JP2013218239A - Stereoscopic imaging optical system and endoscope equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、立体観察が可能な立体撮像光学系及びそれを備えた内視鏡に関する。 The present invention relates to a stereoscopic imaging optical system capable of stereoscopic observation and an endoscope including the same.
従来、立体視用に視差の異なる2つの画像を略同一の平面上に結像する光学系が開示されている(特許文献1及び2参照)。
Conventionally, an optical system that forms two images with different parallax on a substantially identical plane for stereoscopic viewing has been disclosed (see
特許文献1に記載された技術は、反射面で瞳分割を行うものであり、単一の開口を広げたり、狭めたりして光束重心の間隔を可変にして、輻輳角を変化させるものである。
The technique described in
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、輻輳角を大きく変化させることができず、物体までの距離が遠い場合と近い場合とで立体感が変化してしまう。また、開口を広げたり、狭めたりするので、明るさも変化してしまう。この技術で明るい光学系とするには、全長が長くなり大型の光学系となってしまう。
However, with the technique described in
本発明は、性能を向上しつつ光軸方向の寸法を小型に形成することが可能な立体撮像光学系及びそれを備えた内視鏡を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a stereoscopic imaging optical system capable of forming a size in the optical axis direction in a small size while improving performance and an endoscope including the same.
本発明の一実施形態である立体撮像光学系は、単一の光軸を持つ前レンズ群と、前記前レンズ群と同軸に配置された単一の光軸を持つ後レンズ群と、前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置され光束を分割可能な瞳分割部と、前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置され光束を偏向する偏向部と、を備え、前記瞳分割部は、光束を少なくとも2つの開口によって分割する立体視近点状態と、前記立体視近点状態よりも間隔の広い少なくとも2つの開口によって分割する立体視遠点状態と、に切り換え可能であることを特徴とする。 A stereoscopic imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes a front lens group having a single optical axis, a rear lens group having a single optical axis arranged coaxially with the front lens group, and the front lens group. A pupil division unit arranged between a lens group and the rear lens group and capable of dividing a light beam; and a deflection unit arranged between the front lens group and the rear lens group to deflect the light beam, The pupil dividing unit can be switched between a stereoscopic near-point state in which the light beam is divided by at least two openings and a stereoscopic far-point state in which the light is divided by at least two openings that are wider than the stereoscopic near-point state. It is characterized by being.
また、本発明の一実施形態では、前記偏向部は、前記瞳分割部の前記後レンズ群側に隣接して配置される In one embodiment of the present invention, the deflection unit is disposed adjacent to the rear lens group side of the pupil division unit.
また、本発明の一実施形態では、前記偏向部は、前記瞳分割部で分割した光束を前記後レンズ群内で交差させるように偏向する In one embodiment of the present invention, the deflection unit deflects the light beams divided by the pupil division unit so as to intersect each other in the rear lens group.
また、本発明の一実施形態では、前記瞳分割部は、1つの開口によって光束を通過させる単眼視状態に切り換え可能である In one embodiment of the present invention, the pupil division unit can be switched to a monocular viewing state in which a light beam passes through one opening.
さらに、本発明の一実施形態である内視鏡は、前記立体撮像光学系と、前記立体撮像光学系の像側に配置された撮像面を持つ撮像素子と、を備えたことを特徴とする。 Furthermore, an endoscope according to an embodiment of the present invention includes the stereoscopic imaging optical system and an imaging element having an imaging surface disposed on the image side of the stereoscopic imaging optical system. .
本発明の一実施形態である立体撮像光学系及びそれを備えた内視鏡によれば、性能を向上しつつ光軸方向の寸法を小型に形成することが可能となる。 According to the stereoscopic imaging optical system and the endoscope including the same according to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the size in the optical axis direction while improving the performance.
本発明の実施形態に係る立体撮像光学系について図面を参照して以下に説明する。 A stereoscopic imaging optical system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、第1実施形態の立体撮像光学系の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment.
第1実施形態に係る立体撮像光学系1は、単一の光軸Lcを持つ前レンズ群Gfと、前レンズ群Gfと同軸に配置され単一の光軸Lcを持つ後レンズ群Grと、前レンズ群Gfと後レンズ群Grとの間に配置され、一つの開口を形成する単眼視状態、少なくとも二つの開口を形成する立体視近点状態及び開口の間隔が立体視近点状態よりも広い立体視遠点状態に切り替え可能な瞳分割部2と、瞳分割部2に対応して配置され光束を偏向する偏向部としてのプリズム偏向部3と、を備える。
The stereoscopic imaging
前レンズ群Gfは、物体側から像側へ順に、物体側に平面を向けた平凹負レンズLf1と、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズLf2と、両凸正レンズLf3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLf4と、を有する。 The front lens group Gf includes, in order from the object side to the image side, a plano-concave negative lens L f1 having a plane facing the object side, a negative meniscus lens L f2 having a convex surface facing the image side, and a biconvex positive lens L f3 And a positive meniscus lens L f4 having a convex surface facing the object side.
前レンズ群Gfは、物体側に負の屈折力のレンズを少なくとも2枚配置することによって、前レンズ群Gfの焦点距離を短くすることが可能となり、広画角化する場合に有効である。また、物体側に負の屈折力のレンズの物体側の面を平面にすることによって、汚れ等の付着を低減することが可能となる。 The front lens group Gf is effective in increasing the angle of view by disposing at least two lenses having negative refractive power on the object side, thereby reducing the focal length of the front lens group Gf. Further, by making the object side surface of the lens having a negative refractive power on the object side flat, it is possible to reduce adhesion of dirt and the like.
後レンズ群Grは、物体側から像側へ順に、両凹負レンズLr1と両凸正レンズLr2の接合レンズSUr1と、両凸正レンズLr3と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズLr4の接合レンズSUr2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLr5と、を有する。 The rear lens group Gr, in order from the object side to the image side, is a cemented lens SU r1 of a biconcave negative lens L r1 and a biconvex positive lens L r2 , and a negative surface with a convex surface facing the biconvex positive lens L r3 and the image surface side. It has a cemented lens SU r2 of the meniscus lens L r4 and a positive meniscus lens L r5 with a convex surface facing the object side.
像面Iの前には、フィルタFとカバーガラスCが配置される。 In front of the image plane I, a filter F and a cover glass C are arranged.
図2は、第1実施形態の立体撮像光学系の瞳分割部を示す図である。また、図3は、第1実施形態の立体撮像光学系の単眼視状態での瞳分割部を示す図である。さらに、図4は、第1実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態での瞳分割部を示す図である。また、図5は、第1実施形態の立体撮像光学系の立体視遠点状態での瞳分割部を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a pupil division unit of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating a pupil division unit in the monocular viewing state of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment. Furthermore, FIG. 4 is a diagram illustrating the pupil division unit in the stereoscopic near-point state of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating the pupil division unit in the stereoscopic far-end state of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment.
瞳分割部2は、パターン化されたエレクトロクロミック素子や液晶シャッター等の電子素子により開口を形成するものである。図2に示すように、例えば、瞳分割部2は、一つの開口2aを形成する単眼視状態、第1の方向Aに間隔を有する少なくとも二つの開口2bを形成する立体視近点状態及び開口2cの第1の方向Xの間隔が第2状態よりも広い立体視遠点状態にそれぞれ対応する開口を、所定の電極に応じて形成するように、あらかじめパターン化されている。開口以外の部分は、不要な光束を遮るために使用される。
The
例えば、第1状態では、瞳分割部2は、図3に示すように、通常の単眼視状態に対応する一つの開口2aを形成する。また、立体視近点状態では、瞳分割部2は、図4に示すように、立体視近点状態に対応する二つの開口2bを形成する。さらに、立体視遠点状態では、瞳分割部2は、図5に示すように、立体視近点状態での二つの開口2bよりも広い間隔の立体視遠点状態に対応する二つの開口2cを形成する。
For example, in the first state, as shown in FIG. 3, the
このように、通常の単眼視状態と、立体視近点状態と、立体視遠点状態と、を切り替えることができるので、状況に応じて光学系の状態を選択することができ、第1実施形態の立体撮像光学系を機能性に優れたものとすることが可能となる。また、パターン化されたエレクトロクロミック素子や液晶シャッター等の電子素子により開口を形成するので、機械的な移動機構を設ける必要がなくなり、内視鏡等に適用することで、該内視鏡等を小型化することが可能となる。 As described above, since the normal monocular viewing state, the stereoscopic viewing near point state, and the stereoscopic viewing far point state can be switched, the state of the optical system can be selected according to the situation. It becomes possible to make the stereoscopic imaging optical system of a form excellent in functionality. Moreover, since the opening is formed by an electronic element such as a patterned electrochromic element or a liquid crystal shutter, it is not necessary to provide a mechanical movement mechanism, and the endoscope or the like can be applied to an endoscope or the like. It becomes possible to reduce the size.
図6は、第1実施形態の立体撮像光学系の偏向部の一例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a deflection unit of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment.
プリズム偏向部3は、図6に示すように、平面からなる第1の面3aと、第1の面3aとは反対側の第2の面3bとを有し、第2の面3bは、第1の面3aとの光軸方向の厚さが、光軸Lcで最も薄く、光軸Lcから光軸に直交する第1の方向Aで離れる程厚くなるように傾斜して形成されている。
As shown in FIG. 6, the
プリズム偏向部3をこのような構成とすることにより、瞳分割部2によって分けられた2つの光路を後群が結像する際に、像が重ならないようにずらすことができ、像面に2光束を並列して結像させることが可能となる。さらに、プリズム偏向部3により、光束を互いに離間させることによって像面側でのテレセン性が向上するので、入射角特性が敏感な撮像素子を使用する場合に好ましい。
By adopting such a configuration of the
また、プリズム偏向部3を光路上で瞳分割部2に隣接して配置させることにより、光束が絞られて、立体撮像光学系を小型化することが可能となる。なお、プリズム偏向部3は、光路上で瞳分割部2の物体側又は像面側のどちらに配置してもよい。
Further, by arranging the
図7は、第1実施形態の立体撮像光学系の単眼視状態、立体視近点状態及び立体視遠点状態を示す図である。図7(a)は、第1実施形態の立体撮像光学系の単眼視状態を示す図であり、図7(b)は、第1実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態を示す図であり、図7(c)は、第1実施形態の立体撮像光学系の立体視遠点状態を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a monocular viewing state, a stereoscopic viewing near point state, and a stereoscopic viewing far point state of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment. FIG. 7A is a diagram illustrating a monocular viewing state of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment, and FIG. 7B is a stereoscopic viewing near point state of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment. FIG. 7C is a diagram illustrating a stereoscopic far point state of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment.
図7(a)に示すように、第1実施形態の立体撮像光学系の単眼視状態では、プリズム偏向部3を平面板3’に交換している。プリズム偏向部3と平面板3’とを交換するための構造は、例えば、プリズム偏向部3と平面板3’とを、図6に示した光軸に直交する第1の方向Aに並べて設置した状態で移動させることにより切り換わる構造等が好ましい。
As shown in FIG. 7A, in the monocular viewing state of the stereoscopic imaging optical system of the first embodiment, the
なお、図6に示したプリズム偏向部3をそのまま設置した状態で、プリズム偏向部3の第2の面3bの凹形状に合致する物体側に凸のプリズム等を設置して、平面板を形成する構成としてもよい。
In the state where the
図8及び図9は、第1実施形態の立体撮像光学系の単眼視状態の収差図である。また、図10及び図11は、第1実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態の収差図である。さらに、図12及び図13は、第1実施形態の立体撮像光学系の立体視遠点状態の収差図である。 8 and 9 are aberration diagrams of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment in the monocular viewing state. FIGS. 10 and 11 are aberration diagrams of the stereoscopic near-point state of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment. Further, FIGS. 12 and 13 are aberration diagrams of the stereoscopic imaging optical system according to the first embodiment in a stereoscopic viewing point state.
これら諸収差図は、中央の括弧内に示された画角でのX方向及びY方向それぞれの656.3nm(C線:破線)、587.6nm(d線:実線)及び486.1nm(F線:一点鎖線)の各波長について示されている。以下、収差図に関しては同様である。 These aberration diagrams show 656.3 nm (C line: broken line), 587.6 nm (d line: solid line), and 486.1 nm (F) in the X direction and Y direction, respectively, at the angle of view shown in the parentheses at the center. Lines: dashed lines) for each wavelength. The same applies to the aberration diagrams.
図14は、第2実施形態の立体撮像光学系の断面図である。 FIG. 14 is a cross-sectional view of the stereoscopic imaging optical system of the second embodiment.
第2実施形態に係る立体撮像光学系1は、単一の光軸Lcを持つ前レンズ群Gfと、前レンズ群Gfと同軸に配置され単一の光軸Lcを持つ後レンズ群Grと、前レンズ群Gfと後レンズ群Grとの間に配置され、一つの開口を形成する単眼視状態及び少なくとも二つの開口を形成する立体視状態に切り替え可能な瞳分割部12と、瞳分割部12に対応して配置され光束を偏向するプリズム偏向部13と、を備える。
The stereoscopic imaging
前レンズ群Gfは、物体側から像側へ順に、物体側に平面を向けた平凹負レンズLf1と、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズLf2と、両凸正レンズLf3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLf4と、を有する。 The front lens group Gf includes, in order from the object side to the image side, a plano-concave negative lens L f1 having a plane facing the object side, a negative meniscus lens L f2 having a convex surface facing the image side, and a biconvex positive lens L f3 And a positive meniscus lens L f4 having a convex surface facing the object side.
前レンズ群Gfは、物体側に負の屈折力のレンズを少なくとも2枚配置することによって、前レンズ群Gfの焦点距離を短くすることが可能となり、広画角化する場合に有効である。また、物体側に負の屈折力のレンズの物体側の面を平面にすることによって、汚れ等の付着を低減することが可能となる。 The front lens group Gf is effective in increasing the angle of view by disposing at least two lenses having negative refractive power on the object side, thereby reducing the focal length of the front lens group Gf. Further, by making the object side surface of the lens having a negative refractive power on the object side flat, it is possible to reduce adhesion of dirt and the like.
後レンズ群Grは、物体側から像側へ順に、両凹負レンズLr1と両凸正レンズLr2の接合レンズSUr1と、両凸正レンズLr3と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズLr4の接合レンズSUr2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLr5と、を有する。 The rear lens group Gr, in order from the object side to the image side, is a cemented lens SU r1 of a biconcave negative lens L r1 and a biconvex positive lens L r2 , and a negative surface with a convex surface facing the biconvex positive lens L r3 and the image surface side. It has a cemented lens SU r2 of the meniscus lens L r4 and a positive meniscus lens L r5 with a convex surface facing the object side.
像面Iの前には、フィルタFとカバーガラスCが配置される。 In front of the image plane I, a filter F and a cover glass C are arranged.
図15及び図16は、第2実施形態の立体撮像光学系の瞳分割部を示す図である。また、図17は、第2実施形態の立体撮像光学系の単眼視状態での瞳分割部を示す図である。さらに、図18は、第2実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態での瞳分割部を示す図である。また、図19は、第2実施形態の立体撮像光学系の立体視遠点状態での瞳分割部を示す図である。
15 and 16 are diagrams illustrating a pupil division unit of the stereoscopic imaging optical system according to the second embodiment. FIG. 17 is a diagram illustrating a pupil division unit in the monocular viewing state of the stereoscopic imaging optical system according to the second embodiment. Further, FIG. 18 is a diagram illustrating a pupil division unit in the stereoscopic near-point state of the stereoscopic imaging optical system according to the second embodiment. FIG. 19 is a diagram illustrating a pupil division unit in the stereoscopic far point state of the stereoscopic imaging optical system according to the second embodiment.
瞳分割部12は、図15に示すような開口121aを有する第1の絞り板121と、図16に示すような開口122aを有する第2の絞り板122と、からなる。第1の絞り板121及び第2の絞り板122は、円形の板状部材の中心に開口121a,122aをそれぞれ形成し、外周の一部に切り欠き部121d,122dを有する形状である。第1の絞り板121と第2の絞り板122とは、線対称な形状であると好ましい。また、第1の絞り板121及び第2の絞り板122は、それぞれ切り欠き部121d,122dの近傍に回動用穴121e,122eを有する。
The
一つの開口12aを形成する単眼視状態では、図17に示すように、瞳分割部12は、第1の絞り板121と第2の絞り板122とを回動用穴121e,122eが重なるように配置し、第1の絞り板121と第2の絞り板122とを光軸上でそれぞれの開口121a,122aが重なるように配置する。
In the monocular viewing state in which one opening 12a is formed, as shown in FIG. 17, the
そして、図18に示すように、単眼視状態から、回動用穴121eを中心に第1の絞り板121を矢印B1aの方向に回転移動し、回動用穴122eを中心に第2の絞り板122を矢印B2aの方向に回転移動することで、第1の方向Aに間隔を有する少なくとも二つの開口12bを形成する立体視近点状態を構成する。立体視近点状態では、第1の絞り板121と第2の絞り板122とをそれぞれの開口121a,122aが重ならないように配置する。
Then, as shown in FIG. 18, from the monocular state, the
その後、図19に示すように、立体視近点状態から、さらに回動用穴121eを中心に第1の絞り板121を矢印B1bの方向に回転移動し、回動用穴122eを中心に第2の絞り板122を矢印B2bの方向に回転移動することで、第1の方向Aに立体視近点状態よりも広い間隔を有する少なくとも二つの開口12cを形成する立体視遠点状態を構成する。
Thereafter, as shown in FIG. 19, from the stereoscopic near point state, the
第2実施形態では、第1の絞り板121と第2の絞り板122の回転角度に応じて、第1の絞り板121の開口121aと第2の絞り板122の開口122aとの間隔を可変にすることが可能である。
In the second embodiment, the
したがって、単眼視状態では、瞳分割部12は、図17に示すように、通常の単眼視状態に対応する一つの開口12aを形成する。また、立体視近点状態では、瞳分割部12は、図18に示すように、立体視近点状態に対応する二つの開口12bを形成する。さらに、立体視遠点状態では、瞳分割部12は、図19に示すように、立体視遠点状態に対応する二つの開口12cを形成する。
Therefore, in the monocular viewing state, the
このように、通常の単眼視状態と、立体視近点状態と、立体視遠点状態と、を切り替えることができるので、状況に応じて光学系の状態を選択することができ、第2実施形態の立体撮像光学系を機能性に優れたものとすることが可能となる。
また、第1の絞り板121と第2の絞り板122とにより開口を形成するので、簡単な構造で容易に作製でき、低コスト化することが可能となる。さらに、第1の絞り板121と第2の絞り板122の回転角度に応じて、第1の絞り板121の開口121aと第2の絞り板122の開口122aとの間隔を可変にすることが可能なので、より機能性に優れたものとすることができる。
As described above, since the normal monocular viewing state, the stereoscopic near point state, and the stereoscopic far point state can be switched, the state of the optical system can be selected according to the situation, and the second embodiment It becomes possible to make the stereoscopic imaging optical system of a form excellent in functionality.
Further, since the opening is formed by the
図20は、第2実施形態の立体撮像光学系の偏向部の一例を示す図である。 FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a deflection unit of the stereoscopic imaging optical system according to the second embodiment.
プリズム偏向部13は、図20に示すように、平面からなる第1の面13aと、第1の面13aとは反対側の第2の面13bとを有する。第2の面13bは、図17に示した第1状態での一つの開口12aに対応する光軸Lc付近を平面13b1とし、第1の方向Aにおけるその両側を第1の面13aとの光軸方向の厚さが、光軸Lcに近い側で最も薄く、光軸Lcから第1の方向Aに離れる程厚くなるように傾斜した傾斜面13b2として形成されている。
As shown in FIG. 20, the
すなわち、単眼視状態では、プリズム偏向部13の第2の面13bの平面13b1を光束が通過し、立体視近点状態及び立体視遠点状態では、プリズム偏向部13の第2の面13bの傾斜面13b2を光束が通過する。
That is, in the monocular viewing state, the light beam passes through the
プリズム偏向部3をこのような構成とすることにより、単眼視状態では瞳分割部12によって光路を分けることなく像面の光軸上に結像し、立体視近点状態及び立体視遠点状態において瞳分割部12によって分けられた2つの光路を後群が結像する際に、像が重ならないようにずらすことができ、像面に2光束を並列して結像させることが可能となる。
By configuring the
また、プリズム偏向部13を光路上で瞳分割部12に隣接して配置させることにより、光束が絞られて、立体撮像光学系を小型化することが可能となる。なお、プリズム偏向部3は、光路上で瞳分割部2の物体側又は像面側のどちらに配置してもよい。
Further, by arranging the
図21は、第2実施形態の立体撮像光学系の単眼視状態及び立体視状態を示す図である。図21(a)は、第2実施形態の立体撮像光学系の単眼視状態を示す図であり、図21(b)は、第1実施形態の立体撮像光学系の立体視状態を示す図である。 FIG. 21 is a diagram illustrating a monocular viewing state and a stereoscopic viewing state of the stereoscopic imaging optical system according to the second embodiment. FIG. 21A is a diagram illustrating a monocular viewing state of the stereoscopic imaging optical system of the second embodiment, and FIG. 21B is a diagram illustrating a stereoscopic viewing state of the stereoscopic imaging optical system of the first embodiment. is there.
図21(a)に示すように、第2実施形態の立体撮像光学系の単眼視状態では、プリズム偏向部13の第2の面13bの平面13b1を光束が通過している。これは、図17に示したように瞳分割部12を単眼状態である単眼視状態とすることによって達成される。
As shown in FIG. 21A, in the monocular viewing state of the stereoscopic imaging optical system of the second embodiment, the light beam passes through the
また、図21(b)に示すように、第2実施形態の立体撮像光学系の立体視状態では、プリズム偏向部13の第2の面13bの傾斜面13b2を光束がそれぞれ通過している。これは、図18に示したように瞳分割部12を立体視状態とすることによって達成される。
In addition, as shown in FIG. 21B, in the stereoscopic viewing state of the stereoscopic imaging optical system of the second embodiment, the light beams pass through the
図22及び図23は、第2実施形態の立体撮像光学系の単眼視状態の収差図である。また、図24及び図25は、第2実施形態の立体撮像光学系の立体視状態の収差図である。 22 and 23 are aberration diagrams in the monocular viewing state of the stereoscopic imaging optical system according to the second embodiment. 24 and 25 are aberration diagrams of the stereoscopic imaging optical system according to the second embodiment in the stereoscopic viewing state.
図26は、第3実施形態の立体撮像光学系の断面図である。 FIG. 26 is a cross-sectional view of the stereoscopic imaging optical system of the third embodiment.
第3実施形態に係る立体撮像光学系1は、単一の光軸Lcを持つ前レンズ群Gfと、前レンズ群Gfと同軸に配置され単一の光軸Lcを持つ後レンズ群Grと、前レンズ群Gfと後レンズ群Grとの間に配置され、少なくとも二つの開口を形成する立体視近点状態及び開口の間隔が立体視近点状態よりも広い立体視遠点状態に切り替え可能な瞳分割部22と、瞳分割部22に対応して配置され光束を偏向するプリズム偏向部23と、を備える。
The stereoscopic imaging
前レンズ群Gfは、物体側から像側へ順に、物体側に平面を向けた平凹負レンズLf1と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズLf2と、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズLf3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLf4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLf5と、を有する。 The front lens group Gf includes, in order from the object side to the image side, a plano-concave negative lens L f1 having a flat surface facing the object side, a positive meniscus lens L f2 having a convex surface facing the image surface side, and a convex surface facing the image surface side. A negative meniscus lens L f3 that is directed, a positive meniscus lens L f4 that has a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens L f5 that has a convex surface facing the object side.
前レンズ群Gfは、物体側に負の屈折力のレンズを少なくとも2枚配置することによって、前レンズ群Gfの焦点距離を短くすることが可能となり、広画角化する場合に有効である。また、物体側に負の屈折力のレンズの物体側の面を平面にすることによって、汚れ等の付着を低減することが可能となる。 The front lens group Gf is effective in increasing the angle of view by disposing at least two lenses having negative refractive power on the object side, thereby reducing the focal length of the front lens group Gf. Further, by making the object side surface of the lens having a negative refractive power on the object side flat, it is possible to reduce adhesion of dirt and the like.
後レンズ群Grは、物体側から像側へ順に、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズLr1と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズLr2の接合レンズSUr1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLr3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLr4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズLr5と、を有する。 The rear lens group Gr includes, in order from the object side to the image side, a cemented lens SU r1 of a positive meniscus lens L r1 having a convex surface facing the image surface side and a negative meniscus lens L r2 having a convex surface facing the image surface side, and the object side A positive meniscus lens L r3 having a convex surface facing the surface, a positive meniscus lens L r4 having a convex surface facing the object side, and a negative meniscus lens L r5 having a convex surface facing the object side.
像面Iの前には、フィルタFとカバーガラスCが配置される。 In front of the image plane I, a filter F and a cover glass C are arranged.
図27は、第3実施形態の立体撮像光学系の瞳分割部の開口部材の一例を示す図である。また、図28は、第3実施形態の立体撮像光学系の瞳分割部のスリット部材を示す図である。 FIG. 27 is a diagram illustrating an example of the aperture member of the pupil division unit of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment. FIG. 28 is a diagram illustrating a slit member of the pupil division unit of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment.
瞳分割部22は、開口部材221とスリット部材222とからなる。
The
開口部材221は、第1の方向A1に間隔を有する少なくとも二つの第1の開口221aと、第1の方向A1とは異なる第2の方向A2に第1の開口221aよりも広い間隔を有する少なくとも二つの第2の開口221bと、を有する。第3実施形態では、第1の開口221aが並ぶ方向と第2の開口221bが並ぶ方向は、直交している。また、開口部材221は、光軸Lcを中心として回転可能に構成されている。
The opening
スリット部材222は、図28に示すように、第1の方向A1の方向に延びるスリット部222aを有する。スリット部222aは、開口部材221の第1の開口221a及び第2の開口221bに対応した幅を有する。特に、スリット部222aの幅は、第1の開口221a及び第2の開口221bの直径よりも大きい又は同じが好ましい。
As shown in FIG. 28, the
図29は、第3実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態の瞳分割部を示す図である。また、図30は、第3実施形態の立体撮像光学系の立体視遠点状態の瞳分割部を示す図である。 FIG. 29 is a diagram illustrating a pupil dividing unit in a stereoscopic near-point state of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment. FIG. 30 is a diagram illustrating a pupil division unit in the stereoscopic far point state of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment.
開口部材221とスリット部材222とは、図29及び図30に示すように、光軸Lcに中心をあわせて、重ねて配置する。図29に示すように、第1の開口221aがスリット部材222のスリット部222aと重なっている場合、光束は、第1の開口221aを通過し、立体視近点状態を形成する。また、図30に示すように、開口部材221が回転して、第2の開口221bがスリット部材222のスリット部222aと重なっている場合、光束は、第2の開口221bを通過し、立体視遠点状態を形成する。
As shown in FIGS. 29 and 30, the opening
このように、立体視近点状態と、立体視遠点状態と、を切り替えることができるので、状況に応じて光学系の状態を選択することができ、第3実施形態の立体撮像光学系を機能性に優れたものとすることが可能となる。 Thus, since the stereoscopic vision near point state and the stereoscopic vision far point state can be switched, the state of the optical system can be selected according to the situation, and the stereoscopic imaging optical system of the third embodiment can be selected. It becomes possible to make it excellent in functionality.
図31は、第3実施形態の立体撮像光学系の偏向部の一例を示す図である。 FIG. 31 is a diagram illustrating an example of a deflection unit of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment.
プリズム偏向部23は、図31に示すように、平面からなる第1の面23aと、第1の面23aとは反対側の第2の面23bとを有する。第2の面23bには、図27に示した開口部材221の第1の開口221aに対応する位置に第1の凸部23b1を有し、第2の開口221bに対応する位置に第2の凸部23b2を有する。第1の凸部23b1及び第2の凸部23b2は、第2の面23bからの光軸方向の厚さが、光軸Lcに近い側で最も薄く、光軸Lcから離れる程厚くなるように傾斜して形成されている。
As shown in FIG. 31, the
また、プリズム偏向部23は、開口部材221と一体に回転可能に構成されている。すなわち、開口部材221の第1の開口221aとプリズム偏向部23の第1の凸部23b1及び開口部材221の第2の開口221bとプリズム偏向部23の第2の凸部23b2がそれぞれ対応した状態で回転可能である。
The
プリズム偏向部3をこのような構成とすることにより、瞳分割部2によって分けられた2つの光路を後群が結像する際に、像が重ならないようにずらすことができ、像面に2光束を並列して結像させることが可能となる。さらに、プリズム偏向部3により、光束を互いに離間させることによって像面側でのテレセン性が向上するので、入射角特性が敏感な撮像素子を使用する場合に好ましい。
By adopting such a configuration of the
また、プリズム偏向部3を光路上で瞳分割部2に隣接して配置させることにより、光束が絞られて、立体撮像光学系を小型化することが可能となる。第3実施形態では、光軸上の物体側から瞳分割部2のスリット部材222、瞳分割部2の開口部材221、プリズム偏向部3の第1の面23a、プリズム偏向部3の第2の面23bの順に並ぶように配置する。そして、瞳分割部2の開口部材221とプリズム偏向部3とを一体に回転できるように構成する。なお、プリズム偏向部3は、光路上で瞳分割部2の物体側又は像面側のどちらに配置してもよい。
Further, by arranging the
図32は、第3実施形態の立体撮像光学系の瞳分割部の開口部材の他の例を示す図である。 FIG. 32 is a diagram illustrating another example of the aperture member of the pupil division unit of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment.
他の例の瞳分割部22は、図32に示す開口部材2211と図28に示したスリット部材222とからなる。
開口部材2211は、第1の方向A1に間隔を有し、第1の方向A1とは異なる第2の方向A2に第1の方向A1の間隔よりも狭い間隔を有する少なくとも二つの開口2211cを有する。第3実施形態では、第1の方向A1と第2の方向A2は、直交している。開口部材2211は、光軸Lcを中心として回転可能に構成されている。
The opening
スリット部材222は、図28に示したものを用いる。
As the
図33は、第3実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態の他の例の瞳分割部を示す図である。また、図34は、第3実施形態の立体撮像光学系の立体視遠点状態の他の例の瞳分割部を示す図である。 FIG. 33 is a diagram illustrating a pupil division unit of another example of the stereoscopic near-point state of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment. FIG. 34 is a diagram illustrating another example of the pupil division unit of the stereoscopic vision far point state of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment.
開口部材2211とスリット部材222とは、図33及び図34に示すように、光軸Lcに中心をあわせて、重ねて配置する。図33に示すように、開口部材2211が回転して、開口2211cの間隔の狭い部分がスリット部材222のスリット部222aと重なっている場合、光束は、開口2211cの間隔の狭い部分を通過して立体視近点状態を形成する。図34に示すように、開口部材2211が回転して、開口2211cの間隔の広い部分がスリット部材222のスリット部222aと重なっている場合、光束は、開口2211cの間隔の広い部分を通過して立体視遠点状態を形成する。
The opening
また、開口2211cの間隔の狭い部分と広い部分の間は、開口部材2211の回転に伴って間隔が連続的に変化していくように形成されている。したがって、開口部材2211の回転に伴って立体視近点状態から立体視遠点状態の間の立体視の状態を連続的に変更することが可能である。
Further, between the narrow portion and the wide portion of the interval of the opening 22 11 c is formed so that the distance with the rotation of the opening
このように、第3実施形態の他の例の瞳分割部は、立体視近点状態と立体視遠点状態との間の立体視の状態を連続的に変更することができるので、細かい状況に応じて光学系の状態を選択することができ、第3実施形態の立体撮像光学系を機能性に優れたものとすることが可能となる。 As described above, the pupil division unit according to another example of the third embodiment can continuously change the stereoscopic state between the stereoscopic near point state and the stereoscopic far point state. Accordingly, the state of the optical system can be selected, and the stereoscopic imaging optical system of the third embodiment can be made excellent in functionality.
図35は、第3実施形態の立体撮像光学系の偏向部の他の例を示す図である。 FIG. 35 is a diagram illustrating another example of the deflection unit of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment.
図32に示した第3実施形態の他の例の瞳分割部22に用いるのに好適なプリズム偏向部23は、図35に示すように、平面からなる第1の面23aと、第1の面23aとは反対側の第2の面23bとを有する。第2の面23bは、図32に示した開口部材2211の開口2211cに対応する位置に傾斜面23b11を有する。
As shown in FIG. 35, a
傾斜面23b11は、開口部材2211の開口2211cの間隔の狭い部分に対応する位置をそれぞれ厚くし、開口部材2211の開口2211cの間隔の広い部分に対応する位置まで周方向に連続的に薄くなるようにそれぞれ形成されている。二つの傾斜面23b11の境界は、段差部23b11がそれぞれ形成されている。
The
また、プリズム偏向部23は、開口部材221と一体に回転可能に構成されている。すなわち、開口部材2211の開口2211cの間隔の狭い部分とプリズム偏向部23の傾斜面23b11の厚い部分及び開口部材2211の開口2211cの間隔の広い部分とプリズム偏向部23の傾斜面23b11の薄い部分がそれぞれ対応した状態で回転可能である。
The
プリズム偏向部23をこのような構成とすることにより、瞳分割部22によって分けられた2つの光路を後群が結像する際に、像が重ならないようにずらすことができ、像面に2光束を並列して結像させることが可能となる。さらに、プリズム偏向部3により、光束を互いに離間させることによって像面側でのテレセン性が向上するので、入射角特性が敏感な撮像素子を使用する場合に好ましい。
By adopting such a configuration of the
また、プリズム偏向部23を光路上で瞳分割部22に隣接して配置させることにより、光束が絞られて、立体撮像光学系を小型化することが可能となる。第3実施形態の他の例では、光軸上の物体側から瞳分割部22のスリット部材222、瞳分割部22の開口部材2211、プリズム偏向部23の第1の面23a、プリズム偏向部23の第2の面23bの順に並ぶように配置する。そして、瞳分割部22の開口部材2211とプリズム偏向部23とを一体に回転できるように構成する。なお、プリズム偏向部3は、光路上で瞳分割部2の物体側又は像面側のどちらに配置してもよい。
Further, by arranging the
図36は、第3実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態及び立体視遠点状態を示す図である。図36(a)は、第3実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態を示す図であり、図36(b)は、第3実施形態の立体撮像光学系の立体視遠点状態を示す図である。 FIG. 36 is a diagram illustrating a stereoscopic near point state and a stereoscopic far point state of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment. FIG. 36A is a diagram showing a stereoscopic near point state of the stereoscopic imaging optical system of the third embodiment, and FIG. 36B is a stereoscopic far point state of the stereoscopic imaging optical system of the third embodiment. FIG.
図36(a)に示す立体視近点状態から図36(b)に示す立体視遠点状態とするには、開口部材2211とプリズム偏向部23を光軸Lcに対して回転するだけでよい。
To a far point state stereoscopic shown in FIG. 36 (b) from stereoscopic near point state shown in FIG. 36 (a) is in the opening
図37及び図38は、第3実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態の収差図である。さらに、図39及び図40は、第3実施形態の立体撮像光学系の立体視遠点状態の収差図である。 37 and 38 are aberration diagrams of the stereoscopic imaging optical system according to the third embodiment in the stereoscopic vision near point state. Further, FIGS. 39 and 40 are aberration diagrams of the stereoscopic imaging optical system of the third embodiment in the stereoscopic vision far point state.
図41は、第4実施形態の立体撮像光学系の断面図である。 FIG. 41 is a cross-sectional view of the stereoscopic imaging optical system of the fourth embodiment.
第4実施形態に係る立体撮像光学系1は、単一の光軸Lcを持つ前レンズ群Gfと、前レンズ群Gfと同軸に配置され単一の光軸Lcを持つ後レンズ群Grと、前レンズ群Gfと後レンズ群Grとの間に配置され、少なくとも二つの開口を形成する立体視近点状態及び開口の間隔が立体視近点状態よりも広い立体視遠点状態に切り替え可能な瞳分割部22と、瞳分割部22に対応して配置され光束を偏向するプリズム偏向部33と、を備える。
The stereoscopic imaging
前レンズ群Gfは、物体側から像側へ順に、物体側に平面を向けた平凹負レンズLf1と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズLf2と、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズLf3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLf4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLf5と、を有する。 The front lens group Gf includes, in order from the object side to the image side, a plano-concave negative lens L f1 having a flat surface facing the object side, a positive meniscus lens L f2 having a convex surface facing the image surface side, and a convex surface facing the image surface side. A negative meniscus lens L f3 that is directed, a positive meniscus lens L f4 that has a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens L f5 that has a convex surface facing the object side.
前レンズ群Gfは、物体側に負の屈折力のレンズを少なくとも2枚配置することによって、前レンズ群Gfの焦点距離を短くすることが可能となり、広画角化する場合に有効である。また、物体側に負の屈折力のレンズの物体側の面を平面にすることによって、汚れ等の付着を低減することが可能となる。 The front lens group Gf is effective in increasing the angle of view by disposing at least two lenses having negative refractive power on the object side, thereby reducing the focal length of the front lens group Gf. Further, by making the object side surface of the lens having a negative refractive power on the object side flat, it is possible to reduce adhesion of dirt and the like.
後レンズ群Grは、物体側から像側へ順に、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズLr1と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズLr2の接合レンズSUr1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLr3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズLr4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズLr5と、を有する。 The rear lens group Gr includes, in order from the object side to the image side, a cemented lens SU r1 of a positive meniscus lens L r1 having a convex surface facing the image surface side and a negative meniscus lens L r2 having a convex surface facing the image surface side, and the object side A positive meniscus lens L r3 having a convex surface facing the surface, a positive meniscus lens L r4 having a convex surface facing the object side, and a negative meniscus lens L r5 having a convex surface facing the object side.
像面Iの前には、フィルタFとカバーガラスCが配置される。 In front of the image plane I, a filter F and a cover glass C are arranged.
瞳分割部22は、図27〜図30に示した第3実施形態と同様の構成でよい。
The
図42は、第4実施形態の立体撮像光学系の偏向部の一例を示す図である。 FIG. 42 is a diagram illustrating an example of a deflection unit of the stereoscopic imaging optical system according to the fourth embodiment.
プリズム偏向部33は、図42に示すように、平面からなる第1の面33aと、第1の面33aとは反対側の第2の面33bとを有する。第2の面33bには、図27に示した開口部材221の第1の開口221aに対応する位置に第1の凸部33b1を有し、第2の開口221bに対応する位置に第2の凸部33b2を有する。第1の凸部33b1及び第2の凸部33b2は、第2の面23bからの光軸方向の厚さが、光軸Lcに近い側で最も厚く、光軸Lcから離れる程薄くなるように傾斜して形成されている。
As shown in FIG. 42, the
また、プリズム偏向部33は、開口部材221と一体に回転可能に構成されている。すなわち、開口部材221の第1の開口221aとプリズム偏向部33の第1の凸部33b1及び開口部材221の第2の開口221bとプリズム偏向部33の第2の凸部33b2がそれぞれ対応した状態で回転可能である。
The
プリズム偏向部33をこのような構成とすることにより、瞳分割部22によって分けられた2つの光路を後群が結像する際に、像が重ならないようにずらすことができ、像面に2光束を並列して結像させることが可能となる。さらに、プリズム偏向部3により、光束を互いに離間させることによって像面側でのテレセン性が向上するので、入射角特性が敏感な撮像素子を使用する場合に好ましい。
By configuring the
また、プリズム偏向部33を光路上で瞳分割部22に隣接して配置させることにより、光束が絞られて、立体撮像光学系を小型化することが可能となる。第4実施形態では、光軸上の物体側から瞳分割部22のスリット部材222、瞳分割部22の開口部材221、プリズム偏向部33の第1の面33a、プリズム偏向部33の第2の面33bの順に並ぶように配置する。そして、瞳分割部22の開口部材221とプリズム偏向部33とを一体に回転できるように構成する。なお、プリズム偏向部3は、光路上で瞳分割部2の物体側又は像面側のどちらに配置してもよい。
Further, by arranging the
図43は、第4実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態及び立体視遠点状態を示す図である。図43(a)は、第4実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態を示す図であり、図43(b)は、第4実施形態の立体撮像光学系の立体視遠点状態を示す図である。 FIG. 43 is a diagram illustrating a stereoscopic near point state and a stereoscopic far point state of the stereoscopic imaging optical system according to the fourth embodiment. FIG. 43A is a diagram showing a stereoscopic near point state of the stereoscopic imaging optical system of the fourth embodiment, and FIG. 43B is a stereoscopic far point state of the stereoscopic imaging optical system of the fourth embodiment. FIG.
図43(a)に示す立体視近点状態から図44(b)に示す立体視遠点状態とするには、開口部材221とプリズム偏向部33を光軸Lcに対して回転するだけでよい。
To a far point state stereoscopic shown in FIG. 44 (b) from stereoscopic near point state shown in FIG. 43 (a), by the opening
図43に示すように、第4実施形態の立体撮像光学系のプリズム偏向部33は、第1の凸部33b1及び第2の凸部33b2を、第2の面23bからの光軸方向の厚さが、光軸Lcに近い側で最も厚く、光軸Lcから離れる程薄くなるように傾斜して形成するので、第1の開口221a及び第1の凸部33b1又は第2の開口221b及び第2の凸部33b2を通過した光束は、後レンズ群Gr内で交差するように偏向される。
As shown in FIG. 43, the
したがって、後レンズ群Grでの光束径を小さく形成することができ、後レンズ群Grを小型にすることが可能となる。なお、光路が交差すると、左右の映像が入れ替わるので、電子的に左右の映像を入れ替えることが好ましい。 Therefore, the diameter of the light beam in the rear lens group Gr can be reduced, and the rear lens group Gr can be reduced in size. Note that when the optical paths cross each other, the left and right images are interchanged, so it is preferable to electronically interchange the left and right images.
図44及び図45は、第4実施形態の立体撮像光学系の立体視近点状態の収差図である。さらに、図46及び図47は、第4実施形態の立体撮像光学系の立体視遠点状態の収差図である。 44 and 45 are aberration diagrams of the stereoscopic imaging optical system according to the fourth embodiment in the state of a stereoscopic near point. FIGS. 46 and 47 are aberration diagrams of the stereoscopic imaging optical system according to the fourth embodiment in the stereoscopic viewing point state.
以下に、上記実施形態1〜4の構成パラメータを示す。偏心は、光軸LcをZ軸とし、各面を左右方向に当たるX軸方向に与え、傾きβはY軸の周りに回転する方向である。また、偏心後は、偏心前の原点に戻り、面間隔で与えられたZ軸方向に進んで次の面の原点とする。屈折率及びアッベ数については、d線(波長587.56nm)に対するものを表記している。レンズデータは左右対称なので、片側のみを示す。長さの単位は、mmである。
The configuration parameters of
実施形態1
仕様
物点 遠点 近点 通常観察
物体距離 30.00 15.00 30.00
NA 0.017 0.025 0.084
焦点距離 10.04 9.85 10.04
倍率 0.246 0.381 0.246
輻輳角(片側 deg) 3.468 3.442 0.000
像高 7.2×6.4 7.2×12.8(縦×横)
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ 30.00
1 ∞ 2.00 1.8830 40.7
2 14.37 10.46
3 -11.40 5.00 1.8830 40.7
4 -14.55 1.00
5 44.01 8.00 1.8830 40.7
6 -53.98 0.20
7 55.87 17.23 1.8830 40.7
8 ∞ 2.00
9 絞り面 2.00 偏心(1) 1.8830 40.7
10 ∞ 2.00 偏心(2)
11 -16.93 2.00 1.6727 32.1
12 13.91 10.00 1.7440 44.8
13 -25.38 0.20
14 41.85 10.00 1.6031 60.6
15 -13.71 2.00 1.9229 18.9
16 -57.29 0.10
17 17.90 10.05 1.9229 18.9
18 41.88 5.01
19 ∞ 0.20 1.5229 59.9
20 ∞ 0.10
21 ∞ 0.45 1.5163 64.1
像 面 ∞ 偏心(3)
偏心[1]
遠点
X 4.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
近点
X 2.66 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
通常観察
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
遠点
X 4.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 12.12 γ 0.00
近点
X 2.67 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 11.44 γ 0.00
通常観察
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
立体観察
X 3.20 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
通常観察
X 3.20 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Specification object point Far point Near point Normal observation object distance 30.00 15.00 30.00
NA 0.017 0.025 0.084
Focal length 10.04 9.85 10.04
Magnification 0.246 0.381 0.246
Angle of convergence (one side deg) 3.468 3.442 0.000
Image height 7.2 × 6.4 7.2 × 12.8 (vertical × horizontal)
Surface data surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ 30.00
1 ∞ 2.00 1.8830 40.7
2 14.37 10.46
3 -11.40 5.00 1.8830 40.7
4 -14.55 1.00
5 44.01 8.00 1.8830 40.7
6 -53.98 0.20
7 55.87 17.23 1.8830 40.7
8 ∞ 2.00
9 Diaphragm surface 2.00 Eccentricity (1) 1.8830 40.7
10 ∞ 2.00 Eccentricity (2)
11 -16.93 2.00 1.6727 32.1
12 13.91 10.00 1.7440 44.8
13 -25.38 0.20
14 41.85 10.00 1.6031 60.6
15 -13.71 2.00 1.9229 18.9
16 -57.29 0.10
17 17.90 10.05 1.9229 18.9
18 41.88 5.01
19 ∞ 0.20 1.5229 59.9
20 ∞ 0.10
21 ∞ 0.45 1.5163 64.1
Image plane ∞ Eccentricity (3)
Eccentric [1]
Far point X 4.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Near point X 2.66 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Normal observation X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
Far point X 4.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 12.12 γ 0.00
Near point X 2.67 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 11.44 γ 0.00
Normal observation X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
Stereoscopic observation X 3.20 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Normal observation X 3.20 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
実施形態2
仕様
物点 立体観察 通常観察
物体距離 30.00
NA 0.029 0.029
焦点距離 10.916 10.916
倍率 0.246 0.246
輻輳角(片側 deg) 3.468 0.000
像高 7.2×6.4 7.2×12.8(縦×横)
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ 30.00
1 ∞ 2.00 1.8830 40.7
2 14.37 10.46
3 -11.40 5.00 1.8830 40.7
4 -14.55 1.00
5 44.01 8.00 1.8830 40.7
6 -53.98 0.20
7 55.87 17.23 1.8830 40.7
8 ∞ 2.00
9 絞り面 2.00 偏心(1) 1.8830 40.7
10 ∞ 2.00 偏心(2)
11 -16.93 2.00 1.6727 32.1
12 13.91 10.00 1.7440 44.8
13 -25.38 0.20
14 41.85 10.00 1.6031 60.6
15 -13.71 2.00 1.9229 18.9
16 -57.29 0.10
17 17.90 10.05 1.9229 18.9
18 41.88 5.01
19 ∞ 0.20 1.5229 59.9
20 ∞ 0.10
21 ∞ 0.45 1.5163 64.1
像 面 ∞ 偏心(3)
偏心[1]
立体観察
X 4.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
通常観察
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
立体観察
X 4.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 12.12 γ 0.00
通常観察
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
立体観察
X 3.20 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
通常観察
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Specification point Stereoscopic observation Normal observation object distance 30.00
NA 0.029 0.029
Focal length 10.916 10.916
Magnification 0.246 0.246
Angle of convergence (one side deg) 3.468 0.000
Image height 7.2 × 6.4 7.2 × 12.8 (vertical × horizontal)
Surface data surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ 30.00
1 ∞ 2.00 1.8830 40.7
2 14.37 10.46
3 -11.40 5.00 1.8830 40.7
4 -14.55 1.00
5 44.01 8.00 1.8830 40.7
6 -53.98 0.20
7 55.87 17.23 1.8830 40.7
8 ∞ 2.00
9 Diaphragm surface 2.00 Eccentricity (1) 1.8830 40.7
10 ∞ 2.00 Eccentricity (2)
11 -16.93 2.00 1.6727 32.1
12 13.91 10.00 1.7440 44.8
13 -25.38 0.20
14 41.85 10.00 1.6031 60.6
15 -13.71 2.00 1.9229 18.9
16 -57.29 0.10
17 17.90 10.05 1.9229 18.9
18 41.88 5.01
19 ∞ 0.20 1.5229 59.9
20 ∞ 0.10
21 ∞ 0.45 1.5163 64.1
Image plane ∞ Eccentricity (3)
Eccentric [1]
Stereoscopic observation X 4.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Normal observation X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
Stereoscopic observation X 4.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 12.12 γ 0.00
Normal observation X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
Stereoscopic observation X 3.20 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Normal observation X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
実施形態3
仕様
物点 遠点 近点
物体距離 16.00 8.00
NA 0.022 0.037
焦点距離 4.109 4.409
倍率 0.210 0.355
輻輳角(片側 deg) 3.458 3.451
像高 3.60×3.20(縦×横)
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ 16.00
1 ∞ 1.00 1.8830 40.7
2 5.39 2.75
3 -6.93 2.00 1.8830 40.7
4 -5.68 0.62
5 -4.46 2.00 1.8830 40.7
6 -5.55 0.90
7 9.75 2.00 1.5688 56.3
8 22.47 1.00
9 8.71 4.00 1.8830 40.7
10 9.17 0.80
11 絞り面 2.00 偏心(1) 1.8830 40.7
12 ∞ 1.00 偏心(2)
13 -32.29 4.00 1.5688 56.3
14 -3.76 2.00 1.9229 18.9
15 -6.63 0.40
16 11.41 2.00 1.5688 56.3
17 95.49 0.40
18 6.49 3.00 1.5688 56.3
19 6.79 0.87
20 11.14 1.00 1.8830 40.7
21 7.92 0.97
22 ∞ 0.20 1.5229 59.9
23 ∞ 0.10
24 ∞ 0.45 1.5163 64.1
像 面 ∞ 0.00 偏心(3)
偏心[1]
遠点
X 2.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
近点
X 1.29 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
遠点
X 2.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 13.54 γ 0.00
近点
X 1.29 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 13.54 γ 0.00
偏心[3]
X 1.60 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Specification point Far point Near point Object distance 16.00 8.00
NA 0.022 0.037
Focal length 4.109 4.409
Magnification 0.210 0.355
Angle of convergence (one side deg) 3.458 3.451
Image height 3.60 x 3.20 (vertical x horizontal)
Surface data Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentric Refractive index Abbe number Object surface ∞ 16.00
1 ∞ 1.00 1.8830 40.7
2 5.39 2.75
3 -6.93 2.00 1.8830 40.7
4 -5.68 0.62
5 -4.46 2.00 1.8830 40.7
6 -5.55 0.90
7 9.75 2.00 1.5688 56.3
8 22.47 1.00
9 8.71 4.00 1.8830 40.7
10 9.17 0.80
11 Diaphragm surface 2.00 Eccentricity (1) 1.8830 40.7
12 ∞ 1.00 Eccentricity (2)
13 -32.29 4.00 1.5688 56.3
14 -3.76 2.00 1.9229 18.9
15 -6.63 0.40
16 11.41 2.00 1.5688 56.3
17 95.49 0.40
18 6.49 3.00 1.5688 56.3
19 6.79 0.87
20 11.14 1.00 1.8830 40.7
21 7.92 0.97
22 ∞ 0.20 1.5229 59.9
23 ∞ 0.10
24 ∞ 0.45 1.5163 64.1
Image plane ∞ 0.00 Eccentricity (3)
Eccentric [1]
Far point X 2.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Near point X 1.29 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
Far point X 2.13 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 13.54 γ 0.00
Near point X 1.29 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 13.54 γ 0.00
Eccentric [3]
X 1.60 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
実施形態4
仕様
物点 遠点 近点
物体距離 16.00 8.00
NA 0.020 0.034
焦点距離 4.355 4.355
倍率 0.219 0.367
輻輳角(片側 deg) 3.453 3.440
像高 3.60×3.20(縦×横)
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ 16.00
1 ∞ 1.00 1.8830 40.7
2 4.24 1.32
3 -9.67 1.50 1.8830 40.7
4 -6.30 0.52
5 -4.18 1.50 1.8830 40.7
6 -5.83 1.33
7 30.11 3.00 1.5688 56.3
8 -8.29 1.00
9 21.06 4.00 1.8830 40.7
10 18.23 0.80
11 絞り面 2.00 偏心(1) 1.8830 40.7
12 ∞ 1.00 偏心(2)
13 59.66 1.50 1.9229 18.9
14 5.40 3.00 1.5688 56.3
15 -22.20 0.40
16 7.92 1.50 1.5688 56.3
17 394.99 0.40
18 5.71 2.97 1.5688 56.3
19 4.10 2.45
20 7.73 2.84 1.8830 40.7
21 52.78 1.80
22 ∞ 0.20 1.5229 59.9
23 ∞ 0.10
24 ∞ 0.45 1.5163 64.1
像 面 ∞ 0.00 偏心(3)
偏心[1]
遠点
X 2.40 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
近点
X 1.42 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
遠点
X 2.40 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β -11.62 γ 0.00
近点
X 1.42 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β -11.77 γ 0.00
偏心[3]
X -1.60 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Embodiment 4
Specification point Far point Near point Object distance 16.00 8.00
NA 0.020 0.034
Focal length 4.355 4.355
Magnification 0.219 0.367
Angle of convergence (one side deg) 3.453 3.440
Image height 3.60 x 3.20 (vertical x horizontal)
Surface data Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentric Refractive index Abbe number Object surface ∞ 16.00
1 ∞ 1.00 1.8830 40.7
2 4.24 1.32
3 -9.67 1.50 1.8830 40.7
4 -6.30 0.52
5 -4.18 1.50 1.8830 40.7
6 -5.83 1.33
7 30.11 3.00 1.5688 56.3
8 -8.29 1.00
9 21.06 4.00 1.8830 40.7
10 18.23 0.80
11 Diaphragm surface 2.00 Eccentricity (1) 1.8830 40.7
12 ∞ 1.00 Eccentricity (2)
13 59.66 1.50 1.9229 18.9
14 5.40 3.00 1.5688 56.3
15 -22.20 0.40
16 7.92 1.50 1.5688 56.3
17 394.99 0.40
18 5.71 2.97 1.5688 56.3
19 4.10 2.45
20 7.73 2.84 1.8830 40.7
21 52.78 1.80
22 ∞ 0.20 1.5229 59.9
23 ∞ 0.10
24 ∞ 0.45 1.5163 64.1
Image plane ∞ 0.00 Eccentricity (3)
Eccentric [1]
Far point X 2.40 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Near point X 1.42 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
Far point X 2.40 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β -11.62 γ 0.00
Near point X 1.42 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β -11.77 γ 0.00
Eccentric [3]
X -1.60 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
なお、本実施形態では、プリズム偏向部で発生する色収差は、電子的に補正することが好ましい。楔形のプリズムでは、RGBが単に横にずれた状態の色収差が発生するので、電子的にRGBの信号を横にずらすことで補正することが可能である。 In the present embodiment, it is preferable to electronically correct chromatic aberration generated in the prism deflection unit. In the wedge-shaped prism, chromatic aberration in which RGB is simply shifted laterally occurs, so that correction can be made by electronically shifting the RGB signal laterally.
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。 Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and embodiments configured by appropriately combining the configurations of the respective embodiments also fall within the scope of the present invention. Is.
1…立体撮像光学系
Gf…前レンズ群
Gr…後レンズ群
2,12,22…瞳分割部
3,13,23,33…プリズム偏向部(偏向部)
I…像面
DESCRIPTION OF
I ... Image plane
Claims (5)
前記前レンズ群と同軸に配置された単一の光軸を持つ後レンズ群と、
前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置され光束を分割可能な瞳分割部と、
前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置され光束を偏向する偏向部と、
を備え、
前記瞳分割部は、光束を少なくとも2つの開口によって分割する立体視近点状態と、前記立体視近点状態よりも間隔の広い少なくとも2つの開口によって分割する立体視遠点状態と、に切り換え可能である
ことを特徴とする立体撮像光学系。 A front lens group having a single optical axis;
A rear lens group having a single optical axis arranged coaxially with the front lens group;
A pupil division unit arranged between the front lens group and the rear lens group and capable of dividing a light beam;
A deflecting unit that is disposed between the front lens group and the rear lens group to deflect a light beam;
With
The pupil division unit can be switched between a stereoscopic near-point state in which the light beam is divided by at least two openings and a stereoscopic far-point state in which the light is divided by at least two openings that are wider than the stereoscopic near-point state. A stereoscopic imaging optical system characterized by the above.
請求項1に記載の立体撮像光学系。 The stereoscopic imaging optical system according to claim 1, wherein the deflecting unit is disposed adjacent to the rear lens group side of the pupil dividing unit.
請求項2に記載の立体撮像光学系。 The stereoscopic imaging optical system according to claim 2, wherein the deflecting unit deflects the light beams divided by the pupil dividing unit so as to intersect in the rear lens group.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の立体撮像光学系。 The stereoscopic imaging optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein the pupil division unit can be switched to a monocular viewing state in which a light beam passes through one opening.
前記立体撮像光学系の像側に配置された撮像面を持つ撮像素子と、
を備えたことを特徴とする内視鏡。 The stereoscopic imaging optical system according to any one of claims 1 to 4,
An imaging device having an imaging surface disposed on the image side of the stereoscopic imaging optical system;
An endoscope characterized by comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2012090899A JP2013218239A (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Stereoscopic imaging optical system and endoscope equipped with the same |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012090899A JP2013218239A (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Stereoscopic imaging optical system and endoscope equipped with the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=49590369
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012090899A Pending JP2013218239A (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Stereoscopic imaging optical system and endoscope equipped with the same |
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