(57)【要約】【課題】小型、薄型で簡便な組立てであっても、測距精度が高い複眼方式のカメラモジュールを提供する。【解決手段】上記課題を解決するために、本願発明の複眼方式のカメラモジュールは、互いに光軸の異なる複数のレンズを一平面上に配置したレンズアレイ（１）と、複数のレンズのそれぞれに１対１に対応する複数の撮像領域を有する撮像素子（４）と、レンズアレイ（１）と撮像素子（４）との間に配置され、複数のレンズのそれぞれに１対１に対応する複数の開口部を有する遮光ブロック（６）とを有し、遮光ブロック（６）は、レンズアレイ（１）と当接する第１の基準面と、撮像素子と当接する第２の基準面とを有する。【選択図】図１
2009164654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに光軸の異なる複数のレンズを一平面上に配置したレンズアレイと、
前記複数のレンズのそれぞれに１対１に対応する複数の撮像領域を有する撮像素子と、
前記レンズアレイと前記撮像素子との間に配置され、前記複数のレンズのそれぞれに１対１に対応する複数の開口部を有する遮光ブロックと、を有し、
前記遮光ブロックは、前記レンズアレイと当接する第１の基準面と、前記撮像素子と当接する第２の基準面と、
を有する複眼方式のカメラモジュール。
【請求項２】
前記レンズアレイと前記撮像素子との間に配置され、前記複数のレンズを透過した光の内、特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルタモジュールを有し、
前記遮光ブロックは、前記光学フィルタモジュールと当接する第３の基準面を有する請求項１に記載の複眼方式のカメラモジュール。
【請求項３】
前記レンズアレイと前記光学フィルタモジュールとの間に配置され、前記複数のレンズのそれぞれに１対１に対応する複数の開口部を有する遮光膜を有し、
前記遮光膜の複数の開口部の大きさは、前記遮光ブロックの複数の開口部と同じかまたはより小さい請求項１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。さらには被写体までの距離情報を測定するカメラも提案されている。
【０００３】
複眼方式のカメラモジュールで、被写体までの距離を測定する一例が特許文献１に記載されており、これを図１９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。このように構成されたカメラモジュールでは、視差を有する複数の画像が得られ、この視差画像から、視差量を算出し、視差量に基づいて被写体までの距離を算出している。さらに距離精度を向上させるために、レンズの組合せを変え、レンズ間距離（基線長）を変更して距離精度を向上させるカメラモジュールが提案されている。
【特許文献１】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】
【０００４】
しかしながら、図１９のカメラモジュールでは、組立てのばらつきに起因し、演算で算出した視差に誤差が生じ、その結果、測定距離の精度が悪化してしまう。その誤差を少なくし距離精度を向上することに関して何ら記載がない。本発明は、小型で基線長が短く、かつ距離精度を向上できるカメラモジュール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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本願発明の複眼方式のカメラモジュールは、互いに光軸の異なる複数のレンズを一平面上に配置したレンズアレイと、複数のレンズのそれぞれに１対１に対応する複数の撮像領域を有する撮像素子と、レンズアレイと撮像素子との間に配置され、複数のレンズのそれぞれに１対１に対応する複数の開口部を有する遮光ブロックとを有し、遮光ブロックは、レンズアレイと当接する第１の基準面と、撮像素子と当接する第２の基準面とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、組立てのばらつきによらず、距離精度を確保することができるため、基線長が短い小型のカメラモジュールであっても、距離精度を向上することが可能となる。
【０００７】
さらに、組立ての際に、複雑でコスト高となる調整機構を用いることなく、簡便に組立てを行なっても、距離精度を向上することができるため、安価なカメラモジュールを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施の形態における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は光学フィルタモジュール、３は基板、４は撮像素子、５は上鏡筒、６は遮光ブロック、７はレンズモジュール、８は遮光膜である。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。
【００１０】
レンズアレイ１は、ＸＹ面と平行な同一平面上に配置された４つの単レンズ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のうち２個は、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おり、残りの２個は近赤外光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に設計されている。具体的には、レンズ１ａ、１ｂは緑色、レンズ１ｃ、１ｄは近赤外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。そして、同一波長間、例えば緑−緑あるいは近赤外−近赤外の各レンズ間のフランジバックのずれは極力ゼロになるよう考慮されている。
【００１１】
レンズ１ａ〜１ｄの各々は、被写体（図示せず）からの光を、光学フィルタモジュール２を通過した後、撮像素子４上に結像させる。
【００１２】
光学フィルタモジュール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。光学フィルタモジュール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２つの光学フィルタ２ａ、２ｃを有する。２つの光学フィルタ２ａ、２ｃは、それぞれ赤、緑、青、近赤外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は緑色、光学フィルタ２ｃは近赤外の各波長帯域のみの光を透過させる。なお、赤外線をカットする必要がある場合には、可視光帯域の光学フィルタ２ａにその特性が付加されていても良い。そして、同一の波長帯域の光を透過させる光学フィルタは一体で形成されている。光学フィルタ２ａはレンズ１ａ、１ｂの撮像領域上に、光学フィルタ２ｃは、レンズ１ｃ、１ｄの撮像領域上にそれぞれ配置される。
【００１３】
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、近赤外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が、光学フィルタ２ａを通過し、緑色の波長帯域光のみが撮像領域４ａ上に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が、光学フィルタ２ａを通過し、緑色の波長帯域光のみが撮像領域４ｂ上に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が、光学フィルタ２ｃを通過し、近赤外の波長帯域光のみが撮像領域４ｃ上に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が、光学フィルタ２ｃを通過し、近赤外の波長帯域光のみが撮像領域４ｄ上に被写体像を結像する。
【００１４】
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。
【００１５】
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結像する撮像領域４ａ、４ｂが撮像した２つの画像を用いて、画像間の視差量を求め、被写体までの距離を測定することができる。可視光と近赤外光の画像を入手することができるため、昼夜を問わず被写体までの距離を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。
【００１６】
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。また、保持されたレンズアレイ１の４つレンズ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。
【００１７】
図３にレンズアレイの斜視図を示す。図３（ａ）は被写体側、図３（ｂ）は撮像素子側から見た斜視図である。レンズアレイ１は上鏡筒５の凹部５１内に設けた基準面５２とレンズアレイに設けた基準面１２、上鏡筒５に設けた基準面５３とレンズアレイ１に設けた基準面１３をそれぞれ押し当てて嵌入することで、上鏡筒５に設けた４つの絞り５ａ〜５ｄの中心と各レンズ１ａ〜１ｄの光軸とを位置決め固定される。そして、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。
【００１８】
遮光ブロック６は、図４（ａ）に示すように、互いに独立した４つの開口部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つの開口部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軸と垂直な方向から見た開口部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、開口部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、レンズ１ａに斜めに入射し、光学フィルタ２ａを通過した緑色の波長帯域光が、本来、近赤外の波長帯域光のみが入射すべきである撮像領域４ｃ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６１ｄが撮像領域４ａと撮像領域４ｃとの境界に沿って設けられている。開口部６ａ〜６ｄを取り囲む外筒部６２は、レンズアレイ１及び光学フィルタモジュール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。さらに開口部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）、シボ加工、テーパを有する遮光面が施されていることが好ましい。
【００１９】
なお、遮光壁面の形状を優先させ、反射を低減するために、遮光壁６１ａ〜６１ｄと外筒部６２を別体構成にしてもよい。図５に分解斜視図を示す。一体で形成された遮光壁６１ａ〜６１ｄと外筒部６２を組立てることで、遮光ブロック６を構成している。遮光壁を別体で構成することで、金型構造等に起因し、遮光壁面の形状に制約をなくすことができ、遮光壁での反射をさらに低減させることが可能となる。
【００２０】
さらに、図４（ｃ）示す遮光ブロック６の部分拡大図に示すように、遮光壁６１ｂ、６１ｄは光学フィルタ２ａ、２ｃの間を遮光できるよう遮光壁６４が構成されている。
【００２１】
また、遮光ブロック６のレンズアレイ１側の面には、光学フィルタモジュール２を保持し固定する凹部６３を備える。光学フィルタモジュール２は凹部６３内に嵌入することで、遮光ブロック６に対して位置決め固定される。光学フィルタ２ａ、２ｃは、開口部６ａ〜６ｄ内にそれぞれ配置されることとなる。さらに、遮光ブロック６に設けた基準面６１２に各光学フィルタ２ａ、２ｃを当接することで、各光学フィルタのチルトを抑制する。
【００２２】
図４（ｂ）に遮光ブロック６を撮像素子側から見た斜視図を示す。遮光ブロック６の中心軸であるＺ軸が撮像素子４の有効画素領域の所定の位置を通り、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、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。そして、各レンズの焦点位置を確保し、チルトを抑制するため、遮光ブロック６に設けた基準面６５の３個所が撮像素子面上に当接されている。この結果、撮像素子４の有効画素領域が、４つの開口部６ａ〜６ｄに対応して４つの撮像領域４ａ〜４ｄに分割される。
【００２３】
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は、遮光ブロック６に設けた基準面６７とレンズアレイ１に設けた基準面１２、遮光ブロック６に設けた基準面６８とレンズアレイ１に設けた基準面１３をそれぞれ押し当てて嵌入することで、各レンズの光軸とそれに対応する各撮像領域が位置決め固定される。なお、その際、レンズアレイ１を直接押せるように、遮光ブロック６に組立て用の窓６９を設けても良い。さらに、レンズアレイ１に設けた基準面１４と遮光ブロックに設けた基準面６８を当接することで、各レンズの焦点位置ズレを限りなくゼロにすることができる。
【００２４】
また、同一の波長帯域の光を透過させる光学フィルタを一体で構成した場合においても、隣のレンズを通過した光束で画角の大きい光線が、光学フィルタ２ａ、２ｃを通過して自分の撮像領域に移りこむのを防止するため、遮光膜８を、光学フィルタとレンズアレイの間で、光学フィルタ上面に設けている。たとえば、レンズ１ａを通過した光は、本来４ａの撮像領域のみに結像させるのだが、同じ波長帯域の撮像領域４ｂあるいは、異なる波長帯域の撮像領域４ｃに結像する可能性がある。その不要光の入射を防止するために、遮光膜８を用いる。
【００２５】
図６（ａ）に遮光膜８がない場合の光線図を示す。被写体から出た入射光線３１はレンズ１ａを通過し光学フィルタ２ａを通過し本来の撮像領域４ａに結像する。同様に被写体からの入射光線３３はレンズ１ｂ、光学フィルタ２ａを通過し本来の撮像領域４ｂに結像する。しかし、被写体からの光線の入射角度が大きくなり、本来結像させる必要がない入射光線３２はレンズ１ａ、フィルタ２ａを通過し、隣の撮像領域１ｂに不要光として結像し、撮像性能を劣化させてしまう。被写体からの入射光線３４は、外筒部６２に遮蔽され、結像されることはない。そこで、遮光膜８を用いて不要光を遮蔽する。
【００２６】
図６（ｂ）に遮光膜を有する光線図を示す。図６（ａ）と同じ被写体から出た入射光線３１、３３は、正常にそれぞれの撮像領域４ａ、４ｂに結像する。一方、被写体から出た入射光線３２は、光学フィルタモジュール２上に配置された遮光膜８によって遮蔽され、撮像領域４ｂに不要光として結像することを防ぐことが可能となる。
【００２７】
遮光膜８は、遮光ブロック６と同様に、図７に示すように、互いに独立した４つの開口部８ａ〜８ｄを形成するように十字状に配置された遮光部８１ａ〜８１ｄと、遮光部８１ａ〜８１ｄを保持する外筒部８２とを備える。遮光部８１ａ〜８１ｄ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、遮光部８１ａ、８１ｃはＸＺ面に沿っており、遮光部８１ｂ、８１ｄはＹＺ面に沿っている。４つの開口部８ａ〜８ｄは、４つレンズ１ａ〜１ｄの各光軸上にそれぞれ配置される。そして４つの開口部８ａ〜８ｄは遮光ブロック６で形成される開口部６１ａ〜６１ｄよりわずかに小さな開口部となっている。そして、遮光膜８に設けた凹部８３の２個所と遮光ブロック６に設けた凸部６１１の２個所(片方は図示せず)を勘合させて、位置決め固定される。
【００２８】
以上のように構成されたカメラモジュールで、被写体までの距離を測定するために、同一波長の画像、即ち、４ａ、４ｂあるいは４ｃ、４ｄの撮像領域から得られる画像から、三角測量に基づきブロックマッチング等の演算処理により視差量を求め、その視差を用いて被写体までの距離を測定することができる。しかし、組立てばらつきにより演算で求めた視差量に誤差が発生する。その要因として、レンズアレイと撮像素子の相対的なチルト、光学フィルタのチルト、焦点ズレが誤差を発生させる主要因となる。
【００２９】
そこで、レンズアレイと撮像素子の相対的なチルトを抑制するために、遮光ブロックに設けた基準面６５を撮像素子面に直接当接し、かつレンズアレイに設けた基準面１４を遮光ブロックに設けた基準面６８に直接当接することで、遮光ブロックに設けた各基準面の平行度の値まで、チルト量を抑えることができる。また、上述した構成をとることで、レンズの焦点ズレは、遮光ブロックの各基準面間距離６５から６８までのばらつきだけとなる。また、レンズを一体で形成していることより、同一波長を透過させる各レンズのフランジバック差も非常に小さくすることができ、その結果、発生する視差の誤差量は無視することができる。
【００３０】
また、光学フィルタのチルトを抑制するため、同一波長帯域を透過する光学フィルタは、一体で構成させている。たとえば、レンズ１ａ、１ｂを通過する光では、光学フィルタ２ａを撮像領域毎に、それぞれ個別に構成しても画像は得ることができる。しかし、個別に光学フィルタを設けると、組立てバラツキにより、それぞれが異なった方向、角度でチルトし、距離を測定するための視差に大きな誤差を生み出してしまう。そのため、前述のように、同一波長帯域の光学フィルタを一体で形成しておけば、組立て時に光学フィルタがチルトしても、視差を求めるため、対応をとる各画像は、同じように変化し、その結果生じる視差の誤差量は非常に小さく、無視することができる。さらに、チルトを抑制するため遮光ブロック６に設けた基準面６１２に光学フィルタ２ａ、２ｃを当接させることで、レンズアレイ１と同様にチルトを抑制することができる。
【００３１】
なお、個別に光学フィルタを構成した場合、光学フィルタ間に遮光壁６４を設けることができ、迷光等の発生を防止することができるが、一体で光学フィルタを形成した場合、撮像領域の境界に遮光壁を構成することができないため、上述した構成のように、光学フィルタ直上に遮光膜８を用いる必要がある。
【００３２】
図８（ａ）に上面図を示す。また、図８（ｂ）に、図８（ａ）のＡ−Ａにおける断面図を示す。図８（ｂ）より、撮像素子４の撮像面を基準として、遮光ブロック６に設けた基準面６５を当接させ、レンズアレイ１は基準面６８、光学フィルタは基準面６１２にそれぞれ当接させ、位置決めされ、発生するチルトを抑制していることがわかる。
【００３３】
以上のように、本発明の第１の実施の形態によれば、組立て時に複雑で、高コストな調整機構を設けることなく、簡易な組立てを行なっても、被写体までの距離を測定する際に発生する誤差を極めて小さくすることができ距離精度を向上させることが可能となる。
【００３４】
また、上記の実施の形態では、４つの撮像領域はほぼ等分された領域を示したが、本発明の光学系はこれに限定されず、たとえば、発生する視差を考慮した非均等の領域であってもよく、また、測距精度を少しでも向上させるよう、撮像素子の有効エリアを最大限活用し、レンズ間距離を可能な限り広げるよう撮像領域を設定しても本実施の形態の上記の効果を得ることができる。
【００３５】
さらに、レンズを一体で成形し、かつできる限り対称な形状で作製することで、線膨張率が一様で形状がほぼ対称なため、温度変化に対する形状の変化も一様となる。そのためサーミスタ等を用いて温度を検出することで、各温度でのレンズ間距離を推定でき、その結果、各レンズの光軸位置の変化を推定することで温度変化による視差量を補正し、距離精度を確保することが可能となる。
【００３６】
（実施の形態２）
図９は、本発明の第２の実施の形態における分解斜視図である。第１の実施の形態と異なるのは、遮光ブロック６の構成のみである。本実施の形態の遮光ブロック６は、遮光壁６１ａ〜６１ｄと外筒部６２が別体で構成されており、かつ、レンズアレイ１の基準面１４と当接する基準面６８と、レンズアレイ１の基準面１２と当接する基準面６７とレンズアレイ１の基準面１３と当接する基準面６６と、光学フィルタモジュール２と当接する基準面６１２を有する遮光部６６１ａ〜６６１ｄが、遮光壁６１ａ〜６１ｄと一体で構成されている。そして、遮光壁６１ａ〜６１ｄに設けた基準面６５と遮光部６６１ａ〜６６１ｄに設けた基準面６８、６１２に、撮像素子４、光学フィルタモジュール２、レンズアレイ１をそれぞれ当接し位置決め固定する。図１０に遮光ブロック６の外筒部６２を除く断面図を示す。図１０より明らかなように、実施の形態１と異なり、撮像素子４、レンズアレイ１そして光学フィルタモジュール２を位置決め固定しているのは、遮光壁６１ａ〜６１ｄに設けた基準面６５および遮光部６６１ａ〜６６１ｄに設けた基準面６８、６１２であることがわかる。そして遮光部６６１ａ〜６６１ｄに外筒部６２を勘合させ組立てることで遮光ブロック６を構成する。実施の形態１と異なり、遮光ブロック６の外筒部６２は各レンズを通過しない光線が撮像領域に結像するのを遮蔽する目的で設けられており、光学系を構成する各部品のチルト、焦点位置決め等は遮光壁６１ａ〜６１ｄおよび遮光部６６１ａ〜６６１ｄで構成されている。
【００３７】
上記の構成により、実施の形態１と同様に、撮像素子とレンズアレイの相対的なチルトおよび光学フィルタのチルトを抑制することができ、組立て時に複雑で、高コストな調整機構を設けることなく、簡易な組立てを行なっても、被写体までの距離を測定する際に発生する誤差を極めて小さくすることができ距離精度を向上させることが可能となる。
【００３８】
（実施の形態３）
図１１に本発明の実施の形態３における主要構成部品の分解斜視図を示す。図１１において、実施の形態１と異なるのは、レンズアレイ１、光学フィルタモジュール２、遮光壁６１ａ〜６１ｄのみである。前述の実施形態と同じ機能を持つ、上鏡筒、遮光ブロックの構成部品である外筒部は図示していない。撮像素子４と位置決め固定するレンズアレイ１の基準面１４は、光学フィルタモジュール２の領域上で設けられている。また、光学フィルタモジュール２は、４つ光学フィルタ２ａ〜２ｄで構成されており、光学フィルタ２ａ、２ｂは同一の波長帯域の光のみを透過し、光学フィルタ２ｃ、２ｄは、同一の波長帯域の光のみを透過させる。ここでは、光学フィルタ２ａ、２ｂは緑色の波長帯域の光を、光学フィルタ２ｃ、２ｄは近赤外の波長帯域の光のみをそれぞれ透過するように構成されている。さらに、遮光壁６１ａ〜６１ｄに、レンズアレイ１と当接する基準面６８を、各遮光壁をＺ軸方向にレンズアレイ側に延長した壁面６４上に設けている。なお、各光学フィルタと当接させる基準面６１２は遮光壁上にそれぞれ形成してある。
【００３９】
図１２に断面図を示し、各部品の相互関係を説明する。撮像素子４上に、遮光壁６１ａ〜６１ｄの基準面６５が当接される。そして、この遮光壁を基準に、光学フィルタ２ａ〜２ｄが基準面６１２に当接され固定される。そして、レンズアレイ１の基準面１４を遮光壁上に設けた基準面６８と当接させ固定する。なお、各レンズの光軸との位置決めは、実施の形態１と同様、レンズアレイ１に設けた基準面１２、１３を遮光壁に設けた基準面６５２、６５３に当接することで、位置決めする。
【００４０】
上記の構成により、実施の形態１および２と同様に、撮像素子とレンズアレイの相対的なチルトおよび光学フィルタのチルトを抑制することができ、組立て時に複雑で、高コストな調整機構を設けることなく、簡易な組立てを行なっても、被写体までの距離を測定する際に発生する誤差を極めて小さくすることができ距離精度を向上させることが可能となる。
【００４１】
（実施の形態４）
被写体からの光を選択的に透過させる、光学フィルタモジュールの構成について以下に図面を用いて説明する。
【００４２】
図１３は近赤外より低い周波数の光を遮断する必要がある場合のカメラモジュールの分解斜視図を示す。実施の形態１で説明したように、可視光領域の被写体からの光で、近赤外光より低い周波数の光を遮断する必要がある場合、実施の形態１で説明したように、緑色の光学フィルタ２ａに近赤外光をカットする光学フィルタを同時に形成すればよいが、安価に製造する場合、図１３に説明するように、別基材に設けたＩＲフィルタ９で近赤外光をカットしてもよい。その場合、近赤外光を透過する領域には、近赤外光をカットするフィルタを設ける必要はない。
【００４３】
また、図１４に示すカメラモジュールの分解斜視図では、撮像領域を分割する遮光壁６１ａ〜６１ｄを遮光ブロック６とは別体構成している点で、図１３で説明したカメラモジュールと異なる。
【００４４】
また、図１５に示すカメラモジュールの分解斜視図では、近赤外光をカットするＩＲフィルタ９を別体で構成する場合、そのフィルタ厚みにより、隣のレンズを透過した本来の撮像領域以外の光線が結像することを防止するため、遮光膜８を光学フィルタモジュール２上と、ＩＲフィルタ９上にそれぞれ設けている点が、図１３で説明したカメラモジュールと異なる。
【００４５】
また、図１６に示すカメラモジュールの分解斜視図では、近赤外光をカットするＩＲフィルタ９を、上鏡筒５より被写体側に設けている。レンズモジュール７や遮光ブロック６など、光学系を構成する部品は、使用者に直接触れられると壊れる可能性があるため、カメラモジュールはカメラシャーシ（図示せず）に覆われている。そのさい、レンズモジュールへ光を取り込むため、レンズモジュール部を透明度の高い保護カバーで覆うことで、使用者に直接カメラモジュールを触られないよう保護している。ＩＲフィルタ９を、近赤外光をカットすると同時に、使用者にカメラモジュールを直接触られないための保護カバーとして用いることができる。
【００４６】
また、図１７に示すカメラモジュールの分解斜視図の構成では、これまで、それぞれ単一波長帯域の光を撮像することを前提とした構成例を示したが、図１７ではその例に限らず、撮像素子４が感度を有する波長帯域の光すべてを結像させるため、光学フィルタモジュールを使用しない例を示している。光学フィルタモジュールを用いないことで、安価なカメラモジュールを提供することができる。
【００４７】
また、波長を選択的に透過する光学フィルタは基材を用いて透過させる事例をこれまでに説明したが、撮像素子上に、光学フィルタを直接構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに、撮像素子上に光学フィルタを形成する場合、単一波長に限らず、ベイヤー配列で構成された赤、緑、青色を透過させるフィルタを構成することで、カラー画像を得ることが可能となる。そのさい、これまで説明してきたように、撮像領域を４個に分割し、そのうち２個はカラー（赤、緑、青色ベイヤー）で残りの２個は近赤外光を透過させるように配置してもよく、また、撮像領域を分割する領域数について限定する必要はない。
【００４８】
また、光学フィルタは、これまでの説明で緑色、近赤外透過の波長毎にそれぞれ個別に用いる構成を示したが、一体で構成してもよい。
【００４９】
さらに、遮光膜８は光学フィルタ２と、別体構成で説明したが、光学フィルタ上に印刷等を用いて、直接形成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５０】
さらに、これまでの説明で、チルト等を抑制するための、各基準面が平面で構成された例を説明したが、図１８に示すように、フィレットを形成した３個所の球面６５Ｒの３点で構成される平面を基準として用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
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】
【００５２】
【図１】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
【図２】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
【図３】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、レンズアレイの斜視図
【図４】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、遮光ブロックの斜視図
【図５】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、遮光壁が別体で構成された分解斜視図
【図６】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、遮光膜の効果を説明する光線図
【図７】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、遮光膜の平面図
【図８】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断面図
【図９】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
【図１０】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断面図
【図１１】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の分解斜視図
【図１２】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の断面図
【図１３】本発明の実施の形態４に係る複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図
【図１４】本発明の実施の形態４に係る複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図
【図１５】本発明の実施の形態４に係る複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図
【図１６】本発明の実施の形態４に係る複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図
【図１７】本発明の実施の形態４に係る複眼方式のカメラモジュールの分解斜視図
【図１８】本発明の実施の形態に係る複眼方式のカメラモジュールにおいて基準面を説明する遮光ブロックの斜視図
【図１９】従来のカメラモジュールの撮像系の分解斜視図
【符号の説明】
【００５３】
１    レンズアレイ
２    光学フィルタモジュール
３    基板
４    撮像素子
５    上鏡筒
６    遮光ブロック
７    レンズモジュール
８    遮光膜
９    ＩＲフィルタ
１ａ〜１ｄ    レンズ
２ａ〜２ｄ    光学フィルタ
４ａ〜４ｄ    撮像領域
５ａ〜５ｄ    絞り
６ａ〜６ｄ    開口部
５１    凹部
５２，５３    基準面
６１ａ〜６１ｄ    遮光壁
６２    外筒部
６３    凹部
６５〜６８    基準面
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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