JP6686348B2 - Imaging module, imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、撮像モジュール及び撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging module and an imaging device.
近年、スマートフォンやタブレット等の携帯端末に備えられるカメラにおいては、画質の向上等、様々に開発が行われている(例えば、特許文献1参照)。特に、スマートフォン等の携帯端末においては、薄型化が進んでおり、携帯端末に備えられるカメラ(以下、携帯端末用カメラという)においても、薄型化が図られている。 2. Description of the Related Art In recent years, various developments have been performed on cameras provided in mobile terminals such as smartphones and tablets in order to improve image quality (see, for example, Patent Document 1). In particular, mobile terminals such as smartphones are becoming thinner, and cameras provided in the mobile terminals (hereinafter, referred to as mobile terminal cameras) are also being made thinner.
また、ライトフィールドカメラと呼ばれる、撮影後に焦点距離や被写界深度を変更できるカメラが開発され、近年広まっている(例えば、特許文献2参照)。このライトフィールドカメラは、イメージセンサ上に配置されたマイクロレンズアレイにより、入射光を分割して複数の方向の光を撮影することにより、撮影後に光の入射方向や強度に基づいて所定の画像処理を行って、画像の焦点距離や被写界深度を変更することができる。 In addition, a camera called a light field camera that can change the focal length and the depth of field after shooting has been developed and has become widespread in recent years (see, for example, Patent Document 2). This light field camera divides incident light by a microlens array arranged on an image sensor and shoots light in a plurality of directions, thereby performing predetermined image processing based on the incident direction and intensity of light after shooting. To change the focal length and depth of field of the image.
携帯端末用カメラでは、高画質な画像を撮影するためには、レンズ収差の補正等が必要となる。そのため、携帯端末用カメラでは、複数枚のレンズにより構成される撮像レンズが用いられている。しかし、この撮像レンズは、複数枚のレンズにより構成されているため、全体としてのカメラの厚さ(5〜7mm程度)の約80%(約4mm)を撮像レンズが占めることとなる。そのため、携帯端末用カメラにおいて、高画質な画像の撮影と薄型化との両立が、大きな課題となっている。 In a camera for a mobile terminal, in order to capture a high quality image, it is necessary to correct lens aberration. Therefore, the camera for a mobile terminal uses an imaging lens composed of a plurality of lenses. However, since this image pickup lens is composed of a plurality of lenses, the image pickup lens occupies about 80% (about 4 mm) of the total camera thickness (about 5 to 7 mm). Therefore, in a camera for a mobile terminal, it is a major issue to achieve both high quality image capturing and thinning.
一方、ライトフィールドカメラでは、イメージセンサ上に配置される各マイクロレンズアレイの各レンズからの光(像)が、受光面上で重ならないようにするために、前述のような撮像レンズや、各レンズに対応した隔壁を有する隔壁シート等が必要となっている。
前述のように撮像レンズは、複数枚のレンズにより構成されるため、大型であり、ライトフィールドカメラの小型化、薄型化が困難であった。また、隔壁シートを配置する場合には、隔壁とマイクロレンズアレイとの位置合わせが困難であるという問題があった。
On the other hand, in the light field camera, in order to prevent light (image) from each lens of each microlens array arranged on the image sensor from overlapping on the light receiving surface, the above-described image pickup lens and each A partition sheet or the like having a partition corresponding to the lens is required.
As described above, since the imaging lens is composed of a plurality of lenses, it is large in size and it is difficult to reduce the size and thickness of the light field camera. Further, when the partition sheet is arranged, it is difficult to align the partition with the microlens array.
さらに、携帯端末用カメラやライトフィールドカメラ等の撮像装置において、イメージセンサが赤外線を受光すると、画像にノイズが発生して画質が低下する。これを防止するために、上述の撮像装置では、赤外線を遮断する赤外線カットフィルタが、イメージセンサよりも入光側に配置されている。
しかし、赤外線カットフィルタを用いることは、撮像装置の薄型化や組み立て作業の簡略化等への妨げとなっていた。
Further, in an image pickup device such as a camera for a mobile terminal or a light field camera, when an image sensor receives infrared rays, noise is generated in an image and the image quality is deteriorated. In order to prevent this, in the above-described image pickup device, an infrared cut filter that blocks infrared rays is arranged on the light incident side of the image sensor.
However, the use of the infrared cut filter has been an obstacle to making the imaging device thinner and simplifying the assembly work.
本発明の課題は、撮像モジュール及び撮像装置を薄型化でき、良好な画像を提供できる撮像モジュール、撮像装置を提供することである。 An object of the present invention can thin the imaging module and an imaging device, an imaging module that can provide a good image, and to provide an imaging apparatus.
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. It should be noted that, for ease of understanding, reference numerals corresponding to the embodiments of the present invention will be given and described, but the present invention is not limited thereto .
第1の発明は、入射する光を電気信号に変換する複数の画素が2次元配列された撮像素子部(14)と、前記撮像素子部よりも光の入射側に配置されたレンズシートユニット(13)と、を備える撮像モジュール(10)であり、前記レンズシートユニットは、レンズシート(11)と、光軸方向に沿って前記レンズシートの被写体側又は撮像素子部側に配置された第2のレンズシート(12)とを有し、前記レンズシートは、柱状であってシート面に沿って一方向に配列され、一方の面側に凸状の単位レンズ形状(112)を有する光透過部(111)と、前記光透過部と交互に配列され、前記光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記レンズシートの厚み方向に沿って、前記単位レンズ形状側から反対側である前記レンズシートの裏面(11b)側へ延びる光吸収部(113)と、前記レンズシートの厚み方向において、前記光透過部よりも裏面側に設けられ、700〜1100nmの波長域の光を遮蔽する赤外線遮蔽層(115)と、を備え、前記第2のレンズシートは、柱状であり、シート面に沿って一方向に配列され、一方の面側に凸状の第2の単位レンズ形状(122)を有する第2の光透過部(121)と、前記第2の光透過部の配列方向において前記第2の光透過部と交互に配置され、前記第2の光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第2のレンズシートの厚み方向に沿って、前記第2の単位レンズ形状側から反対側である前記第2のレンズシートの裏面(12b)側へ延びる第2の光吸収部(123)と、を有し、光軸方向から見て、前記光透過部の配列方向と、前記第2の光透過部の配列方向とは、角度αをなして交差し、前記レンズシートの前記単位レンズ形状が形成された面と、前記第2のレンズシートの前記第2の単位レンズ形状が形成された面とは、光軸方向に沿って対面していること、を特徴とする撮像モジュール(10)である。
第2の発明は、第1の発明の撮像モジュールにおいて、前記光透過部(111)及び前記第2の光透過部(121)の屈折率N1と前記光吸収部(113)及び前記第2の光吸収部(123)の屈折率N2とは、N1≦N2を満たすこと、を特徴とする撮像モジュール(10)である。
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明の撮像モジュールにおいて、前記光吸収部(113)と前記光透過部(111)との界面が、前記レンズシート(11)の厚み方向となす角度、及び、前記第2の光吸収部(123)と前記第2の光透過部(121)との界面が、前記第2のレンズシート(12)の厚み方向となす角度は、角度θであり、この角度θは、0°≦θ≦10°を満たすこと、を特徴とする撮像モジュール(10)である。
第4の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかの撮像モジュールにおいて、前記角度αは、80°≦α≦100°を満たすこと、を特徴とする撮像モジュール(10)である。
第5の発明は、第1の発明から第4の発明までのいずれかの撮像モジュールにおいて、前記レンズシートは、前記レンズシートユニット内において撮像素子部(14)側に配置され、前記赤外線遮蔽層は、前記撮像素子部と前記レンズシートユニットとを接合する接合層としての機能を有し、前記レンズシートユニット(13)と前記撮像素子部とを一体に接合していること、を特徴とする撮像モジュール(10)である。
第6の発明は、第1の発明から第5の発明までの撮像モジュール(10)を備える撮像装置(1)である。
A first aspect of the present invention relates to an image pickup device section (14) in which a plurality of pixels for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged, and a lens sheet unit (which is arranged on the light incident side of the image pickup device section). 13), and the lens sheet unit includes a lens sheet (11) and a second lens sheet unit disposed on the object side or the image sensor side of the lens sheet along the optical axis direction. Lens sheet (12) , which is columnar, is arranged in one direction along the sheet surface, and has a convex unit lens shape (112) on one surface side. (111) and the light transmitting portions are alternately arranged, extend in the longitudinal direction of the light transmitting portions, and are on the opposite side from the unit lens shape side along the thickness direction of the lens sheet. Back of lens sheet ( 1b) a light absorbing portion (113) and an infrared shielding layer (115) provided on the back side of the light transmitting portion in the thickness direction of the lens sheet and shielding light in a wavelength range of 700 to 1100 nm. And a second lens sheet having a columnar shape, arranged in one direction along the sheet surface, and having a convex second unit lens shape (122) on one surface side. The light transmissive portions (121) and the second light transmissive portions are alternately arranged in the arrangement direction of the second light transmissive portions, extend in the longitudinal direction of the second light transmissive portions, and A second light absorbing portion (123) extending along the thickness direction of the second lens sheet from the second unit lens shape side to the opposite side (12b) side of the second lens sheet, And the arrangement of the light transmitting portions as viewed from the optical axis direction. When the the second arrangement direction of the light transmitting portion, intersect at an angle alpha, and the unit lens shape is formed plane of the lens sheet, the second unit of the second lens sheet An image pickup module (10) is characterized in that the surface on which the lens shape is formed faces each other along the optical axis direction .
2nd invention is the image pick-up module of 1st invention, Refractive index N1 of the said light transmission part (111) and the said 2nd light transmission part (121), the said light absorption part (113), and the said 2nd. The refractive index N2 of the light absorbing section (123) is an imaging module (10) characterized by satisfying N1 ≦ N2.
3rd invention is the image pick-up module of 1st invention or 2nd invention, The interface of the said light absorption part (113) and the said light transmission part (111) is a thickness direction of the said lens sheet (11). The angle formed and the angle formed by the interface between the second light absorbing portion (123) and the second light transmitting portion (121) with the thickness direction of the second lens sheet (12) are an angle θ. And the angle θ satisfies 0 ° ≦ θ ≦ 10 °, which is an imaging module (10).
A fourth invention is the imaging module (10) according to any one of the first invention to the third invention , wherein the angle α satisfies 80 ° ≦ α ≦ 100 °. is there.
A fifth invention is the image pickup module according to any one of the first invention to the fourth invention , wherein the lens sheet is arranged on the image pickup device section (14) side in the lens sheet unit, and the infrared shielding layer is provided. Has a function as a bonding layer for bonding the image pickup device section and the lens sheet unit, and integrally connects the lens sheet unit (13) and the image pickup device section. It is an imaging module (10).
A sixth invention is an imaging device (1) including the imaging module (10) of the first invention to the fifth invention .
本発明によれば、撮像モジュール及び撮像装置を薄型化でき、良好な画像を提供できる撮像モジュール、撮像装置を提供することである。
According to the present invention, it can be thinner imaging module and an imaging device, an imaging module that can provide a good image, and to provide an imaging apparatus.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書中において、シート面とは、各シート状の部材において、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであるとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings and the like. Note that each of the following drawings including FIG. 1 is a schematic view, and the size and shape of each portion are exaggerated as appropriate for easy understanding.
Numerical values such as dimensions of each member and material names described in the present specification are merely examples of the embodiment, and the present invention is not limited thereto and may be appropriately selected and used.
In the present specification, terms that specify the shape and geometric conditions, for example, terms such as parallel and orthogonal, have the same optical function, and can be regarded as parallel and orthogonal. It also includes a state having an error of.
In the present specification, the sheet surface refers to the surface of each sheet-shaped member in the plane direction of the sheet when viewed as the entire sheet.
(実施形態)
図1は、本実施形態のカメラ1を説明する図である。
図2は、本実施形態の撮像モジュール10を説明する図である。
図1を含め、以下に示す各図において、理解を容易にするために、XYZ直交座標系を適宜設けて示している。この座標系では、撮影者が、撮像装置を基本的な姿勢で支持し、光軸Oを水平として画像を撮影するとき、水平方向(左右方向)をX方向、鉛直方向(上下方向)をY方向とし、撮影者側から見て左側(被写体側から見て右側)に向かう方向を+X方向、鉛直方向上側に向かう方向を+Y方向、光軸O方向をZ方向とし、被写体側に向かう方向を+Z方向とする。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a
FIG. 2 is a diagram illustrating the
In each of the following drawings including FIG. 1, an XYZ orthogonal coordinate system is appropriately provided and shown in order to facilitate understanding. In this coordinate system, when the photographer supports the image pickup apparatus in a basic posture and photographs an image with the optical axis O horizontal, the horizontal direction (horizontal direction) is the X direction and the vertical direction (vertical direction) is the Y direction. The direction toward the left side when viewed from the photographer side (the right side when viewed from the subject side) is the + X direction, the direction toward the upper side in the vertical direction is the + Y direction, and the optical axis O direction is the Z direction. + Z direction.
図1に示すように、本実施形態のカメラ1は、開口部20を有する筐体30内に、撮像モジュール10を備える撮像装置である。
カメラ1は、スマートフォン等の携帯電話やタブレット端末等の携帯端末に用いられる撮像装置であり、この筐体30は、携帯端末本体の筐体に相当する。このカメラ1は、さらに、不図示の制御部、記憶部等を備えている。
また、カメラ1は、筐体30をカメラ本体の筐体として備える、一般的な撮像装置としてもよい。この場合、カメラ1は、制御部、記憶部等に加えて、不図示のシャッタ部、シャッタ駆動部等を備える。
開口部20は、被写体側からの光を、カメラ1の撮像モジュール10へ取り込む開口である。この開口部20には、撮像モジュール10への埃やゴミ等の異物の侵入を防止する等の観点から、開口部20を覆うようにカバーガラス21が配置されている。
As shown in FIG. 1, the
The
In addition, the
The
本実施形態の撮像モジュール10は、光軸O(Z方向)に沿って、光の入射側(被写体側、+Z側)から順に、レンズシートユニット13、イメージセンサ14等を備えている。この撮像モジュール10は、前述の制御部からの出力信号により、像を撮像する。
レンズシートユニット13及びイメージセンサ14は、矩形状の平板状の部材であり、その幾何学的中心に光軸Oが直交している。
The
The
図3は、本実施形態のレンズシートユニット13を説明する図である。図3(a)は、レンズシートユニット13の斜視図であり、図3(b)では、レンズシートユニット13を構成する第1レンズシート11の光透過部111及び第2レンズシート12の光透過部121の配列方向について示している。
図4は、本実施形態の第1レンズシート11を説明する図である。図4(a)は第1レンズシート11の光透過部111の配列方向及び第1レンズシート11の厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示し、図4(b)では、図4(a)に示す断面の一部をさらに拡大して示している。
図5は、本実施形態の第2レンズシート12を説明する図である。図5(a)は第2レンズシート12の光透過部121の配列方向及び第2レンズシート12の厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示し、図5(b)では、図5(a)に示す断面の一部をさらに拡大して示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating the
FIG. 4 is a diagram illustrating the
FIG. 5 is a diagram illustrating the
レンズシートユニット13は、光軸O方向(Z方向)において、イメージセンサ14の被写体側(+Z側)に位置している。レンズシートユニット13は、光軸O方向(Z方向)に沿って被写体側(+Z側)から順に、第1レンズシート11、第2レンズシート12を備える。
レンズシートユニット13は、第1レンズシート11及び第2レンズシート12が一体に積層されて不図示の支持部材により支持されており、イメージセンサ14に対する左右方向(X方向)、上下方向(Y方向)、光軸O方向(Z方向)における位置等が決められている。
The
The
第1レンズシート11は、柱状であってシート面に沿って一方向に配列される光透過部111と、光透過部111の配列方向において、光透過部111と交互に配置される光吸収部113と、光透過部111及び光吸収部113よりも裏面11b側に設けられた赤外線遮蔽層115を備えるレンズシートである。本実施形態の第1レンズシート11では、光透過部111は、上下方向(Y方向)に配置され、その長手方向(稜線方向)が左右方向(X方向)に平行となっている。
光透過部111は、光を透過する部分であり、イメージセンサ14側(−Z側)に、凸形状の単位レンズ形状112を有している。第1レンズシート11のイメージセンサ14側(−Z側)の面は、単位レンズ形状112が複数配列されたレンズ形状面11aとなっている。また、第1レンズシート11の被写体側(+Z側)の面(レンズ形状面11aとは反対側の面)である裏面11bは、略平面状となっている。
The
The
第1レンズシート11の単位レンズ形状112は、イメージセンサ14側(−Z側)に凸となっており、光透過部111の配列方向(Y方向)及び第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)に平行な断面における断面形状が円の一部形状となっている。単位レンズ形状112は、この断面形状が光透過部111の長手方向に沿って延在している。
光透過部111の裏面11b側(+Z側)には、光透過部111がシート面に平行な方向に連続しているランド部114が形成されている。ランド部114は、その厚みができる限り薄い方が好ましく、ランド部114の厚さが0であること(即ち、ランド部114が存在しない形態)が、迷光等を防止し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。
The
On the
光透過部111は、光透過性を有する樹脂により形成され、その屈折率N1は、1.43〜1.60程度である。
本実施形態の光透過部111は、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を用いて、紫外線成形法等により形成されている。
なお、これに限らず、光透過部111は、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。また、光透過部111は、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂等の熱可塑性樹脂等を用いて熱溶融押出成形法等により形成されてもよいし、ガラスにより形成されてもよい。
また、単位レンズ形状112の表面には、反射防止機能を有する不図示の反射防止層が形成されている。この反射防止層は、反射防止機能を有する材料(例えば、フッ化マグネシウム(MgF2)、二酸化ケイ素(SiO2)、フッ素系光学用コーティング剤等)を所定の膜厚でコーティングする等により形成される。
The
The
The
An antireflection layer (not shown) having an antireflection function is formed on the surface of the
第1レンズシート11の光透過部111よりも裏面11b側(+Z側)には、赤外線遮蔽層115が形成されている。
この赤外線遮蔽層115は、赤外線、特に波長が700〜1100nmの領域である近赤外線を遮蔽し、それ以外の光を透過する機能を有する。本実施形態の赤外線遮蔽層115は、第1レンズシート11の厚み方向において、光透過部111及び光吸収部113よりも被写体側(+Z側)に位置している。
赤外線遮蔽層115は、例えば、所定の波長域(700〜1100nm)の赤外線を吸収することにより遮蔽する層としてもよいし、所定の波長域(700〜1100nm)の赤外線を反射することにより遮蔽する層としてもよい。
An
The
The
赤外線遮蔽層115が、所定の波長域の赤外線を吸収することにより遮蔽する層である場合、例えば、赤外線吸収特性を備える材料を含有するアクリル樹脂をコーティングする等により、形成される。赤外線吸収特性を有する材料としては、有機色素化合物(例えば、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、ナフトキノン化合物、ジインモニウム化合物、アゾ化合物)、有機金属錯塩(例えば、ジチオール金属錯体、メルカプトナフトール金属錯体)、無機材料(例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化錫(ATO))が挙げられる。
また、赤外線遮蔽層115が、所定の波長域の赤外線を反射することにより遮蔽する層である場合、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、ITO、ATO等のスパッタリング膜、蒸着膜等(高屈折率層と低屈折率層の多層誘電膜等)により形成される。
When the
When the
さらに、本実施形態では、第1レンズシート11の裏面11bの表面(即ち、赤外線遮蔽層115よりも被写体側(+Z側))に、反射防止機能を有する不図示の反射防止層を設けてもよい。この反射防止層は、例えば、前述の反射防止機能を有する材料(例えば、フッ化マグネシウム(MgF2)、二酸化ケイ素(SiO2)、フッ素系光学用コーティング剤等)を所定の膜厚でコーティングする等により形成される。
本実施形態では、第1レンズシート11の裏面11bは、レンズシートユニット13への光の入射面である。従って、裏面11bの表面(赤外線遮蔽層115よりも被写体側)に、反射防止層を形成することにより、第1レンズシート11と空気との界面となる裏面11bでの反射を抑制し、入射光量の増加を図っている。
Furthermore, in the present embodiment, an antireflection layer (not shown) having an antireflection function may be provided on the surface of the
In the present embodiment, the
光吸収部113は、光を吸収する作用を有し、第1レンズシート11の厚み方向に沿って、単位レンズ形状112が形成されたレンズ形状面11a側から反対側の面(裏面)11b側へ延びる壁状の部分である。また、光吸収部113は、光透過部111の長手方向に沿って延在している。
光吸収部113は、その配列方向及び第1レンズシート11の厚み方向に平行な断面における断面形状が楔形形状、もしくは、矩形形状である。ここでいう楔形形状とは、一方の端部の幅が広く、他方に向けて次第に幅が狭くなる形状をいい、三角形形状や台形形状等を含む。
The
The
本実施形態の光吸収部113は、その配列方向及び第1レンズシート11の厚み方向に平行な断面での断面形状が、レンズ形状面11a側の寸法が裏面11b側の寸法に比べて大きい台形形状となっている。これに限らず、光吸収部113は、その配列方向及び第1レンズシート11の厚み方向に平行な断面での断面形状が、裏面11b側を頂点とする三角形形状としてもよい。
光吸収部113は、光透過部111内を進む光のうち、隣接する他の光透過部111側へ向かうような迷光を吸収する機能を有する。
The
The
この光吸収部113は、カーボンブラック等の光吸収性を有する材料(以下、光吸収材という)や、光吸収材を含有した樹脂等により形成される。
光吸収部113に用いられる光吸収材は、可視光領域の光を吸収する機能を有する粒子状等の部材が好適である。このような部材としては、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、顔料や染料、顔料や染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。
The
The light absorbing material used for the
顔料や染料で着色された樹脂粒子を用いる場合には、その樹脂粒子は、アクリル系樹脂や、PC(ポリカーボネート)樹脂、PE(ポリエチレン)樹脂、PS(ポリスチレン)樹脂、MBS(メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン)樹脂、MS(メチルメタクリレート・スチレン)樹脂等により形成されたものが用いられる。
光吸収材としては、カーボンブラック等と上記のような着色された樹脂粒子とを組み合わせて用いてもよい。
光吸収材を含有する樹脂としては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂が挙げられる。
本実施形態の光吸収部113は、カーボンブラックを含有するアクリル系樹脂により形成されている。
When resin particles colored with a pigment or a dye are used, the resin particles are acrylic resin, PC (polycarbonate) resin, PE (polyethylene) resin, PS (polystyrene) resin, MBS (methyl methacrylate butadiene resin). A resin formed of styrene) resin, MS (methyl methacrylate / styrene) resin, or the like is used.
As the light absorbing material, carbon black or the like and the resin particles colored as described above may be used in combination.
Examples of the resin containing the light absorbing material include ultraviolet curable resins such as urethane acrylate and epoxy acrylate, and ionizing radiation curable resins such as electron beam curable resin.
The
光吸収部113の屈折率N2は、1.45〜1.60程度である。また、光吸収部113の屈折率N2は、光透過部111の屈折率N1に対して、N2≧N1となっていることが好ましい。これは、光吸収部113と光透過部111との界面で、光が全反射する等し、不要な光がイメージセンサ14に到達することを防ぐためである。
The refractive index N2 of the
第1レンズシート11の各部の寸法は、以下の通りである。
光透過部111(単位レンズ形状112)の配列ピッチPは、約20〜230μmとすることが好ましい。
単位レンズ形状112の曲率半径Rは、約10〜180μmとすることが好ましい。
単位レンズ形状112のレンズ開口幅D1は、光透過部111の配列方向において、光透過部111のレンズ形状面11a側の寸法(光透過部111と光吸収部113の最もレンズ形状面11a側の端部との境界となる点t1〜点t2間の寸法)であり、約20〜200μmとすることが好ましい。
単位レンズ形状112のレンズ高さH1は、第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)において、光吸収部113のレンズ形状面11a側の面から単位レンズ形状112の最も凸となる点t3までの寸法であり、約2〜40μmとすることが好ましい。
光透過部111の厚さT1は、第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)において、光透過部111と赤外線遮蔽層115との界面から点t3までの寸法であり、約30〜480μmである。
The dimensions of each part of the
The array pitch P of the light transmitting portions 111 (unit lens shape 112) is preferably about 20 to 230 μm.
The radius of curvature R of the
The lens aperture width D1 of the
The lens height H1 of the
The thickness T1 of the
光吸収部113の幅D2は、光透過部111の配列方向における、光吸収部113の最もレンズ形状面11a側の寸法であり、約1〜30μmとすることが好ましい。
光吸収部113の高さH2は、第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)における光吸収部113の寸法であり、約20〜470μmとすることが好ましい。
光吸収部113と光透過部111との界面がシート面の法線方向となす角度θは、0〜10°程度とすることが好ましい。
第1レンズシート11の総厚T2は、第1レンズシート11の厚み方向(Z方向)において、裏面11bの表面から点t3までの寸法であり、約30〜600μmとすることが好ましい。
The width D2 of the
The height H2 of the
The angle θ formed by the interface between the light absorbing
The total thickness T2 of the
ランド厚D3は、ランド部114の厚さであり、第1レンズシート11の厚み方向において、光吸収部113の裏面11b側先端から第1レンズシート11の裏面11bまでの寸法であり、約1〜50μmとすることが、迷光や、所定の光透過部111(単位レンズ形状112)に入射した光が、隣接する他の光透過部111(単位レンズ形状112)側へ光が進んでしまうことを抑制する観点から好ましい。
赤外線遮蔽層115の厚さD4は、約1〜100μmである。厚さD4が、これよりも薄いと、赤外線遮蔽層115形成時に、赤外線遮蔽層115の厚さにムラが生じやすく、また、赤外線を遮蔽する機能も不十分になる。厚さD4が、これよりも厚いと、画像の赤色系の色の彩度が低下したり、画像の明るさが全体的に低下したりする。従って、厚さD4は、上記の範囲が好ましい。
The land thickness D3 is the thickness of the
The
第2レンズシート12は、第1レンズシート11のイメージセンサ14側(−Z側)に位置する光学シートである。この第2レンズシート12は、後述する接合層15により、イメージセンサ14の被写体側(+Z側)に接合されている。
第2レンズシート12は、前述の第1レンズシート11と略同様の形状であり、単位レンズ形状122を有する光透過部121、光吸収部123等を有しているが、レンズ形状面12aの位置、及び、光透過部121及び光吸収部123の配列方向が、第1レンズシート11とは異なる。
また、第2レンズシート12は、赤外線遮蔽層を有しておらず、その総厚は、光透過部121の厚さT1に等しく、約30〜480μmである。
The
The
The
第2レンズシート12では、凸状の単位レンズ形状122が形成されるレンズ形状面12aは、光の入射側となる被写体側(+Z側)に位置し、裏面12bは、イメージセンサ14側(−Z側)に位置している。
また、図3(b)に示すように、第2レンズシート12では、光透過部121及び光吸収部123の配列方向R12は、光軸O方向(Z方向)から見て、第1レンズシート11の光透過部111及び光吸収部113の配列方向R11と交差し、角度αをなしている。本実施形態では、この角度α=90°であり、第2レンズシート12の光透過部121(単位レンズ形状122)は、配列方向が左右方向(X方向)であり、長手方向が上下方向(Y方向)に延在している。
第2レンズシート12は、第1レンズシート11と同様の材料を用いて形成される。
In the
Further, as shown in FIG. 3B, in the
The
図6は、本実施形態の第1レンズシート11の製造方法の一例を説明する図である。
第1レンズシート11の製造方法の一例は、以下の通りである。
まず、図6(a)に示すように、PET樹脂製等の基材用のシート状の部材(以下、基材層という)51を用意し、図6(b)に示すように、その片面にメラミン樹脂やアクリル樹脂等を塗布して硬化させ、剥離層52を形成する。
次に、図6(c)に示すように、基材層51の剥離層52の上に、前述の赤外線遮蔽層115を形成する材料を塗布もしくは蒸着することにより、赤外線遮蔽層115を形成する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method of manufacturing the
An example of the method for manufacturing the
First, as shown in FIG. 6A, a sheet-like member (hereinafter referred to as a base material layer) 51 for a base material made of PET resin or the like is prepared, and as shown in FIG. Then, a melamine resin, an acrylic resin, or the like is applied and cured to form the
Next, as shown in FIG. 6C, the
次に、光透過部111を賦形する凹形状を有し、光吸収部113となる部分が溝状に賦形されるように凸形状に形成された成形型を用い、紫外線成形法により、図6(d)に示すように、赤外線遮蔽層115の上に、光透過部111を形成する。
次に、図6(e)に示すように、光透過部111間の溝部分に、光吸収部113を形成する材料をワイピング(スキージング)して充填し、硬化させて、光吸収部113を形成する。
その後、所定の大きさに裁断して整え、図6(f)に示すように、剥離層52ごと基材層51を剥離する。そして、不図示の反射防止層を単位レンズ形状112表面や裏面11b表面に形成する等し、図6(g)に示すように、第1レンズシート11が形成される。
Next, using a molding die having a concave shape for shaping the
Next, as shown in FIG. 6E, the groove portion between the light transmitting
Then, the
なお、第2レンズシート12は、上記の第1レンズシート11の製造方法と同様に形成されるが、その製造過程において、赤外線遮蔽層を形成せず、剥離層52の上に、紫外線形成法等により光透過部121を形成する点が、第1レンズシート11の製造方法とは異なる。第2レンズシート12は、光透過部121形成後、ワイピング等で光吸収部123を形成し、所定の大きさに裁断して、剥離層52ごと基材層51を剥離し、単位レンズ形状122表面等に反射防止層を形成する等して、形成される。
The
第1レンズシート11及び第2レンズシート12の製造方法は、上記の例に限らず、使用する材料等に応じて適宜選択できる。
例えば、基材層51及び剥離層52は、基材層51に予め剥離層が形成されている汎用の部材を使用してもよい。また、基材層51は、上記の材料に限らず、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエステル、ポリカーボネート(PC)、ポリウレタン系樹脂、ポリアクリル系樹脂等を用いて形成してもよいし、剥離層52は、上記の材料に限らず、シリコーン系材料やフッ素化合物系材料等を用いて形成してもよい。
また、例えば、基材層51が剥離層52を有しておらず、光透過部111,121及び光吸収部113,123を形成後に、基材層51に相当する部分を削る等により、第1レンズシート11及び第2レンズシート12を形成してもよい。
また、例えば、光吸収部113,123は、光透過部111間の溝部分に光吸収部113,123を形成する材料を、真空充填等により充填して形成してもよいし、毛細管現象を利用して充填して形成してもよい。
The method for manufacturing the
For example, as the
In addition, for example, the
Further, for example, the
接合層15は、レンズシートユニット13(第2レンズシート12)とイメージセンサ14とを一体に接合する層である。
接合層15は、粘着剤又は接着剤により形成され、光透過性を有している。この接合層15の屈折率N3は、第2レンズシート12の光透過部121の屈折率N2と等しいことが好ましい。
また、イメージセンサ14は、駆動時に発熱し、約40℃前後まで表面温度が上昇する。そのため、イメージセンサ14の発熱によるレンズシートユニット13の反り等の変形を抑制する観点から、耐熱性を有することが好ましい。
このような接合層15としては、エポキシ樹脂製、ウレタン樹脂製等の粘着剤、接着剤が好適である。
なお、接合層15は、その屈折率N3が光透過部121の屈折率N2よりも小さいものも適用可能である。このような接合層15としては、例えば、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。
The
The
Further, the
As such a joining
The
レンズシートユニット13を透過した光は、単位レンズ形状112,122により、後述するイメージセンサ14の受光面上が焦点となるように集光される。即ち、単位レンズ形状112,122の曲率半径R、屈折率N1は、イメージセンサ14の受光面上が焦点となるように設定されている。
また、第1レンズシート11と第2レンズシート12とは、単位レンズ形状112,122がその頂点(点t3)で互いに接した状態、又は、近接した状態で配置されており、第1レンズシート11と第2レンズシート12との間の隙間部分には、空気が位置する形態となっている。
The light that has passed through the
Further, the
第1レンズシート11、第2レンズシート12は、光軸O方向(Z方向)から見た場合に、光透過部111及び光透過部121(単位レンズ形状112及び単位レンズ形状122)の配列方向が角度α=90°をなすように配置されている。また、第1レンズシート11、第2レンズシート12は、光透過部111,121間に光吸収部113,123を有している。従って、レンズシートユニット13は、光学的には、マイクロレンズが2次元方向(X方向及びY方向)に配置され、マイクロレンズ間に遮光壁が形成された状態に略等しい。
When the
イメージセンサ14は、受光面で受光した光を電気信号に変換して出力する部分である。このイメージセンサ14は、複数の画素が2次元方向に配列されており、各画素により、その画素に入射した光の強度を検出可能である。
イメージセンサ14を構成する複数の画素は、イメージセンサ14の受光面である被写体側の表面に、2次元方向に配列されている。本実施形態では、イメージセンサ14の画素は、左右方向及び上下方向(X方向及びY方向)に複数配列されているものとする。
このようなイメージセンサ14としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等が好適に用いられる。
本実施形態では、このイメージセンサ14として、CMOSが用いられている。
The
The plurality of pixels forming the
As such an
In this embodiment, a CMOS is used as the
開口部20から撮像モジュール10内に進んだ光は、レンズシートユニット13に入射し、第1レンズシート11及び第2レンズシート12を透過する。このとき、レンズシートユニット13内を透過する光は、第1レンズシート11の単位レンズ形状112により、その配列方向であるY方向(上下方向)において集光され、また、第2レンズシート12の単位レンズ形状122により、その配列方向であるX方向(左右方向)において集光される。また、第1レンズシート11及び第2レンズシート12において、光透過部111,121内を光軸O方向に対して大きな角度をなす方向へ進む光の一部は、光吸収部113,123に入射して吸収される。そして、レンズシートユニット13を透過した光は、イメージセンサ14の受光面で焦点を結ぶ。
The light that has traveled from the
このとき、前述のように、第1レンズシート11及び第2レンズシート12は、単位レンズ形状112,122の長手方向が直交するように配置されているので、レンズシートユニット13は、光学的には、X方向及びY方向にマイクロレンズが複数配列されている形態に近しい。
そして、イメージセンサ14の受光面上には、この疑似的なマイクロレンズにより結像された像が、それぞれ重なることなく形成される。
At this time, as described above, since the
The images formed by the pseudo microlenses are formed on the light receiving surface of the
本実施形態では、疑似的なマイクロレンズの1つ1つのレンズに対して、イメージセンサ14の複数の画素が対応するように配置されている。そして、撮影時には、各画素には、対応する疑似的なマイクロレンズにより分割された光が入射し、各画素により、光の強度が検出される。また、各画素と、XY平面上のどの位置の単位レンズ形状112,122を透過したか(XY平面上の疑似的なマイクロレンズの位置)との関係から、画素に入射した光の入射方向が検出可能となる。
撮影時、撮像モジュール10により得られた、各画素が検出した入射光の強度及び入射方向の情報は、記憶部に記憶され、また、制御部により各種演算等が行われることにより、その焦点距離や被写界深度等を変更した(リフォーカス処理を行った)画像データとして生成可能である。
In this embodiment, a plurality of pixels of the
The information on the intensity and the incident direction of the incident light detected by each pixel, which is obtained by the
図7は、本実施形態の撮像モジュール10のイメージセンサ14の受光面上での結像の様子を説明する図である。
一般的に、ライトフィールドカメラでは、マイクロレンズアレイの1つのマイクロレンズに対して所定の領域内に位置する複数個の画素141が対応している。そして、それぞれのマイクロレンズによる像が、例えば、図7(a)に示すように、対応する領域内に投影されることが重要である。
このとき、例えば、図7(b)に示すように、各マイクロレンズの像が隣の領域に投影され、像が重なると、被写体面上で異なる位置と角度を有する光が同一の画素に入射するクロストークという現象が生じ、光の入射方向や強度を分解できなくなる。これを解消するために、従来のライトフィールドカメラでは、マイクロレンズアレイよりも被写体側に設けられた撮像レンズの絞りを利用したり、マイクロレンズアレイの単位レンズに対応した隔壁を有する隔壁シートをマイクロレンズアレイのイメージセンサ側等に別体で用意したりする必要があった。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of image formation on the light receiving surface of the
Generally, in a light field camera, a plurality of
At this time, for example, as shown in FIG. 7B, when the images of the respective microlenses are projected on the adjacent regions and the images are overlapped with each other, lights having different positions and angles on the subject plane are incident on the same pixel. The phenomenon called crosstalk occurs, and the incident direction and intensity of light cannot be resolved. In order to solve this, in the conventional light field camera, the diaphragm of the imaging lens provided on the subject side of the microlens array is used, or a partition sheet having a partition corresponding to a unit lens of the microlens array is used as a microsheet. It was necessary to separately prepare the image sensor side of the lens array.
しかし、本実施形態によれば、光吸収部113,123が、光透過部111,121間に形成され、各レンズシートの厚み方向(Z方向)に延びているので、撮像レンズや隔壁シート等を用いることなく、かつ、図7(a)に示すように、クロストークを生じさせることなく、単位レンズ形状112,122により集光された光を、イメージセンサ14の対応する領域の画素141に入射させることができる。これにより、画素141は、入射光の強度と入射方向の情報を高精度で出力することができる。
However, according to the present embodiment, since the
以上のことから、本実施形態によれば、複数枚の光学レンズからなる撮像レンズが不要であり、レンズシートユニット13の厚みを数10〜数100μm程度に抑えることができ、撮像モジュール10及びカメラ1として薄型化、軽量化を図ることができる。また、撮像レンズが不要となるので、撮像モジュール10及びカメラ1の生産コストを低減できる。さらに、携帯端末本体の薄型化を妨げることがなく、意匠性の向上にも寄与できる。
From the above, according to the present embodiment, an imaging lens composed of a plurality of optical lenses is unnecessary, the thickness of the
また、本実施形態によれば、レンズシートユニット13(第1レンズシート11)が赤外線遮蔽層115を有しているので、画像にノイズを発生させる赤外線(特に、波長域が700〜1100μmである近赤外線)を遮蔽でき、良好な映像を表示できる。さらに、レンズシートユニット13の第1レンズシート11内に赤外線遮蔽層115が形成されているので、新たに別体の赤外線カットフィルタ等を設ける必要がない。従って、撮像モジュール10、カメラ1の薄型化を実現でき、かつ、撮像モジュール10、カメラ1の組み立ても容易に行える。
Further, according to the present embodiment, since the lens sheet unit 13 (first lens sheet 11) has the
また、本実施形態によれば、レンズシート11,12内に光透過部111,121(単位レンズ形状112,122)に対応して光吸収部113,123が一体に形成されているので、隔壁シートとマイクロレンズアレイとの高精度の位置合わせが不要となる。従って、マイクロレンズアレイと隔壁シートとの位置合わせ精度ずれによる歩留りの低下を抑制できる。また、位置合わせが不要となるので、ハンドリングが容易となり、製造が容易に行え、生産コスト低減できる。
Further, according to the present embodiment, since the
さらに、本実施形態によれば、光透過部111,121のレンズ開口幅D1を小さくしてX方向及びY方向に配列される単位レンズ形状112,122を増やすことも容易であり、かつ、光吸収部113,123が一体に形成されるので、レンズシートユニット13による疑似的なマイクロレンズをより細密化することができ、画像の空間解像度を向上させることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, it is easy to reduce the lens aperture width D1 of the
本実施形態によれば、携帯端末用のカメラに対しても、撮影後に、焦点距離や被写界深度が変更可能なライトフィールドカメラとしての機能を付与することができ、高性能化を図ることができる。しかも、本実施形態の撮像モジュール10及びカメラ1は、パンフォーカスでの撮影画像も形成可能であり、様々な焦点距離及び被写界深度での撮影画像が形成可能となり、カメラ機能の向上を図ることができる。
さらに、従来のライトフィールドカメラは、撮像レンズや、マイクロレンズアレイとは別体の光線分割用の隔壁シート等が必要である。しかし、本実施形態によれば、いずれも不要であるので、ライトフィールドカメラとしても、薄型化及び軽量化、生産コストの低減等を図ることができる。
According to the present embodiment, even a camera for a mobile terminal can be provided with a function as a light field camera capable of changing a focal length and a depth of field after shooting, thereby achieving high performance. You can Moreover, the
Further, the conventional light field camera requires an image pickup lens, a partition sheet for separating light rays, which is separate from the microlens array. However, according to the present embodiment, since none of them is required, it is possible to reduce the thickness and weight of the light field camera and reduce the production cost.
(レンズシートユニット13の他の実施形態)
以下に、レンズシートユニット13の他の実施形態について説明する。
<各レンズシートのレンズ形状面11a,12aの向きについて>
図8は、第1レンズシート11のレンズ形状面11a、第2レンズシート12のレンズ形状面12aの向きを説明する図である。なお、図8では、理解を容易にするために、レンズシートユニット13を構成する第1レンズシート11及び第2レンズシート12のみを示し、接合層15等は省略して示している、また、図8において、第1レンズシート11及び第2レンズシート12は、Z方向において離間している形態を示しているが、実際には、接しているもしくは近接している。
図8に示すように、レンズシートユニット13の第1レンズシート11及び第2レンズシート12は、そのレンズ形状面11a,12aが被写体側(+Z側)であるか、イメージセンサ14側(−Z側)であるかは、適宜選択できる。
(Other Embodiments of Lens Sheet Unit 13)
Another embodiment of the
<Regarding the orientation of the lens-shaped
FIG. 8 is a diagram illustrating the orientations of the lens-shaped
As shown in FIG. 8, in the
図8(a)に示すように、レンズシートユニット13を構成する第1レンズシート11、第2レンズシート12は、そのレンズ形状面11a,12aがいずれも被写体側(+Z側)となるように配置されていてもよい。この形態の場合、クロストークを抑制し、良好な画像を得る観点から、赤外線遮蔽層115は、第1レンズシート11の光透過部111よりも裏面11b側(イメージセンサ14側,−Z側)に形成されることが好ましい。
また、図8(b)に示すように、レンズシートユニット13を構成する第1レンズシート11、第2レンズシート12は、そのレンズ形状面11a,12aがいずれもイメージセンサ側(−Z側)となるように配置されていてもよい。この形態の場合、クロストークを抑制し、良好な画像を得る観点から、赤外線遮蔽層115は、第1レンズシート11の光透過部111よりも裏面11b側(被写体側,+Z側)に形成されることが好ましい。
As shown in FIG. 8A, the lens shape surfaces 11a and 12a of the
Further, as shown in FIG. 8B, the lens shape surfaces 11a and 12a of the
さらに、図8(c)に示すように、第1レンズシート11は、そのレンズ形状面11aが被写体側(+Z側)となるように配置され、第2レンズシート12は、そのレンズ形状面12aがイメージセンサ側(−Z側)となるように配置されていてもよい。
この形態の場合、クロストークを抑制し、良好な画像を得る観点から、赤外線遮蔽層115は、図8(c)に示すように、第1レンズシート11の光透過部111よりも裏面11b側(イメージセンサ14側、−Z側)、もしくは、図示しないが第2レンズシート12の光透過部121よりも裏面12b側(被写体側,+Z側)に形成されることが好ましい。
Furthermore, as shown in FIG. 8C, the
In the case of this configuration, from the viewpoint of suppressing crosstalk and obtaining a good image, the
なお、図8(a),(c)に示すように、第1レンズシート11の裏面11bがイメージセンサ14側に位置する場合には、迷光やクロストーク等を低減する観点ら、赤外線遮蔽層115の厚み、及び、ランド部114と赤外線遮蔽層115を合わせた厚みは、できる限り薄い方が好ましい。
As shown in FIGS. 8A and 8C, when the
図8(b),(c)に示すように第2レンズシート12のレンズ形状面12aがイメージセンサ14側(−Z側)に位置する場合、接合層15は、その屈折率N3が第2レンズシート12の光透過部121の屈折率N1よりも小さいものとすることが好ましい。このような接合層15としては、シリコーン系粘着剤等が好適である。
図8(c)ように、第1レンズシート11の第2レンズシート12側(−Z側)の面が、単位レンズ形状112が形成されていない裏面11bであり、第2レンズシート12の第1レンズシート11側の面も裏面12bである場合、光学密着による迷光の発生を抑制する観点から、第1レンズシート11及び第2レンズシート12との間に、不図示のスペーサを配置してもよい。また、このとき、光学密着による迷光の発生を抑制する効果を高める観点から、双方の裏面11b,12bを、微細凹凸形状が形成されたマット面としてもよい。
As shown in FIGS. 8B and 8C, when the lens-shaped
As shown in FIG. 8C, the surface of the
また、図8(c)に示す形態の場合、第1レンズシート11と第2レンズシート12との間に、不図示の接合層を設けて、第1レンズシート11と第2レンズシート12とを一体に接合してもよい。この形態の場合、第1レンズシート11と第2レンズシート12とを接合する接合層の屈折率は、その接合層と各レンズシート11,12の裏面11b,12bとの界面での光の反射を防ぐ観点から、光透過部111,121の屈折率と等しいものが好ましい。
このような形態のレンズシートユニット13を使用した場合にも、良好な画質で撮像することができる。
Further, in the case of the configuration shown in FIG. 8C, a bonding layer (not shown) is provided between the
Even when the
<各レンズシートの光透過部111,121の配列方向について>
レンズシートユニット13において、第1レンズシート11の光透過部111の配列方向R11を左右方向(X方向)とし、第2レンズシート12の光透過部121の配列方向R12を上下方向(Y方向)としてもよい。
また、第1レンズシート11の光透過部111(単位レンズ形状112)の配列方向R11と、第2レンズシート12の光透過部121(単位レンズ形状122)の配列方向R12とがなす角度αは、90°±10°の範囲、即ち、80°〜100°の範囲内であれば、レンズシートユニット13として所望される光学的機能は維持される。従って、角度αは、90°に限定されず、80°〜100°の範囲内としてもよい。
従って、第1レンズシート11及び第2レンズシート12をレンズシートユニット13として撮像モジュール10を組み立てる際に、第1レンズシート11の光透過部111の配列方向R11と第2レンズシート12の光透過部121の配列方向R12とのなす角度αを厳密に90°として配置しなくともよく、レンズシートユニット13及び撮像モジュール10の組み立て作業の容易化、作業効率の向上、歩留りの向上を図ることができる。
<Regarding the arrangement direction of the
In the
The angle α formed by the arrangement direction R11 of the light transmitting portions 111 (unit lens shape 112) of the
Therefore, when the
<赤外線遮蔽層115の位置について>
図3等に示す実施形態では、赤外線遮蔽層115は、第1レンズシート11の光透過部111よりも裏面11b側に形成される例を示しているが、これに限らず、レンズシートユニット13内、及び、イメージセンサ14よりも被写体側であれば、特にその位置を限定しない。
図3等に示す実施形態であれば、例えば、第2レンズシート12の光透過部121よりも裏面12b側に配置される形態も可能である。しかし、クロストークを抑制し、良好な画像を表示する観点から、光軸O方向におけるイメージセンサ14の受光面と第2レンズシートの光吸収部113の最もイメージセンサ14側(−Z側)となる端部との間の距離が大きくなることは好ましくない。
従って、図3等に示す実施形態においては、第1レンズシート11の裏面11bに赤外線遮蔽部を形成する形態が、クロストーク等を低減し、かつ、画像にノイズを生じさせる赤外線(特に近赤外線)を遮蔽する観点から、最も好適である。
また、図3等に示す実施形態や、図8(a)に示す他の実施形態において、第2レンズシート12の裏面12bに赤外線遮蔽層を形成することも可能であるが、その場合には、ランド部124及び赤外線遮蔽層を合わせた厚みをできる限り薄くすることが、クロストーク等を抑制する観点から望ましい。
さらに、図3等に示す実施形態や、図8(a)に示す他の実施形態において、レンズシートユニット13とイメージセンサ14とを接合する接合層15が、波長域700〜1100nmの光を吸収する赤外線吸収剤等を含有する形態としてもよい。即ち、赤外線遮蔽層が、接合層としての機能を有する形態としてもよい。
<Regarding the position of the
In the embodiment shown in FIG. 3 and the like, the
In the case of the embodiment shown in FIG. 3 and the like, for example, a configuration in which the
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 3 and the like, the configuration in which the infrared shielding portion is formed on the
Further, in the embodiment shown in FIG. 3 and the like and the other embodiment shown in FIG. 8A, it is possible to form an infrared shielding layer on the
Further, in the embodiment shown in FIG. 3 and the like and the other embodiment shown in FIG. 8A, the
<各レンズシートの層構成に関して>
図9は、第1レンズシート11及び第2レンズシート12の他の層構成の一例を示す図である。図9(a),(c)は、前述の図4(a)に、図9(b)は、前述の図5(a)に示す断面に相当する断面をぞれぞれ示している。
図9(a)に示すように、第1レンズシート11は、赤外線遮蔽層115よりも裏面12b側に基材層51が一体に積層された形態としてもよい。また、図9(b)に示すように、第2レンズシート12は、光透過部121の裏面12b側に基材層51が一体に積層された形態としてもよい。
第1レンズシート11及び第2レンズシート12は、クロストーク等を抑制する観点から、ランド部114等のようなシート面に平行であって連続する領域(光吸収部113,123が形成されていない部分)の厚さが小さい方が好ましい。従って、クロストーク等が十分抑制できる程度に基材層51が薄い場合等には、上述のように基材層51を積層した形態のままレンズシートとして使用してもよい。このような基材層51を備える形態とすることにより、第1レンズシート11及び第2レンズシート12のハンドリングが容易になる。
<Regarding the layer structure of each lens sheet>
FIG. 9 is a diagram showing an example of another layer configuration of the
As shown in FIG. 9A, the
From the viewpoint of suppressing crosstalk and the like, the
また、第1レンズシート11は、図9(c)に示すように、光透過部111の裏面11b側に基材層51を有し、その裏面11b側に赤外線遮蔽層を備える形態としてもよい。このとき、基材層51の屈折率と光透過部111の屈折率とが等しい、もしくはできる限り屈折率差が小さいことが、基材層51と光透過部111との界面での光の反射損失を低減する観点から好ましい。
なお、このように基材層51の裏面11bに赤外線遮蔽層115を備える形態は、前述の図3や図8(b)に示すように、第1レンズシート11の裏面11bが被写体側(+Z側)に位置する形態で適用することが、クロストーク等を低減する観点から好ましい。
また、図8(a),(c)のように第1レンズシート11の裏面11bがイメージセンサ14側(−Z側)に位置する形態等において、基材層51の裏面11b側に赤外線遮蔽層115を設ける場合には、基材層51の厚みは可能な限り薄いことが、クロストーク低減等の観点から好ましい。
In addition, as shown in FIG. 9C, the
In addition, in the form in which the
In addition, as shown in FIGS. 8A and 8C, when the
さらに、クロストーク等の抑制やレンズシートユニット13の薄型化の観点から、第1レンズシート11は、赤外線遮蔽層115を備えず、光透過部111の裏面11b側に基材層51が一体に積層され、この基材層51が、赤外線遮蔽層115としての機能を有している形態としてもよい。
赤外線遮蔽層115としての機能を有する基材層51としては、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、ジチオール金属錯体、メルカプトナフトール金属錯体、ナフトキノン化合物、ジインモニウム化合物、アゾ化合物等の700〜1100nmの波長域の光を吸収する赤外線吸収剤を含有するPET樹脂等により作製されたシート状の部材を用いることができる。
このように、第1レンズシート11及び第2レンズシート12が基材層51を備えている場合には、厚み方向(Z方向)における光吸収部113,123から裏面11b,12bまでの寸法D5は、約1〜180μmとすることが、迷光やクロストークを抑制する観点等から好ましい。
Further, from the viewpoint of suppressing crosstalk and reducing the thickness of the
As the
As described above, when the
(撮像モジュール10の他の実施形態)
撮像モジュール10は、レンズシートユニット13とイメージセンサ14とを接合する接合層15を備えず、第2レンズシート12がイメージセンサ14の受光面上に接して配置され、レンズシートユニット13の第1レンズシート11及び第2レンズシート12、イメージセンサ14は、それぞれ不図示の支持部材で支持され、所定の位置で固定される形態としてもよい。
このとき、図2,図3及び図8(a)に示す形態のように、第2レンズシート12のイメージセンサ14側(−Z側)の面が、単位レンズ形状122が形成されていない裏面12bである場合、イメージセンサ14の受光面の傷つきを防止したり、イメージセンサ14と第2レンズシート12との光学密着を防止したりする観点から、裏面12bを微細凹凸形状が形成されたマット面とすることが好ましい。
また、接合層15を設けない場合、第2レンズシート12とイメージセンサ14との間にスペーサを配置する等して、イメージセンサ14と第2レンズシート12との光学密着やイメージセンサ14の受光面の傷付き等を防止してもよい。
(Other Embodiments of Imaging Module 10)
The
At this time, as in the configurations shown in FIGS. 2, 3 and 8A, the surface of the
If the
(変形形態)
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)単位レンズ形状112,122は、例えば、光透過部111,121の配列方向及び各レンズシートの厚さ方向(Z方向)における断面形状が、シート面に長軸が直交する楕円の一部形状や、多角形形状等としてもよし、頂部が円弧等の曲線であり、単位レンズ形状の谷部側が直線からなる形状としてもよい。
(Modified form)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes can be made, which are also within the scope of the present invention.
(1) The unit lens shapes 112 and 122 have, for example, an ellipse whose cross section in the arrangement direction of the
(2)レンズシートユニット13は、1枚のシート状の基材層の両面に、単位レンズ形状112,122を有する光透過部111,121及び光吸収部113,123が形成されている形態とし、この基材層131が赤外線遮蔽層の機能を有する形態としてもよい。
図10は、レンズシートユニット13の変形形態を示す図である。
変形形態のレンズシートユニット13は、図10に示すように、1枚のシート状の基材層131の両面に、単位レンズ形状112,122を有する光透過部111,121及び光吸収部113,123が形成されている。これは、基材層131の両面に前述の第1レンズシート11及び第2レンズシート12を一体に成形した形状に等しい。
この基材層131は、樹脂製のシート状の部材であり、光透過性を有し、かつ、赤外線遮蔽層としての機能を有している。このような基材層131としては、赤外線吸収剤等を含有するPET樹脂製のシート状の部材等が挙げられる。
また、この基材層131は、この基材層131の厚さは、可能な範囲で薄いことが、迷光を抑制し、クロストークを低減して、各画素に入射する光の強度や入射方向の精度を向上させる観点から好ましい。
なお、上述の形態に限らず、基材層131が赤外線遮蔽層としての機能を有しておらず、光透過部111と基材層131との間に赤外線遮蔽層を有する形態としてもよい。
(2) The
FIG. 10 is a diagram showing a modified form of the
As shown in FIG. 10, the
The
In addition, the
Note that the
(3)レンズシートユニット13は、3枚以上のレンズシートが光軸O方向(Z方向)に沿って配列された形態としてもよい。
このとき、例えば、3枚目のレンズシート(以下、第3レンズシートという)は、第1レンズシート11及び第2レンズシート12と同様の形状のレンズシートであり、その光透過部の配列方向が、第1レンズシート11及び第2レンズシート12の光透過部111,121の配列方向に対して、45°±10°をなしているものとすることが好ましい。
また、第3レンズシートのレンズ形状面は、被写体側(+Z側)であっても、イメージセンサ14側(−Z側)であってもよい。
(3) The
At this time, for example, the third lens sheet (hereinafter referred to as the third lens sheet) is a lens sheet having the same shape as the
The lens-shaped surface of the third lens sheet may be on the subject side (+ Z side) or the
さらに、第1レンズシート11及び第2レンズシート12と同様の形状のレンズシートである4枚目のレンズシート(第4レンズシート)を配置する場合には、その光透過部の配列方向が、第1レンズシート11及び第2レンズシート12の光透過部111,121の配列方向に対して、45°±10°をなし、第3レンズシートの光透過部の配列方向に対して90°±10°をなしているものとすることが好ましい。
また、第4レンズシートのレンズ形状面は、被写体側(+Z側)であっても、イメージセンサ14側(−Z側)であってもよい。
なお、レンズシートユニット13内の第3レンズシート、第4レンズシートの光軸O方向(Z方向)おける位置については、特に限定しないが、赤外線遮蔽層115よりもイメージセンサ14側に位置していることが望ましい。
Furthermore, when a fourth lens sheet (fourth lens sheet), which is a lens sheet having the same shape as the
The lens-shaped surface of the fourth lens sheet may be on the subject side (+ Z side) or the
The positions of the third lens sheet and the fourth lens sheet in the
(4)図11は、レンズシートユニット13の光透過部111,121の配列方向とイメージセンサ14の画素の配列方向との関係を示す図である。
前述の実施形態では、図11(a)に示すように、イメージセンサ14の画素が光軸O方向(Z方向)に対して直交する2方向G1,G2(Y方向及びX方向)に配列され、第1レンズシート11の光透過部111の配列方向R11は、画素の配列方向の1つの方向G1(Y方向)に平行であり、第2レンズシート12の光透過部121の配列方向R12は、画素の配列方向のもう1つの方向G2(X方向)に平行である例を示した。
このとき、光軸O方向(Z方向)から見て、第1レンズシート11の光透過部111の配列方向R11と画素の配列方向の1つの方向G1となす角度β、第2レンズシート12の光透過部121の配列方向R12が画素の配列方向のもう1つの方向G2となす角度γは、いずれも0°である。
(4) FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the arrangement direction of the
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 11A, the pixels of the
At this time, when viewed from the optical axis O direction (Z direction), the angle β formed between the arrangement direction R11 of the
しかし、これに限らず、図11(b)に示すように、例えば、光軸O方向(Z方向)から見て、角度β及び角度γは、0°〜10°の範囲内であれば、光学的な機能は維持されるので、この範囲内で適宜選択して設定してよい。このような形態とすることにより、イメージセンサ14とレンズシートユニット13(第1レンズシート11及び第2レンズシート12)との位置合わせが容易となり、製造作業の簡略化や作業時間の短縮、歩留りの向上等を図ることができる。
なお、図11(b)では、画素の配列方向G1,G2は、Y方向及びX方向に平行である例を示しているが、これに限らず、光透過部111,121の配列方向R11,R12がY方向及びX方向に平行であり、画素の配列方向G1,G2とそれぞれ角度β,γをなす形態としてもよいし、画素の配列方向G1,G2及び光透過部111,121の配列方向R11,R12が、角度β,γをなし、かつ、いずれもY方向及びX方向に平行でない形態としてもよい。
However, not limited to this, as shown in FIG. 11B, for example, when viewed from the optical axis O direction (Z direction), if the angle β and the angle γ are within the range of 0 ° to 10 °, Since the optical function is maintained, it may be appropriately selected and set within this range. With such a configuration, it becomes easy to align the
Although FIG. 11B shows an example in which the pixel arrangement directions G1 and G2 are parallel to the Y direction and the X direction, the present invention is not limited to this, and the arrangement directions R11 and R11 of the
(5)光透過部111,121と光吸収部113,123との界面は、複数の平面からなる折れ面状となっていてもよいし、複数の平面と曲面とが複数組み合わされている形態としてもよい。
(5) The interface between the light transmitting
(6)実施形態において、単位レンズ形状112,122の配列ピッチPやレンズ開口幅D1、曲率半径R、光透過部111,121の屈折率N1等は、第1レンズシート11と第2レンズシート12とで同じである例を示したが、これに限らず、第1レンズシート11と第2レンズシート12とで異なっていてもよい。
(6) In the embodiment, the arrangement pitch P of the unit lens shapes 112 and 122, the lens aperture width D1, the radius of curvature R, the refractive index N1 of the
(7)第1レンズシート11及び第2レンズシート12には、その表裏面(レンズ形状面11a,12aと裏面11b,12b)とを区別しやすくするために、表裏判別用の切欠きを設けてもよい。
また、レンズシートユニット13の配置や組み立てを容易にするために、アライメントマークを第1レンズシート11及び第2レンズシート12に設けてもよい。
(7) The
Further, in order to facilitate the arrangement and assembly of the
(8)第1レンズシート11及び第2レンズシート12は、例えば、シートの有効部分(光が透過する領域)以外の領域、もしくは、光学的に影響の小さい領域(例えば、四隅の角部分)等に、粘着剤や接着剤等による接合層を形成して、一体に形成してもよい。また第1レンズシート11及び第2レンズシート12の周縁部等に、外側へ凸となる領域等を設けて、その領域に接合層を設けて接合してもよい。
(8) The
(9)イメージセンサ14の受光面の大きさは、撮像モジュール10が用いられる携帯端末やカメラ等の大きさや、所望する画質やカメラ性能等に応じて、適宜採用してよい。イメージセンサ14の受光面の大きさは、例えば、スマートフォン等の携帯端末に用いられる場合には横×縦のサイズが、4.8×3.6mmや4.4×3.3mm等、カメラ(主にコンパクトデジタルカメラ)等に用いられる場合には、6.2×4.7mm、7.5×5.6mm等が挙げられる。
また、例えば、23.6×15.8mm、36×24mm、43.8×32.8mm等の大きな受光面を有するイメージセンサ14を使用することにより、ノイズの低減や取得する焦点距離や被写界深度等の情報の精度や情報量の向上を図り、画質のさらなる向上や、カメラの性能向上を図ってもよい。
(9) The size of the light receiving surface of the
Further, for example, by using the
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態等によって限定されることはない。 It should be noted that the present embodiment and the modified embodiments may be appropriately combined and used, but detailed description thereof will be omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiments and the like described above.
1 カメラ
10 撮像モジュール
11 第1レンズシート
12 第2レンズシート
13 レンズシートユニット
14 イメージセンサ
20 開口部
30 筐体
1
Claims (6)
前記撮像素子部よりも光の入射側に配置されたレンズシートユニットと、
を備える撮像モジュールであり、
前記レンズシートユニットは、撮影時に最も被写体側に位置するレンズ部材であり、レンズシートと、光軸方向に沿って前記レンズシートの被写体側又は撮像素子部側に配置された第2のレンズシートとを有し、
前記レンズシートは、
柱状であってシート面に沿って一方向に配列され、一方の面側に凸状の単位レンズ形状を有する光透過部と、
前記光透過部と交互に配列され、前記光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記レンズシートの厚み方向に沿って、前記単位レンズ形状側から反対側である前記レンズシートの裏面側へ延びる光吸収部と、
前記レンズシートの厚み方向において、前記光透過部よりも裏面側に設けられ、700〜1100nmの波長域の光を遮蔽する赤外線遮蔽層と、
を備え、
前記第2のレンズシートは、
柱状であり、シート面に沿って一方向に配列され、一方の面側に凸状の第2の単位レンズ形状を有する第2の光透過部と、
前記第2の光透過部の配列方向において前記第2の光透過部と交互に配置され、前記第2の光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第2のレンズシートの厚み方向に沿って、前記第2の単位レンズ形状側から反対側である前記第2のレンズシートの裏面側へ延びる第2の光吸収部と、
を有し、
光軸方向から見て、前記光透過部の配列方向と、前記第2の光透過部の配列方向とは、角度αをなして交差し、
前記レンズシートの前記単位レンズ形状が形成された面と、前記第2のレンズシートの前記第2の単位レンズ形状が形成された面とは、光軸方向に沿って対面していること、
を特徴とする撮像モジュール。 An image pickup device section in which a plurality of pixels for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged;
A lens sheet unit arranged on the light incident side of the image pickup device section;
Is an imaging module comprising
The lens sheet unit is a lens member that is located closest to the subject side during shooting, and includes a lens sheet and a second lens sheet that is disposed on the subject side or the image pickup device section side of the lens sheet along the optical axis direction. Have
The lens sheet is
A light transmitting portion having a columnar shape and arranged in one direction along the sheet surface, and having a convex unit lens shape on one surface side;
The rear surface side of the lens sheet, which is arranged alternately with the light transmission portions, extends in the longitudinal direction of the light transmission portions, and is the opposite side from the unit lens shape side along the thickness direction of the lens sheet. A light absorbing portion extending to
In the thickness direction of the lens sheet, an infrared shielding layer that is provided on the back surface side of the light transmitting portion and shields light in the wavelength range of 700 to 1100 nm,
Equipped with
The second lens sheet is
A second light transmitting portion having a columnar shape, arranged in one direction along the sheet surface, and having a convex second unit lens shape on one surface side;
The second light transmitting portions are alternately arranged in the arrangement direction of the second light transmitting portions, extend in the longitudinal direction of the second light transmitting portions, and are in the thickness direction of the second lens sheet. A second light absorbing portion extending from the second unit lens shape side to the back surface side of the second lens sheet, which is the opposite side,
Have
When viewed from the optical axis direction, the arrangement direction of the light transmitting portions and the arrangement direction of the second light transmitting portions intersect at an angle α,
The surface of the lens sheet on which the unit lens shape is formed and the surface of the second lens sheet on which the second unit lens shape is formed face each other along the optical axis direction,
An imaging module characterized by.
前記光透過部及び前記第2の光透過部の屈折率N1と前記光吸収部及び前記第2の光吸収部の屈折率N2とは、N1≦N2を満たすこと、
を特徴とする撮像モジュール。 The image pickup module according to claim 1,
The refractive index N1 of the light transmitting portion and the second light transmitting portion and the refractive index N2 of the light absorbing portion and the second light absorbing portion satisfy N1 ≦ N2,
An imaging module characterized by.
前記光吸収部と前記光透過部との界面が、前記レンズシートの厚み方向となす角度、及び、前記第2の光吸収部と前記第2の光透過部との界面が、前記第2のレンズシートの厚み方向となす角度は、角度θであり、
この角度θは、0°≦θ≦10°を満たすこと、
を特徴とする撮像モジュール。 The image pickup module according to claim 1 or 2, wherein
The angle formed by the interface between the light absorbing portion and the light transmitting portion with the thickness direction of the lens sheet, and the interface between the second light absorbing portion and the second light transmitting portion are the second. The angle formed with the thickness direction of the lens sheet is an angle θ,
This angle θ satisfies 0 ° ≦ θ ≦ 10 °,
An imaging module characterized by.
前記角度αは、80°≦α≦100°を満たすこと、
を特徴とする撮像モジュール。 The image pickup module according to any one of claims 1 to 3,
The angle α satisfies 80 ° ≦ α ≦ 100 °,
An imaging module characterized by.
前記レンズシートは、前記レンズシートユニット内において撮像素子部側に配置され、
前記赤外線遮蔽層は、前記撮像素子部と前記レンズシートユニットとを接合する接合層としての機能を有し、前記レンズシートユニットと前記撮像素子部とを一体に接合していること、
を特徴とする撮像モジュール。 The image pickup module according to any one of claims 1 to 4,
The lens sheet is arranged in the lens sheet unit on the side of the image sensor,
The infrared shielding layer has a function as a bonding layer that bonds the imaging element unit and the lens sheet unit, and the lens sheet unit and the imaging element unit are integrally bonded,
An imaging module characterized by.
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JP2003139918A (en) * | 2001-11-01 | 2003-05-14 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Method for manufacturing resin erecting lens array |
JP2006229110A (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Sanyo Electric Co Ltd | Imaging device and imaging device manufacturing method |
US7639426B2 (en) * | 2007-12-05 | 2009-12-29 | Eastman Kodak Company | Micro-lens enhanced element |
JP2009294563A (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Toray Ind Inc | Film and display device using the same |
JP5672989B2 (en) * | 2010-11-05 | 2015-02-18 | ソニー株式会社 | Imaging device |
KR101032170B1 (en) * | 2010-12-13 | 2011-05-02 | 서정식 | A lens sheet for both micro-lens and lenticular-lens |
JP2013061429A (en) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Dainippon Printing Co Ltd | Optical sheet and video display device having optical sheet |
JPWO2014021232A1 (en) * | 2012-07-31 | 2016-07-21 | 旭硝子株式会社 | Microlens array, imaging device package, and method of manufacturing microlens array |
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