(57)【要約】【課題】環境温度に依存して局所的な個眼光学系の結像性能が劣化することを抑制して高精度の撮像を可能にするレンズユニットを提供する。【解決手段】物体側に樹脂製の第１レンズアレイ２１と、像側に樹脂製の第２レンズアレイ２２とを含み、第１及び第２レンズアレイ２１，２２の間に挟まれて固定される金属製の中間絞り２５と、第１レンズアレイ２１の物体側に固定される金属製の前絞り２９と、第２レンズアレイの像側に固定される金属製の後絞り３０と、を備え、第１レンズアレイ２１と中間絞り２５との間の第１接着部２４ａのせん断接着強度は、第２レンズアレイ２２と中間絞り２５との間の第２接着部２４ｂのせん断接着強度より小さい、又は第２レンズアレイ２２と後絞り３０との間の第３接着部２６のせん断強度は、第１レンズアレイ２１と前絞り２９との間の第４接着部２７のせん断接着強度より小さい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の光電変換部に個眼像を結像する複数の個眼レンズが一体化されて形成された複数のレンズアレイを備える樹脂製のレンズユニットであって、
前記複数のレンズアレイとして、物体側に第１レンズアレイと、像側に第２レンズアレイとを含み、
前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとの間に挟まれて固定される金属製の中間遮光部材と、
前記第１レンズアレイの物体側に固定される金属製の第１遮光部材と、
前記第２レンズアレイの像側に固定される金属製の第２遮光部材と、
を備え、
前記第１レンズアレイと前記中間遮光部材との間の第１接着部のせん断接着強度は、前記第２レンズアレイと前記中間遮光部材との間の第２接着部のせん断接着強度より小さい、又は
前記第２レンズアレイと前記第２遮光部材との間の第３接着部のせん断強度は、前記第１レンズアレイと前記第１遮光部材との間の第４接着部のせん断接着強度より小さいことを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
前記第１接着部の前記せん断接着強度が前記第２接着部の前記せん断接着強度より小さい場合において、前記１接着部を形成する接着剤のヤング率は、前記第２接着部を形成する接着剤のヤング率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記第３接着部の前記せん断接着強度が前記第４接着部の前記せん断接着強度より小さい場合において、前記第３接着部を形成する接着剤のヤング率は、前記第４接着部を形成する接着剤のヤング率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記第１接着部の前記せん断接着強度が前記第２接着部の前記せん断接着強度より小さい場合において、前記第１接着部の接着面積は、前記第２接着部の接着面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記第３接着部の前記せん断接着強度が前記第４接着部の前記せん断接着強度より小さい場合において、前記第３接着部の接着面積は、前記第４接着部の接着面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記複数のレンズアレイは、２枚のレンズアレイで構成されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記第２遮光部材の像側に固定される金属製の第３遮光部材を備えることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載のレンズユニットと、
前記レンズユニットを格納するホルダーと、を備えることを特徴とする複眼光学系ユニット。
【請求項９】
請求項７に記載の複眼光学系ユニットと、
前記レンズユニットの像側に配置される撮像素子と、
を備えることを特徴とする複眼撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像素子は、温度上昇時に前記レンズユニット側に凹となるように反ることを特徴とする請求項９に記載の複眼撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光軸直交方向に複数の個眼レンズが形成されたレンズアレイを有するレンズユニット、これを備える複眼光学系ユニット、及び、これを組み込んだ複眼撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末の撮像光学系に対する低背化及び高性能化の要求が高くなっている。これらの要求に対して、複数の個眼光学系をアレイ状に配列した複眼撮像光学系を用いて複数の画像を撮影して１つの画像に再構成する、いわゆる超解像技術を用いた撮像装置が開発されている。このような撮像装置は、小型かつ薄型でありながら、複数の個眼光学系で得られた画像を再構成することで、複数の低解像の画像から高解像の画像を作り出すことができる。
【０００３】
ここで、個眼光学系は、性能確保のため一般に複数のレンズで構成される。このように、各個眼光学系が複数のレンズで構成される場合、製造の容易性を考慮すると、複数のレンズアレイを積層して接合した積層型の複眼撮像光学系を用いることになる。しかしながら、レンズアレイが樹脂材料で形成され、間挿された絞りや像側又は物体側に配置された絞りが金属で形成されている場合、接合の仕方によっては、積層型の複眼撮像光学系が置かれる環境温度の変化によって個々のレンズアレイに比較的大きな反りが発生する可能性があり、複数の個眼光学系のうち中心側のものと周辺側のものとで結像状態に差が生じる可能性がある。また、撮像装置のセンサー本体が基板に固定される構成の場合、センサー本体と基板の線膨張係数が異なるため、温度変化時にセンサー本体に反りが生じ、撮像面が湾曲する可能性があり、各個眼レンズのピント位置がレンズ側から見て一定であっても中心側と周辺側とでピントの実効的なずれが生じる可能性がある。
【０００４】
複数のレンズアレイを積層するものとして、例えば複数のレンズアレイをレンズに対応する位置に複数の開口が設けられた中間プレートを介して接合するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１は、複数のレンズアレイを接合した後に個別のレンズに個片化する技術に関するものであり、積層型の複眼撮像光学系の状態で使用することを前提とせず、したがって積層型の複眼撮像光学系やセンサーが温度変化によって反る傾向が生じる環境下で局所的な個眼光学系において結像性能が劣化するような状況を前提としていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２９８０８号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、環境温度に依存して局所的な個眼光学系の結像性能が劣化することを抑制して高精度の撮像を可能にするレンズユニットを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、上記レンズユニットを組み込んだ複眼光学系ユニット及び複眼撮像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズユニットは、撮像素子の光電変換部に個眼像を結像する複数の個眼レンズが一体化されて形成された複数のレンズアレイを備える樹脂製のレンズユニットであって、複数のレンズアレイとして、物体側に第１レンズアレイと、像側に第２レンズアレイとを含み、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの間に挟まれて固定される金属製の中間遮光部材と、第１レンズアレイの物体側に固定される金属製の第１遮光部材と、第２レンズアレイの像側に固定される金属製の第２遮光部材と、を備え、第１レンズアレイと中間遮光部材との間の第１接着部のせん断接着強度は、第２レンズアレイと中間遮光部材との間の第２接着部のせん断接着強度より小さい、又は第２レンズアレイと第２遮光部材との間の第３接着部のせん断強度は、第１レンズアレイと第１遮光部材との間の第４接着部のせん断接着強度より小さい。
【０００９】
上記レンズユニットによれば、第１又は第２レンズアレイの像側の第１又は第２接着部のせん断強度が相対的に小さくなり、常温時を基準として高温変化時には像側に凸の状態でレンズユニットが反る傾向が生じる。すなわち、前者のせん断強度の差によって温度上昇に伴って第１レンズアレイが湾曲することに起因してレンズユニット全体が像側に凸となるように反り、後者のせん断強度の差によって温度上昇に伴って第２レンズアレイが湾曲することに起因してレンズユニット全体が像側に凸となるように反る力を受ける。このように、せん断強度の差でレンズユニットに反りを与える応力が変化することを利用すれば、温度上昇に伴って周辺部で後ピン化する現象を相殺することができる。つまり、温度上昇時に周辺部で後ピン化が生じて各個眼レンズのピント位置がずれても、レンズアレイと遮光部材との接着バランスをコントロールすることでピントずれを補償するようにレンズユニットを反らす応力を生じさせることにより、ピントを適正に調整することができる。温度上昇時にレンズユニットの周辺部で後ピン化が生じる例としては、第２レンズアレイの像側に２枚の遮光部材を接着することで不均衡が生じる場合や、撮像素子自体が温度変化で反る場合等がある。
【００１０】
本発明の具体的な観点又は側面では、上記レンズユニットにおいて、第１接着部のせん断接着強度が第２接着部のせん断接着強度より小さい場合において、第１接着部を形成する接着剤のヤング率は、第２接着部を形成する接着剤のヤング率よりも小さい。ここで、ヤング率は、接着剤の材質としての物性値である。この場合、適切な接着剤の選択により、温度上昇等における第１レンズアレイの湾曲傾向を利用して上述したレンズユニットの周辺部のピントずれを相殺することができる。
【００１１】
本発明の別の側面では、第３接着部のせん断接着強度が第４接着部のせん断接着強度より小さい場合において、第３接着部を形成する接着剤のヤング率は、第４接着部を形成する接着剤のヤング率よりも小さい。この場合、適切な接着剤の選択により、温度上昇等における第２レンズアレイの湾曲傾向を利用して上述したレンズユニットの周辺部のピントずれを相殺することができる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、第１接着部のせん断接着強度が第２接着部のせん断接着強度より小さい場合において、第１接着部の接着面積は、第２接着部の接着面積よりも小さい。この場合、温度上昇等における第１レンズアレイの湾曲傾向を利用して上述したレンズユニットの周辺部のピントずれを相殺することができる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、第３接着部のせん断接着強度が第４接着部のせん断接着強度より小さい場合において、第３接着部の接着面積は、第４接着部の接着面積よりも小さい。この場合、温度上昇等における第２レンズアレイの湾曲傾向を利用して上述したレンズユニットの周辺部のピントずれを相殺することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、複数のレンズアレイは、２枚のレンズアレイで構成される。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、第２遮光部材の像側に固定される金属製の第３遮光部材を備える。この場合、温度変化時にレンズユニットが反りやすく、特に温度上昇時には周辺部で後ピン化が生じやすくなるが、上述のようにレンズアレイと遮光部材との間の接着バランスをコントロールすることにより、温度変化時の各個眼レンズのピントずれを中央と周辺とでバランスさせることができる。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に係る複眼光学系ユニットは、上述したレンズユニットと、レンズユニットを格納するホルダーと、を備える。
【００１７】
上記複眼光学系ユニットによれば、温度上昇時にレンズユニットの周辺部で後ピン化が生じやすくなるが、レンズアレイと遮光部材との接着バランスをコントロールすることでピントずれを中央と周辺とでバランスさせることができる。これにより、温度変化によるピントずれが抑制された複眼光学系ユニットとなる。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係る複眼撮像装置は、上述した複眼光学系ユニットと、レンズユニットの像側に配置される撮像素子と、を備える。
【００１９】
上記複眼撮像装置によれば、温度上昇時にレンズユニットの周辺部で後ピン化が生じやすくなるが、レンズアレイと遮光部材との接着バランスをコントロールすることでピントずれを中央と周辺とでバランスさせることができる。これにより、温度変化によるピントずれが抑制された複眼撮像装置となる。
【００２０】
本発明の別の側面では、上記複眼撮像装置において、撮像素子は、温度上昇時にレンズユニット側に凹となるように反る。この場合、上述のレンズユニットの湾曲傾向を利用して、温度変化時の各個眼レンズのピントずれを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）は、本発明の第１実施形態の複眼撮像装置を構成する複眼撮像光学系の平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す複眼光学系ユニットの側方断面図である。
【図２】複眼光学系ユニットの構造を説明する分解斜視図である。
【図３】（Ａ）は、第１レンズアレイの平面図（裏面図）であり、（Ｂ）は、第２レンズアレイの平面図（表面図）である。
【図４】中間絞りの平面図（表面図）である。
【図５】前絞りの平面図（裏面図）である。
【図６】（Ａ）は、第１後絞りの平面図（表面図）であり、（Ｂ）は、第２後絞りの平面図（表面図）である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、温度変化時のレンズアレイ等の湾曲状態を説明する図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は、温度変化時のレンズアレイ等の湾曲状態を説明する図である。
【図９】図１の撮像装置を搭載した複眼撮像システムを説明する図である。
【図１０】（Ａ）は、第２実施形態の第１接着部等を説明する平面図（裏面図）であり、（Ｂ）は、第２接着部等を説明する平面図（表面図）である。
【図１１】第４実施形態の複眼光学系ユニットの側方断面図である。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は、温度変化時の撮像素子等の湾曲状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ本発明に係るレンズユニット及び複眼撮像装置の具体的な実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１（Ａ）等に示す複眼撮像装置１００は、複数の撮像レンズ（すなわち複数の個眼光学系２０ｓ）を用いて複数の画像を撮影するためのものである。なお、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す平面図のうちＡＡ矢視断面を示すものである。複眼撮像装置１００は、矩形状の外形を有し、レンズユニット７０と、フィルター４０と、センサー部５０（図１（Ｂ）において破線で図示）と、ホルダー６０とを有する。これらのうち、レンズユニット７０及びフィルター４０が、ホルダー６０に格納されることによって、複眼光学系ユニット２００が構成される。なお、本実施形態の説明では、矩形状の外形には、長方形のほか正方形も含むものとする。また、図１中の図１（Ｂ）以外の図や、図２等においては、複眼撮像装置１００のうち複眼光学系ユニット２００の部分について示し、センサー部５０は省略している。
【００２４】
レンズユニット７０は、レンズアレイ積層体２０と、前絞り２９（第１遮光部材）と、後絞り３０とを有する。レンズユニット７０のうちレンズアレイ積層体２０は、複数の被写体像を形成するものである。レンズアレイ積層体２０は、例えば図２に示すように、第１レンズアレイ２１と、第２レンズアレイ２２と、板状の中間絞り２５（中間遮光部材）とを有する。これらのレンズアレイ２１，２２や中間絞り２５は、光軸ＡＸ（図１（Ｂ）参照）方向に積層されている。レンズアレイ積層体２０は、複数の被写体像をセンサー部５０に設けた複数の撮像面（被投影面）上に個眼像として個別に結像させる機能を有する。なお、本実施形態において、レンズアレイ積層体２０自体を複眼光学系と呼ぶ場合もある。また、レンズアレイ積層体２０全体を単にレンズアレイと呼ぶ場合もある。
【００２５】
レンズアレイ積層体２０のうち第１レンズアレイ２１は、最も物体側に配置される。第１レンズアレイ２１は、光軸ＡＸに垂直な方向に２次元的に配列された複数の第１個眼レンズ１２１を連結した樹脂成形品であり、矩形状の外形を有する。第１レンズアレイ２１は、例えばポリカーボネート又はアクリル等で形成されている。図示の例では、第１個眼レンズ１２１は、４行４列のマトリックス状に並べられて計１６個存在する。各第１個眼レンズ１２１は、第１レンズ本体部２１ａと第１フランジ部２１ｂとを有する。隣接する第１個眼レンズ１２１は、第１フランジ部２１ｂを介して連結され一体化されている。これらの全ての第１フランジ部２１ｂを合わせた部分は、第１レンズ本体部２１ａを支持する支持体２１ｙとなっている。支持体２１ｙは、平板状でＸＹ面に平行に延びる。第１レンズ本体部２１ａは、物体側が凸形状の非球面である第１光学面２１ｃと、像側が凹形状の非球面である第２光学面２１ｄとを有する。
【００２６】
第２レンズアレイ２２は、第１レンズアレイ２１の像側に配置される。第２レンズアレイ２２は、第１レンズアレイ２１と同様に、光軸ＡＸに垂直な方向に２次元的に配列され複数の第２個眼レンズ１２２を連結した樹脂成形品であり、矩形状の外形を有する。第２レンズアレイ２２は、第１レンズアレイ２１と同様に、例えばポリカーボネート又はアクリル等で形成されている。第２個眼レンズ１２２は、４行４列のマトリックス状に並べられて計１６個存在する。各第２個眼レンズ１２２は、第２レンズ本体部２２ａと第２フランジ部２２ｂとを有する。隣接する第２個眼レンズ１２２は、第２フランジ部２２ｂを介して連結され一体化されている。これらの全ての第２フランジ部２２ｂを合わせた部分は、第２レンズ本体部２２ａを支持する支持体２２ｙとなっている。支持体２２ｙは、平板状でＸＹ面に平行に延びる。第２レンズ本体部２２ａは、物体側が凹形状の非球面である第３光学面２２ｃと、像側が凸形状の非球面である第４光学面２２ｄとを有する。
【００２７】
第１レンズアレイ２１を構成する１つの第１個眼レンズ１２１と、第２レンズアレイ２２側において同一の光軸ＡＸ上に配置されている第２個眼レンズ１２２とは、単独で物体像を形成する１つの撮像レンズ、つまり単独で撮像を可能にする個眼光学系２０ｓとして機能する。つまり、光軸ＡＸ方向に隣接し対向する一対の個眼レンズ１２１，１２２は、個眼光学系２０ｓとして機能する。レンズアレイ積層体２０全体では、格子点上に配置された４×４個の個眼光学系２０ｓが存在する。
【００２８】
第１及び第２レンズアレイ２１，２２は、樹脂製の一体成形品であり、例えば金型による射出成形や、金型若しくは樹脂型等によるプレス成形又はキャスト成形によって成形される。
【００２９】
第１レンズアレイ２１と第２レンズアレイ２２とは、中間絞り２５と中間接着部２４とを介して積層されている。中間接着部２４は、第１レンズアレイ２１側の第１フランジ部２１ｂの領域に設けられる第１接着部２４ａと、第２レンズアレイ２２側の第２フランジ部２２ｂの領域に設けられる第２接着部２４ｂとで構成され、第１及び第２接着部２４ａ，２４ｂ間に中間絞り２５を挟んでいる。中間接着部２４は、例えば吸収による遮光性を有する光硬化性樹脂によって形成される。吸収による遮光性を確保する目的で、例えば黒色の無機顔料や有機顔料等が光硬化性樹脂に添加される。
【００３０】
第１接着部２４ａは、中間絞り２５の物体側において、第１レンズアレイ２１内の各第１個眼レンズ１２１を構成する第１レンズ本体部２１ａと、これに隣接する第１レンズ本体部２１ａとの間、つまり第１フランジ部２１ｂの領域に設けられている。
【００３１】
具体的には、図３（Ａ）に示すように、第１接着部２４ａは、複数の第１個眼レンズ１２１間に延びる格子状の部分に対応して、格子状に広がっている。ただし、図４に示すように、第１接着部２４ａは、中間絞り２５において外枠に相当する矩形の外周領域２５ｒには広がっていない。つまり、中央側の非周辺領域ＮＰに配置されている第１レンズ本体部２１ａの場合、第１接着部２４ａの一部である枠状の接着領域ＮＰａによって光軸ＡＸに垂直な横方向に関して周囲から囲まれている。一方、周辺側、すなわち非周辺領域ＮＰ以外に配置されている第１レンズ本体部２１ａの場合、第１接着部２４ａによって二方向又は三方向を囲まれているが、部分的に開放された状態となっている。
【００３２】
また、第２接着部２４ｂは、中間絞り２５の像側において、第２レンズアレイ２２内の各第２個眼レンズ１２２を構成する第２レンズ本体部２２ａと、これに隣接する第２レンズ本体部２２ａとの間、つまり第２フランジ部２２ｂの領域に設けられている。
【００３３】
具体的には、図３（Ｂ）に示すように、第２接着部２４ｂは、複数の個眼レンズ１２２間に延びる格子状の部分に対応して、格子状に広がっている。ただし、第２接着部２４ｂは、第１接着部２４ａと同様に、中間絞り２５の外周領域２５ｒには広がっていない。つまり、中央側の非周辺領域ＮＰに配置されている第２レンズ本体部２２ａの場合、第２接着部２４ｂの一部である枠状の接着領域ＮＰａによって光軸ＡＸに垂直な横方向に関して周囲から囲まれている。一方、周辺側、すなわち非周辺領域ＮＰ外に配置されている第２レンズ本体部２２ａの場合、第２接着部２４ｂによって二方向又は三方向から囲まれているが、部分的に開放された状態となっている。このように、第１接着部２４ａと第２接着部２４ｂとは、光軸ＡＸ方向に投影して見たとき、同じ形状パターンとなっていることが好ましい。なお、本実施形態において、第１接着部２４ａの接着面積は、第２接着部２４ｂの接着面積と略同じとなっている。
【００３４】
中間絞り２５は、矩形で板状の絞り部材（絞り板）であり、中間接着部２４の第１及び第２接着部２４ａ，２４ｂを介して第１及び第２レンズアレイ２１，２２に接合されている。例えば図２及び図４に示すように、中間絞り２５において、第１及び第２レンズアレイ２１，２２の第１及び第２レンズ本体部２１ａ，２２ａに対応する位置には円形の開口部２５ａが形成されている。中間絞り２５は、金属からなる板状部材であって、表面を黒色又は暗色に塗装又は表面処理されたものが用いられる。
【００３５】
図１（Ｂ）及び図２等に示すように、ホルダー６０は、黒色の樹脂で形成され、天面部６１と側壁部６２とを備えた部材であり、全体として升状又は箱状の外形を有する。ホルダー６０には、複数の段部を有する凹部６０ａが形成されている。また、ホルダー６０には、レンズアレイ積層体２０の複数の光学面に対応する格子点位置に円形の開口部６０ｂが形成されている。ホルダー６０は、遮光性の樹脂、例えば黒色顔料等の着色剤を含むアクリル、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等で形成されている。
【００３６】
図１（Ｂ）及び図２等に示すように、前絞り２９は、ホルダー６０とレンズアレイ積層体２０との間に設けられる矩形状の板状部材である。前絞り２９には、第１及び第２レンズアレイ２１，２２の第１及び第２レンズ本体部２１ａ，２２ａに対応する位置において円形の開口部２９ａが形成されている。
【００３７】
図１（Ｂ）及び図５に示すように、第１レンズアレイ２１と前絞り２９とは、第４接着部２７を介して積層されている。第４接着部２７は、中間接着部２４と同様のものを用いることができる。
【００３８】
図５に示すように、第４接着部２７は、最も外側の第１個眼レンズ１２１の周囲を囲むように枠状に広がっている。第４接着部２７は、第１個眼レンズ１２１を配置した内側の領域には広がっていない。換言すれば、第４接着部２７は、前絞り２９において外枠に相当する矩形の外周領域２９ｒに広がっている。
【００３９】
図１（Ｂ）及び図２等に示すように、後絞り３０は、第１後絞り３１（第２遮光部材）と、第２後絞り３２（第３遮光部材）とで構成されている。第１及び第２後絞り３１，３２は、レンズアレイ積層体２０とフィルター４０との間に設けられる矩形状の板状部材である。後絞り３０のうち第１後絞り３１は物体側に設けられ、第２後絞り３２は像側に設けられている。すなわち、第２後絞り３２は、各絞り２９，２５，３１，３２のうち最も像側に位置する像側絞りである。
【００４０】
図２及び図６（Ａ）に示すように、後絞り３０のうち、前段の第１後絞り３１では、第１及び第２レンズアレイ２１，２２の第１及び第２レンズ本体部２１ａ，２２ａに対応する位置において、レンズの形状に合わせて円形の開口部３１ａが形成されている。
【００４１】
図２及び図６（Ｂ）に示すように、一方、後絞り３０のうち、後段の第２後絞り３２では、第１及び第２レンズアレイ２１，２２の第１及び第２レンズ本体部２１ａ，２２ａに対応する位置において、センサー部５０（図１（Ｂ）参照）に合わせて矩形状の開口部３２ａが形成されている。
【００４２】
後絞り３０を構成する第１及び第２後絞り３１，３２の材質は、中間絞り２５と同様のものを用いることができる。第１及び第２後絞り３１，３２は、各個眼光学系２０ｓの視野絞り的な機能を有するとともに、センサー部５０へ入射する迷光を遮断する。ここで、本実施形態では、特に、像側絞りである第２後絞り３２は、光軸ＡＸ（図１（Ｂ）参照）に垂直な方向について第２レンズアレイ２２（あるいは第２レンズアレイ２２を含むレンズアレイ積層体２０）よりも大きく延びて形成される鍔状部ＳＧを有している。第２後絞り３２は、鍔状部ＳＧにおいて第２レンズアレイ２２に接着されるものとなっている。
【００４３】
第２レンズアレイ２２と後絞り３０とは、第３接着部２６を介して積層されている。具体的には、第３接着部２６は、第２レンズアレイ２２と第１後絞り３１との間に設けられる第３前接着部２６ａと、第２レンズアレイ２２と第２後絞り３２との間に設けられる第３後接着部２６ｂとで構成される。第３接着部２６は、中間接着部２４と同様のものを用いることができる。
【００４４】
図６（Ａ）及び６（Ｂ）に示すように、第３前接着部２６ａ及び第３後接着部２６ｂは、最も外側の第２個眼レンズ１２２の周囲を囲むように枠状に広がっている。第３前接着部２６ａ及び第３後接着部２６ｂは、第２個眼レンズ１２２を配置した内側の領域には広がっていない。換言すれば、第３前接着部２６ａ及び第３後接着部２６ｂは、第１及び第２後絞り３１，３２において外枠に相当する矩形の外周領域３１ｒ，３２ｒにそれぞれ広がっている。
【００４５】
なお、本実施形態において、第２レンズアレイ２２と後絞り３０との間の第３接着部２６のせん断強度は、第１レンズアレイ２１と前絞り２９との間の第４接着部２７のせん断強度と略同じとなっている。
【００４６】
フィルター４０は、矩形の板状部材であり、後絞り３０とセンサー部５０との間に設けられている。フィルター４０は、例えば赤外線を反射させる機能を有するＩＲカットフィルター（赤外線カットフィルター）である。フィルター４０は、第２レンズアレイ２２ではなく、ホルダー６０の外枠の一部又は全体に固定される。
【００４７】
なお、図１（Ｂ）に示すセンサー部５０は、撮像素子であり、レンズアレイ積層体２０を構成する各個眼光学系２０ｓによって形成された複数の被写体像を個別に検出する撮像部（不図示）を有する。センサー部５０は、第２レンズアレイ２２ではなく、ホルダー６０の外枠の一部又は全体に固定される。撮像部を構成するセンサー領域５１に設けられた光電変換部（不図示）は、ＣＣＤやＣＭＯＳからなり、入射光を光電変換し、そのアナログ信号を出力する。センサー素子又は光電変換部の表面は、撮像面（被投影面）となっている。センサー部５０は、表側において例えばカバーガラスで覆われ、裏側において不図示の配線基板によって固定されている。この配線基板は、外部回路から撮像部を駆動するための電圧や信号の供給を受けたり、検出信号を上記外部回路へ出力したりする。なお、本実施形態のセンサー部５０は、後述する第４実施形態の場合とは異なり、温度変化時に湾曲変形しないものを用いている。
【００４８】
以下、第１及び第２レンズアレイ２１，２２と、各絞り２５，２９，３１，３２との間の接着バランスについて説明する。
【００４９】
一般的に、図７（Ａ）に示すように、プラスチック製のレンズアレイＬ１と金属製の絞りＴ１とは接着剤で固定される。これらを格子状やレンズアレイＬ１の全周に沿った枠状に接着すると、レンズアレイＬ１と絞りＴ１とは比較的強く拘束される。この状態で温度変化させると、レンズアレイＬ１と絞りＴ１との膨張量及び収縮量が異なることに起因して、高温時には、図７（Ｂ）に示すように、レンズアレイＬ１が絞りＴ１より伸びて絞りＴ１が接着されていない面に凸に湾曲変形する。一方、低温時には、図７（Ｃ）に示すように、レンズアレイＬ１が絞りＴ１より縮んで絞りＴ１が接着されている面に凸に湾曲変形する。レンズアレイＬ１と絞りＴ１とを接着させる接着部を形成する接着剤を格子状又は枠状ではなく、点状に接着すると、絞りＴ１のみが変形することでレンズアレイＬ１の反りは小さくなるが、接着強度が弱くなり、レンズユニットの落下衝撃に耐えにくくなる。そのため、上述の通り格子状や枠状のように接着面積を大きくする必要がある。ここで、図７（Ｄ）に示すように、レンズアレイＬ１の両面に絞りＴ１，Ｔ２を接着し、接着による拘束状態が同等であれば、高温又は低温になっても接着強度のバランスがとれてレンズアレイは反らないが、この場合であっても、いずれかの絞りＴ１，Ｔ２との接着強度が弱いと接着強度のバランスが崩れ、レンズアレイＬ１が反ることとなる。さらに、図８（Ａ）に示すように、２枚のレンズアレイＬ１，Ｌ２の間に中間絞りＴ３を設けたレンズアレイ積層体ＬＬの場合、レンズアレイＬ１と中間絞りＴ３との間の接着強度が他より相対的に弱いと、図８（Ｂ）に示すように、例えば高温時にレンズアレイＬ１が像側に凸になるように反り、この反りを与える応力の影響で他方のレンズアレイＬ２も像側に反る。結果的に、レンズアレイ積層体ＬＬは全体的に像側に凸に湾曲変形する。この場合、レンズアレイ積層体ＬＬの周辺部で前ピン化の状態となる。また、レンズアレイＬ２と外側の絞りＴ１との間の接着強度が他より相対的に弱い場合も同様に、例えば高温時にレンズアレイＬ２が像側に凸になるように反り、その影響で他方のレンズアレイＬ１も像側に反る。結果的に、レンズアレイ積層体ＬＬは全体的に像側に凸に湾曲変形する。
【００５０】
接合したレンズアレイＬ１，Ｌ２により個々の個眼レンズＭ１，Ｍ２が対応するセンサー面Ｕに結像して所望の画像が得られるが、個眼レンズＭ１，Ｍ２を近接させて小型化する場合、ある個眼レンズＭ１，Ｍ２を通過した光線が隣のセンサー面Ｕに達すると、ゴースト像になる等の悪影響があり、個眼レンズＭ１，Ｍ２を通過した後の光線を個眼レンズＭ１，Ｍ２毎に区切る必要がある。そのため、図８（Ｃ）に示すように、像側の絞りＴ１，Ｔ４（図１（Ｂ）では後絞り３０）を設ける必要がある。この場合、板状部材で効率良く光線を区切るには、個眼レンズＭ２の直後とセンサー近傍との２か所で光束をカットすることが好ましい。そのため、本実施形態では、図１（Ｂ）を示して既に説明したように、後絞り３０を２枚設けている。また、有害光のみカットし、結像に寄与する光線をカットしないため、個眼レンズＭ１，Ｍ２と絞りＴ１，Ｔ４との位置を精度良く決める必要があり、絞りＴ１，Ｔ４はレンズアレイに直接接着する必要がある。２枚のレンズアレイＬ１，Ｌ２及び中間絞りＴ３で構成されるレンズアレイ積層体ＬＬに対して、１枚の物体側の絞りＴ２（図１（Ｂ）では前絞り２９）及び２枚の像側の絞りＴ１，Ｔ４（後絞り３０）が接着されると、温度変化時に像側の絞りＴ１，Ｔ４側のせん断強度が大きくなり、図８（Ｄ）に示すように、例えば高温時には絞りＴ２側に反り、各個眼レンズＭ１，Ｍ２のピント面は湾曲した面となる。つまり、レンズアレイ積層体ＬＬの周辺部で後ピン化の状態となる。本実施形態のレンズユニット７０のように、他の部位（本実施形態では、レンズアレイ２１，２２と中間絞り２５）で第１及び第２接着部２４ａ，２４ｂの接着強度をレンズユニットの周辺部のピントずれが相殺するように異ならせることで、温度変化時におけるレンズユニット７０の反りを解消して平坦となり、ピントずれをキャンセルすることができる。これにより、温度変化時に湾曲しないセンサー部５０と組み合わせても、第１及び第２個眼レンズ１２１，１２２間のピント変動を抑制することができる。
【００５１】
本実施形態のレンズユニット７０において、第１レンズアレイ２１と中間絞り２５との間の第１接着部２４ａのせん断接着強度は、第２レンズアレイ２２と中間絞り２５との間の第２接着部２４ｂのせん断接着強度より小さくなっている。このように、各レンズアレイ２１，２２と中間絞り２５との間のせん断強度の差によって、レンズユニット７０全体の反り具合を変化させる。ここで、せん断強度を直接測定することは困難であるため、レンズユニット７０の反り具合によってせん断強度を評価している。つまり、レンズユニット７０の反り具合を反映した指標で見積もることによりせん断強度の大小関係を知ることができる。本実施形態において、第１接着部２４ａと第２接着部２４ｂとのせん断強度の差は、第１及び第２接着部２４ａ，２４ｂを構成する接着剤のヤング率の差によって発生させている。具体的には、第１接着部２４ａを形成する接着剤のヤング率は、第２接着部を形成する接着剤のヤング率よりも小さくなっている。ここで、ヤング率は、接着剤の材質としての物性値である。適切な接着剤の選択により、温度変化時における第１レンズアレイ２１の湾曲に起因するレンズユニット７０の反り具合を調整することができる。
【００５２】
以下、図９を参照しつつ、複眼撮像装置１００を搭載した複眼撮像システム３００について説明する。
【００５３】
複眼撮像システム３００は、複眼撮像装置１００と、駆動処理部８１と、ディスプレイ８３とを有する。ここで、駆動処理部８１には、複眼撮像装置１００のセンサー部５０に設けた各センサー領域５１（図１（Ｂ）参照）からの電気信号が入力される。この電気信号は、各センサー領域５１上に形成された各画像に対応するものとなっている。駆動処理部８１は、入力された信号を所定の処理プログラムに基づいて処理することによって各画像を１つの画像に再構成し、ディスプレイ８３へ再構成された１つの画像を出力する。なお、ディスプレイ８３ではなく、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等へ接続し、再構成された画像データを出力してもよい。
【００５４】
以下、ホルダー６０にレンズアレイ積層体２０を組み付ける手順の一例を説明する。ここでは、第１及び第２レンズアレイ２１，２２間の第１及び第２接着部２４ａ，２４ｂを形成するための接着剤がＵＶ硬化性のものであり、第１レンズアレイ２１及び前絞り２９間の第４接着部２７、第２レンズアレイ２２及び後絞り３０間の第３接着部２６が熱硬化性の接着剤であるとする。まず、第１レンズアレイ２１及び第２レンズアレイ２２間に中間絞り２５を挟んで接着することによりレンズアレイ積層体２０を形成する。具体的には、第１レンズアレイ２１の像側面の第１個眼レンズ１２１間領域（図３（Ａ）の格子参照）に格子パターン状にＵＶ硬化性の接着剤を塗布し、その上に中間絞り２５を位置決めして配置する。次に、中間絞り２５の開口部２５ａ間に延在する開口間領域（図３（Ｂ）の格子参照）に格子パターン状にＵＶ硬化性接着剤を塗布し、その上に第２レンズアレイ２２を位置決めして配置する。その後、第１及び第２レンズアレイ２１，２２の相対的な配置関係を保って、第１レンズアレイ２１の物体側と第２レンズアレイ２２の像側よりＵＶ光を照射し第１及び第２接着部２４ａ，２４ｂを硬化させて第１及び第２レンズアレイ２１，２２間の接着を行う。これにより、レンズアレイ積層体２０が作製される。ここで、第１接着部２４ａの接着剤のヤング率は、第２接着部２４ｂの接着剤のヤング率よりも小さいものを用いている。次に、レンズアレイ積層体２０に前絞り２９及び後絞り３０を接着することによりレンズユニット７０を形成する。具体的には、第１レンズアレイ２１の物体側面の最も外側の第１個眼レンズ１２１の周囲に枠状に熱硬化性の接着剤を塗布し、その上に前絞り２９を位置決めして配置する（図５参照）。次に、第２レンズアレイ２１の像側面の最も外側の第２個眼レンズ１２２の周囲に枠状に熱硬化性の接着剤を塗布し、その上に第１後絞り３１及び第２後絞り３２をそれぞれ位置決めして配置する（図６（Ａ）及び６（Ｂ）参照）。その後、各部材２０，２９，３１，３２の相対的な配置関係を保って、加熱することで第３及び第４接着部２６，２７を硬化させてレンズアレイ積層体２０と各絞り２９，３１，３２との間の接着を行う。これにより、レンズユニット７０が作製される。次に、レンズユニット７０の物体側面を下に向けた状態に維持するとともに、天地を逆にしたホルダー６０に対して、レンズユニット７０の物体側面の外周部に対応するホルダー６０の天面部６１に熱硬化性の接着剤を塗布した後、両者を当接させて加熱することで接着を行う。次に、フィルター４０をホルダー６０に接着する。その後、ホルダー６０の側壁部６２の下端にセンサー部５０を嵌め込み、アライメントした状態で適所に接着剤を供給し光又は熱によって硬化させる。つまり、接着剤を硬化させた接着部によってセンサー部５０をホルダー６０に固定する。
【００５５】
本実施形態のレンズユニット及び複眼撮像装置１００によれば、第１レンズアレイ２１の像側の第１接着部２４ａのせん断強度が相対的に小さくなり、常温時を基準として高温変化時には像側に凸の状態で、レンズユニットが反る傾向が生じることとなる。このせん断強度の差によって温度上昇に伴って第１レンズアレイ２１が湾曲することに起因してレンズユニット７０全体が像側に凸となるように反り、このように、せん断強度の差でレンズユニット７０に反りを与える応力が変化することを利用すれば、温度上昇に伴って周辺部で後ピン化する現象を相殺することができる。つまり、温度上昇時にレンズユニット７０の周辺部で後ピン化が生じて各個眼レンズ１２１，１２２のピント位置がずれても、レンズアレイと遮光部材との接着バランスをコントロールすることでピントずれを補償するようにレンズアレイを反らす応力を生じさせることにより、ピントを適正に調整することができる。
【００５６】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態のレンズユニット等について説明する。第２実施形態のレンズユニット等は、第１実施形態のレンズユニット等を部分的に変更したものであり、特に説明しない事項は、第１実施形態のレンズユニット等と同様である。
【００５７】
本実施形態において、第１レンズアレイ２１と中間絞り２５との間の第１接着部２４ａと、第２レンズアレイ２２と中間絞り２５との間の第２接着部２４ｂのせん断強度の差を、第１及び第２接着部２４ａ，２４ｂ間の接着面積の差によって発生させる。具体的には、図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）に示すように、第１接着部２４ａの接着面積は、第２接着部２４ｂの接着面積よりも小さくなっている。これにより、温度変化時における第１レンズアレイ２１の湾曲傾向を利用してレンズユニット７０の周辺部でのピントずれを相殺することができる。なお、第１接着部２４ａの接着面積は、第２接着部２４ｂの接着面積の１／２以下であることが好ましい。
【００５８】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態のレンズユニット等について説明する。第３実施形態のレンズユニット等は、第１又は第２実施形態のレンズユニット等を部分的に変更したものであり、特に説明しない事項は、第１又は第２実施形態のレンズユニット等と同様である。
【００５９】
本実施形態において、第２レンズアレイ２２と後絞り３０との間の第３接着部２６のせん断強度は、第１レンズアレイ２１と前絞り２９との間の第４接着部２７のせん断強度より小さくなっている。ここで、後絞り３０が２枚で構成される場合、第３接着部２６のせん断強度は、第３前接着部２６ａ及び第３後接着部２６ｂの両方のせん断強度の影響を受けて、後絞り３０が１枚で構成される場合の第３接着部のせん断強度よりも大きくなる。第２レンズアレイ２２の像側の第３接着部２６のせん断強度が小さくなり、例えば高温変化時には像側に凸の状態でレンズユニットが反る傾向が生じる。すなわち、このせん断強度の差によって温度上昇に伴って第２レンズアレイ２２の湾曲することに起因してレンズユニット全体が像側に凸となるように反る。せん断強度の差は、例えば第１実施形態のように接着部のヤング率の差によって発生させる。具体的には、第３接着部２６を構成する接着剤のヤング率は、第４接着部２７を構成する接着剤のヤング率よりも小さくなっている。これにより、適切な接着剤の選択により、温度変化時における第２レンズアレイ２２の湾曲傾向を利用してレンズユニット７０の周辺部でのピントずれを相殺することができる。なお、第２実施形態のように、せん断強度の差を接着部の接着面積の差によって発生させてもよい。具体的には、第３接着部２６の接着面積を、第４接着部２７の接着面積よりも小さくする。なお、第３接着部２６の接着面積は、第４接着部２７の接着面積の１／２以下であることが好ましい。第３接着部２６のせん断接着強度は、第３前接着部２６ａ及び第３後接着部２６ｂのうち一方のみを調整することで設定するようにしてもよい。
【００６０】
なお、本実施形態において、第１レンズアレイ２１と中間絞り２５との間の第１接着部２４ａのせん断強度は、第２レンズアレイ２２と中間絞り２５との間の第２接着部２４ｂのせん断強度と略同じとなっている。
【００６１】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態のレンズユニット等について説明する。第４実施形態のレンズユニット等は、第１〜第３実施形態のレンズユニット等を部分的に変更したものであり、特に説明しない事項は、第１〜第３実施形態のレンズユニット等と同様である。
【００６２】
図１１に示すように、本実施形態において、撮像素子であるセンサー部５０は、温度変化時に湾曲変形するものを用いている。つまり、本実施形態のセンサー部５０は、例えば温度上昇時において、光軸ＡＸ方向に変位するように撓み、光軸ＡＸに垂直な方向の任意の断面で、物体側で凹となるように湾曲する。よって、レンズユニット７０は、温度上昇時に像側に凸の状態で反るように応力が生じるように第１及び第２レンズアレイ２１，２２と第１〜第４接着部２４ａ，２４ｂ，２６，２７との接着バランスがコントロールされている。レンズユニット７０は、第１及び第２実施形態のように、第１及び第２接着部２４ａ，２４ｂのせん断強度に差を設けてもよいし、第３実施形態のように、第３及び第４接着部２６，２７のせん断強度に差を設けてもよい。なお、図１１の例では、後絞り３０は、第２後絞りを有さず、１枚の第１後絞り３１のみで構成されているが、上述したように、後絞り３０を２枚の絞り部材で構成してもよい。
【００６３】
図１２（Ａ）に示すように、コスト的に安価なＣＯＢ（Chip on board）基板を用いた撮像装置ではセンサーＳＮと基板ＳＴとが接着により固定される。一般に、センサーＳＮにはシリコン、基板ＳＴにはガラスエポキシ等が用いられる。基板ＳＴの線膨張係数は、シリコンより大きいため、高温になると図１２（Ｂ）のように基板ＳＴ側に凸の状態で反る傾向が生じる。この場合、レンズアレイＬ２の個眼レンズＭ２のピントが一定の面であると、個眼レンズＭ２とセンサー面Ｕとの間の距離が中央側の個眼レンズＭ２と周辺側の個眼レンズＭ２とで異なり、例えば中央側の個眼レンズＭ２にピントを合わせると周辺側の個眼レンズＭ２のピントがずれる。センサーＳＮは、例えば高温時に基板ＳＴ側に凸の状態で反る。つまり、レンズアレイ積層体ＬＬの周辺部で後ピン化の状態となる。そのため、レンズアレイＬ１，Ｌ２と絞りＴ１〜Ｔ４との接着によるせん断強度をレンズユニットの周辺部のピントずれが相殺するように調整することにより、温度変化時のピントずれをキャンセルすることができる。
【００６４】
以上、実施形態や実施例に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。例えば、個眼光学系２０ｓの配列は、４×４個に限らず、３×３個又は５×５個以上とすることができる。また、個眼光学系２０ｓを矩形格子点に配列するものに限らず、様々な配列パターンとすることができる。
【００６５】
上記実施形態において、後絞り３０を２枚で構成したが、温度変化時にレンズユニット７０の反りが発生する現象は、金属製の絞りの強度が強い場合にも同様に起こる。例えば、絞りの強度が強い状態としては、例えば後絞り３０が１枚であっても分厚い場合等である。
【００６６】
上記実施形態において、温度変化時にレンズユニット７０又はセンサー部５０（撮像素子）が湾曲変形する場合について説明したが、レンズユニット７０及びセンサー部５０の両方が湾曲変形してもよい。この場合、各接着部２４ａ，２４ｂ，２６，２７のせん断強度の差をピントずれを補償するようにレンズユニットを反らす応力を生じさせるように調整する。
【００６７】
上記実施形態において、第３及び第４接着部２６，２７のパターンを枠状としたが、他のパターンに変更してもよい。
【００６８】
上記実施形態において、レンズアレイ積層体２０は、３つ重ねたレンズアレイの間に中間絞り（絞り板）を挿入して接合した構造としてもよい。
【００６９】
上記実施形態において、レンズアレイ積層体２０を構成する各個眼光学系２０ｓが同じ視野の撮像を行う超解像タイプとしたが、各個眼光学系２０ｓが異なる視野の撮像を行う視野分割タイプとすることもできる。
【００７０】
上記実施形態において、ホルダー６０にセンサー部５０を直接的に固定しているが、センサー部５０を保持する下部筐体を設けて、この下部筐体とホルダー６０とを接合することもできる。
【００７１】
上記実施形態において、第１及び第２接着部２４ａ，２４ｂは、中央側の非周辺領域ＮＰに配置されている第１及び第２レンズ本体部２１ａ，２２ａの周囲だけでなく、中間絞り２５の外周領域２５ｒにも形成することができる。この場合、全ての個眼レンズが枠状の接着領域によって囲まれた状態となる。
【符号の説明】
【００７２】
ＡＸ…光軸、  ２０…レンズアレイ積層体、  ２０ｓ…個眼光学系、  ２１，２２…レンズアレイ、  ２１ａ，２２ａ…レンズ本体部、  ２１ｂ，２２ｂ…フランジ部、  ２１ｃ，２１ｄ…光学面、  ２４，２４ａ，２４ｂ，２６，２６ａ，２６ｂ，２７…接着部、  ４０…フィルター、  ５０…センサー部、  ６０…ホルダー、  ７０…レンズユニット、  １００…複眼撮像装置、  １２１，１２２…個眼レンズ、  ２００…複眼光学系ユニット、  ３００…複眼撮像システム
【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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