JP6561840B2 - 積層型レンズアレイユニット及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のレンズを含むレンズアレイを積み重ねた積層型レンズアレイユニット、及び積層型レンズアレイユニットを組み込んだ撮像装置に関する。

光書込みヘッドに組み込まれる光学素子として、複数の長方形の樹脂レンズプレートを積層してなる樹脂レンズアレイが存在する（特許文献１参照）。各樹脂レンズプレートは、微小レンズを配置した中央側の長方形のレンズ形成領域と、レンズ形成領域の外側に設けられた枠状の外周部とを備える。枠状の外周部には、樹脂レンズプレートの積層に際して嵌合する多数組の円錐状の凸部と凹部とが裏表に設けられている。

レンズモジュールの製造方法として、２つの円板状のレンズアレイ基板とセンサー基板とを積み重ねて固定した後に個々の撮像ユニットに切断するものが存在する（特許文献２参照）。この方法では、２つのレンズアレイ基板の中心を位置決めするため、別途準備した軸状の嵌合部の両端を両基板の中心に設けられた凹部に回転可能に嵌合させ、両基板の回転方向をマークによってアライメントしている。或いは、一方のレンズアレイ基板の中心から突起する軸状の嵌合部の先端を他方のレンズアレイ基板の中心に形成された嵌合孔に回転可能に嵌合させ、両基板の回転方向をマークでアライメントしている。

特許文献１の方式では、複数の樹脂レンズプレートの成形誤差が考慮されておらず、嵌合部にマージンを持たせなければ、光軸ずれが生じたりレンズプレート間に相対的な傾きが生じたりして光学性能の劣化につながり、樹脂レンズプレートが大きくなるほどその問題が顕著になる。
特許文献２の方式では、レンズサイズが大きくなっても、嵌合部が中心にあるため光軸ずれ等が生じにくいが、回転方向の位置決めが別途必要であり、顕微鏡等を利用した検査や調整が不可欠となる。

特開２００３−１０３８２８号公報 特開２０１２−７８６７５号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、複数のレンズアレイに多少の寸法差があっても、簡易な手法で精密なアライメントによって製造可能な積層型レンズアレイユニット及びこれを組み込んだ撮像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、本発明に係る積層型レンズアレイユニットは、複数の第１個眼レンズを有する第１レンズアレイと、第１レンズアレイを構成する複数の第１個眼レンズに対応する配置で複数の第２個眼レンズを有する第２レンズアレイと、第１レンズアレイ又は第２レンズアレイに付随して、第１レンズアレイにおける隣接する一対の第１個眼レンズ間に対応する箇所を含む複数箇所に設けられて、嵌合によって位置決めを行う複数の位置決め部とを備え、複数の位置決め部として、第１レンズアレイにおける隣接する一対の第１個眼レンズの間の第１位置と、第２レンズアレイにおいて第１位置に対向する第２位置との間に設けられた第１位置決め部と、第１レンズアレイにおける複数の第１個眼レンズを避けるとともに第１位置と異なる第３位置と、第２レンズアレイにおいて第３位置に対向する第４位置との間に設けられた第２位置決め部とのみを備え、第１位置決め部は、第１レンズアレイと第２レンズアレイとを光軸に垂直な方向に関して位置決めする嵌合構造を有し、第２位置決め部は、第１位置決め部の周りの第１及び第２レンズアレイの相対的な回転を規制する嵌合構造を有し、少なくとも第１位置決め部は、隣接する第１個眼レンズ間に設けられ、かつ第１レンズアレイの中央部に配置される。

上記積層型レンズアレイユニットでは、嵌合によって位置決めを行う複数の位置決め部が、第１レンズアレイにおける隣接する一対の第１個眼レンズ間に対応する箇所を含む複数箇所に設けられている。これにより、隣接する一対の第１個眼レンズ間に対応する箇所に設けられた一方の位置決め部によって、第１及び第２レンズアレイを光軸に垂直な方向に位置決めしつつ、他の位置決め部によって、隣接する一対の第１個眼レンズ間に対応する箇所の周りの回転を規制して第１及び第２レンズアレイの相対的な回転角度を簡易に調整することができる。ここで、上記一方の位置決め部が隣接する一対の第１個眼レンズ間に対応する箇所に設けられているので、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの間に若干の寸法誤差があっても、一方の位置決め部と他方の位置決め部とが比較的近づき、適切な嵌合を確保しやすくなる。これにより、第１及び第２レンズアレイ間に生じる光軸ずれ等を抑制でき、積層型レンズアレイユニットの光学性能を向上させることができる。

本発明の別の側面では、第２位置決め部は、第１位置と第３位置とを繋ぐ所定方向に関して位置ずれを許容する遊びを有する。この場合、第２位置決め部の嵌合不良やこれに望ましくない応力が加わること等を防止できる。

本発明のさらに別の側面では、第１位置決め部は、円形又は多角形の断面を有する柱状の突起部材と、突起部材の先端部を反転させた形状を有し当該先端部を受容する凹部とを有し、第２位置決め部は、円形又は多角形の断面を有する柱状の突起部材と、突起部材の先端を受容して所定方向に延びる長穴状の窪みとを有する。この場合、第１位置決め部や第２位置決め部を簡単な構造とできる。

本発明のさらに別の側面では、第１位置決め部は、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの中央領域に設けられ、第２位置決め部は、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの周辺領域に設けられる。この場合、第１位置決め部と第２位置決め部とを適度に離間させることができ、両位置決め部の嵌合不良を抑制しつつ、位置決めの精度を確保することも容易となる。

本発明のさらに別の側面では、第１及び第２レンズアレイにおける複数の第１及び第２個眼レンズは、矩形格子点に沿って２次元的に配列されている。

本発明のさらに別の側面では、第１及び第２レンズアレイは、光軸方向から見て四角形の輪郭を有する。

本発明のさらに別の側面では、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの間に第１及び第２個眼レンズに対応して配置された絞り板をさらに備え、複数の位置決め部は、絞り板を第１及び第２レンズアレイに対して位置決めする。この場合、絞り板によって迷光の発生を防止することができる。

本発明のさらに別の側面では、第１及び第２レンズアレイは、熱可塑性材料で形成されている。この場合、ガラスに比較して第１レンズアレイと第２レンズアレイとの間に寸法誤差が生じやすいが、上記のように一対の位置決め部によって適切な嵌合を確保しやすいので、精度を維持しつつ寸法誤差の許容度を高めることができる。
本発明のさらに別の側面では、第２位置決め部は、第１位置決め部から所定距離離れた位置に配置される。

上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、上述の積層型レンズアレイユニットと、積層型レンズアレイユニットを構成する複数のレンズアレイに対応して設けられたセンサーアレイとを備える。

図１Ａは、第１実施形態の積層型レンズアレイユニット等を説明する平面図であり、図１Ｂは、図１Ａの積層型レンズアレイユニット等のＡＡ矢視断面図であり、図１Ｃは、積層型レンズアレイユニットのＢＢ矢視断面図である。 図２Ａは、第１レンズアレイの裏面図であり、図２Ｂは、第２レンズアレイの平面図である。 図３Ａは、第１位置決め部のうち凹部を中心軸に沿った方向から見た図であり、図３Ｂは、凹部等を中心軸に垂直な方向から見た断面図であり、図３Ｃは、第２位置決め部のうち凹部を中心軸方向から見た図であり、図３Ｄは、凹部等を中心軸に垂直な方向から見た断面図である。 図４Ａは、第２実施形態に係る積層型レンズアレイユニットを構成する第１レンズアレイの裏面図であり、図４Ｂは、第２実施形態における第２レンズアレイの平面図である。 図５Ａは、第３実施形態に係る積層型レンズアレイユニットを構成する第１レンズアレイの裏面図であり、図５Ｂは、第３実施形態における第２レンズアレイの平面図である。 図６Ａ及び６Ｂは、第４実施形態に係る積層型レンズアレイユニットにおける第１位置決め部の形状を説明する平面図及び断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る積層型レンズアレイユニット及びこれを組み込んだ撮像装置について、図面を参照しつつ説明する。

図１Ａ及び１Ｂに示す撮像装置１００は、複数の撮像系を用いて複数の画像を撮影し、１つの画像を再構成するためのものである。撮像装置１００は、四角又は矩形板状の外形を有し、積層型レンズアレイユニット２０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、積層型レンズアレイユニット２０、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。

積層型レンズアレイユニット２０は、複数組の被写体像を形成するものである。積層型レンズアレイユニット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方向又はＺ軸方向に積層されている。積層型レンズアレイユニット２０は、被写体像をセンサーアレイ５０の像面又は撮像面（被投影面）Ｉに結像させる機能を有する。なお、積層型レンズアレイユニット２０自体を複眼撮像光学系と呼ぶ場合もある。

積層型レンズアレイユニット２０のうち第１レンズアレイ２１は、撮像装置１００の最も物体側に配置される。第１レンズアレイ２１は、図２Ａにも示すように、光軸ＡＸに垂直なＸＹ方向に２次元的に配列された複数の第１個眼レンズ２１ａと、これら複数の第１個眼レンズ２１ａを周囲から連結する枠部２１ｂとを備え、これらを一体化したプラスチック成形品であり、光軸ＡＸ方向から見て四角形の輪郭を有する。第１個眼レンズ２１ａは、ＸＹ方向に繰り返される矩形格子点に沿って２次元的に配列されている。各第１個眼レンズ２１ａは、物体側に凸形状の非球面である第１光学面２１ｃと、像側に凹形状の非球面である第２光学面２１ｄとを有する。第１個眼レンズ２１ａの周囲の枠部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枠面２１ｅ，２１ｆを有する。枠部２１ｂは、第２レンズアレイ２２とのＺ軸方向の間隔を調整するため、外周にスペーサー部２５を備える。

第２レンズアレイ２２は、第１レンズアレイ２１の像側に配置される。第２レンズアレイ２２は、図２Ｂにも示すように、第１レンズアレイ２１と同様に、光軸ＡＸに垂直なＸＹ方向に２次元的に配列され複数の第２個眼レンズ２２ａと、これら複数の第２個眼レンズ２２ａを周囲から連結する枠部２２ｂとを備え、これらを一体化したプラスチック成形品であり、光軸ＡＸ方向から見て四角形の輪郭を有する。第２個眼レンズ２２ａは、矩形格子点に沿って２次元的に配列されている。各第２個眼レンズ２２ａは、物体側に凹形状の非球面である第３光学面２２ｃと、像側に凸形状の非球面である第４光学面２２ｄとを有する。第２個眼レンズ２２ａの周囲の枠部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枠面２２ｅ，２２ｆを有する。枠部２２ｂは、第１レンズアレイ２１とのＺ軸方向の間隔を調整するため、外周に第１レンズアレイ２１のスペーサー部２５と接合されるスペーサー部２６を備える。

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２１ａと、この第１個眼レンズ２１ａ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２２ａ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２０ｓとして機能する。なお、複数の個眼光学系２０ｓは、例えば赤色（Ｒ）の被写体像と、緑色（Ｇ）の被写体像と、青色（Ｒ）の被写体像とに適合する複数タイプに分かれているが、例えば互いに視野が異なる等異なるタイプとでき、或いは全てを同一タイプとすることもできる。

第１及び第２レンズアレイ２１，２２は、樹脂、ガラス等で形成されている。第１及び第２レンズアレイ２１，２２は、樹脂で形成される場合、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、矩形板状の絞り部材であり、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（絞り部材）２３は、接着剤によって第１レンズアレイ２１の枠部２１ｂに接着されている。中間絞り２３は、第１レンズアレイ２１の第１個眼レンズ２１ａに対応する位置に円形の開口部２３ａを有する。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。なお、中間絞り２３は、開口部２３ａのほかに、２つの位置決め孔２３ｄを有している。これらの位置決め孔２３ｄは、後述する２つの位置決め部１１，１２と協働して中間絞り２３を第１レンズアレイ２１等に対してＸＹ面内で位置決めし、第１個眼レンズ２１ａと開口部２３ａとの芯出しを行う役割を有する。

フィルター４０は、矩形又は四角形の板状部材であり、第２レンズアレイ２２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させ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、積層型レンズアレイユニット２０を構成する各個眼レンズ２１ａ，２２ａ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ＸＹ面に沿って２次元的に配列されたセンサー素子５１からなる撮像部５２を内蔵している。撮像部５２は、固体撮像素子からなるセンサーチップである。撮像部５２のセンサー素子５１を構成する光電変換部（不図示）は、ＣＣＤやＣＭＯＳからなり、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。光電変換部の表面は、撮像面（被投影面）Ｉとなっている。センサーアレイ５０は、表側がカバーガラス５３で覆われ裏側で不図示の配線基板によって固定されている。この配線基板は、外部回路５５から撮像部５２を駆動するための電圧や信号の供給を受けたり、検出信号を上記外部回路５５へ出力したりする。外部回路５５は、超解像方式又は視野分割方式に適合する画像処理を行う画像処理部等を備える。ここで、超解像方式とは、個々のレンズによって結像された同じ視野の画像から画像処理によって１つの高解像度の画像を得る方式を指す。また、視野分割方式とは、個々のレンズによって結像された異なる視野の画像を、画像処理よって各視野の画像をつなぎ合わせることで１つの画像を得る方式を指す。

ホルダー６０は、積層型レンズアレイユニット２０、フィルター４０、及びセンサーアレイ５０を収納し保持するための枠部材である。ホルダー６０には、複数の段部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を有する凹部６０ａが形成されている。ホルダー６０は、全体として升状又は箱状の外形を有する。凹部６０ａ内には、積層型レンズアレイユニット２０、フィルター４０、及びセンサーアレイ５０が順番にセットされる。各部材２０，４０，５０は、凹部６０ａの各段部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３によって位置決めされる。ホルダー６０には、積層型レンズアレイユニット２０の複数の第１光学面２１ｃ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。

積層型レンズアレイユニット２０は、複数の位置決め部として、中央部Ｃ１において第１位置決め部１１と、周辺側の隅部Ｃ２において第２位置決め部１２とを有する。中央側の第１位置決め部１１は、第１レンズアレイ２１における隣接する一対の第１個眼レンズ２１ａの間の第１位置Ｐ１と、第２レンズアレイ２２において第１位置Ｐ１に対向する第２位置Ｐ２との間に設けられている。第２位置決め部１２は、第１レンズアレイ２１における複数の第１個眼レンズ２１ａを避けるとともに第１位置Ｐ１と異なる第３位置Ｐ３と、第２レンズアレイ２２において第３位置Ｐ３に対向する第４位置Ｐ４との間に設けられている。

中央側の第１位置決め部１１は、第１レンズアレイ２１と第２レンズアレイ２２とを光軸ＡＸに垂直なＸＹ方向に関して位置決めする嵌合構造として、第１レンズアレイ２１に付随して設けられ枠部２１ｂの第２枠面２１ｆ側から延びる突起部材１１ａと、第２レンズアレイ２２に付随して設けられ枠部２２ｂの第３枠面２２ｅからの窪みとして形成された凹部１１ｂとを有する。突起部材１１ａは、光軸ＡＸ方向から見て円形の断面を有する柱状又はテーパー状の部材である。凹部１１ｂは、図３Ａの平面図及び図３Ｂの側方断面に示すように、突起部材１１ａの先端部１３を反転させた円形窪みであり、先端部１３を受容する。第１位置決め部１１は、第１レンズアレイ２１と第２レンズアレイ２２とを光軸ＡＸに平行な中心軸ＣＸに関してセンタリングする役割を有する。ただし、第１位置決め部１１は、第１レンズアレイ２１と第２レンズアレイ２２とが中心軸ＣＸのまわりに相対的に回転することを許容する。

周辺側の第２位置決め部１２は、第１位置決め部１１又は中心軸ＣＸの周りの第１及び第２レンズアレイ２１，２２の相対的な回転を規制する嵌合構造として、第１レンズアレイ２１に付随して設けられ枠部２１ｂの第２枠面２１ｆ側から延びる突起部材１２ａと、第２レンズアレイ２２に付随して設けられ枠部２２ｂの第３枠面２２ｅからの窪みとして形成された凹部１２ｂとを有する。突起部材１２ａは、光軸ＡＸ方向から見て円形の断面を有する柱状の部材であり、凹部１２ｂは、図３Ｃの平面図及び図３Ｄの側方断面に示すように、突起部材１２ａの先端部１４を受容して斜め方向に延びる長穴状の窪みとなっている。長穴状の凹部（窪み）１２ｂは、第１レンズアレイ２１の第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３とを繋ぐ所定方向Ｄ１（或いは第２レンズアレイ２２の第２位置Ｐ２と第４位置Ｐ４とを繋ぐ所定方向Ｄ１）に細長く延びている。このように凹部（窪み）１２ｂが所定方向Ｄ１に細長く延びることで、第２位置決め部１２は、所定方向Ｄ１に関して位置ずれを許容する遊びを有するものとなっている。つまり、第１レンズアレイ２１と第２レンズアレイ２２とが設計値に対して若干のサイズ差があっても、このようなサイズ差を許容しつつ組み立て精度の劣化を防止できる。

組み立てについて簡単に説明すると、まず第１レンズアレイ２１に中間絞り２３を接着剤等を利用して取り付ける。この際、位置決め孔２３ｄに突起部材１１ａ，１２ａが通され、第１レンズアレイ２１と中間絞り２３とのアライメントが達成される。その後、第１レンズアレイ２１の像側と、第２レンズアレイ２２の物体側とが合わさるように、両レンズアレイ２１，２２を接合する。この際、突起部材１１ａが凹部１１ｂに嵌合して第１位置決め部１１による両レンズアレイ２１，２２の芯出しが行われるとともに、突起部材１２ａが凹部（窪み）１２ｂに嵌合して第２位置決め部１２による両レンズアレイ２１，２２の回転規制が行われ、ＸＹ面内の方向やＺ軸のまわりの回転に関しての位置合わせが達成される。なお、第１レンズアレイ２１と第２レンズアレイ２２とは、接着剤を介してスペーサー部２５，２６の対向面で接合され、Ｚ方向等に関する位置合わせが達成される。その後は、両レンズアレイ２１，２２を接合して得た積層型レンズアレイユニット２０の他、フィルター４０等をホルダー６０に組み付ける。

以上のように、本実施形態の積層型レンズアレイユニット２０では、嵌合によって位置決めを行う複数の位置決め部１１，１２が、第１レンズアレイ２１における隣接する一対の第１個眼レンズ２１ａ間に対応する箇所を含む複数箇所に設けられている。これにより、隣接する一対の第１個眼レンズ２１ａ間に対応する箇所（中央部Ｃ１）に設けられた第１位置決め部１１によって、第１及び第２レンズアレイ２１，２２を光軸ＡＸに垂直なＸＹ方向に位置決めしつつ、第２位置決め部１２によって、隣接する一対の第１個眼レンズ２１ａ間に対応する箇所（中央部Ｃ１）の周りの回転を規制して第１及び第２レンズアレイ２１，２２の相対的な回転角度を簡易に調整することができる。ここで、第１位置決め部１１が隣接する一対の第１個眼レンズ２１ａ間に対応する箇所（中央部Ｃ１）に設けられているので、成形ばらつき等に起因して第１レンズアレイ２１と第２レンズアレイ２２との間に若干の寸法誤差があっても、第１位置決め部１１と第２位置決め部１２とが比較的近づき、適切な嵌合を確保しやすくなる。これにより、第１及び第２レンズアレイ２１，２２間に生じる光軸ずれ等を抑制でき、積層型レンズアレイユニット２０の光学性能を向上させることができる。

なお、位置決め部１１，１２の配置は、積層型レンズアレイユニット２０を構成する隣接する個眼光学系２０ｓ間で迷光を生じさせないような配置とすることが望ましい。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態の積層型レンズアレイユニット及び撮像装置について説明する。なお、第２実施形態の積層型レンズアレイユニット等は、第１実施形態の積層型レンズアレイユニット等を位置決め部の配置等に関して変形したものであり、特に説明しない事項は、第１実施形態の積層型レンズアレイユニット等と同様である。

図４Ａ及び４Ｂに示すように、第１位置決め部１１は、積層型レンズアレイユニット２０の中央部Ｃ１に配置され、第２位置決め部１２も、積層型レンズアレイユニット２０の中央部Ｃ１に配置されている。より詳細には、第１位置決め部１１の突起部材１１ａは、第１レンズアレイ２１側において、隣接する一対の第１個眼レンズ２１ａの間の第１位置Ｐ１に配置され、凹部１１ｂは、第２レンズアレイ２２側において、第１位置Ｐ１に対向する第２位置Ｐ２に配置されている。また、第２位置決め部１２の突起部材１２ａは、第１レンズアレイ２１側において、第１位置Ｐ１に配置され、凹部２１２ｂは、第２レンズアレイ２２側において、第１位置Ｐ１に対向する第２位置Ｐ２に配置されている。

本実施形態の場合、第１位置決め部１１と第２位置決め部１２とが近づくが、第１位置決め部１１と第２位置決め部１２とが一定以上離間しているので、第１レンズアレイ２１と第２レンズアレイ２２との芯出しや回転ずれを防止して、両レンズアレイ２１，２２の精密なアライメントが可能になる。なお、上記実施形態の場合、第２位置決め部１２の凹部２１２ｂが円形の窪みであるが、両レンズアレイ２１，２２の成形後のサイズ差があまり大きいものでなければ、第１実施形態の図３Ｃ及び３Ｄ等に示すような遊びを設ける必要はない。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態の積層型レンズアレイユニット及び撮像装置について説明する。なお、第３実施形態の積層型レンズアレイユニット等は、第１及び第２実施形態の積層型レンズアレイユニット等を位置決め部の配置等に関して変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の積層型レンズアレイユニット等と同様である。

図５Ａ及び５Ｂに示すように、第１位置決め部１１は、積層型レンズアレイユニット２０における広義の中央部Ｃ１に配置され、第２位置決め部１２も、積層型レンズアレイユニット２０における広義の中央部Ｃ１に配置されている。ただし、第１位置決め部１１は、中央の第１個眼レンズ２１ａを挟んで第２位置決め部１２の反対側に配置されている。より詳細には図５Ａに示すように、第１位置決め部１１の突起部材１１ａは、第１レンズアレイ２１側において、広義の中央部Ｃ１内であって隣接する一対の第１個眼レンズ２１ａの間の第１位置Ｐ１に配置され、凹部１１ｂは、第２レンズアレイ２２側において、第１位置Ｐ１に対向する第２位置Ｐ２に配置されている。また、第２位置決め部１２の突起部材１２ａは、第１レンズアレイ２１側において、広義の中央部Ｃ１内であって隣接する一対の第１個眼レンズ２１ａの間の第３位置Ｐ３に配置され、凹部２１２ｂは、第２レンズアレイ２２側において、第３位置Ｐ３に対向する第４位置Ｐ４に配置されている。

本実施形態の場合、第１位置決め部１１と第２位置決め部１２とがある程度離間しているので、第１レンズアレイ２１と第２レンズアレイ２２との芯出しや回転ずれを防止して、両レンズアレイ２１，２２の精密なアライメントが可能になる。なお、上記実施形態の場合、第２位置決め部１２の凹部２１２ｂが円形の窪みであるが、第１実施形態の図３Ｄ等に示すような長孔として遊びを設けることもできる。

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態の積層型レンズアレイユニット及び撮像装置について説明する。なお、第４実施形態の積層型レンズアレイユニット等は、第１実施形態の積層型レンズアレイユニット等を位置決め部の形状等に関して変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の積層型レンズアレイユニット等と同様である。

図６Ａ及び６Ｂに示すように、第１位置決め部１１の突起部材４１１ａは、角柱又は角錐状の先端部１３を有し、凹部４１１ｂは、四角形の窪みを有する。なお、図示を省略しているが、第２位置決め部１２の突起部材１２ａの場合、先端部１４が角柱又は角錐状であってもよいが、円柱又は円錐状であってもよい。また、突起部材の先端部と凹部とを、角柱又は角錐状と、円柱又は円錐状との組み合わせで構成してもよい。

以上、実施形態に即して説明したが、本発明に係る積層型レンズアレイユニット２０等は、上記例示のものには限られない。例えば、第１位置決め部１１は、突起部材１１ａ及び凹部１１ｂの組み合わせに限らず、凹凸を組み合わせた種々の嵌合構造とできる。同様に、第２位置決め部１２も、凹凸を組み合わせた種々の嵌合構造とできる。

上記第１及び第２位置決め部１１，１２に加えて第３の位置決め部を補助的に設けることもできる。

また、各レンズアレイ２１，２２を構成する個眼レンズ２１ａ，２２ａの配列やその光学面２１ｃ，２１ｄ，…の形状等は、積層型レンズアレイユニット２０又は撮像装置１００の用途又は仕様に応じて適宜変更することができる。例えば個眼レンズ２１ａ，２２ａは、４×４又は３×３の格子点に配列するものに限らず、例えば２×２、５×５等の格子点に配列することができる。なお、積層型レンズアレイユニット２０を構成するレンズアレイは、上記例示の２層に限らず、３層又は４層以上とすることができる。

積層型レンズアレイユニット２０の輪郭形状は、一般的に矩形又四角形となるが、多少の変形が可能である。例えば角を落とした４角形に近い８角形等の輪郭を有するレンズアレイも、本発明に係る積層型レンズアレイユニットを構成する要素とできる。

Claims (10)

1. 複数の第１個眼レンズを有する第１レンズアレイと、
   前記第１レンズアレイを構成する前記複数の第１個眼レンズに対応する配置で複数の第２個眼レンズを有する第２レンズアレイと、
   前記第１レンズアレイ又は前記第２レンズアレイに、前記第１レンズアレイにおける隣接する一対の第１個眼レンズ間に対応する箇所を含む複数箇所に設けられて、嵌合によって位置決めを行う複数の位置決め部と
   を備え、
   前記複数の位置決め部として、前記第１レンズアレイにおける隣接する一対の第１個眼レンズの間の第１位置と、前記第２レンズアレイにおいて前記第１位置に対向する第２位置との間に設けられた第１位置決め部と、前記第１レンズアレイにおける前記複数の第１個眼レンズを避けるとともに前記第１位置と異なる第３位置と、前記第２レンズアレイにおいて前記第３位置に対向する第４位置との間に設けられた第２位置決め部とのみを備え、
   前記第１位置決め部は、前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとを光軸に垂直な方向に関して位置決めする嵌合構造を有し、
   前記第２位置決め部は、前記第１位置決め部の周りの前記第１及び第２レンズアレイの相対的な回転を規制する嵌合構造を有し、
   少なくとも前記第１位置決め部は、隣接する第１個眼レンズ間に設けられ、かつ前記第１レンズアレイの中央部に配置される積層型レンズアレイユニット。
2. 前記第２位置決め部は、前記第１位置と前記第３位置とを繋ぐ所定方向に関して位置ずれを許容する遊びを有する、請求項１に記載の積層型レンズアレイユニット。
3. 前記第１位置決め部は、円形又は多角形の断面を有する柱状の突起部材と、前記突起部材の先端部を反転させた形状を有し当該先端部を受容する凹部とを有し、
   前記第２位置決め部は、円形又は多角形の断面を有する柱状の突起部材と、前記突起部材の先端を受容して前記所定方向に延びる長穴状の窪みとを有する、請求項２に記載の積層型レンズアレイユニット。
4. 前記第１位置決め部は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイの中央領域に設けられ、
   前記第２位置決め部は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイの周辺領域に設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層型レンズアレイユニット。
5. 前記第１及び第２レンズアレイにおける前記複数の第１及び第２個眼レンズは、矩形格子点に沿って２次元的に配列されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層型レンズアレイユニット。
6. 前記第１及び第２レンズアレイは、光軸方向から見て四角形の輪郭を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の積層型レンズアレイユニット。
7. 前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとの間に前記第１及び第２個眼レンズに対応して配置された絞り板をさらに備え、
   前記複数の位置決め部は、前記絞り板を前記第１及び第２レンズアレイに対して位置決めする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層型レンズアレイユニット。
8. 前記第１及び第２レンズアレイは、熱可塑性材料で形成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の積層型レンズアレイユニット。
9. 前記第２位置決め部は、前記第１位置決め部から所定距離離れた位置に配置される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の積層型レンズユニット。
10. 請求項１〜９までのいずれか一項に記載の積層型レンズアレイユニットと、
    前記積層型レンズアレイユニットを構成する複数のレンズアレイに対応して設けられたセンサーアレイと
    を備える撮像装置。

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