复眼照相机模块的制作方法

专利名称：复眼照相机模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过多个摄影光学透镜拍摄图像的复眼照相机 模块。
背景技术：
在数码摄影机或数码照相机这样的摄影装置中，通过利用透
镜将被拍摄体图像成像在CCD或CMOS等摄影元件上，从而将被 拍摄体图像转换为二维图像信息。近年来，提出了以下的技术方 案通过使用多个透镜，获取多个被拍摄体图像的二维图像，从 所获得的图像信息中测定距被拍摄体图像的距离的信息。
专利文献1中就公开了这种对距被拍摄体图像的距离进行测 定的复眼照相机模块的一个例子。图IO表示专利文献1所公开 的复眼照相机模块的分解立体图。该复眼照相机模块从被拍摄体 图像一侧开始依次设置有光圈部件111、透镜阵列112、遮光 块113、光学滤光器阵列114、摄影元件116。透镜阵列112具有 多个透镜112a。光圈部件111在与透镜阵列112的各透镜的光轴 一致的位置上分别具有光圈。光学滤光器阵列114在与透镜阵列 112的各透镜对应的每一区域，具有分光特性不同的多个光学滤 光器，并覆盖了摄影元件116的受光面。遮光块113在与透镜阵 列112的相邻的透镜之间的边界，即光学滤光器阵列114的相邻 的光学滤光器之间的边界一致的位置上，具有遮光壁113a。摄影 元件116搭载在半导体基板115上。在半导体基板115上安装有 驱动电路117和信号处理电路118。
根据这样构成的照相机模块，可以获得具有视差的图像。视 差量是使用被称为块匹配(block matching)的方法，通过在参 照图像7-2内搜索与标准图像7-1的任意的块最相似的块而计算 出来的，根据视差量计算出距被拍摄体图像的距离。专利文献l: JP特开2003-143459号公报
但是，在专利文献1中公开的复眼照相机模块中，若周围的 环境温度发生变化，则透镜阵列的各透镜的焦距或作为透镜的光 轴之间的长度的基线长度也发生变化。这样一来，测定距离的精 确度变差。关于这一课题的解决方法，专利文献l中没有任何记 载。

发明内容
本发明的目的在于提供一种可以解决这种现有的技术课题 的小型且低成本的复眼照相机模块，其即使在周围的环境温度发 生变化的情况下也能确保测定距离的精确度。
本发明的复眼照相机模块，包括具有在同一平面上设置的 多个透镜的透镜阵列；包括将通过上述多个透镜形成的多个被拍 摄体的图像以一一对应的关系投影的多个摄影区域、并将被投影
的多个图像分别转换为电信号的摄影部；和具有与上述多个透镜
以一一对应的关系对应的多个光圈，并相对于上述透镜阵列，位 于与上述摄影部相反一侧的光圈部。构成上述透镜阵列的材料的
线膨胀率与构成光圈部的材料的线膨胀率之差的绝对值为0. 7X 10—7。C以下。
在某一优选的实施方式中，构成上述透镜阵列的材料的线膨 胀率与构成光圈部的材料的线膨胀率之差的绝对值为0.35X 10—7。C以下。
在某一优选的实施方式中，构成上述透镜阵列的材料的线膨 胀率与构成光圈部的材料的线膨胀率之差的绝对值为0.2X10—7 。C以下。
在某一优选的实施方式中，上述光圈部具有限制视角的遮光 罩部。
在某一优选的实施方式中，上述光圈部与上述透镜阵列以互 相抵接的方式进行定位，以使上述光圈部的各光圈的中心与上述 各透镜的光轴一致。在某一优选的实施方式中，上述光圈部具有可以独立地调整 上述多个光圈的各自位置的结构。
在某一优选实施方式中，复眼照相机模块还具有支撑上述光 圈部和上述摄影部的镜筒，上述透镜阵列和上述光圈部通过相对 于与上述各透镜的光轴垂直的面上的上述透镜阵列的中心，以对
称的方式设置的第1粘结剂被相互固定；上述镜筒和上述光圈部 通过相对于与上述各透镜的光轴垂直的面上的上述透镜阵列的 中心以对称的方式设置的第2粘结剂被相互固定。
本发明的复眼照相机模块的制造方法中，该复眼照相机模块 包括具有在同一平面上设置的多个透镜的透镜阵列；包括将通 过上述多个透镜形成的多个被拍摄体图像以一一对应的关系投 影的多个摄影区域、并将被投影的多个图像分别转换为电信号的 摄影部；和具有与上述多个透镜以一一对应的关系对应的多个光 圈，并相对于上述透镜阵列，位于与上述摄影部相反一侧的光圈 部。构成上述透镜阵列的材料的线膨胀率与构成光圈部的材料的 线膨胀率之差的绝对值为0.7X10—7。C以下。上述制造方法包括 以下的工序使与上述光圈部的上述各透镜的光轴平行的面、和 与上述透镜模块的上述各透镜的光轴平行的面相抵接，在该状态 下，将上述光圈部和上述透镜模块通过第1粘结剂进行接合，以 使上述光圈的各光圈的中心位于上述各透镜的光轴上。
在某一优选实施方式中，通过相对于与上述各透镜的光轴垂 直的面上的上述透镜阵列的中心以对称的方式设置上述第l粘结 剂，来固定上述透镜阵列和上述光圈部。
根据本发明，通过将透镜阵列的材料与光圈部的材料的线膨 胀率差设定在0. 7X10—7。C以下，仅仅考虑与构成复眼照相机模 块的材料的环境温度相应的膨胀量或收縮量，就可以抑制很难修 正的透镜的光轴与光圈的中心的偏芯量随环境温度的变化，并且 也可以抑制视差量的变化。因此，即使环境温度变化，也能维持 高的测定距离的精确度。即使是基线长度短的小型复眼照相机模 块，也可以提高距离的精确度。


图1是表示本发明的复眼照相机模块的实施方式的侧面剖视图。
图2是图1的复眼照相机模块中的由光圈部以及透镜阵列构 成的单元的侧面剖视图。
图3是图2的单元的正面图。 图4是图2的单元的分解立体图
图5是说明在图1的复眼照相机模块中计算距离的原理的图。
图6是表示光圈的中心相对于透镜的光轴发生偏芯的情况下 的图像高度与视差变化率的关系的图表。
图7是表示光圈的中心相对于透镜的光轴发生偏芯的情况下
的图像高度和视差变化率的关系的其他的图表。
图8(a)表示将透镜阵列与光圈模块进行接合的粘结剂的位 置；(b)表示将光圈部与镜筒进行接合的粘结剂的位置；(c)为表 示(a)和(b)中所示的粘结剂的位置的剖视图。
图9为表示本发明的复眼照相机模块中使用的光圈部的其他
方式的侧面剖视图。
图10为表示以往的复眼照相机模块的分解立体图。
符号说明
1光圈部
2a， 2b光圈
3a， 3b遮光罩
4透镜阵列
化4b透镜
5镜筒
6摄影部
6a， 6b摄影区域
7光学滤光器8 遮光壁
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的复眼照相机模块的实施方式进行 说明。
图1是表示本实施方式的复眼照相机模块的主要构成的侧面
剖视图。复眼照相机模块具有光圈部l、透镜阵列4、镜筒5、
摄影部6。
透镜阵列4具有在同一个平面上配置的2个透镜4a、 4b，通 过树脂成型等一体地构成。光圈部1位于透镜阵列4的被拍摄体 一侧。光圈部1具有与透镜4a、 4b以——对应的关系对应的光 圈2a、 2b。光圈2a、 2b有开口 ，并对射入到透镜4a、 4b的光的 量进行限制。确定透镜阵列4与光圈部1的位置，以使光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp与透镜4a、 4b的光轴4ap、 4bp—致，并通 过接合透镜阵列4和光圈部1，构成了单元。这里所说的中心2ap、 2bp与光轴4ap、 4bp—致，不仅是指对于中心2ap、 2bp的光轴 4ap、 4bp的偏芯量严格地为0um的情况，而是指大约在5nm 以下的情况。
图2是由透镜阵列4以及光学光圈部1构成的单元的侧面剖 视图，图3是光圈部1一侧，也就是从被拍摄体侧看到的单元的 正面图。另外，图4是从透镜阵列4一侧看到的单元的分解立体 图。
如这些图所示，光学部1还具有遮光罩部3a、 3b，以防止向 透镜4a、 4b射入斜光。在光圈部1中，由于光圈部2a、 2b与遮 光罩3a、 3b—体构成，因此可以谋求削减部件个数，降低成本。 光圈部1也是通过树脂成型等一体构成的。下面，如详细说明所 示，构成透镜阵列4的材料的线膨胀率与构成光圈部1的材料的 线膨胀率之差的绝对值为0.7X10—7'C以下。
如图1所示，镜筒5将由上述光圈部1以及透镜阵列4构成 的单元支撑在一端附近并固定。摄影部6被支撑并固定在镜筒5的另外一端附近。摄影部6具有摄影区域6a、 6b，摄影区域6a、 6b分别包含被二维排列在2个方向上的多个像素。摄影部6既可 以包括CCD等的2个摄影传感器，2个摄影传感器分别具有摄影 区域6a、 6b;也可以由l个摄影传感器构成，l个摄影区域包含 摄影区域6a、 6b。
对透镜阵列4进行了配置，以使通过透镜4a、 4b形成的2 个被拍摄体的图像与摄影部6的摄影区域6a、 6b以一一对应的 关系被投影。摄影部6位于相对于透镜阵列4与光圈部1相反一 侧的位置上。为了不使2个被拍摄体的图像分别入射到不对应的 摄影区域6a或6b上，在透镜阵列4与摄影部6之间的透镜4a 与透镜4b的光路之间设置遮光壁8。
来自被拍摄体的光通过光圈2a、 2b，分别独自地通过透镜 4a、 4b而成像，并被投影到摄影区域6a、 6b上。摄影部6根据 光的强度，将在摄影区域6a、 6b上形成的图像转换成电信号。 由于只透过所规定波长的光，所以也可以在透镜阵列4与摄影部 6之间设置光学滤光器7。并且，为了防止杂散光射入摄影区域 6a、 6b，也可以在光学滤光器7的附近设置遮光膜9。
从摄影部6输出的电信号被实施各种信号处理和图像处理。 例如，可以使用摄影区域6a、 6b拍摄的2个图像，求得图像之 间的视差量，测定距被拍摄体的距离。这些处理可以使用数字信 号处理器(图中没有显示)等来进行。
下面，参照图5对使用各摄影图像来测定距对象物体的距离 的原理进行说明。
将摄影区域6a的图像作为标准图像，将6a的图像分割为例 如由32X 32像素构成的多个像素块。然后，在另外的作为参照 图像的摄影区域6b的图像内，搜索并锁定与摄影区域6a的某个 像素块有关的区域。这就是被称为块匹配的方法。并且，根据锁 定的像素块匹配之间的视差，计算出距被拍摄体的距离。
将从透镜4a、 4b到被拍摄体的距离设为L[mm]，透镜4a、 4b具有同一光学特性，焦距设为f[mm]。另外，将透镜4a、 4b的透镜间隔(光轴间距)即基线长度设为D[mm],将通过块匹配计算出的像素块的相对偏差量即视差量设为z[像素]，将摄影元件的像素间距设为P[mm/像素]。可以使用下列(式1)求得距被摄影体的距离L。(式1)
L = D x-讎微
像这样，通过使用(式i)，可以从拍摄到的i组图像测定距被拍摄体的距离。
在本发明中，将构成透镜阵列4的材料的线膨胀率与构成光圈部1的材料的线膨胀率之差的绝对值设为0.7X10—7。C以下，以便即使周围环境温度发生变化，也可以保持很高的距离测定精确度。以下对该理由进行说明。
在具有如图1所示的构成的复眼照相机模块中，特别是在透镜阵列4由树脂构成的情况下，若周围的环境发生变化的，则透镜阵列4的体积按照树脂的线膨胀率所决定的比例，随着环境温度发生变化。其结果是，随着环境温度的不同，作为透镜4a， 4b的光轴之间的长度的基线长度D或伸或縮，测定的距离的结果中所包含的误差变大。另外，若环境温度变化，则透镜阵列4的折射率也发生变化，透镜的焦距f发生变化。因此，测定的距离的结果中所包含的误差变大。
如果构成透镜阵列4的树脂的线膨胀率为已知，则关于相对于环境温度变化的基线长度D的变化等，可以通过检测环境温度，来推测出由于环境温度的不同而发生了膨胀或收縮的真正的基线长度D，可以很容易地计算出对环境温度的影响进行了修正的正确的测定距离。
例如，在复眼照相机模块被搭载在汽车上的情况下，周围的环境温度很少会保持为恒定，周围的环境温度时时刻刻会发生变化。因此，在这种情况下，为了正确地测定距被拍摄体图像的距离，进行上述根据周围的环境温度的变化的修正是很重要的。
像这样，针对透镜阵列4的体积变化等的变动因素，可以通过检测出周围环境温度变化来进行修正。但是，复眼照相机模块中的环境温度的变化带来的影响不仅仅产生于透镜阵列4中。本发明人通过详细的研究发现光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp与对应的透镜4a、 4b的光轴4ap、 4bp的偏差，也就是说，偏芯是使测定距离中所包含的误差变大的原因。
但是，即使检测出环境温度，这种偏芯也不是容易修正的。因为若产生光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp与对应的透镜4a、 4b的光轴4ap、 4bp的偏芯，则根据被拍摄体的图像高度的不同，视差量也不同，该变化相对于图像高度是非线性的。因此，根据图像高度来修正视差量是非常困难的。而且，如果由于周围的环境温度变化，光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp与对应的透镜4a、 4b的光轴4ap、 4bp的偏芯量发生变化，则视差量也要进一步发生变化。因此，根据环境温度或图像高度来修正视差量变得更加困难。
以下，对于光圈的中心与透镜的光轴的偏差会对图像高度和视差量造成什么样的影响的研究结果进行说明。
图6显示了在分4个阶段使透镜4a、 4b的光轴4ap、 4bp和与其对应的光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp的偏芯发生变化的情况下，关于相对于图像高度的视差量的变化的分析结果。分析是将基线长度设为2.6mm，焦距设为2. 6mm，将被拍摄体置于距透镜4a、 4b有3000mm远的距离的情况下，通过主光线追踪来进行的。在图6中，横轴显示了将最大图像高度设为100时的图像高度，纵轴显示了相对于正确的视差量的视差量的变化率。用虚线表示的条件1示出在没有偏芯的正常的位置的图像高度与视差量变化率的关系。另外，用实线表示的条件2示出相对于透镜4a、 4b的光轴，光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp在基线方向上位移了 5u m
的情况下的图像高度与视差量的变化率的关系。另外，用双点划线所表示的条件3示出相对于透镜4a、 4b的光轴，光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp在基线方向上位移了 12.3um的情况下的图像
高度与视差量的变化率的关系。另外，用单点划线所表示的条件4示出相对于透镜4a、 4b的光轴，光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp在基线方向上位移了 7.3um的情况下的图像高度与视差量的变化率的关系。
如图6中虚线(条件1)所示，在透镜4a、 4b的光轴4ap、4bp与光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp之间不生成偏芯的情况下，与图像高度无关，视差量的变化率为零。也就是说，示出了如果没有偏芯，则与图像高度无关，测定距离中不会产生误差。
与此相对，如图6中的实线(条件2)所示，在偏芯为5u m的情况下，随着图像高度不同，视差量的变化率非线性地变化。图中虽没有显示，但在相同的偏芯的条件下，改变被拍摄体距离来同样地进行了由于偏芯引起的视差量的变化率的分析后发现很难推导出使被拍摄体距离发生变化时的变化程度与相对于各图像高度的视差量的变化的程度的关系。因此，通过检测出环境温度，对由光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp与透镜4a、 4b的光轴4ap、 4bp的偏芯所导致的测定距离的误差进行修正是极其困难的。
另外，关于条件2的偏芯，可以设想到其是在室温下组装复眼照相机模块之后随即发生的，起因是光圈部1的各光圈2a、2b之间的间距偏差、或透镜陈列4的透镜4a、 4b之间的间距偏差，是组装初期的光圈的中心与透镜的光轴的偏芯。
条件3 (双点划线)对应于下列情况透镜阵列4的线膨胀率与光圈部1的线膨胀率之间存在差异，且从条件2的状态开始，周围的环境温度发生变化，从而偏芯量在基线方向上增加了 7.3pm。相当于与偏芯为0时相比发生了 12.3um的偏芯的情况。另外，7. m的偏芯相当于下列情况下产生的偏芯量作为构成透镜阵列4的材料，使用线膨胀率7.0X10—7'C的环烯聚合物系，作为构成光圈部件的材料，使用线膨胀系数为2. 3X10—7'C的铝，并且温度变化为6(TC。从图6可以明显看出环境温度发生变化，且偏芯量变得越大，则视差量的变化率就越大，其结果是测定距离的误差也增大。
另外，条件4 (单点划线)对应下列情况透镜阵列4的线膨胀率与光圈部1的线膨胀率之间有差异，且从条件1的状态开
始，周围环境变化，从而偏芯量在基线方向上增加了 7. 3u m。
在图6中，由双点划线所示可知图像高度的视差量的变化率为非线性，且即使根据周围的环境温度计算出光圈的中心与透镜的光轴的偏芯量，也由于根据图像高度的不同，视差量的变化有很大的不同，因而修正测量距离非常困难。也就是说，即使环境温度一次性地变化，也极难找出与环境温度变化前后的各图像高度的视差量的变化率的关系。
由图6中单点划线所示可知偏芯量越小，视差量的变化率
也越小。但是，变化率相对于图像高度不是恒定的。因此，与条
件3的情况相同，极难找出与环境温度变化前后的各图像高度的
视差量的变化率的关系。也就是说，使用成为偏芯的原因的构成
透镜以及光圈的透镜阵列4和光圈部1的线膨胀率，实际上无法根据环境温度而正确地修正偏芯量的变化。
在此，在本实施方式的复眼照相机模块中，为了在环境温度即使发生变化的情况下，也不增大光圈的中心与透镜的光轴的偏芯量，将光圈部l和透镜阵列4的材料的线膨胀率设为大致相同。也就是说，采取了以下构成为确保必要的测定距离精确度，并
不是针对环境温度变化，推测偏芯量来修正测定距离，而是即使环境温度发生变化，透镜的光轴与光圈的中心的偏芯量也在恒定的范围内。
作为透镜阵列4以及光圈部1的具体材料，例如，在透镜阵列中使用了环烯聚合物系的树脂的情况下，其线膨胀率为7.0X10—7x:;在光圈部1中使用了聚碳酸酯的情况下，其膨胀率为6.8X10—7°C。因此，两种材料的线膨胀率几乎一致。除了这些组合以外，也可以进行其他适当的选择。例如，可以通过在ABS中分散玻璃，来调整线膨胀率。图7表示使透镜4a、 4b的光轴4ap、 4bp和与其对应的光 圈2a、 2b的中心2ap、 2bp的偏离即偏芯，分3个阶段进行变化 时，对图像高度的视差量变化的分析结果。分析是将基线长度设 为2.6mm，将被摄影体放在距离3000mm的位置，通过主光线追踪 来进行的。在图7中，横轴表示将最大图像高度设为100时的图 像高度，纵轴表示相对于正确的视差量的视差量的变化率。虚线 是将透镜阵列4的线膨胀率设为7.0X10—7°C，光圈部1的线膨 胀系数设为6.8X10—7'C，温度变化量设为6(TC的情况下的数值 (条件5)。另外，实线是将透镜阵列4的线膨胀率设为7.0X10—7 °C，光圈部1的线膨胀系数设为6.65X10—7°C，温度变化量设为 6(TC的情况下的数值(条件6)。再有，双点划线是将透镜阵列4 的线膨胀率设为7.0X10—V'C，光圈部件的线膨胀系数设为6.3 X10—7°C，温度变化量设为6(TC的情况下的数值(条件7)。条 件5、 6、 7的线膨胀率之差分别为0.2X10—7°C、 0.35X10—7°C、 0. 7X 10-7°C 。
通过比较图7和图6可以明显看出，通过将透镜阵列4的线 膨胀率与光圈部1的线膨胀率之差的绝对值设在所规定的值以 下，从而抑制了透镜的光轴与光圈的中心的偏芯量的变化，因此 大幅度地抑制了视差量的变化。另外可知，视差的变化量几乎与 图像高度无关。
由图7可知，为将测定精确度设在0.3%以下，也就是说，将 视差变化率设在0. 3%以下，需要将透镜阵列4的线膨胀率与光圈 部1的线膨胀率之差的绝对值设在0.7X10—7'C以下。进一步， 为了将测定精确度(视差变化率)设定在0.2%以下，需要将透镜 阵列4的线膨胀率与光圈部1的线膨胀率之差的绝对值设在O. 35 X10—7"C以下。为了将测定精确度(视差变化率)进一步设定在 0. 1%以下，需要将透镜阵列4的线膨胀率与光圈部1的线膨胀率 之差的绝对值设在0.2X10—7r以下。因此，透镜阵列4的线膨 胀率与光圈部1的线膨胀率之差的绝对值优选在0.7X10—7"C以 下，更优选在0.35X1(T7T:以下。如果透镜阵列4的线膨胀率与光圈部1的线膨胀率之差的绝对值在0.2X10—7'C以下，则几乎
可以排除由于环境温度变化而导致的透镜的光轴与光圈的中心 的偏芯量的变化所带来的影响。
这样，根据本实施方式的复眼照相机模块，通过将透镜阵列
的材料和光圈部的材料的线膨胀率差设在0.7X10—7'c以下，只
需要考虑构成复眼照相机模块的材料的随环境温度变化的膨胀 量或收縮量，就可以抑制难以修正的透镜光轴与光圈中心的偏芯 量由于环境温度的变化而发生变化的问题，也可以抑制视差量的 变化。因此，可以飞跃性地提高距离的测定精确度。
另外，从图6的表中可知，如果透镜光轴与光圈中心的偏芯 量不是严格地为o，则根据图像高度，视差量的变化率会产生差 异。但是，通过如上所述，将透镜阵列4的线膨胀率与光圈部1 的线膨胀率之差的绝对值设在所规定的值以下，就能够抑制由于 环境温度的变化而产生的偏芯量的变动，因此就不会发生由于环 境温度的变化而导致的视差量的变化率发生变动的情况。因此， 即使在组装复眼照相机模块时，透镜光轴与光圈中心的偏芯量不 是严格地为0，也可以抑制这种由于环境温度的变化而导致的视 差变化率的变动，从而可以提高距离的测定精确度。
另外，像这样，通过将透镜阵列4的线膨胀率与光圈部1的 线膨胀率之差的绝对值设在所规定的值以下，不论环境温度如何 变化，都可以将由透镜4a、 4b的光轴4ap、 4bp和与其对应的光 圈2a、 2b的中心2ap、 2bp的偏离即偏芯所引起的测量误差的影 响抑制到最小。不过，由此，就不能够抑制相对于环境温度变化 的基线长度D的变化。因此，如上所述，优选根据环境温度变化， 使用构成透镜阵列4的材料的线膨胀率来求得基线长度D的变化 量，并根据基线长度D的变化量来修正视差量。由此，不论环境 温度如何变化，都可以进行高精确度的测量。
另外，根据上述构成，虽然可以抑制由于环境温度的变化导 致的偏芯量的变化，但是为了减小偏芯量的初期值本身，不仅需 要将透镜阵列4和光圈部1的线膨胀率设为大致相同，而且尽量减小组装时的偏芯量也很重要。因此，在本实施方式的复眼照相 机模块中，为了使光圈部1的光圈中心与透镜的光轴达到一致，
将光圈部1与透镜阵列4相抵接来定位，并将光圈部1与透镜阵 列4接合。下面，连同这一点，对复眼照相机模块的制造方法进 行说明。
如图4所示，在由光圈部1以及透镜阵列4构成的单元中， 在配置了透镜阵列4的透镜4a、4b的平面上平行地取x轴以及y 轴，在透镜阵列4的厚度方向上取z轴。光圈部1与透镜4a、 4b 的光轴平行，在x轴以及y轴上分别具有平行的基准面lx以及 基准面ly，透镜阵列4与透镜4a、 4b的光轴平行，在x轴以及 y轴上分别具有平行的基准面4x以及基准面4y。
在制造复眼照相机模块时，首先，准备加工成所规定形状的 光圈部1、透镜阵列4、镜筒5以及摄影部6。然后，将光圈部与 透镜阵列4接合，制作单元。此时，如图4所示，为使光圈部1 的光圈2a、 2b的中心2ap、 2bp与透镜阵列4的透镜4a、 4b的 光轴4ap、 4bp达到一致，使光圈部1的基准面lx与透镜阵列4 的基准面4x相抵接，另外，使光圈部1的基准面ly与透镜阵列 4的基准面4y相抵接。由此，透镜阵列4就处在相对于光圈部1
而决定了位置的状态。
然后，如图8 (a)以及(c)所示，在透镜阵列4处于相对 于光圈部1而决定了位置的状态下，在透镜阵列4与光圈部1之 间配置粘结剂(第1粘结剂)10a。此时，粘结剂10a所配置的 位置、区域以及量，相对于配置了透镜阵列4的透镜4a、 4b的 平面，或者(垂直于透镜4a、 4b的光轴的平面)的中心C1为对 称。在本实施方式中，y方向上的粘结剂10a的位置、区域以及 量相对于中心Cl上下对称，另外，x方向上的粘结剂10a的位置、 区域以及量相对于中心Cl左右对称。然后， 一直到粘结剂10a 固化为止，使透镜阵列4相对于光圈部1保持在位置被决定了的 状态。由此，透镜阵列4和光圈部1互相接合，构成单元。另外， 可以将偏芯量控制在各部件的加工公差内。然后，将该单元与镜筒5接合。如图8 (b)以及(c)所示， 将单元插入镜筒5，在使与光圈部1和镜筒5的透镜4a、 4b平行 的面、和与镜筒5的透镜4a、 4b平行的面相抵接而进行了定位 之后，在镜筒5与单元的光圈部1之间配置粘结剂(第2粘结剂) 10b。此时，粘结剂10b所配置的位置、区域以及量，相对于配 置了单元的透镜4a、 4b的平面(垂直于透镜4a、 4b的光轴的平 面)的中心C2成对称。在本实施方式中，y方向上的粘结剂10b 的位置、区域以及量相对于中心C2成上下对称，另外，x方向上 的粘结剂10b的位置、区域以及量相对于中心C2成左右对称。 然后， 一直到粘结剂10b固化为止，使单元相对于镜筒5保持在 位置被决定了的状态。由此，光圈部1和镜筒5被接合，且光圈 部1、透镜阵列4以及镜筒5—体地被接合。
这样，通过相对于中心Cl或C2，对称地配置粘结剂的涂敷 区域以及涂敷量，在环境温度发生变化的情况下，粘结剂的膨胀、 收縮的应力上下对称并且左右对称地施加给透镜阵列4、光圈部 1以及镜筒5，透镜阵列4、光圈部1以及镜筒5的组件以部件的 中心为基准发生膨胀、收縮。因此，可以精确度高地推测出各光 学系统的光轴的位置变化，可以进行高精确度的温度补偿。
另外，在本实施方式中，光圈部1具有一体的光圈2a、 2b。 在光圈部1上以很高的精确度形成了光圈2a、 2b的情况下，由 于是一体的结构，所以用一个部件就可以完成对透镜阵列4的位 置对准，具有组装简便的优点。但是，在光圈部2a、 2b的中心
间隔没有按照所规定的精确度配置的情况下，或者虽然光圈2a、 2b精确度很好地形成在光圈部1上，但是在透镜阵列4上的透镜 4a、 4b的位置精确度不高的情况下，光圈部1也可以具备对光圈 2a、 2b的各自位置能进行独立的调整的结构，以使透镜4a、 4b 的光轴与光圈2a、 2b的中心分别达到一致。
图9是表示具备这种结构的光圈部1以及透镜阵列4的单元 的剖视结构。如图9所示，光圈部1包括具有光圈2a的第1光 圈部la和具有光圈2b的第2光圈部lb。将光圈部l分成2份，通过使这2份可以各自独立移动，从而可以对光圈部la进行并 进或旋转的调整来进行定位，以达到相对于透镜阵列4的透镜 4a，透镜4a的光轴4ap与光圈2a的中心2ap —致。优选在透镜 4a的光轴4ap与光圈2a的中心2ap —致的状态下，使与透镜阵 列4的透镜4a的光轴平行的面4af和与第1光圈部la的透镜4a 的光轴平行的面laf相抵接，来进行定位。
同样，可以对光圈部lb进行并进或旋转的调整来进行定位， 以达到相对于透镜阵列4的透镜4b，使透镜4b的光轴4bp与光 圈2b的中心2bp —致。优选在透镜4b的光轴4bp与光圈2b的 中心2bp —致的状态下，使与透镜阵列4的透镜4b的光轴平行 的面4bf和于第2光圈部lb的透镜4a的光轴平行的面lbf相抵 接，来进行定位。
在进行了这种定位的状态下，可以使用粘结剂将透镜阵列4 与第1光圈部la以及第2光圈部lb接合。由此，可以进行用于
降低相对于各自的透镜光轴的光圈中心位置的偏芯量的调整。其 结果是，即使是在多个透镜一体构成的透镜阵列中，也可以毫无 限制地将各自的透镜光轴与光圈中心的偏芯量设置为0，这样就 能够确保测定距离的精确度。
另外，在本实施方式中，透镜阵列4虽然具有2个透镜4a、 4b，但是具有3个或3个以上的透镜也可以得到同样的效果。
另外，在本实施方式中，虽然将光学滤光器7设置在透镜阵 列4的附近，但也可以在摄影部6上，按每个像素配置光学滤光 器7。
另外，构成光圈部1的树脂材料需要具备遮光性这一点是不 言而喻的，但为达到这个目的也可以在构成光圈部1的树脂材料 中添加3%以上的碳来确保遮光性。
产业上的利用可能性
本发明的复眼照相机模块，作为车载用途的距离测定装置或 三维图像的摄影装置是非常有用的。
权利要求
1.一种复眼照相机模块，包括透镜阵列，其具有在同一平面上设置的多个透镜；摄影部，其包括将通过上述多个透镜形成的多个被拍摄体的图像以一一对应的关系投影的多个摄影区域、并将被投影的多个图像分别转换为电信号；和光圈部，其具有与上述多个透镜以一一对应的关系对应的多个光圈，并相对于上述透镜阵列，位于与上述摄影部相反一侧，构成上述透镜阵列的材料的线膨胀率与构成光圈部的材料的线膨胀率之差的绝对值为0.7×10-5/℃以下。
2. 如权利要求1记载的复眼照相机模块，其特征在于， 构成上述透镜阵列的材料的线膨胀率与构成光圈部的材料的线膨胀率之差的绝对值为0. 35X10—7。C以下。
3. 如权利要求1记载的复眼照相机模块，其特征在于， 构成上述透镜阵列的材料的线膨胀率与构成光圈部的材料的线膨胀率之差的绝对值为0.2X10—7。C以下。
4. 如权利要求1至3中的任意一项记载的复眼照相机模块， 其特征在于，上述光圈部具有限制视角的遮光罩部。
5. 如权利要求1至4中的任意一项记载的复眼照相机模块， 其特征在于，上述光圈部与上述透镜阵列以互相抵接的方式进行定位，以 使上述光圈部的各光圈的中心与上述各透镜的光轴一致。
6. 如权利要求1至5中的任意一项记载的复眼照相机模块， 其特征在于，上述光圈部具有可以独立地调整上述多个光圈的各自位置 的结构。
7. 如权利要求1至6中的任意一项记载的复眼照相机模块， 其特征在于，还具有支撑上述光圈部和上述摄影部的镜筒，上述透镜阵列和上述光圈部通过第1粘结剂被相互固定，所 述第l粘结剂相对于与上述各透镜的光轴垂直的面上的上述透镜 阵列的中心以对称的方式被设置；上述镜筒和上述光圈部通过第2粘结剂被相互固定，所述第 2粘结剂相对于与上述各透镜的光轴垂直的面上的上述透镜阵列 的中心以对称的方式被设置。
8. —种复眼照相机模块的制造方法， 该复眼照相机模块包括透镜阵列，其具有在同一平面上设置的多个透镜；摄影部，其包括将通过上述多个透镜形成的多个被拍摄体图像以一一对应的关系投影的多个摄影区域、并将被投影的多个图像分别转换为电信号；和光圈部，其具有与上述多个透镜以一一对应的关系对应的多个光圈，并相对于上述透镜阵列，位于与上述摄影部相反一侧，构成上述透镜阵列的材料的线膨胀率与构成光圈部的材料 的线膨胀率之差的绝对值为0. 7X10—7。C以下，上述制造方法包括以下的工序使与上述光圈部的上述各透 镜的光轴平行的面、和与上述透镜模块的上述各透镜的光轴平行 的面相抵接，在该状态下，将上述光圈部和上述透镜模块通过第 1粘结剂进行接合，以使上述光圈的各光圈的中心位于上述各透 镜的光轴上。
9. 如权利要求8记载的复眼照相机模块的制造方法，其特征 在于，通过相对于与上述各透镜的光轴垂直的面上的上述透镜阵 列的中心以对称的方式设置上述第1粘结剂，来固定上述透镜阵 列和上述光圈部。
全文摘要
本发明提供一种复眼照相机模块，其包括具有在同一平面上设置的多个透镜的透镜阵列；包括将通过上述多个透镜形成的多个被拍摄体的图像以一一对应的关系投影的多个摄影区域、并将被投影的多个图像分别转换为电信号的摄影部；和具有与上述多个透镜以一一对应的关系对应的多个光圈，并相对于上述透镜阵列，位于与上述摄影部相反一侧的光圈部。构成上述透镜阵列的材料的线膨胀率与构成光圈部的材料的线膨胀率之差的绝对值为0.7×10^-5/℃以下。
文档编号G02B3/00GK101682690SQ200980000150
公开日2010年3月24日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年1月11日
发明者今村典广, 玉木悟史 申请人:松下电器产业株式会社