JP7627606B2 - 複眼撮像装置 - Google Patents
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Description
(複眼撮像装置の構成)
図1~図5を参照して、第1実施形態による複眼撮像装置100の構成について説明する。以下の説明では、レンズ31の光軸方向(光軸AL(図5参照)が延びる方向)をZ方向とし、Z方向のうち、一方側をZ1方向とし、他方側をZ2方向とする。また、Z方向に直交する面内で、互いに直交する2方向をそれぞれX方向およびY方向とする。
フィルタ保持部10は、個眼毎に、個別に光学フィルタFt(図4参照)を保持可能に構成されている。すなわち、フィルタ保持部10には、複数のレンズ31(複数の個眼)の各々に対応する複数の保持孔が形成されており、それぞれの保持孔が光学フィルタFtを保持可能である。
絞り部20は、複数のレンズ31(複数の個眼)の各々に入射する光量を調整するように構成されている。また、絞り部20は、収差補正、焦点深度調整などの結像性能を向上させるために設けられている。絞り部20は、個眼数に一致する複数(4つ)の絞り孔20aが形成された板部材からなる。絞り部20は、フィルタ保持部10とレンズ保持部30との間に配置されている。
レンズ保持部30は、複数のレンズ31を保持するように構成されている。レンズ保持部30は、個眼毎に、1つずつ個別にレンズ31を保持可能に構成されている。すなわち、レンズ保持部30は、保持するレンズ31と同数の複数(4つ)のレンズ設置孔30aを有する。複数のレンズ設置孔30aの各々において、複数のレンズ31を1つずつ個別に保持している。
複数のレンズ31は、絞り部20を通過した光を結像させるために設けられている。複数のレンズ31の各々は、レンズ保持部30によって保持されている。本実施形態では、上記の通り、4つのレンズ31がレンズ保持部30のレンズ設置孔30aにそれぞれ保持されている。複数のレンズ31は、ガラス製、または、樹脂製の単眼レンズを含む。個々のレンズ31は、それぞれ、所定の焦点距離を有する。
支持構造部40は、上記の通り、規制部材41と、第1調整部材42と、第2調整部材43と、ベース部材44とを備える。支持構造部40は、フィルタ保持部10、絞り部20およびレンズ保持部30を支持する機能を有する。まず、ベース部材44が、基板部50上(Z1側)に設置され、ベース部材44上(Z1側)に、第1調整部材42を介して、レンズ保持部30が設置されている。
基板部50は、イメージセンサ51と、センサ基板52とを含む。
次に、図4を参照して、複眼撮像装置100の各部の積層構造について説明する。図4は、複眼撮像装置100の積層構造を模式的に示しており、各部材の縮尺等は図1~図3とは異なる。図4では、光学系を構成する各部材の孔は図示を省略している。
ベース部材44は、ベース部材44を固定するための第1固定ねじSC1と噛み合うねじ孔SH1を有する。センサ基板52は、第1固定ねじSC1を挿通するための挿通孔IH1を有する。なお、絶縁シート53にも同様の挿通孔が形成されている。
レンズ保持部30および第1調整部材42は、それぞれ、レンズ保持部30を固定するための第2固定ねじSC2を挿通するための挿通孔IH2を有する。また、ベース部材44は、第2固定ねじSC2と噛み合うねじ孔SH2を有する。
レンズ保持部30および第2調整部材43は、規制部材41を固定するための第3固定ねじSC3を挿通するための挿通孔IH3を有する。正確には、レンズ保持部30のうち、レンズ抑え板32を除いたレンズ保持板33とレンズ支持板34とに、挿通孔IH3が形成されている。規制部材41は、第3固定ねじSC3と噛み合うねじ孔SH3を有する。
フィルタ保持部10および絞り部20は、レンズ保持部30に取り付けられている。具体的には、レンズ保持部30(レンズ保持板33)は、フィルタ保持部10および絞り部20を固定するための第4固定ねじSC4と噛み合うねじ孔SH4を有する。レンズ保持部30のレンズ抑え板32と、絞り部20と、第2フィルタ保持板14とに、それぞれ第4固定ねじSC4を挿通するための挿通孔IH4が形成されている。
次に、図5を参照して、第1調整部材42および第2調整部材43の詳細構成について説明する。図5は、フィルタ保持部10等の図示を省略し、レンズ保持部30を簡略化して、隣接する2つの個眼の光学系を簡略化して示した模式図である。
(1)レンズ保持部30の第1位置P1と、規制部材41の第2位置P2との一方のみを第1調整部材42で調整し、第1位置P1と第2位置P2との他方のみを第2調整部材43で調整する方法(図16参照)。
(2)レンズ保持部30の第1位置P1と、規制部材41の第2位置P2との両方を第1調整部材42で調整し、第1位置P1と第2位置P2とのいずれかを第2調整部材43で調整する方法(図5参照)。
次に、第1位置P1および第2位置P2の調整について説明する。第1実施形態の複眼撮像装置100は、無限遠から超近接撮影までの範囲で撮影距離を設定可能に構成されている。
図7~図10は、第1調整部材42および第2調整部材43を用いずにレンズ保持部30に規制部材41を直接取り付けた比較例による光学系を示す。図7は、撮影距離が無限遠に設定される場合のレンズ保持部30および規制部材41の位置を模式的に示している。
そこで、第1実施形態の複眼撮像装置100では、図5に示したように、第1調整部材42および第2調整部材43によって、レンズ保持部30の第1位置P1と規制部材41の第2位置P2とを別々に調整可能とした。図11および図12は、レンズ保持部30が、無限遠撮影時の基準距離R1から繰り出し量ΔP1だけZ1方向へオフセットされた例を示し、図12は、図11よりも繰り出し量ΔP1が大きく撮影距離をさらに短くした例である。
第1実施形態による複眼撮像装置100は、撮影距離がレンズ31の焦点距離f(図7参照)の10倍以下となる超近接撮影において、特に有用である。図12に示す例では、レンズ保持部30は、各々のレンズ31が焦点距離fの10倍以下の撮影距離で合焦する第1位置P1に位置調整されている。この第1位置P1に合わせて、規制部材41は、イメージセンサ51の受光面51aにおいて、複数のレンズ31の各々から入射する光束70により形成される各画像領域72が相互に重ならないように、光路を制限する第2位置P2に位置調整されている。
本実施形態による複眼撮像装置100では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図14および図15を参照して、第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、第1調整部材42と第2調整部材43とがレンズ保持部30(第1部分30b、第2部分30c)に並列的に設けられ、第1調整部材42を介してレンズ保持部30がベース部材44に積層されるとともに、第1調整部材42とは別に第2調整部材43を介してレンズ保持部30が規制部材41と連結された上記第1実施形態とは異なり、第1調整部材42、規制部材41、第2調整部材43、レンズ保持部30が直列的にベース部材144に積層される例について説明する。
図15に示すように、レンズ保持部130の第1位置P1は、ベース部材144の上面高さを基準位置とすると、規制部材141の高さ(一定値)と、第1調整部材142の調整量(厚みt1)と、第2調整部材143の調整量(厚みt2)との合計によって決定される。
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記第1および第2実施形態では、第1調整部材42(142)が、第1位置P1および第2位置P2の両方を一体的に調整するように設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば図16に示すように、第1位置P1と第2位置P2とが独立して調整されるように構成してもよい。
上記第1および第2実施形態では、第1調整部材42および第2調整部材43の両方が、複数の薄板60の積層体からなるスペーサ部材である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば図17に示すように、第1調整部材42および第2調整部材43の一方を、薄板60の積層体以外の構造によって構成してもよい。
上記第1および第2実施形態では、レンズ保持部30が、各々のレンズ31が焦点距離の10倍以下の撮影距離で合焦する第1位置P1に位置調整されうることを説明したが、本発明による複眼撮像装置では、第1位置P1および第2位置P2が、無限遠から超近接撮影までのどのような撮影距離に合わせて位置調整されていてもよい。本発明によれば、このような広い撮影距離の範囲を、第1調整部材42および第2調整部材43の調整量を異ならせるだけで、同じ装置構成で対応できる。
30b 第1部分
30c 第2部分
31 レンズ
41、141 規制部材
41b 隔壁
42、142、342 第1調整部材
43、143 第2調整部材
44、144、244 ベース部材
51 イメージセンサ
51a 受光面
60、60a、60b 薄板
70 光束
72 画像領域
100、200 複眼撮像装置
P1 第1位置
P2 第2位置
Claims (9)
- 複数のレンズと、
前記複数のレンズを保持するレンズ保持部と、
前記複数のレンズの各々により結像される複数の画像を形成するイメージセンサと、
前記複数のレンズの各々から前記イメージセンサに入射する光路を規制する規制部材と、
前記複数のレンズの光軸方向における前記レンズ保持部の第1位置と、前記光軸方向における前記規制部材の第2位置と、のうち少なくとも前記第1位置を調整する第1調整部材と、
前記第1位置と前記第2位置とのうち前記第2位置を調整する第2調整部材と、を備え、
前記第1調整部材および前記第2調整部材は、前記光軸方向にみて、互いに重ならないように配置されている、複眼撮像装置。 - 前記レンズ保持部と前記規制部材とは互いに連結されており、
前記第1調整部材は、前記第1位置および前記第2位置の両方を一体的に調整するように設けられ、
前記第2調整部材は、前記レンズ保持部と前記規制部材との間に設けられ、前記第2位置を調整するように設けられている、請求項1に記載の複眼撮像装置。 - 複数のレンズと、
前記複数のレンズを保持するレンズ保持部と、
前記複数のレンズの各々により結像される複数の画像を形成するイメージセンサと、
前記複数のレンズの各々から前記イメージセンサに入射する光路を規制する規制部材と、
前記複数のレンズの光軸方向における前記レンズ保持部の第1位置と、前記光軸方向における前記規制部材の第2位置と、のうち少なくとも前記第1位置を調整する第1調整部材と、
前記第1位置と前記第2位置とのうち前記第2位置を調整する第2調整部材と、を備え、
前記レンズ保持部と前記規制部材とは互いに連結されており、
前記第1調整部材は、前記第1位置および前記第2位置の両方を一体的に調整するように設けられ、
前記第2調整部材は、前記レンズ保持部と前記規制部材との間に設けられ、前記第2位置を調整するように設けられ、
前記レンズ保持部および前記規制部材が組み付けられるベース部材をさらに備え、
前記レンズ保持部は、第1部分において前記第1調整部材を介して前記ベース部材に積層され、
前記規制部材は、前記レンズ保持部の前記第1部分とは異なる第2部分に、前記第2調整部材を介して連結されている、複眼撮像装置。 - 複数のレンズと、
前記複数のレンズを保持するレンズ保持部と、
前記複数のレンズの各々により結像される複数の画像を形成するイメージセンサと、
前記複数のレンズの各々から前記イメージセンサに入射する光路を規制する規制部材と、
前記複数のレンズの光軸方向における前記レンズ保持部の第1位置と、前記光軸方向における前記規制部材の第2位置と、のうち前記第1位置を調整する第1調整部材と、
前記第1位置と前記第2位置とのうち前記第2位置を調整する第2調整部材と、を備え、
前記第1調整部材は、前記レンズ保持部の前記第1位置を、前記規制部材の前記第2位置とは独立して調整するように設けられ、
前記第2調整部材は、前記規制部材の前記第2位置を、前記レンズ保持部の前記第1位置とは独立して調整するように設けられている、複眼撮像装置。 - 前記第1調整部材および前記第2調整部材の少なくとも一方は、複数の薄板の積層体により構成され、厚みにより位置調整を行うスペーサ部材である、請求項1~4のいずれか1項に記載の複眼撮像装置。
- 複数のレンズと、
前記複数のレンズを保持するレンズ保持部と、
前記複数のレンズの各々により結像される複数の画像を形成するイメージセンサと、
前記複数のレンズの各々から前記イメージセンサに入射する光路を規制する規制部材と、
前記複数のレンズの光軸方向における前記レンズ保持部の第1位置と、前記光軸方向における前記規制部材の第2位置と、のうち少なくとも前記第1位置を調整する第1調整部材と、
前記第1位置と前記第2位置とのうち前記第2位置を調整する第2調整部材と、を備え、
前記第1調整部材および前記第2調整部材の一方は、複数の薄板の積層体により構成され、厚みにより位置調整を行うスペーサ部材を含み、
前記第1調整部材および前記第2調整部材の他方は、回転されることにより、前記光軸方向における位置調整を行う位置調整ねじを含む、複眼撮像装置。 - 前記規制部材は、前記複数のレンズの各々から前記イメージセンサに入射する光路を区画する隔壁を含み、前記イメージセンサの受光面から前記光軸方向に離れた前記第2位置に配置されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の複眼撮像装置。
- 前記規制部材は、前記イメージセンサの受光面において、前記複数のレンズの各々から入射する光束により形成される各画像領域が相互に重ならず、かつ、前記隔壁の厚みよりも小さい間隔で並ぶように、前記光路を制限する前記第2位置に位置調整されている、請求項7に記載の複眼撮像装置。
- 複数のレンズと、
前記複数のレンズを保持するレンズ保持部と、
前記複数のレンズの各々により結像される複数の画像を形成するイメージセンサと、
前記複数のレンズの各々から前記イメージセンサに入射する光路を規制する規制部材と、
前記複数のレンズの光軸方向における前記レンズ保持部の第1位置と、前記光軸方向における前記規制部材の第2位置と、のうち少なくとも前記第1位置を調整する第1調整部材と、
前記第1位置と前記第2位置とのうち前記第2位置を調整する第2調整部材と、を備え、
前記レンズ保持部は、各々の前記レンズが焦点距離の10倍以下の撮影距離で合焦する前記第1位置に位置調整されている、複眼撮像装置。
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