(57)【要約】【課題】絞り部材、光学レンズアレイ、及び隔壁部材の設置時の精度を向上させることのできる複眼撮像装置を提供する。【解決方法】光軸Lが互いに平行である複数の光学レンズ３５が配置されてなる光学レンズアレイ３と、入射する光量を調整するための絞り部４２が複数の光学レンズ３５の各々に対応して複数設けられた絞り部材４と、複数の光学レンズ３５の各々から出射される光が互いに干渉しないよう遮断する隔壁部材５と、を備える複眼撮像装置１０において、光学レンズアレイ３の両面には、絞り部材４及び隔壁部材５の中心が一致するように位置決めされて固定される固定部３Ａ，３Ｂが設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸が互いに平行である複数の光学レンズが配置されてなる光学レンズアレイと、
入射する光量を調整するための絞り部が前記複数の光学レンズの各々に対応して複数設けられた絞り部材と、
前記複数の光学レンズの各々から出射される光が互いに干渉しないよう遮断する隔壁部材と、を備える複眼撮像装置において、
前記光学レンズアレイの両面には、前記絞り部材及び前記隔壁部材が、その中心が一致するように位置決めされて固定される固定部が各々設けられていることを特徴とする複眼撮像装置。
【請求項２】
前記固定部は、前記絞り部材及び前記隔壁部材の光軸方向の位置決めをするための設置面を備えていることを特徴とする請求項１に記載の複眼撮像装置。
【請求項３】
前記設置面の外縁に沿って凹形状の液溜まり部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の複眼撮像装置。
【請求項４】
前記絞り部材及び前記隔壁部材は略円形の外形状を呈しており、
前記固定部に固定される前記絞り部材及び前記隔壁部材の光軸回りの位置を規制する回転止め機構を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の複眼撮像装置。
【請求項５】
前記回転止め機構は、
前記光学レンズアレイに設けられた凸部と、
前記絞り部材及び前記隔壁部材に設けられ、前記凸部と嵌合する孔部と、により構成され、
前記凸部と前記孔部とが嵌合された状態で、前記光学レンズアレイに前記絞り部材及び前記隔壁部材とが固定されることを特徴とする請求項４に記載の複眼撮像装置。
【請求項６】
前記回転止め機構は、
前記絞り部材及び前記隔壁部材に設けられた少なくとも１つの直線部と、
前記固定部に固定された前記絞り部材及び前記隔壁部材の前記直線部に接する側壁部と、
により構成されていることを特徴とする請求項４に記載の複眼撮像装置。
【請求項７】
光軸が互いに平行である複数の光学レンズが配置されてなる光学レンズアレイと、
入射する光量を調整するための絞り部が前記複数の光学レンズの各々に対応して複数設けられた絞り部材と、
前記複数の光学レンズの各々から出射される光が互いに干渉しないよう遮断する隔壁部材と、を備える複眼撮像装置において、
前記絞り部材及び前記隔壁部材は略円形の外形状を呈しており、
前記光学レンズアレイの両面に設けられ、前記絞り部材及び前記隔壁部材がその中心が一致するように位置決めされて固定される固定部と、
前記固定部に固定される前記絞り部材及び前記隔壁部材の光軸回りの位置を規制する回転止め機構が設けられ、
前記固定部は、前記絞り部材及び前記隔壁部材の光軸方向の位置決めをするための設置面を備え、
前記設置面の外縁に沿って凹形状の液溜まり部が形成されていることを特徴とする複眼撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複眼撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機やパソコン等に搭載する小型・薄型のカメラモジュールとして複眼撮像装置が開発されている。複眼撮像装置は、概略的には、複数の光学レンズが配置された光学レンズアレイと、光学レンズアレイの各光学レンズによって形成される複数の像を撮像する撮像素子と、撮像素子によって撮像された複数の画像から１つの画像を再構成する画像再構成回路と、から構成されている。この複眼撮像装置は、単眼結像系に比べてより少ない占有体積でありながら、広視野で明るい光学系を実現させるものである（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
一般に、複眼撮像装置においては、光学レンズアレイとともに、絞り部材と隔壁部材とが設置されている。すなわち、光学レンズアレイの上面において各光学レンズに入射する光量が絞り部材により調整され、光学レンズアレイの下面において各光学レンズから出射する光の干渉が隔壁部材により防止される構成となっている。このため、絞り部材及び隔壁部材は、光学レンズに対して所定の位置に正確に取り付けられることが求められる。
【特許文献１】特開２００１−３３３３２２号公報
【特許文献２】特開２００６−２７９３５３号公報
【特許文献３】特開２００７−２９５１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３に記載された発明では、光学レンズアレイ、絞り部材、及び、隔壁部材を母体となる部材に個々に固定していたため、絞り部材と光学レンズアレイとの設置位置、及び光学レンズアレイと隔壁部材との取付位置において累積公差が大きくなってしまい、これらの部材の設置時の位置精度のばらつきが大きいという問題を有していた。
【０００５】
本発明の課題は、絞り部材、光学レンズアレイ、及び隔壁部材の取付時の精度を向上させることのできる複眼撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、
光軸が互いに平行である複数の光学レンズが配置されてなる光学レンズアレイと、
入射する光量を調整するための絞り部が前記複数の光学レンズの各々に対応して複数設けられた絞り部材と、
前記複数の光学レンズの各々から出射される光が互いに干渉しないよう遮断する隔壁部材と、を備える複眼撮像装置において、
前記光学レンズアレイの両面には、前記絞り部材及び前記隔壁部材が、その中心が一致するように位置決めされて固定される固定部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の複眼撮像装置において、
前記固定部は、前記絞り部材及び前記隔壁部材の光軸方向の位置決めをするための設置面を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の複眼撮像装置において、
前記設置面の外縁に沿って凹形状の液溜まり部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の複眼撮像装置において、
前記絞り部材及び前記隔壁部材は略円形の外形状を呈しており、
前記固定部に固定される前記絞り部材及び前記隔壁部材の光軸回りの位置を規制する回転止め機構を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の複眼撮像装置において、
前記回転止め機構は、
前記光学レンズアレイに設けられた凸部と、
前記絞り部材及び前記隔壁部材に設けられ、前記凸部と嵌合する孔部と、により構成され、
前記凸部と前記孔部とが嵌合された状態で、前記光学レンズアレイに前記絞り部材及び前記隔壁部材とが固定されることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の複眼撮像装置において、
前記回転止め機構は、
前記絞り部材及び前記隔壁部材に設けられた少なくとも１つの直線部と、
前記固定部に固定された前記絞り部材及び前記隔壁部材の前記直線部に接する側壁部と、
により構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、
光軸が互いに平行である複数の光学レンズが配置されてなる光学レンズアレイと、
入射する光量を調整するための絞り部が前記複数の光学レンズの各々に対応して複数設けられた絞り部材と、
前記複数の光学レンズの各々から出射される光が互いに干渉しないよう遮断する隔壁部材と、を備える複眼撮像装置において、
前記絞り部材及び前記隔壁部材は略円形の外形状を呈しており、
前記光学レンズアレイの両面に設けられ、前記絞り部材及び前記隔壁部材が、その中心が一致するように位置決めされて固定される固定部と、
前記固定部に固定される前記絞り部材及び前記隔壁部材の光軸回りの位置を規制する回転止め機構が設けられ、
前記固定部は、前記絞り部材及び前記隔壁部材の光軸方向の位置決めをするための設置面を備え、
前記設置面の外縁に沿って凹形状の液溜まり部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光学レンズアレイに、直接、絞り部材及び隔壁部材を取り付ける構成であるため、光学レンズアレイ、絞り部材、隔壁部材間での公差のみを考慮すればよいこととなって、光学レンズアレイ、絞り部材及び隔壁部材を別個に別部材に取り付けるのに比べて、別部材の公差を考慮する必要がない分、光学レンズアレイと絞り部材及び隔壁部材との組み立て時の累積公差を減少させることができる。従って、絞り部材、光学レンズアレイ、及び隔壁部材の取付時の精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態について図を参照して説明する。但し、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
図１は本発明に係る複眼撮像装置１０の外観を示す斜視図であり、図２は図１の複眼撮像装置１０のII−II線における断面図であり、図３は複眼撮像装置１０の要部構成を示す分解斜視図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、複眼撮像装置１０は、基板１０ａと、一面に基板１０ａにより閉塞される開口部を有する外形が略矩形の枠体１０ｂと、を有している。枠体１０ｂの内部には、基板１０ａに固定される撮像素子部１が配置され、この撮像素子部１の上方には、レンズユニット２が配置されている。
【００１６】
図２及び図３に示すように、撮像素子部１は、基板１０ａに接続される本体部１１と、本体部１１上に設けられた撮像素子（イメージセンサ）１２と、を備えている。撮像素子１２とは、例えば、ＣＭＯＳ（Complememtary Metal-Oxide Semiconductor）などであり、後述する光学レンズ３５により結像した光を電気信号に変換した画像信号を画素毎に外部に読み出すことができるようになっている。
また、撮像素子１２は、後述する光学レンズ３５の数に応じて撮像領域が分割されており、各光学レンズ３５を通過した光は１つの撮像領域にのみ到達するようになっている。
本体部１１の上方には、撮像素子１２を覆うようにカバー１３が被せられており、撮像素子１２は本体部１１及びカバー１３で囲まれた空間内に設置されている。
撮像素子部１の上方には、レンズユニット２が設置されている。
【００１７】
図３に示すように、レンズユニット２には、光学レンズアレイ３、絞り部材４、隔壁部材５、及び赤外線カットフィルタ（以下、ＩＲＣＦという。）６、が備えられている。
【００１８】
光学レンズアレイ３の両面には、それぞれ、絞り部材４及び隔壁部材５を設置・固定するための固定部３Ａ、３Ｂが設けられている。固定部３Ａ、３Ｂと絞り部材４及び隔壁部材５とは略円形状であり、その中心が一致するように位置決めされている。
固定部３Ａ、３Ｂは、外縁部３１ａ，３１ｂと、設置面３２ａ，３２ｂとから構成されている。
また、光学レンズアレイ３の両面には、固定部３Ａ、３Ｂにより固定される絞り部材４及び隔壁部材５の光軸Ｌ回りの位置を規制する回転止め機構の一部が備えられている。
【００１９】
以下、光学レンズアレイ３の構成に関して詳細に説明する。
図４は、図２におけるＡ部付近を拡大した拡大断面図である。また、図５（ａ）は光学レンズアレイ３に絞り部材４を固定した際の平面図であり、図５（ｂ）は光学レンズアレイ３に隔壁部材５を固定した際の底面図である。
【００２０】
図３に示すように、光学レンズアレイ３は、例えば、平面視Ｄカット形状に形成されている。
光学レンズアレイ３の上面及び下面には、その外縁に沿って平面視略円弧形状に形成された外縁部３１ａ、３１ｂが設けられている。外縁部３１ａ、３１ｂの内側には、外縁部３１ａ、３１ｂの形状に沿って、外縁部３１ａ、３１ｂより僅かに凹んだ位置に設置面３２ａ、３２ｂが形成されている。設置面３２ａ、３２ｂの内側は全体的に設置面３２ａ、３２ｂよりも凹んでおり、光軸Ｌが互いに平行である３個の凸状の光学レンズ３５，３５，３５が略正三角形をなすように配置されている。なお、この設置面３２ａ，３２ｂと外縁部３１ａ，３１ｂとで、絞り部材４、隔壁部材５を固定する固定部３Ａ，３Ｂが形成される。
【００２１】
外縁部３１ａと設置面３２ａとの間、及び外縁部３１ｂと設置面３２ｂとの間には、設置面３２ａ，３２ｂの外縁に沿って凹形状の溝部（液溜まり部）３３ａ、３３ｂが形成されている。また、設置面３２ａ、３２ｂの一部には、周囲より僅かに突出した凸部３４ａ、３４ｂが設けられている。
なお、設置面３２ａ、３２ｂは溝部３３ａ、３３ｂより突出し且つ外縁部３１ａ、３１ｂよりも凹んでいればよく、その高さは適宜設定される。この設置面３２ａ、３２ｂの高さを調節することで光学レンズ３５と後述する絞り部材４又は隔壁部材５との距離の設定が可能となっている。
【００２２】
光学レンズアレイ３の上面の設置面３２ａには、黒色板状の絞り部材４が載置されている。絞り部材４は、例えば、外形が略円形状のものを４箇所直線状にカットして形成した４つの直線部４１を有するものであり、その中心が光学レンズアレイ３の円中心と一致するように位置決めされ、外縁部３１ａと内接して設置面３２ａ上に固定されている。
絞り部材４には、３つの光学レンズ３５の入射面部３５ａ，３５ａ，３５ａのそれぞれに対応する位置に絞り部４２，４２，４２が形成されており、光学レンズアレイ３に絞り部材４を設置して固定した際に、絞り部４２，４２，４２と入射面部３５ａ，３５ａ，３５ａとがそれぞれ対向配置されることにより、各光学レンズ３５，３５，３５へ入射する光量を調整するようになっている。
【００２３】
また、絞り部材４には、凸部３４ａに対応する位置に孔部４３が形成されており、光学レンズアレイ３に絞り部材４を設置した際に、孔部４３と凸部３４ａとが嵌合するようになっている。
【００２４】
光学レンズアレイ３の下面の設置面３２ｂには、隔壁部材５が固定されている。
隔壁部材５は、例えば、外形が略円形状のものを４箇所直線状にカットして形成した４つの直線部５１を有するとともに、直線部の両端に半円状の切り欠き５４を有するものであり、その中心が光学レンズアレイ３の円中心と一致するように位置決めされ、外縁部３１ｂと内接して設置面３２ｂ上に固定されている。
隔壁部材５は、各光学レンズ３５、３５、３５から出射する光が互いに干渉しないよう遮断するためのものである。かかる隔壁部材５には、３つの光学レンズ３５の出射面部３５ｂ，３５ｂ，３５ｂのそれぞれに対応する位置に四角形の開口５２，５２，５２が形成されており、各光学レンズ３５，３５，３５から出射される光は開口５２，５２，５２を通過する。
このとき、図４に示すように、隔壁部材５に接触しない範囲内で、光学レンズ３５の出射面部３５ｂの頂点が隔壁部材５の開口５２内部に侵入するように設置面３２ｂの高さが調節されている。このように構成することにより、光学レンズ３５，３５，３５から撮像素子１２までの焦点距離を短縮することが可能となっている。
【００２５】
また、隔壁部材５には、凸部３４ｂに対応する位置に孔部５３が形成されており、光学レンズアレイ３に隔壁部材５を設置した際に、孔部５３と凸部３４ｂとが嵌合するようになっている。
【００２６】
隔壁部材５の下面には、ＩＲＣＦ６が固定されている。光学レンズアレイ３に入射した光はＩＲＣＦ６を介することで赤外光がカットされ、可視光のみが透過されるようになっている。
また、ＩＲＣＦ６と、上述した撮像素子部１のカバー１３とは、所定の間隙７を有して配置されている。この間隙７を設けることによって、組み立ての際に装置個体の微調整が可能となっている。
【００２７】
上記のように構成されたレンズユニット２は、底面が開放されたレンズ保持部１０ｃの内部に設置され、レンズ保持部１０ｃの上方からはレンズカバー１０ｄが外嵌されている。
また、レンズ保持部１０ｃは、その内部下側に撮像素子部１が収納された枠体１０ｂ内に上方から挿入されて設置される。
【００２８】
次に、本実施形態の作用について説明する。
このように構成された複眼撮像装置１０は、光学レンズアレイ３に絞り部材４と隔壁部材５とＩＲＣＦ６とが設置されてレンズユニット２が組み立てられる。
具体的には、光学レンズアレイ３の両面において、固定部３Ａ，３Ｂの設置面３２ａ，３２ｂに設置された絞り部材４と隔壁部材５は、外縁部３１ａ，３１ｂに内接するように嵌合されることで、光学レンズアレイ３と絞り部材４と隔壁部材５とが固定される。
【００２９】
このとき、凸部３４ａ，３４ｂと孔部４３，５３との嵌合により回転止め機構が構成され、絞り部材４及び隔壁部材５の光軸回りの位置が規制される。
さらに、固定部３Ａ，３Ｂと、絞り部材４及び隔壁部材５の直線部４１，５１と、直線部４１，５１に接するレンズ保持部１０ｃの側壁部１０ｅと、により回転止め機構が構成され、絞り部材４及び隔壁部材５の光軸回りの位置が規制される。
【００３０】
また、設置面３２ａ，３２ｂの高さを予め所望の高さに加工しておくことで、絞り部材４及び隔壁部材５の光軸方向の位置決めがなされている。すなわち、組み立て時の光学レンズ３５と絞り部材４及び隔壁部材５との距離が規定される。
【００３１】
また、光学レンズアレイ３と絞り部材４及び隔壁部材５とを接着する際に、溝部３３ａ，３３ｂに接着剤が流される。溝部３３ａ，３３ｂは、設置面３２ａ，３２ｂの外縁を全周にわたって形成されているため、流された接着剤は溝部３３ａ，３３ｂを通じて絞り部材４及び隔壁部材５の下側に流れ込み硬化する。
このとき、溝部３３ａ，３３ｂは余剰の接着剤を貯蔵する液溜まり部として機能する。
【００３２】
次に、複眼撮像装置１０の撮像方法について説明する。
被写体からの光は、絞り部材４によって一定の光量に規制されて光学レンズアレイ３の各光学レンズ３５に入射し、各光学レンズ３５から出射する光は、隔壁部材５によって互いの干渉を生じることなくＩＲＣＦ６を介して撮像素子部１上に到達して、隔壁部材５の正方形状の開口５２に応じた像（個眼像）を、それぞれ形成する。
撮像素子部１上に形成された３個の個眼像は、それぞれ電気信号として撮像素子１２から順に読み出され、撮像素子１２を構成する同一の半導体上に備えられたマイクロプロセッサを介して液晶モニタ等の表示装置（図示せず）に表示される１つの画像に再構成される。
【００３３】
以上のように、本発明の複眼撮像装置１０によれば、光学レンズアレイ３に、直接、絞り部材４及び隔壁部材５を取り付ける構成であるため、光学レンズアレイ３、絞り部材４、隔壁部材５間での公差のみを考慮すればよいこととなって、光学レンズアレイ３、絞り部材４及び隔壁部材５を別個に部材に取り付けるのに比べて、別部材の公差を考慮する必要がない分、光学レンズアレイ３と絞り部材４及び隔壁部材５との組み立て時の累積公差を減少させることができる。従って、絞り部材４、光学レンズアレイ３、及び隔壁部材５の取付時の精度の向上を図ることができる。
【００３４】
また、固定部３Ａ，３Ｂには、絞り部材４及び隔壁部材５の設置面３２ａ，３２ｂが形成されているため、光軸方向の位置決めが可能となり所定位置に正確に設置することができる。
また、固定部３Ａ，３Ｂは回転止め機構を有しているため、絞り部材４及び隔壁部材５の光軸回りの位置を規制することが可能となり、所定位置に正確に設置することができる。
【００３５】
また、溝部３３ａ，３３ｂが形成されているため、各部材を接着する場合に溝部３３ａ，３３ｂが液溜まり部として機能し、他の部材に接着剤が付着するのを防止することができる。
また、溝部３３ａ，３３ｂは、設置面３２ａ，３２ｂの外縁を全周にわたって形成されているため、絞り部材４及び隔壁部材５との接着面積が拡大することとなってより強固に接着することができる。
さらに、接着剤の硬化時収縮作用により、絞り部材４及び隔壁部材５と設置面３２ａ，３２ｂとの密着性を向上させることができる。
【００３６】
なお、図５（ｂ）に示すように、外縁部３１ｂにおいて隔壁部材５の切り欠き５４と対向する位置に、切り欠き３６を形成しても良い。
図６に示すように、切り欠き３６は、平面視半円状の溝部３３ｂより僅かに凸となっている。このように構成することにより、切り欠き３６が余剰の接着剤の貯留部となるため、接着剤の他部材への付着をより確実に防止することができる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、絞り部材４及び隔壁部材５はそれぞれ４つの直線部４１，５１を有する略円形状としているが、その形状は外縁部３１ａ，３１ｂに内接する円弧部を少なくとも一部有していればよく、例えば、Dカット形状やHカット形状としても良い。
また、絞り部材４及び隔壁部材５は直線部４１，５１を４つ有することとしているが、回転止め機構としてはいずれか１つの直線部４１，５１を有していれば良い。
【００３８】
また、本実施形態においては、レンズ保持部１０ｃの側壁部１０ｅを回転止め機構の構成の一部として用いているが、光学レンズアレイ３に、絞り部材４や隔壁部材５の直線部４１，５１と接するように起立した側壁部を設けても良い。
【００３９】
また、回転止め機構としては、例えば、絞り部材４や隔壁部材５の一部に切り欠きを設け、外縁部３１ａ，３１ｂにこの切欠きと合致する形状の凹部を形成することで構成しても良い。
【００４０】
また、光学レンズ３５の数や配列位置は本実施形態に限定されるものではなく、複眼撮像装置１０の用途に応じて適宜設定可能である。
その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る複眼撮像装置１０の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す複眼撮像装置１０のII−II線における断面図である。
【図３】本発明に係る複眼撮像装置１０の要部構成を示す分解斜視図である。
【図４】図２におけるＡ部付近を拡大した拡大断面図である。
【図５】（ａ）は光学レンズアレイ３に絞り部材４を固定した際の平面図であり、（ｂ）は光学レンズアレイ３に隔壁部材５を固定した際の底面図である。
【図６】図５に示す光学レンズアレイ３のVI−VI線における断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  撮像素子部
１１  本体部
１２  撮像素子
１３  カバー
２  レンズユニット
３  光学レンズアレイ
３１ａ，３１ｂ  外縁部
３２ａ，３２ｂ  内周面
３３ａ，３３ｂ  溝部
３４ａ，３４ｂ  凸部
３５            光学レンズ
３５ａ      入射面部
３５ｂ      出射面部
３６            切り欠き
４  絞り部材
４１  直線部
４２  絞り部
４３  孔部
５  隔壁部材
５１  直線部
５２  開口
５３  孔部
５４  切り欠き
６  ＩＲＣＦ
７  間隙
１０複眼撮像装置
１０ａ  基板
１０ｂ  枠体
１０ｃ  レンズ保持部
１０ｄ  レンズカバー
１０ｅ  側壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009217029.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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