WO2014199765A1 - 複眼撮像装置 - Google Patents

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WO2014199765A1
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light
final
shielding
eye
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一生 松井
圭介 立林
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G—PHYSICS
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
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    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0075—Arrays characterized by non-optical structures, e.g. having integrated holding or alignment means

Definitions

  • the present invention relates to a compound eye imaging apparatus that forms an object image on an imaging device using an array lens composed of a plurality of lenses.
  • a compound-eye imaging device using a technique for synthesizing and reconstructing one image by image processing corresponding to each object image formed on the imaging surface is developed.
  • a super-resolution technique in which an imaging region is divided by a plurality of single-eye optical systems, and one high-pixel image is reconstructed by image processing from the obtained plurality of low-pixel images.
  • the number of lenses used in each single-eye optical system can be reduced, resulting in a high-resolution image while achieving a significantly lower profile than existing optical systems. It is possible to provide a compound eye imaging device.
  • an array lens in which a plurality of lenses (single-lens lenses) are integrally formed for each layer is used.
  • An array lens in which a plurality of lenses are formed integrally has the advantage that the performance variation of each lens in the array lens can be reduced, and the number of incorporation and formation can be reduced to reduce the cost.
  • Patent Document 1 In order to suppress such crosstalk, a compound eye imaging device provided with a light-shielding stop has been proposed in Patent Document 1.
  • Patent Document 1 adopts a configuration in which crosstalk is prevented by overlapping a plurality of light-shielding stops.
  • it is necessary to increase the difference in inner diameter in order to suppress reflection with respect to a light beam having an angle outside the angle of view, and as a result, the effective imaging area of the single-eye optical system tends to be narrowed.
  • it is necessary to make the exit ray angle from the lens closest to the image side parallel to the aperture of the light-shielding diaphragm. It is difficult to reduce the outgoing light beam angle while performing correction. Therefore, as a result, it can be said that with the configuration of Patent Document 1, it is difficult to achieve downsizing and obtain a high-quality image.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a compound eye imaging apparatus that can efficiently prevent crosstalk and obtain a small, thin, high-quality image.
  • a compound-eye imaging apparatus reflecting one aspect of the present invention includes a compound-eye imaging optical system that forms a plurality of object images, and an imaging element that acquires the object images.
  • the compound-eye imaging optical system is composed of at least two or more array lenses, and each array lens is formed by integrally forming a plurality of single-lens lenses, and a plurality of single-lens lenses stacked in the optical axis direction.
  • An eye optical system is formed, and a plurality of object images are formed by a plurality of individual eye optical systems, respectively, and the number of the individual eye optical systems is the number of the object images acquired by the image sensor.
  • the lens final surface closest to the image sensor in the single-eye optical system has a convex shape at the periphery, Provided with at least one light-shielding stop closer to the image side than the lens surface edge of the lens final surface,
  • the light-shielding diaphragm has an opening corresponding to each individual lens, and when one of two adjacent lens final surfaces of the lens final surfaces is a first lens final surface and the other is a second lens final surface.
  • any one of the light-shielding diaphragms is Conditional expressions (1) and (2) are satisfied at the same time, or any one of the light-shielding diaphragms satisfies conditional expression (1), and the remaining light-shielding diaphragms satisfy conditional expression (2).
  • a / 9 ⁇ (R / 2) ⁇ A- (Yr2-d2 / tan ⁇ 2) (2)
  • Yr1 Effective radius (mm) of the final surface of the first lens
  • Yr2 Effective radius (mm) of the final surface of the second lens
  • R Aperture length (mm) of the light-shielding stop in the direction perpendicular to the optical axis of the single-eye optical system
  • FFL Distance in the optical axis direction from the lens surface edge of the first lens final surface to the center beam imaging point (mm)
  • d2 Distance in the optical axis direction
  • “Final surface” refers to the lens surface that is arranged closest to the image side in order from the object side.
  • the single-eye optical system to which the light-shielding diaphragm defined by the conditional expressions (1) and (2) corresponds is arranged adjacent to the first single-eye optical system and the single-eye optical system in an arbitrary direction.
  • the single-eye optical system is a second single-eye optical image system.
  • the single-eye optical system may vary the distance between the optical axes in the V direction, H direction, and D direction, which will be described later.
  • this compound-eye imaging device by forming the single-lens lens integrally with the array lens, it is possible to suppress the surface shape error that occurs when the single-lens is separately formed and the variation in the incorporation error between the single-lens. It is possible to suppress the performance variation of each single-eye imaging system and obtain a good reconstructed image.
  • the peripheral part of the final lens surface have a convex shape, positive power can be given to the peripheral part to suppress the jumping of the light beam outside the effective screen, thereby suppressing the occurrence of crosstalk. I can do it.
  • a light-shielding stop closer to the image side than the lens surface edge of the last lens surface, there is no change in the light emission angle due to refraction, so that crosstalk can be shielded most efficiently.
  • FIG. 1 shows the cross section of a compound-eye imaging optical system respond
  • FIG. 1 the image side surface (lens final surface closest to the imaging element) S4a of the single lens L2a of the second array lens LA2a in the first single-eye optical system IL1 and the second single-eye optical system IL2 adjacent thereto. Attention is paid to the image side surface S4b of the single lens L2b of the second array lens LA2b.
  • the “maximum surface angle ⁇ 2” is defined by the tangent line L1 on the curved surface of the image side surface S4b of the single-lens lens LA2b, which is the final lens, and the line L2 perpendicular to the optical axis OX2 in the cross section in the optical axis direction of FIG. The angle is negative when the tangent line L1 is in the clockwise direction around the intersection with respect to the line L2, and positive when it is in the counterclockwise direction.
  • the light-shielding aperture SH should be provided.
  • the upper limit of conditional expression (1) represents the line segment N1 with the dimensions of each part as variables. Therefore, it can be said that the aperture size (R / 2) of the light-shielding stop SH is preferably less than the upper limit of the conditional expression (1).
  • the light-shielding stop SH when the light-shielding stop SH is provided, the light-shielding stop SH should be provided so that the opening edge is disposed on the optical axis OX1 side from the line segment N2.
  • the upper limit of conditional expression (2) represents the line segment N2 as a variable of each part dimension. Therefore, it can be said that the aperture size (R / 2) of the light-shielding stop SH is preferably less than the upper limit of the conditional expression (2).
  • d1 d2.
  • the aperture size differs by changing the position of the light-shielding stop SH in the optical axis direction.
  • conditional expressions (1) and (2) when the values of conditional expressions (1) and (2) are below the upper limit, the strongest direct incident crosstalk can be shielded.
  • the values of conditional expressions (1) and (2) exceed the lower limit, the opening dimension of the light-shielding diaphragm does not become too small, and the effective luminous flux can be prevented from being scattered, and the effective imaging area is widened. I can do it. As a result, a good image with less noise can be obtained.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view in the optical axis direction of a single-eye lens closest to the image according to the present embodiment. It is a figure which shows typically the compound-eye imaging device by this embodiment. It is an expanded sectional view of compound eye imaging optical system LH by this embodiment. It is the figure which cut
  • 2 is a cross-sectional view of a single-lens lens of Example 1.
  • FIG. FIG. 4 is an aberration diagram of Example 1 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
  • the compound-eye imaging system is an optical system in which a plurality of lens systems are arranged in an array with respect to one imaging device, and each lens system captures the same field of view, and each field has a different field of view.
  • it is divided into a field division type that performs imaging of the above.
  • a compound-eye imaging system according to a field division type that performs a plurality of images with different fields of view in order to connect a plurality of images with different fields of view and output a single composite image will be described.
  • FIG. 3 schematically shows a compound eye imaging apparatus according to the present embodiment.
  • the compound-eye imaging device DU includes an imaging unit LU, an image processing unit 1, a calculation unit 2, a memory 3, and the like.
  • the imaging unit LU includes one imaging element SR and a compound-eye imaging optical system LH that performs a plurality of imaging with different fields of view on the imaging element SR.
  • the image sensor SR for example, a solid-state image sensor such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor having a plurality of pixels is used.
  • the compound-eye imaging optical system LH is provided on the light-receiving surface SS that is the photoelectric conversion unit of the imaging element SR so that an optical image of the subject is formed, the optical image formed by the compound-eye imaging optical system LH is Then, it is converted into an electrical signal by the image sensor SR.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the compound-eye imaging optical system LH according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a view of the configuration of FIG. 4 taken along the line VV and viewed in the direction of the arrow.
  • the compound-eye imaging optical system LH includes a first array lens LA1 and a second array lens LA2 in order from the object side, and is held by a lens frame HLD.
  • An object side wall HLPa is formed on the object side of the lens frame HLD, and a plurality of aperture stops S are formed therein.
  • Each array lens is formed by integrally forming a plurality of individual lenses La1 and La2 corresponding to the aperture stop S, and the number of individual lenses is the number of object images (on the imaging surface SS of the image sensor SR ( It is made equal to the number of single-eye images (here, 4 ⁇ 4). That is, the light beams that have passed through the single-eye lenses La1 and La2 stacked in the optical axis direction form one image on the imaging surface SS.
  • the image side surface S4 of the single lens La2 of the second array lens LA2 has a convex shape at the periphery.
  • a first light-shielding stop SH1 is formed between the object side wall HLPa of the lens frame HLD and the first array lens LA1, and a second light-shielding stop SH2 is formed between the first array lens LA1 and the second array lens LA2.
  • a third light-shielding stop SH3 is formed adjacent to the image side of the second array lens LA2.
  • the first light-shielding stop SH1, the second light-shielding stop SH2, and the third light-shielding stop SH3 are made of a SUS plate material having a thickness of 20 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • an IR cut filter F and a cover glass CG covering the imaging surface SR of the imaging element SR are arranged in this order from the object side.
  • a light shielding film is formed in close contact with the object side surface of the IR cut filter F as an optical member, and this is the fourth light shielding stop SH4. Any one of the third light-shielding diaphragm SH3 and the fourth light-shielding diaphragm SH4 may be omitted.
  • Each of the light-shielding stops SH1 to SH4 has an opening (see FIG. 5) corresponding to each individual lens.
  • a light shielding film may be formed in close contact with the periphery of the image side surface S4 of the single lens La2 or on the cover glass CG to function as a light shielding film.
  • the light-shielding stop SH4 has a rectangular opening SH4a.
  • the horizontal direction in the compound-eye imaging device at the time of imaging is defined as H direction
  • the vertical direction is defined as V direction
  • the diagonal direction is defined as D direction.
  • the opening SH4a has a dimension in the H direction larger than a dimension in the V direction.
  • the distance between the optical axes of the single-lens lenses is formed to be equal in the H direction, the V direction, and the D direction.
  • the opening SH4a may have an elliptical shape.
  • the fourth light-shielding stop SH4 is formed so as to satisfy the following conditional expressions simultaneously (see FIG. 1). ).
  • the third light-shielding stop SH3 is formed so as to satisfy the following conditional expressions in the V direction and the H direction.
  • the third light-shielding stop SH3 may satisfy the formula (1) or (2), and the fourth light-shielding stop SH4 may satisfy the formula (2) or (1).
  • a / 9 ⁇ (R / 2) ⁇ A- (Yr2-d2 / tan ⁇ 2) (2)
  • Yr1 Effective radius (mm) of the final surface of the first lens
  • Yr2 Effective radius (mm) of the final surface of the second lens
  • R Opening length (mm) of the light-shielding stop in the direction orthogonal to the optical axis of the single-eye optical system
  • FFL distance in the optical axis direction from the lens surface edge of the first lens final surface to the central beam imaging point (mm)
  • d2 Distance in the optical axis direction from
  • the single-lens lenses have the same design specifications.
  • the single-lens lenses in one array lens may be designed for at least three different wavelength distributions and have different optical characteristics. good.
  • the single lens in one array lens may be combined with a plurality of color filters having transmittances corresponding to a plurality of different wavelength distributions.
  • the image processing unit 1 includes an image composition unit 1a and an image correction unit 1b.
  • One single-eye synthesized image ML can be output.
  • the image correction unit 1b performs inversion processing, distortion processing, shading processing, stitching processing, and the like. Further, distortion correction is performed as necessary.
  • the single-eye composite image ML is compressed by the calculation unit 2 and stored in the memory 3.
  • each final lens closest to the imaging element in the single-eye optical system satisfies the following conditional expression.
  • ⁇ 1- ⁇ ⁇ 0 (3)
  • t réellen ⁇ (Yr1-Yf1) / ET
  • Yf1 Effective radius (mm) of the object side surface of the final lens
  • Yr1 Effective radius (mm) of the image side surface of the final lens
  • ET Edge thickness of the final lens (mm)
  • ⁇ 1 Maximum surface angle (°) at an effective diameter of 70% or more of the image side surface of the final lens
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the final lens of the single-eye optical system according to the present embodiment, and an image sensor is present on the right side of FIG.
  • the line segment connecting the effective diameter position of the object side surface S3a of the single lens LA2a and the effective diameter position of the image side surface S4a is L3
  • the outermost ray passing through the single lens LA2a is the line segment L3. It passes through the optical axis OX1 side.
  • the light-shielding diaphragm is disposed at a position that satisfies the following conditional expression.
  • d1 ⁇ dn ⁇ 6/7 (4)
  • dn a line segment N1 from the lens surface edge of the first lens final surface to the position A / 2 from the optical axis on the image pickup surface of the image sensor, and a normal N2 at the lens surface edge of the second lens final surface Is the distance in the optical axis direction from the intersection point to the lens surface edge of the first lens final surface, and is expressed by the following equation (Equation 1).
  • the effective light beam emitted from the image side surface S4a as the final lens surface is less likely to be vignetted by the light shielding stop SH. Therefore, the aperture size of the light shielding stop SH is reduced. Thus, crosstalk can be shielded more efficiently.
  • high image height light rays with an emission angle can be regulated at a low position, it is advantageous for widening the angle and expanding the effective imaging area.
  • the aperture stop is disposed closer to the object side than the object side surface of the final lens closest to the image sensor.
  • the exit pupil position can be on the object side, and the light exit angle from the final surface can be reduced. Therefore, the degree of freedom of the aperture size and position of the light-shielding diaphragm is increased, and the crosstalk can be shielded efficiently.
  • the light-shielding diaphragm is preferably short or oval.
  • the degree of freedom of lens arrangement in the short side direction can be improved, and the optical axis orthogonal dimension of the compound eye optical system can be reduced.
  • the light-shielding diaphragm is separated from other optical members.
  • other optical members for example, IR cut filter, cover glass, etc.
  • the degree of freedom of the position is increased, and the light-shielding diaphragm is arranged at an optimum position where the outermost light rays are collected at the center. , Can effectively block crosstalk.
  • the light-shielding diaphragm has a thickness of 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the thickness of the light-shielding diaphragm By setting the thickness of the light-shielding diaphragm to 20 ⁇ m or more, it is possible to prevent warpage of the whole light-shielding diaphragm and to suppress the occurrence of crosstalk due to the opening position shift.
  • the thickness of the light-shielding stop is set to 100 ⁇ m or less, the amount of displacement when the whole light-shielding stop or individual apertures are shifted with respect to an angled ray can be reduced. This is advantageous for expanding the area.
  • the light-shielding diaphragm is in close contact with the lens final surface.
  • the thickness of the light-shielding stop itself can be reduced, and the ghost of reflection at the end face of the opening can be suppressed. Less likely to occur.
  • an IR cut filter is provided between the array lens and the image sensor, and the light-shielding diaphragm is in close contact with the surface of the IR cut filter.
  • a cover glass is provided between the array lens and the imaging device, and the light-shielding diaphragm is in close contact with the surface of the cover glass.
  • Table 1 shows the dimensions of each part related to the third light-shielding stop SH3 of this example.
  • Table 3 shows the dimensions of each part related to the fourth light-shielding stop SH4 of this example.
  • the two lenses arranged in the optical axis direction (referred to as single-eye optical system) in the compound-eye imaging optical system are common, so the specifications will be described.
  • FL Focal length of the entire single-eye optical system (mm)
  • Fno F number
  • ⁇ Half angle of view (°)
  • Ymax Diagonal length of the imaging surface of the solid-state imaging device
  • TL Distance on the optical axis from the lens surface closest to the object side to the image-side focal point of the entire single-eye optical system (however, “image-side focal point” refers to single-eye light This is the image point when a parallel ray parallel to the optical axis is incident on the academic system.
  • BF Back focus (mm)
  • r radius of curvature (mm)
  • d Distance between shaft upper surfaces (mm)
  • nd refractive index of lens material with respect to d-line
  • ⁇ d Abbe number of lens material
  • S is a surface number, and a surface described as SPS after the surface number is a surface having an aspherical shape.
  • the aspherical shape has an apex at the surface as an origin and X in the optical axis direction.
  • the axis is taken and the height in the direction perpendicular to the optical axis is h, and is expressed by the following “Equation 2”.
  • Example 1 Table 5 shows lens data of Example 1. In the following (including the lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 ⁇ 10 ⁇ 02 ) is expressed using E (for example, 2.5E-02).
  • E for example, 2.5E-02.
  • 6 is a cross-sectional view of the single-lens lens of Example 1.
  • La1 is a first lens having a positive refractive power
  • La2 is a second lens.
  • S denotes an aperture stop
  • I denotes an imaging surface
  • F denotes an optical low-pass filter or IR cut filter
  • CG denotes a parallel plate assuming a sealing glass of a solid-state imaging device.
  • Example 7 is an aberration diagram of Example 1 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
  • the solid line represents the amount of spherical aberration with respect to the d-line and the dotted line, respectively
  • the solid line S represents the sagittal surface and the dotted line M represents the meridional surface.

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Abstract

　効率良くクロストークを防止し小型・薄型で高画質な画像を得ることができる複眼撮像装置を提供する。像側面Ｓ４ａを第１レンズ最終面とし、それに隣接する像側面Ｓ４ｂを第２レンズ最終面とすると、遮光絞りＳＨは以下の条件式を満足するように形成される。　Ａ／９＜（Ｒ／２）＜（Ａ／２－Ｙｒ１）×ｄ１／ＦＦＬ＋Ｙｒ１　（１）　Ａ／９＜（Ｒ／２）＜　Ａ－（Ｙｒ２－ｄ２／ｔaｎθ２）　（２） 但し、 Ａ：第１レンズ最終面と第２レンズ最終面の光軸間距離（mm） Ｙｒ１：第１レンズ最終面の有効半径（mm） Ｙｒ２：第２レンズ最終面の有効半径（mm） Ｒ：個眼光学系の光軸直交方向における遮光絞りの開口長（mm） ＦＦＬ：第１レンズ最終面のレンズ面縁から中心光束結像点までの光軸方向の距離（mm）ｄ１：第１レンズ最終面のレンズ面縁から遮光絞りまでの光軸方向の距離（mm） ｄ２：第２レンズ最終面のレンズ面縁から遮光絞りまでの光軸方向の距離（mm） θ２：第１レンズ最終面の有効径７割以上における最大面角度（°）

Description

複眼撮像装置
　本発明は、複数のレンズからなるアレイレンズを用いて物体像を撮像素子に形成する複眼撮像装置に関する。
　近年、光軸を異ならせて配置した複数の個眼光学系を用いて、複数の物体像をＣＣＤ（Charged Coupled Device）型イメージセンサ或いはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の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つの画像を合成して再構成する技術を用いた複眼撮像装置が開発されている。このような複眼撮像装置の一タイプとして、複数の個眼光学系によって撮像領域を分割し、得られた複数の低画素画像から画像処理によって１つの高画素画像を再構成する超解像技術を用いたものがある。超解像技術を用いれば、個眼光学系各々に使用するレンズ枚数を少なくすることができ、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画像を得られる複眼撮像装置を提供することが可能となる。
　ところで、個眼光学系を、光軸方向に積層した複数枚のレンズから形成する場合、層毎に複数のレンズ（個眼レンズ）を一体的に形成したアレイレンズを用いることが行われる。複数のレンズを一体に形成したアレイレンズは、アレイレンズ内の各レンズの性能ばらつきを小さくできる他、組み込み回数や形成回数を低減しコストを低くできるメリットがある。しかし、各個眼光学系により物体像を形成する際に、撮像装置の撮像面上において、各個眼光学系に対応する撮像領域を完全に仕切ることが難しく、ある個眼光学系の有効撮像領域の周辺光が、隣の個眼光学系の有効撮像領域に侵入してしまい、ノイズとしてのクロストークが発生し易いという課題がある。
　このようなクロストークを抑制するために、遮光絞りを設けた複眼撮像装置が特許文献１より提案されている。
特開２００７－３２９７１４号公報
　ここで、特許文献１では複数の遮光絞りを重ねることでクロストークを防止する構成を取っている。このような構成では、角度のついた画角外の光線に対する反射を抑制するために内径差を大きくとる必要があり、結果として個眼光学系の有効撮像領域が狭くなり易い。一方、有効撮像領域を広く取るためには、最も像側のレンズからの射出光線角を、遮光絞りの開口部と平行にする必要があるが、一般的に、低枚数のレンズでは他の収差補正を行いながら出射光線角度を小さくするのは困難である。よって、結果として特許文献１の構成では、小型化を実現し高画質な画像を得ることは難しいといえる。
　本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、効率良くクロストークを防止し小型・薄型で高画質な画像を得ることができる複眼撮像装置を提供することを目的とする。
　上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した複眼撮像装置は、複数の物体像を形成する複眼撮像光学系と、物体像を取得する撮像素子とを有する複眼撮像装置において、
　前記複眼撮像光学系は、少なくとも２枚以上のアレイレンズからなり、各アレイレンズは複数の個眼レンズを一体に形成してなり、光軸方向に積層された複数の個眼レンズにより複数の個眼光学系が形成され、複数の個眼光学系により複数の物体像がそれぞれ形成されるようになっており、前記個眼光学系の数は前記撮像素子に取得される前記物体像の数と等しくなっており、
　前記個眼光学系における最も前記撮像素子に近いレンズ最終面は周辺部が凸の形状を有し、
　前記レンズ最終面のレンズ面縁よりも像側に少なくとも一枚の遮光絞りを備え、
　前記遮光絞りは、各個眼レンズの各々に対応する開口部を持ち、前記レンズ最終面のうち隣接する２つのレンズ最終面の一方を第１レンズ最終面とし、他方を第２レンズ最終面とすると、前記遮光絞りが１枚の場合には、以下の条件式（１）、（２）を同時に満足し、前記遮光絞りが２枚以上の場合には、いずれかの前記遮光絞りが、以下の条件式（１）、（２）を同時に満足するか、又はいずれかの前記遮光絞りが条件式（１）を満足し、且つ残りの前記遮光絞りが条件式（２）を満足することを特徴とする。
　Ａ／９＜（Ｒ／２）＜（Ａ／２－Ｙｒ１）×ｄ１／ＦＦＬ＋Ｙｒ１　　　（１）
　Ａ／９＜（Ｒ／２）＜　Ａ－（Ｙｒ２－ｄ２／ｔaｎθ２）　　　（２）
但し、
Ａ：前記第１レンズ最終面と前記第２レンズ最終面の光軸間距離（mm）
Ｙｒ１：前記第１レンズ最終面の有効半径（mm）
Ｙｒ２：前記第２レンズ最終面の有効半径（mm）
Ｒ：前記個眼光学系の光軸直交方向における前記遮光絞りの開口長（mm）
ＦＦＬ：前記第１レンズ最終面のレンズ面縁から中心光束結像点までの光軸方向の距離（mm）
ｄ１：前記第１レンズ最終面のレンズ面縁から遮光絞りまでの光軸方向の距離（mm）
ｄ２：前記第２レンズ最終面のレンズ面縁から遮光絞りまでの光軸方向の距離（mm）
θ２：前記第２レンズ最終面の有効径７割以上の最大面角度（°）
　「最終面」とは、物体側から順に数えて最も像側に配置されるレンズ面をいう。又、条件式（１）、（２）で定義される遮光絞りが対応する個眼光学系を第１の個眼光学系、個眼光学系に対して任意の方向に隣り合って配置される個眼光学系を第２の個眼光学像系とする。個眼光学系は、後述するＶ方向、Ｈ方向、Ｄ方向で光軸間距離を異ならせてもよい。
　本複眼撮像装置によれば、アレイレンズに個眼レンズを一体に形成することで、個眼レンズを別個に形成する際に生ずる面形状誤差や、個眼レンズ間の組み込み誤差ばらつきを小さく抑えることができ、各個眼撮像系の性能ばらつきを小さく抑え、良好な再構成画像を得ることが出来る。又、レンズ最終面の周辺部が凸の形状を有するようにすることで、かかる周辺部に正パワーを付与して有効画面外の光束の跳ね上げを抑えることができるため、クロストーク発生を抑制することが出来る。加えて、レンズ最終面のレンズ面縁よりも像側に遮光絞りを設けることで、屈折による光線射出角度に変化が無くなるため、最も効率良くクロストークを遮光することが出来る。
　更に本発明者らは、最適な遮光絞りの開口寸法について検討した。複眼撮像光学系の断面を示す図１に示す各部の寸法は、上記符号で表す寸法に対応する。図１において、第１の個眼光学系ＩＬ１における第２アレイレンズＬＡ２ａの個眼レンズＬ２ａの像側面（最も撮像素子に近いレンズ最終面）Ｓ４ａと、それに隣接する第２の個眼光学系ＩＬ２における第２アレイレンズＬＡ２ｂの個眼レンズＬ２ｂの像側面Ｓ４ｂに着目する。ここで、像側面Ｓ４ａ、Ｓ４ｂのレンズ面縁と、撮像素子の撮像面Ｉとの間に遮光絞りＳＨを配置するものとする。尚、「最大面角度θ２」とは、図１の光軸方向断面において、最終レンズである個眼レンズＬＡ２ｂの像側面Ｓ４ｂにおける曲面上の接線Ｌ１と光軸ＯＸ２に垂直な線Ｌ２とのなす角であり、線Ｌ２を基準として接線Ｌ１が交点回りに時計回りの方向にあるときはマイナス、反時計回りの方向にあるときはプラスとする。
　まずは、第１の個眼光学系ＩＬ１を通過した被写体光が、第２の個眼光学系ＩＬ２の結像領域に結像しないように遮光する条件を考える。第１の個眼光学系ＩＬ１の光軸ＯＸ１と第２の個眼光学系ＩＬ２の光軸ＯＸ２との間隔をＡとすると、第１の個眼光学系ＩＬ１により撮像面Ｉに結像される被写体光と、第２の個眼光学系ＩＬ２により撮像面に結像される被写体光は、相互に重なってはならないので、少なくとも第１の個眼光学系ＩＬ１から出射された光線は、撮像面Ｉ上にて光軸ＯＸ１からＡ／２の距離より外側にはみ出さないようにしたい。そこで、像側面Ｓ４ａの有効径位置から、撮像面Ｉ上における光軸ＯＸ１からＡ／２の位置まで線分Ｎ１を引いたとき、線分Ｎ１より光軸ＯＸ１側に、開口縁が配置されるように遮光絞りＳＨを設けるべきである。条件式（１）の上限は、線分Ｎ１を各部寸法を変数として表したものである。よって、遮光絞りＳＨの開口寸法（Ｒ／２）は、条件式（１）の上限を下回ることが望ましいといえる。
　次に、第１の個眼光学系ＩＬ１に隣接する第２の個眼光学系ＩＬ２を通過する光線のうち不要光を遮光絞りにより遮光する条件を考える。像側面Ｓ４ｂを通過する被写体光のうち、像側面Ｓ４ｂのレンズ面縁における法線である線分Ｎ２よりも画角の広い領域は再構成画像には必要のない光となる。つまり、像側面Ｓ４ｂの周辺部にて屈折される光のうち線分Ｎ１～Ｎ２の間の画角領域における被写体光はすべて不要光であり、これを遮光する必要がある。よって遮光絞りＳＨを設ける場合、線分Ｎ２より光軸ＯＸ１側に、開口縁が配置されるように遮光絞りＳＨを設けるべきである。条件式（２）の上限は、線分Ｎ２を各部寸法の変数で表したものである。よって、遮光絞りＳＨの開口寸法（Ｒ／２）は、条件式（２）の上限を下回ることが望ましいといえる。同様なことは、第２の個眼光学系ＩＬ２にもいえる。但し、遮光絞りが双方の個眼レンズに共通の場合、ｄ１＝ｄ２とする。
　以上の考察を踏まえると、図１に示すように、遮光絞りＳＨの光軸方向位置を変えることで、開口寸法が異なってくることが分かる。なるべく遮光絞りＳＨの遮光部を小さく抑えるには、像側面Ｓ４ａと撮像面Ｉの双方から離す（中間にする）ことが望ましい。
　以上述べたように、条件式（１）、（２）の値が上限を下回ることで、最も強度の強い直接入射クロストークを遮光することができる。また、条件式（１）、（２）の値が下限を上回ることで、遮光絞りの開港寸法が小さくなりすぎず、有効光束のけられを防止することができ、有効撮像領域を広く取ることが出来る。結果としてノイズの少ない良好な画像を得ることができる。
　本発明によれば、効率良くクロストークを防止し小型・薄型で高画質な画像を得ることができる複眼撮像装置を提供することができる。
本発明に基づく個眼光学系の一例を示す光軸方向断面図であり、遮光絞りの例を光軸方向位置を変えて示す。 本実施形態による最も像側の個眼レンズの光軸方向断面図である。 本実施形態による複眼撮像装置を模式的に示す図である。 本実施形態による複眼撮像光学系ＬＨの拡大断面図である。 図４の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。 実施例１の個眼レンズの断面図である。 実施例１の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。
　以下、本発明の実施形態による複眼撮像系とそれを用いた複眼撮像装置等を説明する。複眼撮像系は、１つの撮像素子に対して複数のレンズ系がアレイ状に配置された光学系であり、各レンズ系が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。本実施形態では、視野の異なる複数の像をつなぎ合わせて１枚の合成画像を出力するために、視野の異なる複数の結像を行う視野分割タイプにかかる複眼撮像系について説明する。
　図３に本実施形態にかかる複眼撮像装置を模式的に示す。図３に示すように、複眼撮像装置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、その撮像素子ＳＲに対して視野の異なる複数の結像を行う複眼撮像光学系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型イメージセンサーやＣＭＯＳ型イメージセンサー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ＳＳ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。
　図４は、本実施形態による複眼撮像光学系ＬＨの拡大断面図である。図５は、図４の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。複眼撮像光学系ＬＨは、物体側より順に、第１アレイレンズＬＡ１、第２アレイレンズＬＡ２からなり、鏡枠ＨＬＤに保持されている。鏡枠ＨＬＤの物体側には、物体側壁ＨＬＤａが形成され、ここに複数の開口絞りＳが形成されている。
　各アレイレンズは，開口絞りＳに対応して複数の個眼レンズＬａ１，Ｌａ２を一体に形成してなり、個眼レンズの数は、撮像素子ＳＲの撮像面ＳＳ上に形成される物体像（個眼像という）の数と等しく（ここでは４×４）させてなる。つまり、光軸方向に積層された個眼レンズＬａ１，Ｌａ２を通過した光線が、それぞれ撮像面ＳＳ上で１つの像を形成する。第２アレイレンズＬＡ２の個眼レンズＬａ２の像側面Ｓ４は周辺部が凸の形状を有する。
　鏡枠ＨＬＤの物体側壁ＨＬＤａと第１アレイレンズＬＡ１との間に、第１遮光絞りＳＨ１が形成され、第１アレイレンズＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２との間に、第２遮光絞りＳＨ２が形成され、第２アレイレンズＬＡ２の像側に、それに隣接して第３遮光絞りＳＨ３が形成されている。第１遮光絞りＳＨ１、第２遮光絞りＳＨ２，第３遮光絞りＳＨ３は、２０μｍ～１００μｍであるＳＵＳの板材からなる。第２アレイレンズＬＡ２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ＳＲ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。光学部材としてのＩＲカットフィルタＦの物体側面には遮光膜が密着形成され、これが第４遮光絞りＳＨ４となっている。尚、第３遮光絞りＳＨ３，第４遮光絞りＳＨ４のいずれかを省略しても良い。各遮光絞りＳＨ１～ＳＨ４は、各個眼レンズの各々に対応する開口部（図５参照）を持つ。個眼レンズＬａ２の像側面Ｓ４の周囲や、カバーガラスＣＧに遮光膜を密着形成して遮光膜として機能させても良い。
　図５において、遮光絞りＳＨ４は、矩形状の開口部ＳＨ４ａを有している。ここで、撮像時の複眼撮像装置における水平方向をＨ方向とし、垂直方向をＶ方向とし、対角方向をＤ方向とする。開口部ＳＨ４ａは、Ｈ方向の寸法がＶ方向の寸法より大きくなっている。この例では、個眼レンズの光軸間距離は、Ｈ方向、Ｖ方向、Ｄ方向のいずれも等しくなるように形成されている。尚、開口部ＳＨ４ａは、楕円形状としても良い。
　隣接する像側面Ｓ４のうち一方を第１レンズ最終面とし、他方を第２レンズ最終面とすると、第４遮光絞りＳＨ４は、以下の条件式を同時に満足するように形成される（図１参照）。第３遮光絞りＳＨ３はＶ方向、Ｈ方向について以下の条件式を満足するように形成される。尚、第３遮光絞りＳＨ３が（１）式又は（２）式を満たし、第４遮光絞りＳＨ４が（２）式又は（１）式を満たすようにしても良い。
　Ａ／９＜（Ｒ／２）＜（Ａ／２－Ｙｒ１）×ｄ１／ＦＦＬ＋Ｙｒ１　　　（１）
　Ａ／９＜（Ｒ／２）＜　Ａ－（Ｙｒ２－ｄ２／ｔaｎθ２）　　　（２）
但し、
Ａ：第１レンズ最終面と第２レンズ最終面の光軸間距離（mm）
Ｙｒ１：第１レンズ最終面の有効半径（mm）
Ｙｒ２：第２レンズ最終面の有効半径（mm）
Ｒ：個眼光学系の光軸直交方向における遮光絞りの開口長（mm）
ＦＦＬ：第１レンズ最終面のレンズ面縁から中心光束結像点までの光軸方向の距離（mm）ｄ１：第１レンズ最終面のレンズ面縁から遮光絞りまでの光軸方向の距離（mm）
ｄ２：第２レンズ最終面のレンズ面縁から遮光絞りまでの光軸方向の距離（mm）
θ２：第２レンズ最終面の有効径７割以上における最大面角度（°）
　本実施形態では、個眼レンズは同じ設計仕様であるが、１つのアレイレンズ内における個眼レンズが、少なくとも３つ以上の異なる波長分布に対して各々設計され異なる光学特性を有するようにしても良い。又、１つのアレイレンズ内における個眼レンズが、異なる複数の波長分布に応じた透過率を持った複数のカラーフィルタと組み合わされるようにしても良い。
　図３に示すように、画像処理部１は、画像合成部１ａと、画像補正部１ｂと、を有している。複眼撮像光学系ＬＨにより撮像素子ＳＲの撮像面ＳＳ上に形成された複数の個眼像Ｚｎ（ｎ＝１，２，３，…）に応じた信号を、画像合成部１ａが、つなぎ合わせて１枚の個眼合成画像ＭＬを出力することができる。その際、画像補正部１ｂは、反転処理，歪曲処理，シェーディング処理，つなぎ合わせ処理等を行う。さらに、必要に応じて歪曲補正も行う。個眼合成画像ＭＬは、演算部２で圧縮されてメモリー３に記憶される。
　以下、好ましい実施態様についてさらに説明する。
　上記複眼撮像装置において、前記個眼光学系における最も前記撮像素子に近い最終レンズ各々が、以下の条件式を満足することが好ましい。
　θ１－α≧０　　　（３）
但し、
　ｔаｎα＝（Ｙｒ１－Ｙｆ１）／ＥＴ
Ｙｆ１：前記最終レンズの物体側面の有効半径（mm）
Ｙｒ１：前記最終レンズの像側面の有効半径（mm）
ＥＴ：前記最終レンズの縁厚（mm）
θ１：前記最終レンズの像側面の有効径７割以上における最大面角度（°）
　図２は、本実施形態による個眼光学系の最終レンズの断面図であり、図２の右方に撮像素子が存在する。図２に示す各部の寸法は、上記符号で表す寸法に対応する。図２において、個眼レンズＬＡ２ａの物体側面Ｓ３ａの有効径位置と、像側面Ｓ４ａの有効径位置とを結ぶ線分をＬ３とすると、個眼レンズＬＡ２ａを通過する最外光線は、線分Ｌ３より光軸ＯＸ１側を通過することとなる。そこで、線分Ｌ３と光軸ＯＸ１とのなす角をαとし、線分Ｌ３と像側面Ｓ４ａの有効径位置を通る法線Ｎ１とのなす角をβとすると、幾何学的関係より，以下の関係が得られる。
　β＝θ１－α　　　（３）
ここで、ｔаｎα＝（Ｙｒ１－Ｙｆ１）／ＥＴ，且つβ≧０の場合、物体側面Ｓ４ａを通過した最外光線が光軸ＯＸ１側に屈折することになるから、条件式（３）を満足することで、レンズ最終面周辺部へ入射する画角外の光線を跳ね上げにくくなるため，遮光絞りの開口寸法や位置の自由度が増し、効率良くクロストークを遮光することができる。尚、最終レンズ形状が互いに等しければ、θ１=θ２となる。
　また、前記遮光絞りは下記条件式を満足する位置に配置されることが好ましい。
　ｄ１＜ｄｎ×６／７　　　（４）
但し、
　ｄｎ：前記第１レンズ最終面のレンズ面縁から、前記撮像素子の撮像面上における光軸からＡ／２の位置まで線分Ｎ１と、前記第２レンズ最終面のレンズ面縁における法線Ｎ２との交点から第１レンズ最終面のレンズ面縁までの光軸方向の距離であり、以下の式（数１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図１を参照して、条件式（４）を満足することで、最終レンズ面としての像側面Ｓ４ａを出射した有効光束が，遮光絞りＳＨによりケラレにくくなるため、遮光絞りＳＨの開口寸法を小さくすることができ、より効率良くクロストークを遮光することができる。又、射出角のついた高像高光線を低い位置で規制できるため、広角化や有効撮像領域拡大に有利となる。
　また、開口絞りは、最も前記撮像素子に近い最終レンズの物体側面よりも物体側に配置されることが好ましい。開口絞りを、最も前記撮像素子に近い最終レンズの物体側面よりも物体側に配置することで、射出瞳位置を物体側にすることができ、最終面からの光線射出角を小さくすることが出来るため、遮光絞りの開口寸法や位置の自由度が増し、効率よくクロストークを遮光することができる。
　また、前記遮光絞りは短形または楕円形であることが好ましい。遮光絞りの開口部を矩形又は楕円形とすることで、短辺方向のレンズ配列自由度が向上し、複眼光学系の光軸直交寸法を小さくすることができる。
　また、前記遮光絞りは他の光学部材と分離されていることが好ましい。遮光絞りを他の光学部材（例えばＩＲカットフィルタやカバーガラス等）と分離させることで、位置の自由度が増し、最外光線が中心に集まるような最適な位置に遮光絞りを配置することで、効率良くクロストークを遮光できる。
　また、前記遮光絞りは厚みが２０μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。遮光絞りの厚みを２０μｍ以上にすることで，遮光絞り全体のそりを防止し、開口位置ずれによるクロストーク発生を抑制することができる。また、遮光絞りの厚みを１００μｍ以下にすることで、角度のついた光線に対して遮光絞り全体又は個々の開口がシフトした際のけられ量を少なくすることができるため、広角化や有効撮像領域拡大に有利となる。
　また、前記遮光絞りは、前記レンズ最終面と密着していることが好ましい。遮光絞りをレンズ最終面に密着させることで、遮光絞り自身の厚みを薄くすることができ、開口部端面反射のゴーストを抑制することが出来る他、遮光絞りの偏心や反りによる有効光束のケラレも発生しにくくなる。
　また、前記アレイレンズと前記撮像素子との間にＩＲカットフィルタを有し、前記遮光絞りは前記ＩＲカットフィルタの表面に密着していることが好ましい。遮光絞りをＩＲカットフィルタの表面に密着させることで、遮光絞り自身の厚みを薄くすることができ、開口部端面反射のゴーストを抑制することが出来る他、遮光絞りの反りによる有効光束のケラレも発生しにくくなる。
　また、前記アレイレンズと前記撮像素子との間にカバーガラスを有し、前記遮光絞りは前記カバーガラスの表面に密着していることが好ましい。遮光絞りをカバーガラスの表面に密着させることで、遮光絞り自身の厚みを薄くすることができ、開口部端面反射のゴーストを抑制することが出来る他、遮光絞りの反りによる有効光束のケラレも発生しにくくなる。
　次に、上述した実施形態に好適な実施例について説明する。表１に、本実施例の第３遮光絞りＳＨ３に関する各部寸法を示す。表２は、本実施例の第３遮光絞りＳＨ３の各条件式（１）～（４）に対応する値を示す。本実施例では、θ１=θ２である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　更に、表３に、本実施例の第４遮光絞りＳＨ４に関する各部寸法を示す。表４は、本実施例の第４遮光絞りＳＨ４の各条件式（１）～（４）に対応する値を示す。本実施例では、θ１=θ２である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　次に、上述した実施形態に好適なレンズの実施例について説明する。以下に示す実施例において、複眼撮像光学系中、光軸方向に並んだ２つのレンズ（個眼光学系という）については共通するから、その仕様を説明する。
ＦＬ：個眼光学系全系の焦点距離（ｍｍ）
Ｆｎｏ：Ｆナンバー
ω：半画角（゜）
Ｙｍａｘ：：固体撮像素子の撮像面対角線長
ＴＬ：個眼光学系全系の最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離（但し、「像側焦点」とは、個眼光学系に光軸と平行な平行光線が入射した場合の像点をいう。）ＢＦ：バックフォーカス（ｍｍ）
ｒ　：曲率半径（ｍｍ）
ｄ　：軸上面間隔（ｍｍ）
ｎｄ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ：レンズ材料のアッベ数
　本実施例において、Ｓは面番号であり、面番号の後にＳＰＳと記載された面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数２」で表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 但し、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ　：曲率半径
Ｋ　：円錐定数
（実施例１）
　実施例１のレンズデータを表５に示す。なお、これ以降（表のレンズデータを含む）において、１０のべき乗数（たとえば２．５×１０-02）を、Ｅ（たとえば２．５Ｅ－０２）を用いて表すものとする。図６は、実施例１の個眼レンズの断面図である。図中、Ｌａ１は正の屈折力を有する第１レンズ、Ｌａ２は第２レンズである。Ｓは開口絞り、Iは撮像面を示し、Ｆは光学的ローパスフィルタやＩＲカットフィルタ、ＣＧは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。図７は実施例１の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。ここで、球面収差図において、実線はｄ線、点線はｇ線に対する球面収差量をそれぞれ表し、非点収差図において、実線Ｓはサジタル面、点線Ｍはメリディオナル面を表す。
［表５］
[実施例１　レンズデータ]

Reference Wave Length = 587.56 nm

SURF DATA
 NUM.       r           d          nd       vd
 OBJ     INFINITY    400.0000
   1      INFINITY     0.0500
 STO     INFINITY     -0.0800
   3SPS    0.6246      0.5700     1.54470    56.15
   4SPS    1.1431      0.2990
   5SPS   -4.9482      0.6310     1.54470    56.15
   6SPS    1e+018     -0.1290
   7     INFINITY      0.0300
   8     INFINITY      0.2396
   9     INFINITY      0.1750     1.52310     54.49
  10     INFINITY      0.1000
  11     INFINITY      0.4000     1.52310     62.19
  12     INFINITY      0.0198
 IMG    INFINITY       0.0000

ASPHERICAL SURFACE
   3:K=-2.22760e+000,A3=1.52470e-001,A4=1.81620e-001,A5=-7.31690e+000,A6=8.29560e+001,A7=0.00000e+000,A8=-1.49450e+003,A9=0.00000e+000,A10=1.79280e+004,A11=0.00000e+000,A12=-1.11850e+005,A13=0.00000e+000,A14=2.78480e+005,A15=0.00000e+000,A16=0.00000e+000,A17=0.00000e+000,A18=0.00000e+000,A19=0.00000e+000,A20=0.00000e+000
   4:K=2.21570e+000,A3=5.06690e-001,A4=-3.56260e+000,A5=0.00000e+000,A6=1.10340e+002,A7=0.00000e+000,A8=-2.46130e+003,A9=0.00000e+000,A10=3.62720e+004,A11=0.00000e+000,A12=-3.15550e+005,A13=0.00000e+000,A14=1.48410e+006,A15=0.00000e+000,A16=-2.86020e+006,A17=0.00000e+000,A18=0.00000e+000,A19=0.00000e+000,A20=0.00000e+000
   5:K=0.00000e+000,A3=-1.07640e-001,A4=-6.12280e-001,A5=0.00000e+000,A6=1.00490e+000,A7=0.00000e+000,A8=-1.05310e+002,A9=0.00000e+000,A10=1.20730e+003,A11=0.00000e+000,A12=-6.11470e+003,A13=0.00000e+000,A14=9.57870e+003,A15=0.00000e+000,A16=8.80570e+003,A17=0.00000e+000,A18=0.00000e+000,A19=0.00000e+000,A20=0.00000e+000
   6:K=0.00000e+000,A3=0.00000e+000,A4=-1.48800e-001,A5=0.00000e+000,A6=-1.08300e+000,A7=0.00000e+000,A8=4.46510e+000,A9=0.00000e+000,A10=-1.59220e+001,A11=0.00000e+000,A12=3.49940e+001,A13=0.00000e+000,A14=-4.22730e+001,A15=0.00000e+000,A16=2.07620e+001,A17=0.00000e+000,A18=0.00000e+000,A19=0.00000e+000,A20=0.00000e+000

  FL      2.031
  Fno     3.096
  ω     27.47 
  Ymax   1.0945
  BF     0.835
  TTL    2.335

  Elem   Surfs    Focal Length(mm)
  1      3-4      1.82
  2      5-6     -9.08   
　本発明は、明細書に記載の実施形態、実施例に限定されるものではなく、他の実施形態・実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や実施例や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。
１　　　　　　　画像処理部
１ａ　　　　　　画像合成部
１ｂ　　　　　　画像補正部
２　　　　　　　演算部
３　　　　　　　メモリー
ＤＵ　　　　　　複眼撮像装置
Ｆ　　　　　　　カバーガラス
ＬＡ１　　　　　第１レンズアレイ
ＬＡ２　　　　　第２レンズアレイ
ＬＨ　　　　　　複眼撮像系
Ｌａ１　　　　　第１個眼アレイ
Ｌａ２　　　　　第２個眼アレイ
ＬＵ　　　　　　撮像ユニット
ＳＲ　　　　　　撮像素子
ＳＳ　　　　　　撮像面
ＳＨ１～ＳＨ４　遮光絞り

Claims (10)

  1. 　複数の物体像を形成する複眼撮像光学系と、物体像を取得する撮像素子とを有する複眼撮像装置において、
    　前記複眼撮像光学系は、少なくとも２枚以上のアレイレンズからなり、各アレイレンズは複数の個眼レンズを一体に形成してなり、光軸方向に積層された複数の個眼レンズにより複数の個眼光学系が形成され、複数の個眼光学系により複数の物体像がそれぞれ形成されるようになっており、前記個眼光学系の数は前記撮像素子に取得される前記物体像の数と等しくなっており、
    　前記個眼光学系における最も前記撮像素子に近いレンズ最終面は周辺部が凸の形状を有し、
    　前記レンズ最終面のレンズ面縁よりも像側に少なくとも一枚の遮光絞りを備え、
    　前記遮光絞りは、各個眼レンズの各々に対応する開口部を持ち、前記レンズ最終面のうち隣接する２つのレンズ最終面の一方を第１レンズ最終面とし、他方を第２レンズ最終面とすると、前記遮光絞りが１枚の場合には、以下の条件式（１）、（２）を同時に満足し、前記遮光絞りが２枚以上の場合には、いずれかの前記遮光絞りが、以下の条件式（１）、（２）を同時に満足するか、又はいずれかの前記遮光絞りが条件式（１）を満足し、且つ残りの前記遮光絞りが条件式（２）を満足することを特徴とする複眼撮像装置。
    　Ａ／９＜（Ｒ／２）＜（Ａ／２－Ｙｒ１）×ｄ１／ＦＦＬ＋Ｙｒ１　　　（１）
    　Ａ／９＜（Ｒ／２）＜　Ａ－（Ｙｒ２－ｄ２／ｔaｎθ２）　　　（２）
    但し、
    Ａ：前記第１レンズ最終面と前記第２レンズ最終面の光軸間距離（mm）
    Ｙｒ１：前記第１レンズ最終面の有効半径（mm）
    Ｙｒ２：前記第２レンズ最終面の有効半径（mm）
    Ｒ：前記個眼光学系の光軸直交方向における前記遮光絞りの開口長（mm）
    ＦＦＬ：前記第１レンズ最終面のレンズ面縁から中心光束結像点までの光軸方向の距離（mm）
    ｄ１：前記第１レンズ最終面のレンズ面縁から遮光絞りまでの光軸方向の距離（mm）
    ｄ２：前記第２レンズ最終面のレンズ面縁から遮光絞りまでの光軸方向の距離（mm）
    θ２：前記第２レンズ最終面の有効径７割以上における最大面角度（°）
  2. 　前記個眼光学系における最も前記撮像素子に近い最終レンズ各々が、以下の条件式を満足することを特徴とする、請求項１に記載の複眼撮像装置。
    　θ１－α≧０　　　（３）
    但し、
    　ｔаｎα＝（Ｙｒ１－Ｙｆ１）／ＥＴ
    Ｙｆ１：前記最終レンズの物体側面の有効半径（mm）
    Ｙｒ１：前記最終レンズの像側面の有効半径（mm）
    ＥＴ：前記最終レンズの縁厚（mm）
    θ１：前記最終レンズの像側面の有効径７割以上における最大面角度（°）
  3. 　前記遮光絞りは下記条件式を満足する位置に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の複眼撮像装置。
    　ｄ１＜ｄｎ×６／７　　　（４）
    但し、
    　ｄｎ：前記第１レンズ最終面のレンズ面縁から、前記撮像素子の撮像面上における光軸からＡ／２の位置まで線分Ｎ１と、前記第２レンズ最終面のレンズ面縁における法線Ｎ２との交点から第１レンズ最終面のレンズ面縁までの光軸方向の距離であり、以下の式で表される。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  4. 　開口絞りは、最も前記撮像素子に近い最終レンズの物体側面よりも物体側に配置され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撮像装置。
  5. 　前記遮光絞りは短形または楕円形であ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撮像装置。
  6. 　前記遮光絞りは他の光学部材と分離され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撮像装置。
  7. 　前記遮光絞りは厚みが２０μｍ以上、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の複眼撮像装置。
  8. 　前記遮光絞りは前記レンズ最終面と密着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撮像装置。
  9. 　前記アレイレンズと前記撮像素子との間にＩＲカットフィルタを有し、前記遮光絞りは前記ＩＲカットフィルタの表面に密着してい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撮像装置。
  10. 　前記アレイレンズと前記撮像素子との間にカバーガラスを有し、前記遮光絞りは前記カバーガラスの表面に密着していることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の複眼撮像装置。
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