JP2019067868A - 撮像素子、撮像素子の製造方法、および、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズ設置高さを高精度に制御する。【解決手段】撮像素子は、基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚のレンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、積層レンズ構造体の複数枚のレンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、撮像部を保護する保護基板と、保護基板と積層レンズ構造体との間に配置されたスペーサとを備える。本技術は、例えば、カメラモジュール等に適用できる。【選択図】図１４３
Description
本技術は、撮像素子、撮像素子の製造方法、および、電子機器に関し、特に、レンズ設置高さを高精度に制御することができるようにした撮像素子、撮像素子の製造方法、および、電子機器に関する。
半導体装置やフラットパネルディスプレイ装置などの電子デバイスの製造に使用し得る基板にレンズを形成し、これにより得たレンズ付き基板を複数枚積層した、積層レンズ構造体を提供する技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の積層レンズ構造体では、撮像素子からレンズまでの距離であるレンズ設置高さをエポキシ系の樹脂で調整しているが、エポキシ系の樹脂では、レンズ設置高さを高精度に制御するのが難しい。
特許文献２には、複数のレンズを一平面上に配置したレンズアレイと、各レンズを通過した入射光を電気信号に変換する撮像素子との間にスペーサを配置した撮像モジュールが開示されている。
しかしながら、特許文献２には、スペーサにどのような材質ものを用いて、どのように形成するかが具体的に開示されていない。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、レンズ設置高さを高精度に制御することができるようにするものである。
本技術の第１の側面の撮像素子は、基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、前記撮像部を保護する保護基板と、前記保護基板と前記積層レンズ構造体との間に配置されたスペーサとを備える。
本技術の第２の側面の撮像素子の製造方法は、入射光を光電変換する撮像部を保護する保護基板の上面にスペーサを形成し、前記スペーサが形成された前記撮像部と、基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体とを接合する。
本技術の第３の側面の電子機器は、基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、前記撮像部を保護する保護基板と、前記保護基板と前記積層レンズ構造体との間に配置されたスペーサとを備える撮像素子を備える。
本技術の第１および第３の側面においては、基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、前記積層レンズ構造体の数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、前記撮像部を保護する保護基板と、前記保護基板と前記積層レンズ構造体との間に配置されたスペーサとが設けられる。
本技術の第２の側面においては、入射光を光電変換する撮像部を保護する保護基板の上面にスペーサが形成され、前記スペーサが形成された前記撮像部と、基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体とが、接合される。
撮像素子及び電子機器は、独立した装置であっても良いし、他の装置に組み込まれるモジュールであっても良い。
本技術の第１乃至第３の側面によれば、レンズ設置高さを高精度に制御することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．カメラモジュール１の第１実施の形態
２．積層レンズ構造体１１の第１構成例
３．積層レンズ構造体１１の製造方法
４．直接接合の説明
５．レンズ付き積層基板４１の詳細構成
６．レンズ付き単層基板４１の詳細構成
７．レンズ付き単層基板４１の製造方法
８．レンズ付き積層基板４１の製造方法
９．レンズ付き基板どうしの直接接合
１０．積層レンズ構造体１１の第２構成例
１１．積層レンズ構造体１１の第３構成例
１２．積層レンズ構造体１１の第４構成例
１３．積層レンズ構造体１１の第５構成例
１４．積層レンズ構造体１１の第６構成例
１５．積層レンズ構造体１１の第７構成例
１６．積層レンズ構造体１１の第８構成例
１７．積層レンズ構造体１１の第９構成例
１８．積層レンズ構造体１１の第１０構成例
１９．積層レンズ構造体１１の第１１構成例
２０．積層レンズ構造体１１の第１２構成例
２１．積層レンズ構造体１１の第１３構成例
２２．レンズ付き単層基板４１のその他の製造方法
２３．レンズ付き積層基板４１のその他の製造方法
２４．レンズ付き単層基板４１の変形例
２５．レンズ付き積層基板４１の変形例
２６．レンズ付き単層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例
２７．レンズ付き積層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例
２８．レンズ付き積層基板４１のさらなる変形例
２９．積層レンズ構造体１１の変形例
３０．絞り板５１の変形例
３１．カメラモジュール１の第２実施の形態
３２．カメラモジュール１の第３実施の形態
３３．カメラモジュール１の第３実施の形態の変形例
３４．カメラモジュール１の第４実施の形態
３５．カメラモジュール１の第５実施の形態
３６．カメラモジュール１の第６実施の形態
３７．カメラモジュール１の第７実施の形態
３８．カメラモジュール１の第８実施の形態
３９．カメラモジュール１の第９実施の形態
４０．カメラモジュール１の第１０実施の形態
４１．カメラモジュール１の第１１実施の形態
４２．カメラモジュール１の第１２実施の形態
４３．カメラモジュール１の第１３実施の形態
４４．カメラモジュール１の第１４実施の形態
４５．カメラモジュール１の第１５実施の形態
４６．カメラモジュール１の第１６実施の形態
４７．カメラモジュール１の第１７実施の形態
４８．カメラモジュール１の第１８実施の形態
４９．カメラモジュール１の第１９実施の形態
５０．カメラモジュール１の第２０実施の形態
５１．カメラモジュール１の第２１実施の形態
５２．カメラモジュール１の第２２実施の形態
５３．カメラモジュール１の第２３実施の形態
５４．カメラモジュール１の第２４実施の形態
５５．撮像部１２の画素配列と絞り板の構造と用途説明
５６．カメラモジュール１の第２５実施の形態
５７．カメラモジュール１の第２６実施の形態
５８．カメラモジュール１の第２７実施の形態
５９．撮像部１２の第１変形例
６０．撮像部１２の第２変形例
６１．カメラモジュール１の第２８実施の形態
６２．カメラモジュール１の第２９実施の形態
６３．電子機器への適用例
６４．体内情報取得システムへの応用例
６５．内視鏡手術システムへの応用例
６６．移動体への応用例
１．カメラモジュール１の第１実施の形態
２．積層レンズ構造体１１の第１構成例
３．積層レンズ構造体１１の製造方法
４．直接接合の説明
５．レンズ付き積層基板４１の詳細構成
６．レンズ付き単層基板４１の詳細構成
７．レンズ付き単層基板４１の製造方法
８．レンズ付き積層基板４１の製造方法
９．レンズ付き基板どうしの直接接合
１０．積層レンズ構造体１１の第２構成例
１１．積層レンズ構造体１１の第３構成例
１２．積層レンズ構造体１１の第４構成例
１３．積層レンズ構造体１１の第５構成例
１４．積層レンズ構造体１１の第６構成例
１５．積層レンズ構造体１１の第７構成例
１６．積層レンズ構造体１１の第８構成例
１７．積層レンズ構造体１１の第９構成例
１８．積層レンズ構造体１１の第１０構成例
１９．積層レンズ構造体１１の第１１構成例
２０．積層レンズ構造体１１の第１２構成例
２１．積層レンズ構造体１１の第１３構成例
２２．レンズ付き単層基板４１のその他の製造方法
２３．レンズ付き積層基板４１のその他の製造方法
２４．レンズ付き単層基板４１の変形例
２５．レンズ付き積層基板４１の変形例
２６．レンズ付き単層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例
２７．レンズ付き積層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例
２８．レンズ付き積層基板４１のさらなる変形例
２９．積層レンズ構造体１１の変形例
３０．絞り板５１の変形例
３１．カメラモジュール１の第２実施の形態
３２．カメラモジュール１の第３実施の形態
３３．カメラモジュール１の第３実施の形態の変形例
３４．カメラモジュール１の第４実施の形態
３５．カメラモジュール１の第５実施の形態
３６．カメラモジュール１の第６実施の形態
３７．カメラモジュール１の第７実施の形態
３８．カメラモジュール１の第８実施の形態
３９．カメラモジュール１の第９実施の形態
４０．カメラモジュール１の第１０実施の形態
４１．カメラモジュール１の第１１実施の形態
４２．カメラモジュール１の第１２実施の形態
４３．カメラモジュール１の第１３実施の形態
４４．カメラモジュール１の第１４実施の形態
４５．カメラモジュール１の第１５実施の形態
４６．カメラモジュール１の第１６実施の形態
４７．カメラモジュール１の第１７実施の形態
４８．カメラモジュール１の第１８実施の形態
４９．カメラモジュール１の第１９実施の形態
５０．カメラモジュール１の第２０実施の形態
５１．カメラモジュール１の第２１実施の形態
５２．カメラモジュール１の第２２実施の形態
５３．カメラモジュール１の第２３実施の形態
５４．カメラモジュール１の第２４実施の形態
５５．撮像部１２の画素配列と絞り板の構造と用途説明
５６．カメラモジュール１の第２５実施の形態
５７．カメラモジュール１の第２６実施の形態
５８．カメラモジュール１の第２７実施の形態
５９．撮像部１２の第１変形例
６０．撮像部１２の第２変形例
６１．カメラモジュール１の第２８実施の形態
６２．カメラモジュール１の第２９実施の形態
６３．電子機器への適用例
６４．体内情報取得システムへの応用例
６５．内視鏡手術システムへの応用例
６６．移動体への応用例
＜１．カメラモジュール１の第１実施の形態＞
図１は、本技術を適用したカメラモジュールの第１実施の形態を示す図である。
図１は、本技術を適用したカメラモジュールの第１実施の形態を示す図である。
図１のAは、カメラモジュール１の第１実施の形態であるカメラモジュール１ａの平面図であり、図１のBは、カメラモジュール１ａの断面図である。
図１のAは、図１のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図１のBは、図１のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
カメラモジュール１ａは、積層レンズ構造体１１と撮像部１２とを備える。積層レンズ構造体１１は、複数のレンズを積層して構成され、入射光を撮像部１２の受光領域１２ａに集光させる。撮像部１２は、光電変換素子とトランジスタとを備えた半導体のチップまたは半導体のダイである。撮像部１２は、受光領域１２ａに入射した光を光電変換することにより撮像信号（画素信号）を生成し、出力する。受光領域１２ａには、フォトダイオード等の光電変換素子と、複数の画素トランジスタ等を備える画素が行列状に２次元配置された画素アレイが形成されている。積層レンズ構造体１１と撮像部１２とを少なくとも含んで固体撮像素子が構成される。積層レンズ構造体１１の詳細な構造については、図２を参照して後述する。
積層レンズ構造体１１は、絞り板５１とともに、レンズバレル（レンズホルダ）１０１に収納されている。絞り板５１は、例えば、光吸収性もしくは遮光性を有する材料で形成された層を備える。絞り板５１には、入射光を通過させる開口部５２が形成されている。レンズバレル１０１は、樹脂または金属の材料を用いて形成されている。レンズバレル１０１の内周側には、積層レンズ構造体１１が接着されて固定されており、外周側には、ＡＦ（オートフォーカス）用コイル１０２が接着されて固定されている。
レンズバレル１０１は、図１のBに示されるように、撮像部１２から最も遠い上面において内周側に張り出した逆Ｌ字状の断面形状を有している。積層レンズ構造体１１をレンズバレル１０１に接着固定する際、積層レンズ構造体１１は、絞り板５１とともに、逆Ｌ字状の内周側に張り出した張り出し部に突き当てるようにして位置合わせされ、接着固定される。ＡＦ用コイル１０２は、レンズバレル１０１の外周にらせん状に巻き付けられて、接着固定されている。
レンズバレル１０１は、その外側に配置された第１固定支持部１０４とサスペンション１０３ａ及び１０３ｂで接続され、積層レンズ構造体１１及びＡＦ用コイル１０２と一体となって光軸方向に移動可能となっている。
第１固定支持部１０４は、上部においてサスペンション１０３ａを固定し、下部においてサスペンション１０３ｂを固定し、下面において第２固定支持部１０６と固定されている。サスペンション１０３ａ及び１０３ｂは、例えば、両端の一方を接着剤等によりレンズバレル１０１と固定された後、他方を接着剤等により第１固定支持部１０４と固定される。
第１固定支持部１０４は、四角形の筒状で、内部が空洞となっており、内周側の４面それぞれの側壁のＡＦ用コイル１０２と対向する位置に、ＡＦ用の永久磁石であるＡＦ用マグネット１０５が固定されている。ＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５は、電磁式のＡＦ駆動部１０８を構成し、ＡＦ用コイル１０２に電流が流れることにより積層レンズ構造体１１を光軸方向に移動させて、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との間の距離を調整する。積層レンズ構造体１１によって集光された光の焦点距離を調節するAFモジュール１０９は、積層レンズ構造体１１とＡＦ駆動部１０８とを少なくとも含む。
モジュール基板１１１は、第２固定支持部１０６を接着によって固定し、第２固定支持部１０６に固定されているサスペンション１０３ｂ及び第１固定支持部１０４を介して、積層レンズ構造体１１を間接的に固定する。また、モジュール基板１１１は、第１固定支持部１０４及び第２固定支持部１０６の外側を覆うカバー部材１１２も固定する。カバー部材１１２は、ノイズ対策のため、導電性の金属材料等で形成される。
モジュール基板１１１は、接続端子７０により、撮像部１２と電気的に接続されている。撮像部１２は、生成した撮像信号を、接続端子７０を介してモジュール基板１１１に出力したり、接続端子７０を介して電源をモジュール基板１１１から受け取る。撮像部１２からモジュール基板１１１へ出力された撮像信号は、モジュール基板１１１の外部端子７２から、外部の回路基板に出力される。
第２固定支持部１０６は、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との間に配置されたＩＲカットフィルタ１０７を固定する。ＩＲカットフィルタ１０７は、積層レンズ構造体１１を通過してきた入射光のうち、赤外光を遮断し、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する波長の光のみを通過させる。なお、ＩＲカットフィルタ１０７は、撮像部１２の最上面に配置してもよい。
カバー部材１１２の上面は、絞り板５１の開口部５２に入射される光を遮蔽しないように、円状または矩形状に開口されている。
以上のように構成されるカメラモジュール１ａは、撮像部１２が画像の撮影を行う際、ＡＦ駆動部１０８によって積層レンズ構造体１１と撮像部１２との間の距離を変更することができ、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。
また、光軸方向に複数枚のレンズを積層する積層レンズの構成として、積層レンズ構造体１１を採用しない場合には、カメラモジュールが備えるレンズの枚数分だけ、レンズ付き基板を１枚ずつレンズバレル内へ装填する工程が必要となる。
これに対して、光軸方向に複数枚のレンズを積層する積層レンズの構成として、積層レンズ構造体１１を採用した場合には、複数枚のレンズ付き基板が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を、レンズバレル１０１内に１回装填するだけで、積層レンズとレンズバレルの組立てが終了する。従って、カメラモジュール１ａは、モジュールの組み立てが容易である、という作用効果をもたらす。
＜２．積層レンズ構造体１１の第１構成例＞
次に、図２を参照して、図１に示した積層レンズ構造体１１の構成について説明する。
次に、図２を参照して、図１に示した積層レンズ構造体１１の構成について説明する。
なお、図２に示す積層レンズ構造体１１は、カメラモジュール１に組み込み可能な複数の積層レンズ構造体１１の第１構成例を示している。
＜２．１．積層レンズ構造体１１を構成するレンズ付き基板＞
図２に示される第１構成例の積層レンズ構造体１１は、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅを備える。５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅを特に区別しない場合には、単に、レンズ付き基板４１と記述して説明する。また、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅを、上から順に、第１層または最上層のレンズ付き基板４１ａ、第２層のレンズ付き基板４１ｂ、第３層のレンズ付き基板４１ｃ、第４層のレンズ付き基板４１ｄ、第５層または最下層のレンズ付き基板４１ｅと称する場合がある。
図２に示される第１構成例の積層レンズ構造体１１は、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅを備える。５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅを特に区別しない場合には、単に、レンズ付き基板４１と記述して説明する。また、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅを、上から順に、第１層または最上層のレンズ付き基板４１ａ、第２層のレンズ付き基板４１ｂ、第３層のレンズ付き基板４１ｃ、第４層のレンズ付き基板４１ｄ、第５層または最下層のレンズ付き基板４１ｅと称する場合がある。
なお、本実施の形態では、積層レンズ構造体１１は、５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅを備えるが、レンズ付き基板４１の積層枚数は２枚以上であれば特に限定されない。
積層レンズ構造体１１を構成するそれぞれのレンズ付き基板４１は、担体基板８１にレンズ樹脂部８２が追加された構成である。担体基板８１は貫通孔８３を有し、貫通孔８３の内側に、レンズ樹脂部８２が形成されている。したがって、レンズ付き基板４１は、担体基板８１とレンズ樹脂部８２とを含む。レンズ樹脂部８２は、レンズとしての機能を有する領域と、担体基板８１と接続する領域とを含む。積層レンズ構造体１１のレンズ樹脂部８２の光軸８４が、１点鎖線で示されている。
積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の断面形状は、下側(撮像部１２を配置する側)に向かって開口幅が小さくなる、いわゆる下すぼみの形状となっている。
なお、レンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅそれぞれの担体基板８１、レンズ樹脂部８２、または、貫通孔８３を区別する場合には、図２に示されるように、レンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅに対応して、担体基板８１ａ乃至８１ｅ、レンズ樹脂部８２ａ乃至８２ｅ、または、貫通孔８３ａ乃至８３ｅのように記述して説明する。
５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅは、担体基板８１自体が、複数枚の基板（以下、担体構成基板という。）８０を貼り合わせた構造となっている。この例では、２枚の担体構成基板８０を貼り合わせた構造を採用しているが、３枚以上の貼り合わせ構造でもよい。
具体的には、担体基板８１ａは、担体構成基板８０ａ１と８０ａ２とを貼り合わせて構成され、担体基板８１ｅは、担体構成基板８０ｅ１と８０ｅ２とを貼り合わせて構成されている。図２において、レンズ付き基板４１ａおよび４１ｅそれぞれの担体基板８１ａおよび８１ｅ内に示される破線は、２枚の担体構成基板８０の貼り合わせ面を表している。
これに対して、５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、レンズ付き基板４１ｂ乃至４１ｄは、１枚の担体基板８１で構成されている。すなわち、１枚の担体基板８１は、１枚の担体構成基板８０を用いて構成されている。
図２に示す積層レンズ構造体１１の第１構成例において、最上層のレンズ付き基板４１ａの貫通孔８３ａの内側に形成されたレンズ樹脂部８２ａは、担体基板８１ａの上面と下面との間に収まるように形成されている。換言すれば、レンズ樹脂部８２ａは、担体基板８１ａの上面および下面から飛び出さない厚みおよび形状となっている。その他の４枚のレンズ付き基板４１ｂ乃至４１ｅについても同様に、それぞれ、レンズ樹脂部８２ｂ乃至８２ｅの厚みおよび形状が、担体基板８１ｂ乃至８１ｅの上面および下面から飛び出さない厚みおよび形状となっている。
以下では、複数枚の担体構成基板８０の貼り合わせ構造で構成される担体基板８１を、積層構造の担体基板８１、または、積層担体基板８１と称し、この積層担体基板８１を備えるレンズ付き基板４１を、レンズ付き積層基板４１（第１のレンズ付き基板）と称する。
一方、上記の積層担体基板８１のような貼り合わせ構造を持たない、基板１枚で構成された担体基板８１を、単層構造の担体基板８１、または、単層担体基板８１と称し、この単層担体基板８１を備えるレンズ付き基板４１を、レンズ付き単層基板４１（第２のレンズ付き基板）と称する。レンズ付き基板４１は、レンズ付き単層基板４１とレンズ付き積層基板４１の両方を含む上位概念である。また、担体基板８１は、単層担体基板８１と積層担体基板８１の両方を含む上位概念である。
＜２．２．積層レンズ構造体１１における光の進行方向＞
図３は、図１に示した積層レンズ構造体１１と絞り板５１を備えた構成において、積層レンズ構造体１１へ入射した光の進行方向を示す断面図である。
図３は、図１に示した積層レンズ構造体１１と絞り板５１を備えた構成において、積層レンズ構造体１１へ入射した光の進行方向を示す断面図である。
カメラモジュール１ａでは、カメラモジュール１ａに入射される光が絞り板５１で絞られた後、積層レンズ構造体１１の内部で広げられて、積層レンズ構造体１１の下方に配置された撮像部１２（図３では不図示）へと入射される。すなわち、積層レンズ構造体１１全体について概観すると、カメラモジュール１ａに入射された光は、絞り板５１の開口部５２から下側に向かって、ほぼ末広がりに広がって進行する。
＜２．３．レンズ樹脂部８２の構成＞
図４および図５を参照して、レンズ樹脂部８２の構成についてさらに説明する。
図４および図５を参照して、レンズ樹脂部８２の構成についてさらに説明する。
図４は、レンズ樹脂部８２が、レンズ部９１と担持部９２を備える例を示している。
レンズ部９１は、レンズとしての性能を有する部位、言い換えれば、「光を屈折させて集束もしくは発散させる部位」、あるいは、「凸面や凹面や非球面などの曲面を備えた部位、もしくはフレネルレンズや回折格子を利用したレンズで用いる複数個の多角形を連続して配置した部位」である。
担持部９２は、レンズ部９１から担体基板８１まで延在してレンズ部９１を担持する部位である。担持部９２は、レンズ部９１の外周に配置され、レンズ樹脂部８２の上面または下面が、水平方向において、曲面ではなく、平面（水平）に形成されている。
図４のAおよびBは、レンズ部９１の上面と下面が凸レンズで形成されているレンズ樹脂部８２の例を示している。
図４のCは、レンズ部９１の上面が凹レンズで下面が凸レンズで形成されているレンズ樹脂部８２の例を示している。
図４のDは、レンズ部９１の上面と下面が非球面レンズで形成されているレンズ樹脂部８２の例を示している。
図４のA乃至Dには、各レンズ樹脂部８２の形状における、上面側のレンズ領域A2、下面側のレンズ領域A1、レンズ部９１の厚さT1、および、レンズ樹脂部８２の厚さT2が、図示されている。
レンズ部９１の上面側のレンズ領域A2は、レンズ樹脂部８２の上面側において、水平に形成されている担持部９２の内側の領域となり、レンズ部９１の下面側のレンズ領域A1は、レンズ樹脂部８２の下面側において、水平に形成されている担持部９２の内側の領域となる。
なお、レンズ樹脂部８２の形状によっては、レンズ樹脂部８２の上面または下面が、水平に形成された領域が存在しない場合もある。
図５のA乃至Dは、レンズ樹脂部８２の上面または下面のいずれか一方に水平に形成された領域が存在しないレンズ樹脂部８２の形状の例を示している。
図５のAおよびBは、レンズ部９１の上面と下面が凸レンズで形成されているレンズ樹脂部８２において、下面に水平に形成された領域が存在しない例を示している。
図５のCは、レンズ部９１の上面が凹レンズで下面が凸レンズで形成されているレンズ樹脂部８２において、下面に水平に形成された領域が存在しない例を示している。
図５のDは、レンズ部９１の上面と下面が非球面レンズで形成されているレンズ樹脂部８２において、上面に水平に形成された領域が存在しない例を示している。
図４および図５において、レンズ部９１の厚さT1は、上面側のレンズ領域A2のレンズ樹脂部８２の最上部から、下面側のレンズ領域A1のレンズ樹脂部８２の最下部までの光軸方向の厚さを表す。
また、図４および図５において、レンズ樹脂部８２の厚さT2は、上面側のレンズ領域A2と、下面側のレンズ領域A1との間のレンズ樹脂部８２の光軸方向の厚さを表す。
＜２．４．担体基板８１およびレンズ部９１の厚さ＞
図２の積層レンズ構造体１１は、レンズ付き単層基板４１とレンズ付き積層基板４１のそれぞれを１枚以上含み、レンズ付き単層基板４１は、単層構造の担体基板８１で構成され、レンズ付き積層基板４１は、積層構造の担体基板８１で構成される。積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最も光の入射面に近い側に配置されたレンズ付き基板４１ａと、最も撮像部１２に近い側に配置されたレンズ付き基板４１ｅとの双方がレンズ付き積層基板４１となっている。レンズ付き基板４１ａと４１ｅに、積層担体基板８１ａと８１ｅを用いることにより、レンズ付き積層基板４１ａと４１ｅに備わる担体基板８１ａと８１ｅの厚さを、レンズ付き基板４１ｂ乃至４１ｄに備わる担体基板８１ｂ乃至８１ｄの厚さよりも、厚くすることが可能になる。
図２の積層レンズ構造体１１は、レンズ付き単層基板４１とレンズ付き積層基板４１のそれぞれを１枚以上含み、レンズ付き単層基板４１は、単層構造の担体基板８１で構成され、レンズ付き積層基板４１は、積層構造の担体基板８１で構成される。積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最も光の入射面に近い側に配置されたレンズ付き基板４１ａと、最も撮像部１２に近い側に配置されたレンズ付き基板４１ｅとの双方がレンズ付き積層基板４１となっている。レンズ付き基板４１ａと４１ｅに、積層担体基板８１ａと８１ｅを用いることにより、レンズ付き積層基板４１ａと４１ｅに備わる担体基板８１ａと８１ｅの厚さを、レンズ付き基板４１ｂ乃至４１ｄに備わる担体基板８１ｂ乃至８１ｄの厚さよりも、厚くすることが可能になる。
レンズ部９１の厚さT1に関しては、レンズ付き基板４１ａと４１ｅに、積層担体基板８１ａと８１ｄを備えたレンズ付き積層基板４１ａと４１ｅを用いることにより、レンズ付き積層基板４１ａと４１ｅに備わるレンズ部９１の厚さT1を、レンズ付き単層基板４１ｂ乃至４１ｄに備わるレンズ部９１の厚さT1よりも、厚くすることが可能になる。
レンズ付き基板４１の、レンズ樹脂部８２と担体基板８１とが接触する領域において、レンズ付き基板４１の平面方向と直交する方向のレンズ樹脂部８２の厚さに関しては、レンズ付き積層基板４１ａと４１ｅに係る厚さを、レンズ付き単層基板４１ｂ乃至４１ｄに係る厚さよりも、厚くすることが可能になる。
レンズ樹脂部８２の径方向における中心部（光軸８４の位置）のレンズ樹脂部８２の厚さに関しては、レンズ付き積層基板４１ａと４１ｅに係る厚さを、レンズ付き単層基板４１ｂ乃至４１ｄに係る厚さよりも、厚くすることが可能になる。
ここで、電子機器や電子デバイスの製造に使用される半導体基板の厚さは、一般的に、SEMI規格に則っている。例えば、直径300mmのシリコン基板の場合、その厚さは775±20umと定められている。
このため、図２の積層レンズ構造体１１においては、最上層のレンズ付き基板４１ａの担体基板８１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅの担体基板８１ｅの厚さは、それぞれ、775um以上となり得る。
また、２枚の担体構成基板８０を貼り合わせ構造で構成される担体基板８１ａと８１ｅの厚さは、それぞれ、1550um（775x2um）以下となる。この場合、レンズ付き積層基板４１のレンズ樹脂部８２と担体基板８１とが接触する領域（貫通孔８３の側壁）の、レンズ付き積層基板４１と直交する方向（厚み方向）のレンズ樹脂部８２の厚さも、775um以上、かつ、1550um以下となる。レンズ付き積層基板４１のレンズ樹脂部８２の中心部（径方向の中心）の厚さも、775um以上、かつ、1550um以下となる。
なお、担体基板８１は、３枚以上の担体構成基板８０の貼り合わせ構造で構成してもよく、例えば、３枚の担体構成基板８０を貼り合わせ構造で構成した場合、担体基板８１の厚さは2325um（775x3um）以下となる。この場合、レンズ付き積層基板４１のレンズ樹脂部８２と担体基板８１とが接触する領域（貫通孔８３の側壁）の、レンズ付き積層基板４１と直交する方向（厚み方向）のレンズ樹脂部８２の厚さも、775um以上、かつ、2325um以下となる。レンズ付き積層基板４１のレンズ樹脂部８２の中心部（径方向の中心）の厚さも、775um以上、かつ、2325um以下となる。
一方、最下層および最上層以外のレンズ付き基板４１ｂ乃至４１ｄの担体基板８１ｂ乃至８１ｄの厚さは、775um未満となっており、一定の機械強度を確保するためには、50um以上、100um以上、または、200um以上となっていることが好ましい。
レンズ付き単層基板４１のレンズ樹脂部８２と担体基板８１とが接触する領域（貫通孔８３の側壁）の、レンズ付き単層基板４１と直交する方向（厚み方向）のレンズ樹脂部８２の厚さも、50um以上、100um以上、または、200um以上となり、かつ、775um未満となる。レンズ付き単層基板４１のレンズ樹脂部８２の中心部（径方向の中心）の厚さも、50um以上、100um以上、または、200um以上となり、かつ、775um未満となる。
レンズに関しては、先に説明したように、図２に示す積層レンズ構造体１１の第１構成例においては、レンズ樹脂部８２ａ乃至８２ｅの厚みおよび形状が、担体基板８１ａ乃至８１ｅの上面および下面から飛び出さない厚みおよび形状となっている。このため、２枚の担体構成基板８０を貼り合わせたレンズ付き積層基板４１のレンズ部９１の厚さT1は、775um以上、かつ、1550um以下となる。３枚の担体構成基板８０を貼り合わせたレンズ付き積層基板４１のレンズ部９１の厚さT1は、775um以上、かつ、2325um以下となる。
レンズ付き単層基板４１のレンズ部９１の厚さT1は、50um以上、100um以上、または、200um以上となり、かつ、775um未満となる。
単層担体基板８１ｂ乃至４１ｄよりも厚い積層担体基板８１ａと８１ｅを得る第１の手段として、積層担体基板８１ａを構成する担体構成基板８０ａ１と８０ａ２および積層担体基板８１ｅを構成する担体構成基板８０ｅ１と８０ｅ２に、単層担体基板８１ｂ乃至４１ｄの少なくとも１つよりも厚い基板を用いて、単層担体基板８１ｂ乃至４１ｄよりも厚い積層担体基板８１ａと８１ｅを得ることができる。
単層担体基板８１ｂ乃至４１ｄよりも厚い積層担体基板８１ａと８１ｅを得る第２の手段として、積層担体基板８１ａを構成する担体構成基板８０ａ１と８０ａ２および積層担体基板８１ｅを構成する担体構成基板８０ｅ１と８０ｅ２に、単層担体基板８１ｂ乃至４１ｄよりも厚さの薄い基板を用いて、かつ、積層後の担体基板８１の厚さは、単層担体基板８１ｂ乃至４１ｄよりも厚い積層担体基板８１ａと８１ｅを得ることもできる。
単層担体基板８１ｂ乃至４１ｄよりも厚い積層担体基板８１ａと８１ｅを得る第３の手段として、積層担体基板８１ａを構成する担体構成基板８０ａ１と８０ａ２および積層担体基板８１ｅを構成する担体構成基板８０ｅ１と８０ｅ２のいずれかに、単層担体基板８１ｂ乃至４１ｄの少なくとも１つよりも厚い基板を用い、積層担体基板８１ａおよび８１ｅを構成するその他の担体構成基板８０には、単層担体基板８１ｂ乃至４１ｄよりも厚さの薄い基板を用いて、かつ、積層後の担体基板８１の厚さは、単層担体基板８１ｂ乃至４１ｄよりも厚い積層担体基板８１ａと８１ｅを得ることもできる。
なお、単層担体基板８１と積層担体基板８１のどちらも、後述するように、基板を薄肉化する処理を必要に応じて行うことができる。これにより、単層担体基板８１と積層担体基板８１のどちらも、上記に示した厚さの範囲内で、任意の厚さ（所望の厚さ）を取り得る。これに応じて、図２に示した積層レンズ構造体１１の第１構成例においては、レンズ部９１の厚さも、上記に示した厚さの範囲内で、任意の厚さ（所望の厚さ）を取り得る。
＜２．５．積層レンズ構造体１１がもたらす作用効果＞
図２に示した積層レンズ構造体１１の構造と、その構造がもたらす作用効果について説明する。
図２に示した積層レンズ構造体１１の構造と、その構造がもたらす作用効果について説明する。
積層レンズ構造体１１では、５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａの担体基板８１ａの厚さと、最下層のレンズ付き基板４１ｅの担体基板８１ｅの厚さが、その他の３枚のレンズ付き基板４１ｂ乃至４１ｄの担体基板８１ｂ乃至８１ｄの厚さよりも厚い構造となっている。
また、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅは、レンズ付き積層基板４１で構成され、その他の３枚のレンズ付き基板４１ｂ乃至４１ｄは、レンズ付き単層基板４１で構成されている。
言い換えれば、最上層のレンズ付き基板４１ａの担体基板８１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅの担体基板８１ｅは、それぞれが、複数枚の担体構成基板８０を貼り合わせた積層構造となっており、その他の３枚のレンズ付き基板４１ｂ乃至４１ｄの担体基板８１ｂ乃至８１ｄは、担体構成基板８０を貼り合わせ構造を持たない１枚の基板で構成された構造となっている。
以上のように、少なくとも１枚の積層担体基板８１を備える積層レンズ構造体１１は、積層担体基板８１を備えない積層レンズ構造体と比較して、厚さの厚いレンズを用いることが可能となる。これにより、積層レンズ構造体１１において、製造し得るレンズの厚さについての選択の範囲が広がる。また、積層レンズ構造体１１のレンズの設計の自由度と、これを用いるカメラモジュールの設計の自由度が高くなる。
例えば、スマートフォンに用いるカメラモジュールの場合、機器の小さな筐体内にカメラモジュールを収容するため、カメラモジュールの容積を小さくすることと、容積が小さなカメラモジュールでありながら高画質の画像を撮影できることの双方を、高いレベルで両立させることが望まれている。このため、この種の用途のカメラモジュールに用いられるレンズ群は、一般的に、最上層のレンズにおいて光を絞り、これよりも下層のレンズ群において絞った光を撮像素子の撮像面の大きさに広げ、撮像素子の撮像面の大きさに広げた光を、最も撮像素子に近いレンズにおいて、撮像素子に対してできるだけ垂直に入射するように光の入射角度を整えて撮像素子へ入射する構成となっている。図３を参照して説明したように、図１乃至図３に記載のカメラモジュール１ａと積層レンズ構造体１１も、同様の構成となっている。
このような構成のレンズ群においては、最も撮像素子に近いレンズは、撮像素子に対してできるだけ垂直に光を入射させるために、レンズの上面（第１の面）と下面（第２の面）との間の距離が大きい、言い換えれば厚さの厚いレンズを用いることが望まれる。このため、積層レンズ構造体１１の構成を備えると、この構造を備えない積層レンズ構造体と比較して、厚さの厚いレンズを用いることが可能となり、これにより、撮像素子に対して、より垂直に近い角度で光を入射させることが可能になる、という作用効果がもたらされる。
また、積層レンズ構造体１１のような構成のレンズ群において、レンズ群がどれだけの光を取り込むことができるかは、最上層のレンズの形状が大きく影響する。積層レンズ構造体１１では、積層担体基板８１を備えない積層レンズ構造体と比較して、厚さの厚いレンズを用いることが可能となる。これにより、例えば、最上層のレンズにおいて、より曲率半径の大きなレンズを用いることが可能となり、これにより、より多くの光を取り込むことが可能となる、という作用効果がもたらされる。
また、厚さの厚いレンズを必ずしも必要としないレンズについては、単層担体基板８１を用いて担体基板８１の厚さを薄くすることで、積層レンズ構造体１１に備わる全てのレンズに積層担体基板８１を用いた構成よりも、積層レンズ構造体１１および、それを用いたカメラモジュール１の高さを小さくすることができる、という作用効果がもたらされる。
以上のように、本開示の積層レンズ構造体１１によれば、多様な光学パラメータに対応可能な積層レンズ構造体を提供することができる。
＜３．積層レンズ構造体１１の製造方法＞
次に、図６乃至図８を参照して、積層レンズ構造体１１の製造方法について説明する。
次に、図６乃至図８を参照して、積層レンズ構造体１１の製造方法について説明する。
積層レンズ構造体１１は、それを構成するレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅそれぞれが、基板状態（ウエハ状態）で製造された後、積層されて、チップ単位に個片化されることにより、製造される。
本明細書および図面では、レンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅが、それぞれ、チップ単位に個片化される前の基板状態（ウエハ状態）を、レンズ付き基板４１Wa乃至４１Weのように、符号に“W”を付加して表すこととする。担体基板８１などについても同様である。
初めに、図６を参照して、５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅで構成される積層レンズ構造体１１のうち、レンズ付き基板４１ｂを例に、レンズ付き単層基板４１の製造方法について説明する。
初めに、図６に示されるように、基板状態の担体基板８１Wbが用意される。基板状態の担体基板８１Wbは、必要に応じて所望の厚さに調整されたものが用意される。
そして、基板状態の担体基板８１Wbに対して、個片化する際のチップ領域単位に、貫通孔８３ｂが形成される。
その後、チップ領域単位に貫通孔８３ｂが形成された基板状態の担体基板８１Wbに対して、各貫通孔８３ｂの内側にレンズ樹脂部８２ｂが形成される。これにより、基板状態のレンズ付き単層基板４１Wbが完成する。
その他の基板状態のレンズ付き単層基板４１Wcおよび４１Wdについても同様に製造される。
次に、図７を参照して、５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅで構成される積層レンズ構造体１１のうち、レンズ付き基板４１ａを例に、レンズ付き積層基板４１の製造方法について説明する。
初めに、図７に示されるように、基板状態の担体構成基板８０Wa1と、基板状態の担体構成基板８０Wa2が用意される。基板状態の担体構成基板８０Wa1および８０Wa2は、必要に応じて所望の厚さに調整されたものが用意される。
そして、基板状態の担体構成基板８０Wa1と、基板状態の担体構成基板８０Wa2が、直接接合されることにより、基板状態の担体基板８１Waが製造される。
次に、基板状態の担体基板８１Waに対して、個片化する際のチップ領域単位に、貫通孔８３ａが形成される。
その後、チップ領域単位に貫通孔８３ａが形成された基板状態の担体基板８１Waに対して、各貫通孔８３ａの内側にレンズ樹脂部８２ａが形成される。これにより、基板状態のレンズ付き積層基板４１Waが完成する。
その他の基板状態のレンズ付き積層基板４１Weについても同様に製造される。
図８は、基板状態のレンズ付き単層基板４１Wb乃至４１Wdと、基板状態のレンズ付き積層基板４１Waおよび４１Weとを用いて、積層レンズ構造体１１の製造方法を説明する図である。
初めに、図６および図７を参照した製造方法により製造された、５枚の基板状態のレンズ付き基板４１Wa乃至４１Weが、上下に接する基板状態のレンズ付き基板４１Wどうしが直接接合されることにより、積層される。そして、積層された５枚の基板状態のレンズ付き基板４１Wa乃至４１Weがモジュール単位またはチップ単位に個片化されることにより、カメラモジュール１に組み込まれる単位としての積層レンズ構造体１１が完成する。
＜４．直接接合の説明＞
図９は、２枚の基板状態のレンズ付き基板４１Wどうしの貼り合わせ、および、２枚の基板状態の担体構成基板８０Wどうしの貼り合わせに採用される、直接接合を説明する図である。
図９は、２枚の基板状態のレンズ付き基板４１Wどうしの貼り合わせ、および、２枚の基板状態の担体構成基板８０Wどうしの貼り合わせに採用される、直接接合を説明する図である。
積層される２枚のレンズ付き基板４１Wは、一方の基板表面に形成した酸化物や窒化物による表面層と、他方の基板表面に形成した酸化物や窒化物による表面層と、の間の共有結合によって、直接接合される。具体例として、図９に示されるように、積層する２枚のレンズ付き基板４１Wそれぞれの表面に、表面層としてシリコン酸化膜もしくはシリコン窒化膜が形成され、これに水酸基を結合させた後、２枚のレンズ付き基板４１Wどうしが貼り合わされ、昇温されて脱水縮合される。その結果、２枚のレンズ付き基板４１Wの表面層の間で、シリコン−酸素共有結合が形成される。これにより２枚のレンズ付き基板４１Wが直接接合される。なお、縮合の結果、２枚の表面層に含まれる元素どうしが直接共有結合を形成することも起こり得る。
本明細書では、このように、２枚のレンズ付き基板４１Wの間に配置した無機物の層を介して２枚のレンズ付き基板４１Wを固定すること、あるいは、２枚のレンズ付き基板４１Wの表面にそれぞれ配置した無機物の層どうしを化学結合させることで２枚のレンズ付き基板４１Wを固定すること、あるいは、２枚のレンズ付き基板４１Wの表面にそれぞれ配置した無機物の層の間に脱水縮合による結合を形成することで２枚のレンズ付き基板４１Wを固定すること、あるいは、２枚のレンズ付き基板４１Wの表面にそれぞれ配置した無機物の層の間に、酸素を介した共有結合あるいは互いの無機物の層に含まれる元素どうしの共有結合を形成することで２枚のレンズ付き基板４１Wを固定すること、あるいは、２枚のレンズ付き基板４１Wの表面にそれぞれ配置したシリコン酸化物層もしくはシリコン窒化物層の間に、シリコン―酸素共有結合あるいはシリコン―シリコン共有結合を形成することで２枚のレンズ付き基板４１Wを固定すること、を直接接合と呼ぶ。
この貼り合わせと昇温による脱水縮合を行うため、本実施の形態では、半導体装置やフラットディスプレイ装置の製造分野で使用される基板を用いて、基板状態でレンズが形成され、基板状態で貼り合わせおよび昇温による脱水縮合が行われ、基板状態で共有結合による接合が行われる。２枚のレンズ付き基板４１Wの表面に形成した無機物の層の間を、共有結合によって接合させた構造は、基板どうしを接着樹脂で接合させた場合に発生する、基板全体に渡る樹脂の硬化収縮による変形や、実使用時の樹脂の熱膨張による変形を抑える、という作用または効果をもたらす。
２枚の基板状態の担体構成基板８０Wどうしの貼り合わせについても同様である。また、基板状態の貼り合わせではなく、個片化した後での２枚のレンズ付き基板４１どうしの貼り合わせ、および、２枚の担体構成基板８０どうしの貼り合わせについても同様である。
＜５．レンズ付き積層基板４１の詳細構成＞
次に、レンズ付き積層基板４１の詳細構成について説明する。
次に、レンズ付き積層基板４１の詳細構成について説明する。
図１０は、レンズ付き積層基板４１ａの詳細構成を示す断面図である。
なお、図１０では、レンズ付き積層基板４１ａおよび４１ｅのうちの、最上層のレンズ付き積層基板４１ａが図示されているが、その他のレンズ付き積層基板４１ｅも同様に構成されている。
図１０に示されるレンズ付き積層基板４１ａには、担体基板８１aに設けられた貫通孔８３aに対して、上面からみて貫通孔８３aを塞ぐようにレンズ樹脂部８２aが形成されている。レンズ樹脂部８２aは、図４を参照して説明したように、中央部のレンズ部９１（不図示）と、その周辺部の担持部９２（不図示）で構成される。
レンズ付き積層基板４１ａの貫通孔８３aとなる側壁には、光反射を起因とするゴーストやフレアを防止するために光吸収性もしくは遮光性を有する膜１２１が成膜されている。これらの膜１２１を便宜的に遮光膜１２１と呼ぶ。
担体基板８１aとレンズ樹脂部８２aの上側表面には、酸化物もしくは窒化物あるいはその他の絶縁物を含む上側表面層１２２が形成されており 、担体基板８１aとレンズ樹脂部８２aの下側表面には、酸化物もしくは窒化物あるいはその他の絶縁物を含む下側表面層１２３が形成されている。
上側表面層１２２は、一例として、低屈折膜と高屈折膜を交互に複数層積層した反射防止膜を構成している。反射防止膜は、例えば、低屈折膜と高屈折膜を交互に合計４層積層して構成することができる。低屈折膜は、例えば、SiOx（１≦x≦２）、SiOC、SiOFなどの酸化膜、高屈折膜は、例えば、TiO、TaO、Nb2O5などの金属酸化膜で構成される。
なお、上側表面層１２２の構成は、例えば、光学シミュレーションを用いて所望の反射防止性能が得られるように設計されていればよく、低屈折膜及び高屈折膜の材料、膜厚、積層数などは特に限定されない。本実施の形態では、上側表面層１２２の最表面は、低屈折膜となっており、その膜厚は、例えば２０乃至１０００nm、密度は、例えば２．２乃至２．５ｇ／cm3、平坦度が、例えば１nm以下程度の二乗平均粗さRq（RMS）となっている。
また、詳細は後述するが、この上側表面層１２２は、他のレンズ付き基板４１と接合される際の接合膜にもなっている。
また、詳細は後述するが、この上側表面層１２２は、他のレンズ付き基板４１と接合される際の接合膜にもなっている。
上側表面層１２２は、一例として、低屈折膜と高屈折膜を交互に複数層積層した反射防止膜であって良く、そのなかでも無機物の反射防止膜であって良い。上側表面層１２２は、別の例として、酸化物もしくは窒化物あるいはその他の絶縁物を含む単層膜であっても良く、そのなかでも無機物の膜であっても良い。
下側表面層１２３も、一例として、低屈折膜と高屈折膜を交互に複数層積層した反射防止膜であって良く、そのなかでも無機物の反射防止膜であって良い。下側表面層１２３は、別の例として、酸化物もしくは窒化物あるいはその他の絶縁物を含む単層膜であっても良く、そのなかでも無機物の膜であっても良い。
遮光膜１２１の構造と成膜方法について説明を加える。
遮光膜１２１は、光を吸収し、遮光性を有し、光の反射を抑制する性質の材料からなる薄膜である。遮光膜１２１の膜厚は任意であるが、例えば、１μｍ程度としてもよい。例えば、遮光膜１２１は、黒色材料により構成される。この黒色材料は、任意であるが、例えば、カーボンブラックやチタンブラック等の顔料であってもよい。また、遮光膜１２１は、例えば、金属により構成される金属膜としてもよい。この金属は、任意であるが、例えば、タングステン（Ｗ）やクロム（Ｃｒ）等であってもよい。さらに、遮光膜１２１は、CVD（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）により成膜されるCVD膜であってもよい。例えば、カーボンナノチューブ等を用いたCVD膜であってもよい。また、複数の材料を積層するようにしてもよい。
遮光膜１２１の成膜方法は任意である。例えば、黒色の顔料等の黒色材料を遮光膜１２１の材料として用いる場合、スピンやスプレー塗布等により成膜するようにしてもよい。さらに、必要に応じてパターニングして除去する等のリソグラフィを行うようにしてもよい。また、インクジェットにより遮光膜１２１を成膜するようにしてもよい。また、例えば、遮光膜１２１の材料としてタングステン（Ｗ）やクロム（Ｃｒ）等といった金属を用いる場合、PVD（Physical Vapor Deposition：物理気相成長法）により成膜し、表面を研磨加工するようにしてもよい。さらに、例えば、遮光膜１２１の材料としてカーボンナノチューブ等を用いる場合、CVDにより成膜し、表面を研磨加工するようにしてもよい。
貫通孔８３aの側壁にこのような遮光膜１２１を成膜することにより、側壁における光の反射や透過を抑制することができ、ゴーストやフレアの発生を抑制することができる。つまり、レンズ付き積層基板４１ａ（積層レンズ構造体１１）による画質の低減を抑制することができる。
また、この遮光膜１２１に、側壁とレンズ樹脂部８２ａとの接触性を向上させる密着助剤が添加されているようにしてもよい。この密着助剤の材料は、任意である。例えばレンズ樹脂部８２ａの材料（の特性）に応じた材料が用いられるようにしてもよい。例えばレンズ樹脂部８２ａが親水性の材料（例えばOH基を多く有する材料）よりなる場合、添加する密着助剤にも親水性の材料が用いられるようにしてもよい。また、例えばレンズ樹脂部８２ａが疎水性の材料よりなる場合、添加する密着助剤にも疎水性の材料が用いられるようにしてもよい。例えば、シランカップリング剤が密着助剤として用いられるようにしてもよい。
このように、遮光膜１２１の材料に密着助剤が添加されるようにすることにより、側壁とレンズ樹脂部８２ａとの接触性を向上させることができる。これによりレンズ樹脂部８２ａの保持安定性が向上するため、側壁とレンズ樹脂部８２ａとの接触面積が小さくても十分な安定性を得ることができる。
なお、上述したように密着助剤の材料は、レンズ樹脂部８２ａの材料に応じたものを用いるようにすることができるので、より多様な材料のレンズ樹脂部８２ａに対して接触性を向上させることができる。したがって、レンズ樹脂部８２ａの材料によって担体基板８１の材料の選択肢が限定されることを抑制することができる。
＜レンズ樹脂部の詳細説明＞
次に、レンズ付き積層基板４１ａのレンズ樹脂部８２ａを例に、レンズ樹脂部８２の形状について説明する。
次に、レンズ付き積層基板４１ａのレンズ樹脂部８２ａを例に、レンズ樹脂部８２の形状について説明する。
図１１は、レンズ付き積層基板４１ａを構成する担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図１１に示される担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの断面図は、平面図に示されているB‐B’線とC‐C’線の断面図である。
レンズ樹脂部８２ａは、上述したようにレンズ部９１と担持部９２を備える。担持部９２は、レンズ部９１から担体基板８１ａまで延在してレンズ部９１を担持する部位である。担持部９２は、腕部１１３と脚部１１４で構成され、レンズ部９１の外周に位置する。
腕部１１３は、レンズ部９１の外側に、レンズ部９１に接して配置し、レンズ部９１から外側方向へ一定の膜厚で延在する部位である。脚部１１４は、担持部９２のなかで腕部１１３以外の部分で、かつ貫通孔８３ａの側壁に接する部分を含む部位である。脚部１１４は、腕部１１３よりも樹脂の膜厚が厚いことが好ましい。
担体基板８１ａに形成された貫通孔８３ａの平面形状は円形であり、その断面形状は当然直径の方向によらず同じである。レンズ形成時に上型と下型の形によって決まる形状であるレンズ樹脂部８２ａの形状も、その断面形状が直径の方向によらず同じとなるように形成されている。
＜６．レンズ付き単層基板４１の詳細構成＞
次に、レンズ付き単層基板４１の詳細構成について説明する。
次に、レンズ付き単層基板４１の詳細構成について説明する。
図１２および図１３は、レンズ樹脂部８２の形状を統一して説明するため、図１０および図１１のレンズ付き積層基板４１ａを、レンズ付き単層基板４１ａに変更した形を示している。
図１２および図１３に示されるように、レンズ付き単層基板４１ａにおいても、遮光膜１２１、上側表面層１２２、及び、下側表面層１２３が、同様に形成される。また、レンズ樹脂部８２ａは、レンズ部９１と担持部９２を有し、担持部９２は、腕部１１３と脚部１１４で構成され、レンズ部９１の外周に位置する。
＜７．レンズ付き単層基板４１の製造方法＞
次に、図１４乃至図１７を参照して、レンズ付き単層基板４１の製造方法について説明する。
次に、図１４乃至図１７を参照して、レンズ付き単層基板４１の製造方法について説明する。
なお、図１４乃至図１７においても、レンズ樹脂部８２の形状を統一して説明するため、レンズ付き積層基板４１ａを、レンズ付き単層基板４１ａに変更した形を用いて説明する。
初めに、複数の貫通孔８３が形成された基板状態の担体基板８１Wが用意される。担体基板８１Wは、例えば、通常の半導体装置に用いる、シリコンの基板を用いることができる。担体基板８１Wの形状は、例えば図１４に示されるような円形で、その直径は、例えば200ｍｍや300mmなどとされる。担体基板８１Wは、シリコンの基板ではなく、例えば、ガラスの基板、樹脂の基板、あるいは金属の基板であっても良い。
また、貫通孔８３の平面形状は、図１４に示されるように円形であるとする。
貫通孔８３の開口幅は、例えば、100μm程度から20mm程度まで採り得る。この場合、担体基板８１Wには、例えば100個程度から500万個程度まで配置し得る。
貫通孔８３は、図１５に示されるように、担体基板８１Wの第１の表面における第１の開口幅１３１よりも、第１の表面と対向する第２の表面における第２の開口幅１３２の方が、小さくなっている。
担体基板８１Wの貫通孔８３は、担体基板８１Wをウェットエッチングにより、エッチングすることによって形成することができる。例えば、国際公開第２０１１/０１０７３９号などに開示された、結晶方位の制約を受けずに任意の形状にシリコンをエッチング可能な薬液を用いたウェットエッチングによって行うことができる。この薬液としては、例えば、TMAH（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液に、界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコールの少なくとも１つを加えた薬液、もしくは、KOH水溶液にイソプロピルアルコールを加えた薬液、などを採用することができる。
基板表面方位が(100)の単結晶シリコンである担体基板８１Wに、上述したいずれかの薬液を用いて貫通孔８３形成のためのエッチングを行うと、エッチングマスクの開口部の平面形状が円形である場合は、平面形状が円形であって、第１の開口幅１３１よりも第２の開口幅１３２の方が小さく、一定角度の傾斜を持った貫通孔８３が形成される。形成された貫通孔８３の３次元形状は、円錐台もしくはこれに類似の形状となる。
＜レンズ付き基板の製造方法＞
次に、図１６を参照して、基板状態のレンズ付き基板４１Waの製造方法について説明する。
次に、図１６を参照して、基板状態のレンズ付き基板４１Waの製造方法について説明する。
初めに、図１６のAに示されるように、貫通孔８３ａが複数形成された担体基板８１Waが用意される。貫通孔８３ａの側壁には遮光膜１２１が成膜されている。図１６では、紙面の制約上、２個の貫通孔８３ａのみが示されているが、実際には、図１４で示したように、担体基板８１Waの平面方向に、多数の貫通孔８３ａが形成されている。また、担体基板８１Waの外周に近い領域には、位置合わせのためのアライメントマーク（不図示）が形成されている。
担体基板８１Wa上側の表側平坦部１７１と、下側の裏側平坦部１７２は、後の工程で行われるプラズマ接合が可能な程度に平坦に形成された平坦面となっている。担体基板８１Waの厚みは、最終的にレンズ付き基板４１ａとして個片化され、他のレンズ付き基板４１ａと重ねられた際に、レンズ間距離を決定するスペーサとしての役割も担っている。
担体基板８１Waには、熱膨張係数が１０ppm／℃以下の低熱膨張係数の基材を用いるのが好ましい。
次に、図１６のBに示されるように、凹形状の光学転写面１８２が一定の間隔で複数配置された下型１８１の上に、担体基板８１Waが配置される。より詳しくは、凹形状の光学転写面１８２が担体基板８１Waの貫通孔８３ａの内側に位置するように、担体基板８１Waの裏側平坦部１７２と下型１８１の平坦面１８３とが重ね合わされる。下型１８１の光学転写面１８２は、担体基板８１Waの貫通孔８３ａと１対１に対応するように形成されており、対応する光学転写面１８２と貫通孔８３ａの中心が光軸方向で一致するように、担体基板８１Waと下型１８１の平面方向の位置が調整される。下型１８１は、硬質の型部材で形成されており、例えば、金属やシリコン、石英、ガラスで構成される。
次に、図１６のCに示されるように、重ね合わされた下型１８１と担体基板８１Waの貫通孔８３ａの内側に、エネルギー硬化性樹脂１９１が充填（滴下）される。レンズ樹脂部８２ａは、このエネルギー硬化性樹脂１９１を用いて形成される。そのため、エネルギー硬化性樹脂１９１は、気泡を含まないようにあらかじめ脱泡処理されていることが好ましい。脱泡処理としては、真空脱泡処理、または、遠心力による脱泡処理であることが好ましい。また、真空脱泡処理は充填後に行うことが好ましい。脱泡処理を行うことにより、気泡を抱き込むことなく、レンズ樹脂部８２ａの成形が可能となる。
次に、図１６のDに示されるように、重ね合わされた下型１８１と担体基板８１Waの上に、上型２０１が配置される。上型２０１には、凹形状の光学転写面２０２が一定の間隔で複数配置されており、下型１８１を配置したときと同様に、貫通孔８３ａの中心と光学転写面２０２の中心が光軸方向で一致するように、精度良く位置決めされた上で、上型２０１が配置される。
紙面上の縦方向となる高さ方向については、上型２０１と下型１８１との間隔を制御する制御装置により、上型２０１と下型１８１との間隔が予め定めた距離となるように、上型２０１の位置が固定される。このとき、上型２０１の光学転写面２０２と下型１８１の光学転写面１８２とで挟まれる空間は、光学設計によって計算されたレンズ樹脂部８２ａの厚みと等しくなる。
あるいはまた、図１６のEに示されるように、下型１８１を配置したときと同様に、上型２０１の平坦面２０３と、担体基板８１Waの表側平坦部１７１とを、重ね合わせても良い。この場合、上型２０１と下型１８１との距離は、担体基板８１Waの厚みと同値となり、平面方向及び高さ方向の高精度な位置合わせが可能となる。
上型２０１と下型１８１との間隔が予め設定した距離となるように制御したとき、上述した図１６のCの工程において、担体基板８１Waの貫通孔８３ａの内側に滴下されたエネルギー硬化性樹脂１９１の充填量は、担体基板８１Waの貫通孔８３ａと、その上下の上型２０１及び下型１８１とで囲まれる空間から溢れないようにコントロールされた量となっている。これにより、エネルギー硬化性樹脂１９１の材料を無駄にすることなく、製造コストを削減することができる。
続いて、図１６のEに示される状態において、エネルギー硬化性樹脂１９１の硬化処理が行われる。エネルギー硬化性樹脂１９１は、例えば、熱またはUV光をエネルギーとして与え、所定の時間放置することで、硬化する。硬化中には、上型２０１を下方向に押し込んだり、アライメントをすることにより、エネルギー硬化性樹脂１９１の収縮による変形を最小限に抑制することができる。
エネルギー硬化性樹脂１９１の代わりに、熱可塑性樹脂を用いても良い。その場合には、図１６のEに示される状態において、上型２０１と下型１８１を昇温することでエネルギー硬化性樹脂１９１がレンズ形状に成形され、冷却することで硬化する。
次に、図１６のFに示されるように、上型２０１と下型１８１の位置を制御する制御装置が、上型２０１を上方向、下型１８１を下方向へ移動させて、上型２０１と下型１８１を担体基板８１Waから離型する。上型２０１と下型１８１が担体基板８１Waから離型されると、担体基板８１Waの貫通孔８３ａの内側に、レンズ樹脂部８２ａが形成されている。
なお、担体基板８１Waと接触する上型２０１と下型１８１の表面をフッ素系またはシリコン系等の離型剤でコーティングしてもよい。そのようにすることにより、上型２０１と下型１８１から担体基板８１Waを容易に離型することができる。また、担体基板８１Waとの接触面から容易に離型する方法として、フッ素含有DLC（Diamond Like Carbon）等の各種コーティングを行ってもよい。
次に、図１６のGに示されるように、担体基板８１Waとレンズ樹脂部８２ａの表面に上側表面層１２２が形成され、担体基板８１Waとレンズ樹脂部８２ａの裏面に、下側表面層１２３が形成される。上側表面層１２２及び下側表面層１２３の成膜前後において、必要に応じてCMP（Chemical Mechanical Polishing）等を行うことで、担体基板８１Waの表側平坦部１７１と裏側平坦部１７２を平坦化してもよい。
以上のように、担体基板８１Waに形成された貫通孔８３ａに、エネルギー硬化性樹脂１９１を上型２０１と下型１８１を用いて加圧成型（インプリント）することで、レンズ樹脂部８２ａを形成し、レンズ付き基板４１ａを製造することができる。
光学転写面１８２及び光学転写面２０２の形状は、上述した凹形状に限定されるものではなく、レンズ樹脂部８２ａの形状に応じて適宜決定される。図３を参照して説明したように、レンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのレンズ形状は、光学系設計により導出された様々な形状をとることができ、例えば、両凸形状、両凹形状、平凸形状、平凹形状、凸メニスカス形状、凹メニスカス形状、更には高次非球面形状などでもよい。
また、光学転写面１８２及び光学転写面２０２の形状は、形成後のレンズ形状がモスアイ構造となる形状とすることもできる。
上述した製造方法によれば、エネルギー硬化性樹脂１９１の硬化収縮によるレンズ樹脂部８２ａどうしの平面方向の距離の変動を、担体基板８１Waの介在によって断ち切ることができるので、レンズ距離間精度を高精度に制御することができる。また、強度の弱いエネルギー硬化性樹脂１９１を、強度の強い担体基板８１Waによって補強する効果がある。これにより、ハンドリング性の良いレンズを複数配置したレンズアレイ基板を提供することができるとともに、レンズアレイ基板の反りを抑制できる効果を有する。
次に、図１７のフローチャートを参照して、レンズ付き単層基板４１の製造処理について説明する。
初めに、ステップＳ１１において、必要となる担体基板８１Wの厚さに応じて、単層担体基板８１Wが薄肉化される。薄肉化の必要が無い場合は、このステップは省略することができる。
ステップＳ１２において、担体基板８１W（単層担体基板８１W）に貫通孔８３が形成される。
ステップＳ１３において、下型１８１の上に担体基板８１Wが配置される。ステップＳ１４において、担体基板８１Wの貫通孔８３にエネルギー硬化性樹脂１９１が充填される。
ステップＳ１５において、担体基板８１Wの上に上型２０１が配置される。ステップＳ１６において、エネルギー硬化性樹脂１９１の硬化処理が行われる。ステップＳ１７において、上型２０１と下型１８１が担体基板８１Wから離型される。これらの処理により、図１６のFに示したように、担体基板８１Wの貫通孔８３にレンズ樹脂部８２が形成される。
ステップＳ１８において、担体基板８１Wとレンズ樹脂部８２Ｗの光入射側表面に上側表面層１２２が成膜され、光出射側表面に下側表面層１２３が成膜される。
ステップＳ１９において、積層レンズ構造体１１において最も光入射側に積層されるレンズ付き基板４１Ｗを製造する場合、レンズ樹脂部８２Ｗの担持部９２の光入射側表面に、遮光膜１２１が成膜される。積層レンズ構造体１１のその他の層として用いられるレンズ付き基板４１Ｗを製造する場合、この処理は省略することができる。
以上により、レンズ付き単層基板４１が完成する。
＜８．レンズ付き積層基板４１の製造方法＞
次に、図１８のフローチャートを参照して、レンズ付き積層基板４１の製造処理について説明する。
次に、図１８のフローチャートを参照して、レンズ付き積層基板４１の製造処理について説明する。
なお、図１８の説明に際しては、必要に応じて図１９を参照して説明する。図１９は、個片化された状態のレンズ付き積層基板４１の製造工程を示す図であるが、基板状態のレンズ付き積層基板４１Ｗであっても同様である。
初めに、ステップＳ４１において、担体基板８１a（積層担体基板８１a）を構成する複数枚の担体構成基板８０aが、所望の厚さに薄肉化される。薄肉化の必要が無い担体構成基板８０aについては、このステップは省略することができる。
ステップＳ４２において、複数枚の担体構成基板８０どうしが接合される。例えば、図１９のAおよびBに示されるように、２枚の担体構成基板８０ａ１および担体構成基板８０ａ２が、直接接合により貼り合わされる。貼り合わされた基板が、担体基板８１a（積層担体基板８１a）となる。
なお、ステップＳ４１とステップＳ４２の処理は入れ替えてもよい。すなわち、複数枚の担体構成基板８０どうしを接合した後、所望の厚さに薄肉化する工程を実施してもよい。
ステップＳ４３において、図１９のCに示されるように、担体基板８１aに貫通孔８３ａが形成される。
ステップＳ４４において、下型１８１の上に担体基板８１aが配置される。ステップＳ４５において、担体基板８１aの貫通孔８３ａにエネルギー硬化性樹脂１９１が充填される。
ステップＳ４６において、担体基板８１aの上に上型２０１が配置される。ステップＳ４７において、エネルギー硬化性樹脂１９１の硬化処理が行われる。ステップＳ４８において、上型２０１と下型１８１が担体基板８１aから離型される。これらの処理により、図１９のＤに示されるように、担体基板８１aの貫通孔８３ａにレンズ樹脂部８２ａが形成される。
ステップＳ４９において、担体基板８１aとレンズ樹脂部８２aの光入射側表面に上側表面層１２２が成膜され、光出射側表面に下側表面層１２３が成膜される。
ステップＳ５０において、積層レンズ構造体１１において最も光入射側に積層されるレンズ付き基板４１ａを製造する場合、レンズ樹脂部８２ａの担持部９２の光入射側表面に、遮光膜１２１が成膜される。積層レンズ構造体１１のその他の層として用いられるレンズ付き基板４１Ｗを製造する場合、この処理は省略することができる。
以上により、レンズ付き積層基板４１が完成する。
＜９．レンズ付き基板どうしの直接接合＞
次に、複数のレンズ付き基板４１が形成された基板状態のレンズ付き基板４１Wどうしの直接接合について説明する。
次に、複数のレンズ付き基板４１が形成された基板状態のレンズ付き基板４１Wどうしの直接接合について説明する。
具体的には、図２０のAに示される、複数のレンズ付き基板４１ａが形成された基板状態のレンズ付き基板４１Waと、図２０のBに示される、複数のレンズ付き基板４１ｂが形成された基板状態のレンズ付き基板４１Wbとの直接接合について説明する。
なお、図２０および図２１の基板状態のレンズ付き基板４１Waでは、担体構成基板８０の貼り合わせ面を示す破線が図示されていないが、レンズ付き基板４１Waは、複数枚の担体構成基板８０を貼り合わせた積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１Waである。
図２１は、基板状態のレンズ付き基板４１Waと、基板状態のレンズ付き基板４１Wbとの直接接合を説明する図である。
なお、図２１では、レンズ付き基板４１Waの各部と対応するレンズ付き基板４１Wbの部分には、レンズ付き基板４１Waと同じ符号を付して説明する。
レンズ付き基板４１Waとレンズ付き基板４１Wbの上側表面には、上側表面層１２２が形成されている。レンズ付き基板４１Waとレンズ付き基板４１Wbの下側表面には、下側表面層１２３が形成されている。そして、図２１のAに示されるように、レンズ付き基板４１Waと４１Waの接合される面となる、レンズ付き基板４１Waの裏側平坦部１７２を含む下側表面全体、及び、レンズ付き基板４１Wbの表側平坦部１７１を含む上側表面全体に、プラズマ活性処理が施される。プラズマ活性処理に使用されるガスは、O2、N2、He、Ar、H2などプラズマ処理可能なガスであれば何でもよい。ただし、プラズマ活性処理に使用されるガスとして、上側表面層１２２及び下側表面層１２３の構成元素と同じガスを使用すると、上側表面層１２２及び下側表面層１２３の膜自体の変質を抑制することができるので、好ましい。
そして、図２１のBに示されるように、活性化された表面状態のレンズ付き基板４１Waの裏側平坦部１７２と、レンズ付き基板４１Wbの表側平坦部１７１とが貼り合わされる。
このレンズ付き基板どうしの貼り合わせ処理により、レンズ付き基板４１Waの下側表面層１２３の表面のOH基の水素とレンズ付き基板４１Wbの上側表面層１２２の表面のOH基の水素との間に水素結合が生じる。これにより、レンズ付き基板４１Waとレンズ付き基板４１Wbとが固定される。このレンズ付き基板どうしの貼り合わせ処理は、大気圧の条件下で行い得る。
上記貼り合わせ処理を行ったレンズ付き基板４１Waとレンズ付き基板４１Wbに、アニール処理を加える。これによりOH基どうしが水素結合した状態から脱水縮合が起きて、レンズ付き基板４１Waの下側表面層１２３と、レンズ付き基板４１Wbの上側表面層１２２との間に、酸素を介した共有結合が形成される。あるいは、レンズ付き基板４１Waの下側表面層１２３に含まれる元素と、レンズ付き基板４１Wbの上側表面層１２２に含まれる元素とが共有結合する。これらの結合により、２枚のレンズ付き基板４１Wが強固に固定される。このように、上側に配置したレンズ付き基板４１Wの下側表面層１２３と、下側に配置したレンズ付き基板４１Wの上側表面層１２２との間に共有結合が形成され、これによって２枚のレンズ付き基板４１Wが固定されることを、本明細書では直接接合と呼ぶ。例えば、複数枚のレンズ付き基板を基板全面に渡って樹脂によって固着する方法では、樹脂の硬化収縮や熱膨張とこれによるレンズの変形の懸念がある。これに対して、本技術の直接接合は、複数枚のレンズ付き基板４１Wを固定する際に樹脂を用いないため、これによる硬化収縮や熱膨張を起こすことなく、複数枚のレンズ付き基板４１Wを固定することができる、という作用または効果をもたらす。
上記アニール処理も、大気圧の条件下で行い得る。このアニール処理は、脱水縮合を行うため、１００℃以上または１５０℃以上もしくは２００℃以上で行い得る。一方、このアニール処理は、レンズ樹脂部８２を形成するためのエネルギー硬化性樹脂１９１を熱から保護する観点やエネルギー硬化性樹脂１９１からの脱ガスを抑える観点から、４００℃以下または３５０℃以下もしくは３００℃以下で行い得る。
上記レンズ付き基板４１Wどうしの貼り合わせ処理あるいは上記レンズ付き基板４１Wどうしの直接接合処理を、仮に大気圧以外の条件下で行った場合には、接合されたレンズ付き基板４１Waとレンズ付き基板４１Wbを大気圧の環境に戻すと、接合されたレンズ樹脂部８２とレンズ樹脂部８２との間の空間と、レンズ樹脂部８２の外部との圧力差が生じてしまう。この圧力差により、レンズ樹脂部８２に圧力が加わり、レンズ樹脂部８２が変形してしまう懸念がある。
上記レンズ付き基板４１Wどうしの貼り合わせ処理あるいは上記レンズ付き基板４１Wどうしの直接接合処理の双方を、大気圧の条件下で行うことは、接合を大気圧以外の条件下で行った場合に懸念されるレンズ樹脂部８２の変形を回避することができる、という作用または効果をもたらす。
プラズマ活性処理を施した基板を直接接合する、言い換えればプラズマ接合することで、例えば、接着剤として樹脂を用いた場合のような流動性、熱膨張を抑制することができるので、レンズ付き基板４１Waとレンズ付き基板４１Wbを接合する際の位置精度を向上させることができる。
レンズ付き基板４１Waの裏側平坦部１７２と、レンズ付き基板４１Wbの表側平坦部１７１には、上述したように、上側表面層１２２または下側表面層１２３が成膜されている。この上側表面層１２２及び下側表面層１２３は、先に行ったプラズマ活性処理により、ダングリングボンドが形成されやすくなっている。即ち、レンズ付き基板４１Waの裏側平坦部１７２に成膜した下側表面層１２３と、レンズ付き基板４１Wbの表側平坦部１７１に成膜した上側表面層１２２は、接合強度を増加させる役割も有している。
また、上側表面層１２２または下側表面層１２３が酸化膜で構成されている場合には、プラズマ（O2）による膜質変化の影響を受けないため、レンズ樹脂部８２に対しては、プラズマによる腐食を抑制する効果も有する。
以上のように、複数のレンズ付き基板４１ａが形成された基板状態のレンズ付き基板４１Waと、複数のレンズ付き基板４１ｂが形成された基板状態のレンズ付き基板４１Wbが、プラズマによる表面活性化処理を施したうえで直接接合される、言い換えれば、プラズマ接合を用いて接合される。
図２２は、図２１を参照して説明した基板状態のレンズ付き基板４１Wどうしの接合方法を用いて、図２の積層レンズ構造体１１に対応する５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅを基板状態で積層する第１の積層方法を示している。
最初に、図２２のAに示されるように、積層レンズ構造体１１において最下層に位置する基板状態のレンズ付き基板４１Weが用意される。
次に、図２２のBに示されるように、積層レンズ構造体１１において下から２層目に位置する基板状態のレンズ付き基板４１Wdが、基板状態のレンズ付き基板４１Weの上に接合される。
次に、図２２のCに示されるように、積層レンズ構造体１１において下から３層目に位置する基板状態のレンズ付き基板４１Wcが、基板状態のレンズ付き基板４１Wdの上に接合される。
次に、図２２のDに示されるように、積層レンズ構造体１１において下から４層目に位置する基板状態のレンズ付き基板４１Wbが、基板状態のレンズ付き基板４１Wcの上に接合させる。
次に、図２２のEに示されるように、積層レンズ構造体１１において下から５層目に位置する基板状態のレンズ付き基板４１Waが、基板状態のレンズ付き基板４１Wbの上に接合される。
最後に、図２２のFに示されるように、積層レンズ構造体１１においてレンズ付き基板４１ａの上層に位置する絞り板５１Wが、基板状態のレンズ付き基板４１Waの上に接合される。
以上のように、基板状態の５枚のレンズ付き基板４１Wa乃至４１Weを、積層レンズ構造体１１における下層のレンズ付き基板４１Wから、上層のレンズ付き基板４１Wへと、１枚ずつ順番に積層していくことで、基板状態の積層レンズ構造体１１Wが得られる。
図２３は、図２１を参照して説明した基板状態のレンズ付き基板４１Wどうしの接合方法を用いて、図２の積層レンズ構造体１１に対応する５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅを基板状態で積層する第２の積層方法を示している。
最初に、図２３のAに示されるように、積層レンズ構造体１１においてレンズ付き基板４１ａの上層に位置する絞り板５１Wが用意される。
次に、図２３のBに示されるように、積層レンズ構造体１１において最上層に位置する基板状態のレンズ付き基板４１Waが、上下を反転させたうえで、絞り板５１Wの上に接合される。
次に、図２３のCに示されるように、積層レンズ構造体１１において上から２層目に位置する基板状態のレンズ付き基板４１Wbが、上下を反転させたうえで、基板状態のレンズ付き基板４１Waの上に接合される。
次に、図２３のDに示されるように、積層レンズ構造体１１において上から３層目に位置する基板状態のレンズ付き基板４１Wcが、上下を反転させたうえで、基板状態のレンズ付き基板４１Wbの上に接合される。
次に、図２３のEに示されるように、積層レンズ構造体１１において上から４層目に位置する基板状態のレンズ付き基板４１Wdが、上下を反転させたうえで、基板状態のレンズ付き基板４１Wcの上に接合される。
最後に、図２３のFに示されるように、積層レンズ構造体１１において上から５層目に位置する基板状態のレンズ付き基板４１Weが、上下を反転させたうえで、基板状態のレンズ付き基板４１Wdの上に接合される。
以上のように、基板状態の５枚のレンズ付き基板４１Wa乃至４１Weを、積層レンズ構造体１１における上層のレンズ付き基板４１Wから、下層のレンズ付き基板４１Wへと、１枚ずつ順番に積層していくことで、基板状態の積層レンズ構造体１１Wが得られる。
図２２または図２３で説明した積層方法により積層した基板状態の５枚のレンズ付き基板４１Wa乃至４１Weは、ブレード若しくはレーザなどを用いてモジュール単位またはチップ単位に個片化されることで、５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅが積層された積層レンズ構造体１１となる。
＜１０．積層レンズ構造体１１の第２構成例＞
次に、カメラモジュール１に組み込み可能な、積層レンズ構造体１１のその他の構成例について説明する。
次に、カメラモジュール１に組み込み可能な、積層レンズ構造体１１のその他の構成例について説明する。
図２４は、積層レンズ構造体１１の第２構成例を示す断面図である。
第２構成例では、上述した第１構成例と比較して異なる部分について、例えば、レンズ付き積層基板４１ａを、レンズ付き積層基板４１ａ’のように、符号にダッシュ（’）を付加して表す。後述する第３構成例以降についても同様である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されていた。
これに対して、図２４の第２構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ’乃至４１ｅのうち、最下層のレンズ付き基板４１ｅのみが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されており、他の４枚のレンズ付き基板４１ａ’乃至４１ｄは、単層担体基板８１を用いたレンズ付き単層基板４１で構成されている。
換言すれば、第１構成例における最上層の積層担体基板８１ａを用いたレンズ付き積層基板４１ａが、第２構成例では、単層担体基板８１ａ’を用いたレンズ付き単層基板４１ａ’に変更されている。
第２構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
以上のように、第２構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、最下層のレンズ付き基板４１ｅに関して、第１構成例と同様の構造を備えている。これにより、第１構成例において最下層のレンズ付き基板４１ｅに起因してもたらされる作用効果と同様の作用効果が、第２構成例においてももたらされる。
＜１１．積層レンズ構造体１１の第３構成例＞
図２５は、積層レンズ構造体１１の第３構成例を示す断面図である。
図２５は、積層レンズ構造体１１の第３構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されていた。
これに対して、図２５の第３構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅ’のうち、最上層のレンズ付き基板４１ａのみが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されており、他の４枚のレンズ付き基板４１ｂ乃至４１ｅ’は、単層担体基板８１を用いたレンズ付き単層基板４１で構成されている。
換言すれば、第１構成例における最下層の積層担体基板８１ｅを用いたレンズ付き積層基板４１ｅが、第３構成例では、単層担体基板８１ｅ’を用いたレンズ付き単層基板４１ｅ’に変更されている。
第３構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
以上のように、第３構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、最上層のレンズ付き基板４１ａに関して、第１構成例と同様の構造を備えている。これにより、第１構成例において最上層のレンズ付き基板４１ａに起因してもたらされる作用効果と同様の作用効果が、第３構成例においてももたらされる。
＜１２．積層レンズ構造体１１の第４構成例＞
図２６は、積層レンズ構造体１１の第４構成例を示す断面図である。
図２６は、積層レンズ構造体１１の第４構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されていた。
これに対して、図２６の第４構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ’乃至４１ｅ’のうち、中間層の１つである第４層のレンズ付き基板４１ｄ’のみが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されており、他の４枚のレンズ付き基板４１ａ’乃至４１ｃおよび４１ｅ’は、単層担体基板８１を用いたレンズ付き単層基板４１で構成されている。
換言すれば、第１構成例における最上層の積層担体基板８１ａを用いたレンズ付き積層基板４１ａと、最下層の積層担体基板８１ｅを用いたレンズ付き積層基板４１ｅが、第３構成例では、単層担体基板８１ａ’を用いたレンズ付き単層基板４１ａ’と、単層担体基板８１ｅ’を用いたレンズ付き単層基板４１ｅ’に変更されている。
また、第１構成例における第４層の単層担体基板８１ｄを用いたレンズ付き単層基板４１ｄが、第４構成例では、積層担体基板８１ｄ’を用いたレンズ付き積層基板４１ｄ’に変更されている。積層担体基板８１ｄ’は、２枚の担体構成基板８０ｄ１および８０ｄ２の貼り合わせで構成されている。
第４構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
第４構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、積層担体基板８１ｄ’を用いたレンズ付き積層基板４１ｄ’を備えることにより、積層担体基板８１およびレンズ付き積層基板４１を備えない積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１と比較して、より厚さの厚いレンズを用いることができる、という作用効果がもたらされる。
さらに、第４構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、厚さの厚いレンズを必ずしも必要としないレンズについては、単層担体基板８１を用いて担体基板８１の厚さを薄くすることで、レンズ付き基板４１として全て積層担体基板８１を用いた積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１と比較して、積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１の高さを小さくすることができる、という作用効果がもたらされる。
以上のように、第４構成例に係る積層レンズ構造体１１によれば、多様な光学パラメータに対応可能な積層レンズ構造体を提供することができる。
＜１３．積層レンズ構造体１１の第５構成例＞
図２７のAは、積層レンズ構造体１１の第５構成例を示す断面図である。
図２７のAは、積層レンズ構造体１１の第５構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されていた。
また、レンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅにおいて、レンズ樹脂部８２ａ乃至８２ｅの厚みおよび形状が、対応する担体基板８１ａ乃至８１ｅの上面および下面から飛び出さない厚みおよび形状となっていた。
これに対して、図２７のAの第５構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、中間層の１つである第３層のレンズ付き基板４１ｃ’のレンズ樹脂部８２ｃ’の厚みおよび形状が、対応する担体基板８１ｃの下面から飛び出した厚みおよび形状となっている。
言い換えれば、レンズ樹脂部８２ｃ’は、担体基板８１ｃの下面内側から下面外側へと、延在している。このように、レンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２ｃ’の下面が、レンズ樹脂部８２ｃ’を担持する担体基板８１ｃの下面よりも下側に延在しているレンズを、飛び出しレンズと称する。また、飛び出しレンズを備えるレンズ付き基板４１を、飛び出しレンズ付き基板４１とも称する。
なお、飛び出しレンズは、以下の(a)、(b)、または(c)のいずれかの延在構造を備えるものをいう。
(a)レンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２ｃ’の下面が、レンズ樹脂部８２ｃ’を担持する担体基板８１ｃの下面よりも下側に延在しているレンズ、
(b)レンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２ｃ’の上面が、レンズ樹脂部８２ｃ’を担持する担体基板８１ｃの上面よりも上側に延在しているレンズ、
(c)レンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２’ｃが、担体基板８１ｃの厚みより上下方向へと延在しているレンズ
(a)レンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２ｃ’の下面が、レンズ樹脂部８２ｃ’を担持する担体基板８１ｃの下面よりも下側に延在しているレンズ、
(b)レンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２ｃ’の上面が、レンズ樹脂部８２ｃ’を担持する担体基板８１ｃの上面よりも上側に延在しているレンズ、
(c)レンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２’ｃが、担体基板８１ｃの厚みより上下方向へと延在しているレンズ
第５構成例に係る積層レンズ構造体１１は、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’の一部を、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’に隣接して配置されたレンズ付き基板４１ｄの貫通孔８３内へ配置した構造であって、隣接して配置されたレンズ付き基板４１ｄは、単層担体基板８１を用いたレンズ付き単層基板４１で構成される構造を有する。
第５構成例に係る積層レンズ構造体１１は、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、中間層の１つであるレンズ付き基板４１ｃ’が飛び出しレンズを備える飛び出しレンズ付き基板４１であることを、第１の特徴とする。
第５構成例に係る積層レンズ構造体１１は、飛び出しレンズ付き基板４１（前者）と、その下方に隣接して配置した別のレンズ付き基板４１（後者）とを備え、前者に備わる飛び出しレンズのレンズ樹脂部８２が、前者の貫通孔８３の内部から延在し、後者の貫通孔８３内にも存在することを、第２の特徴とする。
以下、１枚の飛び出しレンズ付き基板４１ともう１枚のレンズ付き基板４１とを備えた構造において、下方のレンズ付き基板４１に備わる貫通孔８３内に、上方の飛び出しレンズ付き基板４１に備わるレンズ樹脂部８２の一部が存在している構造を、上方の飛び出しレンズを下方のレンズ付き基板４１で受ける構造、あるいは、上方の飛び出しレンズ付き基板４１を下方のレンズ付き基板４１で受ける構造、と称する。
飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’のレンズ樹脂部８２ｃ’のレンズ部９１の厚さT1は、飛び出しレンズを備えない単層担体基板８１を用いた他のレンズ付き単層基板４１のレンズ樹脂部８２のレンズ部９１の厚さT1よりも、厚くすることができる。なお、レンズ部９１の厚さT1の定義は、先に図４および図５を参照して説明したとおりである。
具体的には、図２７のBに示されるように、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’のレンズ樹脂部８２ｃ’のレンズ部９１の厚さT1cは、飛び出しレンズを備えない単層担体基板８１を用いた他のレンズ付き単層基板４１ｂおよび４１ｄのレンズ樹脂部８２ｂおよび８２ｄのレンズ部９１の厚さT1ｂおよびT1dのいずれか一方あるいは両方よりも、厚くすることができる。
第５構成例に係る積層レンズ構造体１１は、上記の構造を備えることにより、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’の一部が配置されるレンズ付き基板４１ｄの貫通孔８３内に存在するレンズ樹脂部８２の厚さT2の合計は、他のレンズ付き単層基板４１の貫通孔８３内に存在するレンズ樹脂部８２の厚さT2よりも厚くなり得る。
図２７のCを参照して具体的に説明する。飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄの貫通孔８３ｄ内には、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’の一部と、レンズ付き基板４１ｄが備えるレンズ樹脂部８２ｄとが、存在する。この構造において、貫通孔８３ｄ内に存在するレンズ樹脂部８２ｄの厚さは、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の下面から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’の厚さT2c2とレンズ樹脂部８２ｄの厚さT2ｄの合計（T2c2＋T2ｄ）となる。これによって定義される貫通孔８３ｄ内に存在するレンズ樹脂部８２ｄの厚さは、他のレンズ付き単層基板４１ｂおよび４１ｃの貫通孔８３内に存在するレンズ樹脂部８２の厚さT2ｂおよびT2c1のいずれか一方あるいは両方よりも、厚くなり得る。
第５構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
第５構成例に係る積層レンズ構造体１１で採用された飛び出しレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２ｃ’の形状は、図２７に示した形状以外にも、様々な形状を採用することができる。
第５構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１によれば、飛び出しレンズ付き基板４１とこれを受けるレンズ付き基板４１との双方を備えることにより、この構造を備えない積層レンズ構造体１１（例えば第１構成例に係る積層レンズ構造体１１）およびこれを用いたカメラモジュール１と比較して、同じ高さの積層レンズ構造体１１および同じ高さのカメラモジュール１において、より厚さの厚いレンズを用いることができる、という作用効果がもたらされる。
一般的に、レンズはその直径を大きくするほど、レンズの厚さは厚くする必要がある。第５構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、この構造を備えない積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール1と比較して、同じ高さの積層レンズ構造体１１および同じ高さのカメラモジュール１において、より厚さの厚いレンズを用いることを可能にすることで、より直径の大きなレンズを用いることを可能にする、という作用効果ももたらされる。
あるいはまた、第５構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、この構造を備えない積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１と比較して、カメラモジュール１に備わるレンズを、その下方に隣接するレンズへより近い距離に配置することができる、という作用効果がもたらされる。例えば、先行技術文献として提示した特許文献１の図２に記載のように、大きく凸上に湾曲したレンズを、隣接するレンズと近接させるレンズ配置を、担体基板８１中の貫通孔８３にレンズ樹脂部８２を形成した積層レンズ構造体１１においても実現し得る、という作用効果がもたらされる。
以上のように、本開示の積層レンズ構造体１１によれば、多様な光学パラメータに対応可能な積層レンズ構造体を提供することができる。
図２８を参照して、飛び出しレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２ｃ’の形状とそれによってもたらされる作用効果について、さらに説明する。
なお、図２８では、比較を簡単にするため、３枚のレンズ付き基板４１ｘ乃至４１ｚの積層構造を有する積層レンズ構造体１１を用いて説明する。
図２８の上段（図２８のA乃至C）の積層レンズ構造体１１は、中間層のレンズ付き基板４１ｙが、両面が凸面形状のレンズ樹脂部８２ｙを備える構造である。
図２８の上段の３つの積層レンズ構造体１１のうち、左側に配置された図２８のAの積層レンズ構造体１１は、中間層のレンズ付き基板４１ｙが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１の例である。中央および右側に配置された図２８のＢおよびCの積層レンズ構造体１１は、図２８のAの中間層のレンズ付き基板４１ｙを、飛び出しレンズ付き基板４１に変更した例である。
図２８の中段（図２８のＤ乃至Ｆ）の積層レンズ構造体１１は、中間層のレンズ付き基板４１ｙが、一方の面が凸面形状、もう一方の面が凹面形状のレンズ樹脂部８２ｙを備える構造である。
図２８の中段の３つの積層レンズ構造体１１のうち、左側に配置された図２８のＤの積層レンズ構造体１１は、中間層のレンズ付き基板４１ｙが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１の例である。中央および右側に配置された図２８のＥおよびＦの積層レンズ構造体１１は、図２８のＤの中間層のレンズ付き基板４１ｙを、飛び出しレンズ付き基板４１に変更した例である。
図２８の下段（図２８のＧおよびＨ）の積層レンズ構造体１１は、真ん中のレンズ付き基板４１ｙが、非球面形状のレンズ樹脂部８２ｙを備える構造である。
図２８の下段の２つの積層レンズ構造体１１のうち、左側に配置された図２８のＧの積層レンズ構造体１１は、中間層のレンズ付き基板４１ｙが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１の例である。中央に配置された図２８のＨの積層レンズ構造体１１は、図２８のＧの中間層のレンズ付き基板４１ｙを、飛び出しレンズ付き基板４１に変更した例である。
図２８のAとBに示すレンズ樹脂部８２ｙ、図２８のDとEに示すレンズ樹脂部８２ｙ、あるいは、図２８のGとHに示すレンズ樹脂部８２ｙを比較すると分かるように、複数枚のレンズ付き基板４１の少なくとも１枚に飛び出しレンズ付き基板４１を用いた積層レンズ構造体１１は、飛び出しレンズ付き基板４１を用いない場合と比較して、レンズ部９１の厚さT1（図４、図５）を大きくしたり、レンズ樹脂部８２の厚さT2（図４、図５）を大きくしたり、レンズ部９１の曲率を大きくしたりすることができる。
また、図２８のAとCに示すレンズ樹脂部８２ｙ、あるいは、図２８のDとFに示すレンズ樹脂部８２ｙを比較すると分かるように、複数枚のレンズ付き基板４１の少なくとも１枚に飛び出しレンズ付き基板４１を用いた積層レンズ構造体１１は、飛び出しレンズ付き基板４１を用いない場合と比較して、レンズ付き基板４１に備わる担体基板８１ｙの厚さとレンズ部９１の曲率を変えることなく、レンズ部９１の曲率半径を大きくしたりすることができる。
さらに、隣接するレンズ付き基板４１のレンズ間隔を小さくすることができ、これにより、カメラモジュール１の高さ方向の大きさを小さくすることができる。
また、図２８のDとEの積層レンズ構造体１１を比較して分かるように、隣接するレンズ樹脂部８２の間隔を小さくすることで、レンズ部９１の曲率を大きくすることができる、という１次的な作用効果がもたらされ、曲率の大きなレンズが使用できるようになることで、例えば、カメラモジュール１の高さ方向の大きさを小さくできる可能性が高まる、という２次的な作用効果がもたらされる。
＜１４．積層レンズ構造体１１の第６構成例＞
図２９は、積層レンズ構造体１１の第６構成例を示す断面図である。
図２９は、積層レンズ構造体１１の第６構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのそれぞれが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１で構成されていた。
これに対して、図２９の第６構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、中間層の２枚のレンズ付き基板４１ｃ’および４１ｄ’が、飛び出しレンズ付き基板４１となっている。より具体的には、レンズ付き基板４１ｃ’は、単層担体基板８１ｃに、飛び出しレンズであるレンズ樹脂部８２ｃ’を備える。レンズ付き基板４１ｄ’は、単層担体基板８１ｄに、飛び出しレンズであるレンズ樹脂部８２ｄ’を備える。そして、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’の一部が、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’に隣接して配置されたレンズ付き積層基板４１ｄの貫通孔８３ｄ内へ配置されている。
第６構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
したがって、図２９の積層レンズ構造体１１は、単層担体基板８１ｃに飛び出しレンズを備える飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’を、単層担体基板８１ｄに飛び出しレンズを備える飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’で受ける構造となっている。
上側に配置された飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’を、下側に配置されたレンズ付き基板４１ｄ’が受ける構造に関して、第５構成例に係る図２７では、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’を、レンズ付き単層基板４１ｄで受ける構造を例示した。これに対して、図２９に示す第６構成例では、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’を、飛び出しレンズ付き単層基板４１ｄ’で受ける構造となっている。
第６構成例のように、飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄ’も飛び出しレンズを備えると、この構造を備えない積層レンズ構造体１１、例えば第５構成例に係る積層レンズ構造体１１と比較して、レンズ付き基板４１ｄ’に備わるレンズを、より下方に配置することができる。飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄ’に備わるレンズを、より下方に配置できると、上側に配置された飛び出る側のレンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２ｃ’は、より大きく飛び出ることが可能となる。言い換えると、飛び出る側のレンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２ｃ’のレンズ部９１の厚さT1を、より大きくすることができる。
このように、第６構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、第５構成例と同様に飛び出しレンズを備え、なおかつ飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄ’も飛び出しレンズを備えることにより、第５構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１においてもたらされる作用効果を、より大きくもたらすことができる。
なお、図２９に示した第６構成例において、飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄ’に備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’側の表面形状）が、凸レンズである場合と、凹レンズまたは非球面レンズである場合とを比較すると、後者の方がレンズの上端を下方に配置することができる。
このため、第６構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１がもたらす上述の作用効果は、飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄ’に備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’側の表面形状）が、凸レンズである場合よりも、凹レンズまたは非球面レンズである場合において、より大きくもたらされる。
＜１５．積層レンズ構造体１１の第７構成例＞
図３０は、積層レンズ構造体１１の第７構成例を示す断面図である。
図３０は、積層レンズ構造体１１の第７構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのそれぞれが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１で構成されていた。
これに対して、図３０の第７構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、第４層のレンズ付き基板４１ｄ’が飛び出しレンズ付き基板４１となっている。そして、飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｄ’の一部が、飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’に隣接して配置された最下層のレンズ付き積層基板４１ｅの貫通孔８３ｅ内へ配置されている。
第７構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
したがって、図３０の積層レンズ構造体１１は、単層担体基板８１ｄに飛び出しレンズを備える第４層の飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’を、積層担体基板８１ｅを用いた最下層のレンズ付き基板４１ｅで受ける構造となっている。
飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’のレンズ樹脂部８２ｄ’のレンズ部９１の厚さT1が、飛び出しレンズを備えない単層担体基板８１を用いた他のレンズ付き単層基板４１ｂおよび４１ｃのレンズ樹脂部８２のレンズ部９１の厚さT1よりも厚い点は、図２７と同様である。
第１構成例の積層レンズ構造体１１がもたらす作用効果として図３を参照して説明したように、積層レンズ構造体１１に備わる複数枚のレンズ付き基板４１の中でも、最下層のレンズ付き基板４１ｅは、厚さの厚い担体基板８１を備えることが望ましい。最下層のレンズ付き基板４１ｅが、厚さの厚い担体基板８１を備えると、それに備わる貫通孔８３の深さも深くなる。
上側に配置された飛び出しレンズ付き基板４１から飛び出たレンズ樹脂部８２を、下側に配置されたレンズ付き基板４１が受ける構造に関して、レンズを受ける側となるレンズ付き基板４１が、最下層のレンズ付き基板４１ｅである図３０の第７構成例と、最下層以外のレンズ付き基板４１（具体的には、第３層のレンズ付き基板４１ｃ’）である図２７の第５構成例とを比較すると、飛び出しレンズを受ける基板が、深い貫通孔８３を備えた最下層のレンズ付き基板４１ｅとなる第７構成例の方が、これよりも浅い貫通孔８３を備えた最下層以外のレンズ付き基板４１となる第５構成例よりも、上側に配置した飛び出しレンズ付き基板４１から飛び出すレンズ樹脂部８２の大きさを大きくし得る、という作用効果がもたらされる。
このように、第７構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、第５構成例と同様に飛び出しレンズを備え、さらに、飛び出しレンズを最下層のレンズ付き基板４１ｅで受けることにより、第５構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１においてもたらされる作用効果を、より大きくもたらすことができる。
なお、図３０に示した第７構成例において、最下層のレンズ付き基板４１ｅに備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’側の表面形状）が、凸レンズである場合と、凹レンズまたは非球面レンズである場合とを比較すると、後者の方がレンズの上端を下方に配置することができる。
このため、第７構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール1がもたらす上述の作用効果は、最下層のレンズ付き基板４１ｅに備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’側の表面形状）が、凸レンズである場合よりも、凹レンズまたは非球面レンズである場合において、より大きくもたらされる。
＜１６．積層レンズ構造体１１の第８構成例＞
図３１は、積層レンズ構造体１１の第８構成例を示す断面図である。
図３１は、積層レンズ構造体１１の第８構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されていた。
また、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのそれぞれが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１で構成されていた。
これに対して、図３１の第８構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、第３層のレンズ付き基板４１ｃ’が飛び出しレンズ付き基板４１となっている。すなわち、レンズ付き基板４１ｃ’のレンズ樹脂部８２ｃ’の一部が、隣接して配置されたレンズ付き積層基板４１ｄ’の貫通孔８３ｄ内へ配置されている。また、第４層のレンズ付き基板４１ｄ’が積層担体基板８１ｄ’を用いたレンズ付き積層基板４１となっている。
第８構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
したがって、図３１の積層レンズ構造体１１は、単層担体基板８１ｃに飛び出しレンズを備える第３層の飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’を、積層担体基板８１ｄ’を用いた第４層のレンズ付き基板４１ｄ’で受ける構造となっている。
第１構成例として図２を参照して説明したように、積層レンズ構造体１１において、レンズ付き積層基板４１に備わる積層担体基板８１は、レンズ付き単層基板４１に備わる単層担体基板８１よりも、担体基板８１の厚さを厚く、かつ、担体基板８１に備わる貫通孔８３の深さを深くすることができる。
上側に配置された飛び出しレンズ付き基板４１から飛び出たレンズ樹脂部８２を、下側に配置されたレンズ付き基板４１が受ける構造に関して、レンズを受ける側となるレンズ付き基板４１が、レンズ付き積層基板４１（４１ｃ’）である図３１の第８構成例と、レンズ付き単層基板４１（４１ｃ’）である図２７の第５構成例とを比較すると、飛び出しレンズを受ける基板が、深い貫通孔８３を備えたレンズ付き積層基板４１となる第８構成例の方が、これよりも浅い貫通孔８３を備えたレンズ付き単層基板４１となる第５構成例よりも、上側に配置した飛び出しレンズ付き基板４１から飛び出すレンズ樹脂部８２の大きさを大きくし得る、という作用効果がもたらされる。
このように、第８構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、第５構成例と同様に飛び出しレンズを備え、さらに、飛び出しレンズをレンズ付き積層基板４１で受けることにより、第５構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１においてもたらされる作用効果を、より大きくもたらすことができる。
なお、図３１に示した第８構成例において、レンズを受ける側となるレンズ付き積層基板４１ｄ’に備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’側の表面形状）が、凸レンズである場合と、凹レンズまたは非球面レンズである場合とを比較すると、後者の方がレンズの上端を下方に配置することができる。
このため、第８構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１がもたらす上述の作用効果は、レンズを受ける側となるレンズ付き積層基板４１ｄ’に備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’側の表面形状）が、凸レンズである場合よりも、凹レンズまたは非球面レンズである場合において、より大きくもたらされる。
＜１７．積層レンズ構造体１１の第９構成例＞
図３２は、積層レンズ構造体１１の第９構成例を示す断面図である。
図３２は、積層レンズ構造体１１の第９構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されていた。
また、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのそれぞれが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１で構成されていた。
これに対して、図３２の第９構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、第３層のレンズ付き基板４１ｃ’が飛び出しレンズ付き基板４１となり、かつ、積層担体基板８１ｃ’を用いたレンズ付き積層基板４１となっている。そして、飛び出しレンズ付き積層基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’の一部が、飛び出しレンズ付き積層基板４１ｃ’に隣接して配置されたレンズ付き積層基板４１ｄの貫通孔８３ｄ内へ配置されている。積層担体基板８１ｃ’は、２枚の担体構成基板８０ｃ１および８０ｃ２の貼り合わせで構成されている。
第９構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
したがって、図３２の積層レンズ構造体１１は、積層担体基板８１ｃ’に飛び出しレンズを備える第３層の飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’を、飛び出しレンズではない、単層担体基板８１ｄを用いた第４層のレンズ付き基板４１ｄで受ける構造となっている。
第１構成例として図２を参照して説明したように、積層レンズ構造体１１において、レンズ付き積層基板４１に備わる積層担体基板８１は、レンズ付き単層基板４１に備わる単層担体基板８１よりも、担体基板８１の厚さを厚くすることができる。
上側に配置された飛び出しレンズ付き基板４１から飛び出たレンズ樹脂部８２を、下側に配置されたレンズ付き基板４１が受ける構造に関して、レンズが飛び出す側となるレンズ付き基板４１が、レンズ付き積層基板４１（４１ｃ’）である図３２の第９構成例と、レンズ付き単層基板４１（４１ｃ’）である図２７の第５構成例とを比較すると、レンズが飛び出す側となるレンズ付き基板４１が、積層担体基板８１を備えた第９構成例の方が、これよりも厚さの薄い単層担体基板８１を備えた第５構成例よりも、飛び出しレンズ付き基板４１に備わるレンズ部９１の厚さT1を厚くすることができる、という作用効果がもたらされる。
このように、第９構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、第５構成例と同様に飛び出しレンズを備え、さらに、レンズが飛び出す側となるレンズ付き基板４１が積層担体基板８１を備えることにより、第５構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１においてもたらされる作用効果を、より大きくもたらすことができる。
なお、図３２に示した第９構成例において、レンズを受ける側となるレンズ付き積層基板４１ｄに備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’側の表面形状）が、凸レンズである場合と、凹レンズまたは非球面レンズである場合とを比較すると、後者の方がレンズの上端を下方に配置することができる。
このため、第９構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１がもたらす上述の作用効果は、レンズを受ける側となるレンズ付き積層基板４１ｄに備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’側の表面形状）が、凸レンズである場合よりも、凹レンズまたは非球面レンズである場合において、より大きくもたらされる。
＜１８．積層レンズ構造体１１の第１０構成例＞
図３３は、積層レンズ構造体１１の第１０構成例を示す断面図である。
図３３は、積層レンズ構造体１１の第１０構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されていた。
また、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのそれぞれが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１で構成されていた。
これに対して、図３３の第１０構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、第３層のレンズ付き基板４１ｃ’が飛び出しレンズ付き基板４１となり、かつ、積層担体基板８１ｃ’を用いたレンズ付き積層基板４１となっている。また、第４層のレンズ付き基板４１ｄ’が飛び出しレンズを用いた飛び出しレンズ付き基板４１となっている。そして、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’の一部が、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’に隣接して配置されたレンズ付き積層基板４１ｄ’の貫通孔８３ｄ内へ配置されている。
第１０構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
したがって、図３３の積層レンズ構造体１１は、積層担体基板８１ｃ’に飛び出しレンズを備える第３層の飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’を、単層担体基板８１ｄを用いた第４層の飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’で受ける構造となっている。
上側に配置された飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’を、下側に配置されたレンズ付き基板４１ｄ’が受ける構造に関して、第９構成例に係る図３２では、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’を、レンズ付き単層基板４１ｄで受ける構造を例示していた。これに対して、図３３に示す第１０構成例では、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’を、飛び出しレンズ付き単層基板４１ｄ’で受ける構造となっている。
第１０構成例のように、飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄ’も飛び出しレンズを備えると、この構造を備えない積層レンズ構造体１１、例えば第９構成例に係る積層レンズ構造体１１と比較して、レンズ付き基板４１ｄ’に備わるレンズを、より下方に配置することができる。飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄ’に備わるレンズを、より下方に配置できると、上側に配置された飛び出る側のレンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２ｃ’は、より大きく飛び出ることが可能となる。言い換えると、飛び出る側のレンズ付き基板４１ｃ’に備わるレンズ樹脂部８２ｃ’のレンズ部９１の厚さT1を、より大きくすることができる。
このように、第１０構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、第９構成例と同様に飛び出しレンズと積層担体基板８１とを備え、さらに、飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄ’も飛び出しレンズを備えることにより、第９構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１においてもたらされる作用効果を、より大きくもたらすことができる。
なお、図３３に示した第１０構成例において、飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄ’に備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’側の表面形状）が、凸レンズである場合と、凹レンズまたは非球面レンズである場合とを比較すると、後者の方がレンズの上端を下方に配置することができる。
このため、第１０構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１がもたらす上述の作用効果は、飛び出しレンズを受ける側となるレンズ付き基板４１ｄ’に備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’側の表面形状）が、凸レンズである場合よりも、凹レンズまたは非球面レンズである場合において、より大きくもたらされる。
＜１９．積層レンズ構造体１１の第１１構成例＞
図３４は、積層レンズ構造体１１の第１１構成例を示す断面図である。
図３４は、積層レンズ構造体１１の第１１構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されていた。
また、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのそれぞれが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１で構成されていた。
これに対して、図３４の第１１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、第４層のレンズ付き基板４１ｄ’が飛び出しレンズ付き基板４１となり、かつ、積層担体基板８１ｄ’を用いたレンズ付き積層基板４１ｄとなっている。そして、飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｄ’の一部が、飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’に隣接して配置された最下層のレンズ付き積層基板４１ｅの貫通孔８３ｅ内へ配置されている。
第１１構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
したがって、図３４の積層レンズ構造体１１は、積層担体基板８１ｄ’に飛び出しレンズを備える第４層の飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’を、積層担体基板８１ｅを用いた最下層のレンズ付き基板４１ｅで受ける構造となっている。
第１構成例の積層レンズ構造体１１がもたらす作用効果として図３を参照して説明したように、積層レンズ構造体１１に備わる複数枚のレンズ付き基板４１の中でも、最下層のレンズ付き基板４１ｅは、厚さの厚い担体基板８１を備えることが望ましい。最下層のレンズ付き基板４１ｅが、厚さの厚い担体基板８１を備えると、それに備わる貫通孔８３の深さも深くなる。
上側に配置された飛び出しレンズ付き基板４１から飛び出たレンズ樹脂部８２を、下側に配置されたレンズ付き基板４１が受ける構造に関して、レンズを受ける側となるレンズ付き基板４１が、最下層のレンズ付き基板４１ｅである図３４の第１１構成例と、最下層以外のレンズ付き基板４１（４１ｄ）である図３２の第９構成例とを比較すると、飛び出しレンズを受ける基板が、深い貫通孔８３を備えた最下層のレンズ付き基板４１ｅとなる第１１構成例の方が、これよりも浅い貫通孔８３を備えた最下層以外のレンズ付き基板４１となる第９構成例よりも、上側に配置した飛び出しレンズ付き基板４１から飛び出すレンズ樹脂部８２の大きさを大きくし得る、という作用効果がもたらされる。
このように、第１１構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、第９構成例と同様に飛び出しレンズと積層担体基板８１とを備え、さらに、飛び出しレンズを最下層のレンズ付き基板４１ｅで受けることにより、第９構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１においてもたらされる作用効果を、より大きくもたらすことができる。
なお、図３４に示した第１１構成例において、最下層のレンズ付き基板４１ｅに備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’側の表面形状）が、凸レンズである場合と、凹レンズまたは非球面レンズである場合とを比較すると、後者の方がレンズの上端を下方に配置することができる。
このため、第１１構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１がもたらす上述の作用効果は、最下層のレンズ付き基板４１ｅに備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｄ’側の表面形状）が、凸レンズである場合よりも、凹レンズまたは非球面レンズである場合において、より大きくもたらされる。
＜２０．積層レンズ構造体１１の第１２構成例＞
図３５は、積層レンズ構造体１１の第１２構成例を示す断面図である。
図３５は、積層レンズ構造体１１の第１２構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されていた。
また、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのそれぞれが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１で構成されていた。
これに対して、図３５の第１２構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、第３層のレンズ付き基板４１ｃ’が飛び出しレンズ付き基板４１となり、かつ、積層担体基板８１ｃ’を用いたレンズ付き積層基板４１となっている。また、第４層のレンズ付き基板４１ｄ’が、積層担体基板８１ｄ’を用いたレンズ付き積層基板４１となっている。そして、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’から飛び出たレンズ樹脂部８２ｃ’の一部が、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’に隣接して配置されたレンズ付き積層基板４１ｄ’の貫通孔８３ｄ内へ配置されている。
第１２構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
したがって、図３５の積層レンズ構造体１１は、積層担体基板８１ｃ’に飛び出しレンズを備える第３層の飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’を、積層担体基板８１ｄ’を用いた第４層のレンズ付き積層基板４１ｄ’で受ける構造となっている。
第１構成例として図２を参照して説明したように、積層レンズ構造体１１において、レンズ付き積層基板４１に備わる積層担体基板８１は、レンズ付き単層基板４１に備わる単層担体基板８１よりも、担体基板８１の厚さを厚く、かつ、担体基板８１に備わる貫通孔８３の深さを深くすることができる。
上側に配置された飛び出しレンズ付き基板４１から飛び出たレンズ樹脂部８２を、下側に配置されたレンズ付き基板４１が受ける構造に関して、レンズを受ける側となるレンズ付き基板が、レンズ付き積層基板４１ｄ’である図３５の第１２構成例と、レンズ付き単層基板４１ｄである図３２の第９構成例とを比較すると、飛び出しレンズを受ける基板が、深い貫通孔８３を備えたレンズ付き積層基板４１となる第１２構成例の方が、これよりも浅い貫通孔８３を備えたレンズ付き単層基板４１となる第９構成例よりも、上側に配置した飛び出しレンズ付き基板４１から飛び出すレンズ樹脂部８２の大きさを大きくし得る、という作用効果がもたらされる。
このように、第１２構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１は、第９構成例と同様に飛び出しレンズと積層担体基板８１とを備え、さらに、飛び出しレンズをレンズ付き積層基板４１で受けることにより、第９構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１においてもたらされる作用効果を、より大きくもたらすことができる。
なお、図３５に示した第１２構成例において、レンズを受ける側となるレンズ付き積層基板４１ｄに備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’側の表面形状）が、凸レンズである場合と、凹レンズまたは非球面レンズである場合とを比較すると、後者の方がレンズの上端を下方に配置することができる。
このため、第１２構成例に係る積層レンズ構造体１１およびこれを用いたカメラモジュール１がもたらす上述の作用効果は、レンズを受ける側となるレンズ付き積層基板４１ｄに備わるレンズの上面形状（飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’側の表面形状）が、凸レンズである場合よりも、凹レンズまたは非球面レンズである場合において、より大きくもたらされる。
＜２１．積層レンズ構造体１１の第１３構成例＞
図３６は、積層レンズ構造体１１の第１３構成例を示す断面図である。
図３６は、積層レンズ構造体１１の第１３構成例を示す断面図である。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、最上層のレンズ付き基板４１ａと、最下層のレンズ付き基板４１ｅが、積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１で構成されていた。
また、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのそれぞれが、飛び出しレンズではないレンズ付き基板４１で構成されていた。
これに対して、図３６の第１３構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのうち、第３層のレンズ付き基板４１ｃ’が飛び出しレンズ付き基板４１となっている。また、第３層のレンズ付き基板４１ｃ’と第４層のレンズ付き基板４１ｄ’との間に、スペーサ基板４２が挿入されている。ここで、スペーサ基板４２は、レンズ付き基板４１と同様に、担体基板８１ｆに貫通孔８３ｆが形成された構造を有するが、貫通孔８３ｆの内側にレンズ樹脂部８２が配置されない構成である。図３６の例では、スペーサ基板４２の担体基板８１ｆは、単層構造の担体基板８１であるが、積層構造の担体基板８１であってもよい。また、第４層のレンズ付き基板４１ｄ’が飛び出しレンズを用いた飛び出しレンズ付き基板４１となっている。
第１３構成例のその他の構造は、第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と同様である。
したがって、図３６の積層レンズ構造体１１は、単層担体基板８１ｃに飛び出しレンズを備える第３層の飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’を、レンズ樹脂部８２がないスペーサ基板４２で受ける構造となっている。
図３７は、図３６の第１３構成例と、図３３に示した第１０構成例とを比較する断面図である。
図３６の第１３構成例と図３３の第１０構成例は、第３層の飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’において、同一形状のレンズ樹脂部８２ｃを備える。
しかしながら、図３３の第１０構成例の第３層の飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の担体基板８１ｃ’は、積層担体基板８１ｃ’である。一方、図３６の第１３構成例の第３層の飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の担体基板８１ｃは単層担体基板８１ｃであり、スペーサ基板４２によって、図３３の第１０構成例の積層担体基板８１ｃ’と同じ厚みとなっている。
図３７では、図３３の第１０構成例の第３層の飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の担体基板８１ｃの形状の相違部分が、スペーサ基板４２の内側に、破線で示されている。
第３層の飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の担体基板８１ｃに形成された貫通孔８３ｃの上面側の径は、図３３の第１０構成例と、図３６の第１３構成例とで同一である。
一方、スペーサ基板４２の貫通孔８３ｆの下面側の径と、破線で示された図３３の第１０構成例の担体基板８１ｃの貫通孔８３ｃの下面側の径とを比較すると、スペーサ基板４２の貫通孔８３ｆの方が径が大きい。このように、スペーサ基板４２を用いることにより、同じ厚みの担体基板８１を用いる場合よりも、入射光の通り道となる開孔径を大きくすることができる。
これにより、図３６の第１３構成例に係る積層レンズ構造体１１によれば、最上層のレンズ樹脂部８２ａで光を絞った後、絞った光をレンズ樹脂部８２ａよりも下層のレンズ群で撮像部１２の受光領域１２ａへと広げて撮像部１２へ入射させる構成において、レンズ樹脂部８２ａで広げた光が担体基板８１ｃに当たってしまい光路が狭くなることを、低減できるという、作用効果をもたらす。
図３６の第１３構成例に係る積層レンズ構造体１１は、
飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’と、その下面と接合されたスペーサ基板４２とを備え、
飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の貫通孔８３ｃの側壁と飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の下側表面とがなす角度を保ったまま、貫通孔８３ｃの側壁を下側へ延在させて、
延在させた貫通孔８３ｃの側壁がスペーサ基板４２の下側表面の延長面と交差する面において、延在させた貫通孔８３ｃの側壁により形成される開孔径よりも、スペーサ基板４２の貫通孔８３ｆの下側表面における開孔径が大きい、構造を有する。
飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’と、その下面と接合されたスペーサ基板４２とを備え、
飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の貫通孔８３ｃの側壁と飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の下側表面とがなす角度を保ったまま、貫通孔８３ｃの側壁を下側へ延在させて、
延在させた貫通孔８３ｃの側壁がスペーサ基板４２の下側表面の延長面と交差する面において、延在させた貫通孔８３ｃの側壁により形成される開孔径よりも、スペーサ基板４２の貫通孔８３ｆの下側表面における開孔径が大きい、構造を有する。
なお、スペーサ基板４２の貫通孔８３ｆの上側表面における光を通過するための開孔径が、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の貫通孔８３ｃの下側表面における開孔径よりも、大きくてもよい。
さらに、スペーサ基板４２の貫通孔８３ｆの下側表面における開孔径が、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の貫通孔８３ｃの上側表面における開孔径よりも、大きくてもよい。
また、スペーサ基板４２の貫通孔８３ｆの上側表面における開孔径が、飛び出しレンズ付き基板４１ｃ’の貫通孔８３ｃの上側表面における開孔径よりも、大きくてもよい。
＜２２．レンズ付き単層基板４１のその他の製造方法＞
次に、レンズ付き単層基板４１のその他の製造方法について説明する。
次に、レンズ付き単層基板４１のその他の製造方法について説明する。
図１４を参照して説明したように、レンズ付き単層基板４１の貫通孔８３の平面形状は、円形で形成することができる他、図３８に示されるように、四角形のような多角形でもよい。
図３８は、基板状態の担体基板８１Wに、平面形状が四角形の貫通孔８３を形成した例を示している。
図１５で説明したウェットエッチングの方法を用いて、エッチングマスクの開口部の平面形状を四角形とすると、平面形状が四角形であって、開口幅は第１の開口幅１３１よりも第２の開口幅１３２の方が小さく、３次元形状が角錐台もしくはこれに類似の形状となる貫通孔８３が得られる。貫通孔８３の側壁の角度は、基板平面に対して、約４５°の角度となる。
担体基板８１Wの平面方向における貫通孔８３の大きさを、開口幅と呼ぶ。開口幅は、特に断り書きがが無い限り、貫通孔８３の平面形状が四角形である場合は一辺の長さ、貫通孔８３の平面形状が円形である場合は直径を意味する。
貫通孔８３は、図１５で説明したように、上面の第１の開口幅１３１よりも下面の第２の開口幅１３２の方が小さい３次元形状となるが、図３９のAに示される円錐台の形状であって良いし、多角形の角錐台の形状であっても良い。貫通孔８３の側壁の断面形状は、図３９のAに示されるような直線であって良いし、図３９のBに示されるような曲線であってもよい。あるいはまた、図３９のCに示されるように、段差があっても良い。
第１の開口幅１３１よりも第２の開口幅１３２の方が小さい形状である貫通孔８３は、貫通孔８３内に樹脂を供給し、この樹脂を、第１の表面と第２の表面のそれぞれから対向する方向へ型部材で押すことでレンズ樹脂部８２を形成する際に、レンズ樹脂部８２となる樹脂が、対向する２つの型部材からの力を受けて、貫通孔８３の側壁に押し付けられる。これにより、レンズ樹脂部８２となる樹脂と担体基板との密着強度が高くなるという作用をもたらし得る。
なお、貫通孔８３の他の実施の形態として、第１の開口幅１３１と第２の開口幅１３２が等しい形状、すなわち貫通孔８３の側壁の断面形状が垂直となる形状であっても良い。
＜ドライエッチングを用いた貫通孔の形成方法＞
また、貫通孔８３形成のエッチングには、上述したウェットエッチングではなく、ドライエッチングを用いることも可能である。
また、貫通孔８３形成のエッチングには、上述したウェットエッチングではなく、ドライエッチングを用いることも可能である。
図４０を参照して、ドライエッチングを用いた貫通孔８３の形成方法について説明する。
図４０のAに示されるように、担体基板８１Wの一方の表面に、エッチングマスク１４１が形成される。エッチングマスク１４１は、貫通孔８３を形成する部分が開口されたマスクパターンとなっている。
次に、図４０のBに示されるように、エッチングマスク１４１の側壁を保護するための保護膜１４２が形成された後、図４０のCに示されるように、ドライエッチングにより担体基板８１Wが所定の深さでエッチングされる。ドライエッチング工程により、担体基板８１W表面とエッチングマスク１４１表面の保護膜１４２は除去されるが、エッチングマスク１４１側面の保護膜１４２は残存し、エッチングマスク１４１の側壁は保護される。
エッチング後、図４０のDに示されるように、側壁の保護膜１４２が除去され、エッチングマスク１４１が、開口パターンのパターンサイズを大きくする方向に後退される。
エッチング後、図４０のDに示されるように、側壁の保護膜１４２が除去され、エッチングマスク１４１が、開口パターンのパターンサイズを大きくする方向に後退される。
そして、再び、図４０のB乃至Dの保護膜形成工程、ドライエッチング工程、エッチングマスク後退工程が、複数回繰り返し行われる。これにより、図４０のEに示されるように、担体基板８１Wは、周期性のある段差を持つ階段形状（凹凸形状）となるようにエッチングされる。
最後に、エッチングマスク１４１が除去されると、図４０のFに示されるように、階段形状の側壁をもつ貫通孔８３が、担体基板８１Wに形成される。貫通孔８３の階段形状の平面方向の幅（１段の幅）は、例えば、４００nm乃至１μｍ程度とされる。
以上のようにドライエッチングを用いて貫通孔８３を形成する場合には、保護膜形成工程、ドライエッチング工程、エッチングマスク後退工程が繰り返し実行される。
貫通孔８３の側壁が周期性のある階段形状（凹凸形状）であることにより、入射光の反射を抑制することができる。また、仮に、貫通孔８３の側壁がランダムな大きさの凹凸形状である場合には、貫通孔８３内に形成されるレンズと側壁との間の密着層にボイド（空隙）が発生し、そのボイドが原因でレンズとの密着性が低下する場合がある。しかしながら、上述した形成方法によれば、貫通孔８３の側壁は周期性のある凹凸形状となるので、密着性が向上し、レンズ位置ずれによる光学特性の変化を抑制することができる。
各工程で使用される材料の一例としては、例えば、担体基板８１Wは単結晶シリコン、エッチングマスク１４１はフォトレジスト、保護膜１４２は、C4F8やCHF3などのガスプラズマを用いて形成するフロカーボンポリマー、エッチング処理は、SF6/O2、C4F8/SF6などFを含むガスを用いたプラズマエッチング、マスク後退工程は、O2ガス、CF4/O2などO2を含むプラズマエッチングとすることができる。
あるいはまた、担体基板８１Wは単結晶シリコン、エッチングマスク１４１はSiO2、エッチングは、Cl2を含むプラズマ、保護膜１４２は、O2プラズマを用いてエッチング対象材を酸化させた酸化膜、エッチング処理は、Cl2を含むガスを用いたプラズマエッチングマスク後退工程は、CF4/O2などFを含むガスを用いたプラズマエッチングとすることができる。
以上のように、ウェットエッチング、または、ドライエッチングにより、担体基板８１Wに、複数の貫通孔８３を同時形成することができるが、担体基板８１Wには、図４１のAに示されるように、貫通孔８３を形成していない領域に貫通溝１５１を形成しても良い。
図４１のAは、貫通孔８３に加えて貫通溝１５１を形成した担体基板８１Wの平面図である。
貫通溝１５１は、例えば、図４１のAに示されるように、行列状に配置された複数個の貫通孔８３を避けて、行方向と列方向のそれぞれの貫通孔８３の間の一部にだけ配置される。
また、担体基板８１Wの貫通溝１５１は、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１どうしで、同一の位置に配置することができる。この場合には、積層レンズ構造体１１として複数枚の担体基板８１Wが積層された状態では、図４１のBの断面図のように、複数枚の担体基板８１Wの貫通溝１５１が、複数枚の担体基板８１Wの間で貫通した構造となる。
レンズ付き基板４１の一部としての担体基板８１Wの貫通溝１５１は、例えば、レンズ付き基板４１を変形させる応力がレンズ付き基板４１の外部から働く場合に、応力によるレンズ付き基板４１の変形を緩和する作用または効果をもたらし得る。
あるいは、貫通溝１５１は、例えば、レンズ付き基板４１を変形させる応力がレンズ付き基板４１の内部から発生する場合に、応力によるレンズ付き基板４１の変形を緩和する作用または効果をもたらし得る。
＜２３．レンズ付き積層基板４１のその他の製造方法＞
次に、レンズ付き積層基板４１のその他の製造方法について説明する。
次に、レンズ付き積層基板４１のその他の製造方法について説明する。
次に、図４２を参照して、レンズ付き積層基板４１ａを例に、レンズ付き積層基板４１の製造方法について説明する。
初めに、図４２に示されるように、複数の貫通孔８３ａ１が形成された基板状態の担体構成基板８０Wa1と、複数の貫通孔８３ａ２が形成された基板状態の担体構成基板８０Wa2が用意される。基板状態の担体構成基板８０Wa1および８０Wa2は、必要に応じて所望の厚さに調整されたものが用意される。
そして、基板状態の担体構成基板８０Wa1と、基板状態の担体構成基板８０Wa2が、直接接合されることにより、貫通孔８３ａが形成された基板状態の担体基板８１Waが製造される。
その後、貫通孔８３ａが形成された基板状態の担体基板８１Waに対して、各貫通孔８３ａの内側にレンズ樹脂部８２ａが形成される。これにより、基板状態のレンズ付き積層基板４１Waが完成する。
その他の基板状態のレンズ付き積層基板４１Weについても同様に製造することができる。
図４３のフローチャートを参照して、図４２で説明した製造方法によるレンズ付き積層基板４１の製造処理について説明する。
なお、図４３の説明に際しては、必要に応じて図４４を参照して説明する。図４４は、個片化された状態のレンズ付き積層基板４１の製造工程を示す図であるが、基板状態のレンズ付き積層基板４１Ｗであっても同様である。
初めに、ステップＳ７１において、担体基板８１a（積層担体基板８１a）を構成する複数枚の担体構成基板８０aが、所望の厚さに薄肉化される。薄肉化の必要が無い場合は、このステップは省略することができる。
ステップＳ７２において、図４４のAに示されるように、複数枚の担体構成基板８０aそれぞれに貫通孔８３ａが形成される。図４４のAでは、担体構成基板８０ａ１に貫通孔８３ａ１が形成され、担体構成基板８０ａ２に貫通孔８３ａ２が形成されている。
ステップＳ７３において、複数枚の担体構成基板８０どうしが接合される。例えば、図４４のBに示されるように、貫通孔８３ａ１が形成された担体構成基板８０ａ１と、貫通孔８３ａ２が形成された担体構成基板８０ａ２が、直接接合により貼り合わされる。貼り合わされた基板が、担体基板８１a（積層担体基板８１a）となる。
ステップＳ７４乃至Ｓ８０の処理は、図１８のステップＳ４４乃至Ｓ５０の処理と、それぞれ同様であるので、その説明は省略する。これらの処理により、図４４のCに示されるように、担体基板８１aの貫通孔８３ａにレンズ樹脂部８２ａが形成される。
以上により、レンズ付き積層基板４１が完成する。
＜２４．レンズ付き単層基板４１の変形例＞
次に、レンズ付き単層基板４１の変形例について説明する。
次に、レンズ付き単層基板４１の変形例について説明する。
図４５のAは、図１２で示したレンズ付き単層基板４１ａの構成例を示す断面図であり、図４５のBおよびCは、図１２のレンズ付き単層基板４１ａの変形例を示す断面図である。
したがって、図４５のB及びCのレンズ付き単層基板４１ａについては、図４５のAに示したレンズ付き単層基板４１ａと異なる部分についてのみ説明する。
図４５のBに示されるレンズ付き単層基板４１ａにおいては、担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの下側表面に形成されている膜が、図４５のAに示したレンズ付き単層基板４１ａと異なる。
図４５のBのレンズ付き単層基板４１ａでは、担体基板８１ａの下側表面には、酸化物もしくは窒化物あるいはその他の絶縁物を含む下側表面層１２４が形成されている一方、レンズ樹脂部８２ａの下側表面には、下側表面層１２４が形成されていない。下側表面層１２４は、上側表面層１２２と同一材料でもよいし、異なる材料でもよい。
このような構造は、例えば、レンズ樹脂部８２ａを形成する前に、担体基板８１ａの下側表面に下側表面層１２４を形成しておき、その後、レンズ樹脂部８２ａを形成する製法により形成し得る。あるいは、レンズ樹脂部８２aを形成した後に、レンズ樹脂部８２ａにマスクを形成し、担体基板８１ａ上にはマスクを形成しない状態で、下側表面層１２４を構成する膜を、例えばPVDにより担体基板８１ａの下側表面に堆積させることで、形成し得る。
図４５のCのレンズ付き単層基板４１ａにおいては、担体基板８１ａの上側表面に、酸化物もしくは窒化物あるいはその他の絶縁物を含む上側表面層１２５が形成されている一方、レンズ樹脂部８２ａの上側表面には、上側表面層１２５が形成されていない。
同様に、レンズ付き単層基板４１ａの下側表面においても、担体基板８１ａの下側表面に、酸化物もしくは窒化物あるいはその他の絶縁物を含む下側表面層１２４が形成されている一方、レンズ樹脂部８２ａの下側表面には、下側表面層１２４が形成されていない。
このような構造は、例えば、レンズ樹脂部８２ａが形成される前に、担体基板８１ａに上側表面層１２５と下側表面層１２４を形成しておき、その後、レンズ樹脂部８２ａを形成する製法により形成し得る。あるいは、レンズ樹脂部８２ａを形成した後に、レンズ樹脂部８２ａにマスクを形成し、担体基板８１ａ上にはマスクを形成しない状態で、上側表面層１２５および下側表面層１２４を構成する膜を、例えばPVDにより担体基板８１ａの表面に堆積させることで、形成し得る。下側表面層１２４と上側表面層１２５は、同一材料でもよいし、異なる材料でもよい。
レンズ付き単層基板４１ａは、以上のように構成することができる。
＜２５．レンズ付き積層基板４１の変形例＞
次に、レンズ付き積層基板４１の変形例について説明する。
次に、レンズ付き積層基板４１の変形例について説明する。
図４６のAは、図１０で示したレンズ付き積層基板４１ａの構成例を示す断面図であり、図４６のBおよびCは、図１０のレンズ付き積層基板４１ａの変形例を示す断面図である。
したがって、図４６のB及びCのレンズ付き積層基板４１ａについては、図４６のAに示したレンズ付き積層基板４１ａと異なる部分についてのみ説明する。
図４６のB及びCのレンズ付き積層基板４１ａにおいては、図４５のB及びCのレンズ付き単層基板４１ａと比較して、担体基板８１が、単層構造の担体基板８１であるか、または、積層構造の担体基板８１であるかのみが異なり、下側表面層１２４および上側表面層１２５の構成については同様である。
＜２６．レンズ付き単層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例＞
次に、図４７乃至図５２を参照して、レンズ付き単層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例について説明する。
次に、図４７乃至図５２を参照して、レンズ付き単層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例について説明する。
なお、図４７乃至図５２では、図１２および図１３での説明と同様に、レンズ付き積層基板４１ａを、レンズ付き単層基板４１ａに置き換えて説明する。
図３８を参照して説明したように、貫通孔８３の平面形状は、例えば四角形などの多角形であっても良い。
図４７は、貫通孔８３の平面形状が四角形である場合の、レンズ付き単層基板４１ａの担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図４７におけるレンズ付き単層基板４１ａの断面図は、平面図のB‐B'線とC‐C'線における断面図を示している。
B‐B'線断面図とC‐C'線断面図を比較して分かるように、貫通孔８３ａが四角形の場合、貫通孔８３ａの中心から貫通孔８３ａの上部外縁までの距離、および、貫通孔８３ａの中心から貫通孔８３ａの下部外縁までの距離は、四角形である貫通孔８３ａの辺方向と対角線方向とで異なり、対角線方向の方が大きい。このため、貫通孔８３ａの平面形状が四角形の場合、レンズ部９１を円形にすると、レンズ部９１外周から貫通孔８３ａ側壁までの距離、言い換えれば、担持部９２の長さを、四角形の辺方向と対角線方向とで異なる長さにする必要がある。
そこで、図４７に示されるレンズ樹脂部８２ａは、以下の構造を備える。
（１）レンズ部９１の外周に配置した腕部１１３の長さは、四角形の辺方向と対角線方向とで同じである。
（２）腕部１１３の外側に配置し、貫通孔８３ａ側壁まで延在する脚部１１４の長さは、四角形の辺方向の脚部１１４の長さよりも対角線方向の脚部１１４の長さの方を、長くしている。
（１）レンズ部９１の外周に配置した腕部１１３の長さは、四角形の辺方向と対角線方向とで同じである。
（２）腕部１１３の外側に配置し、貫通孔８３ａ側壁まで延在する脚部１１４の長さは、四角形の辺方向の脚部１１４の長さよりも対角線方向の脚部１１４の長さの方を、長くしている。
図４７に示されるように、脚部１１４は、レンズ部９１に直接は接していない一方、腕部１１３は、レンズ部９１に直接接している。
図４７のレンズ樹脂部８２ａでは、レンズ部９１に直接接している腕部１１３の長さと厚さを、レンズ部９１の外周全体に渡って一定にすることで、レンズ部９１全体を偏りなく一定の力で支える、という作用または効果をもたらし得る。
さらに、レンズ部９１全体を偏りなく一定の力で支えることにより、例えば、貫通孔８３ａを取り囲む担体基板８１ａから、貫通孔８３ａの外周全体に渡って応力が加わるような場合には、これをレンズ部９１全体に偏りなく伝えることで、レンズ部９１の特定の部分だけに偏って応力が伝わることを抑える、という作用または効果をもたらし得る。
図４８は、平面形状が四角形である貫通孔８３のその他の例について示す、レンズ付き単層基板４１ａの担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図４８におけるレンズ付き単層基板４１ａの断面図は、平面図のB‐B'線とC‐C'線における断面図を示している。
図４８においても、図４７と同様に、貫通孔８３ａの中心から貫通孔８３ａの上部外縁までの距離、および、貫通孔８３ａの中心から貫通孔８３ａの下部外縁までの距離は、四角形である貫通孔８３ａの辺方向と対角線方向とで異なり、対角線方向の方が大きい。このため、貫通孔８３ａの平面形状が四角形の場合、レンズ部９１を円形にすると、レンズ部９１外周から貫通孔８３ａ側壁までの距離、言い換えれば、担持部９２の長さを、四角形の辺方向と対角線方向とで異なる長さにする必要がある。
そこで、図４８に示されるレンズ樹脂部８２ａは、以下の構造を備える。
（１）レンズ部９１の外周に配置した脚部１１４の長さを、貫通孔８３ａの四角形の４つの辺に沿って、一定にしている。
（２）上記（１）の構造を実現するために、腕部１１３の長さは、四角形の辺方向の腕部の長さよりも対角線方向の腕部の長さの方を、長くしている。
（１）レンズ部９１の外周に配置した脚部１１４の長さを、貫通孔８３ａの四角形の４つの辺に沿って、一定にしている。
（２）上記（１）の構造を実現するために、腕部１１３の長さは、四角形の辺方向の腕部の長さよりも対角線方向の腕部の長さの方を、長くしている。
図４８に示されるように、脚部１１４は腕部１１３よりも、樹脂の膜厚が厚い。このため、レンズ付き単層基板４１ａの平面方向の単位面積当たりの体積も、脚部１１４は腕部１１３よりも大きい。
図４８の実施例では、脚部１１４の体積をできるだけ小さくし、かつ、貫通孔８３ａの四角形の４辺に沿って一定にすることで、例えば樹脂の膨潤のような変形が発生するような場合には、これによる体積変化をできるだけ抑え、かつ体積変化がレンズ部９１の外周全体に渡ってできるだけ偏らないようにする、という作用または効果をもたらし得る。
図４９は、レンズ付き単層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の他の構成例を示す断面図である。
図４９に示されるレンズ樹脂部８２と貫通孔８３は、以下の構造を備える。
（１）貫通孔８３の側壁は、段付き部２２１を備える段付き形状である。
（２）レンズ樹脂部８２の担持部９２の脚部１１４が、貫通孔８３の側壁上方に配置されるだけでなく、貫通孔８３に備わる段付き部２２１の上にも、レンズ付き単層基板４１の平面方向に延在している。
（１）貫通孔８３の側壁は、段付き部２２１を備える段付き形状である。
（２）レンズ樹脂部８２の担持部９２の脚部１１４が、貫通孔８３の側壁上方に配置されるだけでなく、貫通孔８３に備わる段付き部２２１の上にも、レンズ付き単層基板４１の平面方向に延在している。
図５０を参照して、図４９に示した段付き形状の貫通孔８３の形成方法について説明する。
初めに、図５０のAに示されるように、担体基板８１Wの一方の面に、貫通孔開口の際のウェットエッチングに対する耐性を有するエッチングストップ膜２４１が形成される。エッチングストップ膜２４１は、例えば、シリコン窒化膜とすることができる。
次いで、担体基板８１Wのもう一方の面に、貫通孔開口の際のウェットエッチングに対する耐性を有するハードマスク２４２が形成される。ハードマスク２４２も、例えばシリコン窒化膜とすることができる。
次に、図５０のBに示されるように、ハードマスク２４２の所定の領域が、１回目のエッチングのために開口される。１回目のエッチングでは、貫通孔８３の段付き部２２１の上段となる部分がエッチングされる。このため、１回目のエッチングのためのハードマスク２４２の開口部は、図４９に記載のレンズ付き単層基板４１の上側基板表面における開口に対応した領域となる。
次に、図５０のCに示されるように、ウェットエッチングにより、ハードマスク２４２の開口部に応じて、担体基板８１Wが所定の深さ分だけエッチングされる。
次に、図５０のDに示されるように、エッチング後の担体基板８１Wの表面に、ハードマスク２４３が改めて形成され、貫通孔８３の段付き部２２１の下側となる部分に対応してハードマスク２４３が開口される。２回目のハードマスク２４３も、例えばシリコン窒化膜を採用することができる。
次に、図５０のEに示されるように、ウェットエッチングにより、ハードマスク２４３の開口部に応じて、エッチングストップ膜２４１に到達するまで担体基板８１Wがエッチングされる。
最後に、図５０のFに示されるように、担体基板８１Wの上側表面のハードマスク２４３と、下側表面のエッチングストップ膜２４１が除去される。
以上のように、ウェットエッチングによる貫通孔形成のための担体基板８１Wのエッチングを２回に分けて行うことで、図４９に示した段付き形状の貫通孔８３が得られる。
図５１は、貫通孔８３ａが段付き部２２１を有し、かつ、貫通孔８３ａの平面形状が円形である場合の、レンズ付き単層基板４１ａの担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図５１におけるレンズ付き単層基板４１ａの断面図は、平面図のB‐B'線とC‐C'線における断面図を示している。
貫通孔８３ａの平面形状が円形である場合、貫通孔８３ａの断面形状は当然直径の方向によらず同じである。これに加えて、レンズ樹脂部８２ａの外縁、腕部１１３、及び脚部１１４の断面形状も、直径の方向によらず同じとなるように形成されている。
図５１の段付き形状を有する貫通孔８３ａは、貫通孔８３ａ内に段付き部２２１を備えない図１３の貫通孔８３ａと比較して、レンズ樹脂部８２の担持部９２の脚部１１４が、貫通孔８３ａの側壁と接触する面積を大きくできる、という作用または効果をもたらす。
また、これにより、レンズ樹脂部８２と貫通孔８３ａの側壁との密着強度、言い換えれば、レンズ樹脂部８２ａと担体基板８１Wとの密着強度を増加させる、という作用または効果をもたらす。
また、これにより、レンズ樹脂部８２と貫通孔８３ａの側壁との密着強度、言い換えれば、レンズ樹脂部８２ａと担体基板８１Wとの密着強度を増加させる、という作用または効果をもたらす。
図５２は、貫通孔８３ａが段付き部２２１を有し、かつ、貫通孔８３ａの平面形状が四角形である場合の、レンズ付き単層基板４１ａの担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図５２におけるレンズ付き単層基板４１ａの断面図は、平面図のB‐B'線とC‐C'線における断面図を示している。
図５２に示されるレンズ樹脂部８２と貫通孔８３は、以下の構造を備える。
（１）レンズ部９１の外周に配置した腕部１１３の長さは、四角形の辺方向と対角線方向とで同じである。
（２）腕部１１３の外側に配置し、貫通孔８３ａの側壁まで延在する脚部１１４の長さは、四角形の辺方向の脚部１１４の長さよりも、対角線方向の脚部１１４の長さが長い。
（１）レンズ部９１の外周に配置した腕部１１３の長さは、四角形の辺方向と対角線方向とで同じである。
（２）腕部１１３の外側に配置し、貫通孔８３ａの側壁まで延在する脚部１１４の長さは、四角形の辺方向の脚部１１４の長さよりも、対角線方向の脚部１１４の長さが長い。
図５２に示されるように、脚部１１４は、レンズ部９１に直接は接していない一方、腕部１１３は、レンズ部９１に直接接している。
図５２のレンズ樹脂部８２ａでは、図４７に記載のレンズ樹脂部８２ａと同様に、レンズ部９１に直接接している腕部１１３の長さと厚さを、レンズ部９１の外周全体に渡って一定にすることで、レンズ部９１全体を偏りなく一定の力で支える、という作用または効果をもたらし得る。
さらに、レンズ部９１全体を偏りなく一定の力で支えることにより、例えば、貫通孔８３ａを取り囲む担体基板８１ａから、貫通孔８３ａの外周全体に渡って応力が加わるような場合には、これをレンズ部９１全体に偏りなく伝えることで、レンズ部９１の特定の部分だけに偏って応力が伝わることを抑える、という作用または効果をもたらし得る。
さらに、図５２の貫通孔８３ａの構造は、貫通孔８３ａ内に段付き部２２１を備えない図４７等の貫通孔８３ａと比較して、レンズ樹脂部８２ａの担持部９２の脚部１１４が、貫通孔８３ａの側壁と接触する面積を大きくできる、という作用または効果をもたらす。
これにより、レンズ樹脂部８２ａと貫通孔８３ａの側壁部との密着強度、言い換えれば、レンズ樹脂部８２ａと担体基板８１ａとの密着強度が増加する、という作用または効果をもたらす。
これにより、レンズ樹脂部８２ａと貫通孔８３ａの側壁部との密着強度、言い換えれば、レンズ樹脂部８２ａと担体基板８１ａとの密着強度が増加する、という作用または効果をもたらす。
＜２７．レンズ付き積層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例＞
次に、図５３乃至図５８を参照して、レンズ付き積層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例について説明する。
次に、図５３乃至図５８を参照して、レンズ付き積層基板４１のレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例について説明する。
なお、図５３乃至図５８では、図４７乃至図５２で説明したレンズ付き単層基板４１ａと比較して、レンズ付き積層基板４１ａのレンズ樹脂部８２と貫通孔８３の変形例について説明する。
図５３は、図４７で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様に、貫通孔８３の平面形状が四角形である場合の、レンズ付き積層基板４１ａの担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図５３のレンズ付き積層基板４１ａは、担体基板８１ａが２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせで構成される点を除いて、図４７で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様である。
図５４は、図４８で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様に、貫通孔８３の平面形状が四角形である場合の、レンズ付き積層基板４１ａの担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図５４のレンズ付き積層基板４１ａは、担体基板８１ａが２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせで構成される点を除いて、図４８で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様である。
図５５は、図５１で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様に、貫通孔８３ａが段付き部２２１を有し、かつ、貫通孔８３の平面形状が円形である場合の、レンズ付き積層基板４１ａの担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図５５のレンズ付き積層基板４１ａは、担体基板８１ａが２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせで構成される点を除いて、図５１で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様である。
担体基板８１ａにおいて、２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせ面は、貫通孔８３ａの段付き部２２１と同じ面となっている。
図５６は、図５１で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様に、貫通孔８３ａが段付き部２２１を有し、かつ、貫通孔８３の平面形状が円形である場合の、レンズ付き積層基板４１ａの担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図５６のレンズ付き積層基板４１ａは、担体基板８１ａが２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせで構成される点を除いて、図５１で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様である。
担体基板８１ａにおいて、２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせ面は、貫通孔８３ａの段付き部２２１と異なる面となっている。
したがって、図５５のレンズ付き積層基板４１ａと、図５６のレンズ付き積層基板４１ａとの相違点は、２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせ面の厚み方向の位置である。
図５７は、図５２で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様に、貫通孔８３ａが段付き部２２１を有し、かつ、貫通孔８３の平面形状が四角形である場合の、レンズ付き積層基板４１ａの担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図５７のレンズ付き積層基板４１ａは、担体基板８１ａが２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせで構成される点を除いて、図５２で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様である。
担体基板８１ａにおいて、２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせ面は、貫通孔８３ａの段付き部２２１と同じ面となっている。
図５８は、図５２で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様に、貫通孔８３ａが段付き部２２１を有し、かつ、貫通孔８３の平面形状が四角形である場合の、レンズ付き積層基板４１ａの担体基板８１ａとレンズ樹脂部８２ａの平面図と断面図である。
図５８のレンズ付き積層基板４１ａは、担体基板８１ａが２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせで構成される点を除いて、図５２で説明したレンズ付き単層基板４１ａと同様である。
担体基板８１ａにおいて、２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせ面は、貫通孔８３ａの段付き部２２１と異なる面となっている。
したがって、図５７のレンズ付き積層基板４１ａと、図５８のレンズ付き積層基板４１ａとの相違点は、２枚の担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせ面の厚み方向の位置である。
以上のように、積層レンズ構造体１１に用いられるレンズ付き基板４１は、レンズ付き単層基板４１およびレンズ付き積層基板４１のいずれの場合であっても、レンズ樹脂部８２と貫通孔８３の形状として、様々な形状を取り得る。
＜２８．レンズ付き積層基板４１のさらなる変形例＞
次に、図５９乃至図６７を参照して、レンズ付き積層基板４１のさらなる変形例について説明する。
次に、図５９乃至図６７を参照して、レンズ付き積層基板４１のさらなる変形例について説明する。
図５９は、レンズ付き積層基板４１のさらなる変形例を用いた積層レンズ構造体１１の断面図である。
図５９では、上述した第２構成例乃至第１３構成例と同様に、第１構成例と比較して異なる部分について符号にダッシュ（’）を付加して表す。
図５９の積層レンズ構造体１１は、図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と比較すると、最上層のレンズ付き基板４１ａ’と、最下層のレンズ付き基板４１ｅ’が異なる。
より具体的には、最上層のレンズ付き基板４１ａ’では、第１構成例に係る最上層のレンズ付き基板４１ａと比較すると、貫通孔８３ａの側壁に、溝部８５ａが新たに追加されている。溝部８５ａには、レンズ樹脂部８２ａが埋め込まれている。
最下層のレンズ付き基板４１ｅ’についても同様に、第１構成例に係る最上層のレンズ付き基板４１ａと比較すると、貫通孔８３ｅの側壁に、溝部８５ｅが新たに追加されている。溝部８５ｅには、レンズ樹脂部８２ｅが埋め込まれている。
レンズ樹脂部８２は、図１６を参照して説明したように、下型１８１上にエネルギー硬化性樹脂１９１を滴下し、滴下したエネルギー硬化性樹脂１９１を上型２０１と下型１８１とで間隔を制御して挟み込んで硬化させることで形成される。この際、エネルギー硬化性樹脂１９１の滴下量の制御性や最適化が重要となる。すなわち、滴下量が少ないとレンズ部９１に凹み等が発生し、所望の光学特性が得られない。また、滴下量が多い場合には、上型２０１と下型１８１との空間からエネルギー硬化性樹脂１９１が溢れ、基板接合面を汚染させる心配がある。また、エネルギー硬化性樹脂１９１を硬化したとき、樹脂体積が減少（収縮）することもある。
そこで、図５９のレンズ付き基板４１ａ’のように、余分なエネルギー硬化性樹脂１９１を退避させるための溝部８５ａを形成することにより、エネルギー硬化性樹脂１９１を多めに充填したとしても、溝部８５ａに収納でき、上型２０１と下型１８１との空間からエネルギー硬化性樹脂１９１が溢れることを防止することができる。また、エネルギー硬化性樹脂１９１が硬化収縮する際には、溝部８５ａに収納されたエネルギー硬化性樹脂１９１が貫通孔８３中央部に引き戻され、供給されるので、上型２０１と下型１８１の間にボイドが発生しない。すなわち、溝部８５ａを設けることにより、滴下量のばらつきを許容することができる。
また、溝部８５ａ内で硬化したエネルギー硬化性樹脂１９１は、レンズ樹脂部８２ａの上下方向（光軸方向）の移動を固定するロック機構としても機能し、レンズ付き基板４１ａ’において、担体基板８１ａの貫通孔８３ａの側壁との保持強度が向上する。特に、積層構造の担体基板８１を用いた、レンズ樹脂部８２の体積が大きいレンズ付き基板４１ほど、貫通孔８３の側壁との強度確保の必要性が高い。
なお、図５９の例では、溝部８５（８５ａおよび８５ｅ）が、積層構造の担体基板８１を構成する２枚の担体構成基板８０のうち、下側（撮像部１２に近い側）の担体構成基板８０の上面に形成されているが、上側（撮像部１２に遠い側）の担体構成基板８０の下面に形成してもよい。
図６０を参照して、図５９のレンズ付き基板４１ａ’の第１の製造方法について説明する。
図６０のAに示されるように、２枚の担体構成基板８０ａ１および担体構成基板８０ａ２が用意される。各担体構成基板８０aは、必要に応じて所望の厚さに薄肉化される。また、貼り合わせて担体基板８１aとしたときに下側となる担体構成基板８０ａ２には、光軸（不図示）に対して対称な領域に、基板厚を所定の厚さだけ薄くした凹部２６１が形成されている。凹部２６１は、上述したウェットエッチングやドライエッチングにより形成することができる。
次に、図６０のＢに示されるように、担体構成基板８０ａ１と、凹部２６１が形成された担体構成基板８０ａ２が、直接接合により貼り合わされる。貼り合わされた基板が、担体基板８１aとなる。
次に、図６０のCに示されるように、担体基板８１aに、貫通孔８３ａが形成される。ここで、破線で示される担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせ面における貫通孔８３ａの径は、凹部２６１の平面領域よりも小さく、貫通孔８３ａが形成された後、凹部２６１の残された部分が、溝部８５ａとなる。
最後に、図６０のＤに示されるように、担体基板８１aの貫通孔８３ａにレンズ樹脂部８２ａが形成される。レンズ樹脂部８２ａの形成方法は、図１６を参照して説明した方法と同様である。充填（滴下）されたエネルギー硬化性樹脂１９１（図１６）は、溝部８５ａにも入り込んだ状態となって硬化する。
なお、エネルギー硬化性樹脂１９１は、必ずしも溝部８５ａの内部全体に入り込む必要はなく、図６０のＤにおいて灰色を付した領域のように、貫通孔８３ａの側壁から最も遠い部分には、空間（エアギャップ）が形成されてもよい。溝部８５ａの内部の一部に空間が形成されるか否かは、滴下されるエネルギー硬化性樹脂１９１の滴下量や硬化時の収縮などに依存する。
以上のようにして、溝部８５ａを備えるレンズ付き基板４１ａ’を形成することができる。なお、溝部８５ａを、２枚の担体構成基板８０のうちの、上側の担体構成基板８０ａ１に形成する場合には、図６０のAに示した工程において、上側の担体構成基板８０ａ１の下面に凹部２６１を形成すればよい。
次に、図６１を参照して、図５９のレンズ付き基板４１ａ’の第２の製造方法について説明する。
図６１のAに示されるように、２枚の担体構成基板８０ａ１および担体構成基板８０ａ２が用意される。担体構成基板８０ａ１には、貫通孔８３ａ１が形成されており、担体構成基板８０ａ２には、貫通孔８３ａ２が形成されている。また、貼り合わせて担体基板８１aとしたときに下側となる担体構成基板８０ａ２には、溝部８５ａとなる凹部２６１も既に形成されている。各担体構成基板８０aは、必要に応じて所望の厚さに薄肉化される。このような貫通孔８３ａ２および凹部２６１を有する担体構成基板８０ａ２の形成方法については図６２を参照して後述する。
次に、図６１のＢに示されるように、貫通孔８３ａ１が形成された担体構成基板８０ａ１と、貫通孔８３ａ２および凹部２６１が形成された担体構成基板８０ａ２が、直接接合により貼り合わされる。貼り合わされた基板が担体基板８１aとなり、貼り合わされた状態の貫通孔８３ａ１と８３ａ２が、一つの貫通孔８３ａを形成する。また、貼り合わせによって、凹部２６１の上方が担体構成基板８０ａ１で覆われる状態となり、溝部８５ａが形成される。
最後に、図６１のCに示されるように、担体基板８１aの貫通孔８３ａにレンズ樹脂部８２ａが形成される。レンズ樹脂部８２ａの形成方法は、図１６を参照して説明した方法と同様である。充填されたエネルギー硬化性樹脂１９１（図１６）は、溝部８５ａにも入り込んだ状態となって硬化する。なお、エネルギー硬化性樹脂１９１は、必ずしも溝部８５ａの内部全体に入り込む必要はない点は、上述した第１の製造方法と同様である。
以上のようにして、溝部８５ａを備えるレンズ付き基板４１ａ’を形成することができる。なお、溝部８５ａを、２枚の担体構成基板８０のうちの、上側の担体構成基板８０ａ１に形成する場合には、図６１のAに示した工程において、上側の担体構成基板８０ａ１の下面に凹部２６１を形成すればよい。
図６２を参照して、図６１のAに示した貫通孔８３ａ１および凹部２６１が形成された担体構成基板８０ａ２の形成方法について説明する。
初めに、図６２のAに示されるように、担体構成基板８０ａ２の一方の面（下面）に、貫通孔開口の際のウェットエッチングに対する耐性を有するエッチングストップ膜２６４が形成される。エッチングストップ膜２６４は、例えば、シリコン窒化膜とすることができる。
次いで、担体構成基板８０ａ２のもう一方の面に、貫通孔開口の際のウェットエッチングに対する耐性を有する第１ハードマスク２６２および第２ハードマスク２６３が、貫通孔８３ａ２の平面形状に合わせて形成される。第１ハードマスク２６２および第２ハードマスク２６３も、例えばシリコン窒化膜とすることができる。第１ハードマスク２６２と第２ハードマスク２６３は、エッチングレートが異なる。
次に、図６２のBに示されるように、ウェットエッチングにより、第２ハードマスク２６３の開口部に応じて、担体構成基板８０ａ２が所定の深さ分だけエッチングされる。
次に、図６２のCに示されるように、第２ハードマスク２６３が除去された後、図６２のDに示されるように、第１ハードマスク２６２の開口部に応じて、２回目のウェットエッチングにより、エッチングストップ膜２６４に到達するまで担体構成基板８０ａ２がエッチングされる。
最後に、図６２のFに示されるように、担体構成基板８０ａ２の上面の第１ハードマスク２６２と、下面のエッチングストップ膜２６４が除去される。
以上のように、第１ハードマスク２６２および第２ハードマスク２６３を形成して、担体構成基板８０ａ２のエッチングを２回に分けて行うことで、図６１のAに示した担体構成基板８０ａ２が得られる。
なお、図５０を参照して説明した段付き形状の貫通孔８３の形成方法を用いて、図６１のAに示した担体構成基板８０ａ２を形成することもできる。
次に、図６３を参照して、図５９のレンズ付き基板４１ａ’の第３の製造方法について説明する。
図６３のAに示されるように、２枚の担体構成基板８０ａ１および担体構成基板８０ａ２が用意される。担体構成基板８０ａ２には、図６０の凹部２６１と同様の領域に、ボロン等のＰ型イオンをイオン注入してアニールした拡散領域２６５が形成されている。
次に、図６３のBに示されるように、担体構成基板８０ａ１と、拡散領域２６５が形成された担体構成基板８０ａ２が、直接接合により貼り合わされる。貼り合わされた基板が、担体基板８１aとなる。
次に、図６３のCに示されるように、ウェットエッチングにより、担体基板８１aに貫通孔８３ａが形成される。このとき、Ｐ型イオンをイオン注入してアニールした拡散領域２６５のエッチングレートが高いので、貫通孔８３ａと同時に、溝部８５ａも形成される。
最後に、図６３のＤに示されるように、担体基板８１aの貫通孔８３ａにレンズ樹脂部８２ａが形成される。レンズ樹脂部８２ａの形成方法は、図１６を参照して説明した方法と同様である。なお、エネルギー硬化性樹脂１９１は、必ずしも溝部８５ａの内部全体に入り込む必要はない点は、上述した第１の製造方法と同様である。
以上のようにして、溝部８５ａを備えるレンズ付き基板４１ａ’を形成することができる。なお、溝部８５ａを、２枚の担体構成基板８０のうちの、上側の担体構成基板８０ａ１に形成する場合には、図６３のAに示した工程において、上側の担体構成基板８０ａ１の下面に拡散領域２６５を形成すればよい。
なお、上述した第１乃至第３の製造方法以外の方法で、レンズ付き基板４１ａ’を形成してもよい。例えば、２枚の担体構成基板８０ａ１および担体構成基板８０ａ２を貼り合わせた後に、貫通孔８３ａを形成し、その後、溝部８５ａを形成してもよい。貼り合わせ後の溝部８５ａの形成には、貫通孔８３ａの側壁の一部をマスクしてドライエッチングを行うドライプロセスや、レーザ加工、切削加工などを採用することができる。
ドライプロセスや、レーザ加工、切削加工などによって溝部８５ａを形成する方法は、単層構造の担体基板８１に溝部８５ａを形成する場合にも適用できる。
（溝部８５ａの変形例）
図６４及び図６５を参照して、溝部８５ａの変形例について説明する。
図６４及び図６５を参照して、溝部８５ａの変形例について説明する。
溝部８５ａは、図６４のAに示されるように、基板状態において、隣接する担体基板８１aと貫通するように横方向（水平方向）に貫通する構造でもよい。
溝部８５ａは、図６４のBに示されるように、縦方向（基板深さ方向）に形成された構造でもよい。
溝部８５ａは、図６４のCに示されるように、縦方向（基板深さ方向）に担体構成基板８０ａ２を貫通する構造でもよい。
また、溝部８５ａは、水平方向または垂直方向に限らず、所定の角度を持った斜め方向でもよく、貫通しても、しなくてもよい。
さらに、溝部８５ａは、図６５のA乃至Cに示されるように、横方向（基板深さ方向）と縦方向（基板深さ方向）の２方向を含む構造でもよい。横方向と縦方向を組み合わせることにより、レンズ樹脂部８２ａの担体基板８１aへの固定強度が向上する。
図６５のAは、横方向と下方向を組み合わせた溝部８５ａの例を示している。
図６５のＢは、横方向、上方向、および下方向を組み合わせた溝部８５ａの例を示している。
図６５のCは、横方向、上方向、および下方向を組み合わせで、かつ、上方向に担体構成基板８０ａ１を貫通している溝部８５ａの例を示している。担体構成基板８０ａ１を貫通することで、エネルギー硬化性樹脂１９１を充填する際の空気の逃げ道が確保される。図示は省略するが、反対に、横方向、上方向、および下方向を組み合わせで、かつ、下方向に担体構成基板８０ａ２を貫通している溝部８５ａとしてもよい。
図６５のDは、溝部８５ａを担体構成基板８０ａ２の上側表面と下側表面の両面に形成した例を示している。上側表面と下側表面の２箇所に溝部８５ａを設けることで、担体構成基板８０ａ１とレンズ樹脂部８２ａの接触面積が拡がるので、固定強度が向上する。
次に、図６６及び図６７を参照して、溝部８５ａの平面方向の形状について説明する。
図６６のA乃至E、および、図６７のA乃至Cは、担体構成基板８０ａ１と８０ａ２の貼り合わせ面の平面図であり、斜線を付した領域が溝部８５ａの平面領域を示している。
図６６のAは、溝部８５ａを四角形の貫通孔８３ａの全周（周囲）に形成した例を示している。
図６６のＢは、溝部８５ａを四角形の貫通孔８３ａの四隅に形成した例を示している。
図６６のCは、溝部８５ａを正方形の貫通孔８３ａの各辺の中央部に形成した例を示している。
図６６のDおよびEは、溝部８５ａを長方形の貫通孔８３ａの各辺の中央部に形成し、かつ、長辺の溝体積が短辺の溝体積よりも大きくなるように形成した例を示している。
図６６のDは、同じ形状の溝部８５ａを四角形の貫通孔８３ａの短辺と長辺で配置する個数を変えることにより、長辺の溝体積が短辺の溝体積よりも大きくなるように形成した例を示している。
図６６のEは、四角形の貫通孔８３ａの短辺と長辺で溝部８５ａの形状（体積）を変えることにより、長辺の溝体積が短辺の溝体積よりも大きくなるように形成した例を示している。
一般に、エネルギー硬化性樹脂１９１は貫通孔８３ａの中心から滴下される。貫通孔８３ａの形状が四角形である場合、各辺までの距離が短い各辺の中央部に、エネルギー硬化性樹脂１９１が先に到達するので、図６６のC乃至Eのように、各辺の中央部に溝部８５ａを形成することで、樹脂の溢れをより防止することができる。
図６７は、貫通孔８３ａの形状違いに対応した溝部８５ａの例を示している。
貫通孔８３ａの平面形状が、図６７のAのような正方形、図６７のＢのような長方形、図６７のCのような円形のいずれの場合であっても、溝部８５ａの形成が可能である。なお、溝部８５ａの形状および配置は、図６７の例に限られず、貫通孔８３ａの形状に関わらず、任意の形状および配置が可能である。
以上のように、レンズ付き基板４１の貫通孔８３の側壁に、レンズ樹脂部８２の材料であるエネルギー硬化性樹脂１９１が入り込む溝部８５を形成することにより、エネルギー硬化性樹脂１９１の滴下量の制御が容易となり、レンズ付き基板４１の形成が容易となる。また、エネルギー硬化性樹脂１９１が硬化した後、レンズ樹脂部８２の担体基板８１との保持強度が増し、信頼性が向上する。
なお、上述したように、溝部８５は、担体基板８１が積層構造の担体基板８１で有る場合に形成が容易であるが、単層構造の担体基板８１であっても、ドライプロセスや、レーザ加工、切削加工などを用いて形成することができる。したがって、溝部８５は、積層担体基板８１を用いたレンズ付き基板４１に限らず、単層担体基板８１を用いたレンズ付き基板４１にも適用できる。
＜２９．積層レンズ構造体１１の変形例＞
次に、図６８乃至図７３を参照して、積層レンズ構造体１１の変形例について説明する。
次に、図６８乃至図７３を参照して、積層レンズ構造体１１の変形例について説明する。
図６８は、積層レンズ構造体１１の第１変形例を示す断面図である。
図６８乃至図７３の各変形例では、図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と比較して異なる部分に注目して説明し、同じ部分についての説明は省略する。
図２に示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１では、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の断面形状が、下側(撮像部１２を配置する側)に向かって開口幅が小さくなる、いわゆる下すぼみの形状となっていた。
これに対して、図６８の積層レンズ構造体１１の第１変形例では、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の断面形状が、下側に向かって開口幅が大きくなる、いわゆる末広がりの形状となっている。また、貫通孔８３の断面形状に応じて、レンズ樹脂部８２の貫通孔８３との接続部分の形状が異なる。
カメラモジュール１の積層レンズ構造体１１は、図３に示したように、入射した光が、絞り板５１の開口部５２から下側に向かって末広がりに広がって進行する構造であるため、貫通孔８３の開口幅が下側向かって大きくなる末広がり形状は、貫通孔８３の開口幅が下側に向かって小さくなる下すぼみ形状よりも、例えば、担体基板８１が光路の邪魔になりにくい。これにより、レンズ設計の自由度が高いという作用をもたらす。
また、担持部９２を含めたレンズ樹脂部８２の基板平面方向の断面積は、貫通孔８３の開口幅が下側に向かって小さくなる下すぼみ形状の場合、レンズ樹脂部８２の下面においては、レンズ樹脂部８２に入射した光線を透過させるために特定の大きさとなり、かつ、レンズ樹脂部８２の下面から上面に向かって、その断面積が大きくなって行く。
これに対して、貫通孔８３の開口幅が下側向かって大きくなる末広がり形状の場合、レンズ樹脂部８２の下面における断面積は、下すぼみ形状の場合と概ね同じとなるが、レンズ樹脂部８２の下面から上面に向かって、その断面積が小さくなって行く。
これにより、貫通孔８３の開口幅が下側に向かって大きくなる構造は、担持部９２を含めたレンズ樹脂部８２の大きさを、小さく抑えることができるという作用または効果をもたらす。また、これにより、先に述べたレンズが大きい場合に生じるレンズ形成の難しさを、低減できるという作用または効果をもたらす。
図６９は、積層レンズ構造体１１の第２変形例を示す断面図である。
図６９の積層レンズ構造体１１の第２変形例においても、図２の第１構成例と比較して、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の断面形状と、レンズ樹脂部８２の貫通孔８３との接続部分の形状が異なる。
図６９の積層レンズ構造体１１は、貫通孔８３の断面形状が、下側に向かって開口幅が小さくなる、いわゆる下すぼみの形状となったレンズ付き基板４１と、貫通孔８３の断面形状が、下側に向かって開口幅が大きくなる、いわゆる末広がりの形状となったレンズ付き基板４１と、の双方を備える。
貫通孔８３が、下側に向かって開口幅が小さくなる、いわゆる下すぼみの形状となったレンズ付き基板４１は、貫通孔８３の側壁に当たった射入射光が、上側方向いわゆる入射側方向へと反射され、これにより迷光あるいはノイズ光の発生を抑える、という作用または効果をもたらす。
そこで、図６９の積層レンズ構造体１１においては、積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１のうち、特に上側（入射側）の複数枚において、貫通孔８３の断面形状が、下側に向かって開口幅が小さくなる、いわゆる下すぼみの形状となったレンズ付き基板４１が用いられている。
貫通孔８３の断面形状が、下側に向かって開口幅が大きくなる、いわゆる末広がりの形状となったレンズ付き基板４１は、レンズ付き基板４１に備わる担体基板８１が光路の邪魔となりにくく、これによって、レンズ設計の自由度が増す、あるいは、レンズ付き基板４１に備わる担持部９２を含めたレンズ樹脂部８２の大きさを小さく抑える、という作用または効果をもたらす。
図６９の積層レンズ構造体１１においては、光は絞りから下側に向かって、末広がりに広がって進行するため、積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１のうち、下側に配置した何枚かのレンズ付き基板４１に備わるレンズ樹脂部８２の大きさが大きい。このような大きいレンズ樹脂部８２において、末広がりの形状の貫通孔８３を用いると、レンズ樹脂部８２の大きさを抑制する作用が大きく現れる。
そのため、図６９の積層レンズ構造体１１においては、積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１のうち、特に下側の複数枚において、貫通孔８３の断面形状が、下側に向かって開口幅が大きくなる、いわゆる末広がりの形状となったレンズ付き基板４１を用いている。
図７０は、積層レンズ構造体１１の第３変形例を示す断面図である。
図７０の積層レンズ構造体１１の第３変形例においても、図２の第１構成例と比較して、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の断面形状と、レンズ樹脂部８２の貫通孔８３との接続部分の形状が異なる。
図７０の積層レンズ構造体１１では、各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の断面形状が、光出射側から光入射側まで垂直な垂直形状となっている。
図７１は、積層レンズ構造体１１の第４変形例を示す断面図である。
図７１の積層レンズ構造体１１の第４変形例においても、図２の第１構成例と比較して、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の断面形状と、レンズ樹脂部８２の貫通孔８３との接続部分の形状が異なる。
図７１の積層レンズ構造体１１では、各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の側壁が、貫通孔８３の中央部から光出射側と光入射側との両方に向かって広がるような両テーパー形状に形成されている。このように貫通孔８３の側壁の形状を両テーパー形状にすることにより、遮光膜１２１（図１０）をより容易に成膜することができるようになる。また、この場合、貫通孔８３の側壁のレンズ樹脂部８２との接触部分が突起形状となるので、レンズ樹脂部８２の保持安定性を向上させることができる。また、この場合、担体基板８１の両面からエッチングを行って貫通孔８３を形成するので、他の形状の場合よりも、貫通孔８３の側壁のエッチングの処理時間を短くすることができる。
なお、図７１の積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１ａおよび４１ｅにおいて、破線で示される担体構成基板８０の貼り合わせ面が、貫通孔８３の側壁の形状の切り替わり部分と一致しているが、必ずしも一致させる必要はない。
図７２は、積層レンズ構造体１１の第５変形例を示す断面図である。
図７２の積層レンズ構造体１１の第５変形例においても、図２の第１構成例と比較して、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の断面形状と、レンズ樹脂部８２の貫通孔８３との接続部分の形状が異なる。
図７２の積層レンズ構造体１１では、各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の側壁が、貫通孔８３の途中で段差が形成されるような段差形状に形成されている。また、各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の断面形状が、光出射側から光入射側まで垂直な垂直形状となっている。
なお、図７２の積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１ａおよび４１ｅにおいて、破線で示される担体構成基板８０の貼り合わせ面が、貫通孔８３の側壁の段差部分と一致しているが、必ずしも一致させる必要はない。
図７３は、積層レンズ構造体１１の第６変形例を示す断面図である。
図７３の積層レンズ構造体１１の第６変形例においても、図２の第１構成例と比較して、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の断面形状と、レンズ樹脂部８２の貫通孔８３との接続部分の形状が異なる。
図７３の積層レンズ構造体１１では、各レンズ付き基板４１の貫通孔８３の側壁が、貫通孔８３の途中で段差が形成されるような段差形状に形成されている。また、貫通孔８３の段差形状の側壁の開口幅が大きい上側の断面形状が垂直形状となっている。
図７３の積層担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１ａおよび４１ｅにおいて、破線で示される担体構成基板８０の貼り合わせ面が、貫通孔８３の側壁の段差部分と一致せず、開口幅が小さい下すぼみの形状の側壁の所定の位置となっている。
また、レンズ付き積層基板４１ａでは、レンズ樹脂部８２ａの上面の平面が、貫通孔８３ａの側壁の段差部分と一致しているのに対して、レンズ付き積層基板４１ｂでは、レンズ樹脂部８２ｂの平面が、担体基板８１ｂの上面と一致している。これにより、レンズ付き積層基板４１ｂでは、レンズ樹脂部８２ｂが、貫通孔８３ａの段差部分上にも形成されている。
また、レンズ付き積層基板４１ｃでは、貫通孔８３ｃの側壁が段差形状に形成された上、段差形状の上段部分に、垂直方向に掘り込まれた溝２７０が形成されている。この溝２７０は、図５９等で説明した溝部８５と同様の作用効果を奏する。すなわち、エネルギー硬化性樹脂１９１を滴下した際の、余分なエネルギー硬化性樹脂１９１の退避場所となり得るスペースとなるとともに、担体基板８１ｃの貫通孔８３ｃの側壁に対するレンズ樹脂部８２ｃの保持強度を向上させる。
貫通孔８３の側壁の形状は、図６８乃至図７３を参照して説明した形状の他、任意の形状を採用し得る。
以上、説明した積層レンズ構造体１１の第２乃至第１３構成例および各変形例は、図１のカメラモジュール１に組み込まれた積層レンズ構造体１１の第１構成例と任意に置き換えることができる。
＜３０．絞り板５１の変形例＞
次に、図７４乃至図７６を参照して、絞り板５１の変形例について説明する。
次に、図７４乃至図７６を参照して、絞り板５１の変形例について説明する。
積層レンズ構造体１１の上部には、積層レンズ構造体１１のレンズ樹脂部８２の表面を保護するため、カバーガラスを設ける場合がある。この場合、カバーガラスに、絞り板５１と同じ光学絞りの機能を持たせるようにすることができる。
図７４は、カバーガラスが光学絞りの機能を備える第１構成例を示す図である。
図７４に示されるカバーガラスが光学絞りの機能を備える第１構成例では、積層レンズ構造体１１の上部にカバーガラス２７１がさらに積層されている。そして、積層レンズ構造体１１とカバーガラス２７１の外側に、レンズバレル１０１が配置されている。
カバーガラス２７１のレンズ付き基板４１ａ側の面（図中、カバーガラス２７１の下面）に、遮光膜２７２が形成されている。ここで、各レンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅのレンズ中心（光学中心）から所定の範囲は、遮光膜２７２が形成されていない開口部２７３となっており、開口部２７３は、光学絞りとして機能する。これにより、例えば、図１のカメラモジュール１ａで構成されていた絞り板５１が省略されている。
図７４に示したカバーガラスを用いた光学絞り機能の第１構成例によれば、塗布により光学絞りを形成するので、遮光膜２７２は１μｍ程度の薄い膜厚で形成することができ、絞り機構が所定の厚みを有することにより入射光が遮蔽されることに起因する光学性能の劣化（周辺部の減光）を抑えることができる。
遮光膜２７２の表面は粗くしてもよい。この場合、遮光膜２７２を形成したカバーガラス２７１表面の表面反射を減らすとともに、遮光膜２７２の表面積を増大させることができるので、カバーガラス２７１とレンズ付き基板４１との接合強度を向上させることができる。
遮光膜２７２の表面を粗面にする方法としては、例えば、遮光膜２７２となる光吸収材料を塗布後、エッチングなどにより粗面に加工する方法、光吸収材料を塗布前のカバーガラス２７１を粗面に形成後、光吸収材料を塗布する方法、凝集する光吸収材料により成膜後に表面に凹凸が生じるようにする方法、固形分を含んだ光吸収材料により成膜後に表面に凹凸が生じるようにする方法、などがある。
また、遮光膜２７２とカバーガラス２７１との間に、反射防止膜を形成してもよい。
カバーガラス２７１が絞りの支持基板を兼用することにより、カメラモジュール１のサイズを小型化することができる。
図７５は、カバーガラスが光学絞りの機能を備える第２構成例を示す図である。
図７５に示されるカバーガラスが光学絞りの機能を備える第２構成例では、カバーガラス２７１が、レンズバレル１０１の開口部の位置に配置されている。その他の構成は、図７４に示した第１構成例と同じである。
図７６は、カバーガラスが光学絞りの機能を備える第３構成例を示す図である。
図７６に示されるカバーガラスが光学絞りの機能を備える第３構成例では、遮光膜２７２が、カバーガラス２７１の上面、換言すれば、レンズ付き基板４１ａと反対側に形成されている。その他の構成は、図７４に示した第１構成例と同じである。
なお、図７５に示した、レンズバレル１０１の開口部にカバーガラス２７１を配置した構成においても、遮光膜２７２を、カバーガラス２７１の上面に形成してもよい。
＜３１．カメラモジュール１の第２実施の形態＞
カメラモジュール１は、積層レンズ構造体１１によって集光された入射光の焦点距離を調節する機構を備えるが、焦点調節機構は、図１で示した構成以外も採用し得る。
カメラモジュール１は、積層レンズ構造体１１によって集光された入射光の焦点距離を調節する機構を備えるが、焦点調節機構は、図１で示した構成以外も採用し得る。
そこで、以下では、その他の焦点調節機構を採用したカメラモジュール１のその他の実施の形態について説明する。
初めに、カメラモジュールの第２実施の形態について説明する。
また、以下で説明するカメラモジュール１の第２実施の形態以降の各実施の形態についても、基本的には、積層レンズ構造体１１としては、図２に示した第１構成例を組み込んだ構成例を用いて説明するが、上述した第２乃至第１３構成例および各変形例に係る積層レンズ構造体１１を組み込むことも可能である。
言い換えれば、本開示のカメラモジュール１において、積層レンズ構造体１１の各構成例と、それを組み込むカメラモジュールに実装される焦点調節機構、光学絞りの機能、単眼構造または複眼構造など、任意の組み合わせで構成した構造が可能である。
図７７は、本技術を適用したカメラモジュールの第２実施の形態を示す図である。
図７７のAは、カメラモジュール１の第２実施の形態としてのカメラモジュール１bの平面図であり、図７７のBは、カメラモジュール１bの断面図である。
図７７のAは、図７７のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図７７のBは、図７７のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図７７では、図１に示したカメラモジュール１aと対応する部分については同一の符号を付してあり、その部分の説明は適宜省略し、異なる部分を重点的に説明する。図７８以降で説明するその他の実施の形態においても、既に説明した部分については同様に適宜省略する。
図７７に示されるカメラモジュール１bは、図１に示したカメラモジュール１aと同様に、ＡＦ駆動部１０８を構成するＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５を備え、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との間の距離を調整する焦点調節機構を備えたカメラモジュールである。
図７７のカメラモジュール１bが図１のカメラモジュール１aと異なる点は、ＡＦ駆動部１０８を構成するＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５の取り付け位置が、カメラモジュール１aと反対となっている点である。
即ち、図１に示したカメラモジュール１aでは、レンズバレル１０１の外周側にＡＦ用コイル１０２が接着固定され、第１固定支持部１０４の内周側にＡＦ用マグネット１０５が接着固定されているのに対して、図７７のカメラモジュール１bでは、レンズバレル１０１の外周側にＡＦ用マグネット１０５が接着固定され、第１固定支持部１０４の内周側にＡＦ用コイル１０２が接着固定されている。
第１固定支持部１０４は、撮像部１２から最も遠い上面において内周側に張り出した張り出し部を備え、略Ｌ次形状の断面形状を有している。ＡＦ用コイル１０２が第１固定支持部１０４に接着固定される際、ＡＦ用コイル１０２は、内周側の張り出し部に突き当てるようにして位置合わせされ、接着固定される。
また、カメラモジュール１bがカメラモジュール１aと異なる他の点は、ＡＦ用マグネット１０５の取り付け個数が異なる点である。
即ち、図１に示したカメラモジュール１aでは、ＡＦ用マグネット１０５は、四角形の筒状の４つの各内周面それぞれに取り付けられ、カメラモジュール１a全体では４個のＡＦ用マグネット１０５を備えるのに対して、図７７のカメラモジュール１bでは、ＡＦ用マグネット１０５がレンズバレル１０１の４つの各外周面のうち、対向する２つの外周面に取り付けられており、カメラモジュール１b全体では２個のＡＦ用マグネット１０５を備える。
なお、ＡＦ用マグネット１０５の取り付け個数に関しては、２個または４個のどちらでもよい。即ち、図１のカメラモジュール１aが対向する位置に２個のＡＦ用マグネット１０５を備えるようにしてもよいし、図７７のカメラモジュール１bが４個のＡＦ用マグネット１０５を備えるようにしてもよい。
以上のように構成されるカメラモジュール１bは、図１のカメラモジュール１aと同様の作用または効果をもたらす。
すなわち、カメラモジュール１bは、撮像部１２が画像の撮影を行う際、ＡＦ駆動部１０８によって積層レンズ構造体１１と撮像部１２との間の距離を変更することができ、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。
また、光軸方向に複数枚のレンズを積層する積層レンズの構成として、積層レンズ構造体１１を採用しない場合には、カメラモジュールが備えるレンズの枚数分だけ、レンズ付き基板を１枚ずつレンズバレル内へ装填する工程が必要となる。
これに対して、光軸方向に複数枚のレンズを積層する積層レンズの構成として、積層レンズ構造体１１を採用した場合には、複数枚のレンズ付き基板４１が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を、レンズバレル１０１内に１回装填するだけで、積層レンズとレンズバレルの組立てが終了する。
従って、カメラモジュール１bは、レンズ付き基板４１を１枚ずつ装填する場合と比較して、モジュールの組み立てが容易であるとの作用効果と、装填処理のバラツキに起因した各レンズ樹脂部８２の中心位置のバラツキを発生させないという作用効果をもたらす。
また、積層レンズ構造体１１のレンズバレル１０１への組み付けは、光軸方向に対して垂直な内周側の方向へ張り出した張り出し部に突き当てるように位置合わせするだけである。ＡＦ用コイル１０２の第１固定支持部１０４への組み付けは、光軸方向に対して垂直な内周側の方向へ張り出した張り出し部に突き当てるように位置合わせするだけである。これにより、積層レンズ構造体１１及びＡＦ駆動部１０８の位置合わせが容易となり、モジュールの組み立てが容易である。
なお、図７７では、第１固定支持部１０４の上面に張り出し部を設け、ＡＦ用コイル１０２を、図中の上方向に突き当てるようにしたが、第１固定支持部１０４の下面に張り出し部を設け、ＡＦ用コイル１０２を、図中の下方向に突き当てる構成としてもよい。
上述した第２実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜３２．カメラモジュール１の第３実施の形態＞
図７８は、本技術を適用したカメラモジュールの第３実施の形態を示す図である。
図７８は、本技術を適用したカメラモジュールの第３実施の形態を示す図である。
図７８のAは、カメラモジュール１の第３実施の形態としてのカメラモジュール１cの平面図であり、図７８のBは、カメラモジュール１cの断面図である。
図７８のAは、図７８のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図７８のBは、図７８のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図７８のカメラモジュール１cが図１のカメラモジュール１aと異なる点は、積層レンズ構造体１１を収納するレンズバレル１０１が省略されている点である。
即ち、図７８のカメラモジュール１cでは、レンズバレル１０１が省略され、ＡＦ用コイル１０２とサスペンション１０３ａ及び１０３ｂが、積層レンズ構造体１１を構成する一部のレンズ付き基板４１と絞り板５１に直接接着されて、固定されている。ＡＦ用コイル１０２は、積層レンズ構造体１１を構成する一部のレンズ付き基板４１の外周にらせん状に巻き付けられている。
レンズバレル１０１が省略されたことにより、カメラモジュール１cの大きさを、レンズバレル１０１を使用するカメラモジュール１aやカメラモジュール１bと比較して小さくすることができるという作用または効果をもたらす。また、レンズバレル１０１が省略されたことにより、カメラモジュール１cの製造コストも、カメラモジュール１aやカメラモジュール１bと比較して抑えることができるという作用または効果をもたらす。
カメラモジュール１cは、図１のカメラモジュール１aと同様に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。また、複数枚のレンズ付き基板４１が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を用いるので、モジュールの組み立てが容易となり、複数枚のレンズ付き基板４１の各レンズ樹脂部８２の中心位置のバラツキを発生させない、という作用効果をもたらす。
図７９を参照して、第３実施の形態に係るカメラモジュール１cを例に、サスペンション１０３ａ及び１０３ｂの平面形状について説明する。
図７９のAは、図７８のカメラモジュール１cを、サスペンション１０３ａから撮像部１２の方向（下方向）に見た平面図であり、図７９のBは、サスペンション１０３ｂのみの平面図である。
図７９のCは、ＡＦ用コイル１０２を流れる電流の経路を説明するためのカメラモジュール１cの断面図である。
サスペンション１０３ａは、図７９のAに示されるように、第１固定支持部１０４と接着固定される第１固定板３３１と、積層レンズ構造体１１上部の絞り板５１と接着固定される第２固定板３３２と、第１固定板３３１と第２固定板３３２とを４隅で接続する接続バネ３３３ａ乃至３３３ｄとで構成される。
第１固定板３３１には、第１固定支持部１０４と接着固定する際の位置決め用の位置決め穴３４１ａ乃至３４１ｄが設けられている。
第２固定板３３２には、積層レンズ構造体１１上部の絞り板５１と接着固定する際の位置決め用の位置決め穴３４１ｅ乃至３４１ｈが設けられている。
一方、サスペンション１０３ｂは、図７９のBに示されるように、光軸中心を通り、２個のＡＦ用マグネット１０５を結ぶ線分で均等に２分割された２枚の分割固定板３５１Ａ及び３５１Ｂで構成される。なお、２枚の分割固定板３５１Ａ及び３５１Ｂの分割方向は、２個のＡＦ用マグネット１０５を結ぶ線分と直交する方向でもよい。
分割固定板３５１Ａは、第１固定支持部１０４と接着固定される第１固定板３６１Ａと、積層レンズ構造体１１の最下層のレンズ付き基板４１ｅと接着固定される第２固定板３６２Ａと、第１固定板３６１Ａと第２固定板３６２Ａとを接続する接続バネ３６３ａおよび３６３ｂとで構成される。
第１固定板３６１Ａには、第１固定支持部１０４と接着固定する際の位置決め用の位置決め穴３７１ａおよび３７１ｂが設けられている。
第２固定板３６２Ａには、積層レンズ構造体１１の最下層のレンズ付き基板４１ｅと接着固定する際の位置決め用の位置決め穴３７１ｅおよび３７１ｆが設けられている。
一方、分割固定板３５１Ｂは、第１固定支持部１０４と接着固定される第１固定板３６１Ｂと、積層レンズ構造体１１の最下層のレンズ付き基板４１ｅと接着固定される第２固定板３６２Ｂと、第１固定板３６１Ｂと第２固定板３６２Ｂとを接続する接続バネ３６３ｃおよび３６３ｄとで構成される。
第１固定板３６１Ｂには、第１固定支持部１０４と接着固定する際の位置決め用の位置決め穴３７１ｃおよび３７１ｄが設けられている。
第２固定板３６２Ｂには、積層レンズ構造体１１の最下層のレンズ付き基板４１ｅと接着固定する際の位置決め用の位置決め穴３７１ｇおよび３７１ｈが設けられている。
サスペンション１０３ａおよび１０３ｂは、例えば、ＣｕやＡｌ等の金属板を成形して作製され、それ自体が、電流を流す電線としての機能を有する。
ＡＦ用コイル１０２を流れる電流は、例えば、図７９のCに示される第２固定支持部１０６の外周部３８１を流れて、図７９のBに示される第１固定板３６１Ａの接続点３８２に到達する。そして、電流は、第１固定板３６１Ａの接続点３８２から、接続バネ３６３ａ、第２固定板３６２Ａへと流れ、接続点３８３から、図７９のCに示される積層レンズ構造体１１の外周部３８４を通って、ＡＦ用コイル１０２へ到達する。
その後、ＡＦ用コイル１０２を流れた電流は、図７９のCに示される積層レンズ構造体１１の外周部３８４を通って、第２固定板３６２Ｂの接続点３８５に到達する。そして、電流は、第２固定板３６２Ｂの接続点３８５から、接続バネ３６３ｄ、第１固定板３６１Ｂへと流れ、接続点３８６から、図７９のCに示される第２固定支持部１０６の外周部３８１を通って、モジュール基板１１１へ到達する。
上述した第３実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜３３．カメラモジュール１の第３実施の形態の変形例＞
図８０は、本技術を適用したカメラモジュールの第３実施の形態の第１変形例を示す図である。
図８０は、本技術を適用したカメラモジュールの第３実施の形態の第１変形例を示す図である。
図８０のAは、第３実施の形態の第１変形例に係るカメラモジュール１dの平面図であり、図８０のBは、第３実施の形態の第１変形例に係るカメラモジュール１dの断面図である。
図８０のAは、図８０のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図８０のBは、図８０のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図８０の第３実施の形態の第１変形例に係るカメラモジュール１dが、図７８に示した第３実施の形態のカメラモジュール１cと異なる点は、図８０のAと図７８のAの平面図どうしを比較して明らかなように、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の４隅の角部が直線的に除去され、レンズ付き基板４１の平面形状が略八角形とされている点である。
図８１は、本技術を適用したカメラモジュールの第３実施の形態の第２変形例を示す図である。
図８１のAは、第３実施の形態の第２変形例に係るカメラモジュール１dの平面図であり、図８１のBは、第３実施の形態の第２変形例に係るカメラモジュール１dの断面図である。
図８１のAは、図８１のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図８１のBは、図８１のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図８１の第３実施の形態の第２変形例に係るカメラモジュール１dが、図７８に示した第３実施の形態のカメラモジュール１cと異なる点は、図８１のAと図７８のAの平面図どうしを比較して明らかなように、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の４隅の角部が曲線的に除去され、レンズ付き基板４１の平面形状が角丸の四角形とされている点である。
上述した第３実施の形態の変形例に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜３４．カメラモジュール１の第４実施の形態＞
図８２は、本技術を適用したカメラモジュールの第４実施の形態を示す図である。
図８２は、本技術を適用したカメラモジュールの第４実施の形態を示す図である。
図８２のAは、カメラモジュール１の第４実施の形態としてのカメラモジュール１eの平面図であり、図８２のB及びCは、カメラモジュール１eの断面図である。
図８２のAは、図８２のB及びCの断面図におけるC‐C’線の平面図であり、図８２のBは、図８２のAの平面図におけるB‐B’線の断面図であり、図８２のCは、図８２のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図８２のカメラモジュール１eが図１のカメラモジュール１aと異なる点は、積層レンズ構造体１１を収納するレンズバレル１０１が省略されている点である。
また、図８２のカメラモジュール１eが図１のカメラモジュール１aと異なる他の点は、図８０で説明した第３実施の形態の第１変形例に係るカメラモジュール１dと同様に、積層レンズ構造体１１を構成する各レンズ付き基板４１の４隅の角部が直線的に除去され、レンズ付き基板４１の平面形状が略八角形とされている点である。
ここで、各レンズ付き基板４１の平面形状が略八角形とされているのに対して、図８２のAにおいて破線で示されるように、絞り板５１の平面形状は、４隅の角部が除去されない四角形とされており、絞り板５１は、４隅の角部においてレンズ付き基板４１よりも外周側に張り出した形状となっている。
ＡＦ用コイル１０２を積層レンズ構造体１１に接着固定する際、ＡＦ用コイル１０２は、４隅の角部において張り出した絞り板５１に突き当てるようにして位置合わせされ、接着固定される。
以上のように構成されるカメラモジュール１eは、図１のカメラモジュール１aと同様に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。また、複数枚のレンズ付き基板４１が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を用いるので、モジュールの組み立てが容易となり、複数枚のレンズ付き基板４１の各レンズ樹脂部８２の中心位置のバラツキを発生させない、という作用効果をもたらす。
ＡＦ用コイル１０２が巻き付けられる積層レンズ構造体１１のレンズ付き基板４１の４隅の角部が直角より緩い角度になるので、コイル装着時にコイルに傷が付いて不良の原因となるのを防ぐことができる、という作用または効果をもたらす。
さらに、基板状態のレンズ付き基板４１Wを個片化する前に、角部を除去することにより、ダイシングによる個片化時または個片化後のレンズ付き基板４１（担体基板８１）のチッピングを防止することができる、という作用または効果をもたらす。
また、ＡＦ用コイル１０２の組み付けは、４隅の角部においてレンズ付き基板４１よりも外周側に張り出した形状の絞り板５１に突き当てるように位置合わせするだけであるので、ＡＦ用コイル１０２の位置合わせが容易となり、モジュールの組み立てが容易となる、という作用効果をもたらす。
なお、図８２に示したカメラモジュール１eの絞り板５１に代えて、図７４で採用したカバーガラス２７１と遮光膜２７２を採用してもよい。また、光学絞りの機能が不要である場合には、ＡＦ用コイル１０２の突き当て対象物としてカバーガラス２７１のみを設けてもよい。
上述した第４実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜３５．カメラモジュール１の第５実施の形態＞
図８３は、本技術を適用したカメラモジュールの第５実施の形態を示す図である。
図８３は、本技術を適用したカメラモジュールの第５実施の形態を示す図である。
図８３のAは、カメラモジュール１の第５実施の形態としてのカメラモジュール１fの平面図であり、図８３のB及びCは、カメラモジュール１fの断面図である。
図８３のAは、図８３のB及びCの断面図におけるC‐C’線の平面図であり、図８３のBは、図８３のAの平面図におけるB‐B’線の断面図であり、図８３のCは、図８３のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図８３のカメラモジュール１fを、図８２に示した第４実施の形態に係るカメラモジュール１eと比較すると、最上層のレンズ付き基板４１ａ以外のレンズ付き基板４１ｂ乃至４１ｅが、レンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1に置き換えられている。
即ち、図８３の第５実施の形態に係るカメラモジュール１fの積層レンズ構造体１１は、最上層のレンズ付き基板４１ａとレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1とで構成されている。図８３のAにおいて破線で示されるように、最上層のレンズ付き基板４１ａの平面形状は、４隅の角部が除去されない四角形とされているのに対して、レンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1の平面形状は、４隅の角部が除去された八角形とされている。その結果、４隅の角部において最上層のレンズ付き基板４１ａがレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1よりも外周側に張り出した形状となっている。
ＡＦ用コイル１０２を積層レンズ構造体１１に接着固定する際、ＡＦ用コイル１０２は、４隅の角部において張り出した最上層のレンズ付き基板４１ａに突き当てるようにして位置合わせされ、接着固定される。
以上のように構成されるカメラモジュール１fは、図１のカメラモジュール１ａと同様に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。また、複数枚のレンズ付き基板４１が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を用いるので、モジュールの組み立てが容易となり、複数枚のレンズ付き基板４１の各レンズ樹脂部８２の中心位置のバラツキを発生させない、という作用効果をもたらす。
ＡＦ用コイル１０２が巻き付けられる積層レンズ構造体１１のレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1の４隅の角部が直角より緩い角度になるので、コイル装着時にコイルに傷が付いて不良の原因となるのを防ぐことができる、という作用または効果をもたらす。
さらに、基板状態のレンズ付き基板４１Wを個片化する前に、角部を除去することにより、ダイシングによる個片化時または個片化後のレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1（担体基板８１ｂ1乃至８１ｅ1）のチッピングを防止することができる、という作用または効果をもたらす。
また、ＡＦ用コイル１０２の組み付けは、４隅の角部においてレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1よりも外周側に張り出した形状のレンズ付き基板４１ａに突き当てるように位置合わせするだけであるので、ＡＦ用コイル１０２の位置合わせが容易となり、モジュールの組み立てが容易となる、という作用効果をもたらす。
上述した第５実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜３６．カメラモジュール１の第６実施の形態＞
図８４は、本技術を適用したカメラモジュールの第６実施の形態を示す図である。
図８４は、本技術を適用したカメラモジュールの第６実施の形態を示す図である。
図８４のAは、カメラモジュール１の第６実施の形態としてのカメラモジュール１gの平面図であり、図８４のBは、カメラモジュール１gの断面図である。
図８４のAは、図８４のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図８４のBは、図８４のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図８４に示されるカメラモジュール１gは、積層レンズ構造体１１を収納するレンズバレル１０１が省略された構造を有し、積層レンズ構造体１１の外周側にＡＦ用マグネット１０５が接着固定され、第１固定支持部１０４の内周側にＡＦ用コイル１０２が接着固定されている。
換言すれば、図８４のカメラモジュール１gは、図７７に示した第２実施の形態に係るカメラモジュール１bと同様、ＡＦ駆動部１０８を構成するＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５の取り付け位置が、図１のカメラモジュール１aとは反対となっている。
また、カメラモジュール１gの積層レンズ構造体１１は、レンズ付き基板４１ａ、４１ｂ2乃至ｄ2、及び４１ｅで構成されており、中間層のレンズ付き基板４１ｂ2乃至ｄ2の平面形状は、最上層及び最下層のレンズ付き基板４１ａ及び４１ｅよりも、ＡＦ用マグネット１０５の取り付け部分が掘り込まれた形状を有している。これにより、ＡＦ用マグネット１０５は、積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１に埋め込まれている。
以上のように構成されるカメラモジュール１gは、図７７のカメラモジュール１bと同様に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。また、複数枚のレンズ付き基板４１が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を用いるので、モジュールの組み立てが容易となり、複数枚のレンズ付き基板４１の各レンズ樹脂部８２の中心位置のバラツキを発生させない、という作用効果をもたらす。
また、ＡＦ用マグネット１０５の組み付けは、最上層及び最下層のレンズ付き基板４１ａ及び４１ｅと、中間層のレンズ付き基板４１ｂ2乃至ｄ2との平面形状の違いにより発生する掘り込み部分に突き当てるように位置合わせするだけである。一方、ＡＦ用コイル１０２の第１固定支持部１０４への組み付けは、光軸方向に対して垂直な内周側の方向へ張り出した張り出し部に突き当てるように位置合わせするだけである。これにより、ＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５の位置合わせが容易となり、モジュールの組み立てが容易である。
さらに、カメラモジュール１gでは、ＡＦ用マグネット１０５が、積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１に埋め込まれた状態となるので、カメラモジュールの小型化及び軽量化に貢献する。
なお、図８４のカメラモジュール１gでは、ＡＦ用マグネット１０５の厚み方向の全てがレンズ付き基板４１に埋め込まれるようにしたが、ＡＦ用マグネット１０５の一部が埋め込まれるようにしてもよい。
上述した第６実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜３７．カメラモジュール１の第７実施の形態＞
図８５は、本技術を適用したカメラモジュールの第７実施の形態を示す図である。
図８５は、本技術を適用したカメラモジュールの第７実施の形態を示す図である。
図８５のAは、カメラモジュール１の第７実施の形態としてのカメラモジュール１hの平面図であり、図８５のBは、カメラモジュール１hの断面図である。
図８５のAは、図８５のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図８５のBは、図８５のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図８５に示されるカメラモジュール１hは、図８３に示した第５実施の形態に係るカメラモジュール１fと比較して、ＡＦ用マグネット１０５の取り付け位置が変更された構造を有する。
具体的には、図８３に示したカメラモジュール１fでは、ＡＦ用マグネット１０５が、平面図において、四角形の第１固定支持部１０４の平面部分に配置されていたのに対して、図８５のカメラモジュール１hでは、四角形の第１固定支持部１０４の４隅の角部分に配置されている。換言すれば、ＡＦ用マグネット１０５は、略四角形のレンズ付き基板４１の四隅と対向する位置に配置されている
なお、第１固定支持部１０４の４隅の角部分にＡＦ用マグネット１０５を配置するために、図８５のAにおいて破線で示されるように、最上層のレンズ付き基板４１ａ3の４隅の角部分も、図８３のカメラモジュール１fのレンズ付き基板４１ａと比較して僅かに除去されている。レンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1については、図８３のカメラモジュール１fと同様である。
また、第１固定支持部１０４に取り付けられたＡＦ用マグネット１０５の個数は、図８３に示したカメラモジュール１fでは、四角形の第１固定支持部１０４の４面のうちの対向する２面に取り付けられ、２個であったのに対して、図８５のカメラモジュール１hでは、第１固定支持部１０４の４隅の角部分に取り付けられ、４個である。
図８５のカメラモジュール１hのその他の構成は、図８３に示したカメラモジュール１fと同様である。
以上のように構成されるカメラモジュール１hは、図８３のカメラモジュール１fと同様に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。また、複数枚のレンズ付き基板４１が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を用いるので、モジュールの組み立てが容易となり、複数枚のレンズ付き基板４１の各レンズ樹脂部８２の中心位置のバラツキを発生させない、という作用効果をもたらす。
ＡＦ用コイル１０２が巻き付けられる積層レンズ構造体１１のレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1の４隅の角部が直角より緩い角度になるので、コイル装着時にコイルに傷が付いて不良の原因となるのを防ぐことができる、という作用または効果をもたらす。
さらに、基板状態のレンズ付き基板４１Wを個片化する前に、角部を除去することにより、ダイシングによる個片化時または個片化後のレンズ付き基板４１（担体基板８１）のチッピングを防止することができる、という作用または効果をもたらす。
また、ＡＦ用コイル１０２の組み付けは、４隅の角部においてレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1よりも外周側に張り出した形状のレンズ付き基板４１ａ3に突き当てるように位置合わせするだけであるので、ＡＦ用コイル１０２の位置合わせが容易となり、モジュールの組み立てが容易となる、という作用効果をもたらす。
上述した第７実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜３８．カメラモジュール１の第８実施の形態＞
図８６は、本技術を適用したカメラモジュールの第８実施の形態を示す図である。
図８６は、本技術を適用したカメラモジュールの第８実施の形態を示す図である。
図８６のAは、カメラモジュール１の第８実施の形態としてのカメラモジュール１iの平面図であり、図８６のBは、カメラモジュール１iの断面図である。
図８６のAは、図８６のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図８６のBは、図８６のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図８６に示されるカメラモジュール１iは、図８５に示した第７実施の形態に係るカメラモジュール１hと比較して、ＡＦ駆動部１０８を構成するＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５の取り付け位置が反対となっている。
即ち、図８５に示したカメラモジュール１hでは、積層レンズ構造体１１の外周側にＡＦ用コイル１０２が接着固定され、第１固定支持部１０４の内周側にＡＦ用マグネット１０５が接着固定されていたのに対して、図８６のカメラモジュール１iでは、積層レンズ構造体１１の外周側にＡＦ用マグネット１０５が接着固定され、第１固定支持部１０４の内周側にＡＦ用コイル１０２が接着固定されている。
第１固定支持部１０４は、撮像部１２から最も遠い上面において内周側に張り出した張り出し部を備え、略Ｌ字形状の断面形状を有している。ＡＦ用コイル１０２が第１固定支持部１０４に接着固定される際、ＡＦ用コイル１０２は、内周側の張り出し部に突き当てるようにして位置合わせされ、接着固定される。
ＡＦ用マグネット１０５は、積層レンズ構造体１１を構成する４枚のレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1の４隅の角部分に配置されている。ＡＦ用マグネット１０５は、４隅の角部において張り出した最上層のレンズ付き基板４１ａ3に突き当てるようにして位置合わせされ、接着固定される。
図８６のカメラモジュール１iのその他の構成は、図８５に示したカメラモジュール１hと同様である。
以上のように構成されるカメラモジュール１iは、図８５のカメラモジュール１hと同様に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。また、複数枚のレンズ付き基板４１が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を用いるので、モジュールの組み立てが容易となり、複数枚のレンズ付き基板４１の各レンズ樹脂部８２の中心位置のバラツキを発生させない、という作用効果をもたらす。
積層レンズ構造体１１のレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1の４隅の角部が直角より緩い角度になるので、基板状態のレンズ付き基板４１Wを個片化する前に、角部を除去することにより、ダイシングによる個片化時または個片化後のレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1（担体基板８１ｂ1乃至８１ｅ1）のチッピングを防止することができる、という作用または効果をもたらす。
また、ＡＦ用コイル１０２の第１固定支持部１０４への組み付けは、光軸方向に対して垂直な内周側の方向へ張り出した張り出し部に突き当てるように位置合わせするだけである。これにより、ＡＦ用コイル１０２の位置合わせが容易となり、モジュールの組み立てが容易となる、という作用効果をもたらす。
さらに、カメラモジュール１iでは、ＡＦ用マグネット１０５の少なくとも一部が、積層レンズ構造体１１を構成するレンズ付き基板４１ｂ1乃至４１ｅ1に埋め込まれた状態となるので、カメラモジュールの小型化及び軽量化に貢献する。
上述した第８実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜３９．カメラモジュール１の第９実施の形態＞
図８７は、本技術を適用したカメラモジュールの第９実施の形態を示す図である。
図８７は、本技術を適用したカメラモジュールの第９実施の形態を示す図である。
図８７のAは、カメラモジュール１の第９実施の形態としてのカメラモジュール１jの平面図であり、図８７のBは、カメラモジュール１jの断面図である。
図８７のAは、図８７のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図８７のBは、図８７のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図８７に示されるカメラモジュール１jは、図１に示したカメラモジュール１aに対して、光学的手振れ補正（ＯＩＳ：Optical Image Stabilizer）の機構を追加した構造である。
図８７のカメラモジュール１jでは、図１に示したカメラモジュール１aと比較すると、ＡＦ用コイル１０２が、レンズバレル１０１ではなく、新たに設けられた可動支持部４０１の外周側に接着されて固定されている。可動支持部４０１の内周側には、ＯＩＳ用の永久磁石であるＯＩＳ用マグネット４０３が接着されて固定されている。
可動支持部４０１は、積層レンズ構造体１１が収納されたレンズバレル１０１を囲むように四角形の筒状となっており、上面においてサスペンション１０３ａを介して第１固定支持部１０４に固定され、下面においてサスペンション１０３ｂを介して第１固定支持部１０４に固定されている。
また、可動支持部４０１は、上面から見て四角形のレンズバレル１０１の四隅において、円柱形状の金属弾性体で形成されたＯＩＳサスペンション４０４を介してレンズバレル１０１と接続されている。レンズバレル１０１の外周面であって、ＯＩＳ用マグネット４０３と対向する位置には、ＯＩＳ用コイル４０２が接着固定されている。
上面から見て四角形のレンズバレル１０１の外周の四辺のうち、所定の対向する二辺にそれぞれ接着固定されたＯＩＳ用コイル４０２Ｘと、それと向き合うＯＩＳ用マグネット４０３Ｘは、Ｘ軸ＯＩＳ駆動部４０５Ｘを構成し、ＯＩＳ用コイル４０２Ｘに電流が流れることにより積層レンズ構造体１１をＸ軸方向に移動させる。他の対向する二辺にそれぞれ接着固定されたＯＩＳ用コイル４０２Ｙと、それと向き合うＯＩＳ用マグネット４０３Ｙは、Ｙ軸ＯＩＳ駆動部４０５Ｙを構成し、ＯＩＳ用コイル４０２Ｙに電流が流れることにより積層レンズ構造体１１をＹ軸方向に移動させる。
光軸方向の積層レンズ構造体１１の駆動については、図１に示したカメラモジュール１aと同様である。即ち、ＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５とで構成されるＡＦ駆動部１０８が、ＡＦ用コイル１０２に電流が流れることにより、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との間の距離を調整する。
以上のように構成されるカメラモジュール１jでは、図１に示したカメラモジュール１aで奏することができる作用または効果に加えて、光学的手振れ補正機構を備えるので、手振れ補正動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。
なお、図８７のカメラモジュール１jでは、レンズバレル１０１の外周面にＯＩＳ用コイル４０２を接着固定し、可動支持部４０１の内周側にＯＩＳ用マグネット４０３を接着固定したが、上述したＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５の位置関係と同様に、ＯＩＳ用コイル４０２とＯＩＳ用マグネット４０３の位置関係を入れ替えてもよい。
上述した第９実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜４０．カメラモジュール１の第１０実施の形態＞
図８８は、本技術を適用したカメラモジュールの第１０実施の形態を示す図である。
図８８は、本技術を適用したカメラモジュールの第１０実施の形態を示す図である。
図８８のAは、カメラモジュール１の第１０実施の形態としてのカメラモジュール１kの平面図であり、図８８のBは、カメラモジュール１kの断面図である。
図８８のAは、図８８に示されるカメラモジュール１kを、下面のサスペンション１０３ｂから撮像部１２の方向（下方向）に見た平面図であり、図８８のBは、図８８のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図８８に示されるカメラモジュール１kは、図７８に示したレンズバレル１０１を備えないカメラモジュール１cのAＦ動作を行う電磁式のＡＦ駆動部１０８を、圧電材を用いたアクチュエータに変更した構造である。
より具体的には、図８８のカメラモジュール１kでは、図７８のカメラモジュール１cにおいて電磁式のＡＦ駆動部１０８であるＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５が省略され、その代わりに、圧電素子を用いた４個の圧電駆動部４１１ａ乃至４１１ｄが設けられている。
カメラモジュール１kはＡＦ用コイル１０２を備えず、電流を流す必要が無いため、下面のサスペンション１０３ｂは、上面のサスペンション１０３ａと同様に、１枚板で構成される。具体的には、サスペンション１０３ｂは、図８８のAに示されるように、第１固定支持部１０４と接着固定される第１固定板３６１と、積層レンズ構造体１１の最下層のレンズ付き基板４１ｅと接着固定される第２固定板３６２と、第１固定板３６１と第２固定板３６２とを４隅で接続する接続バネ３６３ａ乃至３６３ｄとで構成される。
圧電駆動部４１１ａ乃至４１１ｄは、略四角形の平面形状の第２固定板３６２の各辺に１対１に接続される。
圧電駆動部４１１ａは、第２固定支持部１０６と固定される圧電固定部４２１ａ、電圧印加により形状変化する圧電可動部４２２ａ、および、第２固定板３６２と固定される圧電固定部４２３ａを備える。
圧電可動部４２２ａは、圧電材を２枚の電極（対向電極）で挟んだサンドイッチ構造を有し、２枚の電極に所定の電圧を印加すると、板状の圧電可動部４２２ａが上下方向に反ることにより、積層レンズ構造体１１が光軸方向に移動される。
圧電駆動部４１１ｂも同様に、圧電固定部４２１ｂ、圧電可動部４２２ｂ、および、圧電固定部４２３ｂを備える。圧電駆動部４１１ｃおよび４１１ｄについても同様である。
図８８に示されるように、４個の圧電駆動部４１１ａ乃至４１１ｄを対称に配置することで、駆動力を大きくし、かつ、光軸方向以外のへの力を減らすことができる。
以上のように構成されるカメラモジュール１kは、図１のカメラモジュール１aと同様に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。また、複数枚のレンズ付き基板４１が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を用いるので、モジュールの組み立てが容易となり、複数枚のレンズ付き基板４１の各レンズ樹脂部８２の中心位置のバラツキを発生させないという作用効果をもたらす。また、レンズバレル１０１が不要であるので、カメラモジュールを小型化および軽量化することができる。
なお、圧電駆動部４１１ａ乃至４１１ｄには、例えば、バイメタルや形状記憶合金、特開２０１３−２００３６６号公報で開示されている高分子アクチュエータなど、電圧印加で板状の圧電材が形状変化し、対象物を移動させる任意の構造を採用することができる。
上述した第１０実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜４１．カメラモジュール１の第１１実施の形態＞
図８９は、本技術を適用したカメラモジュールの第１１実施の形態を示す図である。
図８９は、本技術を適用したカメラモジュールの第１１実施の形態を示す図である。
図８９のAは、カメラモジュール１の第１１実施の形態としてのカメラモジュール１mの平面図であり、図８９のBは、カメラモジュール１mの断面図である。
図８９のAは、図８９のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図８９のBは、図８９のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図８９に示されるカメラモジュール１mは、図７８に示した第３実施の形態に係るカメラモジュール１cのAＦ動作を行う電磁式のＡＦ駆動部１０８を、超音波駆動を利用したリニアアクチュエータに変更した構造である。
より具体的には、図８９のカメラモジュール１mでは、図７８のカメラモジュール１cにおいて電磁式のＡＦ駆動部１０８であるＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５が省略され、その代わりに、駆動体４５３を連結した圧電素子４５２と、３本のガイド体４５４とが設けられている。圧電素子４５２と３本のガイド体４５４は、固定支持部４５１に固定されている。
駆動体４５３と３本のガイド体４５４は、積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１（の担体基板８１）の４隅付近に形成された孔４６１に挿通されている（挿入され貫通されている）。駆動体４５３と３本のガイド体４５４は、例えば、金属または樹脂の円柱形状とされる。
圧電素子４５２は、所定の電圧が印加されると、伸びの速度と縮みの速度とを異ならせて、周期的に駆動体４５３を伸び縮みさせる。レンズ付き基板４１（の担体基板８１）の４隅付近に形成された孔４６１の内壁と、駆動体４５３またはガイド体４５４の外壁の形状は、最適な摩擦力が得られるように設計される。つまり、圧電素子４５２の駆動能力が高い場合は大きな摩擦力、圧電素子４５２の駆動能力が低い場合は小さな摩擦力を得るように形状が設計される。
例えば、図８９の例では、図８９のAに示されるように、孔４６１の内壁の三方にグルーブを設け、孔４６１の内壁の一部が駆動体４５３またはガイド体４５４と接触して所望の摩擦力が発生する形状が採用されている。孔４６１は、ウェットエッチング等を用いて貫通孔８３と同時に形成することができる。これにより、各孔４６１の孔形状および位置関係を正確に形成できるため、積層レンズ構造体１１の駆動の精度を向上させることができる、という作用または効果を示す。
圧電素子４５２の駆動速度が遅い場合は、静止摩擦力により、積層レンズ構造体１１は駆動体４５３の動きに追従する。圧電素子４５２の駆動速度が速い場合は、積層レンズ構造体１１の慣性や静止摩擦などの総和が駆動体４５３に圧電素子４５２から与えられる駆動力よりも大きいので、積層レンズ構造体１１は動かない。遅い伸び駆動と速い縮み駆動を交互に繰り返す事によって、積層レンズ構造体１１は上方または下方の光軸方向に移動する。
３本のガイド体４５４は、固定支持部４５１に直接固定されており、駆動体４５３の動きに追従する積層レンズ構造体１１の移動方向をガイドする。押し付けバネ４５５は、駆動を効率的に伝えるため、積層レンズ構造体１１を駆動体４５３に押し付け、適度な摩擦力を発生させる。
以上のように構成されるカメラモジュール１mは、図１のカメラモジュール１aと同様に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。また、複数枚のレンズ付き基板４１が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を用いるので、モジュールの組み立てが容易となり、複数枚のレンズ付き基板４１の各レンズ樹脂部８２の中心位置のバラツキを発生させないという作用効果をもたらす。また、レンズバレル１０１が不要であるので、カメラモジュールを小型化および軽量化することができる。
第２５の実施の形態で採用した超音波駆動を利用したリニアアクチュエータは、他の超音波駆動のアクチュエータを積層レンズ構造体１１に外付けする場合に比べて、カメラモジュール１全体のサイズを小さくすることができる、という作用または効果をもたらす。
上述した第１１実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜４２．カメラモジュール１の第１２実施の形態＞
図９０は、本技術を適用したカメラモジュールの第１２実施の形態を示す図である。
図９０は、本技術を適用したカメラモジュールの第１２実施の形態を示す図である。
図９０のAは、カメラモジュール１の第１２実施の形態としてのカメラモジュール１nの平面図であり、図９０のBは、カメラモジュール１nの断面図である。
図９０のAは、図９０のBの断面図におけるB‐B’線から撮像部１２の方向（下方向）に見た平面図であり、図９０のBは、図９０のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
これまで上述した第１実施の形態乃至第１１実施の形態に係るカメラモジュール１a乃至１mが、すべて積層レンズ構造体１１を光軸方向に移動させる方式であったのに対して、図９０に示されるカメラモジュール１nは、積層レンズ構造体１１を固定して、撮像部１２を光軸方向に移動させる方式である。
積層レンズ構造体１１は、レンズバレル４８１に収納され、レンズバレル４８１が第２固定支持部４８２に直接結合されることで、モジュール基板１１１に対して固定位置とされている。
撮像部１２は、受光素子ホルダ４９１上に載置され、受光素子ホルダ４９１は、複数の平行リンク４９２で第２固定支持部４８２に結合しており、撮像部１２が光軸方向に略平行移動可能となっている。
圧電アクチュエータ４９３は、圧電材を２枚の電極（対向電極）で挟んだサンドイッチ構造を有し、２枚の電極に所定の電圧を印加すると、板状の圧電アクチュエータ４９３が上下方向に反ることにより、受光素子ホルダ４９１上に載置された撮像部１２が光軸方向に移動される。これにより、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との距離が調節可能となる。
圧電アクチュエータ４９３としては、その他、例えば、バイメタルや形状記憶合金、特開２０１３−２００３６６号公報で開示されている高分子アクチュエータなど、電圧印加で板状の圧電材が形状変化し、対象物を移動させる任意の構造を採用することができる。
なお、カメラモジュール１は、焦点調節機構（オートフォーカス機構）として、撮像部１２を積層レンズ構造体１１の光軸方向に移動させる手段であれば、圧電アクチュエータ以外の手段を用いてもよい。例えば、図８９に記載の超音波駆動を利用したリニアアクチュエータを撮像部１２に取り付けて、撮像部１２を積層レンズ構造体１１の光軸方向に移動させてもよい。また別の例として、図１に記載の電磁式のＡＦ駆動部１０８を撮像部１２に取り付けて、撮像部１２を積層レンズ構造体１１の光軸方向に移動させてもよい。さらに別の例として、撮像部１２に支持体を取り付けて、その支持体をコイルとマグネットを用いた電磁式の駆動機構を使って移動させることで、撮像部１２を積層レンズ構造体１１の光軸方向に移動させてもよい。
レンズバレル４８１は、図９０のBに示されるように、撮像部１２から最も遠い上面において内周側に張り出した張り出し部４８３を備え、略Ｌ字状の断面形状を有している。積層レンズ構造体１１をレンズバレル４８１に接着固定する際、積層レンズ構造体１１は、張り出し部４８３に突き当てるようにして位置合わせされ、接着固定される。これにより、積層レンズ構造体１１とレンズバレル４８１との位置関係を精度良く組み立てることができる。
また、レンズバレル４８１は、図９０のBに示されるように、第２固定支持部４８２との接続面に所定の凹凸形状を持たせた結合部４８４を備えることにより、精度良く位置合わせして、固定することができる。
以上のように構成されるカメラモジュール１nは、図１のカメラモジュール１aと同様に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。また、複数枚のレンズ付き基板４１が光軸方向に一体となった積層レンズ構造体１１を用いて、レンズバレル４８１の張り出し部４８３に突き当てるように位置合わせするだけなので、モジュールの組み立てが容易となり、複数枚のレンズ付き基板４１の各レンズ樹脂部８２の中心位置のバラツキを発生させないという作用効果をもたらす。また、レンズバレル１０１が不要であるので、カメラモジュールを小型化および軽量化することができる。
上述した第１２実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜４３．カメラモジュール１の第１３実施の形態＞
図９１は、本技術を適用したカメラモジュールの第１３実施の形態を示す図である。
図９１は、本技術を適用したカメラモジュールの第１３実施の形態を示す図である。
図９１に示されるカメラモジュール１の第１３実施の形態としてのカメラモジュール１pにおいて、積層レンズ構造体１１は、レンズバレル１０１に収納されている。レンズバレル１０１は、シャフト５３１に沿って移動する移動部材５３２と、固定部材５３３で固定されている。レンズバレル１０１が不図示の駆動モータによってシャフト５３１の軸方向に移動されることにより、積層レンズ構造体１１から撮像部１２の撮像面までの距離が調整される。
レンズバレル１０１、シャフト５３１、移動部材５３２、及び、固定部材５３３は、ハウジング５３４に収納されている。撮像部１２の上部には保護基板５３５が配置され、保護基板５３５とハウジング５３４が、接着剤５３６により接続されている。
上記の積層レンズ構造体１１を移動させる機構は、カメラモジュール１pを用いたカメラが、画像を撮影する際に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。
上述した第１３実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜４４．カメラモジュール１の第１４実施の形態＞
図９２は、本技術を適用したカメラモジュールの第１４実施の形態を示す図である。
図９２は、本技術を適用したカメラモジュールの第１４実施の形態を示す図である。
図９２のカメラモジュール１の第１３実施の形態としてのカメラモジュール１qは、圧電素子による焦点調節機構を追加したカメラモジュールである。
即ち、カメラモジュール１qでは、撮像部１２の上側の一部に、構造材５５１が配置されている。その構造材５５１を介して、撮像部１２と光透過性基板５５２が固定されている。構造材５５１は、例えばエポキシ系の樹脂である。
光透過性基板５５２の上側には、圧電素子５５３が配置されている。その圧電素子５５３を介して、光透過性基板５５２と積層レンズ構造体１１が固定されている。
カメラモジュール１qでは、積層レンズ構造体１１の下側に配置した圧電素子５５３へ電圧を印加および遮断することで、積層レンズ構造体１１を上下方向に移動させることができる。積層レンズ構造体１１を移動する手段としては、圧電素子５５３に限らず、電圧の印加および遮断によって形状が変化する他のデバイスを用いることができる。例えばＭＥＭＳデバイスを用いることができる。
上記の積層レンズ構造体１１を移動させる機構は、カメラモジュール１qを用いたカメラが、画像を撮影する際に、オートフォーカス動作を行うことを可能にする、という作用または効果をもたらす。
上述した第１４実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜４５．カメラモジュール１の第１５実施の形態＞
図９３は、本技術を適用したカメラモジュールの第１５実施の形態を示す図である。
図９３は、本技術を適用したカメラモジュールの第１５実施の形態を示す図である。
上述したカメラモジュール１の第１実施の形態乃至第１４実施の形態であるカメラモジュール１ａ乃至１qは、複眼構造の積層レンズ構造体１１に対しても適用可能である。
図９０に示したカメラモジュール１nを例に、複眼カメラモジュールの構造例を図９３に示す。
図９３のAは、図９３のBの断面図におけるB‐B’線の平面図であり、図９３のBは、図９３のAの平面図におけるA‐A’線の断面図である。
図９３に示されるカメラモジュール１n2は、２個の光学ユニット１３が担体基板８１で連結された積層レンズ構造体１１を備える。光学ユニット１３は、光軸方向に積層された複数のレンズ樹脂部８２からなるレンズ群と絞り板５１を含む。また、カメラモジュール１n2は、２個の光学ユニット１３それぞれの下方に、ＩＲカットフィルタ１０７および撮像部１２を備える。２個の撮像部１２は、それぞれの受光素子ホルダ４９１上に載置され、各受光素子ホルダ４９１は、複数の平行リンク４９２で第２固定支持部４８２に結合しており、独立して光軸方向に略平行移動可能となっている。
積層レンズ構造体１１が２個以上の光学ユニット１３を備える場合には、積層レンズ構造体１１を構成する複数個の光学ユニット１３が担体基板８１で連結された状態で個片化されるため、光軸と直交するＸＹ方向の位置関係をウエハプロセスで精度良く作製することができる。
そして、積層レンズ構造体１１をレンズバレル４８１に接着固定する際、積層レンズ構造体１１は、レンズバレル４８１の上面において内周側に張り出した張り出し部４８３に突き当てるようにして位置合わせされ、接着固定される。これにより、光軸方向の位置関係も精度良く組み立てることができ、特別な光軸合わせを省略することができる、という作用または効果をもたらす。
また、撮像部１２を個別に光軸方向に駆動できるように独立して配置したので、バックフォーカスが異なる光学ユニット１３の組み合わせであっても、正確なフォーカス合わせ可能である、という作用または効果をもたらす。
なお、図９３を参照して、図９０に示したカメラモジュール１nを複眼カメラモジュールとした構成について説明したが、これまで上述した第１実施の形態乃至第１４実施の形態に係るカメラモジュール１a乃至１qの全てについて、複眼カメラモジュール構成を採用することができることは言うまでもない。
＜４６．カメラモジュール１の第１６実施の形態＞
焦点調節機構（オートフォーカス機構）は、上述したＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５とからなる電磁式のＡＦ駆動部１０８や、圧電アクチュエータ４９３の他、積層レンズ構造体１１のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、レンズ形状を変形させることができる形状可変レンズ８２Vとすることで実現してもよい。
焦点調節機構（オートフォーカス機構）は、上述したＡＦ用コイル１０２とＡＦ用マグネット１０５とからなる電磁式のＡＦ駆動部１０８や、圧電アクチュエータ４９３の他、積層レンズ構造体１１のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、レンズ形状を変形させることができる形状可変レンズ８２Vとすることで実現してもよい。
以下では、積層レンズ構造体１１の積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうちの少なくとも１つのレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、形状可変レンズ８２Vとしたカメラモジュール１の構成について説明する。
図９４乃至図９７は、本技術を適用したカメラモジュール１の第１６実施の形態としてのカメラモジュール１rを示す概略断面図である。
なお、図９４乃至図９７では、レンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２にのみ注目して説明するため、各レンズ付き基板４１を、単層構造の担体基板８１を用いたレンズ付き単層基板４１として図示するが、積層構造の担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１でも成り立つことは言うまでもない。また、図９４乃至図９７では、図９３と同様、複眼構造の例で説明するが、単眼構造でも適用可能であることは勿論である。
＜第１の形状可変レンズの例＞
図９４のAは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最上層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第１の形状可変レンズ８２V−１に置き換えた構成例を示している。
図９４のAは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最上層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第１の形状可変レンズ８２V−１に置き換えた構成例を示している。
図９０のBは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最下層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第１の形状可変レンズ８２V−１に置き換えた構成例を示している。
第１の形状可変レンズ８２V−１は、可逆的に形状変化可能な物質を用いたレンズ材６２１と、レンズ材６２１を挟み込むように上面と下面それぞれに配置されたカバー材６２２と、上面のカバー材６２２に接触して配置された圧電材料６２３とで構成されている。
レンズ材６２１は、例えば、ソフトポリマー(米国特許出願公開第2011/149409号明細書)、フレキシブルポリマー（米国特許出願公開第2011/158617号明細書)、シリコンオイル等の動体流体(特開2000-081504号公報)、シリコンオイル、弾体ゴム、ゼリー、水等の流体(特開2002-243918号公報)などで構成される。
カバー材６２２は、例えば、可撓性材料でできたカバーガラス(米国特許出願公開第2011/149409号明細書)、屈曲可能な透明カバー(米国特許出願公開第2011/158617号明細書)、珪酸ガラスからなる弾性膜(特開2000-081504号公報)、合成樹脂や有機材料を用いた柔らかい基板(特開2002-243918号公報)などで構成される。
第１の形状可変レンズ８２V−１は、圧電材料６２３に電圧を印加することで、レンズ材６２１の形状を変形させることができ、これにより、焦点を可変することができる。
図９４は、第１の形状可変レンズ８２V−１を用いた１枚のレンズ付き基板４１を、積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１の最上層または最下層に配置した例であるが、最上層と最下層の間の中間層に配置してもよい。また、第１の形状可変レンズ８２V−１を用いたレンズ付き基板４１の枚数を、１枚ではなく複数枚としてもよい。
＜第２の形状可変レンズの例＞
図９５のAは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最上層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第２の形状可変レンズ８２V−２に置き換えた構成例を示している。
図９５のAは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最上層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第２の形状可変レンズ８２V−２に置き換えた構成例を示している。
図９５のBは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最下層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第２の形状可変レンズ８２V−２に置き換えた構成例を示している。
第２の形状可変レンズ８２V−２は、圧力印加部６３１と、凹部を有し光透過性を持った基材６３２と、基材６３２の凹部の上方に配置され光透過性を持った膜６３３と、膜６３３と基材６３２の凹部との間に封入した流動体６３４とで構成されている。
膜６３３は、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリメタクリル酸メチル、ポリテレフタレートエチレン、ポリカーボネート、パリレン 、エポキシ樹脂、感光性ポリマー、シリコン、珪素、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、多結晶シリコン、窒化チタン、ダイヤモンドカーボン、錫酸化インジウム、アルミニウム、銅、ニッケル、圧電材料などで構成される。
流動体６３４は、例えば、プロピレンカーボネート、水、屈折率液体、オプティカルオイル、イオン性液体、または、空気、窒素、ヘリウムなどのガス等で構成される。
第２の形状可変レンズ８２V−２は、圧力印加部６３１が膜６３３の外周近傍を押下することで、膜６３３の中央部が盛り上がる。圧力印加部６３１による押下の大きさを制御することで、盛り上がった部分の流動体６３４の形状を変形させることができ、これにより、焦点を可変することができる。
第２の形状可変レンズ８２V−２の構造については、例えば、米国特許出願公開第2012/170920号明細書などに開示されている。
図９５は、第２の形状可変レンズ８２V−２を用いた１枚のレンズ付き基板４１を、積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１の最上層または最下層に配置した例であるが、最上層と最下層の間の中間層に配置してもよい。また、第２の形状可変レンズ８２V−２を用いたレンズ付き基板４１の枚数を、１枚ではなく複数枚としてもよい。
＜第３の形状可変レンズの例＞
図９６のAは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最上層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第３の形状可変レンズ８２V−３に置き換えた構成例を示している。
図９６のAは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最上層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第３の形状可変レンズ８２V−３に置き換えた構成例を示している。
図９６のBは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最下層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第３の形状可変レンズ８２V−３に置き換えた構成例を示している。
第３の形状可変レンズ８２V−３は、凹部を有し光透過性を持った基材６４１と、基材６４１の凹部の上方に配置され光透過性を持った電気活性材料６４２と、電極６４３とで構成されている。
第３の形状可変レンズ８２V−３は、電極６４３が電気活性材料６４２へ電圧を印加することで、電気活性材料６４２の中央部が盛り上がる。印加する電圧の大きさを制御することで、電気活性材料６４２の中央部の形状を変形させることができ、これにより、焦点を可変することができる。
第３の形状可変レンズ８２V−３の構造については、例えば、特表2011-530715号公報などに開示されている。
図９６は、第３の形状可変レンズ８２V−３を用いた１枚のレンズ付き基板４１を、積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１の最上層または最下層に配置した例であるが、最上層と最下層の間の中間層に配置してもよい。また、第３の形状可変レンズ８２V−３を用いたレンズ付き基板４１の枚数を、１枚ではなく複数枚としてもよい。
＜第４の形状可変レンズの例＞
図９７のAは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最上層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第４の形状可変レンズ８２V−４に置き換えた構成例を示している。
図９７のAは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最上層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第４の形状可変レンズ８２V−４に置き換えた構成例を示している。
図９７のBは、積層された複数枚のレンズ付き基板４１のうち、最下層のレンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２を、第４の形状可変レンズ８２V−４に置き換えた構成例を示している。
第４の形状可変レンズ８２V−４は、液晶材料６５１と、それを上下で挟み込む２枚の電極６５２とで構成されている。
第４の形状可変レンズ８２V−４は、２枚の電極６５２が液晶材料６５１へ所定の電圧を印加することで、液晶材料６５１の配向が変化し、これにより液晶材料６５１を透過する光の屈折率が変化する。液晶材料６５１へ印加する電圧の大きさを制御して、光の屈折率を変化させることで、焦点を可変することができる。
第４の形状可変レンズ８２V−４の構造については、例えば、米国特許出願公開第2014/0036183号明細書などに開示されている。
図９７は、第４の形状可変レンズ８２V−４を用いた１枚のレンズ付き基板４１を、積層レンズ構造体１１を構成する複数枚のレンズ付き基板４１の最上層または最下層に配置した例であるが、最上層と最下層の間の中間層に配置してもよい。また、第４の形状可変レンズ８２V−４を用いたレンズ付き基板４１の枚数を、１枚ではなく複数枚としてもよい。
上述した第１の形状可変レンズ８２V−１乃至第４の形状可変レンズ８２V−４は、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１の任意のレンズ付き基板４１と置き換えることができる。
＜４７．カメラモジュール１の第１７実施の形態＞
次に、図９８乃至図１０１を参照して、固定焦点方式のカメラモジュールの実施の形態について説明する。
次に、図９８乃至図１０１を参照して、固定焦点方式のカメラモジュールの実施の形態について説明する。
なお、図９８乃至図１０１では、上述した他の実施の形態に係るカメラモジュール１において既に説明した部分については同一の符号を付してあり、その部分の説明は省略する。図９８乃至図１０１では、図９３と同様、複眼構造の例で説明するが、単眼構造でも適用可能であることは勿論である。
図９８は、本技術を適用したカメラモジュール１の第１７実施の形態としてのカメラモジュール１sを示す概略断面図である。
撮像部１２の上側には、構造材７３が配置されている。その構造材７３を介して、積層レンズ構造体１１と撮像部１２とが固定されている。構造材７３は、例えばエポキシ系の樹脂である。
撮像部１２の積層レンズ構造体１１側となる上側の面には、オンチップレンズ７１が形成されており、撮像部１２の下側の面には、信号を入出力する外部端子７２が形成されている。
上述した第１７実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜４８．カメラモジュール１の第１８実施の形態＞
図９９は、本技術を適用したカメラモジュール１の第１８実施の形態としてのカメラモジュール１tを示す概略断面図である。
図９９は、本技術を適用したカメラモジュール１の第１８実施の形態としてのカメラモジュール１tを示す概略断面図である。
図９９のカメラモジュール１tでは、図９８に示したカメラモジュール１sにおける構造材７３の部分が異なる構造に置き換えられている。
図９９のカメラモジュール１tでは、図９８のカメラモジュール１sにおける構造材７３の部分が、構造材５５１ａ及び５５１ｂと、光透過性基板５５２に置き換えられている。
具体的には、撮像部１２の上側の一部に、構造材５５１ａが配置されている。その構造材５５１ａを介して、撮像部１２と光透過性基板５５２が固定されている。構造材５５１ａは、例えばエポキシ系の樹脂である。
光透過性基板５５２の上側には、構造材５５１ｂが配置されている。その構造材５５１ｂを介して、光透過性基板５５２と積層レンズ構造体１１が固定されている。構造材５５１ｂは、例えばエポキシ系の樹脂である。
上述した第１８実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜４９．カメラモジュール１の第１９実施の形態＞
図１００は、本技術を適用したカメラモジュール１の第１９実施の形態としてのカメラモジュール１ｕを示す概略断面図である。
図１００は、本技術を適用したカメラモジュール１の第１９実施の形態としてのカメラモジュール１ｕを示す概略断面図である。
図１００のカメラモジュール１ｕでは、図９９に示したカメラモジュール１tにおける構造材５５１ａの部分が異なる構造に置き換えられている。
具体的には、図１００のカメラモジュール１ｕでは、図９９に示したカメラモジュール１tの構造材５５１ａの部分が、光透過性を有する樹脂層５７１に置き換えられている。
樹脂層５７１は、撮像部１２の上側全面に配置されている。その樹脂層５７１を介して、撮像部１２と光透過性基板５５２が固定されている。撮像部１２の上側全面に配置された樹脂層５７１は、光透過性基板５５２の上方から光透過性基板５５２に応力が加わった場合に、これが撮像部１２の一部の領域に集中して印加されることを防ぎ、撮像部１２全面に応力を分散させて受け止める作用または効果をもたらす。
光透過性基板５５２の上側には、構造材５５１ｂが配置されている。その構造材５５１ｂを介して、光透過性基板５５２と積層レンズ構造体１１が固定されている。
図９９のカメラモジュール１tと図１００のカメラモジュール１ｕは、撮像部１２の上側に光透過性基板５５２を備える。光透過性基板５５２は、例えば、カメラモジュール１tまたは１ｕを製造する途中で、撮像部１２に傷が着くことを抑える、という作用または効果をもたらす。
上述した第１９実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜５０．カメラモジュール１の第２０実施の形態＞
図１０１は、本技術を適用したカメラモジュール１の第２０実施の形態としてのカメラモジュール１ｖを示す概略断面図である。
図１０１は、本技術を適用したカメラモジュール１の第２０実施の形態としてのカメラモジュール１ｖを示す概略断面図である。
図１０１のカメラモジュール１ｖは、図９８に示したカメラモジュール１sにおける撮像部１２の２個の受光領域１２ａを、受光領域１２ａごとの個別の撮像部１２に分割した構成を有する。
撮像部１２で生成された画素信号は、中継端子７０１と中継基板７０２を介して、外部端子７２から出力される。各撮像部１２の最上面には、ＩＲカットフィルタ７０３が形成されている。
上述した第２０実施の形態に係るカメラモジュール１の積層レンズ構造体１１には、上述した第１乃至第１３構成例および変形例に係る積層レンズ構造体１１のいずれをも組み込むことができる。
＜５１．カメラモジュール１の第２１実施の形態＞
次に、図１０２乃至図１３１を参照して、複眼構造のカメラモジュールのその他の実施の形態について説明する。
次に、図１０２乃至図１３１を参照して、複眼構造のカメラモジュールのその他の実施の形態について説明する。
図１０２は、本技術を適用したカメラモジュールの第２１実施の形態を示す図である。
図１０２のAは、カメラモジュール１の第２１実施の形態としてのカメラモジュール１Aの構成を示す分解斜視図であり、図１０２のBは、カメラモジュール１Aの断面図である。
カメラモジュール１Aは、図１０２のBに示されるように、光学ユニット１３を複数個備えた複眼カメラモジュールであり、光学ユニット１３は、光軸方向にレンズ樹脂部８２を複数個備える。積層レンズ構造体１１は、縦横それぞれ５個ずつ、合計２５個の光学ユニット１３を備える。積層レンズ構造体１１は、３枚のレンズ付き基板４１を積層して構成され、そのうちの最下層のレンズ付き基板４１は、レンズ付き積層基板４１となっている。
カメラモジュール１Aでは、複数個の光学ユニット１３の光軸が、モジュールの外側に向かって広がるように配置され、これにより、広角の画像の撮影が可能とされている。図１０２のBでは、簡単のため、積層レンズ構造体１１は、レンズ付き基板４１を３層だけ積層した構造になっているが、より多くのレンズ付き基板４１を積層して良いことは言うまでもない。
図１０２のC乃至Eは、積層レンズ構造体１１を構成する３層のレンズ付き基板４１それぞれの平面形状を示す図である。
図１０２のCは、３層のうちの最上層のレンズ付き基板４１の平面図であり、図１０２のDは、中間層のレンズ付き基板４１の平面図であり、図１０２のEは、最下層のレンズ付き基板４１の平面図である。カメラモジュール１Aは、複眼広角カメラモジュールであるため、上層になるに従って、レンズ樹脂部８２の径が大きくなると共に、レンズ間のピッチが広がっている。
図１０２のF乃至Hは、図１０２のC乃至Eに示したレンズ付き基板４１を得るための、基板状態のレンズ付き基板４１Wの平面図である。
図１０２のFに示されるレンズ付き基板４１Wは、図１０２のCのレンズ付き基板４１に対応する基板状態を示し、図１０２のGに示されるレンズ付き基板４１Wは、図１０２のDのレンズ付き基板４１に対応する基板状態を示し、図１０２のHに示されるレンズ付き基板４１Wは、図１０２のEのレンズ付き基板４１に対応する基板状態を示している。
図１０２のF乃至Hに示される基板状態のレンズ付き基板４１Wは、図１０２のAに示したカメラモジュール１Aを、基板１枚につき８個得られる構成とされている。
図１０２のF乃至Hの各レンズ付き基板４１Wの間で、モジュール単位のレンズ付き基板４１内のレンズ間のピッチは、上層のレンズ付き基板４１Wと下層のレンズ付き基板４１Wとで異なる一方、各レンズ付き基板４１Wにおいて、モジュール単位のレンズ付き基板４１を配置するピッチは、上層のレンズ付き基板４１Wから下層のレンズ付き基板４１Wまで、一定となっていることがわかる。
＜５２．カメラモジュール１の第２２実施の形態＞
図１０３は、本技術を適用したカメラモジュールの第２２実施の形態を示す図である。
図１０３は、本技術を適用したカメラモジュールの第２２実施の形態を示す図である。
図１０３のAは、カメラモジュール１の第２２実施の形態としてのカメラモジュール１Bの外観を示す模式図であり、図１０３のBは、カメラモジュール１Bの概略断面図である。
カメラモジュール１Bは、２個の光学ユニット１３を備える。２個の光学ユニット１３は、積層レンズ構造体１１の最上層に、絞り板５１を備える。絞り板５１には、開口部５２が設けられている。
カメラモジュール１Bは２個の光学ユニット１３を備えるが、これら２つの光学ユニット１３の光学パラメータは異なる。すなわち、カメラモジュール１Bは、光学性能が異なる２種類の光学ユニット１３を備える。２種類の光学ユニット１３は、例えば、近景を撮影するための焦点距離が短い光学ユニット１３と、遠景を撮影するために焦点距離が長い光学ユニット１３とすることができる。
カメラモジュール１Bでは、２つの光学ユニット１３の光学パラメータが異なるため、例えば、図１０３のBに示されように、２つの光学ユニット１３のレンズの枚数が異なる。また、２つの光学ユニット１３が備える積層レンズ構造体１１の同じ層のレンズ樹脂部８２において、径、厚さ、表面形状、体積、または、隣接するレンズとの距離、のいずれかが異なる構成が可能となっている。このため、カメラモジュール１Bにおけるレンズ樹脂部８２の平面形状は、例えば、図１０３のCに示されるように、２つの光学ユニット１３が同じ径のレンズ樹脂部８２を備えていても良いし、図１０３のDに示すように、 異なる形状のレンズ樹脂部８２を備えていても良いし、図１０３のEに示すように、一方がレンズ樹脂部８２を備えない空洞８２Xとなった構造でも良い。
図１０３のF乃至Hは、図１０３のC乃至Eに示したレンズ付き基板４１を得るための、基板状態のレンズ付き基板４１Wの平面図である。
図１０３のFに示されるレンズ付き基板４１Wは、図１０３のCのレンズ付き基板４１に対応する基板状態を示し、図１０３のGに示されるレンズ付き基板４１Wは、図１０３のDのレンズ付き基板４１に対応する基板状態を示し、図１０３のHに示されるレンズ付き基板４１Wは、図１０３のEのレンズ付き基板４１に対応する基板状態を示している。
図１０３のF乃至Hに示される基板状態のレンズ付き基板４１Wは、図１０３のAに示したカメラモジュール１Bを、基板１枚につき１６個得られる構成とされている。
図１０３のF乃至Hに示されるように、カメラモジュール１Bを形成するために、基板状態のレンズ付き基板４１Wの基板全面に同じ形状のレンズを形成することや、異なる形状のレンズを形成することや、レンズを形成したり形成しなかったりすることが可能である。
＜５３．カメラモジュール１の第２３実施の形態＞
図１０４は、本技術を適用したカメラモジュールの第２３実施の形態を示す図である。
図１０４は、本技術を適用したカメラモジュールの第２３実施の形態を示す図である。
図１０４のAは、カメラモジュール１の第２３実施の形態としてのカメラモジュール１Cの外観を示す模式図であり、図１０４のBは、カメラモジュール１Cの概略断面図である。
カメラモジュール１Cは、光の入射面上に、縦横２個ずつ、合計４個の光学ユニット１３を備える。４個の光学ユニット１３どうしでは、レンズ樹脂部８２の形状は同じになっている。
４個の光学ユニット１３は、積層レンズ構造体１１の最上層に、絞り板５１を備えるが、その絞り板５１の開口部５２の大きさが、４個の光学ユニット１３の間で異なる。これにより、カメラモジュール１Cは、例えば、以下のようなカメラモジュール１Cを実現することができる。すなわち、例えば防犯用の監視カメラにおいて、昼間のカラー画像監視用に、ＲＧＢ３種類のカラーフィルタを備えてＲＧＢ３種の光を受光する受光画素と、夜間の白黒画像監視用に、ＲＧＢ用のカラーフィルタを備えない受光画素と、を備えた撮像部１２を用いたカメラモジュール１Cにおいて、照度が低い夜間の白黒画像を撮影するための画素だけ絞りの開口の大きさを大きくすることが可能となる。このため、１個のカメラモジュール１Cにおけるレンズ樹脂部８２の平面形状は、例えば図１０４のCに示されるように、４つの光学ユニット１３が備えるレンズ樹脂部８２の径は同じであって、かつ、図１０４のDに示されるように、絞り板５１の開口部５２の大きさは、光学ユニット１３によっては異なる。
図１０４のEは、図１０４のCに示したレンズ付き基板４１を得るための、基板状態のレンズ付き基板４１Wの平面図である。図１０４のFは、図１０４のDに示した絞り板５１を得るための、基板状態での絞り板５１Wを示す平面図である。
図１０４のEの基板状態のレンズ付き基板４１W、及び、図１０４のFの基板状態の絞り板５１Wでは、図１０４のAに示したカメラモジュール１Cを、基板１枚につき８個得られる構成とされている。
図１０４のFに示されるように、基板状態での絞り板５１Wでは、カメラモジュール１Cを形成するために、カメラモジュール１Cが備える光学ユニット１３毎に、異なる開口部５２の大きさを設定することができる。
＜５４．カメラモジュール１の第２４実施の形態＞
図１０５は、本技術を適用したカメラモジュールの第２４実施の形態を示す図である。
図１０５は、本技術を適用したカメラモジュールの第２４実施の形態を示す図である。
図１０５のAは、カメラモジュール１の第２４実施の形態としてのカメラモジュール１Dの外観を示す模式図であり、図１０５のBは、カメラモジュール１Dの概略断面図である。
カメラモジュール１Dは、カメラモジュール１Cと同様に、光の入射面上に、縦横２個ずつ、合計４個の光学ユニット１３を備える。４個の光学ユニット１３どうしでは、レンズ樹脂部８２の形状と絞り板５１の開口部５２の大きさは同じになっている。
カメラモジュール１Dは、光の入射面の縦方向と横方向のそれぞれについて２個ずつ配置した光学ユニット１３に備わる光軸が、同じ方向に延びている。図１０５のBに示される１点鎖線は、光学ユニット１３それぞれの光軸を表している。この様な構造のカメラモジュール１Dは、超解像技術を利用して、１個の光学ユニット１３で撮影するよりも、解像度が高い画像を撮影することに適している。
カメラモジュール１Dでは、縦方向と横方向のそれぞれについて、光軸が同じ方向を向きながら、異なる位置に配置された複数個の撮像部１２で画像を撮影することにより、あるいは１個の撮像部１２の中の異なる領域の受光画素で画像を撮影することにより、光軸が同じ方向を向きながら、必ずしも同一ではない複数枚の画像を得ることができる。これら同一ではない複数枚の画像が持っている場所毎の画像データを合わせることで、解像度が高い画像を得ることができる。このため、１個のカメラモジュール１Dにおけるレンズ樹脂部８２の平面形状は、図１０５のCに示されるように、４つの光学ユニット１３で同じになっていることが望ましい。
図１０５のDは、図１０５のCに示したレンズ付き基板４１を得るための、基板状態のレンズ付き基板４１Wの平面図である。基板状態のレンズ付き基板４１Wは、図１０５のAに示したカメラモジュール１Dを、基板１枚につき８個得られる構成とされている。
図１０５のDに示されるように、基板状態のレンズ付き基板４１Wでは、カメラモジュール１Dを形成するために、カメラモジュール１Dが複数個のレンズ樹脂部８２を備え、この１個のモジュール用のレンズ群が、基板上に一定のピッチで複数個配置されている。
＜５５．撮像部１２の画素配列と絞り板の構造と用途説明＞
次に、図１０４と図１０５で示したカメラモジュール１が備える撮像部１２の画素配列と絞り板５１の構成についてさらに説明する。
次に、図１０４と図１０５で示したカメラモジュール１が備える撮像部１２の画素配列と絞り板５１の構成についてさらに説明する。
図１０６は、図１０４と図１０５で示したカメラモジュール１に備わる絞り板５１の平面形状の例を示す図である。
絞り板５１は、光を吸収もしくは反射することで入射を防ぐ遮蔽領域５１ａと、光を透過させる開口領域５１ｂとを備える。
図１０４と図１０５で示したカメラモジュール１に備わる４個の光学ユニット１３は、絞り板５１の開口領域５１ｂの開口径が、図１０６のA乃至Dに示されるように、４個とも同じ大きさであっても良いし、異なる大きさであっても良い。図１０６の図中の「L」、「M」、「S」は、開口領域５１ｂの開口径が「大」、「中」、「小」であることを表す。
図１０６のAに記載の絞り板５１は、４個の開口領域５１ｂの開口径が同じである。
図１０６のBに記載の絞り板５１は、２個の開口領域５１ｂの開口径の大きさが「中」つまり、標準的な絞りの開口である。これは例えば図１に示したように、絞り板５１が、レンズ付き基板４１のレンズ樹脂部８２にやや重畳していて良い、言い換えれば、レンズ樹脂部８２の直径よりも絞り板５１の開口領域５１ｂの方がやや小さくて良い。そして、図１０６のBに記載の絞り板５１の残りの２個の開口領域５１ｂは、開口径の大きさが「大」つまり、先に述べた開口径の大きさが「中」のものよりも、開口径が大きい。この大きな開口領域５１ｂは、例えば被写体の照度が低い場合に、より多くの光をカメラモジュール１に備わる撮像部１２へ入射させるという作用をもたらす。
図１０６のCに記載の絞り板５１は、２個の開口領域５１ｂの開口径の大きさが「中」つまり、標準的な絞りの開口である。そして、図１０６のCに記載の絞り板５１の残りの２個の開口領域５１ｂは、開口径の大きさが「小」つまり、先に述べた開口径の大きさが「中」のものよりも、開口径が小さい。この小さな開口領域５１ｂは、例えば被写体の照度が高く、ここからの光を開口径の大きさが「中」である開口領域５１ｂを通してカメラモジュール１に備わる撮像部１２へ入射させると撮像部１２に備わる光電変換部で発生する電荷が光電変換部の飽和電荷量を越えてしまうような場合に、撮像部１２へ入射する光量を減らすという作用をもたらす。
図１０６のDに記載の絞り板５１は、２個の開口領域５１ｂの開口径の大きさが「中」つまり、標準的な絞りの開口である。そして、図１０６のDに記載の絞り板５１の残りの２個の開口領域５１ｂは、開口径の大きさが１個が「大」、１個が「小」である。これらの開口領域５１ｂは、図１０６のBと図１０６のCで述べた開口径の大きさが「大」および「小」の開口領域５１ｂと同様の作用をもたらす。
図１０７は、図１０４と図１０５で示したカメラモジュール１の撮像部１２の構成を示している。
カメラモジュール１は、図１０７に示されるように、４個の光学ユニット１３（不図示）を備える。そして、これら４個の光学ユニット１３へ入射した光を、それぞれの光学ユニット１３に対応した受光手段でそれぞれ受光する。そのために、図１０４と図１０５で示したカメラモジュール１は、撮像部１２が、４個の受光領域１２ａ１乃至１２ａ４を備える。
なお受光手段に関わる別の実施の形態として、カメラモジュール１に備わる１個の光学ユニット１３へ入射した光を受光する受光領域１２ａを、撮像部１２が１個備え、カメラモジュール１がこのような撮像部１２を、カメラモジュール１に備わる光学ユニット１３の個数分、例えば図１０４と図１０５に記載のカメラモジュール１の場合は４個、備える構成であっても良い。
受光領域１２ａ１乃至１２ａ４は、それぞれに光を受光する画素をアレイ状に配列した画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４を備える。
なお、図１０７では、簡単のため、画素アレイに備わる画素を駆動するための回路や画素を読み出すための回路を省略し、受光領域１２ａ１乃至１２ａ４と、画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４とを同じ大きさで表している。
受光領域１２ａ１乃至１２ａ４に備わる画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４は、複数の画素からなる画素の繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４を備え、これら繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４を縦方向と横方向との双方にそれぞれ複数個アレイ状に配列することで、画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４が構成されている。
撮像部１２に備わる４個の受光領域１２ａ１乃至１２ａ４上には、それぞれに光学ユニット１３が配置される。４個の光学ユニット１３は、その一部として絞り板５１を備える。図１０７では、絞り板５１の４個の開口領域５１ｂの開口径の一例として、図１０６のDに示した絞り板５１の開口領域５１ｂが破線で示されている。
画像の信号処理の分野では、原画像に対して適応することでより解像度が高い画像を得る技術として、超解像技術が知られている。その一例は、例えば特開２０１５−１０２７９４号公報に開示されている。
図１０４と図１０５に記載のカメラモジュール１は、断面構造として、図９８乃至図１０１等に記載の構造を取り得る。
これらのカメラモジュール１は、光の入射面となるカメラモジュール１の表面の縦方向と横方向のそれぞれについて２個ずつ配置した光学ユニット１３に備わる光軸が、同じ方向に延びている。これにより、光軸が同じ方向を向きながら、異なる受光領域を用いて、必ずしも同一ではない複数枚の画像を得ることができる。
この様な構造のカメラモジュール１は、得られた複数枚の原画像を基に、これらへ超解像技術を利用して、１個の光学ユニット１３から得られる１枚の画像よりも、解像度が高い画像を得ることに適している。
図１０８乃至図１１１は、図１０４と図１０５で示したカメラモジュール１の受光領域１２ａの画素の構成例を示している。
なお、図１０８乃至図１１１において、Gの画素は、緑色波長の光を受光する画素を表し、Rの画素は、赤色波長の光を受光する画素を表し、Bの画素は、青色波長の光を受光する画素を表す。Cの画素は、可視光の全波長領域の光を受光する画素を表す。
図１０８は、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第１の例を示している。
４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４では、それぞれ、繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４が行方向及び列方向に繰り返し配列されている。図１０８の繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４それぞれは、R,G,B,Gの画素で構成されている。
図１０８の画素配列は、可視光が照射された被写体からの入射光を赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）に分光してＲＧＢ３色からなる画像を得ることに適する、という作用をもたらす。
図１０９は、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第２の例を示している。
図１０９の画素配列は、図１０８の画素配列とは、繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４を構成する各画素が受光する光の波長（色）の組合せが異なる。図１０９では、繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４それぞれは、R,G,B,Cの画素で構成されている。
図１０９の画素配列は、上述のようにR,G,Bに分光しないで可視光の全波長領域の光を受光するCの画素を備える。Cの画素は分光した一部の光を受光するR,G,Bの画素よりも受光する光量が多い。このためこの構成は、例えば被写体の照度が低い場合であっても、この受光量の多いCの画素で得られる情報、例えば被写体の輝度情報を用いて、明度がより高い画像あるいは輝度についての階調性がより多い画像を得ることができる、という作用をもたらす。
図１１０は、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第３の例を示している。
図１１０では、繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４それぞれは、R,C,B,Cの画素で構成されている。
図１１０に記載の画素の繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４は、Gの画素を備えない。Gの画素に相当する情報は、C、R、及びBの画素からの情報を演算処理することによって得る。例えば、Cの画素の出力値から、Ｒの画素とＢの画素の出力値を減じることによって得る。
図１１０に記載の画素の繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４は、全波長領域の光を受光するCの画素を、図１０９に記載の繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４の２倍となる２個備える。また、図１１０に備わる画素アレイ１２ｂにおけるCの画素のピッチが、画素アレイ１２ｂの縦方向と横方向の双方において、図１０９に備わる画素アレイ１２ｂにおけるCの画素のピッチの２倍となるように、図１１０に記載の画素の繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４は、２個のCの画素を繰り返し単位８０１ｃの外形線の対角線方向に配置している。
このため図１１０に記載の構成は、例えば被写体の照度が低い場合に、受光量の多いCの画素から得る情報、例えば輝度情報を、図１０９に記載の構成と比較して、２倍の解像度で得ることが可能となり、これにより解像度が２倍高くて鮮明な画像を得ることができる、という作用をもたらす。
図１１１は、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第４の例を示している。
図１１１では、繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４それぞれは、R,C,C,Cの画素で構成されている。
例えば、自動車に搭載して前方を撮影するカメラ用途の場合、カラー画像は必ずしも必要とされない場合が多々ある。前方を走行する自動車の赤色のブレーキランプと道路に設置された信号機の赤信号を認識できて、かつ、その他の被写体の形状を認識できることを要求される場合が多い。
このため図１１１に記載の構成は、Ｒの画素を備えることで自動車の赤色のブレーキランプと道路に設置された信号機の赤信号を認識し、かつ、受光量の多いCの画素を図１１０に記載の画素の繰り返し単位８０１ｃよりもさらに数多く備えることで、例えば被写体の照度が低い場合にも、より解像度が高くて鮮明な画像を得ることができる、という作用をもたらす。
なお、図１０８乃至図１１１に示した撮像部１２を備えるカメラモジュール１は、そのいずれもが、絞り板５１の形状として、図１０６のA乃至Dに記載のいずれを用いても良い。
図１０８乃至図１１１に示した撮像部１２のいずれかと、図１０６のA乃至Dいずれかの絞り板５１を備えた、図１０４と図１０５に記載のカメラモジュール１は、光の入射面となるカメラモジュール１の表面の縦方向と横方向のそれぞれについて２個ずつ配置した光学ユニット１３に備わる光軸が、同じ方向に延びている。
このような構造のカメラモジュール１は、得られた複数枚の原画像へ超解像技術を適応して、より解像度が高い画像を得ることができる、という作用をもたらす。
図１１２は、図１０８に示した画素配列の変形例を示している。
図１０８の繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４は、R,G,B,Gの画素で構成され、同色の２つのGの画素の構造が同一であるのに対して、図１１２では、繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４は、R,G1,B,G2の画素で構成され、同色の２つのGの画素、即ち、G1の画素とG2の画素で、画素の構造が異なる。
G1の画素とG2の画素は、画素に備わる信号生成手段（例えばフォトダイオード）として、G1の画素よりもG2の画素の方が、その適正な動作限界が高いもの（例えば飽和電荷量が大きいもの）を備える。かつ、画素に備わる生成信号の変換手段（例えば電荷電圧変換容量）の大きさも、G1の画素よりもG2の画素の方が大きいものを備える。
これらの構成により、G2の画素は、単位時間当たりに一定量の信号（例えば電荷）が生成した場合の出力信号がG1の画素よりも小さく抑えられ、かつ飽和電荷量が大きいために、例えば、被写体の照度が高い場合にも、画素が動作限界には至らず、これにより高い階調性を有する画像を得られる、という作用をもたらす。
一方、G1の画素は、単位時間当たりに一定量の信号（例えば電荷）が生成した場合に、G2の画素よりも大きな出力信号が得られるため、例えば、被写体の照度が低い場合にも、高い階調性を有する画像を得られる、という作用をもたらす。
図１１２に記載の撮像部１２は、このようなG1の画素とG2の画素とを備えるため、広い照度範囲において高い階調性を有する画像を得られる、いわゆるダイナミックレンジの広い画像を得られる、という作用をもたらす。
図１１３は、図１１０の画素配列の変形例を示している。
図１１０の繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４は、R,C,B,Cの画素で構成され、同色の２つのCの画素の構造が同一であるのに対して、図１１３では、繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４は、R,C1,B,C2の画素で構成され、同色の２つのCの画素、即ち、C1の画素とC2の画素で、画素の構造が異なる。
C1の画素とC2の画素も、画素に備わる信号生成手段（例えばフォトダイオード）として、C1の画素よりもC2の画素の方が、その動作限界が高いもの（例えば飽和電荷量が大きいもの）を備える。かつ、画素に備わる生成信号の変換手段（例えば電荷電圧変換容量）の大きさも、C1の画素よりもC2の画素の方が大きいものを備える。
図１１４は、図１１１の画素配列の変形例を示している。
図１１１の繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４は、R,C,C,Cの画素で構成され、同色の３つのCの画素の構造が同一であるのに対して、図１１４では、繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４は、R,C1,C2,C3の画素で構成され、同色の３つのCの画素、即ち、C1乃至C3の画素で、画素の構造が異なる。
例えば、C1乃至C3の画素も、画素に備わる信号生成手段（例えばフォトダイオード）として、C1の画素よりもC2の画素、C2の画素よりもC3の画素の方が、その動作限界が高いもの（例えば飽和電荷量が大きいもの）を備える。また、画素に備わる生成信号の変換手段（例えば電荷電圧変換容量）の大きさも、C1の画素よりもC2の画素、C2の画素よりもC3の画素の方が大きいものを備える。
図１１３及び図１１４に記載の撮像部１２は、上記の構成を備えるため、図１１２に記載の撮像部１２と同様、広い照度範囲において高い階調性を有する画像を得られる、いわゆるダイナミックレンジの広い画像を得られる、という作用をもたらす。
図１１２乃至図１１４に記載の撮像部１２を備えるカメラモジュール１の絞り板５１の構成としては、図１０６のA乃至Dに示した各種の絞り板５１の構成や、それらの変形例を採用することができる。
図１１２乃至図１１４に示した撮像部１２のいずれかと、図１０６のA乃至Dいずれかの絞り板５１を備えた、図１０４と図１０５に記載のカメラモジュール１は、光の入射面となるカメラモジュール１の表面の縦方向と横方向のそれぞれについて２個ずつ配置した光学ユニット１３に備わる光軸が、同じ方向に延びている。
このような構造のカメラモジュール１は、得られた複数枚の原画像へ超解像技術を適応して、より解像度が高い画像を得ることができる、という作用をもたらす。
図１１５のAは、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第５の例を示している。
撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４は、上述したように必ずしも同一の構造ではなく、図１１５のAに示されるように、異なる構造であっても良い。
図１１５のAに示される撮像部１２においては、画素アレイ１２ｂ１と画素アレイ１２ｂ４の構造が同じであり、画素アレイ１２ｂ１と１２ｂ４を構成する繰り返し単位８０１ｃ１と８０１ｃ４の構造も同じである。
これに対して、画素アレイ１２ｂ２と画素アレイ１２ｂ３の構造は、画素アレイ１２ｂ１と画素アレイ１２ｂ４の構造と異なる。具体的には、画素アレイ１２ｂ２と画素アレイ１２ｂ３の繰り返し単位８０１ｃ２と８０１ｃ３に含まれる画素サイズが、画素アレイ１２ｂ１と画素アレイ１２ｂ４の繰り返し単位８０１ｃ１と８０１ｃ４の画素サイズより大きい。さらに言えば、画素に含まれる光電変換部の大きさが大きい。画素サイズが大きいため、繰り返し単位８０１ｃ２と８０１ｃ３の領域サイズも、繰り返し単位８０１ｃ１と８０１ｃ４の領域サイズよりも大きい。このため、画素アレイ１２ｂ２と画素アレイ１２ｂ３は、画素アレイ１２ｂ１と画素アレイ１２ｂ４と比較して、同じ面積ではあるが、少ない画素数で構成されている。
図１１５のAの撮像部１２を備えるカメラモジュール１の絞り板５１の構成としては、図１０６のA乃至Cに示した各種の絞り板５１の構成、もしくは、図１１５のB乃至Dに示される絞り板５１の構成、または、それらの変形例を採用することができる。
一般的に、大きな画素を用いる受光素子は、小さな画素を用いる受光素子よりも、信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）の良い画像を得られる、という作用をもたらす。
例えば信号の読み出し回路や読み出した信号を増幅する回路でのノイズの大きさは、大きな画素を用いる受光素子と小さな画素を用いる受光素子とでほぼ同じであるのに対して、画素に備わる信号生成部で生成する信号の大きさは、画素が大きいほど大きくなる。
このため、大きな画素を用いる受光素子は、小さな画素を用いる受光素子よりも、信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）の良い画像を得られる、という作用をもたらす。
一方、画素アレイの大きさが同じであるならば、小さな画素を用いる受光素子は、大きな画素を用いる受光素子よりも、解像度が高くなる。
このため、小さな画素を用いる受光素子は、大きな画素を用いる受光素子よりも、解像度の高い画像を得られる、という作用をもたらす。
図１１５のAに記載の撮像部１２に備わる上記の構成は、例えば、被写体の照度が高くそれゆえ撮像部１２において大きな信号が得られる場合には、画素サイズが小さく解像度が高い受光領域１２ａ１と１２ａ４を用いて、解像度の高い画像を得ることが可能となり、さらにこれら２枚の画像へ超解像技術を適応してより解像度の高い画像をも得る、という作用をもたらす。
また、被写体の照度が低くそれゆえ撮像部１２において大きな信号が得られないために、画像のＳ／Ｎ比が低下する懸念がある場合には、Ｓ／Ｎ比の高い画像が得られる受光領域１２ａ２と１２ａ３を用いて、Ｓ／Ｎ比の高い画像を得ることが可能となり、さらにこれら２枚の画像へ超解像技術を適応してより解像度の高い画像をも得る、という作用をもたらす。
この場合、図１１５のAに示した撮像部１２を備えるカメラモジュール１は、絞り板５１の形状として、図１１５のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、例えば、図１１５のBに記載の絞り板５１の形状を用いて良い。
図１１５のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、例えば、図１１５のCの絞り板５１は、大きな画素を用いた受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３と組み合わせて用いる絞り板５１の開口領域５１ｂが、他の受光領域と組み合わせて用いる絞り板５１の開口領域５１ｂよりも大きい。
このため、図１１５のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１５のCの絞り板５１を、図１１５のAに示した撮像部１２と組み合わせて用いるカメラモジュール１は、図１１５のBの絞り板５１を、図１１５のAに示した撮像部１２と組み合わせて用いるカメラモジュール１よりも、例えば、被写体の照度が低くそれゆえ撮像部１２において大きな信号が得られない場合に、受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３とにおいて、よりＳ／Ｎ比の高い画像を得ることが可能になる、という作用をもたらす。
図１１５のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、例えば、図１１５のDの絞り板５１は、大きな画素を用いた受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３と組み合わせて用いる絞り板５１の開口領域５１ｂが、他の受光領域と組み合わせて用いる絞り板５１の開口領域５１ｂよりも小さい。
このため、図１１５のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１５のDの絞り板５１を、図１１５のAに示した撮像部１２と組み合わせて用いるカメラモジュール１は、図１１５のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１５のBの絞り板５１を、図１１５のAに示した撮像部１２と組み合わせて用いるカメラモジュール１よりも、例えば、被写体の照度が高くそれゆえ撮像部１２において大きな信号が得られる場合に、受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３へ入射する光の量を抑える、という作用をもたらす。
これにより、受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３に備わる画素へ過大な光が入射してしまい、これにより受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３に備わる画素の適正な動作限界を超えてしまう（例えば飽和電荷量を越えてしまう）という事態の発生を抑える、という作用をもたらす。
図１１６のAは、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第６の例を示している。
図１１６のAに示される撮像部１２においては、画素アレイ１２ｂ１の繰り返し単位８０１ｃ１の領域サイズが、画素アレイ１２ｂ２及び１２ｂ３の繰り返し単位８０１ｃ１及び８０１ｃ２の領域サイズよりも小さい。画素アレイ１２ｂ４の繰り返し単位８０１ｃ４の領域サイズは、画素アレイ１２ｂ２及び１２ｂ３の繰り返し単位８０１ｃ１及び８０１ｃ２の領域サイズよりも大きい。
即ち、繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４の領域サイズには、繰り返し単位８０１ｃ１＜（繰り返し単位８０１ｃ２＝繰り返し単位８０１ｃ３）＜繰り返し単位８０１ｃ４、という関係がある。
繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４の領域サイズが大きいほど、画素サイズも大きく、光電変換部のサイズも大きい。
図１１６のAの撮像部１２を備えるカメラモジュール１の絞り板５１の構成としては、図１０６のA乃至Cに示した各種の絞り板５１の構成、もしくは、図１１６のB乃至Dに示される絞り板５１の構成、または、それらの変形例を採用することができる。
図１１６のAに記載の撮像部１２に備わる上記の構成は、例えば、被写体の照度が高くそれゆえ撮像部１２において大きな信号が得られる場合には、画素サイズが小さく解像度が高い受光領域１２ａ１を用いて、解像度の高い画像を得ることが可能となる、という作用をもたらす。
また、被写体の照度が低くそれゆえ撮像部１２において大きな信号が得られないために、画像のＳ／Ｎ比が低下する懸念がある場合には、Ｓ／Ｎ比の高い画像が得られる受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３を用いて、Ｓ／Ｎ比の高い画像を得ることが可能となり、さらにこれら２枚の画像へ超解像技術を適応してより解像度の高い画像をも得る、という作用をもたらす。
被写体の照度がさらに低くそれゆえ撮像部１２において画像のＳ／Ｎ比がさらに低下する懸念がある場合には、Ｓ／Ｎ比のさらに高い画像が得られる受光領域１２ａ４を用いて、Ｓ／Ｎ比のさらに高い画像を得ることが可能となり、という作用をもたらす。
この場合、図１１６のAに示した撮像部１２を備えるカメラモジュール１は、絞り板５１の形状として、図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、例えば、図１１６のBに記載の絞り板５１の形状を用いて良い。
図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、例えば、図１１６のCの絞り板５１は、大きな画素を用いた受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３と組み合わせて用いる絞り板５１の開口領域５１ｂが、小さな画像を用いた受光領域１２ａ１と組み合わせて用いる絞り板５１の開口領域５１ｂよりも大きい。また、さらに大きな画素を用いた受光領域１２ａ４と組み合わせて用いる絞り板５１の開口領域５１ｂは、さらに大きい。
このため、図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１６のCの絞り板５１を、図１１６のAに示した撮像部１２と組み合わせて用いるカメラモジュール１は、図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１６のBの絞り板５１を、図１１６のAに示した撮像部１２と組み合わせて用いるカメラモジュール１よりも、例えば、被写体の照度が低くそれゆえ撮像部１２において大きな信号が得られない場合に、受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３とにおいて、よりＳ／Ｎ比の高い画像を得ることが可能になると共に、被写体の照度がさらに低い場合に、受光領域１２ａ４において、さらにＳ／Ｎ比の高い画像を得ることが可能になる、という作用をもたらす。
図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、例えば、図１１６のDの絞り板５１は、大きな画素を用いた受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３と組み合わせて用いる絞り板５１の開口領域５１ｂが、小さな画像を用いた受光領域１２ａ１と組み合わせて用いる絞り板５１の開口領域５１ｂよりも小さい。また、さらに大きな画素を用いた受光領域１２ａ４と組み合わせて用いる絞り板５１の開口領域５１ｂは、さらに小さい。
このため、図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１６のDの絞り板５１を、図１１６のAに示した撮像部１２と組み合わせて用いるカメラモジュール１は、図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１６のBの絞り板５１を、図１１６のAに示した撮像部１２と組み合わせて用いるカメラモジュール１よりも、例えば、被写体の照度が高くそれゆえ撮像部１２において大きな信号が得られる場合に、受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３へ入射する光の量を抑える、という作用をもたらす。
これにより、受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３に備わる画素へ過大な光が入射してしまい、これにより受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３に備わる画素の適正な動作限界を超えてしまう（例えば飽和電荷量を越えてしまう）という事態の発生を抑える、という作用をもたらす。
また、受光領域１２ａ４へ入射する光の量をさらに抑え、これにより、受光領域１２ａ４に備わる画素へ過大な光が入射してしまい、これにより受光領域１２ａ４に備わる画素の適正な動作限界を超えてしまう（例えば飽和電荷量を越えてしまう）という事態の発生をも抑える、という作用をもたらす。
なお、別の実施形態として、例えば一般的なカメラで用いられるように、複数枚の板を組み合わせ、その位置関係を変えることで開口の大きさを変える絞りと同様の構造を用いて、開口領域５１ｂが可変となる絞り板５１をカメラモジュールが備え、被写体の照度に応じて絞りの開口の大きさを変える構造としても良い。
例えば、図１１５のAと図１１６のAに記載の撮像部１２を用いる場合に、被写体の照度が低い場合には、図１１５のB乃至Dと図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１５のCと図１１６のCの形状を用いて、これよりも被写体の照度が高い場合には、図１１５のBと図１１６のBの形状を用いて、これよりもさらに被写体の照度が高い場合には、図１１５のDと図１１６のDの形状を用いる、という構造としても良い。
図１１７は、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第７の例を示している。
図１１７に示される撮像部１２では、画素アレイ１２ｂ１の全画素は、緑色の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ２の全画素は、青色の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ３の全画素は、赤色の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ４の全画素は、緑色の波長の光を受光する画素で構成されている。
図１１８は、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第８の例を示している。
図１１８に示される撮像部１２では、画素アレイ１２ｂ１の全画素は、緑色の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ２の全画素は、青色の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ３の全画素は、赤色の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ４の全画素は、可視光全体の領域の波長の光を受光する画素で構成されている。
図１１９は、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第９の例を示している。
図１１９に示される撮像部１２では、画素アレイ１２ｂ１の全画素は、可視光全体の領域の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ２の全画素は、青色の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ３の全画素は、赤色の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ４の全画素は、可視光全体の領域の波長の光を受光する画素で構成されている。
図１２０は、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第１０の例を示している。
図１２０に示される撮像部１２では、画素アレイ１２ｂ１の全画素は、可視光全体の領域の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ２の全画素は、可視光全体の領域の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ３の全画素は、赤色の波長の光を受光する画素で構成されている。画素アレイ１２ｂ４の全画素は、可視光全体の領域の波長の光を受光する画素で構成されている。
図１１７乃至図１２０に示したように、撮像部１２の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４は、画素アレイ単位で同一帯域の波長の光を受光するように構成することができる。
従来から知られるＲＧＢ３板式の固体撮像素子は、受光素子を３個備え、それぞれの受光素子が、Ｒ画像のみ、Ｇ画像のみ、Ｂ画像のみ、を撮影する。従来から知られるＲＧＢ３板式の固体撮像素子は、１個の光学ユニットへ入射した光を、プリズムによって３方向へ分光した後、３個の受光素子を用いて受光している。このため、３個の受光素子へ入射する被写体画像の位置は、３個の間で同一である。このためこれら３個の画像へ超解像技術を適用して、感度の高い画像を得ることは難しい。
これに対して、図１１７乃至図１２０に記載の撮像部１２いずれかを用いる、図１０４と図１０５に記載のカメラモジュール１は、光の入射面となるカメラモジュール１の表面において、その面内の縦方向と横方向のそれぞれに２個ずつ光学ユニット１３が配置され、かつこれら４個の光学ユニット１３に備わる光軸が、平行となって同じ方向に延びている。これにより、光軸が同じ方向を向きながら、撮像部１２が備える４個の異なる受光領域１２ａ１乃至１２ａ４を用いて、必ずしも同一ではない複数枚の画像を得ることができる。
この様な構造のカメラモジュール１は、上記の配置の４個の光学ユニット１３から得られた複数枚の画像を基に、これらへ超解像技術を利用して、１個の光学ユニット１３から得られる１枚の画像よりも、解像度が高い画像を得ることができる、という作用をもたらす。
なお、図１１７に記載の撮像部１２によって、Ｇ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、４枚の画像を得る構成は、図１０８に記載の撮像部１２において、Ｇ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、４個の画素を繰り返し単位とする構成によってもたらされる作用と、同様の作用をもたらす。
図１１８に記載の撮像部１２において、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、４枚の画像を得る構成は、図１０９に記載の撮像部１２において、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、４個の画素を繰り返し単位とする構成によってもたらされる作用と、同様の作用をもたらす。
図１１９に記載の撮像部１２において、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｃ、４枚の画像を得る構成は、図１１０に記載の撮像部１２において、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｃ、４個の画素を繰り返し単位とする構成によってもたらされる作用と、同様の作用をもたらす。
図１２０に記載の撮像部１２において、Ｒ、Ｃ、Ｃ、Ｃ、４枚の画像を得る構成は、図１１１に記載の撮像部１２において、Ｒ、Ｃ、Ｃ、Ｃ、４個の画素を繰り返し単位とする構成によってもたらされる作用と、同様の作用をもたらす。
図１１７乃至図１２０に示した撮像部１２いずれかを備えるカメラモジュール１の絞り板５１の構成としては、図１０６のA乃至Dに示した各種の絞り板５１の構成や、それらの変形例を採用することができる。
図１２１のAは、カメラモジュール１の撮像部１２に備わる４個の画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４の画素配列の第１１の例を示している。
図１２１のAに示される撮像部１２においては、画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４それぞれで、１画素の画素サイズ、または、各画素が受光する光の波長が異なる。
画素サイズについては、画素アレイ１２ｂ１が最も小さく、画素アレイ１２ｂ２と１２ｂ３が同サイズで、画素アレイ１２ｂ１よりも大きく、画素アレイ１２ｂ４が、画素アレイ１２ｂ２と１２ｂ３よりも、さらに大きく構成されている。画素サイズの大きさは、各画素が備える光電変換部の大きさと比例する。
各画素が受光する光の波長については、画素アレイ１２ｂ１、１２ｂ２、及び１２ｂ４は、可視光全体の領域の波長の光を受光する画素で構成され、画素アレイ１２ｂ３は、赤色の波長の光を受光する画素で構成されている。
図１２１のAに記載の撮像部１２に備わる上記の構成は、例えば、被写体の照度が高くそれゆえ撮像部１２において大きな信号が得られる場合には、画素サイズが小さく解像度が高い受光領域１２ａ１を用いて、解像度の高い画像を得ることが可能となる、という作用をもたらす。
また、被写体の照度が低くそれゆえ撮像部１２において大きな信号が得られないために、画像のＳ／Ｎ比が低下する懸念がある場合には、Ｓ／Ｎ比の高い画像が得られる受光領域１２ａ２を用いて、Ｓ／Ｎ比の高い画像を得ることが可能となる、という作用をもたらす。
被写体の照度がさらに低くそれゆえ撮像部１２において画像のＳ／Ｎ比がさらに低下する懸念がある場合には、Ｓ／Ｎ比のさらに高い画像が得られる受光領域１２ａ４を用いて、Ｓ／Ｎ比のさらに高い画像を得ることが可能となり、という作用をもたらす。
なお、図１２１のAに記載の撮像部１２へ、図１２１のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１２１のBの絞り板５１を組み合わせて用いる構成は、図１１６のAに記載の撮像部１２へ、図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１６のBの絞り板５１を組み合わせて用いる構成によってもたらされる作用と、同様の作用をもたらす。
また、図１２１のAに記載の撮像部１２へ、図１２１のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１２１のCの絞り板５１を組み合わせて用いる構成は、図１１６のAに記載の撮像部１２へ、図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１６のCの絞り板５１を組み合わせて用いる構成によってもたらされる作用と、同様の作用をもたらす。
また、図１２１のAに記載の撮像部１２へ、図１２１のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１２１のDの絞り板５１を組み合わせて用いる構成は、図１１６のAに記載の撮像部１２へ、図１１６のB乃至Dに記載した絞り板５１の形状に関わる３枚のうち、図１１６のDの絞り板５１を組み合わせて用いることによってもたらされる作用と、同様の作用をもたらす。
図１２１のAの撮像部１２を備えるカメラモジュール１には、図１０６のA若しくはDに示した絞り板５１の構成、若しくは、図１２１のB乃至Dに示される絞り板５１の構成、または、それらの変形例を採用することができる。
＜５６．カメラモジュール１の第２５実施の形態＞
図１２２は、本技術を適用したカメラモジュールの第２５実施の形態を示す図である。
図１２２は、本技術を適用したカメラモジュールの第２５実施の形態を示す図である。
図１２２のAは、カメラモジュール１の第２５実施の形態としてのカメラモジュール１Eの外観を示す模式図である。図１２２のBは、カメラモジュール１Eの概略断面図である。
カメラモジュール１Eは、図１０３に示した第２２実施の形態に係るカメラモジュール１Bと同様、２個の光学ユニット１３を備える。カメラモジュール１Eが、図１０３のカメラモジュール１Bと異なる点は、第２２実施の形態に係るカメラモジュール１Bでは、２個の光学ユニット１３の光学パラメータが異なる構成であったのに対して、第２２実施の形態に係るカメラモジュール１Eでは、２個の光学ユニット１３の光学パラメータが同じものとなっている。すなわち、カメラモジュール１Eに備わる２個の光学ユニット１３において、レンズ樹脂部８２の個数、径、厚さ、および、表面形状、材料、上下に隣接する２枚のレンズ樹脂部８２の間の距離、などが同じになっている。
図１２２のCは、カメラモジュール１Eの積層レンズ構造体１１を構成する所定の１枚のレンズ付き基板４１の平面形状を示す図である。
図１２２のDは、図１２２のCに示したレンズ付き基板４１を得るための、基板状態のレンズ付き基板４１Wの平面図である。
図１２３は、図１２２に示したカメラモジュール１Eの撮像部１２の構造を説明する図である。
カメラモジュール１Eの撮像部１２は、２個の受光領域１２ａ１および１２ａ２を備える。受光領域１２ａ１と受光領域１２ａ２は、それぞれに光を受光する画素をアレイ状に配列した画素アレイ１２ｂ１および１２ｂ２を備える。
画素アレイ１２ｂ１および１２ｂ２は、複数もしくは単数の画素からなる繰り返し単位８０１ｃ１および８０１ｃ２を備える。より詳しくは、画素アレイ１２ｂ１は、繰り返し単位８０１ｃ１を縦方向と横方向の双方にそれぞれ複数個アレイ状に配列することで構成され、画素アレイ１２ｂ２は、繰り返し単位８０１ｃ２を縦方向と横方向の双方にそれぞれ複数個アレイ状に配列することで構成されている。繰り返し単位８０１ｃ１は、R,G,B,Gの各画素からなる４画素であり、繰り返し単位８０１ｃ２は、１つのCの画素で構成される。
したがって、カメラモジュール１Eは、カラー画像信号を出力する１組のセンサユニット、即ち、R,G,Bの各画素を有する画素アレイ１２ｂ１と光学ユニット１３の組と、白黒画像信号を出力する１組のセンサユニット、即ち、Cの画素を有する画素アレイ１２ｂ２と光学ユニット１３の組とを備える。
国際電気通信連合が定めた、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素信号を輝度信号と色差信号へ変換する規格ITU―R BT．601―7の輝度信号Ｙに関する次式（１）からもわかるように、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素信号の中で、Ｇの信号は輝度に関する感度が最も高く、Ｂの信号は輝度に関する感度が最も低い。
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ ・ ・ ・式（１）
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ ・ ・ ・式（１）
そこで簡単のため、図１２３に記載の受光領域１２ａ１において、高い感度で輝度情報が得られる画素はＧの画素だけだと仮定して、高い感度で輝度情報が得られる画素が配置された場所を示すと、図１２４に示されるようになる。
図１２４は、図１２３に示した撮像部１２において、高い感度で輝度情報が得られる画素が配置された場所を示す図である。
輝度情報に関わる上記の仮定に基づくと、受光領域１２ａ１において高い感度で輝度情報が得られる画素は、Ｇの画素のみとなる。これに対して、受光領域１２ａ２では、画素アレイ１２ｂ２を構成する全ての画素が、可視光の全波長領域の光を受光することにより高い感度で輝度情報が得られる、Ｃの画素となっている。
図１２５は、各画素の画素信号の出力点を画素中心として、図１２４に示した撮像部１２において、高い感度で輝度情報が得られる画素（以下、高輝度画素ともいう。）の配置ピッチを示した図である。
受光領域１２ａ１と受光領域１２ａ２の高輝度画素の配置ピッチを比較すると、行方向と列方向については、共通の配置ピッチP_LEN1となっている。
しかし、行方向および列方向に対して４５°となる斜め方向については、受光領域１２ａ１の配置ピッチP_LEN2と受光領域１２ａ２の配置ピッチP_LEN3は異なる。具体的には、受光領域１２ａ２の配置ピッチP_LEN3は、受光領域１２ａ１の配置ピッチP_LEN2の１／２の幅になっている。言い換えれば、行方向および列方向に対して４５°となる斜め方向については、受光領域１２ａ２は、受光領域１２ａ１よりも、解像度が２倍高い画像を得ることができる。
図１２２乃至図１２５を参照して説明した２眼構造のカメラモジュール１Eは、R,G,B,Gの画素配列を繰り返し単位８０１ｃ１として有するいわゆるベイヤ―配列の受光領域１２ａ１に加えて、画素アレイ１２ｂ２を構成する全ての画素がCの画素となっている受光領域１２ａ２を併せて備える。
このようなカメラモジュール１Eの構造は、受光領域１２ａ１のみから得られる画像よりも、鮮明な画像を得ることができるという作用をもたらす。例えば、受光領域１２ａ２から画素毎の輝度の変化の情報が得られる。この情報に基づいて、受光領域１２ａ１から得られる輝度の情報を補完すると、受光領域１２ａ１のみから得られる画像よりも、解像度の高い画像を得ることができるという作用をもたらす。上述したように、斜め方向の解像度は、受光領域１２ａ１から得られる画素情報のみの場合と比較して２倍となるので、受光領域１２ａ１と受光領域１２ａ２の両方の画素情報を組み合わせることで、２倍のロスレスズーム（画質劣化のない拡大画像）を実現することができる。異なる撮像範囲のレンズを使用する方法によりロスレスズームを実現する方法はあるが、その場合はカメラモジュールの高さが異なってしまう。カメラモジュール１Eによれば、モジュールの高さを変えずにロスレスズームを実現することができる。
また、ＲＧＢ３種類のカラーフィルタを備えない受光領域１２ａ２から得られる輝度信号は、カラーフィルタを備える受光領域１２ａ１から得られる輝度信号の約１．７倍の信号レベルとなる。したがって、例えば、受光領域１２ａ１で得られたGの輝度信号を、受光領域１２ａ２で得られた対応画素の輝度信号で置き換えるなど、受光領域１２ａ１と受光領域１２ａ２の両方の画素情報を組み合わせることで、SN比（Signal to Noise ratio）を向上させた画素信号を生成して出力することができる。例えば、単眼のカラー撮像センサを用いて複数枚の画像を撮像し、それらの画像信号を合成することにより、SN比を向上させる技術があるが、そのような方法は、複数枚の画像を取得するまでの時間が長くなるため、動体や動画には不向きである。カメラモジュール１Eは、受光領域１２ａ１と受光領域１２ａ２を同期して撮像できるので、高SN比の画像を短時間で生成でき、動画、動体の撮像にも適している。
また、受光領域１２ａ２の各画素の画素信号が、受光領域１２ａ１の画素間の中間位置に対応する位置となるように、受光領域１２ａ１と受光領域１２ａ２の両方の画素情報を組み合わせることで、受光領域１２ａ１のみから得られる画像の２倍の解像度の超解像画像を得ることができる。例えば、画素数が２０メガピクセルで、４Kx２Kの８メガピクセルの動画像を撮像する単眼のカラー撮像センサがある。このカラー撮像センサと画素数が同一の２眼のカメラモジュール１Eを用いた場合、上述のように受光領域１２ａ１に対して受光領域１２ａ２の画素位置を水平垂直方向それぞれに１／２画素ずらして画素情報を補完することで、８Kx４Kの３２メガピクセル相当の超解像動画を得ることができる。
以上のように、２眼のカメラモジュール１Eによれば、２つの受光領域１２ａ１と受光領域１２ａ２により得られる画素情報を用いて、画質劣化のない拡大画像、SN比を向上させた画像や、超解像画像など、様々な用途の画像を生成することができる。どのような用途の画像を生成するかは、例えば、カメラモジュール１Eが組み込まれた撮像装置の動作モードの設定によって選択決定される。
＜５７．カメラモジュール１の第２６実施の形態＞
図１２６は、本技術を適用したカメラモジュールの第２６実施の形態を示す図である。
図１２６は、本技術を適用したカメラモジュールの第２６実施の形態を示す図である。
図１２６のAは、カメラモジュール１の第２６実施の形態としてのカメラモジュール１Fの外観を示す模式図である。図１２６のBは、カメラモジュール１Fの概略断面図である。
カメラモジュール１Fは、図１２６のBに示されるように、光学パラメータが同じ３個の光学ユニット１３を備える。
図１２６のCは、カメラモジュール１Fの撮像部１２の構造を説明する図である。
カメラモジュール１Fの撮像部１２は、その上側に配置されている３個の光学ユニット１３に対応した位置に、３個の受光領域１２ａ１乃至１２ａ３を備える。受光領域１２ａ１乃至１２ａ３は、画素をアレイ状に配列した画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ３を備える。
画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ３は、複数もしくは単数の画素からなる繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ３を備える。より詳しくは、画素アレイ１２ｂ１は、繰り返し単位８０１ｃ１を縦方向と横方向の双方にそれぞれ複数個アレイ状に配列することで構成され、画素アレイ１２ｂ２は、繰り返し単位８０１ｃ２を縦方向と横方向の双方にそれぞれ複数個アレイ状に配列することで構成され、画素アレイ１２ｂ３は、繰り返し単位８０１ｃ３を縦方向と横方向の双方にそれぞれ複数個アレイ状に配列することで構成されている。繰り返し単位８０１ｃ１は、R,G,B,Gの各画素からなる４画素であり、繰り返し単位８０１ｃ２と８０１ｃ３は、１つのCの画素で構成される。
したがって、カメラモジュール１Fは、カラー画像信号を出力する１組のセンサユニット、即ち、R,G,Bの各画素を有する画素アレイ１２ｂ１と光学ユニット１３の組と、白黒画像信号を出力する２組のセンサユニット、即ち、Cの画素を有する画素アレイ１２ｂ２と光学ユニット１３の組及びCの画素を有する画素アレイ１２ｂ３と光学ユニット１３の組とを備える。
このようなカメラモジュール１Fの構造は、上述した２眼のカメラモジュール１Eと同様に、受光領域１２ａ１のみから得られる画像よりも、鮮明な画像を得ることができるという作用をもたらす。すなわち、Cの画素で構成された画素アレイ１２ｂ２を有する受光領域１２ａ２と、Cの画素で構成された画素アレイ１２ｂ３を有する受光領域１２ａ３からの画素情報、例えば画素毎の輝度の変化の情報、を利用して、R,G,B,Gの画素配列を繰り返し単位８０１ｃ１として有するベイヤ―配列の受光領域１２ａ１から得られる輝度の情報を補完すると、受光領域１２ａ１のみから得られる画像よりも、解像度の高い画像を得ることができるという作用をもたらす。上述したように、斜め方向の解像度は、単眼のカラー撮像センサと比較して２倍となるので、受光領域１２ａ１乃至１２ａ３の画素情報を組み合わせることで、２倍のロスレスズーム（画質劣化のない拡大画像）を実現することができる。異なる撮像範囲のレンズを使用する方法によりロスレスズームを実現する方法はあるが、その場合はカメラモジュールの高さが異なってしまう。カメラモジュール１Fによれば、カメラモジュールの高さを変えずにロスレスズームを実現することができる。
３眼のカメラモジュール１Fにおいても、上述した２眼のカメラモジュール１Eと同様に、受光領域１２ａ１乃至１２ａ３を同期して撮像することで、高SN比の動画、動体の撮像が可能である。また、受光領域１２ａ１に対して受光領域１２ａ２及び１２ａ３の画素位置を水平垂直方向それぞれに１／２画素ずらして画素情報を補完することで、２倍の解像度の超解像画像を得ることができる。
さらに、カメラモジュール１Fの構造は、Cの画素で構成された受光領域１２ａ２と１２ａ３からの画像情報を用いて、例えば、特開２００８‐２８６５２７号公報や国際公開第２０１１／０５８８７６号に開示された測距装置と同様に、複眼測距装置として距離情報を得ることができるという作用をもたらす。
Cの画素で構成された受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３では、カラー撮像センサよりも約１．７倍の信号レベルの輝度信号が得られる。したがって、受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３を用いて距離情報を得ることで、被写体の照度が低く、その結果、被写体の輝度が低い撮影環境においても、距離情報を高速かつ正確に得ることができるという作用をもたらす。この距離情報を用いて、例えばカメラモジュール１Fを用いた撮像装置において、オートフォーカス動作を高速かつ正確に行うことができるという作用をもたらす。
オートフォーカス機構としては、一般に、一眼レフカメラではオートフォーカス専用センサが用いられ、コンパクトデジタルカメラ等では、画像センサの一部に位相差画素を配置した像面位相差方式とコントラストAF方式の組合せが用いられる。位相差画素は、受光領域が通常画素の例えば半分となるような画素で構成されるため、像面位相差方式は低照度に弱い欠点がある。また、コントラストAF方式は、フォーカス時間が遅い欠点があり、オートフォーカス専用センサは、装置サイズが大きくなる欠点がある。
カメラモジュール１Fでは、距離情報を取得する２つの受光領域１２ａ２および１２ａ３の全画素が、受光領域が縮小されていない通常画素で構成されている。また、距離情報を得るための受光領域１２ａ２および１２ａ３の撮像を、カラー画像を取得できる受光領域１２ａ１の撮像と同期して行わせることができる。したがって、カメラモジュール１Fによれば、コンパクトで、低照度に強く、高速に、オートフォーカスを行うことができる。
加えて、カメラモジュール１Fの構造は、例えば特開２００６‐３１８０６０号公報や特開２０１２‐１５６４２号公報に開示された距離画像と同様に、距離情報を用いて、濃淡の度合いによって距離を表現した距離画像を出力することができるという作用をもたらす。
以上のように、３眼のカメラモジュール１Fによれば、３つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ３により得られる画素情報を用いて、画質劣化のない拡大画像、SN比を向上させた画像や、超解像画像、距離画像など、様々な用途の画像を生成することができる。受光領域１２ａ２および１２ａ３の視差に基づく距離情報を生成することもできる。３つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ３から得られる画素情報を、どのような用途に用いるかは、例えば、カメラモジュール１Fが組み込まれた撮像装置の動作モードの設定によって選択決定される。
図１２７は、３眼のカメラモジュール１Fに用いられる撮像部１２の基板構成例を示している。
３眼のカメラモジュール１Fに用いられる撮像部１２は、図１２７に示されるように、３枚の半導体基板８６１乃至８６３を積層した３層構造で形成することができる。
３枚の半導体基板８６１乃至８６３のうち、光が入射される側の第１の半導体基板８６１には、３つの光学ユニット１３に対応した３つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ３が形成されている。
真ん中の第２の半導体基板８６２には、３つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ３に対応した３つのメモリ領域８３１ａ１乃至８３１ａ３が形成されている。メモリ領域８３１ａ１乃至８３１ａ３は、例えば、第３の半導体基板８６３の制御領域８４２ａ１乃至８４２ａ３を介して供給される画素信号を所定時間保持する。
第２の半導体基板８６２の下層の第３の半導体基板８６３には、３つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ３に対応したロジック領域８４１ａ１乃至８４１ａ３及び制御領域８４２ａ１乃至８４２ａ３が形成されている。制御領域８４２ａ１乃至８４２ａ３は、受光領域１２ａ１乃至１２ａ３から画素信号を読み出す読み出し制御、アナログの画素信号をデジタルに変換するAD変換処理、メモリ領域８３１ａ１乃至８３１ａ３への画素信号の出力などを行う。ロジック領域８４１ａ１乃至８４１ａ３は、例えば、AD変換された画像データの階調補正処理など、所定の信号処理を行う。
３枚の半導体基板８６１乃至８６３どうしは、例えば、貫通ビアやCu-Cuの金属結合により電気的に接続されている。
以上のように、撮像部１２は、３つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ３に対応して、メモリ領域８３１ａ１乃至８３１ａ３、ロジック領域８４１ａ１乃至８４１ａ３、及び制御領域８４２ａ１乃至８４２ａ３を、３枚の半導体基板８６１乃至８６３に配置した３層構造により構成することができる。
一般に、単眼のカラー撮像センサを用いて高速フレームレートで撮像すると、１フレームの露光時間が短くなるので、SN比が劣化する。これに対して、カメラモジュール１Fでは、２つの受光領域１２ａ２及び１２ａ３において、撮像開始タイミングを１／２露光時間ずらして撮像動作させることで、単眼のカラー撮像センサと同一のフレームレートで、２倍の露光時間を確保することができる。受光領域１２ａ１のカラー画像信号から得られる輝度情報を、その２倍の露光時間に設定して得られる２つの受光領域１２ａ２及び１２ａ３の白黒画像信号（輝度情報）で交互に置き換えることで、高速フレームレートであっても高SN比な画像を出力することができる。
あるいはまた、３つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ３のうちのいずれか１つのみを用いて撮像する場合には、１つの受光領域１２ａに対して３つのメモリ領域８３１ａ１乃至８３１ａ３を使用することができるので、メモリ容量が、通常の３倍になる。これにより、露光時間を短時間に設定して撮像するスーパースロー動画などにおいて、撮像時間を３倍に増やすことができる。さらに、AD変換処理も、３つの制御領域８４２ａ１乃至８４２ａ３の各ADC(analog/digital converter)を使用することができるので、３倍近い高速駆動が可能になる。
また、撮像部１２は、３つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ３に対応させて、メモリ領域８３１ａ１乃至８３１ａ３を備えることで、例えば、図１２８に示されるように、撮像画像全体のうち、ナンバープレートの領域の画像信号だけを後段に出力するなどの処理が可能となる。これにより、伝送するデータ量を圧縮することができるので、データ転送の負荷を低減し、転送速度の向上、消費電力の低減などの効果もある。
以上のように、カメラモジュール１Fの撮像部１２を、３枚の半導体基板８６１乃至８６３を積層した３層構造で構成することで、撮像部１２から得られる画像の用途も拡大する。
＜５８．カメラモジュール１の第２７実施の形態＞
図１２９は、本技術を適用したカメラモジュールの第２７実施の形態を示す図である。
図１２９は、本技術を適用したカメラモジュールの第２７実施の形態を示す図である。
図１２９のAは、カメラモジュール１の第２７実施の形態としてのカメラモジュール１Gの外観を示す模式図である。図１２９のBは、カメラモジュール１Gの概略断面図である。
カメラモジュール１Gは、光学パラメータが同じ４個の光学ユニット１３を備える。
図１２９のCは、カメラモジュール１Gの撮像部１２の構造を説明する図である。
カメラモジュール１Gの撮像部１２は、その上側に配置されている４個の光学ユニット１３に対応した位置に、４個の受光領域１２ａ１乃至１２ａ４を備える。受光領域１２ａ１乃至１２ａ４は、光を受光する画素をアレイ状に配列した画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４を備える。
画素アレイ１２ｂ１乃至１２ｂ４は、複数もしくは単数の画素からなる繰り返し単位８０１ｃ１乃至８０１ｃ４を備える。より詳しくは、画素アレイ１２ｂ１は、繰り返し単位８０１ｃ１を縦方向と横方向の双方にそれぞれ複数個アレイ状に配列することで構成され、画素アレイ１２ｂ２は、繰り返し単位８０１ｃ２を縦方向と横方向の双方にそれぞれ複数個アレイ状に配列することで構成されている。また、画素アレイ１２ｂ３は、繰り返し単位８０１ｃ３を縦方向と横方向の双方にそれぞれ複数個アレイ状に配列することで構成され、画素アレイ１２ｂ４は、繰り返し単位８０１ｃ４を縦方向と横方向の双方にそれぞれ複数個アレイ状に配列することで構成されている。繰り返し単位８０１ｃ１と８０１ｃ４は、R,G,B，Gの各画素からなる４画素であり、繰り返し単位８０１ｃ２と８０１ｃ３は、１つのCの画素で構成される。
したがって、カメラモジュール１Gは、カラー画像信号を出力する２組のセンサユニット、即ち、R,G,Bの各画素を有する画素アレイ１２ｂ１と光学ユニット１３の組及びR,G,Bの各画素を有する画素アレイ１２ｂ４と光学ユニット１３の組と、白黒画像信号を出力する２組のセンサユニット、即ち、Cの画素を有する画素アレイ１２ｂ２と光学ユニット１３の組及びCの画素を有する画素アレイ１２ｂ３と光学ユニット１３の組とを備える。
このようなカメラモジュール１Gの構造は、上述した２眼のカメラモジュール１Eと同様に、受光領域１２ａ１のみから得られる画像よりも、鮮明な画像を得ることができるという作用をもたらす。すなわち、Cの画素で構成された画素アレイ１２ｂ２を有する受光領域１２ａ２と、Cの画素で構成された画素アレイ１２ｂ３を有する受光領域１２ａ３からの画素情報、例えば画素毎の輝度の変化の情報、を利用して、R,G,B,Gの画素配列を繰り返し単位８０１ｃ１として有するベイヤ―配列の受光領域１２ａ１もしくは１２ａ４から得られる輝度の情報を補完すると、受光領域１２ａ１もしくは１２ａ４のみから得られる画像よりも、解像度の高い画像を得ることができるという作用をもたらす。また、斜め方向の解像度は、単眼または複眼のカラー撮像センサと比較して２倍となるので、受光領域１２ａ１乃至１２ａ４の画素情報を組み合わせることで、２倍のロスレスズーム（画質劣化のない拡大画像）を実現することができる。異なる撮像範囲のレンズを使用する方法によりロスレスズームを実現する方法はあるが、その場合はカメラモジュールの高さが異なってしまう。カメラモジュール１Gによれば、モジュールの高さを変えずにロスレスズームを実現することができる。
カラー画像を撮像する２つの受光領域１２ａ１および１２ａ４で撮像範囲が重複するエリアでは、信号量が２倍になり、ノイズが１．４倍となるため、画素信号のSN比を向上させることができる。白黒画像を撮像する２つの受光領域１２ａ２および１２ａ３もさらに重複するエリアでは、輝度信号の信号レベルがカラー画像を撮像する受光領域１２ａ１および１２ａ４の約１．７倍あるため、さらにSN比が向上する。４つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ４の画素情報を組み合わせた場合のSN比は、単眼のカラー撮像センサと比較して、約２．７倍に向上する。カメラモジュール１Gは、受光領域１２ａ１と受光領域１２ａ２を同期して撮像することができるので、高SN比の画像を短時間で生成でき、動画、動体の撮像にも適している。
さらに、カメラモジュール１Gの構造は、Cの画素で構成された受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３からの画像情報を用いて、例えば、特開２００８‐２８６５２７号公報や国際公開第２０１１／０５８８７６号に開示された測距装置と同様に、複眼測距装置として距離情報を得ることができるという作用をもたらす。
また、輝度信号の信号レベルが高いCの画素で構成された受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３を用いて距離情報を得ることで、被写体の照度が低く、その結果、被写体の輝度が低い撮影環境においても、距離情報を高速かつ正確に得ることができるという作用をもたらす。この距離情報を用いて、例えばカメラモジュール１Gを用いた撮像装置において、オートフォーカス動作を高速かつ正確に行うことができるという作用をもたらす。
カメラモジュール１Gでは、距離情報を取得する２つの受光領域１２ａ２及び受光領域１２ａ３の全画素が、位相差画素のように受光領域が縮小された画素ではなく、通常画素で構成されている。また、距離情報が得られる受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３を、カラー画像を取得できる受光領域１２ａ１及び１２ａ４と同期して撮像することができる。したがって、カメラモジュール１Fによれば、コンパクトで、低照度に強く、高速に、オートフォーカスを行うことができる。
加えて、カメラモジュール１Gの構造は、例えば特開２００６‐３１８０６０号公報や特開２０１２‐１５６４２号公報に開示された距離画像と同様に、距離情報を用いて、濃淡の度合いによって距離を表現した距離画像を出力することができるという作用をもたらす。
また、カメラモジュール１Gは、画素の駆動方法を変えることで、ダイナミックレンジの広い画像（ハイダイナミックレンジ画像）を得ることもできる。
図１３０は、ハイダイナミックレンジ画像を得るための画素の駆動方法を説明する図である。
カメラモジュール１Gにおいて、R,G,B,Gの画素で構成された画素アレイ１２ｂ１を備える受光領域１２ａ１と、Cの画素で構成された画素アレイ１２ｂ３を備える受光領域１２ａ３は、被写体がある特定の照度下にある場合に、所定の露光時間（以下、第１の露光時間という。）で画像を撮影する。
一方、Cの画素で構成された画素アレイ１２ｂ２を備える受光領域１２ａ２と、R,G,B,Gの画素で構成された画素アレイ１２ｂ４を備える受光領域１２ａ４は、被写体が上記特定の照度下にある場合に、上記第１の露光時間よりも短い露光時間（以下、第２の露光時間という。）で画像を撮影する。なお、以下の説明では、第１の露光時間を長秒露光時間ともいい、第２の露光時間を短秒露光時間ともいう。
例えば、被写体の照度が高い場合、長秒露光時間で画像を撮影すると、被写体の中でも輝度が高いものを撮影した画素は、画素の適正な動作限界（例えば飽和電荷量）を越えた状態で撮影動作を行うことになり、撮影の結果得られる画像データが階調性を失っている、いわゆる画像が白飛びした状態になることがある。そのような場合においても、カメラモジュール１Gにおいては、受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ４とから短秒露光時間で撮影した画像、言い換えれば、画素の適正な動作範囲内（例えば飽和電荷量以下）となる状態で撮影された画像を得ることができる。
カメラモジュール１Gは、このようにして得られた長秒露光時間で撮影した画像と短秒露光時間で撮影した画像とを、例えば特開平１１‐７５１１８号公報や特開平１１‐２７５８３号公報に開示されたダイナミックレンジ拡大のための画素信号の合成方法と同様にして合成することで、ハイダイナミックレンジ画像を得ることができるという作用をもたらす。
一般に、ハイダイナミックレンジ画像の生成方法には、単眼のカラー撮像センサ等を用いて、長秒露光時間で撮影した画像と短秒露光時間で撮影した画像とを時間差で取得し、合成する方法や、画素アレイを長秒露光画素と短秒露光画素とに分けて撮像する方法などがある。長秒露光時間で撮影した画像と短秒露光時間で撮影した画像の２枚の画像を合成する方法では、動体や動画に不向きであり、画素アレイを長秒露光画素と短秒露光画素とに分ける方法では、解像度の劣化が発生する。４眼のカメラモジュール１Gを用いてハイダイナミックレンジ画像を生成する方法によれば、解像度の劣化がなく、フレームレートの低下もないので、動体や動画にも適している。
以上のように、４眼のカメラモジュール１Gによれば、４つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ４により得られる画素情報を用いて、画質劣化のない拡大画像、SN比を向上させた画像や、超解像画像、距離画像、ハイダイナミックレンジ画像など、様々な用途の画像を生成することができる。受光領域１２ａ２と受光領域１２ａ３の視差に基づく距離情報を生成することもできる。４つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ４から得られる画素情報を、どのような用途に用いるかは、例えば、カメラモジュール１Gが組み込まれた撮像装置の動作モードの設定によって選択決定される。
図１３１は、４眼のカメラモジュール１Gに用いられる撮像部１２の基板構成例を示している。
４眼のカメラモジュール１Gに用いられる撮像部１２は、図１３１に示されるように、３枚の半導体基板８６１乃至８６３を積層した３層構造により形成することができる。
３枚の半導体基板８６１乃至８６３のうち、光が入射される側の第１の半導体基板８６１には、４つの光学ユニット１３に対応した４つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ４が形成されている。
真ん中の第２の半導体基板８６２には、４つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ４に対応した４つのメモリ領域８３１ａ１乃至８３１ａ４が形成されている。第３の半導体基板８６３には、４つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ４に対応したロジック領域８４１ａ１乃至８４１ａ４及び制御領域８４２ａ１乃至８４２ａ４が形成されている。
一般に、単眼のカラー撮像センサを用いて高速フレームレートで撮像すると、１フレームの露光時間が短くなるので、SN比が劣化する。これに対して、カメラモジュール１Gでは、４つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ４を用いて、撮像開始タイミングを１／４露光時間ずらして撮像動作させることで、単眼のカラー撮像センサと同一のフレームレートで、４倍の露光時間を確保することができる。受光領域１２ａ１または１２ａ４のカラー画像信号から得られる輝度情報を、その４倍の露光時間に設定して得られる４つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ４の輝度情報で順次置き換えることで、高速フレームレートであっても高SN比な画像を出力することができる。
あるいはまた、４つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ４のうちのいずれか１つのみを用いて撮像する場合には、１つの受光領域１２ａに対して４つのメモリ領域８３１ａ１乃至８３１ａ４を使用することができるので、メモリ容量が、通常の４倍になる。これにより、露光時間を短時間に設定して撮像するスーパースロー動画などにおいて、撮像時間を４倍に増やすことができる。さらに、AD変換処理も、４つの制御領域８４２ａ１乃至８４２ａ４の各ADCを使用することができるので、4倍近い高速駆動が可能になる。
また、撮像部１２は、４つの受光領域１２ａ１乃至１２ａ４に対応させて、メモリ領域８３１ａ１乃至８３１ａ４を備えることで、図１２８を参照して説明したように、所望の領域の画像信号だけを後段に出力するなどの処理が可能となる。これにより、伝送するデータ量を圧縮することができるので、データ転送の負荷を低減し、転送速度の向上、消費電力の低減などの効果もある。
以上のように、カメラモジュール１Gの撮像部１２を、３枚の半導体基板８６１乃至８６３を積層した３層構造で構成することで、撮像部１２から得られる画像の用途も拡大する。
＜５９．撮像部１２の第１変形例＞
上述のように、本技術を適用した第１乃至第２７実施の形態では、カメラモジュール１が撮像部１２を備え、撮像部１２に備わる受光領域１２ａは、画素を行列状に２次元配置した画素アレイ１２ｂを備え、画素アレイ１２ｂ内の各画素は、フォトダイオード等の光電変換素子と複数の画素トランジスタとをそれぞれ備えている。
上述のように、本技術を適用した第１乃至第２７実施の形態では、カメラモジュール１が撮像部１２を備え、撮像部１２に備わる受光領域１２ａは、画素を行列状に２次元配置した画素アレイ１２ｂを備え、画素アレイ１２ｂ内の各画素は、フォトダイオード等の光電変換素子と複数の画素トランジスタとをそれぞれ備えている。
ここで、画素アレイ１２ｂ内の各画素は、画素へ光が入射する方向、言い換えれば画素の深さ方向に、１個の光電変換素子を備える構成であってもよいし、複数個の光電変換素子を備える構成であってもよい。
図１３２では、撮像部１２の第１変形例として、画素アレイ１２ｂ内の１画素内に、複数個の光電変換素子を備えた積層構造画素の例について説明する。
図１３２は、画素の深さ方向に複数個の光電変換素子を備えた積層構造画素の構成例を示す断面図である。
図１３２の撮像部１２は、例えば、ｐ型（第１導電型）の半導体基板（半導体領域）９０１に、例えば、ｎ型（第２導電型）の半導体領域９０２及び９０３が、画素単位で深さ方向に積層して形成されることにより、PN接合によるフォトダイオードPD１およびPD２が、深さ方向に形成されている。半導体領域９０２を電荷蓄積領域とするフォトダイオードPD１は、青色の光を受光して光電変換する光電変換素子であり、半導体領域９０３を電荷蓄積領域とするフォトダイオードPD２は、赤色の光を受光して光電変換する光電変換素子である。
図１３２で下側となる半導体基板９０１の表面側には、酸化膜９０４が形成されるとともに、フォトダイオードPD１及びPD２を含む光電変換素子に蓄積された電荷の読み出し等を行う複数の画素トランジスタTr1乃至Tr5と、複数の配線層９０５と層間絶縁膜９０６とからなる多層配線層９０７が形成されている。なお、図１３２では、簡単のため、配線層９０５が１層しか図示されていない。
図１３２において、例えば、画素トランジスタTr1は、選択トランジスタであり、画素トランジスタTr2は、増幅トランジスタであり、画素トランジスタTr3は、リセットトランジスタであり、画素トランジスタTr4は、フォトダイオードPD２の蓄積電荷を転送する転送トランジスタであり、画素トランジスタTr5は、フォトダイオードPD１の蓄積電荷を転送する転送トランジスタである。
半導体基板９０１の表面側には、複数の画素トランジスタTr1乃至Tr5のソース領域またはドレイン領域となるｎ＋型の半導体領域９０８、素子分離領域９０９などが形成されている。なお、ｎ＋型、ｐ＋型は、ｎ型、ｐ型よりも不純物濃度が高濃度であることを表す。
ｎ型の半導体領域９０２と９０３の間にはｐ＋型の半導体領域９１１が形成され、ｎ型の半導体領域９０３の表面側界面には、暗電流抑制のためのｐ＋型の半導体領域９１２が形成されている。
半導体基板９０１の裏面側には、暗電流抑制のためのｐ＋型の半導体領域９１３が形成され、その上に、負の固定電荷を有する固定電荷膜９１４および透明絶縁膜９１５が形成されている。透明絶縁膜９１５は、例えば、酸化シリコン（SiO2）、窒化シリコン（SiN）、酸窒化シリコン（SiON）、酸化ハフニウム（HfO2）などの材料を用いて１層または複数層で形成される。
透明絶縁膜９１５のさらに上には、絶縁層９１６を介して、第１電極９２１、光電変換層９２２、および、第２電極９２３が積層されて構成される光電変換素子が形成されている。この光電変換素子は、緑色の光を受光して光電変換する。第１電極９２１と第２電極９２３との間に挟まれた光電変換層９２２は、例えば、ローダミン系色素、メラシアニン系色素、キナクリドン誘導体、サブフタロシアニン系色素（サブフタロシアニン誘導体）等からなる上層光電変換層９２２Ａと、例えば、ＩＧＺＯから成る下層半導体層９２２Ｂの積層構造で構成される。この光電変換素子は、第１電極９２１と離間して配置され、且つ、絶縁層９２４を介して光電変換層９２２と対向して配置された電荷蓄積用電極９２５を備えている。電荷蓄積用電極９２５は金属配線９２８を介して駆動回路に接続されており、電荷蓄積用電極９２５には、電荷蓄積時に所定の電圧が印加される。
第２電極９２３上面には、保護層９３１が形成されており、保護層９３１上に、オンチップマイクロレンズ９３２が形成されている。
第１電極９２１は、絶縁層９１６を貫通する金属配線９２６と接続されており、金属配線９２６は、半導体基板９０１を貫通する導電性プラグ９２７と接続されている。金属配線９２６は、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Al）、銅（Cu）などの材料で形成される。
導電性プラグ９２７は、半導体基板９０１の表面側界面近傍にｎ＋型の半導体領域９０８で形成された電荷蓄積部と接続されている。半導体基板９０１を貫通する導電性プラグ９２７の外周は、透明絶縁膜９１５で絶縁されている。
以上のように構成される図１３２の撮像部１２の積層構造画素は、
（１）オンチップマイクロレンズ９３２の下方かつ半導体基板９０１の外部に配置され、第１電極９２１、電荷蓄積用電極９２５、上層光電変換層９２２Ａ、下層半導体層９２２B、および、第２電極９２３を含み、緑色の光を光電変換する第１の光電変換素子と、
（２）第１の光電変換素子の下方かつ半導体基板９０１の内部に配置され、ｎ型の半導体領域９０２を含み、青色の光を光電変換する第２の光電変換素子と、
（３）第２の光電変換素子の下方かつ半導体基板９０１の内部に配置され、ｎ型の半導体領域９０３を含み、赤色の光を光電変換する第３の光電変換素子と
を積層した構造となっている。
（１）オンチップマイクロレンズ９３２の下方かつ半導体基板９０１の外部に配置され、第１電極９２１、電荷蓄積用電極９２５、上層光電変換層９２２Ａ、下層半導体層９２２B、および、第２電極９２３を含み、緑色の光を光電変換する第１の光電変換素子と、
（２）第１の光電変換素子の下方かつ半導体基板９０１の内部に配置され、ｎ型の半導体領域９０２を含み、青色の光を光電変換する第２の光電変換素子と、
（３）第２の光電変換素子の下方かつ半導体基板９０１の内部に配置され、ｎ型の半導体領域９０３を含み、赤色の光を光電変換する第３の光電変換素子と
を積層した構造となっている。
図１３２に記載の積層構造画素は、上記の構成を備えることによって、１個の画素で、画素へ入射する光の中から、緑色の光、青色の光、および、赤色の光をそれぞれ独立に光電変換して、独立に出力することができる。また、これにより、光電変換の対象として各画素へ入射させる光を、緑色の光のみ、あるいは、青色の光のみ、あるいは赤色の光のみに限定する必要がないため、積層構造画素は、画素へ入射させる光を特定の波長の光へと限定してそれ以外の波長の光を入射させないためのカラーフィルタを備える必要がない。
本技術を適用した第１乃至第２７実施の形態において、カメラモジュール１に備わる撮像部１２の受光領域１２ａには、上記の積層構造画素を２次元配置した画素アレイ１２ｂを備えることができる。この積層構造画素は、上述のように１個の画素で、画素へ入射される緑色、青色、および赤色の光をそれぞれ独立に光電変換して出力することができる。このため、本技術を適用した第１乃至第２７実施の形態において、カメラモジュール１に備わる撮像部１２の受光領域１２ａに、図１３２の積層構造画素を２次元配置した画素アレイ１２ｂを備える場合、画素アレイ１２ｂの各画素が、それぞれの画素へ入射する緑色、青色、および赤色の光をそれぞれ独立に光電変換して出力することができる。
例えば、撮像部１２に形成された各画素が、緑色の光のみ、あるいは、青色の光のみ、あるいは赤色の光のみを光電変換して出力する構成である場合、一般的には、撮像部１２の外部において、色毎に各画素間の出力を補間する演算処理が行われ、各画素に緑色、青色、赤色の各色の画素データを持たせて最終的な出力画像が生成される。これに対し、図１３２の積層構造画素の画素を用いた場合、各画素が緑色、青色、および赤色の光をそれぞれ独立に光電変換して出力することができるため、上記の色毎に各画素間の出力を補間する演算処理が不要であり、演算処理を行う撮像部１２と比較して解像度の高い画像を撮像することができる。
なお、本技術を適用した第１乃至第２７実施の形態において、カメラモジュール１に備わる撮像部１２の受光領域１２ａが、可視光の全波長領域の光を受光する画素（上述のＣの画素）を備える場合、積層構造画素が備える第１乃至第３の光電変換素子における光電変換結果を積層構造画素内で加えてからで出力する構成としてよい。あるいは、積層構造画素が備える第１乃至第３の光電変換素子の光電変換結果を独立して出力し、画素アレイ１２ｂの外部で加えて出力する構成としてもよい。
＜６０．撮像部１２の第２変形例＞
上述のように、本技術を適用した第１乃至第２７実施の形態では、カメラモジュール１が撮像部１２を備え、撮像部１２の受光領域１２ａは、画素を行列状に２次元配置した画素アレイ１２ｂを備えている。ここで、画素アレイ１２ｂの一部またはすべての画素が、偏光素子を備える構成とすることができる。
上述のように、本技術を適用した第１乃至第２７実施の形態では、カメラモジュール１が撮像部１２を備え、撮像部１２の受光領域１２ａは、画素を行列状に２次元配置した画素アレイ１２ｂを備えている。ここで、画素アレイ１２ｂの一部またはすべての画素が、偏光素子を備える構成とすることができる。
図１３３では、撮像部１２の第２変形例として、画素アレイ１２ｂの少なくとも一部の画素に偏光素子を備える撮像部１２の例について説明する。
図１３３は、撮像部１２の偏光素子を備える画素の断面図である。
撮像部１２は、ｐ型の半導体基板（半導体領域）９５１に、ｎ型の半導体領域９５２を画素９５０ごとに形成することにより、光電変換素子であるフォトダイオードPDが、画素単位に形成されている。
半導体基板９５１の表面側（図中下側）には、フォトダイオードPDに蓄積された電荷の読み出し等を行う複数の画素トランジスタTr（不図示）と、複数の配線層９５３と層間絶縁膜９５４とからなる多層配線層９５５が形成されている。
半導体基板９５１の裏面側（図中上側）には、第１平坦化膜９５６、カラーフィルタ層９５７、オンチップレンズ９５８が、その順で積層され、オンチップレンズ９５８の上に第２平坦化膜９５９が形成されている。第１平坦化膜９５６は、例えば、SiO2で形成され、第２平坦化膜９５９は、例えば、アクリル系樹脂で形成される。
第２平坦化膜９５９の上方には、例えば、SiO2を用いた下地絶縁層９６０が形成されており、下地絶縁層９６０の画素境界には、タングステン（Ｗ）等から成る遮光膜９６１が設けられている。遮光膜９６１は、例えば、接地されている。
そして、下地絶縁層９６０の上面に、ワイヤグリッド偏光素子９７０が積層構造により形成され、ワイヤグリッド偏光素子９７０の上面に、第１保護層９７１および第２保護層９７２が形成されている。第１保護層９７１を構成する材料の屈折率をｎ1、第２保護層９７２を構成する材料の屈折率をｎ2としたとき、第１保護層９７１および第２保護層９７２の屈折率は、ｎ1＞ｎ2を満足する。第１保護層９７１は、例えば、ＳｉＮ（ｎ1＝２．０）から成り、第２保護層９７２は、例えば、ＳｉＯ2（ｎ2＝１．４６）から成る。図面においては、第２保護層９７２の底面（ワイヤグリッド偏光素子９７０と接する面）を平坦な状態で示したが、第２保護層９７２の底面の形状は、凸状、凹状、または、楔状に凹んでいる状態でもよい。
ワイヤグリッド偏光素子９７０は、光反射層９８１、絶縁層９８２、および、光吸収層９８３の３層からなる複数のライン部９８０が、スペース部９８４で所定の間隔を保って、規則的に配列されている。ライン部９８０の３層のうち、フォトダイオードPDに最も近い側の光反射層９８１は、例えば、アルミニウム等の導電材料で構成され、中間の絶縁層９８２は、例えば、SiO2で構成され、第２保護層９７２に最も近い側の光吸収層９８３は、タングステン等の導電材料で構成される。
各ライン部９８０は、画素９５０の平面領域において、縦方向（垂直方向）、横方向（水平方向）、斜め方向などの所定の方向に反ってライン状に延在しており、隣接するライン部９８０の間に、スペース部９８４が配置されている。ライン部９８０の延在方向に対して直交する方向の幅（横幅）は一定である。図１３３の例では、左右に並んだ２画素のうち、右側の画素９５０のライン部９８０の延在方向は、図１３３の横方向であり、左側の画素９５０のライン部９８０の延在方向は、紙面に対して垂直な方向である。スペース部９８４は、一部または全部が空気で満たされた空間であり、例えば、スペース部９８４の全部が空気で満たされている。
ワイヤグリッド偏光素子９７０は、上述したように、複数の帯状のライン部９８０と、その間のスペース部９８４とからなり、ライン部９８０は、フォトダイオードPDに近い側から、光反射層９８１、絶縁層９８２、及び、光吸収層９８３で構成されている。光反射層９８１の上面全面に絶縁層９８２が形成されており、絶縁層９８２の上面全面に光吸収層９８３が形成されている。具体的には、光反射層９８１は、厚さ１５０ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）から構成され、絶縁層９８２は、厚さ２５ｎｍあるいは５０ｎｍのＳｉＯ2から構成され、光吸収層９８３は、厚さ２５ｎｍのタングステン（Ｗ）から構成されている。帯状の光反射層９８１の延びる方向（第１の方向）は、消光させるべき偏光方位と一致しており、帯状の光反射層９８１の繰り返し方向（第２の方向であり、第１の方向と直交する）は、透過させるべき偏光方位と一致している。即ち、光反射層９８１は、偏光子としての機能を有し、ワイヤグリッド偏光素子９７０に入射した光の内、光反射層９８１の延びる方向（第１の方向）と平行な方向に電界成分を有する偏光波を減衰させ、光反射層９８１の延びる方向と直交する方向（第２の方向）に電界成分を有する偏光波を透過させる。第１の方向はワイヤグリッド偏光素子９７０の光吸収軸であり、第２の方向はワイヤグリッド偏光素子９７０の光透過軸である。
第１の方向におけるライン部９８０の長さは、フォトダイオードPDの第１の方向に沿った長さと同じである。また、図示した例では、画素９５０の帯状の光反射層９８１の延びる方向（第１の方向）の、画素アレイ１２ｂの垂直方向に対する角度が、例えば、０度の角度と、９０度の角度を有する画素の例について示したが、その他、画素９５０の帯状の光反射層９８１の延びる方向は、画素アレイ１２ｂの垂直方向に対して、４５度の角度を有する画素、１３５度の角度を有する画素を配置することができる。
以上のように構成される図１３３の撮像部１２の画素９５０は、
（１）光反射層９８１、絶縁層９８２、および、光吸収層９８３が積層された複数のライン部９８０と、ライン部９８０の間に位置するスペース部９８４となからなるワイヤグリッド偏光素子９７０と、
（２）光電変換素子であるフォトダイオードPDと
を重ねて備えた構造となっている。
（１）光反射層９８１、絶縁層９８２、および、光吸収層９８３が積層された複数のライン部９８０と、ライン部９８０の間に位置するスペース部９８４となからなるワイヤグリッド偏光素子９７０と、
（２）光電変換素子であるフォトダイオードPDと
を重ねて備えた構造となっている。
なお、図１３３において、ワイヤグリッド偏光素子９７０は、オンチップレンズ９５８の上方に形成されているが、オンチップレンズ９５８の下方かつフォトダイオードPDの上方に形成されてもよい。
本技術を適用した第１乃至第２７実施の形態において、カメラモジュール１が備える撮像部１２の受光領域１２ａは、画素を２次元配置した画素アレイ１２ｂを備え、画素アレイ１２ｂの一部または全ての画素は、偏光素子として、上述したワイヤグリッド偏光素子９７０を備える画素とすることができる。
偏光素子を有する画素には、ワイヤグリッド偏光素子９７０のライン部９８０の延在方向と画素アレイ１２ｂの２次元配列された画素の行方向とのなす角度が、０度となる画素と、９０度となる画素との２種類があってよい。言い換えれば、偏光素子を透過する光の偏光方位が、０度となる画素と、９０度となる画素との２種類の画素があってよい。
あるいはまた、偏光素子を有する画素として、ワイヤグリッド偏光素子９７０のライン部９８０の延在方向と画素アレイ１２ｂの２次元配列された画素の行方向とのなす角度が、０度となる画素、４５度となる画素、９０度となる画素、および、１３５度となる画素の４種類の画素があってもよい。言い換えれば、偏光素子を透過する光の偏光方位が０度となる画素、４５度となる画素、９０度となる画素、および、１３５度となる画素の４種類の画素があってよい。
本技術を適用した第１乃至第２７実施の形態において、カメラモジュール１が備える撮像部１２の画素が偏光素子を有することにより、例えば、水面の近くに位置する被写体や、降雨により水がたまった道路上に位置する被写体を撮影する場合に、水面や水がたまった路面で反射する光を取り除き、撮影したい本来の被写体表面で反射した光のみを撮影することができる。あるいはまた、被写体の表面で反射してカメラモジュール１に入射する光の中から特定の偏光方位の光のみを検出することにより、被写体表面の形状を把握することができる。
＜６１．カメラモジュール１の第２８実施の形態＞
図１３４は、本技術を適用したカメラモジュールの第２８実施の形態を示す図である。
図１３４は、本技術を適用したカメラモジュールの第２８実施の形態を示す図である。
図１３４は、カメラモジュール１の第２８実施の形態としてのカメラモジュール１Hの断面図である。
図１３４では、上述したカメラモジュール１の他の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付してあり、その部分についての説明は適宜省略し、異なる部分に注目して説明する。
図１３４のカメラモジュール１Hは、図９８乃至図１０１で説明したカメラモジュール１ｓ乃至１ｖと同様に、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との距離が固定された固定焦点方式のカメラモジュールの構成である。
カメラモジュール１Hに含まれる積層レンズ構造体１１は、図２等で示した積層レンズ構造体１１の第１構成例に、スペーサ基板１００１が追加された構成を有している。より具体的には、積層レンズ構造体１１は、積層された５枚のレンズ付き基板４１ａ乃至４１ｅの最下層に、レンズ樹脂部８２が配置されない基板であるスペーサ基板１００１が貼り合わされている。スペーサ基板１００１は、例えば、シリコン基板またはガラス基板で形成される。
なお、図１３４の例では、積層レンズ構造体１１として、レンズ付き積層基板４１とレンズ付き単層基板４１のそれぞれを少なくとも１枚以上含む積層レンズ構造体１１の第１構成例にスペーサ基板１００１を追加した構成を採用した。しかし、第２８実施の形態に係る積層レンズ構造体１１の構成としては、上述した第１乃至第１３構成例の任意の積層レンズ構造体１１にスペーサ基板１００１を追加した構成を取り得る。言い換えれば、スペーサ基板１００１の上面に接合される複数のレンズ付き基板４１の構造は任意の構造を取り得る。
一方、撮像部１２の受光領域１２ａの上面には、例えば、R（赤）、G（緑）、またはB(青)のカラーフィルタ（不図示）とオンチップレンズ７１が画素単位に形成されている。オンチップレンズ７１の上側には、シール樹脂１０１３を介して、オンチップレンズ７１やカラーフィルタを保護するための保護基板１０１４が配置されている。保護基板１０１４は、例えば透明なガラス基板や光透過性樹脂基板で形成される。撮像部１２上にシール樹脂１０１３を介して保護基板１０１４が配置された構成単位を、撮像チップ１２Ｐと称する。
受光領域１２ａで生成された撮像信号は、撮像部１２を貫通する貫通電極１０１１ａや、撮像部１２の下面に形成された再配線１０１１ｂから出力される。貫通電極１０１１ａおよび再配線１０１１ｂからなる端子部以外の撮像部１２の下面の領域は、ソルダレジスト１０１２で覆われている。
カメラモジュール１Hでは、撮像部１２の上面に配置された保護基板１０１４の上面および側面と、撮像部１２の側面の一部が、積層レンズ構造体１１と貼り合わされることにより、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との距離が固定されている。より具体的には、積層レンズ構造体１１の最下層のレンズ付き基板４１ｅの下面が、保護基板１０１４の上面と貼り合わされ、スペーサ基板１００１の内周面が、保護基板１０１４の側面および撮像部１２の側面と貼り合わされている。貼り合わせの方法は、上述した直接接合でもよいし、接着剤（接着樹脂）、接着テープを用いてもよい。直接接合で接合する際、保護基板１０１４の上面および側面に、酸化物や窒化物を必要に応じて形成してもよい。
上述した固定焦点方式のカメラモジュール１の構成においては、例えば、図９８や図１００で示したように、撮像部１２は、最下層のレンズ付き基板４１ｅの下面の一部の領域のみで接して固定されていた。
この場合、カメラモジュール１の縮小化が進み、チップサイズが縮小されると、当然に、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との接合面積も縮小し、接合強度の低下が懸念される。
そこで、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hでは、積層レンズ構造体１１が、最下層のレンズ付き基板４１ｅの下面に、内側が開口されたスペーサ基板１００１を備えた構造を有し、保護基板１０１４および撮像部１２の側面とスペーサ基板１００１の内周面とが貼り合わされる。これにより、保護基板１０１４の上面と、最下層のレンズ付き基板４１ｅの下面の接合面だけでなく、側面においても、積層レンズ構造体１１と保護基板１０１４および撮像部１２とが接合するので、接合強度を増加させることができる。
撮像部１２の側面を覆う積層レンズ構造体１１のスペーサ基板１００１の最下面の位置は、図１３４において一点鎖線で示されるように、撮像部１２の上面から下面までの間となるようにするのが好ましく、さらには、受光領域１２ａよりも下の位置となるのが好ましい。一般に、受光領域１２ａの光電変換領域は、撮像部１２の上面（光入射面）から１０um以内に形成されるので、例えば、スペーサ基板１００１の最下面は、撮像部１２の上面から１０um以上、下の位置であることが好ましい。スペーサ基板１００１をシリコン基板で形成した場合には、スペーサ基板１００１が、撮像部１２の側面からの迷光を抑制することができる。
＜カメラモジュール１Hの製造方法＞
次に、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hの製造方法について説明する。
次に、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hの製造方法について説明する。
図１３５は、カメラモジュール１Hの第１の製造方法の概略工程を示す図である。
初めに、基板状態の複数枚のレンズ付き基板４１Wとスペーサ基板１００１Wが積層された、基板状態の積層レンズ構造体１１Wが作製される。図１３５の積層レンズ構造体１１Wでは、スペーサ基板１００１Wの図示が省略されている。また、基板状態の積層レンズ構造体１１Wは、３枚のレンズ付き基板４１Wを積層した場合を示している。
一方で、基板状態の撮像部１２全体にシール樹脂１０１３を塗布して保護基板１０１４を積層した基板状態の撮像チップ１２ＰWが、基板状態の積層レンズ構造体１１Wとは別に作製され、チップ単位に個片化される。
そして、基板状態の積層レンズ構造体１１Wの各積層レンズ構造体１１の上に、個片化された撮像チップ１２Ｐが１個ずつマウントされる。図１３５では、撮像チップ１２Ｐを見やすくするため、基板全体を上下反転したように、撮像チップ１２Ｐを基板状態の積層レンズ構造体１１Wの上面にマウントするように図示している。
最後に、個片化された撮像チップ１２Ｐがマウントされた、基板状態の積層レンズ構造体１１Wがチップ単位に個片化される。個片化された撮像チップ１２Ｐ及び積層レンズ構造体１１が、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hとなる。
図１３６および図１３７を参照して、カメラモジュール１Hの第１の製造方法について、さらに詳細に説明する。
図１３６は、カメラモジュール１Hに用いる積層レンズ構造体１１の製造方法を示している。
図１３６に示されるように、図２２および図２３を参照して説明した方法を用いて形成された５枚の基板状態のレンズ付き基板４１Wａ乃至４１Wｅに、基板状態のスペーサ基板１００１Wが直接接合により貼り合わされることにより、基板状態の積層レンズ構造体１１Wが作製される。
次に、図１３７のAに示されるように、個片化された撮像チップ１２Ｐ（保護基板１０１４が接合された撮像部１２）が仮基板１０２１に仮接合される。個片化された撮像チップ１２Ｐは、仮基板１０２１に形成されたアライメントマークを基準に高精度に位置合わせされて、仮基板１０２１上に配置される。
そして、図１３７のＢに示されるように、仮基板１０２１上の撮像チップ１２Ｐそれぞれの上に、図１３６で説明した方法で作製された基板状態の積層レンズ構造体１１Wが貼り合わされる。これにより、保護基板１０１４の上面と、積層レンズ構造体１１の最下層のレンズ付き基板４１ｅの下面が接合され、保護基板１０１４の側面および撮像部１２の側面と、スペーサ基板１００１の内周面が接合される。接着方法は、上述した通り、直接接合、接着剤（接着樹脂）、接着テープ、等の任意の接着方法を採用し得る。
撮像チップ１２Ｐの外形サイズを、積層レンズ構造体１１のスペーサ基板１００１の開口部のサイズに合わせて形成し、スペーサ基板１００１の開口部に挿入して接着するだけで、受光領域１２ａの中心と、積層レンズ構造体１１のレンズ樹脂部８２の光軸８４（図１３４）とを容易に合わせることができ、光軸精度を向上させたモジュールの組み立てが可能となる。
次に、図１３７のCに示されるように、撮像チップ１２Ｐが仮接合されていた仮基板１０２１が剥離される。そして、図１３７のCにおいて破線で示されるスクライブラインに従って、基板状態の積層レンズ構造体１１Wが、チップ単位に個片化されることで、図１３７のDに示されるように、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hが完成する。
図１３７の例では、仮基板１０２１を剥離してから、積層レンズ構造体１１Wを個片化したが、積層レンズ構造体１１Wを個片化してから、仮基板１０２１を剥離してもよい。
以上の例では、個片化された撮像チップ１２Ｐに対して、基板状態の積層レンズ構造体１１Wを貼り合わせ、その後、基板状態の積層レンズ構造体１１Wを個片化する工程を採用したが、基板状態の積層レンズ構造体１１Wを先に個片化してから、個片化された撮像チップ１２Ｐと貼り合わせてもよい。
図１３８は、カメラモジュール１Hの第２の製造方法の概略工程を示す図である。
初めに、基板状態の複数枚のレンズ付き基板４１Wとスペーサ基板１００１が積層された、基板状態の積層レンズ構造体１１Wが作製され、チップ単位に個片化される。図１３８において、スペーサ基板１００１Wの図示が省略されている点、基板状態の積層レンズ構造体１１Wが３枚のレンズ付き基板４１Wを積層した構成例である点は、図１３５と同様である。
一方で、基板状態の撮像部１２全体にシール樹脂１０１３を塗布して保護基板１０１４を積層した基板状態の撮像チップ１２ＰWが、基板状態の積層レンズ構造体１１Wとは別に作製され、チップ単位に個片化される。
そして、個片化された積層レンズ構造体１１と、個片化された撮像チップ１２Ｐとが接合され、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hとなる。
図１３９は、カメラモジュール１Hの第２の製造方法の詳細を示す図である。
図１３９のAに示されるように、まず、基板状態の積層レンズ構造体１１Wから、チップ単位に個片化された積層レンズ構造体１１が、仮基板１０２２に仮接合される。個片化された積層レンズ構造体１１が仮基板１０２２に仮接合される際、仮基板１０２２のアライメントマークを基準に高精度に位置合わせされて、仮基板１０２２に配置される点は、撮像チップ１２Ｐの仮接合と同様である。
そして、図１３９のBに示されるように、仮基板１０２２に仮接合された個片化された積層レンズ構造体１１と、仮基板１０２１に仮接合された個片化された撮像チップ１２Ｐとが、貼り合わされる。
最後に、積層レンズ構造体１１を仮接合していた仮基板１０２２と、撮像チップ１２Ｐを仮接合していた仮基板１０２１のそれぞれが剥離され、図１３９のCに示されるように、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hが完成する。
カメラモジュール１Hを作製する製造方法としては、以上の第１および第２の製造方法の他、図１４０および図１４１に示す第３および第４の製造方法も取り得る。
図１４０は、カメラモジュール１Hの第３の製造方法の概略工程を示す図である。
初めに、基板状態の複数枚のレンズ付き基板４１Wとスペーサ基板１００１が積層された、基板状態の積層レンズ構造体１１Wが作製される。図１４０においても、スペーサ基板１００１Wの図示は省略され、基板状態の積層レンズ構造体１１Wは、３枚のレンズ付き基板４１Wを積層した例とされている。
一方で、基板状態の撮像部１２全体にシール樹脂１０１３を塗布して保護基板１０１４を積層した基板状態の撮像チップ１２ＰWが、基板状態の積層レンズ構造体１１Wとは別に作製される。
そして、基板状態の積層レンズ構造体１１Wと、基板状態の撮像チップ１２ＰWとが、貼り合わされた後、チップ単位に個片化され、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hとなる。
図１４１は、カメラモジュール１Hの第４の製造方法の概略工程を示す図である。
初めに、基板状態の複数枚のレンズ付き基板４１Wとスペーサ基板１００１が積層された、基板状態の積層レンズ構造体１１Wが作製され、チップ単位に個片化される。図１４１においても、スペーサ基板１００１Wの図示は省略され、基板状態の積層レンズ構造体１１Wは、３枚のレンズ付き基板４１Wを積層した例とされている。
一方で、基板状態の撮像部１２全体にシール樹脂１０１３を塗布して保護基板１０１４を積層した基板状態の撮像チップ１２ＰWが、別に作製される。
そして、基板状態の撮像チップ１２ＰWに、チップ単位の積層レンズ構造体１１がマウントされた後、基板状態の撮像チップ１２ＰWがチップ単位に個片化され、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hとなる。
カメラモジュール１Hは、以上の第１乃至第４の製造方法のいずれを用いても作製することができる。
基板状態の撮像チップ１２ＰWをチップ単位に個片化してから、基板状態の積層レンズ構造体１１Wまたはチップ単位の積層レンズ構造体１１と貼り合わせる製造方法を用いた場合には、貼り合わせる前の段階で、撮像チップ１２ＰWの良品および不良品を選別することが可能となるので、カメラモジュール１Hの歩留りを向上させることができる。
＜カメラモジュール１Hの変形例＞
図１４２のA乃至Dは、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hの変形例を示している。
図１４２のA乃至Dは、第２８実施の形態に係るカメラモジュール１Hの変形例を示している。
図１３４に示したカメラモジュール１Hは、撮像チップ１２Ｐの側面の断面形状と、積層レンズ構造体１１のスペーサ基板１００１の内周面の断面形状が、いずれも垂直形状となっていた。
しかしながら、例えば、図１４２のAに示されるように、撮像チップ１２Ｐの側面の断面形状と、積層レンズ構造体１１のスペーサ基板１００１の内周面の断面形状が、下すぼみまたは末広がりのいずれか斜めに傾斜したテーパー形状であってもよい。
また、図１４２のBに示されるように、撮像チップ１２Ｐの側面の断面形状と、積層レンズ構造体１１のスペーサ基板１００１の内周面の断面形状のどちらか一方が、テーパー形状で、他方が、垂直形状であってもよい。
さらに、撮像チップ１２Ｐの側面の断面形状と、積層レンズ構造体１１のスペーサ基板１００１の内周面の断面形状の両方がテーパー形状である場合、図１４２のCに示されるように、傾斜の角度が異なっていてもよい。
また、図１３４に示したカメラモジュール１Hでは、積層レンズ構造体１１のスペーサ基板１００１の高さ（積層方向の長さ）が、撮像部１２の上面よりも下の位置となっていたが、図１４２のDに示されるように、撮像部１２の上面よりも上の位置で、スペーサ基板１００１が保護基板１０１４の側面のみと接する形でも良い。ただし、上述したように、撮像部１２の側面からの迷光を抑制する効果を持たせるためには、スペーサ基板１００１は、撮像部１２の受光領域１２ａよりも低い位置まで接するように形成することが好ましい。
＜６２．カメラモジュール１の第２９実施の形態＞
図１４３は、本技術を適用したカメラモジュールの第２９実施の形態を示す図である。
図１４３は、本技術を適用したカメラモジュールの第２９実施の形態を示す図である。
図１４３は、カメラモジュール１の第２９実施の形態としてのカメラモジュール１Jの断面図である。
図１４３では、上述したカメラモジュール１の他の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付してあり、その部分についての説明は適宜省略し、異なる部分に注目して説明する。
図１４３のカメラモジュール１Jは、図９８乃至図１０１で説明したカメラモジュール１ｓ乃至１ｖと同様に、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との距離が固定された固定焦点方式のカメラモジュールの構成である。
図１４３のカメラモジュール１Jは、図２等で示した第１構成例に係る積層レンズ構造体１１と、撮像チップ１２Ｐとの間に、スペーサ１０３２を備える。スペーサ１０３２は、シリコン、ガラスなどの無機材料で形成される。また、撮像チップ１２Ｐの保護基板１０１４の上面には、無機膜１０３１が成膜されている。この無機膜１０３１は、スペーサ１０３２と保護基板１０１４とを接合する接合膜であり、例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜で構成することができる。また、無機膜１０３１には、例えば、上述した上側表面層１２２（図１０）と同様、反射防止膜としての機能を持たせてもよい。この場合、無機膜１０３１は、低屈折膜と高屈折膜を交互に複数層積層した構成とすることができ、低屈折膜は、例えば、SiOx（１≦x≦２）、SiOC、SiOFなどの酸化膜、高屈折膜は、例えば、TiO、TaO、Nb2O5などの金属酸化膜で構成される。勿論、無機膜１０３１は、酸化物、窒化物、その他の絶縁物からなる単層膜であっても良い。
固定焦点方式のカメラモジュール１Jにおいて、スペーサ１０３２は、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との距離を高精度で制御して固定している。例えば、図９８のカメラモジュール１sでは、例えばエポキシ系の樹脂などで構成される構造材７３を用いて、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との距離が設定されていたが、エポキシ系の樹脂では、高さ方向の距離を高精度に制御することができない。カメラモジュール１Jでは、シリコン、ガラスなどの無機材料で形成したスペーサ１０３２を挿入することにより、積層レンズ構造体１１と撮像部１２との距離、すなわち、レンズ設置高さを高精度に制御している。スペーサ１０３２の材料として、特にシリコンを用いて形成した場合には、スペーサ１０３２によって、カメラモジュール１Jの外部からの迷光を抑制することができる。
このように、カメラモジュール１Jでは、スペーサ１０３２を用いて撮像部１２との距離を高精度で制御する構成としたことにより、レンズモジュールを軽量化することができるので、レンズモジュールを駆動してオートフォーカス動作する際の低消費電力化および高速化にも貢献する。
さらに、カメラモジュール１Jでは、撮像チップ１２Ｐの保護基板１０１４の上面に、反射防止膜の機能を有する無機膜１０３１を形成することにより、保護基板１０１４の表面反射を抑制することができる。
＜カメラモジュール１Jの製造方法＞
次に、図１４４および図１４５を参照して、第２９実施の形態に係るカメラモジュール１Jの製造方法について説明する。なお、以下の説明では、スペーサ１０３２の材料としてシリコン（シリコン基板）を用いた場合について説明する。
次に、図１４４および図１４５を参照して、第２９実施の形態に係るカメラモジュール１Jの製造方法について説明する。なお、以下の説明では、スペーサ１０３２の材料としてシリコン（シリコン基板）を用いた場合について説明する。
初めに、図１４４のAに示されるように、例えば、ガラス基板等の保護基板１０１４が用意され、洗浄される。保護基板１０１４は、必要に応じて所望の厚みに厚さが調整されたり、平面度が調整される。
次に、図１４４のBに示されるように、保護基板１０１４の所定の一面に無機膜１０３１が形成され、図１４４のCに示されるように、無機膜１０３１を接合膜として、シリコン基板１０３２Aが、直接接合により貼り合わされる。そして、図１４４のDに示されるように、保護基板１０１４上のシリコン基板１０３２Aが、カメラモジュール１Jとしたときの積層レンズ構造体１１と撮像部１２の間の距離に合わせて研磨され、厚みが調整された後、洗浄される。シリコン基板１０３２Aの厚みの調整では、シリコン基板１０３２Aが貼り合わされた面ではない保護基板１０１４の下面が研磨されて、平面度が調整された上で、保護基板１０１４の下面を基準に、シリコン基板１０３２Aの厚さおよび平面度が調整される。
そして、図１４４のEに示されるように、シリコン基板１０３２Aが貼り合わされた面とは反対側の保護基板１０１４の下面に、シール樹脂１０１３を介して撮像部１２が貼り合わされる。ただし、この段階では、撮像部１２の下面側には、貫通電極１０１１ａ、再配線１０１１ｂ、ソルダレジスト１０１２などの裏面配線が形成されておらず、図１４４のFに示されるように、保護基板１０１４に撮像部１２を貼り合わせた後で、裏面配線が形成され、撮像チップ１２Ｐが完成する。
図１４４のGに示されるように、撮像チップ１２Ｐの裏面配線側に、接着テープ、接着剤、または、直接接合等により、支持基板１０４１が仮接合される。支持基板１０４１は、支持用の粘着テープでもよい。
図１４４のHに示されるように、シリコン基板１０３２Aの上面に、スペーサ１０３２の平面領域に合わせて、レジスト１０４２がパターニングされ、図１４４のIに示されるように、シリコン基板１０３２Aがエッチングされる。このとき、保護基板１０１４の上面に形成された無機膜１０３１が、エッチングストッパ膜としての役割も果たす。レジスト１０４２によってエッチングされずに残されたシリコン基板１０３２Aの部分が、スペーサ１０３２となる。
図１４４のJに示されるように、エッチング終了後、レジスト１０４２が剥離され、続けて、図１４４のKに示されるように、撮像部１２に仮接合された支持基板１０４１も剥離されると、図１４４のLに示されるように、撮像チップ１２Ｐの保護基板１０１４の上面に無機膜１０３１とスペーサ１０３２が形成された状態が出来上がる。
次に、図１４５に示されるように、積層レンズ構造体１１と、無機膜１０３１とスペーサ１０３２が接合された撮像チップ１２Ｐとが直接接合により貼り合わされ、第２９実施の形態に係るカメラモジュール１Jが完成する。積層レンズ構造体１１の最下層のレンズ付き基板４１ｅの下面とスペーサ１０３２の上面との接合は、上述した直接接合により貼り合わされる。
以上のように、第２９実施の形態に係るカメラモジュール１Jでは、全ての接合面が直接接合を用いて貼り合わされており、接着剤は使用されない。
図１４４および図１４５で説明した製造方法は、個片化された状態どうしの、積層レンズ構造体１１と、スペーサ１０３２付きの撮像チップ１２Ｐとを貼り合わせる例であり、上述したカメラモジュール１Hの第１乃至第４の製造方法で言えば、図１３８の第２の製造方法に相当する。
しかしながら、カメラモジュール１Jを作製する方法としては、カメラモジュール１Hの第１の製造方法、第３の製造方法、および、第４の製造方法と同様の方法を用いることもできる。すなわち、個片化したスペーサ１０３２付きの撮像チップ１２Ｐと、基板状態の積層レンズ構造体１１Wとを貼り合わせてから個片化する図１３５の第１の製造方法、基板状態どうしで貼り合わせてから個片化する図１４０の第３の製造方法、個片化した積層レンズ構造体１１と、基板状態のスペーサ１０３２付きの撮像チップ１２ＰWを貼り合わせてから個片化する図１４１の第４の製造方法のいずれでも、カメラモジュール１Jを作製することができる。
＜カメラモジュール１Jの変形例＞
図１４６のA乃至Cは、第２９実施の形態に係るカメラモジュール１Jの変形例を示している。
図１４６のA乃至Cは、第２９実施の形態に係るカメラモジュール１Jの変形例を示している。
図１４６のAに示されるように、撮像チップ１２Ｐの保護基板１０１４とスペーサ１０３２との間に形成した無機膜１０３１は、省略した構成を採用することができる。
あるいはまた、図１４６のBに示されるように、保護基板１０１４とスペーサ１０３２との間に形成した無機膜１０３１を第１の無機膜として、その上に、第２の無機膜１０５１を形成してもよい。この場合、第２の無機膜１０５１は、スペーサ１０３２が形成されている場所では、スペーサ１０３２の上面に形成される。第２の無機膜１０５１には、反射防止膜としての機能を持たせることができる。この場合、第１の無機膜である無機膜１０３１は、例えば、エッチングストッパ膜としての機能のみで、反射防止膜としての機能はなくてもよい。あるいはまた、上述した無機膜１０３１の低屈折膜と高屈折膜を交互に複数層積層した構成の例のように、第１の無機膜である無機膜１０３１と、第２の無機膜１０５１の複数層により、反射防止膜としての機能を有するようにしてもよい。
また、第２の無機膜１０５１には、スペーサ１０３２の上面と、積層レンズ構造体１１のレンズ付き基板４１ｅの下面とを接合する際の接合膜としての機能を持たせることができる。
さらに、図１４６のCに示されるように、スペーサ１０３２より内側の保護基板１０１４上面の空間に、赤外光または紫外光の少なくとも一方を吸収する有機膜１０５２を形成してもよい。
＜６３．電子機器への適用例＞
上述したカメラモジュール１は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像素子を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像素子を用いる電子機器に組み込んだ形で使用することが可能である。
上述したカメラモジュール１は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像素子を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像素子を用いる電子機器に組み込んだ形で使用することが可能である。
図１４７は、本技術を適用した電子機器としての、撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図１４７の撮像装置４０００は、カメラモジュール４００２、およびカメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路４００３を備える。また、撮像装置４０００は、フレームメモリ４００４、表示部４００５、記録部４００６、操作部４００７、および電源部４００８も備える。DSP回路４００３、フレームメモリ４００４、表示部４００５、記録部４００６、操作部４００７および電源部４００８は、バスライン４００９を介して相互に接続されている。
カメラモジュール４００２内のイメージセンサ４００１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。このカメラモジュール４００２として、上述したカメラモジュール１が採用されており、イメージセンサ４００１は、上述した撮像部１２に対応する。DSP回路４００３は、カメラモジュール４００２から出力された信号を処理し、処理結果をフレームメモリ４００４や表示部４００５に供給する。
表示部４００５は、例えば、液晶パネルや有機EL(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、イメージセンサ４００１で撮像された動画または静止画を表示する。記録部４００６は、イメージセンサ４００１で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
操作部４００７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置４０００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部４００８は、DSP回路４００３、フレームメモリ４００４、表示部４００５、記録部４００６および操作部４００７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
上述したように、カメラモジュール４００２として、少なくとも１枚の積層構造の担体基板８１を用いたレンズ付き積層基板４１と、少なくとも１枚の単層構造の担体基板８１を用いたレンズ付き単層基板４１とを含む積層レンズ構造体１１を搭載した第１乃至第２７実施の形態に係るカメラモジュール１を用いることで、高画質化及び小型化を実現することができる。従って、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置４０００においても、半導体パッケージの小型化と、撮像画像の高画質化の両立を図ることができる。
＜カメラモジュールの使用例＞
図１４８は、上述のカメラモジュール１の使用例を示す図である。
図１４８は、上述のカメラモジュール１の使用例を示す図である。
上述のカメラモジュール１は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
＜６４．体内情報取得システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムに適用されてもよい。
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムに適用されてもよい。
図１４９は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
体内情報取得システム１０００１は、カプセル型内視鏡１０１００と、外部制御装置１０２００とから構成される。
カプセル型内視鏡１０１００は、検査時に、患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡１０１００は、撮像機能及び無線通信機能を有し、患者から自然排出されるまでの間、胃や腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、当該臓器の内部の画像（以下、体内画像ともいう）を所定の間隔で順次撮像し、その体内画像についての情報を体外の外部制御装置１０２００に順次無線送信する。
外部制御装置１０２００は、体内情報取得システム１０００１の動作を統括的に制御する。また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信されてくる体内画像についての情報を受信し、受信した体内画像についての情報に基づいて、表示装置（図示せず）に当該体内画像を表示するための画像データを生成する。
体内情報取得システム１０００１では、このようにして、カプセル型内視鏡１０１００が飲み込まれてから排出されるまでの間、患者の体内の様子を撮像した体内画像を随時得ることができる。
カプセル型内視鏡１０１００と外部制御装置１０２００の構成及び機能についてより詳細に説明する。
カプセル型内視鏡１０１００は、カプセル型の筐体１０１０１を有し、その筐体１０１０１内には、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、給電部１０１１５、電源部１０１１６、及び制御部１０１１７が収納されている。
光源部１０１１１は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、撮像部１０１１２の撮像視野に対して光を照射する。
撮像部１０１１２は、撮像素子、及び当該撮像素子の前段に設けられる複数のレンズからなる光学系から構成される。観察対象である体組織に照射された光の反射光（以下、観察光という）は、当該光学系によって集光され、当該撮像素子に入射する。撮像部１０１１２では、撮像素子において、そこに入射した観察光が光電変換され、その観察光に対応する画像信号が生成される。撮像部１０１１２によって生成された画像信号は、画像処理部１０１１３に提供される。
画像処理部１０１１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサによって構成され、撮像部１０１１２によって生成された画像信号に対して各種の信号処理を行う。画像処理部１０１１３は、信号処理を施した画像信号を、ＲＡＷデータとして無線通信部１０１１４に提供する。
無線通信部１０１１４は、画像処理部１０１１３によって信号処理が施された画像信号に対して変調処理等の所定の処理を行い、その画像信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して外部制御装置１０２００に送信する。また、無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から、カプセル型内視鏡１０１００の駆動制御に関する制御信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して受信する。無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から受信した制御信号を制御部１０１１７に提供する。
給電部１０１１５は、受電用のアンテナコイル、当該アンテナコイルに発生した電流から電力を再生する電力再生回路、及び昇圧回路等から構成される。給電部１０１１５では、いわゆる非接触充電の原理を用いて電力が生成される。
電源部１０１１６は、二次電池によって構成され、給電部１０１１５によって生成された電力を蓄電する。図１４９では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部１０１１６からの電力の供給先を示す矢印等の図示を省略しているが、電源部１０１１６に蓄電された電力は、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び制御部１０１１７に供給され、これらの駆動に用いられ得る。
制御部１０１１７は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び、給電部１０１１５の駆動を、外部制御装置１０２００から送信される制御信号に従って適宜制御する。
外部制御装置１０２００は、ＣＰＵ，ＧＰＵ等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載されたマイクロコンピュータ若しくは制御基板等で構成される。外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００の制御部１０１１７に対して制御信号を、アンテナ１０２００Ａを介して送信することにより、カプセル型内視鏡１０１００の動作を制御する。カプセル型内視鏡１０１００では、例えば、外部制御装置１０２００からの制御信号により、光源部１０１１１における観察対象に対する光の照射条件が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部１０１１２におけるフレームレート、露出値等）が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、画像処理部１０１１３における処理の内容や、無線通信部１０１１４が画像信号を送信する条件（例えば、送信間隔、送信画像数等）が変更されてもよい。
また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信される画像信号に対して、各種の画像処理を施し、撮像された体内画像を表示装置に表示するための画像データを生成する。当該画像処理としては、例えば現像処理（デモザイク処理）、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Ｎｏｉｓｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）処理及び／若しくは手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の信号処理を行うことができる。外部制御装置１０２００は、表示装置の駆動を制御して、生成した画像データに基づいて撮像された体内画像を表示させる。あるいは、外部制御装置１０２００は、生成した画像データを記録装置（図示せず）に記録させたり、印刷装置（図示せず）に印刷出力させてもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１０１１２に適用され得る。具体的には、撮像部１０１１２として、第１乃至第２９実施の形態に係るカメラモジュール１を適用することができる。撮像部１０１１２に本開示に係る技術を適用することにより、カプセル型内視鏡１０１００をより小型化できるため、患者の負担を更に軽減することができる。また、カプセル型内視鏡１０１００を小型化しつつも、より鮮明な術部画像を得ることができるため、検査の精度が向上する。
＜６５．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
図１５０は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
図１５０では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ： Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
図１５１は、図１５０に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、カメラヘッド１１１０２のレンズユニット１１４０１及び撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、レンズユニット１１４０１及び撮像部１１４０２として、第１乃至第２９実施の形態に係るカメラモジュール１を適用することができる。レンズユニット１１４０１及び撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、カメラヘッド１１１０２を小型化しつつも、より鮮明な術部画像を得ることができる。
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
＜６６．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
図１５２は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１５２に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１５２の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図１５３は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図１５３では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図１５３には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、撮像部１２０３１として、第１乃至第２９実施の形態に係るカメラモジュール１を適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、小型化しつつも、より見やすい撮影画像を得ることができたり、距離情報を取得することができる。また、得られた撮影画像や距離情報を用いて、ドライバの疲労を軽減したり、ドライバや車両の安全度を高めることが可能になる。
本技術は、可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像するカメラモジュールへの適用に限らず、赤外線やX線、あるいは粒子等の入射量の分布を画像として撮像するカメラモジュールや、広義の意味として、圧力や静電容量など、他の物理量の分布を検知して画像として撮像する指紋検出センサ等のカメラモジュール（物理量分布検知装置）全般に対して適用可能である。
本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、上述した複数の実施の形態の全てまたは一部を任意に組み合わせた形態を採用することができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、
前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部を保護する保護基板と、
前記保護基板と前記積層レンズ構造体との間に配置されたスペーサと
を備える撮像素子。
（２）
前記スペーサは、前記保護基板の上面と直接接合により貼り合わされている
前記（１）に記載の撮像素子。
（３）
前記スペーサは、前記積層レンズ構造体の最下層の前記レンズ付き基板の下面と直接接合により貼り合わされている
前記（１）または（２）に記載の撮像素子。
（４）
前記スペーサは、ガラスまたはシリコンで形成されている
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（５）
前記スペーサと前記保護基板とを接合する無機膜をさらに備える
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の撮像素子。
（６）
前記無機膜は、エッチングストッパ膜としても機能する膜である
前記（５）に記載の撮像素子。
（７）
前記無機膜は、反射防止膜としても機能する膜である
前記（５）または（６）に記載の撮像素子。
（８）
前記スペーサの上面と、前記積層レンズ構造体の最下層の前記レンズ付き基板の下面との間に、無機膜をさらに備える
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の撮像素子。
（９）
前記無機膜は、前記スペーサの上面と前記レンズ付き基板の下面とを接合する接合膜である
前記（８）に記載の撮像素子。
（１０）
前記無機膜は、反射防止膜として機能する膜である
前記（８）または（９）に記載の撮像素子。
（１１）
前記スペーサより内側の前記保護基板の上面に、赤外光または紫外光の少なくとも一方を吸収する有機膜をさらに備える
前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の撮像素子。
（１２）
前記積層レンズ構造体は、
前記レンズを形成するレンズ樹脂部と、前記レンズ樹脂部を担持する担体基板とを含む前記レンズ付き基板として、第１のレンズ付き基板と第２のレンズ付き基板のそれぞれを少なくとも１枚以上含み、
前記第１のレンズ付き基板の前記担体基板は、複数枚の担体構成基板を厚さ方向に積層して構成され、
前記第２のレンズ付き基板の前記担体基板は、１枚の担体構成基板で構成される
前記（１）乃至（１１）のいずれかに記載の撮像素子。
（１３）
入射光を光電変換する撮像部を保護する保護基板の上面にスペーサを形成し、
前記スペーサが形成された前記撮像部と、基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体とを接合する
撮像素子の製造方法。
（１４）
基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、
前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部を保護する保護基板と、
前記保護基板と前記積層レンズ構造体との間に配置されたスペーサと
を備える撮像素子
を備える電子機器。
（B１）
基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、
前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部の上面に配置された保護基板と
を備え、
少なくとも前記保護基板の上面及び側面が、前記積層レンズ構造体と貼り合わされた構成とされる
撮像素子。
（B２）
前記保護基板の上面及び側面に加えて、前記撮像部の側面の一部でも、前記積層レンズ構造体と貼り合わされた構成とされる
前記（B１）に記載の撮像素子。
（B３）
前記積層レンズ構造体は、複数の前記レンズ付き基板が積層された最下層に、前記レンズが配置されない基板であるスペーサ基板が貼り合わされており、
前記最下層の前記レンズ付き基板の下面と前記スペーサ基板の内周面が、前記保護基板の上面及び側面と貼り合わされている
前記（B１）または（B２）に記載の撮像素子。
（B４）
前記スペーサ基板は、シリコン基板またはガラス基板で形成される
前記（B３）に記載の撮像素子。
（B５）
前記積層レンズ構造体の最下面は、前記撮像部の光電変換領域よりも下の位置である
前記（B３）または（B４）に記載の撮像素子。
（B６）
前記積層レンズ構造体の最下面は、前記撮像部の上面から10um以上、下の位置である
前記（B３）乃至（B５）のいずれかに記載の撮像素子。
（B７）
前記積層レンズ構造体は、
前記レンズを形成するレンズ樹脂部と、前記レンズ樹脂部を担持する担体基板とを含む前記レンズ付き基板として、第１のレンズ付き基板と第２のレンズ付き基板のそれぞれを少なくとも１枚以上含み、
前記第１のレンズ付き基板の前記担体基板は、複数枚の担体構成基板を厚さ方向に積層して構成され、
前記第２のレンズ付き基板の前記担体基板は、１枚の担体構成基板で構成される
前記（B１）乃至（B６）のいずれかに記載の撮像素子。
（B８）
基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体を、入射光を光電変換する撮像部の上面に配置された保護基板の上面及び側面と貼り合わせる
撮像素子の製造方法。
（B９）
前記積層レンズ構造体は、複数の前記レンズ付き基板が積層された最下層に、前記レンズが配置されない基板であるスペーサ基板が貼り合わされており、
前記最下層の前記レンズ付き基板の下面と前記スペーサ基板の内周面を、前記保護基板の上面及び側面と貼り合わせる
前記（B８）に記載の撮像素子の製造方法。
（B１０）
個片化された前記撮像部の上面に配置された前記保護基板の上面及び側面に対して、基板状態の前記積層レンズ構造体を貼り合わせた後で、基板状態の前記積層レンズ構造体を個片化する
前記（B８）に記載の撮像素子の製造方法。
（B１１）
基板状態の前記積層レンズ構造体を個片化し、個片化された前記積層レンズ構造体を、個片化された前記撮像部の上面に配置された前記保護基板の上面及び側面と貼り合わせる
前記（B８）に記載の撮像素子の製造方法。
（B１２）
基板状態の前記積層レンズ構造体と、基板状態の前記撮像部の上面に配置された前記保護基板の上面及び側面とを貼り合わせた後、個片化する
前記（B８）に記載の撮像素子の製造方法。
（B１３）
個片化された前記積層レンズ構造体を、基板状態の前記撮像部の上面に配置された前記保護基板の上面及び側面と貼り合わせた後、基板状態の前記撮像部および前記保護基板を個片化する
前記（B８）に記載の撮像素子の製造方法。
（B１４）
基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、
前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部の上面に配置された保護基板と
を備え、
少なくとも前記保護基板の上面及び側面が、前記積層レンズ構造体と貼り合わされた構成とされる
撮像素子
を備える電子機器。
（１）
基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、
前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部を保護する保護基板と、
前記保護基板と前記積層レンズ構造体との間に配置されたスペーサと
を備える撮像素子。
（２）
前記スペーサは、前記保護基板の上面と直接接合により貼り合わされている
前記（１）に記載の撮像素子。
（３）
前記スペーサは、前記積層レンズ構造体の最下層の前記レンズ付き基板の下面と直接接合により貼り合わされている
前記（１）または（２）に記載の撮像素子。
（４）
前記スペーサは、ガラスまたはシリコンで形成されている
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（５）
前記スペーサと前記保護基板とを接合する無機膜をさらに備える
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の撮像素子。
（６）
前記無機膜は、エッチングストッパ膜としても機能する膜である
前記（５）に記載の撮像素子。
（７）
前記無機膜は、反射防止膜としても機能する膜である
前記（５）または（６）に記載の撮像素子。
（８）
前記スペーサの上面と、前記積層レンズ構造体の最下層の前記レンズ付き基板の下面との間に、無機膜をさらに備える
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の撮像素子。
（９）
前記無機膜は、前記スペーサの上面と前記レンズ付き基板の下面とを接合する接合膜である
前記（８）に記載の撮像素子。
（１０）
前記無機膜は、反射防止膜として機能する膜である
前記（８）または（９）に記載の撮像素子。
（１１）
前記スペーサより内側の前記保護基板の上面に、赤外光または紫外光の少なくとも一方を吸収する有機膜をさらに備える
前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の撮像素子。
（１２）
前記積層レンズ構造体は、
前記レンズを形成するレンズ樹脂部と、前記レンズ樹脂部を担持する担体基板とを含む前記レンズ付き基板として、第１のレンズ付き基板と第２のレンズ付き基板のそれぞれを少なくとも１枚以上含み、
前記第１のレンズ付き基板の前記担体基板は、複数枚の担体構成基板を厚さ方向に積層して構成され、
前記第２のレンズ付き基板の前記担体基板は、１枚の担体構成基板で構成される
前記（１）乃至（１１）のいずれかに記載の撮像素子。
（１３）
入射光を光電変換する撮像部を保護する保護基板の上面にスペーサを形成し、
前記スペーサが形成された前記撮像部と、基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体とを接合する
撮像素子の製造方法。
（１４）
基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、
前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部を保護する保護基板と、
前記保護基板と前記積層レンズ構造体との間に配置されたスペーサと
を備える撮像素子
を備える電子機器。
（B１）
基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、
前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部の上面に配置された保護基板と
を備え、
少なくとも前記保護基板の上面及び側面が、前記積層レンズ構造体と貼り合わされた構成とされる
撮像素子。
（B２）
前記保護基板の上面及び側面に加えて、前記撮像部の側面の一部でも、前記積層レンズ構造体と貼り合わされた構成とされる
前記（B１）に記載の撮像素子。
（B３）
前記積層レンズ構造体は、複数の前記レンズ付き基板が積層された最下層に、前記レンズが配置されない基板であるスペーサ基板が貼り合わされており、
前記最下層の前記レンズ付き基板の下面と前記スペーサ基板の内周面が、前記保護基板の上面及び側面と貼り合わされている
前記（B１）または（B２）に記載の撮像素子。
（B４）
前記スペーサ基板は、シリコン基板またはガラス基板で形成される
前記（B３）に記載の撮像素子。
（B５）
前記積層レンズ構造体の最下面は、前記撮像部の光電変換領域よりも下の位置である
前記（B３）または（B４）に記載の撮像素子。
（B６）
前記積層レンズ構造体の最下面は、前記撮像部の上面から10um以上、下の位置である
前記（B３）乃至（B５）のいずれかに記載の撮像素子。
（B７）
前記積層レンズ構造体は、
前記レンズを形成するレンズ樹脂部と、前記レンズ樹脂部を担持する担体基板とを含む前記レンズ付き基板として、第１のレンズ付き基板と第２のレンズ付き基板のそれぞれを少なくとも１枚以上含み、
前記第１のレンズ付き基板の前記担体基板は、複数枚の担体構成基板を厚さ方向に積層して構成され、
前記第２のレンズ付き基板の前記担体基板は、１枚の担体構成基板で構成される
前記（B１）乃至（B６）のいずれかに記載の撮像素子。
（B８）
基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体を、入射光を光電変換する撮像部の上面に配置された保護基板の上面及び側面と貼り合わせる
撮像素子の製造方法。
（B９）
前記積層レンズ構造体は、複数の前記レンズ付き基板が積層された最下層に、前記レンズが配置されない基板であるスペーサ基板が貼り合わされており、
前記最下層の前記レンズ付き基板の下面と前記スペーサ基板の内周面を、前記保護基板の上面及び側面と貼り合わせる
前記（B８）に記載の撮像素子の製造方法。
（B１０）
個片化された前記撮像部の上面に配置された前記保護基板の上面及び側面に対して、基板状態の前記積層レンズ構造体を貼り合わせた後で、基板状態の前記積層レンズ構造体を個片化する
前記（B８）に記載の撮像素子の製造方法。
（B１１）
基板状態の前記積層レンズ構造体を個片化し、個片化された前記積層レンズ構造体を、個片化された前記撮像部の上面に配置された前記保護基板の上面及び側面と貼り合わせる
前記（B８）に記載の撮像素子の製造方法。
（B１２）
基板状態の前記積層レンズ構造体と、基板状態の前記撮像部の上面に配置された前記保護基板の上面及び側面とを貼り合わせた後、個片化する
前記（B８）に記載の撮像素子の製造方法。
（B１３）
個片化された前記積層レンズ構造体を、基板状態の前記撮像部の上面に配置された前記保護基板の上面及び側面と貼り合わせた後、基板状態の前記撮像部および前記保護基板を個片化する
前記（B８）に記載の撮像素子の製造方法。
（B１４）
基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、
前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部の上面に配置された保護基板と
を備え、
少なくとも前記保護基板の上面及び側面が、前記積層レンズ構造体と貼り合わされた構成とされる
撮像素子
を備える電子機器。
１ カメラモジュール， １１ 積層レンズ構造体， １２ 撮像部， １２ａ 受光領域， １３ 光学ユニット， ４１ レンズ付き基板， ４２ スペーサ基板， ５１ 絞り板， ５２ 開口部， ８０ 担体構成基板， ８１ 担体基板， ８２ レンズ樹脂部， ８３ 貫通孔， ８５ 溝部， ９１ レンズ部， ９２ 担持部， １１１ モジュール基板， １２１ 遮光膜， ２６１ 凹部， ２６５ 拡散領域， １００１ スペーサ基板， １０１４ 保護基板， １０３１ 無機膜， １０３２ スペーサ， １０５１ 無機膜， １０５２ 有機膜， ４０００ 撮像装置， ４００１ イメージセンサ， ４００２ カメラモジュール， ４００３ DSP回路
Claims (14)
- 基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、
前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部を保護する保護基板と、
前記保護基板と前記積層レンズ構造体との間に配置されたスペーサと
を備える撮像素子。 - 前記スペーサは、前記保護基板の上面と直接接合により貼り合わされている
請求項１に記載の撮像素子。 - 前記スペーサは、前記積層レンズ構造体の最下層の前記レンズ付き基板の下面と直接接合により貼り合わされている
請求項１に記載の撮像素子。 - 前記スペーサは、ガラスまたはシリコンで形成されている
請求項１に記載の撮像素子。 - 前記スペーサと前記保護基板とを接合する無機膜をさらに備える
請求項１に記載の撮像素子。 - 前記無機膜は、エッチングストッパ膜としても機能する膜である
請求項５に記載の撮像素子。 - 前記無機膜は、反射防止膜としても機能する膜である
請求項５に記載の撮像素子。 - 前記スペーサの上面と、前記積層レンズ構造体の最下層の前記レンズ付き基板の下面との間に、無機膜をさらに備える
請求項１に記載の撮像素子。 - 前記無機膜は、前記スペーサの上面と前記レンズ付き基板の下面とを接合する接合膜である
請求項８に記載の撮像素子。 - 前記無機膜は、反射防止膜として機能する膜である
請求項８に記載の撮像素子。 - 前記スペーサより内側の前記保護基板の上面に、赤外光または紫外光の少なくとも一方を吸収する有機膜をさらに備える
請求項１に記載の撮像素子。 - 前記積層レンズ構造体は、
前記レンズを形成するレンズ樹脂部と、前記レンズ樹脂部を担持する担体基板とを含む前記レンズ付き基板として、第１のレンズ付き基板と第２のレンズ付き基板のそれぞれを少なくとも１枚以上含み、
前記第１のレンズ付き基板の前記担体基板は、複数枚の担体構成基板を厚さ方向に積層して構成され、
前記第２のレンズ付き基板の前記担体基板は、１枚の担体構成基板で構成される
請求項１に記載の撮像素子。 - 入射光を光電変換する撮像部を保護する保護基板の上面にスペーサを形成し、
前記スペーサが形成された前記撮像部と、基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体とを接合する
撮像素子の製造方法。 - 基板に形成された貫通孔の内側にレンズが配置されたレンズ付き基板どうしが直接接合により貼り合わされて複数枚の前記レンズが光軸方向に積層された積層レンズ構造体と、
前記積層レンズ構造体の複数枚の前記レンズにより集光された入射光を光電変換する撮像部と、
前記撮像部を保護する保護基板と、
前記保護基板と前記積層レンズ構造体との間に配置されたスペーサと
を備える撮像素子
を備える電子機器。
Priority Applications (2)
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| JP2017190421A JP2019067868A (ja) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 撮像素子、撮像素子の製造方法、および、電子機器 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017190421A JP2019067868A (ja) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 撮像素子、撮像素子の製造方法、および、電子機器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
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| JP2017190421A Pending JP2019067868A (ja) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 撮像素子、撮像素子の製造方法、および、電子機器 |
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