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Patent Searching and Data


Title:
CAMERA MODULE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/008168
Kind Code:
A1
Abstract:
A camera module (10) has a lens module (1) including lenses (1a, 1b) having optical axes located at different positions, an imaging element (4) including imaging regions (4a, 4b) respectively having one to one correspondence to the lenses (1a, 1b), and a light blocking wall (61a) placed between the lenses (1a, 1b) and the imaging regions (4a, 4b) and separating light paths respectively passing through the lenses (1a, 1b). The light blocking wall (61a) has projections (65) each having a first slope surface (63) located on the lens module (1) side and a second slope surface (64) located on the imaging element (4) side. Both the first tilt surface (63) and the second tilt surface (64) tilt to the lens module (1) side.

Inventors:
IMADA KATSUMI
Application Number:
PCT/JP2008/001839
Publication Date:
January 15, 2009
Filing Date:
July 09, 2008
Export Citation:
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Assignee:
PANASONIC CORP (JP)
IMADA KATSUMI
International Classes:
H04N5/225; G02B7/02; G03B17/02; G03B19/02; H04N5/335; H04N5/357; H04N5/359; H04N101/00
Foreign References:
JP2003143459A2003-05-16
JP2000173917A2000-06-23
JPH01185536A1989-07-25
JP2003133336A2003-05-09
JP2003177293A2003-06-27
Attorney, Agent or Firm:
OKUDA, Seiji (10th FloorOsaka Securities Exchange Bldg.,8-16, Kitahama 1-chome, Chuo-k, Osaka-shi Osaka 41, JP)
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Claims:
 光軸の位置が異なる複数のレンズを含むレンズモジュールと、
 前記複数のレンズのそれぞれに1対1に対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と、
 前記複数のレンズと前記複数の撮像領域との間に配置され、前記複数のレンズのそれぞれを通過する光の光路を仕切る遮光壁とを有し、
 前記遮光壁には、前記レンズモジュール側に位置する第1の傾斜面と、前記撮像素子側に位置する第2の傾斜面とを有する複数の突起部が配列されており、
 前記第1の傾斜面及び前記第2の傾斜面はともに前記レンズモジュール側に傾斜した面である、カメラモジュール。
 前記撮像領域の撮像面に対する前記第1の傾斜面の傾斜角度をα 1 、前記撮像領域の撮像面に対する前記第2の傾斜面の傾斜角度をα 2 、前記複数のレンズのうちのいずれかを通過した後前記遮光壁に入射する光線と、前記光軸方向とのなす角度をβとするとき、
0°<α 12 <90°     ・・・(1)
α 2 -2×α 1 <β        ・・・(2)
の関係を満足する、請求項1に記載のカメラモジュール。
 前記複数の突起部のそれぞれは、前記撮像領域の撮像面に平行に連続して形成されている、請求項1または2に記載のカメラモジュール。
 中空部を囲む外筒部をさらに備え、
 前記遮光壁及び前記撮像素子は、前記中空部に配置されており、
 前記外筒部において前記中空部を囲む面は、前記撮像素子に近づくにつれて外側に広がるように傾斜するとともに、前記中空部は、少なくとも前記撮像素子を囲む部分において前記撮像素子の外形より大きい、請求項1から3のいずれかに記載のカメラモジュール。
 前記傾斜角度α 1 、α 2 は、前記複数の突起部のうち前記撮像素子に近い突起部ほど大きい、請求項2に記載のカメラモジュール。
 前記複数の突起部のそれぞれの先端は曲面部を有している、請求項1から5のいずれかに記載のカメラモジュール。
Description:
カメラモジュール

 本発明は、小型、薄型のカメラモジュー に関する。特に、複数のレンズによって画 を撮像する複眼方式のカメラモジュールに する。

 デジタルビデオやデジタルカメラのよう 撮像装置では、レンズを介して披写体像をC CDやCMOS等の撮像素子上に結像することにより 、被写体像を2次元の画像情報に変換する。 のような撮像装置に搭載されるカメラモジ ールには、小型、薄型化が要求される。カ ラモジュールの小型、薄型化を実現する1つ 方法として、複眼方式のカメラモジュール 提案されている(例えば特許文献1参照)。

 図7は、特許文献1に開示された従来のカ ラモジュール110を示す分解斜視図である。 メラモジュール110は、被写体側から順に、 り部材111、レンズアレイ112、遮光ブロック11 3、光学フィルタアレイ114、撮像素子116を備 ている。レンズアレイ112は複数のレンズを えている。紋り部材111は、レンズアレイ112 各レンズの光軸に対応する開口部を備えて る。光学フィルタアレイ114は、光学ローバ フィルタや赤外線カットフィルタ等からな 複数の光学フィルタ114aを備えており、撮像 子116の受光面を覆っている。遮光ブロック1 13は、レンズアレイ112の隣り合うレンズ間の 界、すなわち光学フィルタアレイ114の隣り う光学フィルタ114a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、 導体基板115上に搭載されている。半導体基 115上には、駆動回路117および信号処理回路11 8も実装されている。

 このカメラモジュールによれば、遮光ブロ ク113の遮光壁113aによって、あるレンズ112a 通過した光が、このレンズ112aに対応してい い撮像領域に入射することを防止すること できる。

特開2003-143459号公報

 しかしながら、レンズ112aに入射する光線 の入射角度が大きくなると、それに応じて、 レンズ112aを通過した光線が撮像素子116に入 する角度も大きくなる。図7のカメラモジュ ルでは、光学フィルタ114aを介して撮像素子 116のすぐ真上に、遮光壁113aが光軸とほぼ平 に配置されている。このため、各レンズへ 入射角度が大きく、結像位置が撮像素子116 撮像領域からはずれた光線は、直接的には 像領域に入射しないものの、遮光壁113aで反 してゴースト像として撮像領域に写り込む いう問題があった。

 遮光壁113aでの反射によるゴースト像を無 くすために、レンズ112aに入射する光線の角 を規制するフードを被写体側に設ける方法 考えられるが、フードを設けるとカメラモ ュール全体の厚みが大きくなってしまう。 た、反射像が撮像領域に写り込まないよう 撮像領域を遮光壁から離して設定すること 考えられる。しかしこの場合には、離した だけ有効画素数が少なくなり、同じ有効画 数を確保するためには画素数の大きな撮像 子を用いる必要がある。このためコストが 大するという問題があった。

 本発明は、前記のような従来の問題を解 するものであり、不要な入射光によるゴー ト像の写り込みを防止しつつ、小型かつ低 ストの複眼方式のカメラモジュールを提供 ることを目的とする。

 本発明のカメラモジュールは、光軸の位 が異なる複数のレンズを含むレンズモジュ ルと、前記複数のレンズのそれぞれに1対1 対応した複数の撮像領域を含む撮像素子と 前記複数のレンズと前記複数の撮像領域と 間に配置され、前記複数のレンズのそれぞ を通過する光の光路を仕切る遮光壁とを有 、前記遮光壁には、前記レンズモジュール に位置する第1の傾斜面と、前記撮像素子側 位置する第2の傾斜面とを有する複数の突起 部が配列されており、前記第1の傾斜面及び 記第2の傾斜面はともに前記レンズモジュー 側に傾斜した面である。

 ある実施形態において、前記撮像領域の撮 面に対する前記第1の傾斜面の傾斜角度をα 1 、前記撮像領域の撮像面に対する前記第2の 斜面の傾斜角度をα 2 、前記複数のレンズのうちのいずれかを通過 した後前記遮光壁に入射する光線と、前記光 軸方向とのなす角度をβとするとき、
0°<α 1 2 <90°     ・・・(1)
α 2 -2×α 1 <β        ・・・(2)
の関係を満足する。

 ある実施形態において、前記複数の突起 のそれぞれは、前記撮像領域の撮像面に平 に連続して形成されている。

 ある実施形態において、中空部を囲む外 部をさらに備え、前記遮光壁及び前記撮像 子は、前記中空部に配置されており、前記 筒部において前記中空部を囲む面は、前記 像素子に近づくにつれて外側に広がるよう 傾斜するとともに、前記中空部は、少なく も前記撮像素子を囲む部分において前記撮 素子の外形より大きい。

 ある実施形態において、前記傾斜角度α 1 、α 2 は、前記複数の突起部のうち前記撮像素子に 近い突起部ほど大きい。

 ある実施形態において、前記複数の突起 のそれぞれの先端は曲面部を有している。

 本発明によれば、遮光壁の突起部で反射 れた光は、必ず突起部の根元方向に射出さ て、再度反射される。このように、光が遮 壁によって必ず2回以上反射されて減衰され るため、たとえこの光が撮像素子に入射した としても、撮像素子へのゴースト像の写り込 みは従来よりも低減される。これにより、不 要光を遮るためのフードを設けたり、撮像領 域を遮光壁から離して設置する必要がなくな るため、小型かつ低コストのカメラモジュー ルを実現することができる。

  (第1の実施形態)
 以下、本発明によるカメラモジュールの第1 の実施形態について、図面を参照しながら説 明する。図1は、本実施形態の複眼方式カメ モジュール10の分解斜視図である。複眼方式 カメラモジュール10は、基板3と、基板3の上 配置される撮像素子4と、遮光ブロック6と、 撮像素子4に近接して配置される光学フィル アレイ2と、遮光ブロック6の上に配置される レンズアレイ1と、絞りを兼ねた上鏡筒5とを える。

 遮光ブロック6は、外筒部62と、外筒部62 よって保持された遮光壁61a、61b、61c、61dと 備えている。本実施形態では、遮光壁61a-61d 表面が突起部を有している。突起部につい は後に上述する。

 説明の便宜のために、図1にXYZ直交座標系 を設定する。即ち、Z軸を撮像素子4の撮像面 垂直な軸とし、X軸をZ軸と直交し遮光ブロ ク6の遮光壁61a、61cと平行な軸とし、Y軸をZ と直交し遮光ブロック6の遮光壁61b、61dと平 な軸とする。

 レンズアレイ1は、それぞれ単レンズであ る4つのレンズ1a、1b、1c、1dが一体になったも のである。4つのレンズ1a-1dは、XY面と平行な 一平面上に配置されている。4つのレンズ1a- 1dの各光軸はZ軸と平行であり、各光軸はXY面 平行な仮想の長方形の4つの頂点を通るよう に配置されている。レンズ1a-1dは、光の3原色 のうち、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(Modulation Transfer Func tion)等の光学仕様を満足するよう設計されて る。具体的には、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 波長帯域の光に最適なように設計されてい 。レンズ1a-1dは、ガラス又はプラスチックな どの材料を用いて一体的に形成されている。 被写体(図示せず)からの光は、各レンズ1a-1d 通過し、光学フィルタアレイ2を通過した後 撮像素子4上に結像する。

 光学フィルタアレイ2は、レンズアレイ1 撮像素子4との間に配置されている。光学フ ルタアレイ2は、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 フィルタ2a、2b、2c及び2dを備えている。4つ 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さ せる。具体的には、光学フィルタ2aは赤色、 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 過させる。なお、光学フィルタ2a-2dは赤外 をカットする特性を有していてもよく、4つ 光学フィルタ2a-2dは、4つのレンズ1a-1dの各 軸上にそれぞれ配置されている。

 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 ている。撮像素子4の有効画素領域は、4つの 撮像領域4a、4b、4c及び4dにほぼ等分されてい 。なお、本実施形態の撮像素子4は、この構 成に限られない。撮像素子4の有効画素領域 、それぞれ異なる面積を有していてもよい 、異なる形であってもよい。

 4つの撮像領域4a-4dは、4つのレンズ1a-1dの 光軸上にそれぞれ配置されている。これに り、4つの撮像領域4a-4d上のそれぞれに、赤 緑、青のうちのいずれかの波長成分のみか なる被写体像が独立して形成されることに る。具体的には、レンズ1aを通過した被写 からの光のうち赤色の波長帯域光のみが光 フィルタ2aを通過して、撮像領域4a上に赤色 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 のうち緑色の波長帯域光のみが光学フィル 2bを通過して撮、像領域4b上に緑色の波長成 のみからなる被写体像を結像する。またレ ズ1cを通過した被写体からの光のうち緑色 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 被写体像を結像する。またレンズ1dを通過 た被写体からの光のうち青色の波長帯域光 みが光学フィルタ2dを通過して撮像領域4d上 青色の波長成分のみからなる被写体像を結 する。

 撮像素子4の撮像領域4a-4dを構成する各画 は、入射した被写体からの光を光電変換に り電気信号に変換し、光の強度に応じた電 信号(図示せず)をそれぞれ出力する。撮像 子4から出力された電気信号には、様々な信 処理が施される。

 例えば、緑色の波長帯域光が入射する撮 領域4b及び4cが撮像した2つの画像からこれ の画像間の視差量を求めることができる。 の視差量に基づいて、4つの撮像領域4a-4dが 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 3色の画像を合成して1つのカラー画像を作 することができる。

 また、撮像領域4b及び4cが撮像した2つの 像を比較することにより得られた画像間の 差量を用いて、被写体までの距離を測定す こともできる。これらの処理は、デジタル 号プロセッサ(DSP、図示せず)等を用いて行う ことができる。デジタル信号プロセッサ(DSP 図示せず)等の処理回路は、基板3の上に設け られていてもよいし、基板3の外部に設けら ていてもよい。

 なお、本実施形態は、光学系及び撮像領 を4組有する構成を有しているが、被写体ま での距離の測定を目的とする場合は、少なく とも2組の光学系及び撮像領域により構成さ ていればよい。また、被写体までの距離の 定を目的とする場合には、それぞれの光学 及び撮像領域で検出する波長帯域を赤、青 緑に区別する必要はない。そのため、光学 ィルタ2は必ずしも必要ではなく、それぞれ 光学系のレンズとして、同じ特性を有する ンズを用いてもよい。

 また、本実施形態は、赤、青、緑の波長 域光以外の波長帯域光を分離する光学系を していてもよく、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 学系を有していてもよい。すなわち、選択 れる波長帯域光によらず、本実施形態の効 を得ることができる。さらに、視差を算出 る光学系の配置も上述したものに限られず 選択される波長帯域が同一で、X方向又はY方 向に並んだ配置でもよい。

 上鏡筒5は、その下面にレンズアレイ1を 持して固定している。レンズアレイ1と、こ を保持する上鏡筒5とで、レンズモジュール 7が構成されている。上鏡筒5には、レンズア イ1の4つのレンズ1a-1dの各光軸が通過する位 置に4つの絞りとしての開口部5a、5b、5c及び5d が形成されている。上鏡筒5は、光を透過し い材料で形成されており、開口部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 する。

 図2は、遮光ブロック6を被写体側から見 斜視図である。遮光ブロック6は、十字状に 置された遮光壁61a、61b、61c及び61dと、遮光 61a-61dを保持する外筒部62とから構成されて る。外筒部62の内部(中空部)は、十字状に配 置された各遮光壁61a-61dで仕切られて、互い 独立した4つの開口6a、6b、6c及び6dが形成さ ている。

 遮光壁61a-61dは、遮光ブロック6の中心か 4方向に放射状に伸びている。また遮光壁61a び61cはXZ面に平行であり、遮光壁61b及び61d YZ面に平行である。4つの開口部6a-6dは、4つ レンズ1a-1dの各光軸上にそれぞれ配置されて いる。遮光壁61a-61dは、図1に示すように撮像 子4の有効画素領域を4つの撮像領域4a-4dに仕 切っている。

 レンズモジュール7側からZ軸と平行な方 に見た開口部6a-6dは、撮像領域4a-4dとほぼ同 大きさであるか、またはこれより大きい。 ンズ1a-1dをそれぞれ通過した被写体からの は、開口部6a-6dを通過して、撮像領域4a-4d上 それぞれ結像される。遮光壁61a-61dにより、 レンズ1a-1dのうちの一つを通過した光が、こ レンズと対応しない撮像領域に入射するの 防ぐことができる。

 本実施形態の遮光壁61a-61dの表面は、複数 の突起部を有する。その詳細を説明する前に 、比較例として従来のカメラモジュールの課 題を説明する。図8は、従来のカメラモジュ ル内の構造を示す断面図である。本図に示 断面は、図1のカメラモジュールにおいて、 ンズ1a、1bの各光軸を通るYZ面と平行な面に 当する。図8において、図1、2と同一構成の のには、同一の符号を付している。図8に示 すように、従来のカメラモジュールでは、遮 光壁100a-100dは平坦な表面を有している。また 、遮光ブロック101のうちフィルタ2から撮像 子4までの間の部分の内面104は、Z軸に平行に 形成されている。そして、遮光ブロック101の 内面は、撮像素子4を囲む部分において、撮 素子4の縁部に接触している。

 被写体からの入射光8a、8b、8c、8d、8eは、 この順番に入射角度が大きくなっている。こ こで、入射角度は、レンズの光軸と入射する 各光線とのなす角とする。

 図8に示す構成では、入射光8aから8bまで 入射角度を有する光線を撮像できるように 像領域を設定している。しかし、入射光8bよ り大きい入射角度を有する光線8c及び8dにつ ても、入射光8a及び8bと同様にレンズ1aに入 し光学フィルタ2aを通過する。フィルタ2aは 射光8a-8eのうち赤色の波長帯域光のみを通 させ、フィルタ2bは入射光8a-8dのうち緑色の 長帯域光のみを通過させる。フィルタ2aを 過した赤色の波長帯域光は、緑色の波長帯 光のみが入射すべきである撮像領域4bに入射 しないように、撮像領域4aと撮像領域4bとの 界面に平行に設けられている遮光壁100aによ て遮蔽される。また、外筒部102は、レンズ レイ1及び光学フィルタアレイ2を通過しな 外光が撮像領域4a-4dに入射するのを防止して いる。

 この従来の構成では、遮光壁100a-100dが形 されているため、例えば入射光8cの光線が レンズ1aおよびフィルタ2aを通過し、撮像領 4bへ入射することを防止できる。しかしな ら、入射光8cは遮光壁100aに当たり、遮光壁10 0aで反射した反射光8crが撮像領域4aに入射し しまう。従って、撮像領域4aで撮像された画 像に、遮光壁100aでの反射によるゴースト像 写り込んでしまうことになる。

 これは、外筒部102の内面を、撮像素子4と 略垂直なZ方向に、かつ撮像素子4の近傍に形 した場合も同様である。すなわち、レンズ1 bおよびフィルタ2bを、入射光8dより大きい入 角度の入射光8eが通過すると、入射光8eは外 筒部102の内面に当たり、その反射光8erが撮像 領域4bに写り込んでしまう。このように従来 構成では、不要光によるゴースト像の写り みが大きな問題となる。

 次に、この課題を解決するための本実施 態について詳細に説明する。

 図3は、第1の実施形態のカメラモジュー 内の構成を示す断面図である。本図に示す 面は、図1のカメラモジュールにおいて、レ ズ1a、1bの各光軸を通るYZ面と平行な面であ 。

 被写体からの入射光8a、8b、8c、8d、8eは、 この順番に入射角度が大きくなっている。図 3に示す構成では、入射光8aから8bまでの入射 を有する光線を撮像できるように撮像領域 設定しており、この点は図8の例と同様であ る。

 遮光壁61a-61dは、撮像領域4a-4dに対し略垂 なZ方向(光軸方向)に沿って配置されている 各遮光壁61a-61dの両面には、複数の突起部65 形成されている。複数の突起部65のそれぞ は、第1の傾斜面63と第2の傾斜面64を有し、 1の傾斜面63、第2の傾斜面64は、ともに前記 ンズモジュール側に傾斜した面である。言 換えると、第1の傾斜面63および第2の傾斜面6 4は、各遮光壁61a-61dからレンズモジュール7に 向かうように傾斜している。複数の突起部65 、レンズ1a-1dの光軸方向に配列されている

 図4は、図3に示す遮光壁61a-61dと撮像素子4 とを抜き出して示す斜視図である。図4から かるように、遮光壁61a、61cにおける第1の傾 面63、第2の傾斜面64は、各遮光壁61a、61cに ってX方向に連続的に形成されており、遮光 61b、61dにおける第1の傾斜面63、第2の傾斜面 64は、各遮光壁61b、61dに沿ってY方向に連続的 に形成されている。ただし、突起部65は必ずX 方向またはY方向に沿って連続的に形成され いなくてもよい。X方向またはY方向に対して 傾いた方向に連続的に形成されていてもよい し、曲線状に形成されていてもよい。また、 突起部65は、断続的に形成されていてもよい

 図8に示す従来の構成では、レンズ1aおよ フィルタ2aを通過した入射光8cは、遮光壁100 aに当たり、その反射光8crが撮像領域4aに結像 していた。これに対し、図3に示す本実施形 の構成では、入射光8cは第1の傾斜面63と第2 傾斜面64との間で反射を繰り返すため、入射 光8cの光量は著しく減衰し、撮像領域4aには とんど結像することはない。

 ここで、図5を用いて、第1の傾斜面63と第 2の傾斜面64との間における光量減衰について 説明する。図5は、図3に示す遮光壁61a表面部 拡大して示す断面図である。入射光8cは、 光板61aの表面に形成された第1の傾斜面63に 射し、その面で反射して第1の反射光8cr1とし て射出される。第1の反射光8cr1は、第2の傾斜 面64に入射し、その面で反射して第2の反射光 8cr2として射出される。以下、同様の反射が り返される。

 本実施形態では、第1の傾斜面63および第2 の傾斜面64がレンズモジュール7側に傾斜して いる。言い換えると、第1の傾斜面63および第 2の傾斜面64が、突起部65の先端に行くほどレ ズモジュール7に向かうように傾斜している 。第1の傾斜面63がこのような傾斜角を有する 場合には、第1の反射光8cr1は、必ず突起部65 根元方向に射出され、突起部65の根元部分で 再度反射される。このように、本実施形態で は、遮光壁61aによって入射光8cが必ず2回以上 反射される。従来では、遮光壁で1回のみ反 された光が撮像素子に入射するため、本実 形態では、従来よりも撮像素子へ入射する の減衰率が高くなり、従来よりもゴースト の写り込みを低減させることができる。

 また、突起部65の先端が細いほど、突起65の 先端部で反射された光が直接撮像素子4に入 する確率が低くなるため好ましい。突起部65 の先端が根元よりも細くなる条件は、下記(1) 式で示される。ここで、突起部65のレンズモ ュール7側の面である第1の傾斜面63と撮像領 域の撮像面とがなす角度をα 1 、突起部65の撮像領域4側の面である第2の傾 面64と撮像領域の撮像面とがなす角度をα 2 とする。
0°<α 1 2 <90°    ・・・(1)

 また、2つの突起部65の間の領域の外に光線 射出されるまでの多重反射の回数は、光が 元方向に進む場合のほうが先端方向に進む 合よりも多くなり、光をより減衰させるこ ができるため好ましい。したがって、ゴー ト像の写り込みをさらに低減するためには 第2の反射光8cr2も、突起部65の根元方向に進 むことが好ましい。第2の反射光8cr2が突起部6 5の根元方向に進むための条件は、下記式(2) 示される。ここで、遮光壁61aに入射する光 8cとレンズの光軸方向とのなす角度をβとす 。
α 2 -2×α 1 <β        ・・・(2)

 この条件を満たすことにより、第2の反射 光8cr2が第1の傾斜面63に当たり、第3の反射光8 cr3を形成する。

 第3の反射光8cr3も、突起部65の根元方向に 進む場合と、突起部65の先端方向に進む方向 変更する場合とがある。第3の反射光8cr3が 起部65の先端方向に進む場合の方が、根元方 向に進む場合に比べ、多重反射の回数は少な くなる。たとえ第3の反射光8cr3が先端方向に んでも、第3の反射光8cr3は少なくとも1回は 2の傾斜面64で反射することは明らかである 従って、前述の条件式(1)、(2)を満足するこ により、入射光を傾斜面63、64で4回以上反 させることが可能となる。

 図5に示す入射光の入射角βは、例えば13°以 上25°以下に設計され、突起部65の高さ(撮像 と平行な方向における長さ)Aは0.06mm、突起部 65のピッチ(突起部65の先端部のピッチ)Bは0.05m m、角度α 1 は15°、角度α 2 は30°に設定される。Aは、0.02以上0.2mm以下で ることが好ましい。またBは、0.02mm以上0.2mm 下であることが好ましい。なお、Aの下限は 高速射出成型の通常工法における成型限界に 依存し、Aの上限は突起部65の先端までの樹脂 の充填性や遮光壁61a-61dの厚み(遮光壁が厚く ると、実効撮像領域が狭くなる)に依存する 。また、BはAとほぼ同値であるか、またはAよ りも小さい値であることが好ましく、下限は 突起数が増えることによる成型性に依存する 。

 なお、遮光壁61a-61dは、通常、カーボン粒 子を含有した樹脂から形成される。遮光壁61a -61dは、例えば金型を用いた高速射出成型に って形成される。

 通常の金型は、樹脂の流動性がコントロ ルし易い点、金型構造が簡単である点など ら、成型品に対して垂直に金型を開く構成 採用されている。例えば、仮に、突起部65 第1の傾斜面63および第2の傾斜面64が遮光壁61 a-61dの軸方向(光軸方向)に対して略垂直な構 であれば、上述のような通常の金型を用い 作製することができる。ところが、本実施 態の構成を実現するためには、突起部65の先 端の2等分線方向に金型を開く金型機構が必 となり、金型設備としてのコストアップが えられる。このように、金型のコストとい 観点からは、当業者は本実施形態の構成を 討せず、一般的な金型を用いて作製できる 成を採用すると考えられる。

 しかしながら、第1の傾斜面63および第2の 傾斜面64が遮光壁61a-61dの軸方向(光軸方向)に して略垂直な構成では、遮光壁61a-61dに入射 した光が突起部65の間で反射される回数が本 施形態の構成よりも少なくなる。ゴースト の写り込みを低減することの必要性とその 果を考慮すると、本実施形態の構成は十分 検討される価値を有する。

 また、通常カーボン粒子を含有した樹脂 反射率は数%程度である。反射率を5%と仮定 ると、1回の反射により光量は1/20となる。 なわち、4回の反射を繰り返すことにより、 射光の1/160000の光量となる。本実施形態に ける撮像素子4は画素内のフォトダイオード あり、受光した光量を10bitの電気信号に変 する。これにより、画素からの出力信号は 1024諧調のディジタル信号として扱われる。 実施形態では、反射光の信号の強度(入射光 の1/160000)を、画像からの出力信号の分解能で ある1/1024に比べて著しく小さいレベルに減衰 させることが可能となる。

 本実施形態では、角度α1、α2が式(1)およ (2)を満たす場合、遮光壁61a-61dの突起部65に って光が4回以上反射される。このように設 定しているのは、夕方の撮影時に、夕日が差 し込み遮光壁61a-61dに当たる場合を想定して るためである。通常、カメラはAE(Automatic Exp osure:自動露出)機能を有しており、夕方の撮 において、AE機能は被写体の光量を増やした り、信号増幅の倍率を向上したりする。これ により、カメラに差し込む夕日の光量は、撮 像素子4の最大感度光量を遙かに上回る光量 なる。その光量を撮像素子4の分解能以下に 衰する必要があるため、遮光壁61a-61dに入射 する光を撮像素子4の感度の最小分解能の1/100 以下まで減衰させることを目標としている。

 以上説明したように、本実施形態では、 光壁61a-61dに入射した光の減衰率を著しく増 大させることができ、撮像領域4a-4dに反射光 よるゴースト像を映り込ませないようにす ことが可能となる。

 なお、本実施形態では、遮光壁61a-61dの材料 としてカーボン粒子を含有した樹脂を用いた が、多重反射の回数をさらに増やすように傾 斜角度α 1 、α 2 を設定することにより、カーボン粒子を含有 しない樹脂も使用可能となる。このカーボン 粒子を含有しない樹脂を用いた場合には、金 型内での樹脂流動性が向上し、金型の寿命も 向上するという効果が得られる。

 突起部65の先端部は、第1の傾斜面63と第2 傾斜面64とから構成される曲面(R部)を有し いてもよい。ただし、R部に直接入射した光 は正反射し、撮像素子の方向に反射する場 があるため、突起部の先端のR部を小さくす る必要がある。具体的には、入射光8cと同一 向から見た、隣接する2つの突起部65の間の 口部の面積に対するR部の面積の比を、撮像 素子4の最小感度の分解能以下(目安1/2050以下) にすることが好ましい。なお、隣接する2つ 突起部65の間の開口部の面積は、一方の突起 部65における第1の傾斜面63から、他方の突起 65における第2の傾斜面64までの距離(図5に示 す距離C)に、突起部65の長さを積算すること より求めることができる。R部のサイズをこ 範囲内にすることにより、R部で反射された 光が撮像素子4によって検出されにくくなる 例えば、R部のサイズ(半径)は数μm以下にす ことが好ましい。

 図3から図5には、高さが全て等しい複数 突起部65が示されているが、本実施形態では 、突起部65の高さが異なっていてもよい。ま 、図3から図5には、第1の傾斜面63および第2 傾斜面64のみから構成される突起部65が示さ れている。この場合には、第1の傾斜面63と第 2の傾斜面64との間における光の多重反射の回 数が特に多くなるという利点がある。しかし ながら、本実施形態では、突起部65が、第1の 傾斜面63および第2の傾斜面64以外の面を有し いてもよい。例えば、突起部65の根元が撮 面に平行な面であり、突起部65の先端部が第 1の傾斜面63および第2の傾斜面64であってもよ い。

 さらに、突起部65の先端付近に当たった 線の一部は、第1の傾斜面63で反射されずに 第1の傾斜面63から樹脂内部に入射する。入 した光線は、樹脂内を進行しながら減衰し 第2の傾斜面64と空気層との界面への入射角 臨界角を上回った場合は、再度、樹脂内に 射し、さらに減衰される。一方、第2の傾斜 64と空気層との界面への入射角が臨界角よ 小さな角度で入射した場合は、光線が第2の 斜面64から空気層へ射出される。この光線 、樹脂内の減衰により非常に弱い光量とし 射出されるため、突起部65に5~10μm程度の樹 厚(先端Rの半径が数μmであるから、先端部の 樹脂厚はその2倍となる)があれば、直接撮像 子4に入射しても問題ない。なお、本現象に 対する樹脂内部での減衰性を高めるためにも カーボン粒子を樹脂材料に混入することは好 ましい手法である。

 また、外筒部62の内面66は、撮像素子4に かうにつれて、外側に広がるように傾斜し いるとともに、外筒部62の中空部のうち少な くとも撮像素子4を囲む部分は、撮像素子4の 形より大きくなっている。これにより、レ ズ1bおよびフィルタ2bを通る入射光のうち入 射光8dより入射角度が大きい入射光(例えば入 射光8e)が、外筒部62の内面66に当たることを 止している。また、入射光が、外筒部62の内 面66に当たる構成であっても、中空部のうち 像素子4の側方を囲む部分は、撮像素子4の 形より大きくなっているため、外筒部62の反 射光が撮像領域4bの外側に結像される。

 外筒部62は、例えばカーボン粒子を混入 たポリカーボネーなどの樹脂材料からなり 例えば射出成型法により形成される。外筒 62は、例えば12.5°以上25°以下だけ光軸に対 て傾いた角度で傾斜している。

 さらに、外筒部62の内面66の表面にも遮光 壁と同じような突起部を形成することにより 、反射を著しく低減できる。

 以上のように、本実施形態によれば、撮 領域4a-4dのそれぞれに、対応しないレンズ らの光が入射するのを防止できることに加 て、撮像領域4a-4dを外れる入射角度の大きな 不要光が、遮光壁61a-61dや外筒部62で反射して ゴースト像として撮像領域4a-4dに写り込むこ を防止できる。したがって、入射角度の大 い光線が入射しないよう被写体側にフード 用いる必要がない。また、遮光壁からの反 光が撮像領域に写り込まないように撮像領 を遮光壁から離して設置する必要もないた 、有効画素数を確保するために、より大型 撮像素子を用いなくてもよい。したがって カメラモジュールの小型化、低コスト化が 能になる。

  (第2の実施形態)
 以下、本発明によるカメラモジュールの第2 の実施形態について、図面を参照しながら説 明する。図6(a)は、本実施形態の複眼方式カ ラモジュール20の断面図であり、図6(a)内に 、カメラモジュールへの入射光8a-8eを示して いる。図6(b)は、遮光壁71aを拡大して示す断 図である。本図に示す断面は、図3と同様に 図1のカメラモジュールにおいて、レンズ1a 1bの各光軸を通るYZ面と平行な面である。

 本実施形態は、遮光壁71aにおける突起部7 5の構成を除けば、第1の実施形態と同様の構 を有する。本実施形態のカメラモジュール うち第1の実施形態と同一構成のものについ ては、同一番号を付して、その詳細な説明を 省略する。

 第1の実施形態における突起部65の第1の傾 斜面63および第2の傾斜面64の傾斜角度α1、α2 遮光壁全体でそれぞれ一定であるのに対し 本実施形態では、突起部75の第1の傾斜面73 よび第1の傾斜面74の傾斜角度が変化する。

 図6(b)には、レンズモジュール7側から順に 3つの突起部75a、75b、75cが配列されている。 起部75aの第1の傾斜面73aは撮像面から角度α1 aだけ傾き、突起部75aの第2の傾斜面74aは撮像 から角度α2aだけ傾いている。同様に、突起 部75bの第1の傾斜面73bは撮像面から角度α1bだ 傾き、突起部75bの第2の傾斜面74bは撮像面か ら角度α2bだけ傾いている。突起部75cの第1の 斜面73cは撮像面から角度α1cだけ傾き、突起 部75cの第2の傾斜面74cは撮像面から角度α2cだ 傾いている。このとき、下記の式(3)および (4)が成り立つ。
 α1a<α1b<α1c   ・・・(3)
 α2a<α2b<α2c   ・・・(4)

 入射光の入射角度が8aから8dへと大きくな るにつれて、入射光が遮光壁71aに当たる位置 はレンズモジュール7に近くなり、光と遮光 71aの表面とがなす角度も大きくなっていく すなわち、遮光壁71aのうち撮像素子4に近い 分には小さい入射角の入射光が当たり、逆 遮光壁71aのうちレンズモジュール7に近い部 分には大きな入射角の入射光が当たる。遮光 壁71aのうち撮像素子4に近い部分に当たる入 光は、より集光されているため、遮光壁61a うちレンズモジュール7に近い部分に当たる 射光よりもパワーの強い光である。そのた 、撮像に不要な入射光のうち、小さい角度 入射して遮光壁71aに当たる反射光をより減 させることが特に好ましい。本実施形態で 、撮像素子4に近づくにつれて、第1の傾斜 73および第2の傾斜面74の傾斜角度α1、α2を大 きく設定することにより、入射光が突起部75 より根元側に反射されるため、第1の傾斜面 73及び第2の傾斜面74の間での光の反射回数が 加する。これにより、撮像素子4に入射する 光量をより削減することができる。

 なお、図6では、レンズモジュール7側か 撮像素子4側に近づくにつれて、傾斜面の傾 角度α1、α2が次第に大きくなっている例を した。傾斜角度α1、α2は、このように連続 に変化させてもよいが、複数の突起部75を1 位として傾斜角度を変化させるようにして よい。即ち、Z方向において遮光壁71aを複数 の領域に分割し、各領域内の傾斜角度α1、α2 をそれぞれ同じにしつつ、撮像素子4に近づ につれて、各領域内の傾斜角度α1、α2がそ ぞれ大きくなっているようにしてもよい。

 本発明は、例えばカメラ機能を備えた携 電話、デジタルスチルカメラ、監視用カメ 、車載カメラに好適に利用される。

本発明による複眼方式カメラモジュー の第1の実施形態を示す分解斜視図である。 第1の実施形態における遮光ブロック6 被写体側から見た斜視図である。 本発明によるカメラモジュールの第1の 実施形態を示す断面図である。 図3に示す遮光壁61a-61dと撮像素子4とを き出して示す斜視図である。 図3に示す遮光壁61a表面部を拡大して示 す断面図である。 (a)は、本発明による複眼方式カメラモ ュールの第2の実施形態を示す断面図であり 、(b)は、本実施形態の複眼方式カメラモジュ ールにおける遮光壁を拡大して示す断面図で ある。 特許文献1に開示された従来のカメラモ ジュールを示す分解斜視図である。 従来のカメラモジュール内の構成を示 断面図である。

符号の鋭明

1 レンズアレイ
1a,1b,1c,1d レンズ
2 光学フィルタアレイ
2a,2b,2c,2d 光学フィルタ
3 基板
4 撮像素子
4a,4b,4c,4d 撮像領域
5 上鏡筒
5a,5b,5c,5d 絞り
6 遮光ブロック
6a,6b,6c,6d 開口
7 レンズモジュール
8a,8b,8c,8d 入射光線
61a,61b,61c,61d 遮光壁
62 外筒部
63,64 傾斜面
65 突起部
66 内面
71a,71b,71c,71d 遮光壁
73,73a、73b、73c、74 74a、74b、74c 傾斜面
75、75a、75b、75c 突起部