JP2005019858A - Two-dimension image converting element - Google Patents

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lens array
dimensional image
lens
image conversion
shielding layer
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Kazuyoshi Ebina
一義 海老名
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-dimension image converting element wherein any folding mechanism is not required, etc., and at the same time its thinning is achieved on the level nearly equal to its photographing element unit. <P>SOLUTION: The two-dimension image converting element 10 has a micro-lens array 1 wherein unit lenses having a honeycomb shape in their plan view are laid closely, a shading layer 2 having opening portions 2a which is provided on the optical axis of the micro-lens array 1 oppositely thereto, and a plane image photographing element 4 wherein a plurality of photoelectric converting elements 3 are arranged in the form of a square grid. Further, the element 10 is characterized in that a translucent substance is filled as a filling material 5 into the gap between the shading layer 2 and the plane image photographing element 4. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラやデジタルカメラなどの2次元画像変換素子、特にマイクロレンズを用いたマイクロレンズ式撮像素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在のCCDなどに代表される従来型の2次元画像変換素子は、その面上に於ける光強度分布を電気信号に変換し、2次元素子として取り出す光−電気変換素子であるが、画像を示す光強度分布を得るための結像光学系が必要不可欠である。
【0003】
従来のデジタル撮像光学系について簡単に説明する。従来型のデジタル撮像素子は、CCDやC−MOSといった、いわば感光素子アレイの形態をとっており、素子そのものは半導体プロセスで製造されている(たとえば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平05−152557号公報
【0005】
このようなデジタル撮像素子そのものはシリコンウエハーと同じ程度の厚みでしかなく、非常に薄い物であり、撮像光学系は主としてレンズ系によって構成されており、その厚さはレンズの焦点距離と同じ程度になるのが一般的である。
図2に従来型のデジタル撮像光学系として、トリプレット型を用いた場合の一例を示す。なお、図中の符号11は、凸レンズ/凹レンズ/凸レンズで構成されたトリプレットレンズ、符号14は、平面撮像素子である。
ある程度の画角を得るためには、撮像素子の対角線長と焦点距離をほぼ同等にすれば良く、この場合、やや広角のレンズ構成となる。コンパクトカメラなどではこの様な構成を取ることが多い。
現時点では対角線長が1/2インチから1/3インチ程度の撮像素子が使われており、従って光学系による厚さも同程度となる。
【0006】
この結像光学系は写真用レンズ等と基本構成は同じであるが、光軸方向にレンズを揃えて配置し、撮像素子の端部まで光線を届かせる必要があるので、撮像素子の大きさに依って光軸方向への大きさが物理的に決まってしまい、その小型化、特に撮像素子の面積に対する薄さに制約があり、撮像光学系をも含めた形態で容易に薄い構成を実現することが困難である。
また、光学系のレンズ部分を折り畳み式や沈胴式として薄型化を図る方法は以前より行われているが、撮像時にはこれらを展開する機械的な機構が必要となり、精度やコストの面はもとより、使い勝手に於いても撮影可能になるまでのタイムラグが生じるため好ましくない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
折り畳み機構などを必要とせず、また撮像素子単体とほぼ等しいレベルでの薄型化を同時に達成することが主たる課題である。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、前記課題について研究開発を行った結果、下記に示す手段を用いることにより、前出の問題を解決出来ることを見いだした。
請求項1に係る発明は、平面視ハニカム形状を有する単位レンズが隙間無く敷き詰められたレンズアレイと、前記レンズアレイの光軸上に相対して配設された開口部を持つ遮光層と、正方格子状に配列された複数個の光電変換素子を有する平面撮像素子と、を具備する2次元画像変換素子であって、前記遮光層と前記平面撮像素子との間隙に、透光性を有する物質が充填材として充填されていることを特徴とする、2次元画像変換素子を提供する。
【0009】
レンズアレイと平面撮像素子との間に遮光層を有することにより、画像のクロストークやレンズアレイの収差に起因する画像のボケを防ぐことが可能となる。
また、不要な反射の発生も防止される。
平面視ハニカム形状とすることで、その周期構造に起因する干渉が減り、平面撮像素子の周期構造との間で発生するモアレが低減される。
さらに、遮光層と平面撮像素子との間隙に充填材を有することにより、その屈折作用による画質の向上も期待される。特に、固体状の充填材とすることで、機械的強度も向上し、2次元画像変換素子の耐久性の向上にもつながる。
【0010】
請求項2に係る発明は、前記レンズアレイと前記遮光層とが一体に構成されていることを特徴とする、2次元画像変換素子を提供する。
【0011】
レンズアレイと遮光層とが一体に構成されていることにより、レンズアレイを構成する個々の単位レンズと、その焦点近傍に、単位レンズに応じた開口を設けられた遮光層との相対的な位置関係を固定でき、製造の簡便さとそれら構成要素(部品)の耐久性を向上させることが可能となる。
【0012】
請求項3に係る発明は、前記レンズアレイ、前記遮光層、および前記充填材の屈折率による集光の変化に応じて、前記単位レンズの近軸焦点の焦点位置がそれぞれ前記平面撮像素子上にくるよう、予め単位レンズの形状が調整されているとともに、前記レンズアレイの球面収差量が撮像素子面上に配列された光電変換素子のサイズ以下とされていることを特徴とする、2次元画像変換素子を提供する。
【0013】
単位レンズの形状を調整することにより、画質を向上させることも可能であると共に、レンズアレイの球面収差量を、撮像素子面上に配列された光電変換素子のサイズ以下とすることにより、単位レンズの持つ収差による影響を受けずに、良好な画像を得ることができる。
ここで「サイズ」とは、略レンズ径のことをいう。
【0014】
請求項4に係る発明は、平面視ハニカム形状を有する単位レンズが隙間無く敷き詰められた第1のレンズアレイと、平面視ハニカム形状を有する単位レンズが隙間無く敷き詰められ、かつ前記第1のレンズアレイの光軸に自身の光軸が一致するように構成された第2のレンズアレイと、正方格子状に配列された複数個の光電変換素子を有する平面撮像素子と、を具備する2次元画像変換素子であって、前記第2のレンズアレイと前記平面撮像素子との間隙に、透光性を有する物質が充填材として充填されていることを特徴とする、2次元画像変換素子を提供する。
【0015】
第2のレンズアレイを有することにより、単位レンズの収差補正が容易となり、更なる画質の向上を図ることが可能となる。
【0016】
請求項5に係る発明は、前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとが一体に構成されていることを特徴とする、2次元画像変換素子を提供する。
【0017】
第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとを一体化することにより、正しい結像条件を容易に維持することが可能となると共に、機械的強度の向上に伴い、構成要素(部品)の耐久性を向上させることが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明による2次元画像変換素子を、図1を用いて詳細に説明する。図1(a)は平面図、図1(b)は(a)のb−b矢視断面図である。
本発明による2次元画像変換素子10は、マイクロレンズアレイ(レンズアレイ)1と、遮光層2と、平面撮像素子4と、充填材5とを主たる要素として構成されたものである。
【0019】
マイクロレンズアレイ1は、複数の平面視ハニカム形状を有する単位レンズが図1(a)に示すように隙間無く敷き詰められたものである。
遮光層2は、マイクロレンズアレイ1の光軸L上に相対して配設された開口部2aを有するものである。
平面撮像素子4は、正方格子状に配置された複数個の光電変換素子3を、その一面上に有するものである。
充填材5は、遮光層2と平面撮像素子4との間の間隙(空間)に充填されたものであり、透光性を有する物質からなるものである。
【0020】
本発明による2次元画像変換素子10によれば、平面撮像素子4の面上に焦点を持つ、複数個の単位レンズがアレイ状に配置されたマイクロレンズアレイ1が、適当な画素領域をカバーするように配置され、かつCCDなど撮像面全域を覆うように構成されている。
この際に、マイクロレンズアレイ1と平面撮像素子4との間に絞りとなる遮光層2を挿入することにより、画像のクロストーク(隣の画像と混ざり合う現象)や、マイクロレンズアレイ1の収差による画像のボケを防ぐことが出来る。
この構成によれば、一つの平面撮像素子4上に多数の小さな画像が結像されることとなるが、その画像は、コンピュータなどで再構成し、一枚の画像として取り出すことが出来る。
【0021】
また、平面撮像素子(CCD)4とマイクロレンズアレイ1との間の空間に、透光性の充填材5、たとえばアクリルなどの有機材料や、ガラス、インデックスマッチングオイル等を充填することで、余計な反射(レンズ界面における、屈折率の差により生じる反射)を防ぐことが出来、固体の物質とすることで、反射量そのものが減る(屈折率の差が少なくなる)とともに機械的剛性が向上し、製品の信頼性を向上させることが出来る。
もちろん、空気や真空とすることでも良く、この場合は工数の削減によるコストダウンなどを図るのに都合がよい。
【0022】
さらに、平面撮像素子4とマイクロレンズアレイ1を組み合わせる場合、そのマイクロレンズアレイ1の単位レンズの平面視形状をハニカム形状とすることで、周期構造による干渉が減るため、その平面撮像素子4とのモアレの発生を減らすことが可能となる。
さらにまた、これらのマイクロレンズ1、あるいは充填材5の素材は、その特性から光透過性を有する材料であれば特に限定する物ではないが、その生産性、耐久性等を考慮するとプラスチック系の素材を用いることが望ましい。
【0023】
プラスチックとしては、たとえばポリメタクリル酸メチルなどのアクリル系樹脂、ポリカーボネイト、アクリルースチレン共重合体、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどを例示することが出来る。
また、ファインピッチな微細な加工を行うことが出来るため、レンズ層の材料としては紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂などの放射線硬化型樹脂を用いると好ましい。
放射線硬化型樹脂としては、たとえばウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはエポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーに反応希釈剤、光重合開始剤、光増感剤などが添加された組成物などを用いることができる。ウレタン(メタ)オリゴマーとしては、特に限定する物ではないが、たとえばエチレングリコール、1,4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリオール類と、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシレンイソシアネートなどのポリイソシアネート類とを反応させて得ることが出来る。
【0024】
エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、特に限定する物ではないが、たとえばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラジック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型プロビレンオキサイド付加物の末端グリシジルエーテル、フルオレンエポキシ樹脂などのエポキシ樹脂類と、(メタ)アクリル酸とを反応させて得ることができる。
ここで挙げた例はあくまで一例であり、これらの形状を限定する物ではない。
【0025】
また、本実施形態においてマイクロレンズアレイ1と遮光層2とが、たとえばシート状あるいはフィルム状に、一体となるように構成されていればさらに好ましい。
【0026】
さらに、マイクロレンズアレイ1、遮光層2、および充填材5の屈折率による集光の変化に応じて、単位レンズの近軸焦点の焦点位置がそれぞれ平面撮像素子4上にくるよう、予め単位レンズの形状が調整されているとともに、マイクロレンズアレイ1の球面収差量が撮像素子面上に配列された光電変換素子の球面収差量以下とされていればさらに好ましい。
【0027】
なお、本発明は上述したような実施形態のものに限定されるものではなく、平面視ハニカム形状を有する単位レンズが隙間無く敷き詰められた第1のレンズアレイと、平面視ハニカム形状を有する単位レンズが隙間無く敷き詰められ、かつ前記第1のレンズアレイの光軸に自身の光軸が一致するように構成された第2のレンズアレイと、正方格子状に配列された複数個の光電変換素子を有する平面撮像素子と、を具備し、前記第2のレンズアレイと前記平面撮像素子との間隙に、透光性を有する物質が充填材として充填されたものであってもよい。
【0028】
またこの際、前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとが一体に構成されていればさらに好ましい。
【0029】
【発明の効果】
本発明による2次元画像変換素子を用いることで、これまでにない薄い構成で充分な画像を得る撮像素子を得ることが出来、可動部分が少なく機械的な構造を単純化できるので、非常に信頼性の高い素子を実現することが出来る。
また、アレイ構造に起因するモアレの発生も、マイクロレンズアレイの単位レンズの平面視形状をハニカム形状とすることで、抑えることが出来る。
【0030】
上記の様な効果により、たとえば、ICカードにデジタルカメラを搭載するなどの新しい用途も開け、結果として安価かつ高性能な薄型デジタル撮像素子の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による2次元画像変換素子の一実施形態を示す図であって、(a)は平面図、(b)は(a)のb−b矢視断面図である。
【図2】従来型のデジタル撮像光学系の概念図である。
【符号の説明】
1 マイクロレンズアレイ
2 遮光層
2a 開口部
3 光電変換素子
4 平面撮像素子
5 充填材
10 2次元画像変換素子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a two-dimensional image conversion element such as a video camera or a digital camera, and more particularly to a microlens image pickup element using a microlens.
[0002]
[Prior art]
A conventional two-dimensional image conversion element represented by a current CCD or the like is a light-electric conversion element that converts a light intensity distribution on the surface into an electric signal and takes it out as a two-dimensional element. An imaging optical system for obtaining the light intensity distribution shown is indispensable.
[0003]
A conventional digital imaging optical system will be briefly described. A conventional digital imaging device takes the form of a so-called photosensitive element array such as a CCD or a C-MOS, and the element itself is manufactured by a semiconductor process (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 05-152557
Such a digital imaging device itself is only as thin as a silicon wafer and is very thin, and the imaging optical system is mainly composed of a lens system whose thickness is about the same as the focal length of the lens. It is common to become.
FIG. 2 shows an example in which a triplet type is used as a conventional digital imaging optical system. In the figure, reference numeral 11 denotes a triplet lens composed of a convex lens / concave lens / convex lens, and reference numeral 14 denotes a planar imaging device.
In order to obtain a certain angle of view, the diagonal length and the focal length of the image sensor need only be approximately equal, and in this case, a slightly wide-angle lens configuration is obtained. Such a configuration is often adopted in a compact camera or the like.
At present, an imaging element having a diagonal length of about 1/2 inch to 1/3 inch is used, and therefore the thickness by the optical system is also about the same.
[0006]
This imaging optical system has the same basic structure as a photographic lens, etc., but it is necessary to arrange the lenses in the optical axis direction so that the light beam reaches the end of the image sensor. Therefore, the size in the direction of the optical axis is physically determined, and there are restrictions on the miniaturization, especially the thinness to the area of the image sensor, and it is easy to realize a thin configuration including the imaging optical system Difficult to do.
In addition, the method of thinning the lens part of the optical system as a folding type or a retractable type has been used for some time, but a mechanical mechanism that deploys these is required at the time of imaging, not only in terms of accuracy and cost, Even in terms of usability, there is a time lag until photographing becomes possible, which is not preferable.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The main problem is to achieve a reduction in thickness at the same level as that of a single imaging device without requiring a folding mechanism.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of conducting research and development on the above-mentioned problems in order to solve the above-mentioned problems, it has been found that the above-mentioned problems can be solved by using the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a lens array in which unit lenses having a honeycomb shape in plan view are laid without gaps, a light-shielding layer having an opening disposed relative to the optical axis of the lens array, and a square A two-dimensional image conversion element comprising a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a lattice pattern, wherein the substance having translucency is provided in a gap between the light-shielding layer and the planar image pickup element. Is filled as a filler, and a two-dimensional image conversion element is provided.
[0009]
By providing a light shielding layer between the lens array and the planar imaging device, it is possible to prevent image blur due to image crosstalk and lens array aberration.
Further, unnecessary reflection can be prevented.
By adopting a honeycomb shape in a plan view, interference due to the periodic structure is reduced, and moire generated between the planar structure of the planar imaging element is reduced.
Furthermore, by having a filler in the gap between the light shielding layer and the planar imaging device, an improvement in image quality due to the refraction action is also expected. In particular, by using a solid filler, the mechanical strength is improved and the durability of the two-dimensional image conversion element is improved.
[0010]
The invention according to claim 2 provides a two-dimensional image conversion element, wherein the lens array and the light shielding layer are integrally formed.
[0011]
Since the lens array and the light shielding layer are integrally formed, the relative positions of the individual unit lenses constituting the lens array and the light shielding layer provided with an opening corresponding to the unit lens in the vicinity of the focal point thereof. The relationship can be fixed, and it becomes possible to improve the simplicity of manufacturing and the durability of these components (parts).
[0012]
According to a third aspect of the present invention, the focal position of the paraxial focal point of the unit lens is respectively on the planar imaging device in accordance with a change in condensing due to the refractive index of the lens array, the light shielding layer, and the filler. The two-dimensional image is characterized in that the shape of the unit lens is adjusted in advance so that the spherical aberration amount of the lens array is equal to or smaller than the size of the photoelectric conversion element arranged on the imaging element surface. A conversion element is provided.
[0013]
It is possible to improve the image quality by adjusting the shape of the unit lens, and by setting the spherical aberration amount of the lens array to be equal to or smaller than the size of the photoelectric conversion elements arranged on the image sensor surface, A good image can be obtained without being affected by the aberration of the.
Here, the “size” means an approximate lens diameter.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first lens array in which unit lenses having a honeycomb shape in plan view are spread without gaps, and a unit lens having a honeycomb shape in plan view is spread without gaps, and the first lens array. A two-dimensional image conversion comprising: a second lens array configured so that its own optical axis coincides with the optical axis of the image sensor; and a planar imaging device having a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a square lattice pattern. There is provided a two-dimensional image conversion element, wherein a gap between the second lens array and the planar imaging element is filled with a translucent substance as a filler.
[0015]
By having the second lens array, it becomes easy to correct the aberration of the unit lens and to further improve the image quality.
[0016]
The invention according to claim 5 provides a two-dimensional image conversion element characterized in that the first lens array and the second lens array are integrally formed.
[0017]
By integrating the first lens array and the second lens array, correct imaging conditions can be easily maintained, and the durability of components (parts) can be improved as the mechanical strength increases. It becomes possible to improve the property.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A two-dimensional image conversion element according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. Fig.1 (a) is a top view, FIG.1 (b) is a bb arrow directional cross-sectional view of (a).
A two-dimensional image conversion element 10 according to the present invention is configured with a microlens array (lens array) 1, a light shielding layer 2, a planar imaging element 4, and a filler 5 as main elements.
[0019]
The microlens array 1 has a plurality of unit lenses having a honeycomb shape in plan view, which are spread without gaps as shown in FIG.
The light shielding layer 2 has an opening 2 a that is disposed relative to the optical axis L of the microlens array 1.
The planar imaging element 4 has a plurality of photoelectric conversion elements 3 arranged in a square lattice pattern on one surface thereof.
The filler 5 is filled in a gap (space) between the light shielding layer 2 and the planar imaging element 4 and is made of a translucent substance.
[0020]
According to the two-dimensional image conversion element 10 of the present invention, a microlens array 1 having a focal point on the surface of the planar imaging element 4 and having a plurality of unit lenses arranged in an array covers an appropriate pixel area. And is configured to cover the entire imaging surface such as a CCD.
At this time, by inserting a light-shielding layer 2 serving as a diaphragm between the microlens array 1 and the planar imaging device 4, image crosstalk (a phenomenon that is mixed with an adjacent image) or aberration of the microlens array 1. Can prevent image blurring.
According to this configuration, a large number of small images are formed on one flat image pickup device 4, but the images can be reconstructed by a computer or the like and taken out as a single image.
[0021]
Further, by filling the space between the planar imaging device (CCD) 4 and the microlens array 1 with a translucent filler 5, for example, an organic material such as acrylic, glass, index matching oil, etc. Reflection (reflection caused by the difference in refractive index at the lens interface) can be prevented, and by using a solid substance, the amount of reflection itself is reduced (the difference in refractive index is reduced) and the mechanical rigidity is improved. , Can improve the reliability of the product.
Of course, air or vacuum may be used. In this case, it is convenient to reduce costs by reducing man-hours.
[0022]
Furthermore, when combining the planar imaging element 4 and the microlens array 1, since the planar view shape of the unit lens of the microlens array 1 is a honeycomb shape, interference due to the periodic structure is reduced. It becomes possible to reduce the occurrence of moiré.
Furthermore, the material of the microlens 1 or the filler 5 is not particularly limited as long as it is a light-transmitting material due to its characteristics. However, considering its productivity, durability, etc., it is a plastic type material. It is desirable to use a material.
[0023]
Examples of plastics include acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, acrylic-styrene copolymers, styrene resins, and polyvinyl chloride.
Further, since fine processing with fine pitch can be performed, it is preferable to use a radiation curable resin such as an ultraviolet curable resin or an electron beam curable resin as the material of the lens layer.
As the radiation curable resin, for example, a composition in which a reaction diluent, a photopolymerization initiator, a photosensitizer, or the like is added to urethane (meth) acrylate and / or epoxy (meth) acrylate oligomer can be used. The urethane (meth) oligomer is not particularly limited, but for example, polyols such as ethylene glycol, 1,4 butanediol, neopentyl glycol, polycaprolactone polyol, polyester polyol, polycarbonate diol, and polytetramethylene glycol; It can be obtained by reacting with polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate and xylene isocyanate.
[0024]
Although it does not specifically limit as an epoxy (meth) acrylate oligomer, For example, the terminal glycidyl ether of a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a phenol novolacic type epoxy resin, a bisphenol A type propylene oxide adduct It can be obtained by reacting epoxy resins such as fluorene epoxy resin with (meth) acrylic acid.
The example given here is only an example, and does not limit these shapes.
[0025]
In the present embodiment, it is more preferable that the microlens array 1 and the light shielding layer 2 are configured so as to be integrated, for example, in a sheet shape or a film shape.
[0026]
Further, the unit lens is previously set so that the focal position of the paraxial focal point of the unit lens is on the planar imaging device 4 in accordance with the change in the light collection due to the refractive index of the microlens array 1, the light shielding layer 2, and the filler 5. It is more preferable that the spherical aberration amount of the microlens array 1 is less than or equal to the spherical aberration amount of the photoelectric conversion elements arranged on the imaging element surface.
[0027]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and the first lens array in which unit lenses having a plan view honeycomb shape are spread without gaps, and the unit lenses having a plan view honeycomb shape. And a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a square lattice, and a second lens array configured so that its optical axis coincides with the optical axis of the first lens array. And a planar imaging element having a light-transmitting substance filled in a gap between the second lens array and the planar imaging element.
[0028]
In this case, it is more preferable that the first lens array and the second lens array are integrally formed.
[0029]
【The invention's effect】
By using the two-dimensional image conversion element according to the present invention, it is possible to obtain an image pickup element that can obtain a sufficient image with a thin structure that has not been obtained so far, and since there are few movable parts and the mechanical structure can be simplified, it is very reliable. A highly functional device can be realized.
Further, the occurrence of moire due to the array structure can be suppressed by making the shape of the unit lens of the microlens array in plan view a honeycomb shape.
[0030]
Due to the effects as described above, for example, a new application such as mounting a digital camera on an IC card is opened, and as a result, an inexpensive and high-performance thin digital image sensor can be provided.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing an embodiment of a two-dimensional image conversion element according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a conventional digital imaging optical system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Micro lens array 2 Light-shielding layer 2a Opening part 3 Photoelectric conversion element 4 Planar image sensor 5 Filler 10 Two-dimensional image conversion element

Claims (5)

平面視ハニカム形状を有する単位レンズが隙間無く敷き詰められたレンズアレイと、
前記レンズアレイの光軸上に相対して配設された開口部を持つ遮光層と、
正方格子状に配列された複数個の光電変換素子を有する平面撮像素子と、を具備する2次元画像変換素子であって、
前記遮光層と前記平面撮像素子との間隙に、透光性を有する物質が充填材として充填されていることを特徴とする2次元画像変換素子。
A lens array in which unit lenses having a honeycomb shape in plan view are spread without gaps;
A light shielding layer having an opening disposed relative to the optical axis of the lens array;
A two-dimensional image conversion device comprising a planar imaging device having a plurality of photoelectric conversion devices arranged in a square lattice,
A two-dimensional image conversion element, wherein a light-transmitting substance is filled in a gap between the light shielding layer and the planar imaging element as a filler.
前記レンズアレイと前記遮光層とが一体に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の2次元画像変換素子。The two-dimensional image conversion element according to claim 1, wherein the lens array and the light shielding layer are integrally formed. 前記レンズアレイ、前記遮光層、および前記充填材の屈折率による集光の変化に応じて、前記単位レンズの近軸焦点の焦点位置がそれぞれ前記平面撮像素子上にくるよう、予め単位レンズの形状が調整されているとともに、前記レンズアレイの球面収差量が撮像素子面上に配列された光電変換素子のサイズ以下とされていることを特徴とする請求項1または2に記載の2次元画像変換素子。The shape of the unit lens is previously set so that the focal position of the paraxial focal point of the unit lens is on the planar imaging device in accordance with the change in the light collection due to the refractive index of the lens array, the light shielding layer, and the filler. 3. The two-dimensional image conversion according to claim 1, wherein a spherical aberration amount of the lens array is equal to or smaller than a size of a photoelectric conversion element arranged on an image pickup element surface. element. 平面視ハニカム形状を有する単位レンズが隙間無く敷き詰められた第1のレンズアレイと、
平面視ハニカム形状を有する単位レンズが隙間無く敷き詰められ、かつ前記第1のレンズアレイの光軸に自身の光軸が一致するように構成された第2のレンズアレイと、
正方格子状に配列された複数個の光電変換素子を有する平面撮像素子と、を具備する2次元画像変換素子であって、
前記第2のレンズアレイと前記平面撮像素子との間隙に、透光性を有する物質が充填材として充填されていることを特徴とする2次元画像変換素子。
A first lens array in which unit lenses having a honeycomb shape in plan view are laid without gaps;
A second lens array configured such that unit lenses having a honeycomb shape in plan view are spread without gaps, and the optical axis of the unit lens coincides with the optical axis of the first lens array;
A two-dimensional image conversion device comprising a planar imaging device having a plurality of photoelectric conversion devices arranged in a square lattice,
A two-dimensional image conversion element, wherein a gap between the second lens array and the planar imaging element is filled with a translucent substance as a filler.
前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとが一体に構成されていることを特徴とする請求項4に記載の2次元画像変換素子。The two-dimensional image conversion element according to claim 4, wherein the first lens array and the second lens array are integrally formed.
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