(57)【要約】【課題】液体レンズとプラスチックレンズを組み合わせた光学系を用いる画像センサにおいて、簡易な構成で精度の良い温度補償を実現するための技術を提供する。【解決手段】画像センサの光学ユニットが、液体レンズ、前記液体レンズより物体側に設けられる第１プラスチックレンズ、及び、前記液体レンズより像側に設けられる第２プラスチックレンズ、を少なくとも含む光学系と、前記液体レンズに対し電圧を印加するための電極と、前記液体レンズの近傍に配置された温度センサと、を有している。制御部は、前記温度センサにより測定された温度に応じて、前記電極から前記液体レンズに対し印加する電圧を制御する。【選択図】図１
2020149011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、前記撮像素子に光を導く光学ユニットと、前記撮像素子及び前記光学ユニットを制御する制御部と、を有する画像センサであって、
前記光学ユニットは、
液体レンズ、前記液体レンズより物体側に設けられる第１プラスチックレンズ、及び、前記液体レンズより像側に設けられる第２プラスチックレンズ、を少なくとも含む光学系と、
前記液体レンズに対し電圧を印加するための電極と、
前記液体レンズの近傍に配置された温度センサと、を有しており、
前記制御部は、前記温度センサにより測定された温度に応じて、前記電極から前記液体レンズに対し印加する電圧を制御する
ことを特徴とする画像センサ。
【請求項２】
前記制御部は、前記温度センサにより測定された温度に応じて、前記電極から前記液体レンズに対し印加する電圧を制御することによって、前記第１プラスチックレンズ及び前記第２プラスチックレンズの温度依存の特性変化をキャンセルするように、前記液体レンズの屈折力を変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像センサ。
【請求項３】
前記温度センサは、前記電極が形成された基板上に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像センサ。
【請求項４】
前記光学ユニットに、１個の温度センサが設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の画像センサ。
【請求項５】
前記光学ユニットに、光軸に沿って複数の温度センサが設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の画像センサ。
【請求項６】
前記光学ユニットは、前記光学系を支持する鏡筒を有しており、
前記鏡筒内部の前記液体レンズの物体側の空間と前記液体レンズの像側の空間との間を連通する通路が前記鏡筒に設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の画像センサ。
【請求項７】
前記光学ユニットと前記制御部との間に設けられた断熱部材を有する
ことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の画像センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像センサに関し、特に、光学系に液体レンズを組みこんだ画像センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場の製造ラインにおいては、製造物の検査や管理を自動化ないし省力化するために、画像センサと呼ばれるシステムが多用されている。従来は、カメラとコントローラとをケーブルで接続する構成が一般的であったが（特許文献１参照）、最近では、カメラとコントローラを一体化し、単体の装置で撮像制御から画像処理まで行えるようにした処理一体型画像センサも登場している。このような処理一体型画像センサは「スマートカメラ」とも呼ばれており、照明やレンズが一体となっているものもある。
【０００３】
また最近では、液体レンズを組みこんだ光学系を有する画像センサも提案されている。特許文献１のＦＩＧ．５には、物体側から順に、複数の固体レンズ（７２、７６、７４）、開口絞り（７０）、液体レンズ、を配置した構造の撮像光学系が開示されており、さらに同文献には、固体レンズとしてガラスレンズ又はプラスチックレンズを用いることが好ましいことが記載されている。液体レンズは、印加電圧を変えることで屈折力を調節可能な可変焦点レンズである。液体レンズを組みこんだ光学系は機械的な可動部が無いため、一般的なモーター駆動の光学系に比べて、高速なＡＦ（オートフォーカス）が実現できるとともに、長寿命である（あるいは寿命が無い）という利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／１６６５４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、前述した処理一体型画像センサにおいて、「液体レンズとプラスチックレンズを組み合わせた光学系」の採用を検討している。プラスチックレンズはガラスレンズに比べて軽量かつ安価であるからである。例えば、画像センサを移動体（ロボットアームの先端など）に取り付け、画像センサの位置・姿勢・フォーカス位置などを任意に変えながら撮影を行うような用途を想定した場合、軽量であることや高速ＡＦが可能であることは大きな付加価値になり得る。
【０００６】
しかしながら、このような構成の検討を進める中で、本発明者らは、光学系の温度補償という新たな課題に直面した。液体レンズとプラスチックレンズはともに、ガラスレンズなどに比べて温度依存性が高く、温度に依って光学特性が大きく変動し得る。特に処理一体型画像センサの場合は、画像センサ本体側に発熱の大きい部品（プロセッサや駆動回路など）が存在するため、稼働時には環境温度に比べて十数℃以上高温になる場合もあり、温度に依る変動は無視することができない。このような事情から、安定した性能を実現するために、レンズの温度をモニタし適応的に光学特性を補正するような温度補償機能を設けることが望ましい。とはいえ、個々のレンズに温度センサを設置したり、レンズ間隔を機械的に調節する機構を設けたりする解決策は、光学系の構造の複雑化、重量の増加、コストの増加などを招くため、採用できない。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、液体レンズとプラスチックレンズを組み合わせた光学系を用いる画像センサにおいて、簡易な構成で精度の良い温度補償を実
現するための技術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】
【０００８】
本発明の第一側面は、撮像素子と、前記撮像素子に光を導く光学ユニットと、前記撮像素子及び前記光学ユニットを制御する制御部と、を有する画像センサであって、前記光学ユニットは、液体レンズ、前記液体レンズより物体側に設けられる第１プラスチックレンズ、及び、前記液体レンズより像側に設けられる第２プラスチックレンズ、を少なくとも含む光学系と、前記液体レンズに対し電圧を印加するための電極と、前記液体レンズの近傍に配置された温度センサと、を有しており、前記制御部は、前記温度センサにより測定された温度に応じて、前記電極から前記液体レンズに対し印加する電圧を制御することを特徴とする画像センサを提供する。この構成によれば、液体レンズとプラスチックレンズを組み合わせた光学系を用いる画像センサにおいて、簡易な構成で精度の良い温度補償を実現することができる。
【０００９】
例えば、前記制御部が、温度センサにより測定された温度に応じて、前記電極から前記液体レンズに対し印加する電圧を制御することによって、前記第１プラスチックレンズ及び前記第２プラスチックレンズの温度依存の特性変化をキャンセルするように、前記液体レンズの屈折力を変化させてもよい。液体レンズによって光学系全体の温度補償を行う仕組みを実現することにより、画像センサの信頼性・安定性を向上することができる。しかも、温度補償のために特別な構成を追加する必要もないし、レンズ間隔を機械的に調節するような機構を設ける必要もない。
【００１０】
前記温度センサは、前記電極が形成された基板上に設けられていてもよい。液体レンズに電圧を印加する電極と温度センサとで基板を共用することで、構成の簡易化、部品点数の削減、コストの低減を図ることができる。また、電極（基板）は液体レンズに電圧を印加する必要から当然に液体レンズの極近傍に設置されている。したがって、温度センサを液体レンズの近傍に配置するという設計が容易に実現できる。
【００１１】
本発明において「液体レンズの近傍に配置された温度センサ」は１個でもよいし、複数個でもよい。１個の温度センサのみを設ける構成は、構造が最も簡易であるし、コストメリットも最も大きい。複数の温度センサを設ける構成は、複数箇所の測定温度を用いることで温度補償の精度を向上できるという利点がある。例えば、光学ユニットの光軸に沿って複数の温度センサを設けることで、温度勾配の途中の複数箇所の測定温度を得ることができるので、温度勾配の推定や各レンズの温度の推定を精度良く行うことが可能となる。
【００１２】
前記光学ユニットは、前記光学系を支持する鏡筒を有しており、前記鏡筒内部の前記液体レンズの物体側の空間と前記液体レンズの像側の空間との間を連通する通路が前記鏡筒に設けられていてもよい。このような通路を設けることによって、像側の空間内の暖かい空気と物体側の空間内の空気とが交換されるので、温度勾配が緩和され、第１プラスチックレンズ、液体レンズ、第２プラスチックレンズの間の温度差を小さくすることができる。温度勾配の途中（液体レンズの位置）の測定温度から温度勾配の両端（第１プラスチックレンズと第２プラスチックレンズの位置）の温度を推定する際、温度勾配が小さい系と温度勾配が大きい系とでは、温度勾配が小さい系の方が推定精度を上げやすい。したがって、上記通路を設けることによって温度勾配を抑えることにより、温度補償の精度を向上することができる。
【００１３】
前記光学ユニットと前記制御部との間に設けられた断熱部材を有してもよい。断熱部材によって制御部からの熱が光学ユニットに伝わることを抑制できるため、光学ユニットの像側の温度上昇を緩和でき、結果として光学ユニットの温度勾配を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、液体レンズとプラスチックレンズを組み合わせた光学系を用いる画像センサにおいて、簡易な構成で精度の良い温度補償を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る画像センサを模式的に示す図である。
【図２】図２は、温度勾配と推定誤差を説明する図である。
【図３】図３は、画像センサを用いたセンサシステムの一例を示す図である。
【図４】図４は、実施例１に係る画像センサの要部を示す斜視図である。
【図５】図５は、実施例１に係る画像センサの要部を示す断面図である。
【図６】図６は、液体レンズの印加電圧の決定に利用されるテーブルの例である。
【図７】図７は、実施例２に係る画像センサの要部を示す断面図である。
【図８】図８は、実施例２の温度勾配と推定誤差を説明する図である。
【図９】図９は、実施例３に係る画像センサの要部を示す断面図である。
【図１０】図１０は、実施例４に係る画像センサの要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜適用例＞
まず、本発明の適用例について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像センサの構成を模式的に示す図である。
【００１７】
画像センサ１は、主な構成として、撮像素子１０と光学ユニット１１と制御部１２を有している。光学ユニット１１は、撮像素子１０に光を導くためのデバイスであって、物体側から第１プラスチックレンズ１１１、液体レンズ１１３、第２プラスチックレンズ１１２の順に配置された光学系１１０と、液体レンズ１１３に対し電圧を印加するための電極１１６と温度センサ１１７とが設けられたフレキシブル基板１１５と、光学系１１０を支持する筐体である鏡筒１１８と、を有している。制御部１２は、撮像素子１０及び光学ユニット１１の制御、画像処理、その他の演算処理を担う機能部である。撮像素子１０及び制御部１２は、画像センサ本体側の筐体の内部に設けられている。
【００１８】
制御部１２は、画像センサ１の稼働中、温度センサ１１７を用いて光学ユニット１１の温度をモニタする。そして、制御部１２は、温度センサ１１７により測定された温度に応じて、電極１１６から液体レンズ１１３に印加する電圧を制御し、液体レンズ１１３の屈折力を調節する。
【００１９】
液体レンズ１１３の屈折力を調節する目的の一つは、フォーカス位置の変更である。例えば、不図示の測距センサによって画像センサ１から被写体までの距離を測定し、その距離に応じて液体レンズ１１３のフォーカス位置を調節する。これにより、高速なアクティブＡＦを実現することができる。また、本実施形態では、液体レンズ１１３の屈折力の調節を、光学系１１０の温度補償のためにも利用する。具体的には、第１プラスチックレンズ１１１及び第２プラスチックレンズ１１２の温度依存の特性変化をキャンセルするように、液体レンズ１１３の屈折力を変化させることで、光学系１１０全体としての光学特性を温度によらず一定に保つよう制御する。
【００２０】
この構成によれば、液体レンズ１１３を組みこんだ光学系１１０を採用したことによって、モーター駆動の光学系に比べて、高速なＡＦが実現できるとともに、光学系１１０の長寿命化を図ることができる。また、液体レンズ１１３と組み合わせる固体レンズとしてプラスチックレンズ１１１、１１２を採用したことによって、光学系１１０の軽量化及び低コスト化、ひいては画像センサ１全体の軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００２１】
ところで、液体レンズ１１３とプラスチックレンズ１１１、１１２はともに、ガラスレンズなどに比べて温度依存性が高く、温度に依って光学特性が大きく変化する性質をもつ。この点に鑑み、本実施形態では、温度センサ１１７により測定された温度に応じて液体レンズ１１３への印加電圧を制御し、液体レンズ１１３の光学特性（屈折力）を適応的に調節することによって、液体レンズ１１３とプラスチックレンズ１１１、１１２を含む光学系１１０全体の温度補償を行う。このように、液体レンズ１１３によって光学系１１０全体の温度補償を行う仕組みを実現したことにより、画像センサ１の信頼性・安定性を向上することができる。しかも、温度補償のために特別な構成を追加する必要もないし、レンズ間隔を機械的に調節するような機構を設ける必要もない。
【００２２】
また、本実施形態では、液体レンズ１１３の近傍に温度センサ１１７を配置する構成を採用した。この配置により、液体レンズ１１３の温度を精度良く検知ないし推定できるため、液体レンズ１１３に対する温度補償の精度を高めることができる。液体レンズ１１３とプラスチックレンズ１１１、１１２を比べた場合、一般に、液体レンズ１１３の方が温度依存性がより高い。それゆえ、液体レンズ１１３に対する温度補償の精度を担保することで、液体レンズ１１３とプラスチックレンズ１１１、１１２を含んだ光学系１１０全体の温度補償の精度も向上する。
【００２３】
また、温度センサ１１７を液体レンズ１１３の近傍に配置する構成には次の利点もある。温度センサ１１７のような電気部品を光学ユニット１１の中に設置するには、電気部品と画像センサ本体側の制御部１２との電気的な接続をとらなければならない。この点、液体レンズ１１３の近傍には、液体レンズ１１３に対し電圧を印加するための電極１１６が設けられているため、電気部品に対して電気的な接続をとるための構造を追加することが設計上容易である。
【００２４】
また、本実施形態では、２つのプラスチックレンズ１１１、１１２の間に液体レンズ１１３を配置する構成を採用した。この配置も、温度補償の精度向上を図る上で有利である。画像センサ本体側には発熱の大きい部品（プロセッサ、駆動回路、電源ＩＣ、コイル部品など。以下総称して「発熱体」と呼ぶ）が存在することが多いため、光学ユニット１１の像側はその熱の影響を受けやすい。他方、光学ユニット１１の物体側は、発熱体から離れているため、画像センサ１の周囲の環境温度に依存する。そのため、画像センサ１の稼働中は、光学ユニット１１の像側から物体側に向かって徐々に温度が低くなるような温度勾配が生じ、光学系１１０を構成する各レンズ１１１〜１１３の温度は均一とはならない。しかも、プラスチックレンズ１１１、１１２と鏡筒１１８（レンズの支持体）の線膨張係数をそろえる必要から、鏡筒１１８もプラスチック材料で形成せざるを得ないが、プラスチック材料は一般に熱伝導率が低いため、上記のような温度勾配（つまりレンズ間の温度の不均一）は時間が経っても解消され難い傾向にある。設計にも依るが、光学ユニット１１の像側と物体側の温度差は十数℃以上になることも想定される。また、その温度差は、発熱体の温度（例えば、撮影頻度や処理負荷が高いと発熱も大きくなる）、環境温度などに依っても違ってくる。
【００２５】
図２Ａは、光軸方向の温度勾配を模式的に示している。図２Ａにおいて、符号Ｐ１は第１プラスチックレンズ１１１の位置、符号Ｐ２は第２プラスチックレンズ１１２、符号Ｐ３は液体レンズ１１３の位置であり、縦軸は各位置における温度を示している。像側から物体側に向かって徐々に温度が低くなる様子を模式的に示している。
【００２６】
本実施形態のように、２つのプラスチックレンズ１１１、１１２の間に液体レンズ１１３を配置し、液体レンズ１１３の近傍に温度センサ１１７を配置した場合、液体レンズ１１３の位置Ｐ３の温度は正確に知ることができる。他方、プラスチックレンズ１１１、１
１２の温度（位置Ｐ１、Ｐ２での温度）については、温度センサ１１７の測定値から推定することになるため、位置Ｐ３から離れるほどその推定精度は悪くなる傾向にある。図２Ａには、位置Ｐ３における測定値から位置Ｐ１、Ｐ２での温度を推定した場合の誤差をエラーバーで示している。
【００２７】
仮に、物体側から順に第１プラスチックレンズ、第２プラスチックレンズ、液体レンズと配置し、液体レンズの近傍に温度センサを設置した場合には、液体レンズの温度は精度良く測定できるものの、最も物体側に存在する第１プラスチックレンズの温度の正確な推定は困難となり、図２Ｂに示すように位置Ｐ１での誤差が極めて大きくなる。逆に、物体側から順に液体レンズ、第１プラスチックレンズ、第２プラスチックレンズと配置した場合も同様の問題が生じる。
【００２８】
このような比較検討を経て、本実施形態では、２つのプラスチックレンズ１１１、１１２の間に液体レンズ１１３を配置し、液体レンズ１１３の近傍に温度センサ１１７を設置するという配置を採用するに到った。この配置によれば、第１プラスチックレンズ１１１と第２プラスチックレンズ１１２のどちらからも遠くない位置に温度センサ１１７を配置でき、かつ、像側（第２プラスチックレンズ１１２）から物体側（第１プラスチックレンズ１１１）に向かって徐々に温度が下がる温度勾配の途中（位置Ｐ３）の温度を測定することができる。よって、液体レンズ１１３の近傍に設置した温度センサ１１７のみで、液体レンズ１１３のみならず、２つのプラスチックレンズ１１１、１１２の温度状態もある程度の確度をもって推定することが可能となる。
【００２９】
本実施形態の構成によれば、液体レンズ１１３とプラスチックレンズ１１１、１１２を組み合わせた光学系１１０を用いる画像センサ１において、簡易な構成で精度の良い温度補償を実現することができる。
【００３０】
＜画像センサの使用例＞
図３は、本発明の実施形態に係る画像センサを用いたセンサシステムの一例を示している。本実施形態のセンサシステム２は、製造ラインなどにおいて製造物２１の検査や管理などを行うためのシステムであり、複数の画像センサ１と、情報処理装置２０とを有している。情報処理装置２０は、ＥｔｈｅｒＣＡＴなどの産業用ネットワーク２２により画像センサ１と接続されており、各々の画像センサ１との間でネットワーク２２を介したデータの送受信が可能である。図３の例では、コンベア２３上を流れる製造物２１を撮像する３台の画像センサ１が設置されている。ただし、画像センサ１の数は３台に限られず、大規模な工場では数十台から数百台あるいはそれ以上の数の画像センサが設けられることもある。また、ロボットアームのような移動体に画像センサ１を取り付け、画像センサ１の位置・姿勢・フォーカス位置を変えながら、複数の視点から製造物２１を撮像するようなセンサシステム２も想定される。
【００３１】
産業用の画像センサ１は、画像を利用したさまざまな処理に利用される。例えば、検査対象の画像の記録、形状の認識、エッジの検出や幅・本数の計測、面積の計測、色特徴の取得、ラベリングやセグメンテーション、物体認識、バーコードや２次元コードの読み取り、ＯＣＲ、個体識別などが挙げられる。本実施形態では、撮像系と処理系とが一体となった処理一体型の画像センサ（いわゆるスマートカメラ）を例示するが、撮像系と処理系とが別体構成の画像センサに対して上述した光学ユニットを適用してもよい。なお、画像センサ１は、視覚センサ（vision sensor）や視覚システム（vision system）などとも呼ばれる。
【００３２】
＜実施例１＞
図４及び図５に実施例１に係る画像センサの構成を示す。図４は実施例１に係る画像セ
ンサの要部を示す斜視図であり、図５は実施例１に係る画像センサの要部を示す断面図である。
【００３３】
光学ユニット１１は、２つのプラスチックレンズ１１１、１１２と、液体レンズ１１３を組み合わせた光学系１１０を有する。各レンズは、物体側から第１プラスチックレンズ１１１、液体レンズ１１３、第２プラスチックレンズ１１２の順に並ぶように鏡筒１１８に組み付けられ、それぞれ押さえ環４０１、４０３、４０２によって固定されている。鏡筒１１８は、プラスチックレンズ１１１、１１２と線膨張係数の近い樹脂材料によって形成される。符号１１５はフレキシブル基板である。フレキシブル基板１１５上には、液体レンズ１１３に電圧を印加するための電極１１６と温度センサ１１７とが設けられている。フレキシブル基板１１５はコネクタ４１０を介して制御基板４２０に接続されている。制御基板４２０には、撮像素子１０、プロセッサ４２１、メモリ４２２などが実装されている。この例では、プロセッサ４２１とメモリ４２２によって、図１の制御部１２が構成されている。
【００３４】
温度センサ１１７は、液体レンズ１１３近傍の温度を測定するためのデバイスであり、例えばサーミスタなどが用いられる。温度センサ１１７で測定された温度情報はフレキシブル基板１１５を介してプロセッサ４２１に取り込まれる。
【００３５】
撮像素子１０は、光電変換によって画像データを生成・出力するデバイスであり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどで構成される。プロセッサ４２１は、画像データに対する画像処理（例えば、前処理、特徴量抽出など）、画像処理の結果に基づく各種処理（例えば、検査、文字認識、個体識別など）、外部装置とのデータ送受信、外部装置へ出力するデータの生成、外部装置から受信したデータに対する処理、液体レンズ１１３及び撮像素子１０の制御などを行うデバイスである。プロセッサ４２１は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵなどの汎用プロセッサでもよいし、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどでもよい。メモリ４２２は、不揮発性の記憶デバイスであり、例えばＥＥＰＲＯＭなどである。メモリ４２２内には、プロセッサ４２１が使用するプログラムやデータが記憶されている。
【００３６】
図６は、メモリ４２２に格納されている、液体レンズ１１３の印加電圧の決定に利用されるデータの例を示している。このデータは、「フォーカス位置（画像センサからピントを合わせたい被写体までの距離）」と「温度センサ１１７で測定される温度」と「液体レンズ１１３に印加する電圧」の対応関係を定義したテーブルである。このテーブルにおける印加電圧の値ｖ１１、ｖ１２、・・・は、各温度における温度補償を行いつつ所望のフォーカス位置が実現できるような値に設定されているものとする。具体的な値は、実験あるいはシミュレーションによって求めればよい。あるいは、光学系１１０の個体ばらつきが無視できない場合には、製品出荷前などに、製品ごとに温度特性を計測し、印加電圧の値を決定してもよい。
【００３７】
画像センサ１が稼働している間、プロセッサ４２１は、温度センサ１１７から取り込まれる測定温度を常にモニタしている。プロセッサ４２１は、必要に応じて、測定温度と所望のフォーカス位置と図６のテーブルに基づき、印加すべき電圧値を決定し、電極１１６に出力する電圧値を制御する。このような制御を行うことによって、温度に依存せず、所望のフォーカス位置に精度良く調節することができるため、画像センサ１の信頼性・安定性を向上することができる。
【００３８】
なお、測定温度と所望のフォーカス位置の条件と一致するものが図６のテーブルに含まれていない場合には、条件が最も近いものを選択してもよいし、補間によって妥当な電圧値を計算してもよい。図６のテーブルはあくまで一例であり、条件の刻みをもっと細かく又は粗くしてもよい。あるいは、テーブルではなく、関数のような形式で、フォーカス位
置と温度と印加電圧の関係を定義したデータを保持してもよい。
【００３９】
＜実施例２＞
図７に実施例２に係る画像センサの構成を示す。実施例２の特徴は、液体レンズ１１３の物体側の空間７０と液体レンズ１１３の像側の空間７１との間を連通する通路７３、及び、第２プラスチックレンズ１１２の物体側の空間７１と第２プラスチックレンズ１１２の像側の空間７２との間を連通する通路７４が、鏡筒１１８に設けられている点である。
【００４０】
このような通路７３、７４を設けることによって、像側の空間内の暖かい空気と物体側の空間内の空気とが交換されるので、図８に示すように、温度勾配が緩和され、第１プラスチックレンズ１１１、液体レンズ１１３、第２プラスチックレンズ１１２の間の温度差を小さくすることができる。図２Ａと図８を比較するとわかるように、温度勾配の途中（液体レンズの位置Ｐ３）の測定温度から温度勾配の両端（第１プラスチックレンズと第２プラスチックレンズの位置Ｐ１、Ｐ２）の温度を推定する際、温度勾配が小さい系と温度勾配が大きい系とでは、温度勾配が小さい系の方が推定精度を上げやすい。したがって、上記通路７３、７４を設けることによって温度勾配を抑えることにより、温度補償の精度を向上することができる。
【００４１】
＜実施例３＞
図９に実施例３に係る画像センサの構成を示す。実施例３の特徴は、光学ユニット１１と制御部１２との間に断熱部材９０を設けた点である。
【００４２】
断熱部材９０としては、透明な樹脂又はガラスからなる板状部材を好ましく用いることができる。このような断熱部材９０を設けることによって、制御部１２からの熱が光学ユニット１１に伝わることを抑制できるため、光学ユニット１１の像側の温度上昇を緩和でき、結果として温度勾配を小さくすることができる。したがって、実施例２と同様の作用効果を奏することができる。
【００４３】
＜実施例４＞
図１０に実施例４に係る画像センサの構成を示す。実施例４の特徴は、光軸方向に沿って２つの温度センサ１１７ａ、１１７ｂを設けた点である。この構成によれば、温度勾配の途中の２箇所の測定温度を得ることができるので、温度勾配の推定や各レンズの温度の推定を精度良く行うことが可能となる。したがって、前述した実施例１〜３よりもさらに温度補償の精度を向上することができる。なお、図１０では２つの温度センサを例示したが、温度センサの数は３個以上でもよい。
【００４４】
＜その他＞
上記実施形態及び実施例は、本発明の構成例を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、鏡筒の円周方向又は径方向に沿って複数の温度センサを設けてもよいし、プラスチックレンズの近傍に温度センサを設けても構わない。
【００４５】
＜付記＞
撮像素子（１０）と、前記撮像素子（１０）に光を導く光学ユニット（１１）と、前記撮像素子（１０）及び前記光学ユニット（１１）を制御する制御部（１２）と、を有する画像センサ（１）であって、
前記光学ユニット（１１）は、
液体レンズ（１１３）、前記液体レンズ（１１３）より物体側に設けられる第１プラスチックレンズ（１１１）、及び、前記液体レンズ（１１３）より像側に設けられる第２プラスチックレンズ（１１２）、を少なくとも含む光学系（１１０）と、
前記液体レンズ（１１３）に対し電圧を印加するための電極（１１６）と、
前記液体レンズ（１１３）の近傍に配置された温度センサ（１１７）と、を有しており、
前記制御部（１２）は、前記温度センサ（１１７）により測定された温度に応じて、前記電極（１１６）から前記液体レンズ（１１３）に対し印加する電圧を制御する
ことを特徴とする画像センサ（１）。
【符号の説明】
【００４６】
１：画像センサ
１０：撮像素子
１１：光学ユニット
１２：制御部
１１０：光学系
１１１：第１プラスチックレンズ
１１２：第２プラスチックレンズ
１１３：液体レンズ
１１５：フレキシブル基板
１１６：電極
１１７：温度センサ
１１８：鏡筒
【図１】
2020149011.tif 000003
【図２】
2020149011.tif 000004
【図３】
2020149011.tif 000005
【図４】
2020149011.tif 000006
【図５】
2020149011.tif 000007
【図６】
2020149011.tif 000008
【図７】
2020149011.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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