(57)【要約】  撮像装置は、複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、複数の画素を含む画素群を複数有し、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、画素群で受光する像のブレを防止するために、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる駆動部と、を備える。
2016158957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、
前記画素群で受光する像のブレを防止するために、前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる駆動部と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記駆動部は、前記撮像装置のブレを示す信号に基づき、前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
前記駆動部は、前記マイクロレンズアレイの前記撮像センサに対向する部分と前記マイクロレンズアレイの側部との少なくとも一方に設けられ、前記撮像センサに対する前記マイクロレンズアレイの位置を変化させる、
撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記駆動部は、前記マイクロレンズアレイの四隅において、前記マイクロレンズアレイの前記撮像センサに対向する部分または前記マイクロレンズアレイの側部に設けられる、
撮像装置。
【請求項５】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記駆動部は、前記マイクロレンズアレイの四辺において、前記マイクロレンズアレイの前記撮像センサに対向する部分または前記マイクロレンズアレイの側部に設けられる、
撮像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記駆動部は、前記マイクロレンズアレイに対して、少なくとも前記複数のマイクロレンズが配置される二次元上の交差する２軸方向への並進移動と、前記２軸に直交する軸の周りの回転移動とをさせる、
撮像装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記駆動部は圧電素子を含む、
撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記圧電素子は、変位増幅機能を有する、
撮像装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記マイクロレンズアレイと前記撮像センサとの間に設けられ、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群へ、他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁を備える、
撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の撮像装置において、
前記隔壁は、少なくとも前記隔壁の前記マイクロレンズアレイに対向する部分が前記マイクロレンズアレイに接続されるか、前記隔壁の前記撮像センサに対向する部分が前記撮像センサに接続される、
撮像装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の撮像装置において、
前記隔壁は、前記隔壁と前記マイクロレンズアレイ、または前記隔壁と前記撮像センサが離間するように配置される、
撮像装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の撮像装置において、
前記隔壁は、前記隔壁の前記マイクロレンズアレイに対向する部分が前記マイクロレンズアレイに接続され、前記隔壁の前記撮像センサに対向する部分が前記撮像センサに接続される、
撮像装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の撮像装置において、
前記隔壁は、少なくとも一部が弾性部材によって形成される、
撮像装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係が変化するとき、前記画素群からの信号に対する制限を示す情報を生成する情報生成部を備える、
撮像装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の撮像装置において、
前記情報生成部は、前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係が変化する状態で前記撮像センサが光電変換を行う場合に、信号処理に用いる信号数を制限することを示す付加情報を生成する、
撮像装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の撮像装置において、
前記情報生成部は、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群のうち、端部の画素からの信号を除外することによって前記信号数を制限することを示す付加情報を生成する、
撮像装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の撮像装置を備えるマルチレンズカメラ。
【請求項１８】
複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイを準備することと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサを準備することと、
前記画素群で受光する像のブレを防止するために、前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる駆動部を準備することと、
前記マイクロレンズアレイと、前記撮像センサと、前記駆動部とを組み立てることと、
を有する撮像装置の製造方法。
【請求項１９】
複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、
前記マイクロレンズアレイと前記撮像センサとの間に設けられ、一つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁と、を備え、
前記隔壁は、前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係が変化しても、前記一つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げるよう構成される撮像装置。
【請求項２０】
複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、
前記マイクロレンズアレイと前記撮像センサとの間に設けられ、一つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁と、
前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係が変化するとき、前記画素群からの信号に対する制限を示す情報を生成する情報生成部と、
を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、マルチレンズカメラおよび撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ライト・フィールド・フォトグラフィ（Light Field Photography）技術を用いるカメラ（マルチレンズカメラ）において、マイクロレンズの配列方向（光軸に直交する方向）にマイクロレンズアレイ全体を移動させる技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２０１２−６０４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、マイクロレンズの配列ピッチを擬似的に短縮した撮像を行うにすぎず、撮影時に生じたブレによる影響を抑制できない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によると、撮像装置は、複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、複数の画素を含む画素群を複数有し、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、画素群で受光する像のブレを防止するために、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる駆動部と、を備える。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の撮像装置において、駆動部は、撮像装置のブレを示す信号に基づき、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係を変化させることが好ましい。
本発明の第３の態様によると、第１または第２の態様の撮像装置において、駆動部は、マイクロレンズアレイの撮像センサに対向する部分とマイクロレンズアレイの側部との少なくとも一方に設けられ、撮像センサに対するマイクロレンズアレイの位置を変化させることが好ましい。
本発明の第４の態様によると、第３の態様の撮像装置において、駆動部は、マイクロレンズアレイの四隅において、マイクロレンズアレイの撮像センサに対向する部分またはマイクロレンズアレイの側部に設けられることが好ましい。
本発明の第５の態様によると、第３の態様の撮像装置において、駆動部は、マイクロレンズアレイの四辺において、マイクロレンズアレイの撮像センサに対向する部分またはマイクロレンズアレイの側部に設けられることが好ましい。
本発明の第６の態様によると、第１から第５のいずれか一態様の撮像装置において、駆動部は、マイクロレンズアレイに対して、少なくとも複数のマイクロレンズが配置される二次元上の交差する２軸方向への並進移動と、２軸に直交する軸の周りの回転移動とをさせることが好ましい。
本発明の第７の態様によると、第１から第６のいずれか一態様の撮像装置において、駆動部は圧電素子を含むことが好ましい。
本発明の第８の態様によると、第７の態様の撮像装置において、圧電素子は、変位増幅機能を有することが好ましい。
本発明の第９の態様によると、第１から第８のいずれか一態様の撮像装置において、マイクロレンズアレイと撮像センサとの間に設けられ、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群へ、他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁を備えることが好ましい。
本発明の第１０の態様によると、第９の態様の撮像装置において、隔壁は、少なくとも隔壁のマイクロレンズアレイに対向する部分がマイクロレンズアレイに接続されるか、隔壁の撮像センサに対向する部分が撮像センサに接続されることが好ましい。
本発明の第１１の態様によると、第９の態様の撮像装置において、隔壁は、隔壁とマイクロレンズアレイ、または隔壁と撮像センサが離間するように配置されることが好ましい。
本発明の第１２の態様によると、第９の態様の撮像装置において、隔壁は、隔壁のマイクロレンズアレイに対向する部分がマイクロレンズアレイに接続され、隔壁の撮像センサに対向する部分が撮像センサに接続されることが好ましい。
本発明の第１３の態様によると、第１２の態様の撮像装置において、隔壁は、少なくとも一部が弾性部材によって形成されることが好ましい。
本発明の第１４の態様によると、第１から第１３のいずれか一態様の撮像装置において、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係が変化するとき、画素群からの信号に対する制限を示す情報を生成する情報生成部を備えることが好ましい。
本発明の第１５の態様によると、第１４の態様の撮像装置において、情報生成部は、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係が変化する状態で撮像センサが光電変換を行う場合に、信号処理に用いる信号数を制限することを示す付加情報を生成することが好ましい。
本発明の第１６の態様によると、第１５の態様の撮像装置において、情報生成部は、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群のうち、端部の画素からの信号を除外することによって信号数を制限することを示す付加情報を生成することが好ましい。
本発明の第１７の態様によると、マルチレンズカメラは、第１から第１６のいずれか一態様の撮像装置を備える。
本発明の第１８の態様によると、撮像装置の製造方法は、複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイを準備することと、複数の画素を含む画素群を複数有し、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサを準備することと、画素群で受光する像のブレを防止するために、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる駆動部を準備することと、マイクロレンズアレイと、撮像センサと、駆動部とを組み立てることと、を有する。
本発明の第１９の態様によると、撮像装置は、複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、複数の画素を含む画素群を複数有し、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、マイクロレンズアレイと撮像センサとの間に設けられ、一つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁と、を備え、隔壁は、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係が変化しても、一つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げるよう構成される。
本発明の第２０の態様によると、撮像装置は、複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、複数の画素を含む画素群を複数有し、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、マイクロレンズアレイと撮像センサとの間に設けられ、一つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁と、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係が変化するとき、画素群からの信号に対する制限を示す情報を生成する情報生成部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ライト・フィールドカメラの要部構成を説明する図である。
【図２】図１におけるマイクロレンズアレイおよびピエゾ素子を説明する図である。
【図３】ピエゾ素子の拡大図である。
【図４】マイクロレンズアレイとイメージセンサの一部を拡大した図である。
【図５】図４のマイクロレンズアレイを並進移動させた例を説明する図である。
【図６】制御部がＶＲ動作時に実行する処理を説明するフローチャートである。
【図７】ライト・フィールドカメラの光学系を模式的に示す図である。
【図８】撮像レンズ側から見たイメージセンサを例示する図である。
【図９】撮像レンズ側から見たイメージセンサを例示する図である。
【図１０】図１０(a)〜図１０(c)は、ＬＦカメラの撮像部の組立手順について説明する図である。
【図１１】図１１(a)、図１１(b)は、隔壁に関する変形例を説明する図である。
【図１２】図１２(a)〜図１２(c)は、ピエゾ素子の位置に関する変形例を説明する図である。
【図１３】薄型のライト・フィールドカメラの外観を例示する図である。
【図１４】図１３のライト・フィールドカメラの撮像部の断面図である。
【図１５】図１５(a)〜図１５(c)は、ＶＲ動作中に画素群ＰＸｓに入射する光について説明する図である。
【図１６】図１６(a)〜図１６(c)は、ＶＲ動作中に画素群ＰＸｓに入射する光について説明する図である。
【図１７】図１７(a)〜図１７(c)は、ＶＲ動作中に画素群ＰＸｓに入射する光について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＜ライト・フィールドカメラの概要＞
図１は、一実施の形態によるライト・フィールド（以下ＬＦと呼ぶ）カメラ１００の要部構成を説明する図である。一般に、ＬＦカメラ１００は、視点が異なる複数の画像を撮像する。図１において、撮像レンズ２０１は、被写体からの光をマイクロレンズアレイ２０２に投射する。撮像レンズ２０１は交換可能に構成されており、ＬＦカメラ１００のボディに装着して使用する。マイクロレンズアレイ２０２に入射した被写体光は、マイクロレンズアレイ２０２を通過し、イメージセンサ２０３によって光電変換される。
なお、撮像レンズをＬＦカメラ１００のボディと一体に構成してもよい。
【０００８】
イメージセンサ２０３から読み出された光電変換後の画素信号は、画像処理部２１０へ送られる。画像処理部２１０は、画素信号に対して所定の画像処理を施す。画像処理後の画像データは、メモリカードなどの記録媒体２０９に記録される。
なお、イメージセンサ２０３から読み出された画素信号に画像処理を施さずに記録媒体２０９へ記録してもよい。
【０００９】
本実施形態のＬＦカメラ１００は、手持ちで撮像を行う場合に生じる揺動（いわゆる手ブレ）の影響を抑えるＶＲ（Vibration Reduction）機能を備える。なお、ＶＲ機能は、手持ちで撮影を行う場合に生じる搖動や振動に限られず、例えばＬＦカメラ１００が被装着物（例えばヘルメット等）に固定された場合の搖動や振動（例えばＬＦカメラがいわゆるアクションカメラとして用いられる場合の撮影時のブレ）の影響を抑えるものであっても良い。
【００１０】
なお図１０に示される撮像部は、ＬＦカメラ１００に適用されるばかりではなく、後述するような薄型のＬＦカメラ３００（図１３参照）に適用されることもある。薄型のＬＦカメラ３００は、その薄さゆえに様々な部位（被装着部）に装着可能である。上記ＶＲ機能は、薄型のＬＦカメラ３００が装着されている被装着部の揺れに伴うカメラのブレの影響を抑えるものとして機能する。ＶＲ動作の詳細については後述する。ＶＲ動作中に撮像された画像データには、例えば、ＶＲ動作中であったことを示すメタデータが付加される。また、メタデータは、ＶＲ動作中であったことを示す情報に加え、ＬＦカメラ１００が移動した場合の加速度情報を含むように構成しても良い。
【００１１】
マイクロレンズアレイ２０２は、微小レンズ（後述するマイクロレンズ２０２ａ）を格子状またはハニカム形状に二次元配列して構成されており、イメージセンサ２０３の撮像面側（撮像レンズ２０１側）に設けられる。
【００１２】
マイクロレンズアレイ２０２は、圧電素子の一例であるピエゾ素子２０５によって支持される。ピエゾ素子２０５は、一端がマイクロレンズアレイ２０２に固定され、他端がイメージセンサ２０３を実装する基部１５０（図１０）に固定される。このため、ピエゾ素子２０５を駆動することによって、マイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との相対的な位置関係の変更が可能である。なお、ピエゾ素子の代わりに、ボイスコイルモーターや超音波モーターなどのアクチュエータを用いることも可能である。
本実施形態では、マイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との間の位置関係を制御することにより、上記ＶＲ動作を行う。本実施形態では、マイクロレンズアレイ２０２がピエゾ素子２０５によって駆動される例を用いて説明するが、イメージセンサ２０３がピエゾ素子２０５によって駆動されるように構成しても良い。
【００１３】
振れ検出部２０７は、加速度センサおよび角速度センサによって構成される。振れ検出部２０７は、ＬＦカメラ１００の振れとして、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の並進移動、および各軸回りの回転をそれぞれ検出する。
【００１４】
図１に示した座標軸において、被写体からの光はＺ軸マイナス方向へ向かう。また、図１において、上向きかつＺ軸に直交する向きをＹ軸プラス方向とし、紙面に垂直な手前方向で、Ｚ軸およびＹ軸に直交する向きをＸ軸プラス方向とする。以降のいくつかの図においては、図１の座標軸を基準としてそれぞれの図における向きを表す。
【００１５】
制御部２０８は、ＬＦカメラ１００の撮像動作を制御する。また、制御部２０８は、振れ検出部２０７からの検出信号に基づいてＶＲ演算を行う。振れ検出部２０７は、加速度センサを含み、振れ検出部２０７からの検出信号はＬＦカメラ１００が移動した場合の加速度情報を含んでいる。ＶＲ演算は、イメージセンサ２０３上における像の揺れを抑えるために必要なマイクロレンズアレイ２０２の駆動方向および駆動量の算出を目的とする。ＶＲ演算は、例えば撮像レンズを駆動する公知のＶＲ動作や、イメージセンサを駆動する公知のＶＲ動作における演算と同様である。このため、ＶＲ演算についての詳細な説明は省略する。
【００１６】
ピエゾ素子駆動回路２０６は、制御部２０８からの駆動方向および駆動量の指示に応じて、ピエゾ素子２０５を駆動する。図２は、図１におけるマイクロレンズアレイ２０２およびピエゾ素子２０５を説明する図である。図２の例では、複数のマイクロレンズ２０２ａがハニカム形状に配列されている。ピエゾ素子２０５は、４つのピエゾ素子２０５−１〜２０５−４によって構成される。ピエゾ素子２０５−１〜２０５−４はそれぞれ、マイクロレンズアレイ２０２の四隅であって、マイクロレンズアレイ２０２の後ろ側（イメージセンサ２０３側）の面に固定されている。
【００１７】
＜ピエゾ素子＞
図３は、ピエゾ素子２０５−１の拡大図である。ピエゾ素子２０５−２〜２０５−４は、いずれもピエゾ素子２０５−１と同様の構成を有する。図３において、ピエゾ素子２０５−１は、変位方向がそれぞれ異なる３つのピエゾ素子を積層して構成される。すなわち、ピエゾ素子ＰＺ１は、Ｚ軸方向に変位する厚み縦振動タイプの素子である。ピエゾ素子ＰＺ２は、Ｙ軸方向に変位する厚みすべりタイプの素子である。ピエゾ素子ＰＺ３は、Ｘ軸方向に変位する厚みすべりタイプの素子である。なお、ピエゾ素子ＰＺ２とピエゾ素子ＰＺ３は、図３のようにＹ軸方向とＸ軸方向にそれぞれ変位するように配置するだけでなく、ＸＹ平面上の交差する任意の２軸方向にそれぞれ変位するように配置してもよい。
【００１８】
また、３つのピエゾ素子ＰＺ１〜ＰＺ３を積層する順番は、図３の通りでなくてもよく、順番を入れ替えてもよい。そしてまた、ピエゾ素子２０５−１〜２０５−４で３つのピエゾ素子ＰＺ１〜ＰＺ３を積層する順番が異なっていてもよい。さらにまた、各ピエゾ素子は、不図示の増幅機構を備えてもよい。増幅機構は、ヒンジ型、楕円シェル型、ハニカムリンク型などのいずれでもよい。また、例えば、Ｚ軸方向の並進移動をするピエゾ素子ＰＺ１を省略してもよい。この場合、Ｘ軸回りの回転移動、Ｙ軸回りの回転移動、Ｚ軸方向の並進移動はできなくなるが、図１におけるＺ軸方向、すなわち撮像部の厚みを減らすことができる。
【００１９】
図２に戻り、４つのピエゾ素子２０５−１〜２０５−４を、それぞれ同じ向き（Ｘ軸、Ｙ軸、またはＺ軸方向）に変位させる場合、イメージセンサ２０３に対してマイクロレンズアレイ２０２を各軸の方向へ並進移動させることができる。
【００２０】
また、４つのピエゾ素子２０５−１〜２０５−４のうち、図２の上側に位置するピエゾ素子２０５−１および２０５−４と、図２の下側に位置するピエゾ素子２０５−２および２０５−３との間でＺ軸方向の変位を逆向きにする場合、イメージセンサ２０３に対してマイクロレンズアレイ２０２をＸ軸の回りに回転移動させることができる。
【００２１】
さらに、４つのピエゾ素子２０５−１〜２０５−４のうち、図２の右側に位置するピエゾ素子２０５−３および２０５−４と、図２の左側に位置するピエゾ素子２０５−１および２０５−２との間でＺ軸方向の変位を逆向きにする場合、イメージセンサ２０３に対してマイクロレンズアレイ２０２をＹ軸の回りに回転移動させることができる。
【００２２】
さらにまた、ピエゾ素子２０５−１をＹ軸プラス方向へ変位させ、ピエゾ素子２０５−４をＸ軸プラス方向へ変位させ、ピエゾ素子２０５−３をＹ軸マイナス方向へ変位させ、ピエゾ素子２０５−２をＸ軸マイナス方向へ変位させる場合、イメージセンサ２０３に対してマイクロレンズアレイ２０２を、Ｚ軸の回りに時計方向に回転させることができる。
【００２３】
各ピエゾ素子２０５−１〜２０５−４の変位の向きを上記と逆向きにする場合、イメージセンサ２０３に対してマイクロレンズアレイ２０２を、Ｚ軸の回りに反時計方向に回転させることができる。
【００２４】
＜マイクロレンズアレイとイメージセンサの相対的位置関係＞
図４は、図１におけるマイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３の一部を拡大した図である。図中の符号Ｇは、マイクロレンズアレイ２０２およびイメージセンサ２０３の間隔を示す。イメージセンサ２０３は、二次元に配列された複数の画素を有しており、各画素にて光の強度を検出する。図中の符号Ｐは、画素ピッチを示す。各マイクロレンズ２０２ａに対して、複数の画素からなる画素群ＰＸｓがそれぞれ割り当てられる。画素群ＰＸｓを構成する各画素は、マイクロレンズ２０２ａに対して所定の位置に配列される。これにより、各マイクロレンズ２０２ａを通過した光は、そのマイクロレンズ２０２ａの後ろに配列された画素群ＰＸｓによって複数に分割される。
【００２５】
図４において、マイクロレンズアレイ２０２のイメージセンサ２０３側の面２０２ｄがＸＹ平面に対して湾曲している。面２０２を湾曲させた理由は、ピエゾ素子２０５−１〜２０５−４（図２）を駆動することによってマイクロレンズアレイ２０２をＸ軸回り、Ｙ軸回りに回転させた場合でも、マイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との間に所定の空隙を確保するためである。
なお、図４の湾曲面は、わかりやすくするために誇張したものである。
【００２６】
各マイクロレンズ２０２ａの境界部分には、光を遮光する隔壁２０４が設けられている。隔壁２０４は、例えば弾性部材によって構成されており、隔壁２０４の一方の端がマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄと接続される。また、隔壁２０４の他方の端がイメージセンサ２０３と接続される。隔壁２０４を設ける理由は、マイクロレンズ２０２ａを通過した光が、そのマイクロレンズ２０２ａの後ろ（図４において下方）に配列された画素群ＰＸｓでのみ受光され、隣のマイクロレンズ２０２ａの後ろ（図４において下方）に配列された画素群ＰＸｓへ進入しないようにするためである。
【００２７】
図５は、図４におけるマイクロレンズアレイ２０２をＹ軸プラス方向へ並進移動させた例を説明する図である。マイクロレンズアレイ２０２の移動方向および移動量は、制御部２０８によるＶＲ演算結果に基づいて決定される。これにより、イメージセンサ２０３の各画素では、ＬＦカメラ１００の振れの後においてもＬＦカメラ１００の振れがなかった場合と同様の光が受光され得る。
【００２８】
マイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との位置関係が変更された場合でも、隔壁２０４が変形することで、マイクロレンズ２０２ａを通過した光が、そのマイクロレンズ２０２ａの後ろ（図５において下方）に配列された画素群ＰＸｓでのみ受光され、隣のマイクロレンズ２０２ａの後ろ（図５において下方）に配列された画素群ＰＸｓへ進入することが防止される。また、隔壁２０４が変形しなかったとしても、隔壁２０４がマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄと接続している部分、および、隔壁２０４がイメージセンサ２０３と接続している部分が変形することにより、マイクロレンズ２０２ａを通過した光が、その隣のマイクロレンズ２０２ａの後ろ（図５において下方）に配列された画素群ＰＸｓへ進入することが防止される。
【００２９】
＜ＶＲ動作＞
制御部２０８がＶＲ動作時に実行する処理の流れについて、図６のフローチャートを参照して説明する。制御部２０８は、ＬＦカメラ１００に備わる不図示のＶＲスイッチがオン設定された場合に、図６による処理を起動させる。図６による処理を行うためのプログラムは、例えば制御部２０８内の不揮発性メモリに格納されている。
【００３０】
図６のステップＳ１０において、制御部２０８は、ＬＦカメラ１００の現在の姿勢を初期位置としてステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０において、制御部２０８は、振れ検出部２０７から検出信号を入力してステップＳ３０へ進む。
【００３１】
ステップＳ３０において、制御部２０８は、振れ検出部２０７からの検出信号に基づいて、前回算出した姿勢（図６の処理を起動して１回目の場合は、前回算出した姿勢の代わりに初期位置を用いる）と現在の姿勢との姿勢差を算出してステップＳ４０へ進む。
【００３２】
ステップＳ４０において、制御部２０８は、姿勢差に基づき、ＬＦカメラ１００の揺動に起因するブレの影響（イメージセンサ２０３上における像の揺れ）を抑えるためのマイクロレンズアレイ２０２の駆動方向および駆動量を算出してステップＳ５０へ進む。
【００３３】
ステップＳ５０において、制御部２０８はピエゾ素子駆動回路２０６へ指示を送り、４つのピエゾ素子２０５−１〜２０５−４をそれぞれ、ステップＳ４０において算出した駆動方向へ、算出した駆動量だけ駆動させる。
【００３４】
例えば、イメージセンサ２０３（図１）に対してマイクロレンズアレイ２０２をＹ軸プラス方向へ並進移動させる場合、ピエゾ素子２０５（図２の２０５−１〜２０５−４）を構成するピエゾ素子ＰＺ２（図３）を、それぞれＹ軸プラス方向へ変位させる。これにより、マイクロレンズアレイ２０２がイメージセンサ２０３に対してＹ軸プラス方向へ移動する。
【００３５】
ステップＳ６０において、制御部２０８は、ＶＲ動作を終了するか否かを判定する。制御部２０８は、不図示のＶＲスイッチがオフ設定された場合にステップＳ６０を肯定判定し、図６による処理を終了する。制御部２０８は、不図示のＶＲスイッチがオフ設定されない場合にはステップＳ６０を否定判定し、ステップＳ２０へ戻る。ステップＳ２０へ戻った場合、制御部２０８は上述した処理を繰り返す。
【００３６】
＜ＬＦカメラの光学系＞
図７は、ＬＦカメラ１００の光学系を模式的に示す図である。撮像レンズ２０１は、被写体からの光をマイクロレンズアレイ２０２へ導く。各マイクロレンズ２０２ａには、被写体の異なる部位からの光が入射される。マイクロレンズアレイ２０２へ入射された光は、マイクロレンズアレイ２０２を構成するマイクロレンズ２０２ａによって複数に分割される。そして、各マイクロレンズ２０２ａを通過した光はそれぞれ、対応するマイクロレンズ２０２ａの後ろ（図７において右方）の所定位置に配列されたイメージセンサ２０３の画素群ＰＸｓに入射される。
【００３７】
ＬＦカメラ１００では、各マイクロレンズ２０２ａを通過した光が、そのマイクロレンズ２０２ａの後ろに配列された画素群ＰＸｓによって複数に分割される。すなわち、画素群ＰＸｓを構成する各画素は、被写体の１つの部位からの光であって撮像レンズ２０１の異なる領域を通過した光をそれぞれ受光する。
【００３８】
以上の構成により、被写体の異なる部位ごとに、被写体光が撮像レンズ２０１を通過した領域を示す光量分布である小画像が、マイクロレンズ２０２ａの数だけ得られる。本実施形態では、このような小画像の集まりをＬＦ画像と呼ぶ。
【００３９】
上記実施形態のマイクロレンズアレイ２０２の厚みは、例えば１５０μｍである。マイクロレンズ２０２ａの外径は、例えば５０μｍである。１つのマイクロレンズ２０２ａの後ろ（図７において右方）に配列される画素群ＰＸｓの画素数は、例えば数百である。画素群ＰＸｓの画素ピッチＰは、例えば２μｍである。ピエゾ素子２０５−１〜２０５−４による１方向の最大変位は、例えば６μｍである。マイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との空隙は、例えば１０μｍである。
【００４０】
上述したＬＦカメラ１００では、各マイクロレンズ２０２ａの後ろ（図７において右方）に配列された複数の画素の位置によって、各画素への光の入射方向が定まる。つまり、マイクロレンズ２０２ａと、その後ろ（図７において右方）のイメージセンサ２０３の各画素との位置関係が設計情報として既知であることから、マイクロレンズ２０２ａを介して各画素に入射される光線の入射方向（方向情報）が求まる。このため、イメージセンサ２０３の各画素の画素信号は、所定の入射方向からの光の強度（光線情報）を表すことになる。
本実施形態では、画素に入射される所定の方向からの光を光線と呼ぶことにする。
【００４１】
＜再構築処理における有効範囲＞
一般に、ＬＦ画像は、そのデータを用いて画像の再構築処理が施される。再構築処理は、ＬＦ画像が有する上記光線情報と上記方向情報とに基づいた演算（光線を並べ替える演算）を行うことによって、任意のピント位置や視点での画像を生成する処理をいう。このような再構築処理は公知であるので、再構築処理についての詳細な説明は省略する。
なお、再構築処理は、画像処理部２１０によってＬＦカメラ１００内で行ってもよいし、記録媒体２０９に記録されたＬＦ画像のデータをパーソナルコンピュータなどの外部機器へ送信し、外部機器に行わせてもよい。
【００４２】
再構築処理において、ＬＦカメラ１００で取得されたＬＦ画像のデータにＶＲ動作中であったことを示すメタデータが付加されていた場合、再構築処理に用いる光線を制限する。すなわち、メタデータが付加されていた場合、マイクロレンズ２０２ａの後ろに配列された画素群ＰＸｓで受光された光線情報の一部の情報を再構築処理に使用しない。図８は、マイクロレンズアレイ２０２の後ろに配列された画素群ＰＸｓを例示する図である。画像処理部２１０は、通常、各マイクロレンズ２０２ａに対応する画素群ＰＸｓの各画素信号（光線情報）を使用して再構築処理を行う。画素群ＰＸｓは、範囲２０３ｂ（網かけ部分）に存在している画素である。これに対し、ＬＦ画像のデータにメタデータが付加されていた場合、画像処理部２１０は、図９に示すように、図８の範囲２０３ｂよりも直径を縮めた範囲２０３ｃ（網かけ部分）の各画素信号（光線情報）を使用して再構築処理を行う。なお、範囲２０３ｃは、例えば範囲２０３ｂの直径を約１０％縮めたものである。
【００４３】
画素群ＰＸｓにおいて、再構築処理に用いる範囲を制限する理由は以下の通りである。マイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との位置関係が変更された場合、範囲２０３ｃ（網かけ部分）以外の範囲の画素の中には、光が到達しない画素が生じる。すなわち、範囲２０３ｃ（網かけ部分）以外の範囲の画素の画素信号（光線情報）は信頼性が低い。そこで、画素群ＰＸｓの中心から離れている画素（範囲２０３ｃ（網かけ部分）以外の範囲の画素）の画素信号（光線情報）を再構築処理から除外することで、マイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との位置関係が変更された場合における不適切な再構築処理を避けることができる。
【００４４】
＜撮像部の製造方法＞
図１０を参照してＬＦカメラ１００に搭載される撮像部の組立手順について説明する。図１０(a)に示す第１工程では、例えば作業者（ロボットでもよい）が、イメージセンサ２０３を準備する。作業者は、準備したイメージセンサ２０３の撮像面を図１０(a)における上側にして、ベース部材である基部１５０へイメージセンサ２０３を実装する。
なお、隔壁２０４（図４）の図示を省略しているが、イメージセンサ２０３において画素群ＰＸｓごとの所定位置に、隔壁２０４がそれぞれ設けられている。
【００４５】
図１０(b)に示す第２工程では、例えば作業者が、マイクロレンズアレイ２０２と、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）とを準備する。作業者は、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）の一端をそれぞれ、マイクロレンズアレイ２０２の四隅（図２参照）であって、マイクロレンズアレイ２０２のイメージセンサ２０３側となる面（図１０(b)において下面）に接着する。
【００４６】
図１０(c)に示す第３工程では、例えば作業者が、基部１５０に実装されているイメージセンサ２０３の上から、メージセンサ２０３の画素群ＰＸｓにマイクロレンズ２０２ａの位置を合わせて、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）が固着されているマイクロレンズアレイ２０２を実装する。作業者は、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）の他端をそれぞれ、基部１５０に接着する。これにより、撮像部が完成する。
【００４７】
なお、上述した撮像部の組立手順は、適宜順番を入れ替えてもよい。例えば、基部１５０に対し、イメージセンサ２０３、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）、隔壁２０４をそれぞれ実装した上で、最後にマイクロレンズアレイ２０２を上から装着しても構わない。
【００４８】
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ＬＦカメラ１００の撮像部は、複数のマイクロレンズ２０２ａが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイ２０２と、マイクロレンズアレイ２０２を通過した光を光電変換するイメージセンサ２０３と、ＬＦカメラ１００の振れを示す信号に基づき、イメージセンサ２０３とマイクロレンズアレイ２０２との位置関係を変化させるピエゾ素子２０５−１〜２０５−４とを備える。これにより、例えば撮像レンズ２０１とイメージセンサ２０３との位置関係を変化させる場合に比べて、小さな構成によってＶＲ動作を実現し得る。
【００４９】
（２）ピエゾ素子２０５−１〜２０５−４は、マイクロレンズアレイ２０２のイメージセンサ２０３側の面２０２ｄに設けられ、イメージセンサ２０３に対するマイクロレンズアレイ２０２の位置を変化させる。マイクロレンズアレイ２０２のみを移動させればよいので、ボイスコイルモーター等に比べて小さなピエゾ素子２０５−１〜２０５−４で移動させることができる。
【００５０】
（３）ピエゾ素子２０５−１〜２０５−４は、マイクロレンズアレイ２０２の四隅において、マイクロレンズアレイ２０２のイメージセンサ２０３側の面２０２ｄに設けたので、マイクロレンズアレイ２０２の側部に設ける場合と比べて、図２においてＸ軸方向およびＹ軸方向のサイズを小さく抑えることができる。
【００５１】
（４）ピエゾ素子２０５−１〜２０５−４は、マイクロレンズアレイ２０２に対して、少なくとも複数のマイクロレンズ２０２ａが配置される二次元上の交差する２軸（Ｘ軸およびＹ軸）方向への並進移動と、２軸に直交するＺ軸の周りの回転移動とをさせる。これにより、手ブレによる影響の抑制に好適なＶＲ動作を実現し得る。
例えば、Ｚ軸方向の並進移動をするピエゾ素子ＰＺ１（図３）を省略する場合、図１におけるＺ軸方向、すなわち撮像部の厚みを減らすことができる。
【００５２】
（５）圧電素子であるピエゾ素子２０５−１〜２０５−４でマイクロレンズアレイ２０２を移動させるので、例えば、ボイスコイルモーターを使用する場合に必要とされる停止機構が不要であり、シンプルな構成にすることができる。
【００５３】
（６）変位増幅機能を有するピエゾ素子２０５−１〜２０５−４を用いる場合、マイクロレンズアレイ２０２の移動量を増加させることができる。ＶＲ動作に好適な移動量は、例えば、２Ｐ〜３Ｐ（２画素ピッチから３画素ピッチ）程度である。
【００５４】
（７）ＬＦカメラ１００のイメージセンサ２０３は、受光した光を光電変換する多数の画素を有し、ＬＦカメラ１００のマイクロレンズアレイ２０２は、１つのマイクロレンズ２０２ａを通過した光を複数の画素が受光するように配置される。マイクロレンズアレイ２０２を移動させるＶＲ動作によって、ＬＦ画像の撮像時における手ブレの影響を適切に抑制し得る。
【００５５】
（８）マイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との間に設けられ、１つのマイクロレンズ２０２ａを通過した光を受光する複数の画素（画素群ＰＸｓ）へ、他のマイクロレンズ２０２ａを通過した光が進入するのを防ぐ隔壁２０４を備える。隔壁２０４は、イメージセンサ２０３とマイクロレンズアレイ２０２との位置関係が変化した場合にも他のマイクロレンズ２０２ａを通過した光の進入を防ぐので、ＬＦ画像の劣化を防ぐことができる。
【００５６】
（９）隔壁２０４は、マイクロレンズアレイ２０２側の一端がマイクロレンズアレイ２０２に接続され、イメージセンサ２０３側の端がイメージセンサ２０３に接続されるので、イメージセンサ２０３とマイクロレンズアレイ２０２との位置関係が変化した場合にも、確実に、他のマイクロレンズ２０２ａを通過した光が進入するのを防ぐことができる。
【００５７】
（１０）隔壁２０２を弾性部材によって形成したので、変化したイメージセンサ２０３とマイクロレンズアレイ２０２との位置関係に応じて変形し、確実に、他のマイクロレンズ２０２ａを通過した光が進入するのを防ぐことができる。
【００５８】
（１１）ＬＦカメラ１００は、複数の画素からの信号に対して所定の信号処理を施して画像を再構築する信号処理に用いる信号数を制限するか否かを示すメタデータを生成する制御部２０８を備える。これにより、ＬＦ画像に対して再構築処理を行う外部機器がメタデータをチェックすることにより、不適切な再構築処理を避けることが可能になる。
【００５９】
（１２）制御部２０８は、イメージセンサ２０３とマイクロレンズアレイ２０２との位置関係が変化する状態でイメージセンサ２０３が光電変換を行う場合に、上記メタデータを生成する。これにより、例えば外部機器が、ＶＲ動作中に取得されたＬＦ画像に対する再構築処理を、非ＶＲ動作中に取得されたＬＦ画像に対する再構築処理と異ならせるなど、マイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との位置関係が変化した場合における対処が可能となる。
【００６０】
（１３）制御部２０８は、ＶＲ動作中に取得されたＬＦ画像に対する再構築処理に利用する画素信号を制限するためのメタデータを生成する。これにより、外部機器において、信頼性の低い画素信号を用いた不適切な再構築処理を避けることができる。
実施の形態として図１のライト・フィールドカメラを用いて説明したが、全ての構成要素が本発明の必須の構成要素であるとは限らない。例えば、本発明は、マイクロレンズアレイ２０２と、マイクロレンズアレイ２０２を通過した光を光電変換するイメージセンサ２０３と、イメージセンサ２０３とマイクロレンズアレイ２０２との位置関係を変化させる駆動部とから構成することができる。その場合であっても、ブレを抑制することができる。また、例えば、本発明は、１つのマイクロレンズを通過した光を複数の画素が受光するように配置されるマイクロレンズアレイ２０２と、マイクロレンズアレイ２０２を通過した光を光電変換するイメージセンサ２０３と、イメージセンサ２０３とマイクロレンズアレイ２０２との位置関係を変化させる駆動部のみから構成することができる。その場合であっても、ＬＦ画像の撮像時におけるブレを抑制することができる。また、例えば、本発明は、１つのマイクロレンズを通過した光を複数の画素が受光するように配置されるマイクロレンズアレイ２０２と、マイクロレンズアレイ２０２を通過した光を光電変換するイメージセンサ２０３と、マイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との間に設けられ、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する複数の画素へ、他のマイクロレンズを通過した光が進入するのを防ぐ隔壁と、イメージセンサ２０３とマイクロレンズアレイ２０２との位置関係を変化させる駆動部のみから構成することができる。その場合であっても、他のマイクロレンズを通過した光が進入するのを防ぐことができる。
【００６１】
また、次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
上記実施形態（図４、図５）においては、隔壁２０４の一方の端をマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄと接続し、隔壁２０４の他方の端をイメージセンサ２０３の面と接続する例を説明した。この代わりに、図１１(a)に例示するように、隔壁２０４の一端のみをマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄと接続し、隔壁２０４の他端をイメージセンサ２０３から離間させておいてもよい。反対に、隔壁２０４の一端のみをイメージセンサ２０３と接続し、隔壁２０４の他端をマイクロレンズアレイ２０２から離間させておいてもよい。
【００６２】
また、図１１(b)に例示するように、隔壁２０４の両端をマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄおよびイメージセンサ２０３の面とそれぞれ接続するとともに、隔壁２０４の一部を弾性部材によって構成しても良い。例えば、隔壁２０４のうちイメージセンサ２０３（またはマイクロレンズアレイ２０２）と接続する接点部２０４ｂのみを弾性部材によって構成し、隔壁２０４の接点部以外の部分２０４ａを非弾性部材によって構成する。
さらに、弾性変形によって伸縮する弾性部材に代えて、例えば蛇腹のような伸縮機構を備える伸縮部材を用いて隔壁の一部または全部を構成してもよい。
【００６３】
（変形例２）
＜隔壁の位置＞
上記実施形態（図４、図５）においては、隔壁２０４をマイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との間に設ける例を説明したが、隔壁をマイクロレンズアレイ２０２の前（図４において上方の撮像レンズ２０１側）に設けてもよいし、隔壁をマイクロレンズアレイ２０２内に埋め込んだ構成としてもよい。
【００６４】
（変形例３）
＜ピエゾ素子の取り付け位置＞
上記実施形態（図２）においては、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）をマイクロレンズアレイ２０２の後ろ面の四隅（図２）にそれぞれ設ける例を説明した。この代わりに、図１２(a)に例示するように、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）をマイクロレンズアレイ２０２の後ろ面の各辺に、それぞれ設ける構成としてもよい。このとき、各辺の中央部、各辺の端から３分の１の箇所など、任意の位置に構成することができる。
【００６５】
また、図１２(b)に例示するように、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）を、マイクロレンズアレイ２０２の側部において（側部の四隅または側部の各辺において）それぞれ設ける構成としてもよい。
【００６６】
さらにまた、図１２(c)に例示するように、ピエゾ素子２０５の一部（例えば２０５−１、２０５−２）をマイクロレンズアレイ２０２の側部に設け、残りのピエゾ素子２０５（例えば２０５−３、２０５−４）をマイクロレンズアレイ２０２の後ろ面に設ける構成にしてもよい。
このように、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）は、マイクロレンズアレイ２０２の側部または後ろの面において、マイクロレンズアレイ２０２の四隅または四辺において取り付け位置を適宜変更してよい。
【００６７】
変形例３によれば、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）を、マイクロレンズアレイ２０２の四辺において、マイクロレンズアレイ２０２のイメージセンサ２０３側またはマイクロレンズアレイ２０２の側部に設けるので、図１０(c)のような撮像部を収容するスペースに応じて適切な位置へ、ピエゾ素子２０５（２０５−１〜２０５−４）を配置することができる。
【００６８】
（変形例４）
＜薄型のマルチレンズカメラ＞
以上の説明では、図１に例示したように、被写体光が撮像レンズ２０１を介して撮像部へ導かれるＬＦカメラを説明した。ＬＦカメラは、これに限定されず、撮像レンズ２０１を省略して、マイクロレンズアレイ２０２と、イメージセンサ２０３と、ピエゾ素子２０５とからなるＬＦカメラとすることができる。撮像レンズ２０１を省略する場合、カードのような薄型のＬＦカメラが得られる。
【００６９】
図１３は、薄型のＬＦカメラ３００の外観の一例を示す図である。ＬＦカメラ３００は、例えば中央部３０１と周辺部３０２とから構成されている。中央部３０１には、マイクロレンズアレイ２０２と、イメージセンサ２０３と、ピエゾ素子２０５とを含む撮像部（図１４参照）が配置される。一方、周辺部３０２には、破線で記載するように 、例えば電池３０２ａ、制御回路３０２ｂ、振れ検出部３０２ｃ、通信部３０２ｄなどが配置される。電池３０２ａとしては、 一例として、充電可能な二次電池や、十分な電荷蓄積容量を備えたコンデンサなどが使用される。
【００７０】
振れ検出部３０２ｃとしては、図１にて既述した振れ検出部２０７と同様の機能を持ち、薄いものが使用される。制御回路３０２ｂとしては、図１にて既述したピエゾ駆動回路２０６および制御部２０８と同様の機能を持ち、薄いものが使用される。通信部３０２ｄは、イメージセンサで撮像した画像信号を、無線通信により外部受信機（例えば、画像の記録を行う外部記録媒体や、画像の表示機能や画像信号のメモリ機能を備えたスマートフォン等の電子機器、等）に対して送信する機能を有する。
【００７１】
なお制御回路３０２ｂに、図１にて既述した画像処理部２１０の機能を設け、画像処理した信号を外部受信機に送信するように構成しても良い。なお、周辺部３０２に配置される電池３０２ａは必須ではない。例えば、公知の電磁誘導技術を用いることにより、電源を持たなくてもＬＦカメラ３００が動作できるように構成してもよい。
【００７２】
図１４は、図１３のＬＦカメラ３００の中央部３０１をＹ軸に沿って切断した場合の断面図の一例を示す。図１４において、ベース部材である基部１５０ へイメージセンサ２０３が固定される。また、ピエゾ素子２０５の一端が基部１５０へ固定され、ピエゾ素子２０５の他端がマイクロレンズアレイ２０２と固定され、マイクロレンズアレイ２０２を支持する。
【００７３】
ＬＦカメラ３００において、図１４に記述したマイクロレンズアレイ２０２と、イメージセンサ２０３と、ピエゾ素子２０５とを含む撮像部の動作は、上述したＬＦカメラ１００の動作と同様である。
【００７４】
薄型のマルチレンズカメラに係る上記変形例４の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ＬＦカメラ３００は、薄型のために被装着物（例えばヘルメット等）に固定しても邪魔にならない。
（２）ＬＦカメラ３００は、薄型のために曲げることができ、曲面を有する被装着物（例えば電柱等）に接着することができる。
（３）ＬＦカメラ３００は、薄型のために各種カードのように財布等に収納することができる。
（４）ＬＦカメラ３００は、薄型のために被装着物（例えば車やヘリコプタのボディ等）に固定した場合に、空気抵抗を受けない。
（５）ＬＦカメラ３００、または、ＬＦカメラ３００の中央部３０１（撮像部）を物体に組込む場合に、物体のデザインを変更することなく組込むことができる。
（６）ＬＦカメラ３００、または、ＬＦカメラ３００の中央部３０１（撮像部）を物体に組込む場合に、物体が肉薄の場合であっても組込むことができる。
【００７５】
図１５から図１７を参照して、ＶＲ動作中に画素群ＰＸｓに入射する光について説明する。
図１５（ａ）から図１５（ｃ）を参照して、隔壁２０４の一方の端がマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄと接続され、隔壁２０４の他方の端がイメージセンサ２０３の被写体側の面２０３ａから離間している場合について説明する。図１５（ａ）は、ＶＲ動作を開始する前のマイクロレンズアレイ２０２と隔壁２０４とイメージセンサ２０３との位置関係を模式的に示す図である。図１５（ｂ）は、ＶＲ動作によってマイクロレンズアレイ２０２がイメージセンサ２０３に対して矢印４０１で示すように図１５における右側に移動したときのマイクロレンズアレイ２０２と隔壁２０４とイメージセンサ２０３との位置関係を模式的に示す図である。図１５（ｃ）は、ＶＲ動作によってマイクロレンズアレイ２０２がイメージセンサ２０３に対して矢印４０２で示すように図１５における左側に移動したときのマイクロレンズアレイ２０２と隔壁２０４とイメージセンサ２０３との位置関係を模式的に示す図である。
【００７６】
図１５（ａ）に示すように、ＶＲ動作を開始する前は、マイクロレンズ２０２ａを通過した光は、対応する画素群ＰＸｓに入射する。しかし、図１５（ｂ）、図１５（ｃ）に示すように、ＶＲ動作によってマイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との位置関係が変更されると、隔壁２０４がマイクロレンズアレイ２０２とともに移動するので、隔壁２０４の他方の端とイメージセンサ２０３との位置関係が変更される。そのため、画素群ＰＸｓの複数の画素のうち、周辺側に位置する画素２０３ｄや画素２０３ｅに入射する光が隔壁２０４によって妨げられるおそれがある。
したがって、隔壁２０４の一方の端がマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄと接続され、隔壁２０４の他方の端がイメージセンサ２０３の被写体側の面２０３ａから離間している場合には、上述したメタデータを生成するように制御部２０８が構成されることが望ましい。
【００７７】
図１６（ａ）から図１６（ｃ）を参照して、隔壁２０４の一方の端がマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄと接続され、隔壁２０４の他方の端がイメージセンサ２０３の被写体側の面２０３ａと接続されている場合について説明する。図１６（ａ）は、ＶＲ動作を開始する前のマイクロレンズアレイ２０２と隔壁２０４とイメージセンサ２０３との位置関係を模式的に示す図である。図１６（ｂ）は、ＶＲ動作によってマイクロレンズアレイ２０２がイメージセンサ２０３に対して矢印４０１で示すように図１６における右側に移動したときのマイクロレンズアレイ２０２と隔壁２０４とイメージセンサ２０３との位置関係を模式的に示す図である。図１６（ｃ）は、ＶＲ動作によってマイクロレンズアレイ２０２がイメージセンサ２０３に対して矢印４０２で示すように図１６における左側に移動したときのマイクロレンズアレイ２０２と隔壁２０４とイメージセンサ２０３との位置関係を模式的に示す図である。
【００７８】
図１６（ａ）に示すように、ＶＲ動作を開始する前は、マイクロレンズ２０２ａを通過した光は、対応する画素群ＰＸｓに入射する。また、図１６（ｂ）、図１６（ｃ）に示すように、ＶＲ動作によってマイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との位置関係が変更されると、隔壁２０４の一方の端がマイクロレンズアレイ２０２とともに移動する。しかし、隔壁２０４の他方の端がイメージセンサ２０３の被写体側の面２０３ａと接続されているので、ＶＲ動作によってマイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との位置関係が変更されても、隔壁２０４の他方の端とイメージセンサ２０３との位置関係は変わらない。そのため、画素群ＰＸｓの複数の画素のうち、周辺側に位置する画素に入射する光が隔壁２０４によって妨げられるおそれは低い。
したがって、隔壁２０４の一方の端がマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄと接続され、隔壁２０４の他方の端がイメージセンサ２０３の被写体側の面２０３ａと接続されている場合には、制御部２０８は、上述したメタデータを生成しなくてもよい。
【００７９】
図１７（ａ）から図１７（ｃ）を参照して、隔壁２０４の一方の端がマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄから離間し、隔壁２０４の他方の端がイメージセンサ２０３の被写体側の面２０３ａと接続されている場合について説明する。図１７（ａ）は、ＶＲ動作を開始する前のマイクロレンズアレイ２０２と隔壁２０４とイメージセンサ２０３との位置関係を模式的に示す図である。図１７（ｂ）は、ＶＲ動作によってマイクロレンズアレイ２０２がイメージセンサ２０３に対して矢印４０１で示すように図１７における右側に移動したときのマイクロレンズアレイ２０２と隔壁２０４とイメージセンサ２０３との位置関係を模式的に示す図である。図１７（ｃ）は、ＶＲ動作によってマイクロレンズアレイ２０２がイメージセンサ２０３に対して矢印４０２で示すように図１７における左側に移動したときのマイクロレンズアレイ２０２と隔壁２０４とイメージセンサ２０３との位置関係を模式的に示す図である。
【００８０】
図１７（ａ）に示すように、ＶＲ動作を開始する前は、マイクロレンズ２０２ａを通過した光は、対応する画素群ＰＸｓに入射する。また、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）に示すように、ＶＲ動作によってマイクロレンズアレイ２０２とイメージセンサ２０３との位置関係が変更されても、隔壁２０４の一方の端がマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄから離間し、隔壁２０４の他方の端がイメージセンサ２０３の被写体側の面２０３ａと接続されているので、隔壁２０４とイメージセンサ２０３との位置関係は変わらない。そのため、画素群ＰＸｓの複数の画素のうち、周辺側に位置する画素に入射する光が隔壁２０４によって妨げられるおそれはない。
したがって、隔壁２０４の一方の端がマイクロレンズアレイ２０２の面２０２ｄから離間し、隔壁２０４の他方の端がイメージセンサ２０３の被写体側の面２０３ａと接続されている場合には、制御部２０８は、上述したメタデータを生成しなくてもよい。
【００８１】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【００８２】
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２０１５年第６８８７５号（２０１５年３月３０日出願）
【符号の説明】
【００８３】
１００、３００…ＬＦカメラ
１５０…基部
２０１…撮像レンズ
２０２…マイクロレンズアレイ
２０２ａ…マイクロレンズ
２０３…イメージセンサ
２０４…隔壁
２０５（２０５−１〜２０５−４、ＰＺ１〜ＰＺ３）…ピエゾ素子
２０６…ピエゾ素子駆動回路
２０７…振れ検出部
２０８…制御部
２０９…記録媒体
２１０…画像処理部
ＰＸｓ…画素群
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年9月27日(2017.9.27)
【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】
複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、
前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる駆動部と、
前記マイクロレンズアレイと前記撮像センサとの間に設けられ、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群へ、他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記駆動部は、前記撮像装置のブレを示す信号に基づき、前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
前記駆動部は、前記マイクロレンズアレイの前記撮像センサに対向する部分と前記マイクロレンズアレイの側部との少なくとも一方に設けられ、前記撮像センサに対する前記マイクロレンズアレイの位置を変化させる、
撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記駆動部は、前記マイクロレンズアレイの四隅において、前記マイクロレンズアレイの前記撮像センサに対向する部分または前記マイクロレンズアレイの側部に設けられる、
撮像装置。
【請求項５】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記駆動部は、前記マイクロレンズアレイの四辺において、前記マイクロレンズアレイの前記撮像センサに対向する部分または前記マイクロレンズアレイの側部に設けられる、
撮像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記駆動部は、前記マイクロレンズアレイに対して、少なくとも前記複数のマイクロレンズが配置される二次元上の交差する２軸方向への並進移動と、前記２軸に直交する軸の周りの回転移動とをさせる、
撮像装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記駆動部は圧電素子を含む、
撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記圧電素子は、変位増幅機能を有する、
撮像装置。
【請求項９】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記隔壁は、前記隔壁と前記マイクロレンズアレイ、または前記隔壁と前記撮像センサが離間するように配置される、
撮像装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記隔壁は、前記隔壁の前記マイクロレンズアレイに対向する部分が前記マイクロレンズアレイに接続され、前記隔壁の前記撮像センサに対向する部分が前記撮像センサに接続される、
撮像装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の撮像装置において、
前記隔壁は、少なくとも一部が弾性部材によって形成される、
撮像装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係が変化するとき、前記画素群からの信号に対する制限を示す情報を生成する情報生成部を備える、
撮像装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の撮像装置において、
前記情報生成部は、前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係が変化する状態で前記撮像センサが光電変換を行う場合に、信号処理に用いる信号数を制限することを示す付加情報を生成する、
撮像装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の撮像装置において、
前記情報生成部は、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群のうち、端部の画素からの信号を除外することによって前記信号数を制限することを示す付加情報を生成する、
撮像装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の撮像装置を備えるマルチレンズカメラ。
【請求項１６】
複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイを準備することと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサを準備することと、
前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる駆動部を準備することと、
前記マイクロレンズアレイと前記撮像センサとの間に設けられ、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群へ、他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁を準備することと、
前記マイクロレンズアレイと、前記撮像センサと、前記駆動部と、前記隔壁とを組み立てることと、
を有する撮像装置の製造方法。
【請求項１７】
複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、
前記マイクロレンズアレイと前記撮像センサとの間に設けられ、一つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁と、を備え、
前記隔壁は、前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係が変化しても、前記一つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げるよう構成される撮像装置。
【請求項１８】
複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、
前記マイクロレンズアレイと前記撮像センサとの間に設けられ、一つのマイクロレンズを通過した光を受光する前記画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁と、
前記撮像センサと前記マイクロレンズアレイとの位置関係が変化するとき、前記画素群からの信号に対する制限を示す情報を生成する情報生成部と、
を備える撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の第１の態様によると、撮像装置は、複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、複数の画素を含む画素群を複数有し、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる駆動部と、マイクロレンズアレイと撮像センサとの間に設けられ、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群へ、他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁と、を備える。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の撮像装置において、駆動部は、撮像装置のブレを示す信号に基づき、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係を変化させることが好ましい。
本発明の第３の態様によると、第１または第２の態様の撮像装置において、駆動部は、マイクロレンズアレイの撮像センサに対向する部分とマイクロレンズアレイの側部との少なくとも一方に設けられ、撮像センサに対するマイクロレンズアレイの位置を変化させることが好ましい。
本発明の第４の態様によると、第３の態様の撮像装置において、駆動部は、マイクロレンズアレイの四隅において、マイクロレンズアレイの撮像センサに対向する部分またはマイクロレンズアレイの側部に設けられることが好ましい。
本発明の第５の態様によると、第３の態様の撮像装置において、駆動部は、マイクロレンズアレイの四辺において、マイクロレンズアレイの撮像センサに対向する部分またはマイクロレンズアレイの側部に設けられることが好ましい。
本発明の第６の態様によると、第１から第５のいずれか一態様の撮像装置において、駆動部は、マイクロレンズアレイに対して、少なくとも複数のマイクロレンズが配置される二次元上の交差する２軸方向への並進移動と、２軸に直交する軸の周りの回転移動とをさせることが好ましい。
本発明の第７の態様によると、第１から第６のいずれか一態様の撮像装置において、駆動部は圧電素子を含むことが好ましい。
本発明の第８の態様によると、第７の態様の撮像装置において、圧電素子は、変位増幅機能を有することが好ましい。
本発明の第９の態様によると、第１の態様の撮像装置において、隔壁は、隔壁とマイクロレンズアレイ、または隔壁と撮像センサが離間するように配置されることが好ましい。
本発明の第１０の態様によると、第１の態様の撮像装置において、隔壁は、隔壁のマイクロレンズアレイに対向する部分がマイクロレンズアレイに接続され、隔壁の撮像センサに対向する部分が撮像センサに接続されることが好ましい。
本発明の第１１の態様によると、第１０の態様の撮像装置において、隔壁は、少なくとも一部が弾性部材によって形成されることが好ましい。
本発明の第１２の態様によると、第１から第１１のいずれか一態様の撮像装置において、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係が変化するとき、画素群からの信号に対する制限を示す情報を生成する情報生成部を備えることが好ましい。
本発明の第１３の態様によると、第１２の態様の撮像装置において、情報生成部は、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係が変化する状態で撮像センサが光電変換を行う場合に、信号処理に用いる信号数を制限することを示す付加情報を生成することが好ましい。
本発明の第１４の態様によると、第１３の態様の撮像装置において、情報生成部は、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群のうち、端部の画素からの信号を除外することによって信号数を制限することを示す付加情報を生成することが好ましい。
本発明の第１５の態様によると、マルチレンズカメラは、第１から第１４のいずれか一態様の撮像装置を備える。
本発明の第１６の態様によると、撮像装置の製造方法は、複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイを準備することと、複数の画素を含む画素群を複数有し、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサを準備することと、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係を変化させる駆動部を準備することと、マイクロレンズアレイと撮像センサとの間に設けられ、１つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群へ、他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁を準備することと、マイクロレンズアレイと、撮像センサと、駆動部と、隔壁とを組み立てることと、を有する。
本発明の第１７の態様によると、撮像装置は、複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、複数の画素を含む画素群を複数有し、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、マイクロレンズアレイと撮像センサとの間に設けられ、一つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁と、を備え、隔壁は、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係が変化しても、一つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げるよう構成される。
本発明の第１８の態様によると、撮像装置は、複数のマイクロレンズが二次元上に配置されるマイクロレンズアレイと、複数の画素を含む画素群を複数有し、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、マイクロレンズアレイと撮像センサとの間に設けられ、一つのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群へ他のマイクロレンズを通過した光が進入することを妨げる隔壁と、撮像センサとマイクロレンズアレイとの位置関係が変化するとき、画素群からの信号に対する制限を示す情報を生成する情報生成部と、を備える。
【国際調査報告】
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