(57)【要約】組立コストを低減しつつ、積層したレンズアレイの各レンズ内を導光する迷光を回避し、良好な再構成画像を得ることのできる小型で薄型である撮像装置を提供することを目的とする。  撮像装置（１０００）は、再構成画像を作成するための複数の画像データを生成するものであり、レンズアレイとして、積層された第１及び第２レンズアレイ（２１０，２２０）を含むレンズアレイ積層体（２００）が用いられ、レンズアレイ（２１０，２２０）を構成する複数のレンズ（２１１，２２１）は、それぞれ一体物からなり、レンズアレイ（２１０，２２０）のうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズ（２１１，２２１）を有しており、レンズアレイ（２１０，２２０）は、遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層（２４０）を介して接着され、光硬化性接着層（２４０）は、互いに向き合う面に設けられる光学面（２１１ｄ，２２１ｃ）間に設けられ、光吸収性の遮光材料を含む。
2013168811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元的に配列された複数のレンズを有するレンズアレイと、
前記レンズアレイによって、再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像素子アレイと、を備え、
前記レンズアレイとして、光軸方向に積層された第１レンズアレイと第２レンズアレイとを含むレンズアレイ積層体が用いられ、
前記第１レンズアレイは第１フランジ部及び複数の第１レンズ本体部を備える一体物からなり、前記第１レンズアレイ内の各レンズは前記第１レンズ本体部及びその周囲の前記第１フランジ部で構成され、前記第２レンズアレイは第２フランジ部及び複数の第２レンズ本体部を備える一体物からなり、前記第２レンズアレイ内の各レンズは前記第２レンズ本体部及びその周囲の前記第２フランジ部で構成され、
前記第１及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う前記曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記光硬化性接着層は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記レンズアレイ積層体は、２枚のレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記レンズアレイ積層体は、３枚のレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記遮光材料は、０．１μｍ以上１μｍ以下の平均粒径を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光硬化性接着層において、前記遮光材料の含有率は５重量％以上１０重量％以下であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光硬化性接着層は、波長３５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下における反射率が１．５％以下であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光硬化性接着層は、透光性の微粒子を含むことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記光硬化性接着層は、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の撮像装置。
０．０１＜Ｔｇ＜０．１      …（１）
ただし、
Ｔｇ：レンズアレイの各レンズの光軸方向における接着層１０μｍ当たりの透過率
【請求項１０】
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の撮像装置。
Ｎｇ／Ｎｄ＞０．９                                …（２）
ただし、
Ｎｇ：光硬化性接着層の屈折率
Ｎｄ：レンズアレイの屈折率
【請求項１１】
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイは正のレンズパワーで構成され、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載の撮像装置。
１．５＜Ｎｄ＜１．９                              …（３）
ただし、
Ｎｄ：最も物体側のレンズアレイの屈折率
【請求項１２】
前記光硬化性接着層は、少なくとも前記レンズアレイ中の各レンズの光軸を結んだ直線上に設けられることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとの間に、前記複数のレンズに対応した位置に複数の開口を有する中間絞り部材が設けられ、前記光硬化性接着層は、前記第１レンズアレイと前記中間絞り部材との間及び前記第２レンズアレイと前記中間絞り部材との間の２つの層からなることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記中間絞り部材の開口縁が、前記光硬化性接着層よりも当該開口に対応する前記レンズの光軸側に位置することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記中間絞り部材は、物体側面及び像側面の少なくとも１面があらし面であることを特徴とする請求項１３及び１４のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイの物体側面に設けた光学面と光学面との間に反射率１０％以下の樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項１から１５までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記レンズアレイ積層体のうち最も像側のレンズアレイの像側面に設けた光学面と光学面との間に反射率１０％以下の樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項１から１５までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイは、物体側面に設けた光学面と光学面との間にあらし面を有することを特徴とする請求項１から１５までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記レンズアレイ積層体のうち最も像側のレンズアレイは、像側面に設けた光学面と光学面との間にあらし面を有することを特徴とする請求項１から１５までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイの像側面に配置された光学面は、最大面角度が４０度以下の凹面であることを特徴とする請求項１から１９までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記凹面は下記条件式を満たすことを特徴とする請求項２０に記載の撮像装置。
ＹＳ２／ＹＳ１＜１．５                            …（４）
ただし、
ＹＳ１：最も物体側のレンズアレイ物体側光学面の有効半径
ＹＳ２：最も物体側のレンズアレイ像側光学面の有効半径
【請求項２２】
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイの像側面に配置された光学面が凸面であることを特徴とする請求項１から１９までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項２３】
再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像装置に用いられるレンズアレイ積層体であって、
それぞれ２次元的に配列された複数のレンズを有する第１及び第２のレンズアレイを含み、
前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとは光軸方向に積層され、
前記第１レンズアレイは第１フランジ部及び複数の第１レンズ本体部を備える一体物からなり、前記第１レンズアレイ内の各レンズは前記第１レンズ本体部及びその周囲の第１のフランジ部で構成され、前記第２レンズアレイは第２フランジ部及び複数の第２レンズ本体部を備える一体物からなり、前記第２レンズアレイ内の各レンズは前記第２レンズ本体部及びその周囲の前記第２フランジ部で構成され、
前記第１及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う前記曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着されていることを特徴とするレンズアレイ積層体。
【請求項２４】
前記光硬化性接着層は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を用いて形成されることを特徴とする請求項２３に記載のレンズアレイ積層体。
【請求項２５】
前記レンズアレイのうち一方のレンズアレイと他方のレンズアレイとの間に、前記複数のレンズに対応した位置に複数の開口を有する中間絞り部材が設けられ、該中間絞り部材の開口縁が前記光硬化性接着層よりも当該開口に対応する前記レンズの光軸側に位置することを特徴とする請求項２３及び２４のいずれか一項に記載のレンズアレイ積層体。
【請求項２６】
再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像装置に用いられるレンズアレイ積層体の製造方法であって、
それぞれ、２次元的に配列された複数のレンズを有し、フランジ部と複数のレンズ本体部とを備える一体物からなる第１及び第２のレンズアレイであって、前記第１レンズアレイ内の各レンズは前記第１レンズ本体部及びその周囲の前記第１フランジ部で構成され、前記第２レンズアレイ内の各レンズは前記第２レンズ本体部及びその周囲の前記第２フランジ部で構成されている第１及び第２のレンズアレイのうち、少なくとも一方のフランジ部に遮光性を有する樹脂からなる光硬化性接着剤を配置し、前記第１及び第２のレンズアレイを光軸方向に積層する工程と、
前記第１及び第２のレンズアレイの積層物に対して光を照射して前記光硬化性接着剤を硬化することにより、前記第１及び第２フランジ部を、前記光硬化性接着剤により接着する工程と、を含み、
前記第1及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、
前記光硬化性接着剤は、光吸収性の遮光材料を含み、少なくとも隣り合う前記曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とを接着することを特徴とするレンズアレイ積層体の製造方法。
【請求項２７】
前記光硬化性接着剤は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を光硬化させて得られるものであることを特徴とする請求項２６に記載のレンズアレイ積層体の製造方法。
【請求項２８】
前記光硬化性接着剤を配置する工程において、前記第１及び第２レンズアレイのうちの一方について、少なくとも隣り合う前記曲面状の光学面の間の領域に前記光硬化性接着剤を配置し、前記複数のレンズに対応する複数の開口を有する中間絞り部材の一方の面を前記光硬化性接着剤の配置された前記第１レンズアレイに積層し、さらに、前記中間絞り部材上の他方の面に前記光硬化性接着剤を配置することを特徴とする請求項２６及び２７のいずれか一項に記載のレンズアレイ積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画像を一括して取得する撮像装置等に関し、特にレンズアレイと撮像素子アレイとを備える撮像装置、当該撮像装置に用いられるレンズアレイ積層体、及びレンズアレイ積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）型イメージセンサーやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサー等の固体撮像素子と、２次元的に配置された複数の撮像レンズとを用いて複数の画像を撮影し、得られた複数の画像から1つの画像を再構成する撮像装置（以下、レンズアレイ型撮像装置という）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなレンズアレイ型撮像装置では、複数の撮像レンズの視差に基づいて各撮像レンズによって得られる画像を再構成することで、高精細な画像を作り出すことができる。そのため、各撮像レンズにはあまり高い光学性能が求められず、結果として小型化・薄型化を実現し、かつ高精細な画像を得ることができる。この種のレンズアレイでは、撮像素子上で各レンズに対応する複数画像が互いに干渉することのないように、通常、各レンズは間隔をあけて配置される。【０００３】
レンズアレイ型撮像装置において、さらなる高画質化を達成するためには、レンズアレイを光軸方向に複数積層する構成を採用することが有効である。一方、レンズアレイとして、樹脂やガラスを金型の成形空間に充填する一体成形などの製造方法によって得られる、２次元的に配列される複数のレンズが一体的に形成されたレンズアレイを用いると、透明基板上に別材料でレンズ部を成形することで作製されたレンズアレイ（例えば、ガラス基板上に複数の樹脂製レンズ部を形成したレンズアレイ）に比べて、製造工程の数が少なく、かつ、光路上に界面がなく光学性能が低下しにくいという利点がある。【０００４】
レンズアレイ型撮像装置において、レンズアレイ内の各レンズが一体に形成され、複数のレンズアレイが積層されている場合、高画質化には適しているものの、本発明者らの検討によれば、一方のレンズアレイのレンズ部から入射した光が、他方のレンズアレイと向き合う面におけるレンズ部の光学面と屈折率が１の媒質である空気との界面で屈折されて他方のレンズアレイのレンズアレイ内に進入し、この光が同じレンズアレイの隣のレンズ部に向けて進み、レンズアレイと空気との界面や、レンズアレイと接着層との界面等で全反射しレンズアレイ内部を導光していく迷光となり、この迷光が画像を再構成する際にノイズとなることが判明した。特に、高画質化のためにレンズアレイ間の向かい合う面に曲面からなるレンズ部を設けている場合、各レンズの曲面に起因してレンズアレイ内に導かれる光が発生し、迷光の発生が顕著となる。従って、向かい合う面に形成されるレンズの曲面に起因する迷光を抑制することが強く求められる。このような迷光を防ぐために、例えば、最も物体側に配置されるレンズアレイの物体側の面における各レンズ部間や、最も像側に配置されるレンズアレイの像側の面における各レンズ部間に光吸収層を設けることが考えられる。しかし、隣り合うレンズ部間の間に正確に光吸収層を形成することは現実には難しく、レンズの光学性能を維持しながらレンズアレイ内を導光する迷光を十分に防ぐことは難しい。なお、特許文献２には、生体認証などに用いる撮像装置として、平板の片面に別材料で複数のレンズが形成された２枚のレンズアレイを、互いに平坦な面を向かい合わせて、間に絞りアレイを挟んで接着することが記載されている。しかしながら、特許文献２の撮像装置は、上述したレンズアレイ型撮像装置とは異なり、通常のＣＣＤやＣＭＯＳに比べてかなり大きな間隔で配置された光検出素子を有しており、物体の一点から射出された光を前段レンズによって絞りアレイ近傍で最小径の光束とした後に、後段レンズで光検出素子に点状に集光させるものである。このため、上述のレンズアレイ型撮像装置とは異なり、前段レンズ間には間隔が設けられていない。また、両レンズアレイの向き合う面には曲面からなるレンズは存在せず、上述したような２つのレンズアレイが向き合う面に設けられたレンズ部に起因する迷光は生じない。さらに、特許文献２の装置では、一方のレンズアレイには絞りアレイが密着形成されているが、他方のレンズアレイは接着層を介して接着されている。光硬化性接着剤は、通常、光透過性又は乳白色のものであるため、仮にレンズアレイ内に光が進入した場合、迷光を十分に抑制することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９４１０３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０３７９２号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明では、組立コストを低減しつつ、積層したレンズアレイの各レンズ内を導光する迷光を回避し、良好な再構成画像を得ることのできる小型で薄型である撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、上述の撮像装置に組み込まれるレンズアレイ積層体、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、２次元的に配列された複数のレンズを有するレンズアレイと、レンズアレイによって、再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像素子アレイと、を備え、レンズアレイとして、光軸方向に積層された第１レンズアレイと第２レンズアレイとを含むレンズアレイ積層体が用いられ、第１レンズアレイは第１フランジ部及び複数の第１レンズ本体部を備える一体物からなり、第１レンズアレイ内の各レンズは第１レンズ本体部及びその周囲の第１フランジ部で構成され、第２レンズアレイは第２フランジ部及び複数の第２レンズ本体部を備える一体物からなり、第２レンズアレイ内の各レンズは第２レンズ本体部及びその周囲の第２フランジ部で構成され、第１及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、第１フランジ部と第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着されている。つまり、光硬化性接着層は、例えば第１レンズアレイの第２レンズアレイ側に設けられる光学面と光学面との間に配置され、或いは第２レンズアレイの第１レンズアレイ側に設けられる光学面と光学面との間に配置される。ここで、光吸収性の遮光材料とは、撮像装置で使用する撮像光を吸収によって遮光する材料であり、例えば可視光等を含む広い波長範囲で高い吸光性を示す黒色材料等がある。また、ここでいう第１及び第２レンズアレイとは、互いに接合するレンズアレイ同士を見たときに、一方を第１レンズアレイとし、他方を第２レンズアレイとすることを意味する。
【０００９】
上記撮像装置によれば、レンズアレイを一体物とし、光吸収性の遮光材料を含ませることで透過率を低くした光硬化性接着層によって一対のレンズアレイを接着するので、迷光の発生を抑制することができる。つまり、画像再構成で問題となる迷光は全反射後に到達する光学面によって屈折され撮像素子アレイに到達するが、本発明の撮像装置においては、第１フランジ部と第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着されているので、第１及び第２レンズアレイの互いに向き合う面の少なくとも一方に設けられた曲面状の光学面に起因する迷光の強度を効果的に減衰させることができる。また、光吸収性の遮光材料を用いて光硬化性を保つように透過率を調整することで、確実な硬化を実現しつつ、十分な遮光性を有する接着層を形成することができる。
【００１０】
本発明の具体的な態様又は観点では、上記撮像装置において、光硬化性接着層は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を用いて形成される。この場合、脂環式エポキシ化合物を光硬化性接着層に使用することで、黒色材料その他である光吸収性の遮光材料を含んでいても光硬化性を十分に保つことができる。
【００１１】
本発明の別の観点では、上記撮像装置において、レンズアレイ積層体は、２枚のレンズアレイで構成される。この場合、２枚の積層体にすることで撮像レンズを高画質でかつ簡単な構成のものにでき、より光学全長を小さくすることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の観点では、レンズアレイ積層体は、３枚のレンズアレイで構成される。この場合、３枚の積層体にすることでさらに高画質な再構成画像を得ることができる。
【００１３】
本発明のさらに別の観点では、遮光材料は、０．１μｍ以上１μｍ以下の平均粒径を有する。この場合、光吸収性の遮光材料の粒径を０．１μｍ以上とすることによって、光吸収性の遮光材料の凝集を抑制することができる。また、光吸収性の遮光材料の粒径を１μｍ以下とすることによって、接着厚の許容範囲を広げつつ、光硬化性接着層の遮光性を高くすることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の観点では、光硬化性接着層において、遮光材料の含有率は５重量％以上１０重量％以下である。この場合、光吸収性の遮光材料の含有率を５重量％以上とすることによって、光硬化性接着層の遮光性が低下するのを防止することができる。また、光吸収性の遮光材料の含有率を１０重量％以下とすることによって、光硬化による接着性を確保しつつ、高コスト化を防止することができる。
【００１５】
本発明のさらに別の観点では、光硬化性接着層は、波長３５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下における反射率が１．５％以下である。この場合、入射光の反射が実質的に無視できる程度に低減され、迷光強度を十分に減衰させることができる。
【００１６】
本発明のさらに別の観点では、光硬化性接着層は、透光性の微粒子を含む。この場合、レンズアレイと光硬化性接着層との界面の艶消し性を向上させ、入射光の反射を低減することができる。微粒子としては、架橋アクリルビーズ等の有機系化合物や、シリカ、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、酸化チタン等の無機系化合物のいずれのものも使用することができる。その中でも、微粒子の分散性や低コスト等の観点からシリカを用いることが好ましい。
【００１７】
本発明のさらに別の観点では、光硬化性接着層は、以下の条件式を満足する。
０．０１＜Ｔｇ＜０．１  …（１）
ただし、
Ｔｇ：レンズアレイの各レンズの光軸方向における接着層１０μｍ当たりの透過率
この場合、光硬化性接着層の透過率が条件式（１）の上限を下回ることで、光硬化性接着層内を通過する迷光の強度を効果的に低減させることができる。また、条件式（１）の下限を上回ることで、確実に硬化を行うことができる。
【００１８】
本発明のさらに別の観点では、撮像装置は、以下の条件式を満たす。
Ｎｇ／Ｎｄ＞０．９                                …（２）
ただし、
Ｎｇ：光硬化性接着層の屈折率
Ｎｄ：レンズアレイの屈折率
この場合、光硬化性接着層の屈折率が条件式（２）の範囲を満足することで、レンズアレイから光硬化性接着層へ入射する光線がレンズアレイと光硬化性接着層との境界面で全反射しにくくなり、より効果的に迷光強度を低減することができる。
【００１９】
本発明のさらに別の観点では、レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイは正のレンズパワーで構成され、以下の条件式を満たす。
１．５＜Ｎｄ＜１．９                              …（３）
ただし、
Ｎｄ：最も物体側のレンズアレイの屈折率
この場合、例えばレンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイが正のレンズパワーで構成され、屈折率の比が条件式（３）の下限を上回ることで、レンズの有効面の角度を小さくすることができるため、第１レンズアレイの像面側で全反射を起こしにくくすることができる。また、条件式（３）の上限を下回ることで、レンズと空気等の屈折率が１の媒質との間での全反射角が小さくなり迷光が起こりにくくなる。
【００２０】
本発明のさらに別の観点では、光硬化性接着層は、少なくともレンズアレイ中の各レンズの光軸を結んだ直線上に設けられる。この場合、光硬化性接着層が迷光の原因となり得る主な経路上に配置され、より効果的に迷光を防ぐことができる。
【００２１】
本発明のさらに別の観点では、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの間に、複数のレンズに対応した位置に複数の開口を有する中間絞り部材が設けられ、光硬化性接着層は、第１レンズアレイと中間絞り部材との間、及び、第２レンズアレイと中間絞り部材との間の２つの層からなる。この場合、中間絞り部材により精度よく光線を規制することができ、撮像素子アレイ上に正確に所期の結像を行うことができる。
【００２２】
本発明のさらに別の観点では、中間絞り部材の開口縁が、光硬化性接着層よりも当該開口に対応するレンズの光軸側に位置する。この場合、中間絞り部材によって不要光の進入を確実に防止しつつ、レンズアレイと空気等の屈折率が１の媒質との界面を少なくすることができるため、全反射する迷光を減らすことができる。
【００２３】
本発明のさらに別の観点では、中間絞り部材は、物体側面及び像側面の少なくとも１面があらし面である。この場合、密着させた絞り部材の面をあらし面にすることで絞り部材で反射されてレンズアレイ内に戻る光の強度を減少させることができる。
【００２４】
本発明のさらに別の観点では、レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイの物体側面に設けた光学面と光学面との間に反射率１０％以下の樹脂層が設けられている。この場合、最も物体側の反射率１０％以下の樹脂層によって、最も物体側のレンズアレイで発生する迷光強度を更に低下させることができる。
【００２５】
本発明のさらに別の観点では、レンズアレイ積層体のうち最も像側のレンズアレイの像側面に設けた光学面と光学面との間に反射率１０％以下の樹脂層が設けられている。この場合、最も像側の反射率１０％以下の樹脂層によって、最も像側のレンズアレイ内で発生する迷光強度を更に低下させることができる。
【００２６】
本発明のさらに別の観点では、レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイは、物体側面に設けた光学面と光学面との間にあらし面を有する。この場合、最も物体側のレンズアレイで発生する迷光強度を更に低下させることができる。
【００２７】
本発明のさらに別の観点では、レンズアレイ積層体のうち最も像側のレンズアレイは、像側面に設けた光学面と光学面との間にあらし面を有する。この場合、最も像側のレンズアレイ内で発生する迷光強度を更に低下させることができる。
【００２８】
本発明のさらに別の観点では、レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイの像側面に配置された光学面は、最大面角度が４０度以下の凹面である。例えば最も物体側のレンズアレイの像側面が凹面の場合、最大面角度を４０度以下にすることで、物体側面で屈折された光線の像側面に対する入射角度が小さくなり全反射を起こしにくくなる。
【００２９】
本発明のさらに別の観点では、凹面は下記条件式を満たす。
ＹＳ２／ＹＳ１＜１．５                            …（４）
ただし、
ＹＳ１：最も物体側のレンズアレイ物体側光学面の有効半径
ＹＳ２：最も物体側のレンズアレイ像側光学面の有効半径
この場合、最も物体側のレンズアレイの有効径比が条件式（４）の下限を下回ることで、特に全反射を生じやすい最も物体側のレンズアレイの像側光学面の外周部（光学面内）への入射光線を少なくすることができ、迷光の強度を低減することができる。
【００３０】
本発明のさらに別の観点では、レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイの像側面に配置された光学面が凸面である。この場合、入射する光線の面に対する角度（レンズから空気への入射角）を小さくすることができる。そのため、最も物体側のレンズアレイの像側の光学面で全反射を起こしにくくすることができ、迷光反射面を限定することができるようになる。これにより、光硬化性接着層を配置する面積を小さくすることができるため接着層の広がり制御が容易となり生産性が向上する。
【００３１】
上記課題を解決するため、本発明に係るレンズアレイ積層体は、再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像装置に用いられるものであって、それぞれ２次元的に配列された複数のレンズを有する第１及び第２のレンズアレイを含み、第１レンズアレイと第２レンズアレイとは光軸方向に積層され、第１レンズアレイは第１フランジ部及び複数の第１レンズ本体部を備える一体物からなり、第１レンズアレイ内の各レンズは第１レンズ本体部及びその周囲の第１のフランジ部で構成され、第２レンズアレイは第２フランジ部及び複数の第２レンズ本体部を備える一体物からなり、第２レンズアレイ内の各レンズは第２レンズ本体部及びその周囲の第２フランジ部で構成され、第１及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、第１フランジ部と第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着されている。
【００３２】
上記レンズアレイ積層体によれば、第１フランジ部と第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着されているので、第１及び第２レンズアレイの互いに向き合う面の少なくとも一方に設けられた曲面状の光学面に起因する迷光の強度を効果的に減衰させることができる。また、光吸収性の遮光材料を用いて光硬化性を保つように透過率を調整することで、確実な硬化を実現しつつ、十分な遮光性を有する接着層を形成することができる。
【００３３】
本発明の具体的な態様又は観点では、上記レンズアレイ積層体において、光硬化性接着層は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を用いて形成される。
【００３４】
本発明の別の観点では、レンズアレイのうち一方のレンズアレイと他方のレンズアレイとの間に、複数のレンズに対応した位置に複数の開口を有する中間絞り部材が設けられ、中間絞り部材の開口縁が光硬化性接着層よりも当該開口に対応するレンズの光軸側に位置する。
【００３５】
上記課題を解決するため、本発明に係るレンズアレイ積層体の製造方法は、再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像装置に用いられるレンズアレイ積層体のためのものであって、それぞれ、２次元的に配列された複数のレンズを有し、フランジ部と複数のレンズ本体部とを備える一体物からなる第１及び第２のレンズアレイであって、第１レンズアレイ内の各レンズは第１レンズ本体部及びその周囲の第１フランジ部で構成され、第２レンズアレイ内の各レンズは第２レンズ本体部及びその周囲の第２フランジ部で構成されている第１及び第２のレンズアレイのうち、少なくとも一方のフランジ部に遮光性を有する樹脂からなる光硬化性接着剤を配置し、第１及び第２のレンズアレイを光軸方向に積層する工程と、第１及び第２のレンズアレイの積層物に対して光を照射して光硬化性接着剤を硬化することにより、第１及び第２フランジ部を、光硬化性接着剤により接着する工程と、を含み、第1及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、光硬化性接着剤は、光吸収性の遮光材料を含み、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、第１フランジ部と第２フランジ部とを接着する。
【００３６】
上記レンズアレイ積層体の製造方法によれば、第１フランジ部と第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着されているので、第１及び第２レンズアレイの互いに向き合う面の少なくとも一方に設けられた曲面状の光学面に起因する迷光の強度を効果的に減衰させるレンズアレイ積層体を得ることができる。また、光吸収性の遮光材料を用いて光硬化性を保つように透過率を調整することで、確実な硬化を実現しつつ、十分な遮光性を有する接着層を形成することができる。また、第１及び第２レンズアレイの少なくとも一方に接着剤を配置し積層した後に光照射して光硬化性接着剤を硬化させることにより、アレンレンズ積層体の全体にわたって均一な厚みを有する接着層を形成することができる。
【００３７】
本発明の具体的な態様又は観点では、上記撮像装置の製造方法において、光硬化性接着層は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を光硬化させて得られるものである。
【００３８】
本発明の別の観点では、光硬化性接着剤を配置する工程において、第１及び第２レンズアレイのうちの一方について、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域に光硬化性接着剤を配置し、複数のレンズに対応する複数の開口を有する中間絞り部材の一方の面を光硬化性接着剤の配置された第１レンズアレイに積層し、さらに、中間絞り部材上の他方の面に光硬化性接着剤を配置する。この場合、光線がより精度よくレンズの有効面外を通過し、像側のレンズアレイ中を全反射する迷光を遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１Ａは、第１実施形態の撮像装置の側方断面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示す撮像装置に用いられるレンズアレイ積層体の物体側からみた平面図である。
【図２】図１Ａ等に示す撮像装置の分解斜視図である。
【図３】図３Ａ〜３Ｅは、図１Ａの撮像装置のうちレンズアレイ積層体の部分拡大図である。
【図４】図１Ａの撮像装置を搭載した撮像処理装置を説明する図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｆは、撮像装置の製造工程を説明する図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｄは、撮像装置の製造工程を説明する図である。
【図７】第２実施形態の撮像装置の側方断面図である。
【図８】撮像装置の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態である撮像装置、レンズアレイ積層体、並びに、撮像装置及びレンズアレイ積層体の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
【００４１】
撮像装置１０００は、複数の撮像レンズを用いて複数の画像を撮影し、１つの画像を再構成するためのものである。図１Ａ、１Ｂ、及び図２に示すように、撮像装置１０００は、正方形又は矩形の外形を有し、ホルダー１００と、レンズアレイ積層体２００と、後絞り３００と、赤外線カットフィルター４００と、撮像素子アレイ５００とを有する。
【００４２】
ホルダー１００は、レンズアレイ積層体２００、後絞り３００、赤外線カットフィルター４００、及び撮像素子アレイ５００を収納し保持するためのものである。ホルダー１００には、複数の段部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を有する凹部１０１が形成されており、ホルダー１００は、全体として升状の外形を有する。凹部１０１内には、レンズアレイ積層体２００、後絞り３００、赤外線カットフィルター４００、及び撮像素子アレイ５００が順番にセットされる。各部材２００，３００，４００，５００は、凹部１０１の各段部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３によって位置決めされる。ホルダー１００には、レンズアレイ積層体２００の複数の光学面に対応する格子点位置に円形の開口部１０２が形成されている。ホルダー１００は、遮光性の樹脂、例えば黒色顔料等の着色剤を含む液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）等で形成されている。
【００４３】
レンズアレイ積層体２００は、被写体像を形成するものである。レンズアレイ積層体２００は、第１レンズアレイ２１０と、第２レンズアレイ２２０と、中間絞り部材２３０とを有する。これらの部材２１０，２２０，２３０は、光軸ＯＡ方向に積層されている。レンズアレイ積層体２００は、被写体像を撮像素子アレイ５００の像面又は撮像面（被投影面）Ｉに結像させる機能を有する。なお、本実施形態において、レンズアレイ積層体２００自体をレンズアレイと呼ぶ場合もある。なお、本実施形態において、光軸ＯＡは、それぞれのレンズアレイ内の各レンズの光軸であり、全て平行である。
【００４４】
レンズアレイ積層体２００のうち第１レンズアレイ２１０は、撮像装置１０００の最も物体側に配置される。第１レンズアレイ２１０は、光軸ＯＡに垂直な方向に２次元的に配列された複数のレンズ２１１で構成されている。第１レンズアレイ２１０は、正方形又は矩形の外形を有し、第１レンズアレイ２１０内の各レンズ２１１は、繋がった状態で一体に形成されている。具体的には、第１レンズアレイ２１０は、第１レンズ本体部２１１ａとその周囲に一体化された第１フランジ部２１１ｂとを一組とする多数のレンズ２１１を配列したものであり、さらに、隣接する各レンズ２１１の第１フランジ部２１１ｂが一体化されている。つまり、第１レンズアレイ２１０は、複数の第１レンズ本体部２１１ａ及び一つの第１フランジ部２１１ｂが、同じ光学材料で一体物として形成されたレンズアレイであるともいえる。第１レンズ本体部２１１ａは、物体側に凸形状の非球面である第１光学面２１１ｃと、像側に凹形状の非球面である第２光学面２１１ｄとを有する。第１レンズ本体部２１１ａの周囲の第１フランジ部２１１ｂは、第１光学面２１１ｃの周囲に広がる平坦な第１フランジ面２１１ｅと、第２光学面２１１ｄの周囲に広がる平坦な第２フランジ面２１１ｆとを有する。第１及び第２フランジ面２１１ｅ，２１１ｆは、光軸ＯＡに垂直なＸＹ面に対して平行に配置されている。
【００４５】
第１レンズアレイ２１０の各レンズ２１１は正のレンズパワーで構成され、以下の条件式を満たす。
１．５＜Ｎｄ＜１．９                              …（３）
ただし、
Ｎｄ：最も物体側のレンズアレイ（この場合、第１レンズアレイ２１０）の屈折率
レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイである第１レンズアレイ２１０が正のレンズパワーで構成され、屈折率の比が条件式（３）の下限を上回ることで、レンズの有効面の角度を小さくすることができるため、第１レンズアレイ２１０の像面側で全反射を起こしにくくすることができる。また、条件式（３）の上限を下回ることで、レンズと空気等の屈折率が１の媒質との間での全反射角が小さくなり、後述する迷光が起こりにくくなる。
【００４６】
第１レンズアレイ２１０の像側面に配置された第２光学面２１１ｄは最大面角度が４０度以下の凹面である。この凹面は下記条件式を満たす。
ＹＳ２／ＹＳ１＜１．５                            …（４）
ただし、
ＹＳ１：最も物体側のレンズアレイ物体側光学面（この場合、光学面２１１ｃ）の有効半径
ＹＳ２：最も物体側のレンズアレイ像側光学面（この場合、光学面２１１ｄ）の有効半径
第１レンズアレイ２１０の有効径比が条件式（４）の下限を下回ることで、特に全反射を生じやすい最も物体側のレンズアレイである第１レンズアレイ２１０の像側光学面（光学面２１１ｄ）の外周部（光学面内）への入射光線を少なくすることができ、後述する迷光の強度を低減することができる。
【００４７】
図３Ａに示すように、第１レンズアレイ２１０の物体側面の第１光学面２１１ｃと隣接する第１光学面２１１ｃとの間には、反射率１０％以下の樹脂層２１２が設けられている。樹脂層２１２は、例えば、黒色の塗料等、反射率１０％以下の樹脂を塗布することによって形成する。これにより、第１レンズアレイ２１０の物体側面に入射する光を低減し、第１レンズアレイ２１０で発生する迷光強度を更に低下させることができる。なお、図３Ｂに示すように、第１レンズアレイ２１０の物体側面の第１光学面２１１ｃと隣接する第１光学面２１１ｃとの間にあらし面ＺＰを設けてもよい。あらし面ＺＰは、微細でランダムな凹凸を含む面であり、例えばブラスト加工や型による転写によって形成する。
【００４８】
第１レンズアレイ２１０の像側面の外周側には、中間絞り部材２３０を位置決めするための斜面部２１０ａが形成されている。
【００４９】
レンズアレイ積層体２００のうち第２レンズアレイ２２０は、撮像装置１０００の最も像側に配置される。なお、第２レンズアレイ２２０は、第１レンズアレイ２１０の構造と略同様であり、同様の部分は適宜省略して説明する。
【００５０】
第２レンズアレイ２２０は、第１レンズアレイ２２０と同様に、光軸ＯＡに垂直な方向に２次元的に配列された複数のレンズ２２１で構成されている。そして、各レンズ２２１は、第２レンズ本体部２２１ａとその周囲に一体化された第２フランジ部２２１ｂとで構成され、隣接する各レンズ２１１の第１フランジ部２１１ｂが一体化されている。つまり、第２レンズアレイ２２０は、複数の第２レンズ本体部２２１ａ及び一つの第２フランジ部２２１ｂが、同じ光学材料で一体物として形成されたレンズアレイであるともいえる。第２レンズ本体部２２１ａは、物体側に凹形状の非球面である第３光学面２２１ｃと、像側に凸形状の非球面である第４光学面２２１ｄとを有する。第２レンズ本体部２２１ａの周囲の第２フランジ部２２１ｂは、第３光学面２２１ｃの周囲に広がる平坦な第３フランジ面２２１ｅと、第４光学面２２１ｄの周囲に広がる平坦な第４フランジ面２２１ｆとを有する。第３及び第４フランジ面２２１ｅ，２２１ｆは光軸ＯＡに垂直なＸＹ面に対して平行に配置されている。レンズ２２１は、第１レンズアレイ２１０のレンズ２１１と共に撮像レンズ２００ｕとしての機能を有する。
【００５１】
図３Ｃに示すように、第２レンズアレイ２２０の像側面の第４光学面２２１ｄと隣接する第４光学面２２１ｄとの間には、反射率１０％以下の樹脂層２２２が設けられている、なお、図３Ｄに示すように、第２レンズアレイ２２０の像側面の第４光学面２２１ｄと隣接する第４光学面２２１ｄとの間にあらし面ＺＰを設けてもよい。
【００５２】
以上説明した第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の第２及び第３光学面２１１ｄ，２２１ｃを有する複数のレンズ２１１，２２１を有することになる。
【００５３】
第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０は、例えばガラスや樹脂で形成されている。第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０は、ガラスの場合、例えば金型によるプレス成形によって成形される。また、樹脂の場合、例えば金型による射出成形や金型や樹脂型等によるプレス成形によって成形される。
【００５４】
図１Ａに示すように、第１レンズアレイ２１０と第２レンズアレイ２２０とは、遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層２４０を介して積層されている。光硬化性接着層２４０は、第１レンズアレイ２１０側の第１光硬化性接着層２４１と第２レンズアレイ２２０側の第２光硬化性接着層２４２とで構成され、第１及び第２光硬化性接着層２４１，２４２間に中間絞り部材２３０を挟んでいる。
【００５５】
光硬化性接着層２４０は、少なくとも第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０内の各レンズ２１１，２２１を構成する第１及び第２レンズ本体部２１１ａ，２２１ａと隣接する第１及び第２レンズ本体部２１１ａ，２２１ａとの間（言い換えれば、光学面と隣接する光学面との間）に設けられている。これにより、第１フランジ部２１１ｂと、第２フランジ部２２１ｂとが、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層２４０によって接着される。なお、本実施形態では、光硬化性接着層２４０は、中間絞り部材２３０の上面と下面の２層に分かれているが、中間絞り部材２３０を、形状を保持し得る強度を有する部材で構成することにより、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの接着性は、中間絞り部材２３０を設けない場合と同等とすることができる。また、各接着層２４１、２４２がそれぞれ対応するレンズアレイ２１０、２２０に密着しているため、遮光性も中間絞り部材２３０を設けない場合と同等以上である。さらに、図１Ｂに示すように、光硬化性接着層２４０は、少なくとも第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０中の各レンズ２１１，２２１の光軸ＯＡを結んだ直線Ｌ１，Ｌ２上に設けられる。このようにすることで、光硬化性接着層が迷光の原因となり得る主な経路上に配置され、より効果的に迷光を防ぐことができる。中間絞り部材２３０が存在することで、接着層は薄くて済むため、レンズアレイ間の間隔を正確に制御しやすくなる。中間絞り部材２３０としては、厚みが均一なものを用いることが好ましい。なお、中間絞り部材２３０の厚みに多少のばらつきがあったとしても、接着剤と中間絞り部材２３０との合計の厚みを適切に保持して接着剤を硬化することで、このばらつきを吸収することができる。光硬化性接着層２４１、２４２の厚みは５〜３０μｍとすることが好ましい。５μｍ以上にすることで安定して接着剤を塗布することができ、３０μｍ以下とすることで接着対象物である絞り部材やレンズアレイを積層する際の接着剤の広がりを適切に制御することができる。
【００５６】
光硬化性接着層２４０は、例えば脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物、あるいは、脂肪族エポキシ化合物と、オキセタン環（４員環エーテル）を有するオキセタン化合物とを含むカチオン重合性樹脂組成物を光重合により硬化させたものであり、吸収による遮光性を有する材料（以下、光吸収性の遮光材料）及び透光性の微粒子を含む。また、光硬化性接着層２４０を形成する光硬化性樹脂には、光硬化性樹脂の重合を開始させるカチオン系光重合開始剤及び粘度を調整する多官能モノマーが含まれている。
【００５７】
脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物は、遮光性材料の存在下でも良好な硬化性を示し、特に好ましいものである。脂環式エポキシ化合物としては、例えばビニルシクロヘキセンモノオキサイド、１，２−エポキシ−４−ビニルシクロヘキサン、１，２：８，９ジエポキシリモネン、３、４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３、'４'−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート等が挙げられる。市販品としては、セロキサイド２０２１Ｐ、セロキサイド２０８１（ダイセル化学工業社製）等が挙げられる。
【００５８】
脂肪族エポキシ化合物としては、例えば、脂肪族多価アルコール又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテルが挙げられる。そのような脂肪族エポキシ化合物の例には、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、２，２'−ビス（４−グリシジルオキシシクロヘキシル）プロパン、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカーボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−５，５−スピロ−（３，４−エポキシシクロヘキサン）−１，３−ジオキサン、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、１，２−シクロプロパンジカルボン酸ビスグリシジルエステル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルが含まれる。市販品としては、ＹＨ−３０１、ＹＨ−３２５（新日鐵化学製）、エピコート８０２、エピコート８１５（ジャパンエポキシレジン製）等が挙げられる。
【００５９】
オキセタン化合物としては、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、１，４−ビス［｛（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ｝メチル］ベンゼン、３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン、ビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、３−エチル−３−（２−エチルヘキシロキシメチル）オキセタン、３−エチル−｛（３−トリエトキシシリルプロポキシ）メチル｝オキセタン、ジ［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル、オキセタニルシルセスキオキサン、フェノールノボラックオキセタン、１，４ビス｛［（３−エチルオキセタン−３−イル）メトキシ］メチル｝オキセタンが挙げられる。ここで「オキセタニルシルセスキオキサン」とは、オキセタニル基を有するシラン化合物を意味する。例えば、オキセタニルシルセスキオキサンは、前述の３−エチル−３−［｛（３−トリエトキシシリル）プロポキシ｝メチル］オキセタンを加水分解縮合させることにより得られる、オキセタニル基を複数有するネットワーク状ポリシロキサン化合物である。これらのオキセタン化合物の中でも、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、ビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、３−エチル−３−（２−エチルヘキシロキシメチル）オキセタンが好ましい。市販品としては、例えば、ＯＸＴ−１０１、ＯＸＴ−２１１、ＯＸＴ−２２１、ＯＸＴ−２１２、ＯＸＴ−１２１（いずれも東亞合成株式会社）が挙げられる。
【００６０】
カチオン系光重合開始剤としては、紫外域（４００ｎｍ以下）の波長に吸収極大を持ち、当該紫外域の波長でカチオン発生するものであれば、いずれも用いることができる。カチオン発生する光重合開始剤には、スルフォニウム塩、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩、フェロセニウム塩、ジエチレントリアミン等がある。スルフォニウム塩には、例えば、ＣＹＲＡＣＵＲＥ  ＵＶＩ−６９７６、ＵＶＩ−６９９２（いずれもダウ・ケミカル製）、サンエイドＳＩ−６０Ｌ、ＳＩ−８０Ｌ（三新化学製）、アデカオプトマーＳＰ−１５０、ＳＰ−１７０（ＡＤＥＫＡ製）、Ｕｖａｃｕｒｅ１５９０（ダイセルＵＣＢ製）等がある。ヨードニウム塩タイプでは、ＵＶ９３８０Ｃ（モメンティブパフォーマンスマテリアルズジャパン製）、ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ２５０（チバジャパン製）等がある。なお、光重合開始剤の選択にあたっては、撮像装置１０００の使用波長域での透過率を低下させないように配慮し、硬化光に対する吸光度が適度となるように考慮する。光重合開始剤の添加量は、光硬化性樹脂に対して、０．００１質量％〜５質量％、好ましくは０．０１質量％〜３質量％、さらに好ましくは０．０５質量％〜１質量％である。
【００６１】
光吸収性の遮光材料とは、撮像装置１０００の使用光を吸収によって遮光する材料であり、例えば黒色の無機顔料や有機顔料等がある。光吸収性の遮光材料として、具体的には、例えばカーボン微粒子、チタン微粒子、アニリン微粒子、ペリレン系色素、アントラキノン系色素等があり、カーボン微粒子又はチタン微粒子が好ましい。光吸収性の遮光材料の平均粒径は、０．１μｍ以上１μｍ以下である。光吸収性の遮光材料の粒径を０．１μｍ以上とすることによって、光吸収性の遮光材料の凝集を抑制することができる。また、光吸収性の遮光材料の粒径を１μｍ以下とすることによって、接着厚の許容範囲を広げつつ、光硬化性接着層の遮光性を高くすることができる。光硬化性接着層２４０において、光吸収性の遮光材料の含有量を適切に調整することで、接着剤の硬化が損なわれることなく、しかも遮光を十分に行うことができる。このような観点から、光吸収性の遮光材料の含有率は、光硬化性樹脂接着層２４０を構成する光硬化性接着剤全体の重量に対して５重量％以上１０重量％以下とすることが好ましい。一方、光硬化性接着層２４０は、透光性の微粒子を含むことで、波長３５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下における反射率が１．５％以下となっている。このようにすることで、入射光の反射が実質的に無視できる程度に低減され、迷光強度を減衰させることができる。反射率は、オリンパス社製反射率測定器ＵＳＰＭ−ＲｕＩＩＩを使用し、３５０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域における反射率として測定することができる。透光性の微粒子としては、架橋アクリルビーズ等の有機系化合物や、シリカ、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、酸化チタン等の無機系化合物のいずれのものも使用することができる。その中でも、微粒子の分散性や低コスト等の観点からシリカを用いることが好ましい。
【００６２】
光硬化性接着層２４０は、以下の条件式を満足する。
０．０１＜Ｔｇ＜０．１  …（１）
ただし、
Ｔｇ：光硬化性接着層（接着層）の光軸方向の１０μｍ当たりの透過率
光硬化性接着層２４０の透過率が条件式（１）の上限を下回ることで、光硬化性接着層２４０内を通過する迷光の強度を効果的に低減させることができる。また、条件式（１）の下限を上回ることで、確実に硬化を行うことができる。
【００６３】
また、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０の屈折率と、光硬化性接着層２４０の屈折率とは、以下の条件式を満たす。
Ｎｇ／Ｎｄ＞０．９                                …（２）
ただし、
Ｎｇ：光硬化性接着層（接着層）の屈折率
Ｎｄ：レンズアレイの屈折率
光硬化性接着層２４０の屈折率が条件式（２）の範囲を満足することで、第１レンズアレイ２１０や第２レンズアレイ２２０から光硬化性接着層２４０へ入射する光線が、第１レンズアレイ２１０と光硬化性接着層２４０との境界面や第２レンズアレイ２２０と光硬化性接着層２２０と光硬化性接着層２４０との境界面で全反射しにくくなり、より効果的に迷光強度を低減することができる。
【００６４】
中間絞り部材２３０は、正方形又は矩形の板状部材であり、第１レンズアレイ２１０と、第２レンズアレイ２２０との間に設けられている。中間絞り部材２３０は、光硬化性接着層２４０を介して第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０と密着している。つまり、中間絞り部材２３０は、光硬化性接着層２４０の内部に埋め込まれた状態となっている。中間絞り部材２３０は、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０の第１及び第２レンズ本体部２１１ａ，２２１ａに対応する位置に円形の開口部２３１が形成されている。開口部２３１の内縁は、光硬化性接着剤２４０からレンズ本体部２１１ａ，２２１ａ側に（当該開口に対応するレンズの光軸側に）はみ出している。中間絞り部材２３０は、金属や樹脂等からなる板状部材であって、それ自体で光吸収性を有する黒色又は暗色の材料や、表面を黒色又は暗色に塗装されたものが用いられる。中間絞り部材２３０として、形状を保持し得る強度を有する部材で正確な開口縁形状を備えたものを使用することにより、入射光を精度よくレンズ２１１，２２１の有効面内で通過させ、像側の第２レンズアレイ２２０中を全反射する迷光を遮断することができる。中間絞り部材２３０は、物体側面及び像側面の少なくとも１面があらし面となっている。これにより、中間絞り部材２３０を反射して第１又は第２レンズアレイ２１０，２２０内に戻る光の強度を減少させることができる。
【００６５】
後絞り３００は、正方形又は矩形の板状部材であり、レンズアレイ積層体２００と赤外線カットフィルター４００との間に設けられている。後絞り３００は、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０の第１及び第２レンズ本体部２１１ａ，２２１ａに対応する位置に正方形又は矩形の開口部３０１が形成されている。後絞り３００の材質は、中間絞り部材２３０と同様のものを用いることができる。後絞り３００は、撮像素子アレイ５００へ入射する迷光を遮断する。後絞り３００を赤外線カットフィルター４００上に印刷等で形成してもよい。
【００６６】
赤外線カットフィルター４００は、正方形又は矩形の板状部材であり、後絞り３００と撮像素子アレイ５００との間に設けられている。赤外線カットフィルター４００は、赤外線を反射させる機能を有する。
【００６７】
撮像素子アレイ５００は、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０の各レンズ２１１，２２１によって形成された被写体像を検出するものである。撮像素子アレイ５００は、光軸ＯＡに垂直な方向に２次元的に配列された撮像素子を備える撮像部５０１を内蔵している。撮像部５０１は、固体撮像素子アレイからなるセンサーチップである。撮像部５０１の光電変換部（不図示）は、ＣＣＤやＣＭＯＳからなり、入射光をＲＧＢ毎に光電変換し、そのアナログ信号を出力する。受光部としての光電変換部の表面は、撮像面（被投影面）Ｉとなっている。撮像素子アレイ５００は、不図示の配線基板によって固定されている。この配線基板は、外部回路から撮像部５０１を駆動するための電圧や信号の供給を受けたり、検出信号を上記外部回路へ出力したりする。
【００６８】
なお、撮像素子アレイ５００のレンズアレイ積層体２００側には、透明な平行平板が撮像素子アレイ５００等を覆うように配置・固定されていてもよい。
【００６９】
以下、図４を参照しつつ、撮像装置１０００を搭載した撮像処理装置３０００及びその動作について説明する。
【００７０】
撮像処理装置３０００は、撮像装置１０００と、マイクロプロセッサー８１と、インターフェース８２と、ディスプレイ８３とを有する。
【００７１】
撮像素子アレイ５００は、撮像部５０１上に形成された各画像をそれぞれ電気信号に変換し、マイクロプロセッサー８１に出力する。マイクロプロセッサー８１は、入力された信号をマイクロプロセッサー８１内のＲＯＭに格納された所定の処理プログラムに基づいて処理し、各画像を１つの画像に再構成する。その後、マイクロプロセッサー８１は、インターフェース８２を介してディスプレイ８３へ再構成された１つの画像を出力する。また、マイクロプロセッサー８１は、上記処理プログラムに基づく処理を実行する際の種々の演算結果をＲＡＭに一時記憶させる。なお、マイクロプロセッサー８１による画像の再構成処理としては、例えば、各画像から必要な正方形又は矩形領域を切り出す処理、及び、切り出した正方形又は矩形画像から各々の視差情報に基づいて画像を再構成する処理を含むもの等、公知の処理を用いることができる。
【００７２】
以下、図５Ａ〜５Ｆ、６Ａ〜６Ｄを参照しつつ、撮像装置１０００の製造工程について説明する。
【００７３】
まず、研削加工等によって第１レンズアレイ２１０の最終形状に対応するマスター型を作製する。次に、当該マスター型を用いて第１レンズアレイ２１０の各レンズ２１１を一体に成形する。これにより、図５Ａに示すように、第１レンズアレイ２１０を得る。第２レンズアレイ２２０についても同様に作製する。
【００７４】
次に、図５Ｂに示すように、第１レンズアレイ２１０の像側面であり、第２光学面２１１ｄと隣接する第２光学面２１１ｄとの間に第１光硬化性接着層２４１となる光硬化性樹脂材料からなる光硬化性接着剤ＢＤを塗布する。光硬化性接着剤ＢＤは、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０を積層した際に、第１レンズアレイ２１０の第２フランジ面２１１ｆと第２レンズアレイ２２０の第３フランジ面２２１ｅとの間に形成される空間の容積より小さい量を塗布し、光学面２１１ｄ，２２１ｃ側にはみ出さないようにする。ここで、光硬化性接着剤ＢＤは、インクジェット方式のディスペンサー等を用いて塗布することができる。本実施形態においては、光硬化性接着剤ＢＤの塗布位置を、Ｘ方向及びＹ方向における隣り合う光学面間、Ｘ方向及びＹ方向における最外に位置する光学面の外側、及び、斜め方向に隣り合う光学面間としている。そして、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０を互いに押圧した際に、第２光学面２１１ｄ及び第３光学面２２１ｃ以外の範囲内で光硬化性接着剤ＢＤが押し広げられる。このように塗布することで、容易に光吸収性の接着層を形成することができる。
【００７５】
次に、図５Ｃに示すように、中間絞り部材２３０を第１レンズアレイ２１０の上方に配置し、第１レンズアレイ２１０の第１レンズ本体部２１１ａと中間絞り部材２３０の開口部２３１とをアライメントする。その後、図５Ｄに示すように、第１レンズアレイ２１０上に中間絞り部材２３０を押し当てる。この際、中間絞り部材２３０は、第１レンズアレイ２１０の外周側に設けられた斜面部２１０ａによって位置決めされる。
【００７６】
次に、図５Ｅに示すように、中間絞り部材２３０上に第２光硬化性接着層２４２となる光硬化性接着剤ＢＤを塗布する。この際、光硬化性接着剤ＢＤの塗布位置と塗布量は、第１レンズアレイ２１０の場合と略同様である。
【００７７】
次に、図５Ｆに示すように、第２レンズアレイ２２０と中間絞り部材２３０の上方に配置し、第１レンズアレイ２１０の第１レンズ本体部２１１ａと第２レンズアレイ２２０の第２レンズ本体部２２１ａとをアライメントする。その後、図６Ａに示すように、中間絞り部材２３０上に第２レンズアレイ２２０を押し当てる。その際、冶具などを用いて両レンズアレイを保持し両者を適切な間隔に保って積層する。その後、図６Ａに示すように、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０を積層した状態で、第１レンズアレイ２１０の物体側面と第２レンズアレイ２２０の像側面に対して紫外線を照射し、光硬化性接着剤ＢＤを硬化させる。これにより、均一な厚みを有する光硬化性接着層２４０が形成され、図６Ｂに示すレンズアレイ積層体２００を得る。なお、中間絞り部材２３０が存在することで、接着層の厚みを小さくすることができるので、中間絞り部材２３０の厚みと２つの接着層の合計の厚みを、レンズアレイ積層体２００全体にわたって均一にしやすい。
【００７８】
次に、図６Ｃに示すように、予め作製しておいたホルダー１００にレンズアレイ積層体２００をセットする。ホルダー１００への組み込みに当たっては、レンズアレイ積層体２００を損傷しないように、適当な治具や容器に収めた上でホルダーへの組み込み工程へ搬送することが好ましい。レンズアレイ積層体２００は、ホルダー１００の凹部１０１の段部Ｔ１によって位置決めされる。レンズアレイ積層体２００は、接着剤等によってホルダー１００に固定される。なお、レンズアレイ積層体２００をホルダー１００にセットした状態であれば、レンズアレイ積層体２００の取り扱いが容易になるため、撮像装置１０００に組み込むまでの作業性を向上することができる。
【００７９】
次に、図６Ｄに示すように、ホルダー１００内のレンズアレイ積層体２００上に後絞り３００、赤外線カットフィルター４００、及び撮像素子アレイ５００を順番にセットする。後絞り３００、赤外線カットフィルター４００、及び撮像素子アレイ５００もレンズアレイ積層体２００と同様に、ホルダー１００の凹部１０１の段部Ｔ２，Ｔ３によってそれぞれ位置決めされる。後絞り３００、赤外線カットフィルター４００、及び撮像素子アレイ５００は、接着剤等によってホルダー１００に固定される。
【００８０】
以上説明した撮像装置１０００によれば、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０をそれぞれ樹脂やガラス等の光学材料からなる一体物とし、複数のレンズアレイ２１０，２２０を光吸収性の遮光材料を含む透過率の低い光硬化性接着層２４０を介して積層し、光硬化性接着層２４０を迷光が到達しうる第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０内の第２光学面２１１ｄ，２２１ｄと隣接する第２光学面２１１ｄ，２２１ｄとの間に配置して、隣接する光学面の間の領域でフランジ面２１１ｆ、２２１ｅの両方に接着することで、効果的に迷光強度を減衰させることができる。具体的には、図１Ａに示すように、画像再構成で問題となる、曲面状の光学面２１１ｄ、２２１ｄに起因する迷光（例えば、図１Ａの光線ＲＡ１，ＲＡ２）は、接着層２４０が無い場合に全反射後に到達する第２光学面２１１ｄ、第４光学面２２１ｄによって屈折されるが、撮像装置１０００では、光硬化性接着層２４０がフランジ面２１１ｆ、２２１ｅに密着し、迷光強度を減衰させるため、撮像部５０１に迷光が到達するのが防止される。
【００８１】
また、光吸収性の遮光材料を用いて光硬化性を保つように透過率を調整することで、硬化時間が比較的短いという光硬化性接着剤ＢＤの利点を活かしつつ、確実に硬化を行うことができ、しかも、遮光性を有する光硬化性接着層２４０を形成することができる。また、上述したように、第１及び第２レンズアレイ２１０、２２０の少なくとも一方に接着剤を配置し積層した後に光照射して光硬化性接着剤ＢＤを硬化させることにより、アレンレンズ積層体２００の全体にわたって均一な厚みを有する接着層２４０を形成することができる。これにより、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０内の性能のばらつきを小さくすることができる。また、レンズアレイ積層体２００を２枚で構成することにより、光学全長を小さくすることができる。
【００８２】
一方、遮光性を有する光硬化性接着層２４０を設けない場合、第２光学面２１１ｄ，２２１ｄによって屈折される迷光（図１Ａの光線ＲＡ１，ＲＡ２）が減衰せずに撮像部５０１に達し（図１Ａに示す破線部分）、画像の再構成の際にノイズとなる。なお、図１Ａ及び１Ｂには図示していないが、光線ＲＡ１、ＲＡ２以外にも、第１レンズアレイ２１０の第１光学面２１１ｃ間の第１フランジ面２１１ｅや、第２レンズアレイ２２０の第４光学面２２１ｄ間の第４フランジ面２２１ｆ間で反射されずに、第１レンズアレイ２１０の第２光学面２１１ｄ間の第２フランジ面２１１ｆと第２レンズアレイ２２０の第３光学面２２１ｃ間の第３フランジ面２２１ｅ及び第１〜第４光学面２１１ｃ，２１１ｄ，２２１ｃ，２２１ｄのみで反射を繰り返す迷光も存在する。そのため、第１レンズアレイ２１０の第１光学面２１１ｃ間の第１フランジ面２１１ｅや第２レンズアレイ２２０の第４光学面２２１ｄ間の第４フランジ面２２１ｆに光吸収性の接着層を設けるだけでは迷光による画質低下を十分防止することはできない。本実施形態のように、第１レンズアレイ２１０の第２光学面２１１ｄ間の第２フランジ面２１１ｆと第２レンズアレイ２２０の第３光学面２２１ｃ間の第３フランジ面２２１ｅに光吸収性の接着層である光硬化性接着層２４０を配置することにより、このような迷光も効果的に吸収することができる。また、この光吸収性の光硬化性接着層２４０はレンズ有効径ギリギリに配置せずともこのような迷光を確実に抑制することができるので、製造面でも有利である。
【００８３】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る撮像装置等について説明する。なお、第２実施形態の撮像装置等は第１実施形態の撮像装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様である。
【００８４】
図７に示すように、レンズアレイ積層体２００は、第１レンズアレイ２１０と、第２レンズアレイ２２０と、第３レンズアレイ２５０と、第１中間絞り部材２３１と、第２中間絞り部材２３２とを有する。なお、本実施形態において、互いに接合するレンズアレイ同士を見たときに、一方が第１レンズアレイに相当し、他方が第２レンズアレイに相当する。つまり、第１及び第３レンズアレイ２１０，２５０の関係で、それぞれ第１及び第２レンズアレイに対応する。また、第３及び第２レンズアレイ２５０，２２０の関係で、それぞれ第１及び第２レンズアレイに対応する。
【００８５】
第３レンズアレイ２５０は、第１レンズアレイ２１０と、第２レンズアレイ２２０との間に設けられる。第３レンズアレイ２５０は、第１レンズアレイ２１０及び第２レンズアレイ２２０と光硬化性接着層２４０を介して積層され接着されている。
【００８６】
第３レンズアレイ２５０は、第１レンズアレイ２２０等と同様に、光軸ＯＡに垂直な方向に２次元的に配列された複数のレンズ２５１で構成される。各レンズ２５１は、第３レンズ本体部２５１ａと第３フランジ部２５１ｂとで構成され、隣接する各レンズ２５１の第３フランジ部２５１ｂが一体化されている。つまり、第３レンズアレイ２５０は、複数の第３レンズ本体部２５１ａ及び第３フランジ部２５１ｂが、同じ光学材料で一体物として形成されたレンズアレイであるともいえる。第３レンズ本体部２５１ａは、物体側が凹形状の非球面である第５光学面２５１ｃと、像側が凸形状の非球面である第６光学面２５１ｄとを有する。第３レンズ本体部２５１ａの周囲の第３フランジ部２５１ｂは、第５光学面２５１ｃの周囲に広がる平坦な第５フランジ面２５１ｅと、第６光学面２５１ｄの周囲に広がる平坦な第６フランジ面２５１ｆとを有する。第５及び第６フランジ面２５１ｅ，２５１ｆは光軸ＯＡに垂直なＸＹ面に対して平行に配置されている。レンズ２５１は、撮像レンズとしての機能を有する。
【００８７】
第１中間絞り部材２３１は、第１レンズアレイ２１０及び第２レンズアレイ２２０間に設けられ，第２中間絞り部材２３２は、第２レンズアレイ２２０及び第３レンズアレイ２５０間に設けられている。
【００８８】
レンズアレイ積層体２００が３枚で構成されることにより、２枚で構成される場合に比べてより高画質な再構成画像を得ることができる。３層となることで、各レンズ部（レンズ本体部２１１ａ，２２１ａ，２５１ａ）の性能ばらつきを抑えることの難度は高くなるが、上下のレンズアレイにそれぞれ光吸収層を設ける必要がないので、レンズ部の性能ばらつきを抑制しつつ、レンズアレイ内を迷光が導光することを防止することができる。
【００８９】
以上、本実施形態に係る撮像装置等について説明したが、本発明に係る撮像装置等は上記のものには限られない。例えば、上記実施形態において、第１〜第４光学面２１１ｃ，２１１ｄ，２２１ｃ，２２１ｄ等の形状、大きさ、数、配置間隔等は、用途や機能に応じて適宜変更することができる。第２光学面２１１ｄ及び第３光学面２２１ｃのうちの一方が曲面状でなくてもよい。また、各レンズアレイ２１０，２２０，２５０の外形形状や、ホルダー１００の外形形状等も用途や機能に応じて適宜変更することができる。
【００９０】
また、上記実施形態において、光硬化性接着層２４０は透光性の微粒子を含むもとしたが、反射率を十分抑えることができるのであれば、必ずしも含んでいなくてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態において、中間絞り部材２３０を設けているが、中間絞り部材２３０の材質が反射しにくいものであれば、あらし面は必ずしも必要ない。また、光吸収性の光硬化性接着層２４０をレンズ本体部２１１ａ，２２１ａの十分近傍まで配置できる場合等中間絞り部材２３０が特に必要ない場合はなくてもよい。
【００９２】
また、上記実施形態において、第１レンズアレイ２１０の第１光学面２１１ｃと隣接する第１光学面２１１ｃとの間に反射率１０％以下の樹脂層２１２やあらし面ＺＰを設けたり、第２レンズアレイ２２０の第４光学面２２１ｄと隣接する第４光学面２２１ｄとの間についても同様に樹脂層２２２やあらし面ＺＰを設けたりしているが、光吸収性の光硬化性接着層２４０の存在により十分迷光を防止できる場合は、これらがなくてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態において、第１レンズアレイ２１０の像側面に配置された第２光学面２１１ｄを凹面としたが、図８に示すように、凸面であってもよい。これにより、入射する光線の面に対する角度を小さくすることができる。なお、第２光学面２１１ｄを凸面とした場合、中間絞り部材２３０の位置決めは斜面部２１０ａ以外に、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０の外側に別途設けた位置決め機構によって行ってもよい。
【００９４】
また、上記実施形態において、光硬化性接着層２４０を第１レンズアレイ２１０等の第２フランジ面２１１ｆ等の一部に設けたが、第２光学面２１１ｄに干渉しなければ、第２フランジ面２１１ｆ等の面全体に設けてもよい。
【００９５】
また、上記実施形態において、光硬化性接着剤ＢＤを第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０側から同時に光硬化したが、光硬化性接着剤ＢＤを塗布後、片面ずつ光硬化してもよい。
【００９６】
以上では、レンズアレイ積層体２００を構成する各個眼レンズ（例えば光軸方向に並んだ一組のレンズ２１１，２２１からなる合成レンズ）が光学的に同一の仕様であることを前提としているが、各個眼レンズの光学的仕様は異なるものであってもよい。この場合、各個眼レンズによって倍率や視野が異なる画像を取得することができる。
【図１】
2013168811.tif 000003
【図２】
2013168811.tif 000004
【図３】
2013168811.tif 000005
【図４】
2013168811.tif 000006
【図５】
2013168811.tif 000007
【図６】
2013168811.tif 000008
【図７】
2013168811.tif 000009
【図８】
2013168811.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月20日(2014.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元的に配列された複数のレンズを有するレンズアレイと、
前記レンズアレイによって、再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像素子アレイと、を備え、
前記レンズアレイとして、光軸方向に積層された第１レンズアレイと第２レンズアレイとを含むレンズアレイ積層体が用いられ、
前記第１レンズアレイは第１フランジ部及び複数の第１レンズ本体部を備える一体物からなり、前記第１レンズアレイ内の各レンズは前記第１レンズ本体部及びその周囲の前記第１フランジ部で構成され、前記第２レンズアレイは第２フランジ部及び複数の第２レンズ本体部を備える一体物からなり、前記第２レンズアレイ内の各レンズは前記第２レンズ本体部及びその周囲の前記第２フランジ部で構成され、
前記第１及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う前記曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着され、
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイは正のレンズパワーで構成され、以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像装置。
１．５＜Ｎｄ＜１．９                              …（３）
ただし、
Ｎｄ：最も物体側のレンズアレイの屈折率
【請求項２】
前記光硬化性接着層は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記レンズアレイ積層体は、２枚のレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記レンズアレイ積層体は、３枚のレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記遮光材料は、０．１μｍ以上１μｍ以下の平均粒径を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光硬化性接着層において、前記遮光材料の含有率は５重量％以上１０重量％以下であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光硬化性接着層は、波長３５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下における反射率が１．５％以下であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光硬化性接着層は、透光性の微粒子を含むことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記光硬化性接着層は、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の撮像装置。
０．０１＜Ｔｇ＜０．１      …（１）
ただし、
Ｔｇ：レンズアレイの各レンズの光軸方向における接着層１０μｍ当たりの透過率
【請求項１０】
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の撮像装置。
Ｎｇ／Ｎｄ＞０．９                                …（２）
ただし、
Ｎｇ：光硬化性接着層の屈折率
Ｎｄ：レンズアレイの屈折率
【請求項１１】
前記光硬化性接着層は、少なくとも前記レンズアレイ中の各レンズの光軸を結んだ直線上に設けられることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとの間に、前記複数のレンズに対応した位置に複数の開口を有する中間絞り部材が設けられ、前記光硬化性接着層は、前記第１レンズアレイと前記中間絞り部材との間及び前記第２レンズアレイと前記中間絞り部材との間の２つの層からなることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記中間絞り部材の開口縁が、前記光硬化性接着層よりも当該開口に対応する前記レンズの光軸側に位置することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記中間絞り部材は、物体側面及び像側面の少なくとも１面があらし面であることを特徴とする請求項１２及び１３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイの物体側面に設けた光学面と光学面との間に反射率１０％以下の樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記レンズアレイ積層体のうち最も像側のレンズアレイの像側面に設けた光学面と光学面との間に反射率１０％以下の樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイは、物体側面に設けた光学面と光学面との間にあらし面を有することを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記レンズアレイ積層体のうち最も像側のレンズアレイは、像側面に設けた光学面と光学面との間にあらし面を有することを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイの像側面に配置された光学面は、最大面角度が４０度以下の凹面であることを特徴とする請求項１から１８までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記凹面は下記条件式を満たすことを特徴とする請求項１９に記載の撮像装置。
ＹＳ２／ＹＳ１＜１．５                            …（４）
ただし、
ＹＳ１：最も物体側のレンズアレイ物体側光学面の有効半径
ＹＳ２：最も物体側のレンズアレイ像側光学面の有効半径
【請求項２１】
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイの像側面に配置された光学面が凸面であることを特徴とする請求項１から１８までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項２２】
再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像装置に用いられるレンズアレイ積層体であって、
それぞれ２次元的に配列された複数のレンズを有する第１及び第２のレンズアレイを含み、
前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとは光軸方向に積層され、
前記第１レンズアレイは第１フランジ部及び複数の第１レンズ本体部を備える一体物からなり、前記第１レンズアレイ内の各レンズは前記第１レンズ本体部及びその周囲の第１のフランジ部で構成され、前記第２レンズアレイは第２フランジ部及び複数の第２レンズ本体部を備える一体物からなり、前記第２レンズアレイ内の各レンズは前記第２レンズ本体部及びその周囲の前記第２フランジ部で構成され、
前記第１及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う前記曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着され、
最も物体側のレンズアレイは正のレンズパワーで構成され、以下の条件式を満たすことを特徴とするレンズアレイ積層体。
１．５＜Ｎｄ＜１．９                              …（３）
ただし、
Ｎｄ：最も物体側のレンズアレイの屈折率
【請求項２３】
前記光硬化性接着層は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を用いて形成されることを特徴とする請求項２２に記載のレンズアレイ積層体。
【請求項２４】
前記レンズアレイのうち一方のレンズアレイと他方のレンズアレイとの間に、前記複数のレンズに対応した位置に複数の開口を有する中間絞り部材が設けられ、該中間絞り部材の開口縁が前記光硬化性接着層よりも当該開口に対応する前記レンズの光軸側に位置することを特徴とする請求項２２及び２３のいずれか一項に記載のレンズアレイ積層体。
【請求項２５】
再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像装置に用いられるレンズアレイ積層体の製造方法であって、
それぞれ、２次元的に配列された複数のレンズを有し、フランジ部と複数のレンズ本体部とを備える一体物からなる第１及び第２のレンズアレイであって、前記第１レンズアレイ内の各レンズは前記第１レンズ本体部及びその周囲の前記第１フランジ部で構成され、前記第２レンズアレイ内の各レンズは前記第２レンズ本体部及びその周囲の前記第２フランジ部で構成されている第１及び第２のレンズアレイのうち、少なくとも一方のフランジ部に遮光性を有する樹脂からなる光硬化性接着剤を配置し、前記第１及び第２のレンズアレイを光軸方向に積層する工程と、
前記第１及び第２のレンズアレイの積層物に対して光を照射して前記光硬化性接着剤を硬化することにより、前記第１及び第２フランジ部を、前記光硬化性接着剤により接着する工程と、を含み、
前記第1及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、
前記光硬化性接着剤は、光吸収性の遮光材料を含み、少なくとも隣り合う前記曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とを接着し、
前記レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイは正のレンズパワーで構成され、以下の条件式を満たすことを特徴とするレンズアレイ積層体の製造方法。
１．５＜Ｎｄ＜１．９                              …（３）
ただし、
Ｎｄ：最も物体側のレンズアレイの屈折率
【請求項２６】
前記光硬化性接着剤は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を光硬化させて得られるものであることを特徴とする請求項２５に記載のレンズアレイ積層体の製造方法。
【請求項２７】
前記光硬化性接着剤を配置する工程において、前記第１及び第２レンズアレイのうちの一方について、少なくとも隣り合う前記曲面状の光学面の間の領域に前記光硬化性接着剤を配置し、前記複数のレンズに対応する複数の開口を有する中間絞り部材の一方の面を前記光硬化性接着剤の配置された前記第１レンズアレイに積層し、さらに、前記中間絞り部材上の他方の面に前記光硬化性接着剤を配置することを特徴とする請求項２５及び２６のいずれか一項に記載のレンズアレイ積層体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、２次元的に配列された複数のレンズを有するレンズアレイと、レンズアレイによって、再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像素子アレイと、を備え、レンズアレイとして、光軸方向に積層された第１レンズアレイと第２レンズアレイとを含むレンズアレイ積層体が用いられ、第１レンズアレイは第１フランジ部及び複数の第１レンズ本体部を備える一体物からなり、第１レンズアレイ内の各レンズは第１レンズ本体部及びその周囲の第１フランジ部で構成され、第２レンズアレイは第２フランジ部及び複数の第２レンズ本体部を備える一体物からなり、第２レンズアレイ内の各レンズは第２レンズ本体部及びその周囲の第２フランジ部で構成され、第１及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、第１フランジ部と第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着されている。つまり、光硬化性接着層は、例えば第１レンズアレイの第２レンズアレイ側に設けられる光学面と光学面との間に配置され、或いは第２レンズアレイの第１レンズアレイ側に設けられる光学面と光学面との間に配置される。ここで、光吸収性の遮光材料とは、撮像装置で使用する撮像光を吸収によって遮光する材料であり、例えば可視光等を含む広い波長範囲で高い吸光性を示す黒色材料等がある。また、ここでいう第１及び第２レンズアレイとは、互いに接合するレンズアレイ同士を見たときに、一方を第１レンズアレイとし、他方を第２レンズアレイとすることを意味する。
さらに、本発明に係る撮像装置では、レンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイは正のレンズパワーで構成され、以下の条件式を満たす。
１．５＜Ｎｄ＜１．９                              …（３）
ただし、
Ｎｄ：最も物体側のレンズアレイの屈折率
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記撮像装置によれば、レンズアレイを一体物とし、光吸収性の遮光材料を含ませることで透過率を低くした光硬化性接着層によって一対のレンズアレイを接着するので、迷光の発生を抑制することができる。つまり、画像再構成で問題となる迷光は全反射後に到達する光学面によって屈折され撮像素子アレイに到達するが、本発明の撮像装置においては、第１フランジ部と第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着されているので、第１及び第２レンズアレイの互いに向き合う面の少なくとも一方に設けられた曲面状の光学面に起因する迷光の強度を効果的に減衰させることができる。また、光吸収性の遮光材料を用いて光硬化性を保つように透過率を調整することで、確実な硬化を実現しつつ、十分な遮光性を有する接着層を形成することができる。
また、上記撮像装置によれば、例えばレンズアレイ積層体のうち最も物体側のレンズアレイが正のレンズパワーで構成され、屈折率が条件式（３）の下限を上回ることで、レンズの有効面の角度を小さくすることができるため、レンズアレイの像面側で全反射を起こしにくくすることができる。また、条件式（３）の上限を下回ることで、レンズと空気等の屈折率が１の媒質との間での全反射角が大きくなり迷光が起こりにくくなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
上記課題を解決するため、本発明に係るレンズアレイ積層体は、再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像装置に用いられるものであって、それぞれ２次元的に配列された複数のレンズを有する第１及び第２のレンズアレイを含み、第１レンズアレイと第２レンズアレイとは光軸方向に積層され、第１レンズアレイは第１フランジ部及び複数の第１レンズ本体部を備える一体物からなり、第１レンズアレイ内の各レンズは第１レンズ本体部及びその周囲の第１のフランジ部で構成され、第２レンズアレイは第２フランジ部及び複数の第２レンズ本体部を備える一体物からなり、第２レンズアレイ内の各レンズは第２レンズ本体部及びその周囲の第２フランジ部で構成され、第１及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、第１フランジ部と第２フランジ部とが、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、光吸収性の遮光材料を含み遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層によって接着されている。
さらに、本発明に係るレンズアレイ積層体では、最も物体側のレンズアレイは正のレンズパワーで構成され、以下の条件式を満たす。
１．５＜Ｎｄ＜１．９                              …（３）
ただし、
Ｎｄ：最も物体側のレンズアレイの屈折率
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
上記課題を解決するため、本発明に係るレンズアレイ積層体の製造方法は、再構成画像を作成するための複数の画像データを生成する撮像装置に用いられるレンズアレイ積層体のためのものであって、それぞれ、２次元的に配列された複数のレンズを有し、フランジ部と複数のレンズ本体部とを備える一体物からなる第１及び第２のレンズアレイであって、第１レンズアレイ内の各レンズは第１レンズ本体部及びその周囲の第１フランジ部で構成され、第２レンズアレイ内の各レンズは第２レンズ本体部及びその周囲の第２フランジ部で構成されている第１及び第２のレンズアレイのうち、少なくとも一方のフランジ部に遮光性を有する樹脂からなる光硬化性接着剤を配置し、第１及び第２のレンズアレイを光軸方向に積層する工程と、第１及び第２のレンズアレイの積層物に対して光を照射して光硬化性接着剤を硬化することにより、第１及び第２フランジ部を、光硬化性接着剤により接着する工程と、を含み、第1及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方は、互いに向き合う面に、それぞれ曲面状の光学面を有する複数のレンズを有しており、光硬化性接着剤は、光吸収性の遮光材料を含み、少なくとも隣り合う曲面状の光学面の間の領域とその対向面との間で、第１フランジ部と第２フランジ部とを接着する。
さらに、本発明に係るレンズアレイ積層体の製造方法では、最も物体側のレンズアレイは正のレンズパワーで構成され、以下の条件式を満たす。
１．５＜Ｎｄ＜１．９                              …（３）
ただし、
Ｎｄ：最も物体側のレンズアレイの屈折率
【国際調査報告】
2013168811.tif 000011
2013168811.tif 000012
2013168811.tif 000013
2013168811.tif 000014