(57)【要約】  安価で大量生産が可能でありながら結像位置の変動を抑制できる、複眼光学系を用いた撮像装置、レンズユニット及び撮像装置の製造方法を提供する。この撮像装置は、少なくとも一部がプラスチックで構成されたレンズを互いに光軸を異ならせてアレイ状に複数配置してなるアレイレンズを備えた複眼光学系と、前記複眼光学系の物体側の第１面のうちレンズを除いた部分を覆う天面部と、前記天面部を支持する側面部を有するプラスチック製の鏡枠と、前記複眼光学系により結像された被写体像を電気信号に変換する固体撮像素子とを有し、前記鏡枠の側面部が、前記固体撮像素子または前記固体撮像素子に対して固定された部材に固着されており、前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部が、前記鏡枠の天面部に固着されている。
2014126092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部がプラスチックで構成されたレンズを互いに光軸を異ならせてアレイ状に複数配置してなるアレイレンズを備えた複眼光学系と、
前記複眼光学系の物体側の第１面のうちレンズを除いた部分を覆う天面部と、前記天面部を支持する側面部を有するプラスチック製の鏡枠と、
前記複眼光学系により結像された被写体像を電気信号に変換する固体撮像素子とを有し、
前記鏡枠の側面部が、前記固体撮像素子または前記固体撮像素子に対して固定された部材に固着されており、
前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部が、前記鏡枠の天面部に固着されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複眼光学系の温度変化に伴って変化する結像位置の移動を，前記温度変化に伴って変形する前記鏡枠の変位によって相殺するように、前記複眼光学系のレンズを除く第１面の一部が、前記鏡枠の天面部に固着されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１面のレンズ以外の部分であって前記複眼光学系のレンズの外周側と，前記鏡枠の天面部が固着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１面のレンズ以外の部分であって前記複眼光学系のレンズ間と、前記鏡枠の天面部が固着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項５】
下記条件を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置
２≦Ａ／Ｈ≦１０      （１）
Ａ:前記鏡枠の天面部の一辺のサイズ(ｍｍ)
Ｈ：前記鏡枠の高さ(ｍｍ)
【請求項６】
前記複眼光学系の前記第１面と、前記鏡枠の天面部とが、前記第１面の外周より内側の位置で固着されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部と前記鏡枠の天面部との固着は、硬化後のヤング率が１０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以下である接着剤で接着して固着されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記接着剤は、６０℃以下の温度で硬化する熱硬化性接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記固体撮像素子が基板に固定され、前記鏡枠の側面部が前記基板に固着されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記基板上であり且つ前記鏡枠の側面部の内側に、前記固体撮像素子用の回路部品が配置されていることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記複眼光学系と前記鏡枠の側面部との間には隙間が形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記複眼光学系は、複数枚のアレイレンズを光軸方向に重ねて形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１３】
複数枚の前記アレイレンズは、光軸直交方向に隣接する前記レンズ間に付与された接着剤にて互いに固定されていることを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
複数枚の前記アレイレンズ間には、前記レンズ間を遮光する遮光部材が配置されており、前記アレイレンズと前記遮光部材との間には接着剤が付与されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記遮光部材を介在させた状態で、２枚の前記アレイレンズ同士が接着されることを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記アレイレンズは、ガラス製の基板と、前記基板の一方の面上に設けられた複数の第１レンズ部と、前記基板の他方の面上に設けられた複数の第２レンズ部と、を備えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記アレイレンズは、プラスチックから一体的に形成されてなることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１８】
少なくとも一部がプラスチックで構成されたレンズを互いに光軸を異ならせてアレイ状に複数配置してなるアレイレンズを備えた複眼光学系と、前記複眼光学系の物体側の第１面のうちレンズを除いた部分を覆う天面部及び前記天面部を支持する側面部を有するプラスチック製の鏡枠とを有するレンズユニットにおいて、
前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部が、前記鏡枠の天面部に固着され、
前記鏡枠の側面部が、前記複眼光学系により結像された被写体像を電気信号に変換する固体撮像素子又は前記固体撮像素子に対して固定された部材に対し、固着可能な端部を有することを特徴とするレンズユニット。
【請求項１９】
少なくとも一部がプラスチックで構成されたレンズを互いに光軸を異ならせてアレイ状に複数配置してなるアレイレンズを備えた複眼光学系と、前記複眼光学系の外周を囲う側面部及び前記複眼光学系のレンズを除く第１面を覆う天面部を有するプラスチック製の鏡枠とを有する撮像装置の製造方法において、
前記鏡枠の天面部に接着剤を付与し、
前記複眼光学系を前記鏡枠に対して接着固定し、
前記鏡枠の側面部を，前記固体撮像素子又は前記固体撮像素子に対して固定された部材に対して接着固定することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項２０】
少なくとも一部がプラスチックで構成されたレンズを互いに光軸を異ならせてアレイ状に複数配置してなるアレイレンズを備えた複眼光学系と、前記複眼光学系の外周を囲う側面部及び前記複眼光学系のレンズを除く第１面を覆う天面部を有するプラスチック製の鏡枠とを有する撮像装置の製造方法において、
前記複眼光学系のレンズを除く第１面の一部に接着剤を付与し、
前記鏡枠を前記複眼光学系に対して接着固定し、
前記鏡枠の側面部を，前記固体撮像素子又は前記固体撮像素子に対して固定された部材に対して接着固定することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体に対して複数のレンズを向けた複眼光学系を有する撮像装置、レンズユニット及び撮像装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット型パーソナルコンピュータなどに代表される薄型の撮像装置付き携帯端末が急速に普及している。しかるに、このような薄型の携帯端末に搭載される撮像装置には、高解像度を有しながらも薄形でコンパクトであることが要求されている。このような要求に対応するために、撮像レンズの光学設計による全長短縮やそれに伴う誤差感度増大に対応した製造精度向上を行ってきたが、さらなる要求に対応するためには、従来の単一の撮像レンズと撮像素子の組み合わせで像を得るという構成では困難であり、従来とは発想を変えた光学系が期待される。【０００３】
一方、撮像素子の撮像領域を分割して、それぞれにレンズを配置し、得られた画像を処理することで、最終的な画像出力を行う複眼光学系と呼ばれる光学系が、薄型化への要求に対応するために注目されている(特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１４５８０２号公報
【特許文献２】特開２００７−２９５１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、複眼光学系を安価に大量生産しようとすると、複数のレンズをプラスチックで一体的に形成することが望まれる。ところが、このようにプラスチックにて複眼光学系を形成した場合、画質が低下する恐れがあることが判明した。具体的には、温度変化による屈折率変化により凸レンズではレンズバックが長くなり、結像位置が無視できないほどに変動してしまい、ピンぼけの画像が得られる恐れが生じた。これに対し、複眼光学系を光軸方向に移動させるアクチュエータを設けることもできるが、コスト高を招くこととなる。【０００６】
そこで本発明者は、かかる課題を、複眼光学系の支持を工夫することで対処できないか考えた。しかしながら、特許文献２に示されたように、複眼光学系を鏡枠に固定する手法では、かかる課題を解消することは困難である。又、特許文献２は、レンズの温度変化に起因した屈折率変化による結像位置の変動についても、又それを解消する技術についても何ら言及していない。【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、安価で大量生産が可能でありながら結像位置の変動を抑制できる、複眼光学系を用いた撮像装置、レンズユニット及び撮像装置の製造方法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】
本発明による撮像装置は、
少なくとも一部がプラスチックで構成されたレンズを互いに光軸を異ならせてアレイ状に複数配置してなるアレイレンズを備えた複眼光学系と、
前記複眼光学系の物体側の第１面のうちレンズを除いた部分を覆う天面部と、前記天面部を支持する側面部を有するプラスチック製の鏡枠と、
前記複眼光学系により結像された被写体像を電気信号に変換する固体撮像素子とを有し、
前記鏡枠の側面部が、前記固体撮像素子または前記固体撮像素子に対して固定された部材に固着されており、
前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部が、前記鏡枠の天面部に固着されていることを特徴とする。【０００９】
本発明は、前記複眼光学系のレンズにおいて、温度変化による屈折率変化が生じた場合に、前記固体撮像素子に連結された前記鏡枠が、同じ温度変化で膨張又は収縮することを利用して、ピントのずれを抑制しようとするものである。すなわち、前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部を、前記鏡枠の天面部に固着することによって、前記鏡枠の膨張又は収縮に応じて、前記複眼光学系の前記固体撮像素子に対する光軸方向位置が比較的大きく変動するようになるから、これを利用して前記レンズの屈折率変化による結像位置の変化を減少させることができるのである。これにより、温度変化にかかわらずピントが合った画像を得ることができる。【００１０】
本発明によるレンズユニットは、少なくとも一部がプラスチックで構成されたレンズを互いに光軸を異ならせてアレイ状に複数配置してなるアレイレンズを備えた複眼光学系と、前記複眼光学系の物体側の第１面のうちレンズを除いた部分を覆う天面部及び前記天面部を支持する側面部を有するプラスチック製の鏡枠とを有するレンズユニットにおいて、
前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部が、前記鏡枠の天面部に固着され、
前記鏡枠の側面部が、前記複眼光学系により結像された被写体像を電気信号に変換する固体撮像素子又は前記固体撮像素子に対して固定された部材に対し、固着可能な端部を有することを特徴とする。【００１１】
本発明によれば、前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部を、前記鏡枠の天面部に固着することによって、前記鏡枠の膨張又は収縮に応じて、前記複眼光学系の前記固体撮像素子に対する光軸方向位置が比較的大きく変動するようになるから、これを利用して前記レンズの屈折率変化による結像位置の変化を減少させることができる。【００１２】
本発明による撮像装置の製造方法は、少なくとも一部がプラスチックで構成されたレンズを互いに光軸を異ならせてアレイ状に複数配置してなるアレイレンズを備えた複眼光学系と、前記複眼光学系の外周を囲う側面部及び前記複眼光学系のレンズを除く第１面を覆う天面部を有するプラスチック製の鏡枠とを有する撮像装置の製造方法において、
前記鏡枠の天面部に接着剤を付与し、
前記複眼光学系を前記鏡枠に対して接着固定し、
前記鏡枠の側面部を，前記固体撮像素子又は前記固体撮像素子に対して固定された部材に対して接着固定することを特徴とする【００１３】
本発明によれば、前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部を、前記鏡枠の天面部に接着固定し、前記鏡枠の側面部を，前記固体撮像素子又は前記固体撮像素子に対して固定された部材に対して接着固定することによって、前記鏡枠の膨張又は収縮に応じて、前記複眼光学系の前記固体撮像素子に対する光軸方向位置が比較的大きく変動するようになるから、これを利用して前記レンズの屈折率変化による結像位置の変化を減少させることができる。【００１４】
本発明による別の撮像装置の製造方法は、少なくとも一部がプラスチックで構成されたレンズを互いに光軸を異ならせてアレイ状に複数配置してなるアレイレンズを備えた複眼光学系と、前記複眼光学系の外周を囲う側面部及び前記複眼光学系のレンズを除く第１面を覆う天面部を有するプラスチック製の鏡枠とを有する撮像装置の製造方法において、
前記複眼光学系のレンズを除く第１面の一部に接着剤を付与し、
前記鏡枠を前記複眼光学系に対して接着固定し、
前記鏡枠の側面部を，前記固体撮像素子又は前記固体撮像素子に対して固定された部材に対して接着固定することを特徴とする。【００１５】
本発明によれば、前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部を、前記鏡枠の天面部に接着固定し、前記鏡枠の側面部を，前記固体撮像素子又は前記固体撮像素子に対して固定された部材に対して接着固定することによって、前記鏡枠の膨張又は収縮に応じて、前記複眼光学系の前記固体撮像素子に対する光軸方向位置が比較的大きく変動するようになるから、これを利用して前記レンズの屈折率変化による結像位置の変化を減少させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、安価で大量生産が可能でありながら結像位置の変動を抑制できる、複眼光学系を用いた撮像装置、レンズユニット及び撮像装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態にかかる撮像装置を模式的に示す図である。
【図２】撮像ユニットＬＵの断面図である。
【図３】第１アレイレンズＬＡ１の斜視図を示す図である。
【図４】温度変化が生じた際の撮像装置の変形を誇張して示す、図２と同様な断面図である。
【図５】別な実施の形態にかかる撮像ユニットを示す、図２と同様な断面図である。
【図６】別な実施の形態にかかる撮像ユニットを示す、図２と同様な断面図である。
【図７】別な実施の形態にかかる撮像ユニットを示す、（ａ）は図２と同様な断面図、（ｂ）は図４と同様の断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、第２の接着剤ＢＤ２の塗布位置を変えた状態を示す図である。
【図９】本実施の形態の変形例を示す，図２と同様な断面図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、第１アレイレンズＬＡ１の像側面に第１の接着剤ＢＤ１を塗布するパターン例を示す図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、第１アレイレンズＬＡ１を成形する工程を示す図である。
【図１２】別な実施の形態にかかる撮像ユニットを示す、図２と同様な断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、第１アレイレンズＷＬ１を成形する工程を示す図である。
【図１４】図１２に示すアレイレンズＷＬ１，ＷＬ２における、矢印XVIで示す部位を拡大して示す図である。
【図１５】本実施の形態にかかる、温度変化が生じた際の撮像装置の変形を誇張して示す、図１２と同様な断面図である。
【図１６】本シミュレーションで用いた鏡枠のモデルを示す斜視図である。
【図１７】（ａ）は、縦軸に位置Ｐ１における拡大率をとり、横軸にＡ／Ｈをとって示す図、（ｂ）は、縦軸に位置Ｐ２における拡大率をとり、横軸にＡ／Ｈをとって示す図である。
【図１８】実施例１の個眼光学系の断面図である。
【図１９】実施例２の個眼光学系の断面図である。
【図２０】実施例３の個眼光学系の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る複眼光学系とそれを用いた撮像装置等を説明する。複眼光学系は、１つの撮像素子に対して複数のレンズ系（個眼光学系）がアレイ状に配置された光学系であり、各レンズ系が同じ視野の撮像を行う超解像タイプと、各レンズ系が異なる視野の撮像を行う視野分割タイプと、に通常分けられる。本発明に係る複眼光学系は、いずれのタイプにも用いることができるが、ここでは同じ方向を向き、かつ、微小に視差を有する複数のレンズ系によって得られる複数の像から、個々の像よりも高い解像度を持つ１枚の合成画像を出力する超解像処理に用いられる超解像タイプについて説明する。
【００１９】
図１に本実施の形態にかかる撮像装置を模式的に示す。図１に示すように、撮像装置ＤＵは、撮像ユニットＬＵ，画像処理部１，演算部２，メモリー３等を有している。そして、撮像ユニットＬＵは、１つの撮像素子ＳＲと、その撮像素子ＳＲに対して、互いに微小な視差を有する複数の像を結像する複眼光学系ＬＨと、を有している。撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサー，ＣＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上には、被写体の光学像が形成されるように複眼光学系ＬＨが設けられているので、複眼光学系ＬＨによって形成された光学像は、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。画像処理部１内の画像合成部１ａにおいては、撮像素子ＳＲから送られる複数の画像に相当する電気信号に基づいて、複数枚の画像からより解像度の高い１枚の画像データを得るように画像処理を実行する。
【００２０】
図２は、撮像ユニットＬＵの断面図である。図２の上方が物体側である。複眼光学系ＬＨは、複数（ここでは３行３列に並べた９個）の物体側レンズＬＡ１ａと、ＬＡ１ａ同士をつなげるフランジ部ＬＡ１ｂが一体に形成された第１アレイレンズＬＡ１と、複数（ここでは３行３列に並べた９個）の像側レンズＬＡ２ａと、ＬＡ２ａ同士をつなげるフランジ部ＬＡ２ｂが一体に形成された第２アレイレンズＬＡ２と、を有する。第１アレイレンズＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２は、ポリカーボネート又はアクリルなどの光学用樹脂材料から射出成形されている。物体側レンズＬＡ１ａと、像側レンズＬＡ２ａの光軸Ｘは一致している。このように複数のレンズを光軸方向に重ねて結像に用いることで、収差補正等の光学特性が向上する。図３に、第１アレイレンズＬＡ１の斜視図を示す。
【００２１】
図１１は、第１アレイレンズＬＡ１を成形する工程を示す図である。第１型ＭＤ１と第２型ＭＤ２は、それぞれ対向する面に複数の光学面転写面ＭＤ１ａ、ＭＤ２ａを有している。図１１（ａ）に示すように、各光学面転写面ＭＤ１ａ、ＭＤ２ａを対向させるように配置し、更に図１１（ｂ）に示すように型締めした後、不図示のゲートを介して内部のキャビティ内に、樹脂素材ＰＬを充填する。かかる状態で、樹脂素材ＰＬを硬化させる。
【００２２】
樹脂素材ＰＬの硬化後、図１１（ｃ）に示すように、第１型ＭＤ１と第２型ＭＤ２を型開きすることで、光学面転写面ＭＤ１ａにより物体側レンズＬＡ１ａの物体側面を形成し、光学面転写面ＭＤ２ａにより物体側レンズＬＡ１ａの像側面を形成してなる第１アレイレンズＬＡ１を成形することができる。尚、同様な工程を経て、第２アレイレンズＬＡ２を成形できる。このようにアレイレンズを金型を用いて安価に且つ高精度に成形することができる。尚、アレイレンズが複数ある場合、一部をプラスチックから形成したアレイレンズとし、残りを基板とレンズ部とからなるアレイレンズとしても良い。
【００２３】
図２において、第１アレイレンズＬＡ１と、第２アレイレンズＬＡ２との間には、金属板又は樹脂板の遮光部材ＡＰが配置されている。遮光部材ＡＰは、光軸Ｘを中心とした開口ＡＰ１を複数個（ここでは３行３列に並べた９個）形成している。第１アレイレンズＬＡ１と遮光部材ＡＰとの間、及び第２アレイレンズＬＡ２と遮光部材ＡＰとの間には、第１の接着剤ＢＤ１が塗布されている。第１の接着剤ＢＤ１の塗布位置は、図３にハッチングで示す領域Ｂの位置であると好ましい。第１アレイレンズＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２との接着により複眼光学系ＬＨの剛性が高まるので、鏡枠ＬＦが膨張又は収縮して変形した場合でも、それに連られずに複眼光学系ＬＨの変形を抑制できる。遮光部材ＡＰにより複眼光学系ＬＨの剛性が高まるので、鏡枠ＬＦが膨張又は収縮して変形した場合でも、それに連られずに前記複眼光学系の変形を抑制できる。又、第２アレイレンズＬＡ２の像側面に、同様の形状の遮光部材ＡＰ’が接着されている。但し、遮光部材の代わりに、インクなどの黒色材を塗布しても良い。
【００２４】
一方、黒色であるポリカーボネートなどの樹脂材料製の鏡枠ＬＦは、複眼光学系ＬＨの周囲を囲う矩形枠状の側面部ＬＦ１と、側面部ＬＦ１の上端から内側に延在する天面部ＬＦ２とを有する。天面部ＬＦ２には、光軸Ｘを中心とした開口ＬＦ２ａを複数個（ここでは3行3列に並べた９個）形成している。鏡枠ＬＦの側面部ＬＦ１と、複眼光学系ＬＨの外周面との間には隙間が形成されており、かかる隙間は、常温から最大に温度変化が生じた場合でも、鏡枠ＬＦと複眼光学系ＬＨとが接触しない値となっている。
【００２５】
複眼光学系ＬＨの第１アレイレンズＬＡ１における物体側面の角部近傍(図３にハッチングで示す，外周より内側の領域Ａ)と、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２の像側面との間には、第２の接着剤ＢＤ２が塗布されており、両者は局所的に接着固定されている。第２の接着剤（主接着剤）ＢＤ２は、ＵＶ硬化性の接着剤でも良いが、硬化後のヤング率が１０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以下である熱硬化性接着剤であり、６０℃以下の温度で硬化する熱硬化性接着剤であると好ましい。
【００２６】
接着剤ＢＤ２硬化後のヤング率が１０ＭＰａ以上だと、接着厚みが安定し十分な性能を得ることができる。又、接着剤ＢＤ２硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以下だと、十分な柔軟性が得ることができ、優れた耐衝撃性を得ることができる。更に、エネルギー硬化性接着剤を用いると、高い接着強度を短時間で得ることができるが、接着剤ＢＤ２は鏡枠ＬＦ内で用いられるので、外部から光が届きにくい場合もあり、そのような場合には、熱硬化性接着剤を用いるのが好ましい。
【００２７】
接着剤ＢＤ２が６０℃以下の比較的低い温度で硬化する性質を持つと、接着時に複眼光学系ＬＨと鏡枠ＬＦとを６０℃を超える高温環境に保持する必要がなくなり、６０℃を超える高温環境で接着後、常温に戻した際に複眼光学系ＬＨと鏡枠ＬＦに生じうる大きな変形を回避できる。
【００２８】
接着剤ＢＤ２として利用できる例を挙げる。例えば熱硬化性弾性接着剤としては、硬化後のヤング率が低く、かつ安価であることから、シリコーン系接着剤が広く使用されているが、熱硬化時にシロキサンガスが発生することから、接着不良が招来することを回避するには、ウレタン系接着剤が好ましい。例えば、横浜ゴム株式会社の製品名ＳＰＫ−８６、株式会社スリーボンドの製品名１５３９などが挙げられる。一方、紫外線硬化タイプの接着剤では、株式会社スリーボンドの製品名３０１６Ｈなどが好ましい。
【００２９】
更に、複眼光学系ＬＨの第２アレイレンズＬＡ２の下端外周と、鏡枠ＬＦの側面部ＬＦ１との間に、第３の接着剤ＢＤ３を付与し、両者を接着しても良い。第３の接着剤ＢＤ３は、複眼光学系LH外周を補助的に保持する機能を有するが、第２の接着剤ＢＤ２よりも硬化後の弾性率が小さくなっており、鏡枠ＬＦの変形を阻害することはない。
【００３０】
鏡枠ＬＦの側面部ＬＦ１の下端は、第４の接着剤ＢＤ４により、下部筐体ＢＸに固定されている。第４の接着剤ＢＤ４は、第２の接着剤ＢＤ２よりも硬化後の弾性率が小さい場合は、鏡枠ＬＦと下部筐体ＢＸとを剛的に連結されて離れにくく構成され、鏡枠ＬＦの変形が有効となる。一方、第４の接着剤BD４は第２の接着剤BD２よりも硬化後の弾性率が大きい場合は、鏡枠LＦと下部筐体ＢＸは緩やかに連結され、接着剤BD４の変形も有効となる。下部筐体ＢＸは、底面に撮像素子ＳＲを保持するとともに、撮像素子ＳＲと複眼光学系ＬＨとの間に配置されるカバーガラスＣＧを保持する機能を有する。
【００３１】
鏡枠ＬＦに複眼光学系ＬＨを組み付ける場合、第２の接着剤ＢＤ２が熱硬化性の接着剤であるときは、以下のようにする。まず成形した第１アレイレンズＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２との間に、遮光部材ＡＰを介在させて互いに接着して複眼光学系ＬＨを形成する。その後、複眼光学系ＬＨの像側面を下に向けるとともに、天地を逆にした鏡枠ＬＦに対して、複眼光学系ＬＨの物体側面の角部近傍(図３にハッチングで示す領域Ａ)に対応する鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２に第２の接着剤ＢＤ２を塗布した後、両者を当接させて加熱することで接着を行う。その後、複眼光学系ＬＨの外周と鏡枠ＬＦの内周との間に第３の接着剤ＢＤ３を付与して硬化させ、この鏡枠ＬＦを、撮像素子ＳＲとカバーガラスＣＧとを支持する下部筐体ＢＸ（又は撮像素子ＳＲ）に、第４の接着剤ＢＤ４を用いて連結する。
【００３２】
一方、第１の接着剤ＢＤ１と第２の接着剤ＢＤ２がＵＶ硬化性の接着剤である場合、以下のようにして、鏡枠ＬＦに複眼光学系ＬＨを組み付ける。まず成形した第１アレイレンズＬＡ１の像側面を下に向けるとともに、天地を逆にした鏡枠ＬＦに対して、第１アレイレンズＬＡ１の物体側面の角部近傍(図３にハッチングで示す領域Ａ)に対応する鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２に第２の接着剤ＢＤ２を塗布した後、両者を当接させて、透明な第１アレイレンズＬＡ１側からＵＶ光を照射して接着を行う。その後、第１アレイレンズＬＡ１上に遮光部材ＡＰを配置し、第１の接着剤ＢＤ１を塗布した後、第２アレイレンズＬＡ２を重ね合わせて、透明な第２アレイレンズＬＡ２側からＵＶ光を照射して接着する。その後は、上述の工程と同様である。
【００３３】
なお、複眼光学系ＬＨのレンズを除く物体側の第１面（物体側面）の一部に接着剤を付与し、鏡枠ＬＦを複眼光学系ＬＨに対して接着固定し、鏡枠ＬＦの側面部ＬＦ１を，撮像素子ＳＲに対して固定された部材である下部筐体ＢＸ（又は撮像素子ＳＲ）に対して接着固定しても良い。
【００３４】
本実施の形態の動作について説明する。図１において、複眼光学系ＬＨのレンズにより、被写体を分割して、撮像素子ＳＲの撮像面ＳＳに結像された複数の像（個眼像）Ｚｎは、それぞれ電気信号に変換され、画像合成部１ａに入力される。画像合成部１ａは、複数枚の画像からより解像度の高い１枚の画像データにかかる１枚の個眼合成画像ＭＬを出力する。その際、画像補正部１ｂは、反転処理，歪曲処理，シェーディング処理，つなぎ合わせ処理等を行う。さらに、必要に応じて歪曲補正も行うことができる。
【００３５】
図４は、温度変化が生じた際の撮像装置の変形を誇張して示す、図２と同様な断面図である。例えば環境温度が上昇すると、プラスチック製である複眼光学系ＬＨのレンズＬＡ１ａ、ＬＡ２ａにおいて、凸レンズの場合、一般的に温度上昇による屈折率変化が生じ結像位置が遠くなる。凹レンズの場合には、その逆になるが、各光学系のトータルパワーは正であるから、トータルで見れば結像位置が遠くなる。これに対し、同じ温度上昇に曝された鏡枠ＬＦは、天面部ＬＦ２が上方（物体側）に凸状になるように変形するので、その下面が上方に持ち上がるようになる。ここで、複眼光学系ＬＨの物体側面の一部が、天面部ＬＦ２の下面に接着されているので、鏡枠ＬＦの変形に応じて光軸に沿って撮像素子ＳＲより離れる側に比較的大きく移動し、これによりレンズＬＡ１ａ、ＬＡ２ａの屈折率変化による結像位置の変化を相殺することで減少できる。従って、温度変化にかかわらずピントが合った画像を得ることができる。尚、温度が低下したときは、以上とは逆になり、レンズの結像位置が近くなるから、鏡枠ＬＦが収縮することで、結像位置の変化を減少できる。
【００３６】
このとき、第２の接着剤ＢＤ２が、硬化後の硬度が比較的高い場合、硬化後に常温でも鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２が浅いドーム状に変形し、それに倣ってアレイレンズＬＡ１，ＬＡ２の反りを招く恐れがあり、これによりレンズＬＡ１ａ、ＬＡ２ａのピント位置のバラツキが生じうる。これに対し、第２の接着剤ＢＤ２を、硬化後のヤング率が１０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以下であるものとすると、鏡枠ＬＦの変形を有効に抑制できることが分かった。又、耐衝撃性にも有効である。
【００３７】
本発明者は、温度上昇と鏡枠の変化についてシミュレーションを行った。以下、本発明の行ったシミュレーション結果について説明する。図１６は、本シミュレーションで用いた鏡枠のモデルを示す斜視図である。ここで、鏡枠の天面部をＡ(ｍｍ)×Ａ(ｍｍ)の正方形状とし、鏡枠の高さをＨ（ｍｍ）とした。なお、天面部がＢ(ｍｍ)×Ｃ(ｍｍ)の長方形状である鏡枠の場合、Ａ＝（Ｂ＋Ｃ）／２で近似するものとする。
【００３８】
本シミュレーションでは、種々の仕様に関して「拡大率」をそれぞれ求めた。「拡大率」とは、温度変化（＋３０℃）が生じた場合における鏡枠の各部（図１６に示す天面部中央Ｐ１，天面部周辺部Ｐ２，天面部最周辺部Ｐ３）の位置変化量の比を意味する。具体的には、温度変化（＋３０℃）が生じた場合、鏡枠の側面部が伸張するとともに、天面部中央が膨らむように変形するから、鏡枠の材料の線膨張係数に基づく高さ方向の位置変化量、すなわちＰ３での高さ変化Δ１と、Ｐ１，Ｐ２における高さ変化Δ２との比Δ２／Δ１を拡大率としている。表１に、鏡枠の肉厚ｔを３種類（ｔ＝０．４，０．５５，０．７ｍｍ）選択し、それぞれに対してＡ，Ｈの値を変更して、位置Ｐ１，Ｐ２における拡大率を演算したものを示す。
【００３９】
【表１】
2014126092.tif 000003
【００４０】
図１７（ａ）は、縦軸に位置Ｐ１における拡大率をとり、横軸にＡ／Ｈをとって示す図である。図１７（ｂ）は、縦軸に位置Ｐ２における拡大率をとり、横軸にＡ／Ｈをとって示す図である。位置Ｐ１，Ｐ２の拡大率を比較するに、温度上昇に応じて天面部中央が膨らむように変形することから、天面部中央の方が天面部周辺部より上昇しやすい（Ｐ１＞Ｐ２）傾向があることがわかる。
【００４１】
更に、図１７（ａ）（ｂ）から明らかなように、肉厚に関係なく、拡大率とＡ／Ｈとの間には相関関係があることが分かる。ここで、Ａ／Ｈの好ましい範囲を考えたとき、Ａ／Ｈが２未満となると、拡大率はほぼ一定になるので、Ａ／Ｈをより小さくする意味がない。一方、Ａ／Ｈの上限については拡大率からの制限はないが、表１でＡ＝１４ｍｍ、Ｈ＝２．８ｍｍのときに、レンズ個眼は４×４＝１６個配置できることが検討からわかっており、Ａ＝２８ｍｍとすると、アレイレンズのレンズ部の個数が８列８行で合計６４個となることが想定され、撮像装置用の複眼光学系としてはレンズ数が多すぎることから、Ａ／Ｈ＝１０が上限とするのが好ましい。よって、以下の式を満たすことが好ましい。
２≦Ａ／Ｈ≦１０      （１）
Ａ：鏡枠の天面部の一辺のサイズ(ｍｍ)
Ｈ：鏡枠の高さ(ｍｍ)
【００４２】
図５は、別な実施の形態にかかる撮像ユニットを示す、図２と同様な断面図である。本実施の形態においては、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２の像側面において、光軸直交方向に隣接するレンズ間に凹部（接着剤受け）ＬＦ２ｂを設け、その内部に付与した第２の接着剤ＢＤ２により、複眼光学系ＬＨと鏡枠ＬＦの接着を行っている。これにより、上述した実施の形態に対して、更に撮像素子ＳＲより大きく複眼光学系ＬＨを移動させることが出来る。それ以外の構成は上述した実施の形態と同様である。
【００４３】
図６は、別な実施の形態にかかる撮像ユニットを示す、図２と同様な断面図である。本実施の形態においては、鏡枠ＬＦの側面部ＬＦ１の断面形状が、天面部ＬＦ２側で肉厚であり、撮像素子ＳＲ側で薄くなるテーパー形状を有している。これにより、上述した実施の形態に対して、更に撮像素子ＳＲより大きく複眼光学系ＬＨを移動させることが出来る。尚、側面部ＬＦ１はテーパー形状に限らず、下方に向かうにつれて肉厚が薄くなるような階段形状であっても良い。それ以外の構成は上述した実施の形態と同様である。
【００４４】
図７（ａ）（ｂ）は、別な実施の形態にかかる撮像ユニットを示す、図２と同様な断面図である。本実施の形態においては、固体撮像素子ＳＲを保持する下部筐体ＢＸが、基板ＣＴ上に保持されている。更に、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２が、下部筐体ＢＸを超えて外側まで広がっており、側面部ＬＦ１の下端は、基板ＣＴの上面に、第４の接着剤ＢＤ４にて接着されている。第４の接着剤（副接着剤）ＢＤ４は、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２と第１アレイレンズＬＡ１とを接着する第２の接着剤ＢＤ２よりも硬化後の弾性率が低くなっている。第４の接着剤ＢＤ４としては、弾性率が１０〜４０００MPaのもので、例としては協立化学産業社製のNo.5300T2などがある。複眼光学系ＬＨの側面と鏡枠ＬＦとは接着されていない。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
【００４５】
更に本実施の形態によれば、鏡枠ＬＦの側面部ＬＦ１が、固体撮像素子ＳＲを保持する基板ＣＴに、直接接着されているので、天面部ＬＦ２のサイズを固体撮像素子ＳＲより大きくできるから、温度変化時の天面部ＬＦ２の変形量を増大させて、複眼光学系ＬＨの光軸方向変位量を確保できる。
【００４６】
特に、基板ＣＴの材料は、一般的にはガラスエポキシ樹脂であり、鏡枠ＬＦの材料より高剛性を有するが、基板ＣＴが比較的薄いので、温度変化時に基板ＣＴ自体も変形して鏡枠ＬＦの理想的な変形を阻害する恐れがある。このように、側面部ＬＦ１の下端を基板ＣＴの上面に接着するようにすれば、側面部ＬＦ１が延長されるから、基板ＣＴの変形の影響を抑制できる。
【００４７】
尚、図８に示すように、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２と第１アレイレンズＬＡ１とを接着する第２の接着剤ＢＤ２の塗布位置を、外周から遠い位置（図８（ａ））と、外周に近い位置（図８（ｂ））のいずれかとすることで、温度変化時の天面部ＬＦ２の変化量が変わるので、複眼光学系ＬＨの光軸方向変位量を調整できる。ここで、図７（ｂ）に示すように、温度変化時には鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２の中央が最も高くなるように変形する。これを利用して、複眼光学系ＬＨの物体側面と鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２との接着位置を、ある程度幅を持たせた設計とし、複眼光学系ＬＨの物体側面と、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２とを接着する際に、その接着位置を光軸直交方向において変化させることで、環境温度変化時の複眼光学系ＬＨの光軸方向移動量を調整することができるのである。具体的には、環境温度変化時の複眼光学系ＬＨの補正量が不足している場合には、図８（ａ）に示すように外周から遠い位置で接着を行い、環境温度変化時の複眼光学系ＬＨの補正量が過剰な場合には、図８（ｂ）に示すように外周に近い位置で接着を行うようにすれば良い。
【００４８】
このように複眼光学系ＬＨの物体側面と、天面部ＬＦ２とを、物体側面の外周より内側の位置で接着することで、複眼光学系ＬＨが、温度変化による膨張又は収縮を妨げる恐れが少なくなる。
【００４９】
本発明者が温度変化による変形シミュレーションを行ったところ、図８（b）の位置に接着した場合にくらべて、図８（ａ）の位置の接着では、変形量すなわち複眼光学系ＬＨの光軸方向変位量は約１５％増加することがわかった。また図８（ｃ）のように、さらに中央寄りで複眼光学系ＬＨと鏡枠ＬＦとを接着した場合は、複眼光学系ＬＨの光軸方向変位量は約６５％増加した。
【００５０】
図９は、本実施の形態の変形例を示す図である。図９の例では、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２の光軸直交方向サイズが更に拡大しており、基板ＣＴ上に配置されたキャパシタや抵抗などの回路部品ＣＤを覆っている。これにより、温度変化時の天面部ＬＦ２の変形量を更に増大させて、複眼光学系ＬＨの光軸方向変位量を確保できる。又、基板ＣＴを有する撮像装置の場合、基板ＣＴまで鏡枠ＬＦを拡大してもフットプリントサイズが拡大せず、撮像装置の大型化を招く恐れは少ない。
【００５１】
ところで、上述した実施の形態は、いずれも第１アレイレンズＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２との間に金属製の遮光部材ＡＰを介在させて、第１の接着剤ＢＤにより接着している。ここで、第１アレイレンズＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２のいずれかが、遮光部材ＡＰに対して接着されていない場合、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２が図７（ｂ）に示すように変形したときに、それに伴って第１アレイレンズＬＡ１のみが撓み、レンズＬＡ１ａの光軸がチルトする恐れがある。これに対し、第１アレイレンズＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２との間に遮光部材ＡＰを介在とを互いに強固に接着することで、複眼光学系ＬＨの剛性を高めて、レンズＬＡ１ａの光軸がチルトすることを抑制できる。
【００５２】
かかる場合、第１アレイレンズＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２とを強固に接着するために、第１アレイレンズＬＡ１の像側面に第１の接着剤ＢＤ１を塗布する際には、図１０（ａ）を参照して、光線が通過しない位置である、レンズＬＡ１ａの外周寄りの領域（Ｃ）に付与するとともに、中央のレンズＬＡ１ａの周囲（Ｄ）に塗布することが望ましい。又は、図１０（ｂ）に示すように、レンズＬＡ１ａを個々に区分けするように、格子状に第１の接着剤ＢＤ１を塗布することが望ましい。
【００５３】
図１２は、別な実施の形態にかかる撮像ユニットを示す、図２と同様な断面図である。本実施の形態においては、複眼光学系ＬＨとして、いわゆるウエハレンズを積層して用いている。より具体的には、ウエハレンズである第１アレイレンズＷＬ１は、ガラス製の第１基板ＳＴ１と、第１基板ＳＴ１の物体側に複数個形成された樹脂製の第１物体側レンズＷＬ１ａと、第１基板ＳＴ１の像側に複数個形成された樹脂製の第１像側レンズＷＬ１ｂとを有する。又、ウエハレンズである第２アレイレンズＷＬ２は、ガラス製の第２基板ＳＴ２と、第２基板ＳＴ２の物体側に複数個形成された樹脂製の第２物体側レンズＷＬ２ａと、第２基板ＳＴ２の像側に複数個形成された樹脂製の第２像側レンズＷＬ２ｂとを有する。基板ＳＴ１，ＳＴ２のレンズ部以外の表面には、迷光を抑制する黒色皮膜（不図示）が形成されている。
【００５４】
図１３は、第１アレイレンズＷＬ１を成形する工程を示す図である。第１型ＭＤ１と第２型ＭＤ２は、それぞれ対向する面に複数の光学面転写面ＭＤ１ａ、ＭＤ２ａを有している。図１３（ａ）に示すように、ガラスの平行平板である第１基板ＳＴ１を介在させつつ、各光学面転写面ＭＤ１ａ、ＭＤ２ａを対向させるように配置する。次いで、図１３（ｂ）に示すように、各光学面転写面ＭＤ１ａ、ＭＤ２ａ内に樹脂素材ＰＬを充填した後、第１型ＭＤ１の下面と第２型ＭＤ２の上面が第１基板ＳＴに密着するように型締めし、型の外部より熱もしくはＵＶ光を照射して、樹脂素材ＰＬを硬化させる。
【００５５】
樹脂素材ＰＬの硬化後、図１３（ｃ）に示すように、第１型ＭＤ１と第２型ＭＤ２を型開きすることで、第１基板ＳＴの物体側面には、光学面転写面ＭＤ１ａにより第１物体側レンズＷＬ１ａが形成され、第１基板ＳＴの像側面には、光学面転写面ＭＤ２ａにより第１像側レンズＷＬ１ｂが形成され、一体化された第１アレイレンズＷＬ１を成形することができる。尚、同様な工程を経て、第２アレイレンズＷＬ２を成形できる。基板を温度変化に対して変形の少ないガラス製とするより、温度変化時の光学特性の劣化を抑制できる。
【００５６】
図１４は、図１２に示すアレイレンズＷＬ１，ＷＬ２における、矢印XVIで示す部位を拡大して示す図である。型による成形によってアレイレンズＷＬ１，ＷＬ２の第１物体側レンズＷＬ１ａと、第１像側レンズＷＬ１ｂと、第２物体側レンズＷＬ２ａと、第２像側レンズＷＬ２ｂは、それぞれ精度良く形成されているので、不図示のアライメントマークなどを用いてアレイレンズＷＬ１，ＷＬ２を精度良く位置決めすれば、各レンズの光軸Ｘは精度良く一致することとなる。
【００５７】
図１２において、第１基板ＳＴ１と第２基板ＳＴ２の間には、その周縁に接着された枠状もしくはブロック状のスペーサＳＰが介在しており、両者の間隔を所定値に維持している。
【００５８】
上述した実施の形態と同様に、鏡枠ＬＦの側面部ＬＦ１と、複眼光学系ＬＨの外周面との間には隙間が形成されており、かかる隙間は、常温から最大に温度変化が生じた場合でも、鏡枠ＬＦと複眼光学系ＬＨとが接触しない値となっている。但し、第１アレイレンズＬＡ１と鏡枠ＬＦとの隙間は、第２アレイレンズＬＡ２と鏡枠ＬＦとの隙間より小さいと好ましい。
【００５９】
複眼光学系ＬＨの第１アレイレンズＷＬ１における物体側面の角部近傍（図３参照）と、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２の像側面との間には、第２の接着剤ＢＤ２が塗布されており、両者は局所的に接着固定されている。尚、天面部ＬＦ２の下面において、開口ＬＦ２ａの外側に突起ＰＪが形成され、複眼光学系ＬＨの上面に点又は線接触で当接している。第２の接着剤（主接着剤）ＢＤ２は、ＵＶ硬化性の接着剤でも良いが、硬化後のヤング率が１０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以下である熱硬化性接着剤であり、６０℃以下の温度で硬化する熱硬化性接着剤であると好ましい。本実施の形態では、鏡枠ＬＦの側面部ＬＦ１と、複眼光学系ＬＨの外周面との間に接着剤を設けていない。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。尚、一方のアレイレンズを、樹脂一体成形のアレイレンズ（ＬＡ１，ＬＡ２）としても良い。
【００６０】
図１５は、本実施の形態にかかる、温度変化が生じた際の撮像装置の変形を誇張して示す、図１２と同様な断面図である。例えば環境温度が上昇すると、プラスチック製である複眼光学系ＬＨのレンズＷＬ１ａ、ＷＬ１ｂ、ＷＬ２ａ、ＷＬ２ｂにおいて、凸レンズの場合、一般的に温度上昇による屈折率変化が生じ結像位置が遠くなる。凹レンズの場合には、その逆になるが、各光学系のトータルパワーは正であるから、トータルで見れば結像位置が遠くなる。これに対し、同じ温度上昇に曝された鏡枠ＬＦは、天面部ＬＦ２が上方（物体側）に凸状になるように変形するので、その下面が上方に持ち上がるようになる。ここで、複眼光学系ＬＨの物体側面の一部が、天面部ＬＦ２の下面に接着されているので、鏡枠ＬＦの変形に応じて光軸に沿って撮像素子ＳＲより離れる側に比較的大きく移動し、これによりレンズＷＬ１ａ、ＷＬ１ｂ、ＷＬ２ａ、ＷＬ２ｂの屈折率変化による結像位置の変化を減少できる。特に、本実施形態の場合、基板ＳＴ１，ＳＴ２をガラス製としているので、ガラスの部分に関しては温度変化の影響を受けにくいため、複眼光学系ＬＨに反りが生じにくいというメリットがある。より具体的には、温度変化時に基板ST1,ST2にソリが生じにくいため、各レンズのレンズバックのばらつきを小さくすることが出来る。これにより、温度変化にかかわらずピントが合った画像を得ることができる。尚、温度が低下したときは、以上とは逆になり、レンズの結像位置が近くなるから、鏡枠ＬＦが収縮することで、結像位置の変化を減少できる。又、第２の接着剤ＢＤ２を、硬化後のヤング率が１０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以下であるものとすると、耐衝撃性に有効である。
【００６１】
次に、個眼光学系の具体的な実施例について説明する。
Ｆｎｏ：Ｆナンバー
ω：半画角（゜）
ｒ  ：曲率半径（ｍｍ）
ｄ  ：軸上面間隔（ｍｍ）
ｎｄ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ：レンズ材料のアッベ数
【００６２】
各実施例において、Ｓは面番号であり、非球面係数が記載された面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数１」で表す。
【００６３】
【数１】
2014126092.tif 000004
ただし、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ  ：曲率半径
Ｋ  ：円錐定数
【００６４】
（実施例１）
光軸方向に２つのレンズが積層されるタイプの個眼光学系の実施例である、実施例１のレンズデータを表２に示す。図１８は、実施例１の個眼光学系の断面図である。実施例１は、上記実施の形態に対応するものであり、物体側から順に，開口絞りＳ，第１レンズＬ１，第２レンズＬ２からなる。Iは撮像面、Ｆは光学ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタを想定した平行平板、ＣＧは撮像素子を保護するカバーガラスを想定した平行平板である。各レンズに用いたプラスチック素材として、三井化学株式会社の製品名アペル５５１４を用いた。なお、これ以降（表のレンズデータを含む）において、１０のべき乗数（たとえば２．５×１０-02）を、Ｅ（たとえば２．５Ｅ−０２）を用いて表すものとする。
【００６５】
［表２］
実施例1  
単位  mm 
[表２a]光学系データ 
s   r           d       nd      νd     
1   infinity   -0.09                    絞り    
2   0.6246      0.57    1.5447  56.20       
3   1.1431      0.30                
4   -4.9482     0.63    1.5447  56.20       
5   infinity    0.07                
6   infinity    0.18    1.5231  54.5        
7   infinity    0.10                
8   infinity    0.40    1.5231  62.20       
9   infinity    0.11                
10  infinity    0.00                    像面
[表２b]諸元値 
焦点距離    2.02 
Fno         3.1 
ω(度)      27.6 
レンズ全長  2.35  
[表２c]非球面レンズの非球面係数Aiと円錐定数K  
s   /2           /3          /4          /5       
K   /-2.2276E+00 /2.2157E+00 /0.0000E+00 /0.0000E+00
A3  /1.5247E-01  /5.0669E-01 /-1.0764E-01 /0.0000E+00
A4  /1.8162E-01  /-3.5626E+00 /-6.1228E-01 /-1.4880E-01
A5  /-7.3169E+00 /0.0000E+00  /0.0000E+00  /0.0000E+00
A6  /8.2956E+01  /1.1034E+02  /1.0049E+00  /-1.0830E+00
A8  /-1.4945E+03 /-2.4613E+03 /-1.0531E+02 /4.4651E+00
A10 /1.7928E+04  /3.6272E+04  /1.2073E+03  /-1.5922E+01
A12 /-1.1185E+05 /-3.1555E+05 /-6.1147E+03 /3.4994E+01
A14 /2.7848E+05  /1.4841E+06  /9.5787E+03  /-4.2273E+01
A16 /0.0000E+00  /7.6503E+05  /8.8057E+03  /2.0762E+01
【００６６】
（実施例２）
光軸方向に３つのレンズが積層されるタイプの個眼光学系の実施例である、実施例２のレンズデータを表３に示す。図１９は、実施例２の個眼光学系の断面図である。実施例２は、上記実施の形態に対応するものであり、物体側から順に，開口絞りＳ，第１レンズＬ１，第２レンズＬ２，第３レンズＬ３からなる。Iは撮像面、Ｆは光学ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタを想定した平行平板である。各レンズに用いたプラスチック素材として、三井化学株式会社の製品名アペル５５１４を用いた。
【００６７】
［表３］
実施例２  
単位  mm 
[表３a]光学系データ                        
s   r           d       nd      νd     
1   infinity    0.00                   絞り    
2   0.9259      0.55    1.5447  56.20       
3   -2.6102     0.19                
4   -0.5143     0.40    1.6347  23.87       
5   -1.1149     0.10                
6   1.0100      0.41    1.5447  56.20       
7   1.3034      0.16                
8   infinity    0.51    1.5073  48.44       
9   infinity    0.48                
infinity    0.00                   像面    
[表３b]諸元値  
焦点距離    2.09    
Fno         2.4  
ω(度)      25  
レンズ全長  2.8    
[表３c]非球面レンズの非球面係数Aiと円錐定数K  
s  /2          /3          /4          /5          /6          /7
K  /-2.8705E+00/-1.9906E+01/-3.9118E+00/-2.0000E+01/-9.4409E-01/1.5054E+00
A4 /4.9349E-01/1.0582E-01/-8.6343E-01/-1.1737E+00/-1.5129E+00/-7.7530E-01
A6 /-1.6215E+00/-2.6999E+00/1.0669E+01/8.5831E+00/4.7204E+00/-1.4220E+00
A8 /1.9007E+01/2.1966E+01/-9.2685E+01/-3.5086E+01/-3.3841E+01/2.8814E+00
A10/4.8199E+01/-3.8753E+02/-2.1021E+01/7.2676E+01/1.4583E+02/5.3426E+01
A12/-4.1323E+03/3.3290E+03/6.3859E+03/1.5536E+02/-2.3756E+02/-3.0904E+02
A14/4.6724E+04/8.8606E+03/-3.7614E+04/-4.9071E+02/-3.4761E+02/2.6876E+02
A16/-2.4549E+05/-3.4250E+05/8.5107E+02/-6.4159E+03/1.5615E+03/2.0711E+03
A18/6.3341E+05/2.0601E+06  /5.6963E+05/3.6736E+04/-6.7174E+02/-6.0389E+03
A20/-6.4602E+05/-4.0137E+06/-1.2891E+06/-5.6530E+04/-1.4398E+03/4.8960E+03
【００６８】
（実施例３）
光軸方向に２つのレンズが積層されるタイプの個眼光学系の実施例である、実施例３のレンズデータを表４に示す。図２０は、実施例３の個眼光学系の断面図である。実施例３は、上記実施の形態に対応するものであり、物体側から順に，第１レンズＬ１，第２レンズＬ２からなる。Iは撮像面、Ｆは光学ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタを想定した平行平板である。第１レンズＬ１は、ガラス製の基板ＳＴ１上において物体側にレンズ部Ｌ１ａを形成し、像側にレンズ部Ｌ１ｂを形成してなる。第２レンズＬ２は、ガラス製の基板ＳＴ２上において物体側にレンズ部Ｌ２ａを形成し、像側にレンズ部Ｌ２ｂを形成してなる。各レンズ部は下記光学特性のプラスチック素材からなる。
【００６９】
［表４］
実施例3
単位  mm
［表４a］光学系データ
s   r         d       nd        νd     
1   0.6453    0.18    1.5178    56.11
2   infinity    0.41    1.5099    62.40   絞り
3   infinity    0.14    1.5721    34.89
4   1.5998    0.24
5   -6.6247   0.05    1.5721    34.89
6   infinity    0.40    1.5099    62.40
7   infinity    0.24    1.5721    34.89
8   4.1492    0.16
9   infinity    0.40    1.51      62.40
0.00                     像面
［表４b］諸元値
焦点距離    1.96
Fno         3.1
ω(度)      28.2
レンズ全長  2.32
［表４c］非球面レンズの非球面係数Aiと円錐定数K
s   /1          /4          /5           /8 
K   /1.1069E+00 /1.0979E+01 /-5.0000E+01 /1.7009E+01
A3  /-5.9413E-01 /6.1769E-01 /8.3911E-01 /0.0000E+00
A4  /7.0995E+00 /-4.7897E+00 /-7.0111E+00 /-1.6696E-01
A5  /-4.1475E+01 /1.3427E+01 /2.0085E+01 /0.0000E+00
A6  /8.0744E+01 /1.8056E-01 /-2.7450E+01 /-1.0526E+00
A8  /-2.1017E+01 /-1.7599E+02 /2.1736E+00 /3.5261E+00
A10 /-1.6609E+03 /9.6376E+02 /1.1862E+02 /-8.0428E+00
A12 /3.0325E+03 /-5.2781E+02 /5.1239E+02 /1.0424E+01
A14 /5.7951E+04 /-5.7440E+03 /-7.0784E+03 /-7.4196E+00
A16 /-2.5347E+05 /0.0000E+00 /1.7576E+04 /2.1152E+00
【００７０】
表５に、実施例１〜３について、最も物体側のレンズの焦点距離ｆ１（mm）、全系の焦点距離ｆ（mm）、及び、ｆ１／ｆの値を示す。又、表６に、＋２０℃から＋５０℃に温度上昇が生じたときの実施例１〜３のバックフォーカス位置の変化量を示す。
【００７１】
【表５】
2014126092.tif 000005
【００７２】
【表６】
2014126092.tif 000006
【００７３】
上記光学系データを持つ実施例１の個眼光学系を４行４列に配置した複眼光学系について、本発明者らが行ったシミュレーション結果を説明する。ここで個眼光学系の焦点距離ｆ＝２．０２ｍｍであり、複眼光学系のサイズは１１．５ｍｍ×１１．５ｍｍであるものとした。各レンズに用いたプラスチック素材は、三井化学株式会社の製品名アペル５５１４である。一方、鏡枠のサイズは、１４（Ａ）ｍｍ×１４（Ａ）ｍｍ×２．８（Ｈ）ｍｍであるものとした。鏡枠の素材はポリカーボネートであり、その肉厚を平均５．５ｍｍとした。鏡枠と複眼光学系とは、図８（ｂ）に示す位置で接着し、その接着剤は株式会社スリーボンドの製品名１５３９を用いた。又、第１アレイレンズと第２アレイレンズとは外周側で接着され、更に図７に示すように、鏡枠は、撮像素子を基板とは接着されている。
【００７４】
本シミュレーションの結果によれば、＋３０℃の温度変化が生じたとき、実施例１の複眼光学系ではプラスチックレンズの屈折率変化に起因して，結像位置が撮像面に対して約１５μｍ変化するが、鏡枠の変形により撮像面に対する結像位置の変化を±３．５μｍ程度に抑えることができることが分かった。又、個眼光学系の位置によって、結像位置の変化の補正量が異なるが、バラツキの幅を７μｍ程度に抑えることができることがわかった。
【００７５】
以下、本実施形態における好ましい態様についてまとめて説明する。
【００７６】
前記複眼光学系の温度変化に伴って変化する結像位置の移動を，前記温度変化に伴って変形する前記鏡枠の変位によって相殺するように、前記複眼光学系のレンズを除く第１面の一部が、前記鏡枠の天面部に固着されていることが好ましい。
【００７７】
前記第１面のレンズ以外の部分であって前記複眼光学系のレンズの外周側と，前記鏡枠の天面部が固着されていることが好ましい。
【００７８】
前記第１面のレンズ以外の部分であって前記複眼光学系のレンズ間と、前記鏡枠の天面部が固着されていることが好ましい。
【００７９】
下記条件を満たすことが好ましい。
２≦Ａ／Ｈ≦１０      （１）
Ａ：前記鏡枠の天面部の一辺のサイズ(ｍｍ)
Ｈ：前記鏡枠の高さ(ｍｍ)
【００８０】
前記複眼光学系の前記第１面と、前記鏡枠の天面部とが、前記第１面の外周より内側の位置で固着されていることが好ましい。
【００８１】
前記複眼光学系のレンズを除く前記第１面の一部と前記鏡枠の天面部との固着は、硬化後のヤング率が１０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以下である接着剤で接着して固着されることが好ましい。
【００８２】
前記接着剤は、６０℃以下の温度で硬化する熱硬化性接着剤であることが好ましい。
【００８３】
前記固体撮像素子が基板に固定され、前記鏡枠の側面部が前記基板に固着されていることが好ましい。
【００８４】
前記基板上であり且つ前記鏡枠の側面部の内側に、前記固体撮像素子用の回路部品が配置されていることが好ましい。
【００８５】
前記複眼光学系と前記鏡枠の側面部との間には隙間が形成されていることが好ましい。
【００８６】
前記複眼光学系は、複数枚のアレイレンズを光軸方向に重ねて形成されていることが好ましい。
【００８７】
複数枚の前記アレイレンズは、光軸直交方向に隣接する前記レンズ間に付与された接着剤にて互いに固定されていることが好ましい。
【００８８】
複数枚の前記アレイレンズ間には、前記レンズ間を遮光する遮光部材が配置されており、前記アレイレンズと前記遮光部材との間には接着剤が付与されていることが好ましい。
【００８９】
前記遮光部材を介在させた状態で、２枚の前記アレイレンズ同士が接着されることが好ましい。
【００９０】
前記鏡枠の側面部は、前記天面部側に近い側の肉厚よりも、前記天面部側より遠い側の肉厚が薄くなっていることが好ましい。
【００９１】
前記アレイレンズは、ガラス製の基板と、前記基板の一方の面上に設けられた複数の第１レンズ部と、前記基板の他方の面上に設けられた複数の第２レンズ部と、を備えることが好ましい。
【００９２】
前記アレイレンズは、プラスチックから一体的に形成されてなることが好ましい。
【００９３】
本発明は、明細書に記載の実施形態・実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や実施例や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明にかかる複眼光学系は、超解像タイプに限らず、視野分割タイプの撮像装置にも用いることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１        画像処理部
１ａ      画像合成部
１ｂ      画像補正部
２        演算部
３        メモリー
ＡＰ      遮光部材
ＡＰ１    開口
ＢＤ１    第１の接着剤
ＢＤ２    第２の接着剤
ＢＤ３    第３の接着剤
ＢＤ４    第４の接着剤
ＢＸ      下部筐体
ＣＧ      カバーガラス
ＤＵ      撮像装置
ＬＡ１    第１のアレイレンズ
ＬＡ１ａ  物体側レンズ
ＬＡ２    第２のアレイレンズ
ＬＡ２ａ  像側レンズ
ＬＦ      鏡枠
ＬＦ１    側面部
ＬＦ２    天面部
ＬＦ２ａ  開口
ＬＨ      複眼光学系
ＬＵ      撮像ユニット
ＭＬ      個眼合成画像
ＳＲ      撮像素子
ＳＳ      撮像面
ＷＬ１    第１のアレイレンズ
ＷＬ１ａ  第１物体側レンズ
ＷＬ１ｂ  第１像側レンズ
ＷＬ２    第２のアレイレンズ
ＷＬ２ａ  第２物体側レンズ
ＷＬ２ｂ  第２像側レンズ
ＳＴ１    第１基板
ＳＴ２    第２基板
Ｘ        光軸
Ｚｎ      個眼像
【図１】
2014126092.tif 000007
【図２】
2014126092.tif 000008
【図３】
2014126092.tif 000009
【図４】
2014126092.tif 000010
【図５】
2014126092.tif 000011
【図６】
2014126092.tif 000012
【図７】
2014126092.tif 000013
【図８】
2014126092.tif 000014
【図９】
2014126092.tif 000015
【図１０】
2014126092.tif 000016
【図１１】
2014126092.tif 000017
【図１２】
2014126092.tif 000018
【図１３】
2014126092.tif 000019
【図１４】
2014126092.tif 000020
【図１５】
2014126092.tif 000021
【図１６】
2014126092.tif 000022
【図１７】
2014126092.tif 000023
【図１８】
2014126092.tif 000024
【図１９】
2014126092.tif 000025
【図２０】
2014126092.tif 000026
【国際調査報告】
2014126092.tif 000027
2014126092.tif 000028
2014126092.tif 000029
2014126092.tif 000030