(57)【要約】  本発明の複眼カメラモジュールは、少なくとも２つのレンズを有するレンズアレイと、２つのレンズに対応する２つの撮像領域を有する撮像素子と、２つのレンズを透過した光の光路を分離する遮光壁が設けられた遮光ブロックと、２つのレンズを透過した光のうちの特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルタと、光学フィルタよりも大きな開口部を有する基板とを備える。撮像領域および光学フィルタは、開口部に対応した位置にある。撮像素子は、基板のうちのレンズアレイ側とは反対側の面に固定されている。撮像素子は、光学フィルタのうちの撮像素子と対向する面と接触している。遮光ブロックは、光学フィルタのうちの遮光ブロックと対向する面に固定されている。２つのレンズの２つの光軸を結ぶ方向において、光学フィルタは、撮像素子の両端部よりも外側にはみ出した部分を有し、遮光ブロックは、光学フィルタのはみ出した部分に固定されている。
2009104394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに光軸が異なり、且つ同一平面上に配置された少なくとも２つのレンズを有するレンズアレイと、
前記２つのレンズのそれぞれに１対１に対応する２つ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２つのレンズのそれぞれを透過した光の光路を分離する遮光壁が設けられた遮光ブロックと、
前記遮光ブロックと前記撮像素子との間に配置され、前記２つのレンズを透過した光のうちの特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルタと、
前記光学フィルタよりも大きな開口部を有する基板と、
を備え、
前記撮像領域および前記光学フィルタは、前記開口部に対応した位置にあり、
前記撮像素子は、前記基板のうちの前記レンズアレイ側とは反対側の面に固定されており、
前記撮像素子は、前記光学フィルタのうちの前記撮像素子と対向する面と接触しており、
前記遮光ブロックは、前記光学フィルタのうちの前記遮光ブロックと対向する面に固定されており、
前記２つのレンズの２つの光軸を結ぶ方向において、前記光学フィルタは、前記撮像素子の両端部よりも外側にはみ出した部分を有し、
前記遮光ブロックは、前記光学フィルタの前記はみ出した部分に固定されている、複眼カメラモジュール。
【請求項２】
前記２つの光軸を結ぶ方向と直交する方向において、前記撮像素子は、前記開口部の両端部よりも外側にはみ出した部分を有し、
前記撮像素子の前記はみ出した部分と前記基板とが固定されている、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項３】
前記撮像素子は、前記基板と電気的に接続するための端子を有し、
前記撮像領域と前記端子とは、前記撮像素子の同じ面側に位置している、請求項２に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項４】
前記遮光壁が設けられている範囲における前記遮光ブロックの内壁は、前記２つの光軸を結ぶ方向において、前記撮像素子の両端部よりも外側に位置している、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項５】
前記２つのレンズは、前記遮光ブロックに対して位置決めされている、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項６】
前記光学フィルタのうちの前記撮像素子と対向する面は、前記撮像素子の撮像面と接触している、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項７】
前記撮像素子は、前記撮像素子の外周部において前記基板および前記光学フィルタに接着されており、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの外周部において前記基板に接着されている、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項８】
前記撮像素子は、前記撮像素子の外周部において前記基板および前記光学フィルタに接着されており、
前記開口部の形状は、前記光学フィルタの外形と実質的に同じであり、
前記光学フィルタの少なくとも一部は、前記開口部内に位置している、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュールに関する。特に、互いに光軸の異なる複数のレンズを用いて被写体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ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子に被写体像を結像させることにより、被写体像を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を測定するカメラも提案されている。【０００３】
図１６および図１７を参照して、特許文献１が開示する、被写体までの距離を測定する複眼方式のカメラモジュールの一例を説明する。図１６は、複眼カメラモジュールの分解斜視図であり、図１７はその断面図である。【０００４】
被写体側から順に、絞り部材１１２１、レンズアレイ１１２２、遮光ブロック１１２３、光学フィルタアレイ１１２４、半導体基板１１２５が配置されている。半導体基板１１２５には撮像領域１１２６が形成されるとともに、駆動回路１１２７および信号処理回路１１２８も形成されている。レンズアレイ１１２２は複数のレンズを備える。絞り部材１１２１は、レンズアレイ１１２２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１１２４は、レンズアレイ１１２２の各レンズに対応する領域ごとに複数の光学フィルタを備える。光学フィルタアレイ１１２４は、分光特性が異なる複数種類の光学フィルタで構成されており、撮像領域１１２６に空隙を隔てて対向している。遮光ブロック１１２３は、レンズアレイ１１２２の隣り合うレンズ間の境界、即ち、光学フィルタアレイ１１２４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１１２３ａを備えている。【０００５】
このように構成された複眼カメラモジュールでは、視差のあ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。
【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】
【０００６】
しかしながら、上記の複眼カメラモジュールでは、図１７に示すように、不要な入射光(不要光)１１７２が、遮光ブロック１１２３の内壁や光学フィルタアレイ１１２４の端面で反射して、ゴースト像として撮像領域１１２６に映りこみ、測距精度の著しい低下を招くという問題があった。【０００７】
本発明は、小型・薄型で基線長が短く、且つ測距精度の高い複眼カメラモジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の複眼カメラモジュールは、互いに光軸が異なり、且つ同一平面上に配置された少なくとも２つのレンズを有するレンズアレイと、前記２つのレンズのそれぞれに１対１に対応する２つ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２つのレンズのそれぞれを透過した光の光路を分離する遮光壁が設けられた遮光ブロックと、前記遮光ブロックと前記撮像素子との間に配置され、前記２つのレンズを透過した光のうちの特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルタと、前記光学フィルタよりも大きな開口部を有する基板とを備え、前記撮像領域および前記光学フィルタは、前記開口部に対応した位置にあり、前記撮像素子は、前記基板のうちの前記レンズアレイ側とは反対側の面に固定されており、前記撮像素子は、前記光学フィルタのうちの前記撮像素子と対向する面と接触しており、前記遮光ブロックは、前記光学フィルタのうちの前記遮光ブロックと対向する面に固定されており、前記２つのレンズの２つの光軸を結ぶ方向において、前記光学フィルタは、前記撮像素子の両端部よりも外側にはみ出した部分を有し、前記遮光ブロックは、前記光学フィルタの前記はみ出した部分に固定されていることを特徴とする。【０００９】
ある実施形態によれば、前記２つの光軸を結ぶ方向と直交する方向において、前記撮像素子は、前記開口部の両端部よりも外側にはみ出した部分を有し、前記撮像素子の前記はみ出した部分と前記基板とが固定されている。【００１０】
ある実施形態によれば、前記撮像素子は、前記基板と電気的に接続するための端子を有し、前記撮像領域と前記端子とは、前記撮像素子の同じ面側に位置している。【００１１】
ある実施形態によれば、前記遮光壁が設けられている範囲における前記遮光ブロックの内壁は、前記２つの光軸を結ぶ方向において、前記撮像素子の両端部よりも外側に位置している。【００１２】
ある実施形態によれば、前記２つのレンズは、前記遮光ブロックに対して位置決めされている。【００１３】
ある実施形態によれば、前記光学フィルタのうちの前記撮像素子と対向する面は、前記撮像素子の撮像面と接触している。【００１４】
ある実施形態によれば、前記撮像素子は、前記撮像素子の外周部において前記基板および前記光学フィルタに接着されており、前記光学フィルタは、前記光学フィルタの外周部において前記基板に接着されている。【００１５】
ある実施形態によれば、前記撮像素子は、前記撮像素子の外周部において前記基板および前記光学フィルタに接着されており、前記開口部の形状は、前記光学フィルタの外形と実質的に同じであり、前記光学フィルタの少なくとも一部は、前記開口部内に位置している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、遮光ブロックの内壁および光学フィルタの端面を撮像領域から離すことができるので、不要光が撮像領域に入射することを防止することができる。これにより、測距演算結果の誤差を抑え、測距精度を高めることができる。【００１７】
また、本発明によれば、撮像素子と撮像光学系との相対的なチルトを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの分解斜視図である。
【図２】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの撮像素子近傍を示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの上鏡筒を示す図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールのレンズアレイを示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールのレンズアレイおよび上鏡筒の斜視図である。
【図６】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの遮光ブロックを示す図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの遮光ブロックおよび上鏡筒の斜視図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの撮像素子と遮光壁の位置関係を示す断面斜視図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る遮光膜の正面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの断面図である。
【図１１】本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの断面斜視図である。
【図１２】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態１に係る光学フィルタと撮像素子の実装状態を示す図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る撮像素子を基板に固定した状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態２に係る複眼カメラモジュールの断面斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態３に係る複眼カメラモジュールの分解斜視図である。
【図１６】従来の複眼カメラモジュールの分解斜視図である。
【図１７】従来の複眼カメラモジュールの断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    上鏡筒
２    レンズアレイ
３    遮光膜
４    第２の光学フィルタ
５    遮光壁
６    遮光ブロック
７    第１の光学フィルタ
８    基板
９    撮像素子
１ａ、１ｂ    絞り
２ａ、２ｂ    レンズ
９ａ、９ｂ    撮像領域
１３、１４、１５    上鏡筒基準面
２２、２３、２４    レンズ基準面
６１、６２、６３、６４ｂ、６５ａ、６５ｂ    遮光ブロック基準面
７ａ、７ｂ    第１の光学フィルタ基準面
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態における複眼カメラモジュールを説明する。【００２１】
（実施形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態における複眼カメラモジュール１００の分解斜視図である。図１は複眼カメラモジュール１００が備える構成要素を示しており、複眼カメラモジュール１００には、被写体側から順に、上鏡筒１、レンズアレイ２、遮光膜３、第２の光学フィルタ４、遮光壁５、遮光ブロック６、第１の光学フィルタ７、基板８、撮像素子９が配置されている。【００２２】
本発明の実施形態の説明では、方向の説明のために、図示したようなＸＹＺ直交座標系を設定する。Ｚ軸は、撮像素子９の撮像面に対し垂直な軸である。Ｙ軸は、Ｚ軸と直交し、レンズアレイ２の２つのレンズの互いの光軸を結ぶ方向に平行な軸である。Ｘ軸は、Ｙ軸およびＺ軸と直交する軸である。【００２３】
レンズアレイ２は、互いに光軸が異なり、且つ同一平面上に配置された少なくとも２つのレンズを有する。本実施形態では、レンズアレイ２は、ＸＹ平面と平行な同一平面上に配置された２つの単レンズ２ａおよび２ｂを一体に有する。レンズ２ａの光軸２０ａ（図１０（ａ））およびレンズ２ｂの光軸２０ｂは、Ｚ軸と平行であり、かつＹ軸方向に基線長Ｌｍｍだけ離れた位置に配置されている。レンズ２ａおよび２ｂは、例えば、緑色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。【００２４】
レンズ２ａおよび２ｂの各々は、被写体（図示せず）からの光を、第２の光学フィルタ４および第１の光学フィルタ７を介して、撮像素子９上に結像させる。【００２５】
第２の光学フィルタ４は、例えば、ガラス基材の表面に誘電体多層膜からなる薄膜を形成して構成されており、レンズアレイ２と遮光ブロック６との間に配置されている。第２の光学フィルタ４は、例えば赤外線カットフィルタであり、近赤外の波長帯域光を遮断している。【００２６】
第１の光学フィルタ７は、例えば、ガラス基材の表面に誘電体多層膜からなる薄膜を形成して構成されており、撮像素子９の撮像面に当接されている。また、第１の光学フィルタ７は、例えば、緑色の波長帯域と近赤外線波長帯域とを透過する光学フィルタである。【００２７】
したがって、第１の光学フィルタと第２の光学フィルタを２重に設置する事により、撮像素子に緑色の波長帯域の光線のみを結像させる構成となっている。【００２８】
撮像素子９は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなど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９の有効画素領域は、２つの撮像領域９ａおよび９ｂの２つの領域に分割されている。２つの撮像領域９ａおよび９ｂは、２つのレンズ２ａおよび２ｂのそれぞれに１対１に対応しており、それぞれの光軸上に配置されている。【００２９】
したがって、レンズ２ａを透過した光線は、第２の光学フィルタ４、第１の光学フィルタ７を透過し撮像領域９ａに結像し、レンズ２ｂを透過した光線は、第２の光学フィルタ４、第１の光学フィルタ７を透過し撮像領域９ｂに結像する。即ち、２つの撮像領域９ａおよび９ｂ上に、緑色成分からなる被写体像が互いに独立して結像される。【００３０】
撮像素子９の撮像領域９ａおよび９ｂを構成する各画素は、入射光を光電変換し、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。【００３１】
撮像素子９は、撮像領域より大きい開口を有する基板８に対し、図１のようにフェイスダウンでフリップチップ実装され、基板８に形成された電気回路と接続されている。撮像素子９から出力された電気信号は、様々な画像処理が施される。例えば、緑色の波長帯域光が結像する撮像領域９ａおよび９ｂ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。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。出力した電気信号を用いた画像処理および距離測定処理は、公知の技術を用いることができるので、ここではそれらの処理の詳細な説明は省略する。【００３２】
複眼カメラモジュール１００から被写体までの距離の測定（測距）では、撮像領域９ａおよび９ｂから得られる画像を用いて、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場合がある。誤差の要因は、レンズアレイ２と撮像素子９との相対的なチルト、光学フィルタ４および７と撮像素子９の相対的なチルト、レンズ２ａおよび２ｂの焦点ズレ、レンズ２ａおよび２ｂと上鏡筒に設けた絞り１ａおよび１ｂ間の絞り偏芯等である。【００３３】
本発明の実施形態における各部品の形状や組立てプロセスを採用することにより、これらの誤差要因を抑制する事ができ、視差抽出、すなわち測距の高精度化を実現することができる。【００３４】
図２（ａ）〜（ｃ）を用いて第１の光学フィルタ７と撮像素子９と基板８の構造について説明する。【００３５】
図２（ａ）は、基板８に第１の光学フィルタ７と撮像素子９とを実装した状態で被写体側からみた正面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。【００３６】
基板８には、第１の光学フィルタ７とほぼ同じ大きさの開口部８１が形成されており、この開口部８１に第１の光学フィルタ７の少なくとも一部が嵌入されている。撮像素子９は、図２（ｂ）から判るように、フェイスダウンでフリップチップ実装され、基板８に形成された電気回路と電気的に接合させている。さらに、第１の光学フィルタ７が撮像素子９の撮像面に当接した状態で、撮像素子９の外周部を取り囲むように接着剤１０ａを流し込むことにより、撮像素子９が当接している基板８および第１の光学フィルタ７に対し機械的に固定されている。これにより、撮像素子の撮像面へ塵や埃等が侵入することを防止している。なお、撮像素子９には、図２（ｂ）の断面図における上面側の左右両端部近傍に電極が形成されており、フリップチップ実装により撮像素子９のその電極が基板８の下面に形成された電極に接続される。【００３７】
また、第１の光学フィルタ７の外形は、Ｘ方向の幅が、撮像素子９の撮像領域９ａおよび９ｂよりは長く、かつ撮像素子９の電極間距離よりは短くなっている。一方、第１の光学フィルタ７のＹ方向の幅は、図２（ｃ）から明らかなように、撮像素子９よりも長く構成されている。これにより、Ｙ方向において、第１の光学フィルタ７は、撮像素子９の両端部９０よりもはみ出した部分を有する。なお、Ｙ方向は、２つのレンズ２ａおよび２ｂの基線方向であり、撮像素子９の各画素から情報を読み出す方向と同じである。【００３８】
先に説明したように、第１の光学フィルタ７は、基板８に設けた開口部８１に嵌入されており、基板８にフリップチップ実装された撮像素子９の撮像面に当接している。この状態で、第１の光学フィルタ７は、基板８に対して周囲を接着剤１０ｂで固着されている。【００３９】
したがって、図２（ｂ）に示すように、撮像素子９と基板８とは接着剤１０ａで周囲が固着され、基板８と第１の光学フィルタ７とは、接着剤１０ｂで周囲を固着されている。この構成により、撮像素子９の撮像面は、基板８および第１の光学フィルタ７により密閉されるため、外部からのゴミの付着などが防止できる。【００４０】
また、第１の光学フィルタ７を基板８に接着することにより、第１の光学フィルタ７を接着するためのスペースを撮像素子９に設ける必要がないため、モジュールの小型化が実現できる。【００４１】
また、上記構成では、第１の光学フィルタ７を基板８の開口部８１に嵌入し、かつ第１の光学フィルタ７の周辺部で基板８に接着する構成としたが、嵌入または接着のいずれか一方のみであっても、撮像素子９の撮像面が密閉されていれば、撮像面へのゴミ等の付着を防止できる。【００４２】
図３（ａ）は、撮像素子９側からみた上鏡筒１の斜視図である。上鏡筒１の撮像素子９側には、レンズアレイ２を保持し固定する凹部１２が形成されている。また、保持されたレンズアレイ２の２つレンズ２ａおよび２ｂの各光軸が通過する位置に２つの絞り（開口）１ａおよび１ｂが形成されている。上鏡筒１は光を透過しない材料からなり、絞り１ａおよび１ｂ以外から不要な外光がレンズ２ａおよび２ｂに入射するのを防止する。絞り１ａおよび１ｂは、基準面１３および１４を基準にＸ方向およびＹ方向の位置度を規制されており、Ｙ方向に一直線上に配置されている。【００４３】
図３（ｂ）は、上鏡筒１を被写体側からみた正面図である。上鏡筒１は絞り１ａおよび１ｂを備えるとともに、設定した画角以上の不要な外光を遮蔽するフード１１ａおよび１１ｂを備えている。フードの形状は、レンズ２ａおよび２ｂで設計された水平、垂直、対角方向の各画角に対応させて、略長方形の形状をしている。【００４４】
図４（ａ）は、被写体側から見たレンズアレイ２の斜視図であり、図４（ｂ）は、撮像素子９側から見たレンズアレイ２の斜視図である。レンズアレイ２に形成されたレンズ２ａおよび２ｂは、基準面２２および２３を基準にＸ方向およびＹ方向の位置度を規制されており、Ｙ方向に一直線上に配置されている。【００４５】
上鏡筒１の凹部１２内の基準面１３とレンズアレイ２の基準面２２とを当接させ、上鏡筒１の基準面１４とレンズアレイ２の基準面２３とを当接させて、レンズアレイ２を上鏡筒１に嵌入する。これにより、上鏡筒１に設けた２つの絞り１ａおよび１ｂの中心と、レンズ２ａおよび２ｂの光軸とを、Ｘ方向およびＹ方向に位置決めし、絞り偏芯量を設計値以下に抑える。【００４６】
さらに、上鏡筒１に設けた基準面１５とレンズアレイ２に設けた基準面２１を当接することで、Ｚ軸方向にレンズアレイ２と上鏡筒１が位置決めされ、レンズと絞りとの光軸方向の位置決めがされる。【００４７】
上鏡筒１とレンズアレイ２とが、ＸＹＺ方向のそれぞれで位置決めされた状態で、上鏡筒１に設けた４つの斜面部１６とレンズアレイ２の端面を接着し、上鏡筒１とレンズアレイ２を固定する。図５は、撮像素子９側から見た、接着固定されたレンズアレイ２と上鏡筒１を示す斜視図である。【００４８】
図６（ａ）〜（ｄ）に遮光ブロック６を示す。図６（ａ）は被写体側からみた遮光ブロック６の斜視図であり、図６（ｂ）は被写体側から見た遮光ブロック６の正面図であり、図６（ｃ）は撮像素子９側からみた遮光ブロック６の斜視図であり、図６（ｄ）は撮像素子９側から見た遮光ブロック６の底面図である。【００４９】
遮光ブロック６には、組立て時の位置決め用の基準面が複数設けられており、Ｘ方向には基準面６２を、Ｙ方向には基準面６１を、Ｚ方向（光軸方向）には基準面６５ａおよび６５ｂをそれぞれ基準として、各部品の組立ておよび部品同士の位置決めを行なう。ここで、位置決めするのは、レンズアレイ２、遮光壁５、第２の光学フィルタ４である。なお、基準面６５ａおよび６５ｂは同一平面にある。【００５０】
まず、レンズアレイ２の位置決めについて説明する。上鏡筒１に位置決め固定されたレンズアレイ２は、上鏡筒１を組立てた後でもレンズアレイ２の基準面２２および２３が隠れないように上鏡筒１の接着溝１６の寸法が決められている。図５のように、レンズアレイ２の外形よりも上鏡筒１の接着溝寸法１６を短く設定することで、レンズアレイ２の基準面２２および２３を露出させている。【００５１】
レンズアレイ２に設けた基準面２２を遮光ブロック６に設けた基準面６１に押し当ててＹ方向の位置決めをし、レンズアレイ２に設けた基準面２３を遮光ブロック６に設けた基準面６２に押し当ててＸ方向の位置決めをする。これにより、上鏡筒１に固定されたレンズアレイ２と遮光ブロック６とをＸＹ方向で位置決めすることができる。これにより、レンズアレイ２の基準面２２および２３を用いて上鏡筒１および遮光ブロック６のＸＹ方向の位置決めをすることができる。レンズアレイ２を基準に上鏡筒１と遮光ブロック６を位置決めすることで、別部品同士であっても遮光ブロック６の部品精度で位置決めすることが可能となる。【００５２】
また、Ｚ方向に位置決めするために、レンズアレイ２に設けた基準面２４と遮光ブロック６に設けた基準面６３を押し当てる。基準面６３は、Ｚ方向の基準面６５ａおよび６５ｂに対し必要なフランジバック距離、平行度が形成されている。レンズアレイ２を遮光ブロック６の各基準面に押し当て固定することで、レンズアレイ２のチルトを抑制し、かつ、フランジバック距離を設計値内に簡易に組立てることができる。遮光ブロック６とレンズアレイ２がＸＹＺ方向に位置決めされた状態で、上鏡筒１と遮光ブロック６とを、遮光ブロック６に設けた接着溝６７で接着固定する。図７は、被写体側から見た、接着固定された上鏡筒１と遮光ブロック６とを示す斜視図である。【００５３】
次に、遮光壁５の位置決めについて説明する。遮光壁５は、２つのレンズのそれぞれを透過した光の光路を分離する。撮像素子９を２つの領域９ａおよび９ｂに分割して撮像するために、遮光壁５は、レンズ２ａを通過した光が、このレンズと対応しない撮像領域９ｂに入射するのを防ぐとともに、その逆の場合の不要光入射を防止する。図８にレンズアレイ２、遮光壁５、撮像素子９の断面斜視図を示す。図８のように、遮光壁５は、撮像素子９の２つの撮像領域９ａおよび９ｂの境界に沿って設けられている。２つの撮像領域９ａおよび９ｂの中心はレンズ２ａおよび２ｂの光軸中心と一致しているため、レンズアレイ２に対して遮光壁５を位置決めすればよい。レンズアレイ２は遮光ブロック６に対して位置決め固定されているので、遮光壁５は遮光ブロック６に対して位置決めすればよいこととなる。遮光壁５は、撮像素子９に対し基線方向であるＹ方向に領域を２分割すればよいので、遮光ブロック６の基準面６１に対して遮光壁５を位置決めする必要がある。【００５４】
図１のように、遮光壁５には位置決め用に２個の円柱部５１ａおよび５１ｂを設け、遮光ブロック６には、基準面６１に対して位置度を規制した基準穴６６ａおよび６６ｂを設けてある。基準穴６６ａおよび６６ｂに円柱５１ａおよび５１ｂを嵌合させてＹ方向の位置決めを行なう。そしてＺ方向の位置決めは、遮光ブロック６の基準面６５ａおよび６５ｂと同一面の位置で位置決めする。すなわち、第１の光学フィルタ７の直上に遮光壁５が配置されることになる。遮光ブロック６は、上鏡筒１と同様に光を透過しない材料からなる。さらに遮光壁５および遮光ブロック６の内周面に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。【００５５】
なお、遮光壁面の反射抑制の形状を成型し易くするため、遮光壁５と遮光ブロック６を別体構成にし、組立てにより遮光壁を備える遮光ブロックを構成したが、遮光壁５と遮光ブロック６を一体で成型し、部品コストを低減するとともに、遮光壁の位置精度を高めてもよい。【００５６】
また、遮光ブロック６のレンズアレイ２側の面には、第２の光学フィルタ４を保持し固定する凹部６４ａを備える。第２の光学フィルタ４は凹部６４ａ内に嵌入し、遮光ブロック６の基準面６５ａおよび６５ｂを基準にＺ方向に位置規制し、さらに平行度を確保した基準面６４ｂに、第２の光学フィルタ４を当接して固定する。その結果、第２の光学フィルタ４のチルトを抑制することができる。【００５７】
遮光膜３は、第２の光学フィルタ４とレンズアレイ２の間に配置されている。遮光壁５によって撮像領域を９ａおよび９ｂに２分割しているが、遮光壁５の高さは第２の光学フィルタ４直下までしか構成できない。例えばレンズ２ａを通過した光線が、第２の光学フィルタ４内部を通過して撮像領域９ｂに結像する不要光を防止するため、遮光膜３を第２の光学フィルタ４上に配置する。遮光膜３は、図９に示すように、互いに独立した２つの開口部３ａおよび３ｂを形成するよう配置された遮光部３２と、遮光部３２を保持する外筒部３３とを備える。遮光部３２はＸＹ方向で遮光壁５の位置と一致することが望ましく、このことを実現するために、遮光膜３は遮光壁５に対して位置決めする構造を有している。遮光壁５の円柱５２ａおよび５２ｂに、遮光膜３の基準穴３４ａおよび３４ｂを嵌合させることで、遮光部３２と遮光壁５との位置決めを行なう。その結果、２つの開口部３ａおよび３ｂは、２つのレンズ２ａおよび２ｂの各光軸上にそれぞれ配置される。【００５８】
レンズアレイ２を固定した上鏡筒１を、遮光壁５を組み立てた遮光ブロック６に位置決め固定した後、レンズ２ａおよび２ｂの各光軸位置を結ぶ方向と、撮像素子９を構成する画素の配列方向とが一致するように、遮光ブロック６が撮像素子９に対して位置決めされて第１の光学フィルタ７上に固定される。【００５９】
撮像素子９は、第１の光学フィルタ７のうちの撮像素子９と対向する面と接触している。遮光ブロック６は、第１の光学フィルタ７のうちの遮光ブロック６と対向する面に固定されている。第１の光学フィルタ７は、図２に示したように、撮像素子９の撮像面に当接されている。第１の光学フィルタ７は基材をガラスで構成しているため、フィルタ両面同士は限りなく平行に近い。このため、遮光ブロック６の基準面６５ａおよび６５ｂが当接する第１の光学フィルタ７の面は、撮像面と平行であると言える。したがって、遮光ブロック６の基準面６５ａを、第１の光学フィルタ７の撮像素子９よりも外側にはみ出した部分７ａに当接させ、同様に、基準面６５ｂを、撮像素子９よりも外側にはみ出した部分７ｂに当接させることで、レンズアレイ２と撮像素子９の相対的なチルトを抑制でき、かつ焦点位置ズレも限りなくゼロにすることが可能となる。【００６０】
ステレオ視により被写体までの距離を演算する際、視差量を抽出する必要がある。２つの撮像領域９ａおよび９ｂから得られる画像の一方を基準画像とし、他方を参照画像とし、基準画像と同一の対応点を参照画像上で探索することで視差量を演算する。このため、いずれか一方の撮像領域にのみ、不要な反射光が映り込むと測距精度を著しく劣化させる要因となる。【００６１】
複眼カメラモジュール１００では、基線方向において、第１の光学フィルタ７の外形を、撮像素子９よりも外側にはみ出すように設け、その外側にはみ出した部分７ａおよび７ｂに組立て基準面を設けている。図１０（ａ）および（ｂ）は、複眼カメラモジュール１００の断面図である。図１０（ａ）は、第１の光学フィルタ７のはみ出した部分７ｂの周囲を拡大した図も示している。【００６２】
第１の光学フィルタ７の基線方向の端面の位置は、はみ出した部分７ａおよび７ｂの幅だけ撮像素子９から離れているため、第１の光学フィルタ７の基線方向の端面によって反射された不要光７２が、撮像領域９ａあるいは９ｂに映り込むことを防止できる。【００６３】
また、遮光ブロック６は、第１の光学フィルタ７のはみ出した部分７ａおよび７ｂに固定され、遮光壁５が設けられている範囲における遮光ブロック６の内壁６９は、基線方向（Ｙ方向）において、撮像素子９の両端部よりも外側に位置している。これにより、遮光ブロック６の内壁６９を撮像領域９ａあるいは９ｂから離すことができため、内壁６９によって反射された不要光７２が、撮像領域９ａあるいは９ｂに映り込むことを防止できる。また、遮光ブロック６に設けた第２の基準面を形成するための遮光ブロック内の梁６８を、できるだけ撮像領域から離すことにより、梁６８に不要光が反射し、撮像領域９ａあるいは９ｂに映り込むことも防止できる。【００６４】
なお、第１の光学フィルタ７の基線方向と直交する方向（Ｘ方向）の端面による不要反射光は、撮像領域９ａと撮像領域９ｂとに同時に映り込むため、この不要反射光の測距精度に対する影響は小さい。このため、第１の光学フィルタ７の基線方向と直交する方向の端面の位置は、撮像領域に近くしても測距精度に大きく影響しない。このような構成により、測距精度を高くしつつ装置の小型化も実現できる。【００６５】
このように本実施形態では、第１の光学フィルタ７の外形を、基線方向において、撮像素子９よりも両外側にはみ出した部分７ａおよび７ｂを形成し、そのはみ出した部分７ａおよび７ｂを基準面とし、遮光ブロック６の基準面６５ａおよび６５ｂに当接させている。これにより、小型化が実現できるとともに、第１の光学フィルタ７の端面からの不要光の測距精度への影響を低減することができる。【００６６】
ここで、第１の光学フィルタ７の基材はガラスと説明したが、フィルタ両面の平行度を確保できれば、樹脂で構成してもよい。樹脂基材のフィルタを採用することで、ガラス基材に比べて、フィルタ端面のチッピングによるゴミが撮像面に侵入することを低減できる。【００６７】
また、図１０（ｂ）に示すように、基線方向と直交する方向（Ｘ方向）において、撮像素子９は、基板８の開口部の両端部８０よりも外側にはみ出した部分９０ａを有している。はみ出した部分９０ａには、基板８と電気的に接続される電極端子９１が設けられている。はみ出した部分９０ａと基板８の裏面とが固定され、電極端子９１が基板８と電気的に接続される。ここで、基板８の裏面とは、基板８のうちのレンズアレイ２側とは反対側の面である。撮像素子９では、撮像領域９ａおよび９ｂと電極端子９１とは、撮像素子９の同じ面側（撮像面側）に位置している。しかし、基板８の開口部よりも外側に電極端子９１を位置させることにより、第１の光学フィルタ７を撮像面に接触させる構成においても、基板８の裏面側に電極端子９１を接続することができる。なお、電極端子９１の周囲はアンダーフィル剤で補強していてもよい。【００６８】
図１１に、本実施形態の複眼カメラモジュールをＸＺ平面およびＹＺ平面で切断したときの断面斜視図を示す。図１１において、撮像素子９の直上に当接された第１の光学フィルタ７のはみ出した部分７ａ（および７ｂ）に、遮光ブロック６の基準面６５ａ（および６５ｂ）を当接させている。また、レンズアレイ２は基準面６３、第２の光学フィルタ４は基準面６４ｂにそれぞれ当接させ位置決めされており、その結果、撮像素子９との相対的なチルトを、遮光ブロック６に設けた各基準面の平行度の値まで抑えることができる。【００６９】
上述した構成をとることで、レンズの焦点ズレの要因は、遮光ブロック６の基準面間距離（すなわち基準面６５ａおよび６５ｂから基準面６３までの間の距離）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により、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る。【００７０】
また、上鏡筒１に設けた基準面とレンズアレイ２に設けた各基準面をそれぞれ当接させて位置決めして固定することで、レンズ２ａおよび２ｂの光軸位置と絞り１ａおよび１ｂ中心のズレである絞り偏芯を抑制でき、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。【００７１】
また、第１の光学フィルタ７を、基線方向において、撮像素子の撮像領域よりも両外側にはみ出した形状とし、そのはみ出した部分に遮光ブロック６の基準面６５ａおよび６５ｂを当接させることで、不要反射光を気にすることなく、撮像素子９の有効撮像領域を最大限活用できる。また、その結果、各レンズ２ａおよび２ｂ間隔すなわち基線長を長くすることができ、測距性能を向上させることが可能となる。【００７２】
さらに、第２の光学フィルタ４のチルトを抑制するため、遮光ブロック６に設けた基準面６４ｂに撮像素子９の有効撮像領域より大きい第２の光学フィルタ４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。【００７３】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、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視差誤差を極めて小さくすることができ、距離測定精度を向上させることが可能となる。【００７４】
なお、本実施形態では、２つの撮像領域はほぼ等分されていたが、本発明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い。【００７５】
また、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、線膨張係数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、距離測定精度を確保することが可能となる。【００７６】
次に図１２および図１３を参照して、第１の光学フィルタ７、基板８および撮像素子９のより具体的な構造および寸法の一例を説明する。【００７７】
図１２は、第１の光学フィルタ７と撮像素子９の実装状態を示す図であり、図１２（ａ）は、被写体側から見たときの正面図であり、図１２（ｂ）はＹ方向に沿った断面図であり、図１２（ｃ）はＸ方向に沿った断面図である。【００７８】
前記第１の光学フィルタ７と撮像素子９の中心を合致させ、それぞれの辺がＸ方向とＹ方向に平行になるよう位置決めして密着させる。第１の光学フィルタ７と撮像素子９は、それぞれの長辺側と短辺側をＹ方向とＸ方向にセンター振り分けして密着させている。図中に示した寸法で説明すると、第１の光学フィルタ７は８×４．５ｍｍ、撮像素子は６．６×５．４ｍｍである。【００７９】
密着させたとき、寸法の違いから、撮像素子９のＸ方向では片端に０．４５ｍｍのはみ出し部が生じるが、ここには基板８と電気的に接続される電極端子９１が複数個形成されている。【００８０】
また、Ｙ方向では、第１の光学フィルタ７が撮像素子９の片端より０．７ｍｍはみ出す構造となり、鏡筒基準面７１、７２、７３および７４がこのはみ出し部の４隅に当接される。【００８１】
第１の光学フィルタ７のはみ出し部の背面と撮像素子９端面の立ち壁とに接着剤１０ａを適量流し込み、第１の光学フィルタ７と撮像素子９を固定している。【００８２】
図１３は、撮像素子９を基板８に固定した状態を示す図であり、図１３（ａ）は被写体側から見たときの正面図であり、図１３（ｂ）はＸ方向に沿った断面図である。【００８３】
基板８には、第１の光学フィルタ７とほぼ同じ大きさの開口部８１が形成されており、この開口部８１に第１の光学フィルタ７が嵌入されている。第１の光学フィルタ７と開口部８１の１辺の隙間は、例えば０．０５ｍｍ程度である。【００８４】
撮像素子９は、フェイスダウンでフリップチップ実装され、基板８に形成された電気回路と電気的に接合されている。第１の光学フィルタ７が撮像素子９の撮像面に当接した状態で、撮像素子９の周囲を取り囲むように接着剤１０ａ、１０ｂを流し込むことにより、撮像素子９は、当接している基板８および第１の光学フィルタ７に対し機械的に固定される。これにより、撮像素子９の撮像面への塵や埃等が侵入することを防止している。なお、撮像領域９ａおよび９ｂの寸法は、約５．７×４．３ｍｍであり、長辺および短辺ともに第１の光学フィルタ７に覆われる構造となっている。【００８５】
（実施形態２）
図１４は、本発明の第２の実施形態の複眼カメラモジュール１１０を、ＸＺ平面およびＹＺ平面で切断したときの断面斜視図である。第１の実施形態の複眼カメラモジュール１００と異なるのは、第２の光学フィルタ４および遮光膜３を備えていない点と、遮光壁５０１の形状および第１の光学フィルタ７０１の分光特性が異なっている点である。【００８６】
第１の実施形態では、第１の光学フィルタ７と第２の光学フィルタ４の２枚で、緑色光のみを透過する分光特性を確保していた。これに対し第２の実施形態では、必要な光学フィルタの分光特性を、第１の光学フィルタ７０１の１枚だけで実現させている。【００８７】
本実施形態２では、第２の光学フィルタ４が不要になるため、遮光壁５０１は、レンズアレイ２における撮像素子側のレンズ直下まで、遮光壁の高さを高くすることが可能となる。その結果、第２の光学フィルタ４内部を透過する不要光を遮蔽するための遮光膜３も不要となる。【００８８】
複眼カメラモジュール１１０の構成により、複眼カメラモジュール１００と同様に、撮像素子、レンズアレイおよび光学フィルタの相対的なチルト、絞り偏芯を抑制しながらも、部品点数を削減し低コスト化を実現する事が可能となる。【００８９】
なお、上記説明では、緑色光のみの波長を透過させる光学フィルタの例を説明したが、近赤外光を透過するフィルタ等、単波長の光線のみを透過させるよう第１の光学フィルタ７０１を構成させても同様な効果が得られることは言うまでもない。なお、レンズアレイ２の各レンズは選択した波長で光学特性が最適に成るよう設計されていることは言うまでもない。【００９０】
（実施形態３）
図１５は、本発明の実施形態３における複眼カメラモジュール１２０の分解斜視図である。実施形態１の複眼カメラモジュール１００は、レンズアレイのレンズ個数が２つの２眼のカメラモジュールであったが、複眼カメラモジュール１２０は、レンズアレイのレンズ個数が４つの４眼のカメラモジュールである。【００９１】
レンズアレイ２０１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２０１ａ〜２０１ｄを一体に有する。４つのレンズ２０１ａ〜２０１ｄ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２０１ａ〜２０１ｄ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２０１ａ、２０１ｂは緑色、レンズ２０１ｃ、２０１ｄ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２０１ａと２０１ｂはステレオ視するためのレンズペアであり、基線方向（Ｙ方向）にＬ１ｍｍ離れて配置している。レンズ２０１ｃと２０１ｄはステレオ視するためのレンズペアであり、基線方向（Ｙ方向）にＬ１ｍｍ離れて配置している。レンズ２０１ａ〜２０１ｄ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ずれを極力ゼロにするよう考慮されている。【００９２】
レンズアレイ２０１は上鏡筒１０１と位置決めされて固定される。第１の実施例と同様にＸ方向、Ｙ方向にそれぞれに設けた各基準面同士を当接させてＸＹ方向に位置決めして、固定される。その結果、レンズ２０１ａに対応する絞り１０１ａ、レンズ２０１ｂに対応する絞り１０１ｂ、レンズ２０１ｃに対応する絞り１０１ｃ、レンズ２０１ｄに対応する絞り１０１ｄの各偏芯ズレは最小限に抑えられる。【００９３】
レンズ２０１ａ〜２０１ｄの各々は、被写体（図示せず）からの光を、第２の光学フィルタ４０１ａおよび４０１ｂ、第１の光学フィルタ７１１を通過させた後、撮像素子９上に結像させる。【００９４】
第２の光学フィルタ４０１ａおよび４０１ｂは、レンズアレイ２０１と遮光ブロック６０１との間に配置されている。第２の光学フィルタ４０１ａおよび４０１ｂも、レンズアレイ２０１と同様に、ＸＹ面と平行な同一平面上に配置されている。第２の光学フィルタ４０１ａは近赤外波長域をカットする分光特性を有し、逆に第２の光学フィルタ４０１ｂは可視光波長域をカットする分光特性を有している。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４０１ａは、撮像素子９の撮像領域９１ａおよび９１ｂ上に、光学フィルタ４０１ｂは、撮像素子９の撮像領域９１ｃおよび９１ｄ上にそれぞれ配置される。また、第１の光学フィルタ７１１は、緑色の波長域と近赤外波長域の両方を透過する分光特性を有しており、第１の実施形態と同様に撮像素子９の撮像面に当接されている。【００９５】
撮像素子９は、ＣＣＤから成り、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９の有効画素領域は、４つの撮像領域９１ａ〜９１ｄに分割されている。４つの撮像領域９１ａ〜９１ｄは、４つのレンズ２０１ａ〜２０１ｄ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９１ａ〜９１ｄ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それぞれ独立して形成される。具体的には、レンズ２０１ａを通過した被写体からの光が、第２の光学フィルタ４０１ａ、第１の光学フィルタ７１１を透過し、緑色の波長帯域光のみが撮像領域９１ａ上に被写体像を結像する。同様に、レンズ２０１ｂを通過した被写体からの光が、第２の光学フィルタ４０１ａ、第１の光学フィルタ７１１を透過し緑色の波長帯域光のみが撮像領域９１ｂ上に被写体像を結像する。レンズ２０１ｃを通過した被写体からの光が、第２の光学フィルタ４０１ｂ、第１の光学フィルタ７１１を透過し近赤外の波長帯域光のみが撮像領域９１ｃ上に被写体像を結像する。レンズ２０１ｄを通過した被写体からの光が、第２の光学フィルタ４０１ｂ、第１の光学フィルタ７１１を透過し近赤外の波長帯域光のみが撮像領域９１ｄ上に被写体像をそれぞれ独立して結像する。【００９６】
上鏡筒１０１は、レンズアレイ２０１の４つレンズ２０１ａ〜２０１ｄに対応して４つの絞り１０１ａ〜１０１ｄが形成されている。上鏡筒１０１は光を透過しない材料からなり、絞り１０１ａ〜１０１ｄ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。【００９７】
遮光壁５０１は、Ｚ軸に平行で遮光ブロック６０１の約中心を通る軸に対して十字状に配置され、実施形態１と同様に遮光ブロック６０１と位置決めされ固定される。遮光壁の１面はＸＺ面に沿っており、他の１面はＹＺ面に沿っている。遮光壁５０１を遮光ブロック６０１に組み込むことで、４つの開口を形成し、その開口は、４つのレンズ２０１ａ〜２０１ｄの各光軸上にそれぞれ配置される。【００９８】
遮光壁５０１が撮像素子９の有効画素領域を４つの撮像領域９１ａ〜９１ｄに分割するとともに、例えば、レンズ２０１ａを通過した光が隣接する他の撮像領域９１ｂおよび９１ｃに不要光として侵入するのを防止している。【００９９】
遮光膜３０１も、第１の実施形態と同様、例えば、レンズ２０１ａを通過した光が、第２の光学フィルタ４０１ａおよび４０１ｂ内部を通過し、隣接する他の撮像領域９１ｂおよび９１ｃに不要光として侵入するのを防止している。遮光膜３０１は、図１５に示すように、互いに独立した４つの開口部３０１ａ〜３０１ｄを形成するように十字状に配置されており、遮光壁５０１と同様に、１辺はＸＺ面に沿っており、もう一方の辺はＹＺ面に沿っている。４つの開口部３０１ａ〜３０１ｄは、４つレンズ２０１ａ〜２０１ｄの各光軸上にそれぞれ配置される。そして、実施形態１と同様に、遮光膜３０１に設けた基準穴を遮光壁５０１の基準軸と嵌合させて位置決めし、固定する。【０１００】
基板８には、第１の光学フィルタ７１１とほぼ同じ大きさの開口部が設けられており、この開口部に第１の光学フィルタ７が嵌入されている。撮像素子９は、フェイスダウンでフリップチップ実装され、基板８に形成された電気回路と電気的に接合させている。さらに、第１の光学フィルタ７１１が撮像素子９の撮像面に当接した状態で、撮像素子９の周囲を取り囲むように接着剤を流し込むことにより、撮像素子９が当接している基板８および第１の光学フィルタ７１１に対し機械的に固定されている。これにより、撮像素子の撮像面への塵や埃等が侵入することを防止している。なお、撮像素子９には、上面のＸ方向両端部に電極が形成されており、フリップチップ実装により撮像素子９の上面両端部の電極が基板８の下面に形成された電極に接続される。【０１０１】
また、第１の光学フィルタ７の外形は、Ｘ軸方向は、撮像素子９の撮像領域より大きく、かつ撮像素子９の電極同士のＸ軸方向の距離よりは短くなっている。一方、Ｙ軸方向では、撮像素子９よりも両外側にはみ出して構成されている。なお、Ｙ軸方向は、ペアとなるレンズ２０１ａおよび２０１ｂの基線方向であり、撮像素子の各画素を読み出す方向と同じである。【０１０２】
また、第１の光学フィルタ７１１は、基板８にフリップチップ実装された撮像素子９の撮像面に当接した状態で、基板８に対して周辺部を接着剤１０ｂで固着されている。【０１０３】
以上のように構成された複眼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、撮像領域９１ａおよび撮像領域９１ｂ、あるいは撮像領域９１ｃおよび撮像領域９１ｄ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。本実施形態では、緑色の波長域と近赤外の波長域との２つの波長域の撮影画像を用いて測距しているため、昼夜を問わず測距が可能となる。また、日向、日陰等の明るさが極端に異なる環境下においても、２波長で測距しているため、日向は緑色の波長域で、日陰は近赤外の波長域で測距することにより、測距精度を明るさによらず確保することが可能となる。【０１０４】
また、本実施形態では、緑色用のレンズペアと近赤外光用のレンズペアにより測距する構成について説明したが、上述した例によらず、４眼とも緑あるいは４眼とも近赤外と４眼すべて同一波長域とすることで、距離測定のため視差を演算する方向がＸ方向あるいはレンズ対角方向も可能となり、１方向の視差探索に比べて、測距精度を確保するこが可能となる。【０１０５】
４眼ともに単波長で光学系を構成した場合、第２の実施形態で説明したように、第１の光学フィルタに必要な波長を透過する分光特性を備えることで、遮光膜３０１、第２の光学フィルタ４０１ａおよび４０１ｂを省略することができ、部品点数を削減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の複眼カメラモジュールは、画像情報を用いて被写体までの距離を測定する技術分野において特に有用である。例えば、本発明は、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、車載カメラなどに適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21年6月3日(2009.6.3)
【手続補正１】
【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、カメラモジュールに関する。特に、互いに光軸の異なる複数のレンズを用いて被写体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ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子に被写体像を結像させることにより、被写体像を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を測定するカメラも提案されている。
【０００３】
図１６および図１７を参照して、特許文献１が開示する、被写体までの距離を測定する複眼方式のカメラモジュールの一例を説明する。図１６は、複眼カメラモジュールの分解斜視図であり、図１７はその断面図である。
【０００４】
被写体側から順に、絞り部材１１２１、レンズアレイ１１２２、遮光ブロック１１２３、光学フィルタアレイ１１２４、半導体基板１１２５が配置されている。半導体基板１１２５には撮像領域１１２６が形成されるとともに、駆動回路１１２７および信号処理回路１１２８も形成されている。レンズアレイ１１２２は複数のレンズを備える。絞り部材１１２１は、レンズアレイ１１２２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１１２４は、レンズアレイ１１２２の各レンズに対応する領域ごとに複数の光学フィルタを備える。光学フィルタアレイ１１２４は、分光特性が異なる複数種類の光学フィルタで構成されており、撮像領域１１２６に空隙を隔てて対向している。遮光ブロック１１２３は、レンズアレイ１１２２の隣り合うレンズ間の境界、即ち、光学フィルタアレイ１１２４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１１２３ａを備えている。
【０００５】
このように構成された複眼カメラモジュールでは、視差のあ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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４３４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の複眼カメラモジュールでは、図１７に示すように、不要な入射光(不要光)１１７２が、遮光ブロック１１２３の内壁や光学フィルタアレイ１１２４の端面で反射して、ゴースト像として撮像領域１１２６に映りこみ、測距精度の著しい低下を招くという問題があった。
【０００８】
本発明は、小型・薄型で基線長が短く、且つ測距精度の高い複眼カメラモジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の複眼カメラモジュールは、互いに光軸が異なり、且つ同一平面上に配置された少なくとも２つのレンズを有するレンズアレイと、前記２つのレンズのそれぞれに１対１に対応する２つ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２つのレンズのそれぞれを透過した光の光路を分離する遮光壁が設けられた遮光ブロックと、前記遮光ブロックと前記撮像素子との間に配置され、前記２つのレンズを透過した光のうちの特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルタと、前記光学フィルタよりも大きな開口部を有する基板とを備え、前記撮像領域および前記光学フィルタは、前記開口部に対応した位置にあり、前記撮像素子は、前記基板のうちの前記レンズアレイ側とは反対側の面に固定されており、前記撮像素子は、前記光学フィルタのうちの前記撮像素子と対向する面と接触しており、前記遮光ブロックは、前記光学フィルタのうちの前記遮光ブロックと対向する面に固定されており、前記２つのレンズの２つの光軸を結ぶ方向において、前記光学フィルタは、前記撮像素子の両端部よりも外側にはみ出した部分を有し、前記遮光ブロックは、前記光学フィルタの前記はみ出した部分に固定されていることを特徴とする。
【００１０】
ある実施形態によれば、前記２つの光軸を結ぶ方向と直交する方向において、前記撮像素子は、前記開口部の両端部よりも外側にはみ出した部分を有し、前記撮像素子の前記はみ出した部分と前記基板とが固定されている。
【００１１】
ある実施形態によれば、前記撮像素子は、前記基板と電気的に接続するための端子を有し、前記撮像領域と前記端子とは、前記撮像素子の同じ面側に位置している。
【００１２】
ある実施形態によれば、前記遮光壁が設けられている範囲における前記遮光ブロックの内壁は、前記２つの光軸を結ぶ方向において、前記撮像素子の両端部よりも外側に位置している。
【００１３】
ある実施形態によれば、前記２つのレンズは、前記遮光ブロックに対して位置決めされている。
【００１４】
ある実施形態によれば、前記光学フィルタのうちの前記撮像素子と対向する面は、前記撮像素子の撮像面と接触している。
【００１５】
ある実施形態によれば、前記撮像素子は、前記撮像素子の外周部において前記基板および前記光学フィルタに接着されており、前記光学フィルタは、前記光学フィルタの外周部において前記基板に接着されている。
【００１６】
ある実施形態によれば、前記撮像素子は、前記撮像素子の外周部において前記基板および前記光学フィルタに接着されており、前記開口部の形状は、前記光学フィルタの外形と実質的に同じであり、前記光学フィルタの少なくとも一部は、前記開口部内に位置している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、遮光ブロックの内壁および光学フィルタの端面を撮像領域から離すことができるので、不要光が撮像領域に入射することを防止することができる。これにより、測距演算結果の誤差を抑え、測距精度を高めることができる。
【００１８】
また、本発明によれば、撮像素子と撮像光学系との相対的なチルトを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの分解斜視図である。
【図２】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの撮像素子近傍を示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの上鏡筒を示す図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールのレンズアレイを示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールのレンズアレイおよび上鏡筒の斜視図である。
【図６】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの遮光ブロックを示す図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの遮光ブロックおよび上鏡筒の斜視図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの撮像素子と遮光壁の位置関係を示す断面斜視図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る遮光膜の正面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの断面図である。
【図１１】本発明の実施形態１に係る複眼カメラモジュールの断面斜視図である。
【図１２】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態１に係る光学フィルタと撮像素子の実装状態を示す図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る撮像素子を基板に固定した状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態２に係る複眼カメラモジュールの断面斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態３に係る複眼カメラモジュールの分解斜視図である。
【図１６】従来の複眼カメラモジュールの分解斜視図である。
【図１７】従来の複眼カメラモジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態における複眼カメラモジュールを説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態における複眼カメラモジュール１００の分解斜視図である。図１は複眼カメラモジュール１００が備える構成要素を示しており、複眼カメラモジュール１００には、被写体側から順に、上鏡筒１、レンズアレイ２、遮光膜３、第２の光学フィルタ４、遮光壁５、遮光ブロック６、第１の光学フィルタ７、基板８、撮像素子９が配置されている。
【００２２】
本発明の実施形態の説明では、方向の説明のために、図示したようなＸＹＺ直交座標系を設定する。Ｚ軸は、撮像素子９の撮像面に対し垂直な軸である。Ｙ軸は、Ｚ軸と直交し、レンズアレイ２の２つのレンズの互いの光軸を結ぶ方向に平行な軸である。Ｘ軸は、Ｙ軸およびＺ軸と直交する軸である。
【００２３】
レンズアレイ２は、互いに光軸が異なり、且つ同一平面上に配置された少なくとも２つのレンズを有する。本実施形態では、レンズアレイ２は、ＸＹ平面と平行な同一平面上に配置された２つの単レンズ２ａおよび２ｂを一体に有する。レンズ２ａの光軸２０ａ（図１０（ａ））およびレンズ２ｂの光軸２０ｂは、Ｚ軸と平行であり、かつＹ軸方向に基線長Ｌｍｍだけ離れた位置に配置されている。レンズ２ａおよび２ｂは、例えば、緑色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。
【００２４】
レンズ２ａおよび２ｂの各々は、被写体（図示せず）からの光を、第２の光学フィルタ４および第１の光学フィルタ７を介して、撮像素子９上に結像させる。
【００２５】
第２の光学フィルタ４は、例えば、ガラス基材の表面に誘電体多層膜からなる薄膜を形成して構成されており、レンズアレイ２と遮光ブロック６との間に配置されている。第２の光学フィルタ４は、例えば赤外線カットフィルタであり、近赤外の波長帯域光を遮断している。
【００２６】
第１の光学フィルタ７は、例えば、ガラス基材の表面に誘電体多層膜からなる薄膜を形成して構成されており、撮像素子９の撮像面に当接されている。また、第１の光学フィルタ７は、例えば、緑色の波長帯域と近赤外線波長帯域とを透過する光学フィルタである。
【００２７】
したがって、第１の光学フィルタと第２の光学フィルタを２重に設置する事により、撮像素子に緑色の波長帯域の光線のみを結像させる構成となっている。
【００２８】
撮像素子９は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなど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９の有効画素領域は、２つの撮像領域９ａおよび９ｂの２つの領域に分割されている。２つの撮像領域９ａおよび９ｂは、２つのレンズ２ａおよび２ｂのそれぞれに１対１に対応しており、それぞれの光軸上に配置されている。
【００２９】
したがって、レンズ２ａを透過した光線は、第２の光学フィルタ４、第１の光学フィルタ７を透過し撮像領域９ａに結像し、レンズ２ｂを透過した光線は、第２の光学フィルタ４、第１の光学フィルタ７を透過し撮像領域９ｂに結像する。即ち、２つの撮像領域９ａおよび９ｂ上に、緑色成分からなる被写体像が互いに独立して結像される。
【００３０】
撮像素子９の撮像領域９ａおよび９ｂを構成する各画素は、入射光を光電変換し、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。
【００３１】
撮像素子９は、撮像領域より大きい開口を有する基板８に対し、図１のようにフェイスダウンでフリップチップ実装され、基板８に形成された電気回路と接続されている。撮像素子９から出力された電気信号は、様々な画像処理が施される。例えば、緑色の波長帯域光が結像する撮像領域９ａおよび９ｂ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。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。出力した電気信号を用いた画像処理および距離測定処理は、公知の技術を用いることができるので、ここではそれらの処理の詳細な説明は省略する。
【００３２】
複眼カメラモジュール１００から被写体までの距離の測定（測距）では、撮像領域９ａおよび９ｂから得られる画像を用いて、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場合がある。誤差の要因は、レンズアレイ２と撮像素子９との相対的なチルト、光学フィルタ４および７と撮像素子９の相対的なチルト、レンズ２ａおよび２ｂの焦点ズレ、レンズ２ａおよび２ｂと上鏡筒に設けた絞り１ａおよび１ｂ間の絞り偏芯等である。
【００３３】
本発明の実施形態における各部品の形状や組立てプロセスを採用することにより、これらの誤差要因を抑制する事ができ、視差抽出、すなわち測距の高精度化を実現することができる。
【００３４】
図２（ａ）〜（ｃ）を用いて第１の光学フィルタ７と撮像素子９と基板８の構造について説明する。
【００３５】
図２（ａ）は、基板８に第１の光学フィルタ７と撮像素子９とを実装した状態で被写体側からみた正面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。
【００３６】
基板８には、第１の光学フィルタ７とほぼ同じ大きさの開口部８１が形成されており、この開口部８１に第１の光学フィルタ７の少なくとも一部が嵌入されている。撮像素子９は、図２（ｂ）から判るように、フェイスダウンでフリップチップ実装され、基板８に形成された電気回路と電気的に接合させている。さらに、第１の光学フィルタ７が撮像素子９の撮像面に当接した状態で、撮像素子９の外周部を取り囲むように接着剤１０ａを流し込むことにより、撮像素子９が当接している基板８および第１の光学フィルタ７に対し機械的に固定されている。これにより、撮像素子の撮像面へ塵や埃等が侵入することを防止している。なお、撮像素子９には、図２（ｂ）の断面図における上面側の左右両端部近傍に電極が形成されており、フリップチップ実装により撮像素子９のその電極が基板８の下面に形成された電極に接続される。
【００３７】
また、第１の光学フィルタ７の外形は、Ｘ方向の幅が、撮像素子９の撮像領域９ａおよび９ｂよりは長く、かつ撮像素子９の電極間距離よりは短くなっている。一方、第１の光学フィルタ７のＹ方向の幅は、図２（ｃ）から明らかなように、撮像素子９よりも長く構成されている。これにより、Ｙ方向において、第１の光学フィルタ７は、撮像素子９の両端部９０よりもはみ出した部分を有する。なお、Ｙ方向は、２つのレンズ２ａおよび２ｂの基線方向であり、撮像素子９の各画素から情報を読み出す方向と同じである。
【００３８】
先に説明したように、第１の光学フィルタ７は、基板８に設けた開口部８１に嵌入されており、基板８にフリップチップ実装された撮像素子９の撮像面に当接している。この状態で、第１の光学フィルタ７は、基板８に対して周囲を接着剤１０ｂで固着されている。
【００３９】
したがって、図２（ｂ）に示すように、撮像素子９と基板８とは接着剤１０ａで周囲が固着され、基板８と第１の光学フィルタ７とは、接着剤１０ｂで周囲を固着されている。この構成により、撮像素子９の撮像面は、基板８および第１の光学フィルタ７により密閉されるため、外部からのゴミの付着などが防止できる。
【００４０】
また、第１の光学フィルタ７を基板８に接着することにより、第１の光学フィルタ７を接着するためのスペースを撮像素子９に設ける必要がないため、モジュールの小型化が実現できる。
【００４１】
また、上記構成では、第１の光学フィルタ７を基板８の開口部８１に嵌入し、かつ第１の光学フィルタ７の周辺部で基板８に接着する構成としたが、嵌入または接着のいずれか一方のみであっても、撮像素子９の撮像面が密閉されていれば、撮像面へのゴミ等の付着を防止できる。
【００４２】
図３（ａ）は、撮像素子９側からみた上鏡筒１の斜視図である。上鏡筒１の撮像素子９側には、レンズアレイ２を保持し固定する凹部１２が形成されている。また、保持されたレンズアレイ２の２つレンズ２ａおよび２ｂの各光軸が通過する位置に２つの絞り（開口）１ａおよび１ｂが形成されている。上鏡筒１は光を透過しない材料からなり、絞り１ａおよび１ｂ以外から不要な外光がレンズ２ａおよび２ｂに入射するのを防止する。絞り１ａおよび１ｂは、基準面１３および１４を基準にＸ方向およびＹ方向の位置度を規制されており、Ｙ方向に一直線上に配置されている。
【００４３】
図３（ｂ）は、上鏡筒１を被写体側からみた正面図である。上鏡筒１は絞り１ａおよび１ｂを備えるとともに、設定した画角以上の不要な外光を遮蔽するフード１１ａおよび１１ｂを備えている。フードの形状は、レンズ２ａおよび２ｂで設計された水平、垂直、対角方向の各画角に対応させて、略長方形の形状をしている。
【００４４】
図４（ａ）は、被写体側から見たレンズアレイ２の斜視図であり、図４（ｂ）は、撮像素子９側から見たレンズアレイ２の斜視図である。レンズアレイ２に形成されたレンズ２ａおよび２ｂは、基準面２２および２３を基準にＸ方向およびＹ方向の位置度を規制されており、Ｙ方向に一直線上に配置されている。
【００４５】
上鏡筒１の凹部１２内の基準面１３とレンズアレイ２の基準面２２とを当接させ、上鏡筒１の基準面１４とレンズアレイ２の基準面２３とを当接させて、レンズアレイ２を上鏡筒１に嵌入する。これにより、上鏡筒１に設けた２つの絞り１ａおよび１ｂの中心と、レンズ２ａおよび２ｂの光軸とを、Ｘ方向およびＹ方向に位置決めし、絞り偏芯量を設計値以下に抑える。
【００４６】
さらに、上鏡筒１に設けた基準面１５とレンズアレイ２に設けた基準面２１を当接することで、Ｚ軸方向にレンズアレイ２と上鏡筒１が位置決めされ、レンズと絞りとの光軸方向の位置決めがされる。
【００４７】
上鏡筒１とレンズアレイ２とが、ＸＹＺ方向のそれぞれで位置決めされた状態で、上鏡筒１に設けた４つの斜面部１６とレンズアレイ２の端面を接着し、上鏡筒１とレンズアレイ２を固定する。図５は、撮像素子９側から見た、接着固定されたレンズアレイ２と上鏡筒１を示す斜視図である。
【００４８】
図６（ａ）〜（ｄ）に遮光ブロック６を示す。図６（ａ）は被写体側からみた遮光ブロック６の斜視図であり、図６（ｂ）は被写体側から見た遮光ブロック６の正面図であり、図６（ｃ）は撮像素子９側からみた遮光ブロック６の斜視図であり、図６（ｄ）は撮像素子９側から見た遮光ブロック６の底面図である。
【００４９】
遮光ブロック６には、組立て時の位置決め用の基準面が複数設けられており、Ｘ方向には基準面６２を、Ｙ方向には基準面６１を、Ｚ方向（光軸方向）には基準面６５ａおよび６５ｂをそれぞれ基準として、各部品の組立ておよび部品同士の位置決めを行なう。ここで、位置決めするのは、レンズアレイ２、遮光壁５、第２の光学フィルタ４である。なお、基準面６５ａおよび６５ｂは同一平面にある。
【００５０】
まず、レンズアレイ２の位置決めについて説明する。上鏡筒１に位置決め固定されたレンズアレイ２は、上鏡筒１を組立てた後でもレンズアレイ２の基準面２２および２３が隠れないように上鏡筒１の接着溝１６の寸法が決められている。図５のように、レンズアレイ２の外形よりも上鏡筒１の接着溝寸法１６を短く設定することで、レンズアレイ２の基準面２２および２３を露出させている。
【００５１】
レンズアレイ２に設けた基準面２２を遮光ブロック６に設けた基準面６１に押し当ててＹ方向の位置決めをし、レンズアレイ２に設けた基準面２３を遮光ブロック６に設けた基準面６２に押し当ててＸ方向の位置決めをする。これにより、上鏡筒１に固定されたレンズアレイ２と遮光ブロック６とをＸＹ方向で位置決めすることができる。これにより、レンズアレイ２の基準面２２および２３を用いて上鏡筒１および遮光ブロック６のＸＹ方向の位置決めをすることができる。レンズアレイ２を基準に上鏡筒１と遮光ブロック６を位置決めすることで、別部品同士であっても遮光ブロック６の部品精度で位置決めすることが可能となる。
【００５２】
また、Ｚ方向に位置決めするために、レンズアレイ２に設けた基準面２４と遮光ブロック６に設けた基準面６３を押し当てる。基準面６３は、Ｚ方向の基準面６５ａおよび６５ｂに対し必要なフランジバック距離、平行度が形成されている。レンズアレイ２を遮光ブロック６の各基準面に押し当て固定することで、レンズアレイ２のチルトを抑制し、かつ、フランジバック距離を設計値内に簡易に組立てることができる。遮光ブロック６とレンズアレイ２がＸＹＺ方向に位置決めされた状態で、上鏡筒１と遮光ブロック６とを、遮光ブロック６に設けた接着溝６７で接着固定する。図７は、被写体側から見た、接着固定された上鏡筒１と遮光ブロック６とを示す斜視図である。
【００５３】
次に、遮光壁５の位置決めについて説明する。遮光壁５は、２つのレンズのそれぞれを透過した光の光路を分離する。撮像素子９を２つの領域９ａおよび９ｂに分割して撮像するために、遮光壁５は、レンズ２ａを通過した光が、このレンズと対応しない撮像領域９ｂに入射するのを防ぐとともに、その逆の場合の不要光入射を防止する。図８にレンズアレイ２、遮光壁５、撮像素子９の断面斜視図を示す。図８のように、遮光壁５は、撮像素子９の２つの撮像領域９ａおよび９ｂの境界に沿って設けられている。２つの撮像領域９ａおよび９ｂの中心はレンズ２ａおよび２ｂの光軸中心と一致しているため、レンズアレイ２に対して遮光壁５を位置決めすればよい。レンズアレイ２は遮光ブロック６に対して位置決め固定されているので、遮光壁５は遮光ブロック６に対して位置決めすればよいこととなる。遮光壁５は、撮像素子９に対し基線方向であるＹ方向に領域を２分割すればよいので、遮光ブロック６の基準面６１に対して遮光壁５を位置決めする必要がある。
【００５４】
図１のように、遮光壁５には位置決め用に２個の円柱部５１ａおよび５１ｂを設け、遮光ブロック６には、基準面６１に対して位置度を規制した基準穴６６ａおよび６６ｂを設けてある。基準穴６６ａおよび６６ｂに円柱５１ａおよび５１ｂを嵌合させてＹ方向の位置決めを行なう。そしてＺ方向の位置決めは、遮光ブロック６の基準面６５ａおよび６５ｂと同一面の位置で位置決めする。すなわち、第１の光学フィルタ７の直上に遮光壁５が配置されることになる。遮光ブロック６は、上鏡筒１と同様に光を透過しない材料からなる。さらに遮光壁５および遮光ブロック６の内周面に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。
【００５５】
なお、遮光壁面の反射抑制の形状を成型し易くするため、遮光壁５と遮光ブロック６を別体構成にし、組立てにより遮光壁を備える遮光ブロックを構成したが、遮光壁５と遮光ブロック６を一体で成型し、部品コストを低減するとともに、遮光壁の位置精度を高めてもよい。
【００５６】
また、遮光ブロック６のレンズアレイ２側の面には、第２の光学フィルタ４を保持し固定する凹部６４ａを備える。第２の光学フィルタ４は凹部６４ａ内に嵌入し、遮光ブロック６の基準面６５ａおよび６５ｂを基準にＺ方向に位置規制し、さらに平行度を確保した基準面６４ｂに、第２の光学フィルタ４を当接して固定する。その結果、第２の光学フィルタ４のチルトを抑制することができる。
【００５７】
遮光膜３は、第２の光学フィルタ４とレンズアレイ２の間に配置されている。遮光壁５によって撮像領域を９ａおよび９ｂに２分割しているが、遮光壁５の高さは第２の光学フィルタ４直下までしか構成できない。例えばレンズ２ａを通過した光線が、第２の光学フィルタ４内部を通過して撮像領域９ｂに結像する不要光を防止するため、遮光膜３を第２の光学フィルタ４上に配置する。遮光膜３は、図９に示すように、互いに独立した２つの開口部３ａおよび３ｂを形成するよう配置された遮光部３２と、遮光部３２を保持する外筒部３３とを備える。遮光部３２はＸＹ方向で遮光壁５の位置と一致することが望ましく、このことを実現するために、遮光膜３は遮光壁５に対して位置決めする構造を有している。遮光壁５の円柱５２ａおよび５２ｂに、遮光膜３の基準穴３４ａおよび３４ｂを嵌合させることで、遮光部３２と遮光壁５との位置決めを行なう。その結果、２つの開口部３ａおよび３ｂは、２つのレンズ２ａおよび２ｂの各光軸上にそれぞれ配置される。
【００５８】
レンズアレイ２を固定した上鏡筒１を、遮光壁５を組み立てた遮光ブロック６に位置決め固定した後、レンズ２ａおよび２ｂの各光軸位置を結ぶ方向と、撮像素子９を構成する画素の配列方向とが一致するように、遮光ブロック６が撮像素子９に対して位置決めされて第１の光学フィルタ７上に固定される。
【００５９】
撮像素子９は、第１の光学フィルタ７のうちの撮像素子９と対向する面と接触している。遮光ブロック６は、第１の光学フィルタ７のうちの遮光ブロック６と対向する面に固定されている。第１の光学フィルタ７は、図２に示したように、撮像素子９の撮像面に当接されている。第１の光学フィルタ７は基材をガラスで構成しているため、フィルタ両面同士は限りなく平行に近い。このため、遮光ブロック６の基準面６５ａおよび６５ｂが当接する第１の光学フィルタ７の面は、撮像面と平行であると言える。したがって、遮光ブロック６の基準面６５ａを、第１の光学フィルタ７の撮像素子９よりも外側にはみ出した部分７ａに当接させ、同様に、基準面６５ｂを、撮像素子９よりも外側にはみ出した部分７ｂに当接させることで、レンズアレイ２と撮像素子９の相対的なチルトを抑制でき、かつ焦点位置ズレも限りなくゼロにすることが可能となる。
【００６０】
ステレオ視により被写体までの距離を演算する際、視差量を抽出する必要がある。２つの撮像領域９ａおよび９ｂから得られる画像の一方を基準画像とし、他方を参照画像とし、基準画像と同一の対応点を参照画像上で探索することで視差量を演算する。このため、いずれか一方の撮像領域にのみ、不要な反射光が映り込むと測距精度を著しく劣化させる要因となる。
【００６１】
複眼カメラモジュール１００では、基線方向において、第１の光学フィルタ７の外形を、撮像素子９よりも外側にはみ出すように設け、その外側にはみ出した部分７ａおよび７ｂに組立て基準面を設けている。図１０（ａ）および（ｂ）は、複眼カメラモジュール１００の断面図である。図１０（ａ）は、第１の光学フィルタ７のはみ出した部分７ｂの周囲を拡大した図も示している。
【００６２】
第１の光学フィルタ７の基線方向の端面の位置は、はみ出した部分７ａおよび７ｂの幅だけ撮像素子９から離れているため、第１の光学フィルタ７の基線方向の端面によって反射された不要光７２が、撮像領域９ａあるいは９ｂに映り込むことを防止できる。
【００６３】
また、遮光ブロック６は、第１の光学フィルタ７のはみ出した部分７ａおよび７ｂに固定され、遮光壁５が設けられている範囲における遮光ブロック６の内壁６９は、基線方向（Ｙ方向）において、撮像素子９の両端部よりも外側に位置している。これにより、遮光ブロック６の内壁６９を撮像領域９ａあるいは９ｂから離すことができため、内壁６９によって反射された不要光７２が、撮像領域９ａあるいは９ｂに映り込むことを防止できる。また、遮光ブロック６に設けた第２の基準面を形成するための遮光ブロック内の梁６８を、できるだけ撮像領域から離すことにより、梁６８に不要光が反射し、撮像領域９ａあるいは９ｂに映り込むことも防止できる。
【００６４】
なお、第１の光学フィルタ７の基線方向と直交する方向（Ｘ方向）の端面による不要反射光は、撮像領域９ａと撮像領域９ｂとに同時に映り込むため、この不要反射光の測距精度に対する影響は小さい。このため、第１の光学フィルタ７の基線方向と直交する方向の端面の位置は、撮像領域に近くしても測距精度に大きく影響しない。このような構成により、測距精度を高くしつつ装置の小型化も実現できる。
【００６５】
このように本実施形態では、第１の光学フィルタ７の外形を、基線方向において、撮像素子９よりも両外側にはみ出した部分７ａおよび７ｂを形成し、そのはみ出した部分７ａおよび７ｂを基準面とし、遮光ブロック６の基準面６５ａおよび６５ｂに当接させている。これにより、小型化が実現できるとともに、第１の光学フィルタ７の端面からの不要光の測距精度への影響を低減することができる。
【００６６】
ここで、第１の光学フィルタ７の基材はガラスと説明したが、フィルタ両面の平行度を確保できれば、樹脂で構成してもよい。樹脂基材のフィルタを採用することで、ガラス基材に比べて、フィルタ端面のチッピングによるゴミが撮像面に侵入することを低減できる。
【００６７】
また、図１０（ｂ）に示すように、基線方向と直交する方向（Ｘ方向）において、撮像素子９は、基板８の開口部の両端部８０よりも外側にはみ出した部分９０ａを有している。はみ出した部分９０ａには、基板８と電気的に接続される電極端子９１が設けられている。はみ出した部分９０ａと基板８の裏面とが固定され、電極端子９１が基板８と電気的に接続される。ここで、基板８の裏面とは、基板８のうちのレンズアレイ２側とは反対側の面である。撮像素子９では、撮像領域９ａおよび９ｂと電極端子９１とは、撮像素子９の同じ面側（撮像面側）に位置している。しかし、基板８の開口部よりも外側に電極端子９１を位置させることにより、第１の光学フィルタ７を撮像面に接触させる構成においても、基板８の裏面側に電極端子９１を接続することができる。なお、電極端子９１の周囲はアンダーフィル剤で補強していてもよい。
【００６８】
図１１に、本実施形態の複眼カメラモジュールをＸＺ平面およびＹＺ平面で切断したときの断面斜視図を示す。図１１において、撮像素子９の直上に当接された第１の光学フィルタ７のはみ出した部分７ａ（および７ｂ）に、遮光ブロック６の基準面６５ａ（および６５ｂ）を当接させている。また、レンズアレイ２は基準面６３、第２の光学フィルタ４は基準面６４ｂにそれぞれ当接させ位置決めされており、その結果、撮像素子９との相対的なチルトを、遮光ブロック６に設けた各基準面の平行度の値まで抑えることができる。
【００６９】
上述した構成をとることで、レンズの焦点ズレの要因は、遮光ブロック６の基準面間距離（すなわち基準面６５ａおよび６５ｂから基準面６３までの間の距離）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により、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る。
【００７０】
また、上鏡筒１に設けた基準面とレンズアレイ２に設けた各基準面をそれぞれ当接させて位置決めして固定することで、レンズ２ａおよび２ｂの光軸位置と絞り１ａおよび１ｂ中心のズレである絞り偏芯を抑制でき、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。
【００７１】
また、第１の光学フィルタ７を、基線方向において、撮像素子の撮像領域よりも両外側にはみ出した形状とし、そのはみ出した部分に遮光ブロック６の基準面６５ａおよび６５ｂを当接させることで、不要反射光を気にすることなく、撮像素子９の有効撮像領域を最大限活用できる。また、その結果、各レンズ２ａおよび２ｂ間隔すなわち基線長を長くすることができ、測距性能を向上させることが可能となる。
【００７２】
さらに、第２の光学フィルタ４のチルトを抑制するため、遮光ブロック６に設けた基準面６４ｂに撮像素子９の有効撮像領域より大きい第２の光学フィルタ４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。
【００７３】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、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視差誤差を極めて小さくすることができ、距離測定精度を向上させることが可能となる。
【００７４】
なお、本実施形態では、２つの撮像領域はほぼ等分されていたが、本発明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い。
【００７５】
また、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、線膨張係数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、距離測定精度を確保することが可能となる。
【００７６】
次に図１２および図１３を参照して、第１の光学フィルタ７、基板８および撮像素子９のより具体的な構造および寸法の一例を説明する。
【００７７】
図１２は、第１の光学フィルタ７と撮像素子９の実装状態を示す図であり、図１２（ａ）は、被写体側から見たときの正面図であり、図１２（ｂ）はＹ方向に沿った断面図であり、図１２（ｃ）はＸ方向に沿った断面図である。
【００７８】
前記第１の光学フィルタ７と撮像素子９の中心を合致させ、それぞれの辺がＸ方向とＹ方向に平行になるよう位置決めして密着させる。第１の光学フィルタ７と撮像素子９は、それぞれの長辺側と短辺側をＹ方向とＸ方向にセンター振り分けして密着させている。図中に示した寸法で説明すると、第１の光学フィルタ７は８×４．５ｍｍ、撮像素子は６．６×５．４ｍｍである。
【００７９】
密着させたとき、寸法の違いから、撮像素子９のＸ方向では片端に０．４５ｍｍのはみ出し部が生じるが、ここには基板８と電気的に接続される電極端子９１が複数個形成されている。
【００８０】
また、Ｙ方向では、第１の光学フィルタ７が撮像素子９の片端より０．７ｍｍはみ出す構造となり、鏡筒基準面７１、７２、７３および７４がこのはみ出し部の４隅に当接される。
【００８１】
第１の光学フィルタ７のはみ出し部の背面と撮像素子９端面の立ち壁とに接着剤１０ａを適量流し込み、第１の光学フィルタ７と撮像素子９を固定している。
【００８２】
図１３は、撮像素子９を基板８に固定した状態を示す図であり、図１３（ａ）は被写体側から見たときの正面図であり、図１３（ｂ）はＸ方向に沿った断面図である。
【００８３】
基板８には、第１の光学フィルタ７とほぼ同じ大きさの開口部８１が形成されており、この開口部８１に第１の光学フィルタ７が嵌入されている。第１の光学フィルタ７と開口部８１の１辺の隙間は、例えば０．０５ｍｍ程度である。
【００８４】
撮像素子９は、フェイスダウンでフリップチップ実装され、基板８に形成された電気回路と電気的に接合されている。第１の光学フィルタ７が撮像素子９の撮像面に当接した状態で、撮像素子９の周囲を取り囲むように接着剤１０ａ、１０ｂを流し込むことにより、撮像素子９は、当接している基板８および第１の光学フィルタ７に対し機械的に固定される。これにより、撮像素子９の撮像面への塵や埃等が侵入することを防止している。なお、撮像領域９ａおよび９ｂの寸法は、約５．７×４．３ｍｍであり、長辺および短辺ともに第１の光学フィルタ７に覆われる構造となっている。
【００８５】
（実施形態２）
図１４は、本発明の第２の実施形態の複眼カメラモジュール１１０を、ＸＺ平面およびＹＺ平面で切断したときの断面斜視図である。第１の実施形態の複眼カメラモジュール１００と異なるのは、第２の光学フィルタ４および遮光膜３を備えていない点と、遮光壁５０１の形状および第１の光学フィルタ７０１の分光特性が異なっている点である。
【００８６】
第１の実施形態では、第１の光学フィルタ７と第２の光学フィルタ４の２枚で、緑色光のみを透過する分光特性を確保していた。これに対し第２の実施形態では、必要な光学フィルタの分光特性を、第１の光学フィルタ７０１の１枚だけで実現させている。
【００８７】
本実施形態２では、第２の光学フィルタ４が不要になるため、遮光壁５０１は、レンズアレイ２における撮像素子側のレンズ直下まで、遮光壁の高さを高くすることが可能となる。その結果、第２の光学フィルタ４内部を透過する不要光を遮蔽するための遮光膜３も不要となる。
【００８８】
複眼カメラモジュール１１０の構成により、複眼カメラモジュール１００と同様に、撮像素子、レンズアレイおよび光学フィルタの相対的なチルト、絞り偏芯を抑制しながらも、部品点数を削減し低コスト化を実現する事が可能となる。
【００８９】
なお、上記説明では、緑色光のみの波長を透過させる光学フィルタの例を説明したが、近赤外光を透過するフィルタ等、単波長の光線のみを透過させるよう第１の光学フィルタ７０１を構成させても同様な効果が得られることは言うまでもない。なお、レンズアレイ２の各レンズは選択した波長で光学特性が最適に成るよう設計されていることは言うまでもない。
【００９０】
（実施形態３）
図１５は、本発明の実施形態３における複眼カメラモジュール１２０の分解斜視図である。実施形態１の複眼カメラモジュール１００は、レンズアレイのレンズ個数が２つの２眼のカメラモジュールであったが、複眼カメラモジュール１２０は、レンズアレイのレンズ個数が４つの４眼のカメラモジュールである。
【００９１】
レンズアレイ２０１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２０１ａ〜２０１ｄを一体に有する。４つのレンズ２０１ａ〜２０１ｄ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２０１ａ〜２０１ｄ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２０１ａ、２０１ｂは緑色、レンズ２０１ｃ、２０１ｄ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２０１ａと２０１ｂはステレオ視するためのレンズペアであり、基線方向（Ｙ方向）にＬ１ｍｍ離れて配置している。レンズ２０１ｃと２０１ｄはステレオ視するためのレンズペアであり、基線方向（Ｙ方向）にＬ１ｍｍ離れて配置している。レンズ２０１ａ〜２０１ｄ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ずれを極力ゼロにするよう考慮されている。
【００９２】
レンズアレイ２０１は上鏡筒１０１と位置決めされて固定される。第１の実施例と同様にＸ方向、Ｙ方向にそれぞれに設けた各基準面同士を当接させてＸＹ方向に位置決めして、固定される。その結果、レンズ２０１ａに対応する絞り１０１ａ、レンズ２０１ｂに対応する絞り１０１ｂ、レンズ２０１ｃに対応する絞り１０１ｃ、レンズ２０１ｄに対応する絞り１０１ｄの各偏芯ズレは最小限に抑えられる。
【００９３】
レンズ２０１ａ〜２０１ｄの各々は、被写体（図示せず）からの光を、第２の光学フィルタ４０１ａおよび４０１ｂ、第１の光学フィルタ７１１を通過させた後、撮像素子９上に結像させる。
【００９４】
第２の光学フィルタ４０１ａおよび４０１ｂは、レンズアレイ２０１と遮光ブロック６０１との間に配置されている。第２の光学フィルタ４０１ａおよび４０１ｂも、レンズアレイ２０１と同様に、ＸＹ面と平行な同一平面上に配置されている。第２の光学フィルタ４０１ａは近赤外波長域をカットする分光特性を有し、逆に第２の光学フィルタ４０１ｂは可視光波長域をカットする分光特性を有している。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４０１ａは、撮像素子９の撮像領域９１ａおよび９１ｂ上に、光学フィルタ４０１ｂは、撮像素子９の撮像領域９１ｃおよび９１ｄ上にそれぞれ配置される。また、第１の光学フィルタ７１１は、緑色の波長域と近赤外波長域の両方を透過する分光特性を有しており、第１の実施形態と同様に撮像素子９の撮像面に当接されている。
【００９５】
撮像素子９は、ＣＣＤから成り、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９の有効画素領域は、４つの撮像領域９１ａ〜９１ｄに分割されている。４つの撮像領域９１ａ〜９１ｄは、４つのレンズ２０１ａ〜２０１ｄ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９１ａ〜９１ｄ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それぞれ独立して形成される。具体的には、レンズ２０１ａを通過した被写体からの光が、第２の光学フィルタ４０１ａ、第１の光学フィルタ７１１を透過し、緑色の波長帯域光のみが撮像領域９１ａ上に被写体像を結像する。同様に、レンズ２０１ｂを通過した被写体からの光が、第２の光学フィルタ４０１ａ、第１の光学フィルタ７１１を透過し緑色の波長帯域光のみが撮像領域９１ｂ上に被写体像を結像する。レンズ２０１ｃを通過した被写体からの光が、第２の光学フィルタ４０１ｂ、第１の光学フィルタ７１１を透過し近赤外の波長帯域光のみが撮像領域９１ｃ上に被写体像を結像する。レンズ２０１ｄを通過した被写体からの光が、第２の光学フィルタ４０１ｂ、第１の光学フィルタ７１１を透過し近赤外の波長帯域光のみが撮像領域９１ｄ上に被写体像をそれぞれ独立して結像する。
【００９６】
上鏡筒１０１は、レンズアレイ２０１の４つレンズ２０１ａ〜２０１ｄに対応して４つの絞り１０１ａ〜１０１ｄが形成されている。上鏡筒１０１は光を透過しない材料からなり、絞り１０１ａ〜１０１ｄ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。
【００９７】
遮光壁５０１は、Ｚ軸に平行で遮光ブロック６０１の約中心を通る軸に対して十字状に配置され、実施形態１と同様に遮光ブロック６０１と位置決めされ固定される。遮光壁の１面はＸＺ面に沿っており、他の１面はＹＺ面に沿っている。遮光壁５０１を遮光ブロック６０１に組み込むことで、４つの開口を形成し、その開口は、４つのレンズ２０１ａ〜２０１ｄの各光軸上にそれぞれ配置される。
【００９８】
遮光壁５０１が撮像素子９の有効画素領域を４つの撮像領域９１ａ〜９１ｄに分割するとともに、例えば、レンズ２０１ａを通過した光が隣接する他の撮像領域９１ｂおよび９１ｃに不要光として侵入するのを防止している。
【００９９】
遮光膜３０１も、第１の実施形態と同様、例えば、レンズ２０１ａを通過した光が、第２の光学フィルタ４０１ａおよび４０１ｂ内部を通過し、隣接する他の撮像領域９１ｂおよび９１ｃに不要光として侵入するのを防止している。遮光膜３０１は、図１５に示すように、互いに独立した４つの開口部３０１ａ〜３０１ｄを形成するように十字状に配置されており、遮光壁５０１と同様に、１辺はＸＺ面に沿っており、もう一方の辺はＹＺ面に沿っている。４つの開口部３０１ａ〜３０１ｄは、４つレンズ２０１ａ〜２０１ｄの各光軸上にそれぞれ配置される。そして、実施形態１と同様に、遮光膜３０１に設けた基準穴を遮光壁５０１の基準軸と嵌合させて位置決めし、固定する。
【０１００】
基板８には、第１の光学フィルタ７１１とほぼ同じ大きさの開口部が設けられており、この開口部に第１の光学フィルタ７が嵌入されている。撮像素子９は、フェイスダウンでフリップチップ実装され、基板８に形成された電気回路と電気的に接合させている。さらに、第１の光学フィルタ７１１が撮像素子９の撮像面に当接した状態で、撮像素子９の周囲を取り囲むように接着剤を流し込むことにより、撮像素子９が当接している基板８および第１の光学フィルタ７１１に対し機械的に固定されている。これにより、撮像素子の撮像面への塵や埃等が侵入することを防止している。なお、撮像素子９には、上面のＸ方向両端部に電極が形成されており、フリップチップ実装により撮像素子９の上面両端部の電極が基板８の下面に形成された電極に接続される。
【０１０１】
また、第１の光学フィルタ７の外形は、Ｘ軸方向は、撮像素子９の撮像領域より大きく、かつ撮像素子９の電極同士のＸ軸方向の距離よりは短くなっている。一方、Ｙ軸方向では、撮像素子９よりも両外側にはみ出して構成されている。なお、Ｙ軸方向は、ペアとなるレンズ２０１ａおよび２０１ｂの基線方向であり、撮像素子の各画素を読み出す方向と同じである。
【０１０２】
また、第１の光学フィルタ７１１は、基板８にフリップチップ実装された撮像素子９の撮像面に当接した状態で、基板８に対して周辺部を接着剤１０ｂで固着されている。
【０１０３】
以上のように構成された複眼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、撮像領域９１ａおよび撮像領域９１ｂ、あるいは撮像領域９１ｃおよび撮像領域９１ｄ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。本実施形態では、緑色の波長域と近赤外の波長域との２つの波長域の撮影画像を用いて測距しているため、昼夜を問わず測距が可能となる。また、日向、日陰等の明るさが極端に異なる環境下においても、２波長で測距しているため、日向は緑色の波長域で、日陰は近赤外の波長域で測距することにより、測距精度を明るさによらず確保することが可能となる。
【０１０４】
また、本実施形態では、緑色用のレンズペアと近赤外光用のレンズペアにより測距する構成について説明したが、上述した例によらず、４眼とも緑あるいは４眼とも近赤外と４眼すべて同一波長域とすることで、距離測定のため視差を演算する方向がＸ方向あるいはレンズ対角方向も可能となり、１方向の視差探索に比べて、測距精度を確保するこが可能となる。
【０１０５】
４眼ともに単波長で光学系を構成した場合、第２の実施形態で説明したように、第１の光学フィルタに必要な波長を透過する分光特性を備えることで、遮光膜３０１、第２の光学フィルタ４０１ａおよび４０１ｂを省略することができ、部品点数を削減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の複眼カメラモジュールは、画像情報を用いて被写体までの距離を測定する技術分野において特に有用である。例えば、本発明は、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、車載カメラなどに適用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１    上鏡筒
２    レンズアレイ
３    遮光膜
４    第２の光学フィルタ
５    遮光壁
６    遮光ブロック
７    第１の光学フィルタ
８    基板
９    撮像素子
１ａ、１ｂ    絞り
２ａ、２ｂ    レンズ
９ａ、９ｂ    撮像領域
１３、１４、１５    上鏡筒基準面
２２、２３、２４    レンズ基準面
６１、６２、６３、６４ｂ、６５ａ、６５ｂ    遮光ブロック基準面
７ａ、７ｂ    第１の光学フィルタ基準面
【手続補正２】
【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】
互いに光軸が異なり、且つ同一平面上に配置された少なくとも２つのレンズを有するレンズアレイと、
前記２つのレンズのそれぞれに１対１に対応する２つ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２つのレンズのそれぞれを透過した光の光路を分離する遮光壁が設けられた遮光ブロックと、
前記遮光ブロックと前記撮像素子との間に配置され、前記２つのレンズを透過した光のうちの特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルタと、
前記光学フィルタよりも大きな開口部を有する基板と、
を備え、
前記撮像領域および前記光学フィルタは、前記開口部に対応した位置にあり、
前記撮像素子は、前記基板のうちの前記レンズアレイ側とは反対側の面に固定されており、
前記撮像素子は、前記光学フィルタのうちの前記撮像素子と対向する面と接触しており、
前記遮光ブロックは、前記光学フィルタのうちの前記遮光ブロックと対向する面に固定されており、
前記２つのレンズの２つの光軸を結ぶ方向において、前記光学フィルタは、前記撮像素子の両端部よりも外側にはみ出した部分を有し、
前記遮光ブロックは、前記光学フィルタの前記はみ出した部分に固定されている、複眼カメラモジュール。
【請求項２】
前記２つの光軸を結ぶ方向と直交する方向において、前記撮像素子は、前記開口部の両端部よりも外側にはみ出した部分を有し、
前記撮像素子の前記はみ出した部分と前記基板とが固定されている、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項３】
前記撮像素子は、前記基板と電気的に接続するための端子を有し、
前記撮像領域と前記端子とは、前記撮像素子の同じ面側に位置している、請求項２に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項４】
前記遮光壁が設けられている範囲における前記遮光ブロックの内壁は、前記２つの光軸を結ぶ方向において、前記撮像素子の両端部よりも外側に位置している、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項５】
前記２つのレンズは、前記遮光ブロックに対して位置決めされている、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項６】
前記光学フィルタのうちの前記撮像素子と対向する面は、前記撮像素子の撮像面と接触している、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項７】
前記撮像素子は、前記撮像素子の外周部において前記基板および前記光学フィルタに接着されており、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの外周部において前記基板に接着されている、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【請求項８】
前記撮像素子は、前記撮像素子の外周部において前記基板および前記光学フィルタに接着されており、
前記開口部の形状は、前記光学フィルタの外形と実質的に同じであり、
前記光学フィルタの少なくとも一部は、前記開口部内に位置している、請求項１に記載の複眼カメラモジュール。
【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】
2009104394.tif 000020
【図２】
2009104394.tif 000021
【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】
2009104394.tif 000033
【図１５】
2009104394.tif 000034
【図１６】
2009104394.tif 000035
【図１７】
2009104394.tif 000036
【国際調査報告】
2009104394.tif 000037
2009104394.tif 000038