JP6686349B2 - 撮像モジュール、撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、撮像モジュール、撮像装置に関するものである。
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。
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。
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（約５〜７ｍｍ）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。
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、撮像レンズや、マイクロレンズアレイの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の各レンズとの位置合わせが困難であるという問題があった。
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の各レンズとの位置合わせが困難であるという問題があった。
さらに、ライトフィールドカメラでは、イメージセンサに近接してマイクロレンズアレイを配置するため、マイクロレンズアレイが樹脂製の場合には、イメージセンサ駆動時の受光面の発熱により、マイクロレンズアレイに反りや撓みが生じるという問題があった。これを解消するために、熱膨張率の小さい樹脂を用いてマイクロレンズアレイを作製すると、製造が困難になったり、生産コストが増加したりするという問題があった。
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、イメージセンサの駆動時の発熱による変形等を抑制できるレンズシートユニットを備える撮像モジュール、撮像装置を提供することである。
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。
第１の発明は、撮像モジュールに用いられ、撮像素子部よりも光の入射側に配置されるレンズシートユニットであって、片面に光学形状が形成された第１光学形状面（１１ａ）を有する第１レンズシート（１１）と、前記第１レンズシートよりも光の出射側に配置され、片面に光学形状が形成された第２光学形状面（１２ａ）を有する第２レンズシート（１２）と、前記第１レンズシートよりも光の入射側に配置され、前記第１レンズシート及び前記第２レンズシートを保護する保護シート（１３）と、を備え、前記第１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、前記第１光学形状面側に凸状の第１単位レンズ形状（１１２）を有する第１光透過部（１１１）と、前記第１光透過部と交互に配列され、前記第１光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第１レンズシートの厚み方向に沿って、前記第１単位レンズ形状側から反対側である前記第１レンズシートの裏面（１１ｂ）側へ延びる第１光吸収部（１１３）と、を備え、前記第２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、前記第２光学形状面側に凸状の第２単位レンズ形状（１２２）を有する第２光透過部（１２１）と、前記第２光透過部と交互に配列され、前記第２光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第２レンズシートの厚み方向に沿って、前記第２単位レンズ形状側から反対側である前記第２レンズシートの裏面（１２ｂ）側へ延びる第２光吸収部（１２３）と、を備え、前記第１光学形状面は、前記第１レンズシートの光の出射側の面に形成され、前記第２光学形状面は、前記第２レンズシートの光の入射側の面に形成され、シート面の法線方向から見て、前記第１光透過部の配列方向と、前記第２光透過部の配列方向とは、角度αをなして交差し、前記第１レンズシートと前記第２レンズシートと前記保護シートとは、一体に積層されていること、を特徴するレンズシートユニット（１０）である。
第２の発明は、第１の発明のレンズシートユニットにおいて、前記角度αは、８０°≦α≦１００°を満たすこと、を特徴とするレンズシートユニット（１０）である。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のレンズシートユニットにおいて、該レンズシートユニットは、７００〜１１００ｎｍの波長域の光を遮蔽する層（１１５）を有すること、を特徴とするレンズシートユニット（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レンズシートユニットにおいて、前記各光透過部（１１１，１２１）の屈折率Ｎ１と前記各光吸収部（１１３，１２３）の屈折率Ｎ２とは、Ｎ１≦Ｎ２を満たすこと、を特徴とするレンズシートユニット（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レンズシートユニットにおいて、前記各光吸収部（１１３．１２３）と前記各光透過部（１１１，１２１）との界面が、前記各レンズシートの厚み方向となす角度θは、０°≦θ≦１０°を満たすこと、を特徴とするレンズシートユニット（１０）である。
第１の発明は、撮像モジュールに用いられ、撮像素子部よりも光の入射側に配置されるレンズシートユニットであって、片面に光学形状が形成された第１光学形状面（１１ａ）を有する第１レンズシート（１１）と、前記第１レンズシートよりも光の出射側に配置され、片面に光学形状が形成された第２光学形状面（１２ａ）を有する第２レンズシート（１２）と、前記第１レンズシートよりも光の入射側に配置され、前記第１レンズシート及び前記第２レンズシートを保護する保護シート（１３）と、を備え、前記第１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、前記第１光学形状面側に凸状の第１単位レンズ形状（１１２）を有する第１光透過部（１１１）と、前記第１光透過部と交互に配列され、前記第１光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第１レンズシートの厚み方向に沿って、前記第１単位レンズ形状側から反対側である前記第１レンズシートの裏面（１１ｂ）側へ延びる第１光吸収部（１１３）と、を備え、前記第２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、前記第２光学形状面側に凸状の第２単位レンズ形状（１２２）を有する第２光透過部（１２１）と、前記第２光透過部と交互に配列され、前記第２光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第２レンズシートの厚み方向に沿って、前記第２単位レンズ形状側から反対側である前記第２レンズシートの裏面（１２ｂ）側へ延びる第２光吸収部（１２３）と、を備え、前記第１光学形状面は、前記第１レンズシートの光の出射側の面に形成され、前記第２光学形状面は、前記第２レンズシートの光の入射側の面に形成され、シート面の法線方向から見て、前記第１光透過部の配列方向と、前記第２光透過部の配列方向とは、角度αをなして交差し、前記第１レンズシートと前記第２レンズシートと前記保護シートとは、一体に積層されていること、を特徴するレンズシートユニット（１０）である。
第２の発明は、第１の発明のレンズシートユニットにおいて、前記角度αは、８０°≦α≦１００°を満たすこと、を特徴とするレンズシートユニット（１０）である。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のレンズシートユニットにおいて、該レンズシートユニットは、７００〜１１００ｎｍの波長域の光を遮蔽する層（１１５）を有すること、を特徴とするレンズシートユニット（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レンズシートユニットにおいて、前記各光透過部（１１１，１２１）の屈折率Ｎ１と前記各光吸収部（１１３，１２３）の屈折率Ｎ２とは、Ｎ１≦Ｎ２を満たすこと、を特徴とするレンズシートユニット（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レンズシートユニットにおいて、前記各光吸収部（１１３．１２３）と前記各光透過部（１１１，１２１）との界面が、前記各レンズシートの厚み方向となす角度θは、０°≦θ≦１０°を満たすこと、を特徴とするレンズシートユニット（１０）である。
第６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（２１）と、前記撮像素子部よりも被写体側に配置され、第１の発明から第５の発明までのいずれかのレンズシートユニット（１０）と、を備える撮像モジュール（２０）である。
第７の発明は、第６の発明の撮像モジュール（２０）を備える撮像装置であって、該撮像装置の筐体（３０）に、前記撮像モジュールへ光を入射させる開口部（３１）が形成され、前記撮像素子部（２１）は、前記筐体内において前記開口部に近接して配置され、前記レンズシートユニット（１０）は、前記開口部に配置されていること、を特徴とする撮像装置（１）である。
第８の発明は、第６の発明の撮像モジュールを備える撮像装置であって、該撮像装置の筐体（３０）に、前記撮像モジュールへ光を入射させる開口部（３１）が形成され、少なくとも前記開口部及び前記開口部周辺を被覆し、前記筐体に対して着脱可能であり、前記開口部に対応する位置に窓部（４１）を有するカバー部材（４０）を備え、前記撮像素子部（２１）は、前記筐体内において前記開口部に近接して配置され、前記レンズシートユニット（１０）は、前記窓部に設けられること、を特徴とする撮像装置（２）である。
第７の発明は、第６の発明の撮像モジュール（２０）を備える撮像装置であって、該撮像装置の筐体（３０）に、前記撮像モジュールへ光を入射させる開口部（３１）が形成され、前記撮像素子部（２１）は、前記筐体内において前記開口部に近接して配置され、前記レンズシートユニット（１０）は、前記開口部に配置されていること、を特徴とする撮像装置（１）である。
第８の発明は、第６の発明の撮像モジュールを備える撮像装置であって、該撮像装置の筐体（３０）に、前記撮像モジュールへ光を入射させる開口部（３１）が形成され、少なくとも前記開口部及び前記開口部周辺を被覆し、前記筐体に対して着脱可能であり、前記開口部に対応する位置に窓部（４１）を有するカバー部材（４０）を備え、前記撮像素子部（２１）は、前記筐体内において前記開口部に近接して配置され、前記レンズシートユニット（１０）は、前記窓部に設けられること、を特徴とする撮像装置（２）である。
第９の発明は、筐体（３０）の一側面に撮像素子部（２１）へ光を入射させる開口部（３１）を備える撮像装置に着脱可能に装着でき、第１の発明から第５の発明までのいずれかのレンズシートユニット（１０）と、前記レンズシートユニットを備える窓部（４１）と、を備えるカバー部材であって、該撮像装置に装着した状態で、前記窓部が該撮像装置の開口部に対応する位置に在り、前記レンズシートユニットが撮像素子部の受光面上で結像可能であること、を特徴とするカバー部材（４０）である。
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、イメージセンサの駆動時の発熱による変形等を抑制できるレンズシートユニットを備える撮像モジュール、撮像装置を提供できる。
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。
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。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のカメラ１を説明する図である。
図２は、第１実施形態の撮像モジュール２０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。
図１は、第１実施形態のカメラ１を説明する図である。
図２は、第１実施形態の撮像モジュール２０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。
図１に示すように、本実施形態のカメラ１は、開口部３１を有する筐体３０内に、撮像モジュール２０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。
開口部３１は、被写体側からの光を、カメラ１の撮像モジュール２０へ取り込む開口である。開口部３１には、後述する撮像モジュール２０を構成するレンズシートユニット１０が設けられている。
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。
開口部３１は、被写体側からの光を、カメラ１の撮像モジュール２０へ取り込む開口である。開口部３１には、後述する撮像モジュール２０を構成するレンズシートユニット１０が設けられている。
本実施形態の撮像モジュール２０は、光軸Ｏ（Ｚ方向）に沿って、光の入射側である被写体側（＋Ｚ側）から順に、レンズシートユニット１０、イメージセンサ２１等を備えている。この撮像モジュール２０は、前述の制御部からの出力信号により撮像する。
レンズシートユニット１０及びイメージセンサ２１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。
前述のように、レンズシートユニット１０は、筐体３０の開口部３１に設けられている。イメージセンサ２１は、筐体３０内部であって、開口部３１に近接した位置に設けられている。本実施形態では、光軸Ｏ方向において、レンズシートユニット１０とイメージセンサ２１とは接している。
レンズシートユニット１０及びイメージセンサ２１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。
前述のように、レンズシートユニット１０は、筐体３０の開口部３１に設けられている。イメージセンサ２１は、筐体３０内部であって、開口部３１に近接した位置に設けられている。本実施形態では、光軸Ｏ方向において、レンズシートユニット１０とイメージセンサ２１とは接している。
図３は、第１実施形態のレンズシートユニット１０を説明する図である。
図４は、第１実施形態の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２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。なお、図４では、第１レンズシート１１における各部の符号を示し、括弧内に、第２レンズシート１２における対応する各部の符号を示している。
図５は、第１実施形態の第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の配列方向を説明する図である。
レンズシートユニット１０は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において、イメージセンサ２１の被写体側（＋Ｚ側）に位置している。レンズシートユニット１０は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に沿って被写体側（＋Ｚ側）から順に、保護シート１３、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２を備える。
図４は、第１実施形態の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２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。なお、図４では、第１レンズシート１１における各部の符号を示し、括弧内に、第２レンズシート１２における対応する各部の符号を示している。
図５は、第１実施形態の第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の配列方向を説明する図である。
レンズシートユニット１０は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において、イメージセンサ２１の被写体側（＋Ｚ側）に位置している。レンズシートユニット１０は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に沿って被写体側（＋Ｚ側）から順に、保護シート１３、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１０は、保護シート１３、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２が一体に積層されて固定され、不図示の支持部材により支持され、イメージセンサ２１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。
本実施形態では、保護シート１３と第１レンズシート１１とは、不図示の接合層によって一体に接合されている。また、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とは、接合層を介さずに互いに一体に積層され、互いに接している。
保護シート１３は、光透過性を有するシート状の部材である。撮像モジュール２０内への埃やゴミ等の異物の侵入を防止し、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を保護し、破損等を防止する機能を有する。
本実施形態では、保護シート１３と第１レンズシート１１とは、不図示の接合層によって一体に接合されている。また、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とは、接合層を介さずに互いに一体に積層され、互いに接している。
保護シート１３は、光透過性を有するシート状の部材である。撮像モジュール２０内への埃やゴミ等の異物の侵入を防止し、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を保護し、破損等を防止する機能を有する。
本実施形態の保護シート１３は、合成石英ガラス製である。なお、保護シート１３は、例えば、ＢＫ７、白板ガラス等のガラス製としてもよいし、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂製としてもよい。
この保護シート１３は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を保護する観点から、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２よりも厚みを有する等、剛性が高く、耐熱性を有することが好ましい。
保護シート１３の屈折率Ｎ３は、１．４３〜１．６０程度である。保護シート１３の屈折率Ｎ３は、後述する第１レンズシート１１の光透過部１１１の屈折率Ｎ１の値と等しい、もしくは屈折率Ｎ３と屈折率Ｎ１との屈折率差ができる限り小さい値であることが好ましい。
この保護シート１３は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を保護する観点から、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２よりも厚みを有する等、剛性が高く、耐熱性を有することが好ましい。
保護シート１３の屈折率Ｎ３は、１．４３〜１．６０程度である。保護シート１３の屈折率Ｎ３は、後述する第１レンズシート１１の光透過部１１１の屈折率Ｎ１の値と等しい、もしくは屈折率Ｎ３と屈折率Ｎ１との屈折率差ができる限り小さい値であることが好ましい。
また、保護シート１３の被写体側（＋Ｚ側）の面には、不図示の赤外線遮蔽層が形成されている。この赤外線遮蔽層は、７００〜１１００ｎｍの波長域の光（近赤外線）を吸収又は反射し、その波長域以外の光を透過させる機能を有する。このような赤外線遮蔽層は、その波長域の光を吸収又は反射する機能を有する汎用の材料を、保護シート１３表面に蒸着したり、それらの材料を含有する樹脂層を保護シート１３表面に積層したりすることにより形成される。また、保護シート１３を形成する材料に、赤外線を吸収する材料等を配合し、保護シート１３自体が赤外線遮蔽層としての機能を有する形態としてもよい。
保護シート１３の赤外線遮蔽層よりも被写体側（＋Ｚ側）の面には、入射する光が界面で反射することを防止する不図示の反射防止層が形成されていることが、撮像モジュール２０内へ入射する光量を向上させる観点から好ましい。この反射防止層は、反射防止機能を有する材料（例えば、ＭｇＦ２，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。
保護シート１３の赤外線遮蔽層よりも被写体側（＋Ｚ側）の面には、入射する光が界面で反射することを防止する不図示の反射防止層が形成されていることが、撮像モジュール２０内へ入射する光量を向上させる観点から好ましい。この反射防止層は、反射防止機能を有する材料（例えば、ＭｇＦ２，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。
なお、保護シート１３の被写体側（＋Ｚ側）の面に形成される層は、上述の反射防止層や赤外線遮蔽層に限らず、例えば、ハードコート層や、防汚機能を有する防汚層等としてもよい。
この保護シート１３の厚み（Ｚ方向における寸法）は、１００〜１０００μｍとすることが、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を保護し、その変形等を抑制し、かつ、撮像モジュール２０全体及びレンズシートユニット１０全体の厚みが大きくなりすぎず、薄型化を妨げないという理由から好ましい。
この保護シート１３の厚み（Ｚ方向における寸法）は、１００〜１０００μｍとすることが、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を保護し、その変形等を抑制し、かつ、撮像モジュール２０全体及びレンズシートユニット１０全体の厚みが大きくなりすぎず、薄型化を妨げないという理由から好ましい。
保護シート１３と第１レンズシート１１とを接合する不図示の接合層は、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。
この接合層は、保護シート１３と第１レンズシート１１との界面での光の反射による光量の低下を抑制する観点から、接合層の屈折率Ｎ４と、第１レンズシート１１の光透過部１１１の屈折率Ｎ１と、保護シート１３の屈折率Ｎ３とが等しい、もしくはこれらの屈折率差ができる限り小さいことが好ましい。
また、後述するイメージセンサ２１は、駆動時に発熱し、約４０℃前後までその表面温度が上昇する。そのため、イメージセンサ２１の発熱によるレンズシートユニット１０（第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２）の反り等の変形を抑制する観点から、この接合層は、耐熱性を有していてもよい。
このような接合層を形成する材料としては、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、接合層は、その屈折率Ｎ４が、保護シート１３の屈折率Ｎ３及び光透過部１１１の屈折率Ｎ１よりも小さいものも適用可能である。このような接合層としては、例えば、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。
この接合層は、保護シート１３と第１レンズシート１１との界面での光の反射による光量の低下を抑制する観点から、接合層の屈折率Ｎ４と、第１レンズシート１１の光透過部１１１の屈折率Ｎ１と、保護シート１３の屈折率Ｎ３とが等しい、もしくはこれらの屈折率差ができる限り小さいことが好ましい。
また、後述するイメージセンサ２１は、駆動時に発熱し、約４０℃前後までその表面温度が上昇する。そのため、イメージセンサ２１の発熱によるレンズシートユニット１０（第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２）の反り等の変形を抑制する観点から、この接合層は、耐熱性を有していてもよい。
このような接合層を形成する材料としては、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、接合層は、その屈折率Ｎ４が、保護シート１３の屈折率Ｎ３及び光透過部１１１の屈折率Ｎ１よりも小さいものも適用可能である。このような接合層としては、例えば、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。
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２１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２１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。
光透過部１１１は、光を透過する部分であり、イメージセンサ２１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２１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。
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２１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）に平行な断面での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の長手方向に延在している。
光透過部１１１の裏面１１ｂ側（＋Ｚ側）には、光吸収部１１３が形成されておらず、光透過部１１１がシート面（ＸＹ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。
光透過部１１１の裏面１１ｂ側（＋Ｚ側）には、光吸収部１１３が形成されておらず、光透過部１１１がシート面（ＸＹ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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
この光吸収部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。
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。
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。
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たものを用いてもよい。
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。
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たものを用いてもよい。
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。
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２１に到達することを防ぐためである。
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（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。
第１レンズシート１１の総厚Ｔ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３０〜４８０μｍとすることが好ましい。
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。
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。
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。
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２１側（−Ｚ側）に位置する光学シートである。
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。
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。
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２１側（−Ｚ側）に位置している。
また、図５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。
また、図５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。
レンズシートユニット１０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２１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２１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。
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。
図５に示すように、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１０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。
イメージセンサ２１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。イメージセンサ２１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２１を構成する複数の画素は、イメージセンサ２１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２１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２１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。
本実施形態のイメージセンサ２１は、ＣＭＯＳが用いられている。
イメージセンサ２１を構成する複数の画素は、イメージセンサ２１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２１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２１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。
本実施形態のイメージセンサ２１は、ＣＭＯＳが用いられている。
被写体からの光は、開口部３１に配置されたレンズシートユニット１０の保護シート１３に入射し、撮像モジュール２０内を進む。保護シート１３を透過した光は、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１０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、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少なくとも一部は、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１０を透過した光は、イメージセンサ２１の受光面で焦点を結ぶ。
このとき、レンズシートユニット１０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、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少なくとも一部は、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１０を透過した光は、イメージセンサ２１の受光面で焦点を結ぶ。
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（稜線方向）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１０は、光学的には、左右方向及び上下方向（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２１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。
そして、イメージセンサ２１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。
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２１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２０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。
撮影時、撮像モジュール２０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。
図６は、第１実施形態の撮像モジュール２０のイメージセンサ２１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２１１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６（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６（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２１１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。
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２１１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６（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６（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２１１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。
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６（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２１の対応する領域の画素２１１に入射させることができる。これにより、画素２１１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。
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１０の厚みを数１００μｍ程度に抑えることができ、撮像モジュール２０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２０及びカメラ１の生産コストを低減できる。さらに、この撮像モジュール２０が搭載される携帯端末本体の薄型化を妨げることがなく、携帯端末の意匠性の向上にも寄与できる。
また、本実施形態によれば、各レンズシート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を用いる場合に必要となる隔壁シートとマイクロレンズアレイとの高精度な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、上述のような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。
また、本実施形態によれば、第１レンズシート１１が保護シート１３に接合層により一体に接合されているので、レンズシートユニット１０や撮像モジュール２０の組み立て作業が容易であり、作業効率を向上させることができる。
また、撮像レンズが不要となるので、撮像モジュール２０及びカメラ１の生産コストを低減できる。さらに、この撮像モジュール２０が搭載される携帯端末本体の薄型化を妨げることがなく、携帯端末の意匠性の向上にも寄与できる。
また、本実施形態によれば、各レンズシート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を用いる場合に必要となる隔壁シートとマイクロレンズアレイとの高精度な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、上述のような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。
また、本実施形態によれば、第１レンズシート１１が保護シート１３に接合層により一体に接合されているので、レンズシートユニット１０や撮像モジュール２０の組み立て作業が容易であり、作業効率を向上させることができる。
また、カメラ１の使用時において、イメージセンサ２１が駆動時に発熱し、４０℃前後までその表面温度が上昇する。そのため、イメージセンサ２１に近接している第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２が、その熱により反りや撓み等の変形を生じる場合がある。
しかし、本実施形態によれば、レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２に比べて高い剛性を有する保護シート１３を備え、第１レンズシート１１は、保護シート１３に接合層により一体に接合され、第２レンズシート１２は、第１レンズシート１１等と一体に積層されて支持されているので、イメージセンサ２１の発熱による各レンズシートの反りや撓み等の変形を効果的に抑制することができる。
しかし、本実施形態によれば、レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２に比べて高い剛性を有する保護シート１３を備え、第１レンズシート１１は、保護シート１３に接合層により一体に接合され、第２レンズシート１２は、第１レンズシート１１等と一体に積層されて支持されているので、イメージセンサ２１の発熱による各レンズシートの反りや撓み等の変形を効果的に抑制することができる。
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１０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。
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２０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。
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２０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。
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態のカメラ２を説明する図である。
第２実施形態のカメラ２は、少なくとも筐体３０の開口部３１を有する面３０ａ側を覆うカバー部材４０の窓部４１にレンズシートユニット１０が配置されている点が、第１実施形態のカメラ１とは異なる点以外は、前述の第１実施形態と同様の形態である。従って、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態のカメラ２は、被写体側の面である面３０ａに開口部３１を有し、その内部にイメージセンサ２１等を有する筐体３０と、筐体３０の開口部３１に対応する位置にレンズシートユニット１０が配置されたカバー部材４０とを備えている。
図７は、第２実施形態のカメラ２を説明する図である。
第２実施形態のカメラ２は、少なくとも筐体３０の開口部３１を有する面３０ａ側を覆うカバー部材４０の窓部４１にレンズシートユニット１０が配置されている点が、第１実施形態のカメラ１とは異なる点以外は、前述の第１実施形態と同様の形態である。従って、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態のカメラ２は、被写体側の面である面３０ａに開口部３１を有し、その内部にイメージセンサ２１等を有する筐体３０と、筐体３０の開口部３１に対応する位置にレンズシートユニット１０が配置されたカバー部材４０とを備えている。
カバー部材４０は、少なくとも筐体３０の面３０ａの開口部３１とその周囲を覆い、筐体３０に対して着脱可能である。本実施形態のカバー部材４０は、面３０ａと、面３０ａに隣接する４つの側面３０ｂの少なくとも一部と、これら側面３０ｂが形成する角部分であって面３０ａとは反対側の面３０ｃの角部分を被覆している。
また、カバー部材４０は、筐体３０の開口部３１に対応する位置に窓部４１を有し、この窓部４１に、レンズシートユニット１０が配置されている。窓部４１は、カバー部材４０装着時に光軸Ｏ方向（Ｚ方向）からみて、その大きさや形状、位置が筐体３０の開口部３１と一致している。
このカバー部材４０は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ポリアミド等の樹脂製、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム等のゴム製としてもよいし、木製や紙製、皮革製等としてもよい。
また、カバー部材４０は、筐体３０の開口部３１に対応する位置に窓部４１を有し、この窓部４１に、レンズシートユニット１０が配置されている。窓部４１は、カバー部材４０装着時に光軸Ｏ方向（Ｚ方向）からみて、その大きさや形状、位置が筐体３０の開口部３１と一致している。
このカバー部材４０は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ポリアミド等の樹脂製、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム等のゴム製としてもよいし、木製や紙製、皮革製等としてもよい。
イメージセンサ２１は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において、開口部３１に近接して配置されている。カバー部材４０を筐体３０に装着した状態で、レンズシートユニット１０は、イメージセンサ２１の受光面上に接して、もしくは、イメージセンサ２１の受光面に近接して位置する。なお、イメージセンサ２１の受光面とレンズシートユニット１０のイメージセンサ２１側の面（本実施形態では、第２レンズシート１２の裏面１２ｂ）との光軸Ｏ方向（Ｚ方向）における距離は、できる限り小さいことが、クロストークや迷光を抑制して高画質な画像を提供する観点から好ましく、レンズシートユニット１０のイメージセンサ２１側の面とイメージセンサ２１の受光面が接することが理想的である。
本実施形態によれば、前述の第１実施形態で述べた効果に加え、さらに以下の効果を奏することができる。
本実施形態によれば、例えば、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のレンズ開口幅Ｄ１や曲率半径Ｒの異なるレンズシートユニット１０を備えたカバー部材４０を複数用意し、カバー部材４０を付け替えることにより、イメージセンサ２１に対するレンズシートユニット１０を交換でき、画角や、被写界深度の異なる画像を撮影することができる。
また、本実施形態によれば、レンズシートユニット１０がカバー部材４０と一体であるので、カメラ２の筐体３０の更なる薄型化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、レンズシートユニット１０がカバー部材４０と一体であるので、イメージセンサ２１の発熱に起因する第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の反りや撓み等の変形を抑制する効果をさらに高めることができる。
また、本実施形態によれば、カバー部材４０表面のデザインを様々に変更させることができ、より容易にカメラ２全体としての意匠性を高めることができる。
本実施形態によれば、例えば、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のレンズ開口幅Ｄ１や曲率半径Ｒの異なるレンズシートユニット１０を備えたカバー部材４０を複数用意し、カバー部材４０を付け替えることにより、イメージセンサ２１に対するレンズシートユニット１０を交換でき、画角や、被写界深度の異なる画像を撮影することができる。
また、本実施形態によれば、レンズシートユニット１０がカバー部材４０と一体であるので、カメラ２の筐体３０の更なる薄型化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、レンズシートユニット１０がカバー部材４０と一体であるので、イメージセンサ２１の発熱に起因する第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の反りや撓み等の変形を抑制する効果をさらに高めることができる。
また、本実施形態によれば、カバー部材４０表面のデザインを様々に変更させることができ、より容易にカメラ２全体としての意匠性を高めることができる。
（レンズシートユニット１０の他の実施形態）
以下、レンズシートユニット１０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及び第２レンズシート１２のレンズ形状面１１ａ，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１０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、保護シート１３は省略している。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、一体に積層されている、もしくは、近接して配置されているものとする。
図８に示すように、レンズシートユニット１０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２１側（−Ｚ側）であるかは、適宜選択できる。
以下、レンズシートユニット１０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及び第２レンズシート１２のレンズ形状面１１ａ，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１０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、保護シート１３は省略している。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、一体に積層されている、もしくは、近接して配置されているものとする。
図８に示すように、レンズシートユニット１０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２１側（−Ｚ側）であるかは、適宜選択できる。
図８（ａ）に示すように、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、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。
また、図８（ｂ）に示すように、レンズシートユニット１０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。
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。
また、図８（ｂ）に示すように、レンズシートユニット１０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。
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。
また、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し、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。
また、図８（ｃ）に示す形態の場合、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。
上述のような形態のレンズシートユニット１０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。
上述のような形態のレンズシートユニット１０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。
＜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１０は、第１レンズシート１１の光透過部１１１が左右方向（Ｘ方向）に配列され、第２レンズシート１２の光透過部１２１が上下方向（Ｙ方向）に配列される形態としてもよい。
レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１１の光透過部１１１が左右方向（Ｘ方向）に配列され、第２レンズシート１２の光透過部１２１が上下方向（Ｙ方向）に配列される形態としてもよい。
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１０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。
これにより、保護シート１３、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２を一体に積層してレンズシートユニット１０として撮像モジュール２０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１０及び撮像モジュール２０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。
これにより、保護シート１３、第１レンズシート１１、第２レンズシート１２を一体に積層してレンズシートユニット１０として撮像モジュール２０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１０及び撮像モジュール２０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。
＜レンズシートユニット１０のイメージセンサ２１側の面について＞
前述の図２，図３及び図８（ａ）に示すように、第２レンズシート１２のイメージセンサ２１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２１の受光面の傷つきを防止したり、イメージセンサ２１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、第２レンズシート１２とイメージセンサ２１との間にスペーサを配置する等して、イメージセンサ２１と第２レンズシート１２との光学密着やイメージセンサ２１の受光面の傷付き等を防止してもよい。
前述の図２，図３及び図８（ａ）に示すように、第２レンズシート１２のイメージセンサ２１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２１の受光面の傷つきを防止したり、イメージセンサ２１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、第２レンズシート１２とイメージセンサ２１との間にスペーサを配置する等して、イメージセンサ２１と第２レンズシート１２との光学密着やイメージセンサ２１の受光面の傷付き等を防止してもよい。
＜各レンズシートの光透過部１１１，１２１の配列方向とイメージセンサ２１の画素の配列方向について＞
図９は、レンズシートユニット１０の各光透過部１１１，１２１の配列方向とイメージセンサ２１の画素の配列方向との関係を示す図である。
前述の第１実施形態及び第２実施形態等では、図９（ａ）に示すように、イメージセンサ２１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。
図９は、レンズシートユニット１０の各光透過部１１１，１２１の配列方向とイメージセンサ２１の画素の配列方向との関係を示す図である。
前述の第１実施形態及び第２実施形態等では、図９（ａ）に示すように、イメージセンサ２１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。
しかし、これに限らず、図９（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２１とレンズシートユニット１０（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９（ｂ）では、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２は、それぞれ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、それぞれ角度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。
なお、図９（ｂ）では、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２は、それぞれ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、それぞれ角度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。
（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）各実施形態において、カメラ１，２は、筐体３０をカメラ本体の筐体とする一般的なカメラとしてもよい。この場合、カメラ１，２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。
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）各実施形態において、カメラ１，２は、筐体３０をカメラ本体の筐体とする一般的なカメラとしてもよい。この場合、カメラ１，２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。
（２）各実施形態において、保護シート１３と第１レンズシート１１とが接合層により接合される例を示したが、これに限らず、例えば、保護シート１３と第１レンズシート１１とは接合されず、一体に積層されている形態としてもよい。
このとき、保護シート１３と第１レンズシート１１（光透過部１１１）との界面での光の反射による光量低下を抑制する観点から、保護シート１３の屈折率Ｎ３と第１レンズシート１１の光透過部１１１の屈折率Ｎ１とは、等しい、もしくは、屈折率差ができる限り小さいことが好ましい。
また、光学密着を抑制する観点から、保護シート１３の第１レンズシート１１側の面、もしくは、第１レンズシート１１の裏面１１ｂを、微細な凹凸形状を有するマット面とすることが好ましい。
また、光学密着を抑制する観点から、保護シート１３と第１レンズシート１１との間にスペーサを配置する等して空気層（エアギャップ）を有する形態としてもよい。この場合、界面での光の反射による光量低下を抑制するために、第１レンズシート１１の裏面１１ｂ表面に反射防止層を形成することが好ましい。
このとき、保護シート１３と第１レンズシート１１（光透過部１１１）との界面での光の反射による光量低下を抑制する観点から、保護シート１３の屈折率Ｎ３と第１レンズシート１１の光透過部１１１の屈折率Ｎ１とは、等しい、もしくは、屈折率差ができる限り小さいことが好ましい。
また、光学密着を抑制する観点から、保護シート１３の第１レンズシート１１側の面、もしくは、第１レンズシート１１の裏面１１ｂを、微細な凹凸形状を有するマット面とすることが好ましい。
また、光学密着を抑制する観点から、保護シート１３と第１レンズシート１１との間にスペーサを配置する等して空気層（エアギャップ）を有する形態としてもよい。この場合、界面での光の反射による光量低下を抑制するために、第１レンズシート１１の裏面１１ｂ表面に反射防止層を形成することが好ましい。
また、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが、接合層により一体に接合された形態としてもよい。このとき、接合層は、例えば、シートの有効部分（光が透過する領域）以外の領域や、光学的に影響の小さい領域（例えば、四隅の角部分）等や、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ように設けられた領域等に形成することが、良好な画像を得る観点から好ましい。
このような形態に用いられる接合層は、前述のように、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。また、界面での光の反射による光量の低下を抑制する観点から、この接合層の屈折率Ｎ５と、第１レンズシート１１の光透過部１１１の屈折率Ｎ１と、第２レンズシート１２の光透過部１２１の屈折率Ｎ２とが等しい、もしくは、屈折率差ができる限り小さいことが好ましい。
このような形態に用いられる接合層は、前述のように、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。また、界面での光の反射による光量の低下を抑制する観点から、この接合層の屈折率Ｎ５と、第１レンズシート１１の光透過部１１１の屈折率Ｎ１と、第２レンズシート１２の光透過部１２１の屈折率Ｎ２とが等しい、もしくは、屈折率差ができる限り小さいことが好ましい。
また、イメージセンサ２１の発熱による第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の反り等の変形を抑制する観点から、この接合層は、耐熱性を有していてもよい。
このような接合層としては、エポキシ樹脂製、ウレタン樹脂製等の粘着剤、接着剤を用いて形成することが好適である。
なお、接合層は、その屈折率Ｎ５が、光透過部１１１の屈折率Ｎ１及び光透過部１２１の屈折率Ｎ２よりも小さいものも適用可能である。このような接合層としては、例えば、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。
さらに、レンズシートユニット１０は、上述の各接合層により、保護シート１３と第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが一体に接合された形態としてもよい。
このような接合層としては、エポキシ樹脂製、ウレタン樹脂製等の粘着剤、接着剤を用いて形成することが好適である。
なお、接合層は、その屈折率Ｎ５が、光透過部１１１の屈折率Ｎ１及び光透過部１２１の屈折率Ｎ２よりも小さいものも適用可能である。このような接合層としては、例えば、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。
さらに、レンズシートユニット１０は、上述の各接合層により、保護シート１３と第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが一体に接合された形態としてもよい。
（３）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。
（４）第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、光透過部１１１，１２１よりも裏面１１ｂ，１２ｂ側に基材層を備える形態としてもよい。この基材層は、光透過性を有する樹脂製のシート状の部材であり、光透過部１１１，１２１を紫外線成形等で形成する際に、基材（ベース）となる部材である。
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、光吸収部１１３，１２３の裏面側端部から裏面までの厚みが小さい方が好ましい。従って、表面に剥離性を有する基材層を用い、基材層上に光透過部１１１，１２１及び光吸収部１１３，１２３を成形後に、基材層を剥離することが好ましい。しかし、基材層が十分に薄い場合等には、基材層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。
また、基材層が剥離性を有していない場合には、基材層に相当する部分を削る等により、光吸収部１１３，１２３の裏面側端部から裏面までの厚みを薄くしてもよい。
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、光吸収部１１３，１２３の裏面側端部から裏面までの厚みが小さい方が好ましい。従って、表面に剥離性を有する基材層を用い、基材層上に光透過部１１１，１２１及び光吸収部１１３，１２３を成形後に、基材層を剥離することが好ましい。しかし、基材層が十分に薄い場合等には、基材層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。
また、基材層が剥離性を有していない場合には、基材層に相当する部分を削る等により、光吸収部１１３，１２３の裏面側端部から裏面までの厚みを薄くしてもよい。
（５）レンズシートユニット１０は、保護シート１３よりもイメージセンサ２１側に、図１０に示すようなレンズシート１５を備える形態としてもよい。
図１０は、レンズシートユニット１０の変形形態を示す図である。
レンズシート１５は、１枚のシート状の基材層１５１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。このレンズシート１５は、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが、基材層１５１の両面にそれぞれ一体に形成された形態に等しい。
この基材層１５１は、樹脂製のシート状の部材であり、光透過性を有している。このような基材層１５１としては、ＰＥＴ樹脂やトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）製のシート状の部材等が挙げられる。
また、この基材層１５１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。
図１０は、レンズシートユニット１０の変形形態を示す図である。
レンズシート１５は、１枚のシート状の基材層１５１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。このレンズシート１５は、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とが、基材層１５１の両面にそれぞれ一体に形成された形態に等しい。
この基材層１５１は、樹脂製のシート状の部材であり、光透過性を有している。このような基材層１５１としては、ＰＥＴ樹脂やトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）製のシート状の部材等が挙げられる。
また、この基材層１５１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。
（６）レンズシートユニット１０は、保護シート１３よりもイメージセンサ２１側（−Ｚ側）に、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Ｒ１１，Ｒ１２に対して、それぞれ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２１側（−Ｚ側）であってもよい。
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Ｒ１１，Ｒ１２に対して、それぞれ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２１側（−Ｚ側）であってもよい。
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Ｒ１１，Ｒ１２に対して、それぞれ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それぞれ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２１側（−Ｚ側）であってもよい。
なお、レンズシートユニット１０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、保護シート１３よりもイメージセンサ２１側に位置するのであれば、特に限定しない。
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２１側（−Ｚ側）であってもよい。
なお、レンズシートユニット１０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、保護シート１３よりもイメージセンサ２１側に位置するのであれば、特に限定しない。
（７）各実施形態において、保護シート１３がその被写体側の面に赤外線遮蔽層を備える例を示したが、これに限らず、例えば、赤外線を遮蔽する機能を有する別体のフィルタ等を、保護シート１３と第１レンズシート１１との間に配置する形態としてもよい。
また、第１レンズシート１１が光透過部１１１よりも裏面１１ｂ側に赤外線遮蔽層を有する形態としてもよいし、第２レンズシート１２が光透過部１２１よりも裏面１２ｂ側に赤外線遮蔽層を備える形態としてもよい。
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２１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２１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。また、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２との間の距離が広がることも好ましくない。
従って、上述の各実施形態においては、保護シート１３の被写体側の面に赤外線遮蔽層を形成する形態とした。
なお、第１レンズシート１１と保護シート１３とが接合される形態とする場合、この接合層が、波長域７００〜１１００ｎｍの光を吸収する赤外線吸収剤を含有する等して、赤外線遮蔽層としての機能を果たす形態としてもよい。
また、第１レンズシート１１が光透過部１１１よりも裏面１１ｂ側に赤外線遮蔽層を有する形態としてもよいし、第２レンズシート１２が光透過部１２１よりも裏面１２ｂ側に赤外線遮蔽層を備える形態としてもよい。
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２１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２１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。また、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２との間の距離が広がることも好ましくない。
従って、上述の各実施形態においては、保護シート１３の被写体側の面に赤外線遮蔽層を形成する形態とした。
なお、第１レンズシート１１と保護シート１３とが接合される形態とする場合、この接合層が、波長域７００〜１１００ｎｍの光を吸収する赤外線吸収剤を含有する等して、赤外線遮蔽層としての機能を果たす形態としてもよい。
（８）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。
（９）各実施形態において、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。
（１０）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１０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。
また、レンズシートユニット１０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。
（１１）イメージセンサ２１の受光面の大きさは、撮像モジュール２０が用いられるカメラ１，２及び携帯端末の大きさや、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２１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搭載される場合には横×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）等に搭載される場合には、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２１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１，２の性能向上を図ってもよい。
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２１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１，２の性能向上を図ってもよい。
なお、各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、上述の各実施形態等によって限定されることはない。
１，２ カメラ
１０ レンズシートユニット
１１ 第１レンズシート
１２ 第２レンズシート
１１１，１２１ 光透過部
１１２，１２２ 単位レンズ形状
１１３，１２３ 光吸収部
１３ 保護シート
２０ 撮像モジュール
２１ イメージセンサ
３０ 筐体
３１ 開口部
４０ カバー部材
４１ 窓部
１０ レンズシートユニット
１１ 第１レンズシート
１２ 第２レンズシート
１１１，１２１ 光透過部
１１２，１２２ 単位レンズ形状
１１３，１２３ 光吸収部
１３ 保護シート
２０ 撮像モジュール
２１ イメージセンサ
３０ 筐体
３１ 開口部
４０ カバー部材
４１ 窓部
Claims (7)
- 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と、
前記撮像素子部よりも被写体側に配置されるレンズシートユニットと、
を備える撮像モジュールであって、
前記レンズシートユニットは、
片面に光学形状が形成された第１光学形状面を有する第１レンズシートと、
前記第１レンズシートよりも光の出射側である撮像素子部側に配置され、片面に光学形状が形成された第２光学形状面を有する第２レンズシートと、
前記第１レンズシートよりも光の入射側である被写体側に配置され、撮影時に最も被写体側に位置する光学部材であり、その厚みが１００〜１０００μｍであって前記第１レンズシート及び前記第２レンズシートよりも厚みが大きく、前記第１レンズシート及び前記第２レンズシートを保護する保護シートと、
を備え、
前記第１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、前記第１光学形状面側に凸状の第１単位レンズ形状を有する第１光透過部と、
前記第１光透過部と交互に配列され、前記第１光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第１レンズシートの厚み方向に沿って、前記第１単位レンズ形状側から反対側である前記第１レンズシートの裏面側へ延びる第１光吸収部と、
を備え、
前記第２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、前記第２光学形状面側に凸状の第２単位レンズ形状を有する第２光透過部と、
前記第２光透過部と交互に配列され、前記第２光透過部の長手方向に延在し、かつ、前記第２レンズシートの厚み方向に沿って、前記第２単位レンズ形状側から反対側である前記第２レンズシートの裏面側へ延びる第２光吸収部と、
を備え、
前記第１光学形状面は、前記第１レンズシートの光の出射側である撮像素子部側の面に形成され、前記第２光学形状面は、前記第２レンズシートの光の入射側である被写体側の面に形成され、
シート面の法線方向から見て、前記第１光透過部の配列方向と、前記第２光透過部の配列方向とは、角度αをなして交差し、
前記第１レンズシートと前記第２レンズシートと前記保護シートとは、一体に積層されていること、
を特徴する撮像モジュール。 - 請求項１に記載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。 - 請求項１又は請求項２に記載の撮像モジュールにおいて、
前記レンズシートユニットは、７００〜１１００ｎｍの波長域の光を遮蔽する層を有すること、
を特徴とする撮像モジュール。 - 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の撮像モジュールにおいて、
前記各光透過部の屈折率Ｎ１と前記各光吸収部の屈折率Ｎ２とは、Ｎ１≦Ｎ２を満たすこと、
を特徴とする撮像モジュール。 - 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の撮像モジュールにおいて、
前記各光吸収部と前記各光透過部との界面が、前記各レンズシートの厚み方向となす角度θは、０°≦θ≦１０°を満たすこと、
を特徴とする撮像モジュール。 - 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の撮像モジュールを備える撮像装置であって、
該撮像装置の筐体に、前記撮像モジュールへ光を入射させる開口部が形成され、
前記撮像素子部は、前記筐体内において前記開口部に近接して配置され、
前記レンズシートユニットは、前記開口部に配置されていること、
を特徴とする撮像装置。 - 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の撮像モジュールを備える撮像装置であって、
該撮像装置の筐体に、前記撮像モジュールへ光を入射させる開口部が形成され、
少なくとも前記開口部及び前記開口部周辺を被覆し、前記筐体に対して着脱可能であり、前記開口部に対応する位置に窓部を有するカバー部材を備え、
前記撮像素子部は、前記筐体内において前記開口部に近接して配置され、
前記レンズシートユニットは、前記窓部に設けられること、
を特徴とする撮像装置。
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