(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光を電気信号に変換する複数の画素が２次元配列された撮像素子部と、
前記撮像素子部よりも光の入射側に配置されたレンズシートとを備え、
前記レンズシートは、シート面に沿って配列され、一方の面側に凸状の単位レンズ形状を有する光透過部と、前記光透過部と交互に配列され、該レンズシートの厚み方向に沿って延びる光吸収部とを有し、
前記レンズシート及び前記撮像素子部は、光の入射する方向に湾曲し球面状に形成されており、
前記レンズシート及び前記撮像素子部の曲率半径は、３０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であること、
を特徴とする撮像モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像モジュールにおいて、
前記レンズシート及び前記撮像素子部は、光の入射側に凸となるよう湾曲していること、
を特徴とする撮像モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像モジュールにおいて、
前記レンズシート及び前記撮像素子部は、光の入射側とは反対側に凸となるよう湾曲していること、
を特徴とする撮像モジュール。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の撮像モジュールにおいて、
前記光透過部は、シート面に沿って複数の方向に配列されており、
前記光吸収部は、互いに隣り合う前記光透過部間に、各前記光透過部を囲むようにして設けられていること、
を特徴とする撮像モジュール。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の撮像モジュールにおいて、
前記光透過部は、柱状に形成され、該レンズシートのシート面に沿って一方向に配列されており、
前記光吸収部は、前記光透過部の長手方向に延在していること、
を特徴とする撮像モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像モジュールにおいて、
前記レンズシートは、２枚設けられ、それぞれが、前記撮像素子部の光の入射側に積層するようして配置され、
光軸方向から見て、一方の前記レンズシートの前記光透過部の配列方向と、他方の前記レンズシートの前記光透過部の配列方向とは交差していること、
を特徴とする撮像モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像モジュールにおいて、
光軸方向から見て、一方の前記レンズシートの前記光透過部の配列方向と、他方の前記レンズシートの前記光透過部の配列方向とが交差する交差角度αは、８０°≦α≦１００°を満たすこと、
を特徴とする撮像モジュール。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項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、撮像モジュール及び撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、防犯や監視等に用いられるカメラは、通常のカメラと同様に、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め、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の大部分を撮像レンズが占めることとなる。そのため、このような監視用等のカメラには、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。
【０００３】
また、このような監視等に使用されるカメラは、一般に被写体を２次元の映像として撮影する機能を有しているが、撮影した被写体の特徴を十分に撮影することができない場合があり、より広い角度範囲から撮影されることが望まれている。そのため、撮影された被写体像をより鮮明に、広範囲に撮影するために、例えば、魚眼レンズ等の特殊なレンズを使用したり、複数のカメラを用いたステレオカメラ方式を使用したりすることが考えられる（例えば、特許文献１）。しかし、この場合、カメラ自体の構成が大型化してしまい、カメラの小型化、薄型化が非常に困難であった。
【０００４】
一方、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２参照）。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し、被写体を３次元に撮影することができる。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５１６３６号公報
【特許文献２】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】
【０００６】
本発明の課題は、薄型化でき、より広角に被写体を撮影することができる撮像モジュール、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】
【０００７】
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。
第１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次元配列された撮像素子部（１４）と、前記撮像素子部よりも光の入射側に配置されたレンズシート（１１、１２）とを備え、前記レンズシート（１１、１２）は、シート面に沿って配列され、一方の面側に凸状の単位レンズ形状（１１２、１２２）を有する光透過部（１１１、１２１）と、前記光透過部と交互に配列され、該レンズシートの厚み方向に沿って延びる光吸収部（１１３、１２３）とを有し、前記レンズシート及び前記撮像素子部は、光の入射する方向に湾曲していること、を特徴とする撮像モジュール（１０）である。
第２の発明は、第１の発明の撮像モジュール（１０）において、前記レンズシート（１１、１２）及び前記撮像素子部（１４）は、光の入射側に凸となるよう湾曲していること、を特徴とする撮像モジュールである。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の撮像モジュール（１０）において、前記光透過部（１１１）は、シート面に沿って複数の方向に配列されており、前記光吸収部（１１３）は、互いに隣り合う前記光透過部間に、各前記光透過部を囲むようにして設けられていること、を特徴とする撮像モジュールである。
第４の発明は、第１の発明又は第２の発明の撮像モジュール（１０）において、前記光透過部（１１１、１２１）は、柱状に形成され、該レンズシート（１１、１２）のシート面に沿って一方向に配列されており、前記光吸収部（１１３、１２３）は、前記光透過部の長手方向に延在していること、を特徴とする撮像モジュールである。
第５の発明は、第４の発明の撮像モジュール（１０）において、前記レンズシート（１１、１２）は、２枚設けられ、それぞれが、前記撮像素子部（１４）の光の入射側に積層するようして配置され、光軸方向から見て、一方の前記レンズシート（１１）の前記光透過部（１１１）の配列方向と、他方の前記レンズシート（１２）の前記光透過部（１２１）の配列方向とは交差していること、を特徴とする撮像モジュールである。
第６の発明は、第５の発明の撮像モジュール（１０）において、光軸方向から見て、一方の前記レンズシート（１１）の前記光透過部（１１１）の配列方向と、他方の前記レンズシート（１２）の前記光透過部（１２１）の配列方向とが交差する交差角度αは、８０°≦α≦１００°を満たすこと、を特徴とする撮像モジュールである。
第７の発明は、第１の発明から第６の発明までのいずれかの撮像モジュール（１０）を備える撮像装置（１）である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、薄型化でき、より広角に被写体を撮影することができる撮像モジュール、撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態のカメラ１を説明する図である。
【図２】実施形態の撮像モジュール１０を説明する図である。
【図３】実施形態のレンズシートユニット１３を説明する図である。
【図４】実施形態の第１レンズシート１１を説明する図である。
【図５】実施形態の第２レンズシート１２を説明する図である。
【図６】実施形態の第１レンズシート１１の製造方法の一例を説明する図である。
【図７】実施形態の撮像モジュール１０のイメージセンサ１４の受光面上での結像の様子を説明する図である。
【図８】第１レンズシート１１のレンズ形状面１１ａ、第２レンズシート１２のレンズ形状面１２ａの向きを説明する図である。
【図９】第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の他の層構成の一例を示す図である。
【図１０】撮像モジュールの別な形態を説明する図である。
【図１１】別な形態の撮像モジュールに用いられるレンズシート１１の詳細を説明する図である。
【図１２】別な形態の撮像モジュールに用いられるレンズシート１１に設けられる単位レンズ形状１１２の別な形態を説明する図である。
【図１３】レンズシートユニット１３の変形形態を示す図である。
【図１４】レンズシートユニット１３の光透過部１１１，１２１の配列方向とイメージセンサ１４の画素の配列方向との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
本明細書中において、シート面とは、各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とする。
【００１１】
（実施形態）
図１は、本実施形態のカメラ１を説明する図である。
図２は、本実施形態の撮像モジュール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、ＸＹＺ直交座標系を適宜設けて示している。この座標系では、撮影者が、撮像装置を基本的な姿勢で支持し、光軸Ｏを水平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、光軸Ｏ方向をＺ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、被写体側に向かう方向を＋Ｚ方向とする。
【００１２】
カメラ１は、被写体を撮像することができる撮像装置である。
カメラ１は、図１に示すように、開口部２０を有する筐体３０内に、撮像モジュール１０を備えている。また、このカメラ１は、不図示の制御部、記憶部、シャッタ部、シャッタ駆動部等を備えている。
開口部２０は、被写体側からの光を、カメラ１の撮像モジュール１０へ取り込む開口である。この開口部２０には、撮像モジュール１０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２０を覆うようにカバーガラス２１が配置されている。
【００１３】
本実施形態の撮像モジュール１０は、光軸Ｏ（Ｚ方向）に沿って、光の入射側（被写体側、＋Ｚ側）から順に、レンズシートユニット１３、イメージセンサ１４等を備えている。この撮像モジュール１０は、前述の制御部からの出力信号により、像を撮像する。
レンズシートユニット１３及びイメージセンサ１４は、図１及び図２に示すように、矩形状の平板状の部材が、被写体側へ凸状になるように湾曲するようにして球面状に形成されており、その幾何学的中心（もっとも被写体側に突出した頂点）が光軸Ｏに直交している。
【００１４】
図３は、本実施形態のレンズシートユニット１３を説明する図である。図３（ａ）は、レンズシートユニット１３の斜視図であり、図３（ｂ）では、レンズシートユニット１３を構成する第１レンズシート１１の光透過部１１１及び第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向について示している。
図４は、本実施形態の第１レンズシート１１を説明する図である。図４（ａ）は第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向及び第１レンズシート１１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。
図５は、本実施形態の第２レンズシート１２を説明する図である。図５（ａ）は第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向及び第２レンズシート１２の厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示し、図５（ｂ）では、図５（ａ）に示す断面の一部をさらに拡大して示している。
なお、実際には第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、図１及び図２等に示すように湾曲しているが、図４及び図５の拡大図においては、湾曲状態の図示を省略している。
【００１５】
レンズシートユニット１３は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）において、イメージセンサ１４の被写体側（＋Ｚ側）に位置している。レンズシートユニット１３は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に沿って被写体側（＋Ｚ側）から順に、２枚のレンズシート、すなわち第１レンズシート１１、第２レンズシート１２が積層されている。
レンズシートユニット１３は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２が一体に積層されて不図示の支持部材により支持されており、イメージセンサ１４に対する左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向）、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）における位置等が決められている。
【００１６】
また、レンズシートユニット１３の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、図３に示すように、被写体側に凸状となるように湾曲し球面状に形成されており、それぞれの幾何学的中心（もっとも被写体側に突出した頂点）が光軸Ｏに直交している。このように、各レンズシート１１、１２を湾曲させることによって、より広い角度範囲から被写体側からの光を入射して、イメージセンサ１４側へ取り込むことができる。
また、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、それぞれ同等の曲率で湾曲しており、その曲率半径Ｒ０は、３０ｍｍ≦Ｒ０≦８０ｍｍの範囲であるのが望ましい。
仮に、曲率半径Ｒ０が３０ｍｍ未満である場合、湾曲が大きくなりすぎてしまい、このように湾曲したレンズシートの作製が困難となるとともに、レンズシート（レンズシートユニット）の厚み方向（Ｚ方向）の寸法が大きくなり、撮像モジュールが厚くなってしまうので望ましくない。
また、曲率半径Ｒ０が８０ｍｍよりも大きい場合、各レンズシートの湾曲が平板状に近すぎてしまい、多くの光をイメージセンサ側へ入射させることができなくなるので望ましくない。
【００１７】
第１レンズシート１１は、柱状であってシート面に沿って一方向に配列される複数の光透過部１１１と、光透過部１１１の配列方向において、光透過部１１１と交互に配置される複数の光吸収部１１３とを備えている。本実施形態の第１レンズシート１１では、図３（ａ）に示すように、光透過部１１１は、上下方向（Ｙ方向）に配列され、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。
光透過部１１１は、光を透過する透明部分であり、イメージセンサ１４側（−Ｚ側）に、凸形状の単位レンズ形状１１２を有している。第１レンズシート１１のイメージセンサ１４側（−Ｚ側）の面は、単位レンズ形状１１２が複数配列されたレンズ形状面１１ａとなっている。また、第１レンズシート１１の被写体側（＋Ｚ側）の面（レンズ形状面１１ａとは反対側の面）である裏面１１ｂは、略平面状となっている。
【００１８】
第１レンズシート１１の単位レンズ形状１１２は、イメージセンサ１４側（−Ｚ側）に凸となっており、光透過部１１１の配列方向（Ｙ方向）及び第１レンズシート１１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（円弧形状）となっている。単位レンズ形状１１２は、この断面形状が光透過部１１１の長手方向に沿って延在している。
光透過部１１１の裏面１１ｂ側（被写体側、＋Ｚ側）には、シート面に平行な方向に連続しているランド部１１４が形成されており、各光透過部１１１がランド部１１４に接合されている。
このランド部１１４は、光透過部１１１と同様に、光を透過する透明部分である。ランド部１１４は、その厚みができる限り薄い方が好ましく、ランド部１１４の厚さが０であること（即ち、ランド部１１４が存在しない形態）が、迷光等を防止し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。なお、本実施形態のランド部１１４は、光透過部１１１と一体に形成されている。
【００１９】
光透過部１１１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、１．３８〜１．６０程度である。
本実施形態の光透過部１１１は、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１１１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１１１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。
また、単位レンズ形状１１２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。
【００２０】
なお、本実施形態では、第１レンズシート１１の裏面１１ｂの表面に、反射防止機能を有する不図示の反射防止層を設けてもよい。この反射防止層は、例えば、前述の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。
本実施形態では、第１レンズシート１１の裏面１１ｂは、レンズシートユニット１３への光の入射面である。従って、裏面１１ｂに、反射防止層を形成することにより、第１レンズシート１１と空気との界面となる裏面１１ｂでの反射を抑制し、入射光量の増加を図っている。
【００２１】
光吸収部１１３は、光を吸収する作用を有し、第１レンズシート１１の厚み方向に沿って、単位レンズ形状１１２が形成されたレンズ形状面１１ａから反対側の面（裏面）１１ｂの手前まで延びる壁状の部分である。また、光吸収部１１３は、光透過部１１１の長手方向に沿って延在している。
光吸収部１１３は、図４に示すように、その配列方向及び第１レンズシート１１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形状をいう。
【００２２】
本実施形態の光吸収部１１３は、その配列方向及び第１レンズシート１１の厚み方向に平行な断面における断面形状が、レンズ形状面１１ａ側の寸法が裏面１１ｂ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１１３は、その配列方向及び第１レンズシート１１の厚み方向に平行な断面における断面形状が、裏面１１ｂ側を頂点とする三角形形状としてもよい。
【００２３】
光吸収部１１３は、光透過部１１１内を進む光のうち、隣接する他の光透過部１１１側へ向かうような迷光を吸収する機能を有する。
この光吸収部１１３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ている。
光吸収部１１３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。
【００２４】
また、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。
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。
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１１３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。
【００２５】
光吸収部１１３の屈折率Ｎ２は、１．４５〜１．６０程度である。また、光吸収部１１３の屈折率Ｎ２は、光透過部１１１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１１３と光透過部１１１との界面で、光が全反射する等し、不要な光がイメージセンサ１４に到達することを防ぐためである。
【００２６】
第１レンズシート１１の各部の寸法は、以下の通りである。
光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列ピッチＰは、約２０〜２３０μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２の曲率半径Ｒは、約１０〜１８０μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１１２のレンズ開口幅Ｄ１は、光透過部１１１の配列方向において、光透過部１１１のレンズ形状面１１ａ側の寸法（単位レンズ形状１１２と、光透過部１１１の側面との境界となる点ｔ１及び点ｔ２間の寸法）であり、約２０〜２００μｍとすることが好ましい。
【００２７】
単位レンズ形状１１２のレンズ高さＨ１は、第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）において、単位レンズ形状１１２及び光透過部１１１の側面との境界ｔ１（ｔ２、ｔ４）から単位レンズ形状１１２の最も凸となる点ｔ３までの寸法であり、約２〜４０μｍとすることが好ましい。
光透過部１１１の総厚さＴは、第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）において、光透過部１１１と裏面１１ｂから点ｔ３までの寸法であり、約３０〜４８０μｍである。
【００２８】
光吸収部１１３の幅Ｄ２は、光透過部１１１の配列方向における、光透過部１１１の側面及び単位レンズ形状１１２の境界ｔ１と、隣接する光透過部１１１の側面及び単位レンズ形状１１２の境界ｔ４との距離であり、約１〜３０μｍとすることが好ましい。
光吸収部１１３の高さＨ２は、第１レンズシート１１の厚み方向（Ｚ方向）における光吸収部１１３の寸法であり、約２０〜４７０μｍとすることが好ましい。
【００２９】
光吸収部１１３と光透過部１１１との界面がシート面の法線方向となす角度θは、０°≦θ≦１０°とすることが好ましい。角度θを上述の範囲内とすることにより、紫外線硬化樹脂の賦形による製造をする場合、金型からの離型が容易になる、という効果を奏することができる。また、レンズシート１１、１２をイメージセンサ１４に貼り付けた場合において、光吸収部１１３、１２３の影となる部分減らし、イメージセンサ１４の有効画素数を多く保つため、楔形の光吸収部１１３、１２３の全体の幅Ｄ２を小さくするのが好ましく、なおかつ、光吸収部１１３、１２３の高さＨ２を高く設定する場合、光吸収部の上端と下端の幅の差を極力小さくした方が良いということがあるので、上述の範囲が好ましい。
【００３０】
ランド厚Ｄ３は、ランド部１１４の厚さであり、第１レンズシート１１の厚み方向において、光吸収部１１３の裏面１１ｂ側先端から第１レンズシート１１の裏面１１ｂまでの寸法であり、約１〜５０μｍとすることが、迷光や、所定の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）に入射した光が、隣接する他の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）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１１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。
【００３１】
第２レンズシート１２は、第１レンズシート１１のイメージセンサ１４側（−Ｚ側）に位置する光学シートである。この第２レンズシート１２は、後述する接合層１５により、イメージセンサ１４の被写体側（＋Ｚ側）に接合されている。
第２レンズシート１２は、柱状であってシート面に沿って一方向に配列される複数の光透過部１２１と、光透過部１２１の配列方向において、光透過部１２１と交互に配置される複数の光吸収部１２３とを備えている。本実施形態の第２レンズシート１２においては、図３（ａ）及び図５に示すように、光透過部１１１は、左右方向（Ｘ方向）に配列され、その長手方向（稜線方向）が上下方向（Ｙ方向）に平行となっている。
また、図３（ｂ）に示すように、第２レンズシート１２では、光透過部１２１及び光吸収部１２３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１１の光透過部１１１及び光吸収部１１３の配列方向Ｒ１１と交差し、交差角度αをなしており、本実施形態では、この交差角度α＝９０°である。
【００３２】
光透過部１２１は、光を透過する透明部分であり、被写体側（＋Ｚ側）に、凸形状の単位レンズ形状１２２を有している。第２レンズシート１２の被写体側（＋Ｚ側）の面は、単位レンズ形状１２２が複数配列されたレンズ形状面１２ａとなっている。また、第２レンズシート１２のイメージセンサ１４側（−Ｚ側）の面である裏面１２ｂは、略平面状となっている。
光透過部１２１は、図５に示すように、厚み方向においてレンズ形状面１２ａ側から順に、レンズ形状部１２１ａ、ランド部１２１ｂ、本体部１２１ｃが積層されている。本実施形態では、レンズ形状部１２１ａ、ランド部１２１ｂ、本体部１２１ｃは、互いに一体に形成されている。
レンズ形状部１２１ａは、第２レンズシート１２の最もレンズ形状面１２ａ側に設けられた部分であり、単位レンズ形状１２２が形成されている。
【００３３】
ランド部１２１ｂは、レンズ形状部１２１ａ及び本体部１２１ｃ間に設けられた部分であり、配列方向に隣り合う光透過部１２１同士を接合する部分である。具体的には、ランド部１２１ｂは、厚み方向（Ｚ方向）において、配列方向に隣り合うレンズ形状部１２１ａの谷部ｔ１１と、光吸収部１２３のレンズ形状面１２ａ側の面との間に設けられている。このランド部１２１ｂは、上述の第１レンズシート１１のランド部１１４と同様に、その厚みができる限り薄い方が好ましく、ランド部１２１ｂの厚さが０であること（即ち、ランド部１２１ｂが存在しない形態）が、迷光等を防止し、高画質の画像を提供する観点から理想的である。
本体部１２１ｃは、第２レンズシート１２の最も裏面１２ｂ側に設けられた部分であり、光透過部１２１の配列方向において光吸収部１２３と隣接している。
【００３４】
第２レンズシート１２の単位レンズ形状１２２は、被写体側（＋Ｚ側）に凸となっており、図５に示すように、光透過部１２１の配列方向（Ｘ方向）及び第２レンズシート１２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（円弧形状）となっている。単位レンズ形状１２２は、この断面形状が光透過部１２１の長手方向に沿って延在している。
また、単位レンズ形状１２２（光透過部１２１）は、その配列方向において、隣り合う単位レンズ形状１２２に接している。
【００３５】
光透過部１２１は、光透過性を有する樹脂により形成され、第１レンズシート１１の光透過部１１１と同様に、その屈折率Ｎ１は、１．３８〜１．６０程度である。
本実施形態の光透過部１２１は、上述の第１レンズシート１１の光透過部１１１と同様の材料により形成されている。
また、単位レンズ形状１２２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。
【００３６】
光吸収部１２３は、光を吸収する作用を有する壁状の部分である。本実施形態の光吸収部１２３は、上述の第１レンズシート１１との光吸収部１１３と相違して、第２レンズシート１２の厚み方向に沿って、レンズシート１２の裏面１２ｂから単位レンズ形状１２２が形成されたレンズ形状面１２ａの手前まで延びている。光吸収部１２３は、光透過部１２１（本体部１２１ｃ）の側面１２１ｄと隣り合う光透過部１２１（本体部１２１ｃ）の側面１２１ｄとの間に設けられており、光透過部１２１の長手方向（Ｙ方向）に沿って延在している。
このように、第１レンズシート１１の光吸収部１１３と、第２レンズシート１２の光吸収部１２３とは、それぞれレンズシート内において撮像モジュール１０のイメージセンサ１４側に配置されることとなる。そのため、レンズシートユニット１３は、各レンズシートのランド部が、イメージセンサ１４とは離れた側に位置することとなるため、各ランド部が起因となる漏れ光のイメージセンサ１４側への影響を最小限にすることができる。
【００３７】
光吸収部１２３は、図５に示すように、その配列方向及び第２レンズシート１２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形状をいう。
本実施形態の光吸収部１２３は、その配列方向及び第２レンズシート１２の厚み方向に平行な断面における断面形状が、レンズ形状面１２ａ側の寸法が裏面１２ｂ側の寸法に比べて小さい等脚台形形状となっている。これに限らず、光吸収部１２３は、その配列方向及び第２レンズシート１２の厚み方向に平行な断面における断面形状が、レンズ形状面１２ａ側を頂点とする三角形形状としてもよい。
光吸収部１２３は、光透過部１２１内を進む光のうち、隣接する他の光透過部１２１側へ向かうような迷光を吸収する機能を有する。光吸収部１２３は、第１レンズシート１１の光吸収部１１３と同様の材料及び屈折率Ｎ２により形成されている。
【００３８】
第２レンズシート１２の各部の寸法は、以下の通りである。
光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）の配列ピッチＰは、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列ピッチＰと同様であり、約２０〜２３０μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１２２の曲率半径Ｒは、第１レンズシート１１の単位レンズ形状１１２の曲率半径Ｒと同様であり、約１０〜１８０μｍとすることが好ましい。
単位レンズ形状１２２のレンズ開口幅Ｄ１１は、光透過部１２１の配列方向における単位レンズ形状１２２の寸法（点ｔ１１及び点ｔ１２間の寸法）であり、約２０〜２３０μｍとすることが好ましい。本実施形態では、単位レンズ形状１２２が隣接する単位レンズ形状１２２と接しているので、レンズ開口幅Ｄ１１と配列ピッチＰとは同寸法となる。
【００３９】
単位レンズ形状１２２のレンズ高さＨ１１は、第２レンズシート１２の厚み方向（Ｚ方向）において、互いに隣接する単位レンズ形状１２２間の谷部ｔ１１から単位レンズ形状１２２の最も凸となる点ｔ１３までの寸法であり、約２〜４０μｍとすることが好ましい。
光透過部１２１の総厚さＴは、第２レンズシート１２の厚み方向（Ｚ方向）において、光透過部１２１の裏面１２ｂから点ｔ１３までの寸法であり、第１レンズシート１１の光透過部１１１の総厚さＴと同様であり、約３０〜４８０μｍである。
【００４０】
光吸収部１２３の幅Ｄ１２は、第２レンズシート１２の裏面１２ｂにおける光吸収部１２３の幅寸法であり、約１〜３０μｍとすることが好ましい。
光吸収部１２３の高さＨ１２は、第２レンズシート１２の厚み方向（Ｚ方向）における光吸収部１２３の寸法であり、約２０〜４７０μｍとすることが好ましい。
【００４１】
光吸収部１２３と光透過部１２１との界面がシート面の法線方向となす角度θは、第１レンズシート１１の角度θと同様であり、０°≦θ≦１０°とすることが好ましい。
ランド厚Ｄ１３は、ランド部１２１ｂの厚さであり、第２レンズシート１２の厚み方向において、光吸収部１２３のレンズ形状面１２ａ側の面から、互いに隣接する単位レンズ形状１２２間の谷部ｔ１１までの寸法である。このランド厚Ｄ１３は、迷光や、所定の光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）に入射した光が、隣接する他の光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）側へ進んでしまい迷光となってしまうのを抑制する観点から、約１〜５０μｍとすることが好ましい。
【００４２】
図６は、本実施形態の第１レンズシート１１の製造方法の一例を説明する図である。
第１レンズシート１１の製造方法の一例は、以下の通りである。
まず、図６（ａ）に示すように、ＰＥＴ樹脂製等の基材用のシート状の部材（以下、基材層という）５１を用意し、図６（ｂ）に示すように、その片面にメラミン樹脂やアクリル樹脂等を塗布して硬化させ、剥離層５２を形成する。
【００４３】
次に、光透過部１１１を賦形する凹形状を有し、光吸収部１１３となる部分が溝状に賦形されるように凸形状に形成された成形型を用い、紫外線成形法により、図６（ｃ）に示すように、基材層５１の剥離層５２の上に、光透過部１１１を形成する。なお、成形型の成形面は、レンズシートのシート面に垂直な方向に湾曲した状態に形成されており、この成形型によって湾曲した状態の光透過部１１１が形成される。
次に、図６（ｄ）に示すように、光透過部１１１間の溝部分に、光吸収部１１３を形成する材料（光吸収材を含有した液状のバインダ）をワイピング（スキージング）して充填し、硬化させて、光吸収部１１３を形成する。
その後、所定の大きさに裁断して整え、図６（ｅ）に示すように、剥離層５２ごと基材層５１を剥離する。そして、不図示の反射防止層を単位レンズ形状１１２のレンズ形状面１１ａ（表面）や裏面１１ｂに形成する等し、図６（ｆ）に示すように、第１レンズシート１１が形成される。
【００４４】
また、第２レンズシート１２は、例えば、以下のようにして製造される。
光透過部１２１の本体部１２１ｃに対応する穴形状が形成された下型と、単位レンズ形状１２２が設けられるレンズ形状部１２１ａに対応する穴形状が形成された上型とを準備する。ここで、上型は、ポリカーボネート、アクリル、シリコーン樹脂等の材料から形成されており、下型は銅等の金属材料から形成されている。
まず、下型に対して紫外線硬化型樹脂を充填した上で上型を押圧し、上型を介して紫外線を照射して樹脂を硬化させ、離型することによって、光吸収部１２３が形成される溝部が設けられた光透過部シートを作製する。
それから、作製した透明部シートの溝部に、光吸収部１２３を構成する材料（光吸収材を含有した液状のバインダ）をワイピング（スキージング）して充填し、硬化させて、光吸収部１２３を形成する。
【００４５】
最後に所定の大きさに裁断等することによって、第２レンズシート１２が製造される。
ここで、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を成形する成形型は、それぞれ、その成形面が、各レンズシートの湾曲形状に対応するようにして湾曲した状態に形成されている。そのため、製造された第１レンズシート１１は、裏面１１ｂ側が凸となるように湾曲して形成され、また、製造された第２レンズシート１２は、レンズ形状面１２ａ側が凸となるように湾曲してされる。
なお、各レンズシートの湾曲形状は、上述のように成形時に形成される場合に限定されるものでなく、他の手法に形成されるようにしてもよい。例えば、平坦なレンズシートを作製した後に、加熱等によって湾曲形状を形成したり、各レンズシートを保持する保持枠を準備して、平坦なレンズシートを湾曲させた状態で保持するようにしたりしてもよい。
【００４６】
第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の製造方法は、上記の例に限らず、使用する材料等に応じて適宜選択することができる。
例えば、第１レンズシート１１は、基材層５１及び剥離層５２は、基材層に予め剥離層が形成されている汎用の部材を使用してもよい。また、基材層５１は、上記の材料に限らず、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリウレタン系樹脂、ポリアクリル系樹脂等を用いて形成してもよいし、剥離層５２は、上記の材料に限らず、シリコーン系材料やフッ素化合物系材料等を用いて形成してもよい。
また、例えば、第１レンズシート１１は、基材層５１が剥離層５２を有しておらず、光透過部１１１、１２１及び光吸収部１１３、１２３を形成後に、基材層５１に相当する部分を削る等により、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を形成してもよい。
【００４７】
第２レンズシート１２は、溝部が形成されていない光透過部シートを、紫外線硬化型樹脂を用いて紫外線成形法等によって製造した後に、裏面１１ｂにレーザー加工や、ダイシング加工等によって溝部を形成して作製し、その溝部に光吸収部１２３を構成する材料をワイピングして充填し、硬化させて、光吸収部１２３を形成して製造されるようにしてもよい。
また、第２レンズシート１２は、下型を用いて紫外線成形法によって紫外線硬化型樹脂により一方の面に溝部が設けられたシートを作製した後に、そのシートの溝部が設けられた面とは反対側の面に、上型を用いて、紫外線成形法によってレンズ形状部１２１ａを形成して光透過部シートを作製するようにしてもよい。
【００４８】
また、光吸収部１１３、１２３は、上述のワイピングによる手法だけでなく、例えば、光透過部１１１間の溝部分に光吸収部１１３、１２３を形成する材料を、真空充填等により充填して形成されるようにしてもよいし、毛細管現象を利用した充填方法により形成されるようにしてもよい。
【００４９】
接合層１５は、レンズシートユニット１３（第２レンズシート１２）とイメージセンサ１４とを一体に接合する層である。
接合層１５は、粘着剤又は接着剤により形成され、光透過性を有している。この接合層１５の屈折率Ｎ３は、第２レンズシート１２の光透過部１２１の屈折率Ｎ１と等しいことが好ましい。
また、イメージセンサ１４は、駆動時に発熱し、約４０℃前後まで表面温度が上昇する。そのため、イメージセンサ１４の発熱によるレンズシートユニット１３の反り等の変形を抑制する観点から、接合層１５は、耐熱性を有することが好ましい。
このような接合層１５としては、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。
なお、接合層１５は、その屈折率Ｎ３が光透過部１２１の屈折率Ｎ１よりも小さいものも適用可能である。このような接合層１５としては、例えば、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。
【００５０】
レンズシートユニット１３を透過した光は、単位レンズ形状１１２、１２２により、後述するイメージセンサ１４の受光面上が焦点となるように集光される。即ち、単位レンズ形状１１２、１２２の曲率半径Ｒ、屈折率Ｎ１は、イメージセンサ１４の受光面上が焦点となるように設定されている。
また、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とは、単位レンズ形状１１２、１２２がその頂点（点ｔ３、点１３）で互いに接した状態、又は、近接した状態で配置されており、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２との間の隙間部分には、空気が存在する形態となっている。
【００５１】
第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、光軸Ｏ方向（Ｚ方向）から見た場合に、光透過部１１１及び光透過部１２１（単位レンズ形状１１２及び単位レンズ形状１２２）の配列方向が交差角度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１１、第２レンズシート１２は、光透過部１１１、１２１間に光吸収部１１３、１２３を有している。従って、レンズシートユニット１３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。
【００５２】
イメージセンサ１４は、受光面で受光した光を電気信号に変換して出力する固体撮像素子である。このイメージセンサ１４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。
イメージセンサ１４を構成する複数の画素は、イメージセンサ１４の受光面である被写体側の表面に、２次元方向に配列されている。本実施形態では、イメージセンサ１４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１４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。
本実施形態では、このイメージセンサ１４として、ＣＭＯＳが用いられている。
【００５３】
また、本実施形態のイメージセンサ１４は、図１及び図２に示すように、被写体側（＋Ｚ側）に凸状となるように湾曲し球面状に形成されており、それぞれの幾何学的中心（もっとも被写体側に突出した頂点）が光軸Ｏに直交している。このように、イメージセンサ１４を湾曲させることによって、各レンズシート１１、１２を透過した光を、より広い角度範囲から入射して撮像することができる。
ここで、湾曲したイメージセンサ１４は、公知の技術（例えば、特許第５７２０３０４号や、特許第５７２４３２２号等）を用いて製造することができる。
イメージセンサ１４は、上述の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２と同等の曲率半径Ｒ０で形成されている。
【００５４】
開口部２０から撮像モジュール１０内に進んだ光は、レンズシートユニット１３に入射し、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を透過する。このとき、レンズシートユニット１３内を透過する光は、第１レンズシート１１の単位レンズ形状１１２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１２の単位レンズ形状１２２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、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２において、光透過部１１１、１２１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一部は、光吸収部１１３、１２３に入射して吸収される。そして、レンズシートユニット１３を透過した光は、イメージセンサ１４の受光面で焦点を結ぶ。
【００５５】
このとき、前述のように、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、単位レンズ形状１１２、１２２の長手方向が直交するように配置されているので、レンズシートユニット１３は、光学的には、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。
そして、イメージセンサ１４の受光面上には、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。
【００５６】
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１４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１１２、１２２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、撮像モジュール１０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、また、制御部により各種演算等が行われることにより、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。
また、上述したように、撮像モジュール１０を構成する各レンズシート１１、１２、イメージセンサ１４は、それぞれ、被写体側（＋Ｚ側）に湾曲しているため、撮像モジュール１０は、より広い角度範囲の光を撮像することができる。
【００５７】
図７は、本実施形態の撮像モジュール１０のイメージセンサ１４の受光面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所定の領域内に位置する複数個の画素１４１（画素群）が対応している。そして、それぞれのマイクロレンズによる像が、例えば、図７（ａ）に示すように、対応する領域内に投影されることが重要である。
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。
【００５８】
しかし、本実施形態によれば、各レンズシートの光吸収部１１３、１２３が、各光透過部１１１、１２１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１１２、１２２により集光された光を、イメージセンサ１４の対応する領域の画素１４１（画素群）に入射させることができる。これにより、画素１４１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。
【００５９】
以上のことから、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１３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１０及びカメラ１として薄型化、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１０及びカメラ１の生産コストを低減することができる。
また、本実施形態によれば、撮像モジュール１０を構成する各レンズシート１１、１２と、イメージセンサ１４が、被写体側（＋Ｚ側）に凸状になるようにして湾曲しているので、より広い角度範囲の光を取り込んで撮影することができる。
【００６０】
本実施形態によれば、各レンズシートに設けられた光吸収部１１３、１２３が、光を吸収する部材から構成されているので、光がレンズシートユニットに入射しても、各光吸収部によって、隣接する光透過部に光が入射してしまうのを抑制することができる。これにより、各単位レンズ形状１１２、１２２により集光された光を、イメージセンサ１４の対応する領域の画素１４１（画素群）に適正に入射させることができ、入射光の強度と入射方向の情報とを高精度で出力することができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、各レンズシート１１、１２内に光透過部１１１、１２１（単位レンズ形状１１２、１２２）に対応して光吸収部１１３、１２３が一体に形成されているので、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。これにより、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することができる。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、生産コスト低減することができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、光透過部１１１、１２１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１１２、１２２を増やすことも容易であり、かつ、光吸収部１１３，１２３が一体に形成されるので、レンズシートユニット１３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。
【００６３】
本実施形態の撮像モジュール１０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、被写体像を３次元にとらえることが可能となる。そのため、撮影された人物の顔などの認証機能の精度を向上させることができる。
さらに、従来のライトフィールドカメラは、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必要である。しかし、本実施形態によれば、いずれも不要であるので、ライトフィールドカメラとしても、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。
【００６４】
（レンズシートユニット１３の別な形態）
以下に、レンズシートユニット１３の別な形態について説明する。
＜各レンズシートのレンズ形状面１１ａ，１２ａの向きについて＞
図８は、第１レンズシート１１のレンズ形状面１１ａ、第２レンズシート１２のレンズ形状面１２ａの向きを説明する図である。なお、図８の各図では、理解を容易にするために、レンズシートユニット１３を構成する第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２のみを示し、接合層１５等は省略して示している。また、図８の各図において、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、Ｚ方向において離間している形態を示しているが、実際には、接しているもしくは近接している。更に、図８の各図において、各レンズシート１１、１２の湾曲状態の図示は省略している。
図８の各図に示すように、レンズシートユニット１３の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、そのレンズ形状面１１ａ，１２ａが被写体側（＋Ｚ側）であるか、イメージセンサ１４側（−Ｚ側）であるかは、適宜選択することができる。
【００６５】
図８（ａ）に示すように、レンズシートユニット１３を構成する第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、そのレンズ形状面１１ａ，１２ａがいずれも被写体側（＋Ｚ側）となるように配置されていてもよい。
また、図８（ｂ）に示すように、レンズシートユニット１３を構成する第１レンズシート１１、第２レンズシート１２は、そのレンズ形状面１１ａ，１２ａがいずれもイメージセンサ１４側（−Ｚ側）となるように配置されていてもよい。
さらに、図８（ｃ）に示すように、第１レンズシート１１は、そのレンズ形状面１１ａ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１２は、そのレンズ形状面１２ａがイメージセンサ側（−Ｚ側）となるように配置されていてもよい。
【００６６】
これら場合、各レンズシートのランド部が起因となる迷光やクロストークを抑制する観点から、各レンズシートに設けられる光吸収部は、イメージセンサ側に配置されるのが望ましい。
具体的には、図８（ａ）に示す形態の場合、光吸収部１１３、１２３は、各レンズシート１１、１２の裏面１１ｂ、１２ｂ側からレンズ形状面１１ａ、１２ａの手前まで延びるようにして形成されるのが望ましい。また、図８（ｂ）に示す形態の場合、光吸収部１１３、１２３は、各レンズシート１１、１２のレンズ形状面１１ａ、１２ａ側から裏面１１ｂ、１２ｂの手前まで延びるようにして形成されるのが望ましい。更に、図８（ｃ）に示す形態の場合、光吸収部１１３が、第１レンズシート１１の裏面１１ｂ側からレンズ形状面１１ａの手前まで延びるようにして形成され、光吸収部１２３が、第２レンズシート１２のレンズ形状面１２ａ側から裏面１２ｂの手前まで延びるようにして形成されるのが望ましい。
【００６７】
なお、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すように第２レンズシート１２のレンズ形状面１２ａがイメージセンサ１４側（−Ｚ側）に位置する場合、接合層１５は、その屈折率Ｎ３が第２レンズシート１２の光透過部１２１の屈折率Ｎ１よりも小さいものとすることが好ましい。このような接合層１５としては、シリコーン系粘着剤等が好適である。
【００６８】
また、図８（ｃ）に示すように、第１レンズシート１１の第２レンズシート１２側（−Ｚ側）の面が、単位レンズ形状１１２が形成されていない裏面１１ｂであり、第２レンズシート１２の第１レンズシート１１側の面も裏面１２ｂである場合、光学密着による迷光の発生を抑制する観点から、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２との間に、不図示のスペーサを配置してもよい。また、このとき、光学密着による迷光の発生を抑制する効果を高める観点から、双方のレンズシートの裏面１１ｂ、１２ｂを、微細凹凸形状が形成されたマット面としてもよい。
【００６９】
更に、図８（ｃ）に示す形態の場合、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２との間に、不図示の接合層を設けて、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とを一体に接合してもよい。この形態の場合、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とを接合する接合層の屈折率は、その接合層と各レンズシート１１、１２の裏面１１ｂ、１２ｂとの界面での光の反射を防ぐ観点から、光透過部１１１、１２１の屈折率と等しいものが好ましい。
このような形態のレンズシートユニット１３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。
【００７０】
＜各レンズシートの光透過部１１１、１２１の配列方向について＞
レンズシートユニット１３において、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１を左右方向（Ｘ方向）とし、第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２を上下方向（Ｙ方向）としてもよい。
また、図３（ｂ）に示すように、第１レンズシート１１の光透過部１１１（単位レンズ形状１１２）の配列方向Ｒ１１と、第２レンズシート１２の光透過部１２１（単位レンズ形状１２２）の配列方向Ｒ１２とがなす交差角度αは、９０°±１０°の範囲、即ち、８０°≦α≦１００°の範囲内であれば、レンズシートユニット１３として所望される光学的機能は維持される。従って、交差角度αは、９０°に限定されず、８０°≦α≦１００°の範囲内としてもよい。
【００７１】
したがって、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２をレンズシートユニット１３として撮像モジュール１０を組み立てる際に、第１レンズシート１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１と第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２とのなす交差角度αを厳密に９０°として配置しなくてもよく、レンズシートユニット１３及び撮像モジュール１０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。
【００７２】
＜各レンズシートの層構成に関して＞
図９は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の他の層構成の一例を示す図である。図９（ａ）は、第１レンズシート１１の他の層構成を示す図であり、前述の図４（ａ）に対応する図である。図９（ｂ）は、第２レンズシート１２の他の層構成を示す図であり、前述の図５（ａ）に対応する図である。なお、図９の各図において、各レンズシートの湾曲状態の図示は省略している。
【００７３】
図９（ａ）に示すように、第１レンズシート１１は、裏面１２ｂ側に基材層５１が一体に積層された形態としてもよい。同様に、図９（ｂ）に示すように、第２レンズシート１２は、光透過部１２１の裏面１２ｂ側に基材層５１が一体に積層された形態としてもよい。
第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、クロストーク等を抑制する観点から、ランド部等のようなシート面に平行であって連続する領域（光吸収部１１３，１２３が形成されていない部分）の厚さが小さい方が好ましい。従って、クロストーク等が十分抑制できる程度に基材層５１が薄い場合等には、上述のように基材層５１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。このような基材層５１を備える形態とすることにより、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２のハンドリングが容易になる。
【００７４】
（撮像モジュール１０の別な形態）
図１０は、撮像モジュール１０の別な形態を説明する図である。図１０（ａ）は、撮像モジュールを光の入射側（＋Ｚ側）から見た正面図であり、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のｂ部断面図及びｃ部断面図である。
図１１は、別な形態の撮像モジュール１０に用いられるレンズシート１１の詳細を説明する図である。なお、図１１の各図は、図４の各図に対応する図である。図１１の各図において、レンズシート１１の湾曲状態の図示は省略している。
【００７５】
上述の実施形態では、撮像モジュール１０は、２枚のレンズシート（第１レンズシート１１、第２レンズシート１２）を備える例で説明したが、これに限定されるものでない。撮像モジュール１０は、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、１枚のレンズシート１１を備えるようにしてもよい。
この場合、撮像モジュール１０に使用されるレンズシート１１は、例えば、図１０及び図１１に示すように、略半球状の単位レンズ形状１１２が複数、シート面に沿って左右方向及び鉛直方向に配列される。この単位レンズ形状１１２は、図１０（ａ）に示すように、レンズシート１１のシート面の法線方向（Ｚ方向）から見た形状が円形状に形成される。ここで、略半球状とは、半球だけでなく、球や、回転楕円体の一部形状を含む形状をいう。
【００７６】
この場合、レンズシート１１は、上述の実施形態の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２と同様に、図１０に示すように、被写体側に凸状となるように湾曲し球面状に形成されており、その幾何学的中心（もっとも被写体側に突出した頂点）が光軸Ｏに直交している。なお、レンズシート１１は、図１１において、ＹＺ断面における断面形状を示しているが、ＸＺ断面における断面形状についても同様の形状に形成されている。
このような構成としても、撮像モジュール１０、カメラは、それぞれ、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、１枚のレンズシート１１により撮像モジュール１０を構成することができるので、撮像モジュールやカメラの薄型化、軽量化を更に図ることができる。
【００７７】
また、撮像モジュール１０は、レンズシートユニット１３とイメージセンサ１４とを接合する接合層１５を備えず、第２レンズシート１２がイメージセンサ１４の受光面上に接して配置され、レンズシートユニット１３の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２、イメージセンサ１４は、それぞれ不図示の支持部材で支持され、所定の位置で固定される形態としてもよい。
このとき、図２、図３及び図８（ａ）に示す形態のように、第２レンズシート１２のイメージセンサ１４側（−Ｚ側）の面が、単位レンズ形状１２２が形成されていない裏面１２ｂである場合、イメージセンサ１４の受光面の傷つきを防止したり、イメージセンサ１４と第２レンズシート１２との光学密着を防止したりする観点から、裏面１２ｂを微細凹凸形状が形成されたマット面とすることが好ましい。
また、接合層１５を設けない場合、第２レンズシート１２とイメージセンサ１４との間にスペーサを配置する等して、イメージセンサ１４と第２レンズシート１２との光学密着やイメージセンサ１４の受光面の傷付き等を防止してもよい。
【００７８】
（単位レンズ形状１１２の別な形態）
上述の図１０及び図１１に示す別な形態の撮像モジュールの説明において、レンズシート１１に設けられる単位レンズ形状１１２は、略半球状に形成される例を示したが、これに限定されるものでない。
図１２は、レンズシート１１の単位レンズ形状１１２の別な形態を示す図である。図１２（ａ）は、レンズシート１１の厚み方向の被写体側から見た正面図である。図１２（ｂ）、図１２（ｃ）は、それぞれ図１２（ａ）のｂ部断面図、ｃ部断面図である。
単位レンズ形状１１２（光透過部１１１）は、図１２（ａ）に示すように、レンズシート１１のシート面の法線方向（Ｚ方向）から見た形状が矩形状（正方形状）に形成されるようにしてもよい。この場合、単位レンズ形状１１２は、被写体側（＋Ｚ側）に膨らんだ略四角錐形状に形成される。具体的には、単位レンズ形状１１２は、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すように、四角錐形状の角部（頂部や稜線）が面取りされ、曲面状に形成された形態となる。
【００７９】
このような形態としても、上述の図３等に示す単位レンズ形状と同様の効果を奏することができる。また、シート面の法線方向から見た形状を矩形状にすることで、上述の図１０、図１１等に示す形態に比して、レンズシート１１に対する光の入射面積を増やすことができ、光の利用効率を向上させることができる。
また、単位レンズ形状１１２（光透過部１１１）は、レンズシート１１のシート面の法線方向（Ｚ方向）から見た形状が多角形状となる略多角錐形状に形成され、その略多角錐形状がシート面の被写体側（＋Ｚ側）に膨らみ、角部（頂部や稜線）が面取りされた形態となるようにしてもよい。
【００８０】
（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）上述の実施形態において、各レンズシート１１、１２、イメージセンサ１４は、それぞれ被写体側（＋Ｚ側）に湾曲し球面状に形成される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、各レンズシート１１、１２、イメージセンサ１４は、球以外の湾曲形状（回転楕円体等）に形成されるようにしてもよい。
また、各レンズシート１１、１２、イメージセンサ１４は、被写体側とは反対側（−Ｚ側）に湾曲するようにしてもよい。
【００８１】
（２）上述の実施形態において、光吸収部の形態が相違する第１レンズシート、第２レンズシートを使用する例を示したが、これに限定されるものでない、例えば、第１レンズシート同様の形態のレンズシートを第２レンズシートとして適用してもよく、また、第２レンズシート同様の形態のレンズシートを第１レンズシートとして適用してもよい。各レンズシートのランド部の厚みが十分に薄く、迷光やクロストークの発生が低い場合に特に適用することができる。
【００８２】
（３）上述の実施形態において、撮像モジュール１０及びカメラ１は、レンズシートユニット１３内に、赤外線を遮蔽する赤外線遮蔽層が設けられるようにしてもよい。これにより、画像にノイズを発生させる赤外線（特に、波長域が７００〜１１００μｍである近赤外線）を遮蔽することができ、良好な映像を撮影することができる。
なお、この場合、夜間撮影時において撮像モジュール１０に入射する赤外光が遮蔽されてしまうのを防ぐために、カメラ１には、赤外線遮蔽層を光軸Ｏ上から退避させる退避機構等を設ける必要がある。
また、赤外線遮蔽層は、例えば、第１レンズシート１１の裏面１１ｂ側に配置されるが、これに限定されるものでなく、レンズシートユニット１３内であって、イメージセンサ１４よりも被写体側であれば、特にその位置を限定されるものでない。
【００８３】
更に、赤外線遮蔽層は、赤外線を吸収することにより遮蔽する場合、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をコーティングする等により形成される。赤外線吸収特性を有する材料としては、有機色素化合物（例えば、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、ナフトキノン化合物、ジインモニウム化合物、アゾ化合物）、有機金属錯塩（例えば、ジチオール金属錯体、メルカプトナフトール金属錯体）、無機材料（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ））等が挙げられる。
また、赤外線遮蔽層は、赤外線を反射することにより遮蔽する場合、例えば、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）により形成される。
【００８４】
（４）図３及び図４等に示す単位レンズ形状１１２，１２２は、例えば、光透過部１１１，１２１の配列方向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】
（５）レンズシートユニット１３は、１枚のシート状の基材層の両面に、単位レンズ形状１１２，１２２を有する光透過部１１１，１２１及び光吸収部１１３，１２３が形成されている形態としてもよい。
図１３は、レンズシートユニット１３の変形形態を示す図である。
変形形態のレンズシートユニット１３は、図１３に示すように、１枚のシート状の基材層１３１の両面に、単位レンズ形状１１２、１２２を有する光透過部１１１、１２１及び光吸収部１１３、１２３が形成されている。これは、基材層１３１の両面に前述の第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２を一体に成形した形状に等しい。
この基材層１３１は、樹脂製のシート状の部材であり、光透過性を有している。このような基材層１３１としては、赤外線吸収剤等を含有するＰＥＴ樹脂製のシート状の部材等が挙げられる。
また、この基材層１３１の厚さは、可能な範囲で薄いことが、迷光を抑制し、クロストークを低減して、各画素に入射する光の強度や入射方向の精度を向上させる観点から好ましい。
【００８６】
（６）レンズシートユニット１３は、３枚以上のレンズシートが光軸Ｏ方向（Ｚ方向）に沿って配列された形態としてもよい。
このとき、例えば、３枚目のレンズシート（以下、第３レンズシートという）は、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２と同様の形状のレンズシートであり、その光透過部の配列方向が、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の光透過部１１１，１２１の配列方向に対して、４５°±１０°をなしているものとすることが好ましい。
また、第３レンズシートのレンズ形状面は、被写体側（＋Ｚ側）であっても、イメージセンサ１４側（−Ｚ側）であってもよい。
【００８７】
さらに、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２と同様の形状のレンズシートである４枚目のレンズシート（第４レンズシート）を配置する場合には、その光透過部の配列方向が、第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の光透過部１１１，１２１の配列方向に対して、４５°±１０°をなし、第３レンズシートの光透過部の配列方向に対して９０°±１０°をなしているものとすることが好ましい。
また、第４レンズシートのレンズ形状面は、被写体側（＋Ｚ側）であっても、イメージセンサ１４側（−Ｚ側）であってもよい。
【００８８】
（７）図１４は、レンズシートユニット１３の光透過部１１１，１２１の配列方向とイメージセンサ１４の画素の配列方向との関係を示す図である。
前述の実施形態では、図１４（ａ）に示すように、イメージセンサ１４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１１の光透過部１１１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１２の光透過部１２１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１１の光透過部１１１の配列方向Ｒ１１と画素の配列方向の１つの方向Ｇ１となす角度β、第２レンズシート１２の光透過部１２１の配列方向Ｒ１２が画素の配列方向のもう１つの方向Ｇ２となす角度γは、いずれも０°である。
【００８９】
しかし、これに限らず、図１４（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１４とレンズシートユニット１３（第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２）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。
なお、図１３（ｂ）では、画素の配列方向Ｇ１，Ｇ２は、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１１１，１２１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１１１，１２１の配列方向Ｒ１１，Ｒ１２が、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。
【００９０】
（８）光透過部１１１，１２１と光吸収部１１３，１２３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。
【００９１】
（９）実施形態において、単位レンズ形状１１２、１２２の配列ピッチＰや、曲率半径Ｒ、光透過部１１１、１２１の屈折率Ｎ１等は、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とで同じである例を示したが、これに限らず、第１レンズシート１１と第２レンズシート１２とで異なっていてもよい。
また、各レンズシート１１、１２、イメージセンサ１４の曲率半径Ｒ０も、それぞれが同等である例を示したが、それぞれの曲率半径Ｒ０が相違するようにしてもよい。
【００９２】
（１０）第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２は、例えば、シートの有効部分（光が透過する領域）以外の領域、もしくは、光学的に影響の小さい領域（例えば、四隅の角部分）等に、粘着剤や接着剤等による接合層を形成して、一体に形成してもよい。また第１レンズシート１１及び第２レンズシート１２の周縁部等に、外側へ凸となる領域等を設けて、その領域に接合層を設けて接合してもよい。
【００９３】
（１１）イメージセンサ１４の受光面の大きさは、撮像モジュール１０が用いられる携帯端末やカメラ等の大きさや、所望する画質やカメラの性能等に応じて、適宜採用してよい。イメージセンサ１４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用いられる場合には横×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）等に用いられる場合には、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１４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、カメラの性能向上を図ってもよい。
【００９４】
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実施形態等によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００９５】
１    カメラ
１０    撮像モジュール
１１    第１レンズシート
１１１    光透過部
１１２    単位レンズ形状
１１３    光吸収部
１２    第２レンズシート
１２１    光透過部
１２２    単位レンズ形状
１２３    光吸収部
１３    レンズシートユニット
１４    イメージセンサ
２０    開口部
３０    筐体
【図１】
0006724371.tif 000002
【図２】
0006724371.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006724371.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
0006724371.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006724371.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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