JP2003156370A - 小型レンズユニットを有する物理量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の物理量を共通のセンサおよび検出部で
測定することができる物理量測定装置を実現する。 【解決手段】 レンズ部２３０と台座部２３５からなる
小型レンズユニットで基準パターン２１０を撮影して、
その基準パターン画像の暈けおよび歪曲の変化を撮像素
子２４０の画像処理部で測定して、この暈けおよび歪曲
の変化から、撮像素子２４０の演算部の実験データを用
いて、センサ部１００が置かれている環境の温度、圧
力、振動、加速度を測定することを実現させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、物理的な諸量を
計測するための小型センサに関し、特に小型レンズユニ
ットを有する物理量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、温度、圧力、振動と言った物
理的な諸量を測定するための小型センサが開発されてい
る。これらセンサは、各物理量を感度良く測定するため
に、様々なセンサ材料および検出回路を用いて制作され
る。一方、温度、圧力等の基礎的な物理量は、同時に、
しかも多くの場所で多点測定されることも多く、その場
合には、測定する物理量ごとにセンサおよび検出回路を
準備する必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、測定する物理量の数および測定点の数
に比例してセンサの数および検出回路の数が多くなっ
た。

【０００４】特に、これらは、複数の物理量の多点測定
を行う場合に、ハードウェアを大掛かりで高価なものと
する要因となっていた。これらのことから、複数の物理
量を共通のセンサおよび検出部で測定することができる
物理量測定装置をいかに実現するかが極めて重要とな
る。

【０００５】この発明は、上述した従来技術による課題
を解決するためになされたものであり、複数の物理量を
共通のセンサおよび検出部で測定することができる、小
型レンズユニットを有する物理量測定装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る小
型レンズユニットを有する物理量測定装置は、基準パタ
ーンを撮像素子上に結像する小型レンズユニットと、前
記撮像素子が撮影した基準パターン画像の時間変化を検
出する検出手段と、前記時間変化情報に基づいて物理量
を算出する算出手段と、前記物理量の算出値を表示する
表示手段と、を備えることを特徴とする。

【０００７】この請求項１に記載の発明によれば、小型
レンズユニットを用いて基準パターンを撮像素子上に結
像し、検出手段により撮像素子が撮影した基準パターン
画像の時間変化を検出し、算出手段によりこの時間変化
情報に基づいて物理量を算出し、表示手段によりこの物
理量の算出値を表示することとしているので、基準パタ
ーンの変化から小型レンズユニットが置かれている環境
の物理的な諸量を測定することができる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明に係る小型レ
ンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記基
準パターンは、同心円状のパターンからなることを特徴
とする。

【０００９】この請求項２に記載の発明によれば、基準
パターンは、同心円状のパターンからなることとしてい
るので、小型レンズユニットが持つレンズの同心円状の
変化を検出することができる。

【００１０】また、請求項３に記載の発明に係る小型レ
ンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記基
準パターンは、格子状のパターンからなることを特徴と
する。

【００１１】この請求項３に記載の発明によれば、基準
パターンは、格子状のパターンからなることとしている
ので、小型レンズユニットが持つレンズの格子状の変化
を検出することができる。

【００１２】また、請求項４に記載の発明に係る小型レ
ンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記検
出手段は、前記基準パターン画像の暈けを検出すること
を特徴とする。

【００１３】この請求項４に記載の発明によれば、検出
手段は、基準パターン画像の暈けを検出することとして
いるので、暈け情報に基づいて小型レンズユニットの物
理的状態を測定することができる。

【００１４】また、請求項５に記載の発明に係る小型レ
ンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記検
出手段は、前記基準パターン画像の歪曲を検出すること
を特徴とする。

【００１５】この請求項５に記載の発明によれば、検出
手段は、基準パターン画像の歪曲を検出することとして
いるので、歪曲情報に基づいて小型レンズユニットの物
理的状態を測定することができる。

【００１６】また、請求項６に記載の発明に係る小型レ
ンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記暈
けの時間変化情報から前記物理量を算出することを特徴
とする。

【００１７】この請求項６に記載の発明によれば、暈け
の時間変化情報から物理量を算出することとしているの
で、暈けの原因となる物理量の時間変化を計測すること
ができる。

【００１８】また、請求項７に記載の発明に係る小型レ
ンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記歪
曲の時間変化情報から前記物理量を検出することを特徴
とする。

【００１９】この請求項７に記載の発明によれば、歪曲
の時間変化情報から物理量を検出することとしているの
で、歪曲の原因となる物理量の時間変化を計測すること
ができる。

【００２０】また、請求項８に記載の発明に係る小型レ
ンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記小
型レンズユニットは、被写体である前記基準パターンを
小型レンズユニットが撮影できる位置に配設する配設手
段、および前記基準パターンの照明手段を備えることを
特徴とする。

【００２１】この請求項８に記載の発明によれば、小型
レンズユニットは、被写体である基準パターンを小型レ
ンズユニットが撮影できる位置に配設し、照明手段で基
準パターンを照明することとしているので、基準パター
ンをケースの中に収め、その画像からレンズの収差を介
して変形を計測することができる。

【００２２】また、請求項９に記載の発明に係る小型レ
ンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記小
型レンズユニットは、レンズ面に前記基準パターンが印
刷され、前記基準パターンの投影像を撮影するための照
明手段および前記照明手段を配設する配設手段を備える
ことを特徴とする。

【００２３】この請求項９に記載の発明によれば、小型
レンズユニットは、レンズ面に基準パターンを印刷し、
照明手段で基準パターンの投影像を撮影し、さらに配設
手段で、この照明手段を配設することとしているので、
投影像の時間変化からレンズの変形を直接的に測定する
ことができる。

【００２４】また、請求項１０に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットおよび前記撮像素子は、密閉構造を
備え、さらに前記小型レンズユニットおよび前記配設手
段は、通気構造を備えることを特徴とする。

【００２５】この請求項１０に記載の発明によれば、小
型レンズユニットおよび撮像素子は、密閉構造を備え、
さらに小型レンズユニットおよび配設手段は、通気構造
を備えることとしているので、小型レンズユニットのレ
ンズを境界として、異なる圧力状態にすることができ
る。

【００２６】また、請求項１１に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
物理量は、圧力であることを特徴とする。この請求項１
１に記載の発明によれば、物理量は、圧力であることと
しているので、小型レンズユニットが置かれた環境の圧
力変化を測定することができる。

【００２７】また、請求項１２に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットは、熱膨張率の異なる２枚の貼り合
わせレンズを有することを特徴とする。

【００２８】この請求項１２に記載の発明によれば、小
型レンズユニットは、熱膨張率の異なる２枚の貼り合わ
せレンズを有することとしているので、温度変化があっ
た場合に、レンズの変形を大きくして、温度を検出する
感度を良くすることができる。

【００２９】また、請求項１３に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットおよび前記撮像素子、並びに、前記
小型レンズユニットおよび前記配設手段は、密閉構造を
備えることを特徴とする。

【００３０】この請求項１３に記載の発明によれば、小
型レンズユニットおよび撮像素子、並びに、小型レンズ
ユニットおよび配設手段は、密閉構造を備えることとし
ているので、小型レンズユニットのレンズを境界とし
て、圧力状態を同じものとすることができる。

【００３１】また、請求項１４に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
物理量は、温度であることを特徴とする。この請求項１
４に記載の発明によれば、物理量は、温度であることと
しているので、小型レンズユニットが置かれた環境の温
度変化のみを測定することができる。

【００３２】また、請求項１５に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットは、レンズが吸湿性プラスチックか
らなることを特徴とする。

【００３３】この請求項１５に記載の発明によれば、小
型レンズユニットは、レンズが吸湿性プラスチックから
なることとしているので、レンズの置かれている環境の
湿度によりレンズを変形させることができる。

【００３４】また、請求項１６に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットおよび前記撮像素子、並びに、前記
小型レンズユニットおよび前記配設手段は、通気構造を
備えることを特徴とする。

【００３５】この請求項１６に記載の発明によれば、小
型レンズユニットおよび撮像素子、並びに、小型レンズ
ユニットおよび配設手段は、通気構造を備えることとし
ているので、小型レンズユニットの置かれている環境
と、小型レンズユニットのレンズの環境を同一の湿度に
保つことができる。

【００３６】また、請求項１７に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
物理量は、湿度であることを特徴とする。この請求項１
７に記載の発明によれば、物理量は、湿度であることと
しているので、小型レンズユニットが置かれた環境の湿
度変化を測定することができる。

【００３７】また、請求項１８に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
物理量は、振動であることを特徴とする。この請求項１
８に記載の発明によれば、物理量は、振動であることと
しているので、小型レンズユニットが置かれた環境の振
動を測定することができる。

【００３８】また、請求項１９に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
物理量は、加速度であることを特徴とする。この請求項
１９に記載の発明によれば、物理量は、加速度であるこ
ととしているので、小型レンズユニットが置かれた環境
の加速度を測定することができる。

【００３９】また、請求項２０に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットは、レンズが部分的に色分けされ
て、前記色に対応した受光部を備えることを特徴とす
る。

【００４０】この請求項２０に記載の発明によれば、小
型レンズユニットは、レンズが部分的に色分けされて、
この色に対応した受光部を備えることとしているので、
色に応じて測定する物理量を複数選択することができ
る。

【００４１】また、請求項２１に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
表示手段は、前記算出手段との通信手段を複数備え、複
数の物理量を同時に表示することを特徴とする。

【００４２】この請求項２１に記載の発明によれば、表
示手段は、算出手段との通信手段を複数備え、複数の物
理量を同時に表示することとしているので、複数の物理
量の多点測定を１台の表示手段を用いて行うことができ
る。

【００４３】また、請求項２２に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、スポ
ット光を撮像素子上に結像する小型レンズユニットと、
前記撮像素子が撮影したスポット光画像の時間変化を検
出する検出手段と、前記時間変化情報に基づいて物理量
を算出する算出手段と、前記物理量の算出値を表示する
表示手段と、を備えることを特徴とする。

【００４４】この請求項２２に記載の発明によれば、小
型レンズユニットを用いてスポット光を撮像素子上に結
像し、検出手段により前記撮像素子が撮影したスポット
光画像の時間変化を検出し、算出手段により時間変化情
報に基づいて物理量を算出し、表示手段により物理量の
算出値を表示することとしているので、スポット光画像
の変化から小型レンズユニットが置かれている環境の物
理的な諸量を測定することができる。

【００４５】また、請求項２３に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットは、被写体である前記スポット光の
光源を小型レンズユニットが撮影できる位置に配設する
配設手段を備えることを特徴とする。

【００４６】この請求項２３に記載の発明によれば、小
型レンズユニットは、配設手段により、被写体であるス
ポット光の光源を小型レンズユニットが撮影できる位置
に配設することとしているので、スポット光の光源をケ
ースの中に収め、その画像からレンズの方向および位置
を測定することができる。

【００４７】また、請求項２４に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
検出手段は、前記スポット光の暈けを検出することを特
徴とする。

【００４８】この請求項２４に記載の発明によれば、検
出手段は、スポット光画像の暈けを検出することとして
いるので、暈け情報に基づいて小型レンズユニットの物
理的状態を測定することができる。

【００４９】また、請求項２５に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
検出手段は、前記スポット光画像の位置を検出すること
を特徴とする。

【００５０】この請求項２５に記載の発明によれば、検
出手段は、スポット光画像の位置を検出することとして
いるので、位置情報に基づいて小型レンズユニットの物
理的状態を測定することができる。

【００５１】また、請求項２６に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
暈けの時間変化情報から前記物理量を算出することを特
徴とする。

【００５２】この請求項２６に記載の発明によれば、暈
けの時間変化情報から物理量を算出することとしている
ので、スポット光画像の暈けの原因となる物理量の時間
変化を測定することができる。

【００５３】また、請求項２７に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
位置の時間変化情報から前記物理量を検出することを特
徴とする。

【００５４】この請求項２７に記載の発明によれば、位
置の時間変化情報から前記物理量を検出することとして
いるので、スポット光画像の位置変化の原因となる物理
量の時間変化を測定することができる。

【００５５】また、請求項２８に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットは、レンズと前記レンズの台座部と
が可撓性の材料で接続されることを特徴とする。

【００５６】この請求項２８に記載の発明によれば、小
型レンズユニットは、レンズと、レンズの台座部とが可
撓性の材料で接続されることとしているので、小型レン
ズユニットが振動する際に、その振動に同期してレンズ
も振動させることができる。

【００５７】また、請求項２９に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットは、前記レンズおよび前記台座部が
前記接続部と同一材料からなり、前記接続部の形状処理
および熱処理の少なくとも一つの処理により可撓性を備
えることを特徴とする。

【００５８】この請求項２９に記載の発明によれば、小
型レンズユニットは、レンズおよび台座部が接続部と同
一材料からなり、接続部の形状処理および熱処理の少な
くとも一つの処理により可撓性を備えることとしている
ので、同一材料からなる小型レンズユニットでもレンズ
を振動させることができる。

【００５９】また、請求項３０に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
物理量は、振動であることを特徴とする。この請求項３
０に記載の発明によれば、物理量は、振動であることと
しているので、小型レンズユニットが置かれた環境の振
動を測定することができる。

【００６０】また、請求項３１に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
物理量は、加速度であることを特徴とする。この請求項
３１に記載の発明によれば、物理量は、加速度であるこ
ととしているので、小型レンズユニットが置かれた環境
の加速度を測定することができる。

【００６１】また、請求項３２に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
物理量は、温度であることを特徴とする。この請求項３
２に記載の発明によれば、物理量は、温度であることと
しているので、小型レンズユニットが置かれた環境の温
度を測定することができる。

【００６２】また、請求項３３に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットおよび前記撮像素子は、密閉構造を
備え、さらに前記小型レンズユニットおよび前記配設手
段は、通気構造を備えることを特徴とする。

【００６３】この請求項３３に記載の発明によれば、小
型レンズユニットおよび撮像素子は、密閉構造を備え、
さらに小型レンズユニットおよび配設手段は、通気構造
を備えることとしているので、小型レンズユニットのレ
ンズを境界として、異なる圧力状態にすることができ
る。

【００６４】また、請求項３４に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
物理量は、圧力であることを特徴とする。この請求項３
４に記載の発明によれば、物理量は、圧力であることと
しているので、小型レンズユニットが置かれた環境の圧
力変化を測定することができる。

【００６５】また、請求項３５に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
小型レンズユニットは、レンズが部分的に色分けされ
て、前記色に対応した受光部を備えることを特徴とす
る。

【００６６】この請求項３５に記載の発明によれば、前
記小型レンズユニットは、レンズが部分的に色分けされ
て、前記色に対応した受光部を備えることとしているの
で、色に応じて測定する物理量を複数選択することがで
きる。

【００６７】また、請求項３６に記載の発明に係る小型
レンズユニットを有する物理量測定装置によれば、前記
算出手段との通信手段を複数備え、複数の物理量を同時
に表示することを特徴とする。

【００６８】この請求項３６に記載の発明によれば、表
示手段は、算出手段との通信手段を複数備え、複数の物
理量を同時に表示することとしているので、複数の物理
量の多点測定を１台の表示手段を用いて行うことができ
る。

【００６９】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる小型レンズユニットを有する物理量測定装
置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、
これにより本発明が限定されるものではない。 （実施の形態１）まず、本実施の形態１にかかる小型レ
ンズユニットを有する物理量測定装置の全体構成につい
て説明する。図１は、小型レンズユニットを用いた物理
量測定装置の全体構成を示す図である。物理量測定装置
は、センサ部１００、インターフェース部１０５、ケー
ブル部１１０、および表示部１２０よりなる。

【００７０】センサ部１００は、対象とする物理量を検
出し、数値化を行う。このセンサ部は、概ね７ｍｍ四方
の大きさを持っている。インターフェース部１０５は、
センサ部１００で測定され、数値化された物理量を表示
部１２０へ送信するための通信インターフェースであ
る。このインターフェース部１０５と表示部１２０とは
ケーブル部１１０により接続され、センサ部１００で測
定された物理量の数値情報が表示部１２０へ送信され
る。

【００７１】表示部１２０は、表示画面を備えており、
センサ部１００で測定、数値化された物理量を、表示画
面上に表示する。この表示画面は、液晶あるいはプラズ
マディスプレイ等で構成される。また、この表示部１２
０は、ケーブル部１１０との接続端子を複数備え、対象
とする物理量の多点測定を行うこともできる。その際に
は、表示部１２０の表示画面上に、複数の測定データ
が、例えば、並列に列記される。

【００７２】次に、センサ部１００の具体的な構成につ
いて説明する。センサ部１００は円筒形の形状を有す
る。図２はこのセンサ部１００のｙｚ断面を図示したも
のである。センサ部１００は、プリント板２５０と、こ
のプリント板２５０に装着されたケース２００と、から
なり、このケース２００には、基準パターン２１０、発
光素子２６０、小型レンズユニット、撮像素子２４０、
が内蔵されている。また、小型レンズユニットは、基準
パターン２１０を撮像素子２４０上に結像するレンズ部
２３０と、このレンズ部２３０を支える台座部２３５か
らなる。

【００７３】基準パターン２１０は、格子状のパターン
が印刷されたもので、ケース２００の内側の天井部に貼
り付けられる。そして、基準パターン２１０は、発光素
子２６０により照明され、レンズ部２３０を介して撮像
素子２４０で撮影される。発光素子２６０の電源は、図
示しない配線により、プリント板２５０から供給され
る。発光素子２６０には、例えば発光ダイオードが用い
られるが、発光特性の安定した経時変化の少ない、小型
で低消費電力のものが望まれる。

【００７４】ここで、レンズ部２３０と台座部２３５と
は、小型レンズユニットを構成し、被写体を撮像素子２
４０上に結像する機能を持っている。レンズ部２３０と
台座部２３５は、射出成形されるプラスチックで形成さ
れた一体型のものである。その頭頂部は、レンズ部２３
０を形成しており格子状の基準パターン２１０の映像を
撮像素子２４０上に結像する。

【００７５】撮像素子２４０は、２次元的に受光素子が
配列されたＭＯＳ型あるいはＣＣＤのエリアセンサで一
つのシリコン基盤上に生成されている。また、基準パタ
ーン２１０の撮像に続く画像処理および演算処理も、こ
のシリコン基盤上に生成される。

【００７６】図３は、撮像素子２４０のブロック図であ
る。レンズ部２３０により撮像素子２４０上に投影され
た基準パターン２１０は、撮像素子部３００で電気信号
に変換され、画像処理部３１０に転送される。画像処理
部３１０では、この基準パターン情報の暈けおよび歪曲
を、数値化する。そして、この数値化された暈けおよび
歪曲に基づいて演算部３２０において対象とする物理量
の算出が行われる。この算出には、例えばすでに確立さ
れたオートフォーカス技術を用いて算出することができ
る。その後、この物理量情報は、インターフェース部１
０５を介して表示部１２０に送信され、表示画面上に表
示される。なお、この撮像素子２４０は、プリント板２
５０に表面実装され、プリント板上の導体パターンとボ
ンディングその他の方法で電気的に接続される。

【００７７】次に、小型レンズユニットを用いた物理量
測定装置の動作の概要について図を用いて説明する。ま
ず、格子状の基準パターン２１０の例を図４に示す。格
子状に縦横の線が均等間隔で入れられており碁盤目をな
している。このパターンが物理量を測定する上での基準
となり、標準状態（例えば１気圧、２３℃）で撮像素子
２４０で観測される基準パターン画像である。

【００７８】ここで、センサ部１００の温度が変化し
て、レンズ部２３０が変形を起こした場合に、レンズ部
２３０のレンズ焦点位置が変化して、暈けた像が撮像素
子２４０に生じる。この暈けた標準パターン画像の例を
図５に示す。この暈けは、例えば図５の例では線幅の変
化と定義され、図３の画像処理部３１０において求めら
れる。演算部３２０は、この暈けから焦点位置の変化を
算出し、ひいてはレンズの温度を測定することができ
る。

【００７９】ここで、レンズ部２３０および台座部２３
５の変形による暈けの変化と、温度との関係は、あらか
じめ実験により求められ、演算部３２０に実験データと
して保存されている。レンズ部２３０により撮像素子２
４０上に写し込まれたパターンに暈けを生じさせる要因
として、球面収差、コマ収差、および非点収差等があげ
られるが、実験データを用いることにより、これらの要
因による総合効果としての暈けと、温度との関係を正確
に求めることができる。

【００８０】また、センサ部１００の温度が変化して、
レンズ部２３０が変形を起こした場合に、レンズ部２３
０のレンズに歪曲収差が発生し、基準パターン２１０の
格子状パターン全体が変形する。この状態を図６および
図７に示す。図６は、負の歪曲を有し、基準パターン２
１０が樽型に変形した例である。また、図７は、正の歪
曲を有し、基準パターン２１０が糸巻き型に変形した例
である。

【００８１】ここで、レンズ部２３０の変形による歪曲
の変化と、温度との関係は、あらかじめ実験により求め
られ、図３の演算部３２０に実験データとして保存され
ている。歪曲収差は、レンズ中心部とレンズ周辺部とで
の光の屈折の過不足から生じる収差であるため、レンズ
全体の変形の大きさがわかり、ひいてはその変形に応じ
た温度とは関数関係が存在するので、温度を測定するこ
とができる。

【００８２】また、図２では、ケース２００並びにレン
ズ部２３０と台座部２３５とからなる小型レンズユニッ
トは、密閉構造としたが、ケース２００および小型レン
ズユニットに通気孔を設けることにより、温度を測定す
ることもできる。

【００８３】また、図２では、ケース２００および小型
レンズユニットは、密閉構造としたが、ケース２００に
通気孔を設け、小型レンズユニットを密閉構造とするこ
とにより、小型レンズユニットに圧力変化による変形を
生じさせ、この変形による暈けあるいは歪曲を測定する
ことにより圧力を測定することもできる。この際、演算
部３２０には、小型レンズユニットの変形による暈けあ
るいは歪曲と、温度との関係があらかじめ測定された実
験データとして保存されている。

【００８４】また、センサ部１００に振動が加えられた
場合に、小型レンズユニットのレンズ部２３０にも同様
の振動を生じる。この振動によりレンズ部２３０は変形
するので、この変形に起因する標準パターン画像の暈け
あるいは歪曲を検出することにより、センサ部１００
は、レンズ部２３０の振動、ひいてはセンサ部１００の
振動を検出することができる。この際、演算部３２０に
は、小型レンズユニットの変形による暈けあるいは歪曲
と、振動との関係があらかじめ測定された実験データと
して保存されている。

【００８５】さらに、前記振動情報の２階時間微分情報
からレンズ部２３０の加速度、ひいてはセンサ部１００
の加速度を測定することができる。上述してきたよう
に、本実施の形態１では、小型レンズユニットで基準パ
ターン２１０を撮影して、その基準パターン画像の暈け
および歪曲の変化を画像処理部３１０で測定して、この
暈けおよび歪曲の変化から、演算部３２０の実験データ
を用いて、センサ部１００が置かれている環境の温度、
圧力、振動、加速度を測定することができる。

【００８６】また、基準パターン２１０をケース２００
の内側の天井部に貼り付ける代わりに、レンズ部２３０
に基準パターンをメッキその他の方法により形成するこ
ともできる。この場合には、台座部２３５を低くして、
レンズ部２３０と撮像素子２４０を近接して配置する。
さらにレンズ部２３０は、平板に近いものとし、基準パ
ターン２１０の代わりに光の反射板を設け、概ね平行光
線がレンズ部２３０に入射するようにする。これによ
り、レンズ部２３０上の基準パターンが、撮像素子２４
０に投影され、撮像素子２４０上に基準パターン画像が
生成される。

【００８７】また、小型レンズユニットのレンズ部２３
０を吸湿性のプラスチック、例えばポリアミド等で成型
することにより、湿度によりレンズ部２３０が変形し、
これによる暈けあるいは歪曲の変化から、センサ部１０
０が置かれている環境の湿度を測定することができる。
この際、ケース２００および小型レンズユニットには、
通気孔が設けられており、ケース２００の周囲環境と内
部環境とは同じ状態にされている。

【００８８】また、小型レンズユニットのレンズ部２３
０を熱膨張率の異なる２種類のプラスチックレンズの貼
り合わせとすることにより、温度変化が生じた場合のレ
ンズ部２３０の変形を大きくすることができる。これに
より、温度センサとしての小型レンズユニットの感度を
向上することができる。

【００８９】また、多色成形により、レンズ部２３０を
部分的に色付きのものとし、撮像素子２４０としてカラ
ーの撮像素子を用い、レンズ部２３０の色の付いた部分
を選択的に撮影することができる。これにより、レンズ
部２３０の暈けあるいは歪曲を部分的に抽出し、最適と
思われる複数の物理量、例えば温度および圧力を同時に
測定することができる。例えば、図８に示した標準パタ
ーンの変形例では、標準パターンの中心部では、負の歪
曲を有し、樽型の標準パターンになり、また標準パター
ンの周辺部では、正の歪曲を有し、糸巻き型の標準パタ
ーンになる。この場合に、中心部と周辺部で２色の色分
けを行い、歪曲を部分的に抽出することにより、２つの
歪曲のパラメータ値を取得し、各パラメータごとに一つ
の物理量を測定することができる。 （実施の形態２）ところで、上記実施の形態１では、格
子状の標準パターンを小型レンズユニットで撮影した
が、標準パターンの代わりにスポット光を小型レンズユ
ニットで撮影し、物理量の測定装置として機能させるこ
ともできる。そこで本実施の形態では、スポット光を用
いて振動を測定する場合を示すことにする。

【００９０】図９は、実施の形態２にかかるセンサ部８
００の具体的な構造を示している。なお、センサ部８０
０は、図１のセンサ部１００に対応するものであり、他
の部分は、図１と全く同様であるので、ここでの詳細な
説明は省略する。

【００９１】センサ部８００は円筒形の形状を有する。
図９は、センサ部８００のｙｚ断面を図示したものであ
る。センサ部８００は、プリント板９５０と、このプリ
ント板９５０に装着されたケース９００と、からなり、
このケース９００には、発光素子９６０、カバー９７
０、小型レンズユニット、撮像素子９４０、が内蔵され
ている。

【００９２】発光素子９６０は、例えば発光ダイオード
が用いられ、スポット状の穴のあるカバー９７０で被わ
れており、スポット光を生成する。この発光素子９６０
およびカバー９７０は、ケース９００の内側の天井部に
設置されている。発光素子９６０の電源は、図示しない
配線によりプリント板９５０から供給される。

【００９３】小型レンズユニットは、スポット光を撮像
素子９４０上に結像するレンズ部９３０と、このレンズ
部９３０を支える台座部９３５と、レンズ部９３０と台
座部９３５を接続する接続部９３２からなる。

【００９４】レンズ部９３０と、接続部９３２と、台座
部９３５とは、プラスチックの射出成形により製作され
る一体型の構造を持っている。ここで、レンズ部９３０
と台座部９３５を接続する接続部９３２は、薄いプラス
チックで形成される構造を有し、レンズ部９３０を大き
く可動可能としている。従って、センサ部８００が振動
する際に、レンズ部９３０も同期して大きく振動する。

【００９５】撮像素子９４０は、２次元的に受光素子が
配列されたＭＯＳ型あるいはＣＣＤのエリアセンサで一
枚のシリコン基盤上に生成されている。ここで、撮像素
子９４０のブロック図を図１０に示す。レンズ部９３０
により撮像素子上に結像されたスポット光は、撮像素子
部５００で電気信号に変換され、画像処理部５１０に転
送される。画像処理部５１０では、このスポット光画像
の暈け、画像位置を、数値化する。そして、この数値化
された暈け、画像位置に基づいて演算部５２０において
対象とする振動の算出が行われる。その後、この振動情
報は、インターフェース部１０５を介して表示部１２０
に送信され、表示画面上に表示される。なお、この撮像
素子９４０は、プリント板９５０に表面実装され、プリ
ント板上の導体パターンとボンディングその他の方法で
電気的に接続される。

【００９６】次に、本実施の形態２にかかる小型レンズ
ユニットを用いた振動測定装置の動作の概要について図
１１を用いて説明する。図１１は、撮像素子部５００で
観測されるスポット光画像を示した。このスポット光６
００は、標準状態（例えば１気圧、２３℃、振動なし）
で撮像素子９４０に観測されるスポットである。この
時、レンズ部９３０は静止しており、振動していない状
態にあるので、撮像領域の中心にスポット光６００が観
測される。

【００９７】ここで、センサ部８００が振動の外乱を加
えられ、振動すると、レンズ部９３０もそれに同期して
振動する。その際、レンズ部９３０が振動するので、ス
ポット光６００も振動して、測定するごとに、スポット
光画像は撮像領域の異なる位置に観測される。

【００９８】スポット光６１０は、センサ部８００に振
動を加えた場合に観測されるスポットの一例である。ス
ポット光６１０は、スポット光６００と比較して、スポ
ットの位置およびスポットの径が変化している。概ね、
スポットの位置は、レンズ部９３０のｘｙ平面内の運動
を反映し、スポットの径は、レンズ部９３０のｚ方向へ
の運動を反映している。画像処理部５１０により、これ
らスポットの位置および径からレンズ部９３０の変位が
決定される。

【００９９】例えば、ある特定の振幅および周波数を有
する振動の場合には、スポット光６１０の位置および径
は、撮像領域６２０中を特定の軌跡を描いて周期運動す
る。演算部５２０は、実験的に求められたスポットの軌
跡とレンズ部９３０の振動との対応テーブルを有し、こ
の対応テーブルから振動の周期および振幅の方向および
大きさを算出する。

【０１００】また、演算部５２０において、撮像領域６
２０に存在するスポット光６１０の軌跡から、その２階
時間微分を求めることにより、センサ部８００に加わる
加速度を求めることもできる。

【０１０１】また、レンズ部９３０の質量およびレンズ
部９３０が変位する際に台座部９３５との間に発生する
張力等によりレンズ部９３０で測定できる上限周波数が
きまる。なお、レンズ部９３０の質量およびレンズ部９
３０と台座部９３５との接続部９３２の厚さを制御する
ことにより、この上限周波数を変化させ、測定可能な周
波数範囲を変更することもできる。

【０１０２】上述してきたように、本実施の形態２で
は、接続部９３２を、薄いプラスチックで形成して、レ
ンズ部９３０をセンサ部９００と同期して大きく可動可
能とし、また、スポット光源がレンズ部９３０により撮
像素子９４０上に結像するようにしているので、スポッ
ト光６００の位置および径の時間変化を計測することに
より、レンズ部９３０の振動周波数および振動の方向さ
らに大きさを計測することができ、ひいてはレンズ部９
３０を内蔵したセンサ部８００の振動周波数、振動の方
向および大きさを計測することができる。

【０１０３】また、センサ部８００に振動が加えられて
いない場合には、スポット光６００のスポット径の変化
から、レンズ部９３０の温度変化、ひいてはセンサ部８
００の温度変化を測定することができる。

【０１０４】また、図９では、ケース９００および小型
レンズユニットは、密閉構造としたが、ケース９００に
通気孔を設け、小型レンズユニットを密閉構造とするこ
とにより、小型レンズユニットのレンズ部９３０に圧力
変化による変位を生じさせ、この変位によるスポット光
６００の径の変化を測定することにより高感度に圧力を
測定することもできる。この際、演算部５２０には、ス
ポット光６００の径の変化と、圧力との関係があらかじ
め測定された実験データとして保存されている。

【０１０５】また、以上の物理量測定という目的上、較
正（キャリブレーション）は、随時行えることが望まし
い。較正（キャリブレーション）のため、同じ物理量の
測定のために、複数の測定手段あるいはレンズユニット
を持ち、比較修正しながら用いることが望ましい。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、小型レンズユニットを用いて基準パター
ンを撮像素子上に結像し、検出手段により撮像素子が撮
影した基準パターン画像の時間変化を検出し、算出手段
によりこの時間変化情報に基づいて物理量を算出し、表
示手段によりこの物理量の算出値を表示することとして
いるので、基準パターンの変化から小型レンズユニット
が置かれている環境の物理的な諸量を測定することがで
きるという効果を奏する。

【０１０７】また、請求項２に記載の発明によれば、基
準パターンは、同心円状のパターンからなることとして
いるので、小型レンズユニットが持つレンズの同心状の
変化を検出することができる。

【０１０８】また、請求項３に記載の発明によれば、基
準パターンは、格子状のパターンからなることとしてい
るので、小型レンズユニットが持つレンズの格子状の変
化を検出することができる。

【０１０９】また、請求項４に記載の発明によれば、検
出手段は、基準パターン画像の暈けを検出することとし
ているので、暈け情報に基づいて小型レンズユニットの
物理的状態を測定することができる。

【０１１０】また、請求項５に記載の発明によれば、検
出手段は、基準パターン画像の歪曲を検出することとし
ているので、歪曲情報に基づいて小型レンズユニットの
物理的状態を測定することができる。

【０１１１】また、請求項６に記載の発明によれば、暈
けの時間変化情報から物理量を算出することとしている
ので、暈けの原因となる物理量の時間変化を測定するこ
とができる。

【０１１２】また、請求項７に記載の発明によれば、歪
曲の時間変化情報から物理量を検出することとしている
ので、歪曲の原因となる物理量の時間変化を測定するこ
とができる。

【０１１３】また、請求項８に記載の発明によれば、小
型レンズユニットは、被写体である基準パターンを小型
レンズユニットが撮影できる位置に配設し、照明手段で
基準パターンを照明することとしているので、基準パタ
ーンをケースの中に収め、その画像からレンズの収差を
介して変形を計測することができる。

【０１１４】また、請求項９に記載の発明によれば、小
型レンズユニットは、レンズ面に基準パターンを印刷
し、照明手段で基準パターンの投影像を撮影し、さらに
配設手段で、この照明手段を配設することとしているの
で、投影像の時間変化からレンズの変形を直接的に測定
することができる。

【０１１５】また、請求項１０に記載の発明によれば、
小型レンズユニットおよび撮像素子は、密閉構造を備
え、さらに小型レンズユニットおよび配設手段は、通気
構造を備えることとしているので、小型レンズユニット
のレンズを境界として、異なる圧力状態にすることがで
きる。

【０１１６】また、請求項１１に記載の発明によれば、
物理量は、圧力であることとしているので、小型レンズ
ユニットが置かれた環境の圧力変化を測定することがで
きる。

【０１１７】また、請求項１２に記載の発明によれば、
小型レンズユニットは、熱膨張率の異なる２枚の貼り合
わせレンズを有することとしているので、温度変化があ
った場合に、レンズの変形を大きくして、温度を検出す
る感度を良くすることができる。

【０１１８】また、請求項１３に記載の発明によれば、
小型レンズユニットおよび撮像素子、並びに、小型レン
ズユニットおよび配設手段は、密閉構造を備えることと
しているので、小型レンズユニットのレンズを境界とし
て、圧力状態を同じものとすることができる。

【０１１９】また、請求項１４に記載の発明によれば、
物理量は、温度であることとしているので、小型レンズ
ユニットが置かれた環境の温度変化のみを測定すること
ができる。

【０１２０】また、請求項１５に記載の発明によれば、
小型レンズユニットは、レンズが吸湿性プラスチックか
らなることとしているので、レンズの置かれている環境
の湿度によりレンズを変形させることができる。

【０１２１】また、請求項１６に記載の発明によれば、
小型レンズユニットおよび撮像素子、並びに、小型レン
ズユニットおよび配設手段は、通気構造を備えることと
しているので、小型レンズユニットの置かれている環境
と、小型レンズユニットのレンズの環境を同一の湿度に
保つことができる。

【０１２２】また、請求項１７に記載の発明によれば、
物理量は、湿度であることとしているので、小型レンズ
ユニットが置かれた環境の湿度変化を測定することがで
きる。

【０１２３】また、請求項１８に記載の発明によれば、
物理量は、振動であることとしているので、小型レンズ
ユニットが置かれた環境の振動を測定することができ
る。また、請求項１９に記載の発明によれば、物理量
は、加速度であることとしているので、小型レンズユニ
ットが置かれた環境の加速度を測定することができる。

【０１２４】また、請求項２０に記載の発明によれば、
小型レンズユニットは、レンズが部分的に色分けされ
て、この色に対応した受光部を備えることとしているの
で、色に応じて測定する物理量を複数選択することがで
きる。

【０１２５】また、請求項２１に記載の発明によれば、
表示手段は、算出手段との通信手段を複数備え、複数の
物理量を同時に表示することとしているので、複数の物
理量の多点測定を１台の表示手段を用いて行うことがで
きる。

【０１２６】また、請求項２２に記載の発明によれば、
小型レンズユニットを用いてスポット光を撮像素子上に
結像し、検出手段により前記撮像素子が撮影したスポッ
ト光画像の時間変化を検出し、算出手段により時間変化
情報に基づいて物理量を算出し、表示手段により物理量
の算出値を表示することとしているので、スポット光画
像の変化から小型レンズユニットが置かれている環境の
物理的な諸量を測定することができる。

【０１２７】また、請求項２３に記載の発明によれば、
小型レンズユニットは、配設手段により、被写体である
スポット光の光源を小型レンズユニットが撮影できる位
置に配設することとしているので、スポット光の光源を
ケースの中に収め、その画像からレンズの方向および位
置を測定することができる。

【０１２８】また、請求項２４に記載の発明によれば、
検出手段は、スポット光画像の暈けを検出することとし
ているので、暈け情報に基づいて小型レンズユニットの
物理的状態を測定することができる。

【０１２９】また、請求項２５に記載の発明によれば、
検出手段は、スポット光画像の位置を検出することとし
ているので、位置情報に基づいて小型レンズユニットの
物理的状態を測定することができる。

【０１３０】また、請求項２６に記載の発明によれば、
暈けの時間変化情報から物理量を算出することとしてい
るので、スポット光画像の暈けの原因となる物理量の時
間変化を測定することができる。

【０１３１】また、請求項２７に記載の発明によれば、
位置の時間変化情報から前記物理量を検出することとし
ているので、スポット光画像の位置変化の原因となる物
理量の時間変化を測定することができる。

【０１３２】また、請求項２８に記載の発明によれば、
小型レンズユニットは、レンズと、レンズの台座部とが
可撓性の材料で接続されることとしているので、小型レ
ンズユニットが振動する際に、その振動に同期してレン
ズも振動させることができる。

【０１３３】また、請求項２９に記載の発明によれば、
小型レンズユニットは、レンズおよび台座部が接続部と
同一材料からなり、接続部の形状処理および熱処理の少
なくとも一つの処理により可撓性を備えることとしてい
るので、同一材料からなる小型レンズユニットでもレン
ズを振動させることができる。

【０１３４】また、請求項３０に記載の発明によれば、
物理量は、振動であることとしているので、小型レンズ
ユニットが置かれた環境の振動を測定することができ
る。また、請求項３１に記載の発明によれば、物理量
は、加速度であることとしているので、小型レンズユニ
ットが置かれた環境の加速度を測定することができる。

【０１３５】また、請求項３２に記載の発明によれば、
物理量は、温度であることとしているので、小型レンズ
ユニットが置かれた環境の温度を測定することができ
る。また、請求項３３に記載の発明によれば、小型レン
ズユニットおよび撮像素子は、密閉構造を備え、さらに
小型レンズユニットおよび配設手段は、通気構造を備え
ることとしているので、小型レンズユニットのレンズを
境界として、異なる圧力状態にすることができる。

【０１３６】また、請求項３４に記載の発明によれば、
物理量は、圧力であることとしているので、小型レンズ
ユニットが置かれた環境の圧力変化を測定することがで
きる。

【０１３７】また、請求項３５に記載の発明によれば、
前記小型レンズユニットは、レンズが部分的に色分けさ
れて、前記色に対応した受光部を備えることとしている
ので、色に応じて測定する物理量を複数選択することが
できる。

【０１３８】また、請求項３６に記載の発明によれば、
表示手段は、算出手段との通信手段を複数備え、複数の
物理量を同時に表示することとしているので、複数の物
理量の多点測定を１台の表示手段を用いて行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】小型レンズユニットを有する物理量測定装置の
全体構成を示すブロック図である。

【図２】実施の形態１のセンサ部の断面を示す図であ
る。

【図３】実施の形態１の撮像素子のブロック図である。

【図４】基準パターンを示す図である。

【図５】基準パターンが暈けた例を示す図である。

【図６】基準パターンが負の歪曲を起こした例を示す図
である。

【図７】基準パターンが正の歪曲を起こした例を示す図
である。

【図８】基準パターンが正と負の歪曲を同時に起こした
例を示す図である。

【図９】実施の形態２のセンサ部の断面を示す図であ
る。

【図１０】実施の形態２の撮像素子のブロック図であ
る。

【図１１】撮像素子上のスポット光の変化を示す図であ
る。

【符号の説明】

１００、８００ センサ部 １０５ インターフェース部 １１０ ケーブル部 １２０ 表示部 ２００、９００ ケース ２１０ 基準パターン ２３０、９３０ レンズ部 ２３５、９３５ 台座部 ２４０、９４０ 撮像素子 ２５０、９５０ プリント板 ２６０、９６０ 発光素子 ３００、５００ 撮像素子部 ３１０、５１０ 画像処理部 ３２０、５２０ 演算部 ６００、６１０ スポット光 ６２０ 撮像領域 ９３２ 接続部 ９７０ カバー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｌ 11/00 Ｇ０１Ｐ 15/03 Ｃ Ｇ０１Ｐ 15/03 Ｇ０１Ｌ 11/00 Ｚ

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準パターンを撮像素子上に結像する小
   型レンズユニットと、 前記撮像素子が撮影した基準パターン画像の時間変化を
   検出する検出手段と、 前記時間変化情報に基づいて物理量を算出する算出手段
   と、 前記物理量の算出値を表示する表示手段と、を備えるこ
   とを特徴とする小型レンズユニットを有する物理量測定
   装置。
2. 【請求項２】 前記基準パターンは、同心円状のパター
   ンからなることを特徴とする請求項１に記載の小型レン
   ズユニットを有する物理量測定装置。
3. 【請求項３】 前記基準パターンは、格子状のパターン
   からなることを特徴とする請求項１に記載の小型レンズ
   ユニットを有する物理量測定装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記基準パターン画像
   の暈けを検出することを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれか１つに記載の小型レンズユニットを有する物理
   量測定装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、前記基準パターン画像
   の歪曲を検出することを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれか１つに記載の小型レンズユニットを有する物理
   量測定装置。
6. 【請求項６】 前記暈けの時間変化情報から前記物理量
   を算出することを特徴とする請求項４に記載の小型レン
   ズユニットを有する物理量測定装置。
7. 【請求項７】 前記歪曲の時間変化情報から前記物理量
   を検出することを特徴とする請求項５に記載の小型レン
   ズユニットを有する物理量測定装置。
8. 【請求項８】 前記小型レンズユニットは、被写体であ
   る前記基準パターンを小型レンズユニットが撮影できる
   位置に配設する配設手段、および前記基準パターンの照
   明手段を備えることを特徴とする請求項１ないし７のい
   ずれか１つに記載の小型レンズユニットを有する物理量
   測定装置。
9. 【請求項９】 前記小型レンズユニットは、レンズ面に
   前記基準パターンが印刷され、前記基準パターンの投影
   像を撮影するための照明手段および前記照明手段を配設
   する配設手段を備えることを特徴とする請求項１ないし
   ７のいずれか１つに記載の小型レンズユニットを有する
   物理量測定装置。
10. 【請求項１０】 前記小型レンズユニットおよび前記撮
    像素子は、密閉構造を備え、さらに前記小型レンズユニ
    ットおよび前記配設手段は、通気構造を備えることを特
    徴とする請求項８あるいは９に記載の小型レンズユニッ
    トを有する物理量測定装置。
11. 【請求項１１】 前記物理量は、圧力であることを特徴
    とする請求項１０に記載の小型レンズユニットを有する
    物理量測定装置。
12. 【請求項１２】 前記小型レンズユニットは、熱膨張率
    の異なる２枚の貼り合わせレンズを有することを特徴と
    する請求項１ないし９に記載の小型レンズユニットを有
    する物理量測定装置。
13. 【請求項１３】 前記小型レンズユニットおよび前記撮
    像素子、並びに、前記小型レンズユニットおよび前記配
    設手段は、密閉構造を備えることを特徴とする請求項１
    ２に記載の小型レンズユニットを有する物理量測定装
    置。
14. 【請求項１４】 前記物理量は、温度であることを特徴
    とする請求項１３に記載の小型レンズユニットを有する
    物理量測定装置。
15. 【請求項１５】 前記小型レンズユニットは、レンズが
    吸湿性プラスチックからなることを特徴とする請求項１
    ないし９のいずれか１つに記載の小型レンズユニットを
    有する物理量測定装置。
16. 【請求項１６】 前記小型レンズユニットおよび前記撮
    像素子、並びに、前記小型レンズユニットおよび前記配
    設手段は、通気構造を備えることを特徴とする請求項１
    ５に記載の小型レンズユニットを有する物理量測定装
    置。
17. 【請求項１７】 前記物理量は、湿度であることを特徴
    とするに請求項１６に記載の小型レンズユニットを有す
    る物理量測定装置。
18. 【請求項１８】 前記物理量は、振動であることを特徴
    とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の小型レ
    ンズユニットを有する物理量測定装置。
19. 【請求項１９】 前記物理量は、加速度であることを特
    徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の小型
    レンズユニットを有する物理量測定装置。
20. 【請求項２０】 前記小型レンズユニットは、レンズが
    部分的に色分けされて、前記色に対応した受光部を備え
    ることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれか１つ
    に記載の小型レンズユニットを有する物理量測定装置。
21. 【請求項２１】 前記表示手段は、前記算出手段との通
    信手段を複数備え、複数の物理量を同時に表示すること
    を特徴とする請求項１ないし２０のいずれか一つに記載
    の小型レンズユニットを有する物理量測定装置。
22. 【請求項２２】 スポット光を撮像素子上に結像する小
    型レンズユニットと、 前記撮像素子が撮影したスポット光画像の時間変化を検
    出する検出手段と、 前記時間変化情報に基づいて物理量を算出する算出手段
    と、 前記物理量の算出値を表示する表示手段と、を備えるこ
    とを特徴とする小型レンズユニットを有する物理量測定
    装置。
23. 【請求項２３】 前記小型レンズユニットは、被写体で
    ある前記スポット光の光源を小型レンズユニットが撮影
    できる位置に配設する配設手段を備えることを特徴とす
    る請求項２２に記載の小型レンズユニットを有する物理
    量測定装置。
24. 【請求項２４】 前記検出手段は、前記スポット光画像
    の暈けを検出することを特徴とする請求項２２あるいは
    ２３に記載の小型レンズユニットを有する物理量測定装
    置。
25. 【請求項２５】 前記検出手段は、前記スポット光画像
    の位置を検出することを特徴とする請求項２２あるいは
    ２３に記載の小型レンズユニットを有する物理量測定装
    置。
26. 【請求項２６】 前記暈けの時間変化情報から前記物理
    量を算出することを特徴とする請求項２４に記載の小型
    レンズユニットを有する物理量測定装置。
27. 【請求項２７】 前記位置の時間変化情報から前記物理
    量を検出することを特徴とする請求項２５に記載の小型
    レンズユニットを有する物理量測定装置。
28. 【請求項２８】 前記小型レンズユニットは、レンズと
    前記レンズの台座部とが可撓性の材料で接続される接続
    部を備えることを特徴とする請求項２２ないし２７に記
    載の小型レンズユニットを有する物理量測定装置。
29. 【請求項２９】 前記小型レンズユニットは、前記レン
    ズおよび前記台座部が前記接続部と同一材料からなり、
    前記接続部の形状処理および熱処理の少なくとも一つの
    処理により可撓性を備えることを特徴とする請求項２８
    に記載の小型レンズユニットを有する物理量測定装置。
30. 【請求項３０】 前記物理量は、振動であることを特徴
    とする請求項２８あるいは２９に記載の小型レンズユニ
    ットを有する物理量測定装置。
31. 【請求項３１】 前記物理量は、加速度であることを特
    徴とする請求項２８あるいは２９に記載の小型レンズユ
    ニットを有する物理量測定装置。
32. 【請求項３２】 前記物理量は、温度であることを特徴
    とする請求項２６に記載の小型レンズユニットを有する
    物理量測定装置。
33. 【請求項３３】 前記小型レンズユニットおよび前記撮
    像素子は、密閉構造を備え、さらに前記小型レンズユニ
    ットおよび前記配設手段は、通気構造を備えることを特
    徴とする請求項２２ないし２６のいずれか１つに記載の
    小型レンズユニットを有する物理量測定装置。
34. 【請求項３４】 前記物理量は、圧力であることを特徴
    とする請求項３３に記載の小型レンズユニットを有する
    物理量測定装置。
35. 【請求項３５】 前記小型レンズユニットは、レンズが
    部分的に色分けされて、前記色に対応した受光部を備え
    ることを特徴とする請求項２２ないし３４のいずれか１
    つに記載の小型レンズユニットを有する物理量測定装
    置。
36. 【請求項３６】 前記表示手段は、前記算出手段との通
    信手段を複数備え、複数の物理量を同時に表示すること
    を特徴とする請求項２１ないし３５のいずれか一つに記
    載の小型レンズユニットを有する物理量測定装置。