約2〜40μmである。
第1レンズシート13の厚みTは、光透過部131の厚さに等しく、第1レンズシート13の厚み方向(Z方向)における裏面13bから点t3までの寸法であり、約30〜480μmである。
The dimensions of each part of the
The arrangement pitch P of the light transmission parts 131 (unit lens shape 132) is about 20 to 230 μm.
The radius of curvature R of the
The lens opening width D1 of the
The lens height H1 of the
The thickness T of the
光吸収部133の幅D2は、光透過部131の配列方向R11(Y方向)における、光吸収部133の最もレンズ形状面13a側の寸法であり、約1〜30μmである。
光吸収部133の高さH2は、第1レンズシート13の厚み方向(Z方向)における光吸収部133の寸法であり、約20〜470μmである。
光吸収部133と光透過部131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°程度である。
The width D2 of the
The height H2 of the
The angle θ formed by the interface between the light absorbing
ランド厚D3は、ランド部134の厚さであり、第1レンズシート13の厚み方向(Z方向)において、光吸収部133の裏面13b側先端から第1レンズシート13の裏面13bまでの寸法であり、約1〜180μmとすることが、迷光や、所定の光透過部131(単位レンズ形状132)に入射した光が、隣接する他の光透過部131(単位レンズ形状132)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13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14は、光軸Oに沿って、第1レンズシート13のイメージセンサ21側(像側、−Z側)に位置するレンズシートである。
第2レンズシート14は、前述の第1レンズシート13と略同様の形状であり、単位レンズ形状142を有する光透過部141、光吸収部143等を有している。しかし、第2レンズシート14では、単位レンズ形状142が形成されるレンズ形状面14aの光軸O方向(Z方向)の位置、及び、光透過部141(単位レンズ形状142)及び光吸収部143の配列方向R12は、第1レンズシート13とは異なる。
The
The
本実施形態の第2レンズシート14では、レンズ形状面14aは、被写体側(+Z側)に位置し、裏面14b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14では、光透過部141及び光吸収部143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13の光透過部131及び光吸収部133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14の光透過部141(単位レンズ形状142)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。
In the
Further, as shown in FIG. 3B, in the
第2レンズシート14の各部の寸法は、前述の第1レンズシート13の対応する各部の寸法に等しい。なお、第2レンズシート14は、ランド部144の厚さD3に関しては、50μm以下であることが好ましく、できる限り小さい方が、イメージセンサ21の受光面21a上に焦点が位置し、各個眼透過光のクロストークのない(各単位レンズを透過した光が対応する画素に入射する)良好な像を撮影可能とする観点から好ましい。
この第2レンズシート14は、第1レンズシート13と同様の材料を用いて形成することができる。
The dimensions of each part of the
The
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13及び第2レンズシート14の単位レンズ形状132,142により、後述するイメージセンサ21の受光面21a上が焦点となるように集光される。即ち、単位レンズ形状132,142の曲率半径R、屈折率N1等は、イメージセンサ21の受光面21a上が焦点となるように設定されている。
The light incident on the
この第2レンズシート14の単位レンズ形状142の頂点t3と、前述の第1レンズシート13の単位レンズ形状132の頂点t3との間の光軸O方向(Z方向)の間の寸法dは、X方向、Y方向において一定である。また、この寸法dは、0〜3μm程度とすることが、コントラスト向上や像ボケ抑制の観点から好ましく、d=0μm、即ち、単位レンズ形状132と単位レンズ形状142が頂点t3で接している形態が望ましい。
また、第1レンズシート13と第2レンズシート14との間には、空気が存在している。
The dimension d between the optical axis O direction (Z direction) between the vertex t3 of the
Further, air exists between the
なお、本実施形態では、図2に示すように、第2レンズシート14は、光軸O方向(Z方向)から見て、その大きさが第1レンズシート13よりも大きいものを用いているが、第1レンズシート13と第2レンズシート14とは、その大きさが同じであってもよい。
また、図2及び図3では、第1レンズシート13及び第2レンズシート14は、レンズ形状面13a,14a全面に単位レンズ形状132,142が形成されている例を示したが、これに限らず、周縁部には単位レンズ形状132,142が形成されていない平面部を有する形態としてよい。単位レンズ形状132,142が形成されている領域は、Z方向から見て、後述するイメージセンサ21の受光面21aを十分被覆する大きさを有していればよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
In FIGS. 2 and 3, the
第2接合層16は、光軸O方向(Z方向)おいて、第2レンズシート14とイメージセンサ21との間に設けられた層であり、これらを接合する機能を有する。また、本実施形態の第2接合層16は、光軸O方向(Z方向)おいて、支持筐体部15とイメージセンサ21の間にも位置しており、これらを接合する機能を有している。
第2接合層16は、高い光透過性を有する接着剤又は粘着剤により形成される。この第2接合層16は、イメージセンサ21を腐食しないものが好ましい。また、イメージセンサ21の駆動時の発熱による第2レンズシート等の反り等の変形を抑制する観点から、第2接合層16は、耐熱性を有することが好ましい。このような第2接合層16を形成する材料としては、アクリル樹脂、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。
The
The
この第2接合層16は、その厚さ(Z方向の寸法)が1〜25μm程度である。第2接合層16は、その厚さが一定であることが、第2レンズシート14の平面性を高め、第2レンズシート14をイメージセンサ21の受光面に対して平行に配置する観点から好ましい。また、第2接合層16は、その厚さができる限り薄いことが、クロストークを低減する観点から好ましい。
第2接合層16によって第2レンズシート14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14の位置を固定できることに加え、第2レンズシート14よりも剛性の高いイメージセンサ21と接合されることにより、第2レンズシート14の平面性も向上できる。
また、第2接合層16によって第2レンズシート14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14とイメージセンサ21との光学密着や、第2レンズシート14との擦れ等によるイメージセンサ21の傷つきを抑制できる。
The
In addition to fixing the position of the
Further, by bonding the
上述の支持シート11と、第1接合層12と、第1レンズシート13の光透過部131とは、屈折率が等しい、もしくは、可能な限り屈折率差が小さいことが、界面での反射による光量損失を抑制する観点から好ましい。
また、同様に、第2レンズシート14と、第2接合層16とは、屈折率が等しい、もしくは、可能な限り屈折率差が小さいことが、界面での反射による光量損失を抑制する観点から好ましい。
The
Similarly, the
イメージセンサ21は、その被写体側(+Z側)の面に形成された受光面21a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の受光面21aには、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。本実施形態では、イメージセンサ21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。
The
As such an
The
図5及び図6は、第1実施形態の支持筐体部15を説明する図である。図5では、支持筐体部15の斜視図を示している。図6(a)では、支持筐体部15のZ方向からみた平面図を示し、図6(b)では、支持筐体部15の図6(a)に示す矢印A1−A2に沿った断面図を示している。
支持筐体部15は、支持シート11、第1接合層12、第1レンズシート13が一体に積層された積層部材を光軸O方向(Z方向)において像側から支持し、第1レンズシート13のシート面がイメージセンサ21の受光面21aに対して平行となるように支持する部材である。
支持筐体部15は、図5及び図6に示すように、四角柱形状であってその中央部にZ方向(光軸方向)に貫通する孔となる中空部151を有する形状、所謂、矩形環状形状となっている。この中空部151は、Z方向から見て、その外形が矩形形状であり、光軸方向に延在している。
5 and 6 are diagrams illustrating the
The
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the
支持筐体部15は、その中空部151に、内側に凸となる凸部を有している。
本実施形態では、凸部152は、Z方向において所定の位置に、中空部151を周回するように鍔状(フランジ状)に設けられている。また、凸部152は、その断面が矩形状であり、Z方向の端面152a,152bは、XY平面に平行である。
凸部152は、十分に支持シート11等の積層部材を支持でき、かつ、Z方向から見て受光面21aを被覆しない形態であれば、その寸法等に特に限定はなく、例えば、X方向、Y方向の寸法が、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The
In the present embodiment, the
The
支持筐体部15は、中空部151に、光軸O方向(Z方向)沿って、支持シート11、第1接合層12、第1レンズシート13、第2レンズシート14が配置されている。
凸部152の被写体側(+Z側)の面である面152aには、積層部材の周縁部が載置され、凸部152は、支持シート11、第1接合層12、第1レンズシート13の積層部材の周縁部を支持している。
このとき、図2に示すように、第1接合層12は、凸部152の面152aに接し、凸部152と支持シート11とを接合する。また、第1レンズシート13は、Z方向から見て、凸部152の内側に位置し、その側面がX方向及びY方向において凸部の側面152cに面している。第1レンズシート13の側面と凸部152の側面152cとの間のX方向及びY方向の寸法は、小さい方が好ましく、かつ、第1レンズシート13と支持筐体部15の熱膨張係数の差を考慮した値で有ることが好ましい。また、同様に、支持シート11の側面と支持筐体部15の中空部151側の面との間、第2レンズシート14と支持筐体部15の中空部151側の面との間についても同様である。
また、支持筐体部15のイメージセンサ21側の面15bは、第2接合層16によりイメージセンサ21の+Z側の面に接合されている。このとき、面15bは、受光面21aの外側の受光に寄与しない領域に接合されるので、撮像に問題はない。
In the
A peripheral portion of the laminated member is placed on a
At this time, as shown in FIG. 2, the
Further, the
本実施形態では、凸部152よりも被写体側(+Z側)の中空部151には、支持シート11と第1接合層12とが配置される。このとき、凸部152よりも被写体側の中空部151のZ方向の寸法S1は、支持シート11と第1接合層12とを合わせた厚さと等しいことが好ましい。なお、これに限らず、寸法S1は、支持シート11及び第1接合層12の厚さよりも小さくともよいし、支持シート11及び第1接合層12の厚さよりもやや大きくともよい。
凸部152よりもイメージセンサ21側(−Z側)の中空部151には、第2レンズシート14が位置する。
In the present embodiment, the
The
また、凸部152のZ方向の寸法S2と凸部152よりもイメージセンサ21側の中空部151のZ方向の寸法S3との和を寸法S4とする。このとき、寸法S4は、支持シート11を支持する凸部152の被写体側(+Z側)の面(支持シート11が接合される面)152aから支持筐体部15のイメージセンサ21側の端面15bまでのZ方向(光軸O方向)の寸法である。この寸法S4は、第1レンズシート13の厚みと、第2レンズシート14の厚みと、第1レンズシート13と第2レンズシート14との間の距離dとの和に等しい。従って、支持筐体部15は、この寸法S4(S2及びS3)を制御することにより、第1レンズシート13と第2レンズシート14との間の距離dを制御できる。
The sum of the dimension S2 in the Z direction of the
この支持筐体部15は、少なくとも中空部151側の面が、黒色等の暗色系となっていることが、中空部151側の面での反射による迷光等を抑制する観点から好ましい。
本実施形態の支持筐体部15は、カーボンブラックや黒色等の顔料や染料等の光吸収性を有する材料を含有した黒色等の暗色系のPC樹脂製である。
なお、支持筐体部15は、中空部151側の面に暗色系の顔料等が塗布された形態としてもよい。
It is preferable from the viewpoint of suppressing stray light or the like due to reflection on the surface on the
The
In addition, the support housing | casing
レンズシートユニット10及び撮像モジュール20は、以下のような方法により作成できる。
まず、作業者は、予め第1接合層12により接合した第1レンズシート13及び支持シート11を支持筐体部15の中空部151に配置し、第1接合層12によって凸部152と支持シート11を接合する。これにより、支持シート11、第1接合層12、第1レンズシート13、支持筐体部15は、一体となり、ハンドリングが容易となる。
次に、作業者は、第2レンズシート14を第2接合層16によりイメージセンサ21の受光面21a上に接合する。
The
First, the operator arranges the
Next, the operator bonds the
作業者は、第2レンズシート14が、中空部151内に収まるように、前述の一体となった支持筐体部15等をイメージセンサ21の被写体側に配置し、第2接合層16により、支持筐体部15を接合する。
これにより、レンズシートユニット10及び撮像モジュール20は一体となり、カメラ1の製造工程において、筐体30内の所定の位置への配置が容易となる。また、第1レンズシート13と第2レンズシート14は、それぞれ、より剛性の高い支持シート11、イメージセンサ21に接合されており、平面性が向上する。また、支持筐体部15によって、第1レンズシート13と第2レンズシート14との間の距離dの制御も容易である。
The operator arranges the
Thereby, the
このようなレンズシートユニット10とすることにより、第1レンズシート13の平面性を向上させることができ、かつ、第1レンズシート13のシート面をイメージセンサ21の受光面21aに対して高い精度で平行とし、これを維持することができる。
また、第2接合層16によって第2レンズシート14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14のシート面をイメージセンサ21の受光面21aに対して高い精度で平行とし、これを維持することができ、さらに、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。
また、支持筐体部15により、第1レンズシート13の単位レンズ形状132の頂点t3と第2レンズシート14の単位レンズ形状142の頂点t3と間の距離dを、所定の寸法(0〜3μm)で維持できる。
By using such a
Further, by bonding the
Further, the
前述のように、第1レンズシート13、第2レンズシート14は、光軸O方向(Z方向)から見た場合に、光透過部131(単位レンズ形状132)の配列方向R11と光透過部141(単位レンズ形状142)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13、第2レンズシート14は、光透過部131,141間に光吸収部133,143を有している。
従って、第1レンズシート13及び第2レンズシート14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。
As described above, when the
Accordingly, the
被写体からの光は、開口部31の保護シート32を透過し、撮像モジュール20のレンズシートユニット10内に進み、支持シート11を透過し、第1レンズシート13及び第2レンズシート14を透過する。
そして、第1レンズシート13の単位レンズ形状132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14の単位レンズ形状142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131,141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133,143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21aで焦点を結ぶ。
Light from the subject passes through the
Then, the light is condensed in the Y direction (vertical direction) that is the arrangement direction by the
前述のように、第1レンズシート13及び第2レンズシート14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。
そして、イメージセンサ21の受光面21a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)。
As described above, the
Then, images formed by the pseudo microlens are formed on 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21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132,142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。
In the present embodiment, a plurality of pixels of the
Information on the intensity and direction of incident light detected by each pixel and obtained by the
図7は、第1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21a上での結像の様子等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(図7では1つのマイクロレンズに対してX方向に4列、Y方向に4行の計16個の画素211が対応)。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211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。
FIG. 7 is a diagram for explaining a state of image formation on the
In general, in a light field camera, a plurality of
At this time, for example, as shown in FIG. 7B, when the images of the respective microlenses are projected onto the adjacent area or the like and the images overlap, the light having different positions and angles on the subject surface is the
In order to solve this problem, the conventional light field camera uses a diaphragm of the imaging lens provided on the subject side of the microlens array, or a partition sheet having a partition corresponding to each unit lens of the microlens array. It was necessary to prepare it separately on the image sensor side of the microlens array.
しかし、本実施形態によれば、光吸収部133,143が、光透過部131,141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132,142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。
However, according to this embodiment, the
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。
Therefore, according to the present embodiment, an imaging lens composed of a plurality of optical lenses is unnecessary, the thickness of the
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13及び第2レンズシート14において、光透過部131,141(単位レンズ形状132,142)に対応して光吸収部133,143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。
Further, according to the present embodiment, at the time of shooting, the
Further, according to the present embodiment, in the
また、本実施形態によれば、支持筐体部15及び支持シート11により、第1レンズシート13を、高い平面性を有して、イメージセンサ21の受光面21a及び第2レンズシート14に対して高精度で平行に配置することができる。また、本実施形態によれば、第2レンズシート14は、イメージセンサ21の被写体側の面に接合されているので、イメージセンサ21の受光面21aに対して平行に配置することができる。しかも、本実施形態によれば、支持筐体部15により、第1レンズシート13及び第2レンズシート14間の距離dを、所定の距離で一定に維持することができる。
従って、本実施形態によれば、画像のぼけやコントラストを改善し、画質の向上を図ることができる。
In addition, according to the present embodiment, the
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve image blur and contrast, and to improve image quality.
また、本実施形態によれば、光透過部131,141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132,142を増やすことも容易であり、かつ、光吸収部133,143が一体に形成されるので、レンズシートユニット10の第1レンズシート13及び第2レンズシート14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。
Further, according to the present embodiment, it is easy to increase the unit lens shapes 132 and 142 arranged in the X direction and the Y direction by reducing the lens opening width D1 of the
In addition, according to the present embodiment, it is difficult to reduce the size because the imaging lens, the partition sheet for splitting the light beam separate from the microlens array, which is necessary for the conventional light field camera, is unnecessary. Light field cameras can be made thinner and lighter, and production costs can be reduced.
(第2実施形態)
図8は、第2実施形態の撮像モジュール20及びレンズシートユニット40を説明する図である。
図9は、第2実施形態の支持筐体部45を説明する図である。図9(a)では、支持筐体部45のZ方向からみた平面図を示し、図9(b)では、支持筐体部45の図9(a)に示す矢印B1−B2に沿った断面図を示している。
第2実施形態のレンズシートユニット40は、支持筐体部45の形状等が前述の第1実施形態の支持筐体部15とは異なる点以外は、第1実施形態のレンズシートユニット10と同様の形態である。従って、以下の説明では、第1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。なお、後述する第3実施形態、第4実施形態についても同様とする。
第2実施形態のレンズシートユニット40は、支持シート11、第1接合層12、第1レンズシート13、第2レンズシート14、支持筐体部45、第2接合層16を備えている。
このレンズシートユニット40は、前述の第1実施形態のレンズシートユニット10と同様に、撮像モジュール20及びカメラ1に適用可能である。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating the
FIG. 9 is a diagram illustrating the
The
The
The
この支持筐体部45は、第1実施形態の支持筐体部15と略同様の形状であるが、中空部451に凸部を有していない。支持筐体部45は、+Z側の端面45aで第1接合層12により、支持シート11と接合され、支持シート11等を支持する。また、支持筐体部45は、−Z側の端面45bで第2接合層16により、イメージセンサ21と接合される。
中空部451には、第1レンズシート13と、イメージセンサ21に接合された第2レンズシート14が位置する。本実施形態では、Z方向から見て、第1レンズシート13と第2レンズシート14とは同じ形状、同じ大きさとなっている。
この支持筐体部45は、支持シート11等を支持する端面45aからイメージセンサ21側の端面45bまでのZ方向(光軸O方向)の寸法S4が、第1レンズシート13の厚みと第2レンズシート14の厚みとこれらの間の距離dとの和に等しい。
The
In the
The
本実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、本実施形態によれば、支持筐体部45が中空部451に凸部を有していないので、支持筐体部45の製造が容易となり、より精度の高い支持筐体部45とすることができる。これにより、第1レンズシート13の平面性をより向上させ、第1レンズシート13と第2レンズシート14との間の距離dをX方向及びY方向において高精度で一定とすることができ、画質の向上を図ることができる。また、支持筐体部45の製造が容易であるので、生産コストを低減できる。
According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be achieved.
Further, according to the present embodiment, since the
(第3実施形態)
図10は、第3実施形態の撮像モジュール20及びレンズシートユニット50を説明する図である。
図11は、第3実施形態の支持筐体部55を説明する図である。図11(a)では、支持筐体部55のZ方向からみた平面図を示し、図11(b)では、支持筐体部55の図10(a)に示す矢印C1−C2に沿った断面図を示している。
第3実施形態のレンズシートユニット50は、支持筐体部55の形状等が前述の第1実施形態の支持筐体部15とは異なる点以外は、第1実施形態のレンズシートユニット10と同様の形態である。
第3実施形態のレンズシートユニット50は、支持シート11、第1接合層12、第1レンズシート13、第2レンズシート14、支持筐体部55、第2接合層16を備えている。
このレンズシートユニット50は、前述の第1実施形態のレンズシートユニット10と同様に、撮像モジュール20に用いられ、カメラ1に適用可能である。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating the
FIG. 11 is a diagram illustrating the
The
The
This
支持筐体部55は、その中空部551に凸部552を有する。この凸部552は、第1実施形態の凸部152のような鍔状(フランジ状)ではなく、Z方向において−Z側端部まで延在している。即ち、凸部552によって、中空部551は、被写体側(+Z側)が広く、イメージセンサ21側(−Z側)が狭くなっている。
支持シート11は、第1接合層12を介して、凸部552の+Z側の面552aに接合されている。また、Z方向から見て、第1レンズシート13及び第2レンズシート14は、凸部552の内側に位置している。
本実施形態では、凸部552のZ方向の寸法S2は、Z方向(光軸O方向)における凸部552の支持シート11が接合される面552aから支持筐体部55のイメージセンサ21側の端面55bまでの寸法S4に相当し、第1レンズシート13の厚みと第2レンズシート14の厚みとこれらの間の距離dとの和に等しい。
The
The
In the present embodiment, the dimension S2 of the
本実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、本実施形態によれば、凸部552は鍔状ではなく、Z方向にイメージセンサ21側まで延在しているので、凸部552のZ方向の強度を向上できる。また、本実施形態によれば、凸部552が鍔状ではなく、Z方向においてイメージセンサ21側まで延在しているので、支持筐体部55の製造も容易である。
According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be achieved.
Further, according to the present embodiment, the
(第4実施形態)
図12は、第4実施形態の撮像モジュール20及びレンズシートユニット60を説明する図である。
図13は、第4実施形態の支持筐体部65を説明する図である。図13(a)では、支持筐体部65のZ方向からみた平面図を示し、図13(b)では、支持筐体部65の図13(a)に示す矢印D1−D2に沿った断面図を示している。
第4実施形態のレンズシートユニット60は、支持筐体部65の形状等が前述の第1実施形態の支持筐体部15とは異なる点以外は、第1実施形態のレンズシートユニット10と同様の形態である。
第4実施形態のレンズシートユニット60は、支持シート11、第1接合層12、第1レンズシート13、第2レンズシート14、支持筐体部65、第2接合層16を備えている。
このレンズシートユニット60は、前述の第1実施形態のレンズシートユニット10と同様に、撮像モジュール20及びカメラ1に適用可能である。
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a diagram illustrating the
FIG. 13 is a diagram illustrating the
The
The
The
支持筐体部65は、第1実施形態の支持筐体部15と略同様の形状であるが、凸部652が被写体側(+Z側)端部に位置する形態となっている。支持筐体部65は、凸部562の+Z側の面を含む+Z側の面65aで第1接合層12により、支持シート11と接合され、支持シート11等を支持する。支持筐体部65は、−Z側の面65bが、第2接合層16により、イメージセンサ21の+Z側の面と接合される。
この支持筐体部65では、凸部652が被写体側端部に位置し、イメージセンサ21との接触面積よりも、支持シート11との接触面積の方が大きくなっている。
The
In the
中空部651には、第1レンズシート13及び第2レンズシート14が位置する。Z方向から見て、第1レンズシート13は、凸部562よりも内側に位置している。
Z方向(光軸O方向)における凸部652の寸法S2と中空部651の凸部652よりもイメージセンサ21側の寸法S3との和である寸法S4は、第1レンズシート13の厚みと第2レンズシート14の厚みとこれらの間の距離dとの和に等しい。
なお、本実施形態では、第2レンズシート14は、第1レンズシート13よりも大きい例を示したが、第1レンズシート13と同じ大きさとしてもよい。
The
The dimension S4, which is the sum of the dimension S2 of the
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、本実施形態によれば、支持筐体部65の凸部652が+Z側端部に位置し、支持シート11との接触面積を大きくすることができるので、より安定して接合でき、レンズシートユニット60、撮像モジュール20及びカメラ1の製造をより容易とすることができる。
According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be achieved.
In addition, according to the present embodiment, 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)各実施形態において、支持シート11がレンズシートユニット10,40,50,60の最も被写体側に位置し、その被写体側(+Z側)に保護シート32が位置する例を示したが、これに限らず、例えば、レンズシートユニット10,40,50,60において、支持シート11に変えて、保護シート32が位置していてもよい。即ち、開口部31を被覆する保護シート32に第1レンズシート13等が積層される形態としてもよい。
このような形態とすることにより、カメラ1のさらなる薄型化、軽量化を図ることができる。
なお、このような形態とする場合には、保護シート32が赤外線遮蔽機能を有することが、ノイズ低減等の観点から好ましい。
(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 each embodiment, the
By adopting such a configuration, the
In addition, when setting it as such a form, it is preferable from viewpoints, such as noise reduction, that the
(2)各実施形態において、支持筐体部15,45,55,65は、四角柱形状であって中央部に光軸方向に貫通する中空部を有する形状である例を示したが、これに限らず、例えば、略柱状とし、各レンズシートの対向する2つの長辺に対応する位置に形成される形態や、4つの角部に対応する位置にのみ形成される形態等としてもよい。また、支持筐体部15,55,65は、四角柱形状であって中央部に光軸方向に貫通する中空部を有する形状であって、凸部152,552,652が、対向する2辺や角部にのみ形成される形態等としてもよい。
(2) In each embodiment, the
(3)各実施形態において、第1レンズシート13及び第2レンズシート14は、各レンズ形状面13a,14a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、適宜選択してよい。
図14は、第1レンズシート13レンズ形状面13a及び第2レンズシート14のレンズ形状面14aの向きの例を説明する図である。
なお、図14において、第1レンズシート13及び第2レンズシート14は、理解を容易にするために、Z方向(光軸O方向)において大きく離間させ、Z方向から見て同じ大きさ及び形状として示している。
(3) In each embodiment, the
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the orientation of the
In FIG. 14, the
図14(a)に示すように、第1レンズシート13、第2レンズシート14は、レンズ形状面13a,14aがいずれも被写体側(+Z側)となるように配置してもよい。
また、図14(b)に示すように、第1レンズシート13、第2レンズシート14は、レンズ形状面13a,14aがいずれもイメージセンサ側(−Z側)となるように配置してもよい。
さらに、図14(c)に示すように、第1レンズシート13は、レンズ形状面13a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14は、レンズ形状面14aがイメージセンサ側(−Z側)となるように配置してもよい。
As shown in FIG. 14A, the
Further, as shown in FIG. 14B, the
Further, as shown in FIG. 14C, the
上述のような形態の第1レンズシート13及び第2レンズシート14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。
なお、第1接合層12側にレンズ形状面13aが面する図14(a),(c)に示す形態では、第1接合層12は、光透過部131よりも低い屈折率のものが好ましい。また、第2接合層16側にレンズ形状面14aが面する図14(b),(c)に示す形態では、第2接合層16は、光透過部141よりも低い屈折率のものが好ましい。
Even when the
In the embodiment shown in FIGS. 14A and 14C where the lens-shaped
(4)各実施形態において、第1レンズシート13の光透過部131(単位レンズ形状132)の配列方向R11を左右方向(X方向)とし、第2レンズシート14の光透過部141(単位レンズ形状142)の配列方向R12を上下方向(Y方向)としてもよい。
また、各実施形態において、配列方向R11と配列方向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、撮像モジュール20を組み立てる際に、配列方向R11と配列方向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、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。
(4) In each embodiment, the arrangement direction R11 of the light transmission part 131 (unit lens shape 132) of the
In each embodiment, if the angle α formed by the arrangement direction R11 and the arrangement direction R12 is in the range of 90 ° ± 10 °, that is, in the range of 80 ° to 100 °, the
Thereby, when assembling the
(5)各実施形態において、各レンズシートの光透過部131,141の配列方向R11,R12とイメージセンサ21の画素の配列方向は、以下のように適宜選択して設定してもよい。
図15は、光透過部131の配列方向R11と光透過部141の配列方向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。
各実施形態では、図15(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13の光透過部131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14の光透過部141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13の光透過部131の配列方向R11と画素の配列方向G1となす角度β、第2レンズシート14の光透過部141の配列方向R12が画素の配列方向G2となす角度γは、いずれも0°である。
(5) In each embodiment, the arrangement directions R11 and R12 of the
FIG. 15 is a diagram illustrating the relationship between the arrangement direction R11 of the
In each embodiment, as shown in FIG. 15A, the pixels of the
At this time, when viewed from the optical axis O direction (Z direction), the angle β between the arrangement direction R11 of the
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21とレンズシートユニット10,40,50,60(第1レンズシート13及び第2レンズシート14)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。
Not limited to this, 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 the range of 0 ° to 10 °. Since this function is maintained, it may be appropriately selected and set within this range.
By adopting such a configuration, it becomes easy to align the
なお、図15(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131,141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131,141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。
FIG. 15B shows an example in which the pixel arrangement directions G1 and G2 are parallel to the Y direction and the X direction, respectively, but not limited thereto, the arrangement direction R11 of the
(6)各実施形態において、支持シート11が赤外線遮蔽機能を有する例を示したが、これに限らず、例えば、第1接合層12に赤外線吸収機能特性を有する材料を含有させ、第1接合層12が赤外線遮蔽機能を有する形態としてもよい。このとき、第1接合層12は、十分な赤外線遮蔽機能を発揮できるような厚みを有することが好ましい。
また、保護シート32が赤外線遮蔽機能を有し、支持シート11は、赤外線遮蔽機能を有していない透明なガラス製等のシート状の部材を備える形態としてもよい。
(6) In each embodiment, although the example which the
The
(7)各実施形態において、各レンズシートの光吸収部133,143は、単位レンズ形状132,142側から裏面13b,14b側へ厚み方向に沿って延びる形態を示したが、これに限らず、裏面13b,14b側から単位レンズ形状132,142側へ延びる形状としてもよい。
図16は、変形形態の光吸収部233を示す図である。なお、図16では、一例として、第1レンズシート13の前述の図4(a)に示した断面に相当する断面を示し、図中の括弧内には、対応する第2レンズシート14の各部の符号を示している。なお、第1レンズシート13を例に挙げて説明するが、第2レンズシート14も同様である。
(7) In each embodiment, the
FIG. 16 is a diagram illustrating a modified
図16に示すように、このとき、第1レンズシート13の裏面13bは、光吸収部233の裏面側端部と光透過部131の裏面側端部とが交互に配列されて形成される形態となっている。また、光吸収部233は、楔形形状であり、裏面13b側端部の幅がレンズ形状面13a側(単位レンズ形状132側)端部の幅よりも大きい。
光吸収部233,243をこのような形態としても、前述の各実施形態の第1レンズシート13及び第2レンズシート14を用いた場合と同様の光学的な効果が得られる。
As shown in FIG. 16, at this time, the
Even if the
(8)各実施形態において、第2接合層16は、第2レンズシート14とイメージセンサ21とを接合する領域と、支持筐体部15,45,55,65とイメージセンサ21とを接合する領域とで、材料や屈折率等が異なっていてもよいし、これらの領域が離間していてもよい。また、第2接合層16の支持筐体部15,45,55,65とイメージセンサ21とを接合する領域は、透光性を有していなくともよい。なお、第1接合層12についても同様であり、第1接合層12において、支持筐体部15,45,55,65と支持シート11とが接合される領域と、第1レンズシート13と支持シート11とが接合される領域とで、材料や屈折率等が異なっていてもよいし、これらの領域が離間していてもよい。また、第1接合層12の支持筐体部15,45,55,65と支持シート11とを接合する領域は、透光性を有していなくともよい。
第2接合層16、第1接合層12は、、上述のように接合する部材ごとの領域で分けてもよいが、レンズシートユニット10及び撮像モジュール20を高精度で組み立てる観点から、いずれも単一層として形成することが好ましい。
(8) In each embodiment, the
The
(9)各実施形態において、第1レンズシート13及び第2レンズシート14は、光透過部131,141よりも裏面13b,14b側に基材層を備える形態としてもよい。この基材層は、光透過性を有する樹脂製のシート状の部材であり、光透過部131,141を紫外線成形等で形成する際に、基材(ベース)となる部材である。
第1レンズシート13及び第2レンズシート14は、クロストーク等を抑制する観点から、光吸収部133,143の裏面側端部から裏面13b,14bまでの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、基材層上に光透過部131,141及び光吸収部133,143を成形後に、基材層を剥離することが好ましい。しかし、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。
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133,143の裏面側端部から裏面13b,14bまでの厚みを薄くしてもよい。
(9) In each embodiment, the
It is preferable that the
Moreover, when the base material layer does not have peelability, the thickness from the back side end of the
(10)各実施形態において、単位レンズ形状132,142は、例えば、光透過部131,141の配列方向R11,R12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。
(10) In each embodiment, the unit lens shapes 132 and 142 have, for example, a cross-sectional shape in the arrangement direction R11 and R12 of the
(11)各実施形態において、光透過部131,141と光吸収部133,143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。
(11) In each embodiment, the interface between the
(12)各実施形態において、単位レンズ形状132,142の配列ピッチPやレンズ開口幅D1、曲率半径R、光透過部131,141の屈折率N1等は、第1レンズシート13と第2レンズシート14とで異なっていてもよい。
(12) In each embodiment, the arrangement pitch P of the unit lens shapes 132 and 142, the lens aperture width D1, the radius of curvature R, the refractive index N1 of the
(13)各実施形態において、第1レンズシート13及び第2レンズシート14には、その表裏面(レンズ形状面13a,14aと裏面13b,14b)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。同様に、表裏判別用の印等を支持筐体部15,45,55,65に設けてもよい。
また、レンズシートユニット10,40,50,60や撮像モジュール20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13及び第2レンズシート14、支持筐体部15,45,55,65に設けてもよい。
(13) In each embodiment, the
In order to facilitate the arrangement and assembly of the
(14)各実施形態において、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、不図示の制御部、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。
(14) In each embodiment, the
(15)各実施形態において、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。
(15) In each embodiment, 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各実施形態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 embodiments described above.
1 カメラ
10,40,50,60 レンズシートユニット
11 支持シート
12 第1接合層
13 第1レンズシート
14 第2レンズシート
131,141 光透過部
132,142 単位レンズ形状
133,143 光吸収部
15,45,55,65 支持筐体部
151,451,551,651 中空部
152,552,652 凸部
16 第2接合層
20 撮像モジュール
21 イメージセンサ
30 筐体
DESCRIPTION OF
Claims (12)
光軸方向において前記第1レンズシートよりも被写体側に位置し、前記第1レンズシートが接合された支持シートと、
光軸方向において前記第1レンズシート及び前記支持シートを支持しその位置を決める支持筐体部と、
を備えるレンズシートユニットであって、
前記支持シートは、透光性を有し、前記第1レンズシートよりも剛性が高く、
前記支持筐体部は、前記第1レンズシート及び前記支持シートの積層体の周縁部の少なくとも一部を光軸方向の像側から支持する支持部を有すること、
を特徴とするレンズシートユニット。 A first light transmitting portion having a first unit lens shape extending in one direction along the sheet surface and arranged in a direction intersecting with the extending direction, and between the adjacent first light transmitting portions A first lens sheet comprising: a first light absorbing portion provided in;
A support sheet that is positioned closer to the subject side than the first lens sheet in the optical axis direction and to which the first lens sheet is bonded;
A support housing portion that supports and determines the position of the first lens sheet and the support sheet in the optical axis direction;
A lens sheet unit comprising:
The support sheet has translucency and is higher in rigidity than the first lens sheet,
The support housing portion includes a support portion that supports at least a part of a peripheral portion of the laminate of the first lens sheet and the support sheet from the image side in the optical axis direction;
Lens sheet unit characterized by
前記支持筐体部は、四角柱形状であって光軸方向に貫通する中空部を有し、
少なくとも前記第1レンズシートは、前記中空部に位置すること、
を特徴とするレンズシートユニット。 The lens sheet unit according to claim 1,
The support housing portion has a rectangular column shape and has a hollow portion penetrating in the optical axis direction,
At least the first lens sheet is located in the hollow portion;
Lens sheet unit characterized by
前記支持筐体部は、四角柱形状であって光軸方向に貫通する中空部を有し、
前記支持部は、前記中空部に、内側に凸となるように形成されていること、
を特徴とするレンズシートユニット。 In the lens sheet unit according to claim 1 or 2,
The support housing portion has a rectangular column shape and has a hollow portion penetrating in the optical axis direction,
The support part is formed in the hollow part so as to be convex inward;
Lens sheet unit characterized by
前記支持筐体部は、少なくとも光軸側の面が光吸収性を有すること、
を特徴とするレンズシートユニット。 In the lens sheet unit according to any one of claims 1 to 3,
The support housing part has at least a surface on the optical axis side having light absorption,
Lens sheet unit characterized by
前記第1光吸収部の屈折率は、前記第1光透過部の屈折率以上であること、
を特徴とするレンズシートユニット。 In the lens sheet unit according to any one of claims 1 to 4,
The refractive index of the first light absorbing portion is equal to or higher than the refractive index of the first light transmitting portion;
Lens sheet unit characterized by
光軸方向において前記第1レンズシートよりも像側に、第2単位レンズ形状を有しシート面に沿って一方向に延在し、延在する方向と交差する方向に複数配列された第2光透過部と、隣り合う前記第2光透過部の間に設けられた第2光吸収部とを有する第2レンズシートを備え、
前記第2光吸収部の屈折率は、前記第2光透過部の屈折率以上であり、
光軸方向から見て、前記第1光透過部の配列方向と、前記第2光透過部の配列方向とは、角度αをなして交差すること、
を特徴とするレンズシートユニット。 In the lens sheet unit according to any one of claims 1 to 5,
A second unit lens having a second unit lens shape on the image side in the optical axis direction, extending in one direction along the sheet surface, and a plurality of second arrays arranged in a direction intersecting the extending direction. A second lens sheet having a light transmission part and a second light absorption part provided between the adjacent second light transmission parts;
The refractive index of the second light absorbing portion is not less than the refractive index of the second light transmitting portion,
When viewed from the optical axis direction, the arrangement direction of the first light transmission part and the arrangement direction of the second light transmission part intersect at an angle α,
Lens sheet unit characterized by
前記支持筐体部は、四角柱形状であって光軸方向に貫通する中空部を有し、
少なくとも前記第1レンズシート及び前記第2レンズシートは、前記中空部に位置すること、
を特徴とするレンズシートユニット。 In the lens sheet unit according to claim 6,
The support housing portion has a rectangular column shape and has a hollow portion penetrating in the optical axis direction,
At least the first lens sheet and the second lens sheet are located in the hollow portion;
Lens sheet unit characterized by
前記第1光透過部の配列方向において前記第1光透過部と前記第1光吸収部との界面が、光軸方向に対してなす角度、及び、前記第2光透過部の配列方向において前記第2光透過部と前記第2光吸収部との界面が、光軸方向に対してなす角度は、いずれも0°以上10°以下であること、
を特徴とするレンズシートユニット。 In the lens sheet unit according to claim 6 or 7,
The angle formed by the interface between the first light transmission part and the first light absorption part in the arrangement direction of the first light transmission part with respect to the optical axis direction, and the arrangement direction of the second light transmission part in the arrangement direction of the second light transmission part The angle formed by the interface between the second light transmission part and the second light absorption part with respect to the optical axis direction is 0 ° or more and 10 ° or less,
Lens sheet unit characterized by
前記角度αは、80°以上100°以下であること、
を特徴とするレンズシートユニット。 In the lens sheet unit according to any one of claims 6 to 8,
The angle α is not less than 80 ° and not more than 100 °;
Lens sheet unit characterized by
光軸方向において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9までのいずれか1項に記載の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、
前記支持筐体部は、光軸方向に沿って像側の端部が、前記撮像素子部の前記受光面以外の領域に接合されていること、
を特徴とする撮像モジュール。 An image sensor portion having a light receiving surface in which a plurality of pixels for converting incident light into an electrical signal are two-dimensionally arranged;
The lens sheet unit according to any one of claims 1 to 9, wherein the lens sheet unit is disposed closer to the subject side than the imaging element unit in the optical axis direction.
An imaging module comprising:
The support housing portion has an image-side end portion joined to a region other than the light receiving surface of the imaging element portion along the optical axis direction;
An imaging module characterized by the above.
光軸方向において前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項6から請求項9までのいずれか1項に記載の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、
前記第2レンズシートは、前記受光面を被覆するように配置されて接合され、
前記支持筐体部は、光軸方向に沿って像側の端部が、前記撮像素子部の前記受光面以外の領域に接合されていること、
を特徴とする撮像モジュール。 An image sensor portion having a light receiving surface in which a plurality of pixels for converting incident light into an electrical signal are two-dimensionally arranged;
The lens sheet unit according to any one of claims 6 to 9, wherein the lens sheet unit is disposed closer to the subject side than the imaging element unit in the optical axis direction.
An imaging module comprising:
The second lens sheet is disposed and bonded so as to cover the light receiving surface,
The support housing portion has an image-side end portion joined to a region other than the light receiving surface of the imaging element portion along the optical axis direction;
An imaging module characterized by the above.
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WO2020217943A1 (en) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | 日本板硝子株式会社 | Radiation angle conversion element and light-emitting device |
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2016
- 2016-08-12 JP JP2016158747A patent/JP2018025713A/en active Pending
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WO2020217943A1 (en) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | 日本板硝子株式会社 | Radiation angle conversion element and light-emitting device |
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