(57)【要約】【課題】受光素子アレイおよびマイクロレンズアレイ間の位置合わせが容易な撮像ユニットを提供すること。【解決手段】撮像ユニットは、複数のマイクロレンズ１１を配列したマイクロレンズアレイ１０と、マイクロレンズ１１のそれぞれに対応して複数の受光素子２１が配列され、光学系からの光束をマイクロレンズアレイ１０を介して受光する受光素子アレイ２０と、マイクロレンズアレイ１０の受光素子アレイ２０と対向する面の所定位置に設けられた第１球状部材受け部１２〜１４と、受光素子アレイ２０の第１球状部材受け部１２〜１４と対向する位置に設けられた第２球状部材受け部２２〜２４と、第１球状部材受け部１２〜１４と第２球状部材受け部２２〜２４との間に狭持される球状部材３２と、マイクロレンズアレイ１０と受光素子アレイ２０との間に設けられ、球状部材３２とともにマイクロレンズアレイ１０と受光素子アレイ２０との間隔を定める複数のスペーサ３１，３３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズのそれぞれに対応して複数の受光素子が配列され、光学系からの光束を前記マイクロレンズアレイを介して受光する受光素子アレイと、
前記マイクロレンズアレイの前記受光素子アレイと対向する面の所定位置に設けられた第１球状部材受け部と、
前記受光素子アレイの前記第１球状部材受け部と対向する位置に設けられた第２球状部材受け部と、
前記第１球状部材受け部と前記第２球状部材受け部との間に狭持される球状部材と、
前記マイクロレンズアレイと前記受光素子アレイとの間に設けられ、前記球状部材とともに前記マイクロレンズアレイと前記受光素子アレイとの間隔を定める複数のスペーサと、を備えることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像ユニットにおいて、
前記複数のスペーサはそれぞれ球状部材であることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像ユニットにおいて、
前記第１球状部材受け部および前記第２球状部材受け部の双方は、それぞれ鋭角三角形状に配設された３つの球面状凸部によって構成されていることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像ユニットにおいて、
前記マイクロレンズアレイの前記受光素子アレイと対向する面の前記第１球状部材受け部と異なる所定位置に設けられた第３球状部材受け部と、
前記受光素子アレイの前記マイクロレンズアレイと対向する面の前記第３球状部材受け部と対向する位置に設けられた第４球状部材受け部と、
前記第３球状部材受け部と前記第４球状部材受け部との間に狭持される第２の球状部材と、をさらに備えることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像ユニットにおいて、
前記第３球状部材受け部および前記第４球状部材受け部の一方は、鋭角三角形状に配設された３つの球面状凸部によって構成され、
前記第３球状部材受け部および前記第４球状部材受け部の他方は、平行に配設された２つの円柱側面状凸部によって構成され、前記平行線の延長線上に前記第１球状部材受け部および前記第２球状部材受け部が配設されていることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項６】
請求項１に記載の撮像ユニットにおいて、
前記マイクロレンズアレイの前記受光素子アレイと対向する面の前記第１球状部材受け部と異なる所定位置に設けられた第３球状部材受け部と、
前記受光素子アレイの前記マイクロレンズアレイと対向する面の前記第３球状部材受け部と対向する位置に設けられた第４球状部材受け部と、
前記第３球状部材受け部と前記第４球状部材受け部との間に狭持される第２の球状部材と、をさらに備え、
前記第２球状部材受け部および前記第４球状部材受け部はそれぞれ、鋭角三角形状に配設された３つの球面状凸部によって構成され、
前記第１球状部材受け部および前記第３球状部材受け部はそれぞれ、該第１球状部材受け部および該第３球状部材受け部を結ぶ直線に平行に配設された２つの円柱側面状凸部によって構成されることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮像ユニットにおいて、
前記マイクロレンズアレイに設けられる球状部材受け部は、前記複数のマイクロレンズの形成プロセスを用いて前記マイクロレンズとともに形成されていることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の撮像ユニットにおいて、
前記受光素子アレイに設けられる球状部材受け部は、前記複数の受光素子上のオンチップレンズの形成プロセスを用いて前記オンチップレンズとともに形成されていることを特徴とする撮像ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の受光素子が配列されている受光素子アレイと、該受光素子アレイの受光素子上に像を結像させる複数のマイクロレンズが配列されているマイクロレンズアレイとを有する撮像ユニットにおいて、受光素子アレイとマイクロレンズアレイとの間の位置合わせが必要とされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６３９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、受光素子アレイ上の受光素子（画素）による出力をモニターしながら位置合わせが行われる。位置合わせは、主に、受光素子アレイおよびマイクロレンズアレイ間の水平面内の相対位置の調節が必要で、これらの調節作業に手間がかかるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による撮像ユニットは、複数のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと、マイクロレンズのそれぞれに対応して複数の受光素子が配列され、光学系からの光束をマイクロレンズアレイを介して受光する受光素子アレイと、マイクロレンズアレイの受光素子アレイと対向する面の所定位置に設けられた第１球状部材受け部と、受光素子アレイの第１球状部材受け部と対向する位置に設けられた第２球状部材受け部と、第１球状部材受け部と第２球状部材受け部との間に狭持される球状部材と、マイクロレンズアレイと受光素子アレイとの間に設けられ、球状部材とともにマイクロレンズアレイと受光素子アレイとの間隔を定める複数のスペーサとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による撮像ユニットでは、受光素子アレイおよびマイクロレンズアレイ間の位置合わせが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第一の実施形態による撮像ユニットを説明する図である。
【図２】マイクロレンズアレイおよび受光素子アレイを接合した状態の透視平面図である。
【図３】マイクロレンズアレイおよび受光素子アレイを接合した状態の側面図である。
【図４】第二の実施形態により接合した状態の透視平面図である。
【図５】第二の実施形態により接合した状態の側面図である。
【図６】第二の実施形態により接合した状態の側面図である。
【図７】第三の実施形態により接合した状態の透視平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態による撮像ユニットを説明する図である。図１において、撮像ユニットは、受光素子アレイ２０にマイクロレンズアレイ１０を組み合わせて構成される。受光素子アレイ２０は、複数の受光素子２１（光電変換素子）を二次元状に配列した受光部２０ａと、この受光部２０ａを支持する支持部２０ｂとで構成され、不図示の撮影光学系からの光束をマイクロレンズアレイ１０を介して受光する。受光部２０ａは、たとえば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等で構成される。
【０００９】
マイクロレンズアレイ１０は、複数のマイクロレンズ１１を二次元状に配列したマイクロレンズ部１０ａと、マイクロレンズ部１０ａを支持する支持部１０ｂとで構成される。各マイクロレンズ１１を通過した光束は、それぞれ受光素子アレイ２０にある受光部２０ａの複数の受光素子２１によって受光されるように構成される。すなわち、１つのマイクロレンズ１１に対応する複数の受光素子２１により、受光素子アレイ２０における１つの画素領域を構成する。このような撮像ユニットに対して撮影光学系（不図示）による被写体からの光がマイクロレンズアレイ１０を透過すると、各マイクロレンズ１１は、それぞれ対応する受光素子２１上に像を結ぶ。
【００１０】
本発明は、上記撮像ユニットにおいて受光素子アレイ２０とマイクロレンズアレイ１０とを組み合わせる際の位置決め機構に特徴を有するので、以降の説明はこの点を中心に行う。
【００１１】
マイクロレンズアレイ１０は、たとえばガラス材によって構成され、その厚さは、たとえば０．５mmである。厚さが薄過ぎるとマイクロレンズアレイ１０は製造工程中に破損しやすく、極端に薄くすることができない。また、もしプラスチック製とした場合は反りや撓みの要因となるので、やはりマイクロレンズアレイ１０をあまり薄くすることができない。一方、撮像ユニットの小型化のため、マイクロレンズ１１の後側主面と受光素子アレイ２０との距離は短く構成することが好ましい。そこで、これら条件を両立させるため、マイクロレンズアレイ１０は、前面を平面状に構成し、後面（受光素子アレイ２０と対向する面）を凸状に構成することにより、マイクロレンズ１１の後側主面と受光素子アレイ２０との間隔を狭くするように構成される。
【００１２】
図１は、いわゆる分解斜視図であり、便宜上マイクロレンズアレイ１０の後面の形状も透視して図示している。マイクロレンズアレイ１０の後面には、マイクロレンズ１１および位置決め用突起１２〜１４が形成されている。位置決め用突起１２〜１４は、マイクロレンズアレイ１０のマイクロレンズ１１が形成されていない周囲部において、たとえば左下部に形成される。位置決め用突起１２〜１４は、それぞれが球面の一部によって構成され、３つの突起の頂点を結ぶ線分が略正三角形となる位置に形成される。
【００１３】
受光素子アレイ２０の前面（マイクロレンズアレイ１０と対向する面）には、受光素子２１および位置決め用突起２２〜２４が形成されている。位置決め用突起２２〜２４は、受光素子アレイ２０の受光素子２１が形成されていない周囲部において、マイクロレンズアレイ１０の位置決め用突起１２〜１４と対向する位置に形成される。位置決め用突起２２〜２４は、それぞれが球面の一部によって構成され、３つの突起の頂点を結ぶ線分が略正三角形となる位置に形成される。
【００１４】
マイクロレンズアレイ１０側の位置決め用突起１２〜１４の大きさは、マイクロレンズ１１と同程度の大きさである。この理由は、マイクロレンズ１１を形成する工程において位置決め用突起１２〜１４を形成させるからである。
【００１５】
マイクロレンズ１１および位置決め用突起１２〜１４の形成加工は、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて行う。すなわち、ガラス原板上に塗布したレジストにグレースケールマスクを用いて露光し、露光後に現像して得られる凸面形状をエッチングでガラス原板に転写する。これにより、マイクロレンズ１１と同様の大きさで球の一部形状の位置決め用突起１２〜１４が形成される。
【００１６】
一方、受光素子アレイ２０側の位置決め用突起２２〜２４の大きさは、受光素子２１において集光用に設けられるオンチップレンズ（不図示）と比較的近い大きさの球の一部形状である。この理由は、オンチップレンズを形成する工程において位置決め用突起２２〜２４を形成させるからである。
【００１７】
オンチップレンズ（不図示）を形成する公知技術は以下の通りである。すなわち、フォトリソグラフィ技術によって円柱状のレジストを作り、該レジストを加熱し軟化させて凸面状の突起を形成する。これにより、オンチップレンズと同様の大きさで位置決め用突起２２〜２４が形成される。
【００１８】
上述したように、本実施形態においては１つのマイクロレンズ１１に受光素子２１を複数対応させていることから、受光素子２１に設けられるオンチップレンズ（不図示）よりマイクロレンズ１１のサイズが大きくなっている。このため、マイクロレンズアレイ１０側の位置決め用突起１２〜１４の大きさは、受光素子アレイ２０側の位置決め用突起２２〜２４のサイズより大きく形成されている。
【００１９】
上述したように位置決め用突起１２〜１４が形成されたマイクロレンズアレイ１０と、位置決め用突起２２〜２４が形成された受光素子アレイ２０とが、３つのスペーサビーズ３１〜３３を挟んで重ね合わせられる。スペーサビーズ３１〜３３は、たとえばガラス材で形成された小球であるが、樹脂製のものを用いてもよい。
【００２０】
スペーサビーズ３１〜３３を挟む位置は、
（i）位置決め用突起１２〜１４（２２〜２４）で囲まれた位置（スペーサビーズ３２）、
（ii）マイクロレンズアレイ１１０（受光素子アレイ２０）の周囲部において、略中央上部（スペーサビーズ３１）、
（iii）マイクロレンズアレイ１１０（受光素子アレイ２０）の周囲部において、右下部（スペーサビーズ３３）の３箇所である。
【００２１】
ここで、スペーサビーズ３１〜３３の直径は、マイクロレンズアレイ１０のマイクロレンズ１１を透過した光束が受光素子アレイ２０の対応する画素領域上に像を結ぶように、マイクロレンズアレイ１０および受光素子アレイ２０を平行で所定間隔にするのに必要なサイズのものが用いられる。３つのスペーサビーズのうち、スペーサビーズ３１および３３は同サイズであり、スペーサビーズ３２は他のスペーサビーズより小さなサイズである。この理由は、スペーサビーズ３２がスペーサビーズ３１および３３のようにマイクロレンズアレイ１０や受光素子アレイ２０の表面に当接することなく、位置決め用突起１２〜１４および位置決め用突起２２〜２４に挟まれて、それぞれの表面が浮いた状態で、マイクロレンズアレイ１０および受光素子アレイ２０の間隔を確保するためである。
【００２２】
３つのスペーサビーズ３１〜３３を挟んでマイクロレンズアレイ１０および受光素子アレイ２０を重ね合わせる際、各スペーサビーズ３１〜３３を受光素子アレイ２０上の上記３箇所に載置し、スペーサビーズ３１および３３を粘性が低い接着剤を用いて受光素子アレイ２０に仮止めする。そして、マイクロレンズアレイ１０を重ね合わせる。
【００２３】
図２は、マイクロレンズアレイ１０および受光素子アレイ２０を接合した状態で図１のｚ軸方向を見た透視平面図である。図２において、マイクロレンズアレイ１０を透して受光素子アレイ２０およびスペーサビーズ３１〜３３が観察される。すなわち、図２では、マイクロレンズ１１と受光素子２１，マイクロレンズアレイ１０の位置決め用突起１２〜１４と受光素子アレイ２０の位置決め用突起２２〜２４、および３つのスペーサビーズ３１〜３３の位置関係がわかるように、透視図として表している。
【００２４】
図３は、マイクロレンズアレイ１０および受光素子アレイ２０を接合した状態で図１のｙ軸方向を見た側面図である。図３において、マイクロレンズアレイ１０および受光素子アレイ２０間に位置決め用突起１３、１４、２３、２４およびスペーサビーズ３１〜３３が観察される。
【００２５】
図２および図３において、マイクロレンズアレイ１０は、スペーサビーズ３１〜３３によって支持されている。この状態におけるマイクロレンズアレイ１０の自由度は、スペーサビーズ３２を回転中心にしてｘ−ｙ平面内で旋回するだけである。作業者は、各マイクロレンズ１１に対応する画素領域との間で相対位置関係が揃うように、マイクロレンズアレイ１０を僅かに旋回させて旋回角を調節する。なお、図１〜図３では、マイクロレンズアレイ１０にマイクロレンズ１１が２５組含まれている例を図示したが、マイクロレンズ１１の数は何組あってもよい。
【００２６】
旋回角の調節後は、スペーサビーズ３１〜３３を含めてマイクロレンズアレイ１０および受光素子アレイ２０間を接着し、受光素子アレイ２０およびマイクロレンズアレイ１０を固定する。そして、必要に応じて受光素子アレイ２０およびマイクロレンズアレイ１０の外周間に高粘度の樹脂を橋渡しして硬化させることにより、強固に固定する。
【００２７】
以上説明した第一の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）撮像ユニットは、複数のマイクロレンズ１１を配列したマイクロレンズアレイ１０と、光学系からの光束をマイクロレンズアレイ１０を介して受光する複数の受光素子２１を配列した受光素子アレイ２０と、マイクロレンズアレイ１０と受光素子アレイ２０との間に設けられ、両者の間隔を所定間隔に保つ３つのスペーサビーズ３１〜３３と、マイクロレンズアレイ１０の受光素子アレイ２０と対向する面の所定位置に設けられ、スペーサビーズを１つ保持する位置決め用突起１２〜１４と、受光素子アレイ２０のマイクロレンズアレイ１０と対向する面で位置決め用突起１２〜１４と対向する位置に設けられ、スペーサビーズを１つ保持する位置決め用突起２２〜２４と、を備え、位置決め用突起１２〜１４および位置決め用突起２２〜２４によってスペーサビーズ３２を挟んで保持し、マイクロレンズアレイ１０および受光素子アレイ２０の対向する面で他のスペーサビーズ３１，３３をそれぞれ挟むようにした。これにより、マイクロレンズアレイ１０および受光素子アレイ２０とを平行で所定間隔に容易にセットできる。さらに、スペーサビーズ３２を回転軸にして受光素子アレイ２０に対してマイクロレンズアレイ１０を容易に旋回調整できる。
【００２８】
（２）位置決め用突起１２〜１４および位置決め用突起２２〜２４はそれぞれ、三角形状に配設された３つの球面状凸部によって構成したので、スペーサビーズ３２を点で支えて保持するから、極めて小さな力で旋回調整できる。
【００２９】
（３）マイクロレンズアレイ１０側の位置決め用突起１２〜１４はマイクロレンズ１１を形成する工程において同時に形成させるので、別途の工程により形成させる場合に比べて工程を省くことができる。
【００３０】
（４）受光素子アレイ２０側の位置決め用突起２２〜２４は受光素子２１において集光用に設けられるオンチップレンズ（不図示）を形成する工程において同時に形成させるので、別途の工程により形成させる場合に比べて工程を省くことができる。
【００３１】
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、マイクロレンズアレイ１０および受光素子アレイ２０の双方に位置決め用突起をそれぞれ１箇所設けるようにした。この代わりに、位置決め用突起をそれぞれ２箇所設けることにより、旋回角の調節を不要にしてもよい。図４は、第二の実施形態によるマイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０を接合した状態の透視平面図である。図４において、マイクロレンズアレイ１１０を透して受光素子アレイ１２０が観察される。位置決め用突起は、マイクロレンズアレイ１１０の左下部および右下部の２箇所に設けられる。なお、第二の実施形態の受光素子アレイ１２０では、マイクロレンズ１１１に対応する位置にのみ所定数の受光素子群が設けられ、マイクロレンズ１１１とマイクロレンズ１１１との間に対応する位置には受光素子が設けられていないが、第一の実施形態のように受光素子が連続していてもよい。
【００３２】
マイクロレンズアレイ１１０の中央上部において、該マイクロレンズアレイ１１０を透してスペーサビーズ１３１が観察される。マイクロレンズアレイ１１０の左下部において、該マイクロレンズアレイ１１０を透して位置決め用突起１１２〜１１４、スペーサビーズ１３２および位置決め用突起１２２〜１２４が観察される。位置決め用突起１１２〜１１４は、第一の実施形態と同様に、マイクロレンズアレイ１１０の後面に形成されている。位置決め用突起１２２〜１２４は、第一の実施形態と同様に、受光素子アレイ１２０の前面に形成されている。
【００３３】
マイクロレンズアレイ１１０の右下部において、該マイクロレンズアレイ１１０を透して位置決め用突起１１５、１１６、スペーサビーズ１３３および位置決め用突起１２５〜１２７が観察される。位置決め用突起１１５および１１６は、マイクロレンズアレイ１１０の後面に形成されている。位置決め用突起１１５、１１６は、それぞれが円柱の側面を切り落としたかまぼこ形状を有し、２つのかまぼこ形状が左右方向に平行に並べて形成される。位置決め用突起１２５〜１２７は、位置決め用突起１２２〜１２４と同様に、受光素子アレイ１２０の前面に形成されている。位置決め用突起１２５〜１２７が形成する略正三角形の中央の位置は、マイクロレンズアレイ１１０と受光素子アレイ１２０の相対位置が所望の状態において、位置決め用突起１１５と１１６との間に位置するように構成される。
【００３４】
図５は、マイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０を接合した状態で図４のｙ軸方向を見た側面図である。図５において、マイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０間の左側に、位置決め用突起１１３、１１４、１２３、１２４およびスペーサビーズ１３２が観察される。
【００３５】
また、マイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０間の右側に、位置決め用突起１１６、１２６、１２７およびスペーサビーズ１３３が観察される。さらに、マイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０間の中央に、スペーサビーズ１３１が観察される。
【００３６】
マイクロレンズアレイ１１０側の位置決め用突起１１２〜１１４、および１１５、１１６は、第一の実施形態と同様に、マイクロレンズ１１１を形成する工程において形成される。一方、受光素子アレイ１２０側の位置決め用突起１２２〜１２４、１２５〜１２７は、第一の実施形態と同様に、受光素子アレイ１２０においてオンチップレンズ（不図示）を形成する工程において形成される。
【００３７】
マイクロレンズアレイ１１０と受光素子アレイ１２０とが、３つのスペーサビーズ１３１〜１３３を挟んで重ね合わせられる。スペーサビーズ１３１〜１３３は、ガラス材で形成された小球であるが、樹脂製のものを用いてもよい。
【００３８】
スペーサビーズ１３１〜１３３を挟む位置は、
（i）位置決め用突起１１２〜１１４（１２２〜１２４）で囲まれた位置（スペーサビーズ１３２）、
（ii）マイクロレンズアレイ１１０（受光素子アレイ１２０）の周囲部において、略中央上部（スペーサビーズ１３１）、
（iii）位置決め用突起１１５と１１６の間で位置決め用突起１２５〜１２７で囲まれた位置（スペーサビーズ１３３）の３箇所である。
【００３９】
ここで、スペーサビーズ１３１〜１３３の直径は、マイクロレンズアレイ１１０のマイクロレンズ１１１を透過した光束が受光素子アレイ１２０の対応する画素領域上に像を結ぶように、マイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０を平行で所定間隔にするのに必要なサイズのものが用いられる。３つのスペーサビーズのうち、スペーサビーズ１３１は他のスペーサビーズより大きなサイズとする。スペーサビーズ１３１は、スペーサビーズ１３２および１３３のように位置決め用突起に挟まれずに、マイクロレンズアレイ１１０や受光素子アレイ１２０の面に当接するからである。
【００４０】
３つのスペーサビーズ１３１〜１３３を挟んでマイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０を重ね合わせる際、各スペーサビーズ１３１〜１３３を受光素子アレイ１２０上の上記３箇所に載置し、スペーサビーズ１３１および１３３を粘性が低い接着剤で受光素子アレイ１２０に仮止めする。そして、マイクロレンズアレイ１１０を重ね合わせる。
【００４１】
図４および図５において、マイクロレンズアレイ１１０は、スペーサビーズ１３１〜１３３によって支持されている。この状態におけるマイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０は、完全に相対位置が決まる。作業者は、スペーサビーズ１３１〜１３３からマイクロレンズアレイ１１０にかけて接着し、受光素子アレイ１２０およびマイクロレンズアレイ１１０を固定する。そして、必要に応じて受光素子アレイ１２０およびマイクロレンズアレイ１１０の外周間に高粘度の樹脂を橋渡しして硬化させることにより、強固に固定する。
【００４２】
以上説明した第二の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。すなわち、マイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０の双方にそれぞれ２箇所の位置決め用突起を設ける場合に、マイクロレンズアレイ１１０側の１箇所について、略正三角形に並ぶ位置決め用突起に代えて、平行なかまぼこ形状からなる位置決め用突起１１５、１１６にした。そして、２箇所の位置決め用突起を結ぶ直線と平行になるように、かまぼこ形状を配置した。これにより、スペーサビーズ１３３が位置決め用突起１１５と１１６との間で図４において水平方向に自由度を有するので、位置決め用突起１１５、１１６と対応する位置決め用突起（略正三角形に並ぶ位置決め用突起１２５〜１２７）との位置関係に僅かな誤差が生じたとしても、スペーサビーズ１３３の位置が浅くなってマイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０の平行が崩れるおそれを排除できる。
【００４３】
もし、スペーサビーズ１３３に自由度が全くないとすると、位置決め用突起内でスペーサビーズ１３３の位置が浅くなることによってマイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０の間隔が広がり、両者間の平行が崩れてしまう。図６は、マイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０を接合した状態で図４のｘ軸方向から見た側面図である。図６によれば、マイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０間で、スペーサビーズ１３３が水平方向（紙面に垂直な方向）に自由度を有しているので、対応する位置決め用突起（略正三角形に並ぶ位置決め用突起１２５〜１２７）と位置決め用突起１１５，１１６との間で位置関係に誤差が生じたとしても、スペーサビーズ１３３が位置決め用突起１１５および１１６間で水平方向にずれるだけでよく、該スペーサビーズ１３３の位置が浅くなることがない。
【００４４】
（第三の実施形態）
第二の実施形態では、マイクロレンズアレイ１１０および受光素子アレイ１２０の双方で位置決め用突起をそれぞれ２箇所設け、このうち、１箇所をかまぼこ形状に構成する例を説明した。この代わりに、２箇所の位置決め用突起をそれぞれかまぼこ形状に構成してもよい。図７は、第三の実施形態によるマイクロレンズアレイ１１０Ｂおよび受光素子アレイ１２０Ｂを接合した状態の透視平面図である。図７において、マイクロレンズアレイ１１０Ｂを透して受光素子アレイ１２０Ｂが観察される。位置決め用突起は、マイクロレンズアレイ１１０Ｂの左下部および右下部の２箇所に設けられる。
【００４５】
受光素子アレイ１２０Ｂは、第二の実施形態のようにマイクロレンズ１１１に対応する位置にのみ所定数の受光素子群を設けるのではなく、第一の実施形態の受光素子アレイ２０と同様に、マイクロレンズ１１１が配列されている領域より広い範囲に受光素子１２１Ｂが設けられる。本実施形態では、水平方向（左右方向）に広く受光素子１２１Ｂを設ける。この理由は、マイクロレンズアレイ１１０Ｂの位置を受光素子アレイ１２０Ｂに対して水平方向に調節可能に構成するので、該水平方向の調節代を持たせるためである。
【００４６】
図７において、マイクロレンズアレイ１１０Ｂの右下部に形成される位置決め用突起１１５、１１６、スペーサビーズ１３３および位置決め用突起１２５〜１２７については、図４の場合と同様なので説明を省略する。
【００４７】
マイクロレンズアレイ１１０Ｂの左下部において、位置決め用突起１１７および１１８は、マイクロレンズアレイ１１０Ｂの後面に形成されている。位置決め用突起１１７、１１８は、それぞれが円柱の側面を切り落としたかまぼこ形状を有し、２つのかまぼこ形状が左右方向に平行に並べて形成される。位置決め用突起１２２〜１２４は、位置決め用突起１２５〜１２７と同様に、受光素子アレイ１２０Ｂの前面に形成されている。位置決め用突起１２２〜１２４が形成する略正三角形の中央の位置は、マイクロレンズアレイ１１０Ｂと受光素子アレイ１２０Ｂの相対位置が所望の状態において、位置決め用突起１１７と１１８との間に位置するように構成される。
【００４８】
マイクロレンズアレイ１１０Ｂと受光素子アレイ１２０Ｂとは、３つのスペーサビーズ１３１〜１３３を挟んで重ね合わせられる。スペーサビーズ１３１〜１３３は、ガラス材で形成された小球であるが、樹脂製のものを用いてもよい。
【００４９】
スペーサビーズ１３１〜１３３を挟む位置は、
（i）位置決め用突起１１７と１１８の間で位置決め用突起１２２〜１２４で囲まれた位置（スペーサビーズ１３２）、
（ii）マイクロレンズアレイ１１０Ｂ（受光素子アレイ１２０Ｂ）の周囲部において、略中央上部（スペーサビーズ１３１）、
（iii）位置決め用突起１１５と１１６の間で位置決め用突起１２５〜１２７で囲まれた位置（スペーサビーズ１３３）の３箇所である。
【００５０】
ここで、スペーサビーズ１３１〜１３３の直径は、マイクロレンズアレイ１１０Ｂのマイクロレンズ１１１を透過した光束が受光素子アレイ１２０Ｂの対応する画素領域上に像を結ぶように、マイクロレンズアレイ１１０Ｂおよび受光素子アレイ１２０Ｂを平行で所定間隔にするのに必要なサイズのものが用いられる。３つのスペーサビーズのうち、スペーサビーズ１３１は他のスペーサビーズより大きなサイズである。スペーサビーズ１３１は、スペーサビーズ１３２および１３３のように位置決め用突起に挟まれずに、マイクロレンズアレイ１１０Ｂや受光素子アレイ１２０Ｂの面に当接するからである。
【００５１】
３つのスペーサビーズ１３１〜１３３を挟んでマイクロレンズアレイ１１０Ｂおよび受光素子アレイ１２０Ｂを重ね合わせる際、各スペーサビーズ１３１〜１３３を受光素子アレイ１２０Ｂ上の上記３箇所に載置し、スペーサビーズ１３１および１３３を粘性が低い接着剤で受光素子アレイ１２０Ｂに仮止めする。そして、マイクロレンズアレイ１１０Ｂを重ね合わせる。
【００５２】
マイクロレンズアレイ１１０Ｂは、スペーサビーズ１３１〜１３３によって支持されている。この状態におけるマイクロレンズアレイ１１０Ｂの自由度は、ｘ−ｙ平面内で水平方向に平行移動するだけである。作業者は、各マイクロレンズ１１１が対応する画素領域との間で相対位置関係が揃うように、マイクロレンズアレイ１１０Ｂを僅かに水平移動させて調節する。
【００５３】
水平方向の調節後は、スペーサビーズ１３１〜１３３からマイクロレンズアレイ１１０Ｂにかけて接着し、受光素子アレイ１２０Ｂおよびマイクロレンズアレイ１１０Ｂを固定する。そして、必要に応じて受光素子アレイ１２０Ｂおよびマイクロレンズアレイ１１０Ｂの外周間に高粘度の樹脂を橋渡しして硬化させることにより、強固に固定する。
【００５４】
以上説明した第三の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。すなわち、ｘ−ｙ平面内で水平方向に平行移動するようにマイクロレンズアレイ１１０Ｂに自由度を持たせたので、マイクロレンズアレイ１１０Ｂおよび受光素子アレイ１２０Ｂの位置合わせに加えて、たとえば、受光素子アレイ１２０Ｂに画素欠陥が含まれている場合に、該欠陥画素をマイクロレンズ１１１に対応する画素領域から外れるように水平方向にずらすことが容易になる。
【００５５】
（変形例１）
以上説明した第一実施形態〜第三実施形態では、マイクロレンズアレイにおいてマイクロレンズが縦横に並ぶ配列を例に説明したが、千鳥配列や略ハニカム状に配列する場合にも本発明を適用して構わない。
【００５６】
（変形例２）
上記第二の実施形態および第三の実施形態では、マイクロレンズアレイ側の位置決め用突起をかまぼこ形状に構成する例を説明したが、受光素子アレイ側の位置決め用突起をかまぼこ形状に構成しても構わない。
【００５７】
（変形例３）
マイクロレンズアレイおよび受光素子アレイ間にスペーサビーズを３つ挟む例を説明したが、スペーサビーズの数は少なくとも３つ以上あればよい。マイクロレンズアレイおよび受光素子アレイの反りや撓みがなければ３個で十分であるが、反りや撓みの影響を受ける場合には必要に応じて数を増やせばよい。
【００５８】
（変形例４）
スペーサビーズを保持する球体受け部を３つの位置決め用突起や２つの平行なかまぼこ形状の突起によって構成する例を説明したが、他の形状によって構成してもよい。たとえば、エッチングによってテーパ状に掘り下げたり、溝を掘ったりして形成することもできる。
【００５９】
（変形例５）
上述した第一実施形態〜第三実施形態では、マイクロレンズアレイおよび受光素子アレイが１ユニット分に切り話されている場合を例に説明した。本発明は、１ユニット分に切り離される前、すなわち、複数ユニット分のマイクロレンズアレイが１枚の大基板上にまとめて形成されている場合にも本発明を適用できる。この場合は、複数ユニット分の受光素子アレイも１枚の大基板上にまとめて形成しておくようにする。そして、マイクロレンズアレイおよび受光素子アレイの双方をそれぞれ大基板の状態で重ね合わせて位置合わせを行って接着した後に、大基板を１ユニットごとのサイズに切り分ける。
【００６０】
大基板の状態で上記位置合わせをする場合は、大基板の周囲部に、該大基板を代表する位置決め用突起を１箇所（第一実施形態と同様にする場合）または２箇所（第二実施形態または第三実施形態と同様にする場合）に設ければよい。そして、単ユニットごとに少なくとも同一の直径のスペーサビーズを３個ずつ配置する。単ユニットごとに同一直径のビーズを配設することにより、大基板が撓むなどして大基板の端部に位置するアレイと中央部に位置するアレイとで間隔に差が生じるおそれを排除できる。
【００６１】
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６２】
１０、１１０、１１０Ｂ…マイクロレンズアレイ
１１、１１１…マイクロレンズ
１２〜１４、２２〜２４…位置決め用突起
１１２〜１１４、１２２〜１２７…位置決め用突起
１１５〜１１８…位置決め用突起
２０、１２０、１２０Ｂ…受光素子アレイ
２１、１２１、１２１Ｂ…受光素子
３１〜３３、１３１〜１３３…スペーサビーズ
【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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