JP2019003974A - Optical element, imaging module, imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子、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 an optical element, an imaging module, and an imaging apparatus.
従来、スマートフォンやタブレット等の携帯端末に備えられるカメラにおいては、画質の向上等、様々に開発が行われている(例えば、特許文献1参照)。特に、スマートフォン等の携帯端末においては、薄型化が進んでおり、携帯端末に備えられるカメラ(以下、携帯端末用カメラという)においても、薄型化が図られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, various developments such as improvement of image quality have been performed on cameras provided in mobile terminals such as smartphones and tablets (see, for example, Patent Document 1). 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2参照)。このライトフィールドカメラは、イメージセンサ上に配置されたマイクロレンズアレイにより、入射光を分割して複数の方向の光を撮影することにより、撮影後に光の入射方向や強度に基づいて所定の画像処理を行って、画像の焦点距離や被写界深度を変更することができる。 In addition, a camera called a light field camera, which 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.
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、このような撮像レンズは、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(約5〜7mm)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。また、携帯端末用カメラについては、上述のライトフィールドカメラのように、撮影後に画像の焦点距離や被写界深度を変更する性能を備えることへの要求もあり、さらなる性能の向上も求められている。
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 such an 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. In addition, as with the above-described light field camera, there is a demand for a camera for a portable terminal to have the ability to change the focal length and depth of field of an image after shooting, and further improvement in performance is also required. Yes.
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(受光領域)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。
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 (light receiving area), A partition sheet having a partition corresponding to each 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.
本発明の課題は、撮像モジュールや撮像装置をより薄型化できる光学素子、及び、これを備える撮像モジュール、撮像装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical element that can make an imaging module and an imaging apparatus thinner, and an imaging module and an imaging apparatus including the optical element.
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、集光作用を有するレンズシートを少なくとも1枚備える光学機能部(13)と、前記光学機能部の入光側に設けられ、少なくとも一方の面に配線パターンが形成された配線領域(142,442,542)と、前記配線パターンが両面の対向する領域に形成されていない透光領域(141,441,541)とを備える透光性基板(14,44,54)と、を備え、前記レンズシート(11,12)は、シート面に沿って配列され、一方の面側に凸状又は凹状の単位レンズ形状(112,122)を有する光透過部(111,121)と、前記光透過部の配列方向において、前記光透過部と交互に配列され、前記レンズシートの厚み方向に沿って延びる光吸収部(113,123)と、を有し、前記光学機能部は、前記透光性基板の出光側であって前記透光領域上に配置されること、を特徴とする光学素子(15)である。
第2の発明は、第1の発明の光学素子において、前記光学機能部(13)は、第1レンズシート(11)と、その出光側に配置された第2レンズシート(12)とを備え、前記第1レンズシート及び前記第2レンズシートは、互いのシート面が平行となるように配置され、前記第1レンズシートは、シート面に沿った第1の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第2の方向(R1)に配列され、一方の面側に凸状の第1単位レンズ形状(112)を有する第1光透過部(111)と、前記第1光透過部と交互に配列され、前記第1光透過部の長手方向となる前記第1の方向に延在し、前記第1レンズシートの厚み方向に沿って延びる第1光吸収部(113)と、を有し、前記第2レンズシートは、シート面に沿った第3の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第4の方向(R2)に配列され、一方の面側に凸状の第2単位レンズ形状(122)を有する第2光透過部(121)と、前記第2光透過部と交互に配列され、前記第2光透過部の長手方向となる前記第3の方向に延在し、前記第1レンズシートの厚み方向に沿って延びる第2光吸収部(123)と、を備え、前記第1光透過部の配列される第2の方向と、前記第2光透過部の配列される第4の方向とは、シート面の法線方向から見て、角度αをなして交差すること、を特徴とする光学素子(15)である。
第3の発明は、第2の発明の光学素子において、前記角度αは、80°≦α≦100°を満たすこと、を特徴とする光学素子(15)である。
第4の発明は、第2の発明又は第3の発明の光学素子において、前記第2レンズシート(12)は、前記透光性基板(14)と接合されて、該光学素子の光の進行方向における位置が固定されていること、を特徴とする光学素子(15)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光学素子において、前記透光性基板(14,44,54)の前記透光領域(141,441,541)以外の領域の少なくとも一部には、光を吸収して遮光する遮光層が形成されていること、を特徴とする光学素子である。
第6の発明は、第1の発明から第5の発明までのいずれかの光学素子において、前記透光性基板(54)は、出光側の面に凹部(544)を有し、前記凹部は、その外形が前記光学機能部(13)よりも大きく、前記光学機能部の厚み方向の少なくとも一部をその内部に配置可能であること、を特徴とする光学素子(15)である。
第7の発明は、第1の発明から第6の発明までのいずれかの光学素子(15)と、前記光学素子の出光側に配置され、入射する光を電気信号に変換する複数の画素(162)が配列された受光領域(161)を有する撮像素子部(16)と、を備え、前記撮像素子部は、光軸方向から見て、前記透光領域(141,441,541)に前記受光領域が対応するように配置され、前記透光性基板(14,44,54)の前記配線パターンと電気的に接続されていること、を特徴とする撮像モジュール(10,40,50,60)である。
第8の発明は、第7の発明の撮像モジュールにおいて、前記光学機能部(13)は、第1レンズシート(11)と、その出光側に配置された第2レンズシート(12)とを備え、前記第1レンズシート及び前記第2レンズシートは、互いのシート面が平行となるように配置され、前記第1レンズシートは、シート面に沿った第1の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第2の方向(R1)に配列され、一方の面側に凸状の第1単位レンズ形状(112)を有する第1光透過部(111)と、前記第1光透過部と交互に配列され、前記第1光透過部の長手方向となる前記第1の方向に延在し、前記第1レンズシートの厚み方向に沿って延びる第1光吸収部(113)と、を有し、前記第2レンズシートは、シート面に沿った第3の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第4の方向(R2)に配列され、一方の面側に凸状の第2単位レンズ形状(122)を有する第2光透過部(121)と、前記第2光透過部と交互に配列され、前記第2光透過部の長手方向となる前記第3の方向に延在し、前記第1レンズシートの厚み方向に沿って延びる第2光吸収部(123)と、を備え、前記第1光透過部の配列される第2の方向と、前記第2光透過部の配列される第4の方向とは、シート面の法線方向から見て、角度αをなして交差し、前記第1レンズシートは、前記透光性基板(14,44,54)の出光側の前記透光領域(141,441,541)上に接合され、前記第2レンズシートは、前記撮像素子部(16)の前記受光領域(161)の入光側に接合され、前記撮像素子部と前記透光性基板とは、一部が導電性を有する接合部材(19c)によって接合されて、該撮像モジュールの光軸方向における前記第1レンズシート及び前記第2レンズシートの位置が固定されていること、を特徴とする撮像モジュール(10,40,50,60)である。
第9の発明は、第7の発明又は第8の発明の撮像モジュールにおいて、前記透光性基板(54)は、出光側の面に凹部(544)を有し、前記凹部は、その外形が前記光学機能部(13)よりも大きく、前記光学機能部の厚み方向の少なくとも一部をその内部に配置可能であり、前記透光性基板は、マザーボード(69)と直接電気的に接合されていること、を特徴とする撮像モジュール(60)である。
第10の発明は、第9の発明の撮像モジュールにおいて、前記凹部(544)の側面部分(544b)には、光を遮蔽する光遮蔽層が形成されていること、を特徴とする撮像モジュール(50,60)である。
第11の発明は、第7の発明から第10の発明までのいずれかの撮像モジュールにおいて、前記光学機能部(13)又は前記透光性基板(44,54)は、所定の波長領域の赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層(443,543)を備えること、を特徴とする撮像モジュール(40,50,60)である。
第12の発明は、第7の発明から第10の発明までのいずれかの撮像モジュールにおいて、前記透光性基板(14)よりも入光側に、所定の波長領域の赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽シート(18)を備えること、を特徴とする撮像モジュール(10)である。
第13の発明は、第7の発明から第12の発明までのいずれかの撮像モジュール(10,40,50,60)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 a first aspect of the present invention, there is provided an optical function part (13) including at least one lens sheet having a light collecting action, and a wiring provided on a light incident side of the optical function part and having a wiring pattern formed on at least one surface A translucent substrate (14, 44, 542) comprising a region (142, 442, 542) and a translucent region (141, 441, 541) in which the wiring pattern is not formed in the opposing region of both surfaces; The lens sheet (11, 12) is arranged along the sheet surface, and has a light transmission part (111, 121) having a convex or concave unit lens shape (112, 122) on one surface side. A light absorbing portion (113, 123) that is arranged alternately with the light transmitting portion and extends along the thickness direction of the lens sheet in the arrangement direction of the light transmitting portion, and the optical function portion is Translucency That a light exit side of the plate is disposed on the light transmissive region is an optical element characterized (15).
According to a second aspect of the present invention, in the optical element of the first aspect, the optical function section (13) includes a first lens sheet (11) and a second lens sheet (12) disposed on the light output side. The first lens sheet and the second lens sheet are arranged so that their sheet surfaces are parallel to each other, and the first lens sheet extends in the first direction along the sheet surface as a longitudinal direction. The first light transmitting portion (111) arranged in the second direction (R1) intersecting the longitudinal direction and having a convex first unit lens shape (112) on one surface side, and the first light A first light absorbing portion (113) alternately arranged with a transmissive portion, extending in the first direction which is the longitudinal direction of the first light transmissive portion, and extending along the thickness direction of the first lens sheet; The second lens sheet has a third direction along the sheet surface. Are arranged in a fourth direction (R2) intersecting with the longitudinal direction and have a second unit lens shape (122) convex on one surface side (121) ) And the second light transmission part, and the second light transmission part extends in the third direction, which is the longitudinal direction of the second light transmission part, and extends along the thickness direction of the first lens sheet. A second direction in which the first light transmission parts are arranged and a fourth direction in which the second light transmission parts are arranged are normal directions of the sheet surface , The optical element (15) is characterized by intersecting at an angle α.
A third invention is the optical element according to the second invention, wherein the angle α satisfies 80 ° ≦ α ≦ 100 °.
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical element of the second or third aspect, the second lens sheet (12) is bonded to the translucent substrate (14), and light travels through the optical element. An optical element (15) characterized in that a position in a direction is fixed.
According to a fifth invention, in any one of the optical elements from the first invention to the fourth invention, other than the light-transmitting regions (141, 441, 541) of the light-transmitting substrate (14, 44, 54). The optical element is characterized in that a light shielding layer that absorbs light and shields light is formed in at least a part of the region.
According to a sixth invention, in any one of the optical elements from the first invention to the fifth invention, the translucent substrate (54) has a recess (544) on a light-emitting side surface, and the recess The optical element (15) is characterized in that its outer shape is larger than that of the optical function part (13), and at least a part of the optical function part in the thickness direction can be disposed therein.
According to a seventh invention, there is provided an optical element (15) according to any one of the first to sixth inventions, and a plurality of pixels (on the light output side of the optical element) for converting incident light into an electrical signal ( 162) having a light receiving area (161) in which the light receiving area (161) is arranged, and the image sensor section is located in the light transmitting area (141, 441, 541) when viewed from the optical axis direction. An imaging module (10, 40, 50, 60) characterized in that a light receiving region is arranged so as to correspond to and is electrically connected to the wiring pattern of the light transmitting substrate (14, 44, 54). ).
According to an eighth aspect of the present invention, in the imaging module of the seventh aspect, the optical function section (13) includes a first lens sheet (11) and a second lens sheet (12) disposed on the light output side. The first lens sheet and the second lens sheet are arranged so that their sheet surfaces are parallel to each other, and the first lens sheet extends in the first direction along the sheet surface as a longitudinal direction. The first light transmitting portion (111) arranged in the second direction (R1) intersecting the longitudinal direction and having a convex first unit lens shape (112) on one surface side, and the first light A first light absorbing portion (113) alternately arranged with a transmissive portion, extending in the first direction which is the longitudinal direction of the first light transmissive portion, and extending along the thickness direction of the first lens sheet; And the second lens sheet has a second surface along the sheet surface. The second light transmission part extends in the fourth direction (R2) intersecting with the longitudinal direction and has a convex second unit lens shape (122) on one surface side. (121) and alternately arranged with the second light transmission part, extending in the third direction which is the longitudinal direction of the second light transmission part, and extending along the thickness direction of the first lens sheet. A second direction in which the first light transmission unit is arranged and a fourth direction in which the second light transmission unit is arranged are a method of a sheet surface When viewed from the line direction, they intersect at an angle α, and the first lens sheet is on the light-transmitting regions (141, 441, 541) on the light output side of the light-transmitting substrate (14, 44, 54). The second lens sheet is bonded to the light incident side of the light receiving region (161) of the image sensor unit (16). The imaging element unit and the translucent substrate are joined, and a part thereof is joined by a joining member (19c) having conductivity, and the first lens sheet and the second lens in the optical axis direction of the imaging module. The imaging module (10, 40, 50, 60) is characterized in that the position of the lens sheet is fixed.
According to a ninth aspect of the present invention, in the imaging module of the seventh aspect or the eighth aspect, the translucent substrate (54) has a concave portion (544) on a light-emitting side surface, and the concave portion has an outer shape. The optical function unit (13) is larger than the optical function unit (13), and at least a part of the optical function unit in the thickness direction can be disposed therein. The translucent substrate is directly electrically joined to the mother board (69). The imaging module (60).
A tenth invention is the imaging module according to the ninth invention, wherein a light shielding layer for shielding light is formed on a side surface portion (544b) of the recess (544). 50, 60).
According to an eleventh aspect of the present invention, in the imaging module according to any one of the seventh to tenth aspects, the optical function unit (13) or the translucent substrate (44, 54) is an infrared ray in a predetermined wavelength region. It is an imaging module (40, 50, 60) characterized by including the infrared shielding layer (443, 543) which shields.
A twelfth aspect of the present invention is the image pickup module according to any one of the seventh to tenth aspects of the present invention, wherein the infrared ray shield blocks infrared rays in a predetermined wavelength region closer to the light incident side than the translucent substrate (14). An imaging module (10) characterized by comprising a sheet (18).
A thirteenth invention is an imaging device (1) including any one of the imaging modules (10, 40, 50, 60) from the seventh invention to the twelfth invention.
本発明によれば、撮像モジュールや撮像装置をより薄型化できる光学素子、及び、これを備える撮像モジュール、撮像装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an optical element which can make an imaging module and an imaging device thinner can be provided, and an imaging module and an imaging device provided with this can be provided.
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、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。
また、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。
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 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 addition, the numerical values such as the dimensions of the respective members and the material names described in the present specification are examples of the embodiment, and are not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
また、本明細書中において、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
また、本明細書中において、シート面とは、シート状の部材において、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであるとする。なお、板面、フィルム面についても同様であるとする。
In addition, in this specification, terms such as plate and sheet are used, but these are generally used in the order of thickness, plate, sheet, and film in order of increasing thickness. This is also used in the specification. However, there is no technical meaning in such proper use, so these terms can be replaced as appropriate.
Moreover, in this specification, a sheet | seat surface shall show the surface used as the plane direction of a sheet | seat when it sees as the whole sheet | seat in a 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、カメラ1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の軸方向を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、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。また、Z方向は、撮像モジュール10の厚み方向に相当する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a camera 1 according to the first embodiment.
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 camera 1 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 axial direction of the optical axis O 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 side in the vertical direction is the + Y direction, and the optical axis O direction Is the Z direction, and the direction toward the subject is the + Z direction. The Z direction corresponds to the thickness direction of the
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31を有する筐体30内に、撮像モジュール10を備えている。
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。カメラ1は、筐体30内に、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内の撮像モジュール10へ取り込む開口である。
The camera 1 is an imaging device that can image a subject. As shown in FIG. 1, the camera 1 includes an
The camera 1 is an imaging device used in a mobile phone such as a smartphone or a mobile terminal such as a tablet terminal, and the
The
図2は、第1実施形態の撮像モジュール10を説明する図である。図2(a)は、撮像モジュール10の光軸O方向(Z方向)及び上下方向(Y方向)に平行な断面を示し、図2(b)は、撮像モジュール10の光軸O方向(Z方向)及び左右方向(X方向)に平行な断面を示している。
本実施形態の撮像モジュール10は、光軸O方向に沿って被写体側(入光側、+Z側)から順に、カバーシート17、赤外線遮蔽シート18、光学素子部15、イメージセンサ16等を備えている。光学素子部15は、被写体側(入光側、+Z側)から順に、透光性基板14、レンズ部13を備えている。
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、レンズ部13によってイメージセンサ16の被写体側(+Z側)の面に設けられた受光領域161上に結像した像を撮像する。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
The
The
本実施形態では、理解を容易にするために、一例として、透光性基板14、レンズ部13、イメージセンサ16の受光領域161は、光軸O方向(Z方向)から見て正方形形状である例を示すが、これに限らず、長方形形状等としてもよい。また、本実施形態では、光軸O方向(Z方向)から見た透光性基板14、レンズ部13、イメージセンサ16の受光領域161の幾何学的中心において、これらのシート面又は板面等と光軸Oとは直交している。
なお、本実施形態の撮像モジュール10は、一例として、カバーシート17、赤外線遮蔽シート18、光学素子部15(透光性基板14、レンズ部13)、イメージセンサ16等を備える例を示した。しかし、これに限らず、撮像モジュール10は、少なくとも、光学素子部15(透光性基板14、レンズ部13)、イメージセンサ16を備えるものとしてよい。
In this embodiment, in order to facilitate understanding, as an example, the light-transmitting
In addition, the
カバーシート17は、透光性を有するガラス又は樹脂により形成されたシート状の部材であり、筐体30の開口部31を塞ぐように配置されている。
このカバーシート17は、カメラ1及び撮像モジュール10内への埃やゴミ等の異物の侵入を防止する機能を有している。被写体側からの光は、このカバーシート17を透過して、撮像モジュール10へ入射する。
The
The
赤外線遮蔽シート18は、所定の波長域の赤外線を遮蔽し、これ以外の波長域の光を透過する機能を有するシート状の部材である。本実施形態の赤外線遮蔽シート18は、特に、波長が700〜1100nmの領域である近赤外線を遮蔽し、これ以外の波長域の光を透過する機能を有している。この赤外線遮蔽シート18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層としてもよいし、所定の波長域の赤外線を反射することにより遮蔽する層としてもよい。
The
赤外線遮蔽シート18は、ガラス製又は樹脂製のシート状の部材の一方の面に、上述のような赤外線遮蔽機能を有する層を形成した形態としてもよいし、赤外線遮蔽機能を発揮する材料を含有するガラス又は樹脂をシート状に形成した形態としてもよい。
このような赤外線遮蔽シート18をイメージセンサ16よりも被写体側(+Z側)に設けることにより、ノイズを発生させて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、カメラ1及び撮像モジュール10の撮影する画質の向上を図ることができる。
The
By providing such an
本実施形態では、カバーシート17及び赤外線遮蔽シート18は、一体に積層され、不図示の支持部材によって支持されている。このような支持部材に関しては、遮光性を有することが迷光を低減し、画質を向上させる観点から好ましい。
なお、これに限らず、例えば、カバーシート17と赤外線遮蔽シート18との間や、赤外線遮蔽シート18と透光性基板14との間に、光軸O方向(Z方向)おいて、わずかに空間が設けられた(Z方向に離間した)形態とし、不図示の支持部材で支持される形態としてもよい。
カバーシート17は、厚さが0.3〜1.1mm程度であり、本実施形態では、例えば、0.5mmである。また、赤外線遮蔽シート18は、厚さが0.1〜0.5mm程度であり、本実施形態では、例えば、0.3mmである。
In the present embodiment, the
However, the present invention is not limited to this, for example, slightly in the optical axis O direction (Z direction) between the
The
図3は、第1実施形態の透光性基板14を説明する図である。図3(a)は、透光性基板14を光軸O方向(Z方向)から見た平面図である。図3(b)は、図3(a)に示す矢印A1−A2に沿った透光性基板14の断面図である。
透光性基板14は、透光性を有する材料によって形成された板状の部材である。透光性基板14は、図1や図2に示すように、レンズ部13よりも被写体側(入光側、+Z側)に配置されている。透光性基板14は、その被写体側(開口部側、入光側、+Z側)の面14a及び像側(イメージセンサ側、出光側、−Z側)の面14bの少なくとも一部には、電気信号を伝達する不図示の配線パターンや端子を備えている。透光性基板14の両面14a,14bは、互いに平行であり、光軸O方向に対して直交する。
FIG. 3 is a diagram illustrating the
The
透光性基板14は、光軸O方向(板面の法線方向、Z方向)から見て、中央部に両面14a,14bに配線パターンが形成されていない透光領域141を有し、この透光領域141の外側であって少なくとも一方の面に配線パターンや端子が形成された配線領域142を有している。透光性基板14の両面14a,14bの配線パターンは、配線領域142に設けられた不図示の導通孔等により導通が確保されている。
また、光軸O方向(Z方向)から見て、透光領域141は、その外形の大きさが後述するレンズ部13の外形と同じ又はレンズ部13の外形よりも大きい。従って、光軸O方向(Z方向)から見たとき、レンズ部13は、透光領域141内に位置している。
The
Further, when viewed from the optical axis O direction (Z direction), the
透光領域141の被写体側(入光側、+Z側)の面14a上には、赤外線遮蔽シート18が積層されて配置されている。
また、透光領域141のイメージセンサ側(出光側、−Z側)の面14b上には、レンズ部13の第1レンズシート11が配置されている。本実施形態では、透光領域141の像側(−Z側)の面14bと第1レンズシート11の被写体側(+Z)側の面とが対面するように配置され、透光性を有する接合層19aにより接合されている。
On the subject side (light incident side, + Z side)
The
そして、透光性基板14の像側(−Z側)の配線領域142に設けられた不図示の端子は、後述するイメージセンサ16の被写体側の面の非受光領域に設けられた不図示の端子と、半田等の導電性を有する接合部材19cによって接合され、電気的に接続されている。
さらに、透光性基板14の配線領域142に設けられた不図示の端子は、不図示のフレキシブルプリント基板等に電気的に接続され、このフレキシブルプリント基板を介して制御部等が設けられた電子回路基板(マザーボード)に電気的に接続されている。
Terminals (not shown) provided in the
Further, terminals (not shown) provided in the
透光性基板14は、絶縁性が十分に確保でき、かつ、高い透光性を得られるという観点から、ガラスにより形成されている。また、透光性基板14は、ガラスにより形成されることにより、従来使用されている有機材料により形成された配線基板に比べて、剛性や耐熱性が高く、表面の平滑性が高いという特徴を有する。
なお、ガラスについては、ガラス中のNaやKがガラス表面に溶出してイメージセンサ16の端子部等を腐食させる可能性が原理的にないという点から、無アルカリガラスを用いることが好ましい。
また、配線パターンは、例えば、銅箔等の金属箔を積層してエッチングしたり、銅等の金属をスパッタ加工、蒸着加工、めっき加工したり、金属ナノペースト等の導電性ペーストを塗布したりする等により形成できる。
The
In addition, about glass, it is preferable to use an alkali free glass from the point that there is no possibility that Na and K in glass will elute on the glass surface and corrode the terminal part of the
In addition, the wiring pattern can be etched by laminating metal foils such as copper foils, sputtering or vapor deposition or plating of metals such as copper, or applying a conductive paste such as metal nano paste. Can be formed.
透光性基板14の両面14a,14bの配線領域142等には、配線パターン間を絶縁させるための絶縁性を有する樹脂層等が配線パターン間に適宜設けられている。また、配線パターンを保護する目的で、絶縁性を有する樹脂等により、配線パターン上に不図示のカバー膜を設けてもよい。これらの樹脂としては、透光性を有するものを用いてもよいし、透光性を有しないもの、即ち、光吸収性(遮光性)を有するものを用いてもよい。
開口部31からカメラ1の筐体30内に入光した光は、透光性基板14の透光領域141を透過してレンズ部13へ入光する。この際、配線領域142に設けられたカバー膜が光吸収性(遮光性)を有していると、不要な光を吸収することができ、迷光がレンズ部13内等で生じて画質の低下を招くことを抑制できる。
In the
Light that enters the
この透光性基板14の厚さは、0.2〜1.0mm程度とすることが好ましく、0.4〜1.0mm程度とすることがより好ましい。本実施形態の透光性基板14の厚さは、例えば、約0.4mmである。
また、透光性基板14の屈折率(特に、透光領域141の屈折率)は、約1.38〜1.60とすることが好ましい。本実施形態の透光性基板14(透光領域141)の屈折率は、例えば、1.55である。
なお、本実施形態では、透光性基板14は、配線パターンが形成された配線領域142を備える例を挙げて説明したが、これに限らず、透光性基板14上に電子部品等を配置して、回路パターンをその両面14a,14bに備える形態としてもよい。
The thickness of the
Moreover, it is preferable that the refractive index (especially refractive index of the translucent area | region 141) of the translucent board |
In the present embodiment, the
図4は、第1実施形態のレンズ部13を説明する図である。図4(a)では、レンズ部13の第1レンズシート11及び第2レンズシート12の斜視図を示している。図4(b)では、光軸O方向(Z方向)から見た第1レンズシート11の光透過部111の配列方向R1及び第2レンズシート12の光透過部121の配列方向R2を示している。なお、図4(a)では、理解を容易にするために、第1レンズシート11と第2レンズシート12とは、光軸O方向(Z方向)に大きく離間させて示している。
図5は、第1実施形態のレンズ部13の第1レンズシート11を説明する図である。
図6は、第1実施形態のレンズ部13の第2レンズシート12を説明する図である。
図5では、第1レンズシート11の光透過部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)に平行な断面の一部を拡大して示している。図6では、第2レンズシート12の光透過部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)に平行な断面の一部を拡大して示している。
FIG. 4 is a diagram illustrating the
FIG. 5 is a diagram illustrating the
FIG. 6 is a diagram illustrating the
In FIG. 5, a part of a cross section parallel to the arrangement direction (Y direction) of the
レンズ部13は、光軸O方向(Z方向)において、透光性基板14の像側(イメージセンサ側、出光側、−Z側)に配置されている。
レンズ部13は、光軸O方向(Z方向)に沿って被写体側(+Z側)から順に、第1レンズシート11と、第2レンズシート12とを備えている。
The
The
第1レンズシート11は、シート面に沿って一方向に延在し、延在方向に交差(直交)する方向に複数配列された光透過部111と、光透過部111の配列方向において、光透過部111と交互に配置される光吸収部113とを備えている。
また、第1レンズシート11は、第1の面11aとこれに対向する第2の面11bとを有している。本実施形態では、第1の面11aが像側(−Z側)に位置し、第2の面11bが被写体側(+Z側)に位置している。
The
The
光透過部111は、光を透過する部分であり、第1の面11a側に、凸形状の単位レンズ形状112を有している。従って、第1レンズシート11の第1の面11aには、単位レンズ形状112が複数形成されている。
本実施形態の第1レンズシート11では、光透過部111は、その配列方向R1が上下方向(Y方向)に平行であり、その長手方向(延在方向、稜線方向)が左右方向(X方向)に平行となっている。
The
In the
単位レンズ形状112は、凸形状である。本実施形態では、第1レンズシート11の単位レンズ形状122は、像側(−Z側)に凸となっている。また、単位レンズ形状112は、光透過部111の配列方向R1(Y方向)及び第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)に平行な断面における断面形状が円の一部形状となっている。単位レンズ形状112は、この断面形状が光透過部111の長手方向に沿って延在している。
単位レンズ形状112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
On the surface of the
光透過部111の第2の面11b側には、光透過部111がシート面(XY面)に平行な方向に連続しているランド部114が形成されている。ランド部114は、その厚みが可能な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、迷光や後述のクロストーク等を抑制し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。
第1レンズシート11の第2の面11b(本実施形態では、被写体側(+Z側)の面)は、略平面状となっている。
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、約1.38〜1.60である。
このような光透過部111は、例えば、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を用いて、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。また、光透過部111は、樹脂に限らず、ガラスにより形成されてもよい。
The
Such a
In addition, the
光吸収部113は、光を吸収する作用を有する部分である。本実施形態の光吸収部113は、第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)に沿って、単位レンズ形状112が形成されている第1の面11a側から反対側の第2の面11b側へ延びる壁状の部分である。また、光吸収部113は、光透過部111の長手方向(X方向)に沿って延在している。この光吸収部113の第1の面11a側の端部は、単位レンズ形状112間に位置している。
光吸収部113は、その配列方向(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113は、その配列方向及び第1レンズシート11の厚み方向に平行な断面での断面形状が等脚台形形状であり、第1の面11a側端部の寸法が第2の面11b側端部の寸法に比べて大きい。これに限らず、光吸収部113は、その配列方向及び第1レンズシート11の厚み方向に平行な断面での断面形状が、第2の面11b側端部を頂点とする三角形形状としてもよい。
光吸収部113は、光透過部111内を進む光のうち、隣接する他の光透過部111側へ向かうような迷光を吸収する機能を有する。
The
The
光吸収部113の屈折率N2は、約1.48〜1.60である。また、光吸収部113の屈折率N2は、光透過部111の屈折率N1に対して、N2≧N1となっていることが好ましい。これは、光吸収部113と光透過部111との界面で、光が全反射する等して、不要な光がイメージセンサ16に到達することを防ぐためである。
このような光吸収部113は、カーボンブラック等の光吸収性を有する材料(以下、光吸収材という)や、光吸収材を含有した樹脂等により形成される。
光吸収部113に用いられる光吸収材は、可視光領域の光を吸収する機能を有する粒子状等の部材が好適である。このような部材としては、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、顔料や染料、顔料や染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。
The refractive index N2 of the
Such a
The light absorbing material used for the
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、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂が挙げられる。
本実施形態の光吸収部113は、例えば、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。
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 (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113は、例えば、光透過部111を形成した後に、光透過部111間の光吸収部113が形成される溝状の部分に、第1の面11a側の面側から光吸収部113を形成する材料を塗布し、ワイピング等で光透過部111間の溝状の部分に光吸収部113を充填した後、硬化させる等により形成される。
また、光吸収部113を形成する材料は、光透過部111間の溝状の部分に、例えば、真空充填により充填してもよいし、毛細管現象を利用して充填してもよい。
For example, after the
In addition, the material forming 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10〜230μm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(光透過部111の配列方向において、光吸収部113の最も第1の面11a側の端部と光透過部111との境界となる点t1〜点t2間の寸法)は、約10〜200μmとすることが好ましい。
単位レンズ形状112のレンズ高さH1(第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)において、光吸収部113の第1の面11a側の面から単位レンズ形状112の最も凸となる点(頂点)t3までの寸法)は、約2〜40μmとすることが好ましい。
The dimensions of each part of the
The arrangement pitch P of the light transmitting portions 111 (unit lens shape 112) is preferably about 10 to 230 μm.
The radius of curvature R of the
Lens opening width D1 of the unit lens shape 112 (between points t1 and t2 that are the boundary between the
The lens height H1 of the unit lens shape 112 (the vertex (vertex) of the
光吸収部113の第1の面11a側の幅D2(光透過部111及び光吸収部113の配列方向における、光吸収部113の最も第1の面11a側端部の寸法)は、約1〜30μmとすることが好ましい。
光吸収部113の高さH2(第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)における光吸収部113の寸法)は、約20〜470μmとすることが好ましい。
光吸収部113と光透過部111との界面がシート面の法線方向(Z方向)となす角度θは、0〜10°程度とすることが好ましい。
The width D2 of the
The height H2 of the light absorbing portion 113 (the dimension of the
The angle θ formed by the interface between the light absorbing
ランド厚D3は、ランド部114の厚さ(第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)において、光吸収部113の第2の面11b側先端から第2の面11bまでの寸法)である。このランド厚D3は、約1〜50μmとすることが、迷光や、所定の光透過部111(単位レンズ形状112)に入射した光が、隣接する他の光透過部111(単位レンズ形状112)側へ光が進んでしまうことを抑制する観点から好ましい。
第1レンズシート11の総厚T(第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)における第2の面11bから単位レンズ形状112の頂点となる点t3までの寸法)は、約30〜480μmとすることが好ましい。
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 land portion 114 (the dimension from the tip of the
The total thickness T of the first lens sheet 11 (the dimension from the
When the
第2レンズシート12は、第1レンズシート11の像側(イメージセンサ側、出光側、−Z側)に位置するレンズシートである。
第2レンズシート12は、前述の第1レンズシート11と略同様の形状であり、単位レンズ形状122を有する光透過部121、光吸収部123等を有している。また、第2レンズシート12は、第1の面12aと、これに対向する第2の面12bとを有している。
この第2レンズシート12は、光透過部121(単位レンズ形状122)及び光吸収部123の配列方向R2が、前述の第1レンズシート11とは異なっている。また、本実施形態の第2レンズシート12では、第1の面12aは、被写体側(+Z側)に位置し、第2の面12bは、イメージセンサ側(−Z側)に位置している点も、第1レンズシート11とは異なる。
The
The
The
第2レンズシート12では、図4(b)に示すように、光透過部121及び光吸収部123の配列方向R2は、光軸O方向(Z方向)から見て、第1レンズシート11の光透過部111及び光吸収部113の配列方向R1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°である。即ち、第2レンズシート12の光透過部121(単位レンズ形状122)及び光吸収部123は、長手方向(稜線方向)が上下方向(Y方向)に平行であり、左右方向(X方向)に平行に配列されている。
第2レンズシート12は、第1レンズシート11と同様の材料を用いて形成することができる。
また、第2レンズシート12は、第2の面12bが、透光性を有する接合層19bを介してイメージセンサ16の受光領域161上に接合されている。
In the
The
In addition, the
本実施形態の第1レンズシート11と第2レンズシート12とは、互いのシート面が平行となるように配置され、光軸O方向(Z方向)において単位レンズ形状112の頂点t3と単位レンズ形状122の頂点t3との間には、わずかに空気層が存在している状態となっている。即ち、第1レンズシート11と第2レンズシート12とは、光軸O方向(Z方向)にわずかに離間しており、接していない。単位レンズ形状112の頂点t3と単位レンズ形状122の頂点t3との間のZ方向における寸法は、可能な限り小さいことが好ましい。
The
なお、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とは、光軸O方向(Z方向)において単位レンズ形状112,122の頂点(点t3)で互いに接した状態で積層されて配置される形態としてもよい。
このような第1レンズシート11及び第2レンズシート12を備える本実施形態のレンズ部13の厚さは、例えば、約0.20mmである。
Not limited to this, the
The thickness of the
レンズ部13に入射した光は、単位レンズ形状112,122により、後述するイメージセンサ16の被写体側の面に設けられた受光領域161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、光透過部111,121の屈折率N1等は、イメージセンサ16の受光領域161上が焦点となるように設定されている。
The light incident on the
接合層19a,19bは、透光性を有する粘着剤又は接着剤により形成された層である。接合層19aは、透光性基板14とレンズ部13の第1レンズシート11との間に設けられ、接合層19bは、第2レンズシート12とイメージセンサ16との間に設けられており、これらをそれぞれ一体に接合している。
このような形態とすることにより、第1レンズシート11と透光性基板14との光学密着を抑制することができる。また、第1レンズシート11をこれよりも剛性の高い透光性基板14と接合することにより、第1レンズシート11の反りやたわみ等の変形を抑制できる。
また、このような形態とすることにより、第2レンズシート12とイメージセンサ16との光学密着を抑制することができる。また、第2レンズシート12をこれよりも剛性の高いイメージセンサ16と接合することにより、第2レンズシート12の反りやたわみ等の変形を抑制できる。
The bonding layers 19a and 19b are layers formed of a light-transmitting pressure-sensitive adhesive or adhesive. The
By setting it as such a form, the optical contact | adherence with the
Moreover, by setting it as such a form, the optical contact | adherence with the
接合層19a,19bの屈折率は、透光性基板14の透光領域141の屈折率及び光透過部111,121の屈折率N1との屈折率差が可能な限り小さいことが好ましい。
また、イメージセンサ16の駆動時の発熱によるレンズ部13の反り等の変形を抑制する観点から、接合層19a,19b(特に、接合層19b)は、耐熱性を有することが好ましい。
このような接合層19a,19b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、この接合層19a,19bは、その屈折率が光透過部111,121の屈折率N1よりも小さいものも適用可能であり、その場合、例えば、シリコーン系粘着剤が適用可能である。
The refractive indexes of the bonding layers 19a and 19b are preferably as small as possible between the refractive index of the
Further, from the viewpoint of suppressing deformation such as warpage of the
As
In addition, as the bonding layers 19a and 19b, those having a refractive index smaller than the refractive index N1 of the
イメージセンサ16は、透光性基板14及びレンズ部13よりも像側(筐体30内部側、出光側、−Z側)に設けられており、被写体側(+Z側)の面に設けられた受光領域161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16は、略平板状であり、被写体側の面に、光を受光可能な受光領域161を有している。また、イメージセンサ16において、被写体側の面の受光領域161の外側は、光を受光しない非受光領域となっている。
The
The
イメージセンサ16は、非受光領域に、不図示の端子部を有しており、本実施形態では、この端子部が透光性基板14の像側(イメージセンサ側、−Z側)の面14bの配線領域142に設けられた不図示の端子部と導電性を有する半田等の接合部材19cにより電気的に接続されている。
また、この接合部材19cにより、イメージセンサ16と透光性基板14とは、接合されており、これにより、第1レンズシート11と第2レンズシート12との光軸O方向(Z方向)における位置が決められ、固定されている。
The
Further, the
なお、上記の例に限らず、透光性基板14の被写体側(+Z側)の面14aに設けられた不図示の端子部とイメージセンサ16の非受光領域に設けられた不図示の端子部とが電気的に接続されている形態としてもよい。
本実施形態では、透光性基板14とイメージセンサ16とは、フリップチップボンディング法を用いて実装されている。これに限らず、透光性基板14とイメージセンサ16とは、ワイヤーボンディング法等の他の方法により実装されていてもよい。
Not limited to the above example, a terminal portion (not shown) provided on the subject-side (+ Z side) surface 14 a of the
In the present embodiment, the
イメージセンサ16は、受光領域161に複数の画素162(後述する図7(a)参照)が2次元方向に配列されており、各画素162は、その画素162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16の画素162は、受光領域161において、左右方向及び上下方向(X方向及びY方向)に複数配列されている。
このようなイメージセンサ16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16は、CMOSが用いられている。
また、イメージセンサ16の厚さは、約0.1〜0.2mm程度であり、本実施形態では、例えば、約0.15mmである。
In the
As such an
The thickness of the
本実施形態では、まず、透光性基板14と第1レンズシート11とを接合層19aによって接合し、イメージセンサ16と第2レンズシート12とを接合層19bによって接合する。そして、透光性基板14とイメージセンサ16とを半田等の接合部材19cで接続及び接合し、適宜、赤外線遮蔽シート18やカバーシート17を透光性基板14の第1レンズシート11が接合された面とは反対側の面14a上に一体に積層し、撮像モジュール10を作製する。そして、撮像モジュール10を筐体30内の所定の位置に配置して固定し、カメラ1を作製する。
In the present embodiment, first, the
ここで、図4(b)に示すように、第1レンズシート11、第2レンズシート12は、光軸O方向(Z方向)から見た場合に、光透過部111(単位レンズ形状112)の配列方向R1と光透過部121(単位レンズ形状122)の配列方向R2とが角度α=90°をなすように配置されている。また、第1レンズシート11、第2レンズシート12は、光透過部111,121間に光吸収部113,123が形成されている。
従って、レンズ部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、各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。
Here, as shown in FIG. 4B, the
Therefore, the
被写体からの光は、開口部31から撮像モジュール10内に入射し、カバーシート17及び赤外線遮蔽シート18を透過し、透光性基板14の透光領域141を透過してレンズ部13に入射する。
そして、被写体からの光は、第1レンズシート11の単位レンズ形状112により、その配列方向であるY方向(上下方向)において集光され、また、第2レンズシート12の単位レンズ形状122により、その配列方向であるX方向(左右方向)において集光される。また、光透過部111,121内を光軸O方向に対して大きな角度をなす方向へ進む光の少なくとも一部は、光吸収部113,123に入射して吸収される。そして、レンズ部13を透過した光は、イメージセンサ16の受光領域161上で結像する。
Light from the subject enters the
The light from the subject is collected in the Y direction (vertical direction), which is the arrangement direction, by the
図7は、イメージセンサ16の受光領域161上での結像の様子等を説明する図である。
前述のように、レンズ部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、各マイクロレンズ間に遮光壁が形成された状態に等しい。
従って、本実施形態では、図7(a)に示すように、イメージセンサ16の受光領域161上には、この疑似的な各マイクロレンズにより結像された各像Zが、それぞれ重なることなく形成される。
FIG. 7 is a diagram for explaining a state of image formation on the
As described above, the
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the images Z formed by the pseudo microlenses are formed on the
本実施形態では、この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16の複数の画素群(図7(a)においては、X方向に4行、Y方向に4列の計16個の画素162)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162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162により、その画素162に入射した光の強度が検出される。また、各画素162と、その画素に入射した光が透過した単位レンズ形状112,122のXY平面上の位置(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、その画素162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10により得られた、各画素162が検出した入射光の強度及び入射方向の情報は、カメラ1の不図示の記憶部に記憶される。そして、不図示の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 pixel groups of the image sensor 16 (four rows in the X direction and four columns in the Y direction in FIG. 7A) for each of the pseudo microlenses. A total of 16 pixels 162) are arranged to correspond. At the time of shooting, the light divided by the corresponding pseudo microlens enters each
Information on the intensity and direction of incident light detected by each
一般的に、ライトフィールドカメラにおいて、マイクロレンズアレイの1つのマイクロレンズには、イメージセンサの所定の領域内に位置する複数個の画素が対応している。そして、それぞれのマイクロレンズによる像が、対応する領域内に投影されることが重要である。
このとき、例えば、図7(b)に示すように、各マイクロレンズの像が隣の領域等にも投影され、像Z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162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。
In general, in a light field camera, one microlens of a microlens array corresponds to a plurality of pixels located in a predetermined region of an image sensor. It is important that the image by each microlens is projected into the corresponding region.
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 Z overlap, the lights having different positions and angles on the subject surface are the same. A phenomenon called crosstalk that enters 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、本実施形態では、光吸収部113,123が、光透過部111,121間に形成され、各レンズシートの厚み方向(Z方向)に延びているので、撮像レンズや隔壁シート等を用いることなく、かつ、図7(a)に示すようにクロストークを生じさせることなく、単位レンズ形状112,122により集光された光を、イメージセンサ16の対応する領域の画素162に入射させることができる。これにより、画素162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。
以上のことから、本実施形態では、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撮像モジュール10及びカメラ1とすることができる。
However, in this embodiment, since the
From the above, in this embodiment, the focal length, the depth of field, and the like can be changed after shooting, and the
従って、本実施形態によれば、従来の撮像モジュールやカメラで必要であった複数枚の光学レンズからなる撮像レンズが不要であるので、撮像モジュール10及びカメラ1の大幅な薄型化、軽量化を図ることができる。具体的には、撮像レンズ等を備える従来の携帯端末用カメラにおけるカバーシートからイメージセンサが接続される基板までの厚さが約5〜7mmであるのに対して、本実施形態では、光軸O方向におけるカバーシート17からイメージセンサ16までの厚みを、例えば、約1.55mmまで薄型化できる。また、撮像レンズやこれを保持するレンズホルダー等が不要となるので、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 necessary for a conventional imaging module or camera is unnecessary, so that the
また、本実施形態によれば、透光性基板14は、透光領域141を有し、イメージセンサ16及びレンズ部13を透光性基板14よりも像側(筐体30内部側、−Z側)に配置することができるので、従来の携帯端末用カメラに比べて、透光性基板14よりも被写体側(+Z側)の領域の厚みを大幅に薄くすることができ、かつ、透光性基板14よりも筐体30内部側のスペース(バックスペース)を有効利用することができる。
また、本実施形態によれば、透光性基板14は、従来の有機材料により形成された配線基板(以下、有機材料系基板という)に比べて高い剛性を有し、配線基板としての厚みをより薄くでき、撮像モジュール10及びカメラ1の薄型化を実現できる。
また、本実施形態によれば、透光性基板14は、従来の有機材料系基板に比べて、耐熱性が高く、寸法の安定性が高いことに加え、表面の平滑性も高く、より細密な配線パターンを形成できる。従って、配線基板として配線領域の省スペース化を図ることができ、撮像モジュール10及びカメラ1の薄型化、小型化等を実現できる。
In addition, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、第1レンズシート11は、透光性基板14に接合され、第2レンズシート12は、イメージセンサ16に接合されるので、各レンズシートの反りやたわみ等の変形を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、透光性基板14とイメージセンサ16とは、接合部材19cによって接合されており、2枚のレンズシート間の距離を、所望の値に容易に設定して維持することができ、2枚のレンズシートの間の距離を安定させ、画質の向上を図ることができる。
また、本実施形態によれば、イメージセンサ16と透光性基板14とをフリップチップボンディング法等を用いて接続でき、更なる省スペース化を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the
Moreover, according to this embodiment, the
また、本実施形態によれば、撮影時に、イメージセンサ16の画素162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、カメラ機能の向上をさらに図ることができる。
Further, according to the present embodiment, the
In addition, the
また、本実施形態によれば、従来のライトフィールドカメラで必要であった、撮像レンズや、マイクロレンズアレイとは別体の光線分割用の隔壁シート等が不要となり、小型化が困難であったライトフィールドカメラの薄型化及び軽量化、生産コストの低減等を図ることができる。
また、本実施形態によれば、第1レンズシート11,第2レンズシート12内に、光透過部111,121(単位レンズ形状112,122)に対応して光吸収部113,123が一体に形成されているので、従来のライトフィールドカメラで必要であった隔壁シート及びマイクロレンズアレイが不要となり、また、マイクロレンズアレイと隔壁シートとの高精度の位置合わせも不要となる。
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、撮像モジュール10及びカメラ1の製造が容易に行え、さらに、生産コストを低減できる。
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.
Further, according to the present embodiment, the
Therefore, it is possible to suppress a decrease in yield due to misalignment accuracy between the microlens array and the partition sheet. Further, since alignment is not necessary, handling becomes easy, 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、光吸収部113,123が一体に形成されるので、レンズ部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容易に向上させることができる。
In addition, 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
(第2実施形態)
図8は、第2実施形態の撮像モジュール40及び透光性基板44を説明する図である。図8(a)は、撮像モジュール40の図2(a)に示す第1実施形態の撮像モジュール10の断面に相当する断面図を示している。図8(b)は、この撮像モジュール40に備えられた透光性基板44の断面図であり、前述の図3(b)に示した透光性基板14の断面に相当する断面を示している。
第2実施形態の撮像モジュール40は、赤外線遮蔽シート18を備えておらず、透光性基板44がその表面に赤外線遮蔽層443を備えている点が、前述の第1実施形態とは異なる以外は、第1実施形態の撮像モジュール40と同様の形態である。従って、前述した第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実施形態及び第4実施形態についても同様に、前述した第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。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating the
The
Similarly, in the third embodiment and the fourth embodiment to be described later, the same reference numerals or the same reference numerals are given to the portions that perform the same functions as those in the first embodiment described above to overlap. Description is omitted as appropriate.
第2実施形態の撮像モジュール40は、光軸O方向(Z方向)に沿って、被写体側(+Z側)から順に、カバーシート17、透光性基板44及びレンズ部13を備える光学素子部15、イメージセンサ16を備えている。この撮像モジュール40は、前述の第1実施形態に示すカメラ1に適用される。
本実施形態の透光性基板44は、透光領域441と配線領域442とを有し、第1実施形態の透光性基板14と同様の形状であるが、その被写体側の面に、赤外線遮蔽層443が一体に形成されている点が相違する。
The
The
赤外線遮蔽層443は、所定の波長域(700〜1100nm)の赤外線を遮蔽し、これ以外の波長域の光を透過する機能を有する層であり、上述のような赤外線を遮蔽する材料を含有する材料を塗付する等により製膜されて形成されている。赤外線遮蔽層443は、少なくとも透光領域441を被覆することが好ましい。本実施形態では、透光性基板44の透光領域441の被写体側(+Z側)の面44a上に形成されているが、これに限らす、例えば、透光性基板44の被写体側の面44aの全面に形成された形態としてもよい。
The
赤外線遮蔽層443の厚みは、1〜200μm程度であり、本実施形態では、例えば、約5μmである。従って、赤外線遮蔽層443は、前述の第1実施形態に示す赤外線遮蔽シート18よりも大幅に薄い。
この赤外線遮蔽層443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層としてもよいし、所定の波長域の赤外線を反射することにより遮蔽する層としてもよい。
The
The
本実施形態によれば、前述の第1実施形態に示した効果に加えて、さらに撮像モジュール40の厚さ(Z方向の寸法)を削減することができる。また、光軸O方向(Z方向)において透光性基板44よりも被写体側(+Z側)の厚さをさらに低減でき、透光性基板14よりも筐体30内部側(−Z側)のスペース(バックスペース)をさらに有効に利用することができる。
According to the present embodiment, in addition to the effects shown in the first embodiment, the thickness (dimension in the Z direction) of the
なお、図8及び上述の説明では、赤外線遮蔽層443が、透光性基板44の被写体側(+Z側)の面44aに形成される例を示したが、これに限らず、赤外線遮蔽層443は、イメージセンサ16の受光領域161よりも被写体側(+Z側)の領域であれば、特にその位置を限定されない。例えば、赤外線遮蔽層443は、透光性基板44の像側(−Z側)の面44bに形成される形態としてもよいし、透光性基板44自体が赤外線を遮蔽する材料を含有して赤外線遮蔽機能を有する形態としてもよい。
また、例えば、レンズ部13の第1レンズシート11の第2の面11b(+Z側の面)に赤外線遮蔽層443が形成される形態としてもよいし、第1レンズシート11と透光性基板44とを接合する接合層19a等、各部材を接合する接合層が、赤外線を吸収する材料を含有する等して、赤外線遮蔽層443として機能する形態としてもよい。
8 and the above description, an example in which the
Further, for example, an
(第3実施形態)
図9は、第3実施形態の撮像モジュール50を説明する図である。図9は、図2(a)に示す第1実施形態の撮像モジュール10の断面に相当する撮像モジュール50の断面図を示している。
図10は、第3実施形態の透光性基板54を説明する図である。図10(a)は、光軸O方向から見た透光性基板54の平面図であり、図10(b)は、図10(a)に示す矢印B1−B2に沿った透光性基板54の断面図である。なお、図10では、理解を容易にするために、赤外線遮蔽層543については省略して示している。
第3実施形態の撮像モジュール50は、透光性基板54が凹部544を有している点と、赤外線遮蔽層543とを備えている点が、前述の第1実施形態の撮像モジュール10とは異なる。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating the
FIG. 10 is a diagram for explaining the
The
第3実施形態の撮像モジュール50は、光軸O方向(Z方向)に沿って、被写体側(+Z側)から順に、カバーシート17、透光性基板54及びレンズ部13を備える光学素子部15、イメージセンサ16を備えている。この撮像モジュール50は、前述の第1実施形態に示すカメラ1に適用される。
The
透光性基板54は、透光領域541と配線領域542とを有し、透光領域541の被写体側(+Z側)の面54a上には、赤外線遮蔽層543を備えている。この赤外線遮蔽層543は、前述の第2実施形態に示した赤外線遮蔽層443と同様である。
また、この透光性基板54は、その像側(−Z側)の面54bに、凹部544が形成されている。本実施形態では、凹部の底面544aは、透光領域541よりも大きく、底面544aの周縁部は配線領域542となっている。凹部544の底面544aの透光領域541には、接合層19aによって第1レンズシート11が接合されている。また、接合部材19cによって、透光性基板54とイメージセンサ16とが接合され、接続されている。この接合部材19cの透光性基板4側の端部は、凹部544の底面544a側の配線領域542に接続されている。
The
The
凹部544は、光軸O方向(Z方向)から見て、その外形が第1レンズシート11よりも大きい。また、透光性基板54には、Z方向から見て、凹部544よりも外側に凹部544を囲むように、周縁部545が設けられている。周縁部545における透光性基板54の厚さd2は、凹部544における透光性基板54の厚さd1よりも大きい。
The outer shape of the
本実施形態の凹部544は、光軸O方向(Z方向)から見たその外形が、矩形形状である例を挙げて説明するが、これに限らず、例えば角部分が丸く形成された略矩形形状や他の多角形形状、円形形状や楕円形状、長円形状等としてもよい。
凹部544の深さd3は、本実施形態では、第1レンズシート11の厚みTより大きい形態としているが、これに限らず、凹部544における透光性基板54の厚みd1を確保し、透光性基板54の剛性を確保できるならば、例えば、レンズ部13の総厚と同等かそれよりも大きい形態としてもよい。
The
In this embodiment, the depth d3 of the
凹部544における透光性基板54の厚みd1は、透光性基板54としての剛性を十分に確保する観点から0.1mm以上とすることが好ましい。
また、周縁部545での透光性基板54の厚さd2は、0.4mm程度であり、凹部544の深さd3は0.1〜0.2mm程度である。しかし、これに限らず、透光性基板54としての剛性を十分に確保できるのであれば、周縁部545での透光性基板54の厚みd2を大きくしたり、凹部544の深さd3をより深くしたりしてもよい。
The thickness d1 of the
Further, the thickness d2 of the
凹部544の側面544bは、図9や図10(b)では、2つの面からなる折れ面状である例を示したが、これに限らず、外周側へ凸となる曲面状としてもよいし、光軸O方向に平行な平面状としてもよいし、光軸O方向に対して角度をなし、像側(−Z側)へ向かうにつれて外周側へ向かうように傾斜した平面状等としてもよい。
この側面544bは、光吸収材等により形成された不図示の遮光層を備えることが、迷光を低減して画質を向上させる観点から好ましい。
The
The
この凹部544は、透光性基板54を形成するガラス製の平板状の部材を、所定の形状及び深さにエッチングすることにより形成することができる。なお、凹部544の形成方法は、これに限定されず、例えば、サンドブラスト法により形成してもよい。
The
本実施形態によれば、第1実施形態において示した効果に加えて、レンズ部13の少なくとも一部(少なくとも第1レンズシート11の一部)を透光性基板54の凹部544内に配置することができるので、透光性基板54の配線基板としての剛性を十分確保しながら、撮像モジュール50及びカメラ1のさらなる薄型化を実現することができる。
また、本実施形態によれば、透光性基板54に接合された第1レンズシート11と、イメージセンサ16に接合された第2レンズシート12との距離を、所望の値に容易に設定して維持することができ、2つのレンズシートの間の距離を安定させ、画質の向上を図ることができる。
According to the present embodiment, in addition to the effects shown in the first embodiment, at least a part of the lens unit 13 (at least a part of the first lens sheet 11) is disposed in the
Further, according to the present embodiment, the distance between the
(第4実施形態)
図11は、第4実施形態の撮像モジュール60を説明する図である。図11は、図2(a)に示す第1実施形態の撮像モジュール10の断面に相当する撮像モジュール60の断面図を示している。
第4実施形態の撮像モジュール60は、前述の第3実施形態に示した透光性基板54を備える点と、この透光性基板54がマザーボード69に実装されている点とが異なる以外は、前述の第1実施形態と同様の形態である。
第4実施形態の撮像モジュール60は、カバーシート17、透光性基板54及びレンズ部13を備える光学素子部15、イメージセンサ16を備え、マザーボード(カメラ1の主たる電子回路基板)69に実装されている。この撮像モジュール60は、第1実施形態に示したカメラ1に適用される。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a diagram illustrating the
The
An
このマザーボード69は、貫通孔691を有し、この貫通孔691内に、撮像モジュール60の光軸O方向に沿った一部が挿入されている。本実施形態では、図11に示すように、貫通孔691には、イメージセンサ16及びレンズ部13の一部(第2レンズシート12の一部)が挿入されている。
なお、これに限らず、例えば、レンズ部13及びイメージセンサ16の全体が貫通孔691内に挿入される形態としてもよい。また、透光性基板についても、第1及び第2実施形態で示したような平板状であって凹部を有しない形態の透光性基板14,44を用いることも可能である。
The
For example, the
一般的には、マザーボードと透光性基板とは、不図示のフレキシブルプリント基板等を介して電気的に接続されている。
しかし、本実施形態では、マザーボード69と透光性基板54とは、フレキシブルプリント基板等を介さずに、フリップチップボンディング法を用いて直接実装されている。なお、これに限らず、マザーボード69と透光性基板54とは、ワイヤーボンディング法等の他の方法により実装されていてもよく、実装方法は、適宜選択してよい。
透光性基板54は、従来の有機材料系基板に比べて十分な剛性を有し、反り等が生じにくく、実装安定性が高い。また、透光性基板54は、従来の有機基板に比べて耐熱性等も高い。従って、上述のように、マザーボード69に透光性基板54を実装する場合にも、透光性基板54の反り等の変形が生じにくく、容易にマザーボード69に実装できる。
In general, the mother board and the translucent board are electrically connected via a flexible printed board (not shown) or the like.
However, in this embodiment, the
The
本実施形態によれば、第1実施形態等に示した効果に加えて、さらに、更なる撮像モジュール60及びカメラ1の薄型化を図ることができる。また、従来使用してきたフレキシブルプリント基板が不要となり、撮像モジュール60及びその周辺部品の省スペース化や、生産コストの削減、生産工程の短縮化等を図ることができる。
According to this embodiment, in addition to the effects shown in the first embodiment and the like, 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、第1レンズシート11は、透光性基板14,44,54とは別体であり、透光性基板14,44,54の像側(−Z側)の面14b,44b,54bの少なくとも透光領域141,441,541上に、接合層19aを介して接合される形態を示したが、これに限らず、例えば、第1レンズシート11を透光性基板14,44,54の像側(−Z側)の面14b,44b,54bの少なくとも透光領域141を被覆する領域に、直接賦型して形成してもよい。
このような形態とすることにより、透光性基板14,44,54と第1レンズシート11との層間での反射等を抑制してレンズ部13への入射光量の増加を図ることができ、かつ、撮像モジュール10,40,50,60の厚さを低減することができる。
(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 each embodiment, the
By adopting such a form, it is possible to suppress the reflection between the layers of the
(2)各実施形態において、透光性基板14,44,54は、レンズ部13よりも像側(出光側、−Z側)に配置される形態としてもよい。
図12は、撮像モジュール10の変形形態を説明する図である。この撮像モジュール10の変形形態では、透光性基板14は、レンズ部13及びイメージセンサ16よりも像側(−Z側)に配置されている。第1レンズシート11は、赤外線遮蔽シート18に接合層19dを介して接合され、第2レンズシート12は、接合層19bを介してイメージセンサ16に接合されている。また、イメージセンサ16と透光性基板14とは、一体に積層され、ワイヤーボンディング方式により電気的に接合されている。
また、この撮像モジュールの変形形態では、支持部材701により、赤外線遮蔽シート18が支持され、透光性基板14との光軸O方向における位置が決められている。
(2) In each embodiment, the
FIG. 12 is a diagram for explaining a modification of the
Further, in this modified form of the imaging module, the
従来広く使用されてきた透光性を有しない有機材料系基板を備える撮像モジュールにおいても、図12に示すように、有機材料系基板は、イメージセンサ16よりも像側(−Z側)に配置されていた。
この変形形態は、その有機材料基板を透光性基板14に変更した形態に相当する。透光性基板14は、基板としての十分な剛性を有しながら、従来の有機材料系基板に比べて厚さを薄くできる。従って、このような形態とすることにより、撮像モジュール及びカメラの薄型化を実現できる。
Also in an imaging module including an organic material substrate that does not have translucency that has been widely used in the past, as shown in FIG. It had been.
This modified form corresponds to a form in which the organic material substrate is changed to the
また、透光性基板14は、有機材料系基板に比べて、耐熱性が高いので寸法安定性が高いことや、表面の平滑性が高いので配線パターンの細密化が可能である等の特徴を有しており、配線基板として配線領域の省スペース化を図ることができ、撮像モジュール及びカメラの省スペース化を実現できる。
なお、撮像モジュール10を例に挙げて説明したが、これに限らず、撮像モジュール40,50,60においても上記変形形態は適用可能である。
In addition, the
The
(3)各実施形態において、第1レンズシート11の第1の面11a及び第2レンズシート12の第1の面12aのZ方向(光軸O方向)の位置は、適宜選択して配置してよい。
図13は、レンズ部13の変形形態を説明する図である。図13では、レンズ部13の変形形態の斜視図を示し、理解を容易にするために、第1レンズシート11及び第2レンズシート12をZ方向(光軸O方向)において大きく離間させて示している。
図13(a)に示すように、第1レンズシート11の第1の面11a及び第2レンズシート12の第1の面12aは、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13(b)に示すように、第1レンズシート11の第1の面11a及び第2レンズシート12の第1の面12aは、いずれも像側(−Z側)となるように配置されていてもよい。
さらに、図13(c)に示すように、第1レンズシート11の第1の面11aは、被写体側(+Z側)であり、第2レンズシート12の第1の面12aは、像側(−Z側)となるように配置されていてもよい。
(3) In each embodiment, the positions of the
FIG. 13 is a diagram illustrating a modified form of the
As shown in FIG. 13A, the
As shown in FIG. 13B, the
Further, as shown in FIG. 13C, the
図13(b),(c)に示すように、第2レンズシート12の第1の面12aが像側(−Z側)に位置する場合、第2レンズシート12とイメージセンサ16とを接合する接合層19bの屈折率は、光透過部121の屈折率よりも小さいことが好ましい。
また、図13(c)に示すように、第1レンズシート11と第2レンズシート12とが、互いに第2の面11b,12bを対面させて配置される場合には、光学密着による迷光の発生を抑制する観点から、第1レンズシート11及び第2レンズシート12との間に、不図示のスペーサを配置してもよい。
As shown in FIGS. 13B and 13C, when the
In addition, as shown in FIG. 13C, when the
また、図13(c)に示す形態の場合、光学密着を抑制する観点から、第1レンズシート11と第2レンズシート12との間に、不図示の透光性を有する接合層を全面に設けて、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。この場合、第1レンズシート11と第2レンズシート12とを接合する接合層は、その接合層と各第2の面11b,12bとの界面での光の反射を防ぐ観点から、その屈折率が光透過部111,121の屈折率N1と等しい、もしくは、光透過部111,121との屈折率差が可能な限り小さいものが好ましい。
In the case of the form shown in FIG. 13C, from the viewpoint of suppressing optical adhesion, a non-illustrated translucent bonding layer is provided on the entire surface between the
(4)各実施形態において、第2レンズシート12は、透光性基板14,44,54と接合される形態としてもよい。
図14は、撮像モジュール10の変形形態を説明する図である。なお、図14では、理解を容易にするために、撮像モジュール10のうち、光学素子部15(透光性基板14、レンズ部13)とイメージセンサ16とを示している。
図14に示すように、第2レンズシート12は、接合層19fによって透光性基板14と接合され、光軸O方向の位置が決められる形態としてもよい。
このような形態とする場合、図14に示すように、第2レンズシート12は、第1レンズシートよりも少なくとも一部が外周側に大きく突出して形成され、その突出した部分に接合層19fが設けられ、透光性基板14と接合される。なお、第2レンズシート12は、第1レンズシート11よりも一部が大きい形態としてもよいし、全体的に大きな形態としてもよい。
(4) In each embodiment, the
FIG. 14 is a diagram for explaining a modification of the
As shown in FIG. 14, the
In the case of such a configuration, as shown in FIG. 14, the
このような形態とすることにより、光学素子部15としてレンズ部13の2枚のレンズシートと透光性基板14とを一体に形成でき、結果として光軸O方向の位置を、精度よく形成できる。
なお、撮像モジュール10を例に挙げて説明したが、これに限らず、撮像モジュール40,50,60においても上記変形形態は適用可能である。
By adopting such a configuration, the two lens sheets of the
The
(5)各実施形態において、レンズ部13は、第1レンズシート11の光透過部111(単位レンズ形状112)が左右方向(X方向)に配列され、第2レンズシート12の光透過部121(単位レンズ形状122)が上下方向(Y方向)に配列される形態としてもよい。
また、第1レンズシート11の光透過部111(単位レンズ形状112)の配列方向R1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R2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、レンズ部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。
(5) In each embodiment, in the
In addition, an angle α formed by the arrangement direction R1 of the light transmission portion 111 (unit lens shape 112) of the
これにより、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R1と第2レンズシート12の光透過部121の配列方向R2とのなす角度αを厳密に90°として配置しなくともよく、第1レンズシート11と第2レンズシート12との位置合わせや撮像モジュール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。
Thereby, when the
(6)各実施形態において、光透過部111,121の配列方向R1,R2とイメージセンサ16の画素162の配列方向G1,G2は、下記のように設定してもよい。
図15は、レンズ部13及びのイメージセンサ16の変形形態を説明する図である。図14では、レンズ部13の各レンズシートの光透過部111,121の配列方向R1,R2と、イメージセンサ16の画素162の配列方向G1,G2とを光軸O方向(Z方向)から見た様子を示している。
上述の各実施形態では、図15(a)に示すように、イメージセンサ16の画素162が光軸O方向(Z方向)に対して直交する2つの方向G1,G2(第1実施形態では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R1は、画素162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R2は、画素162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、配列方向R1と配列方向G1とがなす角度β、配列方向R2と配列方向G2とがなす角度γは、いずれも0°である。
(6) In each embodiment, the arrangement directions R1, R2 of the
FIG. 15 is a diagram for explaining a modification of the
In each of the above-described embodiments, as shown in FIG. 15A, 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16の画素162とレンズ部13の各光透過部111,121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162の配列方向G1,G2は、それぞれY方向及びX方向に平行である例を示しているが、これに限らず、光透過部111,121の配列方向R1,R2がY方向及びX方向に平行であり、画素162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、配列方向G1,G2及び配列方向R1,R2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。
Not limited to this, as shown in FIG. 15B, for example, when the angle β and the angle γ are within the range of 0 to 10 ° when viewed from the optical axis O direction (Z direction), optical Since the 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 arrangement directions G1 and G2 of the
(7)各実施形態において、赤外線遮蔽シート18又は赤外線遮蔽層443を備えず、カバーシート17全体が所定の領域(700〜1100nm)の波長域の赤外線を遮蔽する材料を含有する材料により形成される等して、赤外線を遮蔽する機能を有していてもよいし、赤外線遮蔽層がカバーシート17の片面に形成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、撮像モジュールのさらなる薄型化を実現することができる。
(7) In each embodiment, the
(8)各実施形態において、光透過部111,121と、光吸収部113,123との界面は、複数の平面からなる折れ面状となっていてもよいし、複数の平面と曲面とが複数組み合わされている形態としてもよい。
(8) In each embodiment, the interface between the light transmitting
(9)各実施形態において、レンズ部13は、第1レンズシート11及び第2レンズシート12の2枚のレンズシートを備える形態を示したが、これに限らず、例えば、下記に示すようなレンズシートを1枚備える形態としてもよい。
図16は、撮像モジュール10の変形形態を説明する図である。図16では、理解を容易にするために、撮像モジュール10のうち、光学素子部15(透光性基板14、レンズ部73)、イメージセンサ16等を示している。
図17及び図18は、図16に示す撮像モジュール10の変形形態に用いられるレンズ部73を説明する図である。図17は、レンズ部73を像側(−Z側)から見た正面図である。図18(a)は、図17に示す矢印C1−C2に沿ったレンズ部73の断面(YZ断面)の一部を拡大した拡大図であり、図18(b)は、図17に示す矢印D1−D2に沿ったレンズ部73の断面(XZ断面)の一部を拡大した拡大図である。
このレンズ部73は、1枚のレンズシート71により形成されている。
(9) In each embodiment, although the
FIG. 16 is a diagram for explaining a modification of the
FIGS. 17 and 18 are diagrams illustrating a
The
レンズシート71は、光軸O方向(Z方向)において、透光性基板14の像側(−Z側)に配置され、その被写体側(+Z側)の面が平面状であり、接合層19aにより透光性基板14の透光領域141の像側(−Z側)の面に接合されている。
レンズシート71は、図17及び図18に示すように、シート面に沿ってX方向及びY方向に等間隔に配列される複数の光透過部711と、互いに隣り合う光透過部711間に、各光透過部711を囲むようにして設けられる光吸収部713とを備えた、いわゆるマイクロレンズアレイシートである。このレンズシート71では、光透過部711は、正方格子状に配置されている。
The
As shown in FIGS. 17 and 18, the
光透過部711は、第1の面71a側(この形態では、像側(−Z側))に、凸形状の単位レンズ形状712を有している。また、レンズシート71の第2の面71b(この形態では、被写体側(+Z側)の面)は、略平面状となっている。
単位レンズ形状712は、略半球状の形状に形成されており、鉛直方向(Y方向)及び左右方向(X方向)に対称な形状に形成されている。即ち、単位レンズ形状712は、YZ断面における断面形状とXZ断面における断面形状とが、円の一部形状(円弧形状)となっている。また、単位レンズ形状712(光透過部711)は、レンズシート71のシート面の法線方向(光軸O方向、Z方向)から見た形状が円形状に形成されている。ここで、略半球状とは、半球だけでなく、球の一部形状や回転楕円体の一部形状を含む形状をいう。
単位レンズ形状712の表面には、不図示の反射防止層が形成されている。
The
The
An antireflection layer (not shown) is formed on the surface of the
光透過部711の第2の面71b側には、シート面(XY面)に平行な方向に連続しているランド部714が形成されている。
このランド部714は、第1実施形態等に示した第1レンズシート11及び第2レンズシート12と同様に、その厚みが可能な限り薄い方が好ましく、ランド部714の厚さが0であること(即ち、ランド部714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。
A
As with the
光吸収部713は、互いに隣り合う光透過部711間に、各光透過部711を囲むようにして設けられている。光吸収部713は、レンズシート71の厚み方向(Z方向)に沿って、単位レンズ形状712が形成された第1の面71aから反対側の第2の面71b側に延びるようにして形成されている。
光吸収部713は、図18に示すように、レンズシート71の厚み方向(Z方向)に平行な断面における断面形状が楔形形状、又は、矩形形状に形成されている。
The
As shown in FIG. 18, the
この形態での光吸収部713は、レンズシート71の厚み方向(Z方向)に平行な面における断面形状が等脚台形形状であり、第1の面71a側端部の寸法が第2の面71b側端部の寸法に比べて大きい。なお、これに限らず、光吸収部713は、厚み方向(Z方向)に平行な面における断面形状が、第2の面71b側を頂点とする三角形形状としてもよい。
The
このレンズ部73のレンズシート71の各部の寸法は、以下の通りである。
光透過部711(単位レンズ形状712)の配列ピッチPは、約10〜230μmとすることが好ましい。
単位レンズ形状712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712のレンズ開口幅(開口径)D1(シート面の法線方向(Z方向)から見た場合の単位レンズ形状712の直径)は、約10〜200μmとすることが好ましい。
単位レンズ形状712のレンズ高さH1は、約2〜40μmとすることが好ましい。
The dimension of each part of the
The arrangement pitch P of the light transmitting portions 711 (unit lens shape 712) is preferably about 10 to 230 μm.
The radius of curvature R of the
The lens opening width (opening diameter) D1 of the unit lens shape 712 (diameter of the
The lens height H1 of the
光吸収部713の幅D2(第1の面71a側端部の幅)は、約1〜30μmとすることが好ましい。
光吸収部713の高さH2は、約20〜470μmとすることが好ましい。
光吸収部713と光透過部711との界面がシート面の法線方向となす角度θは、0〜10°程度とすることが好ましい。
The width D2 of the light absorbing portion 713 (the width of the end portion on the
The height H2 of the
The angle θ formed by the interface between the light absorbing
ランド厚D3は、約1〜50μmとすることが好ましい。
レンズシート71の総厚Tは、約30〜480μmとすることが好ましい。このレンズシート71の総厚Tは、レンズ部73の厚さに相当する。
レンズシート71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 preferably about 1 to 50 μm.
The total thickness T of the
When the
このような形態とした場合にも、前述の図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712により集光された光を、イメージセンサ16の対応する領域の画素162(画素群)に入射させることができる。これにより、画素162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。
また、このような形態とすることにより、レンズ部の厚みをさらに低減することができ、撮像モジュール及びカメラの薄型化、軽量化、生産コストの低減等を実現することができる。
Even in such a configuration, as shown in FIG. 7A, the light collected by the
Further, by adopting such a configuration, the thickness of the lens portion can be further reduced, and the imaging module and the camera can be made thinner, lighter, and the production cost can be reduced.
また、上記の例に限らず、レンズ部は、単位レンズ形状712(光透過部711)は、光軸O方向(Z方向)から見て、六方格子状や、長方格子状等に配置されるようにしてもよい。
また、以下の図19(a)に示すように、単位レンズ形状712(光透過部711)は、レンズシート71のシート面の法線方向(Z方向,光軸O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。
図19は、レンズ部73の別の形態を説明する図である。図19(a)は、レンズシート71の厚み方向(Z方向)の像側(−Z側)から見た正面図である。図19(b)は、図19(a)に示す矢印E1−E2に沿った断面を示す図(YZ断面図)であり、図19(c)は、図19(a)に示す矢印F1−F2に沿った断面を示す図(XZ断面図)である。
この場合、単位レンズ形状712は、像側(−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712は、図19(b),(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。
The lens unit is not limited to the above example, and the unit lens shape 712 (light transmission unit 711) is arranged in a hexagonal lattice shape, a rectangular lattice shape, or the like as viewed from the optical axis O direction (Z direction). You may make it do.
Further, as shown in FIG. 19A below, the unit lens shape 712 (light transmission portion 711) has a shape viewed from the normal direction (Z direction, optical axis O direction) of the sheet surface of the
FIG. 19 is a diagram illustrating another form of the
In this case, the
このような形態としても、前述の図17及び図18に示した半球状の単位レンズ形状712と同様の効果を奏することができる。また、この形態では、シート面の法線方向から見た光透過部711(単位レンズ形状712)の形状を矩形状にすることで、図17及び図18に示す形態に比べて、レンズシート71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。
Even in such a configuration, the same effect as the hemispherical
なお、単位レンズ形状712(光透過部711)は、レンズシート71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像側(−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。
また、レンズシート71は、第2の面71bが像側に位置し、第1の面71aが接合層19aによって透光性基板14に接合される形態としてもよい。この場合、単位レンズ形状712の集光作用を発揮する観点から、接合層19aは、その屈折率が光透過部711の屈折率N1よりも小さいものとすることが好ましい。
The unit lens shape 712 (light transmitting portion 711) is formed in a substantially polygonal pyramid shape having a polygonal shape when viewed from the normal direction (Z direction) of the lens surface of the
The
また、レンズシート71とイメージセンサ16との間に、不図示の各種レンズシートをさらに配置した形態としてもよく、例えば、レンズシート71よりも像側(−Z側)に、レンズシート71と同様な形状を有する不図示のレンズシートを配置してもよい。このような形態は、例えば、レンズの収差の補正等が必要な場合に有効である。
この場合、不図示のレンズシートは、単位レンズ形状が設けられる第1の面を、像側(+Z側)に向くようにして配置されてもよいし、イメージセンサ側を向くようにして配置されてもよい。また、不図示のレンズシートの単位レンズ形状の各寸法は、レンズシート71と同等としてもよいし、相違してもよい。
また、単位レンズ形状712の配列ピッチPやレンズ開口径D1、曲率半径R等は、レンズシート71の垂直方向(Y方向)と左右方向(X方向)とにおいて同様である例を示したが、これに限定されるものでなく、垂直方向と左右方向で各寸法が相違するようにしてもよい。
なお、撮像モジュール10を例に挙げて説明したが、これに限らず、撮像モジュール40,50,60においても上記変形形態は適用可能である。
Also, various lens sheets (not shown) may be further arranged between the
In this case, the lens sheet (not shown) may be arranged such that the first surface on which the unit lens shape is provided faces the image side (+ Z side) or the image sensor side. May be. Each dimension of the unit lens shape of the lens sheet (not shown) may be the same as or different from that of the
In addition, although the arrangement pitch P, the lens opening diameter D1, the curvature radius R, and the like of the unit lens shapes 712 are the same in the vertical direction (Y direction) and the left-right direction (X direction) of the
The
(10)各実施形態において、光吸収部113,123は、第2の面11b,12b側から第1の面11a,12a側へ厚み方向に沿って形成される形態としてもよい。
図20は、第1レンズシート11の変形形態を説明する図である。
図20に示すように、第1レンズシート11を、光吸収部113が第2の面11b側から第1の面11a側へ厚み方向に沿って形成される形態とする場合、ランド部114が第1の面11a側に位置し、単位レンズ形状112は連続して配列され、第2の面11bに光吸収部113の第2の面側端部が位置している。
このような形態とすることにより、単位レンズ形状112の谷底部分に光吸収部113を形成する材料が付着する等して単位レンズ形状112のレンズ開口幅D1が狭まり、光量が低下することを防止できる。
なお、第2レンズシート12や、前述の変形形態(9)に示したレンズシート71についても同様に、光吸収部123,713が第2の面12b,71b側から第1の面12a,71a側へ延びる形態としてもよい。
(10) In each embodiment, the
FIG. 20 is a diagram illustrating a modified form of the
As shown in FIG. 20, when the
By adopting such a configuration, it is possible to prevent the lens opening width D1 of the
Similarly, for the
(11)第1実施形態において、カバーシート17と赤外線遮蔽シート18と透光性基板14とは、各部材間に透光性を有する接合層を有し、一体に接合された形態としてもよい。また、第2〜第4実施形態において、カバーシート17と透光性基板44,54とは、透光性を有する接合層を有し、一体に接合された形態としてもよい
(11) In the first embodiment, the
(12)各実施形態において、透光性基板14,44,54の透光領域141,441,541は、板面の法線方向(光軸O方向、Z方向)から見て、中央に形成され、その周囲に配線領域142,442,542が形成される形態を示したが、これに限らず、透光領域141,441,541がレンズ部13及びイメージセンサ16の受光領域161に対応するならば、透光領域141,441,541及び配線領域142,442,542の位置や形状等は特に限定しない。
(12) In each embodiment, the
(13)各実施形態において、単位レンズ形状112,122は、凸形状である例を示したがこれに限らず、凹形状としてもよい。
図21は、レンズ部13の変形形態を説明する図である。
図21に示すように、単位レンズ形状112,122は、その配列方向及び厚み方向に平行な断面形状が凹形状であって、円の一部形状等である形態としてもよい。このような形態とする場合には、図21に示すように、光吸収部113,123は第2の面11b,12b側から第1の面11a,12a側へ厚み方向(Z方向)に沿って延びる形態とすることが好ましい。
また、このとき、第1レンズシート11と第2レンズシート12との間に、光透過部111,121よりも屈折率が高い樹脂層76が充填され、この樹脂層76により第1レンズシート11と第2レンズシート12とが接合される形態とすることが好ましい。
(13) In each embodiment, the unit lens shapes 112 and 122 are examples of convex shapes, but the present invention is not limited to this, and may be concave shapes.
FIG. 21 is a diagram illustrating a modified form of the
As shown in FIG. 21, the unit lens shapes 112 and 122 may have a concave cross-sectional shape parallel to the arrangement direction and the thickness direction, and may be a partial shape of a circle. In the case of such a configuration, as shown in FIG. 21, the
At this time, a
(14)各実施形態において、単位レンズ形状112,122の配列ピッチPやレンズ開口幅D1、曲率半径R、光透過部111,121の屈折率N1、光吸収部113,123の屈折率N2、光吸収部113,123の高さH2等は、第1レンズシート11と第2レンズシート12とで異なっていてもよい。
(14) In each embodiment, the arrangement pitch P of the unit lens shapes 112 and 122, the lens aperture width D1, the radius of curvature R, the refractive index N1 of the
(15)各実施形態において、レンズ部13の第1レンズシート11と透光性基板14,44,54とを接合する接合層を備えず、第1レンズシート11及び透光性基板14,44,54は、それぞれ不図示の支持部材で支持され、所定の位置で保持される形態としてもよい。このような支持部材は、黒等の暗色に形成され、光を吸収する機能を有することが迷光を低減する観点から好ましい。
このとき、光学密着等を防止する観点から、第1レンズシート11と透光性基板14,44,54との間に不図示のスペーサを配置する等してもよい。
(15) In each embodiment, the
At this time, a spacer (not shown) may be disposed between the
(16)各実施形態において、レンズ部13は、第1レンズシート11と第2レンズシート12とが、例えば、第1レンズシート11及び第2レンズシート12の有効部分(光が透過する領域)以外の領域や、光学的に影響の小さい領域(例えば、四隅の角部分)や、第1レンズシート11及び第2レンズシート12の周縁部等に外側へ凸となるように設けられた領域等に形成された接合層により一体に接合された形態としてもよい。このとき、接合層は、上述のような位置に設けることが、良好な画像を得る観点から好ましい。
(16) In each embodiment, the
(17)各実施形態において、第1レンズシート11及び第2レンズシート12は、ランド部114,124よりも第2の面11b,12b側にさらに基材層を備える形態としてもよい。以下、第1レンズシート11を例に挙げて説明するが、第2レンズシート12においても同様である。
図22は、第1レンズシート11の変形形態を説明する図である。
基材層115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111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11は、クロストーク等を抑制する観点から、光吸収部113の第2の面側端部から第2の面11bまでの厚みD4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115を用い、基材層115上に光透過部111及び光吸収部113を成形後に、この基材層115を剥離することが好ましい。しかし、クロストーク等が十分抑制できる程度に基材層115が薄い場合等には、図22に示すように、基材層115を積層した形態のままとしてもよい。
(17) In each embodiment, the
FIG. 22 is a diagram illustrating a modified form of the
The
From the viewpoint of suppressing crosstalk and the like, the
また、基材層115が剥離性を有していない場合には、基材層115に相当する部分を削る等により、光吸収部113の第2の面側端部から第2の面11bまでの厚みを薄くしてもよい。
なお、第1レンズシート11がこのような基材層115を有する場合には、光吸収部113の第2の面側先端から第2の面11bまでの寸法D4(基材層115及びランド部114を含む)は、約1〜250μmにすることが、迷光やクロストーク等を抑制する観点から好ましい。
このような基材層115を備える形態とすることにより、第1レンズシート11のハンドリングが容易になる。
Further, when the
When the
By using such a
(18)各実施形態において、レンズ部13は、図23に示すようなレンズシート77を備える形態としてもよい。
図23は、レンズ部13の変形形態を説明する図である。
レンズシート77は、基材層771の両面に、単位レンズ形状112,122を有する光透過部111,121及び光吸収部113,123が形成されている。このレンズシート77は、第1レンズシート11と第2レンズシート12とが、基材層771の両面にそれぞれ一体に形成された形態に等しい。
(18) In each embodiment, the
FIG. 23 is a diagram illustrating a modified form of the
In the lens sheet 77,
この基材層771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771としては、PET樹脂やトリアセチルセルロース(TAC)製のシート状の部材等が挙げられる。また、基材層771の厚さは、可能な範囲で薄いことが、迷光を抑制し、クロストークを低減して、各画素に入射する光の強度や光の入射方向の精度を向上させる観点から好ましい。
また、基材層771は、その屈折率が光透過部111,121の屈折率N1に等しい、もしくは、光透過部111,121と可能な限り屈折率差が小さいことが好ましい。
The
Further, the
(19)レンズ部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。
例えば、不図示の3枚目のレンズシート(以下、第3レンズシートという)は、第1レンズシート11及び第2レンズシート12と同様の形状のレンズシートであり、その光透過部の配列方向が、第1レンズシート11及び第2レンズシート12の光透過部111,121の配列方向R1,R2に対して、それぞれ45°±10°をなしているものとすることが好ましい。第3レンズシートの第1の面は、被写体側(+Z側)であっても、イメージセンサ側(−Z側)であってもよい。
(19) The
For example, a third lens sheet (not shown) (hereinafter referred to as a third lens sheet) is a lens sheet having the same shape as the
さらに、第1レンズシート11及び第2レンズシート12と同様の形状のレンズシートである4枚目のレンズシート(第4レンズシート)をレンズ部13に配置する場合には、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R1,R2に対して、それぞれ45°±10°をなし、第3レンズシートの光透過部の配列方向に対してそれぞれ90°±10°をなしているものとすることが好ましい。第4レンズシートの第1の面は、被写体側(+Z側)であっても、イメージセンサ側(−Z側)であってもよい。
なお、レンズ部13内において、第3レンズシート、第4レンズシートの光軸O方向(Z方向)の位置については、特に限定しない。
Furthermore, when a fourth lens sheet (fourth lens sheet), which is a lens sheet having the same shape as the
In the
(20)各実施形態において、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、所望する光学性能等に応じて、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いし、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。
(20) In each embodiment, the unit lens shapes 112 and 122 are, for example, such that the cross-sectional shape in the arrangement direction of the
(21)各実施形態において、第1レンズシート11及び第2レンズシート12には、その表裏面(第1の面11a,12aと第2の面11b,12b)を区別しやすくするために、表裏判別用の切欠きを設けてもよい。
また、レンズ部13の配置や撮像モジュール10,40,50,60の組み立てを容易にするために、アライメントマークを第1レンズシート11及び第2レンズシート12に設けてもよい。
(21) In each embodiment, the
In order to facilitate the arrangement of the
(22)各実施形態において、カメラ1は、スマートフォン等の携帯端末用カメラである例を示したが、これに限らず、例えば、デジタルカメラ等としてもよいし、PC(Personal Computer)内蔵型又は外付型のPC用カメラや、インターフォン用カメラ、車載用カメラ等としてもよいし、携帯型ゲーム機用カメラ等としてもよい。 (22) In each embodiment, the camera 1 is an example of a camera for a mobile terminal such as a smartphone. However, the present invention is not limited thereto, and may be a digital camera or the like, or a PC (Personal Computer) built-in type or An external PC camera, an interphone camera, a vehicle-mounted camera, or the like may be used, or a portable game machine camera or the like.
(23)各実施形態において、イメージセンサ16の受光領域161の大きさは、撮像モジュール10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16の受光領域161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等の大きな受光領域161を有するイメージセンサ16を使用することにより、ノイズの低減や取得する焦点距離や被写界深度等の情報の精度や情報量の向上を図り、画質のさらなる向上や、カメラ1の性能向上を図ってもよい。また、このような大きな受光領域を有するイメージセンサ16を備えたカメラにおいても、薄型化、軽量化等を実現することができる。
(23) In each embodiment, the size of the
For example, when 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 撮像モジュール
11 第1レンズシート
12 第2レンズシート
13 レンズ部
111,121 光透過部
112,122 単位レンズ形状
113,123 光吸収部
13 レンズ部
14,44,54 透光性基板
141,441,541 透光領域
142,442,542 配線領域
15 光学素子部
16 イメージセンサ
161 受光領域
17 カバーシート
18 赤外線遮蔽シート
19a,19b 接合層
19c 接合部材
443,543 赤外線遮蔽層
544 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (13)
前記光学機能部の入光側に設けられ、少なくとも一方の面に配線パターンが形成された配線領域と、前記配線パターンが両面の対向する領域に形成されていない透光領域とを備える透光性基板と、
を備え、
前記レンズシートは、
シート面に沿って配列され、一方の面側に凸状又は凹状の単位レンズ形状を有する光透過部と、
前記光透過部の配列方向において、前記光透過部と交互に配列され、前記レンズシートの厚み方向に沿って延びる光吸収部と、
を有し、
前記光学機能部は、前記透光性基板の出光側であって前記透光領域上に配置されること、
を特徴とする光学素子。 An optical function unit including at least one lens sheet having a light collecting action;
A translucency provided on the light incident side of the optical function part, and having a wiring region in which a wiring pattern is formed on at least one surface and a light-transmitting region in which the wiring pattern is not formed in a region facing both surfaces A substrate,
With
The lens sheet is
A light transmissive portion arranged along the sheet surface and having a convex or concave unit lens shape on one surface side;
In the arrangement direction of the light transmission portion, a light absorption portion that is alternately arranged with the light transmission portion and extends along the thickness direction of the lens sheet;
Have
The optical function part is disposed on the light-transmitting region on the light-exiting side of the light-transmitting substrate;
An optical element characterized by the above.
前記光学機能部は、第1レンズシートと、その出光側に配置された第2レンズシートとを備え、
前記第1レンズシート及び前記第2レンズシートは、互いのシート面が平行となるように配置され、
前記第1レンズシートは、シート面に沿った第1の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第2の方向に配列され、一方の面側に凸状の第1単位レンズ形状を有する第1光透過部と、
前記第1光透過部と交互に配列され、前記第1光透過部の長手方向となる前記第1の方向に延在し、前記第1レンズシートの厚み方向に沿って延びる第1光吸収部と、
を有し、
前記第2レンズシートは、シート面に沿った第3の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第4の方向に配列され、一方の面側に凸状の第2単位レンズ形状を有する第2光透過部と、
前記第2光透過部と交互に配列され、前記第2光透過部の長手方向となる前記第3の方向に延在し、前記第1レンズシートの厚み方向に沿って延びる第2光吸収部と、
を備え、
前記第1光透過部の配列される第2の方向と、前記第2光透過部の配列される第4の方向とは、シート面の法線方向から見て、角度αをなして交差すること、
を特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 1,
The optical function unit includes a first lens sheet and a second lens sheet arranged on the light exit side thereof,
The first lens sheet and the second lens sheet are arranged so that their sheet surfaces are parallel to each other,
The first lens sheet extends in the first direction along the sheet surface as a longitudinal direction, and is arranged in a second direction intersecting the longitudinal direction, and is convex on the one surface side. A first light transmission part having a shape;
The first light-absorbing portion, which is alternately arranged with the first light-transmitting portion, extends in the first direction, which is the longitudinal direction of the first light-transmitting portion, and extends along the thickness direction of the first lens sheet When,
Have
The second lens sheet extends with the third direction along the sheet surface as a longitudinal direction, and is arranged in a fourth direction intersecting the longitudinal direction, and is convex on the one surface side of the second unit lens. A second light transmission part having a shape;
Second light absorbing portions that are alternately arranged with the second light transmitting portions, extend in the third direction that is the longitudinal direction of the second light transmitting portions, and extend in the thickness direction of the first lens sheet When,
With
The second direction in which the first light transmission parts are arranged and the fourth direction in which the second light transmission parts are arranged intersect at an angle α when viewed from the normal direction of the sheet surface. about,
An optical element characterized by the above.
前記角度αは、80°≦α≦100°を満たすこと、
を特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 2,
The angle α satisfies 80 ° ≦ α ≦ 100 °,
An optical element characterized by the above.
前記第2レンズシートは、前記透光性基板と接合されて、該光学素子の光の進行方向における位置が固定されていること、
を特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 2 or claim 3,
The second lens sheet is bonded to the translucent substrate, and the position of the optical element in the light traveling direction is fixed;
An optical element characterized by the above.
前記透光性基板の前記透光領域以外の領域の少なくとも一部には、光を吸収して遮光する遮光層が形成されていること、
を特徴とする光学素子。 In the optical element according to any one of claims 1 to 4,
A light shielding layer that absorbs light and shields light is formed on at least a part of the light-transmissive substrate other than the light-transmissive region;
An optical element characterized by the above.
前記透光性基板は、出光側の面に凹部を有し、
前記凹部は、その外形が前記光学機能部よりも大きく、前記光学機能部の厚み方向の少なくとも一部をその内部に配置可能であること、
を特徴とする光学素子。 In the optical element according to any one of claims 1 to 5,
The translucent substrate has a recess on the light-emitting side surface,
The concave portion has an outer shape larger than the optical function portion, and at least a part of the optical function portion in the thickness direction can be disposed therein.
An optical element characterized by the above.
前記光学素子の出光側に配置され、入射する光を電気信号に変換する複数の画素が配列された受光領域を有する撮像素子部と、
を備え、
前記撮像素子部は、光軸方向から見て、前記透光領域に前記受光領域が対応するように配置され、前記透光性基板の前記配線パターンと電気的に接続されていること、
を特徴とする撮像モジュール。 The optical element according to any one of claims 1 to 6,
An imaging element unit having a light receiving region arranged on a light output side of the optical element and in which a plurality of pixels that convert incident light into an electrical signal are arranged;
With
The imaging element unit is disposed so that the light receiving region corresponds to the light transmitting region when viewed from the optical axis direction, and is electrically connected to the wiring pattern of the light transmitting substrate.
An imaging module characterized by the above.
前記光学機能部は、第1レンズシートと、その出光側に配置された第2レンズシートとを備え、
前記第1レンズシート及び前記第2レンズシートは、互いのシート面が平行となるように配置され、
前記第1レンズシートは、
シート面に沿った第1の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第2の方向に配列され、一方の面側に凸状の第1単位レンズ形状を有する第1光透過部と、
前記第1光透過部と交互に配列され、前記第1光透過部の長手方向となる前記第1の方向に延在し、前記第1レンズシートの厚み方向に沿って延びる第1光吸収部と、
を有し、
前記第2レンズシートは、
シート面に沿った第3の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第4の方向に配列され、一方の面側に凸状の第2単位レンズ形状を有する第2光透過部と、
前記第2光透過部と交互に配列され、前記第2光透過部の長手方向となる前記第3の方向に延在し、前記第1レンズシートの厚み方向に沿って延びる第2光吸収部と、
を備え、
前記第1光透過部の配列される第2の方向と、前記第2光透過部の配列される第4の方向とは、シート面の法線方向から見て、角度αをなして交差し、
前記第1レンズシートは、前記透光性基板の出光側の前記透光領域上に接合され、前記第2レンズシートは、前記撮像素子部の前記受光領域の入光側に接合され、前記撮像素子部と前記透光性基板とは、一部が導電性を有する接合部材によって接合されて、該撮像モジュールの光軸方向における前記第1レンズシート及び前記第2レンズシートの位置が固定されていること、
を特徴とする撮像モジュール。 The imaging module according to claim 7, wherein
The optical function unit includes a first lens sheet and a second lens sheet arranged on the light exit side thereof,
The first lens sheet and the second lens sheet are arranged so that their sheet surfaces are parallel to each other,
The first lens sheet is
A first light transmission extending in the first direction along the sheet surface as a longitudinal direction and arranged in a second direction intersecting the longitudinal direction and having a convex first unit lens shape on one surface side. And
The first light-absorbing portion, which is alternately arranged with the first light-transmitting portion, extends in the first direction, which is the longitudinal direction of the first light-transmitting portion, and extends along the thickness direction of the first lens sheet When,
Have
The second lens sheet is
The second light transmission has a third direction extending along the sheet surface as a longitudinal direction and is arranged in a fourth direction intersecting the longitudinal direction and has a convex second unit lens shape on one surface side. And
Second light absorbing portions that are alternately arranged with the second light transmitting portions, extend in the third direction that is the longitudinal direction of the second light transmitting portions, and extend in the thickness direction of the first lens sheet When,
With
The second direction in which the first light transmission parts are arranged and the fourth direction in which the second light transmission parts are arranged intersect at an angle α when viewed from the normal direction of the sheet surface. ,
The first lens sheet is bonded onto the light-transmitting area on the light-emitting side of the light-transmitting substrate, and the second lens sheet is bonded to the light-receiving side of the light-receiving area of the imaging element unit, and the imaging The element portion and the translucent substrate are partly joined by a joining member having conductivity, and the positions of the first lens sheet and the second lens sheet in the optical axis direction of the imaging module are fixed. Being
An imaging module characterized by the above.
前記透光性基板は、出光側の面に凹部を有し、
前記凹部は、その外形が前記光学機能部よりも大きく、前記光学機能部の厚み方向の少なくとも一部をその内部に配置可能であり、
前記透光性基板は、マザーボードと直接電気的に接合されていること、
を特徴とする撮像モジュール。 The imaging module according to claim 7 or 8,
The translucent substrate has a recess on the light-emitting side surface,
The concave portion has an outer shape larger than the optical function portion, and at least part of the thickness direction of the optical function portion can be disposed therein.
The translucent substrate is directly electrically joined to the motherboard;
An imaging module characterized by the above.
前記凹部の側面部分には、光を遮蔽する光遮蔽層が形成されていること、
を特徴とする撮像モジュール。 The imaging module according to claim 9, wherein
A light shielding layer that shields light is formed on a side surface portion of the recess,
An imaging module characterized by the above.
前記光学機能部又は前記透光性基板は、所定の波長領域の赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層を備えること、
を特徴とする撮像モジュール。 In the imaging module according to any one of claims 7 to 10,
The optical function part or the translucent substrate includes an infrared shielding layer that shields infrared rays in a predetermined wavelength region;
An imaging module characterized by the above.
前記透光性基板よりも入光側に、所定の波長領域の赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽シートを備えること、
を特徴とする撮像モジュール。 In the imaging module according to any one of claims 7 to 10,
Provided with an infrared shielding sheet that shields infrared rays in a predetermined wavelength region on the light incident side of the translucent substrate,
An imaging module characterized by the above.
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