JP7182437B2

JP7182437B2 - Compound eye imaging device

Info

Publication number: JP7182437B2
Application number: JP2018222417A
Authority: JP
Inventors: 康生政木
Original assignee: ASAHI ELECTRONICS LABORATORY CO., LTD.
Current assignee: ASAHI ELECTRONICS LABORATORY CO., LTD.
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2038-11-28
Also published as: JP2020088684A

Description

この発明は、複眼撮像装置に関する。 The present invention relates to a compound eye imaging device.

従来、レンズアレイと、レンズアレイのレンズ毎の画像を形成するイメージセンサとを備える複眼撮像装置が知られている（たとえば、特許文献１）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a compound-eye imaging device that includes a lens array and an image sensor that forms an image for each lens of the lens array (for example, Patent Document 1).

上記特許文献１には、微小レンズアレイと、微小レンズアレイのレンズ毎の画像を形成する固体撮像素子とを備える画像入力装置（複眼撮像装置）が開示されている。 The aforementioned Patent Document 1 discloses an image input device (compound eye imaging device) including a microlens array and a solid-state imaging device that forms an image for each lens of the microlens array.

特許第３８２１６１４号公報Japanese Patent No. 3821614

上記特許文献１には明記されていないものの、既製品であるイメージセンサ（固体撮像素子）では、一般的に、感度向上を狙って受光素子アレイ上に集光用のマイクロレンズアレイが設けられることが多い。また、単一のイメージセンサによってカラー画像を取得するために、受光素子アレイ上にカラーフィルタアレイが設けられているが、この場合にはカラーフィルタアレイ上にマイクロレンズアレイが設けられている。 Although it is not specified in the above Patent Document 1, in an off-the-shelf image sensor (solid-state imaging device), a microlens array for condensing light is generally provided on the light receiving element array with the aim of improving sensitivity. There are many. In order to obtain a color image with a single image sensor, a color filter array is provided on the light receiving element array. In this case, a microlens array is provided on the color filter array.

既製品であるイメージセンサは、単眼撮像装置用に製作されていることが多いため、イメージセンサのマイクロレンズアレイも、単眼撮像装置用に製作されていることが多い。単眼撮像装置用に製作されたイメージセンサのマイクロレンズアレイは、イメージセンサの中央部において、マイクロレンズの中心が受光素子の中心と光軸方向に対向するように設けられている一方、イメージセンサの端部において、マイクロレンズの中心が受光素子の中心に対してイメージセンサの中央部側に寄るように設けられていることがある。この理由は以下の通りである。すなわち、単眼撮像装置では、イメージセンサの中央部においては、受光素子上に結像する光束が受光素子に対してほぼ垂直に入射するが、イメージセンサの端部においては、結像光束が受光素子に対して傾斜して入射するため、マイクロレンズを入射光束の傾斜方向にズラすことによって、集光効率を大きくすることができるためである。もちろん、単眼撮像装置であってもイメージセンサ近傍にレンズを設けてイメージセンサ全域にわたって結像光路を受光素子に対して垂直に入射するように光学設計する場合には、同レンズが周辺部マイクロレンズのズラし効果と等価な効果を担うので、上述のマイクロレンズのシフトが不要となる。 Since ready-made image sensors are often manufactured for monocular imaging devices, microlens arrays of image sensors are also often manufactured for monocular imaging devices. A microlens array of an image sensor manufactured for a monocular imaging device is provided so that the center of the microlens faces the center of the light receiving element in the optical axis direction at the center of the image sensor. At the end, the center of the microlens may be provided so as to be closer to the center of the image sensor than the center of the light receiving element. The reason for this is as follows. That is, in the monocular imaging device, the light flux forming an image on the light receiving element enters the light receiving element at the center of the image sensor almost perpendicularly, but at the edge of the image sensor, the light flux forming the image enters the light receiving element. This is because the light is incident at an angle with respect to the incident light flux, and the light collection efficiency can be increased by shifting the microlens in the direction in which the incident light flux is inclined. Of course, even if it is a monocular imaging device, if a lens is provided near the image sensor and optically designed so that the imaging optical path is incident perpendicularly to the light receiving element over the entire image sensor, the lens will be a peripheral microlens. , the shift of the microlenses described above is unnecessary.

既製品であるイメージセンサを用いる場合、このような単眼撮像装置用に製作された（マイクロレンズをズラした）イメージセンサを複眼撮像装置に用いざるを得ない場合がある。本願発明者が鋭意検討した結果、単眼撮像装置用に製作されたイメージセンサを複眼撮像装置に用いる場合、イメージセンサの端部においてカラー画像を取得する場合に、カラー画像に色滲みが生じるという問題点が発生することを新たに発見した。 When using an off-the-shelf image sensor, it may be necessary to use an image sensor manufactured for such a monocular imaging device (with a microlens deviated) for a compound eye imaging device. As a result of intensive studies by the inventors of the present application, when an image sensor manufactured for a monocular imaging device is used in a compound eye imaging device, color bleeding occurs in the color image when acquiring a color image at the edge of the image sensor. It was newly discovered that a point occurs.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、単眼撮像装置用に製作されたイメージセンサを複眼撮像装置に用いる場合において、色滲みを無くすための補正処理を行うことなく、色滲みがないカラー画像を取得することが可能な複眼撮像装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the problems described above, and one object of the present invention is to prevent color bleeding when using an image sensor manufactured for a monocular imaging device in a compound eye imaging device. An object of the present invention is to provide a compound eye imaging device capable of acquiring a color image free from color blur without performing correction processing for eliminating color blur.

上記本願発明者が新たに発見した課題を解決するとともに、上記目的を達成するため、この発明の一の局面による複眼撮像装置は、複数のレンズを含むレンズアレイと、撮像面がレンズアレイと光軸方向に対向するように設けられ、レンズアレイのレンズ毎の画像を形成するイメージセンサと、を備え、イメージセンサは、受光素子アレイと、受光素子アレイ上に設けられたカラーフィルタアレイと、カラーフィルタアレイ上に設けられたマイクロレンズアレイとを含み、イメージセンサは、イメージセンサの中央部において、マイクロレンズアレイのマイクロレンズの中心が受光素子アレイの受光素子の中心と光軸方向に対向するように設けられているとともに、イメージセンサの端部において、マイクロレンズアレイのマイクロレンズの中心が受光素子アレイの受光素子の中心に対してイメージセンサの中央部側に寄るように設けられており、レンズアレイのレンズのうちの複数色を含むカラー画像用の第１のレンズは、イメージセンサの中央部に光軸方向に対向するように設けられている。 In order to solve the problem newly discovered by the inventor of the present application and achieve the above object, a compound eye imaging device according to one aspect of the present invention includes a lens array including a plurality of lenses, an image sensor provided to face each other in the axial direction and forming an image for each lens of the lens array, the image sensor comprising a light receiving element array, a color filter array provided on the light receiving element array, and a color The image sensor includes a microlens array provided on the filter array, and the image sensor is configured such that the center of the microlens of the microlens array faces the center of the light receiving element of the light receiving element array in the optical axis direction at the center of the image sensor. In addition, at the end of the image sensor, the center of the microlens of the microlens array is provided so as to be closer to the center of the image sensor than the center of the light receiving element of the light receiving element array, and the lens A first lens for a color image including a plurality of colors among the lenses of the array is provided in the central portion of the image sensor so as to face the optical axis direction.

この発明の一の局面による複眼撮像装置では、上記のように構成することによって、イメージセンサの中央部に光軸方向に対向するように設けた複数色を含むカラー画像用の第１のレンズにより、イメージセンサの中央部においてマイクロレンズによる光の集光を適切に行いつつ、カラー画像を取得することができるので、イメージセンサの端部においてカラー画像を取得する場合と異なり、色滲みがないカラー画像を取得することができる。また、色滲みがないカラー画像を取得することができるので、色滲みがないカラー画像を取得するために、カラー画像に色滲みを無くすための補正処理を行う必要も無い。これらの結果、単眼撮像装置用に製作されたイメージセンサを複眼撮像装置に用いる場合において、色滲みを無くすための補正処理を行うことなく、色滲みがないカラー画像を取得可能な複眼撮像装置を提供することができる。 In the compound-eye imaging device according to one aspect of the present invention, with the configuration as described above, the first lens for a color image including a plurality of colors provided in the center of the image sensor so as to face in the optical axis direction can Since a color image can be acquired while appropriately condensing light by the microlens at the center of the image sensor, unlike the case where a color image is acquired at the edge of the image sensor, the color image can be obtained without color bleeding. Images can be acquired. Moreover, since a color image without color blur can be obtained, there is no need to perform correction processing for eliminating color blur in the color image in order to obtain a color image without color blur. As a result, when an image sensor manufactured for a monocular imaging device is used in a compound eye imaging device, a compound eye imaging device capable of acquiring a color image without color bleeding without performing correction processing for eliminating color bleeding has been developed. can provide.

上記一の局面による複眼撮像装置において、好ましくは、波長選択用のフィルタとの組み合わせによりレンズアレイのレンズのうちの複数色を含むカラー画像以外の画像用のレンズとして構成された第２のレンズは、イメージセンサの中央部以外の部分に光軸方向に対向するように設けられている。このように構成すれば、イメージセンサの中央部において、色滲みがないカラー画像を取得しつつ、イメージセンサの中央部以外の部分において、色滲みが目立たないカラー画像以外の画像を取得することができる。その結果、カラー画像およびカラー画像以外の画像を効果的に取得することができる。また、カラー画像取得用以外の個眼によって波長選択された画像を同時に取得することができる。 In the compound eye imaging device according to the above aspect, preferably, the second lens configured as a lens for an image other than a color image including a plurality of colors among the lenses of the lens array in combination with a wavelength selection filter is , are provided so as to oppose in the optical axis direction to portions other than the central portion of the image sensor. With this configuration, it is possible to obtain an image other than a color image in which color blur is not conspicuous in a portion other than the central portion of the image sensor while obtaining a color image without color blur in the central portion of the image sensor. can. As a result, color images and images other than color images can be effectively acquired. In addition, it is possible to simultaneously acquire images whose wavelengths have been selected by ommatidia other than those for color image acquisition.

この場合、好ましくは、第２のレンズは、赤外領域の波長選択用のフィルタとの組み合わせによる赤外画像用のレンズ、および、特定色の波長領域の波長選択用のフィルタとの組み合わせによる単色画像用のレンズのうちの少なくとも１つを含む。このように構成すれば、イメージセンサの中央部以外の部分において、色滲みが生じたとしても色滲みが目立たない赤外画像または単色画像を取得することができる。 In this case, preferably, the second lens is a lens for infrared imaging in combination with a filter for wavelength selection in the infrared region, and a monochromatic lens in combination with a filter for wavelength selection in a specific color wavelength region. At least one of the imaging lenses is included. With this configuration, it is possible to acquire an infrared image or a monochrome image in which color blurring is not conspicuous even if color blurring occurs in a portion other than the central portion of the image sensor.

上記第２のレンズがイメージセンサの中央部以外の部分に光軸方向に対向するように設けられている構成において、好ましくは、第２のレンズは、複数の第２のレンズを含み、複数の第２のレンズは、第１のレンズを囲むように設けられている。このように構成すれば、イメージセンサの中央部に光軸方向に対向するように、第１のレンズを設けつつ、イメージセンサの中央部以外の部分に光軸方向に対向するように、第２のレンズを容易に設けることができる。 In the configuration in which the second lens is provided in a portion other than the central portion of the image sensor so as to face the optical axis direction, the second lens preferably includes a plurality of second lenses and a plurality of The second lens is provided so as to surround the first lens. With this configuration, the first lens is provided so as to face the central portion of the image sensor in the optical axis direction, while the second lens is provided so as to face the portion other than the central portion of the image sensor in the optical axis direction. can be easily provided.

上記一の局面による複眼撮像装置において、好ましくは、イメージセンサのカラーフィルタアレイは、ベイヤー配列のカラーフィルタアレイである。ここで、上記一の局面による構成を採用すれば、カラー画像に複雑な色滲みが生じやすいベイヤー配列のカラーフィルタアレイを用いる場合にも、色滲みを無くすための補正処理を行うことなく、色滲みがないカラー画像を取得することができる。 In the compound eye imaging device according to the above aspect, preferably, the color filter array of the image sensor is a Bayer array color filter array. Here, if the configuration according to the above aspect is adopted, even when using a Bayer array color filter array that tends to cause complicated color bleeding in a color image, it is possible to eliminate color bleeding without performing correction processing for eliminating color bleeding. A color image without blurring can be acquired.

本発明によれば、上記のように、単眼撮像装置用に製作されたイメージセンサを複眼撮像装置に用いる場合において、色滲みを無くすための補正処理を行うことなく、色滲みがないカラー画像を取得することが可能な複眼撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, when an image sensor manufactured for a monocular imaging device is used in a compound eye imaging device as described above, a color image without color blurring can be obtained without performing correction processing for eliminating color blurring. It is possible to provide a compound-eye imaging device capable of acquiring.

（Ａ）は、本発明の一実施形態による複眼撮像装置を示した斜視図であり、（Ｂ）は、本発明の一実施形態による複眼撮像装置を示した分解斜視図である。1A is a perspective view showing a compound-eye imaging device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an exploded perspective view showing the compound-eye imaging device according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態による複眼撮像装置のイメージセンサを示した分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing an image sensor of a compound eye imaging device according to an embodiment of the present invention; FIG. Ｂａｙｅｒ配列を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a Bayer arrangement|sequence. 本発明の一実施形態による複眼撮像装置のイメージセンサを側方から見た模式的な図である。1 is a schematic side view of an image sensor of a compound-eye imaging device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態による複眼撮像装置のイメージセンサに対するレンズの位置を説明するための模式的な図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the positions of lenses with respect to the image sensor of the compound-eye imaging device according to one embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態の第１の変形例による複眼撮像装置のイメージセンサに対するレンズの位置を説明するための模式的な図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the positions of lenses with respect to the image sensor of the compound-eye imaging device according to the first modification of the embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態の第２の変形例による複眼撮像装置のイメージセンサに対するレンズの位置を説明するための模式的な図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the positions of lenses with respect to an image sensor of a compound-eye imaging device according to a second modification of one embodiment of the present invention;

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

（複眼撮像装置の構成）
図１～図５を参照して、本発明の一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、Ｚ方向を光軸方向とする。また、光軸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。なお、光軸方向とは、後述するレンズ３１ａの光軸Ａが延びる方向であるとともに、後述するイメージセンサ２の撮像面２ａに対して垂直な方向である。 (Configuration of compound eye imaging device)
A configuration of a compound eye imaging device 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. In the following description, the Z direction is the optical axis direction. In a plane perpendicular to the optical axis direction, the two directions perpendicular to each other are defined as the X direction and the Y direction, respectively. The optical axis direction is the direction in which the optical axis A of the lens 31a, which will be described later, extends, and the direction perpendicular to the imaging surface 2a of the image sensor 2, which will be described later.

図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、複眼撮像装置１００は、単一のイメージセンサ２に対して、複数のレンズ３１ａ（複数の個眼）の各々による複数の像（複数の個眼像）を一度に結像させる装置である。これにより、複眼撮像装置１００は、単一のイメージセンサ２により、複数のレンズ３１ａの各々による複数の画像を一度に形成可能に構成されている。また、複眼撮像装置１００は、互いに同じ視点の複数の画像を一度に形成可能に構成されている。たとえば、複眼撮像装置１００は、互いに分光特性が異なる互いに同じ視点の複数の画像を一度に形成可能である。これにより、被写体の分光特性に関する様々な情報を一度の撮像により取得可能である。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the compound-eye imaging device 100 provides a single image sensor 2 with a plurality of images (a plurality of facets) by each of a plurality of lenses 31a (a plurality of facets). image) at once. Thus, the compound-eye imaging apparatus 100 is configured to be able to form a plurality of images at once by the plurality of lenses 31a using a single image sensor 2. FIG. In addition, the compound eye imaging device 100 is configured to be able to form a plurality of images from the same viewpoint at once. For example, the compound-eye imaging apparatus 100 can simultaneously form a plurality of images of the same viewpoint with different spectral characteristics. As a result, it is possible to acquire various information about the spectral characteristics of the subject by imaging once.

複眼撮像装置１００は、複眼光学系１と、イメージセンサ２とを備えている。複眼光学系１は、フィルタ部１０と、絞り部２０と、レンズ部３０と、隔壁部４０とを備えている。フィルタ部１０と、絞り部２０と、レンズ部３０と、隔壁部４０と、イメージセンサ２とは、光軸方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ１方向側）から他方側（Ｚ２方向側）に向かって、この順に配置されている。なお、絞り部２０は、必ずしもフィルタ部１０とレンズ部３０の間に配置されているとは限らず、光学性能上妥当な位置に配置されていればよい。たとえば、絞り部２０がフィルタ部１０よりもＺ１方向側に配置されていてもよい。また、フィルタ部１０は、レンズ部３０に対してイメージセンサ２側とは反対側である物体側（被写体側、Ｚ１方向側）に配置されている方が、光路長を変化させないという観点および取り替えの容易性という観点において、好ましい。フィルタ部１０は、所定の性質を有する光を選択的に透過するために設けられている。絞り部２０は、フィルタ部１０を通過した光の光量調整、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。レンズ部３０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。隔壁部４０は、レンズ部３０を通過した光をイメージセンサ２に導き、かつ、隣接する個眼像がイメージセンサ２上で互いに干渉することを防止するために設けられている。イメージセンサ２は、隔壁部４０を通過した光により画像を形成するために設けられている。 A compound eye imaging device 100 includes a compound eye optical system 1 and an image sensor 2 . The compound eye optical system 1 includes a filter section 10 , a diaphragm section 20 , a lens section 30 and a partition section 40 . The filter unit 10, the diaphragm unit 20, the lens unit 30, the partition wall unit 40, and the image sensor 2 are arranged from one side (Z1 direction side) to the other side (Z2 direction side) in the optical axis direction (Z direction). They are arranged in this order. It should be noted that the aperture unit 20 is not necessarily arranged between the filter unit 10 and the lens unit 30, and may be arranged at a suitable position in terms of optical performance. For example, the narrowed portion 20 may be arranged on the Z1 direction side of the filter portion 10 . In addition, the filter unit 10 is arranged on the object side (object side, Z1 direction side) opposite to the image sensor 2 side with respect to the lens unit 30 from the standpoint of not changing the optical path length and the replacement. is preferable from the viewpoint of ease of Filter section 10 is provided to selectively transmit light having a predetermined property. The aperture unit 20 is provided to improve imaging performance such as light amount adjustment of light that has passed through the filter unit 10, aberration correction, focus depth adjustment, and the like. The lens section 30 is provided to form an image of the light that has passed through the diaphragm section 20 . The partition part 40 is provided to guide the light that has passed through the lens part 30 to the image sensor 2 and to prevent adjacent ommatidium images from interfering with each other on the image sensor 2 . The image sensor 2 is provided to form an image with light that has passed through the partition wall 40 .

フィルタ部１０は、フィルタアレイ１１と、フィルタ保持部１２とを含んでいる。フィルタアレイ１１は、レンズ部３０の後述するレンズアレイ３１の複数（５つ）のレンズ３１ａに対応するように、複数（５つ）のフィルタ１１ａを含んでいる。フィルタ１１ａは、偏光用のフィルタ、分光用のフィルタ（バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ）、減光用のフィルタ（ＮＤ（ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙ）フィルタ）などの光学フィルタである。なお、フィルタ１１ａの種類は、複眼撮像装置１００の用途に応じて、適宜決定されている。 The filter section 10 includes a filter array 11 and a filter holding section 12 . The filter array 11 includes a plurality (five) of filters 11a corresponding to a plurality (five) of lenses 31a of a lens array 31 of the lens unit 30, which will be described later. The filter 11a is an optical filter such as a polarizing filter, a spectral filter (band-pass filter, high-pass filter, low-pass filter), or a light reduction filter (ND (Neutral Density) filter). Note that the type of the filter 11a is appropriately determined according to the application of the compound-eye imaging device 100. FIG.

フィルタ保持部１２（フィルタ枠）は、フィルタアレイ１１を保持するように設けられている。フィルタ保持部１２は、略直方体状に設けられている。フィルタ保持部１２は、光軸方向（Ｚ方向）から見て、略矩形形状を有している。また、フィルタ保持部１２は、フィルタアレイ１１の複数（５つ）のフィルタ１１ａに対応するように、複数（５つ）のフィルタ被配置部１２ａを含んでいる。フィルタ被配置部１２ａは、フィルタ保持部１２を光軸方向に貫通する貫通孔により構成されている。複数のフィルタ１１ａの各々は、対応するフィルタ被配置部１２ａ内に設けられている。また、フィルタ保持部１２は、複数（数枚程度）の薄板１２ｂが光軸方向に積層された構造を有している。薄板１２ｂは、金属製（ステンレス鋼、アルミニウム合金など）である。複数の薄板１２ｂの各々には、エッチング加工により、複数のフィルタ被配置部１２ａに対応するように、複数の貫通孔が形成されている。 The filter holding part 12 (filter frame) is provided so as to hold the filter array 11 . The filter holding portion 12 is provided in a substantially rectangular parallelepiped shape. The filter holding portion 12 has a substantially rectangular shape when viewed from the optical axis direction (Z direction). In addition, the filter holding portion 12 includes a plurality (five) of filter placement portions 12 a corresponding to the plurality (five) of the filters 11 a of the filter array 11 . The filter arranged portion 12a is configured by a through hole passing through the filter holding portion 12 in the optical axis direction. Each of the plurality of filters 11a is provided within the corresponding filter arranged portion 12a. The filter holding portion 12 has a structure in which a plurality (about several sheets) of thin plates 12b are laminated in the optical axis direction. The thin plate 12b is made of metal (stainless steel, aluminum alloy, etc.). A plurality of through-holes are formed in each of the plurality of thin plates 12b by etching so as to correspond to the plurality of filter-arranged portions 12a.

絞り部２０は、板状に設けられている。絞り部２０は、光軸方向（Ｚ方向）から見て、略矩形形状を有している。また、絞り部２０は、レンズ部３０のレンズアレイ３１の複数（５つ）のレンズ３１ａに対応するように、複数（５つ）の絞り開口部２０ａを含んでいる。絞り開口部２０ａは、絞り部２０を光軸方向に貫通する貫通孔により構成されている。また、絞り開口部２０ａは、光軸方向から見て、略円形状を有している。絞り開口部２０ａの開口面積は、フィルタ部１０のフィルタ保持部１２のフィルタ被配置部１２ａの開口面積に比べて十分に小さい。これにより、絞り開口部２０ａは、レンズ部３０のレンズアレイ３１のレンズ３１ａに入射する光の光量を調整するように設けられている。 The narrowed portion 20 is provided in a plate shape. The diaphragm portion 20 has a substantially rectangular shape when viewed from the optical axis direction (Z direction). In addition, the aperture section 20 includes a plurality (five) of aperture openings 20 a corresponding to the plurality (five) of the lenses 31 a of the lens array 31 of the lens section 30 . The diaphragm aperture 20a is formed of a through hole penetrating the diaphragm 20 in the optical axis direction. Further, the diaphragm opening 20a has a substantially circular shape when viewed from the optical axis direction. The opening area of the diaphragm opening 20 a is sufficiently smaller than the opening area of the filter arranged portion 12 a of the filter holding portion 12 of the filter portion 10 . Thus, the diaphragm aperture 20a is provided so as to adjust the amount of light incident on the lens 31a of the lens array 31 of the lens unit 30. As shown in FIG.

レンズ部３０は、レンズアレイ３１と、レンズ保持部３２とを含んでいる。レンズアレイ３１は、奇数である複数（５つ）のレンズ３１ａを含んでいる。複数のレンズ３１ａは、略Ｈ字状に配列されている。複数のレンズ３１ａの各々は、イメージセンサ２に個別に光を結像させるように設けられている。複数のレンズ３１ａの各々は、複眼を構成する１つ１つの目である個眼として機能する。レンズ保持部３２（レンズスロット）は、レンズアレイ３１を保持するように設けられている。レンズ保持部３２は、略直方体状に設けられている。レンズ保持部３２は、光軸方向（Ｚ方向）から見て、略矩形形状を有している。また、レンズ保持部３２は、レンズアレイ３１の複数（５つ）のレンズ３１ａに対応するように、複数（５つ）のレンズ被配置部３２ａを含んでいる。レンズ被配置部３２ａは、レンズ保持部３２を光軸方向に貫通する貫通孔により構成されている。複数のレンズ３１ａの各々は、対応するレンズ被配置部３２ａ内に設けられている。また、レンズ保持部３２は、複数（数枚～十数枚程度）の薄板３２ｂが光軸方向に積層された構造を有している。薄板３２ｂは、金属製（ステンレス鋼、アルミニウム合金など）である。複数の薄板３２ｂの各々には、エッチング加工により、複数のレンズ被配置部３２ａに対応するように、複数の貫通孔が形成されている。 The lens section 30 includes a lens array 31 and a lens holding section 32 . The lens array 31 includes an odd number of multiple (five) lenses 31a. The plurality of lenses 31a are arranged in a substantially H shape. Each of the plurality of lenses 31a is provided so as to form an image of light on the image sensor 2 individually. Each of the plurality of lenses 31a functions as an ommatidia, which is each eye constituting a compound eye. A lens holding portion 32 (lens slot) is provided to hold the lens array 31 . The lens holding portion 32 is provided in a substantially rectangular parallelepiped shape. The lens holding portion 32 has a substantially rectangular shape when viewed from the optical axis direction (Z direction). The lens holding portion 32 also includes a plurality (five) of lens placement portions 32 a corresponding to the plurality (five) of the lenses 31 a of the lens array 31 . The lens arranged portion 32a is configured by a through hole penetrating the lens holding portion 32 in the optical axis direction. Each of the plurality of lenses 31a is provided in the corresponding lens arranged portion 32a. In addition, the lens holding portion 32 has a structure in which a plurality of (several to ten and several) thin plates 32b are stacked in the optical axis direction. The thin plate 32b is made of metal (stainless steel, aluminum alloy, etc.). A plurality of through holes are formed in each of the plurality of thin plates 32b by etching so as to correspond to the plurality of lens arranged portions 32a.

隔壁部４０は、イメージセンサ２に向かって出射されたレンズアレイ３１のレンズ３１ａ毎の光が互いに干渉しないように、レンズアレイ３１のレンズ３１ａ毎の光の光路を区画するように設けられている。これにより、レンズアレイ３１のレンズ３１ａ毎の光が互いに干渉することを抑制することができるので、レンズアレイ３１のレンズ３１ａ毎の画像を精度良く取得可能である。隔壁部４０は、略直方体状に設けられている。隔壁部４０は、光軸方向（Ｚ方向）から見て、略矩形形状を有している。また、隔壁部４０は、レンズアレイ３１の複数（５つ）のレンズ３１ａに対応するように、複数（５つ）の区画部４０ａを含んでいる。区画部４０ａは、隔壁部４０を光軸方向に貫通する貫通孔により構成されている。区画部４０ａは、隔壁である側壁により他の区画部４０ａとの間で遮光しつつ、レンズ３１ａを通過した光をイメージセンサ２に導くように設けられている。区画部４０ａは、レンズアレイ３１のレンズ３１ａの近傍からイメージセンサ２の近傍まで、光軸方向に沿って延びるように設けられている。レンズアレイ３１のレンズ３１ａ毎の光は、対応する区画部４０ａ内を通過して、イメージセンサ２に到達する。また、隔壁部４０は、複数（数枚～十数枚程度）の薄板４０ｂが光軸方向に積層された構造を有している。薄板４０ｂは、金属製（ステンレス鋼、アルミニウム合金など）である。複数の薄板４０ｂの各々には、エッチング加工により、複数の区画部４０ａに対応するように、複数の貫通孔が形成されている。 The partition part 40 is provided so as to partition the optical path of each lens 31a of the lens array 31 so that the light emitted from each lens 31a of the lens array 31 toward the image sensor 2 does not interfere with each other. . As a result, it is possible to suppress the light from each lens 31a of the lens array 31 from interfering with each other, so that an image of each lens 31a of the lens array 31 can be obtained with high accuracy. The partition part 40 is provided in a substantially rectangular parallelepiped shape. The partition 40 has a substantially rectangular shape when viewed from the optical axis direction (Z direction). The partition 40 also includes a plurality (five) of partitions 40 a corresponding to the plurality (five) of the lenses 31 a of the lens array 31 . The partitioning portion 40a is configured by a through hole penetrating the partition portion 40 in the optical axis direction. The partitioning portion 40a is provided so as to guide the light that has passed through the lens 31a to the image sensor 2 while blocking light between the partitioning portion 40a and the other partitioning portion 40a by the side walls that are partition walls. The partition 40 a is provided to extend along the optical axis direction from the vicinity of the lens 31 a of the lens array 31 to the vicinity of the image sensor 2 . Light from each lens 31 a of the lens array 31 passes through the corresponding partition 40 a and reaches the image sensor 2 . The partition wall 40 has a structure in which a plurality (several to ten and several) thin plates 40b are stacked in the optical axis direction. The thin plate 40b is made of metal (stainless steel, aluminum alloy, etc.). A plurality of through holes are formed in each of the plurality of thin plates 40b by etching so as to correspond to the plurality of partitions 40a.

なお、本実施形態では、上記の通り、フィルタ部１０のフィルタ保持部１２、レンズ部３０のレンズ保持部３２、および、隔壁部４０を、エッチング加工による薄板（１２ｂ、３２ｂ、４０ｂ）が積層された構造を有するように構成する。これにより、厚板を切削加工した構造によりフィルタ部１０のフィルタ保持部１２、レンズ部３０のレンズ保持部３２、および、隔壁部４０を構成する場合に比べて、フィルタ部１０のフィルタ保持部１２、レンズ部３０のレンズ保持部３２、および、隔壁部４０を精度良く製作することができる。その結果、加工精度に起因して複眼撮像装置１００の性能が低下することを抑制することができる。この効果は、加工精度の影響が生じやすい小型の複眼撮像装置１００を製作する場合に、特に有効である。 In this embodiment, as described above, the filter holding portion 12 of the filter portion 10, the lens holding portion 32 of the lens portion 30, and the partition wall portion 40 are formed by stacking thin plates (12b, 32b, 40b) by etching. configured to have a similar structure. As a result, compared to the case where the filter holding portion 12 of the filter portion 10, the lens holding portion 32 of the lens portion 30, and the partition wall portion 40 are configured by cutting a thick plate, the filter holding portion 12 of the filter portion 10 is , the lens holding portion 32 of the lens portion 30 and the partition portion 40 can be manufactured with high accuracy. As a result, deterioration in performance of the compound-eye imaging device 100 due to processing accuracy can be suppressed. This effect is particularly effective when manufacturing a compact compound-eye imaging device 100 that is likely to be affected by processing accuracy.

イメージセンサ２は、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔｒａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサなどの半導体イメージセンサである。イメージセンサ２は、撮像面２ａがレンズアレイ３１と光軸方向（Ｚ方向）に対向するように設けられている。イメージセンサ２は、レンズアレイ３１を透過した光により、レンズアレイ３１のレンズ３１ａ毎の画像を形成するように構成されている。イメージセンサ２は、光軸方向から見て、略矩形形状を有している。 The image sensor 2 is a semiconductor image sensor such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor or a CCD (Charge Coupled Device) image sensor. The image sensor 2 is provided so that the imaging surface 2a faces the lens array 31 in the optical axis direction (Z direction). The image sensor 2 is configured to form an image for each lens 31 a of the lens array 31 with light transmitted through the lens array 31 . The image sensor 2 has a substantially rectangular shape when viewed from the optical axis direction.

また、図２～図４に示すように、イメージセンサ２は、受光素子アレイ１２１と、カラーフィルタアレイ１２２と、マイクロレンズアレイ１２３とを含んでいる。受光素子アレイ１２１は、受光した光を電気信号に変換するために設けられている。受光素子アレイ１２１は、受光した光を電気信号に変換して送信する複数の受光素子１２１ａを有している。複数の受光素子１２１ａは、所定の解像度を有するように、行列状に配列されている。複数の受光素子１２１ａの各々は、画像の１つ１つの画素を構成するように設けられている。 2 to 4, the image sensor 2 includes a light receiving element array 121, a color filter array 122, and a microlens array 123. FIG. The light receiving element array 121 is provided to convert the received light into electrical signals. The light-receiving element array 121 has a plurality of light-receiving elements 121a that convert received light into electrical signals and transmit the electrical signals. The plurality of light receiving elements 121a are arranged in a matrix so as to have a predetermined resolution. Each of the plurality of light receiving elements 121a is provided so as to configure each pixel of an image.

カラーフィルタアレイ１２２は、複数色を含むカラー画像（いわゆる、ＲＧＢ画像など）を取得するために設けられている。カラーフィルタアレイ１２２は、受光素子アレイ１２１上に設けられている。カラーフィルタアレイ１２２は、受光素子アレイ１２１の複数の受光素子１２１ａに対応するように、複数のカラーフィルタ１２２ａを有している。カラーフィルタ１２２ａは、原色系のカラーフィルタであり、赤色（Ｒ）のカラーフィルタと、緑色（Ｇ）のカラーフィルタと、青色（Ｂ）のカラーフィルタとを含んでいる。また、原色系のカラーフィルタであるカラーフィルタ１２２ａを有するカラーフィルタアレイ１２２は、ベイヤー配列（Ｂａｙｅｒ配列）のカラーフィルタアレイ（図３参照）である。カラーフィルタアレイ１２２は、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ１２２ａが市松状になり、かつ、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ１２２ａと青色（Ｂ）のカラーフィルタ１２２ａとが線順次になるように設けられている。なお、図３では、カラーフィルタアレイ１２２の一部のみを図示している。 The color filter array 122 is provided to acquire a color image containing multiple colors (so-called RGB image, etc.). A color filter array 122 is provided on the light receiving element array 121 . The color filter array 122 has a plurality of color filters 122 a corresponding to the plurality of light receiving elements 121 a of the light receiving element array 121 . The color filter 122a is a primary color filter, and includes a red (R) color filter, a green (G) color filter, and a blue (B) color filter. The color filter array 122 having the color filters 122a, which are primary color filters, is a Bayer array color filter array (see FIG. 3). The color filter array 122 is provided such that the green (G) color filters 122a are arranged in a checkered pattern, and the red (R) color filters 122a and the blue (B) color filters 122a are arranged line-sequentially. there is Note that FIG. 3 shows only part of the color filter array 122 .

マイクロレンズアレイ１２３は、受光素子アレイ１２１の受光素子１２１ａに光を集光するために設けられている。マイクロレンズアレイ１２３は、カラーフィルタアレイ１２２上に設けられている。マイクロレンズアレイ１２３は、受光素子アレイ１２１の複数の受光素子１２１ａに対応するように、複数のマイクロレンズ１２３ａを有している。 The microlens array 123 is provided for condensing light onto the light receiving elements 121 a of the light receiving element array 121 . A microlens array 123 is provided on the color filter array 122 . The microlens array 123 has a plurality of microlenses 123 a corresponding to the plurality of light receiving elements 121 a of the light receiving element array 121 .

図４に示すように、イメージセンサ２は、イメージセンサ２の中央部において、マイクロレンズアレイ１２３のマイクロレンズ１２３ａの中心１２３ｂ（光軸中心、黒丸により示す）と受光素子アレイ１２１の受光素子１２１ａ（黒丸により示す）の中心１２１ｂとが光軸方向に対向するように設けられている。一方、イメージセンサ２は、イメージセンサ２の端部において、マイクロレンズアレイ１２３のマイクロレンズ１２３ａの中心１２３ｂ（光軸中心）が受光素子アレイ１２１の受光素子１２１ａの中心１２１ｂに対してイメージセンサ２の中央部側に寄るように設けられている。このように、イメージセンサ２は、単眼撮像装置用に製作されている。 As shown in FIG. 4, the image sensor 2 has a center 123b (optical axis center, indicated by a black circle) of the microlens 123a of the microlens array 123 and a light receiving element 121a of the light receiving element array 121 ( (indicated by a black circle) is provided so as to face the center 121b in the optical axis direction. On the other hand, in the image sensor 2, the center 123b (optical axis center) of the microlens 123a of the microlens array 123 is located at the edge of the image sensor 2 with respect to the center 121b of the light receiving element 121a of the light receiving element array 121. It is provided so as to come closer to the central part. Thus, the image sensor 2 is manufactured for a monocular imaging device.

ここで、単眼撮像装置用に製作されたイメージセンサ２を複眼撮像装置１００に用いる場合、単眼撮像装置と複眼撮像装置１００とではイメージセンサ２の端部においてマイクロレンズアレイ１２３のマイクロレンズ１２３ａへの光の入射の仕方が異なる。具体的には、単眼撮像装置では、イメージセンサ２の端部におけるマイクロレンズ１２３ａへの光の入射角度が比較的大きい一方、複眼撮像装置１００では、イメージセンサ２の端部におけるマイクロレンズ１２３ａへの光の入射角度が単眼撮像装置と比べて小さくなる。本願発明者は、このことに起因して、イメージセンサ２の端部においてマイクロレンズ１２３ａによる光の集光を適切に行うことができずに、イメージセンサ２の端部においてカラー画像を取得する場合に、カラー画像に色滲みが生じることを新たに発見した。 Here, when the image sensor 2 manufactured for a monocular imaging device is used in the compound eye imaging device 100, the monocular imaging device and the compound eye imaging device 100 are connected to the microlenses 123a of the microlens array 123 at the end of the image sensor 2. The way of incidence of light is different. Specifically, in the monocular imaging device, the angle of incidence of light on the microlenses 123a at the ends of the image sensor 2 is relatively large, while in the compound eye imaging device 100, the angle of incidence on the microlenses 123a at the ends of the image sensor 2 is relatively large. The incident angle of light is smaller than that of a monocular imaging device. Due to this, the inventors of the present application have found that when a color image is acquired at the end of the image sensor 2 because the microlenses 123a cannot properly collect light at the end of the image sensor 2, In addition, it was newly discovered that color bleeding occurs in color images.

そこで、本実施形態では、図５に示すように、レンズアレイ３１のレンズ３１ａのうちの複数色を含むカラー画像用の第１のレンズ５１は、イメージセンサ２の中央部に光軸方向（Ｚ方向）に対向するように設けられている。具体的には、第１のレンズ５１は、光軸中心がイメージセンサ２の撮像中心と光軸方向に対向するように設けられている。一方、第１のレンズ５１は、イメージセンサ２の端部には光軸方向（Ｚ方向）に対向しないように設けられている。なお、図５では、理解の容易のため、イメージセンサ２を二点鎖線による四角により、複数のレンズ３１ａの各々を実線による円により、複数のレンズ３１ａの各々による個眼像を実線による四角により、それぞれ模式的に示している。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. direction). Specifically, the first lens 51 is provided so that the optical axis center faces the imaging center of the image sensor 2 in the optical axis direction. On the other hand, the first lens 51 is provided at the end of the image sensor 2 so as not to face it in the optical axis direction (Z direction). In FIG. 5, for ease of understanding, the image sensor 2 is indicated by a square with a chain double-dashed line, each of the plurality of lenses 31a is indicated by a circle with a solid line, and the monocular image by each of the plurality of lenses 31a is indicated by a square with a solid line. , respectively.

カラー画像用の第１のレンズ５１とは、複数色を含むカラー画像を形成するための個眼像をイメージセンサ２に結像させるレンズ３１ａを意味している。カラー画像用の第１のレンズ５１は、フィルタ部１０の複数のフィルタ１１ａのうちのカラー画像用のフィルタ１１ａと光軸方向に対向するように設けられている。カラー画像用のフィルタ１１ａは、可視光（概ね３６０ｎｍ～８３０ｎｍの波長帯域の波長成分を有する光）を選択的に透過可能なフィルタ１１ａである。カラー画像用のフィルタ１１ａは、たとえば、可視光を透過させて赤外線を遮断するＩＲカットフィルタである。 The first lens 51 for color image means a lens 31a for forming a monocular image on the image sensor 2 for forming a color image including a plurality of colors. The first lens 51 for color image is provided so as to face the filter 11a for color image among the plurality of filters 11a of the filter section 10 in the optical axis direction. The color image filter 11a is a filter 11a capable of selectively transmitting visible light (light having wavelength components in a wavelength band of approximately 360 nm to 830 nm). The color image filter 11a is, for example, an IR cut filter that transmits visible light and blocks infrared light.

また、本実施形態では、レンズアレイ３１のレンズ３１ａは、波長選択用のフィルタ１１ａとの組み合わせにより複数色を含むカラー画像以外の画像用の複数（４つ）として構成された第２のレンズ５２を含んでいる。複数の第２のレンズ５２は、イメージセンサ２の中央部以外の部分に対向するように設けられている。また、複数の第２のレンズ５２は、第１のレンズ５１を囲むように設けられている。具体的には、複数の第２のレンズ５２は、第１のレンズ５１を一方側および他方側から挟んで囲むように設けられている。第１のレンズ５１の一方側には、複数の第２のレンズ５２のうちの半分のレンズである２つの第２のレンズ５２が設けられ、第１のレンズ５１の他方側には、複数の第２のレンズ５２のうちの残りの半分のレンズである２つの第２のレンズ５２が設けられている。また、複数の第２のレンズ５２は、第１のレンズ５１を中心とした点対称状に設けられている。また、複数の第２のレンズ５２は、略矩形形状のイメージセンサ２の４隅に対応するように設けられている。第１のレンズ５１および複数の第２のレンズ５２は、第１のレンズ５１を中心とした略Ｈ字状に配列されている。 In the present embodiment, the lenses 31a of the lens array 31 are combined with the wavelength selection filter 11a to form a plurality of (four) second lenses 52 for images other than color images containing multiple colors. contains. The plurality of second lenses 52 are provided so as to face portions other than the central portion of the image sensor 2 . Also, the plurality of second lenses 52 are provided so as to surround the first lens 51 . Specifically, the plurality of second lenses 52 are provided so as to sandwich and surround the first lens 51 from one side and the other side. Two second lenses 52, which are half lenses of the plurality of second lenses 52, are provided on one side of the first lens 51, and a plurality of lenses are provided on the other side of the first lens 51. Two second lenses 52 are provided which are the other half lenses of the second lens 52 . Also, the plurality of second lenses 52 are provided point-symmetrically about the first lens 51 . Also, the plurality of second lenses 52 are provided so as to correspond to the four corners of the substantially rectangular image sensor 2 . The first lens 51 and the plurality of second lenses 52 are arranged in a substantially H shape with the first lens 51 at the center.

カラー画像以外の画像用の第２のレンズ５２とは、カラー画像以外の画像を形成するための個眼像をイメージセンサ２に結像させるレンズ３１ａを意味している。カラー画像以外の画像用の第２のレンズ５２は、フィルタ部１０の複数のフィルタ１１ａのうちのカラー画像以外の画像用のフィルタ１１ａと光軸方向に対向するように設けられている。カラー画像以外の画像用のフィルタ１１ａは、たとえば、可視光のうちの特定色の光を選択的に透過可能なバンドパスフィルタであるフィルタ１１ａ、赤外線を選択的に透過可能なフィルタ１１ａなどである。 The second lens 52 for an image other than a color image means the lens 31a for forming an image on the image sensor 2 for forming an image other than a color image. The second lens 52 for images other than color images is provided so as to face the filters 11a for images other than color images among the plurality of filters 11a of the filter section 10 in the optical axis direction. The filters 11a for images other than color images are, for example, filters 11a which are bandpass filters capable of selectively transmitting light of a specific color among visible light, filters 11a capable of selectively transmitting infrared rays, and the like. .

たとえば、図５に示す例では、第２のレンズ５２は、赤外領域の波長選択用のフィルタ１１ａとの組み合わせによる赤外画像用のレンズ３１ａ、および、特定色の波長領域の波長選択用のフィルタ１１ａとの組み合わせによる単色画像用のレンズ３１ａを含んでいる。具体的には、左上および左下の第２のレンズ５２は、赤外画像用のレンズ３１ａである。左上および左下の第２のレンズ５２は、赤外画像を形成するための個眼像をイメージセンサ２に結像させるように設けられている。左上および左下の第２のレンズ５２は、フィルタ部１０の複数のフィルタ１１ａのうちの赤外画像用のフィルタである赤外線を選択的に透過可能なフィルタ１１ａと光軸方向に対向するように設けられている。なお、図５に示す例のように赤外画像用の第２のレンズ５２が複数設けられている場合、複数の第２のレンズ５２は、互いに異なる波長帯域の赤外画像用のレンズ３１ａであってもよい。 For example, in the example shown in FIG. 5, the second lens 52 includes a lens 31a for infrared imaging combined with a filter 11a for wavelength selection in the infrared region, and a lens 31a for wavelength selection in the wavelength region of a specific color. It includes a lens 31a for monochromatic images in combination with a filter 11a. Specifically, the upper left and lower left second lenses 52 are lenses 31a for infrared imaging. The upper left and lower left second lenses 52 are provided to form a monocular image on the image sensor 2 for forming an infrared image. The upper left and lower left second lenses 52 are provided so as to face in the optical axis direction the filter 11a, which is a filter for infrared images and can selectively transmit infrared rays, among the plurality of filters 11a of the filter section 10. It is When a plurality of second lenses 52 for infrared imaging are provided as in the example shown in FIG. There may be.

また、右上および右下の第２のレンズ５２は、単色画像用のレンズ３１ａである。右上および右下の第２のレンズ５２は、単色画像を形成するための個眼像をイメージセンサ２に結像させるように設けられている。右上および右下の第２のレンズ５２は、フィルタ部１０の複数のフィルタ１１ａのうちの単色画像用のフィルタである特定色の光を選択的に透過可能なフィルタ１１ａと光軸方向に対向するように設けられている。具体的には、右上の第２のレンズ５２は、青色の光を選択的に透過可能なフィルタ１１ａと光軸方向に対向するように設けられている。これにより、単色画像として青色画像が得られる。また、右下の第２のレンズ５２は、赤色の光を選択的に透過可能なフィルタ１１ａと光軸方向に対向するように設けられている。これにより、単色画像として赤色画像が得られる。なお、単色画像は、青色画像および赤色画像以外の単色画像（緑色画像など）であってもよい。また、カラー画像以外の画像としてどのような画像を得るかは、複眼撮像装置１００の用途に応じて適宜決定されればよい。 The upper right and lower right second lenses 52 are lenses 31a for monochromatic images. The upper right and lower right second lenses 52 are provided to form a monocular image on the image sensor 2 for forming a monochromatic image. The upper right and lower right second lenses 52 face the filter 11a, which is a filter for monochromatic images and can selectively transmit light of a specific color, among the plurality of filters 11a of the filter unit 10 in the optical axis direction. is provided as follows. Specifically, the upper right second lens 52 is provided so as to face the filter 11a capable of selectively transmitting blue light in the optical axis direction. Thereby, a blue image is obtained as a monochromatic image. Also, the second lens 52 on the lower right is provided so as to face the filter 11a that can selectively transmit red light in the optical axis direction. Thus, a red image is obtained as a monochromatic image. Note that the monochrome image may be a monochrome image (such as a green image) other than the blue image and the red image. Also, what kind of image to obtain as an image other than a color image may be appropriately determined according to the application of the compound-eye imaging device 100 .

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 (Effect of this embodiment)
The following effects can be obtained in this embodiment.

本実施形態では、上記のように、レンズアレイ３１のレンズ３１ａのうちの複数色を含むカラー画像用の第１のレンズ５１を、イメージセンサ２の中央部に光軸方向に対向するように設ける。これにより、第１のレンズ５１により、イメージセンサ２の中央部においてマイクロレンズ１２３ａによる光の集光を適切に行いつつ、カラー画像を取得することができるので、イメージセンサ２の端部においてカラー画像を取得する場合と異なり、色滲みがないカラー画像を取得することができる。また、色滲みがないカラー画像を取得することができるので、色滲みがないカラー画像を取得するために、カラー画像に色滲みを無くすための補正処理を行う必要も無い。これらの結果、単眼撮像装置用に製作されたイメージセンサ２を複眼撮像装置１００に用いる場合において、色滲みを無くすための補正処理を行うことなく、色滲みがないカラー画像を取得可能な複眼撮像装置１００を提供することができる。 In this embodiment, as described above, the first lens 51 for color images including a plurality of colors among the lenses 31a of the lens array 31 is provided in the center of the image sensor 2 so as to face the optical axis direction. . As a result, the first lens 51 can acquire a color image while appropriately condensing light by the microlenses 123 a at the center of the image sensor 2 . It is possible to obtain a color image without color bleeding, unlike the case of obtaining . Moreover, since a color image without color blur can be obtained, there is no need to perform correction processing for eliminating color blur in the color image in order to obtain a color image without color blur. As a result, when the image sensor 2 manufactured for a monocular imaging device is used in the compound eye imaging device 100, it is possible to acquire a color image without color blurring without performing correction processing for eliminating color blurring. An apparatus 100 can be provided.

また、本実施形態では、上記のように、波長選択用のフィルタ１１ａとの組み合わせによりレンズアレイ３１のレンズ３１ａのうちの複数色を含むカラー画像以外の画像用のレンズ３１ａとして構成された第２のレンズ５２を、イメージセンサ２の中央部以外の部分に光軸方向に対向するように設ける。これにより、イメージセンサ２の中央部において、色滲みがないカラー画像を取得しつつ、イメージセンサ２の中央部以外の部分において、色滲みが目立たないカラー画像以外の画像を取得することができる。その結果、カラー画像およびカラー画像以外の画像を効果的に取得することができる。また、カラー画像取得用以外の個眼によって波長選択された画像を同時に取得することができる。 In the present embodiment, as described above, the second lens 31a of the lens array 31 is configured as the lens 31a for images other than color images including a plurality of colors by combining with the wavelength selection filter 11a. A lens 52 is provided in a portion other than the central portion of the image sensor 2 so as to face in the optical axis direction. As a result, a color image without color blur can be obtained in the central portion of the image sensor 2, and an image other than a color image in which color blur is not conspicuous can be obtained in a portion other than the central portion of the image sensor 2. - 特許庁As a result, color images and images other than color images can be effectively obtained. In addition, it is possible to simultaneously acquire images whose wavelengths have been selected by ommatidia other than those for color image acquisition.

また、本実施形態では、上記のように、第２のレンズ５２を、赤外領域の波長選択用のフィルタ１１ａとの組み合わせによる赤外画像用のレンズ３１ａ、および、特定色の波長領域の波長選択用のフィルタ１１ａとの組み合わせによる単色画像用のレンズ３１ａを含むように構成する。これにより、イメージセンサ２の中央部以外の部分において、色滲みが生じたとしても色滲みが目立たない赤外画像または単色画像を取得することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the second lens 52 is combined with the infrared image lens 31a by combining the wavelength selection filter 11a in the infrared region, and the wavelength in the wavelength region of the specific color. It is configured to include a lens 31a for monochrome images in combination with a filter 11a for selection. As a result, even if color blur occurs in a portion other than the central portion of the image sensor 2, it is possible to acquire an infrared image or a monochrome image in which color blur is not conspicuous.

また、本実施形態では、上記のように、第２のレンズ５２を、複数の第２のレンズ５２を含むように構成する。また、複数の第２のレンズ５２を、第１のレンズ５１を囲むように設ける。これにより、イメージセンサ２の中央部に光軸方向に対向するように、第１のレンズ５１を設けつつ、イメージセンサ２の中央部以外の部分に光軸方向に対向するように、第２のレンズ５２を容易に設けることができる。 Moreover, in this embodiment, as described above, the second lens 52 is configured to include a plurality of second lenses 52 . Also, a plurality of second lenses 52 are provided so as to surround the first lenses 51 . Thereby, while the first lens 51 is provided so as to face the central portion of the image sensor 2 in the optical axis direction, the second lens 51 is provided so as to face the portion other than the central portion of the image sensor 2 in the optical axis direction. A lens 52 can be easily provided.

また、本実施形態では、上記のように、イメージセンサ２のカラーフィルタアレイ１２２を、ベイヤー配列のカラーフィルタアレイであるように構成する。これにより、カラー画像に複雑な色滲みが生じやすいベイヤー配列のカラーフィルタアレイを用いる場合に、色滲みを無くすための補正処理を行うことなく、色滲みがないカラー画像を取得することができる。 Further, in this embodiment, as described above, the color filter array 122 of the image sensor 2 is configured to be a Bayer array color filter array. As a result, when using a Bayer array color filter array that tends to cause complex color blurring in a color image, a color image without color blurring can be obtained without performing correction processing for eliminating color blurring.

［一実施形態の第１の変形例］
次に、図６を参照して、一実施形態の第１の変形例について説明する。この一実施形態の第１の変形例では、レンズアレイが５つのレンズを含んでいる上記実施形態とは異なり、レンズアレイが９つのレンズを含んでいる例について説明する。 [First modification of one embodiment]
Next, a first modification of one embodiment will be described with reference to FIG. In a first variation of this embodiment, an example in which the lens array includes nine lenses, as opposed to the above embodiment in which the lens array includes five lenses, will be described.

本発明の一実施形態の第１の変形例によるレンズアレイ１３１は、図６に示すように、奇数である複数（９つ）のレンズ１３１ａを含んでいる。レンズアレイ１３１のレンズ１３１ａのうちの複数色を含むカラー画像用の第１のレンズ１５１は、イメージセンサ１０２の中央部に光軸方向（Ｚ方向）に対向するように設けられている。具体的には、第１のレンズ１５１は、光軸中心がイメージセンサ１０２の撮像中心と光軸方向に対向するように設けられている。一方、第１のレンズ１５１は、イメージセンサ１０２の端部には光軸方向（Ｚ方向）に対向しないように設けられている。 A lens array 131 according to a first modification of an embodiment of the present invention includes a plurality (nine) of odd-numbered lenses 131a, as shown in FIG. Of the lenses 131a of the lens array 131, the first lens 151 for color images including a plurality of colors is provided in the central portion of the image sensor 102 so as to face in the optical axis direction (Z direction). Specifically, the first lens 151 is provided so that the optical axis center faces the imaging center of the image sensor 102 in the optical axis direction. On the other hand, the first lens 151 is provided at the end of the image sensor 102 so as not to face it in the optical axis direction (Z direction).

また、レンズアレイ１３１のレンズ１３１ａは、複数色を含むカラー画像以外の画像用の複数（８つ）の第２のレンズ１５２を含んでいる。複数の第２のレンズ１５２は、たとえば、赤外画像用のレンズ１３１ａおよび単色画像用のレンズ１３１ａを含んでいる。また、複数の第２のレンズ１５２は、イメージセンサ１０２の中央部以外の部分に対向するように設けられている。また、複数の第２のレンズ１５２は、第１のレンズ１５１を囲むように設けられている。具体的には、複数の第２のレンズ１５２は、第１のレンズ１５１を８方向から取り囲むように設けられている。また、複数の第２のレンズ１５２は、第１のレンズ１５１を中心とした点対称状に設けられている。第１のレンズ１５１および複数の第２のレンズ１５２は、第１のレンズ１５１を中心とした３×３の行列状に配列されている。 The lens 131a of the lens array 131 also includes a plurality (eight) of second lenses 152 for images other than color images containing multiple colors. The plurality of second lenses 152 includes, for example, a lens 131a for infrared images and a lens 131a for monochrome images. Also, the plurality of second lenses 152 are provided so as to face portions other than the central portion of the image sensor 102 . Also, the plurality of second lenses 152 are provided so as to surround the first lens 151 . Specifically, the plurality of second lenses 152 are provided so as to surround the first lenses 151 from eight directions. Also, the plurality of second lenses 152 are provided point-symmetrically with respect to the first lens 151 . The first lens 151 and the plurality of second lenses 152 are arranged in a 3×3 matrix with the first lens 151 at the center.

なお、上記実施形態の第１の変形例のその他の構成は、上記実施形態と同様である。 Other configurations of the first modified example of the above embodiment are the same as those of the above embodiment.

［一実施形態の第２の変形例］
次に、図７を参照して、一実施形態の第２の変形例について説明する。この一実施形態の第２の変形例では、レンズアレイが５つのレンズを含んでいる上記実施形態およびレンズアレイが９つのレンズを含んでいる第１の変形例とは異なり、レンズアレイが１５個のレンズを含んでいる例について説明する。 [Second Modification of One Embodiment]
Next, a second modification of the embodiment will be described with reference to FIG. In a second variation of this embodiment, the lens array has 15 lenses, unlike the above embodiment in which the lens array includes 5 lenses and the first variation in which the lens array includes 9 lenses. An example including a lens of .

本発明の一実施形態の第２の変形例によるレンズアレイ２３１は、図７に示すように、奇数である複数（１５個）のレンズ２３１ａを含んでいる。レンズアレイ２３１のレンズ２３１ａのうちの複数色を含むカラー画像用の第１のレンズ２５１は、イメージセンサ２０２の中央部に光軸方向（Ｚ方向）に対向するように設けられている。具体的には、第１のレンズ２５１は、光軸中心がイメージセンサ２０２の撮像中心と光軸方向に対向するように設けられている。一方、第１のレンズ２５１は、イメージセンサ２０２の端部には光軸方向（Ｚ方向）に対向しないように設けられている。 A lens array 231 according to a second modification of an embodiment of the present invention includes an odd number of lenses 231a (15), as shown in FIG. Of the lenses 231a of the lens array 231, the first lens 251 for color images including a plurality of colors is provided in the central portion of the image sensor 202 so as to face in the optical axis direction (Z direction). Specifically, the first lens 251 is provided so that the optical axis center faces the imaging center of the image sensor 202 in the optical axis direction. On the other hand, the first lens 251 is provided at the end of the image sensor 202 so as not to face in the optical axis direction (Z direction).

また、レンズアレイ２３１のレンズ２３１ａは、複数色を含むカラー画像以外の画像用の複数（１４個）の第２のレンズ２５２を含んでいる。複数の第２のレンズ２５２は、たとえば、赤外画像用のレンズ２３１ａおよび単色画像用のレンズ２３１ａを含んでいる。また、複数の第２のレンズ２５２は、イメージセンサ２０２の中央部以外の部分に対向するように設けられている。また、複数の第２のレンズ２５２は、第１のレンズ２５１を囲むように設けられている。また、複数の第２のレンズ２５２は、第１のレンズ２５１を中心とした点対称状に設けられている。第１のレンズ２５１および複数の第２のレンズ２５２は、第１のレンズ２５１を中心とした３×５の行列状に配列されている。 In addition, the lens 231a of the lens array 231 includes a plurality (14) of second lenses 252 for images other than color images containing multiple colors. The plurality of second lenses 252 includes, for example, a lens 231a for infrared images and a lens 231a for monochrome images. Also, the plurality of second lenses 252 are provided so as to face portions other than the central portion of the image sensor 202 . Also, the plurality of second lenses 252 are provided so as to surround the first lens 251 . Also, the plurality of second lenses 252 are provided point-symmetrically about the first lens 251 . The first lens 251 and the plurality of second lenses 252 are arranged in a 3×5 matrix with the first lens 251 at the center.

［変形例］
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。 [Modification]
It should be noted that the embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments, and includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

たとえば、上記実施形態では、複眼撮像装置が、互いに同じ視点の複数の画像を一度に形成可能に構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複眼撮像装置が、互いに異なる視点の複数の画像を一度に形成可能に構成されていてもよい。 For example, in the above embodiments, the compound-eye imaging device is configured to be capable of forming a plurality of images from the same viewpoint at once, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the compound eye imaging device may be configured to be capable of forming a plurality of images from different viewpoints at once.

また、上記実施形態では、フィルタ部のフィルタ保持部、レンズ部のレンズ保持部、および、隔壁部が、複数の薄板が積層された構造を有している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、フィルタ部のフィルタ保持部、レンズ部のレンズ保持部、および、隔壁部のうちの少なくとも１つが、複数の薄板が積層された構造を有していてもよい。また、フィルタ部のフィルタ保持部、レンズ部のレンズ保持部、および、隔壁部が、複数の薄板が積層された構造を有していなくてもよい。たとえば、フィルタ部のフィルタ保持部、レンズ部のレンズ保持部、および、隔壁部が、厚板を切削加工した構造を有していてもよい。 In the above-described embodiment, the filter holding portion of the filter portion, the lens holding portion of the lens portion, and the partition wall portion have a structure in which a plurality of thin plates are laminated. is not limited to In the present invention, at least one of the filter holding portion of the filter portion, the lens holding portion of the lens portion, and the partition portion may have a structure in which a plurality of thin plates are laminated. Further, the filter holding portion of the filter portion, the lens holding portion of the lens portion, and the partition portion may not have a structure in which a plurality of thin plates are laminated. For example, the filter holding portion of the filter portion, the lens holding portion of the lens portion, and the partition portion may have a structure obtained by cutting a thick plate.

また、上記実施形態では、レンズアレイが５つのレンズを含んでいる例を示し、上記第１の変形例では、レンズアレイが９つのレンズを含んでいる例を示し、上記第２の変形例では、レンズアレイが１５個のレンズを含んでいる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、レンズアレイが、５つ、９つまたは１５個以外の複数のレンズを含んでいてもよい。 Further, in the above embodiment, an example in which the lens array includes five lenses is shown, in the first modification, an example in which the lens array includes nine lenses, and in the second modification, , the lens array includes 15 lenses, but the invention is not so limited. In the present invention, the lens array may contain a plurality of lenses other than 5, 9 or 15.

また、上記実施形態では、レンズアレイの複数のレンズが、略Ｈ字状に配列されている例を示し、上記第１および第２の変形例では、レンズアレイの複数のレンズが、行列状に配列されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、レンズアレイの複数のレンズが、必ずしも略Ｈ字状または行列状に配列されていなくてもよい。たとえば、レンズアレイの複数のレンズが、一列に配列されていてもよいし、ジグザグに配列されていてもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which a plurality of lenses in the lens array are arranged in a substantially H shape is shown, and in the above-described first and second modifications, a plurality of lenses in the lens array are arranged in a matrix. Although an example of arrangement is shown, the present invention is not limited to this. In the present invention, the lenses of the lens array do not necessarily have to be arranged in a substantially H shape or matrix. For example, a plurality of lenses in the lens array may be arranged in a line or arranged in a zigzag pattern.

また、上記実施形態では、第２のレンズが、赤外画像用のレンズおよび単色画像用のレンズの両方を含むように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２のレンズが、赤外画像用のレンズおよび単色画像用のレンズのうちのいずれか一方のみを含むように構成されていてもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the second lens is configured to include both an infrared image lens and a monochromatic image lens is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the second lens may be configured to include only one of the infrared image lens and the monochromatic image lens.

また、上記実施形態では、イメージセンサのカラーフィルタアレイが、ベイヤー配列のカラーフィルタアレイである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、イメージセンサのカラーフィルタアレイが、必ずしもベイヤー配列のカラーフィルタアレイでなくてもよい。また、イメージセンサのカラーフィルタアレイが、原色系のカラーフィルタではなく、補色系のカラーフィルタを有するように構成されていてもよい。 In addition, in the above-described embodiments, an example in which the color filter array of the image sensor is a Bayer array color filter array has been described, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the color filter array of the image sensor does not necessarily have to be a Bayer array color filter array. Further, the color filter array of the image sensor may be configured to have complementary color filters instead of primary color filters.

２、１０２、２０２イメージセンサ
３１、１３１、２３１レンズアレイ
３１ａ、１３１ａ、２３１ａレンズ
５１、１５１、２５１第１のレンズ
５２、１５２、２５２第２のレンズ
１００複眼撮像装置
１２１受光素子アレイ
１２１ａ受光素子
１２２カラーフィルタアレイ
１２３マイクロレンズアレイ
１２３ａマイクロレンズ 2, 102, 202 Image sensor 31, 131, 231 Lens array 31a, 131a, 231a Lens 51, 151, 251 First lens 52, 152, 252 Second lens 100 Compound eye imaging device 121 Light receiving element array 121a Light receiving element 122 Color filter array 123 Microlens array 123a Microlens

Claims

a lens array including a plurality of lenses;
An image sensor provided with an imaging surface facing the lens array in the optical axis direction and forming an image for each lens of the lens array,
The image sensor includes a light receiving element array, a color filter array provided on the light receiving element array, and a microlens array provided on the color filter array,
The image sensor is provided so that the center of the microlens of the microlens array is opposed to the center of the light receiving element of the light receiving element array in the optical axis direction at the center of the image sensor. At the end of the sensor, the center of the microlens of the microlens array is provided so as to be closer to the center of the image sensor than the center of the light receiving element of the light receiving element array,
A compound eye imaging device, wherein a first lens for color images including a plurality of colors among the lenses of the lens array is provided in a central portion of the image sensor so as to face the optical axis direction.

A second lens configured as a lens for an image other than a color image including a plurality of colors among the lenses of the lens array in combination with a wavelength selection filter is provided in a portion other than the central portion of the image sensor. 2. The compound-eye imaging device according to claim 1, provided so as to face each other in the optical axis direction.

The second lens is a lens for infrared images in combination with the filter for wavelength selection in the infrared region, and a lens for monochromatic images in combination with the filter for wavelength selection in a wavelength region of a specific color. 3. The compound eye imaging device of claim 2, comprising at least one of lenses.

The second lens includes a plurality of the second lenses,
4. The compound eye imaging device according to claim 2, wherein said plurality of second lenses are provided so as to surround said first lens.

5. The compound eye imaging device according to claim 1, wherein said color filter array of said image sensor is a Bayer array color filter array.