JP2014109752A - 光学素子、撮像光学素子、撮像装置、及び光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低製造コストを達成させる光学素子、及び、当該光学素子を備えた撮像光学素子、撮像装置、並びに、当該光学素子の製造方法を提供する。
【解決手段】結像光学系４と撮像素子２の間に配置され、前記結像光学系４の像面湾曲収差を補正する光学素子１であって、前記撮像素子２の受光素子２ａのそれぞれに対向し、前記撮像素子２側から前記結像光学系４側へ延びる複数の導光柱３を有し、該複数の導光柱３の端面によって構成される前記結像光学系側の第１面３ａが、前記結像光学系４の像面湾曲収差に対応した曲面を形成しており、前記導光柱３が３次元光造形法によって形成された樹脂からなるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、CCD等の撮像素子を用いた撮像光学系の画質向上を可能にする光学素子、撮像光学素子、撮像装置、及び光学素子の製造方法に関する。

従来、結像光学系の像面と撮像素子の間に配置され、撮像素子の複数の受光素子のそれぞれに対向する複数の導光柱が互いに非交差に形成され、複数の導光柱から構成される像面側の面が像面湾曲収差に対応した曲面に形成され、複数の導光柱から構成される撮像素子側の面は、撮像素子の受光素子の包絡面に略平行に形成されている像面変換素子がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−９４１６８号公報

しかしながら、従来の撮像光学素子等を製造するためには、試作や少量生産であっても、事前に金型やホトマスクを準備し、多数の製造工程を経て製造しなければならず、製造コストがかかるといった問題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、低製造コストを達成させる光学素子、及び、当該光学素子を備えた撮像光学素子、撮像装置、並びに、当該光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様は、
結像光学系と撮像素子の間に配置され、前記結像光学系の像面湾曲収差を補正する光学素子であって、
前記撮像素子の受光素子のそれぞれに対向し、前記撮像素子側から前記結像光学系側へ延びる複数の導光柱を有し、
該複数の導光柱の端面によって構成される前記結像光学系側の面が、前記結像光学系の像面湾曲収差に対応した曲面を形成しており、
前記導光柱が３次元光造形法によって形成された樹脂からなることを特徴とする光学素子である。

また、本発明の第二の態様は、
上記光学素子と、
該光学素子に接合された撮像素子とを有することを特徴とする撮像光学素子である。

さらに、本発明の第三の態様は、
上記光学素子、又は上記撮像光学素子を有することを特徴とする撮像装置である。

加えて、本発明の第四の態様は、
結像光学系と撮像素子の間に配置され、前記結像光学系の像面湾曲収差を補正する光学素子であって、
前記撮像素子の受光素子のそれぞれに対向し、前記撮像素子側から前記結像光学系側へ延びる複数の導光柱を有し、
該複数の導光柱の端面によって構成される前記結像光学系側の面が、前記結像光学系の像面湾曲収差に対応した曲面を形成している光学素子の製造方法において、
前記導光柱を３次元光造形法によって樹脂から形成する工程を含むことを特徴とする光学素子の製造方法である。

本発明によれば、低製造コストを達成させることができる光学素子、及び、当該光学素子を備えた撮像光学素子、撮像装置、並びに、当該光学素子の製造方法を提供することができる。

第１実施の形態に係る光学素子を示す斜視図（模式図）である。 第１実施の形態に係る光学素子を示す模式図である。（ａ）は光学素子の側面を示しており、（ｂ）は光軸方向で結像光学系側から見た光学素子の一部を拡大して示している。 第１実施の形態に係る光学素子の製造方法を示す模式図である。 第２実施の形態に係る光学素子を示す斜視図（模式図）である。 第２実施の形態に係る光学素子を示す模式図である。（ａ）は光学素子の側面を示しており、（ｂ）は光軸方向で撮像素子側から見た光学素子の一部を拡大して示している。 第２実施の形態に係る光学素子の製造方法を示す模式図である。 本願の光学素子を備えたカメラの構成を示す概略断面図である。

（第１実施の形態）
以下、本発明の第１実施の形態について図１ないし４を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解の容易化のためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。

図１は、本第１実施の形態にかかる光学素子を結像光学系の像面と撮像素子の間に配置した状態を示す斜視図（模式図）である。図２は、本第１実施の形態にかかる光学素子を示す模式図である。（ａ）は光学素子の側面、（ｂ）は光軸方向で結像光学系側から見た平面の一部を拡大して示している。なお、図１及び以降の図において、光学素子の各要素の大きさは説明の都合上拡大して示している。

図１において、本発明の第１実施の形態にかかる光学素子１は、結像光学系４の像面Ｉと撮像素子２（例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ素子等）の間に配置されている。光学素子１は、３次元光造形法によって形成され、四角柱状をした複数の導光柱３を有し、撮像素子２とは反対側の導光柱３の端面で形成される第１面３ａが結像光学系４からの光が入射する面を構成している。第１面３ａは像面Ｉにおける結像光学系４の像面湾曲収差に対応した面形状に形成されている。撮像素子２側の導光柱３の端面の包絡面である第２面３ｂは、撮像素子２を構成する受光素子２ａの包絡面に略平行に形成されている。なお、導光柱３の形状は四角柱状に限らず、円柱状或いは多角柱状であってもよい。

図２（ａ）に示すように、光学素子１のそれぞれの導光柱３は、第２面３ｂにおいて、それぞれの導光柱３の端面が撮像素子２のそれぞれの受光素子２ａに対向するように配置されている。即ち、それぞれの導光柱３は、それぞれの受光素子２ａと１対１の関係を有するように配置されている。導光柱３は、ＲＧＢ１ピクセルに相当する受光素子２ａに対応する面積と、受光素子２ａのピッチに対応するピッチでそれぞれ形成されている。更に、それぞれの導光柱３は、第１面３ａ側から第２面３ｂ側に亘って交差することなく形成されている。この結果、第１面３ａに入射した光は、それぞれの導光柱３の中を伝達され、結像光学系４から入射した光の像面Ｉ上における位置が途中で交わること無く第２面３ｂの射出部から対向する受光素子２ａに出射されるので撮像された画像が乱れることがない。

受光素子２ａの上部には第１アレイレンズ２ｂが配置され、各導光柱３内を伝達された光を射出する第２面３ｂ上の射出部は、それぞれ受光素子２ａと共役な位置に配置されており、第２面３ｂの射出部から出射された光は、対向するそれぞれの受光素子２ａに効率よく集光される。第１アレイレンズ２ｂと第２面３ｂとの間には、薄いガラス或いはプラスチックなどからなる基板５が配設され、導光柱３を所定位置に固定、支持している。基板５の受光素子２ａ側の面には第２アレイレンズ６を配設し、第１アレイレンズ２ｂと第２アレイレンズ６とで第２面３ｂの射出部と受光素子２ａが共役な位置になるように構成している。なお、本発明においては、受光素子２ａが第１アレイレンズ２ｂを有しておらず、基板５の受光素子２ａ側の面に第２アレイレンズ６を配設した構成、または、第２アレイレンズ６を配設せず、受光素子２ａが第１アレイレンズ２ｂを有する構成としても良い。また、第１アレイレンズ２ｂ及び第２アレイレンズ６が無い構成としても良く、この場合、第２面３ｂの射出部と受光素子２ａは、導光柱３からの光が他の受光素子２ａに大量に漏れることがないよう十分に近接するように、光学素子１と撮像素子２とを配置することが好ましい。アレイレンズを設けないことにより、さらなるコストの低下を図ることができる。

導光柱３の上部側面には、隣り合った導光柱３の間に梁７が架け渡されている。これにより、アスペクト比の高い（例えば、数十〜百程度）導光柱３であっても、導光柱３が互いに支え合うため、導光柱３を光軸にほぼ平行に保ち、高い位置精度を保つことができる。なお、導光柱３のアスペクト比、導光柱３の剛性等によっては、梁７の数を増やしたり、梁７の配置、大きさ、形状を変更したりすることも可能である。例えば、導光柱３のアスペクト比が大きい場合には、梁７を導光柱３の上部と中間部にそれぞれ設けることができる。また、導光柱３のアスペクト比等によっては、梁７の無い構成とすることもできる。

本第１実施の形態に係る光学素子１及び撮像素子２は以上のように構成される。

本実施の形態にかかる光学素子１は、結像光学系４の像面Ｉに配置される光学素子１の第１面３ａが、結像光学系４の像面Ｉにおける像面湾曲収差に対応した曲面に形成されているため、第１面３ａに焦点の合った像（像面湾曲収差が最小である像）が形成される。この像からの光は、それぞれの導光柱３を通って第２面３ｂに伝達され、第２面３ｂの射出部から出射し、第２アレイレンズ６、第１アレイレンズ２ｂを介してそれぞれの導光柱３に対向するそれぞれの受光素子２ａで受光されて撮像画像が取得される。第１面３ａは、結像光学系４の焦点深度内にあれば合焦した良好な像が得られるので、焦点深度の深い結像光学系４を用いることで第１面３ａの面精度を高くする必要がなくなり、面の加工がし易くなるため、低コスト化を達成することができる。

図３（ａ）ないし（ｄ）は、本第１実施の形態に係る光学素子１の製造方法を示す模式図である。以下、製造工程に沿って説明する。

「工程１」（図３（ａ）参照）
導光柱３を支持する薄いガラス或いはプラスチックなどから成る基板５を用意する。基板５は既存の成形方法や研磨方法によって作製することができる。

「工程２」（図３（ｂ）参照）
基板５を液状の光硬化樹脂８に浸し、光学素子１の形状を示すデータをもとに、レーザー等と空間変調素子を使用して光硬化樹脂８を硬化させ、積層造形法により複数の導光柱３及び梁７を同時に成形する。光学素子１の形状としては、例えば、導光柱３が受光素子の画素配置に対応して配置され、各導光柱３は、画素サイズ（十数μｍ角から１μｍ角）の２次元形状を有し、高さは数μｍから数百μｍの範囲でそれぞれ異なるものとすることが考えられる。光硬化樹脂８としては、例えば、Huntsman社のSL7870、3D Systems, Inc.のAccura60（「ACCURA」は登録商標）を用いる事が出来る。なお、本発明においては、２光子マイクロ光造形法などの他の３次元造形法を使用することもできる。

複数の導光柱３は互いに近接しており、アスペクト比が高いため、何ら対策をとらなければ、高い位置精度を保ったまま後工程へ移行することは困難である。導光柱３は、未硬化の樹脂やリンス液の毛細管現象によって互いに密着し、乾燥後もファンデルワールス力などにより分離しない場合もある。そこで、本第１実施の形態においては、梁７を形成することで、導光柱３の位置精度を保ち、露光後、乾燥時に生じる柱構造同士の接合を回避している。梁７は、上述のように光学素子１の完成後も導光柱３の位置精度を保つものであるが、導光柱３の位置精度は光学素子１の完成後よりも製造工程において低下し易いため、梁７の数、配置、寸法、形状は光学素子１の製造工程において最適なものとなるように設定することが好ましい。梁７の水平方向の幅は、上記機能を確保できる範囲内で細くすることが好ましい。これにより、後述する工程において、リンス液が光学素子１の全体に十分に供給されるようになる。

「工程３」（図３（ｃ）参照）
光学素子１が形成された後、リンスを行い、不要な光硬化樹脂８を取り除き、乾燥させる。また、必要に応じてポストキュアを行い、光学素子１を最終硬化させる。なお、リンスに用いるリンス液としては、例えば、アルコール、ケトン類等を含む有機溶剤を用いることができる。

「工程４」（図３（ｄ）参照）
導光柱の上部からイオンを照射しながら樹脂と反応してアッシングする酸素などの反応性プラズマを用いるエッチング装置によって梁７の上部を取り除くエッチングを行う。イオンの主成分としては、酸素、水素、或いは窒素が好ましい。また、反応性プラズマの主成分としても、酸素、水素、或いは窒素が好ましい。

エッチングを行うのは、梁７の上下方向の寸法が大きいと隣り合う導光柱３の間において相互に光の漏れが生じ、解像が低下するからである。つまり、上述のように導光柱３の位置精度は光学素子１の完成後よりも製造工程において低下し易いため、梁７は、上述の工程２において、光学素子１の製造過程において位置精度を保つだけの十分な強度を確保することができる寸法を持たせて形成しておき、最後に完成後の位置精度を保つために必要な寸法を残して除去する。

エッチング装置としては、たとえば、反応性イオンエッチング装置（RIE）、誘導結合プラズマエッチング装置（ICP）、電子サイクロトロン共鳴エッチング装置（ECR）がある。これらの装置は、光学素子１の上方からイオンを垂直に照射しながら反応性プラズマで樹脂をエッチングすることができ、エッチングの異方性が高いため、柱を細らせることなく梁７の上下の寸法を小さくすることができる。例えば、数μｍから０．３μｍ程度まで小さくする。エッチングにおいては、導光柱３の上部もエッチングすることになるが、柱高を予めエッチングで低下する分だけ長めに設計、製作しておくことで設計形状を得ることができる。

なお、導光柱３のアスペクト比や導光柱３を構成する樹脂の剛性によっては、エッチングによって梁７を完全に取り除くこともできる。また、逆に、梁７の上下方向の寸法が、導光柱３の間での光の漏れが問題とならない程度に小さい場合には、エッチングを行わないことも可能であり、この場合、さらに低製造コストを達成させることができる。

以上のようにして、本第１実施の形態に係る光学素子１が製造される。本製造方法によれば、上述のように導光柱３の位置精度が良く、試作や少量生産であっても、少ない労力と低コストで光学素子１を製造することができる。

光学素子１を用いる際は、光学素子１の製造の後、図２に示すように、撮像素子２において受光素子２ａと導光柱３の出射部との位置合わせを行う。受光素子２ａと導光柱３の射出部との位置合わせが終了した後、接着剤等で固定して一体化した撮像光学素子を構成しても良い。また、基板５を用いずに、撮像素子２の上に３次元光造形法によって直接導光柱を形成することもできる。

（第２実施の形態）
以下、本願の第２実施の形態について図４ないし図６を参照しつつ説明する。

図４は本第２実施の形態に係る光学素子を示す斜視図（模式図）であり、図５は本第２実施形態に係る光学素子を示す模式図である。図５（ａ）は光学素子の側面を示しており、（ｂ）は光軸方向で撮像素子側から見た光学素子の一部を拡大して示している。

本第２実施の形態に係る撮像光学素子２０は、結像光学系２４からの光線の入射側から順に、光学素子２１と光学素子２１に接合された撮像素子２２（例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ素子等）とから構成されている。光学素子２１は、結像光学系２４の像面Ｉにおける像面湾曲収差に対応する面形状に形成された基板２５（例えば、ガラスあるいはプラスチックなど）と、基板２５上に３次元光造形法によって形成され、基板２５の表面に結像光学系２４からの光が入射する第１面２３ａを形成する複数の導光柱２３とから構成されている。導光柱２３は、撮像素子２２側の第２面２３ｂが撮像素子２２に接合されている。

複数の導光柱２３は、それぞれ四角柱状をしており、図５に示すように、基板２５とは反対側の導光柱２３の端部を形成する第２面２３ｂが撮像素子２２のそれぞれの受光素子２２ａに対応して設けられたアレイレンズ２２ｂに接合されている。なお、導光柱２３の形状は四角柱状に限らず、円柱状或いは多角柱状であってもよい。また、アレイレンズ２２ｂが配設されていないタイプの撮像素子では、受光素子のカバーガラスあるいは色フィルタ上に複数の導光柱２３をそれぞれ受光素子に対応するように接合する構成でも良い。このように、撮像光学素子２０においては、光学素子２１を構成する導光柱２３は受光素子２２ａと一対一に対応するように撮像素子２２に接合される。

導光柱２３は、受光素子２２ａの面積に適した太さと、受光素子２２ａのピッチに合ったピッチで形成されている。また、それぞれの導光柱２３は、基板２５側から第２面２３ｂに亘って交差することなく形成されている。この結果、第１面２３ａに入射した光は、それぞれの導光柱２３中を伝達され、結像光学系２４から入射した光の像面Ｉ上における位置が途中で交わること無く第２面２３ｂから受光素子２２ａにそれぞれ出射される。この結果、撮像素子２２で撮像された画像が乱れることがない。また、導光柱２３が受光素子２２ａと一対一に対応しているので、光ファイバー束を用いた時のようなモワレが生じることも無い。

導光柱２３の撮像素子２２側の側面には、近接する導光柱２３同士を繋ぐ梁２７が形成されている。梁２７は、図５（ｂ）に示すように、各導光柱２３の角部から延びて、隣接する他の導光柱２３の角部に繋がっている。これにより、アスペクト比の高い導光柱２３であっても導光柱２３を光軸にほぼ平行に保ち、高い位置精度を保つことができる。なお、アスペクト比、導光柱２３の剛性等によっては、梁２７の数を増やしたり、梁２７の配置、大きさ、形状を変更したりすることも可能である。例えば、導光柱２３のアスペクト比が大きい場合には導光柱２３の上部と中間部にそれぞれ設けることができる。

本第２実施の形態に係る撮像光学素子２０は以上のように構成される。

本第２実施の形態に係る撮像光学素子２０の第１面２３ａを結像光学系２４の像面Ｉに合わせて配置することで、第１面２３ａに焦点の合った像（像面湾曲収差が最小である像）が形成される。この像からの光は、第１面２３ａから延びる複数の導光柱２３の中を伝達され、導光柱２３に接合されたアレイレンズ２２ｂを介して受光素子２２ａで受光される。この後、撮像光学素子２０の内部あるいは外部に配置された画像処理部で所定の画像処理を受け、画面表示や印刷可能な撮像画像が得られる。

なお、第１面２３ａは、結像光学系２４の焦点深度内にあれば合焦した良好な像が得られるので、焦点深度の深い結像光学系２４を用いることで第１面２３ａの面精度を高くする必要がなくなり、面の加工がし易くなるため、低コスト化を達成することができる。

図６（ａ）から（ｅ）は、本願の第２実施形態に係る撮像光学素子２０の製造方法を示す模式図である。以下、製造工程に沿って説明する。

「工程１」（図６（ａ）参照）
結像光学系２４の像面Ｉにおける像面湾曲収差に対応した曲面を有する基板２５を用意する。基板２５は既存の成形方法や研磨方法によって作製することができる。

「工程２」（図６（ｂ）、（ｃ）参照）
基板２５を像面湾曲収差に対応した曲面を上に向けて液状の光硬化樹脂２８に浸し、光学素子２１の形状を示すデータをもとに、レーザー等と光変調素子を使用して光硬化樹脂２８を硬化させ、積層造形法により導光柱２３及び梁２７を成形する。なお、本発明においては、２光子マイクロ光造形法などの他の３次元造形法を使用することもできる。

複数の導光柱２３は互いに近接しており、アスペクト比が高いため、何ら対策をとらなければ、高い位置精度を保ったまま後工程へ移行することは困難である。導光柱２３は、未硬化の樹脂やリンス液の毛細管現象によって互いに密着し、乾燥後もファンデルワールス力などにより分離しない場合もある。そこで、本第２実施の形態においては、梁２７を形成することで、導光柱２３の位置精度を保ち、乾燥時に生じる柱構造同士の接合を回避している。梁２７は、上述のように光学素子２１の完成後も導光柱２３の位置精度を保つものであるが、導光柱２３の位置精度は光学素子２１の完成後よりも製造工程において低下し易いため、梁２７の数、配置、寸法、形状は光学素子２１の製造工程において最適なものとなるように設定することが好ましい。梁２７の水平方向の幅は、上記機能を確保できる範囲内で細くすることが好ましい。これにより、後述する工程において、リンス液が光学素子２１の全体に十分に供給されるようになる。

「工程３」（図６（ｄ）参照）
光学素子２１が形成された後、リンスを行い、不要な光硬化樹脂２８を取り除き、乾燥させる。また、必要に応じてポストキュアを行い、光学素子２１を最終硬化させる。

「工程４」（図６（ｅ）参照）
導光柱の上部からイオンを照射しながら樹脂と反応してアッシングする酸素などの反応性プラズマを用いたエッチング装置によって梁２７の上部を取り除くエッチングを行う。イオンの主成分としては、酸素、水素、或いは窒素が好ましい。また、反応性プラズマの主成分としても、酸素、水素、或いは窒素が好ましい。

エッチングを行うのは、梁２７の上下方向の寸法が大きいと近接する導光柱２３の間において相互に光の漏れが生じ、解像が低下するからである。つまり、梁２７は、上述の工程２において、光学素子２１の製造工程において導光柱２３が位置精度を保つだけの十分な強度を確保することができる寸法に設定しておき、最後に完成後の位置精度を保つために必要な寸法を残して除去する。

エッチング装置としては、第１実施の形態と同様に、反応性イオンエッチング装置（RIE）等を用いることができる。

なお、導光柱２３のアスペクト比や導光柱２３を構成する樹脂の剛性によっては、エッチングによって梁２７を完全に取り除くこともできる。また、逆に、梁２７の上下方向の寸法が、導光柱２３の間での光の漏れが問題とならない程度に小さい場合には、エッチングを行わないことも可能である。

「工程５」（図６（ｅ）参照）
既存の目合わせ装置を用いて、工程４で完成した光学素子２１の各導光柱２３を、撮像素子２２の受光素子２２ａにそれぞれ位置合わせして撮像素子２２の表面に接合する。接合には、ＵＶ接着剤等を用いる方法が使用可能である。図６（ｅ）においては、撮像素子２２の表面がマイクロレンズアレイ２２ｂの場合を示しているが、その他、撮像素子２２のカバーガラス面、色フィルタ面などの場合がある。導光柱２３それぞれを対応する受光素子２２ａに一対一対応に接合することで、撮像光学素子２０が完成する。

本製造方法によれば、上述のように導光柱２３の位置精度が良く、試作や少量生産であっても、少ない労力と低コストで撮像光学素子２０を製造することができる。

なお、以上の各実施の形態は、本願発明の具体例を示すものであり、本願発明はこれに限定されるものではない。したがって、本願発明の作用効果を奏する範囲で、各実施の形態に係る構成を適宜変更、改良が可能である。

例えば、第１実施の形態の梁７を第２実施の形態の梁２７に置き換えてもよく、これとは逆に、第２実施の形態に示した梁２７を第１実施の形態の梁７に置き換えても良い。また、第１実施の形態の梁７と第２実施の形態の梁２７とを組み合わせて設けてもよい。

さらに、導光柱同士が接合されるのを防ぐためには、隣接する導光柱に接触しないように間隔が保たれれば良いため、梁に限らず、間隔を保持する部材を介在させれば良い。例えば、導光柱から他の導光柱に向けて突出した突出部としてもよい。突出部とした場合、導光柱が梁によって結ばれないため、導光柱間でのクロストークを防ぐことができる。

次に、本願の光学素子を備えたカメラを図７に基づいて説明する。図７は本願の光学素子を備えたカメラの概略断面図である。カメラ３０は、上記第１実施の形態に係る光学素子１を備えたレンズ交換式のいわゆるミラーレスカメラである。

本カメラ３０において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ３１で集光されて、本願の光学素子１を介して撮像部３２の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部３２に設けられた光電変換素子によって被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ３０に設けられたＥＶＦ（Electronic view finder：電子ビューファインダ）３３に表示される。これにより撮影者は、ＥＶＦ３３を介して被写体を観察することができる。

また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部３２で生成された被写体の画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ３０による被写体の撮影を行うことができる。

ここで、本カメラ３０に搭載した上記第１実施の形態に係る光学素子１は、導光柱３の位置精度が高く、試作や少量生産であっても、少ない労力と低コストで製造することができる。したがって、本カメラ３０は、像面湾曲が良好に補正され、試作や少量生産であっても、少ない労力と低コストで製造することができる。なお、光学素子１及び撮像部３２の代わりに上記第２実施の形態に係る撮像光学素子２０を搭載したカメラを構成しても、上記カメラ３０と同様の効果を奏することができる。また、クイックリターンミラーを有し、ファインダ光学系によって被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに上記各実施の形態に係る光学素子又は光学撮像素子を搭載した場合でも、上記カメラ３０と同様の効果を奏することができる。

以上のように、本願によれば、低製造コストを達成させる光学素子、及び、当該光学素子を備えた撮像光学素子、撮像装置、並びに、当該光学素子の製造方法を提供することができる。

１、２１ 光学素子
２、２２ 撮像素子
２ａ、２２ａ 受光素子
２ｂ 第１アレイレンズ
３、２３ 導光柱
３ａ、２３ａ 第１面
３ｂ、２３ｂ 第２面
４、２４ 結像光学系
５、２５ 基板
６ 第２アレイレンズ
７、２７ 梁
８、２８ 光硬化樹脂
２０ 撮像光学素子
２２ｂ アレイレンズ
３０ カメラ
３１ 撮影レンズ
３２ 撮像部
３３ ＥＶＦ
Ｉ 像面

Claims (18)

1. 結像光学系と撮像素子の間に配置され、前記結像光学系の像面湾曲収差を補正する光学素子であって、
   前記撮像素子の受光素子のそれぞれに対向し、前記撮像素子側から前記結像光学系側へ延びる複数の導光柱を有し、
   該複数の導光柱の端面によって構成される前記結像光学系側の面が、前記結像光学系の像面湾曲収差に対応した曲面を形成しており、
   前記導光柱が３次元光造形法によって形成された樹脂からなることを特徴とする光学素子。
2. 前記導光柱の間隔を保つ間隔保持部材を有し、
   該間隔保持部材は、前記導光柱とともに３次元光造形法によって形成された樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
3. 前記間隔保持部材は、前記導光柱の端部近傍に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
4. 前記間隔保持部材は、隣接する前記導光柱の間に架け渡された梁であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光学素子。
5. 前記導光柱を支持する基板を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光学素子。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光学素子と、
   該光学素子に接合された撮像素子とを有することを特徴とする撮像光学素子。
7. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光学素子、又は請求項６に記載の撮像光学素子を有することを特徴とする撮像装置。
8. 結像光学系と撮像素子の間に配置され、前記結像光学系の像面湾曲収差を補正する光学素子であって、
   前記撮像素子の受光素子のそれぞれに対向し、前記撮像素子側から前記結像光学系側へ延びる複数の導光柱を有し、
   該複数の導光柱の端面によって構成される前記結像光学系側の面が、前記結像光学系の像面湾曲収差に対応した曲面を形成している光学素子の製造方法において、
   前記導光柱を３次元光造形法によって樹脂から形成する工程を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
9. 前記導光柱の形成とともに、前記導光柱の間隔を保つ間隔保持材を３次元光造形法によって樹脂から形成することを特徴とする請求項８に記載の光学素子の製造方法。
10. 前記間隔保持部材を前記導光柱の端部近傍に配置することを特徴とする請求項９に記載の光学素子の製造方法。
11. 前記間隔保持材は、隣接する前記導光柱の間に架け渡された梁であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の光学素子の製造方法。
12. 前記光学素子の乾燥後に前記梁の光軸方向の寸法をエッチングによって小さくする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の光学素子の製造方法。
13. 前記光学素子の乾燥後に前記梁をエッチングによって除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の光学素子の製造方法。
14. 前記エッチングに反応性イオンエッチング装置、誘電結合プラズマエッチング装置又は電子サイクロトロン共鳴エッチング装置を用いることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光学素子の製造方法。
15. 前記導光柱の延在方向にイオンを照射しながら反応性プラズマによって前記エッチングを行うことを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
16. 前記イオンの主成分は酸素、水素、あるいは窒素であり、
    前記反応性プラズマの主成分も酸素、水素、あるいは窒素であることを特徴とする請求項１５に記載の光学素子の製造方法。
17. 前記導光柱は、基板上に形成されることを特徴とする請求項９ないし１６のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
18. 前記導光柱は、前記撮像素子上に形成されることを特徴とする請求項９ないし１７のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。

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