CN105308951A - 定位装置、定位方法及复眼照相机组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供定位装置、定位方法及复眼照相机组件，其在复眼照相机组件的制造时，能够高精度且在短时间内进行复眼光学系统与摄像元件的定位。该定位装置为了对N(N为3以上的整数)个单眼光学系统呈二维排列并且形成为一体而构成的复眼光学系统、和具备包括分别利用各单眼光学系统形成光学像的N个区域的摄像面的摄像元件进行定位，而在所述摄像元件的Z轴方向上配置所述复眼光学系统，并对图标进行拍摄时，基于来自所述N个区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量使所述复眼光学系统和所述摄像元件相对移动。

Description

定位装置、定位方法及复眼照相机组件

技术领域

本发明涉及一种适于复眼照相机组件制造的定位装置、定位方法及复眼照相机组件。

背景技术

近年来，迅速普及了以智能手机和平板式个人计算机等为代表的薄型的带有照相机组件的便携终端。然而，针对搭载在这样的薄型的便携终端的摄像装置，要求具有高分辨率并且薄型、紧凑型。为了应对这样的要求，进行了制造精度提高，以应对摄像透镜的光学设计引起的全长缩短和随之而来的误差灵敏度增大，但是为了应对进一步的要求，在通过以往的单个摄像透镜与摄像元件的组合得到像的结构中存在极限，一直以来期待改变思路的光学系统的开发。

与此相对，被称作复眼光学系统的光学系统因应对了薄型化的要求而受到关注，该复眼光学系统将摄像元件的摄像区域分割，分别配置透镜(以下，称作单眼光学系统)，通过对得到的图像进行处理，进行最终的图像输出。在专利文献1中，公开了如下复眼照相机组件，其根据由多个摄像区域拍摄的多个图像利用各图像的视差信息再构成为一个图像。但是，在专利文献1中，对于复眼光学系统和摄像元件的定位并未提及。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2007-180653号公报

专利文献2：(日本)特开2010-21985号公报

发明内容

发明所要解决的课题

与此相对，在专利文献2中公开了如下方法，在具有单个光学系统的照相机组件的制造工序中，针对与测定图标正交的光轴方向的Z轴、与Z轴正交的摄像面的X轴及Y轴、以及以X轴为中心的绕X轴旋转、以Y轴为中心的绕Y轴旋转共计五轴，根据拍摄测定图标的摄像元件输出的图像数据的运算结果进行调整。

然而，相对于专利文献2所示的以往的照相机组件由单个光学系统和具有单个摄像面的摄像元件构成，专利文献1所示的复眼照相机组件由将多个单眼光学系统形成为一体的复眼光学系统、和具有对各单眼光学系统的像进行摄像的多个摄像区域的单个或者多个摄像元件构成。因此，在复眼照相机组件的制造中，除了以往的照相机组件制造时调整的Z轴方向、X轴方向、Y轴方向、绕X轴旋转、绕Y轴旋转这五轴以外，还需要对绕Z轴旋转的位置进行调整，使各单眼光学系统的光轴和与其对应的摄像区域高精度地一致。

另一方面，也考虑将专利文献2中使用的定位方法应用于复眼照相机组件。更具体地说，可以根据由复眼照相机组件的多个面的图像数据合成的合成图像数据计算出关于六轴的应调整值，并据此进行调整。然而，从多个摄像区域输出的图像信号的数据量巨大，合成图像的运算需要时间，因此调整时间变长，存在生产效率降低的问题。

本发明是鉴于所述现有技术的问题点而做出的，其目的在于，提供一种定位装置、定位方法及复眼照相机组件，其在复眼照相机组件的制造时，能够高精度且在短时间内进行复眼光学系统与摄像元件的定位。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的中的至少一个，反应本发明的一个方面的定位装置对复眼光学系统和摄像元件进行定位，所述复眼光学系统是N(N为3以上的整数)个单眼光学系统呈二维排列并且形成为一体而成的，所述摄像元件具备摄像面，所述摄像面包含由各单眼光学系统分别生成光学像的N个区域，所述定位装置的特征在于，具备：

驱动机构，在将所述摄像元件的摄像面法线方向作为Z轴、与所述Z轴正交的方向作为X轴、与所述Z轴及X轴正交的方向作为Y轴时，所述驱动机构将所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方，在所述Z轴方向、所述X轴方向、所述Y轴方向、绕所述Z轴旋转方向、绕所述X轴旋转方向、绕所述Y轴旋转方向上相对地驱动；

控制单元，当在所述摄像元件的Z轴方向配置所述复眼光学系统，并对图标进行摄像时，所述控制单元基于来自所述N个区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量驱动所述驱动机构。

根据本定位装置，复眼照相机组件的制造中所需要的所述Z轴方向、所述X轴方向、所述Y轴方向、绕所述Z轴旋转方向、绕所述X轴旋转方向、绕所述Y轴旋转方向这六轴的位置调整、角度调整可以根据从调整用图标的摄像图像计算出的偏移量进行自动调整。此时，由于复眼照相机组件的特性，并非必须使用来自全部区域的图像信号。这是因为，例如在进行绕所述Z轴旋转方向的定位的情况下，单眼光学系统的像和与其对应的区域的偏移量最大的区域是距离Z轴最远的区域，因此显然，如果基于来自距Z轴最远的区域的图像信号进行调整，则在除此之外的区域内能够将与单眼光学系统的像的偏移抑制得更小。因此，在本定位装置中，所述控制单元基于来自所述N个区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量驱动所述驱动机构，因此不需要对来自全部的区域的图像信号进行图像处理，能够大幅缩短定位所需要的时间。由此，降低了组装不良的发生率从而能够提高制造效率，并且能够降低制造成本，由此能够提供高画质且廉价的复眼照相机组件。

为了实现上述目的中的至少一个，反应本发明的一个方面的定位方法对复眼光学系统和摄像元件进行定位，所述复眼光学系统是N(N为3以上的整数)个单眼光学系统呈二维排列并且形成为一体而成的，所述摄像元件具备摄像面，所述摄像面包含由各单眼光学系统分别生成光学像的N个区域，所述定位方法的特征在于，

在将所述摄像元件的摄像面法线方向作为Z轴、与所述Z轴正交的方向作为X轴、与所述Z轴及X轴正交的方向作为Y轴时，将所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方，在所述Z轴方向、所述X轴方向、所述Y轴方向、绕所述Z轴旋转方向、绕所述X轴旋转方向、绕所述Y轴旋转方向这六轴方向上相对地驱动；

当在所述摄像元件的Z轴方向配置所述复眼光学系统，并对图标进行摄像时，基于来自所述N个区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量，使所述复眼光学系统与所述摄像元件相对移动。

根据本定位方法，复眼照相机组件的制造中所需要的所述Z轴方向、所述X轴方向、所述Y轴方向、绕所述Z轴旋转方向、绕所述X轴旋转方向、绕所述Y轴旋转方向这六轴的位置调整、角度调整可以根据从调整用图标的摄像图像计算出的偏移量进行自动调整。此时，由于复眼照相机组件的特性，并非必须使用来自全部区域的图像信号。这是因为，例如在进行绕所述Z轴旋转方向的定位的情况下，单眼光学系统的像和与其对应的区域的偏移量最大的区域是距Z轴最远的区域，因此显然，如果基于来自距Z轴最远的区域的图像信号进行调整，则能够在除此之外的区域将与单眼光学系统的像的偏移抑制得更小。因此，在本定位方法中，基于来自所述N个区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，对所述复眼光学系统和所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量，使所述复眼光学系统与所述摄像元件相对移动，因此不需要对来自全部区域的图像信号进行图像处理，能够大幅缩短定位所需要的时间。由此，降低了组装不良的发生率从而能够提高制造效率，并且能够降低制造成本，从而能够提供高画质且廉价的复眼照相机组件。

本复眼照相机组件的特征在于具有通过上述定位方法进行彼此定位的复眼光学系统和摄像元件。

发明效果

根据本发明，能够提供定位装置、定位方法及复眼照相机组件，其在复眼照相机组件的制造时，能够高精度且在短时间内进行复眼光学系统与摄像元件的定位。

附图说明

图1是本实施方式的照相机组件的示意图。

图2是图1的摄像单元CU的剖视图。

图3(a)是表示摄像区域与得到的像的关系的图，图3(b)是表示在绕Z轴旋转偏移时的像的关系的图。

图4是表示本实施方式的定位装置的图。

图5是表示复眼光学系统LH与摄像元件SS的位置关系的图。

图6是图标CH的主视图。

图7是表示本实施方式的定位方法的流程图。

图8是用于散焦调整的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。另外，为了方便说明而附图的尺寸比例有所夸张，有时与实际比例不同。

首先，对使用了复眼光学系统的复眼照相机组件进行说明。复眼光学系统是相对于一个摄像元件呈阵列状配置多个透镜系统的光学系统，通常分为各透镜系统进行相同视野的摄像的超分辨型、和各透镜系统进行不同视野的摄像的视野分割型。这里，相当于超分辨型的复眼照相机组件，其为了将视野不同的多个像拼接并输出一张合成图像，而进行视野不同的多个成像。

在图1中示意地表示本实施方式的摄像单元。如图1所示，摄像单元(也称作照相机组件)CU具有：一个摄像元件SR；相对于该摄像元件SR进行视野不同的多个成像的复眼光学系统LH。作为摄像元件SR，例如使用具有多个像素的CCD型图像传感器、CMOS型图像传感器等固体摄像元件。复眼光学系统LH被设成，在摄像元件SR的光电转换部即受光面SS形成有多个摄像区域SS，并且在该摄像区域分别形成有被摄体的光学像，因此通过复眼摄像光学系统LH形成的光学像由摄像元件SR转换成电信号。

图2是图1的摄像单元CU的剖视图。图2的上方是物体侧。复眼光学系统LH具有：多个(这里是呈4行4列排列的16个)物体侧透镜部LA1a形成为一体的第一透镜阵列LA1；多个(这里是呈4行4列排列的16个)像侧透镜部LA2a形成为一体的第二透镜阵列LA2。第一透镜阵列LA1和第二透镜阵列LA2为由聚碳酸酯或者丙烯酸注塑成型而成。物体侧透镜部LA1a与像侧透镜部LA2a的光轴一致。由物体侧透镜部LA1a和像侧透镜部LA2a构成单眼光学系统。

在图2中，在第一透镜阵列LA1与第二透镜阵列LA2之间配置有金属板或者树脂板的遮光部件AP1。遮光部件AP1形成多个(这里是呈4行4列排列的16个)以光轴为中心的开口AP1a。在第一透镜阵列LA1与遮光部件AP1之间、以及第二透镜阵列LA2与遮光部件AP1之间涂布有粘接剂。

金属板或者树脂板的遮光部件AP2粘接在第二透镜阵列LA2的像侧。遮光部件AP2形成多个(这里是呈4行4列排列的16个)以光轴为中心的开口AP2a。

在图2中，黑色的丙烯酸制的镜框LF具有包围复眼光学系统LH周围的矩形框状的侧面部LF1和从侧面部LF1上端向内侧延伸的顶部LF2。在顶部LF2形成有多个(这里是呈4行4列排列的16个)以光轴为中心的开口LF2a。

在图2中，镜框LF的侧面部LF1的下端粘接在基板CT的上表面。在基板CT上，在由镜框LF包围的内侧固定有碟状的下部壳体BX。下部壳体BX具有在底面上保持摄像元件SR、并且将玻璃罩CG保持成配置在摄像元件SR和复眼光学系统LH之间的功能。

如图1所示，摄像单元CU在定位调整时与处理装置PU连接。处理装置PU也具有：运算部，其从摄像单元CU输入图像数据输出信号，并进行位置偏移运算；存储部，其由进行驱动控制的控制部构成，并且保存定位调整时的数据。这里，数据是指，六轴定位位置信息、调整完成单元的数量等。利用复眼光学系统LH的单眼光学系统，在摄像元件SR的对应的摄像区域SS成像的光学像被光电转换成图像信号。通过对各图像信号进行图像处理，如图3(a)所示，从SS(1)～SS(16)分别得到像01～像16。

处理装置PU对得到的像01～像16进行合成，形成一张合成图像ML，进而进行位置偏移运算。位置偏移量的运算结果被输出至后述的图4的四轴调整工作台112、θ旋转调整机构115c或者Z轴方向升降机构115d。另外，在将摄像单元CU组装于便携终端等的情况下，摄像单元CU的图像数据输出信号由便携终端等CPU进行图像处理，并显示在显示器上等。

这里，在使用复眼光学系统的复眼照相机组件中，需要进行六轴调整，从而使单眼光学系统的光轴与各摄像区域的中心高精度地一致，所述六轴调整是指，除一般的具有单个光学系统的照相机组件中所需要的Z轴方向、X轴方向、Y轴方向、绕X轴旋转方向、绕Y轴旋转方向这五轴之外，再加上绕Z轴旋转方向。假设在单眼光学系统的光轴与各摄像区域的中心不一致的情况下，若与绕Z轴旋转方向的位置(θ)一致的情况相比较，从各摄像区域SS(1)～SS(16)得到的各像01～像16(参照图3)产生偏移，该偏移是映在各个摄像图像的被摄体以绕Z轴旋转方向偏移的量移动的偏移。其中，如图3(b)所示，例如，像04的图像并非如虚线所示地以Z轴为中心旋转，而是如实线所示地平行地移动。这是因为即使圆形的单眼光学系统旋转，光学像也不会旋转。

这样，在单眼光学系统的光轴与各摄像区域的中心不一致的情况下，在其影响下，最终合成为一张图像的处理无法仅通过移动原来的视差来生产一致的图像，不仅需要对绕Z轴旋转的偏移进行修正的追加处理，还有可能因在各个摄像图像中拍摄共同的被摄体的区域减少，而导致合成图像的有效尺寸变小。因此，如下所示的复眼光学系统LH和摄像元件SR的定位是重要的。

对复眼光学系统LH和摄像元件SS的定位装置及方法进行说明。图4是本实施方式的复眼光学系统LH和摄像元件SS的定位装置的概略结构图。图5是表示复眼光学系统LH与摄像元件SS的位置关系的图。

如图5所示，将摄像元件SS的摄像面SR1的法线方向作为Z轴，将与Z轴正交的摄像面SR1的长边方向作为X轴，将与Z轴正交的摄像面SR1的短边方向作为Y轴。这里，绕Z轴旋转方向表示为θ方向，绕X轴旋转方向表示为φX方向，绕Y轴旋转方向表示φY方向。对利用单眼光学系统LI(1)～LI(16)在摄像区域SS(1)～SS(16)分别成像的光学像进行图像处理，并且输出为像01～像16(参照图3(a))。

在图4中，定位装置100载置在机架101上。摄像单元支承机构110具有：基座111，其设置在机架101上；四轴调整工作台112，其连结于基座111；保持部113，其设于四轴调整工作台112的上端并且可装卸地对安装有摄像元件SR的基板CT进行保持。

四轴调整工作台112构成为，能够使保持部113沿着由保持部113保持的摄像元件SR的摄像面SR1(参照图4)在彼此正交的X轴方向及Y轴方向上、且在使摄像面SR1的朝向变化的φX方向、φY方向上(四轴)独立地高精度移动。

在本实施方式中，四轴调整工作台112通过组合XY工作台、测角台而构成，并且通过驱动设于各工作台的驱动器，而能够使保持于保持部113的摄像元件SR在X轴方向、Y轴方向、φX方向、φY方向上分别独立地移动，作为这样的四轴调整工作台112可以使用市面销售产品。

镜框支承机构115具备：光通过部115a；设有光通过部115a的镜框支承部115b；使镜框支承部115b在X轴方向、Y轴方向上移动、并且绕Z轴旋转的θ旋转调整机构115c；使光通过部115a及镜框支承部115b在Z轴方向上移动的升降机构115d。

脚部111a从基座111的一侧立起，在该脚部111a的上部，以面对摄像单元支承机构110的上方的方式设有镜框支承机构115。

光通过部115a是贯通镜框支承部115b的贯通孔，由比镜框LF稍小的尺寸的矩形孔形成。镜框支承部115b对镜框LF的外周进行保持。

另外，镜框支承机构115设有未图示的空气路，当嵌合镜框LF时，所述空气路作用负压以使镜框LF空气吸附于镜框支承机构115。

θ旋转调整机构115c设于升降机构115d与镜框支承部115b之间，并且能够使被保持的镜框LF和复眼光学系统LH一起在θ方向(绕Z轴旋转方向)上旋转，可以使用市面上销售的产品。

升降机构115d将镜框支承机构115保持成能够相对于脚部111a在Z轴方向上移动。作为这样的升降机构115d，可以采用例如使用齿轮齿条机构的结构、使用链条齿轮机构的结构、使用气缸的结构等以往公知的各种机构。由四轴调整工作台112、θ旋转调整机构115c和升降机构115d构成驱动构件。

图1、图4的处理装置PU从摄像元件SR的摄像区域SS输入图像信号并实施图像处理，根据其结果，驱动四轴调整工作台112、θ旋转调整机构115c和升降机构115d。另外，在保持部113附近配置有照射紫外线的光源OPS。

在镜框支承机构115的上方，与摄像元件SR隔开规定距离地配置有图标CH。图标CH在中心和70％像高的4个部位具有例如图6所示的图案PT1～PT5，并且具有在图标中心交叉的纵线和横线，但不限于此，期望是具有能够确认焦点对齐(对焦)的分辨率检测用图案并且容易检测到图标中心的图标。

接下来，参照图7的流程图，对本实施方式的定位方法进行说明。这里，绕Z轴旋转方向(θ)、Z轴方向、X轴方向、Y轴方向、绕X轴旋转方向(φX)、绕Y轴旋转方向(φY)这六轴中，除θ之外的五轴的定位也受到透镜像差、透镜组装偏差的影响。例如，X轴方向和Y轴方向的调整受到透镜面偏心的影响，绕X轴旋转方向和绕Y轴旋转方向的调整受到透镜像面的倾斜的影响，Z轴方向的调整受到透镜中心厚度和透镜间隔的误差的影响。但是，绕Z轴旋转方向的调整是对复眼光学系统LH和摄像元件SR的旋转偏移进行调整，能够相对于其他五轴独立地进行调整。但是，若不进行在Z轴方向的多个位置进行摄像的散焦调整，则得不到可计算出偏移量的图像，因此首先需要进行Z轴方向的调整，但可以相对于X轴方向和Y轴方向的光轴调整或者绕X轴旋转方向和绕Y轴旋转方向的倾斜调整独立地进行绕Z轴旋转方向的调整，可以任意地选择光轴调整及倾斜调整、绕Z轴旋转方向的顺序。

这里，图4的保持部113构成为，在放置安装有摄像元件SR的基板CT时，保持在使来自摄像面SR1中心的法线朝向图标CH的中心且摄像面SR1与图标CH的θ方向(绕Z轴旋转方向)也一致的状态。首先，将安装有复眼光学系统LH的镜框LF保持于镜框支承机构115，并且在镜框LF的下端附加紫外线固化粘接剂，在此基础上使其接近基板CT。这里，通过复眼光学系统LH的单眼光学系统的光学像向摄像元件SR的各摄像区域SS入射。

图1、图4的处理装置PU在图7的步骤S101中进行Z轴方向调整。更具体地，输入来自例如中央4个摄像区域(这里是图5的区域SS(6)、SS(7)、SS(10)、SS(11))的图像信号，并提取高频成分。接下来利用升降机构115d使复眼光学系统LH在Z轴方向上微小地移动，再次从相同的摄像区域输入图像信号，并提取高频成分。将此过程称为散焦调整。这里，若作成在纵轴上表示高频成分的量、且在横轴上表示Z轴方向位置的曲线图，则如图8所示。若从4个摄像区域的图像信号分别提取高频成分，则画出4条曲线(4个波峰)。若该峰值(波峰的顶点)一致则是没有问题，但实际上如图8所示，大多是成为波峰的左右(远近)与顶点的高度稍稍不同的曲线的情况。处理装置PU利用升降机构115d使复眼光学系统LH移动至它们整体上平衡性良好的位置(例如各条曲线的最佳焦点位置d1～d4的平均位置d(ave)等)。由此，复眼光学系统LH的焦点对焦于摄像区域SS(中心最佳位置)。

在步骤S102中，处理装置PU在固定Z轴位置的状态下进行θ调整。更具体地说，输入来自例如在X轴方向上隔开的两个摄像区域(这里是包括相同的Y轴坐标的图5的区域SS(5)、SS(8))的图像信号，求出得到的像05、像08的中心。而且，处理装置PU在步骤S103中判断像05、像08的中心是否分别处于区域SS(5)、SS(8)的规定范围内(进入标准值内)。如果被拍摄的图标图像的相同点(例如中心)显示在相同的Y轴坐标上，则可知绕Z轴旋转的旋转偏移在标准值内。

如果判断为不在规定范围内，则处理装置PU在步骤S104中驱动θ旋转调整机构115c，使复眼光学系统LH绕Z轴旋转方向旋转，再次输入来自摄像区域SS(5)、SS(8)的图像信号，求出得到的像05、像08的中心，再次在步骤S103中，判断像05、像08的中心是否分别处于摄像区域SS(5)、SS(8)的规定范围内。

这里，若处理装置PU判断为像05、像08的中心分别处于摄像区域SS(5)、SS(8)的规定范围内，则接下来进行四轴调整。以下，进行详细说明。

处理装置PU首先在步骤S105中计算出光轴调整量。更具体地说，在步骤S105中，映在通过距复眼光学系统的中心等距离的处于对角线上的单眼光学系统的像01和像16上的图标CH的中心位置在各自的摄像区域SS(1)和SS(16)内映到X轴、Y轴均距中心位置在相反方向上等距离的位置的状态是X轴和Y轴为合适位置的状态，因此处理装置PU根据从摄像区域中心到映在图像上的图标CH的中心位置的距离的差求出X轴方向或者Y轴方向的偏移量，进而在步骤S106中，判断所求出的偏移量是否在标准值内。

如果判断为偏移量在标准值外，则处理装置PU在步骤S107中驱动四轴调整工作台112，使复眼光学系统LH在X轴方向或者Y轴方向上移动，以使映于像01和像16的图标CH的中心位置位于距各自的摄像区域SS(1)和SS(16)的中心位置在相反方向上等距离的位置，并且再次输入来自摄像区域SS(1)、SS(16)的图像信号，根据映于得到的像01、像16的图标CH的中心位置与区域SS(1)、SS(16)的中心位置的距离的差求出X轴方向及Y轴方向的偏移量，进而在步骤S106中，判断求出的偏移量是否在标准值内。

与此相对，在步骤S106中，若判断为X轴方向及Y轴方向的偏移量在标准值内，则处理装置PU进行倾斜调整。更具体地说，输入来自例如在X轴方向上隔开的两个摄像区域(这里是图5的区域SS(5)、SS(8))的图像信号，对得到的像05、像08的高频成分多的峰值位置进行比较，并且输入来自在Y轴方向上隔开的两个摄像区域(这里是图5的区域SS(3)、SS(15))的图像信号，对得到的像03、像15的高频成分多的峰值位置进行比较。如果高频成分多的峰值位置相同，则可知处于完成了绕X轴旋转方向的定位和绕Y轴旋转方向的定位的状态。

因此，处理装置PU一边在步骤S108中进行散焦调整，一边在步骤S109中，对像05、像08的高频成分多的峰值位置进行比较，另外对像03、像15的高频成分多的峰值位置进行比较，在差大的情况下，判断为在倾斜标准值外，在步骤S110中，驱动四轴调整工作台112，朝向高频成分多的峰值位置的差变小的方向使复眼光学系统LH在绕X轴旋转方向或者绕Y轴旋转方向上旋转移动。

这里，若使复眼光学系统LH在绕X轴旋转方向或者绕Y轴旋转方向上旋转移动，则经常使X轴的位置、Y轴的位置变化，因此处理装置PU使流程再次返回步骤S105，再次重复光轴调整和倾斜调整的重复控制循环(步骤S105～S110)。

这样进行光轴调整和倾斜调整，在判断为X轴方向及Y轴方向的偏移量与绕X轴旋转方向及绕Y轴旋转方向的偏移量收敛在标准值内的情况下，在步骤S111中，在镜框LF与基板CT之间涂布紫外线固化性树脂，并且处理装置PU从光源OPS照射紫外线。由此在步骤S112中，紫外线固化性树脂固化，因此镜框LF与基板CT被粘接固定。由此，复眼光学系统LH和摄像元件SR被维持在调整后的状态。以上，完成了复眼光学系统LH与摄像元件SR的定位。

根据本实施方式，处理装置PU基于来自16个摄像区域中的一部分摄像区域的图像信号，对复眼光学系统LH与摄像元件SR的偏移量进行检测，基于该偏移量驱动驱动机构，使复眼光学系统LH和摄像元件SR相对移动，因此不需要对来自全部的摄像区域的图像信号进行图像处理，能够大幅缩短定位所需要的时间。

另外，绕Z轴旋转方向的调整在光轴调整和倾斜调整的重复控制循环(步骤S105～S110)之前进行，但也可以在其后进行。另外，可以在完成最终调整后，至少一次为了确认而基于来自整个摄像区域的图像确认六轴的位置或者倾斜。而且，也可以基于将像01～像16中的至少任意两个合成后的合成图像进行六轴调整中的任一个调整。

另外，处理装置PU使复眼光学系统LH相对于摄像元件SR在Z轴方向上移动，在多个位置对图标CH进行摄像，基于来自至少两个摄像区域的图像信号，针对各摄像区域求出图像的场曲，基于该场曲，也能够求出Z轴方向的位置、绕X轴旋转方向的位置、绕Y轴旋转方向的位置的最佳位置。即，不仅获得从各个摄像区域的图标CH的图案PT1求出的图像中心的高频成分，也获得从处于图标CH周围的图案PT2～PT5求出的图像中心以外的像高的高频成分数据，在具有高频成分成为峰值的散焦位置不一致而在不同位置图案PT1～PT5高频成分成为峰值这样的特性的单眼光学系统的情况下(这表现为像面并不是平面而是弯曲)，并不是图案PT1的峰值位置而是图案PT1～PT5的中心与周围的高频成分平均而变高的位置为平衡良好的最佳位置。

另外，处理装置PU也可以在进行θ调整时，输入来自例如在Y轴方向上隔开的两个摄像区域(这里是包括相同的X轴坐标的图5的区域SS(3)、SS(15))的图像信号，求出得到的像03、像15的中心。在这样的情况下，如果图标图像的相同点(例如中心)显示在相同的X轴坐标上，则可知绕Z轴旋转方向的旋转偏移在标准值内。

另外，处理装置PU也可以基于根据来自至少两个摄像区域的图像数据分别计算出的视差的值求出检测到的复眼光学系统LH与摄像元件SR的偏移量。

另外，在图4的定位装置中，也可以设置作为测定环境温度的测定单元的温度传感器SN。在由塑料形成复眼光学系统LH的情况下，与硅制的摄像元件SR的热膨胀系数不同，因此有可能定位状态因环境温度变化而变化。因此，处理装置PU可以基于来自温度传感器SN的输出信号，与由温度变化引起的热膨胀的差所导致的尺寸变化相对应地，对复眼光学系统LH与摄像元件SR的偏移量进行修正。

以下，对优选的实施方式进一步说明。

在上述定位装置中，优选的是，所述控制单元(处理装置PU)至少一次是基于来自全部所述N个区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量驱动所述驱动机构。

例如，优选的是，在中间的定位调整时，通过使用来自例如两个区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，在此基础上迅速地进行调整，但在最终的调整完成后，通过使用来自所述摄像元件的整个区域的图像信号，基于得到的合成图像，确认是否没有偏移。

另外，优选的是，除绕所述Z轴旋转方向之外的方向的驱动是进行重复控制循环，所述绕Z轴旋转方向的驱动是在所述重复控制循环外进行的，该重复控制循环为在其中任一方向的驱动后，再次基于来自所述N个区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量驱动所述驱动机构。

这里，除绕Z轴旋转方向之外的五轴的位置偏移是受单眼光学系统的透镜像差、组装偏差的影响而发生的。更具体地说，X轴方向和Y轴方向的偏移受到单眼光学系统的透镜面的偏心的影响，绕X轴旋转方向和绕Y轴旋转方向的偏移受到单眼光学系统的透镜像面的倾斜的影响，Z轴方向的偏移受到透镜中心厚度、单眼光学系统的透镜间隔的误差的影响。然而，绕Z轴旋转方向的定位是对复眼光学系统和摄像元件的旋转偏移进行调整的，可以相对于其他五轴的位置偏移独立地进行调整。因此，通过在所述重复控制循环外进行所述绕Z轴旋转方向的驱动能够进行更有效的定位。

另外，优选的是，所述绕Z轴旋转方向的驱动是在所述重复控制循环之前进行的。在复眼光学系统和摄像元件的定位中，通过进行在Z轴方向的多个位置进行摄像的散焦调整，能够得到将可计算出偏移量的焦点对焦的图像。并非必须在所述重复控制循环之前进行所述绕Z轴旋转方向的调整，但如果先独立地实施所述绕Z轴旋转方向的调整，则能够获得在绕Z轴旋转方向上完成调整的图标摄像图像，因此不需要修正等，减少了运算处理的负荷，从而高效。

另外，优选的是，所述绕Z轴旋转方向的驱动是在所述重复控制循环之后进行的。由于所述绕Z轴旋转的调整可以独立地进行，因此也可以在所述重复控制循环之后进行。

另外，优先的是，所述控制单元(处理装置PU)经由所述驱动机构使所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方在所述Z轴方向上移动，在多个位置对所述图标进行摄像，基于来自所述N个区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，针对各区域求出图像的场曲，并且基于所述场曲求出所述Z轴方向的位置、所述绕X轴旋转方向的位置和所述绕Y轴旋转方向的位置。

使所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方在所述Z轴方向上移动，根据移动至Z轴上的多个位置而拍摄到的散焦图像运算并求出各单眼光学系统的场曲，在根据其结果对经由各个单眼光学系统在各区域内拍摄到的图像进行合成时，对于所述Z轴方向的位置、所述绕X轴旋转方向的位置、所述绕Y轴旋转方向的位置，能够调整至综合来看最佳的位置。

另外，优先的是，所述摄像元件的长边方向是X轴方向，基于来自含有相同的Y轴坐标、且在X轴方向上排列的至少两个所述区域的图像信号，所述控制单元经由所述驱动机构将所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方在所述绕Z轴旋转方向上驱动。

在所述摄像元件的区域内，与在对角方向隔开的多个区域相比，优选基于来自在水平方向上隔开的多个区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测。这是因为，由于被拍摄的图标图像的相同点(例如中心)显示在相同的Y轴坐标上，所以可知进行了绕Z轴旋转方向的定位。

另外，优先的是，所述摄像元件的短边方向是Y轴方向，基于来自含有相同的X轴坐标、且在Y轴方向上排列的至少两个所述区域的图像信号，所述控制单元经由所述驱动机构将所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方在所述绕Z轴旋转方向上驱动。

在所述摄像元件区域内，与在对角方向隔开的多个区域相比，优选基于来自在垂直方向上隔开的多个区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测。这是因为，由于被拍摄的图标图像的相同点(例如中心)显示在相同的X轴坐标上，所以可知进行了绕Z轴旋转方向的定位。

另外，优先的是，所述控制单元基于根据来自至少两个所述区域的图像信号分别计算出的视差的值求出检测到的所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量。

例如，在X轴方向和Y轴方向的定位中，例如，在从摄像面的对角方向上距中心等距离的两个区域得到的图标图像中，图标中心的位置距各自的摄像图像的中心等距离的位置是合适的，因此能够根据其图像上的距离的差计算出针对X轴方向或者Y轴方向调整的量。

另外，优选的是，具有对所述复眼光学系统的温度进行测定的测定单元，所述控制单元基于来自所述测定单元的输出信号，对检测到的所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行修正。

例如，在由塑料形成复眼光学系统的情况下，由于与硅制的摄像元件的热膨胀系数不同，所以有可能定位状态因环境温度变化而变化。因此，通过利用所述测定单元对所述复眼光学系统的温度进行测定，所述控制单元基于来自所述测定单元的输出信号，对检测到的所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行修正，由此能够进行高精度的定位。具体地说，在定位装置的驱动机构附近设置温度传感器，即使设置定位装置的室内温度一定，因调整所需要的时间而复眼光学系统或者摄像元件的温度也会变化，在该情况下，能够反馈其温度检测结果并对调整的位置进行修正。

另外，优选的是，所述复眼光学系统保持于镜框，所述摄像元件安装于基板，在所述控制单元基于检测到的所述偏移量，经由所述驱动机构使所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方移动后，将所述镜框与所述基板粘接。由此，能够维持所述复眼光学系统和所述摄像元件的定位后的状态。

另外，优选的是，所述镜框与所述基板的粘接是在所述镜框与所述基板之间附加紫外线固化性树脂，并且通过照射紫外线而使其固化。因为紫外线固化树脂因照射紫外线而固化，所以在比较短的时间内固化，因此，方便所述镜框与所述基板的粘接。

对于本领域技术人员来说，根据本说明书所记载的实施方式或技术思想可知，本发明不限定于说明书所记载的实施方式、变形例，还包括其他实施方式、变形例。

附图标记说明

CH：图标；

PU：处理装置；

CT：基板；

CU：照相机组件；

LA1：透镜阵列；

LA1a：物体侧透镜部；

LA2：透镜阵列；

LA2a：像侧透镜部；

LA2a：像侧透镜部；

LF：镜框；

LH：复眼光学系统；

LI：单眼光学系统；

ML：合成图像；

OPS：光源；

SN：温度传感器；

SR：摄像元件；

SR1：摄像面；

SS(1)～SS(16)：摄像区域；

100：定位装置；

101：机架；

110：摄像单元支承机构；

111：基座；

111a：脚部；

112：四轴调整工作台(XY工作台和测角台)；

113：保持部；

115：镜框支承机构；

115a：光通过部；

115b：镜框支承部；

115c：θ旋转调整机构；

115d：升降机构(Z轴方向的调整机构)。

Claims (14)

1.一种定位装置，其对复眼光学系统和摄像元件进行定位，所述复眼光学系统是N个单眼光学系统呈二维排列并且形成为一体而成的，所述摄像元件具备摄像面，所述摄像面包含由各单眼光学系统分别生成光学像的N个区域，其中，N为3以上的整数，所述定位装置的特征在于，具备：

驱动机构，在将所述摄像元件的摄像面法线方向作为Z轴、与所述Z轴正交的方向作为X轴、与所述Z轴及X轴正交的方向作为Y轴时，所述驱动机构将所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方，在所述Z轴方向、所述X轴方向、所述Y轴方向、绕所述Z轴旋转方向、绕所述X轴旋转方向、绕所述Y轴旋转方向上相对地驱动；

控制单元，当在所述摄像元件的Z轴方向配置所述复眼光学系统，并对图标进行摄像时，所述控制单元基于来自所述N个区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量驱动所述驱动机构。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，

所述控制单元至少一次是基于来自全部N个所述区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量驱动所述驱动机构。

3.根据权利要求1或2所述的定位装置，其特征在于，

除绕所述Z轴旋转方向之外的方向的驱动是进行重复控制循环，绕所述Z轴旋转方向的驱动是在所述重复控制循环外进行的，该重复控制循环为在除绕所述Z轴旋转方向之外的方向中任一方向的驱动后，再次基于来自N个所述区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量驱动所述驱动机构。

4.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于，

绕所述Z轴旋转方向的驱动是在所述重复控制循环之前进行的。

5.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于，

绕所述Z轴旋转方向的驱动是在所述重复控制循环之后进行的。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的定位装置，其特征在于，

所述控制单元经由所述驱动机构使所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方在所述Z轴方向上移动，在多个位置对所述图标进行摄像，基于来自N个所述区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，针对各区域求出图像的场曲，并且基于所述场曲求出所述Z轴方向的位置、绕所述X轴旋转方向的位置、绕所述Y轴旋转方向的位置。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的定位装置，其特征在于，

所述摄像元件的长边方向是X轴方向，基于来自含有相同的Y轴坐标、且在X轴方向上排列的至少两个所述区域的图像信号，所述控制单元经由所述驱动机构将所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方在绕所述Z轴旋转方向上驱动。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的定位装置，其特征在于，

所述摄像元件的短边方向是Y轴方向，基于来自含有相同的X轴坐标、且在Y轴方向上排列的至少两个所述区域的图像信号，所述控制单元经由所述驱动机构将所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方在绕所述Z轴旋转方向上驱动。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的定位装置，其特征在于，

所述控制单元基于根据来自至少两个所述区域的图像信号分别计算出的视差的值，求出检测到的所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的定位装置，其特征在于，

具有对所述复眼光学系统的温度进行测定的测定单元，所述控制单元基于来自所述测定单元的输出信号，对检测到的所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行修正。

11.根据权利要求1～10中任意一项所述的定位装置，其特征在于，

所述复眼光学系统保持于镜框，所述摄像元件安装于基板，在所述控制单元基于检测到的所述偏移量经由所述驱动机构使所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方移动后，将所述镜框与所述基板粘接。

12.根据权利要求11所述的定位装置，其特征在于，

所述镜框与所述基板的粘接是在所述镜框与所述基板之间施加紫外线固化性树脂，并且通过照射紫外线来使其固化而成的。

13.一种定位方法，其对复眼光学系统和摄像元件进行定位，所述复眼光学系统是N个单眼光学系统呈二维排列并且形成为一体而成的，所述摄像元件具备摄像面，所述摄像面包含由各单眼光学系统分别生成光学像的N个区域，其中，N为3以上的整数，所述定位方法的特征在于，

在将所述摄像元件的摄像面法线方向作为Z轴、与所述Z轴正交的方向作为X轴、与所述Z轴及X轴正交的方向作为Y轴时，将所述复眼光学系统和所述摄像元件中的一方相对于另一方，在所述Z轴方向、所述X轴方向、所述Y轴方向、绕所述Z轴旋转方向、绕所述X轴旋转方向、绕所述Y轴旋转方向这六轴方向上相对地驱动；

当在所述摄像元件的Z轴方向配置所述复眼光学系统，并对图标进行摄像时，基于来自所述N个区域中的两个以上且(N-1)个以下的区域的图像信号，对所述复眼光学系统与所述摄像元件的偏移量进行检测，并且基于所述偏移量，使所述复眼光学系统与所述摄像元件相对移动。

14.一种复眼照相机组件，其具有通过权利要求14所述的定位方法进行相互定位的复眼光学系统和摄像元件。