(57)【要約】【課題】強度をより向上させたレンズアレイを提供すること。【解決手段】撮像モジュールの撮像部よりも光の入射側に配置されるレンズアレイ５であって、光の入射側に凸形状となる複数の単位レンズ１１が、前記撮像部の受光面に沿って２次元的に配列されたレンズ部１０と、レンズ部１０の光の出射側に設けられ、受光面の法線方向から見た形状が各単位レンズ１１を囲むように区画された隔壁部２１ｄと、隔壁部２１ｄの各区画の内部に充填される光透過性材料層２２と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像モジュールの撮像部よりも光の入射側に配置されるレンズアレイであって、
光の入射側に凸形状となる複数の単位レンズが、前記撮像部の受光面に沿って２次元的に配列されたレンズ部と、
前記レンズ部の光の出射側に設けられ、受光面の法線方向から見た形状が各前記単位レンズを囲むように区画された隔壁部と、
前記隔壁部の各区画の内部に充填される光透過性材料層と、
を備えるレンズアレイ。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズアレイにおいて、
前記隔壁部は、複数の隔壁シートを重ね合わせた積層体である、
レンズアレイ。
【請求項３】
請求項２に記載のレンズアレイにおいて、
前記隔壁シートは、樹脂シートである、
レンズアレイ。
【請求項４】
請求項２に記載のレンズアレイにおいて、
前記隔壁シートは、金属シートである、
レンズアレイ。
【請求項５】
請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズアレイにおいて、
複数の前記隔壁シートのうちの少なくとも１つは、開口制御部を備える、
レンズアレイ。
【請求項６】
請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズアレイにおいて、
複数の前記隔壁シートのうちの少なくとも１つは、反射制御部を備える、
レンズアレイ。
【請求項７】
入射した光を電気信号に変換する複数の画素が２次元的に配列された撮像部と、
前記撮像部よりも光の入射側に配置される、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のレンズアレイと、
を備える撮像モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像モジュールを備える撮像装置。
【請求項９】
撮像モジュールの撮像部よりも光の入射側に配置されるレンズアレイの製造方法であって、
１層分の隔壁部を有する隔壁シートを作製する工程と、
複数枚の前記隔壁シートを重ね合わせて積層体を形成する工程と、
前記積層体において複数の前記隔壁部により厚さ方向に区画された隔壁部の内部に光透過性材料層を形成する工程と、
光の入射側に凸形状となる複数の単位レンズが２次元的に配列されたレンズ部を作製する工程と、
前記光透過性材料層が形成された前記積層体の光の入射側に前記レンズ部を貼り合わせる工程と、
含むレンズアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズアレイ、撮像モジュール、撮像装置及びレンズアレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮影後に焦点距離や被写界深度を変更できる複眼カメラが開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。この複眼カメラでは、イメージセンサ上に配置されたレンズアレイで入射光を分割することにより、複数の方向の光を撮影する。そして、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うことにより、画像の焦点距離や被写界深度を変更できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７２６６３号公報
【特許文献２】特開２００５−３５２３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した複眼カメラは、例えば、携帯端末、産業用機器等のカメラとして用いられることがあるため、レンズアレイの強度をより向上させることが求められている。
【０００５】
本発明の目的は、強度をより向上させたレンズアレイ、撮像モジュール、撮像装置及びレンズアレイの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、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。また、符号を付して説明した構成は、適宜に改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【０００７】
第１の発明は、撮像モジュール（４）の撮像部（６）よりも光の入射側に配置されるレンズアレイであって、光の入射側に凸形状となる複数の単位レンズ（１１）が、前記撮像部の受光面に沿って２次元的に配列されたレンズ部（１０）と、前記レンズ部の光の出射側に設けられ、受光面の法線方向から見た形状が各前記単位レンズを囲むように区画された隔壁部（２１ｄ）と、前記隔壁部の各区画の内部に充填される光透過性材料層（２２）と、を備えるレンズアレイ（５）に関する。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に係るレンズアレイにおいて、前記隔壁部は、複数の隔壁シート（２１１）を重ね合わせた積層体である。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明に係るレンズアレイにおいて、前記隔壁シートは、樹脂シートである。
【００１０】
第４の発明は、第２の発明に係るレンズアレイにおいて、前記隔壁シートは、金属シートである。
【００１１】
第５の発明は、第１から第４までのいずれかの発明に係るレンズアレイにおいて、複数の前記隔壁シートのうちの少なくとも１つは、開口制御部（２１１ａ）を備える。
【００１２】
第６の発明は、第２から第４までのいずれかの発明に係るレンズアレイにおいて、複数の前記隔壁シートのうちの少なくとも１つは、反射制御部（２１１ｂ）を備える。
【００１３】
第７の発明は、入射した光を電気信号に変換する複数の画素が２次元的に配列された撮像部（６）と、前記撮像部よりも光の入射側に配置される、第１から第６までのいずれかの発明に係るレンズアレイ（５）と、を備える撮像モジュール（４）に関する。
【００１４】
第８の発明は、第７の発明に係る撮像モジュールを備える撮像装置（１）に関する。
【００１５】
第９の発明は、撮像モジュールの撮像部よりも光の入射側に配置されるレンズアレイの製造方法であって、１層分の隔壁部を有する隔壁シートを作製する工程と、複数枚の前記隔壁シートを重ね合わせて積層体を形成する工程と、前記積層体において複数の前記隔壁部により厚さ方向に区画された隔壁部の内部に光透過性材料層を形成する工程と、光の入射側に凸形状となる複数の単位レンズが２次元的に配列されたレンズ部を作製する工程と、前記光透過性材料層が形成された前記積層体の光の入射側に前記レンズ部を貼り合わせる工程と、を含むレンズアレイの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１６】
本開示の一形態によれば、強度をより向上させたレンズアレイ、撮像モジュール、撮像装置及びレンズアレイの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態のカメラ１を説明する図である。
【図２】実施形態の撮像モジュール４を説明する図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】レンズアレイ５の断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、樹脂製の遮光隔壁シート２１１を用いて光制御部２０を製造する手順を示す図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｅ）は、金属製の遮光隔壁シート２１１を用いて光制御部２０を製造する手順を示す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、レンズアレイ５を製造する手順を示す図である。
【図８】（Ａ）は、開口制御部２１１ａを有する遮光隔壁部２１の断面図である。（Ｂ）は、開口制御部２１１ａを有する光制御部２０の断面図である。
【図９】（Ａ）は、反射制御部２１１ｂを有する遮光隔壁部２１の断面図である。（Ｂ）は、反射制御部２１１ｂを有する光制御部２０の断面図である。（Ｃ）は、他の形状の反射制御部２１１ｂを有する遮光隔壁部２１の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本開示の実施形態について説明する。なお、本明細書に添付した図面は、いずれも模式図であり、理解しやすさ等を考慮して、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更又は誇張している。また、図面においては、部材の断面を示すハッチングを適宜に省略する。
【００１９】
本明細書等において、形状、幾何学的条件、これらの程度を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「方向」等の用語については、その用語の厳密な意味に加えて、ほぼ平行、ほぼ直交等とみなせる程度の範囲、概ねその方向とみなせる範囲を含む。また、本明細書中において、シート面とは、シート状の部材であるレンズアレイ５、イメージセンサ６等において、そのシート全体として見たときの、シートの平面方向となる面を指すものとする。
なお、図面において、撮像モジュール４のシート面に平行であって、互いに直交する２方向をＸ（Ｘ１−Ｘ２）方向、Ｙ（Ｙ１−Ｙ２）方向とし、シート面と直交する方向をＺ（Ｚ１−Ｚ２）方向とする。
【００２０】
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４を説明する図である。
図３は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
図１に示すように、カメラ１は、開口部２を有する筐体３の内部に、撮像モジュール４を備える。カメラ１は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、産業用機器等の電子機器に搭載される撮像装置である。筐体３は、上述した電子機器の筐体に相当する。また、図示していないが、カメラ１は、制御部、記憶部等を備える。
【００２１】
開口部２は、被写体側からの光を、カメラ１の撮像モジュール４へ取り込む部分である。開口部２には、撮像モジュール４への埃、ゴミ等の異物の侵入を防止する等の観点から、開口部２を覆うカバーガラス２ａが設けられている。
撮像モジュール４は、光軸Ｏ（Ｚ方向）に沿って、光の入射側（被写体側、Ｚ１側）から順に、レンズアレイ５、接合層７、イメージセンサ（撮像部）６等を備える。撮像モジュール４は、前述した制御部（不図示）からの出力信号により、被写体を撮像する。
【００２２】
レンズアレイ５及びイメージセンサ６は、いずれも矩形状且つ平板状の部材であり、そのシート面の幾何学的中心に光軸Ｏが直交している。すなわち、光軸Ｏは、レンズアレイ５及びイメージセンサ６のシート面の法線方向と一致している。
レンズアレイ５は、光軸Ｏ方向において、イメージセンサ６よりも光の入射側（Ｚ１側）に配置されている。レンズアレイ５は、接合層７を介してイメージセンサ６の受光面（Ｚ１側の面）に接合されている。
【００２３】
レンズアレイ５は、図３に示すように、レンズ部１０、光制御部２０及び接着層３０を備える。
レンズ部１０は、図２に示すように、複数の単位レンズ１１により構成されている。各単位レンズ１１は、シート面に沿ってＸ方向及びＹ方向に正方格子状に配列している。これにより、各単位レンズ１１は、撮像モジュール４として構成された場合に、イメージセンサ６の受光面に沿って２次元的に配列されることになる。単位レンズ１１は、図３に示すように、光の入射側（Ｚ１側）に凸形状となる光学部材である。本実施形態の単位レンズ１１は、Ｘ−Ｚ断面において、略半球状に形成されている。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等を含む形状をいう。また、光の入射側に凸形状となる光学部材として、例えば、フレネルレンズを用いることもできる。
【００２４】
レンズ部１０は、光透過性を有する樹脂により構成される。具体的には、レンズ部１０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る。なお、レンズ部１０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、レンズ部１０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。
【００２５】
単位レンズ１１において、光の入射側（Ｚ１側）となる面には、反射防止機能を有する反射防止層（不図示）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として、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、フッ素系光学用コーティング剤等を所定の膜厚でコーティングする等により形成される。レンズアレイ５において。光の入射側となる面に反射防止層を形成することにより、レンズアレイ５と空気との界面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。
【００２６】
光制御部２０は、後述するように、入射した光のうち、クロストークの原因となる一部を吸収し、その他の光を透過させる機能を有する。光制御部２０は、図３に示すように、遮光隔壁部２１と、光透過性材料層２２と、を備える。
遮光隔壁部２１は、図２に示すように、受光面の法線方向から見た形状が、単位レンズ１１を囲むように格子状に区画された構造体である。以下、遮光隔壁部２１の一区画を「隔壁区画部２１ｄ」ともいう。遮光隔壁部２１は、図３に示すように、レンズアレイ５の厚さ方向（Ｚ方向）に沿って延在している。レンズ部１０の光の出射側（Ｚ２側）に遮光隔壁部２１（光制御部２０）を設けることにより、各単位レンズ１１が形成する像の一部が斜め方向から入射して、隣の画素領域（イメージセンサ６）に投影される、いわゆるクロストークと呼ばれる現象を抑制できる。
【００２７】
遮光隔壁部２１は、後述するように、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製の遮光隔壁シート２１１（後述）を複数枚重ね合わせることにより作製できる。
光吸収材としては、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。
【００２８】
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。遮光隔壁部２１を樹脂で構成する場合、その屈折率は、レンズ部１０、接着層３０及び光透過性材料層２２の屈折率と同じとすることが望ましい。これら各部の屈折率を同じとすることにより、光学的な設計が容易になる。また、これら各部を同じ材料で形成することにより、レンズ部１０と、光制御部２０（遮光隔壁部２１及び光透過性材料層２２）との密着性をより高めることができる。
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。
【００２９】
光制御部２０の厚みは、例えば、２０μｍ〜１０ｍｍである。
また、遮光隔壁部２１は、後述するように、ステンレス、鉄、銅等の薄板をエッチングすることにより得られた金属製の遮光隔壁シート２１１を複数枚重ね合わせることによっても作製できる。
上述のように、遮光隔壁部２１は、樹脂又は金属からなる複数の遮光隔壁シート２１１を重ね合わせた積層体として構成されている。
【００３０】
接着層３０は、レンズ部１０と、光制御部２０とを接着する層である。接着層３０としては、例えば、レンズ部１０と同じ種類の樹脂材料、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ）に用いられるアクリル系、ウレタン系、シリコン系等の樹脂材料、熱硬化性樹脂、二液硬化型樹脂等を用いることができる。前述したように、接着層３０の屈折率は、レンズ部１０及び遮光隔壁部２１を構成する樹脂の屈折率と同じとすることが望ましい。なお、レンズアレイ５の製造方法によっては、接着層３０を省略できる。例えば、光制御部２０の光の入射側（Ｚ１側）にレンズ部１０を直接成型すれば、レンズアレイ５において、接着層３０を省略できる。
【００３１】
図３に示すように、光透過性材料層（以下、「光透過層」ともいう）２２は、遮光隔壁部２１において、それぞれの隔壁区画部２１ｄの内部に充填される部材である。光透過層２２としては、例えば、レンズ部１０と同じ種類の樹脂材料を用いることができる。光透過層２２の屈折率は、遮光隔壁部２１と同じとすることが望ましい。光透過層２２の屈折率は、例えば、１．３８〜１．６０である。光透過層２２の屈折率を遮光隔壁部２１と同じとすることにより、遮光隔壁部２１の表面での光の反射を抑制できるため、イメージセンサ６において、より鮮明な画像を撮像できる。なお、光透過層２２の屈折率を、遮光隔壁部２１の屈折率よりも低くしても、ほぼ同様の効果が得られる。
【００３２】
隔壁区画部２１ｄに光透過層２２を充填することにより、隔壁区画部２１ｄの内部を空気で満たした構成に比べて、レンズアレイ５の強度をより向上させることができる。また、隔壁区画部２１ｄに光透過層２２を充填することにより、レンズ部１０を構成する単位レンズ１１の焦点距離を実質的に短くできるため、隔壁区画部２１ｄの内部を空気で満たした構成に比べて、レンズアレイ５をより薄くできる。
【００３３】
イメージセンサ６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。イメージセンサ６は、複数の画素ＰＸが２次元方向に配列されており、各画素ＰＸにおいて、その画素ＰＸに入射した光の強度が検出される。イメージセンサ６の受光面（Ｚ１側の面）には、接合層７を介してレンズアレイ５が接合されている（図１参照）。
【００３４】
イメージセンサ６を構成する複数の画素ＰＸは、イメージセンサ６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、図２に示すように、イメージセンサ６の画素ＰＸ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。なお、図２では、１つの単位レンズ１１に対応する複数の画素ＰＸの大きさを模式的に示している。また、以下の説明において、１つの単位レンズ１１に対応する複数の画素ＰＸからなる領域を「画素領域」ともいう。
イメージセンサ６としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が用いられる。
【００３５】
カメラ１において、開口部２から撮像モジュール４内に進んだ光は、レンズアレイ５に入射して、単位レンズ１１により集光される。単位レンズ１１で集光された光は、イメージセンサ６の受光面で焦点を結ぶ。また、レンズアレイ５に入射した光のうち、斜め方向に進む光の一部は、遮光隔壁部２１で吸収される。そのため、イメージセンサ６の受光面上には、レンズアレイ５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。
【００３６】
本実施形態では、図２に示すように、レンズアレイ５に設けられた複数の各単位レンズ１１に対して、イメージセンサ６の複数の画素ＰＸ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ＰＸには、対応する単位レンズ１１により分割された光が入射し、各画素ＰＸにより、光の強度が検出される。また、各画素ＰＸと、Ｘ−Ｙ平面上のどの位置の単位レンズ１１を透過したかを解析することにより、画素ＰＸ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４において、各画素ＰＸ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される。
【００３７】
次に、レンズアレイ５における各部の寸法の具体例と、入射する光との関係について説明する。
図４は、レンズアレイ５の断面図である。図４は、図３と同じく図２のＩ−Ｉ線断面図に相当する図である。なお、図４では、図３に示す接着層３０の図示を省略している。
図４に示すレンズアレイ５の各部の寸法として、例えば、以下のような数値が挙げられる。（カッコ内は、好ましい範囲）。なお、以下に示す数値は、光制御部２０において、クロストークを抑制するために必要な条件の一例であり、レンズアレイ５の各部の寸法は、下記の具体例に限定されない。
【００３８】
隔壁区画部２１ｄの配列ピッチｐは、８５０μｍである。
遮光隔壁部２１の幅ｗは、１００μｍである。
遮光隔壁部２１の高さｈ１は、１０００μｍである。
単位レンズ１１の高さｈ２は、レンズ部１０と光制御部２０との界面ｂからの数値であり、５００μｍである。なお、界面ｂは、レンズ部１０と光制御部２０との間に接着層３０がないと仮定した場合の界面を示している。
【００３９】
単位レンズ１１の曲率半径は、５３０μｍである。単位レンズ１１の曲率半径の中心点は、単位レンズ１１の配列ピッチと曲率半径との関係から、単位レンズ１１の光軸上に設定される。具体的には、イメージセンサ６において、１つの単位レンズ１１に割り当てられる画素数により単位レンズ１１の配列ピッチが決定する。また、要求される視野角から単位レンズ１１の曲率半径が決定し、この曲率半径から単位レンズ１１の凸形状部分の高さｈ３が求められる。単位レンズ１１の配列ピッチは、イメージセンサ６がフルサイズ（３６ｍｍ×２４ｍｍ）であるとすると、例えば、５０μｍ〜１２ｍｍである。
【００４０】
本例では、単位レンズ１１の配列ピッチを８５０μｍ（遮光隔壁部２１の幅ｗを１００μｍ、映像部面積７５０×７５０μｍ）と決定し、視野角４０°から単位レンズ１１の曲率半径５３０μｍを決定した。これにより、曲率半径５３０μｍとなる単位レンズ１１の焦点位置（単位レンズ１１の頂点からレンズ部１０の平坦部分までの距離＝高さｈ４）を、約１５００μｍに決定した。なお、「映像部面積」とは、１つの単位レンズ１１に割り当てられる画素群の総面積をいう。
【００４１】
上記寸法のレンズアレイ５において、単位レンズ１１の頂点１１ａから入射する光のうち、角度θ１で入射する光Ｌ１は、光制御部２０で遮られることなくイメージセンサ６（不図示）の対応する画素領域ＰＸ１に入射する。レンズアレイ５において、単位レンズ１１の頂点１１ａから角度θ１以下の角度で入射した光は、すべてイメージセンサ６の対応する画素領域ＰＸ１へ入射する。後述するように、角度θ１を超える角度で入射した光は、すべて光制御部２０で吸収される。
【００４２】
角度θ２で入射する光Ｌ２は、光制御部２０のＺ２側の長さが短ければ、光制御部２０の下側から、イメージセンサ６の隣の画素領域ＰＸ２へ入射する。角度θ３で入射する光Ｌ３は、光制御部２０のＺ１側の長さが短ければ、光制御部２０の上側から、イメージセンサ６の隣の画素領域ＰＸ２へ入射する。これらの光Ｌ２、Ｌ３は、いずれも角度θ１を超える角度で入射するため、光制御部２０ですべて吸収される。そのため、上記寸法のレンズアレイ５をイメージセンサ６に接合することにより、クロストークの発生を抑制できる。
【００４３】
光制御部２０は、図４に示すように、レンズアレイ５の厚さ方向（Ｚ方向）において、Ｚ１側からＺ２側まで延在していることが望ましいが、これに限定されない。上述したレンズアレイ５の構成において、遮光隔壁部２１の下側（Ｚ２側）から入射する光Ｌ２及び上側（Ｚ１側）から入射する光Ｌ３を遮光するには、図４の右側に示すように、遮光隔壁部２１の長さを、レンズアレイ５のＺ２側の下端からｈ５〜ｈ６（μｍ）の範囲とすればよい。これにより、単位レンズ１１の頂点１１ａから角度θ１を超える角度で入射する光Ｌ２及び光Ｌ３を遮光できる。一例として、ｈ５〜ｈ６は、５３〜２７０μｍである。
【００４４】
なお、上述した遮光隔壁部２１の範囲は、遮光隔壁部２１がＺ１側からＺ２側まで延在してしなくてもよいことを説明するために例示した数値であって、実際には、この範囲よりも長くすることが好ましい。
また、遮光隔壁部２１上側（Ｚ１側）の端部は、レンズ部１０において、各単位レンズ１１の周囲を囲むように延在してもよい。
【００４５】
次に、光制御部２０の製造方法について説明する。
まず、樹脂製の遮光隔壁シート２１１を用いて光制御部２０を製造する例について説明する。
図５（Ａ）〜（Ｄ）は、樹脂製の遮光隔壁シート２１１を用いて光制御部２０を製造する手順を示す図である。なお、図５及び後述する図６〜図９では、１つの図面により製造方法を説明するため、光制御部２０の厚さ方向（Ｚ方向）の高さを、図３に示す高さよりも短く図示している。
【００４６】
図５（Ａ）に示すように、樹脂製の基材シート２１２を用意する。この基材シート２１２は、例えば、黒色の顔料により着色された樹脂シートである。基材シート２１２の厚みは、例えば、２５０μｍである。この基材シート２１２から作製される遮光隔壁シート２１１を４枚重ね合わせることにより、厚さ約１ｍｍの遮光隔壁シート２１１が得られる（後述する金属製の遮光隔壁シート２１１についても同様）。
【００４７】
図５（Ａ）に示すように、基材シート２１２に対してレーザ光ＬＲを照射して、隔壁区画部２１ｄとなる領域を形成する。そして、図５（Ｂ）に示すように、隔壁区画部２１ｄとなる領域から不要なシート材を除去することにより、１枚（１層分）の遮光隔壁シート２１１を作製する。なお、遮光隔壁シート２１１において、隔壁区画部２１ｄとなる領域の形成は、レーザ光に限らず、例えば、打ち抜き加工により形成してもよい。また、樹脂成型により隔壁区画部２１ｄとなる領域を形成してもよい。
【００４８】
次に、図５（Ｃ）に示すように、４枚の遮光隔壁シート２１１を重ね合わせて接合することにより、１枚の遮光隔壁部２１を作製する。遮光隔壁シート２１１の接合には、例えば、接着剤（不図示）を用いることができる。なお、接着剤を用いることなしに、遮光隔壁部２１の隔壁区画部２１ｄに充填される光透過層２２により、４枚の遮光隔壁シート２１１を接合してもよい。
【００４９】
次に、図５（Ｄ）に示すように、遮光隔壁部２１の隔壁区画部２１ｄに、未硬化の紫外線硬化型樹脂（不図示）を充填する。そして、充填した紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させることにより光透過層２２を形成する。以上の工程を経ることにより、光制御部２０を作製できる。
【００５０】
次に、金属製の遮光隔壁シート２１１を用いて光制御部２０を製造する例について説明する。
図６（Ａ）〜（Ｅ）は、金属製の遮光隔壁シート２１１を用いて光制御部２０を製造する手順を示す図である。
まず、図６（Ａ）に示すように、銅の薄板からなる基材シート２１２を用意する。基材シート２１２の表面にレジスト層２１３を形成し、例えば、電子線パターン描画によるパターン形成方法を用いて、レジストパターンを形成する。このレジストパターンは、遮光隔壁部２１と同じパターン形状を有する。
【００５１】
次に、基材シート２１２とレジストパターンの形成されたレジスト層２１３との積層体を、エッチング装置（不図示）にセットし、基材シート２１２をエッチング加工する。このエッチング加工により、図６（Ｂ）に示すような１枚（１層分）の遮光隔壁シート２１１を作製する。
次に、図６（Ｃ）に示すように、４枚の遮光隔壁シート２１１を重ね合わせて接合し、１枚の遮光隔壁部２１を作製する。金属性の遮光隔壁シート２１１の接合は、例えば、接着剤を用いてもよいし、電気的な手法を用いてもよい。また、樹脂製の遮光隔壁シート２１１の場合と同じく、遮光隔壁部２１の隔壁区画部２１ｄに充填される光透過層２２により、４枚の金属製の遮光隔壁シート２１１を接合してもよい。
【００５２】
次に、図６（Ｄ）に示すように、接合された遮光隔壁部２１に対して黒化処理を行う。黒化処理としては、例えば、酸化処理でもよいし、黒化クロムを蒸着してもよい。また、黒化処理として、カーボン粒子を含有した塗料を遮光隔壁部２１に塗布してもよい。遮光隔壁部２１に黒化処理を施すことにより、遮光隔壁部２１の表面における光の反射を抑制できる。
【００５３】
次に、図６（Ｅ）に示すように、遮光隔壁部２１の隔壁区画部２１ｄに、未硬化の紫外線硬化型樹脂（不図示）を充填する。そして、充填した紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させることにより光透過層２２を形成する。以上の工程を経ることにより、光制御部２０を作製できる。
【００５４】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、レンズアレイ５を製造する手順を示す図である。
まず、図７（Ａ）に示すように、光制御部２０の光の入射側（Ｚ１側）の面に接着層３０を形成する。光制御部２０は、樹脂製の遮光隔壁シート２１１（図５参照）で構成されたものでもよいし、金属製の遮光隔壁シート２１１で構成されたものでもよい（図６参照）。
【００５５】
次に、図７（Ｂ）に示すように、光制御部２０の光の入射側（Ｚ１側）にレンズ部１０を配置する。ここでは、図２に示すように、光制御部２０に設けられた各隔壁区画部２１ｄと、レンズ部１０に形成された各単位レンズ１１とがシート面上で一致するように、位置合わせを行う。そして、レンズ部１０と光制御部２０とを接着層３０で接着する。
これにより、図７（Ｃ）に示すように、レンズ部１０と光制御部２０とを備えたレンズアレイ５が完成する。
【００５６】
上述した実施形態のレンズアレイ５によれば、光制御部２０の隔壁区画部２１ｄに光透過層２２が充填されるため、隔壁区画部２１ｄの内部を空気で満たした構成に比べて、レンズアレイ５の強度をより向上させることができる。また、隔壁区画部２１ｄに光透過層２２を充填することにより、レンズ部１０を構成する単位レンズ１１の焦点距離を実質的に短くできるため、隔壁区画部２１ｄの内部を空気で満たした構成に比べて、レンズアレイ５をより薄くできる。
【００５７】
実施形態のレンズアレイ５において、光制御部２０の遮光隔壁部２１は、複数の遮光隔壁シート２１１を重ね合わせた積層体として構成される。そのため、レンズアレイ５において、光制御部２０の厚さをより細かく調節できる。また、遮光隔壁部２１の内部に、後述する開口制御部２１１ａ、反射制御部２１１ｂ等を容易に形成できる。
【００５８】
実施形態のレンズアレイ５において、光制御部２０の遮光隔壁部２１は、樹脂製の遮光隔壁シート２１１重ね合わせて積層体としてもよいし、金属製の遮光隔壁シート２１１を重ね合わせて積層体としてもよい。そのため、レンズアレイ５の製品仕様等に応じて、光制御部２０の構成を適宜に選択できる。
【００５９】
次に、遮光隔壁部２１の他の実施形態について説明する。
図８（Ａ）は、開口制御部２１１ａを有する遮光隔壁部２１の断面図である。図８（Ｂ）は、開口制御部２１１ａを有する光制御部２０の断面図である。図８（Ａ）及び（Ｂ）では、理解を容易にするため、遮光隔壁シート２１１の間に隙間を示しているが、遮光隔壁部２１において、複数の遮光隔壁シート２１１は、隙間なく積層されている。後述する図９（Ａ）〜（Ｃ）についても同様である。
【００６０】
図８（Ａ）に示す遮光隔壁部２１は、隔壁区画部２１ｄとなる領域において、１枚の遮光隔壁シート２１１の開口面積が、他の遮光隔壁シート２１１の開口面積よりも小さく設定される。遮光隔壁シート２１１において、隔壁区画部２１ｄとなる領域の開口面積は、レーザ光ＬＲ（図５（Ａ）参照）による照射範囲を調節することにより適宜に設定できる。なお、遮光隔壁シート２１１において、隔壁区画部２１ｄとなる領域の形成は、レーザ光に限らず、例えば、打ち抜き加工により形成してもよい。また、樹脂成型により隔壁区画部２１ｄとなる領域を形成してもよい。
【００６１】
開口面積の小さな遮光隔壁シート２１１が積層された遮光隔壁部２１においては、開口面積が小さい部分が開口制御部２１１ａとなる。図示していないが、開口制御部２１１ａは、遮光隔壁部２１を構成するすべての隔壁区画部２１ｄに形成されている。なお、開口制御部２１１ａをシート面の法線方向から見た形状は、円形とすることが望ましいが、隔壁区画部２１ｄをシート面の法線方向から見た形状と相似形としてもよい。
【００６２】
各隔壁区画部２１ｄに開口制御部２１１ａを形成することにより、図８（Ｂ）に示すように、シート面の法線方向に対して斜め方向から入射する光のうち、一部の光Ｌ４を透過させ、その他の光Ｌ５を遮光できる。このように、遮光隔壁部２１に設けられた開口制御部２１１ａは、カメラ１の絞りとして機能する。なお、開口制御部２１１ａを設ける位置は、遮光隔壁部２１において、レンズ部１０側（Ｚ１側）でもよいし、イメージセンサ６側（Ｚ２側）でもよい。また、開口制御部２１１ａは、遮光隔壁部２１の厚さ方向（Ｚ方向）において、複数個所に設けてもよい。
【００６３】
図９（Ａ）は、反射制御部２１１ｂを有する遮光隔壁部２１の断面図である。図９（Ｂ）は、反射制御部２１１ｂを有する光制御部２０の断面図である。図９（Ｃ）は、他の形状の反射制御部２１１ｂを有する遮光隔壁部２１の断面図である。
図９（Ａ）に示す遮光隔壁部２１は、隔壁区画部２１ｄとなる領域において、４枚の遮光隔壁シート２１１にそれぞれ反射制御部２１１ｂが設けられている。反射制御部２１１ｂは、隔壁区画部２１ｄを区画する部分の断面形状が、レンズ部１０側（Ｚ１側）とイメージセンサ６側（Ｚ２側）とで異なる。具体的には、反射制御部２１１ｂは、イメージセンサ６側（Ｚ２側）の端部が、レンズ部１０側（Ｚ１側）の端部よりも内側に突出するように形成されている。なお、反射制御部２１１ｂは、レンズ部１０側（Ｚ１側）の端部が、イメージセンサ６側（Ｚ２側）の端部よりも内側に突出するように形成してもよい。
【００６４】
このような形状は、例えば、金属製の遮光隔壁シート２１１において、エッチング加工の時間を制御することにより形成できる。すなわち、遮光隔壁シート２１１のエッチング加工中に、遮光隔壁シート２１１のイメージセンサ６側（Ｚ２側）の端部がすべて溶解して除去される前にエッチングを終了することにより、図９（Ａ）に示すようなエッジ形の断面形状を形成できる。図示していないが、反射制御部２１１ｂは、遮光隔壁部２１を構成するすべての隔壁区画部２１ｄに形成される。なお、反射制御部２１１ｂをシート面の法線方向から見た形状は、円形とすることが望ましいが、隔壁区画部２１ｄをシート面の法線方向から見た形状と相似形としてもよい。
【００６５】
各隔壁区画部２１ｄに反射制御部２１１ｂを形成することにより、図９（Ｂ）に示すように、シート面の法線方向に対して斜め方向から入射する一部の光Ｌ６を上向き（Ｚ１方向）に反射させることができる。なお、反射制御部２１１ｂは、図９（Ａ）に示すように、積層されたすべての遮光隔壁シート２１１に形成してもよいし、１枚又は２〜３枚の遮光隔壁シート２１１に形成してもよい。
【００６６】
なお、遮光隔壁シート２１１を両面エッチングしたり、片面ずつ交互にエッチングしたりすることにより、図９（Ｃ）に示すように、遮光隔壁シート２１１の厚さ方向（Ｚ方向）の中心部分のみが内側に突出した断面形状を形成できる。このような形状とした場合でも、シート面の法線方向に対して斜め方向から入射する一部の光Ｌ７を上向き（Ｚ１方向）に反射させることができる。
また、図９（Ｃ）に示す断面形状の遮光隔壁シート２１１と、図８（Ａ）、図９（Ａ）に示す断面形状の遮光隔壁シート２１１とを組み合わせてもよい。
【００６７】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本開示の技術的範囲内に含まれる。また、実施形態に記載した効果は、本開示から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載したものに限定されない。なお、上述の実施形態及び後述する変形形態は、適宜に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。
【００６８】
（変形形態）
実施形態では、遮光隔壁部２１を、複数の遮光隔壁シート２１１を重ね合わせた積層体とした例について説明した。これに限らず、遮光隔壁部２１を１枚の遮光隔壁シート２１１により構成してもよい。また、複数の遮光隔壁シート２１１を重ね合わせて積層体とする場合、各遮光隔壁シート２１１の厚みは、均等でもよいし、それぞれ異なっていてもよい。
【００６９】
実施形態では、樹脂製の遮光隔壁シート２１１を積層して遮光隔壁部２１を作製する例及び金属製の遮光隔壁シート２１１を積層して遮光隔壁部２１を作製する例について説明した。これに限らず、樹脂製の遮光隔壁シート２１１と、黒化処理した金属製の遮光隔壁シート２１１とを適宜に組み合わせて遮光隔壁部２１を作製してもよい。
実施形態では、複数の単位レンズ１１がシート面に沿ってＸ方向及びＹ方向に正方格子状に配列される例について説明した。これに限らず、複数の単位レンズ１１は、シート面の法線方向（Ｚ方向）から見て、六方格子状、長方格子状に配列するように構成してもよい。
【００７０】
イメージセンサ６の受光面の大きさは、撮像モジュール４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、適宜に選択される。イメージセンサ６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、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、横×縦のサイズが６．２×４．７ｍｍ、７．５×５．６ｍｍ等が挙げられる。
実施形態では、撮像モジュール４を備えた撮像装置の一例として、筐体３に撮像モジュール４を収納したカメラ１について説明した。これに限らず、撮像モジュール４は、筐体３に収納せずに単体で使用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１    カメラ
４    撮像モジュール
５    レンズアレイ
６    イメージセンサ
１０    レンズ部
２０    光制御部
２１    遮光隔壁部
２１ｄ    隔壁区画部
２１１    遮光隔壁シート
２１１ａ    開口制御部
２１１ｂ    反射制御部
２２    光透過性材料層（光透過層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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