WO2014203676A1 - 位置決め装置、位置決め方法及び複眼カメラモジュール - Google Patents

位置決め装置、位置決め方法及び複眼カメラモジュール Download PDF

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eye optical
compound
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PCT/JP2014/063543
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橋野　弘義
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コニカミノルタ株式会社
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    • G02—OPTICS
    • 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
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices

Definitions

  • the present invention relates to a positioning device, a positioning method, and a compound eye camera module suitable for manufacturing a compound eye camera module.
  • Patent Document 1 discloses a compound eye camera module capable of reconstructing one image from a plurality of images captured by a plurality of imaging regions using disparity information of each image. However, Patent Document 1 does not mention positioning of the compound-eye optical system and the image sensor.
  • JP 2007-180653 A JP 2010-21985
  • Patent Document 2 in the manufacturing process of a camera module having a single optical system, the Z axis in the optical axis direction orthogonal to the measurement chart, and the X axis and Y axis of the imaging surface orthogonal to the Z axis Then, a method for adjusting a total of five axes around the X axis centering on the X axis and around the Y axis centering on the Y axis based on the calculation result of the image data output from the image sensor that captured the measurement chart is shown. Has been.
  • the conventional camera module as shown in Patent Document 2 is composed of an imaging device having a single optical system and a single imaging surface
  • the compound-eye camera module as shown in Patent Document 1 is The optical system is composed of a compound-eye optical system in which a plurality of single-eye optical systems are integrated, and a single or a plurality of imaging elements having a plurality of imaging regions for capturing images of the individual-eye optical systems.
  • the compound eye camera module in addition to the five axes including the Z-axis direction, the X-axis direction, the Y-axis direction, the X-axis and the Y-axis, which are adjusted when the conventional camera module is manufactured, It is necessary to adjust the position so that the optical axis of each single-eye optical system and the corresponding imaging region coincide with each other with high accuracy.
  • the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and a positioning device, a positioning method, and a positioning method capable of positioning a compound eye optical system and an image sensor with high accuracy and in a short time when a compound eye camera module is manufactured.
  • An object is to provide a compound eye camera module.
  • a positioning apparatus that reflects one aspect of the present invention has N (N is an integer of 3 or more) individual eye optical systems arranged two-dimensionally and integrated.
  • a positioning device that positions the compound-eye optical system formed on the imaging device and an imaging device including an imaging surface including N regions on which optical images are respectively formed by the individual-eye optical systems,
  • the imaging surface normal direction of the imaging device is the Z axis
  • the direction orthogonal to the Z axis is the X axis
  • the direction orthogonal to the Z axis and the X axis is the Y axis
  • the compound eye optical system and the A drive mechanism that relatively drives one of the image sensors with respect to the other in the Z-axis direction, the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis, the X-axis, and the Y-axis;
  • the six-axis position adjustment necessary for the manufacture of the compound-eye camera module includes the Z-axis direction, the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis, the X-axis, and the Y-axis.
  • angle adjustment can be automatically adjusted based on the amount of deviation calculated from the captured image of the adjustment chart.
  • the control means detects the amount of deviation between the compound-eye optical system and the image sensor based on image signals from two or more of the N regions and (N ⁇ 1) or less. Is detected, and the drive mechanism is driven based on the amount of deviation, so that it is not necessary to perform image processing on image signals from all regions, and the time required for positioning can be greatly shortened. As a result, the production efficiency can be improved by reducing the incidence of assembly failure, and the manufacturing cost can be reduced, so that a high-quality and inexpensive compound eye camera module can be provided.
  • a positioning method reflecting one aspect of the present invention is such that N (N is an integer of 3 or more) individual eye optical systems are two-dimensionally arranged and integrated.
  • a positioning method for positioning the compound-eye optical system formed on the imaging device and an imaging device including an imaging surface including N regions on which optical images are respectively formed by the single-eye optical systems When the imaging surface normal direction of the imaging device is the Z axis, the direction orthogonal to the Z axis is the X axis, and the direction orthogonal to the Z axis and the X axis is the Y axis, the compound eye optical system and the One of the image sensors can be moved relative to the other in the six-axis directions including the Z-axis direction, the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis, the X-axis, and the Y-axis.
  • the six-axis position adjustment necessary for the manufacture of the compound-eye camera module includes the Z-axis direction, the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis, the X-axis, and the Y-axis.
  • angle adjustment can be automatically adjusted based on the amount of deviation calculated from the captured image of the adjustment chart.
  • the shift amount between the compound-eye optical system and the image sensor is detected based on an image signal from two or more of the N regions and (N ⁇ 1) or less, Since the compound-eye optical system and the image sensor are relatively moved based on the amount of deviation, it is not necessary to perform image processing on image signals from all regions, and the time required for positioning can be greatly shortened. As a result, the production efficiency can be improved by reducing the incidence of assembly failure, and the manufacturing cost can be reduced, so that a high-quality and inexpensive compound eye camera module can be provided.
  • This compound eye camera module is characterized by having a compound eye optical system and an image sensor that are positioned by the positioning method described above.
  • a positioning device capable of positioning the compound eye optical system and the image pickup device with high accuracy and in a short time when the compound eye camera module is manufactured.
  • FIG. (A) is a figure which shows the relationship between an imaging region and the image obtained
  • (b) is a figure which shows the relationship of the image at the time of shifting
  • (b) is a figure which shows the positioning device by this embodiment.
  • a compound eye optical system is an optical system in which a plurality of lens systems are arranged in an array for one image sensor, and each lens system has a different field of view and a super-resolution type in which each lens system images the same field of view.
  • it is divided into a field division type that performs imaging of the above.
  • this corresponds to a super-resolution type compound eye camera module that performs a plurality of images with different fields of view.
  • FIG. 1 schematically shows an imaging unit according to this embodiment.
  • the imaging unit also referred to as a camera module
  • the imaging unit CU includes one imaging element SR and a compound-eye optical system LH that forms a plurality of images 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. Since a plurality of imaging regions SS are formed on the light receiving surface which is a photoelectric conversion unit of the imaging element SR, and a compound eye optical system LH is provided so that an optical image of a subject is formed in each imaging region, a compound eye optical system is provided. The optical image formed by LH is converted into an electrical signal by the image sensor SR.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the imaging unit CU of FIG.
  • the upper side of FIG. 2 is the object side.
  • the compound-eye optical system LH includes a first lens array LA1 in which a plurality of (here, 16 pieces arranged in four rows and four columns) object side lens portions LA1a are integrally formed, and a plurality (here, arranged in four rows and four columns). 16) image side lens portions LA2a are integrally formed with the second lens array LA2.
  • the first lens array LA1 and the second lens array LA2 are injection molded from polycarbonate or acrylic.
  • the optical axes of the object side lens portion LA1a and the image side lens portion LA2a are the same.
  • the object-side lens unit LA1a and the image-side lens unit LA2a constitute a single-eye optical system.
  • a light shielding member AP1 made of a metal plate or a resin plate is disposed between the first lens array LA1 and the second lens array LA2.
  • the light blocking member AP1 has a plurality of openings AP1a (here, 16 arranged in 4 rows and 4 columns) centered on the optical axis.
  • An adhesive is applied between the first lens array LA1 and the light shielding member AP1 and between the second lens array LA2 and the light shielding member AP1.
  • a light shielding member AP2 made of a metal plate or a resin plate is bonded to the image side of the second lens array LA2.
  • the light blocking member AP2 has a plurality of openings AP2a (here, 16 arranged in 4 rows and 4 columns) centered on the optical axis.
  • the black acrylic lens frame LF has a rectangular frame-shaped side surface portion LF1 surrounding the periphery of the compound-eye optical system LH, and a top surface portion LF2 extending inward from the upper end of the side surface portion LF1.
  • a plurality of openings LF2a (here, 16 pieces arranged in 4 rows and 4 columns) centering on the optical axis are formed.
  • the lower end of the side surface portion LF1 of the lens frame LF is bonded to the upper surface of the substrate CT.
  • a dish-like lower casing BX is fixed inside the frame LF.
  • the lower housing BX has a function of holding the image sensor SR on the bottom surface and holding the cover glass CG so as to be disposed between the image sensor SR and the compound-eye optical system LH.
  • the imaging unit CU is connected to the processing unit PU during positioning adjustment.
  • the processing unit PU includes an arithmetic unit that receives an image data output signal from the imaging unit CU and performs a positional deviation calculation, and a control unit that performs drive control, and further includes a storage unit that stores data at the time of positioning adjustment.
  • the data means 6-axis positioning position information, the number of adjusted units, and the like.
  • the optical image formed in the imaging region SS corresponding to the imaging element SR is photoelectrically converted into an image signal by the single-eye optical system of the compound-eye optical system LH.
  • the processing device PU combines the obtained images 01 to 16 to form a single composite image ML, and further performs a displacement calculation.
  • the calculation result of the positional deviation amount is output to a 4-axis adjustment stage 112, a ⁇ rotation adjustment mechanism 115c, and a Z-axis direction elevating mechanism 115d in FIG.
  • the imaging unit CU is incorporated in a portable terminal or the like, the image data output signal of the imaging unit CU is subjected to image processing by a CPU such as a portable terminal and displayed on a display.
  • each image 01 to image 16 obtained from each imaging region SS (1) to SS (16).
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a positioning apparatus for the compound-eye optical system LH and the image sensor SS according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a positional relationship between the compound-eye optical system LH and the image sensor SS.
  • the normal direction of the imaging surface SR1 of the image sensor SS is the Z axis
  • the long side direction of the imaging surface SR1 is orthogonal to the Z axis
  • the X axis is orthogonal to the Z axis
  • the side direction is the Y axis.
  • the Z axis is represented as the ⁇ direction
  • the X axis is represented as the ⁇ X direction
  • the Y axis is represented as the ⁇ Y direction.
  • the optical images formed in the imaging regions SS (1) to SS (16) by the single-eye optical systems LI (1) to LI (16) are subjected to image processing, and the images 01 to 16 (FIG. 3 ( a) see).
  • the positioning device 100 is placed on the frame 101.
  • An imaging unit support mechanism 110 is mounted with a base 111 disposed on the frame 101, a four-axis adjustment stage 112 connected to the base 111, and an imaging element SR provided at the upper end of the four-axis adjustment stage 112. And a holding unit 113 that holds the substrate CT in a detachable manner.
  • the 4-axis adjustment stage 112 holds the holding unit 113 in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other along the imaging surface SR1 (see FIG. 4) of the imaging element SR held by the holding unit 113, and on the imaging surface SR1. It is configured to be able to move independently with high accuracy in the ⁇ X direction and ⁇ Y direction for changing the direction (in four axes).
  • the 4-axis adjustment stage 112 is configured by combining an XY stage and a gonio stage. By driving an actuator provided on each stage, the image sensor SR held by the holding unit 113 is moved.
  • the X-axis direction, the Y-axis direction, the ⁇ X direction, and the ⁇ Y direction can be independently moved, and a commercially available product can be used as such a 4-axis adjustment stage 112.
  • the lens frame support mechanism 115 moves the lens frame support unit 115b, the lens frame support unit 115b provided with the light transmission unit 115a, and the lens frame support unit 115b in the X-axis direction and the Y-axis direction, and around the Z-axis.
  • a ⁇ rotation adjustment mechanism 115c that rotates
  • an elevating mechanism 115d that moves the light passage portion 115a and the lens frame support portion 115b in the Z-axis direction.
  • a leg 111a stands up from one side of the base 111, and a lens frame support mechanism 115 is provided above the leg 111a so as to face the imaging unit support mechanism 110.
  • the light passage portion 115a is a through-hole penetrating the lens frame support portion 115b, and is formed as a rectangular hole having a slightly smaller size than the lens frame LF.
  • the lens frame support portion 115b is configured to hold the outer periphery of the lens frame LF.
  • the lens frame support mechanism 115 is provided with an air passage (not shown) for applying a negative pressure when the lens frame LF is fitted and causing the lens frame LF to be adsorbed to the lens frame support mechanism 115 by air.
  • the ⁇ rotation adjustment mechanism 115c is provided between the elevating mechanism 115d and the lens frame support portion 115b, and can rotate the held lens frame LF together with the compound eye optical system LH in the ⁇ direction (around the Z axis).
  • a commercial product can be used.
  • the elevating mechanism 115d holds the lens frame support mechanism 115 so as to be movable in the Z-axis direction with respect to the leg 111a.
  • various conventionally known mechanisms such as those using a rack and pinion mechanism, those using a chain gear mechanism, and those using an air cylinder can be adopted.
  • the four-axis adjustment stage 112, the ⁇ rotation adjustment mechanism 115c, and the elevating mechanism 115d constitute drive means.
  • a light source OPS that irradiates ultraviolet rays is disposed in the vicinity of the holding unit 113.
  • the chart CH is arranged above the lens frame support mechanism 115 at a predetermined distance from the image sensor SR.
  • the chart CH has, for example, patterns PT1 to PT5 shown in FIG. 6 at four positions of the center and 70% image height, and has vertical and horizontal lines that intersect at the center of the chart. It is desirable that there is a resolution detection pattern that can confirm (focus) and that the center of the chart can be easily detected.
  • the positioning of the five axes excluding ⁇ is the lens. Also affected by aberration and lens assembly deviation. For example, adjustments in the X-axis and Y-axis directions are decentered of the lens surface, adjustments around the X- and Y-axes are tilts of the lens image plane, and adjustments in the Z-axis direction are affected by errors in the lens core thickness and lens spacing. Receive.
  • the adjustment around the Z-axis is to adjust the rotational deviation between the compound-eye optical system LH and the image sensor SR, and can be adjusted independently of the other five axes.
  • defocus adjustment for imaging at a plurality of positions in the Z-axis direction is not performed, an image capable of calculating the shift amount cannot be obtained.
  • adjustment in the Z-axis direction is necessary. Independent of the optical axis adjustment in the axial direction and the inclination adjustment around the X axis and the Y axis, the adjustment around the Z axis can be performed.
  • the order of the optical axis adjustment and the inclination adjustment and the rotation around the Z axis are as follows: It is possible to select arbitrarily.
  • the holding unit 113 in FIG. 4 has a normal line from the center of the imaging surface SR1 toward the center of the chart CH, and the ⁇ direction (Z (Axis rotation) is also held in the same state.
  • the lens frame supporting mechanism 115 holds the lens frame LF to which the compound eye optical system LH is attached, and an ultraviolet curable adhesive is applied to the lower end of the lens frame LF, and is then brought close to the substrate CT.
  • the optical image that has passed through the single-eye optical system of the compound-eye optical system LH enters each imaging region SS of the imaging element SR.
  • step S101 of FIG. 5 image signals from four central imaging regions (here, regions SS (6), SS (7), SS (10), SS (11) in FIG. 5) are input, and high-frequency components are input. To extract. Next, the compound eye optical system LH is slightly moved in the Z-axis direction by the elevating mechanism 115d, and an image signal is input again from the same imaging region to extract a high-frequency component. This is called defocus adjustment.
  • defocus adjustment when a graph in which the amount of high-frequency component is plotted on the vertical axis and the position in the Z-axis direction is plotted on the horizontal axis is created, the graph is as shown in FIG.
  • the processing apparatus PU moves the compound eye optical system LH to a position where these are generally well balanced (for example, the average position d (ave) of the best focus positions d1 to d4 of the graph, respectively) by the elevating mechanism 115d. As a result, the focus of the compound eye optical system LH is matched with the imaging region SS (center best position).
  • step S102 the processing unit PU performs ⁇ adjustment while fixing the position of the Z axis. More specifically, for example, image signals from two imaging regions separated in the X-axis direction (here, the regions SS (5) and SS (8) in FIG. 5 including the same Y-axis coordinates) are input and obtained. The centers of the obtained images 05 and 08 are obtained. Further, in step S103, the processing unit PU determines whether or not the centers of the image 05 and the image 08 are within the predetermined ranges of the regions SS (5) and SS (8) (within the standard value). To do. If the same point (for example, the center) of the captured chart image is displayed on the same Y-axis coordinate, it can be understood that the rotational deviation around the Z-axis is within the standard value.
  • the processing unit PU drives the ⁇ rotation adjustment mechanism 115c in step S104 to rotate the compound eye optical system LH around the Z axis, and again, the imaging regions SS (5), SS ( 8), the centers of the obtained image 05 and image 08 are obtained, and again in step S103, the centers of the images 05 and 08 are respectively the imaging regions SS (5) and SS (8). It is determined whether it is within a predetermined range.
  • the processing unit PU determines that the centers of the image 05 and the image 08 are within the predetermined ranges of the imaging regions SS (5) and SS (8), respectively. Details will be described below.
  • the processing unit PU first calculates the optical axis adjustment amount in step S105. More specifically, in step S105, the processing unit PU determines that the center positions of the chart CH shown in the image 01 and the image 16 that pass through the single-eye optical system on the diagonal line equidistant from the center of the compound-eye optical system respectively. In the areas SS (1) and SS (16) where the X and Y axes are captured at equidistant positions in the opposite directions from the center position, the X and Y axes are the appropriate positions.
  • a deviation amount in the X-axis direction or the Y-axis direction is obtained from the difference in distance from the center to the center position of the chart CH shown on the image, and in step S106, it is determined whether or not the obtained deviation amount is within the standard value. To do.
  • the processing unit PU drives the 4-axis adjustment stage 112 in step S107, and the center positions of the charts CH shown in the image 01 and the image 16 are the respective captured areas.
  • the compound eye optical system LH is moved in the X-axis direction or the Y-axis direction so as to be located at the same distance in the opposite direction from the center position of SS (1) and SS (16), and again the imaging regions SS (1), SS ( 16) from the image signal from 16), the difference between the center position of the chart CH obtained in the obtained image 01 and image 16 and the center position in the regions SS (1) and SS (16) and the X-axis direction and A deviation amount in the Y-axis direction is obtained, and further, in step S106, it is determined whether or not the obtained deviation amount is within a standard value.
  • the processing unit PU performs inclination adjustment. More specifically, for example, image signals from two imaging regions (here, regions SS (5) and SS (8) in FIG. 5) separated in the X-axis direction are input, and the obtained images 05 and 08 are obtained. Obtained by inputting image signals from two imaging regions (regions SS (3) and SS (15) in FIG. 5 in this case) separated in the Y-axis direction. The peak positions where the high frequency components of the image 03 and the image 15 increase are compared. If the peak positions where the high frequency components increase are the same, it can be seen that the positioning around the X axis and the positioning around the Y axis have been performed.
  • the processing unit PU compares the peak positions where the high frequency components of the image 05 and the image 08 increase in step S109 while performing the defocus adjustment in step S108, and the peak where the high frequency components of the image 03 and the image 15 increase.
  • the four-axis adjustment stage 112 is driven to reduce the difference in peak position where the high frequency component increases.
  • the compound eye optical system LH is rotated around the X axis or the Y axis.
  • step S105 when the compound eye optical system LH is rotated about the X axis or the Y axis, the X axis position and the Y axis position often change, so the processing unit PU returns the flow to step S105 again. Then, the control loop for repeating the optical axis adjustment and the inclination adjustment is repeated again (steps S105 to S110).
  • step S111 when the optical axis adjustment and the tilt adjustment are performed and it is determined that the deviation amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction and the deviation amounts around the X-axis and the Y-axis are within the standard values, step S111.
  • an ultraviolet curable resin is applied between the lens frame LF and the substrate CT, and the processing unit PU irradiates ultraviolet rays from the light source OPS.
  • the ultraviolet curable resin is cured, and the lens frame LF and the substrate CT are bonded and fixed.
  • the compound eye optical system LH and the image sensor SR are maintained in an adjusted state. This completes the positioning of the compound-eye optical system LH and the image sensor SR.
  • the processing unit PU detects the amount of deviation between the compound-eye optical system LH and the imaging element SR based on image signals from some of the 16 imaging areas, and this deviation. Since the compound eye optical system LH and the image sensor SR are moved relative to each other by driving the drive mechanism based on the amount, it is not necessary to perform image processing on the image signals from all the imaging regions, greatly increasing the time required for positioning. Can be shortened.
  • any of the six-axis adjustments may be performed based on a composite image obtained by combining at least two of images 01 to 16.
  • the processing device PU moves the compound eye optical system LH in the Z-axis direction with respect to the imaging element SR, images the chart CH at a plurality of positions, and each imaging region based on image signals from at least two imaging regions.
  • the field curvature of the image can be obtained every time, and the optimum position of the position in the Z-axis direction, the position around the X-axis, and the position around the Y-axis can be obtained based on the field curvature. That is, not only high-frequency components at the image center obtained from the pattern PT1 of the chart CH in each imaging area, but also high-frequency component data at image heights other than the image centers obtained from the patterns PT2 to PT5 around the chart CH are acquired.
  • the processing device PU when performing the ⁇ adjustment, the processing device PU, for example, from two imaging regions separated in the Y-axis direction (here, the regions SS (3) and SS (15) in FIG. 5 including the same X-axis coordinates).
  • An image signal may be input, and the centers of the obtained images 03 and 15 may be obtained.
  • the same point (for example, the center) of the chart image is displayed on the same X-axis coordinate, it can be understood that the rotational deviation around the Z-axis is within the standard value.
  • the processing device PU can also obtain the amount of deviation between the detected compound-eye optical system LH and the imaging element SR based on the calculated parallax values based on image data from at least two imaging areas.
  • a temperature sensor SN as a measuring means for measuring the environmental temperature may be provided.
  • the positioning state may change due to a change in environmental temperature due to a difference in thermal expansion coefficient from the imaging element SR made of silicon. Therefore, the processing unit PU corrects the shift amount between the compound-eye optical system LH and the imaging element SR in accordance with the dimensional change due to the difference in thermal expansion caused by the temperature change, based on the output signal from the temperature sensor SN. be able to.
  • control means detects a shift amount between the compound-eye optical system and the image sensor at least once based on image signals from all the N regions, It is preferable to drive the drive mechanism based on the shift amount.
  • the amount of deviation between the compound-eye optical system and the image sensor is detected, and the adjustment is performed quickly, but the final adjustment is completed After that, it is preferable to check whether there is a shift based on the obtained composite image by using image signals from the entire area of the image sensor.
  • the driving in a direction other than the direction around the Z-axis is performed again based on image signals from two or more of the N regions and (N ⁇ 1) or less after driving in any of the directions.
  • a repetitive control loop for detecting a shift amount between the compound-eye optical system and the image sensor and driving the drive mechanism based on the shift amount is performed, and driving around the Z axis is performed by the repetitive control loop. It is preferable to carry out outside.
  • the misalignment of the five axes excluding the Z axis occurs due to the influence of lens aberration and assembly deviation of the single-eye optical system. More specifically, the deviation between the X-axis direction and the Y-axis direction is affected by the eccentricity of the lens surface of the single-eye optical system, and the deviation around the X-axis and Y-axis is the lens image plane of the single-eye optical system. The deviation in the Z-axis direction is affected by the lens core thickness and the lens interval error of the single-eye optical system.
  • the positioning around the Z-axis is for adjusting the rotational deviation between the compound-eye optical system and the image sensor, and can be adjusted independently of the other five-axis positional deviations. Therefore, efficient positioning can be performed by driving around the Z-axis outside the repeated control loop.
  • the driving around the Z-axis is preferably performed before the repeated control loop.
  • the compound eye optical system and the image sensor by performing defocus adjustment for imaging at a plurality of positions in the Z-axis direction, an in-focus image capable of calculating the shift amount can be obtained. It is not always necessary to make adjustments around the Z axis before the repetitive control loop, but if the adjustments around the Z axis are carried out independently first, it is possible to obtain a chart image that has been adjusted around the Z axis. This eliminates the need for correction and reduces the processing load, which is efficient.
  • the driving around the Z axis is preferably performed after the repeated control loop. Since the adjustment around the Z-axis can be performed independently, it can also be performed after the repeated control loop.
  • control means moves one of the compound-eye optical system and the image sensor in the Z-axis direction with respect to the other via the drive mechanism, and images the chart at a plurality of positions.
  • the field curvature of the image is obtained for each region based on image signals from two or more and (N ⁇ 1) or less of the N regions, and the Z-axis direction is determined based on the field curvature. It is preferable to obtain the position of X, the position around the X axis, and the position around the Y axis.
  • One of the compound eye optical system and the image sensor is moved in the Z-axis direction with respect to the other, and the field curvature of each single-eye optical system is determined from the defocused images captured by moving to a plurality of positions on the Z axis.
  • the position in the Z-axis direction, the position around the X-axis, and the position around the Y-axis are calculated. With respect to the position, it can be adjusted to a position that is totally optimal.
  • control means It is preferable to drive one of the compound eye optical system and the image sensor around the Z axis with respect to the other through a mechanism.
  • the amount of shift between the compound eye optical system and the image sensor is detected based on image signals from a plurality of areas separated in the horizontal direction, rather than a plurality of areas separated in the diagonal direction, among the areas of the image sensor. Is preferred. This is because the same point (for example, the center) of the captured chart image is displayed on the same Y-axis coordinates, so that it is understood that the positioning around the Z-axis has been performed.
  • control means includes the drive It is preferable to drive one of the compound eye optical system and the image sensor around the Z axis with respect to the other through a mechanism.
  • a shift amount between the compound-eye optical system and the image sensor is detected based on image signals from a plurality of areas separated in the vertical direction rather than a plurality of areas separated in the diagonal direction among the areas of the image sensor. Is preferred. This is because the same point (for example, the center) of the captured chart image is displayed on the same X-axis coordinate, so that it is understood that positioning around the Z-axis has been performed.
  • control means obtains a detected shift amount between the compound-eye optical system and the imaging element based on parallax values calculated based on image signals from at least two regions.
  • the position of the chart center is from the center of each captured image. Since the equidistant positions are appropriate, the amount of adjustment in the X-axis direction or Y-axis direction can be calculated from the difference in distance on the image.
  • the control means corrects the detected deviation amount between the compound-eye optical system and the imaging device based on an output signal from the measuring means. It is preferable.
  • the control means corrects the detected deviation amount between the compound eye optical system and the imaging element based on the output signal from the measuring means.
  • highly accurate positioning can be performed.
  • a temperature sensor is provided in the vicinity of the drive mechanism of the positioning device, and the temperature of the compound eye optical system and the image sensor changes depending on the time required for adjustment even if the temperature in the room where the positioning device is installed is constant. In this case, the position to be adjusted by feeding back the temperature detection result can be corrected.
  • the compound eye optical system is held in a lens frame, the imaging element is mounted on a substrate, and the control unit is configured to perform the compound eye optical system via the drive mechanism based on the detected shift amount. It is preferable that the lens frame and the substrate are bonded together after moving one of the imaging elements with respect to the other. Thereby, the state in which the compound eye optical system and the image sensor are positioned can be maintained.
  • the lens frame and the substrate are bonded by applying an ultraviolet curable resin between the lens frame and the substrate and irradiating with ultraviolet rays. Since the ultraviolet curable resin is cured by irradiating ultraviolet rays, it is cured in a relatively short time, which is convenient for adhesion between the lens frame and the substrate.

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Abstract

　複眼カメラモジュールの製造時に、複眼光学系と撮像素子との位置決めを高精度に且つ短時間で行える位置決め装置、位置決め方法及び複眼カメラモジュールを提供する。この位置決め装置は、Ｎ（Ｎは３以上の整数）個の個眼光学系が２次元的に並べられ一体的に形成された複眼光学系と、各個眼光学系により光学像がそれぞれ結像されるＮ個の領域を含む撮像面を備えた撮像素子と、を位置決めするために、前記撮像素子のＺ軸方向に前記複眼光学系を配置して、チャートを撮像したときに、前記Ｎ個の領域のうち２以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて前記複眼光学系と前記撮像素子とを相対移動させる。

Description

位置決め装置、位置決め方法及び複眼カメラモジュール
　本発明は、複眼カメラモジュールの製造に好適な位置決め装置、位置決め方法及び複眼カメラモジュールに関する。
　近年、スマートフォンやタブレット型パーソナルコンピュータなどに代表される薄型のカメラモジュール付き携帯端末が急速に普及している。しかるに、このような薄型の携帯端末に搭載される撮像装置には、高解像度を有しながらも薄形でコンパクトであることが要求されている。このような要求に対応するために、撮像レンズの光学設計による全長短縮やそれに伴う誤差感度増大に対応した製造精度向上を行ってきたが、さらなる要求に対応するためには、従来の単一の撮像レンズと撮像素子の組み合わせで像を得るという構成では限界があり、従来とは発想を変えた光学系の開発が期待されている。
　これに対し、撮像素子の撮像領域を分割して、それぞれにレンズ（以下、個眼光学系という）を配置し、得られた画像を処理することで、最終的な画像出力を行う複眼光学系と呼ばれる光学系が、薄形化への要求に対応するために注目されている。特許文献１には、複数の撮像領域により撮像された複数の画像から各画像の視差情報を利用して１つの画像を再構成することができる複眼カメラモジュールが開示されている。但し特許文献１には、複眼光学系と撮像素子との位置決めについて言及されていない。
特開２００７－１８０６５３号公報 特開２０１０－２１９８５号公報
　これに対し、特許文献２には、単一の光学系を持つカメラモジュールの製造工程で、測定チャートと直交する光軸方向のＺ軸と、Ｚ軸と直交する撮像面のＸ軸およびＹ軸、そしてＸ軸を中心とするＸ軸回り、Ｙ軸を中心とするＹ軸回りの計５軸について、測定チャートを撮像した撮像素子出力の画像データの演算結果をもとに調整する方法が示されている。
　ところで、特許文献２に示すような従来のカメラモジュールは、単一の光学系と単一の撮像面を持つ撮像素子で構成されているのに対し、特許文献１に示すような複眼カメラモジュールは、複数の個眼光学系を一体とした複眼光学系と、各個眼光学系の像を撮像する複数の撮像領域を持つ単一または複数の撮像素子とで構成されている。従って、複眼カメラモジュールの製造では、従来のカメラモジュールの製造における際に調整されるＺ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸回り、Ｙ軸回りの５軸以外に、Ｚ軸回りの位置を調整して、各個眼光学系の光軸と、それに対応する撮像領域とを高い精度で一致させる必要がある。
　一方、特許文献２に用いた位置決め手法を、複眼カメラモジュールに適用することも考えられる。より具体的には、複眼カメラモジュールの複数面の画像データから合成した合成画像データをもとに６軸についての調整すべき値を算出し、それをもとに調整することもできる。しかしながら、複数の撮像領域から出力された画像信号のデータ量は膨大であり、合成画像の演算に時間を要するので調整時間が長くなり、生産効率が低下するという課題がある。
　本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、複眼カメラモジュールの製造時に、複眼光学系と撮像素子との位置決めを高精度に且つ短時間で行える位置決め装置、位置決め方法及び複眼カメラモジュール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位置決め装置は、Ｎ（Ｎは３以上の整数）個の個眼光学系が２次元的に並べられ一体的に形成された複眼光学系と、各個眼光学系により光学像がそれぞれ結像されるＮ個の領域を含む撮像面を備えた撮像素子とを位置決めする位置決め装置であって、
　前記撮像素子の撮像面法線方向をＺ軸とし、前記Ｚ軸に直交する方向をＸ軸とし、前記Ｚ軸及びＸ軸に直交する方向をＹ軸としたときに、前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して、前記Ｚ軸方向，前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸回り、前記Ｘ軸回り、前記Ｙ軸回りに相対的に駆動する駆動機構と、
　前記撮像素子のＺ軸方向に前記複眼光学系を配置して、チャートを撮像したときに、前記Ｎ個の領域のうち２以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて前記駆動機構を駆動する制御手段と、を有することを特徴とする。
　本位置決め装置によれば、複眼カメラモジュールの製造で必要な前記Ｚ軸方向，前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸回り、前記Ｘ軸回り、前記Ｙ軸回りの６軸の位置調整や角度調整が、調整用のチャートの撮像画像から算出したズレ量をもとに自動調整できる。このとき、複眼カメラモジュールの特性上、必ずしも全ての領域からの画像信号を用いる必要がない。なぜなら、例えば前記Ｚ軸回りにおける位置決めを行う場合において、個眼光学系の像と，それに対応する領域とのずれ量が最も大きくなるのは、Ｚ軸から最も離れた領域だからであり、従ってＺ軸から最も離れた領域からの画像信号に基づいて調整を行えば、それ以外の領域では個眼光学系の像とのずれをより小さく抑制できることは明らかである。よって、本位置決め装置では、前記制御手段が、前記Ｎ個の領域のうち2以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて前記駆動機構を駆動するので、全ての領域からの画像信号を画像処理する必要はなく、位置決めに必要な時間を大幅に短縮できる。これにより、組立不良の発生率が低下することで製造効率を向上できるとともに、製造コストを低減できることで、高画質でありながら安価な複眼カメラモジュールを提供することができる。
　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位置決め方法は、Ｎ（Ｎは３以上の整数）個の個眼光学系が２次元的に並べられ一体的に形成された複眼光学系と、各個眼光学系により光学像をそれぞれ結像されるＮ個の領域を含む撮像面を備えた撮像素子とを位置決めする位置決め方法であって、
　前記撮像素子の撮像面法線方向をＺ軸とし、前記Ｚ軸に直交する方向をＸ軸とし、前記Ｚ軸及びＸ軸に直交する方向をＹ軸としたときに、前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して、前記Ｚ軸方向，前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸回り、前記Ｘ軸回り、前記Ｙ軸回りの６軸方向に相対的に移動可能となっており、
　前記撮像素子のＺ軸方向に前記複眼光学系を配置して、チャートを撮像したときに、前記Ｎ個の領域のうち２以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子を相対移動させることを特徴とする。
　本位置決め方法によれば、複眼カメラモジュールの製造で必要な前記Ｚ軸方向，前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸回り、前記Ｘ軸回り、前記Ｙ軸回りの６軸の位置調整や角度調整が、調整用のチャートの撮像画像から算出したズレ量をもとに自動調整できる。このとき、複眼カメラモジュールの特性上、必ずしも全ての領域からの画像信号を用いる必要がない。なぜなら、例えば前記Ｚ軸回りにおける位置決めを行う場合において、個眼光学系の像と，それに対応する領域とのずれ量が最も大きくなるのは、Ｚ軸から最も離れた領域だからであり、従ってＺ軸から最も離れた領域からの画像信号に基づいて調整を行えば、それ以外の領域では個眼光学系の像とのずれをより小さく抑制できることは明らかである。よって、本位置決め方法では、前記Ｎ個の領域のうち2以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とを相対移動させるので、全ての領域からの画像信号を画像処理する必要はなく、位置決めに必要な時間を大幅に短縮できる。これにより、組立不良の発生率が低下することで製造効率を向上できるとともに、製造コストを低減できることで、高画質でありながら安価な複眼カメラモジュールを提供することができる。
　本複眼カメラモジュールは、上述の位置決め方法により互いに位置決めされた複眼光学系と撮像素子とを有することを特徴とする。
　本発明によれば、複眼カメラモジュールの製造時に、複眼光学系と撮像素子との位置決めを高精度に且つ短時間で行える位置決め装置、位置決め方法及び複眼カメラモジュールを提供することができる。
本実施形態にかかるカメラモジュールの模式図である。 図１の撮像ユニットＣＵの断面図である。 （ａ）は、撮像領域と得られる像との関係を示す図であり、（ｂ）は、Ｚ軸回りにずれた際の像の関係を示す図である。 本実施形態による位置決め装置を示す図である。 複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＳとの位置関係を示す図である。 チャートＣＨの正面図である。 本実施形態の位置決め方法を示すフローチャートである。 デフォーカス調整に用いるグラフである。
　以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。
　まず、複眼光学系を用いた複眼カメラモジュールについて説明する。複眼光学系は、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。ここでは、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超解像タイプの複眼カメラモジュールに相当する。
　図１に本実施形態にかかる撮像ユニットを模式的に示す。図１に示すように、撮像ユニット（カメラモジュールともいう）ＣＵ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，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に複数の撮像領域ＳＳが形成され、この撮像領域に被写体の光学像がそれぞれ形成されるように複眼光学系ＬＨが設けられているので、複眼光学系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２は、図１の撮像ユニットＣＵの断面図である。図２の上方が物体側である。複眼光学系ＬＨは、複数（ここでは４行４列に並べた１６個）の物体側レンズ部ＬＡ１ａが一体に形成された第１レンズアレイＬＡ１と、複数（ここでは４行４列に並べた１６個）の像側レンズ部ＬＡ２ａが一体に形成された第２レンズアレイＬＡ２と、を有する。第１レンズアレイＬＡ１と第２レンズアレイＬＡ２は、ポリカーボネート又はアクリルから射出成形されている。物体側レンズ部ＬＡ１ａと、像側レンズ部ＬＡ２ａの光軸は一致している。物体側レンズ部ＬＡ１ａと像側レンズ部ＬＡ２ａとで、個眼光学系を構成する。
　図２において、第１レンズアレイＬＡ１と、第２レンズアレイＬＡ２との間には、金属板又は樹脂板の遮光部材ＡＰ１が配置されている。遮光部材ＡＰ１は、光軸を中心とした開口ＡＰ１ａを複数個（ここでは４行４列に並べた１６個）形成している。第１レンズアレイＬＡ１と遮光部材ＡＰ１との間、及び第２レンズアレイＬＡ２と遮光部材ＡＰ１との間には接着剤が塗布されている。
　第２レンズアレイＬＡ２の像側には、金属板又は樹脂板の遮光部材ＡＰ２が接着されている。遮光部材ＡＰ２は、光軸を中心とした開口ＡＰ２ａを複数個（ここでは４行４列に並べた１６個）形成している。
　図２において、黒色であるアクリル製の鏡枠ＬＦは、複眼光学系ＬＨの周囲を囲う矩形枠状の側面部ＬＦ１と、側面部ＬＦ１の上端から内側に延在する天面部ＬＦ２とを有する。天面部ＬＦ２には、光軸を中心とした開口ＬＦ２ａを複数個（ここでは４行４列に並べた１６個）形成している。
　図２において、鏡枠ＬＦの側面部ＬＦ１の下端は、基板ＣＴの上面に接着されている。基板ＣＴ上において、鏡枠ＬＦに囲まれた内側に、皿状の下部筐体ＢＸが固定されている。下部筐体ＢＸは、底面に撮像素子ＳＲを保持するとともに、撮像素子ＳＲと複眼光学系ＬＨとの間に配置されるようにカバーガラスＣＧを保持する機能を有する。
　図１に示すように、撮像ユニットＣＵは、位置決め調整時に処理装置ＰＵと接続される。処理装置ＰＵは、撮像ユニットＣＵから画像データ出力信号を入力し、位置ずれ演算を行う演算部と、駆動制御を行う制御部から構成され、さらに位置決め調整時のデータを保存する記憶部も持つ。ここで、データとは、6軸位置決め位置情報や調整済みユニットの数量などをいう。複眼光学系ＬＨの個眼光学系により、撮像素子ＳＲの対応する撮像領域ＳＳに結像された光学像は、画像信号に光電変換される。各画像信号を画像処理することによって、図３（ａ）に示すように、ＳＳ（１）～ＳＳ（１６）から、それぞれ像０１～像１６が得られる。
　処理装置ＰＵは、得られた像０１～像１６を合成して、１枚の合成画像ＭＬを形成し、更に位置ずれ演算を行う。位置ずれ量の演算結果は、後述の図４の４軸調整ステージ１１２又はθ回転調整機構１１５ｃ、Z軸方向昇降機構１１５ｄに出力される。尚、撮像ユニットＣＵを携帯端末等に組み込んだ場合、撮像ユニットＣＵの画像データ出力信号は、携帯端末等のＣＰＵで画像処理されて、ディスプレイに表示等されることとなる。
　ここで、複眼光学系を用いる複眼カメラモジュールでは、一般的な単一の光学系を持つカメラモジュールにおいて必要なＺ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸回り、Ｙ軸回りの５軸に、Ｚ軸回りを加えた６軸調整を行って、個眼光学系の光軸と各撮像領域の中心とを高い精度で一致させる必要がある。もし個眼光学系の光軸と各撮像領域の中心とが一致していない場合は、各撮像領域ＳＳ（１）～ＳＳ（１６）から得られた各像０１～像１６（図３参照）が、Ｚ軸回りの位置（θ）が一致している場合と比較すると、Ｚ軸回りにズレた分だけ各々の撮像画像に写る被写体がシフトするズレが生じる。但し、図３（ｂ）に示すように、例えば像０４の画像は、点線で示すようにＺ軸を中心として回転するのではなく、実線で示すように平行にシフトする。円形である個眼光学系が回転しても光学像は回転しないからである。
　このように、個眼光学系の光軸と各撮像領域の中心とが一致していない場合、その影響で、最終的に一枚の画像に合成する処理が本来の視差の分をシフトだけでは一致した画像を生成できず、Ｚ軸回りのズレを補正する追加処理が必要になるだけでなく、各々の撮像画像の中で共通の被写体を撮像しているエリアが減少することにより、合成画像の有効サイズが小さくなってしまう恐れがある。そこで、以下に示すような、複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＲとの位置決めが重要となる。
　複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＳとの位置決め装置及び方法について説明する。図４は、本実施形態による複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＳとの位置決め装置の概略構成図である。図５は、複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＳとの位置関係を示す図である。
　図５に示すように、撮像素子ＳＳの撮像面ＳＲ１の法線方向をＺ軸とし、Ｚ軸に直交し撮像面ＳＲ１の長辺方向をＸ軸とし、Ｚ軸に直交し撮像面ＳＲ１の短辺方向をＹ軸とする。ここで、Ｚ軸回りをθ方向，Ｘ軸回りをφＸ方向，Ｙ軸回りをφＹ方向として表す。個眼光学系ＬＩ（１）～ＬＩ（１６）により、撮像領域ＳＳ（１）～ＳＳ（１６）にそれぞれ結像された光学像は、画像処理されて、像０１～像１６（図３（ａ）参照）として出力される。
　図４において、位置決め装置１００は、フレーム１０１上に載置されている。撮像ユニット支持機構１１０が、フレーム１０１上に配設された基台１１１と、基台１１１に連結された４軸調整ステージ１１２と、４軸調整ステージ１１２の上端に設けられ撮像素子ＳＲを実装した基板ＣＴを着脱可能に保持する保持部１１３と、を有している。
　４軸調整ステージ１１２は保持部１１３を、保持部１１３で保持した撮像素子ＳＲの撮像面ＳＲ１（図４参照）に沿って互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に、かつ、撮像面ＳＲ１の向きを変化させるφＸ方向、φＹ方向に（４軸に）独立して高い精度で移動できるように構成されている。
　本実施形態では、４軸調整ステージ１１２は、ＸＹステージ、ゴニオステージを組み合わせることによって構成されており、各ステージに設けられたアクチュエータを駆動することによって、保持部１１３に保持された撮像素子ＳＲを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、φＸ方向、φＹ方向それぞれに独立して動かすことができるようになっており、このような４軸調整ステージ１１２として市販品を使用可能である。
　鏡枠支持機構１１５は、光通過部１１５ａと、光通過部１１５ａを設けた鏡枠支持部１１５ｂと、鏡枠支持部１１５ｂをＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させ、また、Ｚ軸回りに回転させるθ回転調整機構１１５ｃと、光通過部１１５ａおよび鏡枠支持部１１５ｂをＺ軸方向に移動させる昇降機構１１５ｄと、を備えている。
　基台１１１の一側から脚部１１１ａが起立し、この脚部１１１ａの上部に、撮像ユニット支持機構１１０の上方に臨むようにして鏡枠支持機構１１５が設けられている。
　光通過部１１５ａは、鏡枠支持部１１５ｂを貫通する貫通孔であって、鏡枠ＬＦよりも僅かに小さい寸法の矩形孔で形成されている。鏡枠支持部１１５ｂは、鏡枠ＬＦの外周を保持するようになっている。
　なお、鏡枠支持機構１１５は、鏡枠ＬＦを嵌合した際に負圧を作用させ、鏡枠ＬＦを鏡枠支持機構１１５にエア吸着させるための不図示の空気路が設けられている。
　θ回転調整機構１１５ｃは、昇降機構１１５ｄと鏡枠支持部１１５ｂとの間に設けられており、保持された鏡枠ＬＦを複眼光学系ＬＨとともに、θ方向（Ｚ軸回り）に回転させることができるようになっており、市販品を使用可能である。
　昇降機構１１５ｄは、脚部１１１ａに対して鏡枠支持機構１１５をＺ軸方向に移動可能に保持するものである。このような昇降機構１１５ｄとしては例えばラック・ピニオン機構を用いたもの、チェーン歯車機構を用いたもの、エアシリンダを用いたものなど従来公知のさまざまな機構が採用可能である。４軸調整ステージ１１２とθ回転調整機構１１５ｃと昇降機構１１５ｄとで駆動手段を構成する。
　図１，図４の処理装置ＰＵは、撮像素子ＳＲの撮像領域ＳＳから画像信号を入力して画像処理を施し、その結果より、４軸調整ステージ１１２とθ回転調整機構１１５ｃと昇降機構１１５ｄとを駆動する。尚、保持部１１３の近傍には、紫外線を照射する光源ＯＰＳが配置されている。
　鏡枠支持機構１１５の上方に、撮像素子ＳＲから所定距離離れてチャートＣＨが配置されている。チャートＣＨは、例えば図６に示すパターンＰＴ１～ＰＴ５が、中心と７０％像高の４箇所に有り、且つチャート中心で交差する縦と横の線を有するが、これに限らずピントが合ったこと（合焦）を確認できる解像度検出用パターンがあり、またチャート中心が検出しやすいものが望ましい。
　次に、図７のフローチャートを参照して、本実施形態による位置決め方法を説明する。ここで、Ｚ軸回り（θ）、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸回り（φＸ）、Ｙ軸回り（φＹ）の６軸のうち、θを除く５軸の位置決めはレンズ収差やレンズ組立ずれの影響も受ける。例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向の調整はレンズ面の偏心、Ｘ軸回りとＹ軸回りの調整はレンズ像面の傾き、Ｚ軸方向の調整はレンズの芯厚やレンズ間隔の誤差の影響を受ける。しかし、Ｚ軸回りの調整は、複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＲの回転ズレを調整するものであり、他の５軸と独立して調整することが可能である。但し、Ｚ軸方向の複数の位置で撮像するデフォーカス調整を行わないと、ズレ量を算出可能な画像を得られないため、まずＺ軸方向の調整は必要になるが、Ｘ軸方向とＹ軸方向の光軸調整や、Ｘ軸回りとＹ軸回りの傾き調整と独立して、Ｚ軸回りの調整を行うことが可能であり、光軸調整及び傾き調整と、Ｚ軸回りの順序は任意に選択することが可能である。
　ここで、図４の保持部１１３は、撮像素子ＳＲを実装した基板ＣＴをセットすると撮像面ＳＲ１の中心からの法線がチャートＣＨの中心に向き、撮像面ＳＲ１とチャートＣＨのθ方向（Ｚ軸回り）も一致した状態で保持する構造になっている。まず、鏡枠支持機構１１５に、複眼光学系ＬＨを取り付けた鏡枠ＬＦを保持し、鏡枠ＬＦの下端に紫外線硬化接着剤を付与した上で、基板ＣＴに接近させる。ここで、複眼光学系ＬＨの個眼光学系を通過した光学像が、撮像素子ＳＲの各撮像領域ＳＳに入射するようになる。
　図１，図４の処理装置ＰＵは、図７のステップＳ１０１で、Ｚ軸方向調整を行う。より具体的には、例えば中央の４つの撮像領域（ここでは図５の領域ＳＳ（６）、ＳＳ（７）、ＳＳ（１０）、ＳＳ（１１））からの画像信号を入力し、高周波成分を抽出する。次いで昇降機構１１５ｄにより複眼光学系ＬＨをＺ軸方向に微小に移動させて、再度同じ撮像領域から画像信号を入力し、高周波成分を抽出する。これをデフォーカス調整という。ここで、縦軸に高周波成分の量、横軸にＺ軸方向位置をプロットしたグラフを作成すると、図８に示すようになる。４つの撮像領域の画像信号からそれぞれ高周波成分を抽出すると、４本のグラフ（４つの山）を描く。このピーク（山の頂点）が一致していれば問題ないのであるが、実際は図８に示すように、山の左右（遠近）と頂点の高さが少々異なるグラフになることが多い。処理装置ＰＵは、昇降機構１１５ｄにより、これらが全体的にバランスの良い位置（例えばそれぞれグラフのベストピント位置ｄ１～ｄ４の平均位置ｄ(ave)など）に複眼光学系ＬＨを移動させる。これにより複眼光学系ＬＨのピントが撮像領域ＳＳに合うようになる（中心ベスト位置）。
　ステップＳ１０２で、処理装置ＰＵは、Ｚ軸の位置を固定したままθ調整を行う。より具体的には、例えばＸ軸方向に離れた２つの撮像領域（ここでは同じＹ軸座標を含む図５の領域ＳＳ（５）、ＳＳ（８））からの画像信号を入力し、得られた像０５，像０８における中心を求める。更に処理装置ＰＵは、ステップＳ１０３で、像０５，像０８の中心が、それぞれ領域ＳＳ（５）、ＳＳ（８）の所定範囲内にある（規格値内に入っている）か否かを判断する。撮像されたチャート画像の同じ点（例えば中心）が、同じＹ軸座標上に表示されば、Ｚ軸回りの回転ずれが規格値内であることが分かる。
　所定範囲内にないと判断すれば、処理装置ＰＵは、ステップＳ１０４でθ回転調整機構１１５ｃを駆動して、複眼光学系ＬＨをＺ軸回りに回転させ、再度撮像領域ＳＳ（５）、ＳＳ（８）からの画像信号を入力し、得られた像０５，像０８における中心を求め，再びステップＳ１０３で、像０５，像０８の中心が、それぞれ撮像領域ＳＳ（５）、ＳＳ（８）の所定範囲内にあるか否かを判断する。
　ここで、像０５，像０８の中心が、それぞれ撮像領域ＳＳ（５）、ＳＳ（８）の所定範囲内にあると処理装置ＰＵが判断すれば、次いで４軸調整を行う。以下、詳細に説明する。
　処理装置ＰＵは、まずステップＳ１０５で光軸調整量を算出する。より具体的には、ステップＳ１０５で、処理装置ＰＵは、複眼光学系の中心から等距離の対角線上にある個眼光学系を通した像０１と像１６に写るチャートＣＨの中心位置が、それぞれの撮影した領域ＳＳ（１）とＳＳ（１６）において中心位置からＸ軸，Ｙ軸ともに逆方向に等距離の位置に写る状態がＸ軸とＹ軸が適正位置であることから、その撮像領域中心から画像上に写るチャートＣＨの中心位置までの距離の差分からＸ軸方向またはＹ軸方向のずれ量を求め、更にステップＳ１０６で、求めたずれ量が規格値内であるか否かを判断する。
　ずれ量が規格値外であると判断すれば、処理装置ＰＵは、ステップＳ１０７で４軸調整ステージ１１２を駆動して、像０１と像１６に写るチャートＣＨの中心位置が、それぞれの撮影した領域ＳＳ（１）とＳＳ（１６）の中心位置から逆方向に等距離に位置するように、複眼光学系ＬＨをＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させ、再度撮像領域ＳＳ（１）、ＳＳ（１６）からの画像信号を入力し、得られた像０１，像１６に写るチャートＣＨの中心位置と、領域ＳＳ（１）、ＳＳ（１６）における中心位置との距離の差分からＸ軸方向及びＹ軸方向のずれ量を求め、更にステップＳ１０６で、求めたずれ量が規格値内であるか否かを判断する。
　これに対し、ステップＳ１０６で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のずれ量が規格値内であると判断すると、処理装置ＰＵは、傾き調整を行う。より具体的には、例えばＸ軸方向に離れた２つの撮像領域（ここでは図５の領域ＳＳ（５）、ＳＳ（８））からの画像信号を入力し、得られた像０５，像０８の高周波成分が多くなるピーク位置を比較するとともに、Ｙ軸方向に離れた２つの撮像領域（ここでは図５の領域ＳＳ（３）、ＳＳ（１５））からの画像信号を入力し、得られた像０３，像１５の高周波成分が多くなるピーク位置を比較する。高周波成分が多くなるピーク位置が同じであれば、Ｘ軸回りの位置決めとＹ軸回りの位置決めがなされた状態にあることが分かる。
　そこで処理装置ＰＵは、ステップＳ１０８でデフォーカス調整を行いながら、ステップＳ１０９で、像０５，像０８の高周波成分が多くなるピーク位置を比較し、また像０３，像１５の高周波成分が多くなるピーク位置を比較して、差が大きい場合には、傾き規格値外であると判断して、ステップＳ１１０で、４軸調整ステージ１１２を駆動して、高周波成分が多くなるピーク位置の差が小さくなる方向に、複眼光学系ＬＨをＸ軸回り又はＹ軸回りに回転移動させる。
　ここで、複眼光学系ＬＨをＸ軸回り又はＹ軸回りに回転移動させると、Ｘ軸の位置、Ｙ軸の位置が変化することが多いので、処理装置ＰＵは、フローを再びステップＳ１０５へと戻し、再び光軸調整と傾き調整の繰り返し制御ループを繰り返す（ステップＳ１０５～Ｓ１１０）。
　このようにして、光軸調整と傾き調整を行って、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のずれ量と、Ｘ軸回り及びＹ軸回りのずれ量が規格値内に収まったと判断した場合、ステップＳ１１１で、鏡枠ＬＦと基板ＣＴとの間に紫外線硬化性樹脂が塗布され、処理装置ＰＵが光源ＯＰＳから紫外線を照射する。これによりステップＳ１１２で、紫外線硬化性樹脂が硬化するので、鏡枠ＬＦと基板ＣＴとが接着固定される。これにより、複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＲとは、調整された状態に維持される。以上で、複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＲとの位置決めが完了する。
　本実施形態によれば、処理装置ＰＵが、１６個の撮像領域のうち一部の撮像領域からの画像信号に基づいて、複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＲとのずれ量を検出し、このずれ量に基づいて駆動機構を駆動して、複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＲとを相対移動させるので、全ての撮像領域からの画像信号を画像処理する必要はなく、位置決めに必要な時間を大幅に短縮できる。
　尚、Ｚ軸回りの調整は、光軸調整と傾き調整の繰り返し制御ループ（ステップＳ１０５～Ｓ１１０）の前に行ったが、その後に行っても良い。又、最終調整が終わった後、少なくとも１回は確認のため、全撮像領域からの画像に基づいて、６軸の位置又は傾きを確認しても良い。更に、６軸調整のいずれかは、像０１～像１６のいずれか少なくとも２つを合成した合成画像に基づいて行っても良い。
　又、処理装置ＰＵは、複眼光学系ＬＨを撮像素子ＳＲに対してＺ軸方向に移動させ、複数位置でチャートＣＨを撮像し、少なくとも２つの撮像領域からの画像信号に基づいて、各撮像領域毎に画像の像面湾曲を求め、この像面湾曲に基づいてＺ軸方向の位置と、Ｘ軸回りの位置と、Ｙ軸回りの位置の最適位置を求めることもできる。つまり、それぞれの撮像領域におけるチャートＣＨのパターンＰＴ１からもとめた画像中心の高周波成分だけでなく、チャートＣＨの周辺にあるパターンＰＴ２～ＰＴ５からもとめた画像中心以外の像高の高周波成分のデータも取得し、高周波成分がピークとなるデフォーカス位置が一致せず、異なる位置でパターンＰＴ１～ＰＴ５高周波成分がピークとなるような特性を持つ個眼光学系である場合（これを像面が平面ではなく湾曲していると表現する）、パターンＰＴ１のピーク位置ではなくパターンＰＴ１～ＰＴ５の中心と周辺の高周波成分が平均して高くなる位置がバランスが良く最適位置とする。
　又、処理装置ＰＵは、θ調整を行う際に、例えばＹ軸方向に離れた２つの撮像領域（ここでは同じＸ軸座標を含む図５の領域ＳＳ（３）、ＳＳ（１５））からの画像信号を入力し、得られた像０３，像１５における中心を求めるようにしても良い。かかる場合、チャート画像の同じ点（例えば中心）が、同じＸ軸座標上に表示されば、Ｚ軸回りの回転ずれが規格値内であることが分かる。
　又、処理装置ＰＵは、少なくとも２つの撮像領域からの画像データに基づいて、それぞれ算出した視差の値に基づいて、検出した複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＲとのずれ量を求めることもできる。
　また、図４の位置決め装置において、環境温度を測定する測定手段としての温度センサＳＮを設けるようにしてもよい。複眼光学系ＬＨをプラスチックから形成したような場合、シリコン製の撮像素子ＳＲとの熱膨張係数の違いから、環境温度変化によって位置決め状態が変化する恐れがある。そこで、処理装置ＰＵは、温度センサＳＮからの出力信号に基づいて、温度変化に起因した熱膨張の差による寸法変化に対応して、複眼光学系ＬＨと撮像素子ＳＲとのずれ量を補正することができる。
　以下、好ましい実施態様についてさらに説明する。
　上記位置決め装置において、前記制御手段（処理装置ＰＵ）は、少なくとも１回は、前記Ｎ個の領域全てからの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて前記駆動機構を駆動することが好ましい。
　例えば、中間の位置決め調整時には、例えば２つの領域からの画像信号を用いることで、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出した上で、迅速に調整を行うが、最終の調整終了後には、前記撮像素子の全領域からの画像信号を用いることで、得られた合成画像に基づいて、ずれがないか確認することが好ましい。
　また、前記Ｚ軸回り以外の方向の駆動は、そのいずれかの方向の駆動後に、再度前記Ｎ個の領域のうち２以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて前記駆動機構を駆動する繰り返し制御ループを行うようになっており、前記Ｚ軸回りの駆動は、前記繰り返し制御ループ外で行うことが好ましい。
　ここで、Ｚ軸回りを除く５軸の位置ずれについては、個眼光学系のレンズ収差や組立ずれの影響を受けて発生するものである。より具体的には、Ｘ軸方向とＹ軸方向のずれは、個眼光学系のレンズ面の偏心の影響を受け、Ｘ軸回りとＹ軸回りのずれは、個眼光学系のレンズ像面の傾きの影響を受け、Ｚ軸方向のずれはレンズの芯厚や個眼光学系のレンズ間隔の誤差の影響を受ける。しかしながら、Ｚ軸回りの位置決めは、複眼光学系と撮像素子の回転ズレを調整するものであり、他の５軸の位置ずれと独立して調整することが可能である。そこで、前記Ｚ軸回りの駆動を、前記繰り返し制御ループ外で行うことにより効率的な位置決めを行うことができる。
　また、前記Ｚ軸回りの駆動は、前記繰り返し制御ループの前に行うことが好ましい。複眼光学系と撮像素子の位置決めにおいて、Ｚ軸方向の複数の位置で撮像するデフォーカス調整を行うことで、ズレ量を算出可能なピントが合った画像を得ることができる。必ずしも前記繰り返し制御ループの前に前記Ｚ軸回りの調整を行う必要はないが、先に独立して前記Ｚ軸回りの調整を実施すれば、Ｚ軸回りに調整済みのチャート撮像画像を取得できるので、補正などが不要になり演算処理の負荷が減って効率的である。
　また、前記Ｚ軸回りの駆動は、前記繰り返し制御ループの後に行うことが好ましい。前記Ｚ軸回りの調整は独立して行えるので、前記繰り返し制御ループの後に行うことも可能である。
　また、前記制御手段（処理装置ＰＵ）は、前記駆動機構を介して前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して前記Ｚ軸方向に移動させ、複数位置で前記チャートを撮像し、前記Ｎ個の領域のうち２以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、各領域毎に画像の像面湾曲を求め、前記像面湾曲に基づいて前記Ｚ軸方向の位置と、前記Ｘ軸回りの位置と、前記Ｙ軸回りの位置とを求めることが好ましい。
　前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して前記Ｚ軸方向に移動させ、Ｚ軸上の複数位置に移動して撮像したデフォーカス画像から、各個眼光学系の像面湾曲を演算して求め、その結果から各々の個眼光学系を介して各領域で撮像した画像を合成した際に、前記Ｚ軸方向の位置と、前記Ｘ軸回りの位置と、前記Ｙ軸回りの位置とに関して、総合的に最適になるような位置に調整することができる。
　また、前記撮像素子の長辺方向がＸ軸方向であり、同じＹ軸座標を含み、且つＸ軸方向に並んだ少なくとも２つの前記領域からの画像信号に基づいて、前記制御手段は、前記駆動機構を介して前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して前記Ｚ軸回りに駆動することが好ましい。
　前記撮像素子の領域の内、対角方向に離れた複数の領域よりも、水平方向に離れた複数の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子のずれ量を検出する方が好ましい。撮像されたチャート画像の同じ点（例えば中心）が、同じＹ軸座標上に表示されることで、Ｚ軸回りの位置決めが行われたことが分かるからである。
　また、前記撮像素子の短辺方向がＹ軸方向であり、同じＸ軸座標を含み、且つＹ軸方向に並んだ少なくとも２つの前記領域からの画像信号に基づいて、前記制御手段は、前記駆動機構を介して前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して前記Ｚ軸回りに駆動することが好ましい。
　前記撮像素子の領域の内、対角方向に離れた複数の領域よりも、垂直方向に離れた複数の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子のずれ量を検出する方が好ましい。撮像されたチャート画像の同じ点（例えば中心）が、同じＸ軸座標上に表示されることで、Ｚ軸回りの位置決めが行われたことが分かるからである。
　また、前記制御手段は、少なくとも２つの前記領域からの画像信号に基づいて、それぞれ算出した視差の値に基づいて、検出した前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を求めることが好ましい。
　例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向の位置決めにおいて、例えば、撮像面の対角方向に中心から等距離の２つの領域から得られたチャート画像で、チャート中心の位置がそれぞれの撮像画像の中心から等距離になる位置が適正であるから、その画像上の距離の差分からＸ軸方向またはＹ軸方向について調整する量を算出することができる。
　また、前記複眼光学系の温度を測定する測定手段を有し、前記制御手段は、前記測定手段からの出力信号に基づいて、検出した前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を補正することが好ましい。
　例えば、複眼光学系をプラスチックから形成したような場合、シリコン製の撮像素子との熱膨張係数の違いから、環境温度変化によって位置決め状態が変化する恐れがある。そこで、前記測定手段により前記複眼光学系の温度を測定することにより、前記制御手段は、前記測定手段からの出力信号に基づいて、検出した前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を補正することで、高精度な位置決めを行える。具体的には、位置決め装置の駆動機構近傍に温度センサーを設け、位置決め装置を設置している室内の温度が一定だとしても、調整に要した時間により複眼光学系や撮像素子の温度が変化した場合に、その温度検出結果をフィードバックして調整する位置を補正することができる。
　また、前記複眼光学系は鏡枠に保持されており、前記撮像素子は基板に実装されており、前記制御手段が、検出した前記ずれ量に基づいて、前記駆動機構を介して前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して移動させた後、前記鏡枠と前記基板とが接着されるようになっていることが好ましい。これにより、前記複眼光学系と前記撮像素子との位置決めされた状態を維持できる。
　また、前記鏡枠と前記基板との接着は、前記鏡枠と前記基板との間に紫外線硬化性樹脂を付与し、紫外線を照射することで硬化させるようになっていることが好ましい。紫外線硬化樹脂は、紫外線を照射することで硬化するので、比較的短時間で硬化するため、前記鏡枠と前記基板との接着に都合が良い。
　本発明は、本明細書に記載の実施形態・変形例に限定されるものではなく、他の実施形態・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。
ＣＨ　　　　　　チャート
ＰＵ　　　　　　処理装置
ＣＴ　　　　　　基板
ＣＵ　　　　　　カメラモジュール
ＬＡ１　　　　　レンズアレイ
ＬＡ１ａ　　　　物体側レンズ部
ＬＡ２　　　　　レンズアレイ
ＬＡ２ａ　　　　像側レンズ部
ＬＡ２ａ　　　　像側レンズ部
ＬＦ　　　　　　鏡枠
ＬＨ　　　　　　複眼光学系
ＬＩ　　　　　　個眼光学系
ＭＬ　　　　　　合成画像
ＯＰＳ　　　　　光源
ＳＮ　　　　　　温度センサ
ＳＲ　　　　　　撮像素子
ＳＲ１　　　　　撮像面
ＳＳ（１）～ＳＳ（１６）　撮像領域
１００　　　　　位置決め装置
１０１　　　　　フレーム
１１０　　　　　撮像ユニット支持機構
１１１　　　　　基台
１１１ａ　　　　脚部
１１２　　　　　４軸調整ステージ（XYステージとゴニオステージ）
１１３　　　　　保持部
１１５　　　　　鏡枠支持機構
１１５ａ　　　　光通過部
１１５ｂ　　　　鏡枠支持部
１１５ｃ　　　　θ回転調整機構
１１５ｄ　　　　昇降機構（Ｚ軸方向の調整機構）

Claims (14)

  1. 　Ｎ（Ｎは３以上の整数）個の個眼光学系が２次元的に並べられ一体的に形成された複眼光学系と、各個眼光学系により光学像がそれぞれ結像されるＮ個の領域を含む撮像面を備えた撮像素子と、を位置決めする位置決め装置であって、
    　前記撮像素子の撮像面法線方向をＺ軸とし、前記Ｚ軸に直交する方向をＸ軸とし、前記Ｚ軸及びＸ軸に直交する方向をＹ軸としたときに、前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して、前記Ｚ軸方向，前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸回り、前記Ｘ軸回り、前記Ｙ軸回りに相対的に駆動する駆動機構と、
    　前記撮像素子のＺ軸方向に前記複眼光学系を配置して、チャートを撮像したときに、前記Ｎ個の領域のうち２以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて前記駆動機構を駆動する制御手段と、を有することを特徴とする位置決め装置。
  2. 　前記制御手段は、少なくとも１回は、前記Ｎ個の領域全てからの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて前記駆動機構を駆動することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
  3. 　前記Ｚ軸回り以外の方向の駆動は、そのいずれかの方向の駆動後に、再度前記Ｎ個の領域のうち２以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて前記駆動機構を駆動する繰り返し制御ループを行うようになっており、前記Ｚ軸回りの駆動は、前記繰り返し制御ループ外で行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決め装置。
  4. 　前記Ｚ軸回りの駆動は、前記繰り返し制御ループの前に行うことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置。
  5. 　前記Ｚ軸回りの駆動は、前記繰り返し制御ループの後に行うことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置。
  6. 　前記制御手段は、前記駆動機構を介して前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して前記Ｚ軸方向に移動させ、複数位置で前記チャートを撮像し、前記Ｎ個の領域のうち２以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、各領域毎に画像の像面湾曲を求め、前記像面湾曲に基づいて前記Ｚ軸方向の位置と、前記Ｘ軸回りの位置と、前記Ｙ軸回りの位置と、を求めることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の位置決め装置。
  7. 　前記撮像素子の長辺方向がＸ軸方向であり、同じＹ軸座標を含み、且つＸ軸方向に並んだ少なくとも２つの前記領域からの画像信号に基づいて、前記制御手段は、前記駆動機構を介して前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して前記Ｚ軸回りに駆動することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の位置決め装置。
  8. 　前記撮像素子の短辺方向がＹ軸方向であり、同じＸ軸座標を含み、且つＹ軸方向に並んだ少なくとも２つの前記領域からの画像信号に基づいて、前記制御手段は、前記駆動機構を介して前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して前記Ｚ軸回りに駆動することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の位置決め装置。
  9. 　前記制御手段は、少なくとも２つの前記領域からの画像信号に基づいて、それぞれ算出した視差の値に基づいて、検出した前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を求めることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の位置決め装置。
  10. 　前記複眼光学系の温度を測定する測定手段を有し、前記制御手段は、前記測定手段からの出力信号に基づいて、検出した前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を補正することを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の位置決め装置。
  11. 　前記複眼光学系は鏡枠に保持されており、前記撮像素子は基板に実装されており、前記制御手段が、検出した前記ずれ量に基づいて、前記駆動機構を介して前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して移動させた後、前記鏡枠と前記基板とが接着されるようになっていることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の位置決め装置。
  12. 　前記鏡枠と前記基板との接着は，前記鏡枠と前記基板との間に紫外線硬化性樹脂を付与し、紫外線を照射することで硬化させるようになっていることを特徴とする請求項１１に記載の位置決め装置。
  13. 　Ｎ（Ｎは３以上の整数）個の個眼光学系が２次元的に並べられ一体的に形成された複眼光学系と、各個眼光学系により光学像をそれぞれ結像されるＮ個の領域を含む撮像面を備えた撮像素子と、を位置決めする位置決め方法であって、
    　前記撮像素子の撮像面法線方向をＺ軸とし、前記Ｚ軸に直交する方向をＸ軸とし、前記Ｚ軸及びＸ軸に直交する方向をＹ軸としたときに、前記複眼光学系と前記撮像素子のうち一方を他方に対して、前記Ｚ軸方向，前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸回り、前記Ｘ軸回り、前記Ｙ軸回りの６軸方向に相対的に移動可能となっており、
    　前記撮像素子のＺ軸方向に前記複眼光学系を配置して、チャートを撮像したときに、前記Ｎ個の領域のうち２以上、（Ｎ－１）以下の領域からの画像信号に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて、前記複眼光学系と前記撮像素子を相対移動させることを特徴とする位置決め方法。
  14. 　請求項１４に記載の位置決め方法により互いに位置決めされた複眼光学系と撮像素子とを有することを特徴とする複眼カメラモジュール。
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