JP6430206B2 - The camera module - Google Patents

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Description

本発明は、レンズを通して被写体を撮像するカメラモジュールに関するものである。 The present invention is related to a camera module for imaging a subject through the lens.

電子機器、例えばデジタルカメラや携帯電話等には、被写体を撮影して画像信号に変換するためのカメラモジュールが内蔵されている。このカメラモジュールは、被写体を撮像する撮像素子と、この撮像素子上に被写体の画像を結像するレンズユニットとを備えている。レンズユニットは、通常、複数のレンズから構成されている。   An electronic device such as a digital camera or a mobile phone has a built-in camera module for photographing a subject and converting it into an image signal. The camera module includes an image sensor that images a subject and a lens unit that forms an image of the subject on the image sensor. The lens unit is usually composed of a plurality of lenses.

カメラモジュールでは、不要な入射光や反射光を除去してフレアやゴースト等の発生を防ぎ、撮像画像の画質を向上させることが必要である。このために、不要光をカットするための遮光板を有するレンズユニットや、不要光をカットしつつ反射光を低減するための低光沢度の遮光材を有するレンズ等が提案されている。   In the camera module, it is necessary to remove unnecessary incident light and reflected light to prevent the occurrence of flare, ghost, and the like and to improve the image quality of the captured image. For this reason, a lens unit having a light shielding plate for cutting unnecessary light, a lens having a light shielding material with low glossiness for reducing reflected light while cutting unnecessary light, and the like have been proposed.

特許文献１には、レンズとレンズの間に挿入され、それぞれのレンズ表面等の反射により発生する不要光を他のレンズに入射させない位置に配置された遮光板を有するレンズユニットが開示されている。   Patent Document 1 discloses a lens unit having a light shielding plate that is inserted between lenses and is disposed at a position where unnecessary light generated by reflection of each lens surface or the like is not incident on another lens. .

また、特許文献２には、遮光材表面での反射光を低減させるために、レンズ表面に凹凸形状を有する遮光材付き光学レンズの製造方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method for manufacturing an optical lens with a light shielding material having a concavo-convex shape on the lens surface in order to reduce reflected light on the surface of the light shielding material.

特開２００９−０４８０２４号公報JP 2009-048024 A 特開２０１２−２０８３９１号公報JP 2012-208391 A

近年のカメラモジュールは、明るさを上げるためのレンズの大口径化と小型化のための薄型化とを両立させることが要求されており、この要求は今後さらに厳しくなるものと予想される。このため、カメラモジュールに搭載される遮光板に入射する光の入射角は更に大きくなるが、この場合でも、遮光板表面における光の反射をより抑制できるような構成が求められる。ここで、入射角は、遮光板表面に対する法線と光の入射方向のなす角度をいう。   In recent years, camera modules are required to have both a large aperture for increasing brightness and a reduction in thickness for miniaturization, and this requirement is expected to become stricter in the future. For this reason, the incident angle of light incident on the light shielding plate mounted on the camera module is further increased, but even in this case, a configuration that can further suppress the reflection of light on the surface of the light shielding plate is required. Here, the incident angle refers to an angle formed between the normal to the light shielding plate surface and the light incident direction.

しかしながら、特許文献１に開示されたレンズユニットは、近年の薄型化されたカメラモジュールに適用した場合には、遮光板表面における反射光によって、フレアやゴーストが発生するおそれがある。   However, when the lens unit disclosed in Patent Document 1 is applied to a thin camera module in recent years, flare and ghost may occur due to reflected light on the surface of the light shielding plate.

また、特許文献２に開示されたレンズでは、遮光材表面に凹凸形状を有しているが、開示された凹凸形状では、入射角の大きな光の反射を十分に低減することができず、フレアやゴーストが発生するおそれがある。   In addition, the lens disclosed in Patent Document 2 has a concavo-convex shape on the surface of the light shielding material. However, the disclosed concavo-convex shape cannot sufficiently reduce the reflection of light having a large incident angle. And ghosting may occur.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、入射角の大きな光の反射を低減して、遮光板表面の反射によるフレアやゴーストの発生を抑制する薄型のカメラモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, to reduce the reflection of a large light incident angle, to provide a camera module for suppressing thin flare and ghost due to the reflection of the light shielding plate surface For the purpose.

上記課題を解決するために、本発明のカメラモジュールは、複数のレンズおよび少なくとも１枚の遮光板がレンズの光軸方向に積み重ねられたレンズユニットと、レンズユニットを通して被写体を撮像する撮像素子と、を有している。遮光板の少なくとも一部には、遮光板の表面から遮光板の内部に向かって屈折率が増加する反射防止部が設けられ、複数のレンズの表面のうち、最も被写体側の部分から撮像素子までの距離をＴＴＬとし、レンズユニットの合成焦点距離をfとしたとき、ＴＴＬ／ｆ ≦ １．３となっている。上記の反射防止部は、遮光を行う光の波長帯域の中で最も長い波長λＢよりも大きな平均周期を有する粗凹凸構造と、粗凹凸構造上に、遮光を行う光の波長帯域の中で最も短い波長λＡの１／２よりも小さい平均周期を有する微細凹凸構造であるモスアイ構造と、を有し、遮光板は、Ａｌからなる母材を有し、母材は、上記粗凹凸構造を有し、微細凹凸構造がＮｉメッキからなる。 In order to solve the above problems, a camera module of the present invention includes a lens unit in which a plurality of lenses and at least one light-shielding plate are stacked in the optical axis direction of the lens, an imaging element that images a subject through the lens unit, have. At least a part of the light shielding plate is provided with an antireflection portion whose refractive index increases from the surface of the light shielding plate toward the inside of the light shielding plate, and from the surface closest to the subject to the imaging element among the surfaces of the plurality of lenses TTL / f ≦ 1.3, where TTL is TTL and the combined focal length of the lens unit is f. The antireflection portion includes a rough concavo-convex structure having an average period longer than the longest wavelength λB in the wavelength band of light to be shielded, and the rough concavo-convex structure, which is the most in the wavelength band of light to be shielded. A moth-eye structure that is a fine concavo-convex structure having an average period smaller than ½ of the short wavelength λA, the light shielding plate has a base material made of Al, and the base material has the rough concavo-convex structure. The fine concavo-convex structure is made of Ni plating.

微細凹凸構造の平均高さは、λＢの１／２以上であることが好ましい。 The average height of the fine concavo-convex structure is preferably 1/2 or more of λB.

粗凹凸構造の平均高さは、λＢの１／２以上であることが好ましい。   The average height of the rough concavo-convex structure is preferably ½ or more of λB.

遮光部材は、表面に形成された凹凸による反射防止構造を有することが好ましい。   It is preferable that the light shielding member has an antireflection structure by unevenness formed on the surface.

遮光板は前記レンズに内包されていることが好ましい。   It is preferable that the light shielding plate is included in the lens.

本発明によれば、入射角の大きな光の反射を低減するため、薄型の電子機器への組み込んだ場合でも、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。   According to the present invention, since the reflection of light having a large incident angle is reduced, the occurrence of flare and ghost can be suppressed even when incorporated into a thin electronic device.

本発明の電子機器の表面側斜視図である。It is a surface side perspective view of the electronic device of the present invention. 本発明の電子機器の背面側斜視図である。It is a back side perspective view of the electronic device of the present invention. 図１の電子機器の断面図である。It is sectional drawing of the electronic device of FIG. 本発明のカメラモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the camera module of this invention. 本発明のレンズユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the lens unit of this invention. 第１実施形態の遮光板の説明図である。It is explanatory drawing of the light-shielding plate of 1st Embodiment. レンズユニットの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of a lens unit. 第２実施形態の遮光板の説明図である。It is explanatory drawing of the light-shielding plate of 2nd Embodiment. 第３実施形態の遮光板の説明図である。It is explanatory drawing of the light-shielding plate of 3rd Embodiment. 第４実施形態のレンズの説明図である。It is explanatory drawing of the lens of 4th Embodiment. 第４実施形態のレンズの製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the lens of 4th Embodiment. 従来の反射防止部の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional antireflection part. 従来の反射防止部の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional antireflection part.

「第１実施形態」
本発明の電子機器の一例として、図１及び図２にスマートフォン１０を示す。図１に示すように、スマートフォン１０は、その片面にタッチパネル形式の表示入力部１１を有し、表示入力部１１が指などで操作されることで所定の指示がスマートフォン１０に与えられる。また、図２に示すように、スマートフォン１０のもう一方の面にはカメラモジュール２０が設けられ、このカメラモジュール２０を用いて静止画や動画を撮影することができる。カメラモジュール２０で撮影された静止画や動画は、表示入力部１１に表示させることができる。 “First Embodiment”
As an example of the electronic apparatus of the present invention, a smartphone 10 is shown in FIGS. As illustrated in FIG. 1, the smartphone 10 includes a touch panel display input unit 11 on one side, and a predetermined instruction is given to the smartphone 10 by operating the display input unit 11 with a finger or the like. As shown in FIG. 2, a camera module 20 is provided on the other surface of the smartphone 10, and still images and moving images can be taken using the camera module 20. Still images and moving images captured by the camera module 20 can be displayed on the display input unit 11.

図３は、スマートフォン１０の断面図であり、スマートフォン１０に搭載された状態のカメラモジュール２０を示しているカメラモジュール２０の光軸Ａｘは、スマートフォン１０の厚み方向と一致している。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the smartphone 10, and the optical axis Ax of the camera module 20 showing the camera module 20 mounted on the smartphone 10 matches the thickness direction of the smartphone 10.

図４は、カメラモジュール２０の断面図である。カメラモジュール２０は、レンズユニット２１、フォーカス駆動部２２、撮像素子２３が筐体２４の内部に設けられている。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the camera module 20. In the camera module 20, a lens unit 21, a focus driving unit 22, and an image sensor 23 are provided inside a housing 24.

ここで、カメラモジュール２０の作用について説明する。スマートフォン１０によって被写体が撮影されるとき、カメラモジュールに設けられたＡＦ制御部（図示せず）によって、フォーカス駆動部２２がレンズユニット２１を光軸Ａｘの方向に駆動し、レンズユニット２１と撮像素子２３との距離が調整されることで、ピント調整が行われる。   Here, the operation of the camera module 20 will be described. When a subject is photographed by the smartphone 10, the focus control unit 22 drives the lens unit 21 in the direction of the optical axis Ax by an AF control unit (not shown) provided in the camera module. The focus is adjusted by adjusting the distance from the camera 23.

レンズユニット２１の開口部２８から入る被写体光は、レンズ２６によって、撮像素子２３上に集光され、被写体像が結像される。撮像素子２３は、撮像情報を電気信号に変換し、スマートフォン１０の制御部（図示せず）に電気信号を送る。   The subject light entering from the opening 28 of the lens unit 21 is condensed on the image sensor 23 by the lens 26 to form a subject image. The imaging element 23 converts imaging information into an electrical signal and sends the electrical signal to a control unit (not shown) of the smartphone 10.

図５はレンズユニット２１の分解斜視図である。レンズユニットは、円筒状のレンズバレル２５、５枚のレンズ２６Ａ〜２６Ｅ、３枚の遮光板２７Ａ〜２７Ｃからなる。レンズ２６としては、凸レンズや凹レンズ等、種々のレンズを用いることができる。また、レンズの曲面は、球面であってもよく、非球面であってもよい。レンズ２６Ａ〜Ｅおよび遮光板２７Ａ〜Ｃは、レンズバレル２５の内部に組み込まれ、レンズバレル２５の内周部に設けられた段差部２９によって光軸方向の位置が決められている。   FIG. 5 is an exploded perspective view of the lens unit 21. The lens unit includes a cylindrical lens barrel 25, five lenses 26A to 26E, and three light shielding plates 27A to 27C. As the lens 26, various lenses such as a convex lens and a concave lens can be used. The curved surface of the lens may be a spherical surface or an aspherical surface. The lenses 26 </ b> A to 26 </ b> E and the light shielding plates 27 </ b> A to 27 </ b> C are incorporated in the lens barrel 25, and the positions in the optical axis direction are determined by a step portion 29 provided on the inner peripheral portion of the lens barrel 25.

図６に示すように、遮光板２７は、母材３０としてＡｌ（アルミニウム）が用いられ、その表面には、Ｎｉ（ニッケル）からなる微細凹凸構造３１を有するモスアイ構造が形成され、反射防止部３２を形成している。微細凹凸構造３１は、先端が細く根元が太い円錐形状の突起を複数配列することによって形成される。モスアイ構造においては、突起の材料と、隣接する突起間を占有する光の媒質との体積比率が、突起の先端から根元に向かって徐々に変化するため、見かけ上の屈折率がゆるやかに変化する。そのため、微細凹凸構造３１への入射光は、光の反射や屈折が生じにくくなり、微細凹凸構造３１で吸収される。ここで、光の媒質は、微細凹凸構造３１がレンズ外の大気中に存在する場合は空気であり、レンズ内に存在する場合にはレンズ材料である。   As shown in FIG. 6, the light shielding plate 27 uses Al (aluminum) as a base material 30, and a moth-eye structure having a fine uneven structure 31 made of Ni (nickel) is formed on the surface of the light shielding plate 27. 32 is formed. The fine concavo-convex structure 31 is formed by arranging a plurality of conical protrusions with thin tips and thick roots. In the moth-eye structure, the volume ratio between the material of the protrusion and the light medium that occupies between adjacent protrusions gradually changes from the tip of the protrusion toward the root, so the apparent refractive index changes slowly. . Therefore, light incident on the fine concavo-convex structure 31 is less likely to be reflected or refracted and is absorbed by the fine concavo-convex structure 31. Here, the light medium is air when the fine concavo-convex structure 31 is present in the atmosphere outside the lens, and is a lens material when it is present in the lens.

微細凹凸構造３１の平均周期は、遮光板２７が遮光する光の波長帯域の中で最も短い波長λＡの１／２よりも小さくなっている。ここで、微細凹凸構造３１の周期とは、隣り合う凸部の頂点（Crest）間または谷底（Root）間の距離であり、図６においてＰＳ１で示した距離のことである。平均周期は、微細凹凸構造３１の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）により観察し、隣り合う１１個の凹凸の頂点間、もしくは谷底間の距離１０箇所を計測し、その平均値を算出することで求めることができる。また、遮光する光の波長帯域とは、カメラモジュール２０が通常のカメラモジュールであれば、３６０〜８３０ｎｍ（可視光域）であり、赤外線カメラモジュールであれば、７００〜２５００ｎｍである。   The average period of the fine concavo-convex structure 31 is smaller than ½ of the shortest wavelength λA in the wavelength band of light shielded by the light shielding plate 27. Here, the period of the fine concavo-convex structure 31 is a distance between vertices (Crest) of adjacent convex portions or a root (Root), and is a distance indicated by PS1 in FIG. The average period is obtained by observing the cross section of the fine concavo-convex structure 31 with a scanning electron microscope (SEM), measuring 10 distances between the tops of 11 adjacent concavo-convex parts or valley bottoms, and calculating the average value. Can be obtained by calculating. The wavelength band of light to be shielded is 360 to 830 nm (visible light region) if the camera module 20 is a normal camera module, and 700 to 2500 nm if the camera module 20 is an infrared camera module.

反射防止部３２は、少なくとも、レンズバレル２５に組み込まれた状態で光が入射する部分の一部に設けられるが、光が入射する部分の全部に設けてもよく、あるいは遮光板２７の表面全体に設けてもよい。微細凹凸構造３１が、上記のような平均周期を有することにより、反射防止部３２は、表面から内部に向かって屈折率が増加し、反射防止部３２の表面における光の反射を低減することができ、反射防止部３２の表面上で反射した光が撮像素子２３に入射するのを防いで、ゴーストやフレアの発生を低減することができる。   The antireflection part 32 is provided at least at a part of the part where the light is incident while being incorporated in the lens barrel 25, but may be provided at the whole part where the light is incident, or the entire surface of the light shielding plate 27. May be provided. When the fine concavo-convex structure 31 has the average period as described above, the antireflection part 32 has an increased refractive index from the surface toward the inside, and can reduce light reflection on the surface of the antireflection part 32. It is possible to prevent the light reflected on the surface of the antireflection part 32 from entering the image sensor 23 and reduce the occurrence of ghosts and flares.

微細凹凸構造３１は、Ａｌ（アルミニウム）の母材３０にＮｉ（ニッケル）メッキすることで形成される。微細凹凸構造３２を形成するためのニッケルのメッキ処理としては、例えば、エビナ電化工業の黒色メッキ技術が用いられる（http://www.ebinadk.com/technology/tech/detail02.html参照）。なお、微細凹凸構造３１は、母材の上にエネルギー硬化性樹脂を塗布し、塗布されたエネルギー硬化性樹脂を微細な凹凸構造が形成された型によって型押した後、紫外線等を照射したり、加熱したりして、エネルギー硬化性樹脂を硬化することで形成してもよい。   The fine concavo-convex structure 31 is formed by plating Ni (nickel) on an Al (aluminum) base material 30. As a nickel plating process for forming the fine concavo-convex structure 32, for example, a black plating technique of Ebina Denka Kogyo is used (see http://www.ebinadk.com/technology/tech/detail02.html). The fine concavo-convex structure 31 is formed by applying an energy curable resin on a base material, embossing the applied energy curable resin with a mold on which a fine concavo-convex structure is formed, and then irradiating ultraviolet rays or the like. The energy curable resin may be cured by heating or curing.

本実施形態の遮光板の作用について、図７を用いて説明する。上記のとおり、遮光板２７の反射防止部３２は、微細凹凸構造３１を有することにより、表面から内部に向かって徐々に屈折率が増加するので、反射防止部３２の表面における反射光を低減することができる。カメラモジュール２０の薄型化（低背化）が進められるにつれ、遮光板２７Ｃには、遮光板２７Ｃの法線Ｖと遮光板２７Ｃに入射する光線Ｌとがなす入射角θの大きい光線も入射するようになってくる。具体的には、図４に示すように、レンズ２６Ａの表面の最も被写体側の部分から撮像素子までの距離をＴＴＬ（ｍｍ）とし、レンズ２６Ａ〜Ｅの合成焦点距離ｆ（ｍｍ）としたとき、ＴＴＬ／ｆ≦１．３となると、その傾向は顕著となる。   The effect | action of the light-shielding plate of this embodiment is demonstrated using FIG. As described above, since the antireflection portion 32 of the light shielding plate 27 has the fine concavo-convex structure 31, the refractive index gradually increases from the surface toward the inside, so that the reflected light on the surface of the antireflection portion 32 is reduced. be able to. As the camera module 20 becomes thinner (lower profile), a light beam having a large incident angle θ formed by the normal V of the light shielding plate 27C and the light beam L incident on the light shielding plate 27C also enters the light shielding plate 27C. It becomes like this. Specifically, as shown in FIG. 4, when the distance from the most object-side portion of the surface of the lens 26A to the image sensor is TTL (mm) and the combined focal length f (mm) of the lenses 26A to E is used. When TTL / f ≦ 1.3, the tendency becomes remarkable.

ところで、遮光板表面における反射光を低減する方法としては、本発明のように、屈折率を遮光板の表面から内部に向かって増加させる方法以外に、光を遮光板の表面で散乱させる方法や、光の干渉を利用する方法が従来から存在する。   By the way, as a method of reducing the reflected light on the surface of the light shielding plate, as in the present invention, in addition to a method of increasing the refractive index from the surface of the light shielding plate toward the inside, a method of scattering light on the surface of the light shielding plate, Conventionally, there is a method using light interference.

図１２には、表面に遮光する光の帯域の波長よりも大きい凹凸構造４１が母材４２の上に形成された遮光板４０を示す。遮光板４０に、入射角が小さい光線が入射したときには、凹凸構造４１の作用によって光が散乱し、撮像素子に入射する不要光を低減することができる。しかし、入射角の大きい光線が入射すると、遮光板４０は、肉眼で観察すると白く光るように見え、十分に不要光を低減することができなくなる。ここで、不要光とは、レンズ表面等の反射により発生し、フレアやゴーストの原因となる有害光をいう。   FIG. 12 shows a light shielding plate 40 in which a concavo-convex structure 41 having a larger wavelength than the wavelength of light to be shielded on the surface is formed on a base material 42. When a light beam having a small incident angle is incident on the light shielding plate 40, the light is scattered by the action of the concavo-convex structure 41, and unnecessary light incident on the image sensor can be reduced. However, when a light beam having a large incident angle is incident, the light shielding plate 40 appears to shine white when observed with the naked eye, and the unnecessary light cannot be sufficiently reduced. Here, the unnecessary light refers to harmful light that is generated by reflection from the lens surface or the like and causes flare or ghost.

図１３には、光の干渉を利用した反射防止膜５１を母材５２の上に有する遮光板５０を示す。遮光板５０において、反射防止膜５１に光Ｌ１が入射したときの反射防止膜５１の表面で反射する光Ｌ１Ａと、反射防止膜５１と母材５２の界面で反射する光Ｌ１Ｂとの光路差Δｌ（ｎｍ）は、反射防止膜５１の膜厚をＤ（ｎｍ）とすると、Δｌ＝２Ｄ／ｃｏｓθとなる。Δｌが、入射する光の波長λｎｍの１／２となるとき、Ｌ１ＡとＬ１Ｂの位相が１８０°ずれるため、互いに強度を弱め合って反射防止効果が最大となる。そのため、反射防止膜の膜厚Ｄは、θが小さいときに合わせてＤ＝４／λとして設けられることが一般的である。しかし、このように膜厚Ｄをｄ＝４／λと設定すると、θの大きい光線も遮光板５０に入射する場合には、光路差がλ／２から大きくずれてしまうため、反射防止効果を得ることができず、十分に不要光を低減することができなくなる。   FIG. 13 shows a light shielding plate 50 having an antireflection film 51 utilizing light interference on a base material 52. In the light shielding plate 50, the optical path difference Δl between the light L1A reflected by the surface of the antireflection film 51 and the light L1B reflected by the interface between the antireflection film 51 and the base material 52 when the light L1 enters the antireflection film 51. (Nm) is Δl = 2D / cos θ, where D (nm) is the thickness of the antireflection film 51. When Δl is ½ of the wavelength λnm of the incident light, the phases of L1A and L1B are shifted by 180 °, so that the intensities are reduced and the antireflection effect is maximized. Therefore, the film thickness D of the antireflection film is generally provided as D = 4 / λ when θ is small. However, when the film thickness D is set to d = 4 / λ in this way, when a light beam having a large θ is also incident on the light shielding plate 50, the optical path difference greatly deviates from λ / 2. It cannot be obtained, and unnecessary light cannot be reduced sufficiently.

一方、本発明のように、屈折率を遮光板の表面から内部に向かって増加させる方法では、入射角による反射防止効果の変化が小さく、反射防止部３２の表面における光の反射を低減することができるため、近年の薄型化されたカメラモジュールに用いられる遮光板の反射防止の方式として好適である。   On the other hand, in the method of increasing the refractive index from the surface of the light shielding plate toward the inside as in the present invention, the change in the antireflection effect due to the incident angle is small, and the reflection of light on the surface of the antireflection part 32 is reduced. Therefore, it is suitable as a method for preventing reflection of a light shielding plate used in a thin camera module in recent years.

「第２施形態」
第１実施形態では、表面に微細凹凸構造３１を有する遮光板２７が用いられているが、母材の上に複数の層を有する遮光板を用いることもできる。図８に示した遮光板６０は、母材６２に、黒色塗料層６３および反射防止層６４からなる反射防止部６１が設けられている。本実施形態において黒色塗料層６３は、キヤノン化成株式会社製ＧＴ２０を母材６２に塗布した後、乾燥させることで設けた。また、反射防止層６４は、Ａｌ２Ｏ３層を真空蒸着法にて設けた。Ｊ，Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ Ｊａｐａｎ社製のエリプソメータＶＡＳＥを使用して屈折率を測定したところ、黒色塗料層６３の屈折率は、波長５４６ｎｍのとき１．７、反射防止層６４の屈折率は、波長５４６ｎｍのとき１．４であった。このように、複数の層を設けて、遮光板６０に設けた反射防止部６１の屈折率を、表面から内部に向かって増加させることで、反射防止部６４の表面における光の反射を低減することができる。 "Second embodiment"
In the first embodiment, the light shielding plate 27 having the fine concavo-convex structure 31 on the surface is used, but a light shielding plate having a plurality of layers on the base material can also be used. In the light shielding plate 60 shown in FIG. 8, a base material 62 is provided with an antireflection portion 61 including a black paint layer 63 and an antireflection layer 64. In the present embodiment, the black paint layer 63 is provided by applying GT20 manufactured by Canon Kasei Co., Ltd. to the base material 62 and then drying it. The antireflection layer 64 is an Al2O3 layer provided by a vacuum deposition method. J, A.M. When the refractive index was measured using an ellipsometer VASE manufactured by Woollam Japan, the refractive index of the black paint layer 63 was 1.7 when the wavelength was 546 nm, and the refractive index of the antireflection layer 64 was 1. when the wavelength was 546 nm. 4. Thus, by providing a plurality of layers and increasing the refractive index of the antireflection part 61 provided on the light shielding plate 60 from the surface toward the inside, the reflection of light on the surface of the antireflection part 64 is reduced. be able to.

「第３実施形態」
さらに別の実施形態として、粗凹凸構造と微細凹凸構造とを有する遮光板を用いることもできる。図９に示す遮光板７０は、平均周期が遮光を行う光の波長帯域の中で最も長い波長よりも大きな周期を有する粗凹凸構造７４を有する母材７２と、粗凹凸構造７４上に形成された微細凹凸構造７３とを有する反射防止部７１を有している。 “Third Embodiment”
As yet another embodiment, a light shielding plate having a rough concavo-convex structure and a fine concavo-convex structure may be used. The light shielding plate 70 shown in FIG. 9 is formed on a base material 72 having a rough concavo-convex structure 74 having an average period longer than the longest wavelength in the wavelength band of light to be shielded, and the rough concavo-convex structure 74. And an antireflection portion 71 having a fine concavo-convex structure 73.

ここで、母材７２は、Ａｌ（アルミニウム）からなり、粗凹凸構造７４は、母材７２を硝酸電解処理することにより、形成される。また、微細凹凸構造７３は、Ｎｉメッキによって形成される。   Here, the base material 72 is made of Al (aluminum), and the rough concavo-convex structure 74 is formed by subjecting the base material 72 to nitric acid electrolysis. The fine uneven structure 73 is formed by Ni plating.

粗凹凸構造７４は、サンドブラストによって形成してもよい。微細凹凸構造７３は母材の上にエネルギー硬化性樹脂を塗布し、微細な凹凸構造が形成された型を用いて塗布されたエネルギー硬化性樹脂を型押した後、紫外線等を照射したり、加熱したりして、エネルギー硬化性樹脂を硬化することで形成してもよい。   The rough concavo-convex structure 74 may be formed by sandblasting. The fine concavo-convex structure 73 is formed by applying an energy curable resin on the base material, pressing the energy curable resin applied using a mold in which a fine concavo-convex structure is formed, and then irradiating ultraviolet rays or the like. It may be formed by heating or curing the energy curable resin.

粗凹凸構造７４は、遮光板７０が遮光を行う光の波長帯域の中で最も長い波長λＢよりも大きな平均周期を有する。ここで、周期とは、粗凹凸構造７４の隣り合う凸部の頂点間の距離であり、図９に示すＰＬで示した距離のことである。また、遮光する光の波長帯域とは、カメラモジュール２０が通常のカメラモジュールであれば、３６０〜８３０ｎｍ（可視光域）であり、赤外線カメラモジュールであれば、７００〜２５００ｎｍである。   The rough concavo-convex structure 74 has an average period longer than the longest wavelength λB in the wavelength band of light that the light shielding plate 70 shields. Here, the period is the distance between the apexes of adjacent convex portions of the rough concavo-convex structure 74, and is the distance indicated by PL shown in FIG. The wavelength band of light to be shielded is 360 to 830 nm (visible light region) if the camera module 20 is a normal camera module, and 700 to 2500 nm if the camera module 20 is an infrared camera module.

また、粗凹凸構造７４の平均高さは、上記λＢの１／２以上となっている。ここで、粗凹凸構造の高さとは、図９においてＨＬで示した高さのことであり、平均高さは、粗凹凸構造７４の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）により観察し、隣り合う１０個の凹凸の頂点（Crest）の高さを計測し、その平均値を算出することで求めることができる。粗凹凸構造７４が、このような大きさの凹凸となっていることで、後述の微細凹凸構造７３が、母材から剥離しにくくなるとともに、反射防止部７１の表面における光の反射をより低減することができる。   The average height of the rough concavo-convex structure 74 is ½ or more of λB. Here, the height of the rough concavo-convex structure is the height indicated by HL in FIG. 9, and the average height is a cross-section of the rough concavo-convex structure 74 observed with a scanning electron microscope (SEM). Then, it can be obtained by measuring the heights of the vertices (Crest) of the ten adjacent irregularities and calculating the average value thereof. Since the rough concavo-convex structure 74 has such a concavo-convex structure, the fine concavo-convex structure 73 described later is less likely to be peeled off from the base material, and light reflection on the surface of the antireflection portion 71 is further reduced. can do.

微細凹凸構造７３は、Ｎｉメッキによって形成されるモスアイ構造であり、微細凹凸構造７３の平均周期は、遮光板７０が遮光する光の波長帯域の中で最も短い波長λＡの１／２よりも小さくなっている。ここで、遮光する光の波長帯域とは、カメラモジュール２０が通常のカメラであれば、３６０〜８３０ｎｍの可視光であり、赤外線カメラであれば、７００〜２５００ｎｍである。微細凹凸構造７３の周期とは、微細凹凸構造７３の隣合う凸部間の距離、すなわち図９において、ＰＳ２で示した距離であり、平均周期は、微細凹凸構造７３の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）により観察し、隣り合う１１個の凹凸の頂点（Crest）間、もしくは谷底（Root）間の距離１０箇所を計測し、その平均値を算出することで求めることができる。また、微細凹凸構造７３の平均高さは、上記λＢの１／２以上となっている。ここで、微細凹凸構造７３の高さとは、図９においてＨＳで示した高さであり、平均高さは、微細凹凸構造３１の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）により観察し、隣り合う１０個の凹凸の頂点（Crest）の高さを計測し、その平均値を算出することで求めることができる。   The fine concavo-convex structure 73 is a moth-eye structure formed by Ni plating, and the average period of the fine concavo-convex structure 73 is smaller than ½ of the shortest wavelength λA in the wavelength band of light shielded by the light shielding plate 70. It has become. Here, the wavelength band of light to be blocked is visible light of 360 to 830 nm if the camera module 20 is a normal camera, and 700 to 2500 nm if the camera module 20 is an infrared camera. The period of the fine concavo-convex structure 73 is the distance between adjacent convex portions of the fine concavo-convex structure 73, that is, the distance indicated by PS2 in FIG. 9, and the average period is the cross section of the fine concavo-convex structure 73 taken by a scanning electron microscope. It can be obtained by observing with a scanning electron microscope (SEM), measuring 10 distances between 11 concavo-convex vertices (Crest) or between roots (Root), and calculating an average value thereof. . The average height of the fine concavo-convex structure 73 is ½ or more of the above λB. Here, the height of the fine concavo-convex structure 73 is the height indicated by HS in FIG. 9, and the average height is obtained by observing a cross section of the fine concavo-convex structure 31 with a scanning electron microscope (SEM). It can be obtained by measuring the heights of the tops (Crest) of 10 adjacent irregularities and calculating the average value thereof.

微細凹凸構造７３が上記のような大きさの凹凸となっていることで、反射防止部７１の表面における光の反射をより低減することができる。   Since the fine concavo-convex structure 73 has the concavo-convex size as described above, the reflection of light on the surface of the antireflection portion 71 can be further reduced.

「第４実施形態」
本発明のカメラモジュールでは、２６Ａのレンズおよび遮光板２７Ａの替わりに、以下のレンズおよび遮光板を用いることもできる。図１０に示すレンズ８０は、遮光板８１を内包している。また、遮光板８１には図示しない反射防止部を有しており、反射防止部には、図示しない微細凹凸構造と粗凹凸構造とが設けられている。 “Fourth Embodiment”
In the camera module of the present invention, the following lens and light shielding plate can be used instead of the lens 26A and the light shielding plate 27A. A lens 80 shown in FIG. 10 includes a light shielding plate 81. Further, the light shielding plate 81 has an antireflection portion (not shown), and the antireflection portion is provided with a fine uneven structure and a rough uneven structure (not shown).

このようなレンズ８０の作成方法を、図１１を用いて説明する。まず、透明な樹脂からなる第１プリフォーム８２に遮光板８１を仮組みし、金型ユニット９０の中に投入する（Ａ）。次いで、透明な樹脂からなる第２プリフォーム８３を金型ユニット９０内に投入して、第１プリフォーム８２上に重なるように配置する（Ｂ）。この状態でヒータ（図示せず）により、第１金型９１および第２金型９２を加熱し、第１プリフォーム８２及び第２プリフォーム８３をガラス転移温度Ｔｇまで加熱する。   A method of creating such a lens 80 will be described with reference to FIG. First, the light shielding plate 81 is temporarily assembled on the first preform 82 made of a transparent resin, and is put into the mold unit 90 (A). Next, the second preform 83 made of a transparent resin is put into the mold unit 90 and disposed so as to overlap the first preform 82 (B). In this state, the first mold 91 and the second mold 92 are heated by a heater (not shown), and the first preform 82 and the second preform 83 are heated to the glass transition temperature Tg.

加熱後、第１金型９１と第２金型９２により、第１プリフォーム８２及び第２プリフォーム８３が圧縮成形される（Ｃ）。圧縮成形後、第１プリフォーム８２及び第２プリフォーム８３は圧力を維持したまま冷却される。圧縮状態が保たれたまま冷却されることにより、成形した形状が固定化される。第１プリフォーム８２は、第２プリフォーム８３との間に、遮光板８１を挟み込んだ状態で第２プリフォーム８３と一体化される。圧縮成形後、成形されたレンズ８０が金型ユニット９０から取り出される（Ｄ）。   After the heating, the first preform 82 and the second preform 83 are compression molded by the first mold 91 and the second mold 92 (C). After the compression molding, the first preform 82 and the second preform 83 are cooled while maintaining the pressure. The molded shape is fixed by cooling while maintaining the compression state. The first preform 82 is integrated with the second preform 83 in a state in which the light shielding plate 81 is sandwiched between the first preform 82 and the second preform 83. After compression molding, the molded lens 80 is taken out from the mold unit 90 (D).

このように、遮光板８１がレンズ８０に内包されることで、破損しやすい微細凹凸構造が表面に露出せず、取扱いが容易になる。   As described above, since the light shielding plate 81 is included in the lens 80, a fine concavo-convex structure that is easily damaged is not exposed on the surface, and the handling becomes easy.

なお、本実施形態では、レンズ２６Ａおよび遮光板２７Ａの代替として、遮光板８１を内包したレンズ８０を例示したが、任意のレンズに遮光板を内包させることができ、たとえば、レンズ２６Ｅに遮光板２７Ｃを内包させてもよい。   In this embodiment, the lens 80 including the light shielding plate 81 is illustrated as an alternative to the lens 26A and the light shielding plate 27A. However, the light shielding plate can be included in an arbitrary lens. For example, the lens 26E includes the light shielding plate. 27C may be included.

また、本実施形態では、レンズ用プリフォームとして透明な樹脂が用いられているが、これに限られるものではなく、たとえばガラスや、赤外線を透過し可視光を透過させない樹脂等であってもよい。   In this embodiment, a transparent resin is used as the lens preform. However, the present invention is not limited to this. For example, glass or a resin that transmits infrared rays and does not transmit visible light may be used. .

上記各実施形態において、反射防止部が、遮光板の一部に設けられた例が図示されているが、本発明はこれに限られるものでなく、遮光板表面の全部に反射防止部を設けてもよい。   In each of the above embodiments, an example in which the antireflection part is provided on a part of the light shielding plate is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the antireflection part is provided on the entire surface of the light shielding plate. May be.

上記実施形態では、電子機器としてスマートフォン１０が例示されているが、本発明はこれに限られるものではなく、カメラモジュールが用いられる電子機器であればよい。特に、スマートフォン１０、タブレット端末、めがね型ウェアラブル端末、腕時計型ウェアラブル端末等、カメラモジュールの薄型化が必要な携帯型の電子機器に好適である。   In the said embodiment, although the smart phone 10 is illustrated as an electronic device, this invention is not restricted to this, What is necessary is just an electronic device in which a camera module is used. In particular, it is suitable for a portable electronic device that requires a thin camera module, such as a smartphone 10, a tablet terminal, a glasses-type wearable terminal, and a wristwatch-type wearable terminal.

本発明は、上記各実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、上述の種々の実施形態や種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention. For example, the above-described various embodiments and various modifications can be appropriately combined.

１０ スマートフォン（電子機器）
２６、８０ レンズ
２７、６０、７０、８１ 遮光板
２０ カメラモジュール
２１ レンズユニット
２３ 撮像素子
３２、６１、７１ 反射防止部
３１、７３ 微細凹凸構造
７４ 粗凹凸構造
３０、７２ 母材 10 Smartphone (electronic equipment)
26, 80 Lens 27, 60, 70, 81 Light-shielding plate 20 Camera module 21 Lens unit 23 Image sensor 32, 61, 71 Antireflection part 31, 73 Fine uneven structure 74 Coarse uneven structure 30, 72 Base material

Claims (4)

複数のレンズおよび少なくとも１枚の遮光板が、前記レンズの光軸方向に積み重ねられたレンズユニットと、前記レンズユニットを通して被写体を撮像する撮像素子と、を有するカメラモジュールであって、
前記遮光板の少なくとも一部には、前記遮光板の表面から前記遮光板の内部に向かって屈折率が増加する反射防止部が設けられ、
前記複数のレンズの表面のうち、最も被写体側の部分から前記撮像素子までの距離をＴＴＬとし、前記レンズユニットの合成焦点距離をfとしたとき、ＴＴＬ／ｆ ≦ １．３となっており、
前記反射防止部は、
遮光を行う光の波長帯域の中で最も長い波長λＢよりも大きな平均周期を有する粗凹凸構造と、
前記粗凹凸構造上に、遮光を行う光の波長帯域の中で最も短い波長λＡの１／２よりも小さい平均周期を有する微細凹凸構造であるモスアイ構造と、を有し、
前記遮光板は、Ａｌからなる母材を有し、前記母材は、前記粗凹凸構造を有し、
前記微細凹凸構造がＮｉメッキからなることを特徴とするカメラモジュール。 A camera module having a plurality of lenses and at least one light shielding plate stacked in the optical axis direction of the lens, and an image sensor that images a subject through the lens unit;
At least a part of the light shielding plate is provided with an antireflection portion whose refractive index increases from the surface of the light shielding plate toward the inside of the light shielding plate,
Of the surfaces of the plurality of lenses, TTL / f ≦ 1.3, where TTL is the distance from the most object-side portion to the image sensor and f is the combined focal length of the lens unit ,
The antireflection portion is
A rough concavo-convex structure having an average period larger than the longest wavelength λB in the wavelength band of light to be shielded;
On the rough concavo-convex structure, there is a moth-eye structure that is a fine concavo-convex structure having an average period smaller than 1/2 of the shortest wavelength λA in the wavelength band of light to be shielded,
The light shielding plate has a base material made of Al, the base material has the rough concavo-convex structure,
The camera module according to claim 1, wherein the fine uneven structure is made of Ni plating . 前記微細凹凸構造の平均高さが、前記λＢの１／２以上であることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。 The camera module according to claim 1 , wherein an average height of the fine concavo-convex structure is ½ or more of λB. 前記粗凹凸構造の平均高さが、λＢの１／２以上であることを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュール。 The camera module according to claim 2 , wherein an average height of the rough concavo-convex structure is ½ or more of λB. 前記遮光板が前記レンズに内包されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のカメラモジュール。 The camera module according to claim 1, wherein the light shielding plate is included in the lens.
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