(57)【要約】外形寸法精度が良くない複眼のレンズ部材を使用しても、光学性能に影響を及ぼすことなくレンズホルダーに対して位置精度良く組み立てることができる、精度の良い撮像装置及びレンズユニットを提供することを目的とする。レンズ側位置合せ部ＬＧとホルダー側位置合せ部ＨＧとによって位置合せを行う。具体的には、特定の位置にある２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎをホルダー側位置合せ部ＨＧとし、２つのレンズ２１１ｍ，２１１ｎをレンズ側位置合せ部ＬＧとし、これらによって第１レンズアレイ２１０とホルダー１００との位置合せを精度良く行うことができる。また、この際、ホルダー１００において複数の絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎが互いに略同一形状の開口を形成し芯出しされた状態で配置することを確保しておくことで、位置合せが光学性能に影響を及ぼすことを抑制できる。
2014042164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元的に配列され一体に成形された複数のレンズを有するレンズアレイと、
前記レンズアレイの各レンズに対応して設けられた複数の開口形成部を有するレンズホルダーと、を備え、
前記レンズアレイを利用して、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装置であって、
前記レンズホルダーにおいて、前記複数の開口形成部は、互いに略同一形状の開口を形成するとともに、前記レンズアレイを構成する前記複数のレンズに対して前記開口がそれぞれ芯出しされた状態となるように配置されており、
前記レンズアレイのコーナー部分に配置される前記複数のレンズのうち特定の２つのレンズ又は当該２つのレンズの周辺において、前記レンズホルダーに対する位置合せを行う立体的形状部分を有するレンズ側位置合せ部と、
前記レンズ側位置合せ部に対応して前記レンズホルダーに設けられ、前記レンズアレイに対する位置合せを行う立体的形状部分を有するホルダー側位置合せ部とを備える、撮像装置。
【請求項２】
前記レンズアレイにおいて、前記複数のレンズは、四角形状の領域に２次元的に配列され、当該四角形状の四隅において４つの前記コーナー部分を形成し、
前記特定の２つのレンズは、４つの前記コーナー部分のうち対角状に位置する２箇所に配置されている、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記レンズ側位置合せ部は、前記特定の２つのレンズの光学面の外縁部であり、
前記ホルダー側位置合せ部は、前記レンズホルダーの前記開口の中心軸に対して傾斜した側面である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記レンズアレイにおいて、前記複数のレンズは、表側に凸のレンズであり、
前記レンズホルダーにおいて、前記複数の開口形成部は、光の通過範囲を最も狭めて前記開口を画成する開口端よりもレンズ側に設けられてテーパー状に広がるテーパー部を有し、
前記レンズ側位置合せ部は、前記特定の２つのレンズの凸面の一部を前記立体的形状部分とし、
前記ホルダー側位置合せ部は、前記複数の開口形成部のうち前記特定の２つのレンズに対応する特定の２つの開口形成部における前記テーパー部の内側面を前記立体的形状部分とし、
前記レンズの凸面の一部と前記テーパー部の内側面とが当接する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ホルダー側位置合せ部において、前記特定の２つの開口形成部の前記テーパー部の、対応するレンズに対する相対的な傾斜角度は、前記特定の２つの開口形成部以外の開口形成部に設けられるテーパー部の、対応するレンズに対する相対的な傾斜角度と異なっている、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記ホルダー側位置合せ部において、前記特定の２つの開口形成部は、前記レンズ側位置合せ部に当接する部分と当接しない部分とで、対応するレンズに対する前記テーパー部の内側面の相対的な傾斜角度を変化させている、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記レンズ側位置合せ部及び前記ホルダー側位置合せ部は、前記特定の２つのレンズ及び当該２つのレンズに対応する特定の２つの開口形成部の周辺に設けられた嵌合部である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記レンズアレイは、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である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１及び第２レンズアレイは、遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層を介して接着される、請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記光硬化性接着層は、少なくとも前記第１及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方の互いに向き合う面に設けられる前記複数のレンズを構成する光学面と光学面との間に設けられ、吸収による遮光性を有する材料を含む、請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１１】
２次元的に配列され一体に成形された複数のレンズを有するレンズアレイと、前記レンズアレイの各レンズに対応して設けられた複数の開口形成部を有するレンズホルダーと、を備え、前記レンズアレイを利用して、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装置に用いられるレンズユニットであって、
前記レンズホルダーにおいて、前記複数の開口形成部は、互いに略同一形状の開口を形成するとともに、前記レンズアレイを構成する前記複数のレンズに対して前記開口がそれぞれ芯出しされた状態となるように配置されており、
前記レンズアレイのコーナー部分に配置される前記複数のレンズのうち特定の２つのレンズ又は当該２つのレンズの周辺において、前記レンズホルダーに対する位置合せを行う立体的形状部分を有するレンズ側位置合せ部と、
前記レンズ側位置合せ部に対応して前記レンズホルダーに設けられ、前記レンズアレイに対する位置合せを行う立体的形状部分を有するホルダー側位置合せ部とを備える、レンズユニット。
【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に関し、特に電子部品や複数の撮像レンズを組み込んだ撮像装置及びレンズユニットに関する。
【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。なお、特許文献２には、画像を再構成するものではないが、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間に絞りアレイを挟んだ状態で接着することが記載されている。【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、樹脂の射出成形等によって複数のレンズが２次元的な配列で一体的に成形されたレンズアレイを用いると、ウェハーレベルオプティクス（ＷＬＯ）のように透明基板上に別材料で多数のレンズ部を成形することによってレンズアレイを作製する場合に比べて、製造が容易であり、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】
また、レンズアレイ型の撮像装置に適用できる複眼レンズ部材の製造方法としては、上記のような樹脂の一体成形やＷＬＯのほかに、溶融したガラスを金型で押圧して成形するガラスモールド（ＧＭ）法がある。この製造方法によれば、高精度で信頼性の高いレンズアレイを製造することができる。【０００５】
ここで、レンズ部を複数個有するレンズ部材を形成したときに、複数の撮像素子に対して各レンズ部をどのように精度良く位置決めするか、さらにはレンズホルダーに対して各レンズ部をどのように精度良く位置決めするかという問題がある。これを具体的に説明する。撮像素子とレンズ部材とを精度良く位置決めするためには、撮像素子とレンズホルダーとの間、及び、レンズ部材とレンズホルダーとの間、の両方において位置決め精度を高くする必要がある。ところが、上述のＧＭレンズの場合、そのＧＭレンズの外形が金型で形成されず出来なりとなるので、その外形寸法精度を期待できないから、これをレンズホルダーに組み付ける際に、何を基準に位置決めしたらよいのかという問題が生じる。また、上述のＷＬＯの場合、単眼レンズに限らず、複眼のレンズアレイを切り出すことが考えられるが、ダイシングして得られた個々のレンズやレンズアレイの外形が矩形になり、かつ、その外形寸法精度が比較的悪いため、同様に位置決めの問題がある。つまり外形基準によってレンズ部材をレンズホルダーに高精度で取付けできない場合に問題が生じることとなる。特に複眼撮像装置では、単眼撮像装置と異なり、光軸まわりの回転位置決めが必要になってくるので、位置決めの問題は重要である。この際に、例えばレンズホルダーの開口の位置を個々のレンズに合わせてシフトさせることで位置決めを行うといったことも考えられるが、この場合、光学性能に影響を及ぼす可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
本発明では、外形寸法精度が良くない複眼のレンズ部材を使用しても、これを光学性能に影響を及ぼすことなくレンズホルダーに対して位置精度良く組み立てることができる、精度の良い撮像装置及びレンズユニット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次元的に配列され一体に成形された複数のレンズを有するレンズアレイと、レンズアレイの各レンズに対応して設けられた複数の開口形成部を有するレンズホルダーと、を備え、レンズアレイを利用して、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装置であって、レンズホルダーにおいて、複数の開口形成部は、互いに略同一形状の開口を形成するとともに、レンズアレイを構成する複数のレンズに対して開口がそれぞれ芯出しされた状態となるように配置されており、レンズアレイのコーナー部分に配置される複数のレンズのうち特定の２つのレンズ又は当該２つのレンズの周辺において、レンズホルダーに対する位置合せを行う立体的形状部分を有するレンズ側位置合せ部と、レンズ側位置合せ部に対応してレンズホルダーに設けられ、レンズアレイに対する位置合せを行う立体的形状部分を有するホルダー側位置合せ部と、を備える。
【０００９】
上記撮像装置によれば、レンズ側位置合せ部とホルダー側位置合せ部とを用いた位置合せによって、レンズアレイを構成するレンズのうち特定の２つのレンズ位置に基づいてレンズアレイとレンズホルダーとの位置合せを精度良く行うことができる。この際、レンズホルダーにおいて複数の開口形成部に付随するが略同一形状の開口を形成し、ホルダーにレンズアレイを組み付ける際に各開口が芯出しされた状態で配置されることを確保しておくことで、位置合せ作業が光学性能に影響を及ぼすことを抑制できる。
【００１０】
本発明の具体的な態様又は観点では、レンズアレイにおいて、複数のレンズは、四角形状の領域に２次元的に配列され、当該四角形状の四隅において４つのコーナー部分を形成し、上記特定の２つのレンズは、４つのコーナー部分のうち対角状に位置する２箇所に配置されている。この場合、４つのコーナー部分のうち対角状に位置する２箇所となるように２つのレンズ又はその周辺に位置合せの構造を形成できるので、２次元平面に関してより精度の高い位置決めが可能となる。
【００１１】
本発明の別の観点では、レンズ側位置合せ部は、特定の２つのレンズの光学面の外縁部であり、ホルダー側位置合せ部は、レンズホルダーの開口の中心軸に対して傾斜した側面である。この場合、レンズの光学面の外縁部と開口形成部の側面とを利用して比較的簡易に位置合せの構造を形成し、かつ高精度な位置合せができる。
【００１２】
本発明のさらに別の観点では、レンズアレイにおいて、複数のレンズは、表側に凸のレンズであり、レンズホルダーにおいて、複数の開口形成部は、光の通過範囲を最も狭めて開口を画成する開口端よりもレンズ側に設けられてテーパー状に広がるテーパー部を有し、レンズ側位置合せ部は、特定の２つのレンズの凸面の一部を立体的形状部分とし、ホルダー側位置合せ部は、複数の開口形成部のうち特定の２つのレンズに対応する特定の２つの開口形成部におけるテーパー部の内側面を立体的形状部分とし、前記レンズの凸面の一部と前記テーパー部の内側面とが当接する。この場合、レンズの表側の凸面を開口形成部におけるテーパー部の内側面に当接させることで高精度な位置合せができる。
【００１３】
本発明のさらに別の観点では、ホルダー側位置合せ部において、上記特定の２つの開口形成部のテーパー部の、対応するレンズに対する相対的な傾斜角度は、上記特定の２つの開口形成部以外の開口形成部に設けられるテーパー部の、対応するレンズに対する相対的な傾斜角度と異なっている。この場合、テーパー部の傾斜角度の設定によって所望の位置合せができ、また、位置合せに関与しない開口形成部とレンズとについて無用な接触を回避して位置決めの妨げとならないようにできる。
【００１４】
本発明のさらに別の観点では、ホルダー側位置合せ部において、上記特定の２つの開口形成部は、レンズ側位置合せ部に当接する部分と当接しない部分とで、対応するレンズに対するテーパー部の内側面の相対的な傾斜角度を変化させている。この場合、特定の開口形成部に対応するテーパー部の内側面の傾斜角度の設定によってホルダー側位置合せ部での当接位置を調整できる。
【００１５】
本発明のさらに別の観点では、レンズ側位置合せ部及びホルダー側位置合せ部は、上記特定の２つのレンズ及び当該２つのレンズに対応する特定の２つの開口形成部の周辺に設けられた嵌合部である。この場合、嵌合部の嵌合によって簡易に位置合せができる。
【００１６】
本発明のさらに別の観点では、レンズアレイは、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である。この場合、撮像装置の光学性能を高めることができる。ここで、第１及び第２レンズアレイとは、互いに接合され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。
【００１７】
本発明のさらに別の観点では、第１及び第２レンズアレイは、遮光性を有する樹脂製の光硬化性接着層を介して接着される。この場合、装置内での迷光の発生を抑制することができる。
【００１８】
本発明のさらに別の観点では、光硬化性接着層は、少なくとも第１及び第２レンズアレイのうち少なくとも一方の互いに向き合う面に設けられる複数のレンズを構成する光学面と光学面との間に設けられ、吸収による遮光性を有する材料を含む。ここで、吸収による遮光性を有する材料とは、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。この場合、迷光となるべき成分を遮光することができる。
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明に係るレンズユニットは、２次元的に配列され一体に成形された複数のレンズを有するレンズアレイと、レンズアレイの各レンズに対応して設けられた複数の開口形成部を有するレンズホルダーと、を備え、レンズアレイを利用して、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装置に用いられるレンズユニットであって、レンズホルダーにおいて、複数の開口形成部は、互いに略同一形状の開口を形成するとともに、レンズアレイを構成する複数のレンズに対して開口がそれぞれ芯出しされた状態となるように配置されており、レンズアレイのコーナー部分に配置される複数のレンズのうち特定の２つのレンズ又は当該２つのレンズの周辺において、レンズホルダーに対する位置合せを行う立体的形状部分を有するレンズ側位置合せ部と、レンズ側位置合せ部に対応してレンズホルダーに設けられ、レンズアレイに対する位置合わせを行う立体的形状部分を有するホルダー側位置合せ部と、を備える。
【００２０】
上記レンズユニットによれば、レンズ側位置合せ部とホルダー側位置合せ部とを用いた位置合せによって、レンズアレイを構成するレンズのうち特定の２つのレンズ位置に基づいてレンズアレイとレンズホルダーとの位置合せを精度良く行うことができる。この際、レンズホルダーにおいて複数の開口形成部が略同一形状の開口を形成し、ホルダーにレンズアレイを組み付ける際に各開口が芯出しされた状態で配置されることを確保しておくことで、位置合せ作業が光学性能に影響を及ぼすことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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等に示す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は、撮像装置の物体側からみた平面図であり、図５Ｂは、撮像装置のうち図５ＡのＡ−Ａ断面に関する一部について模式的に示す側方断面図であり、図５Ｃは、撮像装置のうち他の一部について模式的に示す側方断面図である。
【図６】図６Ａは、撮像装置のうちコーナー部分について示す模式的な図であり、図６Ｂは、図５Ｂ及び５ＣのＢ−Ｂ断面である位置決め断面について示す図である。
【図７】図７Ａは、変形例の撮像装置の物体側からみた平面図であり、図７Ｂは、撮像装置のうち図７ＡのＡ−Ａ断面に関する一部について模式的に示す側方断面図であり、図７Ｃは、撮像装置のうち他の一部について模式的に示す側方断面図である。
【図８】図８Ａは、別の変形例の撮像装置について説明するための位置決め断面についての図であり、図８Ｂは、さらに別の変形例の撮像装置について説明するための位置決め断面についての図である。
【図９】図９Ａ〜９Ｆは、撮像装置の製造工程を説明する図である。
【図１０】図１０Ａ〜１０Ｄは、撮像装置の製造工程を説明する図である。
【図１１】図１１Ａは、第２実施形態の撮像装置の物体側からみた平面図であり、図１１Ｂは、図１１Ａに示す撮像装置の一部について模式的に示す側方断面図である。
【図１２】切り出す前の状態のレンズアレイを含む成形品の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔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、レンズユニット、及び、これらの製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１Ａ、１Ｂ、及び図２に示す撮像装置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。撮像装置１０００は、矩形又は四角形状の外形を有し、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。
【００２４】
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レンズホルダーである。これらレンズアレイ積層体２００、後絞り３００、及びホルダー１００によって、撮像用の光学系であるレンズユニット２０００が構成される。ホルダー（レンズホルダー）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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、四角形状の外形を有し、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成形されている。換言すれば、第１レンズアレイ２１０は、第１レンズ本体部２１１ａと第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、隣接する各レンズ２１１の第１フランジ部２１１ｂが一体に成形されている。第１レンズ本体部２１１ａは、物体側が凸形状の非球面である第１光学面２１１ｃと、像側が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。
【００２７】
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＜Ｎｄ１＜１．９                              …（１）
ただし、
Ｎｄ１：最も物体側のレンズアレイ（つまり、第１レンズアレイ２１０）の屈折率
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（光軸に垂直な面に対する傾斜角）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                            …（２）
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
【００２８】
図３Ａに示すように、第１レンズアレイ２１０の物体側面において各第１光学面２１１ｃとこれに隣接する第１光学面２１１ｃとの間には、反射率１０％以下の遮光用の樹脂層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の物体側面において第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、例えばブラスト加工や型による転写によって形成する。
【００２９】
図１Ａ等に戻って、第１レンズアレイ２１０の像側面の外周側には、中間絞り２３０を位置決めするための斜面部２１０ａが形成されている。
【００３０】
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。
【００３１】
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、各レンズ２２１は、第２レンズ本体部２２１ａと第２フランジ部２２１ｂとを一組として一体に成形されている。第２レンズ本体部２２１ａは、物体側が凹形状の非球面である第３光学面２２１ｃと、像側が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。
【００３２】
図３Ｃに示すように、第２レンズアレイ２２０の像側面において各第４光学面２２１ｄとこれに隣接する第４光学面２２１ｄとの間には、反射率１０％以下の遮光性の樹脂層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の像側面において第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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。ガラス板などの平坦な透明基板の両面に、硬化性樹脂材料及び成形型を用いたインプリントにより、樹脂製レンズを形成したものであってもよい。
【００３５】
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２３０を挟んでいる。
【００３６】
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、各光学面とこれに隣接する光学面との間）に設けられている。また、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に沿った箇所に設けられる。
【００３７】
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、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、脂肪族エポキシ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。
【００３８】
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。
【００３９】
光重合開始剤としては、例えば紫外域（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。
【００４０】
吸収による遮光性を有する材料とは、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。
【００４１】
光硬化性接着層２４０は、以下の条件式を満足する。
５×１０−５＜Ｔｇ×Ｄｇ／ｃоｓθ＜１．４×１０−３  …（３）
ただし、
Ｔｇ：接着層の光軸方向の１ｍｍ当たりの透過率
Ｄｇ：接着層の光軸方向の厚み
θ：レンズアレイと屈折率１の媒質との境界面での全反射角（図３Ｅ参照）
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                                …（４）
ただし、
Ｎｇ：接着層の屈折率
Ｎｄ：レンズアレイの屈折率
【００４２】
中間絞り２３０は、四角形状の板状部材であり、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に接合されている。つまり、中間絞り２３０は、光硬化性接着層２４０に埋め込むように保持された部分を有する。中間絞り２３０には、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。中間絞り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２３０は、入射光を精度良くレンズ２１１，２２１の有効面内で通過させ、像側の第２レンズアレイ２２０中で全反射されて伝搬する迷光を遮断する。中間絞り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２３０で反射されて第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。
【００４３】
後絞り３００は、四角形状の板状部材であり、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には、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。
【００４４】
赤外線カットフィルター４００は、四角形状の板状部材であり、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。
【００４５】
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。各撮像部５０１において、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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内蔵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、各画像から必要な矩形領域を切り出す処理、及び、切り出した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。
【００５０】
以下、図５Ａ〜５Ｃ、６Ａ及び６Ｂを参照しつつ、撮像装置１０００のうち、本実施形態での特徴的な部分であるホルダー１００とレンズアレイ積層体２００との位置合せの構造について説明する。これらの位置合せにおいては、レンズアレイ積層体２００のうち物体側に位置する第１レンズアレイ２１０と、この第１レンズアレイ２１０に面するホルダー１００の部分とにおいて位置合せをなすための構造が形成されるものとなっている。なお、図５Ａは、撮像装置１０００の物体側からみた平面図であり、図５Ｂは、図５ＡのＡ−Ａ断面に関する一部について模式的に示す側方断面図であり、図５Ｂは、Ａ−Ａ断面に関する他の一部またはＡ−Ａ断面以外の一部の断面について模式的に示す側方断面図である。
【００５１】
図５Ａ〜５Ｃに示すように、レンズホルダーであるホルダー１００は、複数の開口形成部ＩＰを有し、各開口形成部ＩＰは、第１レンズアレイ２１０を構成する各レンズ２１１に対応して配置される開口を含む開口部１０２を形成する部分となっている。なお、本実施形態では、開口形成部ＩＰの開口縁を一種の絞りとして機能させており、開口形成部ＩＰを絞り部ＩＰと称する。各絞り部ＩＰは、開口部１０２の大きさや形状を規定する部分である。図５Ｂ及び５Ｃに示すように、開口部１０２は、光を通過させる領域が中央をくびれさせた筒状となるように形成されており、最もくびれた部分すなわち直径が減少した部分は、開口部１０２において光の通過範囲を最も狭める部分であり、光を取り込むための開口を画成する開口端ＡＩによって形成されている。
【００５２】
各絞り部ＩＰは、図中破線ＰＰで境界を示す開口端ＡＩを含む平面よりも物体側においては、同一又は略同一の形状を有している。つまり、いずれの絞り部ＩＰにおいても、物体側の開口部１０２の形状には実質的な差がなく一定であり、Ｆナンバー等の光学的機能に関する事項は一定の状態に保たれている。図５Ｂ及び５Ｃを参照して形状に関してより具体的に説明すると、各レンズ２１１の光軸ＯＡ１と各絞り部ＩＰの中心軸ＯＡ２とは、共通する中心軸をなしており、当該中心軸のまわりで円形である開口の直径Ｄ１や最も物体側の端部の輪郭形状の直径Ｄ２については、いずれの絞り部ＩＰにおいても差がなく共通している。つまり、複数のレンズ２１１に対して開口がそれぞれ芯出しされた状態となるように配置されている。これに対して、図５Ｂ及び５Ｃを比較して明らかなように、図中破線ＰＰで境界を示す開口端ＡＩを含む平面よりもレンズ２１１側（すなわち像側）に位置する、開口の光学的機能に直接的には関与しない部分の形状については、例えば最も像側の端部の輪郭形状の径Ｄ３の大きさや範囲が異なるといったように、絞り部ＩＰの配置箇所によって絞り部ＩＰの形状が異なるものとなっている。ここでは、図５Ｂの像側端の径Ｄ３のみが中心軸ＯＡ２に対して偏芯している。
【００５３】
以下、絞り部ＩＰのうち、開口端ＡＩを含む平面よりもレンズ２１１側における各絞り部ＩＰ間での形状の違いについて説明する。まず、各絞り部ＩＰは、レンズ２１１側に向かってテーパー状に広がるテーパー部ＴＰを有している。ここで、図示のように、各絞り部ＩＰのテーパー部ＴＰは、マトリクス状に配置された位置のいずれであるかによって、光軸ＯＡに対するテーパーの傾斜角度が異なっている。本実施形態では、図５Ａに示す４行４列の計１６個ある絞り部ＩＰのうち、矢印で示すように領域Ｘｍ，Ｘｎとして囲んで示す対角状の端に配置された２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎ（図５Ｂ参照）が、残りの１４個ある絞り部ＩＰ（図５Ｃ参照）と異なる形状を有しているものとなっている。つまり、第１レンズアレイ２１０の四隅であるコーナー部分ＣＲ１〜ＣＲ４に配置される４つのレンズ２１１のうち、対角状に位置する２箇所に配置されているコーナー部分ＣＲ１，ＣＲ３に設けた絞り部ＩＰが、他の絞り部ＩＰと異なる立体的形状を有している。形状の違いについて具体的には、図５Ｂに示す絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎにおいて断面視した際のテーパー部ＴＰの傾斜角度（例えば傾斜角度α）が、図５Ｃに示す他の絞り部ＩＰのテーパー部ＴＰの傾斜角度βよりも大きくなっている。つまり、２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎは、テーパーの広がり具合が他の絞り部ＩＰよりも小さくなっている。
【００５４】
これに対して、第１レンズアレイ２１０を構成する各レンズ２１１は、いずれも同一又は略同一の凸形状を有しており、一定の間隔で配置されている。
【００５５】
以上のように、同一形状のレンズ２１１が一定の間隔で配置されているのに対して、２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎは、他の１４個の絞り部ＩＰと異なる形状を有することで、他の絞り部ＩＰに比べて、レンズ２１１の第１光学面２１１ｃの一部に当接しやすくなっている。特定の２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎを全レンズ２１１のうち対応するレンズ２１１ｍ，２１１ｎの一部に当接させることで、ホルダー１００に対する第１レンズアレイ２１０延いてはレンズアレイ積層体２００の位置合せをすることが可能となっている。言い換えると、２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎは、位置合せに際してホルダー側位置合せ部ＨＧとして機能する。また、２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎに対応した位置に配置される２つのレンズ２１１ｍ，２１１ｎは、位置合せに際してレンズ側位置合せ部ＬＧとして機能する。
【００５６】
以下、図５Ｂを参照して、ホルダー側位置合せ部ＨＧすなわち２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎについてさらに詳しく説明する。２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎにおいて、テーパー部ＴＰの傾斜角度は、一定に限るものではなく、例えば図示のように、当接する箇所である点Ｐ，Ｑに対応する傾斜角度αが最も大きく、当接しない反対側の傾斜角度α'は、傾斜角度αよりも小さくなっているものとすることができる。例えばホルダー１００用の金型形成時において当接する部分と当接しない部分とでテーパー部ＴＰの内側面となるべき部分の傾斜角度を徐々に変えることで、当接側と非当接側とで傾斜角度を異ならせることができる。なお、例えば各絞り部ＩＰの傾斜角度について、α＞α'＞βとし、傾斜角度αと傾斜角度α'との差は製造誤差等を加味して最低限のクリアランスを設けるのに必要な最小の差とする一方、傾斜角度βを傾斜角度αや傾斜角度α'よりも十分小さくしておくことで、２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎについてアライメントを行うホルダー側位置合せ部ＨＧとして機能させる一方、それ以外の絞り部ＩＰについては、作りやすいテーパー部ＴＰを均等な傾斜角度βで形成する直円錐面状とし、かつ、レンズ２１１と接することのないものにできる。つまり、１６個の絞り部ＩＰのうち、２つの絞り部ＩＰについては、２つのレンズ２１１ｍ，２１１ｎの特定の箇所に当接するものとする一方、他の１４個の絞り部ＩＰについては、レンズ２１１に接することなく配置可能となっている。
ホルダー１００に設けた２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎは、第１光学面２１１ｃのうち光学的機能を有する有効領域に限らず、光学的機能を有しない外縁部に当接するものとできる。つまり、２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎの形状を適宜調整することにより、当接箇所である点Ｐ，Ｑを第１光学面２１１ｃの外縁部やその外側に拡張された高い形状精度を有する部分（本明細書ではこのような部分も光学面と呼ぶものとする）に設定することができる。
【００５７】
以下、位置決めする方法について具体的に述べる。図６Ａは、物体側から見たコーナー部分ＣＲ１〜ＣＲ４の模式的な図であり、図６Ｂは、図６Ａに対応する図であり、各コーナー部分ＣＲ１〜ＣＲ４に関して図５Ｂ及び５ＣのＢ−Ｂ断面図である。つまり、当該断面図は、２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎがレンズ２１１に当接する箇所に対応するものであり、当接箇所の位置関係や位置決めの状態を示している。図６Ｂに示す断面を位置決め断面と呼ぶものとする。
【００５８】
図６Ｂの位置決め断面において、実線はレンズ２１１の外形断面ＯＤを示し、一点鎖線は、絞り部ＩＰ，ＩＰｍ，ＩＰｎの側部断面ＯＩを示す。対角関係にある一対のコーナー部分ＣＲ１，ＣＲ３において、外形断面ＯＤと側部断面ＯＩとが接触する箇所である点Ｐ，Ｑが絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎとレンズ２１１ｍ，２１１ｎとの当接箇所を示しており、他の部分では接触していないことを示している。図示の場合、絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎのテーパー部ＴＰによって形成される一対の内側面のうち、第１レンズアレイ２１０の周辺側に最も離れて位置する部分が、一対のレンズ２１１の第１光学面２１１ｃの周縁側の最も離れた外縁部に接触している。つまり、当接位置を上記のように対角外側から挟むような状態となるように調整すべく、絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎのテーパー部ＴＰの形状を偏芯させている。これにより、光軸直交方向であるＸ方向及びＹ方向さらには、Ｚ方向に関する位置決めがなされる。特に、絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎを対角の２箇所に配置されたものとすることで、Ｘ方向及びＹ方向について精度を高めることができる。
【００５９】
以上のように、本実施形態では、レンズ側位置合せ部ＬＧとホルダー側位置合せ部ＨＧとによって位置合せを行う。具体的には、特定の位置にある２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎをホルダー側位置合せ部ＨＧとし、第１レンズアレイ２１０を構成するレンズ２１１のうち２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎに対応する２つのレンズ２１１ｍ，２１１ｎをレンズ側位置合せ部ＬＧとし、これらによって第１レンズアレイ２１０とホルダー１００との位置合せを精度良く行うことができる。また、この際、ホルダー１００において複数の絞り部ＩＰが互いに略同一形状の開口を形成し芯出しされた状態で配置されることを確保しておくことで、位置合せが光学性能に影響を及ぼすことを抑制できる。
【００６０】
以上に対して、残ったコーナー部分ＣＲ２，ＣＲ４の絞り部ＩＰにおいては、一点鎖線で示す側部断面ＯＩが、テーパー部ＴＰの形状によって偏芯することなくレンズ２１１の配置間隔に合せてレンズ２１１の光軸ＯＡに沿った芯出しがなされている。従って、図示において円形状の外形断面ＯＤと側部断面ＯＩとは、ともに光軸ＯＡを中心として同軸の円となっており、当接しないので、位置決めを妨げることはない。これにより、ホルダー１００をレンズアレイ積層体２００に精度良く位置決めすることができる。
【００６１】
以上では、第１レンズアレイ２１０の四隅のコーナー部分ＣＲ１〜ＣＲ４に配置される４つのレンズ２１１のうち、コーナー部分ＣＲ１，ＣＲ３に対応する絞り部ＩＰを位置決めのための構造を有する２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎとすることで、ホルダー側位置合せ部ＨＧ及びレンズ側位置合せ部ＬＧを四隅の対角状に配置するものとしているが、コーナー部分ＣＲ１〜ＣＲ４のうち他の部分に対応する絞り部を２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎすなわちホルダー側位置合せ部ＨＧとすることも可能である。例えば図７Ａ〜７Ｃに示すように、コーナー部分ＣＲ１〜ＣＲ４に位置するもののうち例えばコーナー部分ＣＲ１とコーナー部分ＣＲ２とに位置する箇所、すなわち四角形状の領域の対角位置ではなく一辺の両端位置にあるレンズ２１１及び絞り部ＩＰを選んで上記のような位置決め部を形成するものとしてもよい。
【００６２】
また、図８Ａに示す位置決め断面のように当接位置を変形させてもよい。つまり、図５Ａ等に示す例において、当接箇所である２点Ｐ，Ｑを第１レンズアレイ２１０の周辺側でなく第１レンズアレイ２１０の中心側に位置するようにしてもよい。また、図７Ａ等に示す例に関しては、例えば図８Ｂに示す位置決め断面のように２点Ｐ，Ｑをコーナー寄りの外側に配置できるが、辺中央寄りの内側に配置することもできる。なお、以上のような位置の調整は、いずれも傾斜角度α，α'に関する調整を金型形成時に行うことで実現される。
【００６３】
また、絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎの形状については、当接位置である２点Ｐ，Ｑを適切に定めることができれば、テーパー部ＴＰのような形状以外であってもよく、例えば段差状の形状等であってもよい。
【００６４】
以下、図９Ａ〜９Ｆ、１０Ａ〜１０Ｄを参照しつつ、撮像装置１０００の製造工程の一例について説明する。
【００６５】
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９Ａ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。
【００６６】
次に、図９Ｂ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ＢＤを塗布する。光硬化性樹脂ＢＤは、第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０を積層した際に、中間絞り２３０を挟んで第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、光硬化性樹脂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、光硬化性樹脂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。なお、後に中間絞り２３０を挟んで第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０を互いに押圧する際には、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樹脂ＢＤが押し広げられる。このように塗布することで、レンズアレイ内を導光する迷光を効果的に抑制するとともに、容易に光吸収性の接着層を形成することができる。
【００６７】
次に、図９Ｃに示すように、中間絞り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２３０の開口部２３１とをアライメントする。その後、図９Ｄに示すように、第１レンズアレイ２１０上に中間絞り２３０を押し当てる。この際、中間絞り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。
【００６８】
次に、図９Ｅに示すように、中間絞り２３０上に第２光硬化性接着層２４２となる光硬化性樹脂ＢＤを塗布する。この際、光硬化性樹脂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。
【００６９】
次に、図９Ｆに示すように、第２レンズアレイ２２０と中間絞り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１０Ａに示すように、中間絞り２３０上に第２レンズアレイ２２０を押し当てる。その後、図１０Ａ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の像側面とに対して紫外線を照射し、光硬化性樹脂ＢＤを硬化させる。これにより、光硬化性接着層２４０が形成され、図１０Ｂに示すレンズアレイ積層体２００を得る。
【００７０】
次に、図１０Ｃ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すなわち第１レンズアレイ２１０は、ホルダー１００の凹部１０１の段部Ｔ１において位置決めされるが、この際、既述した位置合せの機構によって、より精度の高い位置決めが可能となっている。レンズアレイ積層体２００は、ホルダー１００の凹部１０１の壁面とレンズアレイ積層体２００の側面との間に接着剤等を充填し固化することによってホルダー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。
【００７１】
次に、図１０Ｄ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。
【００７２】
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を一体に成形し、複数のレンズアレイ２１０，２２０を吸収による遮光性を有する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及び第３光学面２１１ｄ，２２１ｃと隣接する第２及び第３光学面２１１ｄ，２２１ｃとの間に配置することで、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迷光（例えば、図１Ａの光線ＲＡ１，ＲＡ２）は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、光硬化性接着層２４０によって迷光強度が減衰するため、撮像部５０１に到達しない。
【００７３】
また、撮像装置１０００は、複数のレンズアレイ２１０，２２０を光硬化性接着層２４０を介して積層するため、第１レンズアレイ２１０と第２レンズアレイ２２０との間隔のばらつきを小さく抑えることができる。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。また、吸収による遮光性を有する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樹脂ＢＤの利点を活かしつつ、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。
【００７４】
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及び第４光学面２１１ｄ，２２１ｄによって屈折又は反射される迷光（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１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と、第１〜第４光学面２１１ｃ，２１１ｄ，２２１ｃ，２２１ｄと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と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。
【００７５】
〔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、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。
【００７６】
図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、本実施形態では、２つのレンズ２１１ｍ，２１１ｎとこれら２つのレンズ２１１ｍ，２１１ｎに対応する２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎの周辺にそれぞれ設けられた一対の嵌合部Ｍｍ，Ｍｎを、レンズ側位置合せ部ＬＧ及びホルダー側位置合せ部ＨＧとして有している。
【００７７】
具体的には、図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、一対の嵌合部Ｍｍは、レンズ２１１ｍの周辺に設けられた円柱状の凸部Ｋｍと、凸部Ｋｍに対応して絞り部ＩＰｍの周辺に設けられた凹部Ｌｍとで構成されている。また、別の一対の嵌合部Ｍｎは、レンズ２１１ｎの周辺に設けられた円柱状の凸部Ｋｎと、凸部Ｋｎに対応して絞り部ＩＰｎの周辺に設けられた凹部Ｌｎとで構成されている。位置合せは、嵌合部Ｍｍにおいて凸部Ｋｍと凹部Ｌｍとを嵌合させるとともに、嵌合部Ｍｎにおいて凸部Ｋｎと凹部Ｌｎとを嵌合させることでなされる。
【００７８】
本実施形態の場合も、これらの嵌合部Ｍｍ，Ｍｎを用いることで、ホルダー１００と第１レンズアレイ２１０とについて高精度の位置合せが可能となる。なお、本実施形態の場合、嵌合部Ｍｍ，Ｍｎによって位置合せがなされるので、２つのレンズ２１１ｍ，２１１ｎと２つの絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎとを位置合せのために当接させる必要がない。つまり、図１１Ｂに示すように、例えば絞り部ＩＰｍとレンズ２１１ｍとにおいて、テーパー部ＴＰが傾斜角度β（＜α）となり、レンズ２１１ｍと絞り部ＩＰｍとが離間した状態となっていてもよい。
【００７９】
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、各絞り部ＩＰ及びの形状や各レンズ２１１の配列間隔については、実質的な差がなく同一であるものとしているが、例えば撮像装置１０００において、中央側と周辺側とで予め光学特性に若干の差を設ける場合には、その差に応じて各絞り部ＩＰの形状についても、略同一としつつ若干の差を設けるといったことも可能である。この場合にも、上述したホルダー側位置合せ部ＨＧ及びレンズ側位置合せ部ＬＧを当該若干の差を加味して形成することで、レンズアレイ２１０とホルダー１００とに対して予定した位置決めができる。
【００８０】
また、図５Ｂ及び５Ｃにおいて、破線ＰＰで境界を示す開口端ＡＩを含む平面よりも物体側での絞り部ＩＰによる開口部１０２の形状については、最も物体側の端部の形状の直径Ｄ２は、開口の直径Ｄ１に対して比較的大きなものとなっているが、これは一例であり、種々の形状が可能であり、例えば直径Ｄ１と直径Ｄ２とを略同一とした筒状とすることもできる。
【００８１】
また、ホルダー側位置合せ部ＨＧとして、上記絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎと同様の構造を有する３つの絞り部を設けることができる。また、上記絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎを補助するようなレンズアレイ２１０の第１フランジ面２１１ｅ等との当接部を追加的に設けることもできる。
【００８２】
ホルダー１００に設けた開口形成部ＩＰの像側面１００ｒと第１レンズアレイ２１０の第１フランジ面２１１ｅとは、離間させることもできる。特に位置決め用の絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎの像側面１００ｒを第１フランジ面２１１ｅから離間させる場合、例えばホルダー１００の凹部１０１内にレンズアレイ２１０又はレンズアレイ積層体２００の傾斜を補助的に制限する突起等の形状部分を設けることで、絞り部ＩＰｍ，ＩＰｎとレンズ２１１ｍ，２１１ｎ又は第１光学面２１１ｃとの当接状態を精密に調整することができる。
【００８３】
また、各レンズアレイ２１０，２２０の間といったレンズアレイ同士の位置合せについては、例えば図１２に示すように、レンズアレイ２１０を切り出す前の成形品ＩＭの周辺に設けた突起部ＩＭｆの基準面部ＩＭｘ，ＩＭｙ，裏面ＩＭｄ等を利用することで、高い精度でのアライメントが可能である。しかし、例えば図中破線で示す位置で切り出された後（ダイシング後）のレンズアレイ２１０等については、外形寸法精度が比較的悪いものとなり、突起部ＩＭｆ等の利用が不能となるため、ホルダー１００への位置合せに関しては、上述した位置合せの機構を利用することが有益となる。
【００８４】
また、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。また、各レンズアレイ２１０，２２０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。
【００８５】
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。
【００８６】
また、上記実施形態において、中間絞り２３０を設けているが、中間絞り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２３０が特に必要ない場合は中間絞り２３０を設けなくてもよい。
【００８７】
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。
【００８８】
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、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。
【００８９】
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。
【００９０】
また、上記実施形態において、光硬化性樹脂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、光硬化性樹脂ＢＤを塗布後、片面ずつ光硬化してもよい。
【００９１】
なお、上記各実施形態においては、第１レンズアレイ２１０を構成する各レンズ２１１は、いずれも同一又は略同一の凸形状を有し、一定の間隔で配置されるものとしたが、これに限るものではなく、レンズの形状や配置間隔を異ならせるようにしてもよい。例えば、視野分割方式の複眼撮像装置やこれに用いるレンズユニットにおいて、各レンズの形状や配置を、各々の撮像対象領域の撮像に適するように、それぞれ異なる形状にすることができる。この場合、ホルダーの開口の形状もこれに合わせて適宜のものとすることができ、上記各実施形態で説明したのと同様のものでもよいし、レンズの形状や配置が異なることを利用して、全ての開口形状が同一乃至略同一の形状のものとすることもできる。要は、開口形状を利用する場合、２組のレンズ及びそれに対応するホルダーの開口が、他のレンズ及びそれに対応するホルダーの開口と比べて、ホルダー開口のテーパーの、対応するレンズに対する相対的な角度が異なるようにすることで、レンズアレイの位置決めを行えればよい。
【００９２】
また、上記各実施形態では、レンズアレイ積層体２００が第１及び第２レンズアレイ２１０，２２０の２枚で構成されるものとしているが、レンズアレイ積層体２００を３枚以上で構成してもよい。レンズアレイ積層体２００が３枚（又は３枚以上）で構成されることにより、さらに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。また、レンズアレイ積層体２００が３枚の場合であっても、ホルダー１００とこれに対応するレンズアレイ延いてはレンズアレイ積層体２００との位置合せについて精度の高いものとすることができる。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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