(57)【要約】【課題】撮像装置や撮像モジュールを薄型化でき、かつ、レンズシートを撮像素子の受光面に対して高精度で平行に配置でき、かつ、レンズシート間の距離を所定の一定の値とすることができるレンズシートユニット、撮像モジュール、撮像装置を提供する。【解決手段】レンズシートユニット１０は、単位レンズ形状１３２を有する光透過部１３１と光吸収部１３３とが交互に配列された第１レンズシート１３と、単位レンズ形状１４２を有する光透過部１４１と光吸収部１４３とが交互に配列された第２レンズシート１４と、第１レンズシート１３が接合された支持シート１１と、第１レンズシート１３の外側に設けられ、支持シート１１の周縁部と第２レンズシート１４の周縁部との少なくとも一部を接合する支持接合部１５とを備える。支持接合部１５は、粒子を含有する樹脂により形成され、支持シート１１及び第１レンズシート１３の光軸方向の位置を決める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１単位レンズ形状を有しシート面に沿って一方向に延在し、延在する方向と交差する方向に複数配列された第１光透過部と、隣り合う前記第１光透過部の間に設けられた第１光吸収部とを備える第１レンズシートと、
光軸方向において前記第１レンズシートよりも像側に位置し、第２単位レンズ形状を有しシート面に沿って一方向に延在し、延在する方向と交差する方向に複数配列された第２光透過部と、隣り合う前記第２光透過部の間に設けられた第２光吸収部とを備える第２レンズシートと、
光軸方向において前記第１レンズシートよりも被写体側に位置し、前記第１レンズシートが片面に接合された支持シートと、
光軸方向から見て、前記第１レンズシートの外側に設けられ、前記支持シートの周縁部と前記第２レンズシートの周縁部との少なくとも一部を接合する支持接合部と、
を備え、
前記支持シートは、透光性を有し、前記第１レンズシートよりも剛性が高く、
前記支持接合部は、
粒子を含有する樹脂により形成され、
前記支持シート及び前記第１レンズシートの光軸方向の位置を決め、かつ、光軸方向の被写体側から支持し、
光軸方向から見て、前記第１光透過部の配列方向と、前記第２光透過部の配列方向とは、角度αをなして交差すること、
を特徴とするレンズシートユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズシートユニットにおいて、
前記粒子の平均粒径は、前記第１レンズシートの厚さをＴとしたとき、Ｔ以上（Ｔ＋１０）μｍ以下であること、
を特徴とするレンズシートユニット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレンズシートユニットにおいて、
前記粒子の硬さは、前記第１レンズシートの硬さ以上であること、
を特徴とするレンズシートユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシートユニットにおいて、
前記支持接合部を形成する樹脂は、紫外線硬化型樹脂であり、
前記粒子は、透光性を有すること、
を特徴とするレンズシートユニット。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズシートユニットにおいて、
前記支持接合部は、光軸方向に沿って見たとき、前記第１レンズシートを周回するように設けられていること、
を特徴とするレンズシートユニット。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートユニットにおいて、
前記第１光吸収部の屈折率は、前記第１光透過部の屈折率以上であり、
前記第２光吸収部の屈折率は、前記第２光透過部の屈折率以上であること、
を特徴とするレンズシートユニット。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のレンズレンズシートユニットにおいて、
前記第１光透過部の配列方向において前記第１光透過部と前記第１光吸収部との界面が、光軸方向に対してなす角度、及び、前記第２光透過部の配列方向において前記第２光透過部と前記第２光吸収部との界面が、光軸方向に対してなす角度は、いずれも０°以上１０°以下であること、
を特徴とするレンズシートユニット。
【請求項８】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートユニットにおいて、
前記角度αは、８０°以上１００°以下であること、
を特徴とするレンズシートユニット。
【請求項９】
入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された受光面を有する撮像素子部と、
光軸方向において前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のレンズシートユニットと、
を備える撮像モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の撮像モジュールにおいて、
前記第２レンズシートは、前記受光面を被覆するように配置され、接合されていること、
を特徴とする撮像モジュール。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の撮像モジュールを備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズシートユニット、撮像モジュール、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット等の携帯端末に備えられるカメラにおいては、画質の向上等、様々に開発が行われている。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。
【０００３】
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１参照）。このライトフィールドカメラは、イメージセンサ上に配置されたマイクロレンズアレイにより、入射光を分割して複数の方向の光を撮影することにより、撮影後に光の入射方向や強度に基づいて所定の画像処理を行って、画像の焦点距離や被写界深度を変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１５−５２０９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
特許文献１には、ライトフィールドカメラの薄型化に関してなんら開示されていない。
【０００７】
本願発明者は、先に出願の特願２０１５−１６９２８８号において、一方の面側に凸形状の単位レンズ形状を有する柱状の光透過部と、これと交互に配列される壁状の光吸収部とを備える２枚のレンズシートを撮像素子部よりも被写体側に一体に積層して配置し、光軸方向から見て２枚のレンズシートの光透過部の配列方向が角度αをなす撮像装置及び撮像モジュールを提案し、リフォーカス処理が可能な撮像モジュール及び撮像装置の薄型化を実現している。
その後の検討において、上記撮像装置や撮像モジュールにおいて、画質の向上等の観点から、２枚のレンズシートは、いずれも平面性が高く、かつ、ＣＭＯＳ等の撮像素子の受光面に対して高精度で平行に配置されることや、レンズシート間の距離を可能な限り小さくかつ一定にすることが重要であることがわかった。しかし、レンズシートは、薄い樹脂製のシートの部材であり、撮像装置の組み立て工程等において、レンズシートを撮像装置や撮像モジュール内の支持部材等に支持させて配置する際に、撮像素子の受光面に対して傾いたり、レンズシートが撓んだりしやすく、高精度での組み立てが困難であった。
【０００８】
以上のことから、本発明の課題は、撮像装置や撮像モジュールを薄型化でき、かつ、レンズシートを撮像素子の受光面に対して高精度で平行に配置でき、レンズシート間の距離を所定の一定の値とすることができるレンズシートユニット、撮像モジュール、撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
請求項１の発明は、第１単位レンズ形状（１３２）を有しシート面に沿って一方向に延在し、延在する方向と交差する方向に複数配列された第１光透過部（１３１）と、隣り合う前記第１光透過部の間に設けられた第１光吸収部（１３３）とを備える第１レンズシート（１３）と、光軸方向において前記第１レンズシートよりも像側に位置し、第２単位レンズ形状（１４２）を有しシート面に沿って一方向に延在し、延在する方向と交差する方向に複数配列された第２光透過部（１４１）と、隣り合う前記第２光透過部の間に設けられた第２光吸収部（１４３）とを備える第２レンズシート（１４）と、光軸方向において前記第１レンズシートよりも被写体側に位置し、前記第１レンズシートが片面に接合された支持シート（１１）と、光軸方向から見て、前記第１レンズシートの外側に設けられ、前記支持シートの周縁部と前記第２レンズシートの周縁部との少なくとも一部を接合する支持接合部（１５，４５）と、を備え、前記支持シートは、透光性を有し、前記第１レンズシートよりも剛性が高く、前記支持接合部は、粒子（１５ｂ）を含有する樹脂（１５ａ）により形成され、前記支持シート及び前記第１レンズシートの光軸方向の位置を決め、かつ、光軸方向の被写体側から支持し、光軸方向から見て、前記第１光透過部の配列方向と、前記第２光透過部の配列方向とは、角度αをなして交差すること、を特徴とするレンズシートユニット（１０，４０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズシートユニットにおいて、前記粒子（１５ｂ）の平均粒径は、前記第１レンズシート（１３）の厚さをＴとしたとき、Ｔ以上（Ｔ＋１０）μｍ以下であること、を特徴とするレンズシートユニット（１０，４０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレンズシートユニットにおいて、前記粒子（１５ｂ）の硬さは、前記第１レンズシート（１３）の硬さ以上であること、を特徴とするレンズシートユニット（１０，４０）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズシートユニットにおいて、前記支持接合部（１５、４５）を形成する樹脂（１５ａ）は、紫外線硬化型樹脂であり、前記粒子（１５ｂ）は、透光性を有すること、を特徴とするレンズシートユニット（１０，４０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズシートユニットにおいて、前記支持接合部（１５）は、光軸方向に沿って見たとき、前記第１レンズシート（１３）を周回するように設けられていること、を特徴とするレンズシートユニット（１０）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートユニットにおいて、前記第１光吸収部（１３３）の屈折率は、前記第１光透過部（１３１）の屈折率以上であり、前記第２光吸収部（１４３）の屈折率は、前記第２光透過部（１４１）の屈折率以上であること、を特徴とするレンズシートユニット（１０，４０）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のレンズレンズシートユニットにおいて、前記第１光透過部（１３１）の配列方向において前記第１光透過部と前記第１光吸収部（１３３）との界面が、光軸方向に対してなす角度（θ）、及び、前記第２光透過部（１４１）の配列方向において前記第２光透過部と前記第２光吸収部（１４３）との界面が、光軸方向に対してなす角度（θ）は、いずれも０°以上１０°以下であること、を特徴とするレンズシートユニット（１０，４０）である。
請求項８の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズシートユニットにおいて、前記角度αは、８０°以上１００°以下であること、を特徴とするレンズシートユニット（１０，４０）である。
請求項９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次元配列された受光面（２１ａ）を有する撮像素子部（２１）と、光軸方向において前記撮像素子部よりも被写体側に配置される請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のレンズシートユニット（１０，４０）と、を備える撮像モジュール（２０）である。
請求項１０の発明は、請求項９に記載の撮像モジュールにおいて、前記第２レンズシート（１４）は、前記受光面（２１ａ）を被覆するように配置され、接合されていること、を特徴とする撮像モジュール（２０）である。
請求項１１の発明は、請求項９又は請求項１０に記載の撮像モジュール（２０）を備える撮像装置（１）である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像装置や撮像モジュールを薄型化でき、かつ、レンズシートを撮像素子の受光面に対して高精度で平行に配置でき、レンズシート間の距離を所定の一定の値とすることができるレンズシートユニット、撮像モジュール、撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態のカメラ１を説明する図である。
【図２】第１実施形態の撮像モジュール２０及びレンズシートユニット１０を説明する図である。
【図３】第１実施形態の第１レンズシート１３、第２レンズシート１４を説明する図である。
【図４】第１実施形態の第１レンズシート１３、第２レンズシート１４を説明する図である。
【図５】第１実施形態の支持接合部１５を説明する図である。
【図６】第１実施形態のレンズシートユニット１０及び撮像モジュール２０の製造方法の一例を示す図である。
【図７】第１実施形態の撮像モジュール２０のイメージセンサ２１の受光面２１ａ上での結像の様子を説明する図である。
【図８】第２実施形態の支持接合部４５を説明する図である。
【図９】第１レンズシート１３レンズ形状面１３ａ及び第２レンズシート１４のレンズ形状面１４ａの向きの例を説明する図である。
【図１０】光透過部１３１の配列方向Ｒ１１及び光透過部１４１の配列方向Ｒ１２とイメージセンサ２１の画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２との関係を示す図である。
【図１１】変形形態の光吸収部１３３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
本明細書中において、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。
【００１３】
本明細書中において、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
ここで、シート面とは、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。なお、板面、フィルム面についても同様である。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のカメラ１を説明する図である。
図２は、第１実施形態の撮像モジュール２０及びレンズシートユニット１０を説明する図である。
図１を含め、以下に示す各図において、理解を容易にするために、適宜、ＸＹＺ直交座標系を設けて示している。この座標系では、撮影者が、カメラ１を基本的な姿勢で支持し、光軸Ｏを水平方向に平行として画像を撮影するとき、水平方向（左右方向）をＸ方向、鉛直方向（上下方向）をＹ方向とし、撮影者側から見て左側（被写体側から見て右側）に向かう方向を＋Ｘ方向、鉛直方向上側に向かう方向を＋Ｙ方向、光軸Ｏ方向をＺ方向とし、被写体側に向かう方向を＋Ｚ方向とする。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のカメラ１は、開口部３１を有する筐体３０内に、撮像モジュール２０を備える撮像装置である。
このカメラ１は、スマートフォン等の携帯電話やタブレット端末等の携帯端末に用いられる撮像装置であり、この筐体３０は、携帯端末本体の筐体に相当する。このカメラ１は、さらに、不図示の制御部、記憶部等を備えている。
開口部３１は、被写体側からの光を、カメラ１の撮像モジュール２０へ取り込む開口である。この開口部３１には、撮像モジュール２０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３１を覆うように、高い透光性を有する保護シート３２が配置されている。本実施形態の保護シート３２は、ガラス製のシート状の部材を用いているが、樹脂製のシート状の部材を用いてもよい。
【００１６】
本実施形態の撮像モジュール２０は、光軸Ｏ（Ｚ方向）に沿って、被写体側（＋Ｚ側、光の入射側）から順に、レンズシートユニット１０、イメージセンサ２１等を備えている。この撮像モジュール２０は、前述の制御部からの出力信号により、イメージセンサ２１の受光面２１ａ上に結像した像を撮像する。
レンズシートユニット１０及びイメージセンサ２１は、光軸Ｏ方向から見て略矩形形状であり、長辺方向はＸ方向（基本姿勢での左右方向）に平行であり、短辺方向はＹ方向（基本姿勢での上下方向）に平行である例を挙げて説明するが、長辺方向をＹ方向、短辺方向をＸ方向としてもよい。また、光軸Ｏ方向から見て、後述するレンズシートユニット１０の各レンズシートやイメージセンサ２１の受光面２１ａは、略矩形形状であり、光軸Ｏは、その矩形形状の幾何学的中心に直交している。
【００１７】
レンズシートユニット１０は、光軸Ｏ（Ｚ方向）に沿って、被写体側（＋Ｚ側）から順に、支持シート１１、第１接合層１２、第１レンズシート１３、第２レンズシート１４、支持接合部１５、第２接合層１６を備えている。
以下、各部材について説明する。
【００１８】
支持シート１１は、透光性を有するシート状の部材である。支持シート１１は、レンズシートユニット１０の第１レンズシート１３等の他部材よりも剛性が高い部材であり、その平面性が高いことが好ましい。
支持シート１１は、片面に第１接合層１２を介して第１レンズシート１３が接合され、第１レンズシート１３を支持し、その平面性を向上させる機能を有する。
また、本実施形態の支持シート１１は、赤外線を遮蔽する機能を有している。即ち、支持シート１１は、赤外線、特に、波長が７００〜１１００ｎｍの領域である近赤外線を遮蔽し、その以外の波長域の光を透過する機能を有する。この支持シート１１は、所定の波長域（７００〜１１００ｎｍ）の赤外線を吸収することにより遮蔽する機能を有していてもよいし、所定の波長域の赤外線を反射することにより遮蔽する機能を有していてもよい。
支持シート１１は、上述のような赤外線遮蔽機能により、ノイズを発生させ、画質の劣化を招く赤外線（特に、近赤外線）を遮蔽することができ、画質を向上させることができる。
【００１９】
支持シート１１が、所定の波長域の赤外線を吸収して遮蔽する機能を有する場合、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等を、ガラス製等のシート状の部材の片面にコーティングしたり、赤外線吸収特性を備える材料を含有するガラスや樹脂をシート状に形成する等により形成される。
また、支持シート１１が、所定の波長域の赤外線を反射して遮蔽する機能を有する場合、例えば、ガラス製や樹脂製のシート状の部材の片面に、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）を形成することにより、形成される。
【００２０】
支持シート１１の平面性を向上させる観点から、支持シート１１は、片面に蒸着膜や紫外線吸収層等を有する形態よりも、赤外線吸収特性を備える材料を含有するガラスや樹脂によりシート状に形成した部材とすることが好ましい。
また、支持シート１１は、第１レンズシート１３が接合された状態であっても平面性を十分維持できる剛性を有するために、レンズシートユニット１０の他部材よりも厚みが厚くてもよい。この支持シート１１の厚さは、０．１〜１．０ｍｍ程度である。
本実施形態の支持シート１１としては、汎用のＩＲ（ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｒａｙｓ）カットガラスシート等を用いることができる。
【００２１】
第１接合層１２は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において、支持シート１１と第１レンズシート１３との間に設けられた層であり、これらを接合する機能を有する。
第１接合層１２は、高い光透過性を有する接着剤又は粘着剤により形成される。第１接合層１２を形成する材料としては、例えば、アクリル樹脂、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。
また、第１接合層１２の厚さは、５〜１００μｍ程度である。この第１接合層１２は、その厚さ（Ｚ方向の寸法）が一定であることが、第１レンズシート１３の平面性を向上させ、第１レンズシート１３のシート面をイメージセンサ２１の受光面２１ａに対して高精度で平行に配置する観点から好ましい。
【００２２】
なお、第１接合層１２は、支持シート１１のイメージセンサ２１側（−Ｚ側）の面の全面に設けられ、その一部が支持シート１１と支持接合部１５との間に位置する形態としてもよい。しかし、本実施形態のように、第１接合層１２は、支持シート１１と第１レンズシート１３とを接合する領域のみに設けられる形態とする方が、第１接合層１２と支持接合部１５との接触による界面での化学的な変化を抑制でき、かつ、支持接合部１５による第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４間の距離を安定して保てるので好ましい。
【００２３】
図３及び図４は、第１実施形態の第１レンズシート１３、第２レンズシート１４を説明する図である。
図３（ａ）では、第１レンズシート１３、第２レンズシート１４の斜視図を示し、図３（ｂ）では、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見た後述する第１レンズシート１３の光透過部１３１の配列方向Ｒ１１及び第２レンズシート１４光透過部１４１の配列方向Ｒ１２を示している。なお、図３では、理解を容易にするために、第１レンズシート１３と第２レンズシート１４とは、Ｚ方向（光軸Ｏ方向）に離間させ、Ｚ方向から見て正方形状とし、その大きさも同じものとして示している。
図４（ａ）では、第１レンズシート１３の光透過部１３１の配列方向及び第１レンズシート１３の厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示し、図４（ｂ）では、図４（ａ）に示す断面の一部をさらに拡大して示している。なお、図４では、第１レンズシート１３の符号を示し、括弧内に、それぞれに対応する第２レンズシート１４の各部の符号を示している。
【００２４】
第１レンズシート１３は、片面が、後述する単位レンズ形状１３２が複数形成されたレンズ形状面１３ａであるレンズシートである。第１レンズシート１３は、前述の図２に示すように、第１接合層１２を介して支持シート１１に一体に接合されている。本実施形態では、Ｚ方向（光軸Ｏ方向）から見て、第１レンズシート１３は、支持シート１１よりも、Ｘ方向及びＹ方向の寸法が小さい形態となっている。
この第１レンズシート１３は、シート面に沿って一方向に延在し、延在する方向に交差する方向に交互に複数配列される光透過部１３１及び光吸収部１３３を備える。
本実施形態の第１レンズシート１３では、光透過部１３１（単位レンズ形状１３２）及び光吸収部１３３は、その配列方向Ｒ１１が上下方向（Ｙ方向）に平行であり、その長手方向（稜線方向）が左右方向（Ｘ方向）に平行となっている。
【００２５】
光透過部１３１は、光を透過する部分であり、凸形状の単位レンズ形状１３２を有している。この光透過部１３１は、シート面に平行であって単位レンズ形状１３２の配列方向に直交する方向を長手方向とする柱状であり、この長手方向に沿って単位レンズ形状１３２が延在している。
第１レンズシート１３の一方の面（イメージセンサ２１側（−Ｚ側）の面）は、単位レンズ形状１３２が複数配列されたレンズ形状面１３ａとなっている。また、第１レンズシート１３の他方の面（被写体側（＋Ｚ側）の面、レンズ形状面１３ａとは反対側の面）である裏面１３ｂは、略平面状となっている。
【００２６】
単位レンズ形状１３２は、光透過部１３１の配列方向Ｒ１１（Ｙ方向）及び第１レンズシート１３の厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面における断面形状が円の一部形状となっている。単位レンズ形状１３２は、この断面形状が光透過部１３１の長手方向に沿って延在している。
また、単位レンズ形状１３２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（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。
【００２７】
光透過部１３１の裏面１３ｂ側（＋Ｚ側）には、光透過部１３１がシート面に平行な方向に連続しているランド部１３４が形成されている。ランド部１３４は、その厚みができる限り薄い方が好ましく、ランド部１３４の厚さが０であること（即ち、ランド部１３４が存在しない形態）が、迷光やクロストーク（後述するイメージセンサ２１の１つの画素に異なる位置と角度を有する光が入射する現象）等を抑制し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。
【００２８】
光透過部１３１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、約１．３８〜１．６０である。
このような光透過部１３１は、例えば、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１３１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１３１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。
【００２９】
光吸収部１３３は、光を吸収する作用を有し、隣り合う光透過部１３１の間に設けられている。光吸収部１３３は、第１レンズシート１３の厚み方向（Ｚ方向）に沿って、単位レンズ形状１３２が形成されたレンズ形状面１３ａ側から裏面１３ｂ側へ延びる壁状の部分である。また、光吸収部１３３は、光透過部１３１の長手方向（Ｘ方向）に沿って延在している。
光吸収部１３３は、その配列方向及び第１レンズシート１３の厚み方向に平行な断面における断面形状が楔形形状、もしくは、矩形形状である。ここでいう楔形形状とは、一方の端部の幅が広く、他方に向けて次第に幅が狭くなる形状をいい、三角形形状や台形形状等を含む。
【００３０】
本実施形態の光吸収部１３３は、その配列方向及び第１レンズシート１３の厚み方向に平行な断面での断面形状が、レンズ形状面１３ａ側の寸法が裏面１３ｂ側の寸法に比べて大きい台形形状となっている。これに限らず、光吸収部１３３は、その配列方向及び第１レンズシート１３の厚み方向に平行な断面での断面形状が、裏面１３ｂ側を頂点とする三角形形状としてもよい。
光吸収部１３３は、光透過部１３１内を進む光のうち、隣接する他の光透過部１３１側へ向かうような迷光を吸収する機能を有する。
【００３１】
光吸収部１３３の屈折率Ｎ２は、約１．４８〜１．６０である。また、光吸収部１３３の屈折率Ｎ２は、光透過部１３１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１３３と光透過部１３１との界面で、光が全反射する等して、不要な迷光がイメージセンサ２１に到達することを防ぐためである。
【００３２】
このような光吸収部１３３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１３３に用いられる光吸収材は、可視光領域の光を吸収する機能を有する粒子状等の部材が好適である。このような部材としては、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、顔料や染料、顔料や染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。
光吸収材として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。
また、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。
このような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１３３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。
【００３３】
光吸収部１３３は、例えば、光透過部１３１を形成後に、光吸収部１３３を形成する材料を、レンズ形状面１３ａ側の面に塗布し、ワイピング等で光透過部１３１間のに形成された溝状の部分に光吸収部１３３を充填した後、硬化させる等により形成される。
また、例えば、光吸収部１３３を形成する材料は、光透過部１３１間の溝部分に、真空充填により充填してもよいし、毛細管現象を利用して充填してもよい。
【００３４】
第１レンズシート１３の各部の寸法は、以下の通りである。
光透過部１３１（単位レンズ形状１３２）の配列ピッチＰは、約２０〜２３０μｍである。
単位レンズ形状１３２の曲率半径Ｒは、約１０〜１８０μｍである。
単位レンズ形状１３２のレンズ開口幅Ｄ１は、光透過部１３１の配列方向Ｒ１１（Ｙ方向）において、光透過部１３１のレンズ形状面１３ａ側の寸法（光透過部１３１と光吸収部１３３の最もレンズ形状面１３ａ側の端部との境界となる点ｔ１〜点ｔ２間の寸法）であり、約２０〜２００μｍである。
【００３５】
単位レンズ形状１３２のレンズ高さＨ１は、第１レンズシート１３の厚み方向（Ｚ方向）において、光吸収部１３３のレンズ形状面１３ａ側の面から単位レンズ形状１３２の最も凸となる点（頂点）ｔ３までの寸法であり、約２〜４０μｍである。
第１レンズシート１３の厚みＴは、光透過部１３１の厚さに等しく、第１レンズシート１３の厚み方向（Ｚ方向）における裏面１３ｂから点ｔ３までの寸法であり、約３０〜４８０μｍである。
【００３６】
光吸収部１３３の幅Ｄ２は、光透過部１３１の配列方向Ｒ１１（Ｙ方向）における、光吸収部１３３の最もレンズ形状面１３ａ側の寸法であり、約１〜３０μｍである。
光吸収部１３３の高さＨ２は、第１レンズシート１３の厚み方向（Ｚ方向）における光吸収部１３３の寸法であり、約２０〜４７０μｍである。
光吸収部１３３と光透過部１３１との界面がシート面の法線方向（Ｚ方向）となす角度θは、０〜１０°程度である。
【００３７】
ランド厚Ｄ３は、ランド部１３４の厚さであり、第１レンズシート１３の厚み方向（Ｚ方向）において、光吸収部１３３の裏面１３ｂ側先端から第１レンズシート１３の裏面１３ｂまでの寸法であり、約１〜１８０μｍとすることが、迷光や、所定の光透過部１３１（単位レンズ形状１３２）に入射した光が、隣接する他の光透過部１３１（単位レンズ形状１３２）側へ光が進んでしまうことを抑制する観点から好ましい。
第１レンズシート１３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。
【００３８】
第２レンズシート１４は、光軸Ｏに沿って、第１レンズシート１３のイメージセンサ２１側（像側、−Ｚ側）に位置するレンズシートである。第２レンズシート１４は、図２に示すように、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、その大きさがＸ方向においても、Ｙ方向においても、第１レンズシート１３よりも大きい。本実施形態では、第２レンズシート１４は、Ｚ方向から見た大きさや形状が支持シート１１と同じである。
第２レンズシート１４は、前述の第１レンズシート１３と略同様の形状であり、単位レンズ形状１４２を有する光透過部１４１、光吸収部１４３等を有している。しかし、第２レンズシート１４では、単位レンズ形状１４２が形成されるレンズ形状面１４ａの光軸Ｏ方向（Ｚ方向）の位置、及び、光透過部１４１（単位レンズ形状１４２）及び光吸収部１４３の配列方向Ｒ１２は、第１レンズシート１３とは異なる。
【００３９】
本実施形態の第２レンズシート１４では、レンズ形状面１４ａは、被写体側（＋Ｚ側）に位置し、裏面１４ｂは、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）に位置している。
また、図３（ｂ）に示すように、第２レンズシート１４では、光透過部１４１及び光吸収部１４３の配列方向Ｒ１２は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、第１レンズシート１３の光透過部１３１及び光吸収部１３３の配列方向Ｒ１１と交差し、角度αをなしている。本実施形態では、この角度α＝９０°であり、第２レンズシート１４の光透過部１４１（単位レンズ形状１４２）は、配列方向Ｒ１２が左右方向（Ｘ方向）に平行であり、長手方向（稜線方向）が上下方向（Ｙ方向）に平行である。
【００４０】
第２レンズシート１４の光透過部１４１や光吸収部１４３各部の寸法、厚さ等は、前述の第１レンズシート１３の対応する各部の寸法に等しい。なお、第２レンズシート１４は、ランド部１４４の厚さＤ３に関しては、５０μｍ以下であることが好ましく、できる限り小さい方が、イメージセンサ２１の受光面２１ａ上に焦点が位置し、各個眼透過光のクロストークのない（各単位レンズを透過した光が対応する画素に入射する）良好な像を撮影可能とする観点から好ましい。
この第２レンズシート１４は、第１レンズシート１３と同様の材料を用いて形成することができる。
【００４１】
レンズシートユニット１０に入射した光は、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４の単位レンズ形状１３２，１４２により、後述するイメージセンサ２１の受光面２１ａ上が焦点となるように集光される。即ち、単位レンズ形状１３２，１４２の曲率半径Ｒ、屈折率Ｎ１等は、イメージセンサ２１の受光面２１ａ上が焦点となるように設定されている。
【００４２】
この第２レンズシート１４の単位レンズ形状１４２の頂点ｔ３と、前述の第１レンズシート１３の単位レンズ形状１３２の頂点ｔ３との間の光軸Ｏ方向（Ｚ方向）の間の寸法ｄは、Ｘ方向、Ｙ方向において一定である。また、この寸法ｄは、０〜３μｍ程度の範囲内とすることが、コントラスト向上や像ボケ抑制の観点から好ましく、ｄ＝０μｍ、即ち、単位レンズ形状１３２と単位レンズ形状１４２が頂点ｔ３で接している形態が望ましい。
また、第１レンズシート１３と第２レンズシート１４との間には、空気が存在している。
【００４３】
また、図２及び図３では、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４は、レンズ形状面１３ａ，１４ａ全面に単位レンズ形状１３２，１４２が形成されている例を示したが、これに限らず、周縁部には単位レンズ形状１３２，１４２や光吸収部１３３，１４３が形成されていない平面部を有する形態としてよい。単位レンズ形状１３２，１４２が形成されている領域は、Ｚ方向から見て、後述するイメージセンサ２１の受光面２１ａを十分被覆する大きさを有していればよい。
なお、第２レンズシート１４の周縁部、即ち、Ｚ方向から見て、第１レンズシート１３よりも外側となる領域であって支持接合部１５と接合される領域を平面部とした場合には、レンズ形状の凹凸による影響がなくなるため、第２レンズシート１４と支持シート１１との接合を、より平坦性が高い状態で安定させることができる。
【００４４】
第２接合層１６は、図２に示すように、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）おいて、第２レンズシート１４とイメージセンサ２１との間に設けられた層であり、これらを接合する機能を有する。
第２接合層１６は、高い光透過性を有する接着剤又は粘着剤により形成される。この第２接合層１６は、イメージセンサ２１を腐食しないものが好ましい。また、イメージセンサ２１の駆動時の発熱による第２レンズシート１４等の反り等の変形を抑制する観点から、第２接合層１６は、耐熱性を有することが好ましい。このような第２接合層１６を形成する材料としては、エポキシ樹脂製、ウレタン樹脂製、アクリル樹脂製等の粘着剤、接着剤が好適である。
【００４５】
第２接合層１６は、その厚さがＸＹ平面内において一定であることが、これに接合される第２レンズシート１４の平面性を高め、第２レンズシート１４をイメージセンサ２１の受光面２１ａに対して平行に配置する観点から好ましい。
また、本実施形態の第２接合層１６は、その厚さが約２〜２５μｍである。第２接合層１６は、その厚さができる限り薄いことが、クロストークを低減する観点から好ましい。
第２接合層１６によって第２レンズシート１４とイメージセンサ２１とを接合することにより、第２レンズシート１４の位置を固定できることに加え、第２レンズシート１４よりも剛性の高いイメージセンサ２１と接合されることによって第２レンズシート１４の平面性も向上できる。
また、第２接合層１６によって第２レンズシート１４とイメージセンサ２１とを接合することにより、第２レンズシート１４とイメージセンサ２１との光学密着や、第２レンズシート１４との擦れ等によるイメージセンサ２１の傷つきを抑制できる。
【００４６】
上述の支持シート１１と、第１接合層１２と、第１レンズシート１３の光透過部１３１とは、屈折率が等しい、もしくは、可能な限り屈折率差が小さいことが、界面での反射による光量損失を抑制する観点から好ましい。
また、同様に、第２レンズシート１４の光透過部１４１と、第２接合層１６とは、屈折率が等しい、もしくは、可能な限り屈折率差が小さいことが、界面での反射による光量損失を抑制する観点から好ましい。
【００４７】
図５は、第１実施形態の支持接合部１５を説明する図である。図５では、第１実施形態の支持シート１１及び第１レンズシート１３が第１接合層１２によって接合された状態を、−Ｚ側から見た図である。
図２及び図５に示すように、支持シート１１及び第１接合層１２に接し、第１レンズシート１３の外側に設けられている。本実施形態では、第１レンズシート１３の外側に、第１レンズシート１３を周回するように、矩形環状に設けられている。
支持接合部１５は、支持シート１１と第２レンズシート１４とを接合する機能を有する。
また、支持接合部１５は、支持シート１１、第１接合層１２、第１レンズシートが一体に積層され、接合された積層部材を光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において支持し、第１レンズシート１３のシート面がイメージセンサ２１の受光面２１ａに対して平行となるように支持する機能を有する。
【００４８】
支持接合部１５は、図２に示すように、粒子１５ｂを含有する紫外線硬化型樹脂１５ａにより形成されている。この紫外線硬化型樹脂１５ａは、接着剤であり、紫外線に反応して硬化する。
支持接合部１５に用いられる紫外線硬化型樹脂１５ａは、透光性を有している。なお、支持接合部１５は、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂製の接着剤や光硬化型樹脂製の接着剤等を用いてもよい。
【００４９】
支持接合部１５の紫外線硬化型樹脂１５ａに含有される粒子１５ｂは、球形又は略球形であり、透光性を有する樹脂製又はガラス製の粒子である。
この粒子１５ｂは、その平均粒径が、第１レンズシート１３の厚さＴに対して、０〜１０μｍ程度大きい。したがって、この粒子を含有する支持接合部１５は、その厚さが、３０〜４９０μｍ程度となる。
【００５０】
また、粒子１５ｂは、その硬度が第１レンズシート１３と同等もしくはそれ以上であることが好ましく、具体的には、弾性率２０００ＭＰａ以上であることが、支持シート１１及び第１レンズシート１３を光軸Ｏ方向において支持する観点から好ましい。
また、粒子１５ｂは、紫外線硬化型樹脂１５ａの硬化後の支持接合部１５における体積比が、４０〜７４％程度である。
【００５１】
このような粒子１５ｂとしては、例えば、ガラス製やアクリル樹脂製の粒子等が好適である。
なお、支持接合部１５と第１レンズシート１３とのＹ方向及びＸ方向の間の寸法は、小さい方が好ましく、かつ、第１レンズシート１３の光透過部１３１と支持接合部１５の紫外線硬化型樹脂１５ａ熱膨張係数の差を考慮した値であることが好ましい。また、第２レンズシート１４と支持接合部１５の間のＹ方向及びＸ方向の間の寸法についても同様である。
【００５２】
上述のような支持接合部１５により、支持シート１１と第２レンズシート１４とが接合され、光軸Ｏ方向において、支持シート１１から第２レンズシート１４までが一体化される。したがって、レンズシートユニット１０をイメージセンサ２１に対して配置しやすくなり、撮像モジュール２０の製造が容易となる。
また、支持接合部１５は、前述のような平均粒径及び硬さの粒子を含有するので、光軸Ｏ方向において、支持シート１１及び第１レンズシート１３を所定の位置で安定して支持することができ、第１レンズシート１３と第２レンズシート１４との間の距離ｄを、所定の値とすることができる。仮に、支持接合部１５が粒子を含有していなかった場合、支持接合部１５は、硬化時の樹脂の収縮等でその光軸Ｏ方向の寸法が変化する可能性があるが、本実施形態の支持接合部１５は、上述のような粒子を含有しているので、寸法の変化を抑制できる。
【００５３】
イメージセンサ２１は、その被写体側（＋Ｚ側）の面に形成された受光面２１ａで受光した光を電気信号に変換して出力する部分である。イメージセンサ２１の受光面２１ａには、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。本実施形態では、イメージセンサ２１の画素は、左右方向及び上下方向（Ｘ方向及びＹ方向）に複数配列されているものとする。
このようなイメージセンサ２１としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が好適に用いられる。
本実施形態のイメージセンサ２１は、ＣＭＯＳが用いられている。
【００５４】
図６は、第１実施形態のレンズシートユニット１０及び撮像モジュール２０の製造方法の一例を示す図である。
レンズシートユニット１０及び撮像モジュール２０は、例えば、以下のような方法により製造することができる。
まず、作業者は、予め、図６（ａ）に示すように、支持シート１１の片面に、第１接合層１２を形成する。そして、図６（ｂ）に示すように、作業者は、第１接合層１２により、支持シート１１と第１レンズシート１３とを接合する。
【００５５】
次に、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、作業者は、Ｚ方向から見て第１レンズシート１３よりも外側の領域に、支持接合部形成材料１５Ｒ（粒子１５ｂを含有した紫外線硬化型樹脂１５ａ）をディスペンサー等により所定の幅、所定の速度で、第１レンズシート１３を周回するように、矩形環状に吐出する。
次に、図６（ｅ）に示すように、作業者は、第１接合層１２及び第１レンズシート１３の上に、第２レンズシート１４を載置し、治具等で仮止めした後、紫外線を照射する等により、支持接合部形成材料１５Ｒ（紫外線硬化型樹脂１５ａ）を硬化させる。これにより、第２レンズシート１４と支持シート１１及び第１レンズシート１３とが、支持接合部１５によって接合され、支持シート１１、第１レンズシート１３、第２レンズシート１４、支持接合部１５が一体となり、レンズシートユニット１０が形成される。
【００５６】
次に、作業者は、図６（ｆ）に示すように、イメージセンサ２１の受光面２１ａ上に第２接合層１６を形成する等し、レンズシートユニット１０を載置し、第２接合層１６を介して接合する。これにより、図６（ｇ）に示すように、レンズシートユニット１０及びイメージセンサ２１が一体となり、撮像モジュール２０が形成される。
【００５７】
上述のように、レンズシートユニット１０は、支持シート１１、第１レンズシート１３、第２レンズシート１４が一体となっているので、イメージセンサ２１の受光面２１ａ上に容易に設置しやすく、撮像モジュール２０の製造が容易となり、かつ、カメラ１の製造工程において、筐体３０内の所定の位置への高精度での設置が容易となる。
また、第１レンズシート１３は、より剛性が高い支持シート１１に接合されるので、その平面性が向上する。第２レンズシート１４は、より剛性の高いイメージセンサ２１に接合されるので、その平面性が向上する。したがって、レンズシートユニット１０及び撮像モジュール２０において、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４のシート面は、高いに平行であって、かつ、イメージセンサ２１の受光面に対しても高精度で平行とすることができる。
【００５８】
さらに、レンズシートユニット１０は、第１レンズシート１３が接合された支持シート１１と第２レンズシート１４との光軸Ｏ方向の位置を、支持接合部１５が位置決めするので、第１レンズシート１３と第２レンズシート１４との間の距離ｄ（光軸Ｏ方向における第１レンズシート１３の単位レンズ形状１３２の頂点ｔ３と第２レンズシート１４の単位レンズ形状１４２の頂点ｔ３と間の距離）を所定の値（ｄ＝０〜３μｍ）で一定として支持できる。
【００５９】
以上のことから、レンズシートユニット１０及び撮像モジュール２０において、各レンズシートの平面性が向上し、かつ、各シート面をイメージセンサ２１の受光面２１ａに対して高精度で平行とすることができ、レンズシート間の距離ｄを一定かつ小さくすることができる。これにより、撮像モジュール２０及びカメラ１の撮像する画像のコントラスト向上や画像歪みを低減させることができる。
【００６０】
前述のように、第１レンズシート１３、第２レンズシート１４は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見た場合に、光透過部１３１（単位レンズ形状１３２）の配列方向Ｒ１１と光透過部１４１（単位レンズ形状１４２）の配列方向Ｒ１２とが角度α＝９０°をなすように配置されている。また、第１レンズシート１３、第２レンズシート１４は、光透過部１３１，１４１間に光吸収部１３３，１４３を有している。
従って、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４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。
【００６１】
被写体からの光は、開口部３１の保護シート３２を透過し、撮像モジュール２０のレンズシートユニット１０内に進み、支持シート１１を透過し、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４を透過する。
そして、第１レンズシート１３の単位レンズ形状１３２により、その配列方向であるＹ方向（上下方向）において集光され、また、第２レンズシート１４の単位レンズ形状１４２により、その配列方向であるＸ方向（左右方向）において集光される。また、光透過部１３１，１４１内を光軸Ｏ方向に対して大きな角度をなす方向へ進む光の少なくとも一部は、光吸収部１３３，１４３に入射して吸収される。そして、レンズシートユニット１０を透過した光は、イメージセンサ２１の受光面２１ａで焦点を結ぶ。
【００６２】
前述のように、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４は、光学的には、左右方向及び上下方向（Ｘ方向及びＹ方向）にマイクロレンズが複数配列されている形態に近しい。イメージセンサ２１の受光面２１ａ上には、この疑似的なマイクロレンズにより結像された像が、それぞれ重なることなく形成される（後述の図７（ａ）参照）。
【００６３】
本実施形態では、疑似的なマイクロレンズの１つ１つのレンズに対して、イメージセンサ２１の複数の画素が対応するように配置されている。そして、撮影時には、各画素には、対応する疑似的なマイクロレンズにより分割された光が入射し、各画素により、光の強度が検出される。また、各画素と、ＸＹ平面上のどの位置の単位レンズ形状１３２，１４２を透過したか（ＸＹ平面上の疑似的なマイクロレンズの位置）との関係から、画素に入射した光の入射方向が検出可能となる。
撮影時に撮像モジュール２０により得られた、各画素が検出した入射光の強度及び入射方向の情報は、記憶部に記憶される。そして、制御部により各種演算等が行われることにより、撮影後に、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。
【００６４】
図７は、第１実施形態の撮像モジュール２０のイメージセンサ２１の受光面２１ａ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、イメージセンサ２１の所定の領域内に位置する複数個の画素２１１が対応している（図７では、１つのマイクロレンズに対してＸ方向に４列、Ｙ方向に４行の計１６個の画素２１１が対応）。そして、それぞれのマイクロレンズによる像が、対応する領域内に投影されることが重要である。
【００６５】
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等に投影され、像が重なると、被写体面上で異なる位置と角度を有する光が同一の画素２１１に入射するクロストークという現象が生じ、光の入射方向や強度を分解できなくなる。
これを解消するために、従来のライトフィールドカメラでは、マイクロレンズアレイよりも被写体側に設けられた撮像レンズの絞りを利用したり、マイクロレンズアレイの各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。
【００６６】
しかし、本実施形態によれば、光吸収部１３３，１４３が、光透過部１３１，１４１間に形成され、各レンズシートの厚み方向（Ｚ方向）に延びているので、撮像レンズや隔壁シート等を用いることなく、かつ、図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１３２，１４２により集光された光を、イメージセンサ２１の対応する領域の画素２１１に入射させることができる。これにより、画素２１１は、入射光の強度と入射方向の情報を高精度で出力することができる。
【００６７】
従って、本実施形態によれば、複数枚の光学レンズからなる撮像レンズが不要であり、レンズシートユニット１０の厚みを数１０〜数１００μｍ程度に抑えることができ、撮像モジュール２０及びカメラ１の薄型化、軽量化を図ることができる。また、撮像レンズが不要となるので、撮像モジュール２０及びカメラ１の生産コストを低減できる。さらに、カメラ１が搭載される携帯端末本体等の薄型化を妨げることがなく、意匠性の向上にも寄与できる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、撮影時に、画素２１１が入射光の強度と入射方向とを高精度で出力でき、撮影後に、その焦点距離や被写界深度等を変更可能であり、焦点距離や被写界深度を変更可能なライトフィールドカメラとしての機能を携帯端末用のカメラに付与することができ、カメラ１の高性能化を図ることができる。しかも、本実施形態の撮像モジュール２０及びカメラ１は、パンフォーカスでの撮影画像も形成可能であり、様々な焦点距離及び被写界深度での撮影画像が形成可能となり、カメラ機能の向上を図ることができる。
また、本実施形態によれば、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４において、光透過部１３１，１４１（単位レンズ形状１３２，１４２）に対応して光吸収部１３３，１４３が一体に形成されているので、従来のライトフィールドカメラで必要であった、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。従って、マイクロレンズアレイと隔壁シートとの位置合わせ精度ずれによる歩留りの低下を抑制できる。また、位置合わせが不要となるので、ハンドリングが容易となり、製造が容易に行え、生産コスト低減できる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、支持接合部１５及び支持シート１１により、第１レンズシート１３を、高い平面性を有して、イメージセンサ２１の受光面２１ａ及び第２レンズシート１４に対して高精度で平行に配置することができる。また、本実施形態によれば、第２レンズシート１４は、イメージセンサ２１の被写体側の面に接合されているので、イメージセンサ２１の受光面２１ａに対して平行に配置することができ、第２レンズシート１４の平面性を向上させることができる。しかも、本実施形態によれば、支持接合部１５により、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４間の距離ｄを、所定の距離で一定に維持することができる。
従って、本実施形態によれば、画像のぼけやコントラストを改善し、カメラ１によって撮像させる画像の画質の向上を図ることができる。
【００７０】
また、本実施形態によれば、光透過部１３１，１４１のレンズ開口幅Ｄ１を小さくしてＸ方向及びＹ方向に配列される単位レンズ形状１３２，１４２を増やすことも容易であり、かつ、光吸収部１３３，１４３が一体に形成されるので、レンズシートユニット１０の第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４による疑似的なマイクロレンズをより細密化することができ、画像の空間解像度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、従来のライトフィールドカメラで必要であった、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不要となり、小型化が困難であったライトフィールドカメラの薄型化及び軽量化、生産コストの低減等を図ることができる。
【００７１】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の支持接合部４５を説明する図である。図８では、第２実施形態の支持接合部４５を、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）から見た図を示している。
第２実施形態のレンズシートユニット４０は、支持接合部４５が設けられた位置が異なる以外は、前述の第１実施形態のレンズシートユニット１０と同様の形態である。したがって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態のレンズシートユニット４０は、支持シート１１、第１接合層１２、第１レンズシート１３、第２レンズシート１４、支持接合部４５、第２接合層１６等を有している。
このレンズシートユニット４０は、第１実施形態に示す撮像モジュール２０及びカメラ１に適用可能である。
【００７２】
支持接合部４５は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、支持シート１１の角部（第１レンズシート１３の角部の外側）に設けられている形態としてもよいし、図８（ｃ）に示すように、支持シート１１の角部に加え、支持シート１１と長辺の中央部分（第１レンズシート１３長辺の中央部分の外側）にも設けられる形態としてもよい。
また、支持接合部４５は、図８（ｄ）に示すように、例えば、支持シート１１の長辺方向（第１レンズシート１３の長辺の外側）に沿って設けられてもよい。
また、支持接合部４５は、図８（ｅ）に示すように、例えば、支持シート１１の周縁部に所定の間隔で複数設けられてもよい。
支持シート１１及び第２レンズシート１４を十分に接合でき、かつ、第１レンズシート１３と第２レンズシート１４との間の距離ｄを所定の値で一定に保つことができるのであれば、支持シート１１及び第１接合層１２上であってＺ方向から見て第１レンズシート１３の外側であれば、支持接合部４５が設けられる位置や数は特に限定しない。
本実施形態においても、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７３】
（変形形態）
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）各実施形態において、支持シート１１がレンズシートユニット１０，４０の最も被写体側に位置し、その被写体側（＋Ｚ側）に保護シート３２が位置する例を示したが、これに限らず、例えば、レンズシートユニット１０，４０において、支持シート１１に変えて、保護シート３２が位置していてもよい。即ち、開口部３１を被覆する保護シート３２に第１レンズシート１３等が積層される形態としてもよい。
このような形態とすることにより、カメラ１のさらなる薄型化、軽量化を図ることができる。
なお、このような形態とする場合には、保護シート３２が赤外線遮蔽機能を有することが、ノイズ低減等の観点から好ましい。
【００７４】
（２）第１実施形態において、支持接合部１５は、硬化後にその外側の面等に、黒色等の暗色系の顔料等を塗布して迷光等を抑制する遮光幕を設けてもよい。なお、第２実施形態の支持接合部４５についても、同様である。
【００７５】
（３）各実施形態において、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４は、各レンズ形状面１３ａ，１４ａが被写体側（＋Ｚ側）であるか、イメージセンサ２１側（−Ｚ側）であるかは、適宜選択してよい。
図９は、第１レンズシート１３レンズ形状面１３ａ及び第２レンズシート１４のレンズ形状面１４ａの向きの例を説明する図である。
なお、図９において、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４は、理解を容易にするために、Ｚ方向（光軸Ｏ方向）において大きく離間させ、Ｚ方向から見て同じ大きさ及び形状として示している。
図９（ａ）に示すように、第１レンズシート１３、第２レンズシート１４は、レンズ形状面１３ａ，１４ａがいずれも被写体側（＋Ｚ側）となるように配置してもよい。
また、図９（ｂ）に示すように、第１レンズシート１３、第２レンズシート１４は、レンズ形状面１３ａ，１４ａがいずれもイメージセンサ側（−Ｚ側）となるように配置してもよい。
【００７６】
さらに、図９（ｃ）に示すように、第１レンズシート１３は、レンズ形状面１３ａが被写体側（＋Ｚ側）となるように配置され、第２レンズシート１４は、レンズ形状面１４ａがイメージセンサ側（−Ｚ側）となるように配置してもよい。
上述のような形態のレンズシートユニット１０を使用した場合にも、良好な画質で撮像することができる。
なお、第１接合層１２側にレンズ形状面１３ａが面する形態（図１４（ａ），（ｃ）参照）では、第１接合層１２は、光透過部１３１よりも低い屈折率のものが好ましい。また、第２接合層１６側にレンズ形状面１４ａが面する形態（図１４（ｂ），（ｃ）参照）では、第２接合層１６は、光透過部１４１よりも低い屈折率のものが好ましい。
【００７７】
（４）各実施形態において、第１レンズシート１３の光透過部１３１（単位レンズ形状１３２）の配列方向Ｒ１１を左右方向（Ｘ方向）とし、第２レンズシート１４の光透過部１４１（単位レンズ形状１４２）の配列方向Ｒ１２を上下方向（Ｙ方向）としてもよい。
また、各実施形態において、配列方向Ｒ１１と配列方向Ｒ１２とがなす角度αは、９０°±１０°の範囲、即ち、８０°〜１００°の範囲内であれば、レンズシートユニット１０として所望される光学的機能は維持される。したがって、角度αは、９０°に限定されず、８０°〜１００°の範囲内としてもよい。
これにより、撮像モジュール２０を組み立てる際に、配列方向Ｒ１１と配列方向Ｒ１２とのなす角度αを厳密に９０°として配置しなくともよく、撮像モジュール２０の組み立て作業の容易化、作業効率の向上、歩留りの向上を図ることができる。
【００７８】
（５）各実施形態において、各レンズシートの光透過部１３１，１４１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２とイメージセンサ２１の画素の配列方向は、以下のように適宜選択して設定してもよい。
図１０は、光透過部１３１の配列方向Ｒ１１及び光透過部１４１の配列方向Ｒ１２とイメージセンサ２１の画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２との関係を示す図である。
各実施形態では、図１０（ａ）に示すように、イメージセンサ２１の画素が光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に対して直交する２方向Ｇ１，Ｇ２（Ｙ方向及びＸ方向）に配列され、第１レンズシート１３の光透過部１３１の配列方向Ｒ１１は、画素の配列方向の１つの方向Ｇ１（Ｙ方向）に平行であり、第２レンズシート１４の光透過部１４１の配列方向Ｒ１２は、画素の配列方向のもう１つの方向Ｇ２（Ｘ方向）に平行である例を示した。
このとき、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、第１レンズシート１３の光透過部１３１の配列方向Ｒ１１と画素の配列方向Ｇ１となす角度β、第２レンズシート１４の光透過部１４１の配列方向Ｒ１２が画素の配列方向Ｇ２となす角度γは、いずれも０°である。
【００７９】
これに限らず、図１０（ｂ）に示すように、例えば、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見て、角度β及び角度γは、０°〜１０°の範囲内であれば、光学的な機能は維持されるので、この範囲内で適宜選択して設定してよい。
このような形態とすることにより、イメージセンサ２１とレンズシートユニット１０，４０（第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４）との位置合わせが容易となり、製造作業の簡略化や作業時間の短縮、歩留りの向上等を図ることができる。
【００８０】
なお、図１０（ｂ）では、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２は、それぞれＹ方向及びＸ方向に平行である例を示しているが、これに限らず、光透過部１３１，１４１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２がＹ方向及びＸ方向に平行であり、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２とそれぞれ角度β，γをなす形態としてもよいし、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２及び光透過部１３１，１４１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２が、それぞれ角度β，γをなし、かつ、いずれもＹ方向及びＸ方向に平行でない形態としてもよい。
【００８１】
（６）各実施形態において、支持シート１１が赤外線遮蔽機能を有する例を示したが、これに限らず、例えば、第１接合層１２に赤外線吸収機能特性を有する材料を含有させ、第１接合層１２が赤外線遮蔽機能を有する形態としてもよい。このとき、第１接合層１２は、十分な赤外線遮蔽機能を発揮できるような厚みを有することが好ましい。
また、保護シート３２が赤外線遮蔽機能を有し、支持シート１１は、赤外線遮蔽機能を有していない透明なガラス製等のシート状の部材を備える形態としてもよい。
【００８２】
（７）各実施形態において、各レンズシートの光吸収部１３３，１４３は、裏面１３ｂ，１４ｂ側から単位レンズ形状１３２，１４２側へ延びる形状としてもよい。
図１１は、変形形態の光吸収部２３３を示す図である。なお、図１１では、一例として、第１レンズシート１３の前述の図４（ａ）に示した断面に相当する断面を示し、図中の括弧内には、対応する第２レンズシート１４の各部の符号を示している。なお、第１レンズシート１３を例に挙げて説明するが、第２レンズシート１４も同様である。
図１１に示すように、このとき、第１レンズシート１３の裏面１３ｂは、光吸収部２３３の裏面側端部と光透過部１３１の裏面側端部とが交互に配列されて形成される形態となっている。また、光吸収部２３３は、楔形形状であり、裏面１３ｂ側端部の幅がレンズ形状面１３ａ側（単位レンズ形状１３２側）端部の幅よりも大きい。
光吸収部２３３，２４３をこのような形態としても、前述の実施形態の第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４を用いた場合と同様の光学的な効果が得られる。
【００８３】
（８）各実施形態において、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４は、光透過部１３１，１４１よりも裏面１３ｂ，１４ｂ側に基材層を備える形態としてもよい。この基材層は、光透過性を有する樹脂製のシート状の部材であり、光透過部１３１，１４１を紫外線成形等で形成する際に、基材（ベース）となる部材である。
第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４は、クロストーク等を抑制する観点から、光吸収部１３３，１４３の裏面側端部から裏面１３ｂ，１４ｂまでの厚みが小さい方が好ましい。従って、表面に剥離性を有する基材層を用い、基材層上に光透過部１３１，１４１及び光吸収部１３３，１４３を成形後に、基材層を剥離することが好ましい。しかし、基材層が十分に薄い場合等には、基材層を積層した形態のままレンズシートとして使用してもよい。
また、基材層が剥離性を有していない場合には、基材層に相当する部分を削る等により、光吸収部１３３，１４３の裏面側端部から裏面１３ｂ，１４ｂまでの厚みを薄くしてもよい。
【００８４】
（９）各実施形態において、単位レンズ形状１３２，１４２は、例えば、光透過部１３１，１４１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２及び各レンズシートの厚さ方向（Ｚ方向）における断面形状が、シート面に長軸が直交する楕円の一部形状や、多角形形状等としてもよし、頂部が円弧等の曲線であり、単位レンズ形状の谷部側が直線からなる形状としてもよい。
【００８５】
（１０）各実施形態において、光透過部１３１，１４１と光吸収部１３３，１４３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。
【００８６】
（１１）各実施形態において、単位レンズ形状１３２，１４２の配列ピッチＰやレンズ開口幅Ｄ１、曲率半径Ｒ、光透過部１３１，１４１の屈折率Ｎ１等は、第１レンズシート１３と第２レンズシート１４とで異なっていてもよい。
【００８７】
（１２）各実施形態において、第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４には、その表裏面（レンズ形状面１３ａ，１４ａと裏面１３ｂ，１４ｂ）とを区別しやすくするために、表裏判別用の切欠きを設けてもよい。
また、レンズシートユニット１０，４０や撮像モジュール２０の配置や組み立てを容易にするために、アライメントマークを第１レンズシート１３及び第２レンズシート１４に設けてもよい。
【００８８】
（１３）各実施形態において、カメラ１は、筐体３０をカメラ本体の筐体として備える一般的な撮像装置としてもよい。この場合、カメラ１は、不図示の制御部、記憶部等に加えて、不図示のシャッタ部、シャッタ駆動部等を備える。
【００８９】
（１４）各実施形態において、イメージセンサ２１の受光面の大きさは、撮像モジュール２０が用いられるカメラ１の大きさや、所望する画質やカメラ性能等に応じて、適宜採用してよい。イメージセンサ２１の受光面の大きさは、例えば、スマートフォン等の携帯端末に搭載される場合には横×縦のサイズが、４．８×３．６ｍｍや４．４×３．３ｍｍ等、カメラ（主にコンパクトデジタルカメラ）等に搭載される場合には、６．２×４．７ｍｍ、７．５×５．６ｍｍ等が挙げられる。
また、例えば、２３．６×１５．８ｍｍ、３６×２４ｍｍ、４３．８×３２．８ｍｍ等の大きな受光面を有するイメージセンサ２１を使用することにより、ノイズの低減や取得する焦点距離や被写界深度等の情報の精度や情報量の向上を図り、画質のさらなる向上や、カメラ１の性能向上を図ってもよい。
【００９０】
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各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００９１】
１    カメラ
１０，４０    レンズシートユニット
１１    支持シート
１２    第１接合層
１３    第１レンズシート
１４    第２レンズシート
１３１，１４１    光透過部
１３２，１４２    単位レンズ形状
１３３，１４３    光吸収部
１５，４５    支持接合部
１６    第２接合層
２０    撮像モジュール
２１    イメージセンサ
２１ａ    受光面
【図１】
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【図２】
2018025633.tif 000004
【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】
2018025633.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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