WO2007125876A1 - Imaging device - Google Patents

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WO2007125876A1
WO2007125876A1 PCT/JP2007/058765 JP2007058765W WO2007125876A1 WO 2007125876 A1 WO2007125876 A1 WO 2007125876A1 JP 2007058765 W JP2007058765 W JP 2007058765W WO 2007125876 A1 WO2007125876 A1 WO 2007125876A1
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Inventor
Katsumi Imada
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Panasonic Corporation
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • G01C3/06Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08Use of electric radiation detectors
    • G01C3/085Use of electric radiation detectors with electronic parallax measurement

Definitions

  • the maximum incident angle of light that can be incident on the center of the first optical lens 3a defined by the upper end 61c of the edge of the opening 61 is such that the second optical lens 3b side (inner side) Larger than the opposite side (outside) of lens 3b.
  • the second optical lens 3b is expanded, and a subject at a short distance is measured as in FIG. Can be far away.

Abstract

An imaging device (1) including an optical lens array (3) having at least two optical lenses (3a, 3b) with different optical axes; an imaging element (4) having at lest two imaging regions (41, 42) corresponding on a one-to-one basis to the at least two optical lenses; and a field angle restriction member (6) having at least two openings (61, 62) corresponding on a one-to-one basis to the at least two optical lenses and restricting the angles of field of adjacent two optical lenses. The field angle restriction member is shaped such that the angle of field of each of the adjacent two optical lenses is greater on the side of the adjacent optical lens than on the opposite side. This enables distance measurement in a wide range even for an object at a short distance.

Description

明 細 書  Specification
撮像装置  Imaging device
技術分野  Technical field
[0001] 本発明は複眼型の撮像装置に関する。特に、複眼によるステレオ視により、対象物  The present invention relates to a compound eye type imaging apparatus. In particular, the object by stereo vision with compound eyes
(被写体)までの距離を測定する撮像装置に関する。  The present invention relates to an imaging device that measures a distance to (subject).
背景技術  Background art
[0002] 水平方向又は垂直方向に並べて配置された 2つの撮像光学系を用いて前方の被 写体を撮像し、得られた 2つの画像間の視差を検出し三角測量の原理を利用して被 写体までの距離を測定する双眼測距システムが、自動車の車間距離測定やカメラの 自動焦点システム等に用いられている。この双眼測距システムには、被写体を撮像 素子上に結像させる双眼光学系を有する双眼光学装置が設けられている。  [0002] Using two imaging optical systems arranged side by side in the horizontal direction or the vertical direction, the front subject is imaged, the parallax between the two obtained images is detected, and the principle of triangulation is used. A binocular ranging system that measures the distance to the subject is used for measuring the distance between vehicles and for the automatic focusing system of cameras. This binocular ranging system is provided with a binocular optical device having a binocular optical system that forms an image of a subject on an image sensor.
[0003] この双眼光学装置としては、水平方向に配置された一対の光学レンズで、水平方 向に配置された一対の撮像素子上に被写体像を結像させる装置が知られている(特 許文献 1参照)。  As this binocular optical device, there is known a device that forms a subject image on a pair of image sensors arranged in a horizontal direction by a pair of optical lenses arranged in a horizontal direction (patents). Reference 1).
特許文献 1:特開平 04 - 043911号公報  Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 04-043911
発明の開示  Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題  Problems to be solved by the invention
[0004] しかしながら、被写体までの距離を計測するこのような従来の撮像装置では、近距 離にある被写体までの距離を測定する場合、測距可能領域が著しく狭!ヽと!ヽぅ課題 があった。これは、 2つの撮像光学系の撮像領域が重複する領域のみが測距可能領 域であることに起因する。 [0004] However, in such a conventional imaging device that measures the distance to the subject, the distance measurement range is extremely narrow when measuring the distance to the subject at a short distance! With niece! There was a problem. This is because only the area where the imaging areas of the two imaging optical systems overlap is an area that can be measured.
[0005] この課題を解決する手段として、 2つの撮像光学系の間隔を狭くし、それぞれの撮 像領域が重複する領域を撮像装置に近づける取り組みが従来よりなされてきた。そ の構成を図 8A及び図 8Bに示す。 [0005] As means for solving this problem, conventionally, efforts have been made to reduce the distance between two imaging optical systems and bring an area where the respective imaging areas overlap closer to the imaging apparatus. The configuration is shown in Figs. 8A and 8B.
[0006] 図 8Aは、 2つの撮像光学系が別体で構成され、 2つの撮像光学系が離間して配置 された双眼型の撮像装置を示す。図 8Bは、 2つの撮像光学系を近接させ一体化した 双眼型の撮像装置を示す。図 8A及び図 8Bにおいて、ドット模様を施した領域 11は 、 2つの撮像光学系の撮像領域が重複する領域であり、これが測距可能領域となる。 20は、撮像装置の先端からの距離 aでの、第 1の光学レンズ 3aと固体撮像素子 4によ り撮像される領域を表す。 21は、撮像装置の先端力ゝらの距離 aでの、 2つの撮像光学 系によるステレオ視により測距可能な領域を表す。なお、本来、撮像装置の先端から の距離 aでの撮像領域 20および測距可能領域 21は光軸と垂直な方向に拡がる 2次 元領域であるが、図 8A及び図 8Bは光軸に沿った断面図であるため、これらの領域 は線分として表現されて!、る。 [0006] FIG. 8A shows a binocular imaging device in which two imaging optical systems are configured separately and the two imaging optical systems are arranged apart from each other. Fig. 8B shows a binocular imaging device that integrates two imaging optical systems in close proximity. 8A and 8B, the area 11 with the dot pattern is The imaging area of the two imaging optical systems is an overlapping area, and this is the distance measuring area. Reference numeral 20 denotes a region imaged by the first optical lens 3a and the solid-state imaging device 4 at a distance a from the front end of the imaging device. Reference numeral 21 denotes an area that can be measured by stereo vision using two imaging optical systems at a distance a determined by the tip force of the imaging apparatus. Note that the imaging area 20 and the distance measuring area 21 at a distance a from the front end of the imaging apparatus are originally two-dimensional areas extending in a direction perpendicular to the optical axis, but FIGS. 8A and 8B are along the optical axis. These areas are represented as line segments because they are cross-sectional views! RU
[0007] 図 8Aからわ力るように、撮像装置の先端力 距離 aだけ離れた位置においては、撮 像領域 20に対し測距可能領域 21は著しく狭い。一方、 2つの撮像光学系を近接し て配置した図 8Bの撮像装置では、撮像領域 20に対して測距可能領域 21は狭いも のの、図 8Aに比べて測距可能領域 21は広い。  As shown in FIG. 8A, the distance measuring area 21 is remarkably narrow with respect to the imaging area 20 at a position separated by the tip force distance a of the imaging apparatus. On the other hand, in the image pickup apparatus of FIG. 8B in which two image pickup optical systems are arranged close to each other, the distance measurement area 21 is narrower than the image pickup area 20, but the distance measurement area 21 is wider than FIG. 8A.
[0008] し力しながら、図 8Bの構成でも、依然として撮像領域 20に占める測距可能領域 21 の比率が小さ!/、ため、近距離に光軸と垂直な方向に広!、範囲で存在する被写体を 測距するには、撮像領域 20に占める測距可能領域 21の比率を増大させる必要があ る。例えば、 2つの撮像光学系のレンズ中心間距離が 20mm、 2つの撮像光学系の 画角(全画角)が共に 60° の場合、撮像装置の先端から約 17mm離れた位置で初 めて測距可能領域 21が現れる。従って、撮像装置からの距離が 17mm付近におけ る測距可能領域 21は、それぞれの撮像光学系の撮像領域 20に比べて著しく狭い。 一方、撮像領域 20の 95%が測距可能領域 21となるのは、撮像装置からの距離が約 330mmである位置である。  [0008] However, even in the configuration of FIG. 8B, the ratio of the measurable area 21 still occupies the imaging area 20 is small! /, So it is wide in the direction perpendicular to the optical axis at a short distance! In order to measure the subject to be measured, it is necessary to increase the ratio of the distance-measurable area 21 to the imaging area 20. For example, if the distance between the lens centers of the two imaging optical systems is 20 mm and the angle of view (total angle of view) of the two imaging optical systems is 60 °, the first measurement is made at a position about 17 mm away from the tip of the imaging device. A rangeable area 21 appears. Therefore, the distance measurement possible area 21 at a distance from the imaging device of about 17 mm is significantly narrower than the imaging area 20 of each imaging optical system. On the other hand, 95% of the imaging area 20 becomes the distance measuring area 21 at a position where the distance from the imaging apparatus is about 330 mm.
[0009] 上記したように、従来の構成では近距離における測距可能領域が狭!、ため、近距 離に位置する被写体を測距することは困難であった。本発明はこのような課題を解決 するために成されたものであり、近距離の被写体にっ 、ても広 、範囲で測距が可能 な撮像装置を提供することを目的とする。  [0009] As described above, in the conventional configuration, since the distance-measurable area at a short distance is small, it is difficult to measure a subject located at a short distance. The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of measuring a distance over a wide range even with a short-distance subject.
課題を解決するための手段  Means for solving the problem
[0010] 本発明の撮像装置は、光軸が互いに異なる少なくとも 2つの光学レンズを有する光 学レンズアレイと、前記少なくとも 2つの光学レンズに 1対 1に対応する少なくとも 2つ の撮像領域を有する撮像素子と、前記少なくとも 2つの光学レンズに 1対 1に対応す る少なくとも 2つの開口を有し、互いに隣り合う 2つの前記光学レンズの画角を規制す る画角規制部材とを備える。前記画角規制部材は、前記互いに隣り合う 2つの光学レ ンズのそれぞれの画角力 隣の光学レンズ側において、その反対側よりも大きくなる ような形状を有して 、ることを特徴とする。 The imaging apparatus of the present invention has an optical lens array having at least two optical lenses having different optical axes, and an imaging having at least two imaging regions corresponding to the at least two optical lenses in a one-to-one relationship. There is a one-to-one correspondence between the element and the at least two optical lenses. An angle-of-view restricting member that restricts the angle of view of the two optical lenses adjacent to each other. The angle-of-view restriction member has a shape that is larger on the side of the optical lens adjacent to the angle of view of each of the two optical lenses adjacent to each other than on the opposite side.
発明の効果  The invention's effect
[0011] 本発明によれば、近距離においても撮像領域とほぼ同等の広さの測距可能領域を 確保することができるので、近距離の被写体に対しても広 、範囲で測距することが可 能となる。  [0011] According to the present invention, it is possible to secure a distance measurement area that is almost the same size as the imaging area even at a short distance, and therefore, it is possible to measure a wide distance within a short distance. Is possible.
図面の簡単な説明  Brief Description of Drawings
[0012] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態 1に係る撮像装置の概略構成を示した断面図で ある。  FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[図 2]図 2は、本発明係る撮像装置における三角測量の原理を説明する図である。  FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of triangulation in the imaging apparatus according to the present invention.
[図 3]図 3は、従来の撮像装置における撮像領域と測距可能領域とを示す断面図で ある。  FIG. 3 is a cross-sectional view showing an imaging area and a distance measuring area in a conventional imaging apparatus.
[図 4]図 4は、本発明の実施の形態 1に係る撮像装置における撮像領域と測距可能 領域とを示す断面図である。  FIG. 4 is a cross-sectional view showing an imaging area and a distance measurement possible area in the imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[図 5A]図 5Aは、本発明の実施の形態 1に係る別の撮像装置の概略構成を示した断 面図である。  FIG. 5A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[図 5B]図 5Bは、図 5Aに示した撮像装置の光学フードの平面図である。  FIG. 5B is a plan view of the optical hood of the imaging device shown in FIG. 5A.
[図 6A]図 6Aは、本発明の実施の形態 1に係る更に別の撮像装置の概略構成を示し た断面図である。  FIG. 6A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of still another imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[図 6B]図 6Bは、図 6Aに示した撮像装置の光学フードの平面図である。  FIG. 6B is a plan view of the optical hood of the image pickup apparatus shown in FIG. 6A.
[図 7]図 7は、本発明の実施の形態 2に係る撮像装置の概略構成を示した断面図で ある。  FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
[図 8A]図 8Aは、従来の撮像装置の概略構成を示した断面図である。  FIG. 8A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional imaging device.
[図 8B]図 8Bは、従来の別の撮像装置の概略構成を示した断面図である。  FIG. 8B is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another conventional imaging apparatus.
発明を実施するための最良の形態  BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0013] 上記の本発明の撮像装置にお!、て、前記画角規制部材が、前記光学レンズアレイ に対して前記撮像素子とは反対側に配置された光学フードであることが好ま 、。こ れにより、撮像装置が通常備えている光学フードを画角規制部材としても機能させる ので、画角規制部材として新たに部材を追加する必要がない。従って、構成が簡単 化され、部品点数が減少し、低コストで小型の撮像装置を提供できる。 [0013] In the imaging apparatus of the present invention, the angle-of-view restriction member is the optical lens array. In contrast, the optical hood is preferably disposed on the opposite side of the image sensor. As a result, the optical hood that is normally provided in the imaging apparatus also functions as an angle-of-view restriction member, so there is no need to add a new member as the angle-of-view restriction member. Therefore, the configuration is simplified, the number of parts is reduced, and a small imaging device can be provided at low cost.
[0014] この場合において、前記互いに隣り合う 2つの光学レンズに対応する前記光学フー ドの互いに隣り合う 2つの前記開口のそれぞれの端縁の傾斜は、隣の開口に近い側 力 その反対側よりも緩やかであることが好ましい。あるいは、前記互いに隣り合う 2つ の光学レンズに対応する前記光学フードの互いに隣り合う 2つの前記開口のそれぞ れの端縁の高さは、隣の開口に近い側力 その反対側よりも低いことが好ましい。あ るいは、前記互いに隣り合う 2つの光学レンズに対応する前記光学フードの互いに隣 り合う 2つの前記開口のそれぞれは、互いに接近する側に、対応する前記光学レンズ の光軸に対して偏心していることが好ましい。こららのいずれであっても、簡単な構成 で、互いに隣り合う 2つの光学レンズのそれぞれの画角を、隣の光学レンズ側におい て、その反対側よりも大きくすることができる。  [0014] In this case, the inclination of the edge of each of the two adjacent openings of the optical hood corresponding to the two adjacent optical lenses is a side force close to the adjacent opening from the opposite side. Is also preferable. Alternatively, the height of each edge of the two adjacent openings of the optical hood corresponding to the two adjacent optical lenses is lower than the side force close to the adjacent opening and the opposite side. It is preferable. Alternatively, each of the two adjacent openings of the optical hood corresponding to the two adjacent optical lenses is decentered with respect to the optical axis of the corresponding optical lens on the side closer to each other. Preferably it is. In any of these, the angle of view of each of the two optical lenses adjacent to each other can be made larger on the side of the adjacent optical lens than on the opposite side with a simple configuration.
[0015] 上記の本発明の撮像装置にお!、て、前記画角規制部材が、前記光学レンズアレイ と前記撮像素子との間に配置された絞り板であることが好ましい。これにより、光学フ 一ドを画角規制部材として機能させる必要がないので、汎用の光学フードを使用す ることができ、また、撮像装置の外観に影響を及ぼす光学フードの意匠の自由度が 向上する。  In the imaging apparatus of the present invention, it is preferable that the angle-of-view restriction member is a diaphragm plate disposed between the optical lens array and the imaging element. This eliminates the need for the optical feed to function as an angle-of-view restriction member, so that a general-purpose optical hood can be used, and the degree of freedom of design of the optical hood that affects the appearance of the imaging device is increased. improves.
[0016] この場合において、前記互いに隣り合う 2つの光学レンズに対応する前記絞り板の 互いに隣り合う 2つの前記開口のそれぞれは、互いに離れる側に、対応する前記光 学レンズの光軸に対して偏心していることが好ましい。これにより、簡単な構成で、互 いに隣り合う 2つの光学レンズのそれぞれの画角を、隣の光学レンズ側において、そ の反対側よりも大きくすることができる。  [0016] In this case, each of the two adjacent openings of the diaphragm plate corresponding to the two optical lenses adjacent to each other is on the side away from each other with respect to the optical axis of the corresponding optical lens. It is preferably eccentric. Thereby, the angle of view of each of the two adjacent optical lenses can be made larger on the adjacent optical lens side than on the opposite side with a simple configuration.
[0017] 上記の本発明の撮像装置において、前記互いに隣り合う 2つの光学レンズに対応 する 2つの前記撮像領域のそれぞれは、互いに離れる側に、対応する前記光学レン ズの光軸に対して偏心していることが好ましい。これにより、光学レンズの画角が隣の 光学レンズ側に拡大されたことによって拡大した撮像領域内の被写体の像を確実に 撮像することができるので、近距離の被写体の測距が容易になる。 [0017] In the imaging apparatus of the present invention, each of the two imaging regions corresponding to the two optical lenses adjacent to each other is deviated from the optical axis of the corresponding optical lens on the side away from each other. It is preferable to be mindful. As a result, the image of the subject in the image pickup area enlarged as a result of the angle of view of the optical lens being enlarged toward the adjacent optical lens can be ensured. Since it is possible to pick up an image, it is easy to measure the distance of an object at a short distance.
[0018] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019] (実施の形態 1)  [0019] (Embodiment 1)
図 1は、本発明の実施の形態 1に係る撮像装置の断面図である。図 1において、 1 は一体化された複眼型の撮像装置、 2は鏡筒、 3は鏡筒 2に保持された光学レンズァ レイ、 3aは光学レンズアレイ 3を構成する第 1の光学レンズ、 3bは光学レンズアレイ 3 を構成する第 2の光学レンズ、 4は固体撮像素子、 5は鏡筒 2及び固体撮像素子 4が 搭載された基板、 6は光学フード、 9は被写体である。 10aは第 1の光学レンズ 3aの 光軸、 10bは第 2の光学レンズ 3bの光軸であり、これらは互いに平行である。図示し たように、光軸 10a, 10bと平行な軸を Z軸、 Z軸と直交し光軸 10a, 10bを含む面と平 行な軸を X軸とする。 Z軸において被写体 9側(図 1の紙面上側)を Z軸の正の側、 X 軸において光軸 10bから光軸 10aに向力 側(図 1の紙面右側)を X軸の正側とする。 また、以下の説明において、「内側」とは、一対の光軸 10a, 10bのうちの一方の光軸 に対して他方の光軸側をいい、「外側」とは一方の光軸に対して他方の光軸とは反対 側をいう。  FIG. 1 is a cross-sectional view of the imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is an integrated compound-eye imaging device, 2 is a lens barrel, 3 is an optical lens array held by the lens barrel 2, 3a is a first optical lens constituting the optical lens array 3, 3b Is a second optical lens constituting the optical lens array 3, 4 is a solid-state imaging device, 5 is a substrate on which the lens barrel 2 and the solid-state imaging device 4 are mounted, 6 is an optical hood, and 9 is a subject. 10a is the optical axis of the first optical lens 3a, 10b is the optical axis of the second optical lens 3b, and these are parallel to each other. As shown, the axis parallel to the optical axes 10a and 10b is the Z axis, and the axis perpendicular to the Z axis and including the optical axes 10a and 10b is the X axis. On the Z axis, the subject 9 side (upper side of the page in Fig. 1) is the positive side of the Z axis, and in the X axis, the direction side (right side of the page of Fig. 1) from the optical axis 10b to the optical axis 10a is the positive side of the X axis . In the following description, “inner side” refers to the other optical axis side with respect to one optical axis of the pair of optical axes 10a and 10b, and “outer side” refers to one optical axis. The opposite side to the other optical axis.
[0020] 光学フード 6は、光学レンズアレイ 3よりも被写体 9側に配置され、第 1及び第 2の光 学レンズ 3a, 3bに一対一に対応して、互いに独立した一対の開口 61, 62が形成さ れている。一対の開口 61, 62の端縁形状はいずれも略漏斗状 (又は変形円錐台面 状)であり、それぞれの端縁の斜面の傾斜は、隣の開口に近い側(内側)が、その反 対側(外側)よりも緩やかである。即ち、光軸 10a, 10bを含む断面図(図 1)において 第 1の光学レンズ 3aに対応する開口 61の端縁が形成する一対の斜面 61a, 61bのう ち、光軸 10bに近い側の斜面 61aの光軸 10aに対する傾斜角度は、光軸 10bに遠い 側の斜面 61bの光軸 10aに対する傾斜角度よりも大きい。開口 61の端縁の周方向に おいて、開口 61の端縁の斜面の傾斜は、このような斜面 61aと斜面 61bとを滑らかに 繋ぐように連続的に変化している。第 2の光学レンズ 3bに対応する開口 62の端縁形 状は、開口 61の端縁形状と対称である。  [0020] The optical hood 6 is disposed closer to the subject 9 than the optical lens array 3, and corresponds to the first and second optical lenses 3a and 3b in a one-to-one correspondence with a pair of independent openings 61 and 62. Is formed. The edge shapes of the pair of openings 61 and 62 are both substantially funnel-shaped (or deformed frustoconical surface), and the slope of the slope of each edge is on the opposite side (inside) to the opposite side. Looser than the side (outside). That is, in the cross-sectional view including the optical axes 10a and 10b (FIG. 1), of the pair of inclined surfaces 61a and 61b formed by the edge of the opening 61 corresponding to the first optical lens 3a, the side closer to the optical axis 10b. The inclination angle of the inclined surface 61a with respect to the optical axis 10a is larger than the inclination angle of the inclined surface 61b far from the optical axis 10b with respect to the optical axis 10a. In the circumferential direction of the edge of the opening 61, the slope of the slope of the edge of the opening 61 continuously changes so as to smoothly connect the slope 61a and the slope 61b. The edge shape of the opening 62 corresponding to the second optical lens 3b is symmetric with the edge shape of the opening 61.
[0021] 更に、光学フード 6の開口 61, 62のそれぞれの端縁の高さは、隣の開口に近い側  [0021] Further, the height of each edge of the openings 61 and 62 of the optical hood 6 is set on the side close to the adjacent opening.
(内側)が、その反対側 (外側)よりも低い。ここで、開口の端縁の高さとは、光学レン ズアレイ 3から、開口の端縁を構成する斜面の被写体 9側の端までの、 Z軸方向にお ける距離をいう。即ち、光軸 10a, 10bを含む断面図(図 1)において第 1の光学レン ズ 3aに対応する開口 61の端縁が形成する一対の斜面 61a, 61bのうち、光軸 10bに 遠 ヽ側の斜面 61bの被写体 9側の端は、光軸 10bに近 、側の斜面 61aの被写体 9側 の端よりも、被写体 9に近い。開口 61の端縁の周方向において、開口 61の端縁の高 さは、このような高さが異なる斜面 61aと斜面 61bとを滑らかに繋ぐように連続的に変 化している。第 2の光学レンズ 3bに対応する開口 62の端縁形状は、開口 61の端縁 形状と対称である。 (Inner side) is lower than the opposite (outer side). Here, the height of the edge of the opening means the optical lens. This is the distance in the Z-axis direction from the laser array 3 to the subject 9 side end of the slope that forms the edge of the aperture. That is, in the cross-sectional view including the optical axes 10a and 10b (FIG. 1), of the pair of inclined surfaces 61a and 61b formed by the edge of the opening 61 corresponding to the first optical lens 3a, the optical axis 10b is on the far side. The end of the slope 61b on the subject 9 side is close to the optical axis 10b, and is closer to the subject 9 than the end of the side slope 61a on the subject 9 side. In the circumferential direction of the edge of the opening 61, the height of the edge of the opening 61 continuously changes so as to smoothly connect the slopes 61a and 61b having different heights. The edge shape of the opening 62 corresponding to the second optical lens 3b is symmetric with the edge shape of the opening 61.
[0022] 図 1において、破線 7a, 8aは光学フード 6の開口 61の端縁形状により規制された 第 1の光学レンズ 3aの画角を示し、破線 7b, 8bは光学フード 6の開口 62の端縁形状 により規制された第 2の光学レンズ 3bの画角を示す。より詳細には、破線 7aは第 1の 光学レンズ 3aの X軸の負の側の撮像領域の限界を示す線であり、破線 8aは第 1の光 学レンズ 3aの X軸の正の側の撮像領域の限界を示す線である。破線 7bは第 2の光 学レンズ 3bの X軸の負の側の撮像領域の限界を示す線であり、破線 8bは第 2の光 学レンズ 3bの X軸の正の側の撮像領域の限界を示す線である。  In FIG. 1, broken lines 7a and 8a indicate the angle of view of the first optical lens 3a restricted by the edge shape of the opening 61 of the optical hood 6, and broken lines 7b and 8b indicate the opening 62 of the optical hood 6. The angle of view of the second optical lens 3b regulated by the edge shape is shown. More specifically, the broken line 7a is a line indicating the limit of the imaging region on the negative side of the X axis of the first optical lens 3a, and the broken line 8a is a line on the positive side of the X axis of the first optical lens 3a. It is a line which shows the limit of an imaging region. The broken line 7b is a line indicating the limit of the imaging region on the negative side of the X axis of the second optical lens 3b, and the broken line 8b is the limit of the imaging region on the positive side of the X axis of the second optical lens 3b. It is a line which shows.
[0023] 破線 7aと破線 8aにより囲まれた領域に存在する被写体 9からの光線は、第 1の光 学レンズ 3aにより集光され、撮像素子 4上の第 1の撮像領域 41に被写体像として結 像する。光軸 10a, 10bに沿った図 1の断面図において、光軸 10aに対して X軸の正 の側 (破線 8a側)〖こ位置する被写体の像は、撮像素子 4上の光軸 10aに対して X軸 の負の側の撮像領域 4a上に結像される。また、光軸 10aに対して X軸の負の側 (破 線 7a側)に位置する被写体の像は、撮像素子 4上の光軸 10aに対して X軸の正の側 の撮像領域 4c上に結像される。  [0023] Light rays from the subject 9 existing in the area surrounded by the broken line 7a and the broken line 8a are collected by the first optical lens 3a, and are formed as a subject image in the first imaging area 41 on the image sensor 4. Image. In the cross-sectional view of FIG. 1 along the optical axes 10a and 10b, the image of the subject located on the positive side of the X axis (the broken line 8a side) with respect to the optical axis 10a is reflected on the optical axis 10a on the image sensor 4. On the other hand, the image is formed on the imaging area 4a on the negative side of the X axis. In addition, the image of the subject located on the negative side of the X axis (the broken line 7a side) with respect to the optical axis 10a is on the imaging region 4c on the positive side of the X axis with respect to the optical axis 10a on the image sensor 4. Is imaged.
[0024] 同様に、破線 7bと破線 8bにより囲まれた領域に存在する被写体 9からの光線は、 第 2の光学レンズ 3bにより集光され、撮像素子 4上の第 2の撮像領域 42に被写体像 として結像する。光軸 10a, 10bに沿った図 1の断面図において、光軸 10bに対して X軸の負の側 (破線 7b側)〖こ位置する被写体の像は、撮像素子 4上の光軸 10bに対 して X軸の正の側の撮像領域 4b上に結像される。また、光軸 10bに対して X軸の正 の側 (破線 8b側)に位置する被写体の像は、撮像素子 4上の光軸 10bに対して X軸 の負の側の撮像領域 4d上に結像される。 Similarly, the light rays from the subject 9 existing in the area surrounded by the broken lines 7b and 8b are collected by the second optical lens 3b, and are collected in the second imaging area 42 on the image sensor 4. It forms as an image. In the cross-sectional view of FIG. 1 along the optical axes 10a and 10b, the image of the subject located on the negative side of the X axis (the broken line 7b side) with respect to the optical axis 10b is reflected on the optical axis 10b on the image sensor 4. On the other hand, the image is formed on the imaging region 4b on the positive side of the X axis. In addition, the image of the subject located on the positive side of the X axis (the broken line 8b side) with respect to the optical axis 10b is the X axis relative to the optical axis 10b on the image sensor 4. The image is formed on the imaging region 4d on the negative side of the image.
[0025] 第 1及び第 2の光学レンズ 3a, 3bにより撮像素子 4上に結像された 2つの被写体像 は、光電変換され 2つの画像情報として出力される。出力された 2つの画像情報は電 気信号として後段の画像処理部(不図示)に転送される。画像処理部では、 2つの画 像のそれぞれを複数のブロックに分割し、 2つの画像間でパターンマッチングを行う 事により、 2つの画像上の視差分布を抽出する。得られた視差を元に三角測量の原 理を利用して、所望する被写体までの距離を演算する。  The two subject images formed on the image sensor 4 by the first and second optical lenses 3a and 3b are photoelectrically converted and output as two pieces of image information. The two pieces of output image information are transferred to the subsequent image processing unit (not shown) as electrical signals. In the image processing unit, each of the two images is divided into a plurality of blocks, and pattern matching is performed between the two images to extract a parallax distribution on the two images. Based on the parallax obtained, the principle of triangulation is used to calculate the distance to the desired subject.
[0026] 図 2を用いて、複眼型の撮像装置における測距原理について説明する。図 2にお いて、 15は有限距離に設置された被写体、 16aは第 1の光学レンズ 3aにより固体撮 像素子 4上に結像された被写体像、 16bは第 2の光学レンズ 3bにより固体撮像素子 4上に結像された被写体像、 10aは第 1の光学レンズ 3aの光軸、 10bは第 2の光学レ ンズ 3bの光軸、 18aは固体撮像素子 4上にある第 1の光学レンズ 3aの撮像中心、 18 bは固体撮像素子 4上にある第 2の光学レンズ 3bの撮像中心である。  The principle of distance measurement in the compound eye type imaging apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 2, 15 is a subject placed at a finite distance, 16a is a subject image formed on the solid-state imaging element 4 by the first optical lens 3a, and 16b is solid-state imaging by the second optical lens 3b. 10a is the optical axis of the first optical lens 3a, 10b is the optical axis of the second optical lens 3b, and 18a is the first optical lens on the solid-state imaging device 4. The imaging center of 3a, 18b is the imaging center of the second optical lens 3b on the solid-state imaging device 4.
[0027] 第 1の光学レンズ 3aの光軸 10a上にある有限距離の被写体 15が発する光線は、第 1の光学レンズ 3aで集光され、固体撮像素子 4上に像 16aとして結像する。同様に、 被写体 15が発した光線は、第 2の光学レンズ 3bで集光され、固体撮像素子 4上に像 16bとして結像する。被写体 15は第 2の光学レンズ 3bの光軸 10bから離れた場所に 存在するため、固体撮像素子 4上の撮像中心 18bから視差 Δだけ離れた位置に像 1 6bが結像される。ここで、被写体距離を zとし、 2つの光学レンズ 3a、 3bの撮像中心 間距離である基線長を Bとし、光学レンズ 3a、 3bの焦点距離を fとし、視差量を Δとす ると、以下の近似式(1)が成立する。  The light rays emitted from the subject 15 at a finite distance on the optical axis 10a of the first optical lens 3a are collected by the first optical lens 3a and formed on the solid-state imaging device 4 as an image 16a. Similarly, the light beam emitted from the subject 15 is collected by the second optical lens 3b, and forms an image 16b on the solid-state imaging device 4. Since the subject 15 is located away from the optical axis 10b of the second optical lens 3b, the image 16b is formed at a position separated from the imaging center 18b on the solid-state imaging device 4 by the parallax Δ. Here, if the subject distance is z, the baseline length that is the distance between the imaging centers of the two optical lenses 3a and 3b is B, the focal length of the optical lenses 3a and 3b is f, and the amount of parallax is Δ, The following approximate expression (1) holds.
[0028] ζ = Β ·ί/ Δ · · · (1)  [0028] ζ = Β · ί / Δ · · · (1)
式(1)により、視差量 Δを測定する事により、被写体 15までの距離 ζを算出すること が可能となる。  It is possible to calculate the distance ζ to the subject 15 by measuring the parallax amount Δ according to Equation (1).
[0029] 図 8Α及び図 8Βに示す従来の撮像装置では、撮像領域 20に占める測距可能領域 21の比率を向上するためには、撮像装置を被写体から遠く離す必要があった。例え ば前述したように、測距可能領域 21の撮像領域 20に対する比率を 95%にするため には、図 8Βに示す従来の撮像装置 (例えば、レンズ中心間距離が 20mm、 2つの撮 像光学系の全画角がともに 60° )では、フードの先端力も被写体までの距離を約 33 Ommにする必要があった。 [0029] In the conventional imaging device shown in Figs. 8 and 8, it is necessary to move the imaging device far from the subject in order to improve the ratio of the distance measuring area 21 to the imaging area 20. For example, as described above, in order to make the ratio of the distance measuring area 21 to the imaging area 20 95%, the conventional imaging apparatus shown in FIG. When the total angle of view of the image optical system is 60 °), the tip force of the hood needs to be about 33 Omm.
[0030] ところが、図 1に示す本発明の撮像装置では、光学フード 6の開口 61, 62のそれぞ れの端縁の斜面の傾斜は、隣の開口に近い側(内側)が、その反対側 (外側)よりも 緩やかである。更に、光学フード 6の開口 61, 62のそれぞれの端縁の高さは、隣の 開口に近い側(内側)が、その反対側(外側)よりも低い。これらにより、光軸 10a, 10 bを含む断面図において、第 1の光学レンズ 3aの画角は、第 2の光学レンズ 3b側に おいて拡大される。即ち、第 1の光学レンズ 3aが撮像できる撮像領域は、第 2の光学 レンズ 3b側に拡大される。同様に、第 2の光学レンズ 3bの画角も、第 1の光学レンズ 3a側において拡大される。即ち、第 2の光学レンズ 3bが撮像できる撮像領域も、第 1 の光学レンズ 3a側に拡大される。  However, in the imaging apparatus of the present invention shown in FIG. 1, the slope of the edge of each of the openings 61 and 62 of the optical hood 6 is opposite to the side (inner side) close to the adjacent opening. Looser than the side (outside). Furthermore, the height of each edge of the openings 61 and 62 of the optical hood 6 is lower on the side close to the adjacent opening (inner side) than on the opposite side (outer side). Accordingly, in the cross-sectional view including the optical axes 10a and 10b, the field angle of the first optical lens 3a is enlarged on the second optical lens 3b side. That is, the imaging region that can be imaged by the first optical lens 3a is enlarged toward the second optical lens 3b. Similarly, the angle of view of the second optical lens 3b is also enlarged on the first optical lens 3a side. That is, the imaging region that can be imaged by the second optical lens 3b is also enlarged toward the first optical lens 3a.
[0031] このように、画像処理部(不図示)が視差分布の抽出処理を行う際に使用される 2つ の画像を結像させる一対の光学レンズ 3a, 3bのそれぞれの画角を内側に拡大する ことにより、近距離の被写体に対する測距可能領域を拡大することができる。これによ り、近距離の被写体の測距も可能な撮像装置を提供することが出来る。例えば、図 1 に示した光学フード 6により一対の光学レンズ 3a, 3bのそれぞれの画角を内側に 15 。拡大した場合、測距可能領域の撮像領域に対する比率が 95%となる被写体距離 は約 45mmとなり、従来の構成に比べ、撮像領域のほぼ全域で測距可能である光軸 方向における位置を著しく撮像装置に近接させることが出来る。  [0031] In this manner, the angle of view of each of the pair of optical lenses 3a and 3b that forms two images used when the image processing unit (not shown) performs the parallax distribution extraction process is set inward. By enlarging, it is possible to expand the range that can be measured for a subject at a short distance. As a result, it is possible to provide an image pickup apparatus that can also measure a subject at a short distance. For example, the angle of view of each of the pair of optical lenses 3a and 3b is set to the inside 15 by the optical hood 6 shown in FIG. When zoomed in, the subject distance that makes the ratio of the measurable area to the imaging area 95% is about 45 mm, and the position in the optical axis direction that can be measured over almost the entire area of the imaging area is significantly imaged compared to the conventional configuration. Can be close to the device.
[0032] 一対の光学レンズ 3a, 3bのそれぞれの画角を単に内側に拡大するのであれば、光 学フード 6に、一対の光学レンズ 3a, 3bに共通する 1つの長穴状の開口を形成すれ ば足りる。し力しながら、このような構成では以下のような問題が生じる。第 1に、レン ズアレイ 3の光学レンズ 3aと光学レンズ 3bとの間の領域から光が入射する。この光が 撮像素子 4に入射すると、撮像される画像の画質が劣化し、測距精度が低下する。 第 2に、内側の画角が必要以上に拡大してしまうので、隣の光学レンズ側から大きな 入射角で光学レンズに光が入射する。この光が撮像装置 1の鏡筒 2の内壁面で反射 して撮像素子 4に入射すると、撮像される画像の画質が劣化し、測距精度が低下す る。従って、本実施の形態では、光学フード 6には、測距を行う 2つの光学レンズ 3a, 3bに一対一に対応して独立した 2つの開口 61 , 62力 S設けられて 、る。 [0032] If the angle of view of each of the pair of optical lenses 3a and 3b is simply enlarged inward, the optical hood 6 is formed with one slot-like opening common to the pair of optical lenses 3a and 3b. All you need is enough. However, such a configuration causes the following problems. First, light enters from a region between the optical lens 3a and the optical lens 3b of the lens array 3. When this light is incident on the image sensor 4, the image quality of the captured image is degraded, and the ranging accuracy is lowered. Second, the angle of view on the inside is enlarged more than necessary, so light enters the optical lens from the adjacent optical lens side at a large incident angle. When this light is reflected by the inner wall surface of the lens barrel 2 of the image pickup apparatus 1 and enters the image pickup device 4, the image quality of the picked-up image is deteriorated and the ranging accuracy is lowered. Therefore, in the present embodiment, the optical hood 6 has two optical lenses 3a, Two independent openings 61 and 62 force S are provided corresponding to 3b on a one-to-one basis.
[0033] 図 3は従来の撮像装置の撮像領域と測距可能領域との関係を示す断面図であり、 図 4は本実施の形態 1に係る撮像装置における撮像領域と測距可能領域との関係を 示す断面図である。図 3及び図 4を用いて撮像領域と測距可能領域との関係を以下 に説明する。図 3及び図 4において、図 1と同様の機能を有する箇所には同じ番号を 付している。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a relationship between an imaging area and a distance-measurable area of a conventional imaging device, and FIG. 4 shows an imaging area and a distance-measurable area in the imaging device according to the first embodiment. It is sectional drawing which shows a relationship. The relationship between the imaging area and the distance-measurable area is described below with reference to Figs. 3 and 4, parts having the same functions as those in FIG. 1 are given the same numbers.
[0034] 図 3において、図 1と異なるのはレンズアレイ 3に対して被写体側に配された光学フ ード 6に形成された開口 61, 62のそれぞれの略漏斗状の端縁の斜面の傾斜が開口 の全周にわたって一定であり、且つ、開口 61, 62のそれぞれの端縁の高さが開口の 全周にわたつて一定である点である。  3 is different from FIG. 1 in the slopes of the substantially funnel-shaped end edges of the openings 61 and 62 formed in the optical feed 6 disposed on the object side with respect to the lens array 3. The inclination is constant over the entire circumference of the opening, and the height of the edge of each of the openings 61 and 62 is constant over the entire circumference of the opening.
[0035] 第 1の光学レンズ 3aと固体撮像素子 4により撮像できる撮像領域は、第 1の光学レ ンズ 3aの X軸の負の側の撮像領域の限界を示す破線 7aと第 1の光学レンズ 3aの X 軸の正の側の撮像領域の限界を示す破線 8aとで囲まれた領域である。また、第 2の 光学レンズ 3bと固体撮像素子 4により撮像できる撮像領域は、第 2の光学レンズ 3bの X軸の負の側の撮像領域の限界を示す破線 7bと第 2の光学レンズ 3bの X軸の正の 側の撮像領域の限界を示す破線 8bとで囲まれた領域である。三角測量の原理を用 いて測距を行うには、共通する被写体を両方の光学レンズ 3a, 3bを用いて撮像する 必要があるため、測距可能領域は光学レンズ 3a、 3bの撮像領域が重複するドット模 様を施した領域 11である。図 3では、破線 7aと破線 8aとで囲まれた第 1の光学レンズ 3aの撮像領域および破線 7bと破線 8bとで囲まれた第 2の光学レンズ 3bの撮像領域 に比べ、測距可能領域 11は狭ぐこれが近距離の被写体に対して十分な測距可能 領域 (画角)を確保出来な ヽ原因となって 1ヽる。  [0035] The imaging area that can be imaged by the first optical lens 3a and the solid-state imaging device 4 includes a broken line 7a indicating the limit of the imaging area on the negative side of the X axis of the first optical lens 3a and the first optical lens. This is an area surrounded by a broken line 8a indicating the limit of the imaging area on the positive side of the X axis of 3a. In addition, the imaging area that can be imaged by the second optical lens 3b and the solid-state imaging device 4 is the broken line 7b indicating the limit of the imaging area on the negative side of the X axis of the second optical lens 3b and the second optical lens 3b. This is an area surrounded by a broken line 8b indicating the limit of the imaging area on the positive side of the X axis. In order to perform distance measurement using the principle of triangulation, it is necessary to image a common subject using both optical lenses 3a and 3b, so the distance measurement possible area overlaps the imaging areas of optical lenses 3a and 3b. This is the area 11 with the dot pattern. In FIG. 3, the area that can be measured is compared with the imaging area of the first optical lens 3a surrounded by the broken lines 7a and 8a and the imaging area of the second optical lens 3b surrounded by the broken lines 7b and 8b. 11 is narrow. This is the reason why it is not possible to secure a sufficient distance measurement area (angle of view) for short-distance subjects.
[0036] 一方、図 4においても、第 1の光学レンズ 3aと固体撮像素子 4により撮像できる撮像 領域は、第 1の光学レンズ 3aの X軸の負の側の撮像領域の限界を示す破線 7aと第 1 の光学レンズ 3aの X軸の正の側の撮像領域の限界を示す破線 8aとで囲まれた領域 である。また、第 2の光学レンズ 3bと固体撮像素子 4により撮像できる撮像領域は、第 2の光学レンズ 3bの X軸の負の側の撮像領域の限界を示す破線 7bと第 2の光学レン ズ 3bの X軸の正の側の撮像領域の限界を示す破線 8bとで囲まれた領域である。図 4 の構成においても、三角測量の原理を用いて測距を行うには、共通する被写体を両 方の光学レンズ 3a、 3bを用いて撮像する必要があるため、測距可能領域は光学レン ズ 3a, 3bの撮像領域が重複するドット模様を施した領域 12である。 On the other hand, also in FIG. 4, the imaging area that can be imaged by the first optical lens 3a and the solid-state imaging device 4 is a broken line 7a indicating the limit of the imaging area on the negative side of the X axis of the first optical lens 3a. And a broken line 8a indicating the limit of the imaging region on the positive side of the X axis of the first optical lens 3a. The imaging area that can be imaged by the second optical lens 3b and the solid-state imaging device 4 includes the broken line 7b indicating the limit of the imaging area on the negative side of the X axis of the second optical lens 3b, and the second optical lens 3b. This is an area surrounded by a broken line 8b indicating the limit of the imaging area on the positive side of the X axis. Fig 4 Even in this configuration, in order to perform distance measurement using the principle of triangulation, it is necessary to image a common subject using both optical lenses 3a and 3b. , 3b is an area 12 with a dot pattern that overlaps the imaging area.
[0037] 図 3に示した従来の撮像装置の測距可能領域 11と、図 4に示した本発明の撮像装 置の測距可能領域 12とを比べると、明らかに後者の方が広ぐ特に撮像装置のすぐ 近くで測距可能領域力 ¾軸と直交する方向に拡大されている。これは、本発明では、 光学フード 6に形成された開口 61, 62のそれぞれの略漏斗状の端縁の斜面の傾斜 を外側よりも内側において緩やかにし、且つ、開口 61, 62のそれぞれの端縁の高さ を外側よりも内側において低くしたことにより、破線 7a, 8bで示される光学レンズ 3a, 3bの内側の画角を拡大したためである。これにより、本発明では、撮像装置に近い 被写体に対しても、従来に比べて十分に広!ヽ撮像領域及び測距可能領域を確保す る事ができ、近距離の被写体を高精度に測距することが出来る。  [0037] Comparing the distance measuring area 11 of the conventional imaging device shown in FIG. 3 with the distance measuring area 12 of the imaging device of the present invention shown in FIG. 4, the latter is clearly wider. In particular, it is enlarged in the direction perpendicular to the azimuth axis of the range-measurable area force in the immediate vicinity of the imaging device. In the present invention, this is because the slope of the substantially funnel-shaped edge of each of the openings 61 and 62 formed in the optical hood 6 is made gentler on the inside than on the outside, and each end of each of the openings 61 and 62 is formed. This is because the angle of view inside the optical lenses 3a and 3b indicated by broken lines 7a and 8b is enlarged by making the edge height lower on the inside than on the outside. As a result, the present invention can secure a sufficiently wide imaging area and a range-measurable area even for a subject close to the imaging device, and can measure a subject at a short distance with high accuracy. Can be far away.
[0038] 図 1に示した上記の実施形態では、光学フード 6に形成された開口 61, 62のそれ ぞれの端縁の斜面の傾斜を内側で緩やかにし、且つ、開口 61, 62のそれぞれの端 縁の高さを内側で低くすることによって、光学レンズ 3a, 3bのそれぞれの内側の画角 を拡大したが、本発明はこれに限定されない。即ち、測距の際に使用する一対の光 学レンズ 3a, 3bのそれぞれの内側の画角を拡大することができれば、これを実現す る具体的な構成に限定はなぐその場合にも上記と同じ効果を得ることができる。  [0038] In the above-described embodiment shown in FIG. 1, the slopes of the respective edges of the openings 61 and 62 formed in the optical hood 6 are gently inclined on the inside, and the openings 61 and 62 are respectively Although the angle of view inside each of the optical lenses 3a and 3b was enlarged by reducing the height of the edge on the inside, the present invention is not limited to this. In other words, if the angle of view inside each of the pair of optical lenses 3a and 3b used for distance measurement can be enlarged, there is no limitation on the specific configuration for realizing this, and in that case as well, The same effect can be obtained.
[0039] 図 5Aは、本発明の別の撮像装置 1の概略構成を示した断面図、図 5Bは、この撮 像装置 1の光学フード 6の平面図である。図 5A及び図 5Bにおいて図 1と対応する部 材には同一の符号を付して 、る。図 5 A及び図 5Bに示した撮像装置は図 1に示した 撮像装置と以下の 2点で相違する。  FIG. 5A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another imaging apparatus 1 of the present invention, and FIG. 5B is a plan view of the optical hood 6 of the imaging apparatus 1. 5A and 5B, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The imaging device shown in FIGS. 5A and 5B differs from the imaging device shown in FIG. 1 in the following two points.
[0040] 第 1に、図 5A及び図 5Bでは、光学フード 6に形成された開口 61, 62のそれぞれの 端縁の高さは開口の全周にわたって一定である。但し、開口 61, 62のそれぞれの略 漏斗状の端縁の斜面の傾斜は外側よりも内側にお 、て緩やかであり、これは図 1と同 じである。その結果、図 5Bに示すように、光学フード 6の開口 61, 62の端縁の上端 6 lc, 62cは光学レンズの光軸に対して偏心した楕円形状を有している。このような構 成でも、図 5Aに示すように、破線 7a, 8bで示される光学レンズ 3a, 3bの内側の画角 が拡大され、図 1と同様に、近距離の被写体を測距することができる。 First, in FIGS. 5A and 5B, the height of each edge of the openings 61 and 62 formed in the optical hood 6 is constant over the entire circumference of the opening. However, the slope of the substantially funnel-shaped edge of each of the openings 61 and 62 is gentler on the inner side than on the outer side, which is the same as FIG. As a result, as shown in FIG. 5B, the upper ends 6 lc and 62 c of the edges of the openings 61 and 62 of the optical hood 6 have an elliptical shape decentered with respect to the optical axis of the optical lens. Even in such a configuration, as shown in FIG. 5A, the angle of view inside the optical lenses 3a and 3b indicated by broken lines 7a and 8b is shown. As shown in Fig. 1, it is possible to measure a close object.
[0041] 第 2に、図 5A及び図 5Bでは、第 1の光学レンズ 3aを通過した光の光路と、第 2の 光学レンズ 3bを通過した光の光路とを分離するための遮光壁 13が設けられている。 遮光壁 13は、光学レンズ 3a, 3bのうちの一方の光学レンズを通過した光力 固体撮 像素子 4上の他方の光学レンズに対応する撮像領域に入射するのを防止する。これ により、撮像領域に不要光が入射しないので、撮像される画像の画質が向上し、測 距精度が向上する。また、本発明では光学レンズ 3a, 3bの外側の画角は内側の画 角に比べて小さいので、光学レンズを通過した光が遮光壁 13に直接入射する可能 性は低い。従って、遮光壁 13を設けたことによって、遮光壁 13での反射光が撮像領 域に入射することで撮像画像の画質が劣化するという問題が発生することはほとんど ない。 Second, in FIGS. 5A and 5B, there is a light shielding wall 13 for separating the optical path of the light that has passed through the first optical lens 3a and the optical path of the light that has passed through the second optical lens 3b. Is provided. The light shielding wall 13 prevents the incident light from entering the imaging region corresponding to the other optical lens on the solid-state image sensor 4 that has passed through one of the optical lenses 3a and 3b. As a result, unnecessary light does not enter the imaging region, so that the quality of the captured image is improved and the ranging accuracy is improved. Further, in the present invention, since the outside angle of view of the optical lenses 3a and 3b is smaller than the inside angle of view, the possibility that the light passing through the optical lens is directly incident on the light shielding wall 13 is low. Therefore, the provision of the light shielding wall 13 hardly causes a problem that the image quality of the captured image is deteriorated due to the reflected light from the light shielding wall 13 entering the imaging region.
[0042] 図 6Aは、本発明の更に別の撮像装置 1の概略構成を示した断面図、図 6Bは、こ の撮像装置 1の光学フード 6の平面図である。図 6A及び図 6Bにおいて図 1と対応す る部材には同一の符号を付している。図 6A及び図 6Bに示した撮像装置は図 1に示 した撮像装置と以下の 2点で相違する。  FIG. 6A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of still another imaging apparatus 1 of the present invention, and FIG. 6B is a plan view of the optical hood 6 of the imaging apparatus 1. 6A and 6B, members corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The imaging device shown in FIGS. 6A and 6B differs from the imaging device shown in FIG. 1 in the following two points.
[0043] 第 1に、図 6A及び図 6Bでは、光学フード 6に形成された開口 61, 62のそれぞれの 略漏斗状の端縁の斜面の傾斜は開口の全周にわたって一定である。そして、図 6B に示すように、光学フード 6の開口 61, 62の端縁の上端 61c, 62cが互いに干渉して いる。この干渉によって形成された尾根 6cの頂部(稜線)の高さは、開口 61, 62の端 縁のこれ以外の部分より低い。即ち、光学フード 6の開口 61, 62のそれぞれの端縁 の高さは、内側が、外側より低い。従って、例えば開口 61の端縁の上端 61cによって 規定される第 1の光学レンズ 3aの中心に入射可能な光の最大入射角は、第 2の光学 レンズ 3b側(内側)が、第 2の光学レンズ 3bとは反対側(外側)に比べて大きい。そし て、内側力もより大きな入射角で入射した光も撮像素子 4に結像させることが可能で ある。これは、第 2の光学レンズ 3bについても同様である。従って、このような構成で も、図 6Aに示すように、破線 7a, 8bで示される光学レンズ 3a, 3bの内側の画角が拡 大され、図 1と同様に、近距離の被写体を測距することができる。  [0043] First, in FIGS. 6A and 6B, the inclination of the slope of the substantially funnel-shaped edge of each of the openings 61 and 62 formed in the optical hood 6 is constant over the entire circumference of the opening. As shown in FIG. 6B, the upper ends 61c and 62c of the edges of the openings 61 and 62 of the optical hood 6 interfere with each other. The height (ridgeline) of the ridge 6c formed by this interference is lower than the rest of the edges of the openings 61 and 62. That is, the height of each edge of the openings 61 and 62 of the optical hood 6 is lower on the inner side than on the outer side. Therefore, for example, the maximum incident angle of light that can be incident on the center of the first optical lens 3a defined by the upper end 61c of the edge of the opening 61 is such that the second optical lens 3b side (inner side) Larger than the opposite side (outside) of lens 3b. In addition, it is possible to form an image on the image pickup element 4 with light incident at a larger incident angle than the inner force. The same applies to the second optical lens 3b. Therefore, even in such a configuration, as shown in FIG. 6A, the angle of view inside the optical lenses 3a and 3b indicated by the broken lines 7a and 8b is expanded, and a subject at a short distance is measured as in FIG. Can be far away.
[0044] 第 2に、図 6A及び図 6Bでは、第 1の光学レンズ 3aを通過した光の光路と、第 2の 光学レンズ 3bを通過した光の光路とを分離するための遮光壁 13が設けられている。 これは、図 5A及び図 5Bと同じであり、図 5A及び図 5Bで説明したのと同じ効果が得 られる。 Second, in FIGS. 6A and 6B, the optical path of the light that has passed through the first optical lens 3a and the second A light shielding wall 13 is provided to separate the optical path of the light that has passed through the optical lens 3b. This is the same as FIGS. 5A and 5B, and the same effect as described in FIGS. 5A and 5B can be obtained.
[0045] 光学フード 6に形成された開口 61, 62を、対応する光学レンズ 6a, 6bの光軸 10a, 10bに対して、それぞれ内側に(即ち、開口 61, 62が互いに接近するように)偏心さ せても良い。これによつても、光学レンズ 3a, 3bのそれぞれの内側の画角を拡大する ことができる。この場合、光学フード 6に形成された開口 61, 62のそれぞれの端縁の 斜面の傾斜を内側で緩やかにし、及び Z又は、開口 61, 62のそれぞれの端縁の高 さを内側で低くすると、光学レンズ 3a, 3bのそれぞれの内側の画角を更に拡大する ことができるので好ましい。  [0045] The openings 61 and 62 formed in the optical hood 6 are respectively inward with respect to the optical axes 10a and 10b of the corresponding optical lenses 6a and 6b (that is, the openings 61 and 62 are close to each other). It may be eccentric. This also makes it possible to enlarge the angle of view inside each of the optical lenses 3a and 3b. In this case, if the slope of the edge of each of the openings 61 and 62 formed in the optical hood 6 is made gentler on the inside and the height of each edge of Z or the openings 61 and 62 is made smaller on the inside, It is preferable because the angle of view inside each of the optical lenses 3a and 3b can be further enlarged.
[0046] 上記の説明では、光学フード 6に形成された開口 61, 62の端縁形状が略漏斗形 状である例を示した力 本発明はこれに限定されない。一対の光学レンズ 3a, 3bの それぞれの内側の画角を拡大することができれば、開口 61, 62の端縁形状が例え ば略円筒面であっても良い。  In the above description, the force showing an example in which the edge shapes of the openings 61 and 62 formed in the optical hood 6 are substantially funnels. The present invention is not limited to this. As long as the angle of view inside each of the pair of optical lenses 3a and 3b can be enlarged, the edge shapes of the openings 61 and 62 may be substantially cylindrical surfaces, for example.
[0047] (実施の形態 2)  [0047] (Embodiment 2)
実施の形態 1では、レンズアレイ 1に対して被写体側に配される光学フード 6が、光 学レンズ 3a, 3bの画角を規制する画角規制部材として機能する例を示した。本実施 の形態 2では、光学レンズ 3a, 3bの画角を規制する画角規制部材として機能する絞 り板 14を、レンズアレイ 1に対して撮像素子 4側に設けた撮像装置を説明する。  In the first embodiment, the optical hood 6 disposed on the subject side with respect to the lens array 1 has been shown as an example of functioning as an angle-of-view restriction member for restricting the angle of view of the optical lenses 3a and 3b. In the second embodiment, an imaging apparatus will be described in which a diaphragm plate 14 that functions as an angle-of-view restriction member that restricts the angle of view of the optical lenses 3a and 3b is provided on the imaging element 4 side with respect to the lens array 1.
[0048] 図 7は、本発明の実施の形態 2に係る撮像装置の概略構成を示した断面図である。  FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the imaging apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
図 7において、図 1及び図 4と同様の機能を有する箇所には同じ番号を付している。 図 7の撮像装置では、レンズアレイ 1と撮像素子 4との間に絞り板 14が設けられている 。絞り板 14には、第 1及び第 2の光学レンズ 3a, 3bに一対一に対応して、互いに独 立した一対の開口 14a, 14bが形成されている。破線 7a, 8aで示される第 1の光学レ ンズ 3aの画角は絞り板 14の開口 14aの端縁形状により規制され、破線 7b, 8bで示さ れる第 2の光学レンズ 3bの画角は絞り板 14の開口 14bの端縁形状により規制される  In FIG. 7, parts having the same functions as those in FIGS. 1 and 4 are given the same numbers. In the image pickup apparatus of FIG. 7, a diaphragm plate 14 is provided between the lens array 1 and the image pickup device 4. The diaphragm plate 14 is formed with a pair of independent openings 14a and 14b corresponding to the first and second optical lenses 3a and 3b on a one-to-one basis. The angle of view of the first optical lens 3a indicated by broken lines 7a and 8a is regulated by the edge shape of the opening 14a of the diaphragm plate 14, and the angle of view of the second optical lens 3b indicated by broken lines 7b and 8b is Regulated by the edge shape of the opening 14b of the plate 14
[0049] 一対の開口 14a, 14bは、対応する光学レンズ 6a, 6bの光軸 10a, 10bに対して、 それぞれ外側に (即ち、開口 14a, 14bが互いに離れるように)偏心している。これに より、光学レンズ 3a, 3bのそれぞれの内側の画角が拡大される。従って、本実施の形 態 2でも、実施の形態 1と同様に、撮像装置の測距可能領域 12を拡大することができ 、撮像装置に近!、被写体につ!、ても十分に広 、範囲で測距が可能である。 [0049] The pair of apertures 14a and 14b are arranged with respect to the optical axes 10a and 10b of the corresponding optical lenses 6a and 6b. Each is eccentric (ie, the openings 14a, 14b are separated from each other). This enlarges the angle of view inside each of the optical lenses 3a and 3b. Therefore, in the second embodiment, as in the first embodiment, the distance measuring area 12 of the image pickup apparatus can be enlarged, and it is close to the image pickup apparatus! Ranging is possible over a range.
[0050] 上記の実施の形態 1, 2によれば、光学レンズ 3a, 3bのそれぞれの内側の画角が 拡大される。従って、第 1の光学レンズ 3aを通過した光線が結像する第 1の撮像領域 41を構成する撮像領域 4a, 4cのうち、光軸 10aに対して外側の撮像領域 4cが内側 の撮像領域 4aよりも拡大されていることが好ましい。同様に、第 2の光学レンズ 3bを 通過した光線が結像する第 2の撮像領域 42を構成する撮像領域 4b, 4dのうち、光 軸 10bに対して外側の撮像領域 4dが内側の撮像領域 4bよりも拡大されていることが 好ましい。このように、第 1及び第 2の撮像領域 41, 42を、それぞれ外側に (即ち、第 1及び第 2の撮像領域 41, 42が互いに離れるように)光軸 10a, 10bに対して偏心さ せて、光軸に対して内側よりも外側においてより広い撮像領域を確保することにより、 拡大された内側の画角内の被写体を撮像することができるので、近距離の被写体の 測距を容易に実現できる。  [0050] According to the first and second embodiments, the angle of view inside each of the optical lenses 3a and 3b is enlarged. Therefore, out of the imaging areas 4a and 4c constituting the first imaging area 41 where the light beam that has passed through the first optical lens 3a forms an image, the imaging area 4c outside the optical axis 10a is the imaging area 4a inside. It is preferable that it is enlarged. Similarly, of the imaging areas 4b and 4d constituting the second imaging area 42 where the light beam that has passed through the second optical lens 3b forms an image, the outer imaging area 4d with respect to the optical axis 10b is the inner imaging area. It is preferable that the magnification is larger than 4b. In this way, the first and second imaging regions 41 and 42 are respectively eccentric with respect to the optical axes 10a and 10b on the outside (that is, the first and second imaging regions 41 and 42 are separated from each other). By securing a wider imaging area on the outer side than the inner side with respect to the optical axis, it is possible to image a subject within the enlarged inner angle of view. Can be realized.
[0051] 以上に説明した実施の形態は、いずれもあくまでも本発明の技術的内容を明らか にする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるも のではなぐその発明の精神と請求の範囲に記載する範囲内でいろいろと変更して 実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。  [0051] The embodiments described above are intended to clarify the technical contents of the present invention, and the present invention should be construed as being limited to such specific examples. However, various modifications may be made within the spirit and scope of the invention described in the claims, and the present invention should be interpreted broadly.
産業上の利用可能性  Industrial applicability
[0052] 本発明にかかる撮像装置の利用分野は特に制限はないが、近距離の被写体を広 い範囲で測距可能であるため、モパイル機器用、監視カメラ用、車載用などの撮像 装置として有用である。 [0052] The field of use of the imaging device according to the present invention is not particularly limited, but can measure a short-distance subject in a wide range, so that it can be used as an imaging device for a mopile device, a surveillance camera, a vehicle, or the like. Useful.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
[1] 光軸が互いに異なる少なくとも 2つの光学レンズを有する光学レンズアレイと、 前記少なくとも 2つの光学レンズに 1対 1に対応する少なくとも 2つの撮像領域を有 する撮像素子と、  [1] An optical lens array having at least two optical lenses having optical axes different from each other; an imaging device having at least two imaging areas corresponding to the at least two optical lenses on a one-to-one basis;
前記少なくとも 2つの光学レンズに 1対 1に対応する少なくとも 2つの開口を有し、互 いに隣り合う 2つの前記光学レンズの画角を規制する画角規制部材と  An angle-of-view restriction member that has at least two openings corresponding to the at least two optical lenses in a one-to-one relationship and restricts the angle of view of the two adjacent optical lenses;
を備え、  With
前記画角規制部材は、前記互 ヽに隣り合う 2つの光学レンズのそれぞれの画角が The angle-of-view restriction member is configured so that the angle of view of each of the two optical lenses adjacent to each other is the same.
、隣の光学レンズ側において、その反対側よりも大きくなるような形状を有していること を特徴とする撮像装置。 An image pickup apparatus having a shape that is larger on the side of the adjacent optical lens than on the opposite side.
[2] 前記画角規制部材が、前記光学レンズアレイに対して前記撮像素子とは反対側に 配置された光学フードである請求項 1に記載の撮像装置。 [2] The imaging device according to [1], wherein the angle-of-view restriction member is an optical hood disposed on a side opposite to the imaging element with respect to the optical lens array.
[3] 前記互いに隣り合う 2つの光学レンズに対応する前記光学フードの互いに隣り合う[3] The optical hoods corresponding to the two adjacent optical lenses are adjacent to each other.
2つの前記開口のそれぞれの端縁の傾斜は、隣の開口に近い側が、その反対側より も緩やかである請求項 2に記載の撮像装置。 3. The imaging device according to claim 2, wherein the inclination of the edge of each of the two openings is gentler on the side closer to the adjacent opening than on the opposite side.
[4] 前記互いに隣り合う 2つの光学レンズに対応する前記光学フードの互いに隣り合う[4] The optical hoods corresponding to the two adjacent optical lenses are adjacent to each other.
2つの前記開口のそれぞれの端縁の高さは、隣の開口に近い側が、その反対側より も低!、請求項 2に記載の撮像装置。 3. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the height of the edge of each of the two openings is lower on the side close to the adjacent opening than on the opposite side.
[5] 前記互いに隣り合う 2つの光学レンズに対応する前記光学フードの互いに隣り合う[5] The optical hoods corresponding to the two adjacent optical lenses are adjacent to each other.
2つの前記開口のそれぞれは、互いに接近する側に、対応する前記光学レンズの光 軸に対して偏心して!/、る請求項 2に記載の撮像装置。 3. The imaging apparatus according to claim 2, wherein each of the two openings is decentered with respect to the optical axis of the corresponding optical lens on the side approaching each other.
[6] 前記画角規制部材が、前記光学レンズアレイと前記撮像素子との間に配置された 絞り板である請求項 1に記載の撮像装置。 6. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the angle-of-view restriction member is an aperture plate disposed between the optical lens array and the imaging element.
[7] 前記互いに隣り合う 2つの光学レンズに対応する前記絞り板の互いに隣り合う 2つ の前記開口のそれぞれは、互いに離れる側に、対応する前記光学レンズの光軸に対 して偏心して!/ヽる請求項 6に記載の撮像装置。 [7] Each of the two adjacent openings of the diaphragm plate corresponding to the two adjacent optical lenses is eccentric to the optical axis of the corresponding optical lens on the side away from each other! The imaging device according to claim 6.
[8] 前記互いに隣り合う 2つの光学レンズに対応する 2つの前記撮像領域のそれぞれ は、互いに離れる側に、対応する前記光学レンズの光軸に対して偏心している請求 項 1に記載の撮像装置。 [8] Each of the two imaging regions corresponding to the two optical lenses adjacent to each other is decentered with respect to the optical axis of the corresponding optical lens on a side away from each other. Item 2. The imaging device according to Item 1.
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