(57)【要約】  一平面上に配置された複数のレンズ(1a〜1d)を一体に有するレンズモジュール(7)と、複数の撮像領域(4a〜4d)との間に、複数の光学フィルタ(2a〜2d)を有する光学フィルタアレイ(2)と、互いに独立した複数の開口(6a〜6d)を形成する遮光壁(61a〜61d)を備えた遮光ブロック(6)とが配置されている。遮光ブロックには第１摺動面(66〜69)が設けられている。レンズモジュールには、複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として遮光ブロックに対してレンズモジュールが回転可能なように、第１摺動面上を摺動する第２摺動面(56〜59)が設けられている。これにより、小型、薄型、低コストの複眼方式のカメラモジュールを実現できる。
2007083579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一平面上に配置された複数のレンズを一体に有するレンズモジュールと、複数の撮像領域と、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、それぞれが特定の波長帯域の光を透過させる複数の光学フィルタを有する光学フィルタアレイと、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、互いに独立した複数の開口を形成する遮光壁を備えた遮光ブロックとを備え、前記複数のレンズと前記複数の撮像領域と前記複数の光学フィルタと前記複数の開口とが一対一に対応する複眼方式のカメラモジュールであって、
第１摺動面が前記遮光ブロックに設けられており、
前記複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールが回転可能なように、前記第１摺動面上を摺動する第２摺動面が前記レンズモジュールに設けられていることを特徴とする複眼方式のカメラモジュール。
【請求項２】
前記第１摺動面は前記回転中心軸を中心軸とする円筒面の少なくとも一部を含み、前記第２摺動面は円筒面の少なくとも一部を含む請求項１に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項３】
前記遮光ブロックに対する前記レンズモジュールの前記回転の角度を制限する機構を更に備える請求項１に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項４】
前記機構にて前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとが固定されている請求項３に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項５】
互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されており、
前記レンズモジュールが格子点状に配置された少なくとも第１〜第４のレンズを有し、
前記第１レンズの光軸と前記第３レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第２レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第１方向とほぼ平行であり、
前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第３レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第２方向とほぼ平行であり、
前記第１レンズの光軸に対する前記第３レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量、及び、前記第２レンズの光軸に対する前記第４レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量のうちの一方又は両方が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下である請求項１に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項６】
互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されており、
前記レンズモジュールが少なくとも第１及び第２のレンズを有し、
前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第１方向とほぼ平行であり、
前記第１レンズの光軸に対する前記第２レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下である請求項１に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項７】
一平面上に配置された複数のレンズを一体に有するレンズモジュールと、複数の撮像領域と、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、それぞれが特定の波長帯域の光を透過させる複数の光学フィルタを有する光学フィルタアレイと、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、互いに独立した複数の開口を形成する遮光壁を備えた遮光ブロックとを備え、前記複数のレンズと前記複数の撮像領域と前記複数の光学フィルタと前記複数の開口とが一対一に対応する複眼方式のカメラモジュールの製造方法であって、
前記複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させ、
次いで、前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとを固定する
ことを特徴とする複眼方式のカメラモジュールの製造方法。
【請求項８】
前記カメラモジュールが、前記遮光ブロックに対する前記レンズモジュールの前記回転の角度を制限する機構を更に備え、
前記制限された角度の範囲内で前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させる請求項７に記載の複眼方式のカメラモジュールの製造方法。
【請求項９】
前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとの固定を前記機構にて行う請求項８に記載の複眼方式のカメラモジュールの製造方法。
【請求項１０】
互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されており、
前記レンズモジュールが格子点状に配置された少なくとも第１〜第４のレンズを有し、
前記第１レンズの光軸と前記第３レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第２レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向が記第１方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第３レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向が前記第２方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸に対する前記第３レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量、及び、前記第２レンズの光軸に対する前記第４レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量のうちの一方又は両方が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下となるように、前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させる請求項７に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項１１】
互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されており、
前記レンズモジュールが少なくとも第１及び第２のレンズを有し、
前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向が前記第１方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸に対する前記第２レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下となるように、前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させる請求項７に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型、薄型のカメラモジュール及びその製造方法に関する。特に、複数の撮影光学レンズによって画像を撮像する複眼方式のカメラモジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオやデジタルカメラのような撮像装置では、レンズを介して被写体像をＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子上に結像することにより、被写体を２次元の画像情報に変換する。このような撮像装置に搭載されるカメラモジュールには小型、薄型化が要求される。【０００３】
カメラモジュールの小型、薄型化を実現するために、複眼方式のカメラモジュールが提案されている。【０００４】
複眼式のカメラモジュールの一例が特許文献１に記載されており、これを図１３を用いて説明する。３つのレンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃを有するレンズアレイ１００と、撮像素子１０５とが対向して配置されている。レンズアレイ１００の被写体側の面には、３つのレンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃにそれぞれ対応して緑色分光フィルタ１０２ａ、赤色分光フィルタ１０２ｂ、青色分光フィルタ１０２ｃを有する光学フィルタアレイ１０２が設けられている。撮像素子１０５のレンズアレイ１００側の面にも、３つのレンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃにそれぞれ対応して緑色分光フィルタ１０３ａ、赤色分光フィルタ１０３ｂ、青色分光フィルタ１０３ｃを有する光学フィルタアレイ１０３が設けられている。光学フィルタアレイ１０２の被写体側には、レンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃの光軸と一致する位置に絞り（開口）を有する絞り部材１０７が配置されている。レンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、被写体像を撮像素子１０５上の対応する撮像領域上にそれぞれ形成する。レンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、それぞれが受け持つ光の波長が限定されるので、単レンズでありながら、被写体像を撮像素子１０５上に結像することができる。従って、カメラモジュールを薄型化することが可能である。【０００５】
しかしながら、このカメラモジュールでは、あるレンズを通過した光が、撮像素子１０５上のこのレンズと対応しない撮像領域に入射するのを防止するために、絞り部材１０７とレンズアレイ１００との間に光学フィルタアレイ１０２が設けられ、更にレンズアレイ１００と撮像素子１０５との間に光学フィルタアレイ１０３が設けられている。レンズアレイ１００と撮像素子１０５との間には必要な光学長を確保する必要があるため、これらの間に光学フィルタアレイ１０３を設けても、レンズモジュールの厚みは増加しない。ところが、絞り部材１０７とレンズアレイ１００との間に光学フィルタアレイ１０２を設けると、この光学フィルタアレイ１０２の厚み分だけカメラモジュールが厚くなってしまう。即ち、図１３のカメラモジュールは、薄型化が不十分であるという問題があった。【０００６】
この問題を解決する複眼式のカメラモジュールが特許文献２に記載されており、これを図１４を用いて説明する。被写体側から順に、絞り部材１１１、レンズアレイ１１２、遮光ブロック１１３、光学フィルタアレイ１１４、撮像素子１１６が配置されている。レンズアレイ１１２は複数のレンズを備える。絞り部材１１１は、レンズアレイ１１２の各レンズの光軸と一致する位置にそれぞれ絞り（開口）を備える。光学フィルタアレイ１１４は、レンズアレイ１１２の各レンズに対応する領域ごとに分光特性が異なる複数の光学フィルタを備え、撮像素子１１６の受光面を覆っている。遮光ブロック１１３は、レンズアレイ１１２の隣り合うレンズ間の境界、即ち、光学フィルタアレイ１１４の隣り合う光学フィルタ間の境界と一致する位置に遮光壁１１３ａを備えている。撮像素子１１６は半導体基板１１５上に搭載されている。半導体基板１１５上には、更に、駆動回路１１７、信号処理回路１１８が実装されている。【０００７】
このカメラモジュールによれば、あるレンズを通過した光が、光学フィルタアレイ１１４のこのレンズに対応しないフィルタに入射するのを遮光ブロック１１３の遮光壁１１３ａが防止する。従って、図１３のカメラモジュールにおいて必要であった、絞り部材１０７とレンズアレイ１００との間の光学フィルタアレイ１０２が不要である。よって、カメラモジュールの更なる薄型化が可能である。
【特許文献１】特開２００１−７８２１７号公報
【特許文献２】特開２００３−１４３４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１４のカメラモジュールでは、光軸と垂直な面と平行な方向におけるレンズアレイ１１２に対する遮光ブロック１１３の組み立てばらつきなどによって、遮光ブロック１１３の遮光壁１１３ａが撮像素子１１６の必要な撮像領域を塞いでしまうという問題があった。また、このばらつきを考慮して撮像素子１１６上の撮像領域を広く設定すると、実際の撮像では使用されない画素数が増加して、撮像素子１１６の大型化、コスト高を招くという問題があった。【０００９】
本発明は、上記の従来の問題を解決し、薄型で、撮像素子の無駄になる画素が少ないために小型且つ低コストである複眼方式のカメラモジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の複眼方式のカメラモジュールは、一平面上に配置された複数のレンズを一体に有するレンズモジュールと、複数の撮像領域と、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、それぞれが特定の波長帯域の光を透過させる複数の光学フィルタを有する光学フィルタアレイと、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、互いに独立した複数の開口を形成する遮光壁を備えた遮光ブロックとを備える。前記複数のレンズと前記複数の撮像領域と前記複数の光学フィルタと前記複数の開口とが一対一に対応する。【００１１】
第１摺動面が前記遮光ブロックに設けられている。また、前記複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールが回転可能なように、前記第１摺動面上を摺動する第２摺動面が前記レンズモジュールに設けられている。【００１２】
次に、複眼方式のカメラモジュールの本発明の製造方法は、一平面上に配置された複数のレンズを一体に有するレンズモジュールと、複数の撮像領域と、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、それぞれが特定の波長帯域の光を透過させる複数の光学フィルタを有する光学フィルタアレイと、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、互いに独立した複数の開口を形成する遮光壁を備えた遮光ブロックとを備え、前記複数のレンズと前記複数の撮像領域と前記複数の光学フィルタと前記複数の開口とが一対一に対応する複眼方式のカメラモジュールの製造方法である。【００１３】
前記製造方法において、前記複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させ、次いで、前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとを固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮像領域に、これと対応しないレンズからの光が入射するのを防止するために、遮光壁を備えた遮光ブロックを用いているので、薄型のカメラモジュールを実現できる。【００１５】
また、本発明のカメラモジュールでは、遮光ブロックが第１摺動面を備え、レンズモジュールが第１摺動面上を摺動する第２摺動面を備える。また、本発明の製造方法では、複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として遮光ブロックに対してレンズモジュールを回転させ、次いで、レンズモジュールと遮光ブロックとを固定する。これにより、レンズの結像領域が撮像領域からはみ出すことがなく、また、多くの不要画素を有する大型の撮像素子を用いる必要もない。従って、カメラモジュールの小型化、低コスト化が可能である。【００１６】
かくして、薄型、小型、且つ安価な複眼方式のカメラモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、上鏡筒の撮像素子側から見た斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、遮光ブロックの被写体側から見た斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、光軸と垂直な面と平行な方向における位置決め前の、撮像素子の撮像領域に対するレンズアレイのレンズの配置を示した平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、光軸と垂直な面と平行な方向における位置決め後の、撮像素子の撮像領域に対するレンズアレイのレンズの配置を示した平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、上鏡筒の被写体側から見た斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、遮光ブロックの被写体側から見た斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールの正面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールの被写体側から見た斜視図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施の形態３に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、遮光ブロックに対するレンズモジュールの回転調整前の複数のレンズの光軸と複数の撮像領域との位置関係を示した平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の実施の形態３に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、遮光ブロックに対するレンズモジュールの回転調整後の複数のレンズの光軸と複数の撮像領域との位置関係を示した平面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明に係る複眼方式のカメラモジュールを用いて被写体までの距離を測定する原理を説明する側面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明に係る複眼方式のカメラモジュールを用いて被写体までの距離を測定する原理を説明する平面図である。
【図１３】図１３は、従来のカメラモジュールの撮像系の断面図である。
【図１４】図１４は、従来の別のカメラモジュールの撮像系の分解斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の上記の複眼方式のカメラモジュールにおいて、前記第１摺動面は前記回転中心軸を中心軸とする円筒面の少なくとも一部を含み、前記第２摺動面は円筒面の少なくとも一部を含むことが好ましい。これにより、遮光ブロックに対してレンズモジュールが回転する機構を容易に実現できる。【００１９】
本発明の上記の複眼方式のカメラモジュールは、前記遮光ブロックに対する前記レンズモジュールの前記回転の角度を制限する機構を更に備えることが好ましい。これにより、遮光ブロックに対するレンズモジュールの回転調整範囲が小さくなるので、生産性を向上でき、更に低コストな複眼方式のカメラモジュールを実現することが可能となる。【００２０】
この場合において、前記機構にて前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとが固定されていることが好ましい。これにより、レンズモジュールと遮光ブロックとを固定するための部品や形状などを新たに設計して設ける必要がない。また、レンズモジュールと遮光ブロックとの固定方法が簡単化でき、組み立て作業性が向上する。従って、更に低コストな複眼方式のカメラモジュールを実現することが可能となる。【００２１】
本発明の上記の複眼方式のカメラモジュールにおいて、互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されていることが好ましく、前記レンズモジュールが格子点状に配置された少なくとも第１〜第４のレンズを有していることが好ましい。この場合、前記第１レンズの光軸と前記第３レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第２レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第１方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第３レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第２方向とほぼ平行であることが好ましい。そして、前記第１レンズの光軸に対する前記第３レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量、及び、前記第２レンズの光軸に対する前記第４レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量のうちの一方又は両方が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下であることが好ましい。これにより、第１方向にほぼ沿って配置された第１及び第３レンズ及び／又は第１方向にほぼ沿って配置された第２及び第４レンズを用いて、三角測量の原理を利用して、被写体までの距離を短時間で高精度に測定することができる。【００２２】
あるいは、本発明の上記の複眼方式のカメラモジュールにおいて、互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されていることが好ましく、前記レンズモジュールが少なくとも第１及び第２のレンズを有していることが好ましい。この場合、前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第１方向とほぼ平行であることが好ましい。そして、前記第１レンズの光軸に対する前記第２レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下であることが好ましい。これにより、第１方向にほぼ沿って配置された第１及び第２レンズを用いて、三角測量の原理を利用して、被写体までの距離を短時間で高精度に測定することができる。【００２３】
次に、本発明の上記の製造方法において、前記カメラモジュールが、前記遮光ブロックに対する前記レンズモジュールの前記回転の角度を制限する機構を更に備えることが好ましい。そして、前記制限された角度の範囲内で前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させることが好ましい。これにより、遮光ブロックに対するレンズモジュールの回転調整範囲が小さくなるので、生産性を向上でき、更に低コストな複眼方式のカメラモジュールを提供することが可能となる。【００２４】
この場合において、前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとの固定を前記機構にて行うことが好ましい。これにより、レンズモジュールと遮光ブロックとを固定するための部品や形状などを新たに設計して設ける必要がない。また、レンズモジュールと遮光ブロックとの固定方法が簡単化でき、組み立て作業性が向上する。従って、更に低コストな複眼方式のカメラモジュールを提供することが可能となる。【００２５】
本発明の上記の製造方法において、互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されていることが好ましく、前記レンズモジュールが格子点状に配置された少なくとも第１〜第４のレンズを有していることが好ましい。この場合、前記第１レンズの光軸と前記第３レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第２レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向が記第１方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第３レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向が前記第２方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸に対する前記第３レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量、及び、前記第２レンズの光軸に対する前記第４レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量のうちの一方又は両方が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下となるように、前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させることが好ましい。これにより、第１方向にほぼ沿って配置された第１及び第３レンズ及び／又は第１方向にほぼ沿って配置された第２及び第４レンズを用いて、三角測量の原理を利用して、被写体までの距離を短時間で高精度に測定することができる。【００２６】
あるいは、本発明の上記の製造方法において、互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されていることが好ましく、前記レンズモジュールが少なくとも第１及び第２のレンズを有していることが好ましい。この場合、前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向が前記第１方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸に対する前記第２レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下となるように、前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させることが好ましい。これにより、第１方向にほぼ沿って配置された第１及び第２レンズを用いて、三角測量の原理を利用して、被写体までの距離を短時間で高精度に測定することができる。【００２７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。【００２８】
図１は、本実施の形態１の複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図である。図１において、１はレンズアレイ、２は光学フィルタアレイ、３は基板、４は撮像素子、５は上鏡筒、６は遮光ブロック（下鏡筒）、７はレンズモジュールである。説明の便宜のために、図示したようなＸＹＺ直交座標系を設定する。ここでＺ軸は、撮像素子４の有効画素領域のほぼ中心を通り、これと垂直な軸とする。Ｘ軸はＺ軸と直交し遮光ブロック６の後述する遮光壁６１ａ，６１ｃと平行な軸であり、Ｙ軸はＺ軸と直交し遮光ブロック６の後述する遮光壁６１ｂ，６１ｄと平行な軸である。【００２９】
レンズアレイ１は、ＸＹ面と平行な同一平面上に格子点状に配置された４つ単レンズ１ａ〜１ｄを一体に有する。４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸はＺ軸と平行であり、ＸＹ面に平行な仮想の長方形の４つの頂点に配置されている。レンズ１ａ〜１ｄは、それぞれ光の３原色のうちの赤、青、緑のいずれかの波長帯域の光に対して要求されるＭＴＦ等の光学仕様を満足するよう設計されている。具体的は、レンズ１ａは赤色、レンズ１ｂは緑色、レンズ１ｃは緑色、レンズ１ｄは青色の各波長帯域の光に最適に設計されている。レンズ１ａ〜１ｄは、ガラスあるいはプラスチックなどの材料を用いて一体に形成されている。レンズ１ａ〜１ｄの各々は、被写体（図示せず）からの光を光学フィルタアレイ２を通過した後、撮像素子４上に結像させる。【００３０】
光学フィルタアレイ２はレンズアレイ１と撮像素子４との間に配置されている。光学フィルタアレイ２も、レンズアレイ１と同様に、ＸＹ面と平行な同一平面上に配置された４つの光学フィルタ２ａ〜２ｄを有する。４つの光学フィルタ２ａ〜２ｄは、それぞれ赤、緑、青のうちのいずれかの波長帯域の光のみを透過する。具体的には、光学フィルタ２ａは赤色、光学フィルタ２ｂは緑色、光学フィルタ２ｃは緑色、光学フィルタ２ｄは青色の各波長帯域の光を透過させる。なお、赤外線をカットする必要がある場合には、光学フィルタ２ａ〜２ｄにその特性が付加されていても良い。４つの光学フィルタ２ａ〜２ｄは、４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸上にそれぞれ配置される。【００３１】
撮像素子４は、ＣＣＤ等の撮像センサであり、縦横方向に２次元配列された多数の画素を備えている。撮像素子４の有効画素領域は、４つの撮像領域４ａ〜４ｄにほぼ等分されている。４つの撮像領域４ａ〜４ｄは、４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸上にそれぞれ配置されている。これにより、４つの撮像領域４ａ〜４ｄ上に、赤、緑、青のうちのいずれかの波長成分のみからなる被写体像が独立して形成される。具体的には、レンズ１ａを通過した被写体からの光のうち赤色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ａを通過して撮像領域４ａ上に赤色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。同様に、レンズ１ｂを通過した被写体からの光のうち緑色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ｂを通過して撮像領域４ｂ上に緑色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。レンズ１ｃを通過した被写体からの光のうち緑色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ｃを通過して撮像領域４ｃ上に緑色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。レンズ１ｄを通過した被写体からの光のうち青色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ｄを通過して撮像領域４ｄ上に青色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。【００３２】
撮像素子４の撮像領域４ａ〜４ｄを構成する各画素は、入射した被写体からの光を光電変換し、光の強度に応じた電気信号（図示せず）をそれぞれ出力する。【００３３】
撮像素子４から出力された電気信号は、様々な信号処理が施され、映像処理される。たとえば、緑色の波長帯域光が入射する撮像領域４ｂ，４ｃが撮像した２つの画像からこれらの画像間の視差量を求め、これより４つの撮像領域４ａ〜４ｄがそれぞれ撮像した４つの画像間の視差量を求め、これらの視差量を考慮して赤、緑、青の３色の画像を合成して１つのカラー画像を作成することができる。あるいは、撮像領域４ｂ，４ｃが撮像した２つの画像を比較して被写体までの距離を三角測量の原理を利用して測定することもできる。これらの処理はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ、図示せず）等を用いて行うことができる。【００３４】
上鏡筒５は、図２に示すように、その下面に、レンズアレイ１を保持し固定する凹部５１を備える。レンズアレイ１は凹部５１内に嵌入されることで、上鏡筒５に対して位置決めされる。また、保持されたレンズアレイ１の４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸が通過する位置に４つの絞り（開口）５ａ〜５ｄが形成されている。上鏡筒５は光を透過しない材料からなり、絞り５ａ〜５ｄ以外から不要な外光がレンズ１ａ〜１ｄに入射するのを遮蔽する。【００３５】
レンズアレイ１と、これを保持する上鏡筒５とで、レンズモジュール７が構成される。【００３６】
遮光ブロック６は、図３に示すように、互いに独立した４つの開口６ａ〜６ｄを形成するように十字状に配置された遮光壁６１ａ〜６１ｄと、遮光壁６１ａ〜６１ｄを保持する外筒部６２とを備える。遮光壁６１ａ〜６１ｄは遮光ブロック６の中心軸であるＺ軸に対して放射状に伸びており、遮光壁６１ａ，６１ｃはＸＺ面に沿っており、遮光壁６１ｂ，６１ｄはＹＺ面に沿っている。４つの開口６ａ〜６ｄは、４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸上にそれぞれ配置される。遮光壁６１ａ〜６１ｄが撮像素子４の有効画素領域を４つの撮像領域４ａ〜４ｄに分割している。Ｚ軸と平行な方向から見た開口６ａ〜６ｄの大きさは、撮像領域４ａ〜４ｄとほぼ同じかこれより大きい。レンズ１ａ〜１ｄをそれぞれ通過した被写体からの光は、開口６ａ〜６ｄを通過して、撮像領域４ａ〜４ｄ上にそれぞれ結像される。遮光壁６１ａ〜６１ｄは、レンズ１ａ〜１ｄのうちの一つを通過した光が、このレンズと対応しない撮像領域に入射するのを防ぐ。例えば、斜めにレンズ１ｂに入射し光学フィルタ２ｂを通過した緑色の波長帯域光が、本来、赤色の波長帯域光のみが入射すべきである撮像領域４ａに入射しないように、この緑色の波長帯域光を遮断する遮光壁６１ａが撮像領域４ａと撮像領域４ｂとの境界に沿って設けられている。開口６ａ〜６ｄを取り囲む外筒部６２は、レンズアレイ１及び光学フィルタアレイ２を通過しない外光が撮像領域４ａ〜４ｄに入射するのを防止する。このように遮光ブロック６によって、各撮像領域４ａ〜４ｄに不要光が入射することがなく、迷光等の発生を防止できる。この機能を有効に発揮させるため、遮光ブロック６は、上鏡筒５と同様に光を透過しない材料からなる。さらに開口６ａ〜６ｄ内に露出された遮光壁６１ａ〜６１ｄ及び外筒部６２の側面は光の反射が極力小さくなるように、各種表面処理（例えば、粗面化処理、メッキ、黒色化処理など）が施されていることが好ましい。【００３７】
遮光ブロック６のレンズアレイ１側の面には、光学フィルタアレイ２を保持し固定する凹部６３を備える。光学フィルタアレイ２は凹部６３内に嵌入されることで、遮光ブロック６に対して位置決めされる。光学フィルタ２ａ〜２ｄは、開口６ａ〜６ｄ内にそれぞれ配置される。【００３８】
次に、本実施の形態のカメラモジュールの組み立て方法を説明する。【００３９】
撮像素子４が基板３に対して位置決めされ固定される。撮像素子４は、基板３とワイヤーボンディング等で電気的に接続され、更に、撮像素子４からの電気信号を処理するＤＳＰ等の電子部品に接続される。このＤＳＰ等の電子部品も基板３に実装されていても良い。基板３は、電気的な接続と、組立て時の各部品の基準面としての機能を果たす。【００４０】
次に、遮光ブロック６の中心軸であるＺ軸が撮像素子４の有効画素領域のほぼ中心を通り、且つ、遮光ブロック６の遮光壁６１ａ〜６１ｄが撮像素子４を構成する多数の画素の縦横の配列方向と一致するように、光学フィルタアレイ２が固定された遮光ブロック６が撮像素子４に対して位置決めされて基板３上に固定される。これにより、撮像素子４の受光面はＺ軸に対して垂直となり、撮像素子４を構成するマトリクス状に配置された多数の画素の一方の配列方向（例えば横の配列方向）はＸ軸と平行となり、他方の配列方向（例えば縦の配列方向）はＹ軸と平行となる。また、撮像素子４の有効画素領域が、４つの開口６ａ〜６ｄに対応して４つの撮像領域４ａ〜４ｄにほぼ等分される。【００４１】
次に、上鏡筒５にレンズアレイ１が固定されたレンズモジュール７が遮光ブロック６上に嵌合される。このとき、上鏡筒５の四隅の足５３ａ〜５３ｄの先端面が基板３と接触する。かくして、レンズアレイ１はＸＹ面に対して平行となり、且つ、Ｚ軸方向において位置決めされる。【００４２】
更に、ＸＹ面と平行な方向において、レンズアレイ１を含むレンズモジュール７は撮像素子４及び遮光ブロック６に対して正確に位置決めされなければならない。即ち、図２に示した上鏡筒５の中心軸５５（これは、レンズアレイ１の４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸と平行で、且つ各光軸位置を頂点とする仮想の長方形の中心を通る軸である）はＸＹ面内においてＺ軸とほぼ一致している必要がある。これに加えて、図４に示すように、４つのレンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂがＸ軸及びＹ軸とそれぞれほぼ平行である必要がある。長辺１２ａ及び短辺１２ｂがＸ軸及びＹ軸に対してそれぞれ平行でないと、レンズ１ａ〜１ｄの結像領域１３ａ〜１３ｄのうち、斜線を施した領域１４ａ〜１４ｄが撮像領域４ａ〜４ｄからはみ出してしまうからである。即ち、レンズ１ａ〜１ｄがそれぞれ結像した被写体を撮像するのに必要な画素が確保できない。図４において、４１は撮像素子４を構成する画素を示す。【００４３】
本実施の形態は、これを以下により実現する。基板３に位置決めされ固定された遮光ブロック６の四隅の外周壁に、図３に示すように、遮光ブロック６の中心軸であるＺ軸を中心軸とし、半径がｒ１である仮想の円筒面６５ｃの一部である第１摺動面６６，６７，６８，６９が設けられている。一方、図２に示すように、レンズモジュール７の上鏡筒５の四隅の足５３ａ〜５３ｄの内壁面に、上鏡筒５の中心軸５５を中心軸とし、半径がｒ２である仮想の円筒面５５ｃの一部である第２摺動面５６，５７，５８，５９が設けられている。固定側である遮光ブロック６の第１摺動面６６，６７，６８，６９上を、回転側である上鏡筒５の第２摺動面５６，５７，５８，５９が摺動するのに必要な最小限度の隙間が第１摺動面６６，６７，６８，６９と第２摺動面５６，５７，５８，５９との間に形成されるように、半径ｒ２は半径ｒ１より僅かに大きく設定される。【００４４】
遮光ブロック６の第１摺動面６６，６７，６８，６９に上鏡筒５の第２摺動面５６，５７，５８，５９がそれぞれ対向するように、遮光ブロック６にレンズモジュール７を嵌合させると、遮光ブロック６の中心軸であるＺ軸と上鏡筒５の中心軸５５とがほぼ一致する。次いで、遮光ブロック６に対してレンズモジュール７をＸＹ面内で回転調整して、図４に示した、４つのレンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂを、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ平行にする。【００４５】
このレンズモジュール７の回転調整は、例えば以下のようにして行うことができる。Ｚ軸上に被写体としての平行光源を設置して、レンズ１ａ〜１ｄ及び光学フィルタ２ａ〜２ｄを介して撮像領域４ａ〜４ｄ上に被写体像を結像させる。撮像領域４ａ〜４ｄがそれぞれ撮像したスポットの位置からレンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを算出する。そして、図５に示すように、光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂが、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ平行になるように、レンズモジュール７をＸＹ面内にて回転させる。この結果、レンズ１ａ〜１ｄの結像領域１３ａ〜１３ｄが撮像領域４ａ〜４ｄからはみ出すことがなく、撮像領域４ａ〜４ｄのそれぞれにおいて、被写体像を欠落なく撮像することができる。【００４６】
半径ｒ１と半径ｒ２との差は小さいので、回転調整の際、第１摺動面６６，６７，６８，６９に対して第２摺動面５６，５７，５８，５９はほぼ接触しながら摺動する。従って、ＸＹ面内において、Ｚ軸に対して上鏡筒５の中心軸５５はほとんどずれることはない。よって、レンズモジュール７の回転調整時に、各撮像領域４ａ〜４ｄに対する各光軸位置１１ａ〜１１ｄの相対的位置関係は、常に互いにほぼ同じである。【００４７】
上鏡筒５の四隅の足５３ａ〜５３ｄの先端面を含む平面と４つのレンズ１ａ〜１ｄが配置された平面とは平行である。そして、レンズモジュール７の回転調整時には、四隅の足５３ａ〜５３ｄの先端面が基板３に常に接触しながら摺動する。従って、レンズモジュール７を回転しても、レンズ１ａ〜１ｄが撮像領域４ａ〜４ｄ上にそれぞれ形成するスポット形状は変化することがない。従って、回転調整作業が容易になるとともに、回転位置によって撮影画像が変化することがない。【００４８】
以上のように、本実施の形態によれば、撮像領域に、これと対応しないレンズからの光が入射するのを防止するために、遮光壁６１ａ〜６１ｄを備えた遮光ブロック６を用いているので、色分離を行う光学フィルタアレイを２層設ける必要がない。従って、カメラモジュールの薄型化が可能である。【００４９】
また、遮光ブロック６が第１摺動面６６，６７，６８，６９を備え、上鏡筒５が第２摺動面５６，５７，５８，５９を備えるので、遮光ブロック６の中心軸（Ｚ軸）と上鏡筒５の中心軸５５とをほぼ一致させることができる。更に、遮光ブロック６及び撮像素子４に対してレンズモジュール７を回転調整することで、レンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂをＸ軸及びＹ軸にそれぞれ平行にすることができる。これにより、レンズ１ａ〜１ｄの結像領域１３ａ〜１３ｄが撮像領域４ａ〜４ｄからはみ出すことがなく、また、多くの不要画素を有する大型の撮像素子を用いる必要もない。従って、カメラモジュールの小型化、低コスト化が可能である。【００５０】
上記の実施の形態は一例であって、本発明はこれに限定されない。【００５１】
例えば、上記の実施の形態では、レンズモジュール７の回転調整時に被写体として平行光源を用いる例を示したが、本発明において回転調整時の被写体はこれに限定されず、例えば各種チャートを用いて光軸位置１１ａ〜１１ｄを求めても良い。【００５２】
また、上記の実施の形態では、回転調整は、遮光ブロック６及び撮像素子４を固定側とし、レンズモジュール７を回転側としたが、本発明はこれに限定されず、固定側及び回転側が上記と逆であっても、両者の相対的位置を変えることができ、上記と同様の効果を得ることができる。【００５３】
また、上記の実施の形態では、被写体からの光を赤、緑、緑、青の４つの波長帯域光に分離する光学系を示したが、本発明の光学系はこれに限定されず、例えば２つの近赤外波長帯域光と２つの緑色波長帯域光とに分離する光学系であっても良く、あるいはこれ以外の波長帯域光の組み合わせであっても良い。選択される波長帯域光によらず、本実施の形態の上記の効果を得ることができる。【００５４】
また、上記の実施の形態では、レンズアレイ１が４つのレンズ１ａ〜１ｄを備える例を示したが、本発明のレンズアレイはこれに限定されない。レンズアレイに設けられるレンズの数は、４に限定されず、２以上であればよい。また、２以上のレンズの配置は格子点状配置に限定されない。【００５５】
更に、上記の実施の形態では、レンズモジュール７は、レンズアレイ１とこれを保持する上鏡筒５とからなり、第２摺動面５６，５７，５８，５９が上鏡筒５に形成された例を示したが、本発明のレンズモジュール７はこれに限定されない。例えば、レンズモジュール７が、レンズ１ａ〜１ｄを備えたレンズアレイと第２摺動面５６，５７，５８，５９とを備える部材と、絞り５ａ〜５ｄを備えた絞り部材とからなっていても良い。【００５６】
また、上記の実施の形態では、第１摺動面６６，６７，６８，６９は遮光ブロック６の四隅のみに不連続に形成されていたが、本発明の第１摺動面はこれに限定されず、例えば、遮光ブロック６の全周にわたって連続する円筒面であっても良い。同様に、上記の実施の形態では、第２摺動面５６，５７，５８，５９は、上鏡筒５の四隅の足５３ａ〜５３ｄに不連続に形成されていたが、本発明の第２摺動面はこれに限定されず、例えば、全周にわたって連続する円筒面であっても良い。【００５７】
また、上記の実施の形態では、第１摺動面及び第２摺動面はそれぞれ不連続な４つの面を含んでいたが、本発明の第１摺動面及び第２摺動面はこれに限定されない。第１摺動面上で第２摺動面を摺動させて遮光ブロック６に対してレンズモジュール７を回転させることができれば、第１摺動面及び第２摺動面のうちの一方又は両方は不連続な２つ、３つ、又は５つ以上の面を含んでいても良い。【００５８】
また、上記の実施の形態では、第１摺動面及び第２摺動面はいずれも円筒面に沿った面であったが、本発明の第１摺動面及び第２摺動面はこれに限定されない。例えば、第１摺動面及び第２摺動面が円錐面、球面などの回転体の表面に沿った面であっても良い。【００５９】
また、上記の実施の形態では、第１摺動面と第２摺動面とは互いに面接触する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１摺動面及び第２摺動面のうちの一方が所定の面積を有する面であり、他方がこの面に対して点接触する球面又は線接触する円筒面であってもよい。【００６０】
また、上記の実施の形態では、遮光ブロック６の半径ｒ１の仮想の円筒面に沿った第１摺動面６６，６７，６８，６９の外側に、レンズモジュール７の半径ｒ２の仮想の円筒面に沿った第２摺動面５６，５７，５８，５９が配置される例を示したが、この逆に、遮光ブロック６の第１摺動面の内側にレンズモジュール７の第２摺動面が配置さても良い。この場合、ｒ１＞ｒ２となるが、半径ｒ１と半径ｒ２との差は小さい方が好ましいことは上記の実施の形態と同様である。【００６１】
また、上記の実施の形態では、レンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂの各方向が撮像素子４を構成する多数の画素の縦横の配列方向（即ち、Ｙ軸及びＸ軸）と平行となるように、レンズモジュール７を遮光ブロック６に対して回転調整する場合を説明したが、本発明の回転調整はこれに限定されない。例えば、長辺１２ａ及び短辺１２ｂの各方向が撮像素子４の多数の画素の縦横の配列方向（即ち、Ｙ軸及びＸ軸）に対して僅かな角度で傾斜するように、レンズモジュール７を遮光ブロック６に対して回転調整しても良く、この場合には、画素ずらしにより高解像度画像を得ることが可能になる。【００６２】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。【００６３】
図６は、本実施の形態２の複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図である。図６において図１と同じ部材には同じ符号が付されており、それらについての説明を省略する。【００６４】
本実施の形態のカメラモジュールの基本的構成は実施の形態１とほぼ同じである。本実施の形態は、上鏡筒５００及び遮光ブロック６００の形状に関して実施の形態１と異なる。【００６５】
図７は被写体側から見た上鏡筒５００の斜視図である。本実施の形態の上鏡筒５００は、相反する２側面に溝５０１，５０２が設けられている点で、実施の形態１の上鏡筒５と異なる。【００６６】
図８は被写体側から見た遮光ブロック６００の斜視図である。本実施の形態の遮光ブロック６００は、相反する２側面が被写体側に延長されて突出した壁６０１，６０２が設けられている点で、実施の形態１の遮光ブロック６と異なる。【００６７】
遮光ブロック６００に上鏡筒５００を嵌合させると、図９及び図１０に示すように、溝５０１，５０２に壁６０１，６０２が嵌り込む。このとき、壁６０１，６０２に比べて溝５０１，５０２が大きいので、遮光ブロック６００に対して上鏡筒５００をＸＹ面内において回転させることは可能である。但し、その回転可能範囲は、壁６０１，６０２と溝５０１，５０２とが当接しない範囲に限定される。即ち、壁６０１，６０２及び溝５０１，５０２は、遮光ブロック６００に対する上鏡筒５００を含むレンズモジュール７の回転の角度を制限する機構（ストッパー）として機能する。【００６８】
本実施の形態では、溝５０１，５０２に壁６０１，６０２が嵌り込むように遮光ブロック６００に上鏡筒５００を嵌合させるだけで、図４に示した、４つのレンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂのＸ軸及びＹ軸に対する傾き量を小さくすることができる。従って、その後のレンズモジュール７の回転調整工程における調整量を少なくすることができる。よって、レンズモジュール７の回転調整工程の時間を短縮することができ、カメラモジュールの生産性を向上させることができる。【００６９】
溝５０１，５０２と壁６０１，６０２との間には、レンズモジュール７の回転調整を行うことができる程度の隙間９０１，９０２が存在している。従って、レンズモジュール７の回転調整工程後に、この隙間９０１，９０２に接着剤を塗布して上鏡筒５００と遮光ブロック６００とを固定することができる。このように、遮光ブロック６００に対するレンズモジュール７の回転制限機構（ストッパー）を利用してレンズモジュール７と遮光ブロック６００とを固定することで、両者の固定方法が簡単化でき、組み立て作業性が向上する。また、遮光ブロック６００とレンズモジュール７とを固定するための部品や形状などを新たに設計して設ける必要がない。従って、更に低コストな複眼方式のカメラモジュールを実現することが可能となる。【００７０】
溝５０１，５０２と壁６０１，６０２との間の間隔がＺ軸方向において被写体に近いほど大きくなるように、溝５０１，５０２及び／又は壁６０１，６０２の側面が傾斜していても良い。これにより、隙間９０１，９０２内に接着剤を確実に注入させることができ、また、接着剤の接着面積が拡大するので、遮光ブロック６００とレンズモジュール７とをより強固に固定することができる。【００７１】
上記の実施の形態では、遮光ブロック６００に対するレンズモジュール７の回転制限機構として、溝５０１，５０２と壁６０１，６０２との組み合わせを示したが、本発明の回転制限機構はこれに限定されず、例えば円弧状の溝（又は穴）とこれに挿入されたピンとの組み合わせなど、遮光ブロック６００に対してレンズモジュール７のＸＹ面内での回転を許容し、且つその回転角度を所定の範囲内に制限できる機構であれば使用することができ、その場合も上記と同様の効果を得ることができる。【００７２】
（実施の形態３）
複数のレンズを有するレンズアレイ１は、例えばレンズ材料（例えば樹脂又はガラス）を金型を用いて成型することにより一体に得ることができる。このような場合、金型の製作誤差や成型誤差等により、得られたレンズアレイ上の複数のレンズの光軸位置が所望する位置からずれてしまう場合がある。例えば、図１１Ａに示すように、格子点状に配置された４つのレンズ１ａ〜１ｄ（図示せず）の光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする四角形が正確に長方形でない場合がある。このような場合、レンズ１ａ〜１ｄの結像領域１３ａ〜１３ｄが撮像領域４ａ〜４ｄからはみ出さないように遮光ブロック６，６００に対してレンズモジュール７を回転調整しても、例えばカメラモジュールを用いて被写体までの距離を三角測量の原理を利用して測定する場合に、測定精度が低下したり、演算時間が長時間化したりするという問題が生じる。【００７３】
カメラモジュールを用いて距離を測定する原理を図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて説明する。図１２Ａは、２つのレンズ１ａ，１ｃの光軸１１ａ，１１ｃを含む面と直交する方向に沿って見た側面図を示し、図１２Ｂは２つのレンズ１ａ，１ｃの光軸１１ａ，１１ｃと平行な方向に沿って見た平面図を示す。１５ａ，１５ｃは光軸１１ａ，１１ｃが撮像素子４の撮像領域と交わる位置である。光軸１１ｃ上にある被写体２００は、レンズ１ａ，１ｃにより、撮像素子４の撮像領域上に被写体像２０１ａ，２０１ｃとして結像される。レンズ１ａ，１ｃの光軸１１ａ，１１ｃが互いに異なるため、レンズ１ａ，１ｃから被写体２００までの距離が変わると、被写体像２０１ａの位置は撮像素子４上で、交点１５ａと交点１５ｃとを結ぶ直線２０２上を移動する。この現象は「視差」と呼ばれる。被写体像２０１ａの交点１５ａからのずれ量（以下、「視差量」という）をＳ、光軸１１ａ，１１ｃ間の距離をｄ、被写体距離（レンズ１ｃから被写体２００までの距離）をＡ、結像距離をｆとすると、これらはＡ／ｄ＝ｆ／Ｓの関係を満足する。従って、視差量Ｓを求めれば被写体距離Ａを求めることができる。具体的には、レンズ１ｃを介して得られた撮像画像を基準画像とし、レンズ１ａを介して得られた撮像画像を被比較画像として、基準画像内での被写体像２０１ｃの位置に対する、被比較画像内での被写体像２０１ａの位置のずれ量（即ち視差量）Ｓを求める。視差量Ｓを求めるためには、基準画像内の被写体像２０１ｃに対応する被写体像２０１ａを被比較画像内で探索する（これを「ステレオマッチング」という）必要がある。このステレオマッチングを行う場合、図１２Ｂに示す直線２０２の方向と撮像素子４の画素の配列方向とが一致していないと、被比較画像内において被写体像２０１ａを正確に特定できず、被写体距離を正確に求めることができなくなる。あるいは、被比較画像内で被写体像２０１ａを探索するのに多くの時間が必要となり、演算時間が長くなる。【００７４】
図１１Ａのように格子点状に配置された４つのレンズを備えたカメラモジュールを用いて、上２つの撮像領域４ａ，４ｃから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行い被写体距離を測定し、且つ、下２つの撮像領域４ｂ，４ｄから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行い被写体距離を測定する場合を考える。この場合、光軸１１ａ，１１ｃを結ぶ直線１２ａ1の方向及び／又は光軸１１ｂ，１１ｄを結ぶ直線１２ａ2の方向が、画素４１の横の配列方向（即ちＸ軸）と平行でないと、上述したように被写体距離の測定精度が低下し、また、演算時間が長くなる。【００７５】
そこで、Ｘ軸に対する直線１２ａ1及び直線１２ａ2の平行度が最適化されるように、遮光ブロック６，６００に対してレンズモジュール７を回転調整する。具体的は、図１１Ｂに示すように、光軸１１ｃに対する光軸１１ａのＹ軸方向におけるずれ量Ｄｙ1及び光軸１１ｄに対する光軸１１ｂのＹ軸方向におけるずれ量Ｄｙ2のうちの一方（より好ましくは両方）がＹ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下に設定されることが好ましい。これにより、被写体距離測定において実用上問題のない測定精度及び演算時間が得られる。【００７６】
上記の説明では、上２つの撮像領域４ａ，４ｃから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行い、且つ、下２つの撮像領域４ｂ，４ｄから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行う場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。【００７７】
例えば、右２つの撮像領域４ａ，４ｂから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行い、且つ、左２つの撮像領域４ｃ，４ｄから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行うこともできる。この場合、光軸１１ａに対する光軸１１ｂのＸ軸方向におけるずれ量Ｄｘ1及び光軸１１ｃに対する光軸１１ｄのＸ軸方向におけるずれ量Ｄｘ2のうちの一方（より好ましくは両方）がＸ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下になるように、遮光ブロック６，６００に対してレンズモジュール７を回転調整することが好ましい。【００７８】
あるいは、上２つの撮像領域４ａ，４ｃから得られた２つの撮像画像のみを用いて被写体距離を測定しても良く、その場合は、ずれ量Ｄｙ1がＹ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下に設定されることが好ましい。同様に、下２つの撮像領域４ｂ，４ｄから得られた２つの撮像画像のみを用いて被写体距離を測定しても良く、その場合は、ずれ量Ｄｙ2がＹ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下に設定されることが好ましい。更に、右２つの撮像領域４ａ，４ｂから得られた２つの撮像画像のみを用いて被写体距離を測定しても良く、その場合は、ずれ量Ｄｘ1がＸ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下に設定されることが好ましい。同様に、左２つの撮像領域４ｃ，４ｄから得られた２つの撮像画像のみを用いて被写体距離を測定しても良く、その場合は、ずれ量Ｄｘ2がＸ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下に設定されることが好ましい。【００７９】
上記の実施の形態では、レンズアレイが４つのレンズを有する場合を例に説明したが、レンズアレイが２つのレンズのみを有している場合には、２つのレンズの光軸を結ぶ方向を上記のようにＸ軸又はＹ軸とほぼ平行に設定することにより、上記と同様の効果を得ることができる。【００８０】
また、レンズアレイが５以上のレンズを有する場合には、そのうちの２つ又は４つのレンズを、上記の条件が満足されるように撮像素子４に対して配置することにより、上記と同様の効果を得ることができる。被写体距離の測定精度を向上させるためには、レンズの光軸間距離ｄが大きくなるように、距離測定に利用するレンズを選択するのが好ましい。【００８１】
測定精度及び演算速度を向上させるためには、同じ波長帯域光により得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行うことが好ましいが、異なる波長帯域光により得られた２つの撮像画像間でもステレオマッチングを行うことは可能であり被写体距離を測定することは可能である。【００８２】
以上に説明した実施の形態は、いずれもあくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、その発明の精神と請求の範囲に記載する範囲内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の複眼方式のカメラモジュールの利用分野は特に制限はないが、例えば小型、薄型でカメラ機能を備えた携帯電話、デジタルスチルカメラ、監視用カメラ、車載カメラなどに好ましく利用することができる。
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年3月28日(2008.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一平面上に配置された複数のレンズを一体に有するレンズモジュールと、複数の撮像領域と、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、それぞれが特定の波長帯域の光を透過させる複数の光学フィルタを有する光学フィルタアレイと、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、互いに独立した複数の開口を形成する遮光壁を備えた遮光ブロックとを備え、前記複数のレンズと前記複数の撮像領域と前記複数の光学フィルタと前記複数の開口とが一対一に対応する複眼方式のカメラモジュールであって、
第１摺動面が前記遮光ブロックに設けられており、
前記複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールが回転可能なように、前記第１摺動面上を摺動する第２摺動面が前記レンズモジュールに設けられていることを特徴とする複眼方式のカメラモジュール。
【請求項２】
前記第１摺動面は前記回転中心軸を中心軸とする円筒面の少なくとも一部を含み、前記第２摺動面は円筒面の少なくとも一部を含む請求項１に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項３】
前記遮光ブロックに対する前記レンズモジュールの前記回転の角度を制限する機構を更に備える請求項１に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項４】
前記機構にて前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとが固定されている請求項３に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項５】
互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されており、
前記レンズモジュールが格子点状に配置された少なくとも第１〜第４のレンズを有し、
前記第１レンズの光軸と前記第３レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第２レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第１方向とほぼ平行であり、
前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第３レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第２方向とほぼ平行であり、
前記第１レンズの光軸に対する前記第３レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量、及び、前記第２レンズの光軸に対する前記第４レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量のうちの一方又は両方が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下である請求項１に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項６】
互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されており、
前記レンズモジュールが少なくとも第１及び第２のレンズを有し、
前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第１方向とほぼ平行であり、
前記第１レンズの光軸に対する前記第２レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下である請求項１に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項７】
一平面上に配置された複数のレンズを一体に有するレンズモジュールと、複数の撮像領域と、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、それぞれが特定の波長帯域の光を透過させる複数の光学フィルタを有する光学フィルタアレイと、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、互いに独立した複数の開口を形成する遮光壁を備えた遮光ブロックとを備え、前記複数のレンズと前記複数の撮像領域と前記複数の光学フィルタと前記複数の開口とが一対一に対応する複眼方式のカメラモジュールの製造方法であって、
前記複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させ、
次いで、前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとを固定する
ことを特徴とする複眼方式のカメラモジュールの製造方法。
【請求項８】
前記カメラモジュールが、前記遮光ブロックに対する前記レンズモジュールの前記回転の角度を制限する機構を更に備え、
前記制限された角度の範囲内で前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させる請求項７に記載の複眼方式のカメラモジュールの製造方法。
【請求項９】
前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとの固定を前記機構にて行う請求項８に記載の複眼方式のカメラモジュールの製造方法。
【請求項１０】
互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されており、
前記レンズモジュールが格子点状に配置された少なくとも第１〜第４のレンズを有し、
前記第１レンズの光軸と前記第３レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第２レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向が記第１方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第３レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向が前記第２方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸に対する前記第３レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量、及び、前記第２レンズの光軸に対する前記第４レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量のうちの一方又は両方が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下となるように、前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させる請求項７に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項１１】
互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されており、
前記レンズモジュールが少なくとも第１及び第２のレンズを有し、
前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向が前記第１方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸に対する前記第２レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下となるように、前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させる請求項７に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型、薄型のカメラモジュール及びその製造方法に関する。特に、複数の撮影光学レンズによって画像を撮像する複眼方式のカメラモジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオやデジタルカメラのような撮像装置では、レンズを介して被写体像をＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子上に結像することにより、被写体を２次元の画像情報に変換する。このような撮像装置に搭載されるカメラモジュールには小型、薄型化が要求される。
【０００３】
カメラモジュールの小型、薄型化を実現するために、複眼方式のカメラモジュールが提案されている。
【０００４】
複眼式のカメラモジュールの一例が特許文献１に記載されており、これを図１３を用いて説明する。３つのレンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃを有するレンズアレイ１００と、撮像素子１０５とが対向して配置されている。レンズアレイ１００の被写体側の面には、３つのレンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃにそれぞれ対応して緑色分光フィルタ１０２ａ、赤色分光フィルタ１０２ｂ、青色分光フィルタ１０２ｃを有する光学フィルタアレイ１０２が設けられている。撮像素子１０５のレンズアレイ１００側の面にも、３つのレンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃにそれぞれ対応して緑色分光フィルタ１０３ａ、赤色分光フィルタ１０３ｂ、青色分光フィルタ１０３ｃを有する光学フィルタアレイ１０３が設けられている。光学フィルタアレイ１０２の被写体側には、レンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃの光軸と一致する位置に絞り（開口）を有する絞り部材１０７が配置されている。レンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、被写体像を撮像素子１０５上の対応する撮像領域上にそれぞれ形成する。レンズ１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、それぞれが受け持つ光の波長が限定されるので、単レンズでありながら、被写体像を撮像素子１０５上に結像することができる。従って、カメラモジュールを薄型化することが可能である。
【０００５】
しかしながら、このカメラモジュールでは、あるレンズを通過した光が、撮像素子１０５上のこのレンズと対応しない撮像領域に入射するのを防止するために、絞り部材１０７とレンズアレイ１００との間に光学フィルタアレイ１０２が設けられ、更にレンズアレイ１００と撮像素子１０５との間に光学フィルタアレイ１０３が設けられている。レンズアレイ１００と撮像素子１０５との間には必要な光学長を確保する必要があるため、これらの間に光学フィルタアレイ１０３を設けても、レンズモジュールの厚みは増加しない。ところが、絞り部材１０７とレンズアレイ１００との間に光学フィルタアレイ１０２を設けると、この光学フィルタアレイ１０２の厚み分だけカメラモジュールが厚くなってしまう。即ち、図１３のカメラモジュールは、薄型化が不十分であるという問題があった。
【０００６】
この問題を解決する複眼式のカメラモジュールが特許文献２に記載されており、これを図１４を用いて説明する。被写体側から順に、絞り部材１１１、レンズアレイ１１２、遮光ブロック１１３、光学フィルタアレイ１１４、撮像素子１１６が配置されている。レンズアレイ１１２は複数のレンズを備える。絞り部材１１１は、レンズアレイ１１２の各レンズの光軸と一致する位置にそれぞれ絞り（開口）を備える。光学フィルタアレイ１１４は、レンズアレイ１１２の各レンズに対応する領域ごとに分光特性が異なる複数の光学フィルタを備え、撮像素子１１６の受光面を覆っている。遮光ブロック１１３は、レンズアレイ１１２の隣り合うレンズ間の境界、即ち、光学フィルタアレイ１１４の隣り合う光学フィルタ間の境界と一致する位置に遮光壁１１３ａを備えている。撮像素子１１６は半導体基板１１５上に搭載されている。半導体基板１１５上には、更に、駆動回路１１７、信号処理回路１１８が実装されている。
【０００７】
このカメラモジュールによれば、あるレンズを通過した光が、光学フィルタアレイ１１４のこのレンズに対応しないフィルタに入射するのを遮光ブロック１１３の遮光壁１１３ａが防止する。従って、図１３のカメラモジュールにおいて必要であった、絞り部材１０７とレンズアレイ１００との間の光学フィルタアレイ１０２が不要である。よって、カメラモジュールの更なる薄型化が可能である。
【特許文献１】特開２００１−７８２１７号公報
【特許文献２】特開２００３−１４３４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１４のカメラモジュールでは、光軸と垂直な面と平行な方向におけるレンズアレイ１１２に対する遮光ブロック１１３の組み立てばらつきなどによって、遮光ブロック１１３の遮光壁１１３ａが撮像素子１１６の必要な撮像領域を塞いでしまうという問題があった。また、このばらつきを考慮して撮像素子１１６上の撮像領域を広く設定すると、実際の撮像では使用されない画素数が増加して、撮像素子１１６の大型化、コスト高を招くという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の従来の問題を解決し、薄型で、撮像素子の無駄になる画素が少ないために小型且つ低コストである複眼方式のカメラモジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の複眼方式のカメラモジュールは、一平面上に配置された複数のレンズを一体に有するレンズモジュールと、複数の撮像領域と、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、それぞれが特定の波長帯域の光を透過させる複数の光学フィルタを有する光学フィルタアレイと、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、互いに独立した複数の開口を形成する遮光壁を備えた遮光ブロックとを備える。前記複数のレンズと前記複数の撮像領域と前記複数の光学フィルタと前記複数の開口とが一対一に対応する。
【００１１】
第１摺動面が前記遮光ブロックに設けられている。また、前記複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールが回転可能なように、前記第１摺動面上を摺動する第２摺動面が前記レンズモジュールに設けられている。
【００１２】
次に、複眼方式のカメラモジュールの本発明の製造方法は、一平面上に配置された複数のレンズを一体に有するレンズモジュールと、複数の撮像領域と、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、それぞれが特定の波長帯域の光を透過させる複数の光学フィルタを有する光学フィルタアレイと、前記レンズモジュールと前記複数の撮像領域との間に配置され、互いに独立した複数の開口を形成する遮光壁を備えた遮光ブロックとを備え、前記複数のレンズと前記複数の撮像領域と前記複数の光学フィルタと前記複数の開口とが一対一に対応する複眼方式のカメラモジュールの製造方法である。
【００１３】
前記製造方法において、前記複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させ、次いで、前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとを固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮像領域に、これと対応しないレンズからの光が入射するのを防止するために、遮光壁を備えた遮光ブロックを用いているので、薄型のカメラモジュールを実現できる。
【００１５】
また、本発明のカメラモジュールでは、遮光ブロックが第１摺動面を備え、レンズモジュールが第１摺動面上を摺動する第２摺動面を備える。また、本発明の製造方法では、複数の撮像領域に対して垂直な軸を回転中心軸として遮光ブロックに対してレンズモジュールを回転させ、次いで、レンズモジュールと遮光ブロックとを固定する。これにより、レンズの結像領域が撮像領域からはみ出すことがなく、また、多くの不要画素を有する大型の撮像素子を用いる必要もない。従って、カメラモジュールの小型化、低コスト化が可能である。
【００１６】
かくして、薄型、小型、且つ安価な複眼方式のカメラモジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の上記の複眼方式のカメラモジュールにおいて、前記第１摺動面は前記回転中心軸を中心軸とする円筒面の少なくとも一部を含み、前記第２摺動面は円筒面の少なくとも一部を含むことが好ましい。これにより、遮光ブロックに対してレンズモジュールが回転する機構を容易に実現できる。
【００１８】
本発明の上記の複眼方式のカメラモジュールは、前記遮光ブロックに対する前記レンズモジュールの前記回転の角度を制限する機構を更に備えることが好ましい。これにより、遮光ブロックに対するレンズモジュールの回転調整範囲が小さくなるので、生産性を向上でき、更に低コストな複眼方式のカメラモジュールを実現することが可能となる。
【００１９】
この場合において、前記機構にて前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとが固定されていることが好ましい。これにより、レンズモジュールと遮光ブロックとを固定するための部品や形状などを新たに設計して設ける必要がない。また、レンズモジュールと遮光ブロックとの固定方法が簡単化でき、組み立て作業性が向上する。従って、更に低コストな複眼方式のカメラモジュールを実現することが可能となる。
【００２０】
本発明の上記の複眼方式のカメラモジュールにおいて、互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されていることが好ましく、前記レンズモジュールが格子点状に配置された少なくとも第１〜第４のレンズを有していることが好ましい。この場合、前記第１レンズの光軸と前記第３レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第２レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第１方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第３レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第２方向とほぼ平行であることが好ましい。そして、前記第１レンズの光軸に対する前記第３レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量、及び、前記第２レンズの光軸に対する前記第４レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量のうちの一方又は両方が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下であることが好ましい。これにより、第１方向にほぼ沿って配置された第１及び第３レンズ及び／又は第１方向にほぼ沿って配置された第２及び第４レンズを用いて、三角測量の原理を利用して、被写体までの距離を短時間で高精度に測定することができる。
【００２１】
あるいは、本発明の上記の複眼方式のカメラモジュールにおいて、互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されていることが好ましく、前記レンズモジュールが少なくとも第１及び第２のレンズを有していることが好ましい。この場合、前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向は前記第１方向とほぼ平行であることが好ましい。そして、前記第１レンズの光軸に対する前記第２レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下であることが好ましい。これにより、第１方向にほぼ沿って配置された第１及び第２レンズを用いて、三角測量の原理を利用して、被写体までの距離を短時間で高精度に測定することができる。
【００２２】
次に、本発明の上記の製造方法において、前記カメラモジュールが、前記遮光ブロックに対する前記レンズモジュールの前記回転の角度を制限する機構を更に備えることが好ましい。そして、前記制限された角度の範囲内で前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させることが好ましい。これにより、遮光ブロックに対するレンズモジュールの回転調整範囲が小さくなるので、生産性を向上でき、更に低コストな複眼方式のカメラモジュールを提供することが可能となる。
【００２３】
この場合において、前記レンズモジュールと前記遮光ブロックとの固定を前記機構にて行うことが好ましい。これにより、レンズモジュールと遮光ブロックとを固定するための部品や形状などを新たに設計して設ける必要がない。また、レンズモジュールと遮光ブロックとの固定方法が簡単化でき、組み立て作業性が向上する。従って、更に低コストな複眼方式のカメラモジュールを提供することが可能となる。
【００２４】
本発明の上記の製造方法において、互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されていることが好ましく、前記レンズモジュールが格子点状に配置された少なくとも第１〜第４のレンズを有していることが好ましい。この場合、前記第１レンズの光軸と前記第３レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第２レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向が記第１方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向、及び前記第３レンズの光軸と前記第４レンズの光軸とを結ぶ方向が前記第２方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸に対する前記第３レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量、及び、前記第２レンズの光軸に対する前記第４レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量のうちの一方又は両方が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下となるように、前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させることが好ましい。これにより、第１方向にほぼ沿って配置された第１及び第３レンズ及び／又は第１方向にほぼ沿って配置された第２及び第４レンズを用いて、三角測量の原理を利用して、被写体までの距離を短時間で高精度に測定することができる。
【００２５】
あるいは、本発明の上記の製造方法において、互いに直交する第１方向及び第２方向に沿って前記複数の撮像領域の画素がマトリクス状に配置されていることが好ましく、前記レンズモジュールが少なくとも第１及び第２のレンズを有していることが好ましい。この場合、前記第１レンズの光軸と前記第２レンズの光軸とを結ぶ方向が前記第１方向とほぼ平行であり、且つ、前記第１レンズの光軸に対する前記第２レンズの光軸の前記第２方向におけるずれ量が前記第２方向における前記画素の配置ピッチ以下となるように、前記遮光ブロックに対して前記レンズモジュールを回転させることが好ましい。これにより、第１方向にほぼ沿って配置された第１及び第２レンズを用いて、三角測量の原理を利用して、被写体までの距離を短時間で高精度に測定することができる。
【００２６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態１の複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図である。図１において、１はレンズアレイ、２は光学フィルタアレイ、３は基板、４は撮像素子、５は上鏡筒、６は遮光ブロック（下鏡筒）、７はレンズモジュールである。説明の便宜のために、図示したようなＸＹＺ直交座標系を設定する。ここでＺ軸は、撮像素子４の有効画素領域のほぼ中心を通り、これと垂直な軸とする。Ｘ軸はＺ軸と直交し遮光ブロック６の後述する遮光壁６１ａ，６１ｃと平行な軸であり、Ｙ軸はＺ軸と直交し遮光ブロック６の後述する遮光壁６１ｂ，６１ｄと平行な軸である。
【００２８】
レンズアレイ１は、ＸＹ面と平行な同一平面上に格子点状に配置された４つ単レンズ１ａ〜１ｄを一体に有する。４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸はＺ軸と平行であり、ＸＹ面に平行な仮想の長方形の４つの頂点に配置されている。レンズ１ａ〜１ｄは、それぞれ光の３原色のうちの赤、青、緑のいずれかの波長帯域の光に対して要求されるＭＴＦ等の光学仕様を満足するよう設計されている。具体的は、レンズ１ａは赤色、レンズ１ｂは緑色、レンズ１ｃは緑色、レンズ１ｄは青色の各波長帯域の光に最適に設計されている。レンズ１ａ〜１ｄは、ガラスあるいはプラスチックなどの材料を用いて一体に形成されている。レンズ１ａ〜１ｄの各々は、被写体（図示せず）からの光を光学フィルタアレイ２を通過した後、撮像素子４上に結像させる。
【００２９】
光学フィルタアレイ２はレンズアレイ１と撮像素子４との間に配置されている。光学フィルタアレイ２も、レンズアレイ１と同様に、ＸＹ面と平行な同一平面上に配置された４つの光学フィルタ２ａ〜２ｄを有する。４つの光学フィルタ２ａ〜２ｄは、それぞれ赤、緑、青のうちのいずれかの波長帯域の光のみを透過する。具体的には、光学フィルタ２ａは赤色、光学フィルタ２ｂは緑色、光学フィルタ２ｃは緑色、光学フィルタ２ｄは青色の各波長帯域の光を透過させる。なお、赤外線をカットする必要がある場合には、光学フィルタ２ａ〜２ｄにその特性が付加されていても良い。４つの光学フィルタ２ａ〜２ｄは、４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸上にそれぞれ配置される。
【００３０】
撮像素子４は、ＣＣＤ等の撮像センサであり、縦横方向に２次元配列された多数の画素を備えている。撮像素子４の有効画素領域は、４つの撮像領域４ａ〜４ｄにほぼ等分されている。４つの撮像領域４ａ〜４ｄは、４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸上にそれぞれ配置されている。これにより、４つの撮像領域４ａ〜４ｄ上に、赤、緑、青のうちのいずれかの波長成分のみからなる被写体像が独立して形成される。具体的には、レンズ１ａを通過した被写体からの光のうち赤色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ａを通過して撮像領域４ａ上に赤色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。同様に、レンズ１ｂを通過した被写体からの光のうち緑色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ｂを通過して撮像領域４ｂ上に緑色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。レンズ１ｃを通過した被写体からの光のうち緑色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ｃを通過して撮像領域４ｃ上に緑色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。レンズ１ｄを通過した被写体からの光のうち青色の波長帯域光のみが、光学フィルタ２ｄを通過して撮像領域４ｄ上に青色の波長成分のみからなる被写体像を結像する。
【００３１】
撮像素子４の撮像領域４ａ〜４ｄを構成する各画素は、入射した被写体からの光を光電変換し、光の強度に応じた電気信号（図示せず）をそれぞれ出力する。
【００３２】
撮像素子４から出力された電気信号は、様々な信号処理が施され、映像処理される。たとえば、緑色の波長帯域光が入射する撮像領域４ｂ，４ｃが撮像した２つの画像からこれらの画像間の視差量を求め、これより４つの撮像領域４ａ〜４ｄがそれぞれ撮像した４つの画像間の視差量を求め、これらの視差量を考慮して赤、緑、青の３色の画像を合成して１つのカラー画像を作成することができる。あるいは、撮像領域４ｂ，４ｃが撮像した２つの画像を比較して被写体までの距離を三角測量の原理を利用して測定することもできる。これらの処理はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ、図示せず）等を用いて行うことができる。
【００３３】
上鏡筒５は、図２に示すように、その下面に、レンズアレイ１を保持し固定する凹部５１を備える。レンズアレイ１は凹部５１内に嵌入されることで、上鏡筒５に対して位置決めされる。また、保持されたレンズアレイ１の４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸が通過する位置に４つの絞り（開口）５ａ〜５ｄが形成されている。上鏡筒５は光を透過しない材料からなり、絞り５ａ〜５ｄ以外から不要な外光がレンズ１ａ〜１ｄに入射するのを遮蔽する。
【００３４】
レンズアレイ１と、これを保持する上鏡筒５とで、レンズモジュール７が構成される。
【００３５】
遮光ブロック６は、図３に示すように、互いに独立した４つの開口６ａ〜６ｄを形成するように十字状に配置された遮光壁６１ａ〜６１ｄと、遮光壁６１ａ〜６１ｄを保持する外筒部６２とを備える。遮光壁６１ａ〜６１ｄは遮光ブロック６の中心軸であるＺ軸に対して放射状に伸びており、遮光壁６１ａ，６１ｃはＸＺ面に沿っており、遮光壁６１ｂ，６１ｄはＹＺ面に沿っている。４つの開口６ａ〜６ｄは、４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸上にそれぞれ配置される。遮光壁６１ａ〜６１ｄが撮像素子４の有効画素領域を４つの撮像領域４ａ〜４ｄに分割している。Ｚ軸と平行な方向から見た開口６ａ〜６ｄの大きさは、撮像領域４ａ〜４ｄとほぼ同じかこれより大きい。レンズ１ａ〜１ｄをそれぞれ通過した被写体からの光は、開口６ａ〜６ｄを通過して、撮像領域４ａ〜４ｄ上にそれぞれ結像される。遮光壁６１ａ〜６１ｄは、レンズ１ａ〜１ｄのうちの一つを通過した光が、このレンズと対応しない撮像領域に入射するのを防ぐ。例えば、斜めにレンズ１ｂに入射し光学フィルタ２ｂを通過した緑色の波長帯域光が、本来、赤色の波長帯域光のみが入射すべきである撮像領域４ａに入射しないように、この緑色の波長帯域光を遮断する遮光壁６１ａが撮像領域４ａと撮像領域４ｂとの境界に沿って設けられている。開口６ａ〜６ｄを取り囲む外筒部６２は、レンズアレイ１及び光学フィルタアレイ２を通過しない外光が撮像領域４ａ〜４ｄに入射するのを防止する。このように遮光ブロック６によって、各撮像領域４ａ〜４ｄに不要光が入射することがなく、迷光等の発生を防止できる。この機能を有効に発揮させるため、遮光ブロック６は、上鏡筒５と同様に光を透過しない材料からなる。さらに開口６ａ〜６ｄ内に露出された遮光壁６１ａ〜６１ｄ及び外筒部６２の側面は光の反射が極力小さくなるように、各種表面処理（例えば、粗面化処理、メッキ、黒色化処理など）が施されていることが好ましい。
【００３６】
遮光ブロック６のレンズアレイ１側の面には、光学フィルタアレイ２を保持し固定する凹部６３を備える。光学フィルタアレイ２は凹部６３内に嵌入されることで、遮光ブロック６に対して位置決めされる。光学フィルタ２ａ〜２ｄは、開口６ａ〜６ｄ内にそれぞれ配置される。
【００３７】
次に、本実施の形態のカメラモジュールの組み立て方法を説明する。
【００３８】
撮像素子４が基板３に対して位置決めされ固定される。撮像素子４は、基板３とワイヤーボンディング等で電気的に接続され、更に、撮像素子４からの電気信号を処理するＤＳＰ等の電子部品に接続される。このＤＳＰ等の電子部品も基板３に実装されていても良い。基板３は、電気的な接続と、組立て時の各部品の基準面としての機能を果たす。
【００３９】
次に、遮光ブロック６の中心軸であるＺ軸が撮像素子４の有効画素領域のほぼ中心を通り、且つ、遮光ブロック６の遮光壁６１ａ〜６１ｄが撮像素子４を構成する多数の画素の縦横の配列方向と一致するように、光学フィルタアレイ２が固定された遮光ブロック６が撮像素子４に対して位置決めされて基板３上に固定される。これにより、撮像素子４の受光面はＺ軸に対して垂直となり、撮像素子４を構成するマトリクス状に配置された多数の画素の一方の配列方向（例えば横の配列方向）はＸ軸と平行となり、他方の配列方向（例えば縦の配列方向）はＹ軸と平行となる。また、撮像素子４の有効画素領域が、４つの開口６ａ〜６ｄに対応して４つの撮像領域４ａ〜４ｄにほぼ等分される。
【００４０】
次に、上鏡筒５にレンズアレイ１が固定されたレンズモジュール７が遮光ブロック６上に嵌合される。このとき、上鏡筒５の四隅の足５３ａ〜５３ｄの先端面が基板３と接触する。かくして、レンズアレイ１はＸＹ面に対して平行となり、且つ、Ｚ軸方向において位置決めされる。
【００４１】
更に、ＸＹ面と平行な方向において、レンズアレイ１を含むレンズモジュール７は撮像素子４及び遮光ブロック６に対して正確に位置決めされなければならない。即ち、図２に示した上鏡筒５の中心軸５５（これは、レンズアレイ１の４つのレンズ１ａ〜１ｄの各光軸と平行で、且つ各光軸位置を頂点とする仮想の長方形の中心を通る軸である）はＸＹ面内においてＺ軸とほぼ一致している必要がある。これに加えて、図４に示すように、４つのレンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂがＸ軸及びＹ軸とそれぞれほぼ平行である必要がある。長辺１２ａ及び短辺１２ｂがＸ軸及びＹ軸に対してそれぞれ平行でないと、レンズ１ａ〜１ｄの結像領域１３ａ〜１３ｄのうち、斜線を施した領域１４ａ〜１４ｄが撮像領域４ａ〜４ｄからはみ出してしまうからである。即ち、レンズ１ａ〜１ｄがそれぞれ結像した被写体を撮像するのに必要な画素が確保できない。図４において、４１は撮像素子４を構成する画素を示す。
【００４２】
本実施の形態は、これを以下により実現する。基板３に位置決めされ固定された遮光ブロック６の四隅の外周壁に、図３に示すように、遮光ブロック６の中心軸であるＺ軸を中心軸とし、半径がｒ１である仮想の円筒面６５ｃの一部である第１摺動面６６，６７，６８，６９が設けられている。一方、図２に示すように、レンズモジュール７の上鏡筒５の四隅の足５３ａ〜５３ｄの内壁面に、上鏡筒５の中心軸５５を中心軸とし、半径がｒ２である仮想の円筒面５５ｃの一部である第２摺動面５６，５７，５８，５９が設けられている。固定側である遮光ブロック６の第１摺動面６６，６７，６８，６９上を、回転側である上鏡筒５の第２摺動面５６，５７，５８，５９が摺動するのに必要な最小限度の隙間が第１摺動面６６，６７，６８，６９と第２摺動面５６，５７，５８，５９との間に形成されるように、半径ｒ２は半径ｒ１より僅かに大きく設定される。
【００４３】
遮光ブロック６の第１摺動面６６，６７，６８，６９に上鏡筒５の第２摺動面５６，５７，５８，５９がそれぞれ対向するように、遮光ブロック６にレンズモジュール７を嵌合させると、遮光ブロック６の中心軸であるＺ軸と上鏡筒５の中心軸５５とがほぼ一致する。次いで、遮光ブロック６に対してレンズモジュール７をＸＹ面内で回転調整して、図４に示した、４つのレンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂを、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ平行にする。
【００４４】
このレンズモジュール７の回転調整は、例えば以下のようにして行うことができる。Ｚ軸上に被写体としての平行光源を設置して、レンズ１ａ〜１ｄ及び光学フィルタ２ａ〜２ｄを介して撮像領域４ａ〜４ｄ上に被写体像を結像させる。撮像領域４ａ〜４ｄがそれぞれ撮像したスポットの位置からレンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを算出する。そして、図５に示すように、光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂが、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ平行になるように、レンズモジュール７をＸＹ面内にて回転させる。この結果、レンズ１ａ〜１ｄの結像領域１３ａ〜１３ｄが撮像領域４ａ〜４ｄからはみ出すことがなく、撮像領域４ａ〜４ｄのそれぞれにおいて、被写体像を欠落なく撮像することができる。
【００４５】
半径ｒ１と半径ｒ２との差は小さいので、回転調整の際、第１摺動面６６，６７，６８，６９に対して第２摺動面５６，５７，５８，５９はほぼ接触しながら摺動する。従って、ＸＹ面内において、Ｚ軸に対して上鏡筒５の中心軸５５はほとんどずれることはない。よって、レンズモジュール７の回転調整時に、各撮像領域４ａ〜４ｄに対する各光軸位置１１ａ〜１１ｄの相対的位置関係は、常に互いにほぼ同じである。
【００４６】
上鏡筒５の四隅の足５３ａ〜５３ｄの先端面を含む平面と４つのレンズ１ａ〜１ｄが配置された平面とは平行である。そして、レンズモジュール７の回転調整時には、四隅の足５３ａ〜５３ｄの先端面が基板３に常に接触しながら摺動する。従って、レンズモジュール７を回転しても、レンズ１ａ〜１ｄが撮像領域４ａ〜４ｄ上にそれぞれ形成するスポット形状は変化することがない。従って、回転調整作業が容易になるとともに、回転位置によって撮影画像が変化することがない。
【００４７】
以上のように、本実施の形態によれば、撮像領域に、これと対応しないレンズからの光が入射するのを防止するために、遮光壁６１ａ〜６１ｄを備えた遮光ブロック６を用いているので、色分離を行う光学フィルタアレイを２層設ける必要がない。従って、カメラモジュールの薄型化が可能である。
【００４８】
また、遮光ブロック６が第１摺動面６６，６７，６８，６９を備え、上鏡筒５が第２摺動面５６，５７，５８，５９を備えるので、遮光ブロック６の中心軸（Ｚ軸）と上鏡筒５の中心軸５５とをほぼ一致させることができる。更に、遮光ブロック６及び撮像素子４に対してレンズモジュール７を回転調整することで、レンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂをＸ軸及びＹ軸にそれぞれ平行にすることができる。これにより、レンズ１ａ〜１ｄの結像領域１３ａ〜１３ｄが撮像領域４ａ〜４ｄからはみ出すことがなく、また、多くの不要画素を有する大型の撮像素子を用いる必要もない。従って、カメラモジュールの小型化、低コスト化が可能である。
【００４９】
上記の実施の形態は一例であって、本発明はこれに限定されない。
【００５０】
例えば、上記の実施の形態では、レンズモジュール７の回転調整時に被写体として平行光源を用いる例を示したが、本発明において回転調整時の被写体はこれに限定されず、例えば各種チャートを用いて光軸位置１１ａ〜１１ｄを求めても良い。
【００５１】
また、上記の実施の形態では、回転調整は、遮光ブロック６及び撮像素子４を固定側とし、レンズモジュール７を回転側としたが、本発明はこれに限定されず、固定側及び回転側が上記と逆であっても、両者の相対的位置を変えることができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、上記の実施の形態では、被写体からの光を赤、緑、緑、青の４つの波長帯域光に分離する光学系を示したが、本発明の光学系はこれに限定されず、例えば２つの近赤外波長帯域光と２つの緑色波長帯域光とに分離する光学系であっても良く、あるいはこれ以外の波長帯域光の組み合わせであっても良い。選択される波長帯域光によらず、本実施の形態の上記の効果を得ることができる。
【００５３】
また、上記の実施の形態では、レンズアレイ１が４つのレンズ１ａ〜１ｄを備える例を示したが、本発明のレンズアレイはこれに限定されない。レンズアレイに設けられるレンズの数は、４に限定されず、２以上であればよい。また、２以上のレンズの配置は格子点状配置に限定されない。
【００５４】
更に、上記の実施の形態では、レンズモジュール７は、レンズアレイ１とこれを保持する上鏡筒５とからなり、第２摺動面５６，５７，５８，５９が上鏡筒５に形成された例を示したが、本発明のレンズモジュール７はこれに限定されない。例えば、レンズモジュール７が、レンズ１ａ〜１ｄを備えたレンズアレイと第２摺動面５６，５７，５８，５９とを備える部材と、絞り５ａ〜５ｄを備えた絞り部材とからなっていても良い。
【００５５】
また、上記の実施の形態では、第１摺動面６６，６７，６８，６９は遮光ブロック６の四隅のみに不連続に形成されていたが、本発明の第１摺動面はこれに限定されず、例えば、遮光ブロック６の全周にわたって連続する円筒面であっても良い。同様に、上記の実施の形態では、第２摺動面５６，５７，５８，５９は、上鏡筒５の四隅の足５３ａ〜５３ｄに不連続に形成されていたが、本発明の第２摺動面はこれに限定されず、例えば、全周にわたって連続する円筒面であっても良い。
【００５６】
また、上記の実施の形態では、第１摺動面及び第２摺動面はそれぞれ不連続な４つの面を含んでいたが、本発明の第１摺動面及び第２摺動面はこれに限定されない。第１摺動面上で第２摺動面を摺動させて遮光ブロック６に対してレンズモジュール７を回転させることができれば、第１摺動面及び第２摺動面のうちの一方又は両方は不連続な２つ、３つ、又は５つ以上の面を含んでいても良い。
【００５７】
また、上記の実施の形態では、第１摺動面及び第２摺動面はいずれも円筒面に沿った面であったが、本発明の第１摺動面及び第２摺動面はこれに限定されない。例えば、第１摺動面及び第２摺動面が円錐面、球面などの回転体の表面に沿った面であっても良い。
【００５８】
また、上記の実施の形態では、第１摺動面と第２摺動面とは互いに面接触する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１摺動面及び第２摺動面のうちの一方が所定の面積を有する面であり、他方がこの面に対して点接触する球面又は線接触する円筒面であってもよい。
【００５９】
また、上記の実施の形態では、遮光ブロック６の半径ｒ１の仮想の円筒面に沿った第１摺動面６６，６７，６８，６９の外側に、レンズモジュール７の半径ｒ２の仮想の円筒面に沿った第２摺動面５６，５７，５８，５９が配置される例を示したが、この逆に、遮光ブロック６の第１摺動面の内側にレンズモジュール７の第２摺動面が配置さても良い。この場合、ｒ１＞ｒ２となるが、半径ｒ１と半径ｒ２との差は小さい方が好ましいことは上記の実施の形態と同様である。
【００６０】
また、上記の実施の形態では、レンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂの各方向が撮像素子４を構成する多数の画素の縦横の配列方向（即ち、Ｙ軸及びＸ軸）と平行となるように、レンズモジュール７を遮光ブロック６に対して回転調整する場合を説明したが、本発明の回転調整はこれに限定されない。例えば、長辺１２ａ及び短辺１２ｂの各方向が撮像素子４の多数の画素の縦横の配列方向（即ち、Ｙ軸及びＸ軸）に対して僅かな角度で傾斜するように、レンズモジュール７を遮光ブロック６に対して回転調整しても良く、この場合には、画素ずらしにより高解像度画像を得ることが可能になる。
【００６１】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００６２】
図６は、本実施の形態２の複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図である。図６において図１と同じ部材には同じ符号が付されており、それらについての説明を省略する。
【００６３】
本実施の形態のカメラモジュールの基本的構成は実施の形態１とほぼ同じである。本実施の形態は、上鏡筒５００及び遮光ブロック６００の形状に関して実施の形態１と異なる。
【００６４】
図７は被写体側から見た上鏡筒５００の斜視図である。本実施の形態の上鏡筒５００は、相反する２側面に溝５０１，５０２が設けられている点で、実施の形態１の上鏡筒５と異なる。
【００６５】
図８は被写体側から見た遮光ブロック６００の斜視図である。本実施の形態の遮光ブロック６００は、相反する２側面が被写体側に延長されて突出した壁６０１，６０２が設けられている点で、実施の形態１の遮光ブロック６と異なる。
【００６６】
遮光ブロック６００に上鏡筒５００を嵌合させると、図９及び図１０に示すように、溝５０１，５０２に壁６０１，６０２が嵌り込む。このとき、壁６０１，６０２に比べて溝５０１，５０２が大きいので、遮光ブロック６００に対して上鏡筒５００をＸＹ面内において回転させることは可能である。但し、その回転可能範囲は、壁６０１，６０２と溝５０１，５０２とが当接しない範囲に限定される。即ち、壁６０１，６０２及び溝５０１，５０２は、遮光ブロック６００に対する上鏡筒５００を含むレンズモジュール７の回転の角度を制限する機構（ストッパー）として機能する。
【００６７】
本実施の形態では、溝５０１，５０２に壁６０１，６０２が嵌り込むように遮光ブロック６００に上鏡筒５００を嵌合させるだけで、図４に示した、４つのレンズ１ａ〜１ｄの光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする仮想の長方形の長辺１２ａ及び短辺１２ｂのＸ軸及びＹ軸に対する傾き量を小さくすることができる。従って、その後のレンズモジュール７の回転調整工程における調整量を少なくすることができる。よって、レンズモジュール７の回転調整工程の時間を短縮することができ、カメラモジュールの生産性を向上させることができる。
【００６８】
溝５０１，５０２と壁６０１，６０２との間には、レンズモジュール７の回転調整を行うことができる程度の隙間９０１，９０２が存在している。従って、レンズモジュール７の回転調整工程後に、この隙間９０１，９０２に接着剤を塗布して上鏡筒５００と遮光ブロック６００とを固定することができる。このように、遮光ブロック６００に対するレンズモジュール７の回転制限機構（ストッパー）を利用してレンズモジュール７と遮光ブロック６００とを固定することで、両者の固定方法が簡単化でき、組み立て作業性が向上する。また、遮光ブロック６００とレンズモジュール７とを固定するための部品や形状などを新たに設計して設ける必要がない。従って、更に低コストな複眼方式のカメラモジュールを実現することが可能となる。
【００６９】
溝５０１，５０２と壁６０１，６０２との間の間隔がＺ軸方向において被写体に近いほど大きくなるように、溝５０１，５０２及び／又は壁６０１，６０２の側面が傾斜していても良い。これにより、隙間９０１，９０２内に接着剤を確実に注入させることができ、また、接着剤の接着面積が拡大するので、遮光ブロック６００とレンズモジュール７とをより強固に固定することができる。
【００７０】
上記の実施の形態では、遮光ブロック６００に対するレンズモジュール７の回転制限機構として、溝５０１，５０２と壁６０１，６０２との組み合わせを示したが、本発明の回転制限機構はこれに限定されず、例えば円弧状の溝（又は穴）とこれに挿入されたピンとの組み合わせなど、遮光ブロック６００に対してレンズモジュール７のＸＹ面内での回転を許容し、且つその回転角度を所定の範囲内に制限できる機構であれば使用することができ、その場合も上記と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
（実施の形態３）
複数のレンズを有するレンズアレイ１は、例えばレンズ材料（例えば樹脂又はガラス）を金型を用いて成型することにより一体に得ることができる。このような場合、金型の製作誤差や成型誤差等により、得られたレンズアレイ上の複数のレンズの光軸位置が所望する位置からずれてしまう場合がある。例えば、図１１Ａに示すように、格子点状に配置された４つのレンズ１ａ〜１ｄ（図示せず）の光軸位置１１ａ〜１１ｄを頂点とする四角形が正確に長方形でない場合がある。このような場合、レンズ１ａ〜１ｄの結像領域１３ａ〜１３ｄが撮像領域４ａ〜４ｄからはみ出さないように遮光ブロック６，６００に対してレンズモジュール７を回転調整しても、例えばカメラモジュールを用いて被写体までの距離を三角測量の原理を利用して測定する場合に、測定精度が低下したり、演算時間が長時間化したりするという問題が生じる。
【００７２】
カメラモジュールを用いて距離を測定する原理を図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて説明する。図１２Ａは、２つのレンズ１ａ，１ｃの光軸１１ａ，１１ｃを含む面と直交する方向に沿って見た側面図を示し、図１２Ｂは２つのレンズ１ａ，１ｃの光軸１１ａ，１１ｃと平行な方向に沿って見た平面図を示す。１５ａ，１５ｃは光軸１１ａ，１１ｃが撮像素子４の撮像領域と交わる位置である。光軸１１ｃ上にある被写体２００は、レンズ１ａ，１ｃにより、撮像素子４の撮像領域上に被写体像２０１ａ，２０１ｃとして結像される。レンズ１ａ，１ｃの光軸１１ａ，１１ｃが互いに異なるため、レンズ１ａ，１ｃから被写体２００までの距離が変わると、被写体像２０１ａの位置は撮像素子４上で、交点１５ａと交点１５ｃとを結ぶ直線２０２上を移動する。この現象は「視差」と呼ばれる。被写体像２０１ａの交点１５ａからのずれ量（以下、「視差量」という）をＳ、光軸１１ａ，１１ｃ間の距離をｄ、被写体距離（レンズ１ｃから被写体２００までの距離）をＡ、結像距離をｆとすると、これらはＡ／ｄ＝ｆ／Ｓの関係を満足する。従って、視差量Ｓを求めれば被写体距離Ａを求めることができる。具体的には、レンズ１ｃを介して得られた撮像画像を基準画像とし、レンズ１ａを介して得られた撮像画像を被比較画像として、基準画像内での被写体像２０１ｃの位置に対する、被比較画像内での被写体像２０１ａの位置のずれ量（即ち視差量）Ｓを求める。視差量Ｓを求めるためには、基準画像内の被写体像２０１ｃに対応する被写体像２０１ａを被比較画像内で探索する（これを「ステレオマッチング」という）必要がある。このステレオマッチングを行う場合、図１２Ｂに示す直線２０２の方向と撮像素子４の画素の配列方向とが一致していないと、被比較画像内において被写体像２０１ａを正確に特定できず、被写体距離を正確に求めることができなくなる。あるいは、被比較画像内で被写体像２０１ａを探索するのに多くの時間が必要となり、演算時間が長くなる。
【００７３】
図１１Ａのように格子点状に配置された４つのレンズを備えたカメラモジュールを用いて、上２つの撮像領域４ａ，４ｃから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行い被写体距離を測定し、且つ、下２つの撮像領域４ｂ，４ｄから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行い被写体距離を測定する場合を考える。この場合、光軸１１ａ，１１ｃを結ぶ直線１２ａ1の方向及び／又は光軸１１ｂ，１１ｄを結ぶ直線１２ａ2の方向が、画素４１の横の配列方向（即ちＸ軸）と平行でないと、上述したように被写体距離の測定精度が低下し、また、演算時間が長くなる。
【００７４】
そこで、Ｘ軸に対する直線１２ａ1及び直線１２ａ2の平行度が最適化されるように、遮光ブロック６，６００に対してレンズモジュール７を回転調整する。具体的は、図１１Ｂに示すように、光軸１１ｃに対する光軸１１ａのＹ軸方向におけるずれ量Ｄｙ1及び光軸１１ｄに対する光軸１１ｂのＹ軸方向におけるずれ量Ｄｙ2のうちの一方（より好ましくは両方）がＹ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下に設定されることが好ましい。これにより、被写体距離測定において実用上問題のない測定精度及び演算時間が得られる。
【００７５】
上記の説明では、上２つの撮像領域４ａ，４ｃから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行い、且つ、下２つの撮像領域４ｂ，４ｄから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行う場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００７６】
例えば、右２つの撮像領域４ａ，４ｂから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行い、且つ、左２つの撮像領域４ｃ，４ｄから得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行うこともできる。この場合、光軸１１ａに対する光軸１１ｂのＸ軸方向におけるずれ量Ｄｘ1及び光軸１１ｃに対する光軸１１ｄのＸ軸方向におけるずれ量Ｄｘ2のうちの一方（より好ましくは両方）がＸ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下になるように、遮光ブロック６，６００に対してレンズモジュール７を回転調整することが好ましい。
【００７７】
あるいは、上２つの撮像領域４ａ，４ｃから得られた２つの撮像画像のみを用いて被写体距離を測定しても良く、その場合は、ずれ量Ｄｙ1がＹ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下に設定されることが好ましい。同様に、下２つの撮像領域４ｂ，４ｄから得られた２つの撮像画像のみを用いて被写体距離を測定しても良く、その場合は、ずれ量Ｄｙ2がＹ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下に設定されることが好ましい。更に、右２つの撮像領域４ａ，４ｂから得られた２つの撮像画像のみを用いて被写体距離を測定しても良く、その場合は、ずれ量Ｄｘ1がＸ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下に設定されることが好ましい。同様に、左２つの撮像領域４ｃ，４ｄから得られた２つの撮像画像のみを用いて被写体距離を測定しても良く、その場合は、ずれ量Ｄｘ2がＸ軸方向における画素４１の配置ピッチ以下に設定されることが好ましい。
【００７８】
上記の実施の形態では、レンズアレイが４つのレンズを有する場合を例に説明したが、レンズアレイが２つのレンズのみを有している場合には、２つのレンズの光軸を結ぶ方向を上記のようにＸ軸又はＹ軸とほぼ平行に設定することにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、レンズアレイが５以上のレンズを有する場合には、そのうちの２つ又は４つのレンズを、上記の条件が満足されるように撮像素子４に対して配置することにより、上記と同様の効果を得ることができる。被写体距離の測定精度を向上させるためには、レンズの光軸間距離ｄが大きくなるように、距離測定に利用するレンズを選択するのが好ましい。
【００８０】
測定精度及び演算速度を向上させるためには、同じ波長帯域光により得られた２つの撮像画像間でステレオマッチングを行うことが好ましいが、異なる波長帯域光により得られた２つの撮像画像間でもステレオマッチングを行うことは可能であり被写体距離を測定することは可能である。
【００８１】
以上に説明した実施の形態は、いずれもあくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、その発明の精神と請求の範囲に記載する範囲内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の複眼方式のカメラモジュールの利用分野は特に制限はないが、例えば小型、薄型でカメラ機能を備えた携帯電話、デジタルスチルカメラ、監視用カメラ、車載カメラなどに好ましく利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、上鏡筒の撮像素子側から見た斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、遮光ブロックの被写体側から見た斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、光軸と垂直な面と平行な方向における位置決め前の、撮像素子の撮像領域に対するレンズアレイのレンズの配置を示した平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、光軸と垂直な面と平行な方向における位置決め後の、撮像素子の撮像領域に対するレンズアレイのレンズの配置を示した平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、上鏡筒の被写体側から見た斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、遮光ブロックの被写体側から見た斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールの正面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る複眼方式のカメラモジュールの被写体側から見た斜視図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施の形態３に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、遮光ブロックに対するレンズモジュールの回転調整前の複数のレンズの光軸と複数の撮像領域との位置関係を示した平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の実施の形態３に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて、遮光ブロックに対するレンズモジュールの回転調整後の複数のレンズの光軸と複数の撮像領域との位置関係を示した平面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明に係る複眼方式のカメラモジュールを用いて被写体までの距離を測定する原理を説明する側面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明に係る複眼方式のカメラモジュールを用いて被写体までの距離を測定する原理を説明する平面図である。
【図１３】図１３は、従来のカメラモジュールの撮像系の断面図である。
【図１４】図１４は、従来の別のカメラモジュールの撮像系の分解斜視図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007083579.tif 000021
【図４】
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【図５】
2007083579.tif 000023
【図６】
2007083579.tif 000024
【図７】
2007083579.tif 000025
【図８】
2007083579.tif 000026
【図９】
2007083579.tif 000027
【図１０】
2007083579.tif 000028
【図１１Ａ】
2007083579.tif 000029
【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
2007083579.tif 000035
2007083579.tif 000036
2007083579.tif 000037
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