JP4138867B2 - 複眼方式のカメラモジュール - Google Patents

Description

本発明は、小型、薄型のカメラモジュールに関する。特に、複数の撮影光学レンズによって画像を撮像する複眼方式のカメラモジュールに関する。

デジタルビデオやデジタルカメラのような撮像装置では、レンズを介して被写体像をＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子上に結像することにより、被写体を２次元の画像情報に変換する。単眼方式のカメラモジュールの一例が、特許文献１、２に提案されている。また、２つの対物レンズを用いて立体観察を可能とするカメラモジュールの一例が、特許文献３に提案されている。

一方、カメラモジュールの小型、薄型化を実現するために、複眼方式のカメラモジュールが提案されている。

複眼方式のカメラモジュールの一例が、特許文献４に記載されている。特許文献４では、撮像光学系を赤色の波長の光を受け持つレンズと、緑色の波長の光を受け持つレンズと、青色の波長の光を受け持つレンズとを平面内に並べた構成にしている。各レンズに対応して、撮像素子に各波長帯域の撮像領域を設けている。

このため、各レンズが受け持つ光の波長が限定される。このことにより、単レンズにより被写体像を撮像面に結像することが可能となり、撮像装置の厚さを大幅に小さくすることができる。

図７は、前記のような従来のカメラモジュールの撮像系の分解斜視図である。被写体側から順に、絞り部材１１１、レンズアレイ１１２、遮光ブロック１１３、光学フィルタアレイ１１４、撮像素子１１６が配置されている。レンズアレイ１１２は複数のレンズ１１２ａを備えている。絞り部材１１１は、レンズアレイ１１２の各レンズの光軸と一致する位置にそれぞれ絞り（開口）を備えている。

光学フィルタアレイ１１４は、レンズアレイ１１２の各レンズに対応する領域毎に、分光特性が異なる複数の光学フィルタ１１４ａを備えており、撮像素子１１６の受光面を覆っている。遮光ブロック１１３は、レンズアレイ１１２の隣り合うレンズ間の境界、すなわち光学フィルタアレイ１１４の隣り合う光学フィルタ１１４ａ間の境界と一致する位置に遮光壁１１３ａを備えている。撮像素子１１６は、半導体基板１１５上に搭載されている。半導体基板１１５上には、駆動回路１１７、信号処理回路１１８も実装されている。

このカメラモジュールによれば、遮光ブロック１１３の遮光壁１１３ａによって、あるレンズ１１２ａを通過した光が、このレンズ１１２ａに対応していない撮像領域に入射することを防止することができる。
特開２００２−１１８７７６号公報 実開平２−１０６８４７号公報 特開平９−１２７４３５号公報 特開２００３−１４３４５９号公報

しかしながら、レンズ１１２ａに入射する光線の入射角度が大きくなると、レンズ１１２ａを通過した光線も、それに応じて光線の角度が大きくなる。図７のカメラモジュールでは、光学フィルタ１１４ａを介して撮像素子１１６のすぐ真上に、遮光壁１１３ａが光軸とほぼ平行に配置されている。

このため、入射角度が大きく撮像領域から結像位置がはずれた光線は、直接は撮像領域に入射しないものの、遮光壁１１３ａで反射し、撮像領域で撮像された映像に反射像が写り込むという問題があった。

また、この反射によるゴースト像を無くすために、レンズ１１２ａに入射する光線の角度を規制するように被写体側にフードを設けると、カメラモジュール高さが高くなってしまう。一方、反射像が撮像領域に写り込まないように撮像領域を設定すると、不要に多い画素を有する撮像素子を用いるか、又は撮像領域を小さくせざるを得ない。この場合はコストが増大したり、性能が低下したりする問題があった。

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、不要入射光が撮像領域に写り込むことを防止しつつ、小型かつ低コストの複眼方式のカメラモジュールを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の第１の複眼方式のカメラモジュールは、複数のレンズを含むレンズモジュールと、前記各レンズに対応した複数の光学フィルタと、前記各光学フィルタに対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と、前記撮像素子に立設した遮光壁とを備え、隣接する前記各撮像領域同士が、前記遮光壁で仕切られており、前記遮光壁は、前記撮像領域の撮像面に対して傾斜した複数の傾斜面を含んでおり、前記複数の各傾斜面は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向けて順次配置されており、前記各傾斜面は、前記遮光壁から離れる方向に向かうにつれて、前記撮像領域側に向かうように傾斜した傾斜面であることを特徴とする。

本発明の第２の複眼方式のカメラモジュールは、複数のレンズを含むレンズモジュールと、前記各レンズに対応した複数の光学フィルタと、前記各光学フィルタに対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と、前記撮像素子に立設した遮光壁とを備え、隣接する前記各撮像領域同士が、前記遮光壁で仕切られており、前記遮光壁は、前記撮像領域の撮像面に対して傾斜した複数の傾斜面を含んでおり、前記複数の各傾斜面は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向けて順次配置されており、前記各傾斜面は、前記遮光壁から離れる方向に向かうにつれて、前記撮像領域側に向かうように傾斜した傾斜面であり、前記撮像面に平行な面と前記傾斜面とのなす角度を傾斜角度とすると、前記複数の傾斜面は前記傾斜角度が異なる傾斜面を含んでおり、前記傾斜角度が異なる傾斜面は、前記撮像領域側の前記傾斜面の傾斜角度が、前記レンズモジュール側の前記傾斜面の傾斜角度より小さいことを特徴とする。

本発明の第３の複眼方式のカメラモジュールは、複数のレンズを含むレンズモジュールと、前記各レンズに対応した複数の光学フィルタと、前記各光学フィルタに対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と、前記撮像素子に立設した遮光壁とを備え、隣接する前記各撮像領域同士が、前記遮光壁で仕切られており、前記遮光壁は、前記撮像領域の撮像面に対して傾斜した複数の傾斜面を含んでおり、前記複数の各傾斜面は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向けて順次配置されており、前記各傾斜面は、前記遮光壁から離れる方向に向かうにつれて、前記撮像領域側に向かうように傾斜した傾斜面であり、前記撮像面に平行な面と前記傾斜面とのなす角度を傾斜角度とすると、前記複数の傾斜面の傾斜角度は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向かうにつれて小さくなっていることを特徴とする。

本発明の第４の複眼方式のカメラモジュールは、複数のレンズを含むレンズモジュールと、前記各レンズに対応した複数の光学フィルタと、前記各光学フィルタに対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と、前記撮像素子に立設した遮光壁とを備え、隣接する前記各撮像領域同士が、前記遮光壁で仕切られており、前記遮光壁は、前記撮像領域の撮像面に対して傾斜した複数の傾斜面を含んでおり、前記複数の各傾斜面は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向けて順次配置されており、前記各傾斜面は、前記遮光壁から離れる方向に向かうにつれて、前記撮像領域側に向かうように傾斜した傾斜面であり、前記撮像面に平行な面と前記傾斜面とのなす角度を傾斜角度とすると、前記複数のレンズの光軸方向において、前記遮光壁は前記傾斜面の傾斜角度に応じて複数の領域に分けられており、前記各領域内の前記傾斜面の傾斜角度は同じにしつつ、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向かうにつれて、前記各領域内の傾斜角度が小さくなっていることを特徴とする。

本発明の第５の複眼方式のカメラモジュールは、複数のレンズを含むレンズモジュールと、前記各レンズに対応した複数の光学フィルタと、前記各光学フィルタに対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と、前記撮像素子に立設した遮光壁とを備え、隣接する前記各撮像領域同士が、前記遮光壁で仕切られており、前記遮光壁は、前記撮像領域の撮像面に対して傾斜した複数の傾斜面を含んでおり、前記複数の各傾斜面は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向けて順次配置されており、前記各傾斜面は、前記遮光壁から離れる方向に向かうにつれて、前記撮像領域側に向かうように傾斜した傾斜面であり、中空部が形成された外筒部をさらに備えており、前記遮光壁及び前記撮像素子は、前記中空部内に配置されており、前記中空部は、前記レンズモジュール側から前記撮像素子側に向かうにつれて、外側に広がるように傾斜しているとともに、少なくとも前記撮像素子を囲む部分においては、前記撮像素子の外形より大きくなっており、前記各傾斜面の傾斜角度、前記中空部の前記外側に広がるように傾斜した部分の傾斜角度、前記中空部の前記撮像素子を囲む部分の大きさは、前記レンズモジュール及び前記光学フィルタを通過した入射光のうち、前記傾斜面に当たる光の反射光を、前記撮像領域の外側に結像させるように設定していることを特徴とする。

本発明によれば、遮光壁に傾斜面を設けたことより、不要入射光が撮像領域に写り込むことを防止するために、別途フードを設けたり、撮像領域を縮小したりする必要がなくなり、小型かつ低コストの複眼方式のカメラモジュール実現することができる。

前記本発明の第２−５の複眼方式のカメラモジュールによれば、不要入射光が撮像領域に写り込むことをより確実に防止することができる。

前記第１から第４の複眼方式のカメラモジュールにおいては、前記各傾斜面の傾斜角度は、前記レンズモジュール及び前記光学フィルタを通過した入射光のうち、前記傾斜面に当たる光の反射光を、前記撮像領域の外側に結像させる角度に設定していることが好ましい。この構成によれば、不要入射光が撮像領域に写り込むことをより確実に防止できる。

また、前記本発明の第１から第５の複眼方式のカメラモジュールにおいては、前記各傾斜面は、前記撮像面に平行な方向に延びた連続した面であることが好ましい。

また、前記本発明の第１から第５の複眼方式のカメラモジュールにおいては、前記各傾斜面は、前記撮像面に平行な方向に、複数のブロックに分離して配置されていることが好ましい。この構成によれば、遮光部先端の形状による不要な反射光が撮像領域に結像する確率を大幅に減少させることができる。

また、前記本発明の第１から第４の複眼方式のカメラモジュールにおいては、中空部が形成された外筒部をさらに備えており、前記遮光壁及び前記撮像素子は、前記中空部内に配置されており、前記中空部は、前記レンズモジュール側から前記撮像素子側に向かうにつれて、外側に広がるように傾斜しているとともに、少なくとも前記撮像素子を囲む部分においては、前記撮像素子の外形より大きくなっていることが好ましい。この構成によれば、入射角度が大きい入射光が、外筒部の内面に当たることを防止できるので、外筒部の内面で反射した反射光が撮像領域に写り込むのを防止することができる。また、入射光が、外筒部の内面に当たる構成であっても、中空部は撮像素子を囲む部分では、撮像素子の外形より大きくなっているので、外筒部の内面での反射光が撮像領域の外側に結像するようにすることができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図である。図１において、１はレンズアレイ、２は光学フィルタアレイ、３は基板、４は撮像素子、５は上鏡筒、６は遮光ブロックである。

説明の便宜のために、図示したようなＸＹＺ直交座標系を設定する。Ｚ軸は、撮像素子４の有効画素領域のほぼ中心を通り、これと垂直な軸とする。Ｚ軸方向は、レンズアレイ１を構成する各レンズの光軸方向でもある。Ｘ軸は、Ｚ軸と直交し遮光ブロック６の後述する遮光壁６１ａ、６１ｃと平行な軸である。Ｙ軸は、Ｚ軸と直交し遮光ブロック６の後述する遮光壁６１ｂ、６１ｄと平行な軸である。

レンズアレイ１は、それぞれ単レンズである４つのレンズ１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが一体になったものである。４つのレンズ１ａ−１ｄは、ＸＹ面と平行な同一平面上に配置されている。４つのレンズ１ａ−１ｄの各光軸はＺ軸と平行であり、各光軸はＸＹ面に平行な仮想の長方形の４つの頂点を通るように配置されている。

レンズ１ａ−１ｄは、光の３原色のうち、赤、青、緑のいずれかの波長帯域の光に対して要求されるＭＴＦ等の光学仕様を満足するよう設計されている。具体的には、レンズ１ａは赤色、レンズ１ｂは緑色、レンズ１ｃは緑色、レンズ１ｄは青色の各波長帯域の光に最適に設計されている。レンズ１ａ−１ｄは、ガラス又はプラスチックなどの材料を用いて一体に形成されている。被写体（図示せず）からの光は、各レンズ１ａ−１ｄを通過し、光学フィルタアレイ２を通過した後、撮像素子４上に結像する。

光学フィルタアレイ２は、レンズアレイ１と撮像素子４との間に配置されている。光学フィルタアレイ２は、レンズアレイ１と同様に、ＸＹ面と平行な同一平面上に配置された４つの光学フィルタ２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄを備えている。

４つの光学フィルタ２ａ−２ｄは、それぞれ赤、緑、青のうちのいずれかの波長帯域の光のみを透過する。具体的には、光学フィルタ２ａは赤色、光学フィルタ２ｂは緑色、光学フィルタ２ｃは緑色、光学フィルタ２ｄは青色の各波長帯域の光を透過させる。

なお、赤外線をカットする必要がある場合には、光学フィルタ２ａ−２ｄは、その特性を付加したものでもよい。４つの光学フィルタ２ａ−２ｄは、４つレンズ１ａ−１ｄの各光軸上にそれぞれ配置されている。

撮像素子４は、ＣＣＤ等の撮像センサであり、縦横方向に２次元配列された多数の画素を備えている。撮像素子４の有効画素領域は、４つの撮像領域４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄにほぼ等分されている。なお、この構成に限らず、視差量を考慮した非均一の領域としてもよい。

４つの撮像領域４ａ−４ｄは、４つレンズ１ａ−１ｄの各光軸上にそれぞれ配置されている。これにより、４つの撮像領域４ａ−４ｄ上のそれぞれに、赤、緑、青のうちのいずれかの波長成分のみからなる被写体像が独立して形成されることになる。

具体的には、レンズ１ａを通過した被写体からの光のうち、赤色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ａを通過して撮像領域４ａ上に赤色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。同様に、レンズ１ｂを通過した被写体からの光のうち、緑色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ｂを通過して撮像領域４ｂ上に緑色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。レンズ１ｃを通過した被写体からの光のうち、緑色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ｃを通過して撮像領域４ｃ上に緑色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。レンズ１ｄを通過した被写体からの光のうち、青色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ｄを通過して撮像領域４ｄ上に青色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。

撮像素子４の撮像領域４ａ−４ｄを構成する各画素は、入射した被写体からの光を光電変換し、光の強度に応じた電気信号（図示せず）をそれぞれ出力する。撮像素子４から出力された電気信号は、様々な信号処理が施され、映像処理される。例えば、緑色の波長帯域光が入射する撮像領域４ｂ及び４ｃが撮像した２つの画像からこれらの画像間の視差量を求めることができる。このことにより、４つの撮像領域４ａ−４ｄがそれぞれ撮像した４つの画像間の視差量を求める。これらの視差量を考慮して、赤、緑、青の３色の画像を合成して１つのカラー画像を作成することができる。

また、撮像領域４ｂ及び４ｃが撮像した２つの画像を比較し、画像間の視差量を用いて、被写体までの距離を測定することもできる。これらの処理はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ、図示せず）等を用いて行うことができる。

上鏡筒５は、その下面にレンズアレイ１を保持して固定している。レンズアレイ１と、これを保持する上鏡筒５とで、レンズモジュール７が構成されている。保持されたレンズアレイ１の４つレンズ１ａ−１ｄの各光軸が通過する位置に４つの絞り（開口）５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが形成されている。上鏡筒５は光を透過しない材料で形成しており、絞り５ａ−５ｄ以外から不要な外光がレンズ１ａ−１ｄに入射するのを遮蔽するようにしている。

図２は、遮光ブロック６を被写体側から見た斜視図である。遮光ブロック６は、十字状に配置された遮光壁６１ａ、６１ｂ、６１ｃ及び６１ｄを、外筒部６２が保持して構成している。外筒部６２の内部は、十字状に配置された各遮光壁６１ａ−６１ｄで仕切られて、互いに独立した４つの開口６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄを形成している。

遮光壁６１ａ−６１ｄは、遮光ブロック６の中心軸であるＺ軸に対して放射状（十字状）に伸びており、遮光壁６１ａ及び６１ｃはＸＺ面に沿っており、遮光壁６１ｂ及び６１ｄはＹＺ面に沿っている。４つの開口６ａ−６ｄは、４つレンズ１ａ−１ｄの各光軸上にそれぞれ配置されている。遮光壁６１ａ−６１ｄは、撮像素子４の有効画素領域を４つの撮像領域４ａ−４ｄに仕切っている（図１）。

Ｚ軸と平行な方向で、レンズモジュール７側から見た開口６ａ−６ｄの大きさは、撮像領域４ａ−４ｄとほぼ同じかこれより大きい。レンズ１ａ−１ｄをそれぞれ通過した被写体からの光は、開口６ａ−６ｄを通過して、撮像領域４ａ−４ｄ上にそれぞれ結像される。遮光壁６１ａ−６１ｄにより、レンズ１ａ−１ｄのうちの一つを通過した光が、このレンズと対応しない撮像領域に入射するのを防ぐことができる。

ここで、本実施の形態と比較するために、従来のカメラモジュールの一例を比較例として説明する。図８は、比較例に係るカメラモジュールをレンズ光軸を通る断面での光線図である。本図は、図1のカメラモジュールのレンズ１ａ、１ｂを通るＹＺ面で断面した際の光線図に相当する。

図１、２と同一構成のものは、同一番号を付している。遮光壁１００ａ−１００ｄは、図２の遮光壁６１ａ−６１ｄに相当し、遮光ブロック１０１は、図１の遮光ブロック６に相当し、外筒部１０２は、図２の外筒部６２に相当し、上鏡筒１０３は、図１の上鏡筒５に相当する。

被写体からの入射光８ａ−８ｄは、８ａから８ｄに向けて順に入射角度が大きくなっている。ここで、入射角度は、レンズの光軸を通る光線８ａと入射する各光線とのなす角とする。

図８の構成では、入射光８ａから８ｂまでの光線を撮像できるように撮像領域を設定している。入射光８ｂより大きい入射角度の光線８ｃ及び８ｄについても、入射光８ａ及び８ｂと同様に、レンズ１ａに入射し、光学フィルタ２ａを通過する。これらの赤色の波長帯域光は、緑色の波長帯域光のみが入射すべきである撮像領域４ｂに入射しないように、撮像領域４ａと撮像領域４ｂとの境界に沿って設けられている遮光壁１００ａで遮蔽される。他方、外筒部１０２は、レンズアレイ１及び光学フィルタアレイ２を通過しない外光が撮像領域４ａ−４ｄに入射するのを防止している。

この構成では、遮光壁１００ａ−１００ｄを、撮像面に対して略垂直なＺ方向に形成している。このため、例えば入射光８ｃの光線で、レンズ１ａ、フィルタ２ａを通過した光が、緑色の波長帯域光のみが入射すべきである撮像領域４ｂへ入射することを防止できる。しかしながら、入射光８ｃは遮光壁１００ａに当たり、遮光壁１００ａで反射した反射光８ｃｒが撮像領域４ａに入射し、撮像領域４ａで撮像された映像に、反射像が写り込んでしまうことになる。

このことは、撮像素子４の外周にあり遮光壁１００ａ−１００ｄを保持する外筒部１０２の内面を、撮像素子４と略垂直なＺ方向でかつ撮像素子４の近傍に形成した場合も同様である。すなわち、レンズ１ｂ、フィルタ２ｂを通過する入射光で、入射光８ｄより大きい入射角度の光線が入射すると、反射光８ｃｒと同様に、入射した光線が外筒部１０２の内面に当たり、その反射光が撮像領域４ｂに反射光が写り込んでしまう（図示せず）。

以下、本実施の形態について、より具体的に説明する。図３は、実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、レンズ光軸を通る断面での光線図である。本図は、図1のカメラモジュールをレンズ１ａ、１ｂを通るＹＺ面で断面したときの光線図を示している。

被写体からの入射光８ａ−８ｄは、８ａから８ｄに向けて順に入射角度が大きくなっている。入射光８ａから８ｂまでの光線を撮像できるように撮像領域を設定してある。この点は、図８の例と同様である。

図１、２を用いて説明したように、撮像面４ａ−４ｄに対し略垂直なＺ方向に、遮光壁６１ａ−６１ｄを立設している。各遮光壁６１ａ−６１ｄの両面には、複数の傾斜面６３を備えている。複数の各傾斜面６３は、レンズモジュール７側から撮像領域４ａ−４ｄ側に向けて順次配置されている。すなわち、複数の各傾斜面６３は、撮像領域４ａ−４ｄに対し略垂直なＺ方向、すなわち各レンズ１ａ−１ｄの光軸方向に順次配置されている。

傾斜面６３は撮像領域４ａ−４ｄの撮像面に対して傾斜している。より具体的には各傾斜面６３は、遮光壁６１ａ−６１ｄから離れる方向に向かうにつれて、撮像領域４ａ−４ｄ側に向かうように傾斜した傾斜面である。すなわち、各傾斜面６３は、その先端が撮像領域４ａ−４ｄ側に向かうように傾斜している。

前記の図８の構成によれば、レンズ１ａ、フィルタ２ａを通過した入射光８ｃは、遮光壁１００ａに当たり、その反射光８ｃｒが撮像領域４ａに結像していた。図３の本実施の形態に係る構成では、入射光８ｃは傾斜面６３で反射し、その反射光８ｃｒは外筒部６２の内面で反射され、撮像領域４ａの外側に結像する。

同様に、図３の構成では、入射光の角度が入射光８ｃより大きい光線８ｄについては、レンズ１ａ、フィルタ２ａを通過した後、傾斜面６３で反射した後、フィルタ２ａで反射され、その反射光８ｄｒは外筒部６２の内面で反射され、撮像領域４ａの外側に結像する。このため、入射光８ｂより大きい入射角度の光線８ｃ、８ｄについては、その反射光が撮像領域４ａで撮像された映像に写り込むことはない。

ここで、比較例に係る図８の構成では、撮像領域への反射光の入射を防止するには、入射光８ｂより大きい入射角度の光線、例えば光線８ｃ、８ｄがレンズ１ａに入射しないように、被写体側にフードを用いる必要がある。一方、本実施の形態に係る図３の構成では、前記の通り、入射光８ｂより大きい入射角度の光線、例えば光線８ｃ、８ｄは、レンズ１ａに入射しても、撮像領域４ａの外側に結像するので、被写体側にフードを用いる必要はない。

また、比較例に係る図８の構成では、入射光８ｂは、撮像領域４ａと遮光壁１００ａとの境界付近に結像している。入射光の入射角度が、入射光８ｂの入射角度より小さくなるにつれて、入射光の撮像領域４ａにおける結像位置は、光軸中心すなわち入射光８ａの結像位置に近づくことになる。すなわち、図８の構成は、遮光壁１００ａの近傍部分も撮像領域としていることになる。しかしながら、前記の通り、この部分には、例えば光線８ｃの遮光壁１００ａにおける反射光８ｃｒが入射し、反射像が写り込んでしまうことになる。

一方、本実施の形態に係る図３の構成では、前記の通り、入射光８ｂより大きい入射角度の光線、例えば光線８ｃ、８ｄがレンズ１ａに入射しても、遮光壁６１ａにおける反射光８ｃｒ、８ｄｒは、撮像領域４ａの外側に結像するので、反射像が撮像領域４ａ写り込んでしまうことが防止される。

このため、撮像領域４ａと遮光壁６１ａとの境界部分までを撮像領域とすることができ、遮光壁６１ａの近傍部分も撮像領域とすることができる。したがって、図１、２において、同一の撮像素子に遮光壁６１ａ−６１ｄを立設した場合は、撮像素子のうち、遮光壁６１ａ−６１ｄとの境界部分までを撮像領域とすることができる。すなわち、撮像素子のうち、遮光壁６１ａ−６１ｄの直下部分を除いた部分はすべて、撮像領域とすることも可能になる。

また、外筒部６２の中空部は、レンズモジュール７側からレンズ撮像素子４側に向かうにつれて、外側に広がるように傾斜しているとともに、少なくとも撮像素子４を囲む部分においては、撮像素子４の外形より大きくなっている。このことにより、レンズ１ｂ、フィルタ２ｂを通る入射光のうち、入射光８ｄより入射角度が大きい入射光が、外筒部６２の内面に当たることを防止している。また、入射光が、外筒部６２の内面に当たる構成であっても、中空部の撮像素子４を囲む部分は、撮像素子４の外形より大きくなっているので、外筒部６２の内面での反射光が撮像領域４ｂの外側に結像するようにすることができる。

図４は、図３に示した構成において、遮光壁６１ａ−６１ｄと撮像素子４とを抜き出した斜視図である。図４から分かるように、遮光壁６１ａ、６１ｃの傾斜面６３は、各遮光壁に沿ってＸ方向に連続的に形成されており、遮光壁６１ｂ、６１ｄの傾斜面６３は、各遮光壁に沿ってＹ方向に連続的に形成されている。

以上のように、本実施の形態によれば、撮像領域に、これと対応しないレンズからの光が入射するのを防止できることに加えて、撮像領域を外れる入射角度の大きな入射光が、遮光壁で反射して映像に写り込むゴースト像を解消できることになる。このことにより、入射角度の大きい光線が入射しないよう被写体側にフードを用いる必要がなくなり、カメラモジュールの小型、低コスト化が可能になる。

また、本実施の形態によれば、前記の通り、撮像素子のうち、遮光壁の直下部分を除いた部分はすべて、撮像領域とすることも可能になる。このことにより、遮光壁からの反射光を撮像領域に写り込まないように、多くの不要画素を有する大型の撮像素子を用いる必要がなく、撮像領域を不用意に縮小する必要もない。この点においても、カメラモジュールの小型化、低コスト化が可能になる。

なお、前記実施の形態では、被写体からの光を赤、緑、緑、青の４つの波長帯域光に分離する光学系を示したが、これに限るものではない。例えば２つの近赤外波長帯域光と２つの緑色波長帯域光とに分離する光学系であってもよく、これ以外の波長帯域光の組み合わせであってもよい。すなわち、選択される波長帯域光によらず、本実施の形態の効果を得ることができる。

さらに、視差を算出する光学系の配置も前記実施の形態に限るものではなく、選択される波長帯域が同一で、Ｘ方向又はＹ方向に並んだ配置でもよい。

（実施の形態２）
以下、図５Ａ、Ｂを参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。図５Ａは、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールの光線図である。本図は図３と同様に、図1のカメラモジュールのレンズ１ａ、１ｂを通るＹＺ面で断面したときの光線図に相当する。図５Ｂは、図５Ａの遮光壁部分の拡大図である。

本実施の形態は、遮光壁の傾斜面の傾斜角度を除けば、実施の形態１と同様の構成である。このため、各構成には実施の形態１と同一番号を付して、重複した説明は省略する。

図５Ａ、Ｂにおいて、撮像面に対し略垂直なＺ方向に遮光壁６１ａ−６１ｄを立設していることは実施の形態１と同じである。図５Ａ、Ｂの構成が、実施の形態１の構成と異なっているのは、傾斜面６３の傾斜角度である。実施の形態１の構成では、傾斜面６３の傾斜角度を統一しているのに対し、実施の形態２の構成は、傾斜面６３の位置によって、傾斜角度が異なる構成である。

図５Ａ、Ｂの例では、レンズモジュール７側から撮像素子４側に向かうにつれて、傾斜面６３の傾斜角度が小さくなっている。ここで説明に用いている傾斜角度は、撮像面と平行なＸＹ面と傾斜面のなす角度のことである（図５Ｂの角度θ１、θ２参照）。

レンズ１ａ、フィルタ２ａを通る入射光が、遮光壁６１ａに当たる位置は、入射光の入射角度が８ａから８ｄへと大きくなるにつれて、よりレンズモジュール７側に近くなるとともに、遮光壁６１ａに当たる入射光の遮光壁６１ａとのなす角度も大きくなっていく。

すなわち、入射光の入射角度が小さいときは、撮像素子４に近い遮光壁６１ａに小さい角度の入射光が当たり、逆に入射光の入射角度が大きいときは、レンズモジュール７に近い遮光壁６１ａに大きな角度の入射光が当たるようになる。

撮像素子４に近い遮光壁６１ａに当たる入射光は、比較的絞れられたパワーの強い入射光である。このため、撮像に不要な入射光のうち、小さい角度で入射して遮光壁６１ａに当たる反射光は、確実に撮像領域４ａの外側に反射させる必要がある。本実施の形態では、レンズモジュール７側から撮像素子４側に向かうにつれて、傾斜面６３の傾斜角度を小さく設定し、反射光を撮像領域外へ確実に反射させるようにしている。

図５Ａの例では、入射光８ｃは、撮像領域４ａ側の傾斜角度の小さい傾斜面６３に当り、レンズモジュール７側に反射された後、外筒６２の内面で反射して（反射光８ｃｒ）、撮像領域４ａの外側に結像している。

他方、レンズモジュール７側の遮光壁６１ａには、角度の大きい入射光線が当たる。この場合、レンズモジュール７側の傾斜面６３の傾斜角度を、撮像素子４側の傾斜角度が小さい傾斜面６３と同様の小さい角度に設定していると、フィルタ２ａ下面に反射光が当たり、設定した角度によっては、フィルタ２ａ下面での反射光が撮像領域４ａに当たる可能性もある。

なお、図３の例では、フィルタ２ａ下面に反射光が当っているが、反射光８ｄｒが撮像領域４ａに当たらないように、傾斜面の傾斜角度を設定している。

本実施の形態では、レンズモジュール７側の傾斜面６３の傾斜角度は、撮像素子４側の傾斜面６３の傾斜角度より大きくし、反射光が撮像領域４ａに結像しないように構成している。図５Ａの例では、入射光８ｃより入射角度の大きい入射光８ｄは、撮像素子４側の傾斜面６３より傾斜角度の大きい傾斜面６３に当たり、撮像素子４側に反射して（反射光８ｄｒ）、撮像領域４ａの外側に結像している。

実施例を以下に示す。遮光ブロック６の外筒部６２の内面の傾斜角度α（図５Ａ）は４０度とした。図５Ｂにおいて、遮光壁６１ａは、１．５ｍｍの高さＨの間に、ピッチＰを０．１ｍｍで配置した傾斜面６３を１５個備えた構成とした。傾斜面６３の傾斜角度は、レンズモジュール７側（図５Ａ）から撮像領域４ａ側に向かうにつれて小さくし、最上部の傾斜面６３の傾斜角度θ２を４２度、最下部の傾斜面６３の傾斜角度θ１は３３度とした。

傾斜面６３を含めた遮光壁６１ａの最大幅Ｗ１は０．１６ｍｍとし、遮光壁６１ａのうち垂直面からの突出寸法Ｗ２は０．０６ｍｍとした。撮像領域４ａの大きさＤは１．４１ｍｍとした。

なお、以上の実施例は、図５Ｂに図示した遮光壁６１ａ、撮像領域４ａについて説明したが、前記の数値例は、図示されていない他の３つの遮光壁、撮像領域についても同様である。

本実施の形態によれば、傾斜面の傾斜角度を変えることで、フィルタ下面に反射光が当たることを防止でき、撮像領域外に反射光をより確実に結像させることができる。カメラモジュールの小型、低コスト化が可能である点は、前記の実施の形態１と同様である。

以上、傾斜面６３の傾斜角度は、レンズモジュール７側から撮像領域４ａ側に向かうにつれて小さくなっている例で説明した。一方、図５Ｂにおいて、Ｚ方向において遮光壁６１ａを、傾斜面６３の傾斜角度に応じて上下２つの領域に分割し、下側領域内の傾斜面６３の傾斜角度は角度θ１とし、上側領域内の傾斜面６３の傾斜角度は角度θ２としてもよい。

例えば、図５Ｂにおいて、傾斜面６３の先端同士の間隔ｈ（０．８ｍｍ）の間を下側領域とし、この下側領域に傾斜角度θ１が３３度の傾斜面６３を８個形成し、上側領域には、傾斜角度θ２が４２度の傾斜面６３を７個形成した例が考えられる。

また、遮光壁６１ａを傾斜面６３の傾斜角度に応じて３つ以上の領域に分割してもよい。この場合は、同一領域内の傾斜角度は同じにしつつ、異なる領域おいては、レンズモジュール７側から撮像領域４ａ側に向かうにつれて、各領域内の傾斜角度を小さくすることになる。

（実施の形態３）
以下、図６を参照しながら、本発明の実施の形態３について説明する。図６は、実施の形態３に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて撮像素子と遮光壁とを抜き出した斜視図である。本図は、実施の形態１の図４に相当する図である。本実施の形態は、遮光壁の傾斜面の構成を除けば、実施の形態１と同様の構成である。このため、実施の形態１と同一構成のものについては、同一番号を付して、重複した説明は省略する。

図６の構成が、実施の形態１の図４の構成と異なっているのは、傾斜面である。図４の構成では、各傾斜面６３は遮光壁に沿って、Ｘ方向又はＹ方向に連続的に形成されている。これに対し、図６の構成では、各傾斜面は複数のブロック６４に分離しており、Ｘ方向又はＹ方向に、ブロック６４が断続的に配置されている。また、Ｘ方向又はＹ方向に断続的に配置されたブロック６４の列を、Ｚ方向についてみると、ブロック６４の配列位置を互い違いにずらしており、ブロック６４が千鳥状に配置されている。

ここで、図示はしていないが、傾斜面の先端部が完全なエッジ形状にならない場合がある。すなわち、Ｚ軸と平行な方向に、加工により有限な形状が残る場合がある。図４に示すように傾斜面６３が、Ｘ方向又はＹ方向に連続して形成されていると、傾斜面６３の先端が完全なエッジ形状にならず前記のような有限な形状が残った場合には、この先端に入射光が当たり、その反射光が撮像領域に結像する確率が高くなってしまう。

本実施の形態は、傾斜面をブロックに分割し、これらを千鳥状に配置しているので、傾斜面先端部のＺ方向の面積を減少させ、その結果、傾斜面先端の形状による不要な反射光が撮像領域に結像する確率を大幅に減少させることができる。

一方、この構成では、ブロックの無い光軸方向に延在した垂直壁面に光が当たることになる。しかしながら、この垂直壁面における反射光は、遮光壁に備えた傾斜面でさらに反射され、撮像領域の外側に結像することになる。

以上のように本発明によれば、小型、薄型のカメラモジュールを実現できるので、例えばカメラ機能を備えた携帯電話、デジタルスチルカメラ、監視用カメラ、車載カメラに有用である。

本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールの分解斜視図。 本発明の実施の形態１に係る遮光ブロックの斜視図。 本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールの断面における光線図。 本発明の実施の形態１に係る遮光壁と撮像素子との斜視図。 本発明の実施の形態２に係るカメラモジュールの断面における光線図。 図５Ａの遮光壁部分の拡大図。 本発明の実施の形態２に係る遮光壁と撮像素子との斜視図。 従来のカメラモジュールの一例の分解斜視図。 従来のカメラモジュールの一例の断面における光線図。

Claims (7)

1. 複数のレンズを含むレンズモジュールと、
   前記各レンズに対応した複数の光学フィルタと、
   前記各光学フィルタに対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と、
   前記撮像素子に立設した遮光壁とを備え、
   隣接する前記各撮像領域同士が、前記遮光壁で仕切られており、
   前記遮光壁は、前記撮像領域の撮像面に対して傾斜した複数の傾斜面を含んでおり、前記複数の各傾斜面は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向けて順次配置されており、
   前記各傾斜面は、前記遮光壁から離れる方向に向かうにつれて、前記撮像領域側に向かうように傾斜した傾斜面であり、
   前記撮像面に平行な面と前記傾斜面とのなす角度を傾斜角度とすると、
   前記複数の傾斜面は前記傾斜角度が異なる傾斜面を含んでおり、
   前記傾斜角度が異なる傾斜面は、前記撮像領域側の前記傾斜面の傾斜角度が、前記レンズモジュール側の前記傾斜面の傾斜角度より小さいことを特徴とする複眼方式のカメラモジュール。
2. 複数のレンズを含むレンズモジュールと、
   前記各レンズに対応した複数の光学フィルタと、
   前記各光学フィルタに対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と、
   前記撮像素子に立設した遮光壁とを備え、
   隣接する前記各撮像領域同士が、前記遮光壁で仕切られており、
   前記遮光壁は、前記撮像領域の撮像面に対して傾斜した複数の傾斜面を含んでおり、前記複数の各傾斜面は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向けて順次配置されており、
   前記各傾斜面は、前記遮光壁から離れる方向に向かうにつれて、前記撮像領域側に向かうように傾斜した傾斜面であり、
   前記撮像面に平行な面と前記傾斜面とのなす角度を傾斜角度とすると、
   前記複数の傾斜面の傾斜角度は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向かうにつれて小さくなっていることを特徴とする複眼方式のカメラモジュール。
3. 複数のレンズを含むレンズモジュールと、
   前記各レンズに対応した複数の光学フィルタと、
   前記各光学フィルタに対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と、
   前記撮像素子に立設した遮光壁とを備え、
   隣接する前記各撮像領域同士が、前記遮光壁で仕切られており、
   前記遮光壁は、前記撮像領域の撮像面に対して傾斜した複数の傾斜面を含んでおり、前記複数の各傾斜面は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向けて順次配置されており、
   前記各傾斜面は、前記遮光壁から離れる方向に向かうにつれて、前記撮像領域側に向かうように傾斜した傾斜面であり、
   前記撮像面に平行な面と前記傾斜面とのなす角度を傾斜角度とすると、
   前記複数のレンズの光軸方向において、前記遮光壁は前記傾斜面の傾斜角度に応じて複数の領域に分けられており、
   前記各領域内の前記傾斜面の傾斜角度は同じにしつつ、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向かうにつれて、前記各領域内の傾斜角度が小さくなっていることを特徴とする複眼方式のカメラモジュール。
4. 複数のレンズを含むレンズモジュールと、
   前記各レンズに対応した複数の光学フィルタと、
   前記各光学フィルタに対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と、
   前記撮像素子に立設した遮光壁とを備え、
   隣接する前記各撮像領域同士が、前記遮光壁で仕切られており、
   前記遮光壁は、前記撮像領域の撮像面に対して傾斜した複数の傾斜面を含んでおり、前記複数の各傾斜面は、前記レンズモジュール側から前記撮像領域側に向けて順次配置されており、
   前記各傾斜面は、前記遮光壁から離れる方向に向かうにつれて、前記撮像領域側に向かうように傾斜した傾斜面であり、
   中空部が形成された外筒部をさらに備えており、
   前記遮光壁及び前記撮像素子は、前記中空部内に配置されており、
   前記中空部は、前記レンズモジュール側から前記撮像素子側に向かうにつれて、外側に広がるように傾斜しているとともに、少なくとも前記撮像素子を囲む部分においては、前記撮像素子の外形より大きくなっており、
   前記各傾斜面の傾斜角度、前記中空部の前記外側に広がるように傾斜した部分の傾斜角度、前記中空部の前記撮像素子を囲む部分の大きさは、前記レンズモジュール及び前記光学フィルタを通過した入射光のうち、前記傾斜面に当たる光の反射光を、前記撮像領域の外側に結像させるように設定していることを特徴とする複眼方式のカメラモジュール。
5. 前記各傾斜面の傾斜角度は、前記レンズモジュール及び前記光学フィルタを通過した入射光のうち、前記傾斜面に当たる光の反射光を、前記撮像領域の外側に結像させる角度に設定している請求項１から３のいずれかに記載の複眼方式のカメラモジュール。
6. 前記各傾斜面は、前記撮像面に平行な方向に延びた連続した面である請求項１から４のいずれかに記載の複眼方式のカメラモジュール。
7. 前記各傾斜面は、前記撮像面に平行な方向に、複数のブロックに分離して配置されている請求項１から４のいずれかに記載の複眼方式のカメラモジュール。

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