JP6625725B2 - Camera structure, information communication equipment - Google Patents
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Description
本発明は撮像装置に設けられるカバーガラスの積層構造に関する。 The present invention relates to a laminated structure of a cover glass provided in an imaging device.
今世紀に入り、撮像装置、すなわちカメラは、固体撮像素子（撮像素子）を用いた撮像装置、いわゆるデジタルカメラが主流になった。また近年、パーソナルコンピューター（ＰＣ）、タブレットＰＣやスマートフォン等の情報通信機器が普及し、日常的に使用されるようになっている。これら情報通信機器は、小型のカメラモジュールを内蔵することが多く、現在は、撮像素子の画素数が１０００万を超える高性能なものを備えることもある（図１１（Ａ）参照）。情報通信機器、特に携帯通信機器であるスマートフォンは薄く軽くなる傾向が強く、その部品であるカメラモジュールも光軸方向の長さが短いことが求められるようになっており、小型化、省スペース化の要求も強い。 In this century, as an imaging device, that is, a camera, an imaging device using a solid-state imaging device (imaging device), a so-called digital camera, has become mainstream. In recent years, information communication devices such as personal computers (PCs), tablet PCs, and smartphones have become widespread and have been used on a daily basis. These information communication devices often include a small camera module, and currently have a high-performance image sensor having a number of pixels exceeding 10 million (see FIG. 11A). Information and communication devices, especially smartphones, which are portable communication devices, tend to be thin and light, and the camera module, which is a component of such devices, also needs to be short in the optical axis direction. Demands are strong.
なお本明細書では光学レンズ群を含むレンズユニット、レンズキャリア、撮像素子、マグネットホルダなど、撮像に必須な撮像装置の内部機構をカメラモジュールと定義する。またカメラモジュールに、撮像装置の内部機構を外界から保護するカバーガラスを含めたものを、カメラ構造と定義する。 In this specification, a camera module is defined as an internal mechanism of an imaging device essential for imaging, such as a lens unit including an optical lens group, a lens carrier, an imaging element, and a magnet holder. A camera module including a cover glass that protects the internal mechanism of the imaging device from the outside is defined as a camera structure.
図１１（Ｂ）のように、カメラモジュール１は、レンズユニット５０、レンズキャリア４０、マグネットホルダ３０、光学フィルタ６０、撮像素子７０から主に構成される（例えば、特開２０１３−１５３３６１号公報参照）。このうち光学フィルタは、主として近赤外領域の光をカットする役割を果たしている。人間の目は波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視領域の光（可視光）に対して感度を持つ。一方、撮像素子は一般に可視光を含め、より長波長の光、すなわち波長約１．１μｍの光まで感度を持つ。したがって撮像素子に捉えられた画像をそのまま写真にすると、人間の目には自然な色合いには見えず、違和感が生じさせる原因になる。そこでカメラモジュールは、近赤外領域の光をカットする光学フィルタ（近赤外光カットフィルタ）を内蔵する構成としてきた。
As shown in FIG. 11B, the
近赤外光カットフィルタとしては、例えばブルーガラスと呼ばれる近赤外領域の光を吸収するリン酸塩あるいは弗リン酸塩を含むガラスが用いられている。 As the near-infrared light cut filter, for example, a glass containing a phosphate or a fluorophosphate called a blue glass that absorbs light in a near-infrared region is used.
上述のようにカメラモジュール１の小型化、省スペース化の要求が強まっているため、カメラモジュール１を含むカメラ構造の長さＤ１（図１１（Ｂ）参照）を短く薄くする努力がなされている。その一環として光学フィルタ６０について、肉厚の薄いものが開発されているが、上記ブルーガラスは強度が低く、０．２ｍｍ以下の薄板に加工することは、技術的に困難であり、脆いため簿肉化するとハンドリングすることも難しい。また薄く研磨加工をする過程や実装工程で生じるパーティクルと呼ばれる粒状のゴミが、光学フィルタ直下に配置される撮像素子上に落ちると、画質を落とす原因になる。ブルーガラスで薄いパーティクルの少ない高品質な近赤外光カットフィルタを作ること自体、歩留まりが悪くなり、高コストになる。本発明は、斯かる実情に鑑み、光学フィルタを取り除いた新たなカメラ構造を提供しようとするものである。
As described above, since there is an increasing demand for downsizing and space saving of the
（１）本発明は、撮像装置の内部機構を外界から保護するカバーガラスの積層構造であって、光を透過する透明基板と、近赤外領域の光を吸収する近赤外光吸収膜と、近赤外領域の光を反射する近赤外光反射膜と、を備えることを特徴とするカバーガラスの積層構造を提供する。 (1) The present invention is a laminated structure of a cover glass that protects an internal mechanism of an imaging device from the outside, and includes a transparent substrate that transmits light, and a near-infrared light absorbing film that absorbs light in a near-infrared region. And a near-infrared light reflecting film that reflects light in the near-infrared region.
上記（１）の発明によれば、撮像装置、例えばデジタルカメラの内部機構を外界から保護するカバーガラスは、近赤外線領域の光をカットすることが可能になり、カメラ内部に近赤外光カットフィルタを内蔵することなく、画像の向上が得られるという効果を奏する。 According to the invention of the above (1), the cover glass for protecting the internal mechanism of the imaging device, for example, the digital camera from the outside, can cut light in the near-infrared region, and cuts near-infrared light inside the camera. There is an effect that an image can be improved without incorporating a filter.
（２）本発明は、前記透明基板が、結晶化ガラスであることを特徴とする上記（１）に記載のカバーガラスの積層構造を提供する。 (2) The present invention provides the cover glass laminated structure according to the above (1), wherein the transparent substrate is crystallized glass.
上記（２）の発明によれば、加工性が良く、且つ、耐衝撃性の高い高強度なカバーガラスを製造することができる。 According to the invention of the above (2), a high-strength cover glass having good workability and high impact resistance can be manufactured.
（３）本発明は、前記近赤外光吸収膜には、有機色素が含まれることを特徴とする上記（１）または（２）のいずれかに記載のカバーガラスの積層構造を提供する。 (3) The present invention provides the laminated structure of cover glass according to any one of (1) and (2), wherein the near-infrared light absorbing film contains an organic dye.
上記（３）の発明によれば、近赤外領域の光を吸収するためのフィルタの材料として一般に使用されるブルーガラスを用いることなく、光吸収について入射角度依存性無しで、近赤外線領域の光をカットすることが可能になるという効果を奏する。 According to the invention of the above (3), without using blue glass generally used as a material of a filter for absorbing light in the near-infrared region, light absorption does not depend on the incident angle, and light absorption in the near-infrared region can be prevented. This has an effect that light can be cut.
（４）本発明は、前記近赤外光反射膜が、誘電体多層膜であることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のカバーガラスの積層構造を提供する。 (4) The present invention provides the cover glass laminated structure according to any one of (1) to (3), wherein the near-infrared light reflecting film is a dielectric multilayer film.
人間の目は、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのいわゆる可視光に対して感度を持つ。一方、撮像素子は、一般に可視光を含め、より長波長の光、すなわち波長約１．１μｍの光まで感度を持つ。したがって撮像素子で捉える画像をそのまま写真にすると、自然な色合いには見えず、違和感を生じる原因になる。上記（４）の発明によれば、誘電体多層膜による近赤外光反射膜を備えることにより、近赤外光吸収膜では吸収しきれない７００ｎｍ以上の長さの波長の光をカットして、自然な色合いの画像を取得することが可能になる。 The human eye has sensitivity to so-called visible light having a wavelength of 380 nm to 780 nm. On the other hand, the image sensor generally has sensitivity to light having a longer wavelength including visible light, that is, light having a wavelength of about 1.1 μm. Therefore, if an image captured by the imaging device is converted into a photograph as it is, the image does not look natural and may cause discomfort. According to the invention of the above (4), by providing the near-infrared light reflecting film made of the dielectric multilayer film, the light having a wavelength of 700 nm or more which cannot be absorbed by the near-infrared light absorbing film can be cut. Thus, an image having a natural color tone can be obtained.
（５）本発明は、誘電体多層膜が、屈折率が互いに異なる複数種類の酸化膜を複数積層させることで形成され、隣接する前記酸化膜は互いに異なる種類の酸化膜であることを特徴とする上記（４）に記載のカバーガラスの積層構造を提供する。 (5) The present invention is characterized in that the dielectric multilayer film is formed by laminating a plurality of types of oxide films having different refractive indexes from each other, and the adjacent oxide films are different types of oxide films. A laminated structure of the cover glass according to the above (4) is provided.
上記（５）の発明によれば、酸化膜を構成する材料、膜厚、積層数を変えることで、反射したい光の波長を制御することができる効果を奏する。 According to the invention (5), the wavelength of light to be reflected can be controlled by changing the material, thickness, and number of layers constituting the oxide film.
（６）本発明は、紫外領域の光を反射し、且つ、可視領域の光の反射を抑止する反射防止膜をさらに備えることを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のカバーガラスの積層構造を提供する。 (6) The invention described in any one of (1) to (5), further including an antireflection film that reflects light in an ultraviolet region and suppresses reflection of light in a visible region. To provide a laminated structure of a cover glass.
上記（６）の発明によれば、機器内のカメラを外界から保護するカバーガラスが紫外領域の光をカットすることができるので、カメラの構成部品である合成樹脂で形成された光学レンズが紫外線によって劣化することを防ぐことができ、可視領域の光に対する反射防止機能により、入射光をより多く取り込むことが可能になり、より明るい画像を取得できる。 According to the invention of (6), since the cover glass for protecting the camera in the device from the outside can cut light in the ultraviolet region, the optical lens formed of a synthetic resin, which is a component of the camera, can emit ultraviolet light. Therefore, it is possible to capture more incident light and obtain a brighter image by the anti-reflection function for light in the visible region.
（７）本発明は、前記反射防止膜が、誘電体多層膜であり、窒化膜と酸化膜を交互に積層して構成されることを特徴とする上記（６）に記載のカバーガラスの積層構造。 (7) In the present invention, the antireflection film is a dielectric multilayer film, and is configured by alternately laminating nitride films and oxide films. Construction.
一般に窒化膜は、酸化膜と比べて高硬度である。上記（７）の発明によれば、反射防止膜を構成する材質として窒化膜を用いることで、耐傷性を高める効果を奏する。 Generally, a nitride film has higher hardness than an oxide film. According to the invention (7), the use of a nitride film as a material for forming the antireflection film has an effect of improving scratch resistance.
（８）本発明は、前記透明基板を基準として、光の入射側に前記反射防止膜が形成され、且つ、前記透明基板を基準として、光の出射側に、前記透明基板から最も遠い側から順に、前記近赤外光反射膜と、前記近赤外光吸収膜と、が形成されることを特徴とする上記（６）または（７）に記載のカバーガラスの積層構造を提供する。 (8) In the present invention, the antireflection film is formed on a light incident side with respect to the transparent substrate, and a light emission side with respect to the transparent substrate from a side farthest from the transparent substrate. The laminated structure of the cover glass according to the above (6) or (7), wherein the near-infrared light reflecting film and the near-infrared light absorbing film are sequentially formed.
上記（８）の発明によれば、光の入射側に、紫外領域の光を反射し、且つ、可視領域の光の反射を抑止する反射防止膜を備えるので、反射防止膜よりも撮像素子側に形成される近赤外光吸収膜が紫外領域の光によって劣化することを防ぐ。また、光の出射側で透明基板から最も遠い側に近赤外光反射膜を備えるため、近赤外反射膜よりも透明基板側に形成される近赤外光吸収膜に水分等、劣化の原因になる物質が侵入しにくいという効果を奏する。 According to the invention of (8), since the anti-reflection film that reflects light in the ultraviolet region and suppresses reflection of light in the visible region is provided on the light incident side, the imaging device is closer to the image sensor than the anti-reflection film. To prevent the near-infrared light absorbing film formed on the substrate from being deteriorated by light in the ultraviolet region. In addition, since a near-infrared light reflecting film is provided on the farthest side from the transparent substrate on the light emission side, the near-infrared light absorbing film formed on the transparent substrate side more than the near-infrared reflecting film is not affected by moisture or the like. This has the effect of making it difficult for the substance causing the intrusion to enter.
（９）本発明は、光が入射する側の最も外側に、外界からの汚れを防止するための防汚コート膜をさらに備えることを特徴とする上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のカバーガラスの積層構造を提供する。 (9) The invention according to any one of the above (1) to (7), further comprising an antifouling coat film for preventing dirt from the outside on the outermost side of the light incident side. A laminated structure of the described cover glass is provided.
撮像装置のカバーガラスは、日常的に服や指に触れるなどの汚染の機会が多い。カバーガラスが汚染されると、カメラで撮像した画像の悪化を招く。上記（９）の発明によれば、カバーガラスの最も外側を防汚コート膜で覆うことで、汚れを落としやすくして常に優れた画質の画像を撮像することができるという効果を奏する。 The cover glass of the imaging device has many opportunities for contamination such as touching clothes and fingers on a daily basis. When the cover glass is contaminated, the image captured by the camera is deteriorated. According to the invention of (9), by covering the outermost side of the cover glass with the antifouling coat film, it is possible to easily remove dirt and always take an image of excellent image quality.
（１０）本発明は、前記撮像装置が、情報通信機器であり、前記カバーガラスは、情報通信機器の筐体に連続して設置されることを特徴とする、上記（１）乃至（９）に記載のカバーガラスの積層構造を提供する。 (10) In the present invention, the imaging device is an information communication device, and the cover glass is continuously installed on a housing of the information communication device. And a laminated structure of the cover glass described in (1).
上記（１０）の発明によれば、例えばタブレットＰＣやスマートフォンといった情報通信機器に付属するカメラに関して、従来は、汚れや衝撃から、内部機構を保護する役割を主に果たしてきたカバーガラスに、光学フィルタ機能を付け加えることで、近赤外線領域の光をカットすることが可能になる。そして、カメラ内部に近赤外光カットフィルタを内蔵することなく、画像の向上が得られるという著しい効果を奏する。この効果は、カメラモジュールの小型化要請の強い携帯通信端末であるスマートフォンのカメラモジュールについて特に大きい。 According to the invention of the above (10), for a camera attached to an information communication device such as a tablet PC or a smartphone, an optical filter is conventionally provided on a cover glass which mainly plays a role of protecting the internal mechanism from dirt and impact. By adding the function, it becomes possible to cut off light in the near infrared region. And there is a remarkable effect that an image can be improved without incorporating a near-infrared light cut filter inside the camera. This effect is particularly large for a camera module of a smartphone, which is a mobile communication terminal that strongly demands a reduction in the size of the camera module.
（１１）本発明は、上記（１）乃至（９）に記載のカバーグラスの積層構造を有するカバーガラスを備えるカメラ構造であって、前記カバーガラス側に配置される光学レンズ群と前記カバーガラス及び前記光学レンズ群を介して入射した光を受光する撮像素子と、を備え、前記光学レンズ群から前記撮像素子までの光路間に近赤外領域の光をカットする近赤外光カットフィルタを配置しないことを特徴とするカメラ構造を提供する。 (11) The present invention is a camera structure provided with a cover glass having the laminated structure of cover glasses according to the above (1) to (9), wherein the optical lens group arranged on the cover glass side and the cover glass And an image sensor that receives light incident through the optical lens group, and a near-infrared light cut filter that cuts near-infrared light between optical paths from the optical lens group to the image sensor. A camera structure characterized by not being arranged is provided.
上記（１１）の発明によれば、近赤外光カットフィルタを内蔵する必要がなくなるため、カメラ構造全体の長さを短く小型にすることができ、また、撮像素子の近傍に近赤外光カットフィルタを配置しないため、近赤外光カットフィルタの製造過程で、該フィルタの表面に付着する粒状のゴミ（パーティクル）が、撮像素子の表面に落下して画像を悪化させることもなくなる著しい効果を奏する。また、カメラモジュールの組立工程において、近赤外光カットフィルタを配置、組み付けるための工程も必要なくなり、一層のコスト低減、歩留まりの向上、作業の効率化に資する。 According to the invention (11), since it is not necessary to incorporate a near-infrared light cut filter, the length of the entire camera structure can be shortened and small, and near-infrared light can be provided near the image sensor. Since the cut filter is not provided, a remarkable effect that in the manufacturing process of the near-infrared light cut filter, granular dust (particles) adhering to the surface of the filter does not fall on the surface of the image sensor to deteriorate the image. To play. Further, in the camera module assembling process, a process for arranging and assembling the near-infrared light cut filter is not required, which contributes to further cost reduction, improvement in yield, and efficiency in work.
（１２）本発明は、上記（１１）に記載のカメラ構造を有することを特徴とする撮像装置を提供する。 (12) The present invention provides an imaging device having the camera structure described in (11).
上記（１２）の発明によれば、近赤外領域の光をカバーガラスでカットすることができるので、近赤外光カットフィルタを内蔵しない小型で安価なカメラ構造を搭載する撮像装置が実現できる。 According to the invention (12), since light in the near-infrared region can be cut by the cover glass, an imaging device equipped with a small and inexpensive camera structure without a built-in near-infrared light cut filter can be realized. .
（１３）本発明は、撮像装置の内部機構を外界から保護するカバーガラスの積層構造であって、光を透過する透明基板と、近赤外領域の光を反射する近赤外光反射膜を備えることを特徴とするカバーガラスの積層構造を提供する。 (13) The present invention is a laminated structure of a cover glass that protects an internal mechanism of an imaging device from the outside, and includes a transparent substrate that transmits light and a near-infrared light reflecting film that reflects light in a near-infrared region. A laminated structure of a cover glass characterized by comprising:
上記（１３）の発明によれば、カバーガラスが、光を反射する近赤外光反射膜を有するので、外界からの近赤外光を撮像装置の内部機構に入射させない効果を奏しうる。また、撮像素子に近接した領域に、近赤外光反射膜を備えた部材を入れる必要が無くなるので、撮像装置の内部機構に入射した光の反射を抑制することができ、結果として迷光を抑え、ゴーストやフレアの原因を減少させる著しい効果を奏しうる。 According to the invention (13), since the cover glass has the near-infrared light reflecting film that reflects light, it is possible to obtain an effect of preventing near-infrared light from the outside from being incident on the internal mechanism of the imaging device. In addition, since it is not necessary to insert a member having a near-infrared light reflection film in a region close to the imaging device, it is possible to suppress reflection of light that has entered the internal mechanism of the imaging device, thereby suppressing stray light. , Can significantly reduce the cause of ghosts and flares.
（１４）本発明は、紫外領域の光を反射し、且つ、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止膜をさらに備えることを特徴とする上記（１３）に記載のカバーガラスの積層構造を提供する。 (14) The laminated structure of the cover glass according to the above (13), further comprising an antireflection film that reflects light in an ultraviolet region and prevents reflection of light in at least a visible region. I will provide a.
上記（１４）の発明によれば、撮像装置の内部機構を外界から保護するカバーガラスが紫外領域の光をカットすることができるので、カメラの構成部品である合成樹脂で形成された光学レンズ等が紫外線によって劣化することを防ぐことができ、長寿命化に資する。また、カバーガラスが少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止機能を有することにより、入射光をより多く取り込むことが可能になり、より明るい画像を取得できるという顕著な効果を奏する。 According to the invention of the above (14), since the cover glass for protecting the internal mechanism of the imaging device from the outside can cut light in the ultraviolet region, an optical lens formed of a synthetic resin, which is a component of the camera, etc. Can be prevented from being deteriorated by ultraviolet rays, which contributes to a longer life. In addition, since the cover glass has an anti-reflection function for preventing reflection of light in at least the visible region, it is possible to take in more incident light and to obtain a remarkable effect that a brighter image can be obtained.
（１５）本発明は、上記（１３）または（１４）に記載のカバーグラスの積層構造を有するカバーガラスを備えるカメラ構造であって、前記カバーガラス側に配置される光学レンズ群と、前記カバーガラス及び前記光学レンズ群を介して入射した光を受光する撮像素子と、前記光学レンズ群と前記撮像素子の間に配置され、光を透過する内側透明プレートとを備えることを特徴とするカメラ構造を提供する。 (15) The present invention provides a camera structure including a cover glass having the cover glass laminated structure according to the above (13) or (14), wherein the optical lens group arranged on the cover glass side and the cover A camera structure comprising: a glass and an imaging element for receiving light incident through the optical lens group; and an inner transparent plate disposed between the optical lens group and the imaging element and transmitting light. I will provide a.
上記（１５）の発明によれば、当該カメラ構造は、光学レンズ群と撮像素子の間に配置され、光を透過する内側透明プレートを備えるので、撮像素子の表面に付着するダストを減少させることができ、結果として画質の向上という顕著な効果を奏しうる。 According to the invention of (15), since the camera structure is provided between the optical lens group and the image sensor and includes the inner transparent plate that transmits light, dust attached to the surface of the image sensor can be reduced. As a result, a remarkable effect of improving the image quality can be obtained.
（１６）本発明は、前記内側透明プレートが、合成樹脂フィルムであることを特徴とする上記（１５）に記載のカメラ構造を提供する。 (16) The present invention provides the camera structure according to (15), wherein the inner transparent plate is a synthetic resin film.
タブレットＰＣやスマートフォン等の情報通信機器に内蔵されている小型のカメラモジュールの多くにおいては、光学レンズ群と撮像素子の光路内の撮像素子近傍に主として近赤外領域の光をカットする近赤外光カットフィルタを設けていた。近赤外光カットフィルタは、近赤外光を反射する近赤外光反射膜、及び、近赤外光を吸収する近赤外光吸収膜を備えることが必要である。 In many of the small camera modules built into information communication devices such as tablet PCs and smartphones, near-infrared light that mainly cuts near-infrared light near the optical element group and the image sensor in the optical path of the image sensor is used. A light cut filter was provided. The near-infrared light cut filter needs to include a near-infrared light reflecting film that reflects near-infrared light and a near-infrared light absorbing film that absorbs near-infrared light.
これまでの近赤外光カットフィルタは、ブルーガラスと呼ばれる近赤外領域の光を吸収するリン酸塩あるいは弗リン酸塩を含むガラスが用いられることが多かったが、一般にブルーガラスは脆く、ダストパーティクルの少ない厚さ２００μｍ以下のものを歩留まり良く製造することは困難であった。またガラスの代わりに合成樹脂フィルムを使用することも考えられるが、近赤外光反射膜は、スパッタリング等で誘電体多層構造を形成しなければならず、合成樹脂フィルム上に均一性の良い膜を形成することは困難であった。 Until now, near-infrared light cut filters often used a glass containing phosphate or fluorophosphate that absorbs light in the near-infrared region called blue glass, but blue glass is generally brittle, It has been difficult to produce a particle having a thickness of 200 μm or less with little dust particles with a good yield. Although it is conceivable to use a synthetic resin film instead of glass, the near-infrared light reflection film must form a dielectric multilayer structure by sputtering or the like, and a film with good uniformity is formed on the synthetic resin film. Was difficult to form.
上記（１６）の発明によれば、近赤外光反射機能をカバーガラスに担わせることができるので、内側透明プレートに合成樹脂フィルムを使用することができる。合成樹脂フィルムは、厚さ１００μｍ以下の薄さのものまで作成することが可能であり、カメラ構造の長さを短く薄くでき、結果としてカメラを内蔵する情報通信機器の厚みをより薄くすることができるという顕著な効果を奏する。 According to the invention (16), the near-infrared light reflecting function can be assigned to the cover glass, so that the synthetic resin film can be used for the inner transparent plate. Synthetic resin films can be made up to a thickness of 100 μm or less, and the length of the camera structure can be shortened and thinned. As a result, the thickness of information communication equipment incorporating a camera can be further reduced. It has a remarkable effect that it can be done.
（１７）本発明は、前記内側透明プレートの厚みが、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする上記（１５）または（１６）に記載のカメラ構造を提供する。 (17) The present invention provides the camera structure according to (15) or (16), wherein the thickness of the inner transparent plate is 0.2 mm or less.
上記（１７）の発明によれば、内側透明プレートの厚み０．２ｍｍ以下と薄いので、カメラ構造の長さを短く薄くでき、結果としてカメラを内蔵する情報通信機器の厚みをより薄くすることができるという効果を奏する。 According to the invention of the above (17), since the thickness of the inner transparent plate is as thin as 0.2 mm or less, the length of the camera structure can be shortened and thinned, and as a result, the thickness of the information communication device incorporating the camera can be further reduced. It has the effect of being able to do it.
（１８）本発明は、前記内側透明プレートが、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止層を備えることを特徴とする上記（１５）乃至（１７）のいずれかに記載のカメラ構造を提供する。 (18) The present invention provides the camera structure according to any one of (15) to (17), wherein the inner transparent plate includes an anti-reflection layer for preventing reflection of light in at least a visible region. provide.
上記（１８）の発明によれば、反射防止層を内側透明プレートのレンズ群側表面に設けたならば、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止機能により、入射光をより多く取り込むことが可能になり、より明るい画像を取得できるという効果を奏する。また反射防止膜を内側透明プレートの撮像素子側に設けたならば、内側透明プレートに起因する反射光、特に撮像素子自身からの反射光が、さらに内側透明プレートに反射されて撮像素子に戻ることを防止し、画質が向上しうるという顕著な効果を奏する。 According to the invention of the above (18), if the antireflection layer is provided on the lens group side surface of the inner transparent plate, more incident light can be taken in by the antireflection function for preventing reflection of light in at least the visible region. This makes it possible to obtain a brighter image. Also, if the antireflection film is provided on the image sensor side of the inner transparent plate, reflected light due to the inner transparent plate, particularly reflected light from the image sensor itself, is further reflected by the inner transparent plate and returns to the image sensor. And a remarkable effect that image quality can be improved.
（１９）本発明は、前記内側透明プレートの両面に、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止層を備えることを特徴とする上記（１５）乃至（１７）のうちのいずれかに記載のカメラ構造を提供する。 (19) The present invention includes any one of the above (15) to (17), wherein an antireflection layer for preventing reflection of light in at least a visible region is provided on both surfaces of the inner transparent plate. To provide a camera structure.
上記（１９）の発明によれば、入射光をより多く取り込むことが可能になり、且つ、内側透明プレートに起因する反射光、特に撮像素子自身からの反射光が、さらに内側透明プレートに反射されて撮像素子に戻ることを防止し、画質が向上しうるという顕著な効果を奏する。 According to the invention of the above (19), it is possible to take in more incident light, and the reflected light caused by the inner transparent plate, particularly the reflected light from the imaging element itself, is further reflected by the inner transparent plate. Thus, a remarkable effect that the image quality can be improved is prevented.
（２０）本発明は、前記反射防止層が、前記内側透明プレートの表面に形成される微細な突起からなる微細突起構造であることを特徴とする上記（１８）または（１９）に記載のカメラ構造を提供する。 (20) The camera according to (18) or (19), wherein the antireflection layer has a fine projection structure including fine projections formed on a surface of the inner transparent plate. Provide structure.
内側透明プレートの表面に形成される微細な突起からなる微細突起構造、いわゆるモスアイ構造の反射防止層は、広帯域に渡って光の反射を防止する。したがって上記（２０）の発明によれば、モスアイ構造の反射防止膜を形成することで、内側透明プレートに起因する反射光が広帯域に渡って著しく低減され、画質が向上されうるという顕著な効果を奏する。 An anti-reflection layer having a fine projection structure formed of fine projections formed on the surface of the inner transparent plate, that is, a so-called moth-eye structure, prevents light reflection over a wide band. Therefore, according to the invention of (20), by forming the antireflection film having the moth-eye structure, the remarkable effect that the reflected light caused by the inner transparent plate is significantly reduced over a wide band and the image quality can be improved. Play.
（２１）本発明は、前記反射防止層は、前記内側透明プレートの表面に形成される塗膜であることを特徴とする上記（１８）または（１９）に記載のカメラ構造を提供する。 (21) The present invention provides the camera structure according to (18) or (19), wherein the antireflection layer is a coating film formed on a surface of the inner transparent plate.
互いに異なる光の屈折率を持つ２種類の薄膜を交互に積層した多層膜は、光の反射防止膜を形成しうる。そしてこのような多層膜は、合成樹脂を塗布することでも得られることが知られている。上記（２１）の発明によれば、安価で大量に安定した品質の反射防止膜を備えた内側透明プレートを製造できるという著しい効果を奏する。 A multilayer film in which two types of thin films having different refractive indexes of light are alternately laminated can form an antireflection film for light. It is known that such a multilayer film can be obtained by applying a synthetic resin. According to the invention of the above (21), there is a remarkable effect that an inner transparent plate provided with an antireflection film of stable quality at low cost and in large quantities can be manufactured.
（２２）本発明は、前記内側透明プレートが、近赤外領域の光を吸収する近赤外光吸収部をさらに備えることを特徴とする上記（１５）乃至（２１）のうちのいずれかに記載のカメラ構造を提供する。 (22) The invention according to any one of (15) to (21), wherein the inner transparent plate further includes a near-infrared light absorbing portion that absorbs light in a near-infrared region. The described camera structure is provided.
上記（２２）の発明によれば、光の入射角度依存性が少ない状態で、近赤外線領域の光を抑止することが可能になるという効果を奏する。 According to the invention of the above (22), there is an effect that it is possible to suppress the light in the near-infrared region in a state where the incident angle dependence of the light is small.
（２３）本発明は、前記近赤外光吸収部が、有機色素を含むことを特徴とする上記（２１）に記載のカメラ構造を提供する。 (23) The present invention provides the camera structure according to (21), wherein the near-infrared light absorbing portion contains an organic dye.
上記（２３）の発明によれば、近赤外領域の光を吸収するためのフィルタの材料として一般に使用されるブルーガラスを用いることなく、光吸収について入射角度依存性無しで、近赤外線領域の光をカットすることが可能になるという効果を奏する。 According to the invention of the above (23), without using blue glass generally used as a material of a filter for absorbing light in the near-infrared region, light absorption does not depend on the incident angle, and light absorption in the near-infrared region can be prevented. This has an effect that light can be cut.
（２４）本発明は、上記（１５）乃至（２３）に記載のカメラ構造を有することを特徴とする撮像装置を提供する。 (24) The present invention provides an imaging device having the camera structure described in (15) to (23).
上記（２４）の発明によれば、カバーガラスが、光を反射する近赤外光反射膜を有するので、外界からの近赤外光を撮像装置の内部機構に入射させない効果を奏しうる。また、撮像素子に近接した領域に、近赤外光反射膜を備えた部材を入れる必要が無くなるので、撮像装置の内部機構に入射した光の反射を抑制することができ、結果として迷光を抑え、ゴーストやフレアの原因を減少させる効果を奏しうる。さらに光学レンズ群と撮像素子の間に配置され、光を透過する内側透明プレートを備えるので、撮像素子の表面に付着するダストを減少させることができる。したがって、従来よりも画質が向上し、小型なカメラ構造を搭載する撮像装置が安価に実現できるという著しい効果を奏する。 According to the invention of (24), since the cover glass has the near-infrared light reflecting film that reflects light, an effect of preventing near-infrared light from the outside from entering the internal mechanism of the imaging device can be achieved. In addition, since it is not necessary to insert a member having a near-infrared light reflection film in a region close to the imaging device, it is possible to suppress reflection of light that has entered the internal mechanism of the imaging device, thereby suppressing stray light. The effect of reducing the cause of ghost and flare can be obtained. Furthermore, since an inner transparent plate is provided between the optical lens group and the image sensor and transmits light, dust adhering to the surface of the image sensor can be reduced. Therefore, there is a remarkable effect that the image quality is improved as compared with the related art, and an image pickup apparatus equipped with a small camera structure can be realized at low cost.
本発明によれば、撮像装置、特に携帯通信機器に備えられるカメラの内部機構を外界から保護するカバーガラスが、近赤外線領域の光をカットできるようになり、カメラ内部に近赤外光カットフィルタを内蔵することなく、画像の画質向上が得られるとともに小型化、コストの低減、組み立て工程の簡素化という著しい効果を奏し得る。 According to the present invention, a cover glass that protects an internal mechanism of an imaging device, particularly a camera provided in a portable communication device, from the outside can cut light in a near-infrared region, and a near-infrared light cut filter is provided inside the camera. , The image quality can be improved, the size can be reduced, the cost can be reduced, and the assembling process can be simplified.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１〜図１０は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。 1 to 10 show an example of an embodiment of the present invention. In the drawings, portions denoted by the same reference numerals represent the same items.
図１（Ａ）に、本発明の第一実施形態に係る撮像装置に適用されるカメラ構造を示す。本実施形態の場合、撮像装置は情報通信機器、携帯通信機器Ａである。カメラ構造は、光の入射する側から、光学フィルタ機能付きカバーガラス１００と、スマートフォン等の携帯通信機器Ａの筐体２０内に収容されるカメラモジュール１を有する。カメラモジュール１は、光学フィルタ機能付きカバーガラス１００側に配置される光学レンズ群であるレンズユニット５０と、光学フィルタ機能付きカバーガラス１００及びレンズユニット５０を介して入射した光を受光する撮像素子７０とを備え、レンズユニット５０から撮像素子７０までの光路間に近赤外領域の光をカットする近赤外光カットフィルタを配置しないことを特徴としている。詳細には図１（Ａ）のように、光学フィルタ機能付きカバーガラス１００、レンズユニット５０、レンズキャリア４０、マグネットホルダ３０。撮像素子７０、そして基板８０から主に構成され、スマートフォン筐体２０に固定される。撮像素子７０と基板８０の接続についてはワイヤボンディングでつないでも、フリップチップ実装をおこなっても良い。
FIG. 1A shows a camera structure applied to the imaging device according to the first embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, the imaging device is an information communication device and a portable communication device A. The camera structure includes a
図１１（Ｂ）の従来のカメラ構造と大きく違うのは、従来、画質向上のために必要だった近赤外光をカットする光学フィルタ６０（図１１（Ｂ）参照）を省略した点である。その代わりに従来は、カメラモジュール１を保護する役割を主に担っていたカバーガラス１０に近赤外領域の光をカットするフィルタ機能を付加した。このような構造にすることで、カメラ構造全体の長さＤ２を従来のＤ１（図１１（Ｂ）参照）よりも短くすることができるとともに、撮像素子７０の近傍に光学フィルタ６０を配置しないため、光学フィルタ６０の製造過程で、該フィルタの表面に付着する粒状のゴミ（パーティクル）が、撮像素子７０の表面に落下して画像を悪化させることもなくなる著しい効果を奏する。また、カメラモジュール１の組立工程において、近赤外光カットフィルタ６０を配置、組み付けるための工程も必要なくなり、一層のコスト低減、歩留まりの向上、作業の効率化に資する。
A major difference from the conventional camera structure of FIG. 11B is that an optical filter 60 (see FIG. 11B) that cuts near infrared light, which is conventionally required for improving image quality, is omitted. . Instead, a filter function for cutting off light in the near-infrared region has been added to the
また図１（Ａ）のカメラ構造を備えることで、携帯通信機器Ａは、より小型に、より薄く、より安価に製造できる効果を奏する。 Further, by providing the camera structure of FIG. 1A, the portable communication device A has an effect of being smaller, thinner, and cheaper to manufacture.
図１（Ｂ）に、携帯通信機器Ａの筐体に連続して設置され、内部機構であるカメラモジュールを外界から保護する光学フィルタ機能付きカバーガラス１００の積層構造を示す。光学フィルタ機能付きカバーガラス１００は、光を透過する透明基板として結晶化ガラス１３０を使用し、紫外領域の光を反射し、且つ、可視領域の光の反射を抑止する反射防止膜１２０が、結晶化ガラス１３０を基準として光の入射側に形成される。そして光が入射する側の最も外側に、外界からの汚れを防止するための防汚コート膜１１０を備える。光の出射側に、結晶化ガラス１３０を基準として最も遠い側から順に、近赤外領域の光を反射する近赤外光反射膜１５０と、近赤外領域の光を吸収する近赤外光吸収膜１４０とが形成される。光の出射側の最も遠い側に、さらに反射防止膜１２０を形成しても良い（図１（Ｃ）参照）。
FIG. 1B shows a laminated structure of a
一般に結晶化ガラスは、結晶粒子が大きいため光を通しにくかった。しかし最近の技術の進歩により、例えば株式会社オハラ社製の耐衝撃・高硬度クリアガラスセラミックスのように、結晶粒子をナノメートルサイズに制御することが可能になり光の透過率が高まった（株式会社オハラ、［online］、新着情報＞耐衝撃・高硬度クリアガラスセラミックス発売のご案内（プレスリリース配信）、［平成２８年２月９日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｈａｒａ−ｉｎｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐ／ｎｅｗｓ／ｄｌ／ｐｒｅｓｓｒｅｌｅａｓｅ１５１２１６．ｐｄｆ）参照）。このような結晶化ガラスを使えば、耐衝撃性とクラックが入りにくい破壊靱性を兼ね備えたカバーガラスを製造することができる。そしてこのようなカバーガラスに上記の積層構造を形成することで光学フィルタ機能付きカバーガラス１００が実現される。なお光学フィルタ機能付きカバーガラス１００としてブルーガラスを使用することも理論上は考えられるが、耐衝撃性が低く、またクラックが入りにくい破壊靱性に欠けるため適切でない。強化ガラスに、後述する近赤外光吸収膜１４０や近赤外光反射膜１５０を成膜して光学フィルタ機能付きカバーガラス１００とすることも考えられるが、結晶化ガラス１３０を使う場合に比べて耐衝撃性が低い欠点を持つ。また硬度が高いサファイアガラスに、近赤外光吸収膜１４０や近赤外光反射膜１５０を成膜して光学フィルタ機能付きカバーガラス１００とすることも考えられるが、コストが著しく上がり、また結晶化ガラス１３０を使う場合に比べて加工性が低い。
In general, crystallized glass was difficult to transmit light due to large crystal grains. However, recent technological advances have made it possible to control crystal particles to nanometer size, as in the case of impact-resistant and high-hardness clear glass ceramics manufactured by OHARA Co., Ltd. Co., Ltd., [online], What's New> Release of impact-resistant and high-hardness clear glass ceramics (press release distribution), [Search February 9, 2016], Internet (URL: http: //www.ohara) -Inc.co.jp/jp/news/dl/pressrelease151216.pdf)). If such crystallized glass is used, it is possible to produce a cover glass having both impact resistance and fracture toughness that does not easily crack. Then, by forming the above-described laminated structure on such a cover glass, the
防汚コート膜１１０は、指紋汚れ、皮脂汚れを防ぐとともに、汚れを拭き取りやすくする。防汚コート膜１１０はフッ素系のコーティング剤等で形成され、塗布やスプレーにより、カバーガラスの積層構造において光の入射側の最も外側に成膜される。
The
反射防止膜１２０は、紫外領域の光を反射し、且つ、可視領域の光の反射を抑止する。反射防止膜１２０は誘電体多層膜であり、且つ、窒化膜と酸化膜を交互に積層して構成される。反射防止膜１２０を構成する誘電体膜は、窒化膜と酸化膜を交互に複数積層して構成される。窒化膜としては、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素または窒化アルミニウムなどを用いることができる。酸窒化ケイ素を用いる場合には、酸素と窒素との化学量論比（酸素／窒素）が１以下であることが望ましい。酸化膜としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などを用いることができる。反射防止膜１２０の膜として窒化ケイ素または酸窒化ケイ素を用いることにより、後述する近赤外光反射膜１５０と同じ成膜方法及び成膜装置を用いて反射防止膜１２０を形成することができるのでプロセス的に有利である。
The
反射防止膜１２０は、窒化膜の代わりに酸化膜を用いることもできる。このような酸化膜の材質としては、酸化ケイ素の他に、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）などを用いることができる。なお反射防止膜１２０を屈折率の異なる複数種類の酸化膜で構成する場合には、前記酸化物から適宜選択する。
As the
反射防止膜１２０は、公知の成膜方法、たとえば真空蒸着法、スパッタ法、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＡＤ法）、イオンプレーティング法（ＩＰ法）、イオンビームスパッタ法（ＩＢＳ法）などを用いることができる。窒化膜の成膜には、スパッタ法、イオンビームスパッタ法を用いることが望ましい。
As the
近赤外光吸収膜１４０は、結晶化ガラス１３０において上述の反射防止膜１２０とは反対側の面、すなわち光学フィルタ機能付きカバーガラス１００の撮像素子７０側に形成される。近赤外光吸収膜１４０は、可視領域の光を透過するとともに、赤色領域から近赤外領域の光の一部を吸収する機能を有する。近赤外光吸収膜１４０には、有機色素が含まれ、６５０ｎｍから７５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有する樹脂膜から構成される（図４破線参照）。近赤外光吸収膜１４０は、結晶化ガラス１３０に隣接するため、両者の屈折率差を小さくして界面での反射率を低下させることが望ましい。このような近赤外光吸収膜１４０を有することにより、入射角度による分光透過率特性の依存性を低減して優れた近赤外光カット性を有することができる。
The near-infrared
有機色素としては、アゾ系化合物、フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物、ジイ
モニウム系化合物などを用いることができる。近赤外光吸収膜１４０を構成するバインダー（色素の結着剤）としての樹脂材料としては、ポリアクリル、ポリエステル、ポリカーボネイト、ポリスチレン、ポリオレフィンなどを用いることができる。樹脂材料は、複数の樹脂を混合してもよく、また上記樹脂のモノマーを用いた共重合体であってもよい。また、樹脂材料は、可視領域の光に対して透過率の高いものであればよく、有機色素との相性、成膜プロセス、コスト等を考慮して選択される。また、近赤外光吸収膜１４０の耐紫外線性を向上させるために、樹脂材料に硫黄化合物などのクエンチャー（消光色素）を添加してもよい。As the organic dye, azo compounds, phthalocyanine compounds, cyanine compounds, diimonium compounds, and the like can be used. Polyacryl, polyester, polycarbonate, polystyrene, polyolefin, or the like can be used as a resin material as a binder (a binder for a dye) constituting the near-infrared
近赤外光吸収膜１４０の形成には、たとえば以下の方法を用いることができる。まず、樹脂バインダーをメチルエチルケトン、トルエン等の公知の溶剤によって溶解し、さらに上述の有機色素を添加して塗布液を調製する。次いで、この塗布液をたとえばスピンコート法により結晶化ガラス１３０に所望の膜厚で塗布し、乾燥炉にて乾燥、硬化させる。
The following method can be used for forming the near-infrared
近赤外光反射膜１５０は、反射防止膜１２０と同様に屈折率の異なる誘電体を交互に複数積層して形成される誘電体多層膜である。ただし近赤外光反射膜１５０を構成する誘電体多層膜は、屈折率が互いに異なる複数種類の酸化膜を複数積層させることで形成され、隣接する前記酸化膜は互いに異なる種類の酸化膜である。本第一実施形態で近赤外光反射膜１５０は、２種類の酸化膜を交互に数十層積層して形成される。酸化膜としては酸化ケイ素の他に、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）などを用いる。
The near-infrared
近赤外光反射膜１５０において、それぞれの酸化膜の膜厚は、反射をしたい光の波長をλとして、λ／４の厚みで形成する。こうすることで交互層のすべての界面から反射された光は、入射面に達すると同じ位相になり、光は強め合う結果になる、つまり波長λ付近で反射率が大きくなって光反射膜として機能する。本実施形態においては、λとして近赤外領域の光を反射するように膜の設計を行えば良い。なお近赤外光反射膜１５０についても、上述の反射防止膜１２０と同様の成膜方法及び成膜装置を用いて成膜する。
In the near-infrared
人間の目は、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのいわゆる可視光に対して感度を持つ。一方、撮像素子は、一般に可視光を含め、より長波長の光、すなわち波長約１．１μｍの光まで感度を持つ。したがって撮像素子で捉える画像をそのまま写真にすると、自然な色合いには見えず、違和感を生じる原因になる。 The human eye has sensitivity to so-called visible light having a wavelength of 380 nm to 780 nm. On the other hand, the image sensor generally has sensitivity to light having a longer wavelength including visible light, that is, light having a wavelength of about 1.1 μm. Therefore, if an image captured by the imaging device is converted into a photograph as it is, the image does not look natural and may cause discomfort.
光学フィルタ機能付きカバーガラス１００を上記図１（Ｂ）や図１（Ｃ）のような積層構造にすると、誘電体多層膜による近赤外光反射膜１５０を備えるため、近赤外光吸収膜１４０では吸収しきれない７００ｎｍ以上の長さの波長の光をカットして、自然な色合いの画像を取得することが可能になる。また近赤外光反射膜１５０だけで近赤外領域の光をカットしようとすると、後述するように入射光の入射角度により反射率が大きく変化してしまう。近赤外光反射膜１５０と、光吸収率について入射角度依存性のない近赤外光吸収膜１４０とを組み合わせることで、光の透過率が、光の入射角度に対して依存性の少ない近赤外光カットフィルタを構成することが可能になる。
When the
また、スマートフォン筐体２０内のカメラを外界から保護するカバーガラス１００が反射防止膜１２０により紫外領域の光をカットすることができるので、カメラの構成部品である合成樹脂で形成された光学レンズ群（レンズユニット５０）が紫外線によって劣化することを防ぐことができ、且つ、有機色素を含む近赤外光吸収膜１４０が紫外線により劣化することも防ぐことができる。また、可視領域の光に対する反射防止機能により、入射光をより多く取り込み、明るい画像を取得できる。
Further, since the
なお反射防止膜１２０は、窒化膜と酸化膜を交互に積層して構成されるが、一般に窒化膜は、酸化膜と比べて高硬度であり、鉛筆硬度試験において、９Ｈ以上の硬度に達する。したがって反射防止膜１２０を窒化膜も含めて構成することで、耐傷性を高める効果を奏する。また窒化膜は、酸化膜と比べて充填密度が高く緻密である。成分として酸素を含まないため、酸素の供給源にもならない。したがって窒化膜を近赤外光吸収膜１４０より外側に設けることで、近赤外光吸収膜１４０への酸素および水分の侵入を防ぎ、近赤外光吸収膜１４０の劣化を抑制する効果を奏する。
The
一般に光学フィルタは、多数の光学境界面を持っている。一方レンズには高度な反射防止膜を施している。近赤外領域の光をカットする光学フィルタでレンズ並みの透過率を実現することは難しく、レンズ側に反射光を戻すことが生じる。これが画像にゴーストを生む迷光の原因になる。従来のカメラ構造においては、光学フィルタ６０がレンズユニット５０と撮像素子７０の間の光路上で、撮像素子７０直近に置かれているため、上記のようなゴーストを生じることは避けがたかった。しかし本実施形態に係るカメラ構造によれば、上述のような迷光を生じることはないため画質を向上させる著しい効果を奏する。
Generally, an optical filter has a large number of optical interfaces. On the other hand, the lens is coated with an advanced anti-reflection film. It is difficult to realize a transmittance comparable to that of a lens with an optical filter that cuts light in the near infrared region, and reflected light is returned to the lens side. This causes stray light that produces ghosts in the image. In the conventional camera structure, since the
次に光学フィルタ機能付きカバーガラス１００の分光透過率特性について説明する。
Next, the spectral transmittance characteristics of the
図２（Ａ）は、誘電体膜によって構成された近赤外光反射膜の分光透過率特性が、光の入射角度に対してどのように依存するかについての実験結果を示す。入射角度Ａは図２（Ｂ）のように定義する。また、縦軸の「Ｔ」は、分光透過率を示し、単位は％（パーセント）である。また横軸の「λ」は光の波長を示し、単位はｎｍ（ナノメートル）である（以下の図でも同様）。サンプルはガラスに二酸化チタン（ＴｉＯ２）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とを所定の膜厚で交互に４０層積層したものである。実線が光の入射角度０度の場合、破線が光の入射角度が３０度の場合の分光透過率を示す。図２から赤色領域である波長７００ｎｍ付近の光に対して、光の入射角度０度と３０度で著しい分光透過率の差が生じてしまうことが確認された。このような差があると、画像の色合いが画像中心と周辺部で大きく変わってしまうことにつながり、最終的な画質低下の原因となる。 FIG. 2A shows an experimental result on how the spectral transmittance characteristic of the near-infrared light reflecting film constituted by the dielectric film depends on the incident angle of light. The incident angle A is defined as shown in FIG. "T" on the vertical axis indicates the spectral transmittance, and the unit is% (percent). “Λ” on the horizontal axis indicates the wavelength of light, and the unit is nm (nanometer) (the same applies to the following figures). The sample is obtained by alternately laminating 40 layers of titanium dioxide (TiO2) and silicon dioxide (SiO2) with a predetermined thickness on glass. The solid line indicates the spectral transmittance when the incident angle of light is 0 degree, and the broken line indicates the spectral transmittance when the incident angle of light is 30 degrees. From FIG. 2, it was confirmed that a remarkable difference in spectral transmittance occurs between light having an incident angle of 0 ° and 30 ° with respect to light near a wavelength of 700 nm, which is a red region. Such a difference leads to a large change in the color tone of the image between the center and the peripheral portion of the image, which ultimately causes deterioration in image quality.
図３は、近赤外光吸収膜と近赤外反射膜の両者を備えた本実施形態に係る光学フィルタ機能付きカバーガラス１００の分光透過率が、光の入射角度に対してどのように依存するかについての実験結果を示す。近赤外光吸収膜としては、有機色素を含む厚さ５μｍ以下の樹脂膜を用いており、近赤外光反射膜としては図２と同様の構成である。実線が光の入射角度０度の場合、破線が光の入射角度が１５度の場合、一点鎖線が光の入射角度が３０度の場合の分光透過率を示す。図２の場合と比べて入射角度依存性が小さくなっているのが確認できる。
FIG. 3 shows how the spectral transmittance of the
図４は、近赤外光吸収膜１４０及び近赤外光反射膜１５０を備えた光学フィルタ機能付きカバーガラス１００（実線）と、近赤外光吸収膜１４０のみを形成したカバーガラス（破線）と、近赤外光反射膜１５０のみを形成したカバーガラス（一点鎖線）の分光透過率測定における実験結果を比較した図である。近赤外光吸収膜１４０と近赤外光反射膜１５０の構成は図２、図３の場合と同様なので説明を省略する。ただしすべて光の入射角度は０度である。近赤外光吸収膜１４０のみの場合だと、６５０〜７５０ｎｍの光については、強い光吸収をするが、８００ｎｍ以上の光は、ほとんど透過してしまう。前述のように人間の目は、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのいわゆる可視光に対して主に感度を持つため、撮像素子７０が感度を持つ８００ｎｍ以上の領域まで画像化すると上述のように人間の目には不自然な画像となる。近赤外光反射膜１５０は、波長７００ｎｍ以上の光についてはカットするように設計されており、実際に７００ｎｍ付近で急峻な分光透過率の減少が測定されている。近赤外光吸収膜１４０と近赤外光反射膜１５０を組み合わせて、構成したのが光学フィルタ機能付きカバーガラス１００であり、図４の実線で示すように、可視領域の光のうち４００〜６５０ｎｍについては、高い透過率を実現し、且つ、波長７００ｎｍ以上の光をカットしていることが確認できる。
FIG. 4 shows a
図５は、本発明の第二実施形態に係るカメラ構造が有する光学フィルタ機能付きカバーガラスの分光透過率を示す図である。本実施形態では、夜間でも画像を取得できる、いわゆるデュアルバンドの光学フィルタ機能付きカバーガラスとカメラ構造を提供する。カメラ構造の基本構成は第一実施形態と同様だが、光学フィルタ機能付きカバーガラス１００は、近赤外領域の光の一部について光透過率を高くした近赤外光反射膜Ｄを備える。近赤外光反射膜Ｄの膜構造は公知技術なので説明を省略する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the spectral transmittance of a cover glass with an optical filter function included in a camera structure according to the second embodiment of the present invention. The present embodiment provides a so-called dual-band cover glass with an optical filter function and a camera structure that can acquire an image even at night. The basic configuration of the camera structure is the same as that of the first embodiment, but the
図５の破線で示す近赤外光吸収膜１４０と、図５の一点鎖線で示す近赤外領域の光の一部について光透過率を高くした近赤外反射膜Ｄを組み合わせると、図５の実線のように可視領域の光と近赤外領域の光の一部を透過するデュアルバンドカバーガラスを実現できる。ただし図５において、近赤外光反射膜Ｄ及びデュアルバンドカバーガラスの分光透過率については、７５０ｎｍ以上の波長においては、計算値を表している。このようなデュアルバンドカバーガラスを備えたカメラ構造によれば、夜間の道路において車線境界線や車道外側線が見えやすくなるという著しい効果が得られるため、車載カメラに好適である。
When a near-infrared
図６（Ａ）は、本発明の第三実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造の断面図である。当該カメラ構造は、撮像装置の内部機構を外界から保護する光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０と、カメラモジュール１を備える。カメラモジュール１は、撮像装置の内部機構である光学レンズ群、すなわちレンズユニット５０と、レンズユニット５０を保持するレンズキャリア４０と、自動焦点機能を実現するためにレンズユニット５０を軸方向に移動させるマグネットホルダ３０と、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０及びレンズユニット５０を介して入射した光を受光する撮像素子７０と、レンズユニット５０と撮像素子７０の間に配置され、光を透過する透明ガラスを基材とした、内側透明プレート２４０を備える。内側透明プレート２４０は薄板状の構造を持ち、軸方向、レンズユニット５０側から撮像素子７０を見たときに、撮像素子７０表面の少なくとも一部分を覆っている。
FIG. 6A is a cross-sectional view of a camera structure applied to a portable communication device A that is an imaging device according to a third embodiment of the present invention. The camera structure includes a cover glass 210 with an optical filter function for protecting an internal mechanism of the imaging device from the outside, and a
図６（Ｂ）は、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０の構造図である。光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０は、光を透過する透明基板として結晶化ガラス１３０を使用し、紫外領域の光を反射し、且つ、可視領域の光の反射を抑止する反射防止膜１２０が、結晶化ガラス１３０を基準として光の入射側に形成される。そして光が入射する側の最も外側に、外界からの汚れを防止するための防汚コート膜１１０を備える。光の出射側に、結晶化ガラス１３０を基準として最も遠い側から順に、近赤外領域の光を反射する近赤外光反射膜１５０と、近赤外領域の光を吸収する近赤外光吸収膜１４０とが形成される。。光の出射側の最も遠い側に、さらに反射防止膜１２０を形成しても良い（図１（Ｃ）参照）。
FIG. 6B is a structural diagram of the cover glass 210 with an optical filter function. The cover glass 210 with an optical filter function uses
すなわち、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０は、撮像装置の内部機構を外界から保護するカバーガラスの積層構造であって、光を透過する透明基板である結晶化ガラス１３０と、近赤外領域の光を反射する近赤外光反射膜１５０とを備えることを特徴とするカバーガラスの積層構造を有する。また光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０は、紫外領域の光を反射し、且つ、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止膜１２０をさらに備える。
That is, the cover glass 210 with an optical filter function has a laminated structure of a cover glass that protects the internal mechanism of the imaging device from the outside, and the crystallized
さらに光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０は、近赤外領域の光を吸収する近赤外光吸収膜１４０を備え、近赤外光吸収膜１４０には、有機色素が含まれる。
Further, the cover glass 210 with an optical filter function includes a near-infrared
本発明の第三実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造は、上記の光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０を備え、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０側に配置される光学レンズ群（レンズユニット５０）と、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０及びレンズユニット５０を介して入射した光を受光する撮像素子７０と、レンズユニット５０と撮像素子７０の間に配置され、光を透過する内側透明プレート２４０とを備える
The camera structure applied to the portable communication device A, which is the imaging device according to the third embodiment of the present invention, includes the cover glass 210 with the optical filter function described above, and the optical structure disposed on the cover glass 210 side with the optical filter function. A lens group (lens unit 50), an
近赤外反射膜１５０、近赤外吸収膜１４０、反射防止膜１２０の作製方法は第一実施形態と同様なので記載を省略する。
The manufacturing method of the near-infrared reflecting
図６（Ｃ）は、透明ガラス２２０を基材として反射防止膜を複数備えた内側透明プレート２４０の構造図である。内側透明プレート２４０は、透明ガラス２２０の両面に、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止層２３０を備える。反射防止層２３０は、反射防止膜１２０と同様な方法で作成される。
FIG. 6C is a structural diagram of the inner
すなわち本発明の第三実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造は、撮像装置の内部機構を外界から保護するカバーガラスの積層構造であって、光を透過する透明基板である結晶化ガラス１３０と、近赤外領域の光を反射する近赤外光反射膜１５０と、紫外領域の光を反射し、且つ、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止膜１２０と、近赤外領域の光を吸収する近赤外光吸収膜１４０を備える光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０と、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０側に配置される光学レンズ群と、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０及び光学レンズ群を介して入射した光を受光する撮像素子７０と、光学レンズ群と撮像素子７０の間に配置され、光を透過する透明ガラス２２０を基材とした、内側透明プレート２４０とを備えることを特徴とするカメラ構造である。
That is, the camera structure applied to the portable communication device A which is the imaging device according to the third embodiment of the present invention is a laminated structure of a cover glass that protects an internal mechanism of the imaging device from the outside, and is a transparent structure that transmits light. A crystallized
本発明の第三実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０が、光を反射する近赤外光反射膜１５０を有するので、外界からの近赤外光を撮像装置の内部機構に入射させない効果を奏しうる。また、撮像素子７０に近接した領域に、近赤外光反射膜１５０を備えた部材を入れる必要が無くなるので、撮像装置の内部機構に入射した光の反射を抑制することができ、結果として迷光を抑え、ゴーストやフレアの原因を減少させる著しい効果を奏しうる。
According to the camera structure applied to the portable communication device A which is the imaging device according to the third embodiment of the present invention, since the cover glass 210 with the optical filter function has the near-infrared
本発明の第三実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、撮像装置の内部機構を外界から保護する光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０が紫外領域の光をカットすることができるので、カメラの構成部品である合成樹脂で形成された光学レンズ等が紫外線によって劣化することを防ぐことができ、長寿命化に資する。また、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０が少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止膜１２０を有することにより、入射光をより多く取り込むことが可能になり、より明るい画像を取得できるという顕著な効果を奏する。
According to the camera structure applied to the portable communication device A which is the imaging device according to the third embodiment of the present invention, the cover glass 210 with an optical filter function for protecting the internal mechanism of the imaging device from the outside emits light in the ultraviolet region. Since it can be cut, it is possible to prevent an optical lens or the like formed of a synthetic resin, which is a component of the camera, from being deteriorated by ultraviolet rays, which contributes to a longer life. In addition, since the cover glass 210 with the optical filter function has the
本発明の第三実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０に形成される近赤外光吸収膜１４０には、近赤外光を吸収する有機色素が含まれるので、近赤外領域の光を吸収するためのフィルタの材料として一般に使用されるブルーガラスを用いることなく、光の入射角度依存性が少ない状態で、近赤外線領域の光を抑止することが可能になるという効果を奏する。
According to the camera structure applied to the portable communication device A which is the imaging device according to the third embodiment of the present invention, the near-infrared
本発明の第三実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、当該カメラ構造は、光学レンズ群と撮像素子７０の間に配置され、光を透過する内側透明プレート２４０を備えるので、撮像素子の表面に付着するダストを減少させることができ、結果として画質の向上という顕著な効果を奏しうる。
According to the camera structure applied to the portable communication device A, which is the imaging device according to the third embodiment of the present invention, the camera structure is disposed between the optical lens group and the
本発明の第三実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、内側透明プレート２４０の両面に、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止層２３０を備えるので、入射光をより多く取り込むことが可能になり、且つ、内側透明プレート２４０に起因する反射光、特に撮像素子７０自身からの反射光が、さらに内側透明プレート２４０に反射されて撮像素子７０に戻ることを防止し、画質が向上しうるという顕著な効果を奏する。
According to the camera structure applied to the mobile communication device A which is the imaging device according to the third embodiment of the present invention, the
なお近赤外反射膜１５０、近赤外吸収膜１４０、反射防止膜１２０、反射防止層２３０の具体的な構造、作製方法は第一実施形態と同様なので記載を省略する。
Note that the specific structures and manufacturing methods of the near-infrared
図６（Ｄ）は、第三実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造において、透明ガラスを基材とした内側透明プレート２４０を、透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート２４２に置き換えた変形実施例の一部である。すなわち、透明合成樹脂フィルム２２２を基材として、両面に反射防止機能を発揮するモスアイ構造を備えた透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート２４２の構造図である。透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート２４２の厚みは、０．２ｍｍ以下である。透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート２４２は、少なくとも可視領域の光の反射を防止するモスアイ構造２３２を両面に備える。
FIG. 6D shows a camera structure applied to a portable communication device A which is an imaging device according to the third embodiment, in which an inner
モスアイ構造とは、誘電体多層膜のように干渉効果を利用して反射を低減するのでは無く、屈折率が急激に変化する境界面を排除することで反射を低減する。具体的には、表面に数百ｎｍ程度の高さを持つ多数の微細な突起からなる微細突起構造が形成され、その突起の繰り返し周期が反射低減の効果の現れる波長範囲と関連する。モスアイ構造については周知技術なので記載を省くが、本変形実施例の場合、例えば、透明合成樹脂フィルム２２２として透明なアクリル樹脂を使用し、転写や成型加工によってモスアイ構造を形成することで反射防止機能を実現する。 The moth-eye structure does not reduce the reflection by using the interference effect as in the case of the dielectric multilayer film, but reduces the reflection by eliminating a boundary surface where the refractive index changes rapidly. Specifically, a fine projection structure composed of a large number of fine projections having a height of about several hundred nm is formed on the surface, and the repetition period of the projections is related to the wavelength range in which the effect of reducing reflection appears. Since the moth-eye structure is a well-known technique, its description is omitted. In the case of this modification, for example, a transparent acrylic resin is used as the transparent synthetic resin film 222, and the moth-eye structure is formed by transfer or molding to prevent the reflection effect. To achieve.
すなわち透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート２４２の表面に形成される微細な突起からなる微細突起構造、いわゆるモスアイ構造の反射防止膜２３２は、広帯域に渡って光の反射を防止する。モスアイ構造２３２は、少なくとも可視領域の光の反射防止機能を有し、紫外領域の光と、近赤外領域の光についても反射防止機能を有することが望ましい。 That is, the anti-reflection film 232 having a fine projection structure formed of fine projections formed on the surface of the inner transparent plate 242 made of a transparent synthetic resin film, that is, a so-called moth-eye structure, prevents light reflection over a wide band. The moth-eye structure 232 preferably has an antireflection function for at least light in the visible region, and also has an antireflection function for light in the ultraviolet region and light in the near-infrared region.
さらに内側透明プレート２４０についての他の変形実施例としては、基材である透明合成樹脂フィルム２２２の表面に反射防止層として、合成樹脂を塗布することで得られる多層膜を形成したものも考えられる。一般に互いに異なる光の屈折率を持つ２種類の薄膜を交互に積層して得られる多層膜は、光の反射防止膜を形成しうる。そしてこのような多層膜は、合成樹脂を塗布することでも得られることが知られている。
Further, as another modified example of the inner
例えば、光の屈折率が互いに異なる２種類の合成樹脂であって、それらの屈折率が、いずれも空気の屈折率より大きく、且つ、透明合成樹脂フィルム２２２の屈折率より小さいものを用意する。これらを交互に透明合成樹脂フィルム２２２に塗布することで、安価に安定した品質の反射防止膜を備えた内側透明プレート２４０を製造しうる。透明合成樹脂フィルム２２２への合成樹脂の塗布の方法としては、例えばローラーコート法などが考えられる。本変形実施例によれば、反射防止膜を備えた内側透明プレートを、安定した品質のもと、大量に、しかも安価に製造できるという著しい効果を奏する。
For example, two types of synthetic resins having different refractive indices of light, each having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the transparent synthetic resin film 222 are prepared. By alternately applying these to the transparent synthetic resin film 222, the inner
本発明の第三実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート２４２の両面にモスアイ構造の反射防止膜２３２を形成することで、透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート２４２に起因する反射光が可視光領域を含む広帯域に渡って著しく低減され、画質が向上されうるという顕著な効果を奏する。 According to the camera structure applied to the portable communication device A which is the imaging device according to the third embodiment of the present invention, a moth-eye antireflection film 232 is provided on both surfaces of the inner transparent plate 242 made of a transparent synthetic resin film as a base material. Is formed, the reflected light due to the inner transparent plate 242 made of a transparent synthetic resin film as a base material is significantly reduced over a wide band including the visible light region, and a remarkable effect that the image quality can be improved is obtained.
図７（Ａ）は、本発明の第四実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造の断面図である。本カメラ構造は、近赤外光を反射する近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５と、透明ガラスを基材とした内側透明プレート２４０を備える。他の構成は、前述の第三実施形態と同様であるから記載を省略する。
FIG. 7A is a cross-sectional view of a camera structure applied to a portable communication device A that is an imaging device according to a fourth embodiment of the present invention. This camera structure includes a
図７（Ｂ）は、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５の構造図である。近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５は、光を透過する透明基板として結晶化ガラス１３０を使用し、紫外領域の光を反射し、且つ、可視領域の光の反射を抑止する反射防止膜１２０が、結晶化ガラス１３０を基準として光の入射側に形成される。そして光が入射する側の最も外側に、外界からの汚れを防止するための防汚コート膜１１０を備える。結晶化ガラス１３０を基準として光の出射側に、近赤外領域の光を反射する近赤外光反射膜１５０を形成する。光の出射側の最も遠い側に、さらに反射防止膜１２０を形成しても良い（図１（Ｃ）参照）。
FIG. 7B is a structural diagram of the
図７（Ｃ）は、透明ガラス２２０を基材として反射防止層２３０を複数備えた内側透明プレート２４０の構造図である。内側透明プレート２４０は、透明ガラス２２０の両面に反射防止層２３０を備える。
FIG. 7C is a structural diagram of the inner
すなわち本発明の第四実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造は、撮像装置の内部機構を外界から保護するカバーガラスの積層構造であって、光を透過する透明基板である結晶化ガラス１３０と、近赤外領域の光を反射する近赤外光反射膜１５０と、紫外領域の光を反射し、且つ、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止膜１２０を備える、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５と、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５側に配置される光学レンズ群と、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５及び光学レンズ群を介して入射した光を受光する撮像素子７０と、光学レンズ群と撮像素子７０の間に配置され、光を透過する透明ガラス２２０を基材とした、内側透明プレート２４０とを備えることを特徴とするカメラ構造である。
That is, the camera structure applied to the portable communication device A which is the imaging device according to the fourth embodiment of the present invention is a laminated structure of a cover glass that protects an internal mechanism of the imaging device from the outside, and is a transparent structure that transmits light. A crystallized
なお透明ガラス２２０を基材とした内側透明プレート２４０を、透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート２４２に置き換えてもよい（図６（Ｄ）参照）。
Note that the inner
本発明の第四実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５が、光を反射する近赤外光反射膜１５０を有するので、外界からの近赤外光を撮像装置の内部機構に入射させない効果を奏しうる。また、撮像素子７０に近接した領域に、近赤外光反射膜１５０を備えた部材を入れる必要が無くなるので、撮像装置の内部機構に入射した光の反射を抑制することができ、結果として迷光を抑え、ゴーストやフレアの原因を減少させる著しい効果を奏しうる。
According to the camera structure applied to the portable communication device A, which is the imaging device according to the fourth embodiment of the present invention, the
本発明の第四実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、撮像装置の内部機構を外界から保護する近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５が紫外領域の光をカットすることができるので、カメラの構成部品である合成樹脂で形成された光学レンズ等が紫外線によって劣化することを防ぐことができ、長寿命化に資する。また、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５が少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止膜１２０を有することにより、入射光をより多く取り込むことが可能になり、より明るい画像を取得できるという顕著な効果を奏する。
According to the camera structure applied to the portable communication device A, which is the imaging device according to the fourth embodiment of the present invention, the
本発明の第四実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、当該カメラ構造は、光学レンズ群と撮像素子７０の間に配置され、光を透過する内側透明プレート２４０を備えるので、撮像素子の表面に付着するダストを減少させることができ、結果として画質の向上という顕著な効果を奏しうる。
According to the camera structure applied to the portable communication device A, which is the imaging device according to the fourth embodiment of the present invention, the camera structure is disposed between the optical lens group and the
本発明の第四実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、内側透明プレート２４０の両面に、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止層２３０を備えるので、入射光をより多く取り込むことが可能になり、且つ、内側透明プレート２４０に起因する反射光、特に撮像素子７０自身からの反射光が、さらに内側透明プレート２４０に反射されて撮像素子７０に戻ることを防止し、画質が向上しうるという顕著な効果を奏する。
According to the camera structure applied to the mobile communication device A which is the imaging device according to the fourth embodiment of the present invention, the
図８（Ａ）は、本発明の第五の実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造の断面図である。本カメラ構造は、近赤外光を反射する近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５と、透明ガラスを基材とした近赤外光吸収機能付き内側透明プレート２４４を備える。他の構成は、前述の第三実施形態と同様であるから記載を省略する。
FIG. 8A is a cross-sectional view of a camera structure applied to a portable communication device A that is an imaging device according to a fifth embodiment of the present invention. This camera structure includes a
図８（Ｂ）は、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５の構造図である。近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５は、光を透過する透明基板として結晶化ガラス１３０を使用し、紫外領域の光を反射し、且つ、可視領域の光の反射を抑止する反射防止膜１２０が、結晶化ガラス１３０を基準として光の入射側に形成される。そして光が入射する側の最も外側に、外界からの汚れを防止するための防汚コート膜１１０を備える。結晶化ガラス１３０を基準として光の出射側に、近赤外領域の光を反射する近赤外光反射膜１５０を形成する。光の出射側の最も遠い側に、さらに反射防止膜１２０を形成しても良い（図１（Ｃ）参照）。
FIG. 8B is a structural diagram of the
図８（Ｃ）は、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止層２３０を複数備え、近赤外光吸収部である近赤外光吸収膜１４０をさらに備える近赤外光吸収機能付き内側透明プレート２４４の構造図である。近赤外光吸収機能付き内側透明プレート２４４は、透明ガラス２２０を基材とし、透明ガラス２２０に近赤外光吸収膜１４０が設けられる。
FIG. 8 (C) includes a plurality of
反射防止層２３０が、透明ガラス２２０を基準として光の入射側に形成され、光の出射側に、透明ガラス２２０を基準として最も遠い側から順に、反射防止層２３０と、近赤外光吸収膜１４０が備えられる。近赤外光吸収膜１４０は、有機色素を含む
The
なお近赤外反射膜１５０、近赤外吸収膜１４０、反射防止膜１２０、反射防止層２３０の具体的な構造、作製方法は第一実施形態と同様なので記載を省略する。
Note that the specific structures and manufacturing methods of the near-infrared
また近赤外光吸収機能付き内側透明プレート２４４を、透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート２４２に類似するものに置き換えてもよい（図６（Ｄ）参照）。ただし、このとき透明合成樹脂フィルム２２２に隣接して近赤外光吸収膜１４０を備えることが望ましい。すなわち反射防止膜であるモスアイ構造２３２が、透明合成樹脂フィルム２２２を基準として光の入射側に形成され、光の出射側に、透明合成樹脂フィルム２２２を基準として最も遠い側から順に、モスアイ構造２３２と、近赤外光吸収膜１４０が備えられることが望ましい。
Further, the inner
なお、近赤外光吸収機能付き内側透明プレート２４４を実現する手段としては、例えば基材として、近赤外領域の光を吸収する有機色素を少なくとも一部に含有する合成樹脂の薄板を使用しても良い。また従来の近赤外光カットフィルタと同様に、近赤外領域の光を吸収するいわゆるブルーガラスのプレートを使用しても良い。透明なプレートに近赤外光をカットするフィルムを貼り付けて実現することも考えられる。
As means for realizing the inner
本発明の第五実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５が、光を反射する近赤外光反射膜１５０を有するので、外界からの近赤外光を撮像装置の内部機構に入射させない効果を奏しうる。また、撮像素子７０に近接した領域に、近赤外光反射膜１５０を備えた部材を入れる必要が無くなるので、撮像装置の内部機構に入射した光の反射を抑制することができ、結果として迷光を抑え、ゴーストやフレアの原因を減少させる著しい効果を奏しうる。
According to the camera structure applied to the portable communication device A, which is the imaging device according to the fifth embodiment of the present invention, the
本発明の第五実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、撮像装置の内部機構を外界から保護する近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５が紫外領域の光をカットすることができるので、カメラの構成部品である合成樹脂で形成された光学レンズ等が紫外線によって劣化することを防ぐことができ、長寿命化に資する。また、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５が少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止膜１２０を有することにより、入射光をより多く取り込むことが可能になり、より明るい画像を取得できるという顕著な効果を奏する。
According to the camera structure applied to the portable communication device A which is the imaging device according to the fifth embodiment of the present invention, the
本発明の第五実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、近赤外光吸収機能付き内側透明プレート２４４に形成される近赤外光吸収膜１４０には、近赤外光を吸収する有機色素が含まれるので、近赤外領域の光を吸収するためのフィルタの材料として一般に使用されるブルーガラスを用いることなく、光吸収について入射角度依存性無しで、近赤外線領域の光をカットすることが可能になるという効果を奏する。
According to the camera structure applied to the mobile communication device A which is the imaging device according to the fifth embodiment of the present invention, the near infrared
本発明の第五実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、近赤外光吸収機能付き内側透明プレート２４４の両面に、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止層２３０を備えるので、入射光をより多く取り込むことが可能になる。また近赤外光吸収機能付き内側透明プレート２４４に起因する反射光、特に撮像素子７０自身からの反射光が、さらに近赤外光吸収機能付き内側透明プレート２４４に反射されて撮像素子７０に戻ることを防止することができるので、画質が向上しうるという顕著な効果を奏する。
According to the camera structure applied to the mobile communication device A which is the imaging device according to the fifth embodiment of the present invention, at least both surfaces of the inner
図９（Ａ）は、本発明の第六の実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造の断面図である。本カメラ構造は、光の入射側から順に、近赤外光を反射する近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５と、近赤外光を吸収する近赤外光吸収機能付きプレート２１７と、透明ガラスを基材とした内側透明プレート２４０を備える。他の構成は前述の第三実施形態と同様であるから記載を省略する。
FIG. 9A is a sectional view of a camera structure applied to a portable communication device A which is an imaging device according to a sixth embodiment of the present invention. The camera structure includes, in order from the light incident side, a
図９（Ｂ）は、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５の構造図である。近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５は、光を透過する透明基板として結晶化ガラス１３０を使用し、紫外領域の光を反射し、且つ、可視領域の光の反射を抑止する反射防止膜１２０が、結晶化ガラス１３０を基準として光の入射側に形成される。そして光が入射する側の最も外側に、外界からの汚れを防止するための防汚コート膜１１０を備える。結晶化ガラス１３０を基準として光の出射側に、近赤外領域の光を反射する近赤外光反射膜１５０を形成する。光の出射側の最も遠い側に、さらに反射防止膜１２０を形成しても良い（図１（Ｃ）参照）。
FIG. 9B is a structural diagram of the
図９（Ｃ）は、近赤外光吸収機能付きプレート２１７の構造図である。近赤外光吸収機能付きプレート２１７は、薄板状の構造を持ち、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止層２３０を複数備え、近赤外光吸収膜１４０をさらに備える近赤外光吸収機能付きプレート２１７は、透明ガラス２２０を基材とし、透明ガラス２２０に隣接して近赤外光吸収膜１４０が設けられる。反射防止層２３０が、透明ガラス２２０を基準として光の入射側に形成され、光の出射側に、透明ガラス２２０を基準として最も遠い側から順に、反射防止層２３０と、近赤外光吸収膜１４０が備えられる。
FIG. 9C is a structural diagram of the
近赤外光吸収機能付きプレート２１７は、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５より、内部構造側に配置される。
The
なお、近赤外光吸収機能付きプレート２１７を実現する手段としては、例えば基材として、近赤外領域の光を吸収する有機色素を少なくとも一部に含有する合成樹脂の薄板を使用しても良い。また従来の近赤外光カットフィルタと同様に、近赤外領域の光を吸収するいわゆるブルーガラスのプレートを使用しても良い。透明なプレートに近赤外光をカットするフィルムを貼り付けて実現することも考えられる。
As means for realizing the
図９（Ｄ）は、透明ガラス２２０を基材として反射防止層２３０を複数備えた、透明ガラスを基材とした内側透明プレート２４０の構造図である。内側透明プレート２４０は、透明ガラス２２０の両面に反射防止層２３０を備える。
FIG. 9D is a structural diagram of an inner
なお透明ガラス２２０を基材とした内側透明プレート２４０を、透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート２４２に置き換えてもよい（図６（Ｄ）参照）。
Note that the inner
本発明の第六実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５が、光を反射する近赤外光反射膜１５０を有するので、外界からの近赤外光を撮像装置の内部機構に入射させない効果を奏しうる。また、撮像素子７０に近接した領域に、近赤外光反射膜１５０を備えた部材を入れる必要が無くなるので、撮像装置の内部機構に入射した光の反射を抑制することができ、結果として迷光を抑え、ゴーストやフレアの原因を減少させる著しい効果を奏しうる。
According to the camera structure applied to the portable communication device A, which is the imaging device according to the sixth embodiment of the present invention, the
本発明の第六実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、撮像装置の内部機構を外界から保護する近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５が紫外領域の光をカットすることができるので、カメラの構成部品である合成樹脂で形成された光学レンズ等が紫外線によって劣化することを防ぐことができ、長寿命化に資する。また、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５が少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止膜１２０を有することにより、入射光をより多く取り込むことが可能になり、より明るい画像を取得できるという顕著な効果を奏する。
According to the camera structure applied to the portable communication device A which is the imaging device according to the sixth embodiment of the present invention, the
本発明の第六実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、近赤外光吸収機能付きプレート２１７に形成される近赤外光吸収膜１４０には、近赤外光を吸収する有機色素が含まれるので、近赤外領域の光を吸収するためのフィルタの材料として一般に使用されるブルーガラスを用いることなく、光吸収について入射角度依存性無しで、近赤外線領域の光をカットすることが可能になるという効果を奏する。
According to the camera structure applied to the mobile communication device A which is the imaging device according to the sixth embodiment of the present invention, the near-infrared
本発明の第六実施形態に係る撮像装置である携帯通信機器Ａに適用されるカメラ構造によれば、透明ガラス２２０を基材とした内側透明プレート２４０の両面に、少なくとも可視領域の光の反射を防止する反射防止層２３０を備えるので、入射光をより多く取り込むことが可能になり、且つ、内側透明プレート２４０に起因する反射光、特に撮像素子７０自身からの反射光が、さらに内側透明プレート２４０に反射されて撮像素子７０に戻ることを防止し、画質が向上しうるという顕著な効果を奏する。
According to the camera structure applied to the portable communication device A which is the imaging device according to the sixth embodiment of the present invention, at least both sides of the inner
図１０は、従来のカメラ構造で撮像した画像と、本発明の第三実施形態に係るカメラ構造で撮像した画像を比較して、本発明の効果を説明する図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating an effect of the present invention by comparing an image captured by the conventional camera structure with an image captured by the camera structure according to the third embodiment of the present invention.
図１０（Ａ）には、従来のカメラ構造でおこなった実験の実験方法を説明する説明図を示す。実験は特定の中心波長を有する発光ダイオードを光源として、その発光を撮像した。実験では、光源３００として中心波長４６０ｎｍの発光ダイオードを使用した。発生するフレア現象やゴースト現象を見やすくするために、光源３００の背景には低反射材３２０を配置し、低反射材３２０の周囲に高反射材３１０を置いた。
FIG. 10A is an explanatory diagram illustrating an experimental method of an experiment performed with a conventional camera structure. In the experiment, light emission was imaged using a light emitting diode having a specific center wavelength as a light source. In the experiment, a light emitting diode having a center wavelength of 460 nm was used as the
なお光強度の大きな光源方向にレンズを向けると、レンズ面等に光が反射を繰り返して、不要な画像が写り込む現象をフレア現象、ゴースト現象と呼ぶ。画像の一部が過度に露光される現象をフレア現象と呼び、レンズ面で光が反射を繰り返してはっきりとした不要画像が映り込む現象をゴースト現象と呼ぶ。 Note that when the lens is pointed in the direction of a light source having a high light intensity, light is repeatedly reflected on a lens surface or the like, and a phenomenon in which an unnecessary image is reflected is called a flare phenomenon or a ghost phenomenon. A phenomenon in which a part of an image is excessively exposed is called a flare phenomenon, and a phenomenon in which light is repeatedly reflected on a lens surface and a clear unnecessary image is reflected is called a ghost phenomenon.
従来のカメラ構造は、光の入射側から順に、カバーガラス３５０と、光学レンズ群３３０と、近赤外光カットフィルタ３４０と、撮像素子７０を備える。近赤外光カットフィルタ３４０は光学レンズ群３３０と撮像素子７０の間に配置される。
The conventional camera structure includes, in order from the light incident side, a
図１０（Ｂ）は、従来のカバーガラス３５０の断面図である。カバーガラス３５０は、透明ガラス３６０に反射防止膜１２０を備える。反射防止膜１２０は透明ガラス３６０の光学レンズ群３３０側に設けられる。
FIG. 10B is a cross-sectional view of a
図１０（Ｃ）は、従来の近赤外光カットフィルタ３４０の断面図である。近赤外光カットフィルタ３４０は、基材であるブルーガラス３８０を基準として、光の入射側に近赤外光反射膜３９０を備え、撮像素子７０側に、反射防止層２３０を有する。ここでブルーガラス３８０は近赤外領域の光を吸収する機能を有する。
FIG. 10C is a cross-sectional view of a conventional near-infrared light cut
図１０（Ｄ）は、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）で説明した従来のカメラ構造の撮像素子７０によって撮像した画像である。光源３００を中心として花びら様のゴーストＧが生じており、画質が劣化していることがわかる。このようなゴースト現象は、光源３００の中心波長を４２０ｎｍ〜６６０ｎｍと変えても生じうる。
FIG. 10D is an image captured by the
図１０（Ｅ）は、本発明の第三実施形態に係るカメラ構造でおこなった実験の実験方法を説明する説明図である。実験では、前述した図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）の実験と同様、光源３００として中心波長４６０ｎｍの発光ダイオードを使用した。本発明の第三実施形態に係るカメラ構造は、光の入射側から順に、光学フィルタ機能付きカバーガラス４００と、光学レンズ群３３０と、内側透明プレート４５０と、撮像素子７０を備える。内側透明プレート４５０は光学レンズ群３３０と撮像素子７０の間に配置される。
FIG. 10E is an explanatory diagram illustrating an experiment method of an experiment performed with the camera structure according to the third embodiment of the present invention. In the experiment, a light emitting diode having a center wavelength of 460 nm was used as the
図１０（Ｆ）は、本発明の実施形態に係るカメラ構造における光学フィルタ機能付きカバーガラス４００の断面図である。光学フィルタ機能付きカバーガラス４００は、透明ガラス３６０を基材とし、透明ガラス３６０を基準として、光の入射側に反射防止膜１２０を備え、光学レンズ群３３０側に近赤外光カット層３９５を有する。近赤外光カット層３９５について、ここでは詳述しないが、近赤外光吸収膜１４０と近赤外光反射膜１５０を有する（図６（Ｂ）参照）。
FIG. 10F is a cross-sectional view of the
図１０（Ｇ）は、本発明の実施形態に係るカメラ構造における内側透明プレート４５０の断面図である。内側透明プレート４５０は透明ガラス３６０を基材としており、透明ガラス３６０の両面に反射防止層２３０を設ける。
FIG. 10G is a cross-sectional view of the inner
なお、近赤外反射膜１５０、近赤外吸収膜１４０、反射防止層２３０の具体的な構造、作製方法は第一実施形態と同様なので記載を省略する。
The specific structure and manufacturing method of the near-infrared reflecting
図１０（Ｈ）は、本発明の実施形態に係るカメラ構造によって撮像した画像である。光源３００を中心に強い光を受光しているが、図１０（Ｄ）のようなゴーストは生じておらず、画質が改善していることがわかる。
FIG. 10H is an image captured by the camera structure according to the embodiment of the present invention. Although strong light is received around the
尚、本発明に係るカメラ構造、撮像装置、およびカバーガラスの積層構造は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the laminated structure of the camera structure, the imaging device, and the cover glass according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
例えば、スマートフォン等の携帯通信機器のカメラとして用いられる二つのカメラモジュールを組み合わせた、いわゆるデュアルカメラに、本発明に係るカバーガラスの積層構造およびカメラ構造を適用することは大きな効果を奏する。デュアルカメラにおいては、通常２つのカメラモジュールを並べて配置する。デュアルカメラでは、二つ異なった条件で画像を記録して、それらを合成することで一眼レフカメラ並の露出や絞りの調整が可能になる。従来のカメラ構造では、２枚の光学フィルタを必要とするが、本発明に係る光学フィルタ機能付きカバーガラスを用いれば、カメラモジュール内の光学フィルタを省けるため、組み立て工程が簡略化される上に、１枚のカバーガラスだけで、光学フィルタを用いる場合よりも優れた画質の画像を取得することが可能になる。 For example, applying a laminated structure and a camera structure of a cover glass according to the present invention to a so-called dual camera in which two camera modules used as cameras of a mobile communication device such as a smartphone are combined has a great effect. In a dual camera, two camera modules are usually arranged side by side. With a dual camera, images are recorded under two different conditions, and by synthesizing them, it is possible to adjust the exposure and aperture of a single-lens reflex camera. In the conventional camera structure, two optical filters are required. However, if the cover glass with the optical filter function according to the present invention is used, the optical filter in the camera module can be omitted, so that the assembling process is simplified. (1) It is possible to obtain an image with better image quality than when an optical filter is used, using only one cover glass.
また、通常、スマートフォン等の携帯通信機器のカメラのカバーガラスは、図１１（Ａ）のように、スマートフォン筐体２０とは独立に設けられている。しかし、デザイン性向上のため、スマートフォン筐体２０の表面を、一枚の連続した光学フィルタ機能付きのガラスで覆うといったことも考えられる。その場合には、本発明の第一実施形態に係る光学フィルタ機能付きカバーガラス１００や、光学フィルタ機能付きカバーガラス２１０や、近赤外光反射機能付きカバーガラス２１５と同様な積層構造のガラスを用いれば良い。このような構造にすることで、カメラ部分も含めて一体の滑らかな表面を持つスマートフォン筐体２０を実現することができる。
In general, the cover glass of a camera of a mobile communication device such as a smartphone is provided independently of the
別の変形実施例としては、近赤外光吸収膜１４０と近赤外光反射膜１５０の積層順を逆にすることも考えられる。すなわち撮像素子７０側から順に近赤外光吸収膜１４０、近赤外光反射膜１５０、結晶化ガラス１３０のように構成される。このような構成にすると、比較的熱に弱い近赤外光吸収膜１４０を、近赤外光反射膜１５０を積層した後に成膜できるので、近赤外光反射膜１５０を形成する際に、安価だが高温になりやすい蒸着装置等の成膜手段を用いることができる。また近赤外光吸収機能、近赤外光反射機能、反射防止機能などを有するフィルム等を、それぞれ基材であるガラスや合成樹脂フィルムに貼り付けることで、本発明に係るカバーガラス構造や、内側透明プレートが実現できればそのような方法を利用しても良い。
As another modified example, it is conceivable to reverse the lamination order of the near infrared
例えば、近赤外光吸収機能を実現する手段としては、例えば基材として、近赤外領域の光を吸収する有機色素を少なくとも一部に含有する合成樹脂の薄板を使用しても良い。また従来の近赤外光カットフィルタと同様に、近赤外領域の光を吸収するいわゆるブルーガラスのプレートを使用しても良い。透明なプレートに近赤外光をカットするフィルムを貼り付けて実現することが考えられる。 For example, as a means for realizing the near-infrared light absorption function, for example, a thin plate of a synthetic resin containing at least a part of an organic dye absorbing light in the near-infrared region may be used as the base material. Further, similarly to a conventional near-infrared light cut filter, a so-called blue glass plate that absorbs light in the near-infrared region may be used. It can be realized by attaching a film that cuts near infrared light to a transparent plate.
１ カメラモジュール
１０ カバーガラス
２０ スマートフォン筐体
３０ マグネットホルダ
４０ レンズキャリア
５０ レンズユニット
６０ 光学フィルタ
７０ 撮像素子
８０ 基板
１００ 光学フィルタ機能付きカバーガラス
１１０ 防汚コート膜
１２０ 反射防止膜
１３０ 結晶化ガラス
１４０ 近赤外光吸収膜
１５０ 近赤外光反射膜
１６０ 入射面
１７０ 出射面
１８０ 測定対象
１９０ 入射光
２００ 垂直軸
２１０ 光学フィルタ機能付きカバーガラス
２１５ 近赤外光反射機能付きカバーガラス
２１７ 近赤外光吸収機能付きプレート
２２０ 透明ガラス
２２２ 透明合成樹脂フィルム
２３０ 反射防止膜
２３２ モスアイ構造
２４０ 内側透明プレート
２４２ 透明合成樹脂フィルムを基材とした内側透明プレート
２４４ 近赤外光吸収機能付き内側透明プレート
３００ 光源
３１０ 高反射材
３２０ 低反射材
３３０ 光学レンズ群
３４０ 近赤外光カットフィルタ
３５０ カバーガラス
３６０ 透明ガラス
３７０ 反射防止膜
３８０ ブルーガラス
３９０ 近赤外光反射膜
３９５ 近赤外光カット層
４００ 光学フィルタ機能付きカバーガラス
４５０ 内側透明プレート
Ａ 携帯通信機器
Ｇ ゴーストDESCRIPTION OF
Claims (11)
前記カバーガラスの内側に前記筐体とは独立した別体として配置される前記カメラモジュールと、を備え、
前記カメラモジュールは、
光学レンズ群と、
前記カバーガラス及び前記光学レンズ群を介して入射した光を受光する撮像素子と、
前記光学レンズ群と前記撮像素子の間に配置され、光を透過する内側透明プレートと、
を有することで、前記光学レンズ群と前記カバーガラスの間の空間に光学部品が配置されない構造となっており、
前記カバーガラスは、
近赤外領域の光を吸収する近赤外光吸収膜と、
紫外領域の光及び近赤外領域の光を反射する光反射膜と、を有し、
前記カバーガラスは、
前記カメラモジュール側の表面において、前記近赤外光吸収膜及び前記光反射膜を、光の入射側からこの順に備え、
前記光反射膜は、誘電体多層膜であり、
前記カメラモジュール内には、
前記光学レンズ群と前記カバーガラスの間の空間に光学部品を配置せず、
近赤外領域の光を反射する光学フィルタを配置しないことを特徴とするカメラ構造。 A cover glass that is directly fixed to the housing of the information communication device and protects the internal camera module from the outside world;
The camera module disposed as a separate body independent of the housing inside the cover glass,
The camera module comprises:
An optical lens group,
An image sensor that receives light incident through the cover glass and the optical lens group,
An inner transparent plate that is disposed between the optical lens group and the image sensor and transmits light .
By have a, has a space optics is not arranged on the structure between the cover glass and the optical lens group,
The cover glass,
A near-infrared light absorbing film that absorbs light in the near-infrared region,
Having a light reflection film that reflects light in the ultraviolet region and light in the near infrared region,
The cover glass,
On the surface on the camera module side, the near-infrared light absorbing film and the light reflecting film are provided in this order from the light incident side,
The light reflection film is a dielectric multilayer film,
In the camera module,
Without arranging optical components in the space between the optical lens group and the cover glass,
A camera structure wherein an optical filter for reflecting light in the near infrared region is not provided.
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