(57)【要約】【課題】従来に比べて十分な遮光効果を得られる光学素子、撮像素子および撮像装置を提供する。【解決手段】光学素子は、複数のマイクロレンズを二次元状に配列したマイクロレンズアレイと、一端面と他端面とを貫通するように中空部分が形成された複数の柱状体を、側面同士を結合して一体に形成した遮光部材とを備え、中空部分の内壁は、光を吸収するように構成され、マイクロレンズアレイと遮光部材とは、マイクロレンズを通過する光束と柱状体を通過する光束とが一対一に対応するように配置される。【選択図】図５
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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二次元状に配列したマイクロレンズアレイと、
一端面と他端面とを貫通するように中空部分が形成された複数の柱状体を、側面同士を結合して一体に形成した遮光部材とを備え、
前記中空部分の内壁は、光を吸収するように構成され、
前記マイクロレンズアレイと前記遮光部材とは、前記マイクロレンズを通過する光束と前記柱状体を通過する光束とが一対一に対応するように配置されることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子において、
前記中空部分の断面形状は、対応する前記マイクロレンズの形状と略同一であることを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学素子において、
前記マイクロレンズは、第１面と、凸面である第２面とを有し、
前記遮光部材は、前記複数の柱状体の前記一端面が前記第２面に対向するように配置されることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子において、
前記複数の柱状体の、前記マイクロレンズの光軸方向における長さは、前記マイクロレンズの焦点距離と略等しいことを特徴とする光学素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子と、
前記柱状体の前記中空部分および前記マイクロレンズを通過した光束を受光する複数の受光素子が二次元状に配列された受光面を有する受光素子アレイと、
を備えることを特徴とする撮像素子。
【請求項６】
複数のマイクロレンズを二次元状に配列したマイクロレンズアレイと、
一端面と他端面とを貫通するように中空部分が形成された複数の柱状体を、側面同士を結合して一体に形成した遮光部材とを備え、
前記中空部分の内壁は、光を吸収するように構成され、
前記複数の柱状体は、前記複数のマイクロレンズの直径よりも小さい直径を有すると共に、前記複数のマイクロレンズよりも多いことを特徴とする光学素子。
【請求項７】
請求項６に記載の光学素子において、
前記マイクロレンズの直径と前記柱状体の直径との比は、前記マイクロレンズの焦点距離と前記マイクロレンズの光軸方向における前記柱状体の厚さとの比に略等しいことを特徴とする光学素子。
【請求項８】
請求項６または７に記載の光学素子と、
前記柱状体の前記中空部分および前記マイクロレンズを通過した光束を受光する複数の受光素子が二次元状に配列された受光面を有する受光素子アレイとを備え、
前記光学素子の前記遮光部材は、前記受光面上に配置されることを特徴とする撮像素子。
【請求項９】
請求項５または８に記載の撮像素子において、
前記受光素子アレイは、前記マイクロレンズの焦点位置と前記受光面とが略一致するように配置されることを特徴とする撮像素子。
【請求項１０】
請求項５、８、および９のいずれか一項に記載の撮像素子を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子、撮像素子および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロレンズ間に入射光のクロストークを防止するための隔壁を形成したマイクロレンズアレイが知られている。例えば特許文献１には、ガラス製のマイクロレンズアレイにフォトリソグラフィで深い溝を形成し、溝内に遮光性の樹脂を充填硬化させて遮光隔壁を形成したマイクロレンズアレイが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９４３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術のように、隔壁を有するマイクロレンズアレイでは、遮光効果が十分でないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の光学素子は、複数のマイクロレンズを二次元状に配列したマイクロレンズアレイと、一端面と他端面とを貫通するように中空部分が形成された複数の柱状体を、側面同士を結合して一体に形成した遮光部材とを備え、前記中空部分の内壁は、光を吸収するように構成され、前記マイクロレンズアレイと前記遮光部材とは、前記マイクロレンズを通過する光束と前記柱状体を通過する光束とが一対一に対応するように配置されることを特徴とする。
請求項５に記載の撮像素子は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子と、前記柱状体の前記中空部分および前記マイクロレンズを通過した光束を受光する複数の受光素子が二次元状に配列された受光面を有する受光素子アレイと、を備えることを特徴とする。
請求項６に記載の光学素子は、複数のマイクロレンズを二次元状に配列したマイクロレンズアレイと、一端面と他端面とを貫通するように中空部分が形成された複数の柱状体を、側面同士を結合して一体に形成した遮光部材とを備え、前記中空部分の内壁は、光を吸収するように構成され、前記複数の柱状体は、前記複数のマイクロレンズの直径よりも小さい直径を有すると共に、前記複数のマイクロレンズよりも多いことを特徴とする。
請求項８に記載の撮像素子は、請求項６または７に記載の光学素子と、前記柱状体の前記中空部分および前記マイクロレンズを通過した光束を受光する複数の受光素子が二次元状に配列された受光面を有する受光素子アレイとを備え、前記光学素子の前記遮光部材は、前記受光面上に配置されることを特徴とする。
請求項１０に記載の撮像装置は、請求項５、８、および９のいずれか一項に記載の撮像素子を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、従来技術に比べて十分な遮光効果を得られる光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。
【図２】焦点検出ユニット１０４の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】マイクロレンズアレイ１１と遮光部材１２の斜視図である。
【図４】受光素子アレイ１３の斜視図である。
【図５】撮影光学系２１０と焦点検出ユニット１０４との関係を模式的に示す断面図である。
【図６】焦点検出ユニット１０４から遮光部材１２を取り除いた焦点検出ユニット１０４’を模式的に示す断面図である。
【図７】焦点検出ユニット１０４ａ、１０４ｂを模式的に示す図である。
【図８】焦点検出ユニット１０４ｃ、１０４ｄを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。カメラ１は、カメラボディ１００と、カメラボディ１００に着脱可能な交換レンズ２００から構成される。
【０００９】
交換レンズ２００には、複数のレンズ２０２、２０３、２０４から構成される撮影光学系２１０と、開口部を有する絞り２０５が設けられている。被写体からの光束は、撮影光学系２１０と絞り２０５の開口部とを通過して、カメラボディ１００に入射する。なお、図１では撮影光学系２１０を３つのレンズにより構成されるかのように図示しているが、いくつのレンズで構成されるようにしてもよい。また、図１では絞り２０５がレンズ２０３とレンズ２０４の間に設けられているが、周知のように、絞り２０５は撮影光学系２１０の前方や後方にあってもよいし、他のレンズの間にあってもよい。
【００１０】
撮影光学系２１０に含まれるレンズ２０３は、撮影光学系２１０のピント位置を調節するフォーカスレンズである。フォーカスレンズ２０３は、不図示の駆動機構を介してレンズ駆動装置２０６に接続されている。レンズ駆動装置２０６は、ステッピングモータ等の不図示のアクチュエータを有し、フォーカスレンズ２０３を撮影光学系の光軸Ｏに沿った方向Ｄに駆動させる。
【００１１】
絞り２０５には、絞り駆動装置２０７が接続されている。絞り駆動装置２０７はステッピングモータ等の不図示のアクチュエータを有し、不図示の駆動機構を駆動して絞り２０５の開口径Ｒを変化させる。
【００１２】
カメラボディ１００は、撮影光学系２１０により結像された被写体像を撮像する、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１０２を有している。撮像素子１０２は、撮像面が撮影光学系２１０の予定焦点面と一致するように配置されている。カメラボディ１００内の、撮影光学系２１０と撮像素子１０２の撮像面との間には、ハーフミラー１０３が設置されている。ハーフミラー１０３は、例えばペリクルミラー等により構成され、撮影光学系２１０からの被写体光の一部を撮像素子１０２に対して透過させ、残りをカメラボディ１００の上部に反射させる。この反射光は、カメラボディ１００の上部に設けられた焦点検出ユニット１０４に入射する。焦点検出ユニット１０４の構成については後に詳述する。
【００１３】
カメラボディ１００は、マイクロプロセッサやその周辺回路から成るボディ制御装置１０１を備える。ボディ制御装置１０１は、不図示の記憶媒体に予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、カメラボディ１００の各部を制御する。交換レンズ２００は同様に、マイクロプロセッサやその周辺回路から成るレンズ制御装置２０１を有している。レンズ制御装置２０１は、不図示の記憶媒体に予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、交換レンズ２００の各部を制御する。なお、ボディ制御装置１０１やレンズ制御装置２０１を、上記の制御プログラム相当の動作を行う電子回路により構成してもよい。
【００１４】
ボディ制御装置１０１とレンズ制御装置２０１は、レンズマウント周辺に設けられた不図示の電気接点を介して、相互に通信可能に構成されている。ボディ制御装置１０１はこの電気接点を介したデータ通信により、例えばフォーカスレンズ２０３の駆動指令や絞り２０５の駆動指令をレンズ制御装置２０１に送信する。なお、このデータ通信を、電気接点を介した電気信号の授受以外の方法（例えば無線通信や光通信等）により行ってもよい。
【００１５】
所定の焦点調節操作（例えば、不図示のレリーズスイッチの半押し操作）がなされると、ボディ制御装置１０１は焦点検出ユニット１０４の出力に基づいてデフォーカス量を検出し、そのデフォーカス量に応じた量だけフォーカスレンズ２０３を駆動させるための駆動指令をレンズ制御装置２０１に送信する。レンズ制御装置２０１はこの駆動指令に応じて、レンズ駆動装置２０６にフォーカスレンズ２０３を駆動させる。これにより、所定の被写体にピントが合わせられる。
【００１６】
カメラ１の背面には、例えば液晶等の表示素子により構成されるモニター１１０が設けられている。ボディ制御装置１０１はこのモニター１１０を用いて、例えば撮影した静止画像データや動画像データの再生、カメラ１の撮影パラメータ（絞り値やシャッタースピード等）の設定メニューやスルー画の表示などを行う。
【００１７】
カメラボディ１００の上部には、液晶等の表示素子を有する電子ビューファインダーユニット１０８が設置されている。撮影者はファインダー部１０７から接眼レンズ１０６を介して電子ビューファインダーユニット１０８の表示素子に表示される被写体像等を視認することができる。カメラ１が撮影モードに設定されている間、ボディ制御装置１０１は所定間隔（例えば６０分の１秒）ごとに撮像素子１０２に被写体像を撮像させ、その撮像信号に基づいてスルー画を作成してモニター１１０や電子ビューファインダーユニット１０８に表示させる。
【００１８】
撮影モード時に所定の静止画撮影操作（例えば、不図示のレリーズスイッチの全押し操作）がなされると、ボディ制御装置１０１は撮影制御を行う。このときボディ制御装置１０１は、不図示のシャッター等を制御して撮像素子１０２に被写体像を撮像させる。そして、撮像素子１０２から出力される撮像信号に種々の画像処理を加え、静止画像データを生成して不図示の記憶媒体（例えばメモリカード等）に記憶する。
【００１９】
（焦点検出ユニット１０４の説明）
図２は、焦点検出ユニット１０４の構成を模式的に示す断面図である。焦点検出ユニット１０４は、マイクロレンズアレイ１１と、遮光部材１２と、受光素子アレイ１３とから構成される。
【００２０】
マイクロレンズアレイ１１は、多数のマイクロレンズ１４を有する。マイクロレンズ１４は、撮影光学系２１０の方向を向く第１面２１と、第１面２１の裏面に相当し遮光部材１２および受光素子アレイ１３に対向する凸面である第２面２０とを有している。遮光部材１２には、筒状の中空部分１６が多数設けられている。中空部分１６は、遮光部材１２のマイクロレンズアレイ１１に対向する一端面と、遮光部材１２の受光素子アレイ１３に対向する他端面とを貫通するように形成されている。１つの中空部分１６は１つのマイクロレンズ１４に対応している。中空部分１６の個数はマイクロレンズ１４と同一である。なお、図２ではマイクロレンズ１４および中空部分１６を５つしか図示していないが、実際にはより多数のマイクロレンズ１４および中空部分１６が存在する。
【００２１】
各々の中空部分１６の内壁１８は、その表面が可能な限り光を透過も反射もしないように形成されている。例えば、光を吸収する材料で形成されるか、あるいは表面に光を吸収する物質が塗布されている。
【００２２】
受光素子アレイ１３は、多数の受光素子１５（光電変換素子）を有する。受光素子１５は、受光素子アレイ１３の受光面１７に配列されている。受光面１７は、マイクロレンズ１４および遮光部材１２に対向する面である。
【００２３】
ハーフミラー１０３で反射した被写体光（反射光）は、マイクロレンズアレイ１１のマイクロレンズ１４および遮光部材１２の中空部分１６を通過して受光素子アレイ１３の受光面１７に入射する。受光面１７に配列された多数の受光素子１５は、この反射光を光電変換して光電変換信号を出力する。
【００２４】
１つのマイクロレンズ１４と１つの中空部分１６の組み合わせには、複数の受光素子１５が対応している。つまり、１つのマイクロレンズ１４と１つの中空部分１６とを通過した光束は、複数の受光素子１５に入射する。
【００２５】
マイクロレンズアレイ１１と遮光部材１２は、各々の中空部分１６が対応する第２面２０を覆うように固定される。従って、詳細は後述するが、異なる２つのマイクロレンズ１４を通過した光束（マイクロレンズ１４の第２面２０から出射した光束）は、遮光部材１２により隔離され、それぞれ異なる受光素子１５に入射する。換言すると、１つの受光素子１５に対して、異なる２つのマイクロレンズ１４をそれぞれ通過した２つの光束が入射することはない。マイクロレンズ１４を通過する光束と中空部分１６を通過する光束とは一対一に対応し、複数のマイクロレンズ１４の第２面２０から出射した光束が、１つの中空部分１６に入射することはない。
【００２６】
受光面１７は、マイクロレンズ１４の焦点と略一致する場所に設けられるので、マイクロレンズ１４の光軸方向における遮光部材１２の厚みは、マイクロレンズ１４の焦点距離に略等しくなる。例えば、マイクロレンズ１４のピッチ（マイクロレンズ１４の直径と等しい）をｄ、マイクロレンズ１４のＦ値を２．０としたとき、マイクロレンズアレイ１１から受光面１７までの距離Ｌ（マイクロレンズ１４の光軸方向における遮光部材１２の厚み）は、２ｄ程度になる。
【００２７】
図３は、マイクロレンズアレイ１１と遮光部材１２の斜視図である。なお図３では、便宜的にマイクロレンズアレイ１１と遮光部材１２とを離して図示している。実際には、マイクロレンズアレイ１１と遮光部材１２は、図２に示したように密着している。
【００２８】
マイクロレンズアレイ１１が有する多数のマイクロレンズ１４は、それぞれ略正六角形の平面形状を有している。多数のマイクロレンズ１４は、いわゆるハニカム構造を成すように配列されている。遮光部材１２は、中空部分１６が形成された六角柱状の多数の柱状体２２を、側面同士を結合して一体としたような形状を有している。
【００２９】
遮光部材１２が有する多数の中空部分１６は、マイクロレンズアレイ１１が有する多数のマイクロレンズ１４に対応するものである。中空部分１６の断面形状は、マイクロレンズ１４の平面形状と略同一、すなわち略正六角形であって、その径は概ねマイクロレンズ１４のピッチｄと等しい。
【００３０】
例えば、図３に網掛けで示したあるマイクロレンズ１４ａを通過した光束（マイクロレンズ１４ａの凸面すなわち第２面２０から出射した光束）は、矢印１９で示すように、網掛けで示した対応する中空部分１６ａを通過するか、もしくは中空部分１６ａを構成する６枚の内壁１８に吸収される。
【００３１】
なお、図３に示すような遮光部材１２は、周知の方法により製造することが可能である。例えば、いわゆるナノインプリント技術等の微細加工技術を用いて、中空部分１６に対応する角柱が多数形成された原板で板状の樹脂材料に多数の中空部分１６を形成すればよい。
【００３２】
図４は、受光素子アレイ１３の斜視図である。受光素子アレイ１３の受光面１７には、多数の受光素子１５（光電変換画素）が二次元状に正方配列されている。１つの中空部分１６（図２）の断面積は、１つの受光素子１５の面積よりも大きいので、１つの中空部分１６を通過した光束は、複数の受光素子１５に入射することになる。
【００３３】
次に、図５および図６を用いて、本実施形態における遮光部材１２の機能について説明する。図５は、撮影光学系２１０と焦点検出ユニット１０４との関係を示す模式図であり、図６は、焦点検出ユニット１０４から遮光部材１２を取り除いた焦点検出ユニット１０４’を同様に示す模式図である。図５および図６では、紙面の左側に撮影光学系２１０と焦点検出ユニット１０４、１０４’の断面図を、紙面の右側に受光面１７の平面図を、それぞれ図示している。受光面１７の平面図には、被写体光の入射範囲を模式的に図示している。
【００３４】
なお図５および図６は、説明のため各部を模式的に示したものである。例えば図５および図６では、撮影光学系２１０を１枚のレンズとして図示している。また、図５および図６における撮影光学系２１０と焦点検出ユニット１０４、１０４’のサイズおよび位置関係は、実際のものとは異なっている。
【００３５】
絞り２０５の開口径Ｒを大きくし、撮影光学系２１０の絞り値をマイクロレンズ１４の絞り値よりも大きくすると、図５および図６に模式的に示した５つのマイクロレンズ１４１，１４２，１４３，１４４，１４５をそれぞれ通過した光束は、マイクロレンズ１４や中空部分１６の断面形状よりも大きく広がって受光面１７に入射しようとする。そのため、遮光部材１２が存在しない場合、複数のマイクロレンズ１４をそれぞれ通過した複数の光束が、受光面１７上で互いに重なり合う。
【００３６】
例えば図６に示すように、マイクロレンズ１４１を通過した光束の受光面１７における入射範囲１８１は、隣接するマイクロレンズ１４２を通過した光束の受光面１７における入射範囲１８２と重なり合っている。つまり、この重なり合っている領域１９０に配置された受光素子１５には、マイクロレンズ１４１を通過した光束と、マイクロレンズ１４２を通過した光束とが入射する。
【００３７】
ボディ制御装置１０１は、受光素子アレイ１３の受光出力に基づき焦点検出を行うが、複数の光束が重なり合う領域１９０に配置された受光素子１５の受光出力は、焦点検出に利用することができない。つまり、焦点検出に利用可能な受光素子１５が制限されてしまう。
【００３８】
一方、本実施形態に係る焦点検出ユニット１０４は、遮光部材１２を有している。例えば図５において、マイクロレンズ１４３を通過した光束は、中空部分１６（図２）の断面形状よりも大きく広がろうとするが、遮光部材１２の内壁１８（図２）が、隣接するマイクロレンズ１４２やマイクロレンズ１４４に光束が入射することを防止する。従って、図５に示すように、マイクロレンズ１４３を通過した光束は、最大で中空部分１６の断面形状までしか広がらない（入射範囲１７３）。
【００３９】
上述した第１の実施の形態によるカメラシステムによれば、次の作用効果が得られる。
（１）遮光部材１２は、一端面と他端面とを貫通するように中空部分１６が形成された複数の柱状体２２を、側面同士を結合して一体に形成した構成を有する。中空部分１６の内壁１８は、光を吸収するように構成され、マイクロレンズアレイ１１と遮光部材１２とは、マイクロレンズ１４を通過する光束と柱状体２２の中空部分１６を通過する光束とが一対一に対応するように配置される。このようなマイクロレンズアレイ１１と遮光部材１２とから成る光学素子は、マイクロレンズアレイ内に隔壁を形成する場合に比べて十分な遮光効果を得ることができる。
【００４０】
（２）遮光部材１２に設けられた中空部分１６の断面形状は、対応するマイクロレンズ１４の形状と略同一の正六角形である。このようにしたので、マイクロレンズ１４を出射した光束の、内壁１８により損なわれる量を最小限に抑えることができる。また、マイクロレンズアレイ１１と遮光部材１２の位置合わせが容易になる。
【００４１】
（３）マイクロレンズ１４は、第１面２１と、凸面である第２面２０とを有する。遮光部材１２は、複数の柱状体２２の一端面が第２面２０に対向するように配置される。このようにしたので、第２面２０から出射する光束のクロストークを確実に防止することができる。
【００４２】
（４）受光素子アレイ１３は、柱状体２２の中空部分１６およびマイクロレンズ１４を通過した光束を受光する複数の受光素子１５が二次元状に配列された受光面１７を有する。マイクロレンズアレイ１１と遮光部材１２と受光素子アレイ１３とから成る撮像素子によれば、明るい撮影光学系２１０を用いた場合であっても、受光出力が損なわれることがない。
【００４３】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００４４】
（変形例１）
マイクロレンズ１４の形状は、正六角形でなくてもよい。例えば略正方形であってもよいし、円形であってもよい。その配列も、例えば正方配列など、図３に図示したものと異なっていてよい。
【００４５】
また、中空部分１６の断面形状は、必ずしもマイクロレンズ１４の平面形状と同一でなくてもよい。例えばマイクロレンズ１４が円形であり、正方配列されている場合、一辺の長さをマイクロレンズ１４の直径と同一の正方形とした断面形状の中空部分１６を用いることができる。つまり、マイクロレンズ１４の第２面２０から出射する光束を、マイクロレンズ１４ごとに分断するという遮光部材１２の役割を達成できる形状であれば、中空部分１６の断面形状はどのようなものであってもよい。
【００４６】
（変形例２）
マイクロレンズアレイ１１が、第１の径を有するマイクロレンズ１４と、第１の径とは異なる第２の径を有するマイクロレンズ１４とを有していてもよい。つまり、互いに径が異なる２種類のマイクロレンズ１４が設けられていてもよい。この場合、遮光部材１２に設けられた中空部分１６にも、互いに径が異なる２種類が存在することになる。具体的には、中空部分１６は、対応するマイクロレンズ１４の径に対応する径を有する。
【００４７】
（変形例３）
上述した実施形態において、遮光部材１２の厚さＬは、マイクロレンズ１４間の凹部から受光面１７までの距離に略等しくなっていた。換言すると、内壁１８は、マイクロレンズアレイ１１の表面から受光面１７までを覆う大きさを有していた。しかしながら、遮光部材１２は、隣接するマイクロレンズ１４間での光束が重複しない程度の厚さを有していればよく、必ずしもマイクロレンズアレイ１１の表面から受光面１７までの距離に等しい厚さＬを有していなくてもよい。
【００４８】
図７（ａ）に、Ｌより薄い厚さＬ１の遮光部材１２を有する焦点検出ユニット１０４ａを示す。なお、図７（ａ）のように遮光部材１２の厚さを薄くした場合、遮光部材１２は受光面１７に接した状態となるよう配置する。つまり、遮光部材１２とマイクロレンズアレイ１１との間に、内壁１８が存在しない空間が生じる。
【００４９】
また、遮光部材１２の厚さを更に減らすこともできる。この場合、マイクロレンズ１４を通過した光束が、内壁１８を乗り越えることになるが、中空部分１６の数を増やすことで、複数のマイクロレンズ１４を通過した光束が重複して入射する範囲を実用上問題ない程度まで減らすことが可能である。
【００５０】
図７（ｂ）に、更に薄い厚さＬ２の遮光部材１２を有する焦点検出ユニット１０４ｂを示す。図７（ｂ）の例では、遮光部材１２の厚さＬ２をＬ／２にして、１つの中空部分１６の直径を、マイクロレンズ１４の直径よりも小さいｄ／２にしている。このとき、中空部分１６の数は、マイクロレンズ１４の数よりも多くなる。このように遮光部材１２を構成すると、複数のマイクロレンズ１４を通過した光束が重複して入射する範囲を実用上問題ない程度まで減らすことが可能である。
【００５１】
図８（ａ）に、図７（ｂ）の例よりも更に薄く、更に多数の中空部分１６を有する遮光部材１２を用いた焦点検出ユニット１０４ｃを示す。このように、遮光部材１２を十分に薄くした場合、遮光部材１２とマイクロレンズアレイ１１との位置合わせを厳密に行わなくても、上述した重複範囲を低減する効果が得られるので、焦点検出ユニット１０４の製造が容易になる。
【００５２】
なお、マイクロレンズ１４の直径と中空部分１６の直径との比は、マイクロレンズ１４の焦点距離とマイクロレンズ１４の光軸方向における中空部分１６の厚さとの比に略等しくすることが望ましい。例えば、マイクロレンズ１４の直径をｄ、中空部分１６の直径をｄ／１０としたとき、マイクロレンズ１４の光軸方向における中空部分１６の厚さ（すなわち遮光部材１２の厚さ）は、マイクロレンズ１４の焦点距離の１０分の１にすることが望ましい。
【００５３】
（変形例４）
マイクロレンズアレイ１１の向きを逆転させてもよい。つまり、図２において、マイクロレンズ１４の第２面２０が紙面の左方向（遮光部材１２および受光面１７とは逆の方向）を向くようにしてもよい。図８（ｂ）に、このような構成を有する焦点検出ユニット１０４ｄの例を示す。このようにすると、図２の構成に比べて収差が改善される。ただし、マイクロレンズアレイ１１の厚さが大きい場合、マイクロレンズ１４の焦点がマイクロレンズアレイ１１の内部に位置してしまい、マイクロレンズ１４の焦点を受光面１７に合わせることができなくなってしまう。つまり、マイクロレンズ１４の第２面２０を紙面の左方向に向ける場合には、マイクロレンズアレイ１１の厚さを十分に薄くしなければならない。
【００５４】
なお、マイクロレンズアレイ１１の向きを逆転させた場合には、図８（ｂ）に示すように、遮光部材１２はマイクロレンズアレイ１１と受光面１７との間ではなく、撮影光学系２１０とマイクロレンズアレイ１１との間に配置する。具体的には、マイクロレンズアレイ１１の第２面２０側の表面に配置する。
【００５５】
また、マイクロレンズ１４が平凸のレンズではなく、両凸のレンズであってもよい。つまり、第１面２１と第２面２０とが共に凸面であってもよい。この場合、遮光部材１２を、第１面２１側と第２面２０側とに２つ配置することが望ましい。更に、一方の面が凸面であり、他方の面が凹面であるマイクロレンズ１４に対して本発明を適用することも可能である。
【００５６】
（変形例５）
以上、焦点検出ユニット１０４に対して本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されない。具体的には、焦点検出を目的とする撮像装置、撮像素子および光学素子だけでなく、被写体像を撮像して被写体像の画像データを作成する撮像装置や、その撮像装置に用いられる撮像素子および光学素子に本発明を適用することが可能である。
【００５７】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１…カメラ、１１…マイクロレンズアレイ、１２…遮光部材、１３…受光素子アレイ、１４…マイクロレンズ、１５…受光素子、１６…中空部分、１７…受光面、１８…内壁、１０４…焦点検出ユニット、２１０…撮影光学系
【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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