(57)【要約】【課題】複眼光学系の光軸間隔の変化を抑えて、画質の向上を実現する撮像装置を提供する。【解決手段】光軸方向に並んだ第一の複眼光学部材１４と第二の複眼光学部材１７とを有する複眼光学系であり、複眼光学系により形成された複数の物体像２６に対応して複数の撮像領域１１が設けられた撮像素子１０を有し、複数の撮像領域１１から得られた複数の画像を合成して一つの撮像画像を得る撮像装置の、光入射面側に位置する第一の複眼光学部材１４の線膨張係数をα１、光射出面側に位置する第二の複眼光学部材１７の線膨張係数をα2としたときに、α２ ＜α１ とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に並んだ第一の複眼光学部材と第二の複眼光学部材とを有する複眼光学系であり、前記複眼光学系により形成された複数の物体像に対応して複数の撮像領域が設けられた撮像素子を有し、前記複数の撮像領域から得られた複数の画像を合成して一つの撮像画像を得る撮像装置において、
光入射面側に位置する第一の複眼光学部材の線膨張係数をα１、光射出面側に位置する第二の複眼光学部材の線膨張係数をα2としたときに、α２ ＜α１ であることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複眼光学系から得られた複数画像を合成して一つの撮影画像を得る撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサに撮像レンズを一体的に設けた小型の撮像装置が実用化されている。近年、撮像装置の小型・薄型を保ちながら高解像化度を実現する撮像装置が求められている。
【０００３】
そのような撮像装置が特許文献１に開示されている。この撮像装置は、複数の物体像を形成する複眼光学系を有し、複数の物体像の結像位置に対応した複数撮像領域が設けられた撮像素子を有し、複数撮像領域から得られた複数の画像を合成することで、解像度の高い画像を生成することができる。したがって、小型・薄型でありながら高解像度の撮像モジュールを実現できる。
【０００４】
特許文献１の撮像装置を図１５に示す、５１は複眼撮影レンズ、５３は撮像素子、５２が撮像素子の複数撮像領域である。複眼撮影レンズ51で形成された複数の物体像は結像位置５４でそれぞれ結像し、撮像素子５３の複数撮像領域５２は結像位置５４に配置される。複数撮像領域５２から得られた複数の画像を合成することで、より解像度の高い画像を生成することができる。
【０００５】
画像周辺部におけるディストーション軽減と解像度向上を実現するためには、撮像光学系を複数枚レンズで構成することが考えられる。複数枚レンズで構成される複眼光学系を有する撮像装置が特許文献２に開示されている。図１６に示すように、複数枚のペアレンズで構成された撮影光学系と、撮影レンズの撮像面に設けられた複数の撮像素子を有し、複数の撮像素子から得られる画像を合成して撮像画像を生成する。複眼光学系のレンズペア間に伸縮自在の遮光手段を設け、隣接するレンズからのゴースト光の入射を防ぐというものである。
【特許文献１】特表２００１−５２３９２９号公報
【特許文献２】特開平７−１５４６６３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、上記従来技術に関しては以下のような問題点が有った。
【０００７】
従来の撮像装置では３枚のレンズペアで構成された複眼光学系のうち、光入射面側の凸レンズを第１のレンズペア、凹レンズを第２のレンズペア、光射出面側の凸レンズを第３のレンズペアとする。撮像素子から発生する熱は、鏡筒を伝って第三のレンズペアに到達し、第３のレンズペアの温度は高くなりやすい。それに対して第１のレンズペアは外気に触れているため、温度は上昇しにくい。そのため、第１のレンズペアの光軸間隔はあまり変わらないが、第３のレンズペアの光軸間隔は広がり、複眼光学系の光軸にずれが生じる。すると、得られる撮像画像の画質が著しく低下してしまう問題を有している。
【０００８】
本発明はこの様な問題に鑑みてなされたものであり、複眼光学系の光軸間隔の変化を抑えて、画質の向上を実現する撮像装置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】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、光軸方向に並んだ第１の複眼光学部材と第２の複眼光学部材を有する複眼光学系であり、前記複眼光学系により形成された複数の物体像に対応して複数の撮像領域が設けられた撮像素子を有し、前記複数の撮像領域から得られた複数の画像を合成して１つの撮像画像を得る撮像装置において、光入射面側に位置する第一の複眼光学部材の線膨張係数をα１、光射出面側に位置する第二の複眼光学部材の線膨張係数をα２としたときにα２ ＜ α１ であるように構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の撮像装置によれば、複眼光学系の光軸間隔の変化を抑え、画質の向上を実現する撮像装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
以下に、本発明の第１の実施例の撮像装置を図１〜図１４に基づいて説明する。
【００１３】
一つの撮像画像がカラー画像に、それぞれ対応している。
【００１４】
図１は本実施例の撮像装置を側面側からみた概略断面図である。
【００１５】
１２は基板ガラス、１３は基板ガラス１２上に形成されたレプリカレンズである。基板ガラス１２とレプリカレンズ１３で複眼レンズ１４（第一の複眼光学部材）を構成している。複眼レンズ１４を光射出側から見たものが図２である。レプリカレンズ１３は基板ガラス１２の光射出面上に４眼構成で形成されており、それぞれのレンズが光を屈折させている。４眼レンズ部と基板ガラス１２の間は、４眼レンズ部をすべて含むような土台形状がレプリカ材で形成されており、４眼レンズ部と基板ガラス１２の固定力を上げている。なお、図１の断面図には４眼レンズのうち２眼のみが表現されている。
【００１６】
基板ガラス１２はパッケージ用の光学ガラスとしての役割も兼ねるため、その材料はセンサチップのカバーガラスとして使用されているパッケージ用の光学ガラスを選択する必要がある。基板ガラス上に形成されるレンズは、成形性やコスト面からレプリカ材を選択している。なお、レプリカレンズ１３は、基板ガラス１２との体積比差が大きいため、線膨張係数は基板ガラス１２の特性が支配的である。
【００１７】
つまり複眼レンズ１４の線膨張係数は基板ガラス１２の線膨張係数と等価である。そのため周囲の環境が変化しても高精度にレプリカレンズ１３の形状を維持することができる。
【００１８】
複眼レンズ１４の光射出側には、複眼レンズ１４を透過した光束を規制するための遮光部材である絞り１９が配置される。絞り１９を光入射側から見たものが図３である。
【００１９】
絞り１９には、レプリカレンズ１３の４眼レンズに対応した４つの開口部２４が形成されている。開口部２４の形状は、４眼レンズのそれぞれのレンズ形状に対応した開口形状になっているため、４つの開口部２４の開口径はそれぞれ異なる。
【００２０】
絞り１９の光射出側には、複眼レンズ１７（第二の複眼光学部材）が配置される。複眼レンズ１７は、基板ガラス１５とレプリカレンズ１６で構成されている。複眼レンズ１７を光入射側から見たものが図４である。
【００２１】
レプリカレンズ１６は基板ガラス１５の光入射面上に４眼構成で形成されており、それぞれのレンズが光を結像している。４眼レンズ部と基板ガラス１５の間は、４眼レンズ部をすべて含むような土台形状がレプリカ材で形成されており、４眼レンズ部と基板ガラス１５の固定力を上げている。なお、図１の断面図には４眼レンズのうち二眼のみが表現されている。
【００２２】
基板ガラス１５はパッケージ用の光学ガラスとしての役割も兼ねるため、その材料はセンサチップのカバーガラスとして使用されているパッケージ用の光学ガラスを選択する必要がある。基板ガラス上に形成されるレンズは、成形性やコスト面からレプリカ材を選択している。なお、レプリカレンズ１６は、基板ガラス１５との体積比差が大きいため、線膨張係数は基板ガラス１５の特性が支配的である。つまり複眼レンズ１７の線膨張係数は基板ガラス１５の線膨張係数と等価である。そのため周囲の環境が変化しても高精度にレプリカレンズ１６の形状を維持することができる。
【００２３】
複眼レンズ１４（第一の複眼光学部材）、絞り１９、複眼レンズ１７（第二の複眼光学部材）は保持部材５に接着固定される。保持部材５は樹脂の射出成型で作られる。保持部材５は光学部材を保持するものであるため、特に光学部材保持面に関しては非常に高い成型精度が要求される。また、複眼レンズ１４、複眼レンズ１７に温度変化が生じると複眼光学系の光軸間隔変化につながるため、熱伝導率の低い部材が望ましい。
【００２４】
保持部材５は接着剤７を介してフレキシブル配線基板９に接着されている。フレキシブル配線基板９は、ベース材の絶縁シート、銅箔パターンにより構成されている。絶縁シートとしては、一般的にポリイミド・ポリアミド・ポリエステル、またはフェノール・ガラスエポキシ樹脂等と紙・ガラス基材の複合基板が用いられる。
【００２５】
複眼レンズ１４は接着剤６で保持部材５に固定される。複眼レンズ１４の位置・傾きは結像される物体像の位置に大きな影響を与えるため、高精度に調整・固定・保持される必要がある。接着剤６には、短時間で高精度に接着する必要から紫外線硬化性接着剤を用いる。紫外線照射時の硬化収縮により調整位置からずれてしまう恐れがあるため、接着剤６の硬化収縮率は２％以下のものを用いる。
【００２６】
また、接着剤６はレプリカレンズ１３に接触しないよう塗布する。これは、接着剤６がレプリカレンズ１３に接触すると、周囲の環境が変化した際に、接着剤６が収縮、膨張してレプリカレンズ２に無理な応力を与えてしまうからである
基板ガラス１５の光射出面上にはカラーフィルタ２２が蒸着されている。基板ガラス１５を光射出側から見たものが図５である。４眼レンズに対応した４つのカラーフィルタ２２が蒸着されている。４つのカラーフィルタのうち、対角線上に並ぶ２つのカラーフィルタを緑色光の波長域を透過する緑フィルタに、残り２つのうち１つを青色光の波長域を透過する青フィルタに、残り１つを赤色光の波長域を透過する赤フィルタにすることで、色別の光を透過させることできる。これにより、結像面位置には色別の物体像が形成され、この色別の画像を合成することで、高解像度のカラー画像を得ることできる。
【００２７】
複眼レンズ１４と複眼レンズ１７のレンズ部の曲面形状は、色別の光束がすべて結像面位置で結像するように、４眼それぞれの色に適したものとなっている。つまり緑色光束、青色光束、赤色光束は、すべて結像面位置で結像する。
【００２８】
複眼レンズ１７の光射出側には撮像素子１０が配置される。撮像素子１０は周辺部に電極パッドが設けられており、電極パッド上には電気接続端子２３が形成されている。そして、異方性導電ペーストを介してフレキシブル配線基板９と電気的に接合される。さらにその外周を接着剤８で接着することで、強度を上げるとともに封止効果も担っている。
【００２９】
撮像素子１０を光入射側からみたものが図６である。撮像素子１０の周辺部には、フレキシブル配線基板９と電気的に接続するための電極パッドが設けられている。電極パッド上には電気接続端子２３が形成されている。
【００３０】
電極パッドの内側には、複眼レンズ１４と複眼レンズ１７によって形成される色別の物体像２６に対応した４つの撮像領域１１がある。撮像領域１１は緑色光束用の撮影領域１１及び１１ｄ、青色光束用の撮影領域１１ｂ、赤色光束用の撮影領域１１ｃから構成されている。撮像領域１１は受光部を有する画素がそれぞれ縦横３２０×２４０並んでおり、ＱＶＧＡの画素が４つ並ぶ構成になっている。なお、図１の断面図には４つの撮像領域１１のうち二つの撮像領域のみが表現されている。  
【００３１】
撮像素子１０は、撮像領域１１が複眼レンズ１４と複眼レンズ１７の結像面位置にくるように配置される。
【００３２】
４つの撮像領域１１には４つの物体像２６が色別に形成されており、対角線上に並んだ２つの緑色光束による物体像、もう一つの対角線上に並んだ１つの青色光束による物体像と１つの赤色光束による物体像からなる。以上４つの色別の物体像２６を４つの撮像領域１１で受光し、４つの色別の画像を得ることができる。ここで得られる色別の画像は、それぞれ画素が縦横３２０×２４０に並ぶＱＶＧＡ画像である。撮像素子１０は、この色別の画像を合成することで、画素が縦横６４０×４８０に並ぶＶＧＡ画像となり、高解像度のカラー画像を形成する。撮像素子１０の撮像領域１１ａ,１１ｂ,１１ｃ,１１ｄは、撮影光学系の光軸１８に対して相互に１／２画素ずらして配置されている。そのように１／２画素ずれた画像を合成することで、解像度を上げる画素ずらしという手法を用いる。１／２画素ずらし量は、仮想の基準被写体距離に対して設定する。
【００３３】
図７に示すように、緑色光束用の撮影領域１１ａの画素と緑色光束用の撮影領域１１ｄの画素は、水平および垂直方向に１／２画素ずつずらして配置される。青色光束用の撮影領域１１ｂは、緑色光束用の撮影領域１１ａに対して水平方向に１／２画素ずつずらして配置される。赤色光束用の撮影領域１１ｃは、緑色光束用の撮影領域１１ａに対して垂直方向に１／２画素ずつずらして配置される。
【００３４】
ベイヤー配列などのカラーフィルタ配列では、例えば緑色カラーフィルタを備えた画素の間には赤色カラーフィルタを備えた画素や青色カラーフィルタを備えた画素が介在するため、折り返し歪みが発生しやすくなる。そのため、これを軽減するために光学ローパスフィルタが必要である。ところが本発明の撮像装置では、色毎に光束を別々に取り込む構成のため、それぞれのカラーフィルタを備えた画素を密に配列することできる。その結果、折り返し歪みの影響は小さく、光学ローパスフィルタを必要とせず高精細な画像を得ることができる。したがって、撮像装置の小型化とコストの大幅な削減が可能である。
【００３５】
基板ガラス１２の光入射面上には、赤外光に対して低い透過率を持たせた赤外カットフィルタが蒸着されている。これにより６７０ｎｍ以上の波長域の光束が撮像素子１０に達してしまうことを防いでいる。また、一般的な赤外カットフィルタは多層膜で構成されており、紫外光に対しても低い透過率を持っている。基板ガラス１２の光射出側に位置するレプリカレンズ１３、レプリカレンズ１６は、アクリル製の紫外光硬化型樹脂である。そのため、紫外光に当たるとさらに硬化が進み、形状の変化が進んでしまう恐れがある。また、レプリカ材は紫外線を吸収するため、経時変化により劣化する恐れもある。しかしレプリカレンズ１３、レプリカレンズ１６を、紫外光に対して低い透過率を持つ赤外カットフィルタ２１より光射出側に配置することにより、これらの懸念事項を軽減することができる。
【００３６】
赤外カットフィルタ２１の光入射面上には遮光膜２０が蒸着される。遮光膜２０には、４眼レンズに対応した４つの開口部がある。遮光膜２０は、光射出側に位置する光学系に、余分な光束が入射しないように、光束を制限している。これにより、ゴーストやフレアなどを軽減している。
【００３７】
複眼レンズ１４、絞り１９、複眼レンズ１７、撮像素子１０は平行に配置される。また、複眼レンズ１４と複眼レンズ１７による結像面位置も、これら４つと平行な位置となる。これら４つの配置が平行でなくなると、結像面位置が撮像素子１０の撮像領域１１に対して傾き、得られる撮像画像の品位が非常に落ちる。そのため、複眼レンズ１４、絞り１９、複眼レンズ１７は、撮像素子１０に対して傾き・回転・位置が高精度に調整される必要がある。
【００３８】
以上、複眼レンズ１４、複眼レンズ１４に蒸着された赤外カットフィルタ２１・遮光膜２０、絞り１９、複眼レンズ１７、複眼レンズ１７に蒸着されたカラーフィルタ２２、これらを保持する保持部材５、撮像素子１０、撮像素子１０と電気的に接続されるフレキシブル配線基板９で構成されるものを、本発明の撮像装置と総称する。
【００３９】
上記特許文献１に開示されている複眼撮像装置では、撮影レンズは１枚のレンズで構成されている。一般的に、絞り位置は、絞りの光入射面側と光射出面側のレンズパワーがほぼ等しくなることが、画像周辺部での光学ディストーション軽減と解像度向上に有利である。しかし、上記特許文献１に開示されている１枚レンズ構成では、絞りはレンズの入射側もしくは射出側に配置せざるを得ず、絞りの光入射面側と光射出面側のレンズパワーの差が大きくなってしまう。そのため、画像周辺部では光学ディストーションが大きく発生し、それぞれのレンズから得られる物体像の周辺部での解像度が低くなってしまう。
【００４０】
そこで画像周辺部におけるディストーション軽減と解像度向上を実現するため、特許文献２に開示されているように、撮像光学系を複数枚レンズで構成することが考えられる。撮像光学系を２枚のレンズペア構成にした場合、その間に絞り１９が配置できる。すると絞りの光入射面側と光射出面側のレンズパワーがほぼ等しくなる位置に絞り１９を配置することが可能である。これにより、複眼光学系のそれぞれのレンズから得られる物体像２６の周辺部の解像度が高くなり、さらに画像周辺部での光学ディストーションも軽減できる。これらの物体像２６を合成することで撮影画像をつくるため、結果として得られる撮影画像は、周辺部の解像度が高くなり光学ディストーションも軽減できる。つまり撮影画像の画質が向上する。
【００４１】
図８に撮像素子１０の温度変化を示す。撮像素子１０の電源が入ってからの温度変化を示している。縦軸は撮像素子１０の温度、横軸は撮像素子１０の電源が入ってからの時間である。T0は環境温度であり、電源が入る前の撮像素子１０の温度はT0である。撮像素子１０は画素が縦横６４０×４８０に並んだVGA用と多画素であり、さらに動作速度も速いため、発熱が大きい。しかも撮像素子１０の大きさは非常に小型であるため、撮像素子１０自体の温度は急激に上昇し、非常に短い時間tsで安定温度Tsまで上昇する。
【００４２】
撮像素子から発生する熱は図９に示すように、保持部材５を伝って複眼レンズ１７に到達し、複眼レンズ１７の温度は高くなりやすい。一方、複眼レンズ１４は外気に触れているため、温度は上昇しにくい。
【００４３】
図１０は撮像素子から基板ガラス１５への熱伝導の状態を示したモデル図である。縦軸は各部材における温度、横軸はおよその距離を示している。T0は環境温度であり、電源が入る前の撮像素子１０、接着剤８、フレキシブル配線基板９、保持部材５、基板ガラス１５の温度はすべてT0である。Tsは図８における撮像素子の安定温度Tsに対応している。撮像素子１０で発生した熱は図９に示すように、撮像素子１０→接着剤８→フレキシブル配線基板９→保持部材５→基板ガラス１５と伝わっていく。なお、空気の熱伝導率は他の固体に比べて非常に小さいので、空気による熱伝導については無視している。t0は撮像素子１０の電源が入った時間、t3は各部材の温度が安定した時間、t1、t2はt0からt3の間の時間である。４本の太線が各部材のおける温度勾配を示しており、t0は時間t0における温度勾配、t1は時間t1における温度勾配、t2は時間t2における温度勾配、t3は時間t3における温度勾配である。基板ガラス１５内においても温度勾配を持つが、そのほぼ中間の位置における温度を基板ガラス１５の温度とする。t0→t1→t2→t3と経過するに従い、基板ガラス１５の温度はT0→Tb1→Tb2→Tb3と上昇する。
【００４４】
図１１は撮像素子から基板ガラス１２への熱伝導の状態を示したモデル図である。縦軸は各部材における温度、横軸はおよその距離を示している。T0は環境温度であり、電源が入る前の撮像素子１０、接着剤８、フレキシブル配線基板９、保持部材５、基板ガラス１２の温度はすべてT0である。Tsは図８における撮像素子の安定温度Tsに対応している。撮像素子１０で発生した熱は図９に示すように、撮像素子１０→接着剤８→フレキシブル配線基板９→保持部材５→基板ガラス１２と伝わっていく。なお、空気の熱伝導率は他の固体に比べて非常に小さいので、空気による熱伝導については無視している。t0は撮像素子１０の電源が入った時間、t3は各部材の温度が安定した時間、t1、t2はt0からt3の間の時間である。４本の太線が各部材のおける温度勾配を示しており、t0は時間t0における温度勾配、t1は時間t1における温度勾配、t2は時間t2における温度勾配、t3は時間t3における温度勾配である。基板ガラス１２内においても温度勾配を持つが、そのほぼ中間の位置における温度を基板ガラス１２の温度とする。t0→t1→t2→t3と経過するに従い、基板ガラス１２の温度はT0→Ta1→Ta2→Ta3と上昇する。
【００４５】
以上のように熱伝導が生じたときに、基板ガラス１２、基板ガラス１５に生じる温度変化を図１２に示す。縦軸は温度、横軸は撮像素子１０に電源を入れてからの経過時間である。時間t0、t1、t2は図１０、図１１における時間t0、t1、t2に対応している。時間taeは基板ガラス１２の温度が安定する時間、時間tbeは基板ガラス１５の温度が安定する時間である。図１０、図１１の各部材の温度が安定する時間t3は、基板ガラス１２の温度が安定する時間taeと一致する。図１２から分かるように、基板ガラス15の温度は上昇しやすいが、基板ガラス１２の温度は上昇しにくい。また温度が安定した後も基板ガラス１５の温度は基板ガラス１２の温度よりも高い。
【００４６】
レプリカレンズ１３と基板ガラス１２の体積比差が大きいため、複眼レンズ１４の光軸間隔変化は基板ガラス１２の熱膨張による影響が支配的である。同様にレプリカレンズ１６と基板ガラス１５の体積比差が大きいため、複眼レンズ１７の光軸間隔変化は基板ガラス１５の熱膨張による影響が支配的である。
【００４７】
もし、基板ガラス１２と基板ガラス１５の線膨張係数が同じだった場合、複眼レンズ１４の光軸間隔はあまり変わらないが複眼レンズ１７の光軸間隔は広がり、複眼光学系の光軸にずれが生じる。すると、得られる撮像画像の画質が著しく低下してしまう
そこで、本発明の撮像装置では、基板ガラス１２より基板ガラス１５の方が線膨張係数の値が小さいものを用いる。基板ガラス１２の線膨張係数をα１、基板ガラス１５の線膨張係数をα２とすると、α１、 α２が下記のような硝材を使用する。
【００４８】
α１ = 10.1 [10-6 / ℃]  ・・・（１）
α２ = 5.4 [10-6 / ℃]   ・・・（２）
上記のような線膨張係数を持つ硝材は、光学ガラスとして一般に市販されているものである。
【００４９】
図１２に示すように、撮像装置起動後tae経過したとき、基板ガラス１２と基板ガラス１５の上昇温度の比(Ta3−T0)／(Tb3−T0) は１／２程度となる。撮像装置起動前温度T0は常温の２０ [℃]、通常撮像装置が安定状態になったときの温度は約６０ [℃]なる。そこで、基板ガラス１２と基板ガラス１５の安定状態での温度は下記の通りになる
(Ta3−T0)／(Tb3−T0) = １／２ ・・・（３） 
Tb3 = 60[℃]、T0 = 20[℃]を上記数式（３）に代入すると、
Ta3 = (６０−２０)／２＋２０ = ４０[℃] ・・・（４）
となる。
【００５０】
基板ガラス１２の温度がT0 = ２０ [℃]からTa3 = ６０[℃]に、基板ガラス１６の温度がT0 = ２０ [℃]からTb3 = ４０[℃]になると、熱膨張するため複眼レンズ１４と複眼レンズ１７の光軸間隔は広がる。熱膨張により複眼レンズ１４の光軸間隔が広がる様子を図１３に、複眼レンズ１７の光軸が広がる様子を図１４に示す。図１３、図１４において、点線が撮像装置起動前温度T0のときの複眼レンズ１４と複眼レンズ１７の形状であり、実線が温度上昇後の形状である。温度上昇により、複眼レンズ１４と複眼レンズ１７の中心を中心として、均一に広がっていくような形状となる。
【００５１】
撮像装置起動前温度T0のときの複眼レンズ１４と複眼レンズ１７の光軸間隔をL0とし、基板ガラス１２の温度がTa3 = ６０[℃]のときの複眼レンズ１４の光軸間隔をL1、基板ガラス１５の温度がTb3 = ３０[℃]のときの複眼レンズ１７の光軸間隔をL2とすると、L1とL2は下記の通りになる。
【００５２】
L1 = L0 + α1 × (Ta3 - T0) × L0 ・・・（５）
L2 = L0 + α2 × (Tb3 - T0) × L0 ・・・（６）
この数式（５）、（６）に、α１ = 10.1  [10-6 / ℃]、α２ = 5.4  [10-6 / ℃]、T0 = ２０ [℃]、Ta3 = ４０ [℃]、Tb3 = ６０ [℃]を代入すると、
L1 = L0 +  10.1 × 10-6 × (40 - 20) × L0= (1 + 20.2 × 10-5) × L0・・（７）
L2 = L0 +  5.4 × (60 - 20) × L0 = (1 + 21.6 × 10-5) ×L0 ・・・（８）
となる。このとき、複眼レンズ１４と複眼レンズ１７の光軸間隔のずれ量は下記の数式（９）の通りになる。
【００５３】
L2 - L1 = (1 + 20.2 × 10-5) × L0 - (1 + 21.6 × 10-5) × L0
= 1.4 × 10-5 × L0      ・・・ （９）
もし、基板ガラス１２と基板ガラス１５の線膨張係数がともにα１’ = α２’ = 10.1 [10-6 / ℃]だった場合、数式（５）、（６）に代入すると複眼レンズ１４の光軸間隔L1’と複眼レンズ１７の光軸間隔 L2’は下記の数式（１０）、（１１）とおりになる。
L1’ = L0 + 10.1 × 10-6 × (40 - 20) × L0 = (1 + 20.2 × 10-5) × L0 （１０）
L2’ = L0 + 10.1 × (60 - 20) × L0 = (1 + 40.4 × 10-5) ×L0 ・・・  （１１）
このとき、複眼レンズ１４と複眼レンズ１７の光軸間隔のずれ量は下記の数式（１２）の通りになる。
【００５４】
L2’ - L1’ = (1 + 40.4 × 10-5) × L0 - (1 + 20.2 × 10-5) × L0
= 20.2 × 10-5 × L0 ・・・（１２）
よって、数式（９）、（１２）から、複眼レンズ１４と複眼レンズ１７で同じ線膨張係数の硝材を用いたときの光軸間隔のずれ量L2’− L1’に比べて、本実施例における複眼レンズ１４と複眼レンズ１７の光軸間隔のずれ量L2 − L1を非常に小さくすることができた。
【００５５】
以上述べてきたように、本発明の撮像装置では基板ガラス１２より基板ガラス１５の方が線膨張係数の値が小さくなるように硝材を選択した。そのため、複眼レンズ１４と複眼レンズ１７の光軸間隔は同程度変化し、複眼光学系の光軸のずれが抑えられた。これにより複眼光学系の結像性能・収差が改善され、得られる撮影画像の画質は非常に向上することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例１における撮像装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施例１において射出側から見た複眼レンズ１４である。
【図３】本発明の実施例１において入射側から見た絞り１９である。
【図４】本発明の実施例１において入射側から見た複眼レンズ１７である。
【図５】本発明の実施例１において射出側から見た基板ガラス１５である。
【図６】本発明の実施例１において入射側から見た撮像装置である。
【図７】本発明の実施例１において各色画素が撮影光学系の光軸に対して１／２画素ずれて配置されていることを示す図である。
【図８】本発明の実施例１における撮像素子１０の温度変化を示すである。
【図９】本発明の実施例１における撮像装置の熱の流れを示す図である。
【図１０】本発明の実施例１において撮像素子から基板ガラス15への熱伝導の状態を示したモデル図である。
【図１１】本発明の実施例１において撮像素子から基板ガラス１２への熱伝導の状態を示したモデル図である。
【図１２】本発明の実施例１における基板ガラス１２と基板ガラス１５の温度変化を示す図である。
【図１３】本発明の実施例１において熱膨張した複眼レンズ１４を示す図である。
【図１４】本発明の実施例１において熱膨張した複眼レンズ１７を示す図である。
【図１５】従来例（特許文献１）の撮像装置の概略断面図である。
【図１６】従来例（特許文献２）の撮像装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
５                 保持部材
６、７、８         接着剤
９                 フレキシブル配線基板
１０               撮像素子
１１               撮像領域
１２               複眼レンズ１４の基板ガラス
１３               複眼レンズ１４のレプリカレンズ
１４、１７         複眼レンズ
１５               複眼レンズ１７の基板ガラス
１６               複眼レンズ１７のレプリカレンズ
１８               複眼撮影光学系の光軸
１９               絞り
２０               遮光膜
２１               赤外カットフィルタ
２２               カラーフィルタ
２３               電気接続端子
２４               絞り１９の開口部
２６               複眼光学系によって結像された複数の物体像
Ts                 撮像素子１０の安定温度
ts                 撮像素子１０が安定温度になるまでの時間
t0                 撮像素子１０の電源が入った時間
t3                 撮像装置の温度が安定するまでの時間
tae                基板ガラス１２の温度が安定するまでの時間
tbe                基板ガラス１５の温度が安定するまでの時間
Ta1、Ta2、Ta3      基板ガラス１２の温度
Tb1、Tb2、Tb3      基板ガラス１５の温度
Ｌ１               複眼レンズ１４の光軸間隔
Ｌ２               複眼レンズ17の光軸間隔
５１               従来例の複眼撮影レンズ
５２               従来例の複数撮像領域
５３               従来例の撮像素子
５４               撮影光学系の結像位置
【図１】
2005176117.tif 000003
【図２】
2005176117.tif 000004
【図３】
2005176117.tif 000005
【図４】
2005176117.tif 000006
【図５】
2005176117.tif 000007
【図６】
2005176117.tif 000008
【図７】
2005176117.tif 000009
【図８】
2005176117.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005176117.tif 000012
【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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