JP6750216B2

JP6750216B2 - Imaging module, imaging device

Info

Publication number: JP6750216B2
Application number: JP2015249452A
Authority: JP
Inventors: 一樹播戸
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2020-09-02
Anticipated expiration: 2035-12-22
Also published as: JP2017116633A

Description

本発明は、レンズシートと、これを備える撮像モジュール及び撮像装置とに関するものである。 The present invention relates to a lens sheet, and an imaging module and an imaging device including the lens sheet.

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、様々な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（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, various developments such as improvement of image quality have been made in cameras provided in mobile terminals such as smartphones and tablets (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 (for example, see Patent Document 1). ..

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所定の焦点距離や被写界深度に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 (for example, see 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. Can be performed to change to a predetermined focal length or depth of field.

特開２０１５−９９３４５号公報JP, 2005-99345, A 特表２０１５−５２０９９２号公報Japanese Patent Publication No. 2015-520992

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。
また、携帯端末用カメラに対する、画質や撮影機能の向上等は、常に要求されることである。 In a mobile terminal camera, lens aberration correction or the like is necessary to capture a high-quality image. Therefore, the camera for mobile terminals uses an imaging lens composed of a plurality of lenses. However, since this imaging lens is composed of a plurality of lenses, the imaging lens occupies about 80% (about 4 mm) of the total camera thickness (about 5 to 7 mm). Therefore, in the camera for a mobile terminal, it is a major issue to achieve both high-quality image shooting and thinning.
Further, improvement of image quality and photographing function of a camera for a mobile terminal is always required.

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 image pickup lens and 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.

本発明の課題は、撮像モジュール及び撮像装置を薄型化することができるレンズシート、及び、これ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。 An object of the present invention is to provide a lens sheet capable of reducing the thickness of an imaging module and an imaging device, an imaging module including the lens sheet, and an imaging device.

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（１０）において撮像素子部（１４）よりも光の入射側に配置されるレンズシート（１１）であって、シート面に沿って複数の方向に配列され、光の入射側の面に凸状の単位レンズ形状（１１２）を有する光透過部（１１１）と、互いに隣り合う前記光透過部間に、各前記光透過部を囲むようにして設けられ、該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の面（１１ａ）から反対側である該レンズシートの裏面（１１ｂ）側に延びる光吸収部（１１３）と、を備えるレンズシートである。
第２の発明は、第１の発明のレンズシート（１１）において、前記単位レンズ形状（１１２）は、シート面の法線方向（Ｚ方向）から見た形状が円形状に形成されていること、を特徴とするレンズシートである。
第３の発明は、第１の発明のレンズシート（１１）において、前記単位レンズ形状（１１２）は、シート面の法線方向（Ｚ方向）から見た形状が矩形状に形成されていること、を特徴とするレンズシートである。
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（１１）において、前記光透過部（１１１）の屈折率Ｎ１と前記光吸収部（１１３）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である。
第５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、第１の発明から第４の発明までのいずれかの前記レンズシート（１１）とを備え、前記レンズシートは、その裏面（１１ｂ）が前記撮像素子部と対向するようにして配置されること、を特徴とする撮像モジュール（１０）である。
第６の発明は、第５の発明の撮像モジュール（１０）において、前記レンズシート（１１）と、前記撮像素子部（１４）との間に、第１の発明から第４の発明までのいずれかの第２のレンズシート（１２）を更に備えること、を特徴とする撮像モジュールである。
第７の発明は、第５の発明又は第６の発明の撮像モジュール（１０）を備える撮像装置（１）である。 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.
A first aspect of the present invention is a lens sheet (11) arranged on a light incident side of an image pickup device section (14) in an image pickup module (10), the lens sheet (11) being arranged in a plurality of directions along a sheet surface. Is provided between the light transmitting portions (111) having a convex unit lens shape (112) on the incident side surface and the light transmitting portions adjacent to each other so as to surround the light transmitting portions. A lens sheet comprising a light absorbing portion (113) extending along the thickness direction from the surface (11a) on the unit lens shape side to the opposite side (11b) of the lens sheet.
A second aspect of the present invention is the lens sheet (11) of the first aspect, wherein the unit lens shape (112) is formed in a circular shape when viewed from the direction normal to the sheet surface (Z direction). The lens sheet is characterized by:
A third aspect of the present invention is the lens sheet (11) of the first aspect, wherein the unit lens shape (112) is formed in a rectangular shape when viewed from the direction normal to the sheet surface (Z direction). The lens sheet is characterized by:
A fourth invention is the lens sheet (11) according to any one of the first invention to the third invention, wherein the light-transmitting portion (111) has a refractive index N1 and the light-absorbing portion (113) has a refractive index N2. Is a lens sheet characterized by satisfying N1≦N2.
A fifth aspect of the invention is the image pickup device section (14) in which a plurality of pixels for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged, and the image pickup device section is arranged closer to the light incident side than the image pickup device section. To the fourth invention, the lens sheet is arranged so that the back surface (11b) of the lens sheet faces the image pickup device section. It is an imaging module (10).
A sixth invention is the imaging module (10) of the fifth invention, wherein any one of the first invention to the fourth invention is provided between the lens sheet (11) and the imaging element section (14). The image pickup module further comprises a second lens sheet (12).
A seventh invention is an imaging device (1) including the imaging module (10) of the fifth invention or the sixth 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することができるレンズシート、及び、これを備える撮像モジュール、撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lens sheet capable of reducing the thickness of an image pickup module and an image pickup apparatus, and an image pickup module and an image pickup apparatus including the lens sheet.

実施形態のカメラ１を説明する図である。It is a figure explaining the camera 1 of embodiment. 実施形態の撮像モジュール１０を説明する図である。It is a figure explaining the imaging module 10 of embodiment. 実施形態のレンズシート１１の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of the lens sheet 11 of embodiment. 実施形態のレンズシート１１の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of the lens sheet 11 of embodiment. 実施形態のレンズシート１１の製造に用いる金型の製造方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the manufacturing method of the metal mold|die used for manufacture of the lens sheet 11 of embodiment. 実施形態のレンズシート１１の製造方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the manufacturing method of the lens sheet 11 of embodiment. 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。It is a figure explaining the mode of image formation on the light-receiving surface of the image sensor 14 of the imaging module 10 of embodiment. レンズシート１１の別な形態を示す図である。It is a figure which shows another form of the lens sheet 11. 撮像モジュール１０の別な形態を示す図である。It is a figure which shows another form of the imaging module 10. 単位レンズ形状１１２の別な形態を示す図である。It is a figure which shows another form of the unit lens shape 112.

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. 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 a shape or a geometric condition, for example, terms such as parallel and orthogonal, mean that in addition to strict meaning, they have the same optical function and can be regarded as parallel and orthogonal. It also includes the state with the 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２（ａ）は、撮像モジュールの正面側（光が入射する側）から見た正面図であり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、それぞれ、図２（ａ）のｂ部断面図、ｃ部断面図である。図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示す各断面図は、光透過部の配列方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に平行であって、厚み方向から見て互いに隣り合う光透過部の中心部を通り、レンズシートの厚み方向に平行な面における断面形状を示している。 (Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a camera 1 of this embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating the imaging module 10 of this embodiment. 2A is a front view seen from the front side (the side on which light is incident) of the image pickup module, and FIGS. 2B and 2C are portions b of FIG. 2A, respectively. It is sectional drawing, c section sectional drawing. Each of the cross-sectional views shown in FIGS. 2B and 2C is parallel to the arrangement direction (X direction, Y direction) of the light transmitting portions and is the center of the light transmitting portions that are adjacent to each other when viewed from the thickness direction. The cross-sectional shape on a plane that passes through the section and is parallel to the thickness direction of the lens sheet is shown.

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、光軸Ｏの軸方向をＺ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。 In each of the following drawings including FIG. 1, an XYZ orthogonal coordinate system is appropriately provided and shown for easy understanding. In this coordinate system, when the photographer supports the imaging device 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. Direction, the axial direction of the optical axis O is the Z direction, the direction toward the left side (right side when viewed from the subject side) viewed from the photographer side is +X direction, the direction directed upward in the vertical direction is +Y direction, and the optical axis O direction. Is the Z direction, and the direction toward the subject side is the +Z direction.

カメラ１は、被写体を撮像することができる撮像装置である。
カメラ１は、図１に示すように、開口部２０を有する筐体３０内に、撮像モジュール１０を備えている。また、このカメラ１は、不図示の制御部、記憶部、シャッタ部、シャッタ駆動部等を備えている。
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へ取り込む部分である。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。 The camera 1 is an image pickup device capable of picking up an image of a subject.
As shown in FIG. 1, the camera 1 includes an image pickup module 10 in a housing 30 having an opening 20. The camera 1 also includes a control unit, a storage unit, a shutter unit, a shutter drive unit, and the like, which are not shown.
The opening 20 is a portion that takes in light from the subject side into the image pickup module 10 of the camera 1. A cover glass 21 is arranged in the opening 20 so as to cover the opening 20 in order to prevent foreign matter such as dust or dust from entering the imaging module 10.

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１１、接合層１５、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１１及びイメージセンサ１４は、矩形状の平板状の部材であり、その平板面の幾何学的中心に光軸Ｏが直交している。 The imaging module 10 of the present embodiment includes a lens sheet 11, a bonding layer 15, an image sensor 14 and the like in order from the light incident side (subject side, +Z side) along the optical axis O (Z direction). .. The image pickup module 10 picks up an image according to the output signal from the control unit.
The lens sheet 11 and the image sensor 14 are rectangular flat plate members, and the optical axis O is orthogonal to the geometric center of the flat plate surface.

図３は、本実施形態のレンズシート１１を説明する図である。図３（ａ）は、図２（ｂ）に示すレンズシート１１の断面（ＹＺ断面）の一部を拡大した拡大図であり、図３（ｂ）では、図３（ａ）に示す断面の一部をさらに拡大して示している。
図４は、本実施形態のレンズシート１１を説明する図である。図４（ａ）は、図２（ｃ）に示すレンズシート１１の断面（ＸＺ断面）の一部を拡大した拡大図であり、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。 FIG. 3 is a diagram illustrating the lens sheet 11 of this embodiment. FIG. 3A is an enlarged view of a part of the cross section (YZ cross section) of the lens sheet 11 shown in FIG. 2B. In FIG. 3B, the cross section shown in FIG. A part of the image is further enlarged.
FIG. 4 is a diagram illustrating the lens sheet 11 of this embodiment. FIG. 4A is an enlarged view of a part of the cross section (XZ cross section) of the lens sheet 11 shown in FIG. 2C, and in FIG. 4B, the cross section shown in FIG. A part of the image is further enlarged.

レンズシート１１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）に位置しており、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。
レンズシート１１は、図２（ａ）に示すように、シート面に沿ってＸ方向及びＹ方向に等間隔に配列される複数の光透過部１１１と、互いに隣り合う光透過部１１１間に、各光透過部１１１を囲むようにして設けられる光吸収部１１３とを備えている、いわゆるマイクロレンズアレイである。
光透過部１１１は、光を透過する透明部分であり、被写体側（＋Ｚ側）に、凸形状の単位レンズ形状１１２を有している、いわゆるマイクロレンズである。レンズシート１１の被写体側（＋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、レンズシート１１のイメージセンサ１４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 lens sheet 11 is located on the subject side (+Z side) of the image sensor 14 in the optical axis O direction (Z direction), and is joined to the subject side (+Z side) of the image sensor 14 by the joining layer 15. There is.
As shown in FIG. 2A, the lens sheet 11 includes a plurality of light transmitting portions 111 arranged at equal intervals along the sheet surface in the X direction and the Y direction, and between the light transmitting portions 111 adjacent to each other. This is a so-called microlens array including a light absorption portion 113 provided so as to surround each light transmission portion 111.
The light transmitting portion 111 is a transparent portion that transmits light, and is a so-called microlens having a convex unit lens shape 112 on the subject side (+Z side). The surface of the lens sheet 11 on the subject side (+Z side) is a lens-shaped surface 11a in which a plurality of unit lens shapes 112 are arranged. The back surface 11b, which is the surface of the lens sheet 11 on the image sensor 14 side (+Z side) (the surface opposite to the lens-shaped surface 11a), is substantially flat.

本実施形態の単位レンズ形状１１２は、略半球状の形状に形成されており、鉛直方向及び左右方向に対象な形状に形成されている。すなわち、単位レンズ形状１１２は、図３に示すＹＺ断面における断面形状と、図４に示すＸＺ断面における断面形状とが、円の一部形状（円弧形状）となっている。また、単位レンズ形状１１２（光透過部１１１）は、レンズシート１１のシート面の法線方向（Ｚ方向）から見た形状が円形状に形成されている。ここで、略半球状とは、半球だけでなく、球や、回転楕円体の一部形状を含む形状をいう。 The unit lens shape 112 of the present embodiment is formed in a substantially hemispherical shape, and has a symmetrical shape in the vertical direction and the left-right direction. That is, in the unit lens shape 112, the cross-sectional shape in the YZ cross section shown in FIG. 3 and the cross-sectional shape in the XZ cross section shown in FIG. 4 are partial circle shapes (arc shapes). Further, the unit lens shape 112 (light transmitting portion 111) is formed in a circular shape when viewed from the normal direction (Z direction) of the sheet surface of the lens sheet 11. Here, the substantially hemispherical shape means not only a hemisphere but also a sphere or a shape including a partial shape of a spheroid.

光透過部１１１の裏面１１ｂ側（イメージセンサ１４側、−Ｚ側）には、シート面に平行な方向に連続しているランド部１１４が形成されており、各光透過部１１１がランド部１１４に接合されている。
このランド部１１４は、光透過部１１１と同様に、光を透過する透明部分である。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。なお、本実施形態のランド部１１４は、光透過部１１１と一体に形成されている。 On the back surface 11b side (image sensor 14 side, -Z side) of the light transmitting portion 111, land portions 114 that are continuous in a direction parallel to the sheet surface are formed, and each light transmitting portion 111 is a land portion 114. Is joined to.
The land portion 114 is a transparent portion that transmits light, like the light transmitting portion 111. The land portion 114 is preferably as thin as possible. The thickness of the land portion 114 being 0 (that is, the land portion 114 does not exist) prevents stray light and the like, and provides a high quality image. Ideal from the point of view of serving. The land portion 114 of this embodiment is formed integrally with the light transmitting portion 111.

光透過部１１１及びランド部１１４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、１．３８〜１．６０程度である。
本実施形態の光透過部１１１及びランド部１１４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及びランド部１１４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及びランド部１１４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。 The light transmitting portion 111 and the land portion 114 are formed of a resin having a light transmitting property, and the refractive index N1 thereof is about 1.38 to 1.60.
The light transmission part 111 and the land part 114 of the present embodiment are formed by an ultraviolet molding method or the like using an ultraviolet curable resin such as urethane acrylate, polyester acrylate, or epoxy acrylate.
However, not limited to this, the light transmitting portion 111 and the land portion 114 may be formed of another ionizing radiation curable resin such as an electron beam curable resin. The light transmitting portion 111 and the land portion 114 may be formed by a hot melt extrusion molding method using a thermoplastic resin such as PET (polyethylene terephthalate) resin, or may be formed of glass.

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（ＭｇＦ_２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、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。
レンズシート１１のレンズ形状面１１ａは、光の入射面であるため、反射防止層を形成することにより、レンズシート１１と空気との界面となるレンズ形状面１１ａにおける反射を抑制し、入射光量の増加を図ることができる。 An antireflection layer (not shown) having an antireflection function is formed on the surface of the unit lens shape 112. This antireflection layer is formed by coating a material having an antireflection function (for example, magnesium fluoride (MgF ₂ ), silicon dioxide (SiO ₂ ), a fluorine-based optical coating agent, etc.) to a predetermined thickness. It
Since the lens-shaped surface 11a of the lens sheet 11 is a light-incident surface, by forming an antireflection layer, reflection on the lens-shaped surface 11a, which is an interface between the lens sheet 11 and air, is suppressed and the amount of incident light is reduced. Can increase.

光吸収部１１３は、光を吸収する作用を有する部分であり、互いに隣り合う光透過部１１１間に、各光透過部１１１を囲むようにして設けられている。光吸収部１１３は、レンズシート１１の厚み方向（Ｚ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から反対側の面（裏面１１ｂ）側に延びるようにして形成されている。
光吸収部１１３は、図３及び図４に示すように、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楔形形状、もしくは、矩形形状に形成されている。ここで、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形状をいう。 The light absorbing portion 113 is a portion having a function of absorbing light, and is provided between the light transmitting portions 111 adjacent to each other so as to surround each light transmitting portion 111. The light absorbing portion 113 is formed so as to extend along the thickness direction (Z direction) of the lens sheet 11 from the lens-shaped surface 11a on which the unit lens shape 112 is formed to the opposite surface (back surface 11b). There is.
As shown in FIGS. 3 and 4, the light absorbing portion 113 is formed in a wedge shape or a rectangular shape in a cross section parallel to the thickness direction (Z direction) of the lens sheet 11. Here, the wedge shape means a shape in which one end has a wide width and the width gradually narrows toward the other end, and includes a triangular shape, a trapezoidal shape, and the like.

本実施形態の光吸収部１１３は、図３及び図４に示すようなレンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）に平行な面における断面形状において、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等脚台形形状に形成されている。これに限らず、光吸収部１１３は、厚み方向（Ｚ方向）に平行な面における断面形状が、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。 In the light absorbing portion 113 of the present embodiment, in the cross-sectional shape in a plane parallel to the thickness direction (Z direction) of the lens sheet 11 as shown in FIGS. 3 and 4, the dimension on the lens shape surface 11a side is the back surface 11b side. It is formed in an isosceles trapezoidal shape that is larger than its size. Not limited to this, the light absorbing portion 113 may have a triangular cross-sectional shape in a plane parallel to the thickness direction (Z direction) with the back surface 11b side as an apex.
The light absorbing portion 113 has a function of absorbing stray light that travels toward the other adjacent light transmitting portion 111 among light traveling in the light transmitting portion 111.

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 light absorbing portion 113 is formed of a light absorbing material such as carbon black (hereinafter referred to as a light absorbing material), a resin containing the light absorbing material, or the like.
The light absorbing material used for the light absorbing portion 113 is preferably a particulate member having a function of absorbing light in the visible light region. Examples of such a member include metal salts such as carbon black, graphite, black iron oxide, pigments and dyes, resin particles colored with pigments and dyes, and the like.

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 ray curable resins such as urethane acrylate and epoxy acrylate, and ionizing radiation curable resins such as electron beam curable resin.
The light absorbing portion 113 of this embodiment is formed of an acrylic resin containing carbon black.

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 light absorption portion 113 is approximately 1.45 to 1.60. Further, the refractive index N2 of the light absorbing portion 113 is preferably N2≧N1 with respect to the refractive index N1 of the light transmitting portion 111. This is to prevent unnecessary light from reaching the image sensor 14 due to total reflection of light at the interface between the light absorbing portion 113 and the light transmitting portion 111.

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のレンズ開口径Ｄ１は、シート面の法線方向から見た場合の単位レンズ形状１１２の直径であり、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、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の最も凸となる頂部ｔ３までの寸法であり、約２〜４０μｍとすることが好ましい。
レンズシート１１の総厚さＴは、レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）において、単位レンズの頂部ｔ３から裏面１１ｂまでの寸法であり、約３０〜４８０μｍである。 The dimensions of each part of the lens sheet 11 are as follows.
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 unit lens shape 112 is preferably about 10 to 180 μm.
The lens aperture diameter D1 of the unit lens shape 112 is the diameter of the unit lens shape 112 when viewed from the direction normal to the sheet surface, and is preferably about 20 to 200 μm.
The lens height H1 of the unit lens shape 112 is a dimension from the surface on the lens shape surface 11a side of the light absorbing portion 113 to the most convex apex t3 of the unit lens shape 112 in the thickness direction (Z direction) of the lens sheet 11. And is preferably about 2 to 40 μm.
The total thickness T of the lens sheet 11 is the dimension from the top t3 of the unit lens to the back surface 11b in the thickness direction (Z direction) of the lens sheet 11, and is about 30 to 480 μm.

光吸収部１１３の幅Ｄ２は、レンズ形状面１１ａ側における最も狭い部分、すなわち、図３（ｂ）に示す断面における左右方向（Ｘ方向）の幅や、図４（ｂ）に示す断面における鉛直方向（Ｙ方向）の幅であり、約１〜３０μｍとすることが好ましい。
光吸収部１１３の高さＨ２は、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°≦θ≦１０°とすることが好ましい。角度θを上述の範囲内とすることにより、紫外線硬化樹脂の賦形による製造をする場合、金型からの離型が容易になる、という効果を奏することができる。また、レンズシート１１をイメージセンサ１４に貼り付けた場合において、光吸収部１１３の影となる部分減らし、イメージセンサ１４の有効画素数を多く保つため、楔形の光吸収部１１３の全体の幅Ｄ２を小さくするのが好ましく、なおかつ、光吸収部１１３の高さＨ２を高く設定する場合、光吸収部の上端と下端の幅の差を極力小さくした方が良いということがあるので、上述の範囲が好ましい。 The width D2 of the light absorbing portion 113 is the narrowest part on the lens-shaped surface 11a side, that is, the width in the left-right direction (X direction) in the cross section shown in FIG. 3B, and the vertical direction in the cross section shown in FIG. 4B. The width in the direction (Y direction) is preferably about 1 to 30 μm.
The height H2 of the light absorbing portion 113 is the dimension of the light absorbing portion 113 in the thickness direction (Z direction) of the lens sheet 11, and is preferably about 20 to 470 μm.
The angle θ formed by the interface between the light absorbing portion 113 and the light transmitting portion 111 with the normal to the sheet surface is preferably 0°≦θ≦10°. By setting the angle θ within the above range, it is possible to achieve an effect of facilitating the mold release from the mold when manufacturing the ultraviolet curable resin by shaping. Further, when the lens sheet 11 is attached to the image sensor 14, the entire width D2 of the wedge-shaped light absorbing portion 113 is reduced in order to reduce the shadowed portion of the light absorbing portion 113 and keep the number of effective pixels of the image sensor 14 large. Is preferable, and when the height H2 of the light absorbing portion 113 is set high, it may be better to minimize the difference between the widths of the upper end and the lower end of the light absorbing portion. Is preferred.

ランド厚Ｄ３は、ランド部１１４の厚さであり、レンズシート１１の厚み方向において、光吸収部１１３のイメージセンサ１４側の面からレンズシート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。
レンズシート１１は、上記寸法範囲で形成されることによって、その焦点距離が約２４〜３００μｍ（空気中の換算値）となる。 The land thickness D3 is the thickness of the land portion 114, and is the dimension from the surface of the light absorbing portion 113 on the image sensor 14 side to the back surface 11b of the lens sheet 11 in the thickness direction of the lens sheet 11, and is about 1 to 50 μm. That is, it is possible to prevent stray light and light that has entered a predetermined light transmitting portion 111 (unit lens shape 112) from advancing to the other adjacent light transmitting portion 111 (unit lens shape 112). From the viewpoint of
By forming the lens sheet 11 in the above size range, the focal length thereof is about 24 to 300 μm (converted value in air).

図５は、本実施形態のレンズシート１１の製造に用いられる成形型４０の製造方法の一例を説明する図である。図５（ａ）は、銅板に光透過部に対応する穴形状を作製する状態を示す図であり、図５（ｂ）は、穴形状が複数、銅板上に形成された成形型の平面図の一部拡大図である。
レンズシート１１の製造に用いられる成形型４０は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、銅板上に光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）に対応する未貫通の穴形状４１がドリルによって複数形成されることによって製造される。
ここで、ドリルは、その先端部が曲率半径Ｒの曲面状に形成され、また、その先端部の直径がレンズ開口径Ｄ１と同寸法に形成されている。また、ドリルの径は、先端部から離れるにつれて太くなるように形成されており、ドリルの周側面がドリルの回転軸に対して角度θで傾斜している。そのため、銅板に設けられる穴形状４１は、光透過部１１１に設けられる単位レンズ形状１１２の形状に対応した形状に形成されることとなる。 FIG. 5: is a figure explaining an example of the manufacturing method of the shaping die 40 used for manufacture of the lens sheet 11 of this embodiment. FIG. 5A is a diagram showing a state in which a hole shape corresponding to a light transmitting portion is formed in a copper plate, and FIG. 5B is a plan view of a molding die having a plurality of hole shapes formed on the copper plate. FIG.
As shown in FIGS. 5( a) and 5 (b ), the molding die 40 used for manufacturing the lens sheet 11 has an unpenetrated hole shape corresponding to the light transmitting portion 111 (unit lens shape 112) on the copper plate. It is manufactured by forming a plurality of 41 by a drill.
Here, the tip of the drill is formed into a curved surface having a radius of curvature R, and the diameter of the tip is formed to have the same dimension as the lens opening diameter D1. Further, the diameter of the drill is formed so that it becomes thicker as it goes away from the tip portion, and the peripheral side surface of the drill is inclined at an angle θ with respect to the rotation axis of the drill. Therefore, the hole shape 41 provided in the copper plate is formed in a shape corresponding to the shape of the unit lens shape 112 provided in the light transmitting portion 111.

図６は、本実施形態のレンズシート１１の製造方法の一例を説明する図である。
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。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing the lens sheet 11 of this embodiment.
An example of the manufacturing method of the lens sheet 11 is as follows.
First, as shown in FIG. 6A, a sheet-shaped member (hereinafter referred to as a base material layer) 51 for a base material made of PET resin or the like is prepared, and one side thereof is prepared as shown in FIG. 6B. Then, a melamine resin, an acrylic resin, or the like is applied and cured to form the release layer 52.

次に、上述の光透過部１１１に対応する穴形状４１が形成された成形型４０を用い、紫外線成形法により、図６（ｃ）に示すように、基材層５１の剥離層５２の上に、光透過部１１１を形成する。
次に、図６（ｄ）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（光吸収材を含有した液状のバインダ）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。ここで、光透過部１１１を囲むようにして光吸収部１１３を適正に形成する観点から、光吸収部１１３を形成する材料のワイピングは、複数の方向から行われるのが望ましい。
その後、所定の大きさに裁断して整え、図６（ｅ）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のレンズ形状面１１ａ（表面）に形成する等し、図６（ｆ）に示すように、レンズシート１１が形成される。 Next, as shown in FIG. 6C, by using the molding die 40 in which the hole shape 41 corresponding to the above-mentioned light transmission part 111 is formed, as shown in FIG. 6C, on the peeling layer 52 of the base material layer 51. Then, the light transmitting portion 111 is formed.
Next, as shown in FIG. 6D, a material (a liquid binder containing a light absorbing material) forming the light absorbing portion 113 is wiped (squeezed) in the groove portion between the light transmitting portions 111. Fill and cure to form the light absorbing portion 113. Here, from the viewpoint of properly forming the light absorbing portion 113 so as to surround the light transmitting portion 111, it is desirable that the wiping of the material forming the light absorbing portion 113 be performed from a plurality of directions.
Then, the base material layer 51 is peeled together with the peeling layer 52 as shown in FIG. Then, an antireflection layer (not shown) is formed on the lens-shaped surface 11a (front surface) of the unit lens shape 112, and the lens sheet 11 is formed as shown in FIG. 6(f).

レンズシート１１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及び光吸収部１１３を形成後に、基材層５１に相当する部分を削る等により、レンズシート１１を形成してもよい。
また、例えば、光吸収部１１３は、光透過部１１１間の溝部分に光吸収部１１３を形成する材料を、真空充填等により充填して形成されるようにしてもよいし、毛細管現象を利用した充填方法により形成されるようにしてもよい。 The manufacturing method of the lens sheet 11 is not limited to the above example, and can be appropriately selected according to the material used and the like.
For example, as the base material layer 51 and the release layer 52, general-purpose members in which the release layer is formed in advance on the base material layer may be used. In addition, the base material layer 51 is not limited to the above materials, and may be formed using triacetyl cellulose (TAC), polyester, polycarbonate (PC), polyurethane resin, polyacrylic resin, or the like, or a release layer. The material 52 is not limited to the above materials, and may be formed using a silicone material, a fluorine compound material, or the like.
Further, for example, the base material layer 51 does not have the peeling layer 52, and after forming the light transmitting portion 111 and the light absorbing portion 113, the lens sheet 11 is formed by, for example, cutting the portion corresponding to the base material layer 51. You may.
Further, for example, the light absorbing portion 113 may be formed by filling the groove portion between the light transmitting portions 111 with the material forming the light absorbing portion 113 by vacuum filling or the like, or by utilizing the capillary phenomenon. It may be formed by the filling method described above.

接合層１５は、レンズシート１１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、レンズシート１１及び接合層１５の界面における光の屈折を防止する観点から、レンズシート１１の光透過部１１１の屈折率Ｎ１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１１の反り等の変形を抑制する観点から、接合層１５は、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 bonding layer 15 is a layer that integrally bonds the lens sheet 11 and the image sensor 14.
The bonding layer 15 is formed of a pressure-sensitive adhesive or an adhesive and is light transmissive. The refractive index N3 of the bonding layer 15 is preferably equal to the refractive index N1 of the light transmitting portion 111 of the lens sheet 11 from the viewpoint of preventing refraction of light at the interface between the lens sheet 11 and the bonding layer 15.
Further, the image sensor 14 generates heat during driving, and the surface temperature rises to about 40°C. Therefore, from the viewpoint of suppressing deformation such as warpage of the lens sheet 11 due to heat generation of the image sensor 14, the bonding layer 15 preferably has heat resistance.
As such a bonding layer 15, a pressure-sensitive adhesive or adhesive made of epoxy resin, urethane resin, or the like is suitable.
The bonding layer 15 having a refractive index N3 smaller than the refractive index N1 of the light transmitting portion 111 is also applicable. Examples of such a bonding layer 15 include a silicone-based pressure-sensitive adhesive.

レンズシート１１を透過した光は、単位レンズ形状１１２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。
レンズシート１１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。 The light transmitted through the lens sheet 11 is condensed by the unit lens shape 112 so that the light receiving surface of the image sensor 14 to be described later becomes a focus. That is, the radius of curvature R and the refractive index N1 of the unit lens shape 112 are set so that the light receiving surface of the image sensor 14 becomes the focal point.
Optically, the lens sheet 11 is substantially equivalent to a state in which microlenses are arranged in a two-dimensional direction (X direction and Y direction) and a light shielding wall is formed between the microlenses.

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固体撮像素子である。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（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）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 image sensor 14 is a solid-state image sensor that converts light received by the light receiving surface into an electric signal and outputs the electric signal. The image sensor 14 has a plurality of pixels arranged in a two-dimensional direction, and each pixel can detect the intensity of light incident on the pixel.
The plurality of pixels forming the image sensor 14 are arranged in a two-dimensional direction on the object-side surface, which is the light-receiving surface of the image sensor 14. In the present embodiment, it is assumed that a plurality of pixels of the image sensor 14 are arranged in the horizontal direction and the vertical direction (X direction and Y direction).
As such an image sensor 14, for example, a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), or the like is preferably used.
In this embodiment, a CMOS is used as the image sensor 14.

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１１に入射する。このとき、レンズシート１１内を透過する光は、単位レンズ形状１１２の略球形の形状により集光される。また、レンズシート１１において、光透過部１１１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に入射して吸収される。そして、レンズシート１１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。
そして、イメージセンサ１４の受光面上には、このレンズシート１１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。 The light that has traveled from the opening 20 into the imaging module 10 enters the lens sheet 11. At this time, the light transmitted through the lens sheet 11 is condensed by the substantially spherical shape of the unit lens shape 112. Further, in the lens sheet 11, a part of the light traveling in the light transmitting portion 111 in a direction forming a large angle with respect to the optical axis O direction enters the light absorbing portion 113 and is absorbed. Then, the light transmitted through the lens sheet 11 is focused on the light receiving surface of the image sensor 14.
The images formed by the lens sheet 11 are formed on the light receiving surface of the image sensor 14 without overlapping.

本実施形態では、レンズシート１１に設けられた複数の単位レンズ形状１１２（光透過部１１１）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、対応する単位レンズ形状１１２（光透過部１１１）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を透過したかとの関係から、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 the present embodiment, a plurality of pixels of the image sensor 14 are arranged so as to correspond to a plurality of unit lens shapes 112 (light transmitting portions 111) provided on the lens sheet 11. Then, at the time of photographing, the light divided by the corresponding unit lens shape 112 (light transmitting portion 111) is incident on each pixel, and the intensity of the light is detected by each pixel. Further, the incident direction of the light incident on the pixel can be detected from the relationship between each pixel and the position on the XY plane through which the unit lens shape 112 is transmitted.
The information on the intensity and the incident direction of the incident light detected by each pixel, which is obtained by the image pickup module 10 at the time of photographing, is stored in the storage unit, and the control unit performs various calculations to obtain the focal length. It is also possible to generate as image data in which the depth of field or the like is changed (refocus processing is performed).

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（画素群）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。 FIG. 7 is a diagram illustrating a state of image formation on the light receiving surface of the image sensor 14 of the image pickup module 10 of the present embodiment.
Generally, in a light field camera, a plurality of pixels 141 (pixel groups) located within a predetermined area correspond to one microlens of a microlens array. Then, it is important that the image by each microlens is projected in a corresponding region as shown in FIG. 7A, for example.

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。 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 overlap, lights having different positions and angles on the subject surface 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 the partition sheet having the partition corresponding to the unit lens of the microlens array is used as a microsheet. It was necessary to prepare it separately from the image sensor side of the lens array.

しかし、本実施形態によれば、レンズシート１１の光吸収部１１３が、各光透過部１１１間に形成され、レンズシート１１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（画素群）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 light absorbing portion 113 of the lens sheet 11 is formed between the light transmitting portions 111 and extends in the thickness direction (Z direction) of the lens sheet 11, the imaging lens and the partition sheet. 7A, and as shown in FIG. 7A, the light condensed by the unit lens shape 112 is generated by the pixels 141 (pixels) in the corresponding area of the image sensor 14 without causing crosstalk. Group). Accordingly, the pixel 141 can output the information of the intensity of incident light and the incident direction with high accuracy.

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１１（マイクロレンズアレイ）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することができる。 From the above, according to the present embodiment, an imaging lens composed of a plurality of optical lenses is not required, and the thickness of the lens sheet 11 (microlens array) can be suppressed to about several tens to several hundreds of μm. The module 10 and the camera 1 can be made thin and lightweight. Further, since the image pickup lens is unnecessary, the production cost of the image pickup module 10 and the camera 1 can be reduced.

また、本実施形態によれば、レンズシート１１に光吸収部１１３が設けられているので、入射した光が、隣接する光透過部に入射してしまうのを抑制することができる。これにより、単位レンズ形状１１２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（画素群）に適正に入射させることができ、入射光の強度と入射方向の情報とを高精度で出力することができる。 Further, according to the present embodiment, since the light absorbing portion 113 is provided on the lens sheet 11, it is possible to prevent incident light from entering the adjacent light transmitting portions. Thereby, the light condensed by the unit lens shape 112 can be properly incident on the pixel 141 (pixel group) in the corresponding area of the image sensor 14, and the intensity of the incident light and the information on the incident direction can be improved. It can be output with accuracy.

更に、本実施形態によれば、レンズシート１１内に光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）に対応して光吸収部１１３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。これにより、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することができる。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、生産コスト低減することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, the light absorbing portion 113 is integrally formed in the lens sheet 11 so as to correspond to the light transmitting portion 111 (unit lens shape 112), so that the height of the partition sheet and the microlens array is increased. No need for precision alignment. As a result, it is possible to suppress a decrease in yield due to the positional deviation of the microlens array and the partition sheet. Moreover, since alignment is unnecessary, handling is facilitated, manufacturing can be facilitated, and production cost can be reduced.

また、本実施形態によれば、光透過部１１１のレンズ開口径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の数を増やすことも容易であり、かつ、光吸収部１１３が一体に形成されるので、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。 Further, according to the present embodiment, it is easy to reduce the lens aperture diameter D1 of the light transmitting portion 111 to increase the number of the unit lens shapes 112 arranged in the X direction and the Y direction, and the light absorbing portion. Since the 113 is integrally formed, the microlenses can be made finer and the spatial resolution of the image can be improved.

更に、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、被写体像を３次元にとらえることが可能となる。そのため、撮影された人物の顔などの認証機能の精度を向上させることができる。
また、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。 Further, the image pickup module 10 and the camera 1 of the present embodiment can also form a captured image in pan focus, can form captured images with various focal lengths and depths of field, and makes a subject image three-dimensional. It is possible to capture. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the authentication function of the face of the person who is photographed.
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１１の別な形態）
以下に、レンズシート１１の別な形態について説明する。
図８は、レンズシート１１の別な形態の一例を示す図である。図８（ａ）は、図３（ａ）に対応する断面図であり、図８（ｂ）は、図４（ａ）に対応する断面図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、レンズシート１１は、裏面１１ｂ側に基材層５１が一体に積層された形態としてもよい。 (Another form of the lens sheet 11)
Another form of the lens sheet 11 will be described below.
FIG. 8 is a diagram showing an example of another form of the lens sheet 11. 8A is a sectional view corresponding to FIG. 3A, and FIG. 8B is a sectional view corresponding to FIG. 4A.
As shown in FIGS. 8A and 8B, the lens sheet 11 may have a form in which the base material layer 51 is integrally laminated on the back surface 11b side.

レンズシート１１は、クロストーク等を抑制する観点から、ランド部１１４等のような光透過部がシート面に平行な方向に連続する領域（光吸収部１１３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、レンズシート１１のハンドリングが容易になる。 From the viewpoint of suppressing crosstalk, the lens sheet 11 has a thickness of a region (a portion where the light absorbing portion 113 is not formed) where a light transmitting portion such as the land portion 114 is continuous in a direction parallel to the sheet surface. Is preferably smaller. Therefore, when the base material layer 51 is thin enough to sufficiently suppress crosstalk and the like, the base material layer 51 may be used as a lens sheet as it is as described above. By providing such a base layer 51, the lens sheet 11 can be easily handled.

（撮像モジュール１０の別な形態）
図９は、撮像モジュールの別な形態を示す図である。
撮像モジュール１０は、図９に示すように、レンズシート１１とイメージセンサ１４との間に、レンズシート１１と同様な形態を有するレンズシート１２を更に設けるようにした形態としてもよい。例えば、レンズの収差の補正等が必要な場合に有効である。
この場合、レンズシート１２がイメージセンサ１４に対して接合層１５により接合される。レンズシート１２は、単位レンズ形状１２２が設けられるレンズ形状面１２ａを、レンズシート１１側に向くようにして配置されてもよく、また、イメージセンサ１４側を向くようにして配置されてもよい。また、レンズシート１２の単位レンズ形状１２２の各寸法は、レンズシート１１と同等にしてもよく、また相違するようにしてもよい。 (Another form of the imaging module 10)
FIG. 9 is a diagram showing another form of the image pickup module.
As shown in FIG. 9, the image pickup module 10 may have a configuration in which a lens sheet 12 having the same configuration as the lens sheet 11 is further provided between the lens sheet 11 and the image sensor 14. For example, it is effective when it is necessary to correct the aberration of the lens.
In this case, the lens sheet 12 is bonded to the image sensor 14 by the bonding layer 15. The lens sheet 12 may be arranged such that the lens-shaped surface 12a on which the unit lens shape 122 is provided faces the lens sheet 11 side or the image sensor 14 side. Further, each dimension of the unit lens shape 122 of the lens sheet 12 may be the same as or different from that of the lens sheet 11.

また、撮像モジュール１０は、レンズシート１１とイメージセンサ１４とを接合する接合層１５を備えず、レンズシート１１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１１、イメージセンサ１４は、それぞれ不図示の枠部材で支持され、所定の位置で固定される形態としてもよい。
このとき、レンズシート１１の裏面１１ｂ（イメージセンサ１４側（−Ｚ側）の面）が、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とレンズシート１１との光学密着を防止したりする観点から、裏面１１ｂ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、レンズシート１１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とレンズシート１１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。 In addition, the imaging module 10 does not include the bonding layer 15 that bonds the lens sheet 11 and the image sensor 14, and the lens sheet 11 is disposed in contact with the light receiving surface of the image sensor 14, and the lens sheet 11 and the image sensor 14 are Alternatively, each may be supported by a frame member (not shown) and fixed at a predetermined position.
At this time, the back surface 11b (the surface on the image sensor 14 side (−Z side)) of the lens sheet 11 prevents the light receiving surface of the image sensor 14 from being scratched or prevents the image sensor 14 and the lens sheet 11 from being in optical contact. From the standpoint of the effect, it is preferable that the back surface 11b be a matte surface on which fine irregularities are formed.
When the bonding layer 15 is not provided, a spacer is arranged between the lens sheet 11 and the image sensor 14 so that the image sensor 14 and the lens sheet 11 are optically adhered to each other or the light receiving surface of the image sensor 14 is damaged. Etc. may be prevented.

（単位レンズ形状１１２の別な形態）
図１０は、レンズシート１１の単位レンズ形状１１２の別な形態を示す図である。図１０（ａ）は、レンズシート１１の厚み方向の被写体側から見た正面図である。図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は、それぞれ図１０（ａ）のｂ部断面図、ｃ部断面図である。
単位レンズ形状１１２（光透過部１１１）は、図１０（ａ）に示すように、レンズシート１１のシート面の法線方向（Ｚ方向）から見た形状が矩形状（正方形状）に形成されるようにしてもよい。この場合、単位レンズ形状１１２は、被写体側（＋Ｚ側）に膨らんだ略四角錐形状に形成される。具体的には、単位レンズ形状１１２は、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、四角錐形状の角部（頂部や稜線）が面取りされ、曲面状に形成された形態となる。 (Another form of the unit lens shape 112)
FIG. 10 is a diagram showing another form of the unit lens shape 112 of the lens sheet 11. FIG. 10A is a front view seen from the subject side in the thickness direction of the lens sheet 11. FIG. 10B and FIG. 10C are a b section and a c section in FIG. 10A, respectively.
As shown in FIG. 10A, the unit lens shape 112 (light transmitting portion 111) is formed in a rectangular shape (square shape) when viewed from the normal direction (Z direction) of the sheet surface of the lens sheet 11. You may do it. In this case, the unit lens shape 112 is formed in a substantially quadrangular pyramid shape that bulges toward the subject side (+Z side). Specifically, as shown in FIGS. 10B and 10C, the unit lens shape 112 is formed into a curved shape by chamfering the corners (tops and ridges) of a quadrangular pyramid. Become.

このような形態としても、上述の図３等に示す単位レンズ形状と同様の効果を奏することができる。また、シート面の法線方向から見た形状を矩形状にすることで、上述の図２、図３等に示す形態に比して、レンズシート１１に対する光の入射面積を増やすことができ、光の利用効率を向上させることができる。
また、単位レンズ形状１１２（光透過部１１１）は、レンズシート１１のシート面の法線方向（Ｚ方向）から見た形状が多角形状となる略多角錐形状に形成され、その略多角錐形状がシート面の被写体側（＋Ｚ側）に膨らみ、角部（頂部や稜線）が面取りされた形態となるようにしてもよい。 Even in such a form, the same effect as the unit lens shape shown in FIG. 3 and the like can be obtained. Further, by making the shape of the sheet surface viewed from the normal direction to be rectangular, it is possible to increase the light incident area on the lens sheet 11 as compared with the above-described configurations shown in FIGS. The light utilization efficiency can be improved.
Further, the unit lens shape 112 (light transmitting portion 111) is formed in a substantially polygonal pyramid shape in which the shape viewed from the normal direction (Z direction) of the sheet surface of the lens sheet 11 is a polygonal shape, and the substantially polygonal pyramid shape is formed. May bulge toward the subject side (+Z side) of the sheet surface, and the corners (tops and ridges) may be chamfered.

（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）上述の実施形態において、撮像モジュール１０及びカメラ１は、レンズシート１１とイメージセンサ１４との間に、赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層が設けられるようにしてもよい。これにより、昼間撮影時において、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）を遮蔽することができ、良好な映像を撮影することができる。
なお、この場合、夜間撮影時において撮像モジュール１０に入射する赤外光が遮蔽されてしまうのを防ぐために、カメラ１には、赤外線遮蔽層を光軸Ｏ上から退避させる退避機構等を設ける必要がある。
また、赤外線遮蔽層は、例えば、レンズシート１１のレンズ形状面１１ａ側に配置されるようにしてもよく、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されるものでない。 (Variation)
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) In the above-described embodiment, the image pickup module 10 and the camera 1 may be provided with an infrared shielding layer that shields infrared rays between the lens sheet 11 and the image sensor 14. This makes it possible to shield infrared rays (particularly, near infrared rays having a wavelength range of 700 to 1100 μm) that cause noise in an image during daytime shooting, and to shoot a good image.
In this case, in order to prevent the infrared light incident on the imaging module 10 from being blocked during nighttime shooting, the camera 1 needs to be provided with a retracting mechanism for retracting the infrared shielding layer from the optical axis O. There is.
Further, the infrared shielding layer may be arranged, for example, on the lens-shaped surface 11a side of the lens sheet 11, and its position is not particularly limited as long as it is on the subject side of the image sensor 14.

更に、赤外線遮蔽層は、赤外線を吸収することにより遮蔽する場合、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））等が挙げられる。
また、赤外線遮蔽層は、赤外線を反射することにより遮蔽する場合、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。 Further, the infrared shielding layer is formed by, for example, coating an acrylic resin containing a material having an infrared absorbing property when shielding by absorbing infrared rays. Materials having infrared absorption properties include organic dye compounds (for example, cyanine compounds, phthalocyanine compounds, naphthoquinone compounds, diimmonium compounds, azo compounds), organic metal complex salts (for example, dithiol metal complexes, mercaptonaphthol metal complexes), inorganic materials ( Examples thereof include tin-doped indium oxide (ITO) and antimony-doped tin oxide (ATO).
When the infrared shielding layer shields by reflecting infrared rays, for example, a sputtering film of zinc oxide, titanium oxide, ITO, ATO, or the like, a vapor deposition film, etc. (a multilayer dielectric film of a high refractive index layer and a low refractive index layer) Etc.).

（２）上述の実施形態において、単位レンズ形状１１２（光透過部１１１）は、鉛直方向及び左右方向に複数が配列される、すなわち正方格子状に配置される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、単位レンズ形状１１２（光透過部１１１）は、シート面の法線方向（Ｚ方向）から見て、六方格子状や、長方格子状等に配置されるようにしてもよい。 (2) In the above embodiment, the unit lens shape 112 (light transmitting portion 111) is arranged in a plurality in the vertical direction and the left-right direction, that is, arranged in a square lattice, but is not limited to this. Not what is done. For example, the unit lens shapes 112 (light transmitting portions 111) may be arranged in a hexagonal lattice shape, a rectangular lattice shape, or the like when viewed from the normal line direction (Z direction) of the sheet surface.

（３）光透過部１１１と光吸収部１１３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。 (3) The interface between the light transmitting portion 111 and the light absorbing portion 113 may have a bent surface shape including a plurality of flat surfaces, or may have a configuration in which a plurality of flat surfaces and curved surfaces are combined.

（４）実施形態において、単位レンズ形状１１２の配列ピッチＰやレンズ開口径Ｄ１、曲率半径Ｒ等は、レンズシート１１の垂直方向（Ｙ方向）と左右方向（Ｘ方向）とにおいて同様である例を示したが、これに限定されるものでなく、垂直方向と左右方向で上記寸法が相違するようにしてもよい。 (4) In the embodiment, the arrangement pitch P of the unit lens shapes 112, the lens aperture diameter D1, the radius of curvature R, and the like are the same in the vertical direction (Y direction) and the horizontal direction (X direction) of the lens sheet 11. However, the present invention is not limited to this, and the dimensions may be different in the vertical direction and the left-right direction.

（５）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の性能等に応じて、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。 (5) The size of the light receiving surface of the image sensor 14 may be appropriately selected depending on the size of the mobile terminal, the camera, or the like in which the imaging module 10 is used, the desired image quality, the performance of the camera, or the like. The size of the light-receiving surface of the image sensor 14 is, for example, in the case of being used for a mobile terminal such as a smartphone, a horizontal×vertical size of 4.8×3.6 mm or 4.4×3.3 mm such as a camera ( When it is mainly used for a compact digital camera, etc., it may have a size of 6.2×4.7 mm, 7.5×5.6 mm and the like.
Further, by using the image sensor 14 having a large light receiving surface of, for example, 23.6×15.8 mm, 36×24 mm, 43.8×32.8 mm, the noise is reduced, the focal length to be acquired and the object to be photographed are reduced. The accuracy and the amount of information such as the depth of field may be improved to further improve the image quality and the performance of the camera.

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レンズシート
１１１光透過部
１１２単位レンズ形状
１１３光吸収部
１４イメージセンサ
１５接合層
２０開口部
３０筐体
４０成形型
４１穴形状 1 Camera 10 Imaging Module 11 Lens Sheet 111 Light Transmitting Part 112 Unit Lens Shape 113 Light Absorbing Part 14 Image Sensor 15 Bonding Layer 20 Opening 30 Housing 40 Molding Mold 41 Hole Shape

Claims

An image sensor section in which a plurality of pixels for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged;
A lens sheet arranged on the light incident side of the image pickup device section,
The lens sheet is
The rear surface is arranged so as to face the image pickup device section,
A light transmitting portion arranged in a plurality of directions along the sheet surface and having a convex unit lens shape on the light incident side surface;
Between the light transmitting portions adjacent to each other, provided so as to surround each of the light transmitting portions, along the thickness direction of the lens sheet, from the surface of the unit lens shape side to the opposite side to the back surface side of the lens sheet. An extending light absorbing part,
Equipped with
The unit lens shape, the shape viewed from the direction normal to the sheet surface is formed in a circular shape,
A portion other than the unit lens shape of the light transmitting portion is formed in a circular cone shape,
The light absorbing portion is formed so as to cover the circular cone trapezoidal side surface of the light transmitting portion, and the side surface, the angle theta between the normal direction of the sheet surface is a theta ≦ 10 °,
The unit lens shape is arranged so as to correspond to a plurality of pixels of the image pickup device section ,
An imaging module characterized by .

The image pickup module according to claim 1,
The refractive index N1 of the light transmitting portion and the refractive index N2 of the light absorbing portion satisfy N1≦N2,
An imaging module characterized by.

The image pickup module according to claim 1 or 2 , wherein
A second lens sheet according to claim 1 or 2, further comprising a second lens sheet between the lens sheet and the image pickup device section.
An imaging module characterized by.

An image pickup apparatus comprising the image pickup module according to any one of claims 1 to 3 .