JP2000019663A - 立体画像撮影用光学系およびそれに用いるズームレンズ - Google Patents

立体画像撮影用光学系およびそれに用いるズームレンズ

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JP2000019663A
JP2000019663A JP10201119A JP20111998A JP2000019663A JP 2000019663 A JP2000019663 A JP 2000019663A JP 10201119 A JP10201119 A JP 10201119A JP 20111998 A JP20111998 A JP 20111998A JP 2000019663 A JP2000019663 A JP 2000019663A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 立体画像観察用の複数の視差画像を簡易な構
成で容易にしかも高性能で得ることができる立体画像撮
影用光学系及びそれに用いるズームレンズを得ること。 【解決手段】 被写体からの光束を制御するシャッタ
ー、光束を反射させるミラー、光束を屈折させるレンズ
群とを有する1対の前方レンズ系と、該1対の前方レン
ズ系は光軸が交差しており、該光軸が交差した位置又は
その近傍に配置して、該1対の前方レンズ系の光軸を一
致させる合成光学素子と、該一致した光軸と光軸が一致
するように配置した後方レンズ系とを有し、該1対のシ
ャッターを交互に開閉して該前方レンズ系と該後方レン
ズ系とを介し、結像面に設けた撮像素子に時系列的に左
眼用と右眼用の視差画像を形成していること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、立体画像撮影用光
学系及びそれに用いるズームレンズに関するものであ
り、特に光学系全体の小型化及び簡素化を図りつつ変倍
を必要とする立体画像観察用の視差画像を得る際に好適
なものである。
【0002】
【従来の技術】立体画像を観察する為には複数の視差画
像が必要となる。従来より、複数の視差画像を得る為の
立体画像撮影用の光学装置や撮影光学系が、例えば特開
平8−251624号公報や特開平8−307904号
公報等で種々と提案されている。
【0003】特開平8−251624号公報の図1にお
いては、立体画像撮影光学系を左右2つの反射角度可変
ミラーと、左右2つのミラーと、左右2つの2組みの偏
光フィルターと、左右2つのレンズ系と、ひとつの撮像
素子より構成している。そして、偏光フィルターを回転
させることにより左右の視差画像に基づく光量を変化さ
せ、左右の視差画像に対する光路を通過した光を交互に
撮像素子に導いて視差画像を得ている。
【0004】また、特開平8−251624号公報の図
2の実施例においては、立体画像撮影光学系を左右2つ
の反射角度可変ミラーと、左右2つのミラーと、偏光ビ
ームスプリッターと、偏光フィルターと、レンズ系と、
撮像素子より構成している。そして図1と同様に、偏光
フィルターを回転させることにより左右の視差画像に基
づく光量を変化させ、左右の視差画像に対する光路を通
過した光を交互に撮像素子に導いて視差画像を得てい
る。
【0005】特開平8−307904号公報において
は、立体画像撮影光学系を左右2つの対物レンズと、左
右2つのシャッタと、左右2つの像を結合するためのハ
ーフミラーと、左右2つの対物レンズの1次結像面を撮
像素子に再結像する変倍光学系より構成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−251624号公報の図1の実施例に開示されてい
る立体画像撮影光学系は、ひとつの撮像素子に対し2つ
の撮影レンズが用いられているので、撮像素子に対し撮
影レンズの光軸が傾いてしまい、画面周辺部がボケてし
まう欠点があった。
【0007】又、特開平8−251624号公報の図2
の実施例で開示されている立体画像撮影光学系では2つ
の光路を合成する為の光路合成素子に多層膜より構成さ
れる偏光ビームスプリッターを用いている。この為、光
束の入射角の変化によって分光反射率の特性が変化して
しまう欠点があり画面内で色ムラが生じてしまうといっ
た欠点があった。
【0008】また、特開平8−307904号公報にお
いては左右2つの対物レンズの空中像をリレーレンズで
再結像させるため光学系全体のレンズ構成枚数が多くな
り、装置全体の構成が複雑になるという欠点を有してい
た。
【0009】本発明は、複数の視差画像を撮影する為の
光学系を適切に設定することにより、光学性能が良好で
色ムラが生じず、良好なる立体画像(視差画像)を容易
に得ることができる立体画像撮影光学系及びそれに用い
るズームレンズの提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の立体画像撮影光
学系は、 (1-1) 被写体からの光束を制御するシャッター、光束を
反射させるミラー、光束を屈折させるレンズ群とを有す
る1対の前方レンズ系と、該1対の前方レンズ系は光軸
が交差しており、該光軸が交差した位置又はその近傍に
配置して、該1対の前方レンズ系の光軸を一致させる合
成光学素子と、該一致した光軸と光軸が一致するように
配置した後方レンズ系とを有し、該1対のシャッターを
交互に開閉して該前方レンズ系と該後方レンズ系とを介
し、結像面に設けた撮像素子に時系列的に左眼用と右眼
用の視差画像を形成していることを特徴としている。
【0011】特に、 (1-1-1) 前記1対の前方レンズ系の光軸が交差する位置
又はその近傍に絞りを有していること。
【0012】(1-1-2) 前記合成光学素子は斜角を反射面
とする3角柱プリズムより成り、該3角柱プリズムの頂
角を含む稜線上で、前記1対の前方レンズ系の光軸及び
後方レンズ系の光軸が交差していること。
【0013】(1-1-3) 前記後方レンズ系は変倍部及び合
焦部を有していること。
【0014】(1-1-4) 前記シャッターは最も物体側に配
置されること。
【0015】(1-1-5) 前記シャッターは前記ミラーと前
記レンズ群との間に配置されること。
【0016】(1-1-6) 前記シャッターは液晶シャッター
であること。
【0017】(1-1-7) 前記三角柱プリズムの反射面を挟
む頂角Qは、 65<Q<85 単位(deg)・・・(1) を満足すること等を特徴としている。
【0018】(1-2) 左右2つのシャッターと、左右2つ
の反射ミラーと、左右2つの負屈折力の第1レンズ群
と、撮影光学系の絞り位置近傍に配置される左右の光軸
を重ね合わせる合成光学素子と、絞りと、該合成光学素
子と像面の間に配置される全体として正屈折力のレンズ
群を備えることを特徴としている。
【0019】(1-3) 左右2つのシャッターと、左右2つ
の反射ミラーと、左右2つの負屈折力のレンズ群と、絞
り位置近傍に配置される左右の光軸を重ね合わせる合成
光学素子と、絞りと、該合成光学素子と像面の間に配置
される、少なくともひとつの光軸上を移動可能な変倍レ
ンズ群と、変倍に伴う像面移動を補正する補正レンズ群
を備えることを特徴としている。
【0020】本発明のズームレンズは、 (2-1) 物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群、絞
り、弱い屈折力の第2レンズ群、少なくとも2つの正屈
折力のレンズ群を備え、該少なくとも2つの正屈折力の
レンズ群は広角端から望遠端への変倍に際し、それぞれ
独立に像面側から物体側へ移動するとともに、最も物体
側に像面側に凸状のメニスカス負レンズを有すること特
徴としている。
【0021】(2-2) 物体側から順に、負屈折力の第1レ
ンズ群、絞り、弱い屈折力の第2レンズ群、少なくとも
2つの正屈折力のレンズ群を備え、該第1レンズ群およ
び該絞りは像面に対し常時固定であり、該少なくとも2
つの正屈折力のレンズ群は広角端から望遠端への変倍に
際し、それぞれ独立に像面側から物体側へ移動すること
特徴としている。
【0022】特に構成(2-1),(2-2) において、 (2-2-1) 最も物体側のレンズ面頂点から物体側瞳までの
距離をLinpとしたとき、 5<Linp<15 (単位mm)・・・(2) を満足することを特徴としている。
【0023】(2-2-2) 広角端の全系の焦点距離をfw、
広角端の物体距離が無限大のときのバックフォーカス
(平面ガラスは空気に換算)をbfwとするとき、 1.5<bfw/fw・・・(3) を満足することを特徴としている。
【0024】(2-2-3) 第2レンズ群の焦点距離をf2、
広角端の焦点距離をfwとしたとき、 −0.3<fw/f2<0.3・・・(4) を満足することを特徴としている。
【0025】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態1の立体
画像撮影光学系の光学断面図である。図1の立体画像撮
影光学系(撮影光学系)は2つの視差画像を時系列に得
る場合を示している。
【0026】図1の撮影光学系は、人間の眼幅の幅にほ
ぼ等しい間隔で略平行に配置される左右の光軸AXL,
AXR上に配置される左右2つのシャッターSL、SR
と、左右の光軸をそれぞれ内向きに偏向させる左右2つ
の反射ミラーML,MRと、左右2つの同じ構成の負の
屈折力の第1レンズ群1GL、1GRと、撮影光学系の
絞り位置近傍に配置される左右の光軸AXL,AXRを
重ね合わせるため面PL,PRに反射コートが施された
三角プリズム(合成光学素子)Pと、光量調節のための
絞りSPと、像面FPに対し常時固定の全体として弱い
負屈折力の第2レンズ群2Gと、広角端から望遠端への
変倍時に像側から物体側へ光軸上を移動可能な、全体と
して正屈折力の第3レンズ群3Gと、広角端から望遠端
への変倍に伴う像面位置の補正のために光軸上を移動可
能な、全体として正屈折力の第4レンズ群4Gと、物体
距離の変化に応じて光軸上を移動可能な全体として正屈
折力の第5レンズ群5Gと、光学ローパスフィルターL
PFと、色分解プリズムPGより構成している。色分解
プリズムPGは、物体からの光をRGB3つの色光に分
解する役割を担っている。したがって、像面FPは各色
光の光路に応じて3つの撮像素子が配されることになる
が、図1では簡単化のため省略している。
【0027】図1において広角端から望遠端の変倍時に
第3レンズ群3G、第4レンズ群4Gは図1に示す軌跡
3A、4Aのように光軸上を物体側へ移動して変倍と変
倍に伴う像面補正を行っている。第5レンズ群5Gは物
体距離が無限遠のときは軌跡5Aのごとく像面に対し固
定であるが、物体距離の変動に応じて、例えば至近距離
物体のときは点線の軌跡5Bのように物体側に繰り出し
を行って物体距離の変動に対する像面位置の補正(フォ
ーカス)を行っている。
【0028】矢印5Cは望遠端において無限遠物体から
至近物体へのフォーカス(合焦)を行うときの第5群5
Gの絞り出しを示している。第1レンズ群1GL(1G
R)から第5レンズ群5Gにより左眼(右眼)用の撮影
光学系を構成している。シャッターSL(SR)から第
1レンズ群1GL(1GR)で前方レンズ系を構成し、
第2レンズ群2Gから第5レンズ群5Gで後方レンズ系
を構成している。
【0029】図1に示すように、撮影光学系の内部の物
体側に撮影光学系の入射瞳(絞り)SPを設け、入射瞳
SPにおいて左右の画像(視差画像)を第2レンズ群L
2側へ導光するよう三角プリズムPを設けている。
【0030】本実施形態では絞りSPに設けた3角プリ
ズム(合成光学素子)で絞り開口を2分している。3角
柱プリズムPの頂角を含む稜線上で1対の前方レンズ系
の光軸と後方レンズ系の光軸が交差するようにしてい
る。そして左右のシャッターSL,SRを交互に切り換
えて、左右の視差画像を時系列的に像面FPに配置した
撮像素子で得ている。
【0031】本実施形態は以上のような構成により撮影
光学系の前玉径を小さくし、物体側の軸外光束の広がり
を押さえている。これによって、左右2つの反射ミラー
ML,MRや左右2つのシャッターSL,SRを小型化
でき、全体として小型な立体撮影用光学系を実現してい
る。
【0032】尚、さらにシャッターSL,SRを小型化
したい場合にはシャッターを反射ミラーML,MRと第
1レンズ群1GL,1GRの間に配置するのが良い。シ
ャッターSL,SRには、機械的なシャッターを用いて
もいいし、液晶シャッターを用いてもよい。
【0033】また、三角プリズムPの2つの反射面P
L,PRを挟む角度(頂角)は絞りSPによる有効光束
のケラレや反射ミラーの小型化を考慮して、図1の実施
例では75度に設定している。
【0034】また、本実施形態の構成では変倍光学系が
ひとつなので、変倍時の左右の倍率誤差や光軸のずれが
発生しない利点がある。
【0035】図1の実施形態では、物体距離の変動に対
する像面位置の補正(フォーカス)を第5レンズ群で行
っているが、第1群以外のレンズ群であれば他のレンズ
群でも物体距離の変動に対する像面位置の補正が可能で
ある。
【0036】また、さらなる光量調節のために、絞りS
Pの開口を変化させる方法の他に光量減衰フィルターを
第1レンズ群と反射ミラーの間や、第1レンズ群と合成
プリズムPの間に、被写体の明るさに応じて、出し入れ
可能としてもよい。
【0037】さらに、反射ミラーML,MRを回転可動
とし、左右の光軸,AXLとAXRの物体側で交差する
距離を、不図示の測距装置から得られた距離情報に応じ
て可変にすることにより、視差画像を得ても良い。これ
によれば、より見やすい立体画像を得ることができる。
【0038】図2は、本発明の立体画像撮影用の撮影光
学系に用いられるズームレンズの数値実施例1のレンズ
断面図である。
【0039】図2の数値実施例1のレンズ断面図は第1
レンズ群がひとつで示している以外は図1の実施形態の
光路を展開したときと同じである。尚、図2では図1の
シャッターSL,SR、ミラーML,MR、プリズムP
は省略している。実際には第1レンズ群1Gは左右2つ
用いている。
【0040】図3は、本発明の立体画像撮影用の撮影光
学系に用いられるズームレンズの数値実施例2のレンズ
断面図である。
【0041】図3では、負屈折力の第1レンズ群1Gお
よび弱い負屈折力の第2レンズ群2Gはいずれも像面F
Pに対し常時固定で、第1レンズ群1Gと第2レンズ群
2Gの間に絞りSPを配置している。
【0042】正屈折力の第3レンズ群3Gは変倍のため
に広角端から望遠端への変倍に際し、軌跡3Aに示すよ
う像面側から物体側へ光軸上を移動し、正屈折力の第4
レンズ群4Gは第3レンズ群3Gの変倍に伴う像面位置
の補正のため軌跡4Aに示すよう光軸上を移動する。物
体距離の変動に対する像面の位置補正(フォーカス)は
軌跡4A,4B,4Cに示すよう第4レンズ群4Gを繰
り出して行っている。軌跡4Aは無限遠物体において広
角端から望遠端へ変倍するときの曲線、軌跡4Bは至近
物体において広角端から望遠端へ変倍するときの曲線、
軌跡4Cは望遠端において無限遠物体から至近物体へフ
ォーカスするときの軌跡である。CGはズームレンズ内
へのほこりやゴミの進入を防ぐためのカバーガラスを示
す。LPFはローパスフィルター等の光学フィルター、
PGは色分解プリズムである。
【0043】図5は、本発明の立体画像撮影用の撮影光
学系に用いられるズームレンズの数値実施例3のレンズ
断面図である。本実施例では第4レンズ群4Gのレンズ
構成が異なる以外は、図3の数値実施例2と同様であ
る。
【0044】図5は、本発明の立体画像撮影用の撮影光
学系に用いられるズームレンズの数値実施例4のレンズ
断面図を示す。
【0045】図4では負屈折力の第1レンズ群1Gは像
面FPに対し常時固定、弱い負屈折力の第2レンズ群2
Gは広角端から望遠端への変倍に際し、光軸上を像面側
から物体側へ移動し、正屈折力の第3レンズ群3Gは広
角端から望遠端への変倍に際し、光軸上を像面側から物
体側へ移動し、正屈折力の第4レンズ群4Gは広角端か
ら望遠端への変倍に際し、変倍に伴う像面位置の補正の
ため光軸上を像面側から物体側へ移動し、負屈折力の第
5レンズ群5Gは広角端から望遠端への変倍に際し、光
軸上を像面側から物体側へ移動している。
【0046】変倍の際に第2レンズ群2Gも可動とする
ことで、第3群以降のレンズ群の移動量をかせぐととも
に、移動群の増加による設計の自由度の増加によってレ
ンズ枚数の削減を実現している。
【0047】軌跡4Aは無限遠物体において広角端から
望遠端へ変倍するときの曲線、軌跡4Bは至近物体にお
いて広角端から望遠端へ変倍するときの曲線、軌跡4C
は望遠端において無限遠物体から至近物体へフォーカス
するときの軌跡である。
【0048】上記各実施例で説明した撮影光学系に用い
られるズームレンズは、物体側から順に、負屈折力の第
1レンズ群、絞り、弱い屈折力の第2レンズ群、少なく
ても2つの正屈折力のレンズ群を備え、該少なくても2
つの正屈折力のレンズ群は広角端から望遠端への変倍に
際し、像面側から物体側へ移動するとともに、最も物体
側に像面側に凸のメニスカス負レンズを有し、これによ
って、少なくとも2つの正屈折力のレンズ群の像面側主
点を像面側に移動させ、広角端のバックフォーカスを確
保している。
【0049】また、本発明の撮影光学系に用いられるズ
ームレンズは、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ
群、絞り、弱い屈折力の第2レンズ群、少なくても2つ
の正屈折力のレンズ群を備え、該第1レンズ群および該
絞りは像面に対し常時固定であり、該少なくても2つの
正屈折力のレンズ群は広角端から望遠端への変倍に際
し、像面側から物体側へ移動することを特徴としてい
る。このように、第1群を常時固定とし、他のレンズ群
で変倍や変倍に伴う像面補正や物体距離の変動に対する
像面補正を行うことにより、変倍およびフォーカス作動
時の左右の視差画像を得るときの倍率変動や光軸ずれの
発生を抑えている。
【0050】以下、前述の条件式の技術的意味について
説明を行う。条件式(1)は合成光学素子を構成してい
る3角柱プリズムの反射面を挟む頂角について限定した
もので、該3角柱プリズムの反射面を挟む頂角は、絞り
SPによる撮影光学系のケラレを防ぐため、条件式
(1)の上限値より小さい範囲に定めるのが良く、条件
式(1)の下限値を超えると反射ミラーが大きくなって
しまうため好ましくない。
【0051】尚、条件式(1)の数値範囲は、更に 70<Q<80 単位(deg)・・・(1a) とするのが良い。
【0052】条件式(2)は本発明の立体撮影用光学系
に用いられるズームレンズの入射瞳位置について限定し
たもので、条件式(2)の下限値を超える領域では、絞
りと第1レンズ群の間隔が小さくなり過ぎるため、第1
レンズ群の軸外光線の高さが小さくなり軸外収差の補正
が困難となり、条件式(2)の上限値を超える領域で
は、第1レンズ群の有効径が大きくなってしまうため、
全体が大型化してくるので好ましくない。
【0053】尚、条件式(2)の数値範囲は、更に 7<Linp<13 (単位mm) とするのが良い。
【0054】条件式(3)は本発明のズームレンズの広
角端の全系の焦点距離と広角端の物体距離が無限大のと
きのバックフォーカスの比について限定したものであ
る。条件式(3)の下限値を超える領域では、バックフ
ォーカスが小さくなり過ぎるため、色分解プリズム等を
配置する空間が確保できなくなるため好ましくない。
【0055】尚、条件式(3)の数値範囲は、更に 2.1<bfw/fw とするのが良い。
【0056】条件式(4)は本発明のズームレンズの第
2レンズ群の焦点距離と広角端の全系の焦点距離の比に
ついて限定したもので、条件式(4)の下限値を超える
領域では、第2レンズ群の負のパワーが強くなり過ぎる
ため、第1レンズ群と第2レンズ群の合成パワーが強く
なり過ぎ、像面湾曲がオーバーになり、条件式(4)の
上限値を超える領域では、第2レンズ群の正のパワーが
強くなり過ぎるため、第1レンズ群と第2レンズ群の合
成パワーが弱くなり、広角端の全系の焦点距離を小さく
することが困難となるため好ましくない。
【0057】尚、条件式(4)の数値範囲は、更に −0.2<fw/f2<0.2 とするのが良い。
【0058】さらに、本発明のズームレンズにおいて
は、絞りを第1レンズ群と第2レンズ群の間に配置して
いるので、第2レンズ群以降のレンズ群で発生する軸外
収差を良好に補正するために、第1レンズ群を少なくと
も1枚の正レンズと1枚の負レンズで構成することが望
ましい。なぜなら、第1レンズ群は負屈折力で、第2レ
ンズ群以降は全体として正屈折力であるので全体の構成
としてはレトロフォーカス型となっており、軸外光線に
おいては同じ方向の歪曲収差や非点収差が発生しやす
く、その歪曲収差や非点収差を補正するために、第1レ
ンズ群の物体側に正レンズを配置することが望ましい。
【0059】また第2レンズ群は第1レンズ群で発生す
る球面収差を補正するために、物体側から順に、物体側
に凹面を向けた屈折率の高い正メニスカスレンズと物体
側に凹面を向けた屈折率の低い負メニスカスレンズを接
合した接合レンズより構成されることが望ましい。この
接合面により収斂系の球面収差が大きく発生し、第1レ
ンズ群で発生する発散系の球面収差を良好に補正してい
る。
【0060】また、第2レンズ群より像面側に配置され
る少なくても2つの正レンズ群の少なくてもひとつのレ
ンズ群には、発散系の収差を発生する凸(正)の空気レ
ンズを構成するのが望ましい。この空気レンズの効果に
より、第2レンズ群より像面側に配置される少なくても
2つの正レンズ群内の正レンズで発生する収斂系収差を
良好に補正することができる。
【0061】また高次の倍率色収差の発生を小さく抑え
るためには、軸外光線の高さの低いレンズ群で色収差補
正を行うのが良い。
【0062】次に本発明の数値実施例を示す。
【0063】数値実施例においてRiは物体側より順に
第i番目の曲率半径、Diは物体側より順に第i番目の
レンズ厚及び空気間隔、Niとνiはそれぞれ物体側よ
り順に第i番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数で
ある。数値実施例における最後の3つのレンズ面は色分
解プリズムやフィルター等のガラスブロックである。
又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関
係は、表1に示す。
【0064】
【外1】
【0065】
【外2】
【0066】
【外3】
【0067】
【外4】 以下に、本発明のズームレンズの数値実施例の各条件式
の値を示す。
【0068】
【表1】
【0069】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、複数の視
差画像を撮影する為の光学系を適切に設定することによ
り、光学性能が良好で色ムラが生じず、良好なる立体画
像(視差画像)を容易に得ることができる立体画像撮影
光学系及びそれに用いるズームレンズを達成することが
できる。
【0070】特に、本発明によれば、小型で、ズーム作
動時やフォーカス作動時における左右の倍率変動や光軸
ずれの発生がなく、また、光軸合成系による色ムラの発
生のない、簡単な構成の立体撮影用光学系が実現でき
る。また、本発明のズームレンズは変倍光学系であるに
も関わらず、変倍時の入射瞳位置の変動がなく、前玉径
が小さいので、監視カメラなど他の用途にも応用可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の立体撮影用の光学系の要部断面図
【図2】 本発明の数値実施例1のズームレンズの断面
【図3】 本発明の数値実施例2のズームレンズの断面
【図4】 本発明の数値実施例3のズームレンズの断面
【図5】 本発明の数値実施例4のズームレンズの断面
【図6】 本発明の数値実施例1の広角端の収差図
【図7】 本発明の数値実施例1の中間の収差図
【図8】 本発明の数値実施例1の望遠端の収差図
【図9】 本発明の数値実施例2の広角端の収差図
【図10】 本発明の数値実施例2の中間の収差図
【図11】 本発明の数値実施例2の望遠端の収差図
【図12】 本発明の数値実施例3の広角端の収差図
【図13】 本発明の数値実施例3の中間の収差図
【図14】 本発明の数値実施例3の望遠端の収差図
【図15】 本発明の数値実施例4の広角端の収差図
【図16】 本発明の数値実施例4の中間の収差図
【図17】 本発明の数値実施例4の望遠端の収差図
【符号の説明】
SR、SL:シャッター MR、ML:反射ミラー 1GL、1GR、1G:第1レンズ群 2G:第2レンズ群 3G:第3レンズ群 4G:第4レンズ群 5G:第5レンズ群 LPF:ローパスフィルター PG:色分解プリズム FP:像面 AXR:右側光軸 AXL:左側光軸 AX:撮影系光軸 P:三角プリズム
フロントページの続き Fターム(参考) 2H059 AA03 AA09 2H087 KA01 MA14 MA15 PA09 PA10 PA11 PA12 PA19 PB11 PB12 PB13 PB14 QA03 QA07 QA12 QA22 QA25 QA32 QA42 QA45 RA32 RA41 RA42 RA43 SA14 SA16 SA19 SA24 SA26 SA29 SA32 SA44 SA47 SA49 SA52 SA55 SA63 SA64 SA65 SA66 SA72 SA75 SB03 SB05 SB13 SB14 SB24 SB26 SB27 SB32 SB44

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体からの光束を制御するシャッタ
    ー、光束を反射させるミラー、光束を屈折させるレンズ
    群とを有する1対の前方レンズ系と、該1対の前方レン
    ズ系は光軸が交差しており、該光軸が交差した位置又は
    その近傍に配置して、該1対の前方レンズ系の光軸を一
    致させる合成光学素子と、該一致した光軸と光軸が一致
    するように配置した後方レンズ系とを有し、該1対のシ
    ャッターを交互に開閉して該前方レンズ系と該後方レン
    ズ系とを介し、結像面に設けた撮像素子に時系列的に左
    眼用と右眼用の視差画像を形成していることを特徴とす
    る立体画像撮影用光学系。
  2. 【請求項2】 前記1対の前方レンズ系の光軸が交差す
    る位置又はその近傍に絞りを有していることを特徴とす
    る請求項1の立体画像撮影用光学系。
  3. 【請求項3】 前記合成光学素子は斜角を反射面とする
    3角柱プリズムより成り、該3角柱プリズムの頂角を含
    む稜線上で、前記1対の前方レンズ系の光軸及び後方レ
    ンズ系の光軸が交差していることを特徴とする請求項1
    又は2の立体画像撮影用光学系。
  4. 【請求項4】 前記後方レンズ系は変倍部及び合焦部を
    有していることを特徴とする請求項1又は2の立体画像
    撮影用光学系。
  5. 【請求項5】 前記シャッターは最も物体側に配置され
    ることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項の立
    体画像撮影用光学系。
  6. 【請求項6】 前記シャッターは前記ミラーと前記レン
    ズ群との間に配置されることを特徴とする請求項1から
    4のいずれか1項の立体画像撮影用光学系。
  7. 【請求項7】 前記シャッターは液晶シャッターである
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項の立体
    画像撮影用光学系。
  8. 【請求項8】 前記三角柱プリズムの反射面を挟む頂角
    Qは、65<Q<85 単位(deg)を満足すること
    を特徴とする請求項3の立体画像撮影用光学系。
  9. 【請求項9】 物体側から順に、負屈折力の第1レンズ
    群、絞り、弱い屈折力の第2レンズ群、少なくとも2つ
    の正屈折力のレンズ群を備え、該少なくとも2つの正屈
    折力のレンズ群は広角端から望遠端への変倍に際し、そ
    れぞれ独立に像面側から物体側へ移動するとともに、最
    も物体側に像面側に凸状のメニスカス負レンズを有する
    こと特徴とするズームレンズ。
  10. 【請求項10】 物体側から順に、負屈折力の第1レン
    ズ群、絞り、弱い屈折力の第2レンズ群、少なくとも2
    つの正屈折力のレンズ群を備え、該第1レンズ群および
    該絞りは像面に対し常時固定であり、該少なくとも2つ
    の正屈折力のレンズ群は広角端から望遠端への変倍に際
    し、それぞれ独立に像面側から物体側へ移動すること特
    徴とするズームレンズ。
  11. 【請求項11】 最も物体側のレンズ面頂点から物体側
    瞳までの距離をLinpとしたとき、 5<Linp<15 (単位mm) を満足することを特徴とする請求項9又は10のズーム
    レンズ。
  12. 【請求項12】 広角端の全系の焦点距離をfw、広角
    端の物体距離が無限大のときのバックフォーカス(平面
    ガラスは空気に換算)をbfwとするとき、 1.5<bfw/fw を満足することを特徴とする請求項9,10又は11の
    ズームレンズ。
  13. 【請求項13】 第2レンズ群の焦点距離をf2、広角
    端の焦点距離をfwとしたとき、 −0.3<fw/f2<0.3 を満足することを特徴とする請求項9,10,11又は
    12のズームレンズ。
  14. 【請求項14】 左右2つのシャッターと、左右2つの
    反射ミラーと、左右2つの負屈折力の第1レンズ群と、
    撮影光学系の絞り位置近傍に配置される左右の光軸を重
    ね合わせる合成光学素子と、絞りと、該合成光学素子と
    像面の間に配置される全体として正屈折力のレンズ群を
    備えることを特徴とする立体画像撮影用光学系。
  15. 【請求項15】 左右2つのシャッターと、左右2つの
    反射ミラーと、左右2つの負屈折力のレンズ群と、絞り
    位置近傍に配置される左右の光軸を重ね合わせる合成光
    学素子と、絞りと、該合成光学素子と像面の間に配置さ
    れる、少なくともひとつの光軸上を移動可能な変倍レン
    ズ群と、変倍に伴う像面移動を補正する補正レンズ群を
    備えることを特徴とする立体画像撮影用光学系。
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