JP6878817B2 - 撮像モジュール、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像モジュール、撮像装置に関するものである。

近年、スマートフォンやタブレット等の携帯端末に備えられるカメラにおいては、画質の向上等、様々に開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。特に、スマートフォン等の携帯端末においては、薄型化が進んでおり、携帯端末に備えられるカメラ（以下、携帯端末用カメラという）においても、薄型化が図られている。

また、ライトフィールドカメラと呼ばれる、撮影後に焦点距離や被写界深度を変更できるカメラが開発され、近年広まっている（例えば、特許文献２参照）。このライトフィールドカメラは、イメージセンサ上に配置されたマイクロレンズアレイにより、入射光を分割して複数の方向の光を撮影することにより、撮影後に光の入射方向や強度に基づいて所定の画像処理を行って、画像の焦点距離や被写界深度を変更することができる。

特開２０１５−９９３４５号公報 特表２０１５−５２０９９２号公報

携帯端末用カメラでは、高画質な画像を撮影するためには、レンズ収差の補正等が必要となる。そのため、携帯端末用カメラでは、複数枚のレンズにより構成される撮像レンズが用いられている。しかし、この撮像レンズは、複数枚のレンズにより構成されているため、全体としてのカメラの厚さ（約５〜７ｍｍ）の約８０％（約４ｍｍ）を撮像レンズが占めることとなる。
そのため、携帯端末用カメラにおいて、高画質な画像の撮影と薄型化との両立が、大きな課題となっている。また、携帯端末用カメラについては、上述のライトフィールドカメラのような性能を備えることへの要求もあり、さらなる性能の向上も求められている。

ライトフィールドカメラでは、イメージセンサ上に配置される各マイクロレンズアレイの各レンズからの光（像）が、受光面（受光領域）上で重ならないようにするために、前述のような撮像レンズや、各レンズに対応した隔壁を有する隔壁シート等が必要となっている。
前述のように撮像レンズは、複数枚のレンズにより構成されるため、大型であり、ライトフィールドカメラの小型化、薄型化が困難であった。また、隔壁シートを配置する場合には、隔壁とマイクロレンズアレイとの位置合わせが困難であるという問題があった。

本発明の課題は、撮像モジュールや撮像装置をより薄型化することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
第１の発明は、集光作用を有するレンズシート（１１，１２）を少なくとも一枚備える光学機能部（１３）と、前記光学機能部の出光側に設けられ、少なくとも一部が透光性を有し、一部に配線パターンが形成された透光性基板（１４）と、前記透光性基板の出光側に配置され、入射する光を電気信号に変換する複数の画素（２１２）が配列された受光領域（２１１）を有する撮像素子部（２１）と、を備える撮像モジュールであって、前記光学機能部（１３）は、第１レンズシート（１１）と、その出光側に配置された第２レンズシート（１２）とを備え、前記第１レンズシートと前記第２レンズシートは、互いのシート面が平行となるように配置され、前記第１レンズシートは、シート面に沿った第１の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第２の方向（Ｒ１）に配列され、一方の面側に凸状の第１単位レンズ形状（１１２）を有する第１光透過部（１１１）と、前記第１光透過部と交互に配列され、前記第１光透過部の長手方向となる前記第１の方向に延在し、前記第１レンズシートの厚み方向に沿って延びる第１光吸収部（１１３）と、を有し、前記第２レンズシートは、シート面に沿った第３の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第４の方向（Ｒ２）に配列され、一方の面側に凸状の第２単位レンズ形状（１２２）を有する第２光透過部（１２１）と、前記第２光透過部と交互に配列され、前記第２光透過部の長手方向となる前記第３の方向に延在し、前記第１レンズシートの厚み方向に沿って延びる第２光吸収部（１２３）と、を備え、前記第１光透過部の配列される第２の方向と、前記第２光透過部の配列される第４の方向とは、シート面の法線方向から見て、角度αをなして交差し、前記透光性基板は、少なくとも一方の面に前記配線パターンが形成された配線領域（１４２）と、前記配線パターンが両面の対向する領域に形成されていない透光領域（１４１）とを備え、前記光学機能部は、前記透光領域の入光側の面上に配置され、前記撮像素子部は、前記透光領域の出光側の面に、前記受光領域が対面するように配置され、前記透光性基板の前記配線パターンと電気的に接続されていること、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
第２の発明は、第１の発明の撮像モジュールにおいて、前記角度αは、８０°≦α≦１００°を満たすこと、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の撮像モジュールにおいて、前記光学機能部（１３）又は前記透光性基板（１４）は、所定の波長領域の赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層を備えること、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
第４の発明は、第１の発明から第３の発明までのいずれかの撮像モジュール（２０）を備える撮像装置（１）である。

本発明によれば、撮像モジュールや撮像装置をより薄型化することができる。

第１実施形態のカメラ１を説明する図である。 第１実施形態の撮像モジュール２０を説明する図である。 第１実施形態のレンズ部１３を説明する図である。 第１実施形態のレンズ部１３の第１レンズシート１１を説明する図である。 第１実施形態のレンズ部１３の第２レンズシート１２を説明する図である。 第１実施形態の透光性基板１４を光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見た図である。 イメージセンサ２１の受光領域２１１上での結像の様子等を説明する図である。 第１実施形態のレンズ部１３の他の形態を説明する図である。 第１実施形態のレンズ部１３の他の形態を説明する図である。 第２実施形態の撮像モジュール２０を説明する図である。 第２実施形態のレンズ部４３を説明する図である。 第２実施形態のレンズ部４３を説明する図である。 第２実施形態のレンズ部４３の他の形態を説明する図である。 第１レンズシート１１の変形形態を説明する図である。 レンズ部１３の変形形態を説明する図である。 第１レンズシート１１の変形形態を説明する図である。 レンズ部１３の変形形態を説明する図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
また、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。

本明細書中において、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
また、本明細書中において、シート面とは、シート状の部材において、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであるとする。なお、板面、フィルム面についても同様である。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のカメラ１を説明する図である。
図２は、第１実施形態の撮像モジュール２０を説明する図である。
図１を含め、以下に示す各図において、理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系を適宜設けて示している。この座標系では、撮影者が、カメラ１を基本的な姿勢で支持し、光軸Ｏを水平として画像を撮影するとき、水平方向（左右方向）をＸ方向、鉛直方向（上下方向）をＹ方向とし、光軸Ｏの軸方向をＺ方向とし、撮影者側から見て左側（被写体側から見て右側）に向かう方向を＋Ｘ方向、鉛直方向上側に向かう方向を＋Ｙ方向、光軸Ｏ方向をＺ方向とし、被写体側に向かう方向を＋Ｚ方向とする。

カメラ１は、被写体を撮像することができる撮像装置である。カメラ１は、図１に示すように、開口部３１を有する筐体３０内に、撮像モジュール２０を備えている。
このカメラ１は、スマートフォン等の携帯電話やタブレット端末等の携帯端末に用いられる撮像装置であり、この筐体３０は、携帯端末本体の筐体に相当する。カメラ１は、筐体３０内に、さらに不図示の制御部、記憶部等を備えている。
開口部３１は、被写体側からの光を、カメラ１内の撮像モジュール２０へ取り込む部分である。

この開口部３１には、カバーシート３２が配置されている。カバーシート３２は、透光性を有するシート状の部材であり、筐体３０の開口部３１を塞ぐように配置されている。このカバーシート３２は、カメラ１及び撮像モジュール２０内への埃やゴミ等の異物の侵入を防止する機能を有している。被写体側からの光は、このカバーシート３２を透過して、撮像モジュール２０へ入射する。
カバーシート３２は、透光性を有し、ガラス又は樹脂により形成された本体層３２１と、本体層３２１のイメージセンサ側（−Ｚ側）に形成された赤外線遮蔽層３２２とを備えている。
図１では、カメラ１は、カバーシート３２と撮像モジュール２０とが積層されている形態を示しているが、これに限らず、例えば、カバーシート３２と撮像モジュール２０とが積層されず、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に近接して（光軸Ｏ方向にわずかに離間して）配置された形態としてもよい。
本実施形態のカバーシート３２は、本体層３２１の厚さが、例えば、０．３ｍｍ程度、赤外線遮蔽層の厚さが、例えば、０．３ｍｍ程度である。

赤外線遮蔽層３２２は、所定の波長域の赤外線を遮蔽し、これ以外の波長域の光を透過する機能を有する層である。本実施形態の赤外線遮蔽層３２２は、特に、波長が７００〜１１００ｎｍの領域である近赤外線を遮蔽し、これ以外の波長域の光を透過する機能を有している。この赤外線遮蔽層３２２は、所定の波長域（７００〜１１００ｎｍ）の赤外線を吸収することにより遮蔽する層としてもよいし、所定の波長域の赤外線を反射することにより遮蔽する層としてもよい。
このような赤外線遮蔽層３２２をイメージセンサ２１よりも被写体側（＋Ｚ側）に設けることにより、ノイズを発生させて画質の劣化を招く赤外線（特に、近赤外線）を遮蔽することができ、カメラ１及び撮像モジュール２０の撮影する画質の向上を図ることができる。

本実施形態の撮像モジュール２０は、被写体側（＋Ｚ側）から順に、レンズ部１３及び透光性基板１４を備える光学素子部１０と、イメージセンサ２１とを備える。この撮像モジュール２０は、前述の制御部からの出力信号により、光学素子部１０によってイメージセンサ２１の被写体側（＋Ｚ側）の面に設けられた受光領域２１１上に結像した像を撮像する。
本実施形態では、理解を容易にするために、光学素子部１０及びイメージセンサ２１は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て正方形状である例を示すが、これに限らず、長方形状等としてもよい。また、本実施形態では、光軸Ｏは、Ｚ方向（光軸Ｏ方向）から見て、光学素子部１０（レンズ部１３、透光性基板１４）及びイメージセンサ２１の受光領域２１１の幾何学的中心に直交している。

図３は、第１実施形態のレンズ部１３を説明する図である。図３（ａ）では、レンズ部１３の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の斜視図を示している。図３（ｂ）では、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見た第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１及び第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ２を示している。なお、図３（ａ）では、理解を容易にするために、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とは、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に大きく離間させて示している。
図４は、第１実施形態のレンズ部１３の第１レンズシート１１を説明する図である。
図５は、第１実施形態のレンズ部１３の第２レンズシート１２を説明する図である。
図４では、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向（Ｙ方向）及び第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面の一部を拡大して示している。図５では、第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向（Ｘ方向）及び第２レンズシート１２の厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面の一部を拡大して示している。

レンズ部１３は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において、透光性基板１４の被写体側（＋Ｚ側）に配置されている。
レンズ部１３は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に沿って被写体側（＋Ｚ側）から順に、第１レンズシート１１と、第２レンズシート１２とを備える光学機能部である。

第１レンズシート１１は、シート面に沿って一方向に延在し、延在方向に交差（直交）する方向に複数配列された光透過部１１１と、光透過部１１１の配列方向において、光透過部１１１と交互に配置される光吸収部１１３とを備えている。また、第１レンズシート１１は、第１の面１１ａと第２の面１１ｂとを有している。
光透過部１１１は、光を透過する部分であり、第１の面１１ａ側に、凸形状の単位レンズ形状１１２を有している。したがって、第１レンズシート１１の第１の面１１ａ（本実施形態ではイメージセンサ側（−Ｚ側）の面）には、単位レンズ形状１１２が複数形成されている。
本実施形態の第１レンズシート１１では、光透過部１１１は、その配列方向Ｒ１が上下方向（Ｙ方向）に平行であり、その長手方向（延在方向、稜線方向）が左右方向（Ｘ方向）に平行となっている。

単位レンズ形状１１２は、凸形状である。本実施形態では、第１レンズシート１１の単位レンズ形状１２２は、イメージセンサ側（−Ｚ側）に凸となっている。また、単位レンズ形状１１２は、光透過部１１１の配列方向Ｒ１（Ｙ方向）及び第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面における断面形状が円の一部形状となっている。単位レンズ形状１１２は、この断面形状が光透過部１１１の長手方向に沿って延在している。
単位レンズ形状１１２の表面には、反射防止機能を有する不図示の反射防止層が形成されている。この反射防止層は、反射防止機能を有する材料（例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、フッ素系光学用コーティング剤等）を所定の膜厚でコーティングする等により形成される。

光透過部１１１の他方の面となる第２の面１１ｂ側には、光透過部１１１がシート面（ＸＹ面）に平行な方向に連続しているランド部１１４が形成されている。ランド部１１４は、その厚みが可能な限り薄い方が好ましく、ランド部１１４の厚さが０であること（即ち、ランド部１１４が存在しない形態）が、迷光や後述のクロストーク等を抑制し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。
第１レンズシート１１の他方の面となる第２の面１１ｂ（本実施形態では、被写体側（＋Ｚ側）の面）は、略平面状となっている。

光透過部１１１は、光透過性を有する樹脂により形成され、その屈折率Ｎ１は、約１．３８〜１．６０である。
このような光透過部１１１は、例えば、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を用いて、紫外線成形法等により形成されている。
なお、これに限らず、光透過部１１１は、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。また、光透過部１１１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等の熱可塑性樹脂等を用いて熱溶融押出成形法等により形成されてもよいし、ガラスにより形成されてもよい。

光吸収部１１３は、光を吸収する作用を有する部分である。本実施形態の光吸収部１１３は、第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）に沿って、単位レンズ形状１１２が形成されている第１の面１１ａ側から反対側の第２の面１１ｂ側へ延びる壁状の部分である。また、光吸収部１１３は、光透過部１１１の長手方向（Ｘ方向）に沿って延在している。この光吸収部１１３の第１の面１１ａ側の端部は、単位レンズ形状１１２間に位置している。
光吸収部１１３は、その配列方向（Ｙ方向）及び第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面における断面形状が楔形形状、もしくは、矩形形状である。ここでいう楔形形状とは、一方の端部の幅が広く、他方に向けて次第に幅が狭くなる形状をいい、三角形形状や台形形状等を含む。

本実施形態の光吸収部１１３は、その配列方向及び第１レンズシート１１の厚み方向に平行な断面での断面形状が、第１の面１１ａ側の寸法が第２の面１１ｂ側の寸法に比べて大きい等脚台形形状となっている。これに限らず、光吸収部１１３は、その配列方向及び第１レンズシート１１の厚み方向に平行な断面での断面形状が、第２の面１１ｂ側端部を頂点とする三角形形状としてもよい。
光吸収部１１３は、光透過部１１１内を進む光のうち、隣接する他の光透過部１１１側へ向かうような迷光を吸収する機能を有する。

光吸収部１１３の屈折率Ｎ２は、約１．４８〜１．６０である。また、光吸収部１１３の屈折率Ｎ２は、光透過部１１１の屈折率Ｎ１に対して、Ｎ２≧Ｎ１となっていることが好ましい。これは、光吸収部１１３と光透過部１１１との界面で、光が全反射する等して、不要な光がイメージセンサ２１に到達することを防ぐためである。
このような光吸収部１１３は、カーボンブラック等の光吸収性を有する材料（以下、光吸収材という）や、光吸収材を含有した樹脂等により形成される。
光吸収部１１３に用いられる光吸収材は、可視光領域の光を吸収する機能を有する粒子状等の部材が好適である。このような部材としては、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、顔料や染料、顔料や染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。

光吸収材として顔料や染料で着色された樹脂粒子を用いる場合には、その樹脂粒子は、アクリル系樹脂や、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン）樹脂、ＭＳ（メチルメタクリレート・スチレン）樹脂等により形成されたものが用いられる。
また、光吸収材としては、カーボンブラック等と上記のような着色された樹脂粒子とを組み合わせて用いてもよい。
このような光吸収材を含有する樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂が挙げられる。
本実施形態の光吸収部１１３は、カーボンブラックを含有するアクリル系樹脂により形成されている。

光吸収部１１３は、例えば、光透過部１１１を形成した後に、光透過部１１１間の光吸収部１１３が形成される溝状の部分に、第１の面１１ａ側の面側から光吸収部１１３を形成する材料を塗布し、ワイピング等で光透過部１１１間の溝状の部分に光吸収部１１３を充填した後、硬化させる等により形成される。
また、光吸収部１１３を形成する材料は、光透過部１１１間の溝状の部分に、例えば、真空充填により充填してもよいし、毛細管現象を利用して充填してもよい。

第１レンズシート１１の各部の寸法は、以下の通りである。
光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列ピッチＰは、約１０〜２３０μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２の曲率半径Ｒは、約１０〜１８０μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２のレンズ開口幅Ｄ１（光透過部１１１の配列方向において、光吸収部１１３の最も第１の面１１ａ側の端部と光透過部１１１との境界となる点ｔ１〜点ｔ２間の寸法）は、約１０〜２００μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２のレンズ高さＨ１（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）において、光吸収部１１３の第１の面１１ａ側の面から単位レンズ形状１１２の最も凸となる点（頂点）ｔ３までの寸法）は、約２〜４０μｍとすることが好ましい。

光吸収部１１３の第１の面１１ａ側の幅Ｄ２（光透過部１１１及び光吸収部１１３の配列方向における、光吸収部１１３の最も第１の面１１ａ側端部の寸法）は、約１〜３０μｍとすることが好ましい。
光吸収部１１３の高さＨ２（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）における光吸収部１１３の寸法）は、約２０〜４７０μｍとすることが好ましい。
光吸収部１１３と光透過部１１１との界面がシート面の法線方向（Ｚ方向）となす角度θは、０〜１０°程度とすることが好ましい。

ランド厚Ｄ３は、ランド部１１４の厚さ（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）において、光吸収部１１３の第２の面１１ｂ側先端から第２の面１１ｂまでの寸法）であり、約１〜５０μｍとすることが、迷光や、所定の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）に入射した光が、隣接する他の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）側へ光が進んでしまうことを抑制する観点から好ましい。
第１レンズシート１１の総厚Ｔ（第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）における第２の面１１ｂから単位レンズ形状１１２の頂点となる点ｔ３までの寸法）は、約３０〜４８０μｍとすることが好ましい。
第１レンズシート１１は、上記寸法範囲で形成されることによって、その焦点距離が約２４〜３００μｍ（空気中の換算値）となる。

第２レンズシート１２は、第１レンズシート１１のイメージセンサ側（−Ｚ側）に位置するレンズシートである。
第２レンズシート１２は、前述の第１レンズシート１１と略同様の形状であり、単位レンズ形状１２２を有する光透過部１２１、光吸収部１２３等を有している。また、第２レンズシート１２は、第１の面１２ａ、第２の面１２ｂを有している。
この第２レンズシート１２は、単位レンズ形状１２２が形成される第１の面１２ａの位置、及び、光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）及び光吸収部１２３の配列方向Ｒ２が、前述の第１レンズシート１１とは異なっている。
第２レンズシート１２では、第１の面１２ａは、被写体側（＋Ｚ側）に位置し、第２の面１２ｂは、イメージセンサ側（−Ｚ側）に位置している。

また、図３（ｂ）に示すように、第２レンズシート１２では、光透過部１２１及び光吸収部１２３の配列方向Ｒ２は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、第１レンズシート１１の光透過部１１１及び光吸収部１１３の配列方向Ｒ１と交差し、角度αをなしている。本実施形態では、この角度α＝９０°である。即ち、第２レンズシート１２の光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）及び光吸収部１２３は、長手方向（稜線方向）が上下方向（Ｙ方向）に平行であり、左右方向（Ｘ方向）に平行に配列されている。
この第２レンズシート１２は、第１レンズシート１１と同様の材料を用いて形成することができる。
このような第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を備える本実施形態のレンズ部１３の厚さは、例えば、約０．２０ｍｍである。

本実施形態の第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とは、互いのシート面が平行となるように配置され、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において単位レンズ形状１１２の頂点ｔ３と単位レンズ形状１２２の頂点ｔ３との間にわずかに空気層が存在している。即ち、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とは、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）にわずかに離間しており、接していない。単位レンズ形状１１２の頂点ｔ３と単位レンズ形状１２２の頂点ｔ３との間のＺ方向における寸法は、可能な限り小さいことが好ましい。
なお、これに限らず、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とは、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において単位レンズ形状１１２，１２２の頂点（点ｔ３）で互いに接した状態で積層されて配置される形態としてもよい。
このレンズ部１３に入射した光は、単位レンズ形状１１２，１２２により、後述するイメージセンサ２１の被写体側の面に設けられた受光領域２１１上が焦点となるように集光される。即ち、単位レンズ形状１１２，１２２の曲率半径Ｒ、光透過部１１１，１２１の屈折率Ｎ１等は、イメージセンサ２１の受光領域２１１上が焦点となるように設定されている。

図６は、第１実施形態の透光性基板１４を光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見た図である。
透光性基板１４は、透光性を有する材料によって形成された板状の部材である。透光性基板１４は、図２に示すように、レンズ部１３のイメージセンサ側（−Ｚ側）に配置されている。透光性基板１４は、その被写体側（入光側、＋Ｚ側）の面１４ａ及びイメージセンサ側（出光側、−Ｚ側）の面１４ｂの少なくとも一部には、電気信号を伝達する不図示の配線パターンや端子を備えている。透光性基板１４の両面１４ａ，１４ｂは、互いに平行であり、光軸Ｏ方向に対して直交する。
透光性基板１４は、光軸Ｏ方向（板面の法線方向、Ｚ方向）から見て、中央部に両面１４ａ，１４ｂに配線パターンが形成されていない透光領域１４１を有し、この透光領域１４１の外側に少なくとも一方の面に配線パターンや端子が形成された配線領域１４２を有している。透光性基板１４の両面１４ａ，１４ｂの配線パターンは、配線領域１４２に設けられた不図示の導通孔等により導通が確保されている。

透光領域１４１の被写体側（入光側、＋Ｚ側）の面１４ａ上には、レンズ部１３が配置されている。本実施形態では、透光領域１４１の被写体側（入光側、＋Ｚ側）の面１４ａ上に第２レンズシート１２が不図示の接合層を介して接合されている。
また、透光領域１４１のイメージセンサ側（出光側、−Ｚ側）の面１４ｂ上には、イメージセンサ２１が配置されている。本実施形態では、透光領域１４１のイメージセンサ側（出光側、−Ｚ側）の面１４ｂとイメージセンサ２１の受光領域２１１とが対面するように配置されている。また、配線領域１４２に設けられた不図示の端子は、後述するイメージセンサ２１の非受光領域に設けられた端子と、半田等の導電性を有する接合部材によって接合され、電気的に接続されている。さらに、透光性基板１４の配線領域１４２に設けられた不図示の端子は、不図示のリードフレームの端子等に電気的に接続されている。

透光性基板１４は、絶縁性が十分に確保でき、かつ、高い透光性を得られるという観点から、ガラスにより形成されている。なお、ガラスについては、ガラス中のＮａやＫがガラス表面に溶出してイメージセンサ２１の端子部等を腐食させる可能性が原理的にないという点から、無アルカリガラスを用いることが好ましい。
また、配線パターンは、例えば、銅箔等の金属箔を積層してエッチングしたり、銅等の金属をスパッタ加工、蒸着加工、めっき加工したり、金属ナノペースト等の導電性ペーストを塗布したりする等により形成できる。
透光性基板１４の両面１４ａ，１４ｂの配線領域１４２等には、配線パターン間を絶縁させるための絶縁性を有する樹脂層等が配線パターン間に適宜設けられている。また、配線パターンを保護する目的で、絶縁性を有する樹脂等により、配線パターン上に不図示のカバー膜を設けてもよい。これらの樹脂としては、透光性を有していてもよいし、透光性を有しなくともよい。

この透光性基板１４の厚さは、０．４〜１．０ｍｍ程度とすることが好ましい。本実施形態の透光性基板１４の厚さは、例えば、約０．４ｍｍである。
また、透光性基板１４の屈折率（特に、透光領域１４１の屈折率）は、約１．３８〜１．６０とすることが好ましい。本実施形態の透光性基板１４（透光領域１４１）の屈折率は、例えば、１．５５である。
なお、本実施形態では、透光性基板１４は、配線パターンが形成された配線領域１４２を備える例を挙げて説明したが、これに限らず、透光性基板１４上に電子部品等を配置して、回路パターンをその両面１４ａ，１４ｂに備える形態としてもよい。

光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、透光領域１４１は、その大きさがレンズ部１３及びイメージセンサ２１の受光領域２１１よりも大きく、レンズ部１３及び受光領域２１１は、透光領域１４１の内側に位置している。したがって、レンズ部１３を透過した光は、配線領域１４２に入射することなく、透光領域１４１を透過してイメージセンサ２１の受光領域２１１へ到達する。

前述のように、透光性基板１４とレンズ部１３の第２レンズシート１２とは、透光性を有する不図示の接合層により、接合されている。このような形態とすることにより、第２レンズシート１２と透光性基板１４との光学密着を抑制することができる。
この不図示の接合層は、透光性を有する粘着剤又は接着剤により形成されている。また、この不図示の接合層の屈折率は、透光性基板１４の透光領域１４１の屈折率及び第２レンズシート１２の光透過部１２１の屈折率Ｎ１との屈折率差が可能な限り小さいことが好ましい。

また、イメージセンサ２１の駆動時の発熱によるレンズ部１３の反り等の変形を抑制する観点から、この不図示の接合層は、耐熱性を有することが好ましい。
このような接合層としては、エポキシ樹脂製、ウレタン樹脂製等の粘着剤、接着剤が好適である。
なお、この接合層は、その屈折率が光透過部１２１の屈折率Ｎ１よりも小さいものも適用可能であり、例えば、シリコーン系粘着剤が適用可能である。

イメージセンサ２１は、光学素子部１０よりも筐体３０内部側（−Ｚ側）に設けられており、被写体側（＋Ｚ側）の面に設けられた受光領域２１１で受光した光を電気信号に変換して出力する部分である。イメージセンサ２１は、略平板状であり、被写体側の面に、光を受光可能な受光領域２１１を有している。また、イメージセンサ２１において、被写体側の面の受光領域２１１の外側は、光を受光しない非受光領域となっている。
イメージセンサ２１は、非受光領域に、不図示の端子部を有しており、前述のように、この端子部が透光性基板１４のイメージセンサ側（出光側）の面１４ｂに設けられた端子部と導電性を有する接合部材である半田等により接続及び接合されている。また、この半田により、イメージセンサ２１と透光性基板１４とは接合されている。
本実施形態では、透光性基板１４とイメージセンサ２１とは、フリップチップボンディング法を用いて実装されている。なお、これに限らず、ワイヤーボンディング法等の他の方法により実装されていてもよい。

イメージセンサ２１は、受光領域２１１に複数の画素２１２（後述する図５（ａ）参照）が２次元方向に配列されており、各画素２１２は、その画素２１２に入射した光の強度を検出可能である。本実施形態では、イメージセンサ２１の画素２１２は、受光領域２１１において、左右方向及び上下方向（Ｘ方向及びＹ方向）に複数配列されている。
このようなイメージセンサ２１としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が好適に用いられる。本実施形態のイメージセンサ２１は、ＣＭＯＳが用いられている。
また、このイメージセンサ２１の厚さは、約０．１〜０．２ｍｍである。本実施形態でのイメージセンサ２１の厚さは、例えば、約０．１５ｍｍである。

本実施形態では、まず、透光性基板１４とイメージセンサ２１とを半田等で接続及び接合し、さらに透光性基板１４の他方の面にレンズ部１３を接合層等によって接合して、撮像モジュール２０を作製する。そして、撮像モジュール２０を筐体３０内の所定の位置に配置し、カメラ１を作製する。
なお、透光性基板１４とレンズ部１３とを接合したのち、透光性基板１４の他方の面（出光側となる面１４ｂ）にイメージセンサ２１を配置し、透光性基板１４と接続及び接合してもよい。

ここで、図３（ｂ）に示すように、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見た場合に、光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列方向Ｒ１と光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）の配列方向Ｒ２とが角度α＝９０°をなすように配置されている。また、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、光透過部１１１，１２１間に光吸収部１１３，１２３が形成されている。
従って、レンズ部１３は、光学的には、マイクロレンズが２次元方向（Ｘ方向及びＹ方向）に配置され、各マイクロレンズ間に遮光壁が形成された状態に略等しい。

被写体からの光は、開口部３１のカバーシート３２を透過して撮像モジュール２０内に入射する。そして、被写体からの光は、レンズ部１３に入射し、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を透過する。
そして、被写体からの光は、第１レンズシート１１の単位レンズ形状１１２により、その配列方向であるＹ方向（上下方向）において集光され、また、第２レンズシート１２の単位レンズ形状１２２により、その配列方向であるＸ方向（左右方向）において集光される。また、光透過部１１１，１２１内を光軸Ｏ方向に対して大きな角度をなす方向へ進む光の少なくとも一部は、光吸収部１１３，１２３に入射して吸収される。そして、レンズ部１３を透過した光は、透光性基板１４を透過し、イメージセンサ２１の受光領域２１１上で結像する。

図７は、イメージセンサ２１の受光領域２１１上での結像の様子等を説明する図である。
前述のように、レンズ部１３は、光学的には、マイクロレンズが２次元方向（Ｘ方向及びＹ方向）に配置され、各マイクロレンズ間に遮光壁が形成された状態に等しい。
したがって、図７（ａ）に示すように、イメージセンサ２１の受光領域２１１上には、この疑似的な各マイクロレンズにより結像された各像が、それぞれ重なることなく形成される。

本実施形態では、この疑似的なマイクロレンズの１つ１つのレンズに対して、イメージセンサ２１の複数の画素２１２（図７（ａ）においては、Ｘ方向に４行、Ｙ方向に４列の計１６個）が対応するように配置されている。そして、撮影時には、各画素２１２には、対応する疑似的なマイクロレンズにより分割された光が入射し、各画素２１２により、その画素２１２に入射した光の強度が検出される。また、各画素２１２と、その画素に入射した光が透過した単位レンズ形状１１２，１２２のＸＹ平面上の位置（ＸＹ平面上の疑似的なマイクロレンズの位置）との関係から、その画素２１２に入射した光の入射方向が検出可能となる。
撮影時に撮像モジュール２０により得られた、各画素２１２が検出した入射光の強度及び入射方向の情報は、カメラ１の不図示の記憶部に記憶される。そして、不図示の制御部により各種演算等が行われることにより、撮影後に、その焦点距離や被写界深度等を変更した（リフォーカス処理を行った）画像データとして生成可能である。

一般的に、ライトフィールドカメラにおいて、マイクロレンズアレイの１つのマイクロレンズに対して、イメージセンサの所定の領域内に位置する複数個の画素が対応している。そして、それぞれのマイクロレンズによる像が、対応する領域内に投影されることが重要である。
このとき、例えば、図７（ｂ）に示すように、各マイクロレンズの像が隣の領域等にも投影され、像が重なると、被写体面上で異なる位置と角度を有する光が同一の画素２１２に入射するクロストークという現象が生じ、光の入射方向や強度を分解できなくなる。
これを解消するために、従来のライトフィールドカメラでは、マイクロレンズアレイよりも被写体側に設けられた撮像レンズの絞りを利用したり、マイクロレンズアレイの各単位レンズに対応した隔壁を有する隔壁シートをマイクロレンズアレイのイメージセンサ側等に別体で用意したりする必要があった。

しかし、本実施形態では、光吸収部１１３，１２３が、光透過部１１１，１２１間に形成され、各レンズシートの厚み方向（Ｚ方向）に延びているので、撮像レンズや隔壁シート等を用いることなく、かつ、図７（ａ）に示すようにクロストークを生じさせることなく、単位レンズ形状１１２，１２２により集光された光を、イメージセンサ２１の対応する領域の画素２１２に入射させることができる。これにより、画素２１２は、入射光の強度と入射方向の情報を高精度で出力することができる。
以上のことから、本実施形態では、撮影後に、その焦点距離や被写界深度等を変更可能であり、焦点距離や被写界深度を変更可能な撮像モジュール２０及びカメラ１とすることができる。

従って、本実施形態によれば、従来の撮像モジュールやカメラで必要であった複数枚の光学レンズからなる撮像レンズが不要であるので、撮像モジュール２０及びカメラ１の大幅な薄型化、軽量化を図ることができる。具体的には、撮像レンズ等を備える従来の携帯端末用カメラにおけるカバーシートからイメージセンサが接続される基板までの厚さが約５〜７ｍｍであるのに対して、本実施形態では、光軸Ｏ方向におけるカバーシート３２からイメージセンサ２１までの厚みを、例えば、約１．４ｍｍまで薄型化できる。また、撮像レンズやこれを保持するレンズホルダー等が不要となるので、撮像モジュール２０及びカメラ１の生産コストを低減できる。さらに、カメラ１が搭載される携帯端末本体等の薄型化を妨げることがなく、意匠性の向上にも寄与できる。

また、本実施形態によれば、イメージセンサ２１は、透光性基板１４よりも筐体３０内部側（−Ｚ側）に配置されるので、従来の携帯端末用カメラに比べて、透光性基板１４よりも被写体側（＋Ｚ側）の領域の厚みを大幅に薄くすることができ、かつ、透光性基板１４よりも筐体３０内部側のスペース（バックスペース）を有効利用することができる。
また、本実施形態によれば、イメージセンサ２１と透光性基板１４とを、ワイヤーボンディング法を用いることなく、フリップチップボンディング法等を用いて接続でき、更なる省スペース化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、撮影時に、イメージセンサ２１の画素２１２が入射光の強度と入射方向とを高精度で出力でき、撮影後に、その焦点距離や被写界深度等を変更可能であり、焦点距離や被写界深度を変更可能なライトフィールドカメラとしての機能を携帯端末用カメラに付与することができ、カメラ１の高性能化を図ることができる。
しかも、本実施形態の撮像モジュール２０及びカメラ１は、パンフォーカスでの撮影画像も形成可能であり、様々な焦点距離及び被写界深度での撮影画像が形成可能となり、カメラ機能の向上をさらに図ることができる。

また、本実施形態によれば、従来のライトフィールドカメラで必要であった、撮像レンズや、マイクロレンズアレイとは別体の光線分割用の隔壁シート等が不要となり、小型化が困難であったライトフィールドカメラの薄型化及び軽量化、生産コストの低減等を図ることができる。
また、本実施形態によれば、第１レンズシート１１，第２レンズシート１２内に、光透過部１１１，１２１（単位レンズ形状１１２，１２２）に対応して光吸収部１１３，１２３が一体に形成されているので、従来のライトフィールドカメラで必要であった隔壁シートとマイクロレンズアレイが不要となり、また、マイクロレンズアレイと隔壁シートとの高精度の位置合わせも不要となる。
従って、マイクロレンズアレイと隔壁シートとの位置合わせ精度ずれによる歩留りの低下を抑制できる。また、位置合わせが不要となるので、ハンドリングが容易となり、撮像モジュール２０及びカメラ１の製造が容易に行え、さらに、生産コスト低減できる。

また、本実施形態によれば、光透過部１１１，１２１のレンズ開口幅Ｄ１を小さくしてＸ方向及びＹ方向に配列される単位レンズ形状１１２，１２２を増やすことも容易であり、かつ、光吸収部１１３，１２３が一体に形成されるので、レンズ部１３による疑似的なマイクロレンズをより細密化することができ、画像の空間解像度を容易に向上させることができる。

以下、上述の第１実施形態の他の形態を説明する。以下の説明において、上述の第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
＜第１レンズシート１１の第１の面１１ａ及び第２レンズシート１２の第１の面１２ａの位置について＞
図８は、第１実施形態のレンズ部１３の他の形態を説明する図である。図８において、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、理解を容易にするために、Ｚ方向（光軸Ｏ方向）において大きく離間させて示している。
図８に示すように、レンズ部１３の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、その第１の面１１ａ，１２ａが被写体側（＋Ｚ側）であるか、イメージセンサ側（−Ｚ側）であるかは、適宜選択できる。

図８（ａ）に示すように、第１レンズシート１１の第１の面１１ａ及び第２レンズシート１２の第１の面１２ａは、いずれも被写体側（＋Ｚ側）となるように配置されていてもよい。
また、図８（ｂ）に示すように、第１レンズシート１１の第１の面１１ａ及び第２レンズシート１２の第１の面１２ａは、いずれもイメージセンサ側（−Ｚ側）となるように配置されていてもよい。
さらに、図８（ｃ）に示すように、第１レンズシート１１の第１の面１１ａは、被写体側（＋Ｚ側）であり、第２レンズシート１２の第１の面１２ａは、イメージセンサ側（−Ｚ側）となるように配置されていてもよい。

図８（ｂ），（ｃ）に示すように、第２レンズシート１２の第１の面１２ａがイメージセンサ側に位置する場合、第２レンズシート１２と透光性基板１４とを接合する接合層の屈折率は、光透過部１２１の屈折率よりも小さいことが好ましい。
また、図８（ｃ）に示すように、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが、互いに第２の面１１ｂ，１２ｂを対面させて配置される場合には、光学密着による迷光の発生を抑制する観点から、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２との間に、不図示のスペーサを配置してもよい。
また、図８（ｃ）に示す形態の場合、光学密着を抑制する観点から、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２との間に、不図示の接合層を全面に設けて、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とを一体に接合してもよい。この場合、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とを接合する接合層は、その接合層と各第２の面１１ｂ，１２ｂとの界面での光の反射を防ぐ観点から、その屈折率が、光透過部１１１，１２１の屈折率Ｎ１と等しい、もしくは、屈折率差が可能な限り小さいものが好ましい。

＜光透過部１１１，１２１の配列方向について＞
レンズ部１３は、第１レンズシート１１の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）が左右方向（Ｘ方向）に配列され、第２レンズシート１２の光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）が上下方向（Ｙ方向）に配列される形態としてもよい。
また、第１レンズシート１１の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列方向Ｒ１と、第２レンズシート１２の光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）の配列方向Ｒ２とがなす角度αは、９０°±１０°の範囲、即ち、８０°〜１００°の範囲内であれば、レンズ部として所望される光学的機能は維持される。従って、角度αは、９０°に限定されず、８０°〜１００°の範囲内としてもよい。

これにより、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とによりレンズ部１３を形成し、撮像モジュール２０を組み立てる際に、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１と第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ２とのなす角度αを厳密に９０°として配置しなくともよく、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２との位置合わせや撮像モジュール２０の組み立て作業の容易化、作業効率の向上、歩留りの向上を図ることができる。

＜光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１，Ｒ２とイメージセンサ２１の画素２１２の配列方向Ｇ１，Ｇ２について＞
図９は、第１実施形態のレンズ部１３の他の形態を説明する図である。図９では、レンズ部１３の光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１，Ｒ２と、イメージセンサ２１の画素２１２の配列方向Ｇ１，Ｇ２とを光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見た様子を示している。
上述の実施形態では、図９（ａ）に示すように、イメージセンサ２１の画素２１２が光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に対して直交する２つの方向Ｇ１，Ｇ２（第１実施形態ではＹ方向及びＸ方向）に配列され、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１は、画素２１２の配列方向の１つの方向Ｇ１（Ｙ方向）に平行であり、第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ２は、画素２１２の配列方向のもう１つの方向Ｇ２（Ｘ方向）に平行である例を示した。このとき、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、配列方向Ｒ１と配列方向Ｇ１とがなす角度β、配列方向Ｒ２と配列方向Ｇ２とがなす角度γは、いずれも０°である。

これに限らず、図９（ｂ）に示すように、例えば、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、角度β及び角度γは、０〜１０°の範囲内であれば、光学的な機能は維持されるので、この範囲内で適宜選択して設定してよい。
このような形態とすることにより、イメージセンサ２１の画素２１２とレンズ部１３の各光透過部１１１，１２１との位置合わせが容易となり、製造作業の簡略化や作業時間の短縮、歩留りの向上等を図ることができる。
なお、図９（ｂ）では、画素２１２の配列方向Ｇ１，Ｇ２は、それぞれＹ方向及びＸ方向に平行である例を示しているが、これに限らず、光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１，Ｒ２がＹ方向及びＸ方向に平行であり、画素２１２の配列方向Ｇ１，Ｇ２とそれぞれ角度β，γをなす形態としてもよいし、配列方向Ｇ１，Ｇ２及び配列方向Ｒ１，Ｒ２が、それぞれ角度β，γをなし、かつ、いずれもＹ方向及びＸ方向に平行でない形態としてもよい。

（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態の撮像モジュール２０を説明する図である。
第２実施形態の撮像モジュール２０は、光学素子部１０のレンズ部４３が異なる以外は、前述の第１実施形態の撮像モジュール２０と同様の形態である。従って、第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態の撮像モジュール２０は、光学素子部１０と、イメージセンサ２１とを備えており、前述の第１実施形態に示したカメラ１に適用され、第１実施形態の撮像モジュールと同様にカメラ１の筐体３０内に配置されている。
第２実施形態の光学素子部１０は、レンズ部４３と、透光性基板１４とを備えている。

図１１及び図１２は、第２実施形態のレンズ部４３を説明する図である。
図１１は、第２実施形態のレンズ部４３を被写体側（＋Ｚ側）見た正面図である。図１２（ａ）は、図１１に示す矢印Ａ１−Ａ２に沿ったレンズ部４３の断面（ＹＺ断面）の一部を拡大した拡大図であり、図１２（ｂ）は、図１０に示す矢印Ｂ１−Ｂ２に沿ったレンズ部４３の断面（ＸＺ断面）の一部を拡大した拡大図である。
本実施形態のレンズ部４３は、１枚のレンズシート４２により形成されている。
レンズシート４２は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において、透光性基板１４の被写体側（＋Ｚ側）に配置され、そのイメージセンサ側（−Ｚ側）の面が不図示の接合層により透光性基板１４の透光領域１４１の被写体側（＋Ｚ側）の面に接合されている。
レンズシート４２は、図１１及び図１２に示すように、シート面に沿ってＸ方向及びＹ方向に等間隔に配列される複数の光透過部４２１と、互いに隣り合う光透過部４２１間に、各光透過部４２１を囲むようにして設けられる光吸収部４２３とを備えている、いわゆるマイクロレンズアレイシートである。

光透過部４２１は、光を透過する透明な部分であり、第１の面４２ａ側（本実施形態では、被写体側（＋Ｚ側））に、凸形状の単位レンズ形状４２２を有している。また、レンズシート４２の第２の面４２ｂ（本実施形態のイメージセンサ側（−Ｚ側）の面）は、略平面状となっている。

単位レンズ形状４２２は、略半球状の形状に形成されており、鉛直方向（Ｙ方向）及び左右方向（Ｘ方向）に対称な形状に形成されている。即ち、単位レンズ形状４２２は、ＹＺ断面における断面形状とＸＺ断面における断面形状とが、円の一部形状（円弧形状）となっている。また、単位レンズ形状４２２（光透過部４２１）は、レンズシート４２のシート面の法線方向（光軸Ｏ方向、Ｚ方向）から見た形状が円形状に形成されている。ここで、略半球状とは、半球だけでなく、球の一部形状や回転楕円体の一部形状を含む形状をいう。
単位レンズ形状４２２の表面には、不図示の反射防止層が形成されている。この反射防止層は、前述の第１実施形態において単位レンズ形状１１２，１２２の表面に形成される反射防止層と同様の材料、方法により形成される。

光透過部４２１の第２の面４２ｂ側には、シート面（ＸＹ面）に平行な方向に連続しているランド部４２４が形成されている。
このランド部４２４は、その厚みが可能な限り薄い方が好ましく、ランド部４２４の厚さが０であること（即ち、ランド部４２４が存在しない形態）が、迷光等を防止し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。
光透過部４２１は、前述の第１実施形態に示した第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の光透過部１１１，１２１と同様の材料により形成可能である。

光吸収部４２３は、光を吸収する作用を有する部分であり、互いに隣り合う光透過部４２１間に、各光透過部４２１を囲むようにして設けられている。光吸収部４２３は、レンズシート４２の厚み方向（Ｚ方向）に沿って、単位レンズ形状４２２が形成された第１の面４２ａから反対側の第２の面４２ｂ側に延びるようにして形成されている。
光吸収部４２３は、図１１及び図１２に示すように、レンズシート４２の厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面における断面形状が楔形形状、又は、矩形形状に形成されている。

本実施形態の光吸収部４２３は、レンズシート４２の厚み方向（Ｚ方向）に平行な面における断面形状において、第１の面４２ａ側の寸法が第２の面４２ｂ側の寸法に比べて大きい等脚台形形状に形成されている。なお、これに限らず、光吸収部４２３は、厚み方向（Ｚ方向）に平行な面における断面形状が、第２の面４２ｂ側を頂点とする三角形形状としてもよい。
光吸収部４２３は、前述の第１実施形態の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の光吸収部１１３，１２３と同様の材料により形成可能である。

本実施形態においても、光吸収部４２３の屈折率Ｎ２は、光透過部４２１の屈折率Ｎ１に対して、Ｎ２≧Ｎ１となっていることが好ましい。これは、光吸収部４２３と光透過部４２１との界面で、光が全反射する等し、不要な光がイメージセンサ２１に到達することを防ぐためである。

本実施形態のレンズ部４３のレンズシート４２の各部の寸法は、以下の通りである。
光透過部４２１（単位レンズ形状４２２）の配列ピッチＰは、約１０〜２３０μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状４２２の曲率半径Ｒは、約１０〜１８０μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状４２２のレンズ開口幅（開口径）Ｄ１（シート面の法線方向（Ｚ方向）から見た場合の単位レンズ形状４２２の直径）は、約１０〜２００μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状４２２のレンズ高さＨ１（レンズシート４２の厚み方向（Ｚ方向）において、光吸収部４２３の第１の面４２ａ側の面から単位レンズ形状４２２の最も凸となる頂点ｔ３までの寸法）は、約２〜４０μｍとすることが好ましい。

光吸収部４２３の幅Ｄ２（第１の面４２ａ側端部の幅）は、約１〜３０μｍとすることが好ましい。
光吸収部４２３の高さＨ２（レンズシート４２の厚み方向（Ｚ方向）における光吸収部４２３の寸法）は、約２０〜４７０μｍとすることが好ましい。
光吸収部４２３と光透過部４２１との界面がシート面の法線方向となす角度θは、０〜１０°程度とすることが好ましい。

ランド厚Ｄ３は、ランド部４２４の厚さ（レンズシート４２の厚み方向において、光吸収部４２３のイメージセンサ側端部から第２の面４２ｂまでの寸法）であり、約１〜５０μｍとすることが、迷光や、所定の光透過部４２１（単位レンズ形状４２２）に入射した光が、隣接する他の光透過部４２１（単位レンズ形状４２２）側へ光が進んでしまうことを抑制する観点から好ましい。
レンズシート４２の総厚Ｔ（レンズシート４２の厚み方向（Ｚ方向）における単位レンズの頂点ｔ３から第２の面４２ｂまでの寸法）は、約３０〜４８０μｍとすることが好ましい。本実施形態では、レンズシート４２の総厚Ｔは、レンズ部４３の厚さに相当する。
レンズシート４２は、上記寸法範囲で形成されることによって、その焦点距離が約２４〜３００μｍ（空気中の換算値）となる。

本実施形態においても、前述の図７（ａ）に示すように、クロストークを生じさせることなく、単位レンズ形状４２２により集光された光を、イメージセンサ２１の対応する領域の画素２１２（画素群）に入射させることができる。これにより、画素２１２は、入射光の強度と入射方向の情報を高精度で出力することができる。

以上のことから、本実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様に、焦点距離や被写界深度を変更可能なライトフィールドカメラとしての機能を携帯端末用カメラに付与することができ、カメラ１の高性能化を図ることができる。また、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、撮像モジュール２０及びカメラ１の薄型化、軽量化や生産コストの低減等の効果を奏することができる。
さらに、本実施形態によれば、上記効果に加えて、レンズ部４３として用いる部材は１枚のレンズシート４２のみであるので、撮像モジュール２０及びカメラ１のさらなる薄型化、軽量化を実現でき、生産コストも低減できる。

次に、第２実施形態のレンズ部４３の別の形態について説明する。
上述の第２実施形態において、単位レンズ形状４２２（光透過部４２１）は、Ｙ方向及びＸ方向に複数が配列される例、即ち、正方格子状に配置される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、単位レンズ形状４２２（光透過部４２１）は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、六方格子状や、長方格子状等に配置されるようにしてもよい。

図１３は、第２実施形態のレンズ部４３の他の形態を説明する図である。図１３（ａ）は、レンズシート４２の厚み方向（Ｚ方向）の被写体側（＋Ｚ側）から見た正面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す矢印Ｃ１−Ｃ２に沿った断面を示す図（ＹＺ断面図）であり、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）に示す矢印Ｄ１−Ｄ２に沿った断面を示す図（ＸＺ断面図）である。
単位レンズ形状４２２（光透過部４２１）は、図１３（ａ）に示すように、レンズシート４２のシート面の法線方向（Ｚ方向，光軸Ｏ方向）から見た形状が矩形状（正方形状）に形成されるようにしてもよい。この場合、単位レンズ形状４２２は、被写体側（＋Ｚ側）に膨らんだ略四角錐形状に形成される。具体的には、単位レンズ形状４２２は、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）に示すように、四角錐形状の角部（頂部や稜線）が面取りされ、曲面状に形成された形態となる。

このような形態としても、上述の第２実施形態の図１１，図１２等に示す半球状の単位レンズ形状４２２と同様の効果を奏することができる。また、シート面の法線方向から見た形状を矩形状にすることで、前述の図１１，図１２等に示す形態に比べて、レンズシート４２に対する光の入射面積を増やすことができ、光の利用効率を向上させることができる。
また、単位レンズ形状４２２（光透過部４２１）は、レンズシート４２のシート面の法線方向（Ｚ方向）から見た形状が多角形状となる略多角錐形状に形成され、その略多角錐形状がシート面の被写体側（＋Ｚ側）に膨らみ、角部（頂部や稜線）が面取りされた形態となるようにしてもよい。

また、上述の第２実施形態において、レンズシート４２は、第１の面４２ａが被写体側（＋Ｚ側）に位置し、第２の面４２ｂが不図示の接合層により透光性基板１４に接合される形態を示したが、これに限らず、第２の面４２ｂが被写体側に位置し、第１の面４２ａが不図示の接合層によって透光性基板１４に接合される形態としてもよい。
この場合、単位レンズ形状４２２の集光作用を発揮する観点から、接合層は、その屈折率が光透過部４２１の屈折率Ｎ１よりも小さいものとすることが好ましい。

（変形形態）
以上説明した各実施形態等に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。

（１）各実施形態において、カバーシート３２のイメージセンサ側（−Ｚ側）に設けられた赤外線遮蔽層３２２は、カバーシート３２とは別体のシート状等の部材であって、例えば、不図示の接合層等によりカバーシート３２に接合された形態としてもよい。また、カバーシート３２が、赤外線遮蔽層３２２を備えず、カバーシート３２全体が所定の領域（７００〜１１００ｎｍ）の波長域の赤外線を遮蔽する材料を含有する材料により形成される等して、赤外線を遮蔽する機能を有していてもよい。
また、透光性基板１４の被写体側又はイメージセンサ側の面に、赤外線遮蔽層が形成される形態、又は、透光性基板１４自体が赤外線を遮蔽する材料を含有して赤外線遮蔽機能を有する形態としてもよい。
また、例えば、第１実施形態において、レンズ部１３の第１レンズシート１１の第２の面１１ｂに赤外線遮蔽層が形成される形態としてもよい。
また、レンズ部１３，４３と透光性基板１４とを接合する接合層等、各部材を接合する接合層が、赤外線を吸収する材料を含有して赤外線遮蔽機能を有する形態としてもよい。
上述のように、赤外線遮蔽層は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において、イメージセンサ２１よりも被写体側（＋Ｚ側）であれば、特にその位置を限定されない。

（２）各実施形態において、光透過部１１１，１２１，４２１と、光吸収部１１３，１２３，４２３との界面は、複数の平面からなる折れ面状となっていてもよいし、複数の平面と曲面とが複数組み合わされている形態としてもよい。

（３）各実施形態において、光吸収部１１３，１２３，４２３は、第２の面１１ｂ，１２ｂ，４２ｂ側から第１の面１１ａ，１２ａ，４２ａ側へ厚み方向に沿って形成される形態としてもよい。
図１４は、第１レンズシート１１の変形形態を説明する図である。
図１４に示すように、第１レンズシート１１を、光吸収部１１３が第２の面１１ｂ側から第１の面１１ａ側へ厚み方向に沿って形成される形態とする場合、ランド部１１４が第１の面１１ａ側に位置し、単位レンズ形状１１２は連続して配列され、第２の面１１ｂに光吸収部１１３の第２の面側端部が位置している。
このような形態とすることにより、単位レンズ形状１１２の谷底部分に光吸収部１１３を形成する材料が付着する等して単位レンズ形状１１２のレンズ開口幅Ｄ１が狭まり、光量が低下することを防止できる。
なお、第１実施形態の第２レンズシート１２、第２実施形態のレンズシート４２についても同様に、光吸収部１２３，４２３を第２の面１２ｂ，４２ｂ側から第１の面１２ａ，４２ａ側へ延びる形態としてもよい。

（４）各実施形態において、レンズ部１３，４３とカバーシート３２とは積層されている例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ部１３，４３とが透光性を有する粘着剤や接着剤等により形成された接合層等により接合された形態としてもよい。

（５）各実施形態において、透光性基板１４の透光領域１４１は、板面の法線方向（光軸Ｏ方向、Ｚ方向）から見て、中央に形成され、その周囲に配線領域１４２が形成される形態を示したが、これに限らず、透光領域１４１がレンズ部１３，４３及びイメージセンサ２１の受光領域２１１に対応するならば、透光領域１４１及び配線領域１４２の位置や形状等は特に限定しない。

（６）第１実施形態において、単位レンズ形状１１２，１２２は、凸形状である例を示したがこれに限らず、凹形状としてもよい。
図１５は、レンズ部１３の変形形態を説明する図である。
図１５に示すように、単位レンズ形状１１２，１２２は、その配列方向及び厚み方向に平行な断面形状が凹形状であり、円の一部形状等である形態としてもよい。このような形態とする場合には、図１５に示すように、光吸収部１１３，１２３は第２の面１１ｂ，１２ｂ側から第１の面１１ａ，１２ａ側へ厚み方向（Ｚ方向）に沿って延びる形態とすることが好ましい。
また、このとき、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２との間に、光透過部１１１，１２１よりも屈折率が高い樹脂層５６が充填され、この樹脂層５６により第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが接合される形態とすることが好ましい。

（７）第１実施形態において、単位レンズ形状１１２，１２２の配列ピッチＰやレンズ開口幅Ｄ１、曲率半径Ｒ、光透過部１１１，１２１の屈折率Ｎ１、光吸収部１１３，１２３の屈折率Ｎ２、光吸収部１１３，１２３の高さＨ２等は、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とで異なっていてもよい。
また、第２実施形態において、単位レンズ形状４２２の配列ピッチＰやレンズ開口径Ｄ１、曲率半径Ｒ等は、レンズシート４２の垂直方向（Ｙ方向）と左右方向（Ｘ方向）とにおいて同様である例を示したが、これに限定されるものでなく、垂直方向と左右方向で各寸法が相違するようにしてもよい。

（８）各実施形態において、レンズ部１３，４３と透光性基板１４とを接合する接合層を備えず、レンズ部１３，４３が透光性基板１４の被写体側の面の透光領域１４１上に配置され、レンズ部１３，４３及び透光性基板１４は、それぞれ不図示の支持部材で支持され、所定の位置で保持される形態としてもよい。
このとき、光学密着等を防止する観点から、レンズ部１３，４３と透光性基板１４との間に不図示のスペーサを配置する等してもよい。

（９）第１実施形態において、レンズ部１３は、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが、例えば、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の有効部分（光が透過する領域）以外の領域や、光学的に影響の小さい領域（例えば、四隅の角部分）や、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の周縁部等に外側へ凸となるように設けられた領域等に形成された接合層により一体に接合された形態としてもよい。このとき、接合層は、上述のような位置に設けることが、良好な画像を得る観点から好ましい。

（１０）各実施形態において、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２、レンズシート４２は、ランド部１１４，１２４，４２４よりも第２の面１１ｂ，１２ｂ，４２ｂ側にさらに基材層を備える形態としてもよい。以下、第１レンズシート１１を例に挙げて説明するが、第２レンズシート１２やレンズシート４２においても同様である。
図１６は、第１レンズシート１１の変形形態を説明する図である。
基材層１１５は、光透過性を有する樹脂製のシート状の部材であり、光透過部１１１を紫外線成形等で形成する際に、基材（ベース）となる部材である。
第１レンズシート１１は、クロストーク等を抑制する観点から、光吸収部１１３の第２の面側端部から第２の面１１ｂまでの厚みＤ４が小さい方が好ましい。従って、表面に剥離性を有する基材層１１５を用い、基材層１１５上に光透過部１１１及び光吸収部１１３を成形後に、この基材層１１５を剥離することが好ましい。しかし、クロストーク等が十分抑制できる程度に基材層１１５が薄い場合等には、基材層１１５を積層した形態のままとしてもよい。

また、基材層１１５が剥離性を有していない場合には、基材層１１５に相当する部分を削る等により、光吸収部１１３の第２の面側端部から第２の面１１ｂまでの厚みを薄くしてもよい。
なお、このような基材層１１５を有する場合には、光吸収部１１３の第２の面側先端から第２の面１１ｂまでの寸法Ｄ４（基材層１１５及びランド部１１４を含む）は、約１〜２５０μｍにすることが、迷光やクロストーク等を抑制する観点から好ましい。
このような基材層１１５を備える形態とすることにより、第１レンズシート１１のハンドリングが容易になる。

（１１）第１実施形態において、レンズ部１３は、図１７に示すようなレンズシート５５を備える形態としてもよい。
図１７は、レンズ部１３の変形形態を説明する図である。
レンズシート５５は、基材層５５１の両面に、単位レンズ形状１１２，１２２を有する光透過部１１１，１２１及び光吸収部１１３，１２３が形成されている。このレンズシート５５は、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが、基材層５５１の両面にそれぞれ一体に形成された形態に等しい。
この基材層５５１は、樹脂製のシート状の部材であり、光透過性を有している。このような基材層５５１としては、ＰＥＴ樹脂やトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）製のシート状の部材等が挙げられる。また、基材層５５１の厚さは、可能な範囲で薄いことが、迷光を抑制し、クロストークを低減して、各画素に入射する光の強度や光の入射方向の精度を向上させる観点から好ましい。
また、基材層５５１の屈折率は、光透過部１１１，１２１の屈折率Ｎ１に等しい、もしくは、可能な限り屈折率差が小さいことが好ましい。

（１２）レンズ部１３は、３枚以上のレンズシートが光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に沿って配列された形態としてもよい。
例えば、不図示の３枚目のレンズシート（以下、第３レンズシートという）は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２と同様の形状のレンズシートであり、その光透過部の配列方向が、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１，Ｒ２に対して、それぞれ４５°±１０°をなしているものとすることが好ましい。第３レンズシートの第１の面は、被写体側（＋Ｚ側）であっても、イメージセンサ側（−Ｚ側）であってもよい。

さらに、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２と同様の形状のレンズシートである４枚目のレンズシート（第４レンズシート）をレンズ部１３に配置する場合には、その光透過部の配列方向が、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の光透過部１１１，１２１の配列方向Ｒ１，Ｒ２に対して、それぞれ４５°±１０°をなし、第３レンズシートの光透過部の配列方向に対してそれぞれ９０°±１０°をなしているものとすることが好ましい。第４レンズシートの第１の面は、被写体側（＋Ｚ側）であっても、イメージセンサ側（−Ｚ側）であってもよい。
なお、レンズ部１３内において、第３レンズシート、第４レンズシートの光軸Ｏ方向（Ｚ方向）の位置については、特に限定しない。

（１３）第２実施形態において、撮像モジュール２０は、レンズシート４２と透光性基板１４との間に、レンズシート４２と同様な形態を有するレンズシートをさらに配置した形態としてもよい。この場合、撮像モジュール２０は、レンズシート４２のイメージセンサ側（−Ｚ側）に配置された不図示のレンズシートが接合層により透光性基板１４に接合される形態となる。また、レンズシート４２よりも被写体側に、レンズシート４２と同様な形態を有する不図示のレンズシートを配置してもよい。
このような形態は、例えば、レンズの収差の補正等が必要な場合に有効である。
この場合、不図示のレンズシートは、単位レンズ形状が設けられる第１の面を、レンズシート４２側（＋Ｚ側）に向くようにして配置されてもよいし、イメージセンサ側を向くようにして配置されてもよい。また、不図示のレンズシートの単位レンズ形状の各寸法は、レンズシート４２と同等としてもよいし、相違してもよい。

（１４）各実施形態において、単位レンズ形状１１２，１２２，４２２は、例えば、光透過部１１１，１２１，４２１の配列方向及び各レンズシートの厚さ方向（Ｚ方向）における断面形状が、所望する光学性能等に応じて、シート面に長軸が直交する楕円の一部形状や、多角形形状等としてもよいし、頂部が円弧等の曲線であり、単位レンズ形状の谷部側が直線からなる形状としてもよい。

（１５）各実施形態において、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２、レンズシート４２には、その表裏面（第１の面１１ａ，１２ａ，４２ａと第２の面１１ｂ，１２ｂ，４２ｂ）とを区別しやすくするために、表裏判別用の切欠きを設けてもよい。
また、レンズ部１３，４３の配置や撮像モジュール２０の組み立てを容易にするために、アライメントマークを第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２、レンズシート４２に設けてもよい。

（１６）各実施形態において、カメラ１は、スマートフォン等の携帯端末用カメラである例を示したが、これに限らず、例えば、デジタルカメラ等としてもよいし、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）内蔵型又は外付型のＰＣ用カメラや、インターフォン用カメラ、車載用カメラ等としてもよいし、携帯型ゲーム機用カメラ等としてもよい。

（１７）各実施形態において、イメージセンサ２１の受光領域２１１の大きさは、撮像モジュール２０が用いられるカメラ１の大きさや、所望する画質やカメラ性能等に応じて、適宜採用してよい。
イメージセンサ２１の受光領域２１１の大きさは、例えば、スマートフォン等の携帯端末に搭載される場合には横×縦のサイズが、４．８×３．６ｍｍや４．４×３．３ｍｍ等、カメラ（主にコンパクトデジタルカメラ）等に搭載される場合には、６．２×４．７ｍｍ、７．５×５．６ｍｍ等が挙げられる。
また、例えば、２３．６×１５．８ｍｍ、３６×２４ｍｍ、４３．８×３２．８ｍｍ等の大きな受光領域２１１を有するイメージセンサ２１を使用することにより、ノイズの低減や取得する焦点距離や被写界深度等の情報の精度や情報量の向上を図り、画質のさらなる向上や、カメラ１の性能向上を図ってもよい。また、このような大きな受光領域を有するイメージセンサ２１を備えたカメラにおいても、薄型化、軽量化等を実現することができる。

なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

１ カメラ
１０ 光学素子部
１１ 第１レンズシート
１２ 第２レンズシート
１１１，１２１ 光透過部
１１２，１２２ 単位レンズ形状
１１３，１２３ 光吸収部
１３ レンズ部
２０ 撮像モジュール
２１ イメージセンサ
３０ 筐体
３１ 開口部
３２ カバーシート
４３ レンズ部
４２ レンズシート
４２１ 光透過部
４２２ 単位レンズ形状
４２３ 光吸収部

Claims (4)

1. 集光作用を有するレンズシートを少なくとも一枚備える光学機能部と、
   前記光学機能部の出光側に設けられ、少なくとも一部が透光性を有し、一部に配線パターンが形成された透光性基板と、
   前記透光性基板の出光側に配置され、入射する光を電気信号に変換する複数の画素が配列された受光領域を有する撮像素子部と、
   を備える撮像モジュールであって、
   前記光学機能部は、
   第１レンズシートと、その出光側に配置された第２レンズシートとを備え、
   撮影時に最も被写体側に位置するレンズ部材であり、
   前記第１レンズシートと前記第２レンズシートは、互いのシート面が平行となるように配置され、
   前記第１レンズシートは、
   シート面に沿った第１の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第２の方向に配列され、一方の面側に凸状の第１単位レンズ形状を有する第１光透過部と、
   前記第１光透過部と交互に配列され、前記第１光透過部の長手方向となる前記第１の方向に延在し、前記第１レンズシートの厚み方向に沿って延びる第１光吸収部と、
   を有し、
   前記第２レンズシートは、
   シート面に沿った第３の方向を長手方向として延在し、この長手方向に交差する第４の方向に配列され、一方の面側に凸状の第２単位レンズ形状を有する第２光透過部と、
   前記第２光透過部と交互に配列され、前記第２光透過部の長手方向となる前記第３の方向に延在し、前記第１レンズシートの厚み方向に沿って延びる第２光吸収部と、
   を備え、
   前記第１光透過部の配列される第２の方向と、前記第２光透過部の配列される第４の方向とは、シート面の法線方向から見て、角度αをなして交差し、
   前記透光性基板は、少なくとも一方の面に前記配線パターンが形成された配線領域と、前記配線パターンが両面の対向する領域に形成されていない透光領域とを備え、
   前記光学機能部は、前記透光領域の入光側の面上に配置され、
   前記撮像素子部は、前記透光領域の出光側の面に、前記受光領域が対面するように配置され、前記透光性基板の前記配線パターンと電気的に接続されていること、
   を特徴とする撮像モジュール。
2. 請求項１に記載の撮像モジュールにおいて、
   前記角度αは、８０°≦α≦１００°を満たすこと、
   を特徴とする撮像モジュール。
3. 請求項１又は請求項２に記載の撮像モジュールにおいて、
   前記光学機能部又は前記透光性基板は、所定の波長領域の赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層を備えること、
   を特徴とする撮像モジュール。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の撮像モジュールを備える撮像装置。

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