JP2015207982A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、温度変化に伴う画像の劣化を抑制しつつ、駆動機構の不安定要素に伴う画像の劣化も抑制できる撮像装置を提供する。【解決手段】本発明の撮像装置Iaは、複数の撮像光学系を持つアレイレンズを予め規定された所定の誤差を生じるように支持し、実際に結像された被写体の各光学像を、基準として設定された基準温度で結像される被写体の各光学像になるように補正するための、予め与えられた温度補正データを、温度検出部6で検出された温度に基づいて用いることで、前記実際に結像された被写体の各光学像を補正して各画像を形成する。この際に、アレイレンズに生じた前記所定の誤差が誤差検出部74によって検出され、この誤差検出部74で検出した前記所定の誤差に基づいて、画像形成の際に使用される前記温度補正データが補正データ修正部73によって修正される。【選択図】図2
Description
本発明は、物体(被写体)の光学像を撮像する撮像装置に関する。
撮像装置は、一般に、物体(被写体)の光学像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって受光面(撮像面)上に結像された前記光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備えている。このような撮像装置の一つに、アレイ状に配列された複数の撮像光学系(個眼)を備えるアレイレンズを用いた装置が知られている。撮像装置は、様々な環境下で用いられるので、これに搭載された前記アレイレンズは、前記様々な環境から影響を受ける。
特に、温度が変化すると、アレイレンズにおける各個眼間の距離が変化したり、各個眼の光学特性が変化して収差が発生したり等する。このため、アレイレンズを用いた撮像装置によって形成された画像は、温度変化に伴って劣化してしまう。このため、このような温度変化の対策として、例えば、特許文献1に開示された撮像装置がある。
この特許文献1に開示された撮像装置は、複数のレンズを含むレンズアレイと、前記複数のレンズと一対一に対応して設けられ、対応する前記レンズの光軸方向に対して略垂直な受光面をそれぞれ有する複数の撮像領域と、前記レンズアレイの近傍に配置され温度を検知する温度センサと、前記温度センサにより検知された温度に基づいて、前記複数のレンズのすべての光軸の移動量に応じて前記撮像領域において生成された撮像信号を補正する温度補償/撮像信号補正部とを備えている。
ところで、撮像装置には、ピントを自動的に合わるためのオートフォーカス機能や、焦点距離を可変する変倍機能(ズーム機能)等を備えるものもある。このオートフォーカス機能は、ピント合わせ(合焦)のための光学素子を光軸方向に沿って移動させることによって実行され、また、前記変倍機能は、変倍のための光学素子を光軸方向に沿って移動させることによって実行される。したがって、このような機能を備える撮像装置は、所定の光学素子を駆動する駆動機構を備えており、この駆動機構は、一般に、「ガタ」、「遊び」および「ズレ」等の不安定要素を含む。また、プラスチック等の樹脂材料で形成された樹脂材料製部品が用いられている場合には、その弾性変形も前記不安定要素となる。このため、このような駆動機構によって駆動される光学素子は、前記不安定要素に起因して、光軸に対して傾いたり(チルトが生じたり)、光軸を法線とする平面内において前記光学素子がその本来の位置からずれたり等する。この結果、撮像装置によって形成された画像が劣化してしまう。
特に、複数の撮像光学系(個眼)を2次元アレイ状に配列したアレイレンズ1002を備えたレンズユニットの場合では、図16(B)に示すように、アレイレンズ1002から撮像素子の受光面1003(実線はチルトが0の場合の受光面を示し、破線はチルトが有る場合の受光面を示す)までの距離がチルトによって個眼の配列位置に応じて個眼ごとに異なるため、チルトが単眼のレンズでは無視できるような微少量であっても、個眼によっては無視できずに、光学像の画像の劣化が大きくなる。ずなわち、図16(A)に示す単眼の光学素子1001では、光学性能の低下は、画像周辺のみで生じるが、図16(B)に示すアレイレンズ1002では、アレイレンズ1002の周辺に位置する個眼の光学性能は、略完全に低下してしまい、その画像全体が劣化してしまう。
また、アレイレンズにおける各個眼のレンズは、一般に、小さいため、位置すれが単眼のレンズでは無視できるような微少量であっても、無視できない。
前記特許文献1に開示された撮像装置は、温度変化に伴う画像の劣化を補正できるが、このような駆動機構の不安定要素に伴う画像の劣化を考慮しておらず、補正できない。
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、温度変化に伴う画像の劣化を抑制しつつ、駆動機構の不安定要素に伴う画像の劣化も抑制できる撮像装置を提供することである。
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる撮像装置は、複数の撮像光学系を持つアレイレンズと、前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系に対応し、複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面にそれぞれ結像された被写体の各光学像をそれぞれ撮像する複数の撮像部と、予め規定された所定の誤差を生じるように前記アレイレンズを支持し、所定の軸の軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させる駆動機構部と、前記アレイレンズの温度を検出するための温度検出部と、前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像を、基準として設定された基準温度で前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像される被写体の各光学像になるように補正するための、予め与えられた温度補正データを、前記温度検出部で検出された前記アレイレンズの温度に基づいて用いることで、前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像を補正して前記被写体の各光学像の各画像を形成する画像形成部と、前記アレイレンズに生じた前記所定の誤差を検出する誤差検出部と、前記誤差検出部で検出した前記所定の誤差に基づいて、前記画像形成部で使用される前記温度補正データを修正する補正データ修正部とを備えることを特徴とする。
このような撮像装置では、アレイレンズにおける複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像を、基準として設定された基準温度で前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像される被写体の各光学像になるように補正するための温度補正データが予め用意される。すなわち、アレイレンズにおける複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像される被写体の各光学像に対して前記基準温度からの温度変化に起因して生じる歪み(ずれ)を補正するための温度補正データが予め用意される。そして、画像を形成する際に、前記温度補正データを温度検出部で検出されたアレイレンズの温度に基づいて用いることで、前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像が補正される。このため、上記撮像装置は、温度変化に伴う画像の劣化を抑制できる。そして、前記温度補正データを使用する際に、誤差検出部で検出されたアレイレンズの誤差に基づいて温度補正データが修正される。ここで、駆動機構部の不安定要素に伴ってアレイレンズに生じる誤差は、予め規定されたもののみである。このため、アレイレンズの誤差による温度補正データのずれが予測可能となり、前記温度補正データの修正が容易となる。したがって、上記撮像装置は、温度変化に伴う画像の劣化を抑制しつつ、駆動機構部の不安定要素に伴う画像の劣化も抑制できる。
また、他の一態様では、上述の撮像装置において、前記所定の誤差は、1自由度であることを特徴とする。
このような撮像装置では、前記所定の誤差が1自由度であるので、アレイレンズの誤差による温度補正データのずれも、1自由度となり、より簡単な傾向を示し、より容易に予測可能となる。また、温度補正データは、より容易に作成できる。したがって、上記撮像装置は、駆動機構部の不安定要素に伴う画像の劣化をより簡単に抑制できる。
また、他の一態様では、上述の撮像装置において、前記所定の誤差は、単調に変化することを特徴とする。
このような撮像装置では、前記所定の誤差が単調に変化するので、アレイレンズの誤差による温度補正データのずれも、単調な変化を示し、さらにより容易に予測可能となる。また、温度補正データは、さらにより容易に作成できる。したがって、上記撮像装置は、駆動機構部の不安定要素に伴う画像の劣化をさらにより簡単に抑制できる。
また、他の一態様では、これら上述の撮像装置において、前記補正データ修正部は、前記温度補正データに対して前記所定の誤差に起因して生じるずれを修正するための修正データを、前記誤差検出部で検出された前記所定の誤差に基づいて用いることで、前記画像形成部で使用される前記温度補正データを修正し、前記修正データは、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個の撮像光学系に対して予め与えられていることを特徴とする。
このような撮像装置は、少なくとも2個の撮像光学系に対する修正データで良いので、少ない記憶容量で修正データの記憶が可能となる。なお、前記所定の誤差は、上述のように、単調に変化するので、修正データが予め与えられていない撮像光学系に対する修正データは、予め与えられている前記修正データから補間可能である。
また、他の一態様では、これら上述の撮像装置において、前記所定の誤差は、前記所定の軸に対する前記アレイレンズの傾きによって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の距離の誤差であることを特徴とする。
このような撮像装置は、所定の軸に対するアレイレンズの傾きによって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の距離の誤差による画像の劣化を抑制できる。
また、他の一態様では、これら上述の撮像装置において、前記駆動機構部は、前記アレイレンズを支持する平行ばねまたは平行リンクを備え、前記平行ばねまたは前記平行リンクは、その延伸方向が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されていることを特徴とする。
このような撮像装置では、アレイレンズが平行ばねまたは平行リンクで支持される場合に、前記平行ばねまたは前記平行リンクが、その延伸方向を、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されることで、前記支持によって生じる前記所定の誤差は、前記所定の軸に対する前記アレイレンズの傾きによって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の距離の誤差のみに規定され得る。
また、他の一態様では、上述の撮像装置において、前記駆動機構部は、前記アレイレンズを支持する平行リンクを備え、前記平行リンクは、その延伸方向に並ぶリンク軸を結ぶ線分が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されていることを特徴とする。
このような撮像装置では、アレイレンズが平行リンクで支持される場合に、前記平行リンクが、その延伸方向に並ぶリンク軸を結ぶ線分を、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されることで、前記リンク軸のガタによって生じる前記所定の誤差は、前記所定の軸に対する前記アレイレンズの傾きによって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の距離の誤差のみに規定され得る。
また、他の一態様では、上述の撮像装置において、前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系は、互いに直交する2方向に2次元アレイ状に配列され、前記駆動機構部は、前記アレイレンズを支持する平行ばねまたは平行リンクを備え、前記平行ばねまたは前記平行リンクは、その延伸方向と前記延伸方向に直交する直交方向それぞれが、前記アレイレンズの前記2方向それぞれと一致するように、配設されていることを特徴とする。
このような撮像装置では、アレイレンズが平行ばねまたは平行リンクで片持ち支持される場合に、前記平行ばねまたは前記平行リンクは、その延伸方向と前記延伸方向に直交する直交方向それぞれが、前記アレイレンズの前記2方向それぞれと一致するように、配設されることで、片持ち支持によって生じる前記所定の誤差は、前記所定の軸に対する前記アレイレンズの傾きによって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の距離の誤差のみに規定され得る。
また、他の一態様では、上述の撮像装置において、前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系は、互いに直交する2方向に2次元アレイ状に配列され、前記駆動機構部は、前記アレイレンズを支持する平行ばねまたは平行リンクと、一方向に長尺な外形形状を持ち、前記軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させるための駆動部とを備え、前記駆動機構部が平行ばねを備える場合に、前記平行ばねは、その延伸方向が前記アレイレンズの前記2方向のうちの一方方向に一致するように配置されるとともに、前記駆動部は、その長尺な方向が前記アレイレンズの前記2方向のうちの他方方向に一致するように配置され、前記駆動機構部が平行リンクを備える場合に、前記平行リンクは、その延伸方向が前記アレイレンズの前記2方向のうちの一方方向に一致するように配置されるとともに、前記駆動部は、その長尺な方向が前記アレイレンズの前記2方向のうちの他方方向に一致するように配置されていることを特徴とする。
このような撮像装置では、アレイレンズにおける1つの方向に関し、平行ばねの誤差または平行リンクの誤差を適用し、アレイレンズにおける残余の方向に関し、駆動部の誤差を適用することで、2次元アレイ状に配列された全ての撮像光学系(全ての個眼)の補正が可能である。そして、駆動部がその長尺な方向をアレイレンズの辺に沿わせて配置されるため、撮像装置の小型化が可能となる。
また、他の一態様では、上述の撮像装置において、前記駆動機構部は、前記軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させるための駆動部を備え、前記駆動部は、駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点が前記並び方向に平行な線上に位置するように、配設されていることを特徴とする。
このような撮像装置では、前記駆動部が、駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点が前記並び方向に平行な線上に位置するように、配設されることで、前記所定の誤差は、前記並び方向の一方から他方に沿って変化するように規定され得る。したがって、上記撮像装置では、アレイレンズの誤差による温度補正データのずれが、より容易に予測可能となり、また、温度補正データは、より容易に作成できる。したがって、上記撮像装置は、駆動機構部の不安定要素に伴う画像の劣化をより簡単に抑制できる。
また、他の一態様では、上述の撮像装置において、前記駆動機構部は、前記アレイレンズを支持する2組の平行ばねまたは2組の平行リンクと、前記軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させるための駆動部とを備え、前記2組の平行ばねまたは前記2組の平行リンクは、その延伸方向が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設され、前記駆動部は、駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点が前記2組の平行ばねまたは2組の平行リンクにおける各延伸方向の中線上に位置するように、配設されていることを特徴とする。
このような撮像装置では、アレイレンズが2組の平行ばねまたは2組の平行リンクで支持される場合に、前記2組の平行ばねまたは2組の平行リンクが、その延伸方向を、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されることで、前記所定の誤差は、前記所定の軸に対する前記アレイレンズの傾きによって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の距離の誤差のみに規定され得る。そして、このような撮像装置では、前記駆動部が、駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点が前記2組の平行ばねまたは2組の平行リンクにおける各延伸方向の中線上に位置するように、配設されることで、前記所定の誤差は、前記並び方向の一方から他方に沿って変化するように規定され得る。したがって、上記撮像装置では、アレイレンズの誤差による温度補正データのずれが、より容易に予測可能となり、また、温度補正データは、より容易に作成できる。したがって、上記撮像装置は、駆動機構部の不安定要素に伴う画像の劣化をより簡単に抑制できる。
また、他の一態様では、上述の撮像装置において、前記駆動機構部は、前記アレイレンズを前記軸方向に沿ってガイドするガイド軸と、前記軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させるための駆動部とを備え、前記ガイド軸と前記駆動部とは、前記ガイド軸の軸心位置と駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点とを結ぶ線分が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されていることを特徴とする。
このような撮像装置では、アレイレンズがガイド軸でガイドされる場合に、前記ガイド軸と前記駆動部とが、前記ガイド軸の軸心位置と駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点とを結ぶ線分が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されることで、ガイド軸のガタによって生じる前記所定の誤差は、前記所定の軸に対する前記アレイレンズの傾きによって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の距離の誤差のみに規定され得る。
また、他の一態様では、これら上述の撮像装置において、前記所定の誤差は、前記所定の軸と直交する平面内における前記アレイレンズの移動によって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の位置ずれであることを特徴とする。
このような撮像装置は、所定の軸と直交する平面内におけるアレイレンズの移動によって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の位置ずれによる画像の劣化を抑制できる。
また、他の一態様では、上述の撮像装置において、前記駆動機構部は、前記平面内における前記アレイレンズの移動を規制する規制部と、前記軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させるための駆動部とを備え、前記規制部と前記駆動部とは、前記規制部の位置と駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点とを結ぶ線分が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されていることを特徴とする。
このような撮像装置では、アレイレンズの移動が規制部で規制されている場合に、前記規制部と前記駆動部とが、前記規制部の位置と駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点とを結ぶ線分が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されることで、規制部の遊びによって生じる前記所定の誤差は、所定の軸と直交する平面内におけるアレイレンズの移動によって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の位置ずれのみに規定され得る。
また、他の一態様では、これら上述の撮像装置において、前記誤差検出部は、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系によって撮像面に結像された被写体の光学像の画像に基づいて、前記アレイレンズに生じた前記所定の誤差を検出することを特徴とする。
このような撮像装置では、誤差検出部は、前記被写体の光学像の画像に基づいて、前記アレイレンズに生じた前記所定の誤差を検出するので、別途、センサーを必要としない。
本発明にかかる撮像装置は、温度変化に伴う画像の劣化を抑制しつつ、駆動機構の不安定要素に伴う画像の劣化も抑制できる。
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
本実施形態における撮像装置Iは、複数の撮像光学系を持つアレイレンズを備え、前記複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面(各受光面)上にそれぞれ結像された物体(被写体)の各光学像をそれぞれ撮像し、前記各光学像に応じた電気的な各画像信号(または各画像データ)をそれぞれ生成する装置である。撮像装置Iは、静止画の画像信号(または画像データ)を生成して良く、および/または、動画の画像信号(または画像データ)を生成して良い。なお、Aおよび/またはBは、AおよびBのうちの少なくとも一方を意味する。そして、本実施形態における撮像装置Iは、前記被写体の画像を形成する際に、前記アレイレンズにおける複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像される被写体の各光学像に対して温度変化に起因して生じる歪みを補正するための、予め与えられた温度補正データで前記歪みを補正する。さらに、本実施形態における撮像装置Iは、前記温度補正データを用いて前記歪みを補正する際に、駆動機構の不安定要素に伴ってアレイレンズに生じた所定の誤差に基づいて、前記温度補正データを修正する。したがって、このような本実施形態における撮像装置Iは、温度変化に伴う画像の劣化を抑制しつつ、駆動機構の不安定要素に伴う画像の劣化も抑制できる。以下、このような撮像装置Iの各態様を順に説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図1(A)は、平面図であり、図1(B)は、図示するXYZ直交座標系におけるY方向から見た場合の側面図であり、図1(C)は、駆動部4aによってアレイレンズ11をZ方向に沿って持ち上げた様子を説明するための側面図である。XYZ直交座標系は、例えば、後述するアレイレンズ11における各個眼の配列方向に沿ってX方向およびY方向が設定され、これらX方向およびY方向それぞれに直交する方向にZ方向が設定される。以下、X方向、Y方向およびZ方向を適宜に用いて撮像装置Iの構成を説明する。なお、+X方向は、アレイレンズ11におけるX方向に沿った他方端から一方端に向かう方向であり、−X方向は、アレイレンズ11におけるX方向に沿った一方端から他方端に向かう方向であり、+Y方向は、アレイレンズ11におけるY方向に沿った他方端から一方端に向かう方向であり、−Y方向は、アレイレンズ11におけるY方向に沿った一方端から他方端に向かう方向であり、+Z方向は、アレイレンズ11が撮像部5から離れる方向であり、−Z方向は、アレイレンズ11が撮像部5に近づく方向である。図2は、前記撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。図3は、前記撮像装置におけるアレイレンズの傾きを説明するための図である。図4は、第1実施形態の撮像装置における撮像光学系の傾きを検出する検出方法を説明するための図である。図4(A)は、平面図であり、図4(B)は、駆動部4aによってアレイレンズ11をZ方向に沿って持ち上げた様子を説明するための側面図であり、そして、図4(C)は、複数の個眼のうちの2個の個眼について、アレイレンズにおけるZ方向の位置と画像のコントラストとの関係を示す図である。図5は、前記アレイレンズが傾いた場合における各個眼による各画像の様子を説明するための図である。
図1は、第1実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図1(A)は、平面図であり、図1(B)は、図示するXYZ直交座標系におけるY方向から見た場合の側面図であり、図1(C)は、駆動部4aによってアレイレンズ11をZ方向に沿って持ち上げた様子を説明するための側面図である。XYZ直交座標系は、例えば、後述するアレイレンズ11における各個眼の配列方向に沿ってX方向およびY方向が設定され、これらX方向およびY方向それぞれに直交する方向にZ方向が設定される。以下、X方向、Y方向およびZ方向を適宜に用いて撮像装置Iの構成を説明する。なお、+X方向は、アレイレンズ11におけるX方向に沿った他方端から一方端に向かう方向であり、−X方向は、アレイレンズ11におけるX方向に沿った一方端から他方端に向かう方向であり、+Y方向は、アレイレンズ11におけるY方向に沿った他方端から一方端に向かう方向であり、−Y方向は、アレイレンズ11におけるY方向に沿った一方端から他方端に向かう方向であり、+Z方向は、アレイレンズ11が撮像部5から離れる方向であり、−Z方向は、アレイレンズ11が撮像部5に近づく方向である。図2は、前記撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。図3は、前記撮像装置におけるアレイレンズの傾きを説明するための図である。図4は、第1実施形態の撮像装置における撮像光学系の傾きを検出する検出方法を説明するための図である。図4(A)は、平面図であり、図4(B)は、駆動部4aによってアレイレンズ11をZ方向に沿って持ち上げた様子を説明するための側面図であり、そして、図4(C)は、複数の個眼のうちの2個の個眼について、アレイレンズにおけるZ方向の位置と画像のコントラストとの関係を示す図である。図5は、前記アレイレンズが傾いた場合における各個眼による各画像の様子を説明するための図である。
第1実施形態における撮像装置Iaは、例えば、図1に示すように、アレイレンズ11を含む光学部品1aと、支持機構2aと、支持部材3aと、駆動部4aと、複数の撮像部5と、温度検出部6と、画像形成部72および誤差検出部74を含む制御処理部7と、記憶部8とを備える。これら支持機構2および駆動部4aは、駆動機構部を構成し、駆動機構部の一例である。またこれら光学部品1a、支持機構2a、支持部材3aおよび駆動部4aは、撮像部5の受光面上に物体の光学像を結像するレンズユニットを構成する。
支持機構2aは、予め規定された所定の誤差のみを生じるように光学部品1aを支持するための部材である。支持部材2aは、例えば、本実施形態では、光学部品1aを片持ちで弾性支持する平行ばね部材2aである。この平行ばね部材2aは、一方向(図1に示す例ではX方向)に長尺な1対(2個)のばね部材を備え、これら1対のばね部材がその長尺な方向(延伸方向)で互いに平行となるように、その長尺な方向と直交する方向で離間して配置されて構成される。このような平行ばね部材2aは、例えば、1対の板バネで構成される。また例えば、平行ばね部材2aは、1対のサスペンションワイヤで構成される。このように平行ばね部材2aは、平行な2個の1対なばね部材で機能するが、本実施形態では、光学部品1aに作用する駆動部4aによる駆動力および平行ばね部材2aによる付勢力の各力のバランスを考慮して、光学部品1aをY方向の両側から片持ちで弾性支持するように、平行ばね部材2aは、1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aで構成されている。そして、第1平行ばね部材21aは、Z方向に所定の距離だけ離間してZ方向に平行となるように配置される、2個の1対の第11および第12ばね部材21a−1、21a−2を備えて構成され、これら第11および第12ばね部材21a−1、21a−2におけるX方向の各一方端部(第1平行ばね部材21aの一方端部)は、光学部品1aに連結され、これらのX方向の各他方端部(第1平行ばね部材21aの他方端部)は、支持部材3aに連結される。第2平行ばね部材22aは、Z方向に前記所定の距離だけ離間してX方向に平行となるように配置される、2個の1対の第21および第22ばね部材22a−1、22a−2を備えて構成され、これら第21および第22ばね部材22a−1、22a−2におけるX方向の各一方端部(第2平行ばね部材22aの一方端部)は、光学部品1aに連結され、これらのX方向の各他方端部(第2平行ばね部材22aの他方端部)は、支持部材3aに連結される。
光学部品1aは、支持機構(本実施形態では平行ばね部材)2aによって弾性支持され、物体の光学像を撮像部5の受光面(撮像面)上に結像するために、アレイレンズ11を含む部品である。より具体的には、光学部品1aは、平面視にて矩形形状(正方形を含む)のアレイレンズ11と、レンズ保持枠12aとを備える。なお、光学部品1aは、駆動部4aの駆動力を直接的にアレイレンズ11に伝達するように構成されてもよいが、本実施形態では、光学部品1aは、前記駆動力をレンズ保持枠12aに伝達するように構成されており、上述のように、アレイレンズ11とレンズ保持枠12aとを備えている。
アレイレンズ11は、線形独立な2方向、より具体的には互いに直交するX方向およびY方向の2方向に2次元マトリクス状に配列された複数の撮像光学系111を備える。これら複数の撮像光学系111は、それぞれ、物体の光学像を撮像部5の受光面上に結像するために、1または複数の光学レンズを光軸に沿って含む部品である。複数の撮像光学系111は、この図1に示す例では、各光軸が互いに略平行となるように、配列される。したがって、複数の撮像光学系111を介して物体の各光学像を撮像する複数の撮像部5は、それぞれ、視差だけ互いに異なるが略同じ被写体を写した画像信号を生成することになる。図1に示す例では、アレイレンズ11は、4行4列に2次元マトリクス状に配列された16個の撮像光学系111−11〜111−44を備える。なお、撮像光学系111の個数は、これに限定されるものではなく、また、光軸に関し、必ずしも全ての撮像光学系111が平行である必要はない。
レンズ保持枠12aは、アレイレンズ11を保持するための部材である。レンズ保持枠12aは、例えば、アレイレンズ11の外形形状に応じた形状の貫通開口を形成した短高の筒状部材である。図1示す例では、アレイレンズ11の外形形状が矩形形状であることから、レンズ保持枠12aは、平面視にて、矩形形状の貫通開口を有し、矩形形状の外形形状を有する筒状部材である。アレイレンズ11は、レンズ保持枠12aの前記貫通開口に嵌め込まれて例えば接着剤等によって固定される。レンズ保持枠12aは、支持機構2aの一方端部を取り付けるための第1ばね取付部121aを備える。より具体的には、本実施形態では、図1に示すように、光学部品1aをその両側から1組(1対のばね部材を1個として2個)の第1および第2平行ばね部材21a(21a−1、21a−2)、22a(22a−1、22a−2)によって片持ちで弾性支持するため、これに応じて第1ばね取付部121aは、2個の第11ばね取付部121a−1および第12ばね取付部121a−2で構成される。これら1対の第11および第12ばね取付部121a−1、121a−2は、外方向の+Y方向および−Y方向それぞれに延びる各角柱形状で、前記貫通開口を介して互いに対向するように、レンズ保持枠12aにおける互いに対向する各外周側面(Y方向の両端それぞれに位置する各外周側面)のX方向の一方端の各位置に、それぞれ形成されている。角柱形状の第1ばね取付部121aにおける上下面(1対の第11および第12ばね取付部121a−1、121a−2における各上下面)は、1組の平行ばね部材2aの一方端部(1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aの各一方端部)を取り付けるための取付面であり、したがって、第1ばね取付部121aのZ方向の長さは、平行ばね部材2aにおける第11ばね部材21a−1と第12ばね部材21a−2とのZ方向の距離(第21ばね部材22a−1と第22ばね部材22a−2とのZ方向の距離)に対応した長さである。なお、レンズ保持枠12aは、係合突起部122aを備えるが、この係合突起部122aは、後に、説明される。
支持部材3aは、支持機構2aを支持するための部材である。本実施形態では、支持機構2aが1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aであるので、支持部材3aは、第1および第2平行ばね部材21a、22aにおける各他方端部が取り付けられて第1および第2平行ばね部材21a、22aを支持している。より具体的には、図1に示す例では、支持部材3aは、基部31と、第2ばね取付部32aとを備える。
基部31は、矩形形状の外形形状を有した板状の部材である。基部31の略中央領域には、光学部品1aのアレイレンズ11を透過した光学像の各光束を受光する撮像部5を取り付けるための取付領域となっている。
第2ばね取付部32aは、平行ばね部材2aの他方端部を取り付けるための部材である。より具体的には、本実施形態では、上述したように、光学部品1aを1組(前記2個)の第1および第2平行ばね部材21a(21a−1、21a−2)、22a(22a−1、22a−2)によって片持ちで弾性支持するため、これに応じて第2ばね取付部32aは、2個の第21ばね取付部32a−1および第22ばね取付部32a−2で構成される。これら1対の第21および第22ばね取付部32a−1、32a−2は、上方向の+Z方向に延びる各角柱形状で、第2ばね取付部32aに取り付けられた1組の平行ばね部材21a、22aを介して光学部品1aを弾性支持した場合にアレイレンズ11を透過した各光学像の光束が基部31の前記取付領域に到達できる配設位置であって、レンズ保持枠12aにおけるX方向の他方端に位置する外周側面の外側近傍の配設位置(図1に示す例では矩形形状の基部31の一方主面におけるX方向の他方端の位置)に、基部31の一方主面から略垂直に立設するように基部31に、それぞれ形成されている。そして、1対の第21および第22ばね取付部32a−1、32a−2は、平行ばね部材2aの他方端部(1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aの各他方端部)を取り付けるための取付面を形成するために、平行ばね部材2aにおける第11ばね部材21a−1と第12ばね部材21a−2とのZ方向の距離(第21ばね部材22a−1と第22ばね部材22a−2とのZ方向の距離)に対応した長さを持つ角柱形状の突部を備える。この角柱形状の突部における上下面(1対の第21および第22ばね取付部32a−1、32a−2における各突部の各上下面)が、平行ばね部材2aの他方端部(1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aの各他方端部)を取り付けるための取付面となる。なお、図1に示す例では、第2ばね取付部32aは、1対の第21および第22ばね取付部32a−1、32a−2で構成されたが、第2ばね取付部32aは、上方向の+Z方向に延びるとともにY方向にも延びる各角柱形状で、第2ばね取付部32aに取り付けられた1組の平行ばね部材21a、22aを介して光学部品1aを弾性支持した場合にアレイレンズ11を透過した各光学像の光束が基部31の前記取付領域に到達できる配設位置であって、レンズ保持枠12aにおける+X方向の他方端に位置する外周側面の外側近傍の配設位置に、基部31の一方主面から略垂直に立設するように基部31に、形成された、1個の突条部材で構成されても良い。
このような構造を持つ光学部品1aおよび支持部材3aそれぞれに対し、第1および第2平行ばね部材21a、22aは、次のように連結されている。図1(B)に示すように、第2平行ばね部材22aの第21および第22ばね部材22a−1、22a−2におけるX方向の各一方端部は、第12ばね取付部121a−2の上下面それぞれに例えば接着剤等によって固定されることで、光学部品1aのレンズ保持枠12aにおけるY方向の他方端に位置する外周側面のX方向の一方端で光学部品1aに連結され、そして、第2平行ばね部材22aの第21および第22ばね部材22a−1、22a−2におけるX方向の他方端部は、第22ばね取付部32a−2における前記突部の上下面それぞれに例えば接着剤等によって固定されることで、支持部材3aに連結される。
同様に、第1平行ばね部材21aの第11および第12ばね部材21a−1、21a−2におけるX方向の各一方端部は、第11ばね取付部121a−1の上下面それぞれに例えば接着剤等によって固定されることで、光学部品1aのレンズ保持枠12aにおけるY方向の一方端に位置する外周側面のX方向の一方端で光学部品1aに連結され、そして、第1平行ばね部材21aの第11および第12ばね部材21a−1、21a−2におけるX方向の他方端部は、第21ばね取付部32a−1における前記突部の上下面それぞれに例えば接着剤等によって固定されることで、支持部材3aに連結される。
駆動部4aは、制御処理部7に接続され、制御処理部7の制御に従って、所定の軸の軸方向に沿って光学部品1aを移動させるための装置である。前記所定の軸は、例えば、前記レンズユニットの光軸や撮像部5の光軸等である。駆動部4aは、例えば、本実施形態では、前記光学部品1aに係合し、所定の軸の軸方向に沿って光学部品1aを移動させるためのアクチュエータ4aである。このようなアクチュエータ4aは、例えば、一方向に長尺な板状(帯状、リボン状、テープ状)の形状記憶合金(Shape Memory Alloy、以下、「SMA」と略記する。)を備えたSMAアクチュエータ、一方向に長尺な板状のバイメタルを備えたバイメタルアクチュエータ、および、一方向に長尺な板状のモノモルフ(ユニモルフ)を備えたモノモルフアクチュエータ等である。このようなアクチュエータは、一方向に長尺な外形形状を持っている。SMAアクチュエータおよびバイメタルアクチュエータは、それぞれ、金属材料で形成され、モノモルフアクチュエータは、金属材料を含んで形成されるので、これらSMAアクチュエータ、バイメタルアクチュエータおよびモノモルフアクチュエータは、それぞれ、後述するように光学部品1aの移動に伴って移動した場合に、弾性限界を超えるまでは弾性変形可能であり、所定の剛性を持つ。したがって、アクチュエータ4aは、好ましくは、後述のように光学部品1aの移動に伴って移動する場合に、弾性変形の範囲内で移動することである。
このような駆動部4aの駆動力を受けるために、レンズ保持枠12aは、本実施形態では、駆動部4aと係合し、その駆動力を受けるための、係合突起部122aを備えている。より具体的には、係合突起部122aは、外方向の延びる楕円柱形状で、レンズ保持枠12aにおける外周側面に形成される。図1に示す例では、係合突起部122aは、1対の第11および第12ばね取付部121a−1、121a−2の各取り付け位置を結んだ直線(Y方向に沿う直線)と直交する方向(X方向)に位置するとともにX方向の一方端に位置する外周側面における、Y方向の略中央位置であって−Z方向の一方端に寄った位置に形成されている。係合突起部122aにおける駆動部4aと係合する係合面は、係合突起部122aと駆動部4aとが滑らかに摺動可能に当接するように、曲面となっている。
本実施形態では、例えば、駆動部4aとしてSMAアクチュエータ4aが用いられ、制御処理部7は、SMAアクチュエータ4aを通電加熱することによって制御する。
SMAは、変態温度よりも高温側では、オーステナイト相(母相)と呼ばれる結晶構造になり、低温側では、マルテンサイト相と呼ばれる結晶構造になる。一般の金属材料は、所定の外力が加えられると変形前の形に戻らないが、SMAは、マルテンサイト相の状態で所定の外力が加えられて変形しても、変態温度以上になると、マルテンサイト相からオーステナイト相へ相変態し、変形前の元の形に形状が回復する。SMAを用いたSMAアクチュエータ41aは、この特性を利用するによって駆動力を生じる。ところで、昇温および降温に対して動作を繰り返すアクチュエータは、この温度転換に対応した二方向性が要求される。二方向性を有するSMAも存在するものの、通常、SMAは、加熱に因り記憶形状に形状回復するが、冷却しても回復した記憶形状のままであり、一方向性しかない。このため、SMAアクチュエータの一態様では、形状回復後に前記一方向とは異なる他方向へSMAを変形する外力(バイアス)を与えるバイアス付与部材が必要であり、本実施形態のSMAアクチュエータ4aでは、1組の平行ばね部材21a、22aが前記バイアス付与部材として機能している。
SMAアクチュエータ4aは、予め所定の形状が記憶されており、加熱されることによって駆動力を光学部品1aに与える。SMAアクチュエータ4aは、Ni−Ti合金、Cu−Al−Ni合金、Cu−Zn合金、Cu−Zn−Al合金およびNi−Al合金等で形成される。Ni−Ti合金は、強度、靱性、耐食性および耐摩耗性に優れており、SMAアクチュエータ4aに好適である。SMAアクチュエータ4aは、レンズ保持枠12aの係合突起部122aと係合可能な位置であって支持部材3aにおける基部31の一方主面上に配設される。より具体的には、図1に示す例では、SMAアクチュエータ4aは、そのY方向の一方端部で係合突起部122aに所定の摩擦力で係合しつつY方向に沿って延びるように、矩形形状の基部31の一方主面におけるX方向の一方端の位置に、Y方向の他方端部で例えば接着剤等によって固定されることによって、基部31の一方主面上に配設される。前記所定の形状は、本実施形態では、基部31に固定された他方端部から所定の距離だけ離れた位置(屈曲位置)よりY方向の先の長尺部分が上方向の+Z方向に持ち上がって、前記屈曲位置で屈曲した形状である。
複数の撮像部5は、光学部品1aの像側に配置され、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111に対応し、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111それぞれによって各撮像面(各受光面)に結像された被写体の各光学像をそれぞれ撮像して画像信号(または各画像データ)を出力するものであり、制御処理部7に接続され、制御処理部7の制御に従って動作する。複数の撮像部5は、本実施形態では、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111に対応して、線形独立な2方向、より具体的には互いに直交するX方向およびY方向の2方向に2次元マトリクス状に配列されている。複数の撮像部5は、アレイレンズ11の個眼数(撮像光学系111の個数、図1に示す例では16個)に応じた個数の撮像素子5を備えて構成されても良いが、本実施形態では、複数の撮像部5は、1個の撮像素子5を備えて構成され、撮像素子5の有効領域がアレイレンズ11の個眼数に応じた個数の分割領域に分けられ、アレイレンズ11の各個眼によって結像された各光学像を各分割領域で撮像するように構成されている。このような撮像素子5は、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111それぞれによって結像された物体(被写体)の各光学像における光量に応じてR(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分の電気的な各画像信号に光電変換して、所定の画像処理を行う制御処理部7へ出力する。撮像素子5は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)型のイメージセンサや、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型のイメージセンサ等である。
温度検出部6は、アレイレンズ11の温度を検出するための装置であり、例えば、サーミスタ等の温度センサーを備えて構成される。温度検出部6は、制御処理部7に接続され、この検出した温度を制御処理部7へ出力する。温度検出部6は、アレイレンズ11の温度を検出するので、アレイレンズ11に、または、アレイレンズ11の近傍に配設される。本実施形態では、温度検出部6は、例えば、前記取付領域を除く領域で、支持部材3aにおける基部31の一方主面上に配設される。より具体的には、図1に示す例では、温度検出部6は、前記取付領域の外部の領域であって、矩形形状の基部31の一方主面におけるX方向の他方端の位置に、例えば接着剤等によって固定されることによって、基部31の一方主面上に配設される。
制御処理部7は、撮影するべく、撮像装置Iaの各部を当該機能に応じてそれぞれ制御することによって撮像装置Ia全体の動作を司る装置である。制御処理部7は、例えば、CPU(Central Processing Unit)およびその周辺装置を備えて構成される。
記憶部8は、制御処理部7のCPUによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するROM(Read Only Memory)やEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性記憶素子、この制御処理部7のCPUのいわゆるワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等の揮発性記憶素子およびその周辺回路等を備えて構成される。記憶部8は、機能的に、温度補正データを予め記憶する温度補正データ記憶部81と、修正データを予め記憶する修正データ記憶部82とを備える。
温度補正データは、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111それぞれによって各撮像面に実際に結像された被写体の各光学像(各実光学像)を、例えば撮像装置Iaの設計の際に基準として設定された基準温度でアレイレンズ11における複数の撮像光学系111それぞれによって各撮像面に結像される被写体の各光学像(各基準温度光学像)になるように補正するためのデータである。すなわち、温度補正データは、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111それぞれによって各撮像面に結像される被写体の各光学像に対して温度変化に起因して生じる歪みを補正するためのデータである。この温度補正データは、例えば生産時や出荷時等の適宜なタイミングで、所定の温度間隔で、各合焦位置において、当該温度における画像の劣化を補正するように、作成され、温度補正データ記憶部81に記憶される。この際に、本実施形態では、前記所定の軸に対するアレイレンズ11の傾きも実測され、各温度の各温度補正データに対応付けて温度補正データ記憶部81に記憶される。この画像の劣化は、例えば、温度変化による各個眼間の距離変化や、前記温度変化による各個眼の収差変化(例えば歪曲収差による像輪郭の崩れ等)等によって生じるものである。
修正データは、前記温度補正データに対して、アレイレンズ11に生じた前記所定の誤差に起因して生じるずれを修正するためのデータである。この修正データは、例えば生産時や出荷時等の適宜なタイミングで、所定の間隔で、各誤差において、当該誤差における画像の劣化を補正するように、作成され、修正データ記憶部82に記憶される。この画像の劣化は、駆動機構部の不安定要因による誤差によって生じるものであり、例えば、本実施形態では、後述するように、支持機構2aによるアレイレンズ11の傾きによって生じるものである。
そして、制御処理部7には、制御処理プログラムが実行されることによって、駆動部制御部71、画像形成部72、補正データ修正部73および誤差検出部74が機能的に構成される。
駆動部制御部71は、駆動部4aを駆動制御するものである。本実施形態では、駆動部4aとしてSMAアクチュエータ4aが用いられているので、駆動部制御部71は、SMAアクチュエータ4aを通電加熱することによって制御するものである。
SMAアクチュエータ4aは、制御処理部7の駆動部制御部71によって電力が供給されて通電されることによって自己の抵抗に因りジュール熱を発生し、加熱される。そして、SMAアクチュエータ4aは、前記変態温度に達すると、温度に応じて前記予め記憶されている形状に回復する。本実施形態では、加熱されると、SMAアクチュエータ4aは、そのY方向の一方端が徐々にZ方向に持ち上がる。これによってSMAアクチュエータ4aによる駆動力が生じ、この駆動力が係合突起部122aを介して光学部品1aに伝達され、この駆動力によって光学部品1aは、Z方向に押し上げられ、1組の平行ばね部材21a、22aで片持ちされているので、直進ガイドされて前記所定の軸に沿って+Z方向に移動する。一方、電力の供給が停止されると、SMAアクチュエータ4aは、自然放熱によって降温し、1組の平行ばね部材21a、22aによる−Z方向のバイアスによって平坦な形状に徐々に戻り、水平になる。このように光学部品1aが−Z方向に移動する。したがって、前記通電加熱量は、アレイレンズ11におけるZ方向の目標位置に応じて設定される。
画像形成部72は、撮像素子5で得られたR(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分の画像信号に対し、所定の画像処理を行って画像データを生成するものである。前記所定の画像処理は、例えば、撮像素子5からのアナログ出力信号に対して行う増幅処理およびデジタル変換処理、画像全体に対して適正な黒レベルの決定処理、γ補正処理、ホワイトバランス調整(WB調整)処理、輪郭補正処理および色ムラ補正処理等の周知の画像処理である。そして、本実施形態では、このような画像処理によって前記被写体の光学像の画像を形成する際に、画像形成部72は、温度補正データ記憶部81に予め記憶された温度補正データを、温度検出部6で検出された温度に基づいて用いることで、被写体の光学像に対して温度変化に起因して生じる歪みを補正して前記画像を形成するものである。画像形成部72は、複数の撮像光学系111それぞれによる各光学像に対応した各画像を形成して出力して良く、また、さらに、それら各画像をいわゆる超解像処理によって各画像よりも解像度の高い1枚の画像を形成して出力しても良い。
誤差検出部74は、アレイレンズ11に生じた前記所定の誤差を検出するものである。
補正データ修正部73は、誤差検出部74で検出した前記所定の誤差(本実施形態ではアレイレンズ11の傾き)に基づいて、画像形成部72で使用される前記温度補正データを修正するものである。より具体的には、補正データ修正部73は、修正データ記憶部82に予め記憶されている修正データを、誤差検出部74で検出された前記所定の誤差に基づいて用いることで、画像形成部72で使用される前記温度補正データを修正するものである。
このような撮像装置Iaでは、上述したように、レンズ保持枠12aは、支持部材3aで支持された平行ばね部材2a(21a、22a)によって片持ちで弾性支持されている。このため、レンズ保持枠12aに保持されたアレイレンズ11も平行ばね部材2aによって片持ちで弾性支持される。このアレイレンズ11は、X方向およびY方向の2方向に2次元アレイ状に配列された複数の撮像光学系111を備えている。そして、レンズ保持枠12aは、上述のように、Y方向の両端から、X方向(延伸方向)に延びる1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aで支持されている。したがって、図1(A)に一点鎖線で示すように、1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aは、その延伸方向が、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系111における並び方向(この例ではX方向)と一致するように、配設されている。さらに、本実施形態では、1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aは、その延伸方向と前記延伸方向に直交する直交方向それぞれが、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111を2次元アレイ状に配列したX方向およびY方向の前記2方向それぞれと一致するように、配設されている。
このような1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aによって支持されたアレイレンズ11は、外力を受ける箇所によって、例えば、図3に矢印Aで示すようにY方向に沿ったY軸のY軸回りに回転することによって撮像素子5の光軸AXに対して傾き、あるいは、図3に矢印Bで示すようにX方向に沿ったX軸のX軸回りに回転することによって撮像素子5の光軸AXに対して傾く。このように1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aは、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きによって各撮像光学系(各個眼)111と撮像素子5の撮像面(各受光面)との間の距離の誤差のみを生じさせるように、アレイレンズ11を支持している。したがって、平行ばね部材2aによる片持ち弾性支持によって生じる前記所定の誤差は、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きによって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の距離の誤差のみに規定され得る。
そして、本実施形態では、SMAアクチュエータ4aの駆動力を受ける係合突起部122aは、上述したように、Y方向の略中央位置に形成され、SMAアクチュエータ4aは、このような位置に形成された係合突起部122aと係合可能な位置に配設されている。すなわち、SMAアクチュエータ4aは、駆動力をアレイレンズ11へ伝達する動作点がアレイレンズ11における各撮像光学系111の並び方向(X方向)に平行な線上に位置するように、配設されている。しかも、SMAアクチュエータ4aは、前記動作点が2組の平行ばね部材21a、22aにおける各延伸方向の中線上に位置するように、配設されている。このため、本実施形態では、アレイレンズ11は、図3に矢印Aで示すようにY方向に沿ったY軸のY軸回りに回転することによって撮像素子5の光軸AXに対して傾く。したがって、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きによって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の距離の誤差である前記所定の誤差は、1自由度であり、しかも、複数の撮像光学系111それぞれに対し、X方向の他方端から一方端へ向けて単調に増加して変化するように規定され得る。
このように本実施形態では、前記所定の誤差は、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きによって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の距離の誤差である。撮像装置Iaは、各撮像光学系111と各撮像面との間の距離を検出する距離センサーを備え、誤差検出部74は、前記距離センサーの出力に基づいて前記所定の誤差を求めてもよいが、本実施形態では、上述の誤差検出部74は、前記所定の誤差として、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きを検出する。より具体的には、誤差検出部74は、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像の各画像に基づいて、アレイレンズ11に生じた前記所定の誤差、すなわち、アレイレンズ11の傾きを検出する。上述のように、各撮像光学系111と各撮像面との間の距離の誤差は、単調に変化するので、誤差検出部74は、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系111それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像の各画像に基づいて、アレイレンズ11に生じた前記所定の誤差、すなわち、アレイレンズ11の傾きを検出できる。より詳しくは、図4(A)および(B)に示すように、アレイレンズ11の傾きによって、各個眼ごとに、各撮像光学系111と各撮像面との間の距離が変わるので、各個眼ごとに、各撮像光学系111の各合焦位置が異なる。このため、誤差検出部74は、まず、図4(C)に示すように、公知の技術であるいわゆる山登り法によってコントラストに基づいて各撮像光学系111(図4に示す例で3行1列および3行4列の各位置に配置された2個の撮像光学系111−31、111−34)の各合焦位置を検出する。そして、誤差検出部74は、これら各合焦位置の差からアレイレンズ11の傾きを求める。なお、各合焦位置の差とアレイレンズ11の傾きとの関係は、予め調べられ、記憶部8に記憶される。
なお、上述では、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像の各画像に基づいて、アレイレンズ11の傾きが検出されたが、角速度を検出する3軸のジャイロセンサーが備えられ、このジャイロセンサーの検出結果を3軸それぞれで積分することでアレイレンズ11の傾きが検出されてもよい。
このようにアレイレンズ11の傾きが誤差検出部74によって検出されると、補正データ修正部73は、温度検出部6によって検出された温度に対応する温度補正データを温度補正データ記憶部81から取り出す。この際に、この取り出された温度補正データに対応付けられた前記アレイレンズ11の傾きも温度補正データ記憶部81から取り出す。補正データ修正部73は、この温度補正データ記憶部81から取り出されたアレイレンズ11の傾きと、誤差検出部74で実測されたアレイレンズ11の傾きとを比較し、その差に応じた修正データを用いて温度補正データ記憶部81から取り出された温度補正データを修正する。
このため、本実施形態では、修正データは、所定の間隔で、温度補正データの修正量が設定される。例えば、図3に示すように、Y軸回りにアレイレンズ11が回転することでアレイレンズ11が撮像素子5の光軸AXに対して傾くと、図3に一点鎖線で示す3行各列の撮像光学系111によって撮像素子5の撮像面上に形成された光学像は、一例では、図5に示す像となる。すなわち、X方向の最も他方端に位置する3行1列の撮像光学系111−31によって撮像素子5の撮像面上に形成された光学像は、図5(A)に示すように、劣化の無い像となり、そのX方向の一方端側の隣に位置する3行2列の撮像光学系111−32によって撮像素子5の撮像面上に形成された光学像は、図5(B)に示すように、図5(A)より略一回り大きくなるともにその輪郭形状の変化した像となって劣化し、そのX方向の一方端側の隣に位置する3行3列の撮像光学系111−33によって撮像素子5の撮像面上に形成された光学像は、図5(C)に示すように、図5(A)より略二回り大きくなるともにその輪郭形状のより変化した像となって劣化し、そして、そのX方向の一方端側の隣に位置する3行4列の撮像光学系111−34(X方向の最も一方端に位置する3行4列の撮像光学系111−34)によって撮像素子5の撮像面上に形成された光学像は、図5(D)に示すように、図5(A)より略三回り大きくなるともにその輪郭形状のさらに変化した像となって劣化する。輪郭形状の変化は、アレイレンズ11の傾きに起因して像が流れることによって、あるいは、アレイレンズ11の傾きが2軸の傾きの合算であることから、像の流れる方向が変化することによって、生じる。なお、図5では、撮像光学系111によって実際に撮像面に結像された光学像(実光学像)の輪郭線が破線で示され、温度補正データによって補正された光学像の輪郭線が一点鎖線で示されている。このような輪郭形状の歪みに対し、修正データは、例えば、撮像光学系111によって実際に撮像面に結像された光学像(実光学像)を、アレイレンズ11に生じた前記所定の誤差に起因して生じる歪みの無い光学像(温度補正前の光学像)へ変換する写像関数が予め求められ、この写像関数が修正データとされる。なお、この修正データの写像関数は、関数式で修正データ記憶部82に記憶されて良く、また、ルックアップテーブルで修正データ記憶部82に記憶されて良い。
このように補正データ修正部73は、温度補正データを修正する。なお、修正データは、アレイレンズ11の傾きに応じて単調に変化する場合には、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111のうちの少なくとも2個の撮像光学系111に対して予め与えられ、修正データの無い撮像光学系111に対しては、これらから補間によって求められてもよい。
そして、画像形成部72は、この温度補正データを用いて、温度変化に起因して生じる歪み補正して被写体の光学像の画像を形成する。
以上、説明したように、本実施形態における撮像装置Iaでは、前記温度補正データが予め用意され、画像を形成する際に、前記温度補正データを温度検出部6で検出されたアレイレンズ11の温度に基づいて用いることで、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像が補正される。このため、本実施形態における撮像装置Iaは、温度変化に伴う画像の劣化を抑制できる。そして、前記温度補正データを使用する際に、誤差検出部74で検出されたアレイレンズ11の誤差に基づいて温度補正データが修正される。ここで、駆動機構部としての支持機構2aおよび駆動部4aの不安定要素に伴ってアレイレンズ11に生じる誤差は、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きによって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の距離の誤差であり、予め規定されたもののみである。このため、アレイレンズ11の誤差による温度補正データのずれが、例えば図5に示すように予測可能となり、前記温度補正データの修正が容易となる。したがって、本実施形態における撮像装置Iaは、温度変化に伴う画像の劣化を抑制しつつ、駆動機構部(支持機構2aおよび駆動部4a)の不安定要素に伴う画像の劣化も抑制できる。
また、本実施形態における撮像装置Iaでは、前記所定の誤差は、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きによって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の距離の誤差であり、アレイレンズ11のY軸回りの回転によって生じる1自由度であるので、アレイレンズ11の誤差による温度補正データのずれも、1自由度となり、より簡単な傾向を示し、より容易に予測可能となる。また、温度補正データは、より容易に作成できる。したがって、本実施形態における撮像装置Iaは、駆動機構部(本実施形態では支持機構2aおよび駆動部4a)の不安定要素に伴う画像の劣化をより簡単に抑制できる。
さらに、本実施形態における撮像装置Iaでは、前記所定の誤差が単調に変化するので、アレイレンズ11の誤差による温度補正データのずれも、単調な変化を示し、さらにより容易に予測可能となる。また、温度補正データは、さらにより容易に作成できる。したがって、本実施形態における撮像装置Iaは、前記駆動機構部の不安定要素に伴う画像の劣化をさらにより簡単に抑制できる。
また、本実施形態における撮像装置Iaでは、誤差検出部74は、被写体の光学像の画像に基づいて、アレイレンズ11に生じた前記所定の誤差、本実施形態では、アレイレンズ11の傾きを検出するので、別途、センサーを必要としない。
そして、上述のように、修正データが、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111のうちの少なくとも2個の撮像光学系111に対して予め与えられている場合では、少なくとも2個の撮像光学系111に対する修正データで良いので、少ない記憶容量で修正データの記憶が可能となる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図6(A)は、上面図であり、図6(B)は、剛性を表すモデル図(概念図)であり、そして、図6(C)は、アレイレンズ11が+Z方向に持ち上げられた場合の側面図である。
図6は、第2実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図6(A)は、上面図であり、図6(B)は、剛性を表すモデル図(概念図)であり、そして、図6(C)は、アレイレンズ11が+Z方向に持ち上げられた場合の側面図である。
第2実施形態における撮像装置Ibは、第1実施形態における撮像装置Iaにおいて、支持機構2として、平行ばね部材2a(21a、22a)に代えて、それより弱い剛性を持つ平行ばね部材2b(21b、22b)を用いた装置である。
このような第2実施形態における撮像装置Ibは、例えば、図6に示すように、光学部品1aと、平行ばね部材2bと、支持部材3aと、駆動部4aと、複数の撮像部5と、温度検出部6と、制御処理部7と、記憶部8とを備える。これら第2実施形態の撮像装置Ibにおける光学部品1a、支持部材3a、駆動部4a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8は、それぞれ、第1実施形態の撮像装置Iaにおける光学部品1a、支持部材3a、駆動部4a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8と同様であるので、その説明を省略する。そして、第2実施形態の撮像装置Ibにおける電気的な構成は、第1実施形態の撮像装置Iaにおける電気的な構成と同様であるので、その説明を省略する。
第2実施形態の撮像装置Ibにおける平行ばね部材2bは、一方端部から他方端部までの間における延伸方向の所定の位置に剛性の異なる部位を持つ部材である。より具体的には、平行ばね部材2bは、例えば、断面方向の剛性が平行ばね部材2aより低い箇所を持つものである。一例では、平行ばね部材2bは、平行ばね部材2a(21a、22a)と同様に、一方向に長尺な1対(2個)のばね部材を備え、これら1対のばね部材がその長尺な方向で互いに平行となるように配置されて構成される。より具体的には、本実施形態では、上述したように、光学部品1aをY方向の両側から片持ちで弾性支持するために、平行ばね部材2bは、1組の第1および第2平行ばね部材21b、22bを備える。第1実施形態では、上述の第1および第2平行ばね部材21a、22aにおける各他方端部は、図1(A)に示すように、Y方向に向くように略90度屈曲し、平面視にて略L字状の形状であり、このL字の短辺に当たる部分が第21ばね取付部32a−1における前記上下面それぞれに固定されている。これに対し、本実施形態では、第1および第2平行ばね部材21b、22bにおける各他方端部は、図6(A)に示すように、Y方向で折り返された形状であり、その先端部分が第21ばね取付部32a−1における前記上下面それぞれに固定されている。より具体的には、第1平行ばね部材21bは、1対の第11および第12ばね部材21b−1、21b−2を備え、これら1対の第11および第12ばね部材21b−1、21b−2は、それぞれ、第1ばね取付部121a−1に取り付けられた一方端部からX方向に延びる長尺な長尺部分と、図6(A)で破線の○で示すように、他方端部において、前記長尺部分から−Y方向に向くように略90度屈曲して延びる−Y方向延長部分と、前記−Y方向延長部分から−X方向に向くように略90度屈曲して延びる折返部分と、前記折返部分から+Y方向に向くように略90度屈曲して延びる+Y方向延長部分とを備え、+Y方向延長部分の先端部分が第2ばね取付部32a−1に取り付けられる。同様に、第2平行ばね部材22bは、1対の第21および第22ばね部材22b−1、22b−2を備え、これら1対の第21および第22ばね部材22b−1、22b−2は、それぞれ、第1ばね取付部121a−2に取り付けられた一方端部からX方向に延びる長尺な長尺部分と、図6(A)で破線の○で示すように、他方端部において、前記長尺部分から+Y方向に向くように略90度屈曲して延びる+Y方向延長部分と、前記+Y方向延長部分から−X方向に向くように略90度屈曲して延びる折返部分と、前記折返部分から−Y方向に向くように略90度屈曲して延びる−Y方向延長部分とを備え、−Y方向延長部分の先端部分が第2ばね取付部32a−2に取り付けられる。
このような第2実施形態の撮像装置Ibにおける第1および第2平行ばね部材21b、22bは、第1実施形態における撮像装置Iaにおける第1および第2平行ばね部材21a、22aに較べ、断面方向で剛性の低い箇所、すなわち、図6(A)に破線の○で示すY方向で折り返す形状を持つので、例えば落下等の衝撃に対し平行ばね部材21b、22bの破損を低減できる一方、光学部品1aは、駆動部4によって押し上げられると、図6(C)に示すように、第1実施形態における撮像装置Iaに較べて傾き量が大きくなる。しかしながら、第2実施形態における撮像装置Ibは、第1実施形態における撮像装置Iaと同様の作用効果を奏するから、より高精度な画像を生成できる。したがって、本実施形態の撮像装置Ibは、断面方向で剛性の低い箇所を備える平行ばね部材2bが用いられる場合に、効果的である。
次に、別の実施形態について説明する。
(第3実施形態)
図7は、第3実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図7(A)は、上面図であり、図7(B)は、側面図であり、そして、図7(C)は、アレイレンズ11が+Z方向に持ち上げられた場合の側面図である。
図7は、第3実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図7(A)は、上面図であり、図7(B)は、側面図であり、そして、図7(C)は、アレイレンズ11が+Z方向に持ち上げられた場合の側面図である。
第1実施形態における撮像装置Iaは、光学部品1aを平行ばね部材2aで片持ち支持して前記片持ち支持の支持先側で光学部品1aと駆動部4aと係合することで光学部品1aを前記所定の軸の軸方向に沿って移動させたが、第3実施形態における撮像装置Icは、光学部品1aを平行ばね部材2aで片持ち支持して前記片持ち支持の支持元側で光学部品1aと駆動部4aと係合することで光学部品1aを前記所定の軸の軸方向に沿って移動させる装置である。
このような第3実施形態における撮像装置Icは、例えば、図7に示すように、光学部品1bと、平行ばね部材2aと、支持部材3aと、駆動部4aと、複数の撮像部5と、温度検出部6と、制御処理部7と、記憶部8とを備える。これら第3実施形態の撮像装置Icにおける平行ばね部材2a、支持部材3a、駆動部4a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8は、それぞれ、駆動部4aの取り付け位置が異なる点を除き、第1実施形態の撮像装置Iaにおける平行ばね部材2a、支持部材3a、駆動部4a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8と同様であるので、その説明を省略する。そして、第3実施形態の撮像装置Icにおける電気的な構成は、第1実施形態の撮像装置Iaにおける電気的な構成と同様であるので、その説明を省略する。
第3実施形態の撮像装置Icにおける光学部品1bは、光学部品1aと同様に、各平行ばね部材21a、22aの各一方端部が取り付けられ、物体の光学像を撮像素子5の受光面上に結像するために、アレイレンズ11を含む部品である。そして、本実施形態では、光学部品1bは、平面視にて矩形形状(正方形を含む)のアレイレンズ11と、レンズ保持枠12bとを備える。すなわち、第3実施形態では、第1実施形態のレンズ保持枠12aに代え、レンズ保持枠12bが用いられている。
レンズ保持枠12bは、レンズ保持枠12aと同様に、アレイレンズ11を保持するための部材であり、例えば、図7示す例では、アレイレンズ11の外形形状が矩形形状であることから、レンズ保持枠12bは、平面視にて、矩形形状の貫通開口を有し、矩形形状の外形形状を有する筒状部材である。レンズ保持枠12bは、レンズ保持枠12aと同様に、第1ばね取付部121aと、係合突起部122bとを備える。これらレンズ保持枠12bにおける第1ばね取付部材121aおよび係合突起部122bは、それぞれ、係合突起部122bの位置が異なる点を除き、レンズ保持枠12aにおける第1ばね取付部材121aおよび係合突起部122aと同様であり、前記係合突起部122bの位置の点を除き、その説明を省略する。
この係合突起部122bは、外方向の延びる楕円柱形状で、光学部品1bを平行ばね部材2aで片持ち支持して前記片持ち支持の支持元側におけるレンズ保持枠12bの外周側面に形成される。図7に示す例では、係合突起部122bは、1対の第11および第12ばね取付部121a−1、121a−2の各取り付け位置を結んだ直線(Y方向に沿う直線)と直交する方向(X方向)に位置するとともにX方向の他方端に位置する外周側面における、Y方向の略中央位置であって−Z方向の一方端に寄った位置に形成されている。
そして、駆動部4aは、このような上述のレンズ保持枠12bの係合突起部122bと係合可能な位置であって支持部材3aにおける基部31の一方主面上に配設される。より具体的には、図7に示す例では、駆動部4aは、矩形形状の基部31の一方主面におけるX方向の他方端の位置に、Y方向の一方端部で係合突起部122bに係合しつつY方向に沿って延びるように、Y方向の他方端部で基部31に例えば接着剤等によって固定されて基部31の一方主面上に配設される。
このような第3実施形態における撮像装置Icは、第1実施形態における撮像装置Iaに対し、駆動部4aの駆動点の位置を前記片持ち支持の支持先側から前記片持ち支持の支持元側へ変更している。このため、第3実施形態の撮像装置Icにおける光学部品1aは、駆動部4によって押し上げられると、図7(C)に示すように、第1実施形態の撮像装置Iaにおける光学部品1bの傾きに対し逆向きに傾くものの、第3実施形態における撮像装置Icは、第1実施形態における撮像装置Iaと同様の作用効果を奏するから、より高精度な画像を生成できる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第4実施形態)
図8は、第4実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図8(A)は、上面図であり、図8(B)は、側面図であり、そして、図8(C)は、アレイレンズ11が+Z方向に持ち上げられた場合の撮像装置の側面図である。
図8は、第4実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図8(A)は、上面図であり、図8(B)は、側面図であり、そして、図8(C)は、アレイレンズ11が+Z方向に持ち上げられた場合の撮像装置の側面図である。
第1実施形態における撮像装置Iaでは、平行ばね部材2aは、X方向の一方端で光学部品1aに連結されるとともにその他方端で支持部材3aに連結されたが、第4実施形態における撮像装置Idでは、平行ばね部材2cは、X方向の両端で支持部材3aに連結されるとともに、その両端の間における所定の位置(例えば中央位置より+X方向に寄った位置)で光学部品1aに連結されている装置である。
このような第4実施形態における撮像装置Idは、例えば、図8に示すように、撮像光学系1aと、平行ばね部材2cと、支持部材3bと、駆動部4aと、複数の撮像部5と、温度検出部6と、制御処理部7と、記憶部8とを備える。これら第4実施形態の撮像装置Idにおける光学部品1a、駆動部4a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8は、それぞれ、第1実施形態の撮像装置Iaにおける光学部品1a、駆動部4a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8と同様であるので、その説明を省略する。なお、第4実施形態では、上述の撮像光学系1aに代え、上述の撮像光学系1bが用いられてもよい。そして、第4実施形態の撮像装置Idにおける電気的な構成は、第1実施形態の撮像装置Iaにおける電気的な構成と同様であるので、その説明を省略する。
第4実施形態の撮像装置Idにおける支持部材3bは、各平行ばね部材21c、22cの各両端部が取り付けられ、光学部品1aを支持するための部材である。より具体的には、図1に示す例では、支持部材3bは、支持部材3aと同様に、基部31と、第2ばね取付部32aとを備え、そして、支持部材3aと異なり、さらに、第3ばね取付部33aを備える。これら支持部材3bにおける基部31および第2ばね取付部32aは、それぞれ、支持部材3aにおける基部31および第2ばね取付部32aと同様であるので、その説明を省略する。
第3ばね取付部33aは、平行ばね部材2cの一方端部を取り付けるための部材であり、配設位置が異なる点を除き第2ばね取付部32aと同形である。より具体的には、本実施形態では、第3ばね取付部33aは、第2ばね取付部32aと同様に、2個の第31ばね取付部33a−1および第32ばね取付部33a−2で構成される。これら1対の第31および第32ばね取付部33a−1、33a−2は、上方向の+Z方向に延びる各角柱形状で、第2および第3ばね取付部32a、33aに取り付けられた1組の平行ばね部材21c、22cを介して光学部品1aを弾性支持した場合にアレイレンズ11を透過した各光学像の光束が基部31上の撮像素子5に結像できる配設位置であって、レンズ保持枠12aにおけるY方向の一方端に位置する外周側面の外側近傍の配設位置(図8に示す例では矩形形状の基部31の一方主面におけるX方向の一方端の位置)に、基部31の一方主面から略垂直に立設するように基部31に、それぞれ形成されている。そして、1対の第31および第32ばね取付部33a−1、33a−2は、1組の平行ばね部材2cの一方端部(1組の第1および第2平行ばね部材21c、22cの各一方端部)を取り付けるための取付面を形成するために、後述の平行ばね部材2cにおける第11ばね部材21c−1と第12ばね部材21c−2とのZ方向の距離(第21ばね部材22c−1と第22ばね部材22c−2とのZ方向の距離)に対応した長さを持つ角柱形状の突部を備える。この角柱形状の突部における上下面(1対の第31および第32ばね取付部33a−1、33a−2における各突部の各上下面)が、1組の平行ばね部材2cの一方端部(1組の第1および第2平行ばね部材21c、22cの各一方端部)を取り付けるための取付面となる。
第4実施形態の撮像装置Idにおける平行ばね部材2cは、平行ばね部材2aと同様に、一方向に長尺な1対(2個)の第1および第2ばね部材21c、22cを備え、これら1対のばね部材21c、22cがその長尺な方向で互いに平行となるように配置されて構成される。より具体的には、第1平行ばね部材21cは、Z方向に離間して互いに平行に配置される第11および第12ばね部材21c−1、21c−2を備え、これら第11および第12ばね部材21c−1、21c−2の各一方端は、第31ばね取付部33a−1の前記上下面それぞれに例えば接着剤等によって固定され、これら第11および第12ばね部材21c−1、21c−2の各他方端は、第21ばね取付部32a−1の前記上下面それぞれに例えば接着剤等によって固定される。これによって、第1平行ばね部材21cは、支持部材3aに連結される。同様に、第2平行ばね部材22cは、Z方向に離間して互いに平行に配置される第21および第22ばね部材22c−1、22c−2を備え、これら第21および第22ばね部材22c−1、22c−2の各一方端は、第32ばね取付部33a−2の前記上下面それぞれに例えば接着剤等によって固定され、これら第21および第22ばね部材22c−1、22c−2の各他方端は、第22ばね取付部32a−2の前記上下面それぞれに例えば接着剤等によって固定される。これによって、第2平行ばね部材22cは、支持部材3aに連結される。なお、これら第11および第12ばね部材21c−1、21c−2における各両端部は、それぞれ、図8(A)に示すように、−Y方向に向くように略90度屈曲し、平面視にて略L字状の形状であり、このL字の短辺に当たる部分が第21および第31ばね取付部32a−1、33a−1における前記各上下面それぞれに固定されている。そして、第21および第22ばね部材22c−1、22c−2における各両端部は、図8(A)に示すように、+Y方向に向くように略90度屈曲し、平面視にて略L字状の形状であり、このL字の短辺に当たる部分が第22および第32ばね取付部32a−2、33a−2における前記上下面それぞれに固定されている。
そして、光学部品1aは、このように第21および第31ばね取付部32a−1、33a−1に取り付けられた1対の第11および第12ばね部材21c−1、21c−2におけるX方向の所定位置(図8に示す例ではX方向の中央位置より+X方向に寄った位置)
に、その第11ばね取付部121a−1の前記上下面を介して第11および第12ばね部材21c−1、21c−2に取り付けられるとともに、このように第22および第32ばね取付部32a−2、33a−2に取り付けられた1対の第21および第22ばね部材22c−1、22c−2におけるX方向の前記所定位置に、その第12ばね取付部121a−2の前記上下面を介して第21および第22ばね部材22c−1、22c−2に取り付けられる。
に、その第11ばね取付部121a−1の前記上下面を介して第11および第12ばね部材21c−1、21c−2に取り付けられるとともに、このように第22および第32ばね取付部32a−2、33a−2に取り付けられた1対の第21および第22ばね部材22c−1、22c−2におけるX方向の前記所定位置に、その第12ばね取付部121a−2の前記上下面を介して第21および第22ばね部材22c−1、22c−2に取り付けられる。
このような第4実施形態における撮像装置Idは、平行ばね部材2cが両端部で固定されているため、駆動部4によって押し上げられた場合、第4実施形態における撮像装置Idにおける光学部品1bの傾き量は、第1ないし第3実施形態の各撮像装置Ia、Ib、Icにおける光学部品1a、1a、1bより小さいが、それでもその傾きによってアレイレンズ11による光学像に影響を及ぼす虞がある。しかしながら、第4実施形態における撮像装置Idは、第1実施形態における撮像装置Iaと同様の作用効果を奏するから、より高精度な画像を生成できる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第5実施形態)
図9は、第5実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図9(A)は、上面図であり、図9(B)は、右側面図であり、そして、図9(C)は、正面図である。
図9は、第5実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図9(A)は、上面図であり、図9(B)は、右側面図であり、そして、図9(C)は、正面図である。
これら上述の第1ないし第4実施形態における各撮像装置Ia〜Idは、平行ばね部材2a〜2cで光学部品1a、1bを支持したが、第5実施形態における撮像装置Ieは、リンク機構2dで光学部品1cを支持する装置である。
このような第5実施形態における撮像装置Ieは、例えば、図9に示すように、光学部品1cと、平行リンク部材2dと、支持部材3cと、駆動部4aと、複数の撮像部5と、温度検出部6と、制御処理部7と、記憶部8とを備える。この第5実施形態の撮像装置Ieにおける駆動部4a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8は、それぞれ、第1実施形態の撮像装置Iaにおける駆動部4a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8と同様であるので、その説明を省略する。そして、第5実施形態の撮像装置Ieにおける電気的な構成は、第1実施形態の撮像装置Iaにおける電気的な構成と同様であるので、その説明を省略する。
光学部品1cは、光学部品1aと同様に、物体の光学像を撮像素子5の受光面上に結像するために、アレイレンズ11を含む部品である。光学部品1aは、平行ばね部材2aによって支持されたが、この光学部品1cは、平行リンク部材2dによって支持される。このような光学部品1cは、例えば、本実施形態では、平面視にて矩形形状のアレイレンズ11と、レンズ保持枠12cとを備える。この光学部品1cのアレイレンズ11は、光学部品1aのアレイレンズ11と同様であるので、その説明を省略する。
レンズ保持枠12cは、レンズ保持枠12aと同様に、アレイレンズ11を保持するための部材であり、例えば、アレイレンズ11の外形形状に応じた形状の貫通開口を形成した短高の筒状部材である。図9示す例では、アレイレンズ11の外形形状が平面視にて矩形形状であることから、レンズ保持枠12cは、平面視にて矩形形状の貫通開口を有し、矩形形状の外形形状を有する筒状部材である。アレイレンズ11は、レンズ保持枠12aの前記貫通開口に嵌め込まれて例えば接着剤等によって固定される。このように図9に示す例では、レンズ保持枠12cは、アレイレンズ11の外周を囲み、アレイレンズを保持する枠体で構成されている。
このレンズ保持枠12cは、光学部品1aのレンズ保持枠12aと同様に、駆動部4aと係合し駆動部4aの駆動力を受けるための、係合突起部122aを備える。図9に示す例では、係合突起部122aは、X方向の一方端に位置する外周側面における、Y方向の略中央位置であってZ方向の略中央位置に、外方向のX方向に延びるように柱形状で形成されている。
平行リンク部材2dは、一方向に長尺な1対(2個)のリンク部材を備え、これら1対のリンク部材がその長尺な方向(延伸方向)で互いに平行となるように配置されて構成される。このような平行リンク部材2dは、例えば、1対の板状部材で構成される。このように平行リンク部材は、平行な2個の1対なリンク部材で機能するが、本実施形態では、光学部品1cに作用する駆動部4aによる駆動力に対するバランスを考慮して、光学部品1cをY方向の両側から片持ちで支持するように、平行リンク部材2dは、1組の第1および第2平行リンク部材21d、22dで構成されている。第1平行リンク部材21dは、1対の第11および第12リンク部材21d−1、21d−2を備える。これら第11および第12リンク部材21d−1、21d−2は、互いにZ方向に所定の間隔を空け、そして、X方向に延びるように、レンズ保持枠12cにおける、Y方向の一方端に位置する外周側面に沿ってそれぞれ配置されている。同様に、第2平行リンク部材22dは、1対の第21および第22リンク部材22d−1、22d−2を備える。これら第21および第22リンク部材22d−1、22d−2は、互いにZ方向に所定の間隔を空け、そして、X方向に延びるように、レンズ保持枠12cにおける、Y方向の他方端に位置する外周側面に沿ってそれぞれ配置されている。
そして、これら第1および第2平行リンク部材21d(21d−1、21d−2)、22d(22d−1、22d−2)と係合し、平行リンク機構を構成するために、上述のレンズ保持枠12cは、第1および第2リンク回転軸123、124をさらに備えている。より具体的には、第1リンク回転軸123は、1対の第11および第12リンク部材21d−1、21d−2と係合するために、1対の第11および第12リンク回転軸123−1、123−2(不図示)を備える。これら第11および第12リンク回転軸123−1、123−2は、それぞれ円柱状の突部であり、これらは、互いにZ方向に所定の間隔を空け、レンズ保持枠12cにおけるY方向の一方端に位置する外周側面のX方向の一方端に、外方向のY方向に延びるようにそれぞれ形成されている。同様に、第2リンク回転軸124は、1対の第21および第22リンク部材22d−1、22d−2と係合するために、1対の第21および第22リンク回転軸124−1、124−2を備える。これら第21および第22リンク回転軸124−1、124−2は、それぞれ円柱状の突部であり、これらは、互いにZ方向に所定の間隔を空け、レンズ保持枠12cにおけるY方向の他方端に位置する外周側面のX方向の一方端に、外方向の−Y方向に延びるようにそれぞれ形成されている。
そして、このような第11および第12リンク回転軸123−1、123−2と係合するために、第11および第12リンク部材21d−1、21d−2それぞれにおけるX方向の各一方端には、円柱状の第11および第12リンク回転軸123−1、123−2における直径よりもやや大径の円形貫通開口がそれぞれ形成されている。この第11リンク部材21d−1の円形貫通開口に第11リンク回転軸123−1が嵌め込まれ、第11リンク部材21d−1は、第11リンク回転軸123−1に回転可能に連結される。同様に、第12リンク部材21d−2の円形貫通開口に第12リンク回転軸123−2が嵌め込まれ、第12リンク部材21−2は、第12リンク回転軸123−2に回転可能に連結される。
同様に、第21および第22リンク回転軸124−1、124−2と係合するために、第21および第22リンク部材22d−1、22d−2それぞれにおけるX方向の各一方端には、円柱状の第21および第22リンク回転軸124−1、124−2における直径よりもやや大径の円形貫通開口がそれぞれ形成されている。この第21リンク部材22d−1の円形貫通開口に第21リンク回転軸124−1が嵌め込まれ、第21リンク部材22d−1は、第21リンク回転軸124−1に回転可能に連結される。同様に、第22リンク部材22−2の円形貫通開口に第22リンク回転軸124−2が嵌め込まれ、第22リンク部材22d−2は、第22リンク回転軸124−2に回転可能に連結される。
これによって第11および第12リンク部材21d−1、21d−2それぞれにおけるX方向の各一方端は、光学部品1cのレンズ保持枠12cにおけるY方向の一方端に位置する外周側面のX方向の一方端で光学部品1cに連結され、そして、第21および第22リンク部材22d−1、22d−2それぞれにおけるX方向の各一方端は、光学部品1cのレンズ保持枠12cにおけるY方向の他方端に位置する外周側面のX方向の一方端で光学部品1cに連結される。これによって第1および第2平行リンク部材21d、22dは、光学部品1cをY方向の両側から片持ちで支持する。
支持部材3cは、支持部材3aと同様に、各平行リンク部材21d、22dの各他方端が取り付けられ、光学部品1cを支持するための部材である。より具体的には、図9に示す例では、支持部材3cは、基部31と、リンク取付部32と、駆動部取付部34とを備える。支持部材3cの基部31は、支持部材3aの基部31と同様であるので、その説明を省略する。
リンク取付部32bは、平行リンク部材2dの他方端部を取り付けるための部材である。より具体的には、本実施形態では、上述したように、光学部品1cを1組(前記2個)の第1および第2平行リンク部材21d(21d−1、21d−2)、22d(22d−1、22d−2)によって片持ちで支持するため、これに応じてリンク取付部32bは、2個の第1リンク取付部32b−1および第2リンク取付部32b−2を備える。これら1対の第1および第2リンク取付部32b−1、32b−2は、上方向のZ方向に延びる各角柱形状で、リンク取付部32bに取り付けられた1組の第1および第2平行リンク部材21d、22dを介して光学部品1cを支持した場合にアレイレンズ11を透過した各光学像の光束が基部31上の撮像素子5に結像できる配設位置であって、レンズ保持枠12cにおけるX方向の他方端に位置する外周側面の外側近傍の配設位置(図9に示す例では矩形形状の基部31の一方主面におけるX方向の他方端の位置であって互いにY方向に所定の間隔空けた各位置)に、基部31の一方主面から略垂直に立設するように基部31に、それぞれ形成されている。そして、1対の第1および第2リンク取付部32b−1、32b−2は、それぞれ、1組の平行リンク部材2dの他方端(1組の第1および第2平行リンク部材21d、22dの各他方端)を取り付けるために、第3および第4リンク回転軸321、322を備えている。より具体的には、第3リンク回転軸321は、1対の第11および第12リンク部材21d−1、21d−2と係合するために、1対の第31および第32リンク回転軸321−1、321−2(不図示)を備える。これら第31および第32リンク回転軸321−1、321−2は、それぞれ円柱状の突部であり、これらは、互いにZ方向に所定の間隔を空け、第1リンク取付部32b−1におけるY方向の外側面に、Y方向の外側に延びるようにそれぞれ形成されている。同様に、第4リンク回転軸322は、1対の第21および第22リンク部材22d−1、22d−2と係合するために、1対の第41および第42リンク回転軸322−1、322−2を備える。これら第41および第42リンク回転軸322−1、322−2は、それぞれ円柱状の突部であり、これらは、互いにZ方向に所定の間隔を空け、第2リンク取付部32b−2における−Y方向の外側面に、−Y方向の外側に延びるようにそれぞれ形成されている。
そして、このような第31および第32リンク回転軸321−1、321−2と係合するために、第11および第12リンク部材21d−1、21d−2それぞれにおけるX方向の各他方端には、円柱状の第31および第32リンク回転軸321−1、321−2における直径よりもやや大径の円形貫通開口がそれぞれ形成されている。この第11リンク部材21d−1の円形貫通開口に第31リンク回転軸321−1が嵌め込まれ、第11リンク部材21d−1は、第31リンク回転軸321−1に回転可能に連結される。同様に、第12リンク部材21d−2の円形貫通開口に第32リンク回転軸321−2が嵌め込まれ、第12リンク部材21d−2は、第32リンク回転軸321−2に回転可能に連結される。
同様に、第41および第42リンク回転軸124−1、124−2と係合するために、第21および第22リンク部材22d−1、22d−2それぞれにおけるX方向の各他方端には、円柱状の第41および第42リンク回転軸322−1、322−2における直径よりもやや大径の円形貫通開口がそれぞれ形成されている。この第21リンク部材22d−1の円形貫通開口に第41リンク回転軸322−1が嵌め込まれ、第21リンク部材22d−1は、第41リンク回転軸322−1に回転可能に連結される。同様に、第22リンク部材22d−2の円形貫通開口に第42リンク回転軸322−2が嵌め込まれ、第22リンク部材22d−2は、第42リンク回転軸322−2に回転可能に連結される。
これによって第11および第12リンク部材21d−1、21d−2それぞれにおけるX方向の各他方端は、第1リンク取付部32b−1に連結され、そして、第21および第22リンク部材22d−1、22d−2それぞれにおけるX方向の各他方端は、第2リンク取付部32b−2に連結される。これによって第1および第2平行リンク部材21d、22dは、支持部材3cによって支持される。
なお、これら第11および第12リンク回転軸123−1、123−2におけるZ方向の間隔、第21および第22リンク回転軸124−1、124−2におけるZ方向の間隔、第31および第32リンク回転軸321−1、321−2におけるZ方向の間隔、および、第41および第42リンク回転軸322−1、322−2におけるZ方向の間隔は、それぞれ、平行リンク部材2dにおける第11リンク部材21d−1と第12リンク部材21d−2とのZ方向の距離(第21リンク部材22d−1と第22リンク部材22d−2とのZ方向の距離)に対応した長さとなっている。
駆動部取付部34は、駆動部4aを取り付けるための部材である。より具体的には、本実施形態では、駆動部取付部34は、図9に示すように、駆動部4aがレンズ保持枠12cの係合突起部122aと係合可能な配置位置および高さ(Z方向の長さ)で、基部31の一方主面から略垂直に立設するように基部31に形成されている。前記配置位置は、本実施形態では、レンズ保持枠12cにおけるX方向の一方端に位置する外周側面の外側近傍の位置(図9に示す例では矩形形状の基部31の一方主面におけるX方向の一方端の位置)である。
このような撮像装置Ieでは、上述したように、レンズ保持枠12cは、支持部材3cで支持された平行リンク部材2d(21d、22d)によって片持ちで支持されている。このため、レンズ保持枠12cに保持されたアレイレンズ11も平行リンク部材2dによって片持ちで支持される。このアレイレンズ11は、X方向およびY方向の2方向に2次元アレイ状に配列された複数の撮像光学系111を備えている。そして、レンズ保持枠12cは、上述のように、Y方向の両端から、X方向(延伸方向)に延びる1組の第1および第2平行リンク部材21d、22dで支持されている。したがって、図9(A)に一点鎖線で示すように、1組の第1および第2平行リンク部材21d、22dは、その延伸方向が、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系111における並び方向(この例ではX方向)と一致するように、配設されている。そして、1組の第1および第2平行リンク部材21d、22dは、その延伸方向に並ぶリンク回転軸123、321;124、322を結ぶ線分が、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系111における並び方向(この例ではX方向)と一致するように、配設されている。
このような1組の第1および第2平行ばね部材21a、22aによって支持されたアレイレンズ11は、外力を受ける箇所によって、あるいは、リンク回転軸123、321;124、322のガタによって、第1実施形態と同様に、Y方向に沿ったY軸のY軸回りに回転することによって撮像素子5の光軸AXに対して傾き、あるいは、X方向に沿ったX軸のX軸回りに回転することによって撮像素子5の光軸AXに対して傾く。このように1組の第1および第2平行リンク部材21d、22dは、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きによって各撮像光学系(各個眼)111と撮像素子5の撮像面(各受光面)との間の距離の誤差のみを生じさせるように、アレイレンズ11を支持している。したがって、平行リンク部材2dによる片持ち支持によって生じる前記所定の誤差は、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きによって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の距離の誤差のみに規定され得る。
そして、本実施形態では、SMAアクチュエータ4aの駆動力を受ける係合突起部122aは、上述したように、Y方向の略中央位置に形成され、SMAアクチュエータ4aは、このような位置に形成された係合突起部122aと係合可能な位置に配設されている。すなわち、SMAアクチュエータ4aは、駆動力をアレイレンズ11へ伝達する動作点がアレイレンズ11における各撮像光学系111の並び方向(X方向)に平行な線上に位置するように、配設されている。しかも、SMAアクチュエータ4aは、前記動作点が2組の平行リンク部材21d、22dにおける各延伸方向の中線上に位置するように、配設されている。このため、本実施形態では、アレイレンズ11は、Y方向に沿ったY軸のY軸回りに回転することによって撮像素子5の光軸AXに対して傾く。したがって、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きによって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の距離の誤差である前記所定の誤差は、1自由度であり、しかも、X方向の他方端から一方端へ向けて単調に増加して変化するように規定され得る。
したがって、このような第5実施形態における撮像装置Ieは、第1実施形態における撮像装置Iaと同様の作用効果を奏し、より高精度な画像を生成できる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第6実施形態)
図10は、第6実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図10(A)は、上面図であり、そして、図10(B)は、正面図である。
図10は、第6実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図10(A)は、上面図であり、そして、図10(B)は、正面図である。
これら上述の第1ないし第5実施形態における各撮像装置Ia〜Ieでは、前記所定の軸の方向に沿った方向に光学部品1a〜1cを移動させる直進ガイドとして、平行ばね部材2a〜2cや平行リンク部材2dが用いられたが、第6実施形態における撮像装置Ifでは、ガイド軸(ガイドロッド)が用いられる。
このような第6実施形態における撮像装置Ifは、例えば、図10に示すように、光学部品1dと、ガイド軸9と、支持部材3dと、駆動部4aと、複数の撮像部5と、温度検出部6と、制御処理部7と、記憶部8とを備える。これらガイド軸9および駆動部4aは、駆動機構部を構成し、駆動機構部の一例である。この第6実施形態の撮像装置Ifにおける駆動部4a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8は、それぞれ、第1実施形態の撮像装置Iaにおける駆動部4a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8と同様であるので、その説明を省略する。そして、第6実施形態の撮像装置Ifにおける電気的な構成は、第1実施形態の撮像装置Iaにおける電気的な構成と同様であるので、その説明を省略する。
光学部品1dは、光学部品1aと同様に、物体の光学像を撮像素子5の受光面上に結像するために、アレイレンズ11を含む部品である。光学部品1aは、平行ばね部材2aによって直進ガイドされたが、この光学部品1dは、ガイド軸9によって直進ガイドされる。このような光学部品1dは、例えば、本実施形態では、平面視にて矩形形状のアレイレンズ11と、レンズ保持枠12dとを備える。この光学部品1dのアレイレンズ11は、光学部品1aのアレイレンズ11と同様であるので、その説明を省略する。
レンズ保持枠12dは、レンズ保持枠12aと同様に、アレイレンズ11を保持するための部材であり、例えば、アレイレンズ11の外形形状に応じた形状の貫通開口を形成した短高の筒状部材である。図10示す例では、アレイレンズ11の外形形状が平面視にて矩形形状であることから、レンズ保持枠12dは、平面視にて矩形形状の貫通開口を有し、矩形形状の外形形状を有する筒状部材である。アレイレンズ11は、レンズ保持枠12aの前記貫通開口に嵌め込まれて例えば接着剤等によって固定される。
このレンズ保持枠12dは、光学部品1aのレンズ保持枠12aと同様に、駆動部4aと係合し駆動部4aの駆動力を受けるための、係合突起部122aを備える。図10に示す例では、係合突起部122aは、X方向の一方端に位置する外周側面における、Y方向の略中央位置であって−Z方向の一方端に寄った位置に、外方向のX方向に延びるように柱形状で形成されている。そして、レンズ保持枠12dは、ガイド軸9を挿通するためのガイド孔126aがZ方向に貫通するように形成されたガイド孔突起部125aをさらに備えている。このガイド孔突起部125aは、係合突起部122aとアレイレンズ11(前記貫通開口)を介して対向する位置に配置されている。より具体的には、係合突起部122aが上述の位置に形成されているので、ガイド孔突起部125aは、X方向の他方端に位置する外周側面における、Y方向の略中央位置に、外方向の−X方向に延びるように柱形状で形成されている。そして、その柱形状の略中央位置にガイド孔126aが断面略円形で形成されている。したがって、ガイド軸9とSMAアクチュエータ4aとは、ガイド軸9の軸心位置と駆動力をアレイレンズ11へ伝達する動作点とを結ぶ線分が、図10(A)に破線で示すように、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向(この例ではX方向)と一致するように、配設されている。
ガイド軸9は、光学部品1dを前記所定の軸の方向に沿った方向に案内するための部材であり、例えば、一方向に長尺な円柱形状の部材である。このガイド軸9は、レンズ保持枠12dにおけるガイド孔突起部125aのガイド孔126aに挿通されている。
支持部材3dは、支持部材3aと同様に、光学部品1cを支持するための部材である。より具体的には、図10に示す例では、支持部材3dは、支持部材3aの基部31と同様の、矩形形状の外形形状を有した板状の基部31を備える。支持部材3cの基部31には、ガイド軸9が、基部31の一方主面から略垂直に立設するように例えば接着剤等によって基部31の前記一方主面に固定されて配設されている。このガイド軸9の配設位置は、ガイド軸9で光学部品1dを案内した場合に、アレイレンズ11を透過した各光学像の光束が基部31上の撮像素子5に結像できる位置であり、例えば、図10に示す例では矩形形状の基部31の一方主面におけるX方向の他方端の位置であってY方向の略中央位置である。
このような第6実施形態における撮像装置Ifでは、光学部品1dは、駆動部4aによって上方向の+Z方向に押し上げられると、ガイド軸9に案内されて上方向の+Z方向に移動する。この場合に、ガイド孔126aとガイド軸9との間に生じるガタによって、その光学部品1dには、図10(B)に示すように、撮像素子5の光軸に対しアレイレンズ11の傾きが生じる虞がある。しかしながら、第6実施形態における撮像装置Ifでは、上述したように、ガイド軸9と駆動部4aとは、ガイド軸9の軸心位置と前記動作点とを結ぶ線分が、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系111における並び方向と一致するように、配設されている。このため、ガイド軸9のガタによって生じる所定の誤差は、撮像素子5の光軸AXに対するアレイレンズ11の傾きによって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の距離の誤差のみに規定され得る。したがって、第6実施形態における撮像装置Ifは、第1実施形態における撮像装置Iaと同様の作用効果を奏し、より高精度な画像を生成できる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第7実施形態)
図11は、第7実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図11(A)は、上面図であり、そして、図11(B)は、正面図である。
図11は、第7実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図11(A)は、上面図であり、そして、図11(B)は、正面図である。
これら上述の第1ないし第6実施形態における各撮像装置Ia〜Ifでは、前記所定の軸の方向に沿った方向に光学部品1a〜1dを移動させる駆動部として、駆動部4aが用いられたが、第7実施形態における撮像装置Igでは、前記駆動部として、いわゆるボイスコイルモータVoice Coil Motor、VCM)を備える駆動部4bが用いられる。
このような第7実施形態における撮像装置Igは、例えば、図11に示すように、光学部品1eと、平行ばね部材2aと、支持部材3aと、駆動部4bと、複数の撮像部5と、温度検出部6と、制御処理部7と、記憶部8とを備える。この第7実施形態の撮像装置Igにおける平行ばね部材2a、支持部材3a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8は、それぞれ、第1実施形態の撮像装置Iaにおける平行ばね部材2a、支持部材3a、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8と同様であるので、その説明を省略する。そして、第7実施形態の撮像装置Igにおける電気的な構成は、第1実施形態の撮像装置Igにおける電気的な構成と同様であるので、その説明を省略する。
光学部品1eは、光学部品1aと同様に、物体の光学像を撮像素子5の受光面上に結像するために、アレイレンズ11を含む部品である。光学部品1eは、例えば、本実施形態では、平面視にて矩形形状のアレイレンズ11と、レンズ保持枠12eとを備えるが、このレンズ保持枠12eが係合突起部122aを備えない点を除き、第1実施形態の撮像装置Iaにおける光学部品1aと同様であるので、その説明を省略する。
駆動部4bは、駆動部4aと同様に、前記所定の軸の軸方向に沿って光学部品1eのアレイレンズ11を、外部から入力された制御信号に応じて移動させるための装置である。この駆動部4bは、本実施形態では、例えば、磁石41bとコイル42bとを備えたVCM4bである。そして、本実施形態では、光学部品1eにおけるY方向の両側から光学部品1eへ駆動力を与えるために、VCM4bは、1組の第1および第2VCM4b−1、4b−2を備え、これら第1および第2VCM4b−1、4b−2は、光学部品1eを介して互いに対向するように配置される。この第1VCM4b−1は、磁石41b−1とコイル42b−1とを備え、第2VCM4b−2は、磁石41b−2とコイル42b−2とを備える。
このVCM4b(4b−1、4b−2)において、磁石41bが基部31に取り付けられるとともにコイル42bがレンズ保持枠12eに取り付けられてもよいが、配線の引き回しの利便性から、本実施形態では、磁石41bがレンズ保持枠12eに取り付けられるとともにコイル42bが基部31に取り付けられている。より具体的には、第1VCM4b−1において、磁石41b−1は、例えば矩形状の板状の永久磁石であって、Y方向の一方端に位置する外周側面における、X方向の略中央位置に例えば接着剤等によって固定されている。そして、コイル42b−1は、このように配設された磁石41b−1と電磁的に相互作用して光学部品1eをZ方向に沿って上下に駆動できる配置位置に配設される。より具体的には、コイル42b−1は、図11に示す例では、コイル42b−1の軸心が磁石41b−1の法線となるように、そして、磁石41b−1の一方主面に所定の間隔を空けて対向するように、基部31の一方主面におけるY方向の一方端でX方向の略中央位置に例えば接着剤等によって固定される。同様に、第2VCM4b−2において、磁石41b−2は、例えば矩形状の板状の永久磁石であって、Y方向の他方端に位置する外周側面における、X方向の略中央位置に例えば接着剤等によって固定されている。そして、コイル42b−2は、このように配設された磁石41b−2と電磁的に相互作用して光学部品1cをZ方向に沿って上下に駆動できる配置位置に配設される。より具体的には、コイル42b−2は、図11に示す例では、コイル42b−2の軸心が磁石41b−2の法線となるように、そして、磁石41b−2の一方主面に所定の間隔を空けて対向するように、基部31の一方主面におけるY方向の他方端でX方向の略中央位置に例えば接着剤等によって固定される。このような第1および第2VCM4b−1、4b−2は、一方向に長尺な外形形状を持っている。このような1組の第1および第2VCM4b−1、4b−2では、制御処理部7の駆動部制御部71から入力された各制御信号に応じた方向および電流値を持つ各電流がコイル42b−1、42b−2それぞれに流れることで、各コイル42b−1、42b−2に各電磁界がそれぞれ発生し、これら各コイル42b−1、42b−2による各電磁界と各磁石41b−1、41b−2の各電磁界との吸引または反発によって駆動力が生じる。各磁石41b−1、41b−2がレンズ保持枠12eに配設されているので、第1および第2VCM4b−1、4b−2の協働した駆動力が光学部品1eに伝達され、光学部品1eが第1および第2平行ばね部材21a、22aの平行リンク機構によって直進ガイドされてZ方向に沿って移動する。
このような第7実施形態における撮像装置Igは、第1実施形態における撮像装置Iaと同様に、光学部品1eを平行ばね部材2aによって片持ち弾性支持している。このため、第7実施形態における撮像装置Igは、第1実施形態における撮像装置Iaと同様の作用効果を奏し、より高精度な画像を生成できる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第8実施形態)
図12は、第8実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図12(A)は、上面図であり、図12(B)は、図12(A)に示す切断線IIにおける断面図であり、そして、図12(C)は、正面図である。
図12は、第8実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図12(A)は、上面図であり、図12(B)は、図12(A)に示す切断線IIにおける断面図であり、そして、図12(C)は、正面図である。
上述の第7実施形態における撮像装置Igは、前記駆動部として、2個のVCM4b(41b−1、42b−1;41b−2、42b−2)を備えたが、第8実施形態における撮像装置Ihは、前記駆動部として、1個のVCM4cを備えるものである。
このような第8実施形態における撮像装置Ihは、例えば、図12に示すように、光学部品1fと、平行リンク部材2dと、支持部材3eと、駆動部4cと、複数の撮像部5と、温度検出部6と、制御処理部7と、記憶部8とを備える。この第8実施形態の撮像装置Ihにおける平行リンク部材2d、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8は、それぞれ、第5実施形態の撮像装置Ieにおける平行リンク部材2d、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8と同様であるので、その説明を省略する。そして、第8実施形態の撮像装置Ihにおける電気的な構成は、第1実施形態の撮像装置Igにおける電気的な構成と同様であるので、その説明を省略する。
光学部品Ifは、撮像光学系Iaと同様に、物体の光学像を撮像素子5の受光面上に結像するために、アレイレンズ11を含む部品である。この光学部品Ifは、平行リンク部材2dによって支持され、例えば、本実施形態では、平面視にて矩形形状のアレイレンズ11と、レンズ保持枠12fとを備える。この光学部品1fのアレイレンズ11は、第5実施形態の撮像装置Ieにおける光学部品1cのアレイレンズ11と同様であり、レンズ保持枠12fは、係合突起部122aを備えない点を除き第5実施形態の撮像装置Ieにおける光学部品1cのレンズ保持枠12cと同様であるので、その説明を省略する。
支持部材3eは、支持部材3aと同様に、各平行リンク部材21d、22dの各他方端が取り付けられ、光学部品1eを支持するための部材である。より具体的には、図12に示す例では、支持部材3eは、基部31と、リンク取付部32とを備える。すなわち、支持部材3eは、駆動部取付部34を備えない点を除き第5実施形態の撮像装置Ieにおける支持部材3cと同様であるので、その説明を省略する。
駆動部4cは、駆動部4aと同様に、前記所定の軸の軸方向に沿って光学部品1fのアレイレンズ11を、外部から入力された制御信号に応じて移動させるための装置である。この駆動部4cは、本実施形態では、例えば、磁石41cとコイル42cとを備えた1個のVCM4cである。磁石41cは、例えば矩形状の板状の永久磁石であって、X方向の一方端に位置する外周側面における、Y方向の略中央位置に例えば接着剤等によって固定されている。すなわち、係合突起部122aの代わりに、その位置に磁石41cが配設されている。そして、コイル42cは、このように配設された磁石41cと電磁的に相互作用して光学部品1eをZ方向に沿って上下に駆動できる配置位置に配設される。より具体的には、コイル42cは、図12に示す例では、コイル42cの軸心が磁石41cの法線となるように、そして、磁石41cの一方主面に所定の間隔を空けて対向するように、基部31の一方主面におけるX方向の一方端でY方向の略中央位置に例えば接着剤等によって固定される。
このようなVCM4cでは、制御処理部7の駆動部制御部71から入力された制御信号に応じた方向および電流値を持つ電流がコイル42cに流れることで、コイル42cに電磁界がそれぞれ発生し、このコイル42cによる電磁界と磁石41cの電磁界との吸引または反発によって駆動力が生じる。磁石41cがレンズ保持枠12eに配設されているので、VCM4cの駆動力が光学部品1fに伝達され、光学部品1fが平行リンク部材2dによって直進ガイドされてZ方向に沿って移動する。
このような第8実施形態における撮像装置Ihは、第5実施形態の撮像装置Ieにおける光学部品1cと同様の駆動点で光学部品1fを駆動し、第5実施形態における撮像装置Ieと同様に、光学部品1fを平行リンク部材2dによって片持ち支持している。このため、第8実施形態における撮像装置Ihは、第5実施形態における撮像装置Ieと同様の作用効果を奏し、より高精度な画像を生成できる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第9実施形態)
図13は、第9実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図13(A)は、上面図であり、図13(B)は、ガイド軸9と駆動本体部41dとを結ぶ断面線での断面図である。図14は、第9実施形態の撮像装置における各個眼の位置ズレの様子を説明するための図である。図15は、アレイレンズの各個眼が位置ズレした場合における各個眼による各画像の様子を説明するための図である。
図13は、第9実施形態における撮像装置の構造的な構成を示す図である。図13(A)は、上面図であり、図13(B)は、ガイド軸9と駆動本体部41dとを結ぶ断面線での断面図である。図14は、第9実施形態の撮像装置における各個眼の位置ズレの様子を説明するための図である。図15は、アレイレンズの各個眼が位置ズレした場合における各個眼による各画像の様子を説明するための図である。
これら上述の第1ないし第6実施形態における各撮像装置Ia〜Ifでは、前記所定の軸の方向に沿った方向に光学部品1a〜1dを移動させる駆動部として、駆動部4aが用いられたが、第9実施形態における撮像装置Iiでは、前記駆動部として、電気エネルギーを、例えば伸縮する運動等の機械エネルギーに電気機械変換素子を利用した駆動部4dが用いられる。
このような第9実施形態における撮像装置Iiは、例えば、図13に示すように、光学部品1gと、ガイド軸9と、支持部材3dと、駆動部4dと、複数の撮像部5と、温度検出部6と、制御処理部7と、記憶部8とを備える。これらガイド軸9および駆動部4dは、駆動機構部を構成し、駆動機構部の一例である。この第9実施形態の撮像装置Iiにおけるガイド軸9、支持部材3d、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8は、それぞれ、前記所定の誤差の相違に応じて誤差検出部74、温度補正データおよび修正データが異なる点を有するが、第6実施形態の撮像装置Ifにおけるガイド軸9、支持部材3d、複数の撮像部5、温度検出部6、制御処理部7および記憶部8と同様であるので、前記異なる点の説明を除き、その説明を省略する。そして、第9実施形態の撮像装置Iiにおける電気的な構成は、前記異なる点を除き、第6実施形態の撮像装置Ifにおける電気的な構成,すなわち、第1実施形態の撮像装置Iaにおける電気的な構成と同様であるので、前記異なる点の説明を除き、その説明を省略する。
光学部品1gは、光学部品1aと同様に、物体の光学像を撮像素子5の受光面上に結像するために、アレイレンズ11を含む部品である。光学部品1gは、第6実施形態における撮像装置Ifにおける光学部品1dと同様に、ガイド軸9によって直進ガイドされる。このような光学部品1gは、例えば、本実施形態では、平面視にて矩形形状のアレイレンズ11と、レンズ保持枠12gとを備える。この光学部品1gのアレイレンズ11は、光学部品1aのアレイレンズ11と同様であるので、その説明を省略する。
レンズ保持枠12gは、レンズ保持枠12aと同様に、アレイレンズ11を保持するための部材であり、例えば、アレイレンズ11の外形形状に応じた形状の貫通開口を形成した短高の筒状部材である。図13示す例では、アレイレンズ11の外形形状が平面視にて矩形形状であることから、レンズ保持枠12fは、平面視にて矩形形状の貫通開口を有し、矩形形状の外形形状を有する筒状部材である。アレイレンズ11は、レンズ保持枠12gの前記貫通開口に嵌め込まれて例えば接着剤等によって固定される。
このレンズ保持枠12gは、光学部品1aのレンズ保持枠12aと同様に、駆動部4dと所定の摩擦力で係合し駆動部4dの駆動力を受けるための、係合V字状溝部122bを備える。図13に示す例では、係合V字状溝部122bは、X方向の一方端に位置する外周側面における、Y方向の略中央位置に、Z方向に延びるとともに断面がV字状になるようにX方向に凹んで形成されている。より具体的には、係合V字状溝部122bは、レンズ保持枠12gの外周側面を凹ますことで形成されてもよいが、図13に示す例では、係合V字状溝部122bは、Z方向に長尺な三角柱形状の2個の突条体を備え、これら2個の突条体がY方向に並置するようにレンズ保持枠12gの外周側面に突設されることで、形成されている。そして、レンズ保持枠12gは、ガイド軸9を挿通するためのガイド孔126bがZ方向に貫通するように形成されたガイド孔突起部125bを備えている。このガイド孔突起部125bは、係合V字状溝部122bとアレイレンズ11(前記貫通開口)を介して対向する位置に配置されている。より具体的には、係合V字状溝部122bが上述の位置に形成されているので、ガイド孔突起部125bは、X方向の他方端に位置する外周側面における、Y方向の略中央位置に、外方向の−X方向に延びるように柱形状で形成されている。そして、ガイド孔126bは、その断面がY方向に長い長円形で前記柱形状の略中央位置に形成されている。
駆動部4dは、駆動本体部41dと、付勢部材42dとを備える。
駆動本体部41dは、電気機械変換素子を利用することで所定の駆動力を生じさせる部材であり、例えば、電気機械変換素子と、駆動部材とを備える。前記電気機械変換素子は、入力の電気エネルギーを、伸縮する機械エネルギー、すなわち、機械的な運動に変換する素子であり、例えば、入力の電気エネルギーを圧電効果によって機械的な伸縮運動に変換する圧電素子等である。このような圧電素子は、例えば、積層体と、一対の外部電極とを備えている。積層体は、圧電材料から成る薄膜状(層状)の圧電層と導電性を有する薄膜状(層状)の内部電極層とを交互に複数積層して成るものである。複数の内部電極層は、その一部が互いに対向する一対の外周側面で外部に臨むようにそれぞれ構成されている。一対の外部電極は、積層体における前記一対の外周側面上に積層方向に沿って形成され、前記電気エネルギーを積層体に供給するものであり、前記複数の内部電極と順次交互に接続されている。圧電材料は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(いわゆるPZT)、水晶、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、ニオブ酸タンタル酸カリウム(K(Ta,Nb)O3)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)およびチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)等の無機圧電材料である。前記駆動部材は、前記電気機械変換素子(本実施形態では圧電素子)における伸縮方向の一方端の端面に固定されて連結され、この電気機械変換素子で電気エネルギーから変換された機械エネルギーが伝達される部材である。より具体的には、前記駆動部材は、本実施形態では、圧電素子における前記積層体の一方端の端面に接着剤によって接着固定された円柱状(軸状)の駆動軸である。前記駆動部材の材料は、例えば、金属、樹脂およびカーボン等の任意の材料を用いることができる。このような駆動本体部41dは、基部31の一方主面から略垂直に立設するように、基部31の前記一方主面に前記電気機械変換素子の他方端の端面で例えば接着剤等によって固定されて配設されている。この駆動本体部41dの配設位置は、駆動部4dで光学部品1fを駆動した場合に、アレイレンズ11を透過した各光学像の光束が基部31上の撮像素子5に結像できる位置であり、例えば、図13に示す例では矩形形状の基部31の一方主面におけるX方向の一方端の位置であってY方向の略中央位置である。
付勢部材42dは、駆動本体部41dの前記駆動部材を、係合V字状溝部122bに所定の摩擦力で係合させるために、駆動本体部41dの前記駆動部材を、係合V字状溝部122bへ付勢するための弾性体であり、例えば、ばね部材である。付勢部材42dは、例えば、図13に示す例では、Y方向に長尺な板ばねであり、そのY方向の他方端がレンズ保持枠12fにおけるX方向の一方端に位置する外周側面に固定され、そのY方向の一方端がV字状に屈曲している。そして、駆動本体部41dの前記駆動部材は、付勢部材42dの屈曲部と係合V字状溝部122bとの間に挟み込まれ、駆動本体部41dの前記駆動部材と係合V字状溝部122bとが所定の摩擦力で係合している。
このような撮像装置Iiでは、上述したように、光学部品1gは、レンズ保持枠12gにおけるガイド孔突起部125bのガイド孔126bに挿通されたガイド軸9によって直進ガイドされつつ、駆動部4dによって撮像素子5の光軸AXに平行なZ方向に沿って移動する。したがって、ガイド軸9は、撮像素子5の光軸AXに直交する平面内における光学部品1g、すなわち、アレイレンズ11の移動を規制する規制部として機能している。ここで、ガイド孔突起部125bは、上述したように、係合V字状溝部122bとアレイレンズ11を介して対向する位置に配置されている。すなわち、前記規制部としてのガイド軸9と駆動部4dとは、ガイド軸9の位置と駆動力をアレイレンズ11へ伝達する動作点とを結ぶ線分が、アレイレンズ11における複数の撮像光学系111のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系111における並び方向(図13に示す例ではX方向)と一致するように、配設されている。そして、アレイレンズ11は、係合V字状溝部122bに対する駆動部本体41dの摩擦力が必ずしも均一ではないことと、ガイド軸9およびガイド孔126b間における遊びとによって、例えば、図14に示すように、駆動部4dの駆動部本体41dを軸としてこの軸回りに回転する。このように本実施形態では、ガイド軸9の遊びによって生じる前記所定の誤差は、撮像素子5の光軸AXと直交する平面内におけるアレイレンズ11の移動によって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の位置ずれのみに規定され得る。しかも、ガイド軸9の遊びによって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の位置ずれである前記所定の誤差は、1自由度であり、しかも、複数の撮像光学系111それぞれに対し、X方向の一方端から他方端へ向けて単調に増加して変化するように規定され得る。
このように本実施形態では、前記所定の誤差は、撮像素子5の光軸AXと直交する平面内におけるアレイレンズ11の移動によって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の位置ずれである。撮像装置Iiは、各撮像光学系111と各撮像面との間の位置ずれを検出する図略の位置検出センサーを備え、誤差検出部74は、前記位置検出センサーの出力に基づいて前記所定の誤差を求める。前記位置検出センサーは、例えば、アレイレンズ11またはレンズ保持枠12gの下面に配設された磁石と、基部31の主面上に配設されたホール素子とを備えて構成される。
このようにアレイレンズ11の位置ずれが誤差検出部74によって検出されると、補正データ修正部73は、温度検出部6によって検出された温度に対応する温度補正データを温度補正データ記憶部81から取り出す。
ここで、アレイレンズ11を用いた撮像装置では、各撮像光学系(各個眼)111によって結像される各光学像の撮像素子5上における各位置(各領域)が事前に記憶され、撮像素子5から画像信号が読み込まれる際に、その位置(領域)が指定され、その位置(領域)での信号が読み込まれる。このため、温度変化に起因して撮像光学系(個眼)111の位置がずれると、光学像の結像位置がずれるので、撮像素子5から画像信号を読み込む際に指定する位置(領域)が補正されないと、正しく当該個眼の画像が読み込まれない。このため、本実施形態では、温度補正データは、基準温度からの温度変化に起因して前記所定の軸と直交する平面内で生じる各撮像光学系の位置ずれを補正するように、例えば生産時や出荷時等の適宜なタイミングで、所定の温度間隔で、各合焦位置において、予め作成され、温度補正データ記憶部81に記憶される。例えば、撮像光学系(個眼)111によって実際に撮像面に結像された光学像(実光学像)の位置(領域)へ、基準温度での光学像(基準温度光学像)の位置(すなわち画像信号の読み込みの際に指定する位置(領域))を変換する位置変換関数が予め求められ、この位置変換関数が温度補正データとされる。なお、この温度補正データの位置変換関数は、関数式で温度補正データ記憶部91に記憶されて良く、また、ルックアップテーブルで温度補正データ記憶部91に記憶されて良い。
そして、撮像光学系(個眼)111によって撮像面上に実際に形成された光学像(実光学像)は、温度変化によってずれた位置からさらに、前記所定の誤差によって、ずれる。例えば、図14に示すように、駆動部4dの駆動部本体41dを軸としてこの軸回りにアレイレンズ11が回転することでアレイレンズ11の位置がずれると、例えば3行各列の撮像光学系111によって撮像素子5の撮像面上に形成された光学像は、一例では、図15に示すように、一方端(図15(D))から他方端(図15(A))へ順に、大きくずれている。なお、図14では、撮像光学系(個眼)111によって実際に撮像面に結像された光学像の輪郭線が実線で示され、基準温度での元々の位置の撮像光学系(個眼)111によって撮像面に結像される光学像の輪郭線が一点鎖線で示されている。
このような位置ずれに対し、修正データは、前記所定の誤差に起因して前記所定の軸と直交する平面内で生じる各撮像光学系の位置ずれを修正するように、予め作成され、修正データ記憶部82に記憶される。例えば、撮像光学系(個眼)111によって実際に撮像面に結像された光学像(実光学像)の位置(領域)へ、温度補正後の光学像の位置を変換する位置変換関数が予め求められ、この位置変換関数が修正データとされる。なお、この修正データの位置変換関数は、関数式で修正データ記憶部92に記憶されて良く、また、ルックアップテーブルで修正データ記憶部92に記憶されて良い。
なお、修正データは、アレイレンズ11の位置ずれに応じて単調に変化する場合には、アレイレンズ11における複数の撮像光学系(個眼)111のうちの少なくとも2個の撮像光学系111に対して予め与えられてもよい。この場合では、少なくとも2個の撮像光学系111に対する修正データで良いので、修正データ記憶部82は、少ない記憶容量で修正データを記憶できる。なお、修正データが予め与えられていない撮像光学系111に対する修正データは、予め与えられている前記修正データから補間される。
そして、画像形成部72は、温度補正データおよび修正データによる読み込み位置で画像信号を読み込み、被写体の光学像の画像を形成する。
このように、本実施形態における撮像装置Iiでは、前記温度補正データが予め用意され、画像を形成する際に、前記温度補正データを温度検出部6で検出されたアレイレンズ11の温度に基づいて用いることで、アレイレンズ11における前記複数の撮像光学系111それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像が補正される。すなわち、画像信号の読み込み位置が温度変化に起因した位置ずれに応じて補正される。このため、本実施形態における撮像装置Iiは、温度変化に伴う画像の劣化を抑制できる。そして、前記温度補正データを使用する際に、誤差検出部74で検出されたアレイレンズ11の誤差に基づいて温度補正データが修正される。すなわち、画像信号の読み込み位置が駆動機構部の不安定要因に起因した位置ずれに応じて修正される。ここで、駆動機構部としてのガイド軸9および駆動部4dの不安定要素に伴ってアレイレンズ11に生じる誤差は、撮像素子5の光軸AXと直交する平面内におけるアレイレンズ11の移動によって生じる各撮像光学系111と各撮像面との間の位置ずれであり、予め規定されたもののみである。このため、アレイレンズ11の誤差による温度補正データのずれが、例えば図15に示すように予測可能となり、前記温度補正データの修正が容易となる。したがって、本実施形態における撮像装置Iiは、温度変化に伴う画像の劣化を抑制しつつ、駆動機構部(ガイド軸9および駆動部4d)の不安定要素に伴う画像の劣化も抑制できる。
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
I、Ia〜Ii 撮像装置
1a〜1g 光学部品
2a、2b、2c 平行ばね部材
2d 平行リンク部材
4a〜4d 駆動部
5 撮像部
6 温度検出部
7 制御処理部
8 記憶部
9 ガイド軸
11 アレイレンズ
72 画像形成部
73 補正データ修正部
74 誤差検出部
81 温度補正データ記憶部
82 修正データ記憶部
1a〜1g 光学部品
2a、2b、2c 平行ばね部材
2d 平行リンク部材
4a〜4d 駆動部
5 撮像部
6 温度検出部
7 制御処理部
8 記憶部
9 ガイド軸
11 アレイレンズ
72 画像形成部
73 補正データ修正部
74 誤差検出部
81 温度補正データ記憶部
82 修正データ記憶部
Claims (15)
- 複数の撮像光学系を持つアレイレンズと、
前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系に対応し、複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面にそれぞれ結像された被写体の各光学像をそれぞれ撮像する複数の撮像部と、
予め規定された所定の誤差を生じるように前記アレイレンズを支持し、所定の軸の軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させる駆動機構部と、
前記アレイレンズの温度を検出するための温度検出部と、
前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像を、基準として設定された基準温度で前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像される被写体の各光学像になるように補正するための、予め与えられた温度補正データを、前記温度検出部で検出された前記アレイレンズの温度に基づいて用いることで、前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系それぞれによって各撮像面に結像された被写体の各光学像を補正して前記被写体の各光学像の各画像を形成する画像形成部と、
前記アレイレンズに生じた前記所定の誤差を検出する誤差検出部と、
前記誤差検出部で検出した前記所定の誤差に基づいて、前記画像形成部で使用される前記温度補正データを修正する補正データ修正部とを備えること
を特徴とする撮像装置。 - 前記所定の誤差は、1自由度であること
を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記所定の誤差は、単調に変化すること
を特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記補正データ修正部は、前記温度補正データに対して前記所定の誤差に起因して生じるずれを修正するための修正データを、前記誤差検出部で検出された前記所定の誤差に基づいて用いることで、前記画像形成部で使用される前記温度補正データを修正し、
前記修正データは、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個の撮像光学系に対して予め与えられていること
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記所定の誤差は、前記所定の軸に対する前記アレイレンズの傾きによって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の距離の誤差であること
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記駆動機構部は、前記アレイレンズを支持する平行ばねまたは平行リンクを備え、
前記平行ばねまたは前記平行リンクは、その延伸方向が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されていること
を特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記駆動機構部は、前記アレイレンズを支持する平行リンクを備え、
前記平行リンクは、その延伸方向に並ぶリンク軸を結ぶ線分が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されていること
を特徴とする請求項5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系は、互いに直交する2方向に2次元アレイ状に配列され、
前記駆動機構部は、前記アレイレンズを支持する平行ばねまたは平行リンクを備え、
前記平行ばねまたは前記平行リンクは、その延伸方向と前記延伸方向に直交する直交方向それぞれが、前記アレイレンズの前記2方向それぞれと一致するように、配設されていること
を特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記アレイレンズにおける前記複数の撮像光学系は、互いに直交する2方向に2次元アレイ状に配列され、
前記駆動機構部は、前記アレイレンズを支持する平行ばねまたは平行リンクと、一方向に長尺な外形形状を持ち、前記軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させるための駆動部とを備え、
前記駆動機構部が平行ばねを備える場合に、前記平行ばねは、その延伸方向が前記アレイレンズの前記2方向のうちの一方方向に一致するように配置されるとともに、前記駆動部は、その長尺な方向が前記アレイレンズの前記2方向のうちの他方方向に一致するように配置され、
前記駆動機構部が平行リンクを備える場合に、前記平行リンクは、その延伸方向が前記アレイレンズの前記2方向のうちの一方方向に一致するように配置されるとともに、前記駆動部は、その長尺な方向が前記アレイレンズの前記2方向のうちの他方方向に一致するように配置されていること
を特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記駆動機構部は、前記軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させるための駆動部を備え、
前記駆動部は、駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点が前記並び方向に平行な線上に位置するように、配設されていること
を特徴とする請求項6ないし請求項9のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記駆動機構部は、前記アレイレンズを支持する2組の平行ばねまたは2組の平行リンクと、前記軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させるための駆動部とを備え、
前記2組の平行ばねまたは前記2組の平行リンクは、その延伸方向が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設され、
前記駆動部は、駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点が前記2組の平行ばねまたは2組の平行リンクにおける各延伸方向の中線上に位置するように、配設されていること
を特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記駆動機構部は、前記アレイレンズを前記軸方向に沿ってガイドするガイド軸と、前記軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させるための駆動部とを備え、
前記ガイド軸と前記駆動部とは、前記ガイド軸の軸心位置と駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点とを結ぶ線分が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されていること
を特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記所定の誤差は、前記所定の軸と直交する平面内における前記アレイレンズの移動によって生じる各撮像光学系と各撮像面との間の位置ずれであること
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記駆動機構部は、前記平面内における前記アレイレンズの移動を規制する規制部と、前記軸方向に沿って前記アレイレンズを移動させるための駆動部とを備え、
前記規制部と前記駆動部とは、前記規制部の位置と駆動力を前記アレイレンズへ伝達する動作点とを結ぶ線分が、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系における並び方向と一致するように、配設されていること
を特徴とする請求項13に記載の撮像装置。 - 前記誤差検出部は、前記複数の撮像光学系のうちの少なくとも2個以上の撮像光学系によって撮像面に結像された被写体の光学像の画像に基づいて、前記アレイレンズに生じた前記所定の誤差を検出すること
を特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014089362A JP2015207982A (ja) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014089362A JP2015207982A (ja) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | 撮像装置 |
Publications (1)
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JP2015207982A true JP2015207982A (ja) | 2015-11-19 |
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ID=54604466
Family Applications (1)
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JP2014089362A Pending JP2015207982A (ja) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | 撮像装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021533488A (ja) * | 2018-08-07 | 2021-12-02 | ケンブリッジ メカトロニクス リミテッド | 向上した3dセンシング |
-
2014
- 2014-04-23 JP JP2014089362A patent/JP2015207982A/ja active Pending
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