JP2015204590A - 複眼撮像装置及び撮像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズを一体に形成することで個眼レンズ間の性能差を小さく抑え、かつ撮像素子の温度勾配による性能劣化を抑えた複眼撮像装置を提供すること。
【解決手段】
複数の物体像に各々対応する複数の第１及び第２個眼レンズ１２１，１２２を一体に形成してなる第１及び第２レンズアレイ２１，２２と、複数の第１及び第２個眼レンズ１２１，１２２に対応した複数の撮像素子５１とを有する複眼撮像装置であって、撮像素子５１の各々は、光電変換部と光電変換部の外周の１辺乃至３辺に発熱部ＨＴを有し、撮像素子５１は、行単位又は列単位で発熱部ＨＴが同じ方向に向くように２次元方向に配列されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、光軸直行方向に複数のレンズが形成されたレンズアレイを有する複眼撮像装置及び当該複眼撮像装置を備えた撮像処理装置に関する。

近年、携帯端末の撮像光学系に対する低背化、高性能化の要求がますます高くなっている。これらの要求に対して、複数の撮像レンズ（個眼光学系）を光軸直行方向にアレイ状に形成した光学系（複眼撮像光学系）を用いて複数の画像を撮影し、１つの画像に再構成する、いわゆる超解像技術を用いた小型で薄型な撮像装置が近年開発されている。このような撮像装置では、複数の撮像レンズの視差を利用して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。

異なる焦点距離の複数の個眼光学系により形成される、倍率の異なる画像を選択可能とした複眼型の撮像装置として、複数の個眼光学系と複数の撮像素子とをそれぞれ別体で構成したものがある（特許文献１参照）。
また、別の複眼型の撮像装置として、複数の個眼レンズが一体に形成されたレンズアレイと、各個眼レンズにそれぞれ対応した複数の撮像素子とを備えたものがある（特許文献２の図１６参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の複眼型の撮像装置のような構成で、複数の個眼光学系を同様の焦点距離として超解像に用いた場合、個別に個眼光学系を制作するため個眼光学系間の製造誤差が大きくなり性能差が生じるという問題がある。また、個眼光学系間の基線長（ピッチ）のばらつきも大きくなる。そのため、略等しい被写体像から良好な画質の再構成画像を得ることが難しいという問題がある。
また、特許文献２に記載の複眼型の撮像装置では、撮像素子の発熱の問題に対する考慮が記載されておらず、プラスチック製のレンズアレイを用いた場合のピントばらつき等に起因する問題を回避できず、良好な光学性能を得ることが難しい。そのため、良好な画質の再構成画像を得ることが難しいという問題がある。

特開２００７−３０６２８２号公報 特許第４９７６３１０号公報

本発明は、個眼レンズを一体に形成することで個眼レンズ間の性能差を小さく抑え、かつ撮像素子の温度勾配による性能劣化を抑えた複眼撮像装置及び撮像処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る複眼撮像装置は、複数の物体像に各々対応する複数のレンズを樹脂にて一体に形成してなるレンズアレイと、複数のレンズに対応した複数の撮像素子とを有する複眼撮像装置であって、撮像素子の各々は、光電変換部と光電変換部の外周の１辺乃至３辺に発熱部を有し、撮像素子は、行単位又は列単位で発熱部が同じ方向に向くように２次元方向に配列されている。

上記複眼撮像装置において、複数のレンズを一体に形成することにより、個眼レンズ間の性能差を小さく抑えることができる。また、各個眼レンズに対応する光電変換部を２次元方向に配列し、光電変換部の周囲に配置される発熱領域の向きを行単位又は列単位でそろえることで複眼撮像装置を全体としてみたとき、発熱領域が分散配置され、これにより、レンズアレイの個眼レンズ間に発生する温度差を小さく抑えることができる。

本発明の具体的な観点又は側面では、上記複眼撮像装置において、撮像素子は、１つの基板上に実装されている。

本発明の別の側面では、発熱部は、レンズアレイの中心点を通る軸に対して対称的に配列されている。この場合、レンズアレイに対して発熱部がより均等に配置されるため、温度勾配をより小さく抑えることができる。

本発明の別の側面では、撮像素子の配列における行及び／又は列の数が奇数のとき、発熱部は奇数の行及び／又は列の中央に位置する行及び／又は列を除き、レンズアレイの中心点を通る軸に対して対称的に配列されている。この場合も、レンズアレイに対して発熱部がより均等に配置されるため、温度勾配を小さく抑えることができる。

本発明のさらに別の側面では、発熱部は、全て同じ方向に配列されている。この場合、発熱部に設けられる読み出し回路等の配線を簡単にすることができる。

本発明のさらに別の側面では、発熱部は、光電変換部の矩形の外周のうち隣り合う２辺に配置されている。この場合、発熱部に設けられる読み出し回路等の配線を簡単にすることができる。

本発明のさらに別の側面では、複数のレンズ及び前記光電変換部は、レンズアレイの中心点を通る軸に対して対称的に配列される。この場合、温度による個眼レンズのピッチ変化と光電変換部のピッチ変化との差を最小限に抑えることができる。

本発明のさらに別の側面では、光電変換部は、レンズアレイの中心点を通る軸に対して対称的に配列される。この場合、温度による個眼レンズのピッチ変化と光電変換部のピッチ変化との差を最小限に抑えることができる。

本発明のさらに別の側面では、レンズアレイを保持する筐体を備え、筐体は、複数の撮像素子を囲む前記基板の外周部において位置決めされ、レンズアレイと筐体とは、筐体の天面のみで接している。この場合、撮像素子の発熱領域の温度をレンズに伝わりにくくすることができる。

本発明のさらに別の側面では、撮像素子は実装用仲介部を介して基板上に実装されている。この場合、ピント合わせによる光学性能を向上させることができる。

本発明のさらに別の側面では、実装用仲介部は、段付きスペーサーである。この場合、温度による接着層の収縮に起因する撮像素子の光軸方向の位置変化を抑えることができる。

本発明のさらに別の側面では、実装用仲介部は、ミクロパール入り接着剤である。この場合、ミクロパールの直径の異なる接着剤を複数種用意しておき、基板のそり等がある場合に、各撮像素子に対し適切な直径のミクロパール入り接着剤を選択使用すれば、各撮像素子の光軸方向の位置をより均一にできる。

本発明のさらに別の側面では、基板の裏側に放熱板を有する。この場合、絶対的な温度上昇を小さくすることができる。

また本発明に係る撮像処理装置は、上記のいずれかの複眼撮像装置と、複眼撮像装置で得られた複数の画像に基づいて再構成された画像を表示するディスプレイとを有する。

本発明の別の側面では、撮影された被写体像から撮像素子の実装誤差を考慮した視差補正を行う補正装置を有する。この場合、撮像素子の取り付け誤差や基板の温度に起因する変形等による光学性能の劣化を緩和することができる。

本発明に係る第１実施形態の複眼撮像装置を説明する側方断面図である。 複眼撮像装置を構成する複数の撮像素子の支持方法を説明する側方断面図である。 図１の複眼撮像装置を搭載した撮像処理装置を説明する図である。 撮像素子の配列を説明する図である。 発熱部となる周辺回路の一例を説明する概念図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図４に示す撮像素子の配列の変形例を説明する図である。 図４に示す撮像素子の配列の別の変形例を説明する図である。 図４に示す撮像素子の配列の別の変形例を説明する図である。 第２実施形態の複眼撮像装置における撮像素子の配列を説明する図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図９に示す撮像素子の配列の変形例を説明する図である。 第３実施形態の複眼撮像装置における撮像素子の配列を説明する図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態である複眼撮像装置について、図面を参照しつつ説明する。
図１に示す撮像装置１００は、複数の個眼光学系を用いて複数の画像を撮影し、複数の画像から１つの再構成画像を合成するための複眼撮像装置である。撮像装置１００は、矩形板状の外形を有し、レンズアレイ積層体２０と、後絞り３０と、フィルター４０と、センサーアレイ５０と、ホルダー６０とを有する。これらのうち、レンズアレイ積層体２０、後絞り３０、フィルター４０、及びホルダー６０によって、複眼撮像光学系２００が構成される。なお、本例では、２枚のレンズアレイを積層したもので説明するが、レンズアレイが１枚で構成されているものや３枚以上のものであってもよい。

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、第１レンズアレイ２１と、第２レンズアレイ２２と、中間絞り２３とを有する。これらの部材２１，２２，２３は、光軸ＡＸ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アレイ５０に設けた像面又は撮像面（被投影面）Ｉに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自体を複眼撮像光学系と呼ぶ場合もある。

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ている。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を一体化したプラスチック成形品であり、矩形又は正方形の外形を有する。各第１個眼レンズ１２１は、レンズ本体２１ａとフランジ部２１ｂとを有する。隣接する第１個眼レンズ１２１同士は、フランジ部２１ｂを介して連結され一体化されている。レンズ本体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。レンズ本体２１ａの周囲のフランジ部２１ｂは、第１及び第２光学面２１ｃ，２１ｄの周囲に光軸ＡＸに垂直に延びる平坦な第１及び第２フランジ面２１ｅ，２１ｆを有する。

第２レンズアレイ２２は、第１レンズアレイ２１の像側に配置されている。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を一体化したプラスチック成形品であり、矩形の外形を有する。各第２個眼レンズ１２２は、レンズ本体２２ａとフランジ部２２ｂとを有する。隣接する第２個眼レンズ１２２同士は、フランジ部２２ｂを介して連結され一体化されている。レンズ本体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。レンズ本体２２ａの周囲のフランジ部２２ｂは、第３及び第４光学面２２ｃ，２２ｄの周囲に光軸ＡＸに垂直に延びる平坦な第３及び第４フランジ面２２ｅ，２２ｆを有する。

なお、第１レンズアレイ２１を構成するいずれか１つの第１個眼レンズ１２１と、この第１個眼レンズ１２１に対向して第２レンズアレイ２１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、つまり撮像用の個眼光学系２０ｕとして機能する。つまり、本実施形態の場合、レンズアレイ積層体２０は、４×４個の個眼光学系２０ｕを光軸ＡＸに垂直な面に沿って２次元的に配列したものとなっている。複数の個眼光学系２０ｕ（すなわち第１及び第２個眼レンズ１２１，１２２）は、第１及び第２レンズアレイ２１，２２の中心点を通る軸ＢＸに対して対称的に配列されている。第１及び第２レンズアレイ２１，２２の線膨張係数の差は小さいことが好ましい。これにより、温度による第１及び第２個眼レンズ１２１，１２２相互のピッチ変化の影響を最小限に抑えることができる。

第１及び第２レンズアレイ２１，２２は、例えば金型による射出成形や、金型や樹脂型等によるプレス成形によって成形される。

中間絞り２３は、矩形の板状部材であり、第１レンズアレイ２１と、第２レンズアレイ２２との間に設けられている。中間絞り２３は、遮光性の接着層２４を介して第１及び第２レンズアレイ２１，２２と密着している。つまり、中間絞り２３は、接着層２４に挟まれた状態となっている。中間絞り２３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２１ａ，２２ａに対応する位置に円形の開口部２３ａが形成されている。中間絞り２３は、金属や樹脂等からなる板状部材であって、それ自体で光吸収性を有する黒色又は暗色の材料や、表面を黒色又は暗色に塗装されたものが用いられる。接着層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。

後絞り３０は、矩形の板状部材であり、レンズアレイ積層体２０とフィルター４０との間に設けられている。後絞り３０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２１ａ，２２ａに対応する位置に矩形の開口部３０ａが形成されている。後絞り３０の材質は、中間絞り２３と同様のものを用いることができる。後絞り３０は、センサーアレイ５０へ入射する迷光を遮断する。

フィルター４０は、矩形の板状部材であり、後絞り３０とセンサーアレイ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又は吸収する機能を有する赤外線カットフィルターである。

センサーアレイ５０は、レンズアレイ積層体２０を構成する各個眼光学系２０ｕによって形成された被写体像を検出するものである。センサーアレイ５０は、光軸ＡＸに垂直な方向に、各個眼光学系２０ｕに対応して２次元的に配列された複数の撮像素子５１と、複数の撮像素子５１を支持する基板５２とを有している。撮像素子５１は、１つの基板５２上に設けられている。ＣＣＤ型あるいはＣＭＯＳ型等からなる撮像素子５１は、光電変換部Ｐ（図４、５の画素アレイ部５４ａに相当）により、入射光をＲＧＢ毎に光電変換し、そのアナログ信号を出力する。光電変換部Ｐは、第１及び第２レンズアレイ２１，２２の中心点ＯＸ（図４参照）を通る軸ＢＸ（図１参照）に対して対称的に配列される。また、第１及び第２レンズアレイ２１，２２の線膨張係数と基板５２の線膨張係数の差は小さいことが好ましい。これにより、温度変化による第１及び第２個眼レンズ１２１，１２２のピッチ変化と光電変換部Ｐのピッチ変化との差を最小限に抑えることができる。なお、基板５２の裏側に放熱板５３を設けてもよい。放熱板５３により、絶対的な温度上昇を小さくすることができる。放熱板５３は、例えばアルミニウムや銅等で形成されている。また、基板５２上に回路等を形成してもよい。

ホルダー６０は、レンズアレイ積層体２０、後絞り３０、及びフィルター４０を収納し保持するための枠部材（筐体）である。ホルダー６０には、複数の段部Ｔ１，Ｔ２を有する凹部６０ａが形成されており、ホルダー６０は、全体として升状の外形を有する。凹部６０ａ内には、レンズアレイ積層体２０、後絞り３０、フィルター４０が順番にセットされる。各部材２０，３０，４０は、凹部６０ａの各段部Ｔ１，Ｔ２によって位置決めされる。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液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）等で形成されている。

ホルダー６０は、撮像素子５１を実装した基板５２に対して基板５２の法線方向に位置決めされて接着される。ホルダー６０は、複数の撮像素子５１を囲む基板５２の外周部ＯＱにおいて位置決めされ、レンズアレイ積層体２０とホルダー６０とは、ホルダー６０の天面ＳＳのみで接していることが好ましい。これにより、撮像素子５１の発熱領域の温度がレンズアレイ積層体２０に伝わりにくくなる。撮像素子５１は、実装用仲介部ＭＴを用いて基板５２上に実装されている。実装用仲介部ＭＴは、基板５２の法線方向（光学系の光軸ＡＸ方向）に関して撮像素子５１の高さを決めている。図２の左側に示すように、実装用仲介部ＭＴは、各撮像素子５１の下部に設けられた段付きスペーサーＭＴ１であり、撮像素子５１を支持した状態で、段付きスペーサーＭＴ１に形成された段部９１に接着剤Ｂ１を付着させることで基板５２に固定されている。これにより、温度による接着層の収縮に起因する撮像素子５１の光軸ＡＸ方向の位置変化を抑えることができる。

なお、図２の右側に示すように、実装用仲介部ＭＴは、ミクロパール入り接着剤ＭＴ２であってもよい。ミクロパール入り接着剤ＭＴ２は、接着剤Ｂ２に同直径のミクロパールＢ３が混合されたものである。ミクロパールＢ３は、真球状の微粒子であり、基板５２の法線方向の距離を規制することができる。なお、直径の異なるミクロパール入り接着剤ＭＴ２を複数種用意しておき、基板５２のそり等がある場合に、各撮像素子５１に対し適切な直径のミクロパール入り接着剤ＭＴ２を選択使用すれば、各撮像素子５１の光軸ＡＸ方向の位置（光軸ＡＸ方向の撮像面位置）をより均一にできる。

図３は、図１に示す撮像装置１００を搭載した撮像処理装置を説明する概念ブロック図である。図示の撮像処理装置３００は、撮像装置１００と、マイクロプロセッサー８１と、インターフェース８２と、ディスプレイ８３とを有する。

センサーアレイ５０は、各撮像素子５１上に形成された各画像をそれぞれ電気信号に変換し、マイクロプロセッサー８１に出力する。マイクロプロセッサー８１は、入力された信号をマイクロプロセッサー８１内のＲＯＭに格納された所定の処理プログラムに基づいて処理し、各画像を１つの画像に再構成する。その後、マイクロプロセッサー８１は、インターフェース８２を介してディスプレイ８３へ再構成された１つの画像を出力する。また、マイクロプロセッサー８１は、上記処理プログラムに基づく処理を実行する際の種々の演算結果を内蔵ＲＡＭに一時記憶させる。なお、マイクロプロセッサー８１による画像の再構成処理としては、例えば、各画像から必要な矩形領域を切り出す処理、及び、切り出した矩形画像から各々の視差情報に基づいて画像を再構成する処理を含むもの等、公知の処理を用いることができる。マイクロプロセッサー８１は、撮影された被写体像から撮像素子５１の実装誤差を考慮した視差補正を行う補正装置８４を有する。補正装置８４は、撮像素子５１の取り付け誤差や基板５２の温度に起因する変形等による光学性能の劣化を緩和する。ここで、第１及び第２レンズアレイ２１，２２と基板５２との線膨張係数の差は小さいことが好ましい。これにより、第１及び第２個眼レンズ１２１，１２２のピッチ変化と光電変換部Ｐのピッチ変化とが略同等となり視差補正を容易にすることができる。

図４は、図１に示す撮像装置１００のうちセンサーアレイ５０を構成する複数の撮像素子５１の配列例を説明する図である。センサーアレイ５０を構成する複数の撮像素子５１は、個眼光学系２０ｕに対応して配列されており、同図では４×４個を２次元的に配列したものとなっている。撮像素子５１を個別に配列することにより、発熱部ＨＴの発熱の偏りが低減される。

図５は、単一の撮像素子５１の回路的な配置の一例を示している。撮像素子５１は、ＣＭＯＳ型のセンサーデバイスであり、ケース５１ａ内にＩＣチップ５４を収納している。ＩＣチップ５４は、シリコン基板上に集積回路を形成したものであり、中央に画素アレイ部５４ａを有し、周辺に垂直走査回路５４ｂ、ＡＤ変換回路５４ｃ、水平走査回路５４ｄ、信号処理部５４ｅ等を備える。なお、図示を省略しているが、ＩＣチップ５４の周辺には、入出力その他の周辺回路５４ｐも設けられている。画素アレイ部５４ａは、フォトダイオードを２次元的に配列した領域である。垂直走査回路５４ｂは、画素アレイ部５４ａに対して垂直方向のアドレスを指定する部分であり、水平走査回路５４ｄは、画素アレイ部５４ａに対して水平方向のアドレスを指定する部分である。ＡＤ変換回路５４ｃは、垂直の列毎にフォトダイオードからの信号をＡＤ変換する回路部分である。信号処理部５４ｅは、垂直走査回路５４ｂ、水平走査回路５４ｄ、周辺回路５４ｐ等の動作を制御するためのデジタル回路である。ケース５１ａは、気密性を有し、画素アレイ部５４ａに対向して保護用のカバーガラスを設けた窓５１ｂを有する。なお、ケース５１ａはなくてもよいし、各撮像素子５１にそれぞれケース５１ａを設けるものでなく、全ての撮像素子５１を覆うように１つのケースを形成したものであってもよい。

図５に例示するような単一の撮像素子５１は、ＩＣチップ５４の各領域で消費電力に差があり、温度分布が形成されることが知られている。例えばＡＤ変換回路５４ｃや水平走査回路５４ｄを含む一方の辺領域が比較的高温になり、これらに隣接し垂直走査回路５４ｂや信号処理部５４ｅを含む他方の辺領域が次に高温になる。一方で、画素アレイ部５４ａのある中央寄りの領域と、周辺回路５４ｐがある領域とは、相対的に低温となる。つまり、撮像素子５１のうち、発熱が相対的に大きい回路５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを含む高温領域Ａｈは、相対的な発熱部ＨＴであり、隣接する２辺を併せたＬ字状の範囲となっている。撮像素子５１のうち、上記高温領域Ａｈ（発熱部ＨＴ）を除いた領域は、比較的低温な領域となる。すなわち、複眼撮像装置において、各個眼レンズで形成される複数の画像領域を包括するような画素アレイ部を有した単一の撮像素子を用いた場合、撮像素子５１に不均一な温度分布が形成され、撮像素子５１に最も近い基板５２や第２レンズアレイ２２をはじめ、第１レンズアレイ２１、ホルダー６０等に不均一な温度分布を形成する可能性がある。特に第２レンズアレイ２２が全体として広がる面内で大きな温度分布が形成され、個眼光学系２０ｕ毎のフォーカス等の結像性能にばらつきが生じるという、個眼間の性能差が顕著となるおそれがある。
このような温度分布の形成を抑制するため、本実施形態では、単一の撮像素子で各個眼レンズにより形成される複数の画像を包括させる構成ではなく、各個眼レンズ１２１，１２２により形成される画像毎にそれぞれ単一の撮像素子５１を複数個配置して、センサーアレイ５０を構成し、個々の撮像素子５１の配置を熱的に配慮したものとしている。

図４に示す例では、複数の撮像素子５１が行単位で発熱部ＨＴが同じ方向に向くように２次元方向に配列されている。発熱部ＨＴは、レンズアレイ積層体２０の中心点ＯＸを通る軸ＢＸ（図１参照）に対して点対称に配列されている。図４に示す例では、行単位で１、２行目の発熱部ＨＴが同じ方向の配列となり、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向とに発熱部ＨＴが設けられている。また、３、４行目の発熱部ＨＴが同じ方向の配列となっており、−Ｘ方向と−Ｙ方向とに発熱部ＨＴが設けられている。１つの撮像素子５１でみれば、３、４行目の発熱部ＨＴの配列は、１、２行目の発熱部ＨＴの配列を図５に示すｘ、ｙ方向において反転したものとなっている。以上のように構成することで、複眼撮像装置全体でみたとき、個々の撮像素子５１の光電変換部の外周の２辺の発熱部ＨＴが略均等に配置されるため、複眼撮像装置全体をみたとき偏熱状態が平均化され、温度勾配を小さく抑えることができる。

なお、発熱部ＨＴの配列は、これに限らず、例えば、図６（Ａ）に示すように、１、２行目と３、４行目とでＸ方向の発熱部ＨＴの配列を逆にしてもよい。また、図６（Ｂ）に示すように、発熱部ＨＴの配列を列単位でそろえてもよい。図６（Ｂ）の例において、発熱部ＨＴの配列は、２列目と３列目との間の中心点ＯＸを通る線に対して線対称となっている。なお、図７に示すような３×３の個眼撮像光学系の場合においても、行単位で発熱部ＨＴの配列をそろえてもよいし、図示を省略するが、列単位で発熱部ＨＴの配列をそろえてもよい。また、図８に示すように、発熱部ＨＴの配列方向を全てそろえてもよいが、図４や図６に示すような配列のほうが、レンズアレイ２１，２２に対して発熱部ＨＴがより均等に配置できるため、温度勾配をより小さく抑えることができる。

以上説明した複眼撮像装置によれば、複数の第１個眼レンズ１２１及び第２個眼レンズ１２２をそれぞれ一体に形成することにより、各第１個眼レンズ１２１間の相互の性能差及び各第２個眼レンズ１２２間の相互の性能差を小さく抑えることができるとともに、第１個眼レンズ１２１及び第２個眼レンズ１２２で構成される各個眼光学系２０ｕに対応して撮像素子５１を２次元方向に配列し、各撮像素子５１の光電変換部Ｐの周囲に配置される発熱領域である発熱部ＨＴの向きを行単位又は列単位でそろえることにより、個々の撮像素子５１の光電変換部の外周の２辺が発熱しても複眼撮像装置全体で見たとき、偏熱状態が平均化され、温度勾配を抑えることができ、各個眼光学系２０ｕ間の温度差を小さくできる。これにより、撮像素子５１が発熱した際にも各個眼光学系２０ｕは略同様の温度となり、各個眼光学系２０ｕ間での性能差を小さくでき、性能の良い複眼撮像装置となる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る複眼撮像装置について説明する。なお、第２実施形態の複眼撮像装置は第１実施形態の複眼撮像装置を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。

図９に示すように、本実施形態においては、発熱部ＨＴは、光電変換部Ｐの矩形の外周のうち１辺に配置されているものである。図９の例では、発熱部ＨＴは、レンズアレイ積層体２０の中心点ＯＸを通る軸ＢＸ（図１）に対して点対称に配列される。つまり、１、２行目の発熱部ＨＴは、撮像素子５１の＋Ｙ方向の１辺に配列されており、３、４行目の発熱部ＨＴは、撮像素子５１の−Ｙ方向の１辺に配列されているものである。このようにすることでレンズアレイ２１，２２に対して発熱部ＨＴがより均等に配置できるため、温度勾配をより小さく抑えることができる。

なお、発熱部ＨＴの配列は、これに限らず、例えば、図１０（Ａ）に示すように、全ての発熱部ＨＴが撮像素子５１の−Ｙ方向の１辺に配列されていてもよい。また、図１０（Ｂ）に示すように、全ての発熱部ＨＴが撮像素子５１の−Ｘ方向の１辺に配列されていてもよい。このように、個々の撮像素子５１の光電変換部の外周の１辺が発熱部ＨＴである場合も、各撮像素子５１の光電変換部Ｐの周囲に配置される発熱領域である発熱部ＨＴの向きを行単位又は列単位でそろえることにより、複眼撮像装置全体で見たとき、偏熱状態が平均化され、温度勾配を抑えることができ、各個眼光学系２０ｕ間の温度差を小さくでき、各個眼光学系２０ｕ間での性能差を小さくできる。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る複眼撮像装置について説明する。なお、第３実施形態の複眼撮像装置は第１実施形態の複眼撮像装置を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。

図１１に示すように、本実施形態において、発熱部ＨＴは、光電変換部Ｐの矩形の外周のうち３辺に配置されているものである。図１１の例では、発熱部ＨＴは、レンズアレイ積層体２０の中心点ＯＸを通る軸ＢＸ（図１）に対して点対称に配列される。つまり、１、２行目の発熱部ＨＴは、撮像素子５１の＋Ｘ方向の１辺を除いた３辺に配列されており、３、４行目の発熱部ＨＴは、撮像素子５１の−Ｘ方向の１辺を除いた３辺に配列されている。

なお、図示を省略するが、本実施形態についても、発熱部ＨＴの配列は、第１及び第２実施形態と同様に、適宜変更することができる。このように、個々の撮像素子５１の光電変換部の外周の３辺が発熱部ＨＴである場合も、各撮像素子５１の光電変換部Ｐの周囲に配置される発熱領域である発熱部ＨＴの向きを行単位又は列単位でそろえることにより、複眼撮像装置全体で見たとき、偏熱状態が平均化され、温度勾配を抑えることができ、各個眼光学系２０ｕ間の温度差を小さくでき、各個眼光学系２０ｕ間での性能差を小さくできる。

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２０ｕの配列は、４×４個及び３×３個に限らず、５×５個以上とすることができる。また、個眼光学系２０ｕ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。

２０…レンズアレイ積層体、 ２０ｕ…個眼光学系、 ２１，２２…レンズアレイ、 ２１ａ，２２ａ…レンズ本体、 ２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄ…光学面、 ５０…センサーアレイ、 ５１…撮像素子、 ５２…基板、 ５３…放熱板、 ５４…チップ、 ６０…ホルダー、 ８１…マイクロプロセッサー、 ８２…インターフェース、 ８３…ディスプレイ、 ８４…補正装置、 １００…撮像装置、 １２１，１２２…個眼レンズ、 ２００…複眼撮像光学系、 ３００…撮像処理装置、 Ａｈ…高温領域、 ＡＸ…光軸、 ＢＸ…軸、 ＨＴ…発熱部、 ＭＴ…実装用仲介部、 ＭＴ１…段付きスペーサー、 ＭＴ２…ミクロパール入り接着剤、 ＯＸ…中心点、 Ｐ…光電変換部

Claims (14)

1. 複数の物体像に各々対応する複数のレンズを樹脂にて一体に形成してなるレンズアレイと、前記複数のレンズに対応した複数の撮像素子とを有する複眼撮像装置であって、
   前記撮像素子の各々は、光電変換部と前記光電変換部の外周の１辺乃至３辺に発熱部を有し、
   前記撮像素子は、行単位又は列単位で前記発熱部が同じ方向に向くように２次元方向に配列されていることを特徴とする複眼撮像装置。
2. 前記撮像素子は、１つの基板上に実装され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。
3. 前記発熱部は、前記レンズアレイの中心点を通る軸に対して対称的に配列されていることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の複眼撮像装置。
4. 前記撮像素子の配列における行及び／又は列の数が奇数のとき、前記発熱部は前記奇数の行及び／又は列の中央に位置する行及び／又は列を除き、前記レンズアレイの中心点を通る軸に対して対称的に配列されていることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の複眼撮像装置。
5. 前記発熱部は、全て同じ方向に配列されていることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の複眼撮像装置。
6. 前記発熱部は、前記光電変換部の矩形の外周のうち隣り合う２辺に配置されてい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複眼撮像装置。
7. 前記複数のレンズ及び前記光電変換部は、前記レンズアレイの中心点を通る軸に対して対称的に配列されてい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複眼撮像装置。
8. 前記レンズアレイを保持する筐体を備え、前記筐体は、前記基板の外周部において位置決めされ、前記レンズアレイと前記筐体とは、前記筐体の天面のみで接していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の複眼撮像装置。
9. 前記撮像素子は実装用仲介部を介して前記基板上に実装されていることを特徴とする請求項２から８までのいずれか一項に記載の複眼撮像装置。
10. 前記実装用仲介部は、段付きスペーサーであることを特徴とする請求項９に記載の複眼撮像装置。
11. 前記実装用仲介部は、ミクロパール入り接着剤であることを特徴とする請求項９に記載の複眼撮像装置。
12. 前記基板の裏側に放熱板を有することを特徴とする請求項２から１１までのいずれか一項に記載の複眼撮像装置。
13. 請求項１から１２までのいずれか一項に記載の複眼撮像装置と、前記複眼撮像装置で得られた複数の画像に基づいて再構成された画像を表示するディスプレイとを有することを特徴とする撮像処理装置。
14. 撮影された被写体像から前記撮像素子の実装誤差を考慮した視差補正を行う補正装置を有することを特徴とする請求項１３に記載の撮像処理装置。

Images