JP6452024B2 - 複眼光学ユニット及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、光軸が互いに並行するようにして複数の個眼レンズを配置したアレイレンズを２枚以上積層してなる複眼光学ユニット及びそれを用いた撮像装置に関する。

近年、スマートフォンなどの携帯端末においては、デザイン性向上のため，それに搭載される撮像装置の小型化が推進され、それに伴い撮像装置に搭載される光学系の低背化の要求はますます高まっている。一方で、例え携帯端末であっても撮像した画像が低画質であることは許されないことから、高画質を実現するために光学系の高性能化も要求されている。

これらの要求に対し、光軸が互いに並行するようにして複数の個眼レンズを配置したアレイレンズを積層してなる複眼光学ユニットを用いて、複数の物体像を固体撮像素子の撮像面上に形成し、各物体像に対応する画像信号を画像処理することで、１つの画像を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開発されるに至った。このような撮像装置に用いる複眼光学ユニットでは、個眼レンズにより結像された物体像を合成して再構成することで低画素な画像から高画素な画像を作り出すことが出来るため、個眼光学系各々が対応するイメージエリアの画素数を少なくすることができ、少ないレンズ枚数で個眼光学系を構成することができる。その結果として、既存の光学系よりも大幅な低背化を実現しながらも高解像な撮像装置を提供することが可能となる。

ところで、低画素な画像を形成するといっても、個眼レンズ１枚では収差などの光学特性に限界がある。そこで、アレイレンズを複数枚積層させることで、光軸を共通とした個眼レンズを複数枚用いて個眼光学系を構成し、結像される物体像を高画質なものとすることが望まれる。かかる場合、積層したアレイレンズが相対移動しないように両者を接着することが必要となるが、その際の接着剤の制御が非常に困難であるという課題がある。

例えば、過剰な量の接着剤をアレイレンズ間に塗布した場合、余分な接着剤が個眼レンズ側に回り込み、その光学面に付着することで、個眼レンズの光学性能を大きく低下させる恐れがある。特に、近年、広範囲に用いられるようになった光硬化性の接着剤等は、硬化前の粘度が比較的低いため毛細管現象により狭い隙間に入り込みやすいという特性を有しており、これを積層したアレイレンズの間に塗布すると、隙間を通って個眼レンズの光学面を汚染する恐れがある。

一方、アレイレンズにおいては、１つの個眼レンズから入射した光束がフランジ部内で反射して迷光となり、別の個眼レンズから出射してゴーストを発生させる、いわゆるクロストークという現象が生じることがある。これに対し、アレイレンズにおける隣接する個眼レンズ間のフランジ部に光吸収性のある接着剤を塗布することで、迷光の反射を抑えてクロストークを抑制できるという知見もある。ところが、上述したように光学面への付着を恐れる余り、過小な量の接着剤をアレイレンズ間に塗布すると、フランジ部の一部に接着剤が塗布されず、クロストーク抑制効果が低下してゴーストの発生を招く恐れがある。また、接着剤の塗布量が過小であると、アレイレンズ間の接着強度が低下する恐れもある。

このような課題に対して、以下の特許文献に示すように、クロストークを抑制する技術が知られている。

特開２００７−９４１０３号公報 特開２０１３−４４８９３号公報 特開２０１０−９４４９９号公報

特許文献１には、黒色樹脂層の塗布又は黒色無機層の蒸着，或いはシール材の貼り付けによる遮光部を設けることによりクロストークを抑制することが開示されている。しかしながら、黒色層の塗布やシール材の貼り付けは、コストの増大を招くこととなる。又、光学レンズに対して精度良く位置決めを行うには、黒色層の特性の管理や、シール材の貼り付け精度を確保しなくてはならず、工数の増大を招くこととなる。

特許文献２には、光軸を並行に並べた複数枚のレンズペア毎に，それぞれ同一の光学フィルタを設けることによりクロストークを抑制することが開示されている。又、特許文献３には、入射角度により光り透過率の変化する層型フィルタを設けることによりクロストークを抑制することが開示されている。しかしながら、特許文献２，３のいずれの技術を用いても、高価格部品の使用や工数の増大によるコストの増大を招くこととなる。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、光軸が互いに並行するようにして複数の個眼レンズを配置したアレイレンズを２枚以上積層してなる複眼光学ユニットにおいて、十分な接着性を確保しつつも接着剤の個眼レンズへの付着を抑制でき、更にクロストークを抑制できる複眼光学ユニット及び撮像装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の複眼光学ユニットは、光軸が互いに並行するようにして複数の個眼レンズを配置したアレイレンズを２枚以上積層して、隣り合う前記個眼レンズ間に塗布した接着剤により接着してなる複眼光学ユニットであって、
前記アレイレンズと、塗布された前記接着剤とは介在物を介さず直接接しており、
積層される前記アレイレンズの少なくとも一方は、前記個眼レンズに対して光軸直交方向外側に、余分な接着剤を取り込む為の凹部を設けており、また前記凹部に連通した通気路を形成しており、
前記アレイレンズを相互に接着する際に、前記アレイレンズ間に封入された空気が前記通気路を介して外部へと逃げるようになっており、
前記通気路は、前記アレイレンズにおける最も外周寄りに配置された前記個眼レンズである外側個眼レンズに最も近い凹部に、前記外側個眼レンズ以外の前記個眼レンズである内側個眼レンズに最も近い凹部を連結する溝であり、製造時において、前記内側個眼レンズの全周には前記接着剤が塗布され、前記外側個眼レンズと前記アレイレンズの外周との間には、前記接着剤が塗布されず、
前記凹部が設けられたアレイレンズは、前記凹部と前記個眼レンズとの間において、対向する前記アレイレンズ側に接近するように形成され、前記アレイレンズに付与された前記接着剤が前記個眼レンズに向かうことを制限する制限部を有し、
積層される前記アレイレンズ同士の間に遮光部材が配置されており、
前記制限部と前記遮光部材との間に隙間があることを特徴とする。

本発明者は、まず前記個眼レンズへの接着剤の付着を抑制するために、積層される前記アレイレンズの少なくとも一方において、前記個眼レンズの光軸直交方向外側に凹部を設けて、例え接着剤の塗布量が過多であっても余分な接着剤を収容できるよう試みた。前記凹部は前記個眼レンズの光軸直交方向外側に位置するので、容量をオーバーしない範囲で内部に接着剤を収容すれば、前記個眼レンズを通過する光束に影響を及ぼす恐れはないから、これにより接着剤の厳密な量の管理が不要となる。ところが、本発明者の検討によれば、単に凹部を設けたのみでは接着剤の塗布制御を適切に行えないことがわかった。具体的には、隣り合う前記個眼レンズ間に接着剤を塗布して前記アレイレンズを積層したときに、複数の個眼レンズに取り囲まれた１つの個眼レンズの周囲には、接着剤が全周に渡って付与されることで前記アレイレンズに挟まれた密閉空間が生じ、更に前記アレイレンズ同士が密着するように押圧されると、その密閉空間に閉じ込められた空気が加圧されるため、これにより接着剤が周囲に押し出されて、外側にある個眼レンズ近傍の凹部内へと進入することとなるが、この凹部の吸収容量をオーバーすると、接着剤が溢れ出して近接する個眼レンズを汚染する恐れがある。しかしながら、前記アレイレンズの小型化を確保する上で、凹部の容量を増大させることには限界がある。又、前記個眼レンズの周囲に空気が閉じ込められた密閉空間が形成されると、その内部に接着剤が展開できなくなるから、アレイレンズ内部に進入した迷光が密閉空間内で反射しやすくなって、クロストークの発生を招くという問題もある。

そこで本発明においては、前記アレイレンズの少なくとも一方に、前記凹部に連通した通気路を形成することで、前記アレイレンズを相互に接着する際に、前記アレイレンズ間に封入された空気が前記通気路を介して外部へと逃げることができるようにし、これにより前記凹部から接着剤が溢れ出す恐れを抑制し、更には空気を外部に逃がすことによって前記アレイレンズ間における必要な箇所への接着剤の展開を促進させ、もってクロストークの抑制を図ることができるのである。又、前記凹部の容量を小さくできるから、前記アレイレンズの小型化を確保できる。

請求項２に記載の複眼光学ユニットは、請求項１に記載の発明において、前記凹部は、前記個眼レンズと前記アレイレンズの前記接着剤の付与面との間に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、塗布された接着剤の量が多すぎる場合でも、前記凹部が前記接着剤を効果的に捕捉でき、前記個眼レンズに到達することを抑制できる。又、前記個眼レンズの周囲は、前記アレイレンズ内部に進入した迷光が反射してクロストークを招きやすい箇所になるので、ここに前記接着剤を塗布することで、クロストークを効果的に抑制できる。

請求項３に記載の複眼光学ユニットは、請求項１又は２に記載の発明において、前記凹部及び／又は前記通気路は、前記個眼レンズと同時に形成されることを特徴とする。

これにより前記凹部を低コストで形成することが出来る。例えば、前記アレイレンズを、金型を用いた成形により形成する場合、前記金型に、前記個眼レンズに対応した転写面と、前記凹部及び／又は前記通気路に対応した転写面を形成することで、成形時に、前記個眼レンズと前記凹部及び／又は前記通気路を同時に成形できる。但し、前記凹部及び／又は前記通気路は，前記アレイレンズを形成した後工程で、切削加工や３Ｄプリンタ等を駆使して形成しても良い。

前記アレイレンズの外周に近い前記外側個眼レンズと、それに隣接する個眼レンズとの間には接着剤が塗布されるが、前記外側個眼レンズと前記アレイレンズの外周との間には接着剤が塗布されない。よって、前記アレイレンズを積層したときに、前記外側個眼レンズの周囲に密閉空間が生じないから、空気は自由に外部へと逃げる。一方、前記内側個眼レンズの全周には前記接着剤が塗布されるから、その密閉空間内の空気を何らかの手段を用いて外部へと逃がす必要がある。そこで、前記通気路としての溝により、前記外側個眼レンズに最も近い凹部に、前記内側個眼レンズに最も近い凹部を連結することで、前記内側個眼レンズの周囲が密閉空間でなくなるため、前記通気路を介して空気を逃がすことができ、それにより接着剤の制御を効果的に行うことができる。

請求項４に記載の複眼光学ユニットは、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記個眼レンズは、Ｎ行Ｍ列（Ｎ，Ｍは３以上の整数）で配置されていることを特徴とする。

このように前記個眼レンズが配列されたアレイレンズでは、前記アレイレンズにおける最も外周寄りに配置された前記個眼レンズ以外の前記個眼レンズが、中央寄りに必ず存在するので、前記通気路の効果が高い。

請求項５に記載の複眼光学ユニットは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記接着剤は、前記溝上に塗布されたときに前記溝を完全にふさがないようになっていることを特徴とする。

前記接着剤はある程度の粘度を持つので、前記溝上に塗布したときに、前記溝を完全にふさがないようになっており、それにより前記溝内の空間を介して、前記内側個眼レンズの近傍の凹部から前記外側個眼レンズの近傍の凹部へと空気を逃がすことができる。

請求項６に記載の複眼光学ユニットは、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記通気路は、前記凹部から前記アレイレンズの外表面まで延在していることを特徴とする。

前記通気路により、前記凹部と前記アレイレンズの外部とを連通することで、前記凹部から直接空気を外部へと逃がすことができる。

前記凹部と前記個眼レンズとの間に前記制限部を設けることで、例えば前記凹部内に勢いよく進入してきた接着剤を前記制限部で留めることが出来、これにより前記個眼レンズを汚染することが抑制される。

前記遮光部材を設けることで、クロストーク等をより有効に抑制できる。但し、前記アレイレンズ同士を直接密着させても良い。

請求項７に記載の複眼光学ユニットは、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記接着剤は、光硬化性材料からなることを特徴とする。

光硬化性材料からなる接着剤は、比較的取り扱いが容易であるが、硬化前の状態で粘度が低いという特性を持つため、本発明に好適である。

請求項８に記載の複眼光学ユニットは、請求項７に記載の発明において、前記接着剤は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を用いて形成されていることを特徴とする。

このような素材の接着剤は、特に本発明に好適である。

請求項９に記載の複眼光学ユニットは、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、接着のために前記アレイレンズに塗布されて固化した前記接着剤は、波長３５０ｎｍ以上、７５０ｎｍ以下の光束を入射した際の反射率が１．５％以下であることを特徴とする。

このような素材の接着剤を用いることで、前記アレイレンズの内部反射を抑制でき、クロストークを有効に抑制できる。

請求項１０に記載の撮像装置は、請求項１〜９のいずれかに記載の複眼光学ユニットを有することを特徴とする。

本発明によれば、光軸が互いに並行するようにして複数の個眼レンズを配置したアレイレンズを２枚以上積層してなる複眼光学ユニットにおいて、十分な接着性を確保しつつも接着剤の個眼レンズへの付着を抑制でき、更にクロストークを抑制できる複眼光学ユニット及び撮像装置を提供することができる。

本実施の形態にかかる複眼撮像装置を模式的に示す図である。 複眼撮像光学系ＬＨの拡大断面図である。 図２の矢印IIIで示す部位を拡大して示す図である。 図２の構成を矢印IV-IV線で切断して矢印方向に見た図であり、接着剤ＢＤの塗布領域を点描で示している。 図４の構成を矢印V-V線で切断して矢印方向に見た図である。 別な実施の形態にかかる図３と同様な断面図である。 変形例にかかる図４と同様な図である。

以下、本発明に係る複眼撮像光学系とそれを用いた撮像装置等を説明する。複眼撮像光学系は、複数のレンズ系（個眼光学系）がアレイ状に配置された光学系であり、各レンズ系がほぼ同じ視野の撮像を行う超解像タイプと、各レンズ系が異なる視野の撮像を行う視野分割タイプと、に通常分けられる。ここでは、ほぼ同じ方向を向き、微小に視差を有する複数のレンズ系によって得られる複数の像から、個々の像よりも高い解像度を持つ１枚の合成画像（再構成画像）を出力する超解像処理に用いられる超解像タイプについて説明する。

図１に本実施の形態にかかる撮像装置を模式的に示す。図１に示すように、撮像装置ＤＵは、撮像ユニットＬＵ、画像処理部１、演算部２、メモリー３等を有している。そして、撮像ユニットＬＵは、１つの撮像素子ＳＲと、撮像素子ＳＲに対して互いに微小な視差を有する複数の像を結像する複眼撮像光学系（複眼光学ユニット）ＬＨと、を有している。撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサ、ＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子が用いられる。撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面Ｉ上には、被写体の光学像が形成されるように複眼撮像光学系ＬＨが設けられているので、複眼撮像光学系ＬＨによって形成された光学像は、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。画像処理部１内の画像合成部においては、撮像素子ＳＲから送られる複数の画像に相当する電気信号に基づいて、複数枚の画像からより解像度の高い１枚の画像データ（合成画像ＭＬ）を再構成する画像処理を実行する。

図２は、複眼撮像光学系ＬＨの断面図である。複眼撮像光学系ＬＨにおいて、物体側より順に、第１遮光部材ＳＨ１、第１アレイレンズＡＬ１、第２遮光部材ＳＨ２、第２アレイレンズＡＬ２、第３遮光部材ＳＨ３、第４遮光部材ＳＨ４が配置されており、これらは鏡枠ＨＬＤに保持されている。鏡枠ＨＬＤは、周囲壁ＨＬＤａと、その物体側に連結された物体側壁ＨＬＤｂとを有する。板材からなる第１遮光部材ＳＨ１は、複数（ここでは４×４）の開口絞りＳを形成している。

第１アレイレンズＡＬ１は、複数（ここでは４行４列に並べた１６個）の第１レンズ（個眼レンズ）Ｌ１と、第１レンズＬ１同士をつなげるフランジ部Ｌ１ｆとを一体に形成している。又、第２アレイレンズＡＬ２は、複数（ここでは４行４列に並べた１６個）の第２レンズ（個眼レンズ）Ｌ２と、第２レンズＬ２同士をつなげるフランジ部Ｌ２とを一体に形成している。第１アレイレンズＡＬ１と第２アレイレンズＡＬ２は、それぞれポリカーボネート又はアクリルから一体で射出成形されている。開口絞りＳと、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２の光軸は一致しており、これにより個眼光学系を構成する。なお、第１アレイレンズＡＬ１及び／又は第２アレイレンズＡＬ２は、ガラスモールドで一体成形されていても良いし、ガラス平板上にレンズ部が一体的に形成されたものであってもよい。

積層された第１アレイレンズＡＬ１と第２アレイレンズＡＬ２は、間に第２遮光部材ＳＨ２を介在させつつ、接着剤ＢＤにより接着されている。接着剤ＢＤは、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を用いて形成された光硬化性のタイプであると好ましく、更には固化した状態で、波長３５０ｎｍ以上、７５０ｎｍ以下の光束を入射した際の反射率が１．５％以下となる特性を持つと好ましい。このような特性を持つ接着剤ＢＤをアレイレンズのフランジ部に塗布することによって、内部反射を抑えてクロストークを有効に抑制できる。

第４遮光部材ＳＨ４と撮像素子ＳＲとの間には、ＩＲカットフィルタＦと、撮像素子ＳＲの撮像面Ｉを覆うカバーガラスＣＧとが物体側からこの順序で配置されている。各遮光絞りＳＨ２〜ＳＨ４は、各個眼レンズの各々に対応する開口部を持つ。

図３は、図２の矢印IIIで示す部位を拡大して示す図である。図４は、図２の構成を矢印IV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。図５は、図４の構成を矢印V-V線で切断して矢印方向に見た拡大断面図である。図３において、第１アレイレンズＡＬ１の第１レンズＬ１の凹状である光学面Ｌ１Ｐの光軸直交方向外側には、周囲を取り囲むように形成された側壁状の制限部Ｌ１Ｗが形成されている。更に、制限部Ｌ１Ｗの周囲を取り囲むようにして、環状の凹部Ｌ１Ｒが形成されている。凹部Ｌ１Ｒの底部よりも、制限部Ｌ１Ｗは第２アレイレンズＡＬ２に近接している。尚、他の第１レンズＬ１においても同様である。

第２アレイレンズＡＬ２の第２レンズＬ２の凹状である光学面Ｌ２Ｐの光軸方向外側には、周囲を取り囲むように形成された側壁状の制限部Ｌ２Ｗが形成されている。又、制限部Ｌ２Ｗの周囲を取り囲むようにして、環状の凹部Ｌ２Ｒが形成されている。凹部Ｌ２Ｒの底部よりも、制限部Ｌ２Ｗは第１アレイレンズＡＬ１に近接している。尚、他の第２レンズＬ２においても同様である。第２遮光部材ＳＨ２は、対向する制限部Ｌ１Ｗ，Ｌ２Ｗまで延在しており、ここに第１レンズＬ１から出射して第２レンズＬ２へと向かう光束を通過させる開口ＳＨ２ａを形成している。制限部Ｌ１Ｗ，Ｌ２Ｗと、第２の遮光部材ＳＨ２との間にはそれぞれ隙間が形成されているが、互いに接していても良い。このような制限部Ｌ１Ｗ，Ｌ２Ｗ及び凹部Ｌ１Ｒ、Ｌ２Ｒは、例えばアレイレンズＡＬ１，ＡＬ２を金型により成形する場合、光学面Ｌ１Ｐ，Ｌ２Ｐと同時に成形されると好ましい。

図４において、第１アレイレンズＡＬ１上において、４行４列に配置されたレンズのうち、第１アレイレンズＡＬ１の外周に最も近い１２個のレンズを外側レンズ（外側個眼レンズ）Ｌ１（Ｏ）とし、それに囲まれた４つのレンズを内側レンズ（内側個眼レンズ）Ｌ１（Ｉ）とする。内側レンズＬ１（Ｉ）の光学面Ｌ１Ｐの周囲に形成された凹部Ｌ１Ｒは、それぞれ、フランジ部Ｌ１ｆに形成された断面台形の溝（通気路）Ｌ１Ｇを介して、それに隣接した１つの外側レンズＬ１（Ｏ）の光学面Ｌ１Ｐの周囲に形成された凹部Ｌ１Ｒに接続されている。尚、第２アレイレンズＡＬ２の対向する面も同様な構成を持ち、断面台形の溝（通気路）Ｌ２Ｇ（図５参照）を有する。

複眼撮像光学系ＬＨの組み付けについて説明する。まず、図４に示すように、第１アレイレンズＡＬ１のフランジ部Ｌ１ｆの合わせ面に、図４に点描で示すように、格子状に接着剤ＢＤを塗布する。具体的には、４行４列に配置されたレンズＬ１の間を通過するように、縦横３本ずつ接着剤ＢＤを塗布するので、内側レンズＬ１（Ｉ）同士の間、及び内側レンズＬ１（Ｉ）と外側レンズＬ１（Ｏ）との間には接着剤ＢＤが存在するが、外側レンズＬ１（Ｏ）と第１アレイレンズＡＬ１の外周との間には、接着剤ＢＤは存在しない状態となる。これにより、内側レンズＬ１（Ｉ）は、その全周を矩形状に塗布された接着剤ＢＤで囲われる。一方、外側レンズＬ１（Ｏ）は、第１アレイレンズＡＬ１の外周側が開放された状態になる。

更に、第２アレイレンズＡＬ２のフランジ部Ｌ２ｆの合わせ面にも、同様に格子状に接着剤ＢＤを塗布し、双方の合わせ面の間に第２の遮光部材ＳＨ２を挟み込んで押圧する。このとき、図３に示すように、第１アレイレンズＡＬ１のフランジ部Ｌ１ｆと、第２の遮光部材ＳＨ２との押圧によって押し出された接着剤ＢＤの一部が、フランジ部Ｌ１ｆの接着面からはみ出して、凹部Ｌ１Ｒ内に進入する。凹部Ｌ１Ｒはある程度の容量があるので、はみ出した接着剤ＢＤを収容することができる。又、フランジ部Ｌ１ｆと、第２の遮光部材ＳＨ２との間から、接着剤ＢＤが勢いよく飛び出した場合でも、制限部Ｌ１Ｗが光学面Ｌ１Ｐ側への進入を阻止するので、光学面Ｌ１Ｐの付着を回避できる。

又、第２アレイレンズＡＬ２のフランジ部Ｌ２ｆと、第２の遮光部材ＳＨ２との押圧によって押し出された接着剤ＢＤの一部が、フランジ部Ｌ２ｆの接着面からはみ出して、凹部Ｌ２Ｒ内に進入する。凹部Ｌ２ｆはある程度の容量があるので、はみ出した接着剤ＢＤを収容することができる。又、フランジ部Ｌ２ｆと、第２の遮光部材ＳＨ２との間から、接着剤ＢＤが勢いよく飛び出した場合でも、制限部Ｌ２Ｗが光学面Ｌ２Ｐ側への進入を阻止するので、光学面Ｌ２Ｐの付着を回避できる。

このとき、接着剤ＢＤは、図４に示すように溝Ｌ１Ｇを横切るようにして塗布されるが、接着剤ＢＤの粘度は比較的低くなっており、また図５に示すように、溝Ｌ１Ｇの深さＤに対する幅Ｗも比較的小さいため、溝Ｌ１Ｇ上に塗布された接着剤ＢＤはその底に接しないか、或いは一部接しても溝Ｌ１Ｇの断面全体を塞ぐことがなく、これにより溝Ｌ１Ｇと接着剤ＢＤとの間に空間が生じ、かかる空間を介して、内側レンズＬ１（Ｉ）の凹部Ｌ１Ｒと、外側レンズＬ１（Ｏ）の凹部Ｌ１Ｒとが連通することとなる。同様に、溝Ｌ２Ｇと接着剤ＢＤとの間に空間が生じるから、かかる空間を介して、内側レンズＬ２（Ｉ）の凹部Ｌ２Ｒと、外側レンズＬ２（Ｏ）の凹部Ｌ２Ｒとが連通する。

ここで、接着剤を塗布したアレイレンズＡＬ１，ＡＬ２を積層したときに、内側レンズＬ１（Ｉ）の周囲には接着剤ＢＤが全周に渡って付与されているので、溝Ｌ１Ｇが設けられていないとすると、アレイレンズＡＬ１，ＡＬ２に挟まれることで密閉空間が生じ、その内部に閉じ込められた空気により接着剤ＢＤが外側に押し出され、外側レンズＬ１（Ｏ）に設けた凹部Ｌ１Ｒ内へと進入し、過大な量の接着剤が供給された場合と同様に、凹部Ｌ１Ｒの吸収容量をオーバーして接着剤が溢れ出す恐れがある。又、内側レンズＬ１（Ｉ）の周囲に密閉空間が形成されると、その内部に接着剤ＢＤが進入できなくなり、ここで第１アレイレンズＡＬ１内部を通過する迷光が反射しやすくなって、クロストークの発生を招きやすいという問題もある。同様な問題は、第２アレイレンズＡＬ２でも生じうる。

これに対し本実施の形態においては、通気路としての溝Ｌ１Ｇを形成しているので、アレイレンズＡＬ１、ＡＬ２を相互に接着した際に、内側レンズＬ１（Ｉ）の周囲の空気を、溝Ｌ１Ｇを介して、それに隣接した外側レンズＬ１（Ｏ）の凹部Ｌ１（Ｒ）へと逃がすことができ、これにより内部の空気が接着剤ＢＤを外側に押し出すことを抑制し、外側レンズＬ１（Ｏ）を汚染することがないようにしている。一方、外部レンズＬ１（Ｏ）の周囲の一部には、接着剤ＢＤを塗布しておらず開放しているので、外側レンズＬ１（Ｏ）の凹部Ｌ１（Ｒ）へと進入した空気は、この開放部を通って第１アレイレンズＡＬ１の外部へと流出することができる。このように空気を外部に逃がすことによってアレイレンズＡＬ１、ＡＬ２のフランジ部Ｌ１ｆ、Ｌ２ｆ間における必要な箇所への接着剤ＢＤの展開を促進させることができる。又、接着剤ＢＤを収容するための凹部Ｌ１Ｒの容量は小さくて済むので、アレイレンズＡＬ１の小型化を確保できる。

更に、図３に示すように、凹部Ｌ１Ｒと光学面Ｌ１Ｐとの間に制限部Ｌ１Ｗを設けているので、アレイレンズＡＬ１、ＡＬ２の積層時に、万が一接着剤ＢＤが凹部Ｌ１Ｒ内に勢いよく進入してきたとしても、この接着剤ＢＤを制限部Ｌ１Ｗで留めてそれ以上奥側に移動することを阻止することが出来、これにより接着剤ＢＤの光学面Ｌ１Ｐへの付着を効果的に抑制できる。以上の作用は、アレイレンズＡＬ２においても同様である。

その後、外部から紫外線を照射することで接着剤ＢＤが固化するので、レンズＬ１，Ｌ２の周囲におけるフランジ部Ｌ１ｆ、Ｌ２ｆの適切な箇所に、接着剤ＢＤによる入射光を吸収する層を設けることで、クロストークの抑制を図ることができる。このようにして、複眼撮像光学系ＬＨを形成できる。

図６は、別な実施の形態にかかる図３と同様な断面図である。本実施の形態においては、内側レンズＬ１（Ｉ），Ｌ２（Ｉ）において、相互に凹部Ｌ１Ｒ，Ｌ２Ｒを連結する溝を設ける代わりに、貫通孔Ｌ１Ｈ、Ｌ２Ｈを形成している。貫通孔Ｌ１Ｈ、Ｌ２Ｈは、凹部Ｌ１Ｒ，Ｌ２Ｒからフランジ部Ｌ１ｆ、Ｌ２ｆ内を光軸に沿った方向に延在し、外部へと連通している。このような貫通孔Ｌ１Ｈ，Ｌ２Ｈは、金型を用いて光学面Ｌ１Ｐ、Ｌ２Ｐと同時に形成されても良いし、或いは機械加工等で後から形成されても良い。又、貫通孔Ｌ１Ｈ、Ｌ２Ｈは、上述した実施の形態の溝Ｌ１Ｇ，Ｌ２Ｇと併設しても良い。それ以外は上述した実施の形態と同様である。

本実施の形態においても、接着剤ＢＤが格子状に塗布されたアレイレンズＡＬ１、ＡＬ２を相互に接着した際に、内側レンズＬ１（Ｉ）、Ｌ２（Ｉ）の周囲の空気を、凹部Ｌ１Ｒ，Ｌ２Ｒから貫通孔Ｌ１Ｈ，Ｌ２Ｈを介して外部へと直接逃がすことができ、これにより空気の逃げ場を作ることで、その悪影響を回避している。

以上の実施の形態では、４行４列にレンズを並べたアレイレンズの例を示したが、これに限られることはない。図７（ａ）に示すように、第１アレイレンズＡＬ１上に、３行３列でレンズＬ１を形成してもよい。この例では、中央の１つのレンズのみが内側レンズＬ１（Ｉ）であり、それ以外が外側レンズＬ１（Ｏ）となる。よって、溝Ｌ１Ｇを設ける場合、中央の内側レンズＬ１（Ｉ）の凹部Ｌ１Ｒから、外側レンズＬ１（Ｏ）の凹部Ｌ１Ｒに接続することができる。又、接着剤ＢＤは、この例では縦横２本ずつの格子状にレンズ間に塗布されている。

或いは、図７（ｂ）に示すように、第１アレイレンズＡＬ１上に、５行５列でレンズＬ１を形成してもよい。この例では、中央の９つのレンズが内側レンズＬ１（Ｉ）であり、それ以外が外側レンズＬ１（Ｏ）となる。よって、溝Ｌ１Ｇを設ける場合、中央側の内側レンズＬ１（Ｉ）の凹部Ｌ１Ｒから、外側レンズＬ１（Ｏ）の凹部Ｌ１Ｒに接続することができる。但し、内側レンズＬ１（Ｉ）に囲まれた真ん中の内側レンズＬ１（Ｉ）の凹部Ｌ１Ｒだけは、溝Ｌ１Ｇを介して、その外側の内側レンズＬ１（Ｉ）の凹部Ｌ１Ｒに接続し、そこから更に外側の外側レンズＬ１（Ｏ）の凹部Ｌ１Ｒに接続する。接着剤ＢＤは、この例では縦横４本ずつの格子状にレンズ間に塗布されている。

上述した実施の形態において，レンズＬ１、Ｌ２は積層時に対向する光学面Ｌ１Ｐ，Ｌ２Ｐが凹状となっているが、少なくとも一方を凸状にしても良い。又、遮光部材ＳＨ２をアレイレンズＡＬ１，ＡＬ２間に介在させなくても良い。アレイレンズＡＬ１，ＡＬ２の一方のみに、凹部と通気路を設けても良い。

１ 画像処理部
２ 演算部
３ メモリー
ＡＬ１ 第１アレイレンズ
ＡＬ２ 第２アレイレンズ
ＢＤ 接着剤
ＬＨ 複眼撮像光学系
ＨＬＤ 鏡枠
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ１（Ｉ） 内側レンズ
Ｌ１（Ｏ） 外側レンズ
Ｌ１Ｇ 溝
Ｌ１Ｈ 貫通孔
Ｌ１Ｐ 光学面
Ｌ１Ｒ 凹部
Ｌ１Ｗ 制限部
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ２Ｇ 溝
Ｌ２Ｈ 貫通孔
Ｌ２Ｐ 光学面
Ｌ２Ｒ 凹部
Ｌ２Ｗ 制限部
ＬＵ 撮像ユニット
ＳＲ 撮像素子
Ｉ 撮像面
ＳＨ１〜ＳＨ４ 遮光絞り
Ｓ 開口絞り

Claims (10)

1. 光軸が互いに並行するようにして複数の個眼レンズを配置したアレイレンズを２枚以上積層して、隣り合う前記個眼レンズ間に塗布した接着剤により接着してなる複眼光学ユニットであって、
   前記アレイレンズと、塗布された前記接着剤とは介在物を介さず直接接しており、
   積層される前記アレイレンズの少なくとも一方は、前記個眼レンズに対して光軸直交方向外側に、余分な接着剤を取り込む為の凹部を設けており、また前記凹部に連通した通気路を形成しており、
   前記アレイレンズを相互に接着する際に、前記アレイレンズ間に封入された空気が前記通気路を介して外部へと逃げるようになっており、
   前記通気路は、前記アレイレンズにおける最も外周寄りに配置された前記個眼レンズである外側個眼レンズに最も近い凹部に、前記外側個眼レンズ以外の前記個眼レンズである内側個眼レンズに最も近い凹部を連結する溝であり、製造時において、前記内側個眼レンズの全周には前記接着剤が塗布され、前記外側個眼レンズと前記アレイレンズの外周との間には、前記接着剤が塗布されず、
   前記凹部が設けられたアレイレンズは、前記凹部と前記個眼レンズとの間において、対向する前記アレイレンズ側に接近するように形成され、前記アレイレンズに付与された前記接着剤が前記個眼レンズに向かうことを制限する制限部を有し、
   積層される前記アレイレンズ同士の間に遮光部材が配置されており、
   前記制限部と前記遮光部材との間に隙間があることを特徴とする複眼光学ユニット。
2. 前記凹部は、前記個眼レンズと前記アレイレンズの前記接着剤の付与面との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の複眼光学ユニット。
3. 前記凹部及び／又は前記通気路は、前記個眼レンズと同時に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の複眼光学ユニット。
4. 前記個眼レンズは、Ｎ行Ｍ列（Ｎ，Ｍは３以上の整数）で配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複眼光学ユニット。
5. 前記接着剤は、前記溝上に塗布されたときに前記溝を完全にふさがないようになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の複眼光学ユニット。
6. 前記通気路は、前記凹部から前記アレイレンズの外表面まで延在していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の複眼光学ユニット。
7. 前記接着剤は、光硬化性材料からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の複眼光学ユニット。
8. 前記接着剤は、脂環式エポキシ化合物を含むカチオン重合性樹脂組成物を用いて形成されていることを特徴とする請求項７に記載の複眼光学ユニット。
9. 接着のために前記アレイレンズに塗布されて固化した前記接着剤は、波長３５０ｎｍ以上、７５０ｎｍ以下の光束を入射した際の反射率が１．５％以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の複眼光学ユニット。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の複眼光学ユニットを有することを特徴とする撮像装置。

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