JP2021177237A - Lens device and imaging system - Google Patents
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Images
Landscapes
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に着脱可能に装着されるレンズ装置に関する。 The present invention relates to a lens device that is detachably attached to an imaging device.
交換レンズとしてのレンズ装置には、特許文献1および特許文献2に開示されているように、左右の光学系が人間の眼間距離(例えば60〜65mm)に相当する基線長だけそれらの光軸が離れるように並列配置され、1つ又は左右の2つの撮像素子上にそれぞれの光学系により被写体像(イメージサークル)が形成されるものがある。左右の光学系のそれぞれにより形成された被写体像を撮像して記録された左眼用の画像データと右眼用の画像データを3Dディスプレイやバーチャルリアリティ(VR)ゴーグル等の立体表示装置に表示することで、立体画像を鑑賞者に提示することができる。 In the lens device as an interchangeable lens, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the optical systems of the left and right optical systems have their optical axes corresponding to the distance between human eyes (for example, 60 to 65 mm) by the base line length. Some of them are arranged in parallel so as to be separated from each other, and a subject image (image circle) is formed by each optical system on one or two image sensors on the left and right. The image data for the left eye and the image data for the right eye recorded by capturing the subject image formed by each of the left and right optical systems are displayed on a stereoscopic display device such as a 3D display or virtual reality (VR) goggles. As a result, the stereoscopic image can be presented to the viewer.
上記のような左右の光学系を、それらの間の基線長を確保しつつ、一般的なレンズ交換タイプの撮像装置に装着可能な口径のレンズマウントの内側に収めるためには、各光学系を屈曲させ、左右の光学系の物体側の部分を基線長だけ離間させ、像側の部分を互いに接近させればよい。 In order to fit the left and right optical systems as described above inside a lens mount with a diameter that can be attached to a general interchangeable lens type image pickup device while ensuring the baseline length between them, each optical system should be installed. It may be bent, the parts of the left and right optical systems on the object side are separated by the baseline length, and the parts on the image side may be brought close to each other.
しかしながら、左右の光学系の像側の部分を近接させると、それぞれの光学系のイメージサークルに他方の光学系から光が入り込み、ゴーストが発生するおそれがある。 However, if the image-side portions of the left and right optical systems are brought close to each other, light may enter the image circle of each optical system from the other optical system, and ghosts may occur.
本発明は、物体側において基線長を確保して像側において互いに近接させた左右の光学系のそれぞれのイメージサークルに他方からの光が入り込まないようにすることができるレンズ装置を提供する。 The present invention provides a lens device capable of ensuring a baseline length on the object side and preventing light from the other from entering the image circles of the left and right optical systems that are close to each other on the image side.
本発明の一側面としてのレンズ装置は、右眼光学系および左眼光学系を有し、撮像装置に着脱可能に装着される。右眼および左眼光学系のそれぞれの像側の部分の光軸間の間隔が物体側の部分の光軸間の間隔より狭い。右眼および左眼光学系のそれぞれにおける最も像側の最終レンズ面から像面に向かう光路の間に設けられ、右眼光学系の最終レンズ面から左眼光学系のイメージサークルに向かう光を遮り、かつ左眼光学系の最終レンズ面から右眼光学系のイメージサークルに向かう光を遮る遮光壁を有することを特徴とする。 The lens device as one aspect of the present invention has a right-eye optical system and a left-eye optical system, and is detachably attached to the image pickup device. The distance between the optical axes of the image-side parts of the right-eye and left-eye optical systems is narrower than the distance between the optical axes of the object-side parts. It is provided between the optical paths from the final lens surface on the image side to the image surface in each of the right eye and left eye optical systems, and blocks the light from the final lens surface of the right eye optical system to the image circle of the left eye optical system. Moreover, it is characterized by having a light-shielding wall that blocks light from the final lens surface of the left-eye optical system toward the image circle of the right-eye optical system.
また本発明の一側面としてのレンズ装置は、右眼光学系および左眼光学系を有し、撮像装置に着脱可能に装着される。該レンズ装置は、右眼および左眼光学系のそれぞれの像側の部分の光軸間の間隔が物体側の部分の光軸間の間隔より狭く、右眼および左眼光学系のそれぞれにおける最も像側の最終レンズ面から像面に向かう光路の間に設けられた遮光部材を有する。遮光部材は、右眼および左眼光学系のそれぞれの最終レンズ面と同軸で上記光路を囲む円の一部から該円の内側に突出した遮光部を有することを特徴とする。 Further, the lens device as one aspect of the present invention has a right-eye optical system and a left-eye optical system, and is detachably attached to the image pickup device. In the lens device, the distance between the optical axes of the image-side parts of the right-eye and left-eye optical systems is narrower than the distance between the optical axes of the object-side parts, and the distance between the optical axes of the right-eye and left-eye optical systems is the highest in each of the right-eye and left-eye optical systems. It has a light-shielding member provided between the optical path from the final lens surface on the image side to the image surface. The light-shielding member is characterized by having a light-shielding portion that protrudes inward from a part of a circle that surrounds the optical path coaxially with the final lens surfaces of the right-eye and left-eye optical systems.
なお、上記各レンズ装置が着脱可能に装着される撮像装置を含む撮像システムも、本発明の他の一側面を構成する。 An imaging system including an imaging device to which each of the lens devices is detachably attached also constitutes another aspect of the present invention.
本発明によれば、物体側において基線長を確保して像側において互いに近接させた左右の光学系のそれぞれのイメージサークルに他方からの光が入り込まないようにすることができる。 According to the present invention, it is possible to secure a baseline length on the object side to prevent light from the other from entering the image circles of the left and right optical systems that are close to each other on the image side.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1であるレンズ装置(以下、立体撮像レンズという)200を上方から見た断面を示している。この立体撮像レンズ200は、撮像装置としてのカメラ本体に着脱可能に装着される交換レンズである。図1では、カメラ本体においてユーザが右手で握るグリップ部130を示している。
FIG. 1 shows a cross section of a lens device (hereinafter referred to as a stereoscopic imaging lens) 200 according to a first embodiment of the present invention as viewed from above. The stereoscopic
立体撮像レンズ200は、右眼光学系201Rと左眼光学系201Lを有する。立体撮像レンズ200がカメラ本体に装着された状態では、右眼光学系201Rと左眼光学系201Lのそれぞれのイメージサークル(被写体像)がカメラ本体に設けられた撮像素子上における右側の撮像領域と左側の撮像領域に同時に形成される。撮像素子は、これら右側と左側の撮像領域に形成された被写体像を撮像する。
The
図2は、右眼光学系201Rを分解して示している。右眼光学系201Rと左眼光学系201Lは、それらの光軸が立体撮像レンズ200の中心軸に関して線対称となる以外は互いに同じ構成を有する。図3および図4はそれぞれ、前側および後側から見た立体撮像レンズ200を分解して示している。以下の説明において、右眼光学系201Rの構成要素の符号の末尾にはRを付け、左眼光学系201Lの構成要素の符号の末尾にはLを付ける。また、右眼光学系201Rと左眼光学系201Lの両方に共通する構成要素の符号の末尾にはRもLも付けない。
FIG. 2 shows the right eye
右眼光学系201Rと左眼光学系201Lはそれぞれ、物体(被写体)側から像側に順に、第1光軸OA1と、該第1光軸OA1から直角に折れ曲がって延びる第2光軸OA2と、該第2光軸OA2から直角に折れ曲がって第1光軸OA1と平行に延びる第3光軸OA3とを有する。各光学系は、第1光軸OA1に沿って配置された第1レンズ211、第2レンズ211−2および第3レンズ211−3と、第2光軸OA2に沿って配置された第4レンズ221と、第3光軸OA3に沿って配置された第5レンズ231および第6レンズ231−2とを有する。各光学系はさらに、第1光軸OA1に対して第2光軸OA2を折り曲げる第1プリズム220と、第2光軸OA2に対して第3光軸OA3を折り曲げる第2プリズム230とを有する。第4レンズ221は、第1プリズム220と第2プリズム230との間に配置されている。
The right-eye
なお、第1〜第3レンズ211、211−2、211−3は第1光軸OA1を有する第1光学系(右眼および左眼光学系のそれぞれの物体側の部分)を構成し、第1プリズム220、第4レンズ221および第2プリズム230は第1光軸OA1に対して屈曲した第2光軸OA2を有する第2光学系を構成する。また、第5レンズ231および第6レンズ231−2は、第2光軸OA2に対して屈曲した第3光軸OA3を有する第3光学系(右眼および左眼光学系のそれぞれの像側の部分)を構成する。
The first to
以下、図2に示す右眼光学系201Rの構成について説明する。前述したように左眼光学系201Lの構成は右眼光学系201Rの構成と基本的に同じである。
Hereinafter, the configuration of the right eye
第1レンズ211Rは第1レンズ保持部材212Rによって保持され、第1レンズ保持部材212Rに固定される押さえ環215によって第1レンズ保持部材212Rに対して押さえられる。押さえ環215の外周部には、後述する外装部材としてのケース206a,206bとの間の隙間を塞ぐ防塵部材216が取り付けられる。
The
第2レンズ211−2Rは、第2レンズ保持部材218Rにより保持される。第3レンズ211−3Rは、ベース部材としての第1レンズベース213Rによって保持される。
The second lens 211-2R is held by the second
第1レンズベース213Rには、その外周に配置された第1レンズ保持部材212Rが(図5(b)参照)、第1レンズ211Rの偏心調整と倒れ調整を含む光学調整が可能となるように、2種類かつ3つずつの偏心コロ214aおよび偏心コロ214bを介して取り付けられる。偏心コロ214a、214bはそれぞれ第1調整部材としての偏心調整用および倒れ調整用の調整部材に相当する。本実施例にいうレンズの偏心調整は該レンズの光軸を第1光軸OA1に対して該第1光軸OA1に直交する方向でのずれの修正を意味し、倒れ調整は該レンズの光軸の第1光軸OA1に対する傾きの修正を意味する。
On the
また、第1レンズベース213Rには、その内周に配置された第2レンズ保持部材218Rが(図5(b)参照)、第2レンズ211−2Rの偏心調整と倒れ調整を含む光学調整が可能となるように、2種類かつ3つずつの偏心コロ219aおよび偏心コロ219bを介して取り付けられる。偏心コロ219a、219bは第2調整部材としての偏心調整用および倒れ調整用の調整部材に相当する。本実施例では、同じ種類の3つの偏心コロ(214a、214b、219a、219b)を第1光軸OA1回りの周方向に120度等間隔の3箇所(複数箇所)に配置している。
Further, on the
偏心コロ214a、214b、219a、219bは、それらの中心軸に対して偏心した偏心部を有する。調整者が治具を用いて偏心コロ214a、219aをその中心軸回りで回転させる(操作する)ことにより、レンズ保持部材(212R、218R)がレンズの光軸に直交する方向に移動する。また偏心コロ214b、219bをその中心軸回りで回転させることにより、レンズ保持部材(212R、218R)がレンズの光軸の傾きが調整されるように移動する。このような光学調整機構により、第1および第2レンズ211R、211−2Rの光学調整(偏心調整および倒れ調整)が可能である。
The
第1プリズム220Rは、プリズムベース217Rに第2光軸OA2の方向から組み付けられて接着される。第1プリズム220Rの出射面にはプリズムマスク224が貼り付けられて、光路外の光線を遮光する。プリズムベース217Rは、第1レンズベース213Rに不図示のビスによって固定される。
The
第4レンズ保持部材222Rには、第2光軸OA2の方向からは第4レンズ221Rが組み付けられて接着され、第3光軸OA3の方向からは第2プリズム230Rが組み付けられて接着される。第2プリズム230Rの出射面にはプリズムマスク233が貼り付けられて、光路外の光線を遮光する。プリズムベース217Rと第4レンズ保持部材222Rは、それらの間に絞りユニット223Rを挟んで保持する。プリズムベース217Rは第4レンズ保持部材222Rにビスにより固定される。
The
第5レンズ231Rは第5レンズ保持部材232Rにより保持され、第6レンズ231−2Rは第6レンズ保持部材232−2Rにより保持される。第5および第6レンズ保持部材232R、232−2Rは、第4レンズ保持部材222にビスにより固定される。
The
以上のように構成された右眼光学系201Rと左眼光学系201Lはそれぞれ、図1、図3および図4に示す第2レンズベース203の右部と左部にビスにより固定される。このとき、各光学系と第2レンズベース203の間には2種類のスペーサ209a、209bとワッシャ210が挟み込まれる。これらスペーサ209a、209bとワッシャ210の第1および第3光軸OA1、OA3が延びる方向(以下、光軸方向という)での厚みを調整することにより、右眼光学系201Rと左眼光学系201Lのピント位置が互いに同じ位置となるように調整することができる。
The right eye
第2レンズベース203は、フォーカスリング205とフォーカスフランジ204を挟んで、レンズマウント202にビスにより固定される。フォーカスリング205は、それが回転する角度によって第2レンズベース203と当接する部分の光軸方向での厚みが変化するカム状の部材である。フォーカスリング205を回転させることにより、フォーカスフランジ204と第2レンズベース203との光軸方向での距離を変化させることができる。この作用により、右眼光学系201Rと左眼光学系201Lのそれぞれの全体を光軸方向に移動させて焦点調節(フォーカシング)を同時に行うことができる。
The
ケース206a,206bは、第2レンズベース203と右眼光学系201Rおよび左眼光学系201Lのうち第2レンズベース203よりも物体側の部分を覆うように第2レンズベース203に上下からビスにより固定される。
The
ここで、レンズマウント202は、カメラマウント122(図8参照)に対して嵌合するとともに回転してバヨネット結合するように構成されている。レンズマント202には、バヨネット結合のためのバヨネット爪202aが形成されている。
Here, the
レンズマウント202がカメラマウント122に嵌合するときの嵌合径は、図1に示すようにΦDである。図1において、一点鎖線202Fは、レンズマウント202のフランジ面である。
The fitting diameter when the
第1光軸OA1に沿った第1〜第3レンズ211、211−2、211−3と第2光軸OA2に沿った第4レンズ221は、レンズマント202のフランジ面202Fよりも物体側にあり、立体撮像レンズ200をカメラ本体に装着した状態ではカメラマウント122よりも物体側に位置する。
The first to
右眼光学系201Rと左眼光学系201Lの第3光軸OA3間の距離(間隔)をL2とし、フォーカスリング205の内径をφFとする。このとき、φFは、フォーカスリング205の内周が右眼光学系201Rと左眼光学系201Lを保持する第2レンズベース203の外周に回転可能に嵌合するため、L2よりも大きくなる。
The distance (interval) between the third optical axis OA3 of the right eye
第3光軸OA3に沿ったレンズは、右眼光学系201Rでは第5および第6レンズ231R、231−2Rであり、左眼光学系201Lでは第5および第6レンズ231L、231−2Lである。立体撮像レンズ200の像側の端部には、レンズマウントカバー208が取り付けられている。
The lenses along the third optical axis OA3 are the fifth and
レンズマウントカバー(カバー部材)208は、レンズマント202のバヨネット爪202aのうち最も像側の面とほぼ同一面であって最も像側のレンズである第6レンズ231−2L、231−2Rの像側のレンズ面(以下、左右の最終レンズ面という)より若干物体側に位置する第1のカバー部208aと、第1のカバー部208aの中央部に該第1のカバー部208aおよび左右の最終レンズ面より像側に突出するように形成された第2のカバー部208bとを有する。第2のカバー部208bのうち左右の最終レンズ面に対向する位置には、該最終レンズ面から出射した光が通る開口部が内側に形成された左右の円筒壁部208L、208Rが形成されている。
The lens mount cover (cover member) 208 is an image of the sixth lens 231-2L, 231-2R, which is substantially the same surface as the image-side surface of the
左右の円筒壁部208L、208Rは、左右の最終レンズ面の外周を囲むように形成されている。これら円筒壁部208L、208Rの間の部分(以下、境界壁部という)208eは、互いに近接した左右の最終レンズ面のそれぞれから出射した光が他方の最終レンズ面から出射した光によってカメラ本体の撮像素子上に形成されるイメージサークル内に入り込むクロストークが生じないように遮光する遮光壁としての役割を有する。すなわち、境界壁部208eは、左右の最終レンズ面のそれぞれからの光路の間に設けられた遮光壁である。カメラ本体側に交換レンズである立体撮像レンズ200の左右の光学系201L、201Rに対応した遮光形状を予め設けておくことはできないため、立体撮像レンズ200に境界壁部208e(円筒壁部208L、208R)を設けておくことで、クロストークの発生を回避することができる。
The left and right
なお、本実施例では左右の円筒壁部208L、208Rの間の境界壁部208eを遮光壁として用いる場合について説明したが、円筒壁部を設けずに(すなわちレンズマウントカバー208を設けずに)境界壁部に相当する遮光壁のみを設けてもよい。
In this embodiment, the case where the
また、円筒壁部208R、208Lの像側の端部208cは、開口部の内側に突出したエッジ形状に形成されている。このエッジ形状の端部208cによって、円筒壁208R、208Lで反射した不要光をカットすることでゴーストの発生を防ぐことができる。また、右眼光学系201Rと左眼光学系201Lが全周魚眼レンズである場合には、該全周魚眼レンズの全周における不要光をカットすることができる。なお、右眼光学系201Rと左眼光学系201Lは全周魚眼レンズであってもよいし、全周魚眼レンズではない魚眼レンズであってもよい。
Further, the
図5(a)は立体撮像レンズ200を図1中の一点鎖線213Fで切断して物体側から見た断面を示し、図5(b)は該断面における第2レンズ211−2Lの周囲を拡大して示している。ここでは、左眼光学系201L側の偏心コロ214a、214bと偏心コロ219a、219bの配置について説明する。なお、これら偏心コロの配置は、右眼光学系201R側でも同じである。
FIG. 5A shows a cross section of the
第1レンズ保持部材212が保持する第1レンズ211の光学調整用の6つの偏心コロ214a、214bと第2レンズ保持部材218Lが保持する第2レンズ211−2Lの光学調整用の6つの偏心コロ219a、219bは、図1に示す光軸方向(第1光軸OA1が延びる方向)における第1レンズ211(の像側の面)と第2光学系(220L、221L、230L)との間の範囲L7内に配置されている。さらに、図1に示すように、光軸方向において、偏心コロ214a、214b(各偏心コロにおける偏心部)が配置された領域Aと偏心コロ219a、219bが配置された領域Bは、それらの少なくとも一部同士が重複している。言い換えれば、領域Aと領域Bは、光軸方向に直交する方向において少なくとも一部が重なり合っている。このような偏心コロの配置を可能とするため、図5(a)、(b)に示すように、偏心コロ214a、214bと偏心コロ219a、219bとが、第2レンズ211−2Lの周囲(第1光軸OA1を中心とする周方向)において交互に配置されている。
Six
第1レンズ211Lの外径は、第2レンズ211−2Lの外径よりも大きいため。このため、偏心コロ214a、214bを第1レンズ211Lの周囲ではなく、第1レンズ211Lと第2光学系との間の範囲L7内、特に第2レンズ211−2Lの周囲に、偏心コロ219a、219bと周方向に交互になるように配置することで、立体撮像レンズ200(ケース206a、206b)の外形を小型化することができる。この結果、図1に示すように、立体撮像レンズ200とカメラ本体から物体側に突出したグリップ部130との間の距離L6として、ユーザがグリップ部130を握るのに十分な距離を確保することができる。
This is because the outer diameter of the
なお、ケース206a、206bのうち第1〜第3レンズ(第1光学系)211R〜211−3R、211L〜211−3Lの側面を覆う部分は、グリップ部130との距離L6をできるだけ大きくするために、第1光学系側に凹んだ曲面形状を有する。
The portions of the
仮に第1の調整機構と第2の調整機構を光軸方向にて互いに異なる領域に配置すると、偏心コロ214a、214b、219a、219b、第1レンズ保持部材212L、第2レンズ保持部材218Lおよび第1レンズベース213回りが大きくなる。つまり、立体撮像レンズ200の外形が大きくなる。このため、立体撮像レンズ200とカメラ本体のグリップ部130との間の距離L6が小さくなり、ユーザがグリップ部130を握れなくなる。
If the first adjustment mechanism and the second adjustment mechanism are arranged in different regions in the optical axis direction, the
図6は、像側から見たレンズマウントカバー208を示している。また図7は、右眼および左眼光学系201R、201L(211R、211L)と、第1〜第3光軸OA1R〜OA3R、OA1L〜OA3Lと、マウント(カメラマウント122およびレンズマウント202)の内周と、カメラ本体に設けられた撮像素子111と、該撮像素子111上の右眼および左眼光学系201R、201LのイメージサークルICR、ICLとの位置関係を示している。図6では、撮像素子111を一点鎖線で示している。
FIG. 6 shows the
図6において、第6レンズ231−2R、231−2L(最終レンズ面)から撮像素子に向かう光路の間に設けられた境界壁部208eの上下(左右方向に直交して像面に平行な方向)の長さLは、図7に示すイメージサークルICR、ICLの径ΦD2より長く設定されている。
In FIG. 6, the direction parallel to the image plane perpendicular to the left-right direction of the
図1に示すように、立体撮像レンズ200のうち第5レンズ231R、231Lの一部、第6レンズ231−2R、231−2Lおよびレンズマウントカバー208は、レンズマウント202のフランジ面202Fよりも像側に突出している。このため、カメラマウント122のフランジ面を超えてカメラ本体の内部に入り込む。レンズマウントカバー208(境界壁部208e)の像側の端面と図1では不図示の撮像素子(撮像面)111との間の距離をL3、フランジ面202Fと撮像素子111の間の距離をL4、第6レンズ231−2R、231−2Lの像側の面と撮像素子111との間の距離をL5とすると、L3、L4およびL5は、
L3<L5
L3<L4
なる関係を有する。
As shown in FIG. 1, a part of the
L3 <L5
L3 <L4
Have a relationship.
一眼レフカメラ本体では、撮像素子111の物体側にシャッタとミラーが配置されている。このため、ミラーより物体側のシャッタの手前まで立体撮像レンズ200のうちフランジ面202Fよりも像側に突出した部分(以下、像側突出部分という)が入り込むことが可能である。一方、ミラーレスカメラ本体では、ミラーがなくてシャッタが撮像素子111の近くに配置されているため、立体撮像レンズ200の像側突出部分はカメラ本体のより奥まで入り込むことができる。さらにシャッタがないミラーレスカメラ本体では、撮像素子111に近接する位置まで立体撮像レンズ200の像側突出部分が入り込むことができる。境界壁部208eと撮像素子111との間の距離L3が短いほど、第6レンズ231−2R、231−2Lのそれぞれからの光が、他方の光学系のイメージサークルに漏れにくくなる。
In the single-lens reflex camera body, a shutter and a mirror are arranged on the object side of the
図7に示すように、撮像素子111上には、右眼光学系201RのイメージサークルICRと、左眼光学系201LのイメージサークルICLが並んで形成される。イメージサークルICR、ICL同士が重ならないように各イメージサークルの径ΦD2とイメージサークルICR、ICLの離間距離を設定するとよい。例えば、撮像素子111の撮像面を中央で半分に分けたときの右側の撮像領域の中央に右眼光学系201RのイメージサークルICRの中心が位置し、左側の撮像領域の中央に左眼光学系201LのイメージサークルICLの中心が位置するように設定することが好ましい。
As shown in FIG. 7, an image circle ICR of the right eye
本実施例の右眼および左眼光学系201R、201Lはそれぞれ全周魚眼レンズとして構成されており、これらにより形成される被写体像はほぼ180°の画角の範囲からの光が結像した円像になる。このため、図7に示すように、撮像素子111の撮像面上の左右に2つの円像が形成される。図1に示す右眼光学系201Rの第1光軸OA1Rと左眼光学系201Lの第1光軸OA1Lとの間の距離(間隔)である基線長L1が長いほど、撮像画像データを鑑賞する際にユーザに与える立体感が増加する。
The right eye and left eye
例えば、撮像素子111の撮像面のサイズを縦24mm×横36mm、イメージサークルICR、ICLの径ΦD2を17mm、第3光軸OA3R、OA3L間の間隔L2を18mm、第2光軸OA2R、OA2Lの長さを21mmとする。第2光軸OA2R、OA2Lが水平方向に延びるように右眼および左眼光学系201R、201Lを配置すると、基線長L1は60mmとなり、成人の眼幅とほぼ等しくなる。
For example, the size of the image pickup surface of the
また、レンズマウント202の内径ΦDは基線長L1よりも短くてよい。さらに、第3光軸OA3R、OA3L間の間隔L2をレンズマウント202の内径ΦDよりも短くすることにより、第5レンズ231R、231Lと第6レンズ231−2R、231−2Lを各マウントの内側に配置することができる。すなわち、
L2<φD<L1
なる設定が好ましい。
Further, the inner diameter ΦD of the
L2 <φD <L1
Is preferable.
フォーカスリング205の内径φFは、間隔L2に対して、
L2<φF
なる関係を有する。
The inner diameter φF of the
L2 <φF
Have a relationship.
図8は、立体撮像レンズ200とこれが着脱可能に装着されたカメラ本体110からなる立体撮像システム100の構成例を示している。立体撮像レンズ200は、上述した右眼光学系201Rおよび左眼光学系201Lと、レンズ制御部209とを有する。
FIG. 8 shows a configuration example of a
カメラ本体110は、上述したカメラマウント122および撮像素子111と、A/D変換器112、画像処理部113、表示部114、操作部115、記憶部116およびカメラ制御部117とを有する。立体撮像レンズ200のレンズマウント202をカメラ本体110のカメラマウント122に装着すると、カメラ制御部117とレンズ制御部209とが電気的に接続される。
The
撮像素子111上には、右眼光学系201Rと左眼光学系201Lのそれぞれによって被写体像(右眼像および左眼像)が並んで形成される。撮像素子111は、被写体像を撮像してアナログ電気信号に変換する。A/D変換器112は、撮像素子111から出力されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換する。画像処理部113は、A/D変換器112から出力されたデジタル信号に対して種々の画像処理を行って画像データを生成する。
Subject images (right-eye image and left-eye image) are formed side by side on the
表示部114は、画像データを表示して電子ビューファインダとして機能するとともに、撮像に関する各種情報を表示する。表示部114には、液晶パネルや有機ELパネル等の表示デバイスが用いられる。
The
操作部115は、ユーザが立体撮像システム100に対する各種指示を行うためのユーザインタフェースとして機能する。表示部114がタッチセンサを有する場合には、該タッチセンサも操作部115に含まれる。
The
カメラ制御部117は、立体撮像システム100の全体の制御を司る。カメラ制御部117は、CPUやMPU等のコンピュータにより構成される。記憶部116は、画像データ等、各種データを記憶する。また記憶部116は、コンピュータとしてのカメラ制御部117が処理を実行するためのプログラムも記憶する。記憶部116は、ROM、RAMおよびHDD等を用いて構成される。
The
なお、上記実施例では、右眼および左眼光学系を有する立体撮像レンズについて説明したが、複数の第1調整部材を配置する領域と複数の第2調整部材を配置する領域を光軸方向において互いに重複させる構成は、単眼の光学系を有するレンズ装置にも適用することができる。 In the above embodiment, the stereoscopic imaging lens having the right-eye and left-eye optical systems has been described, but the region in which the plurality of first adjusting members are arranged and the region in which the plurality of second adjusting members are arranged are defined in the optical axis direction. The configuration in which they overlap each other can also be applied to a lens device having a monocular optical system.
次に、本発明の実施例2について説明する。図9は、像側から見た本実施例におけるレンズマウントカバー(カバー部材)258の周辺を示している。図10は、レンズマウントカバー258の周辺の断面を示している。本実施例は、レンズマウントカバー258以外の実施例1と同じであるため、それらについての説明は省略する。
Next, Example 2 of the present invention will be described. FIG. 9 shows the periphery of the lens mount cover (cover member) 258 in this embodiment as viewed from the image side. FIG. 10 shows a cross section around the
レンズマウントカバー258は、左右の最終レンズ面よりも若干物体側に位置する第1のカバー部258aと、第1のカバー部258aの内側に該第1のカバー部258aおよび左右の最終レンズ面よりも像側に突出するように形成された第2のカバー部258bとを有する。第2のカバー部258bのうち左右の最終レンズ面に対向する位置には、該最終レンズ面から出射した光が通る開口部が内側に形成された左右の円筒壁部258L、258Rが形成されている。左右の円筒壁部258L、258Rは、左右の最終レンズ面の外周を囲むように形成されている。
The
円筒壁部258R、258Lの像側の端部は、図9に示すように、最終レンズと同軸で最終レンズからの光路を囲む円に沿って円弧形状に延びる円弧形状部258cと、該円弧形状部258cの境界壁部側の両端をつなぐように直線形状に延びるDカット部258fとを有する。これにより、各開口部はD形状となっている。Dカット部258fは、上述した最終レンズと同軸で最終レンズからの光路を囲む円の一部から該円の内側に突出した遮光部に相当する。
As shown in FIG. 9, the ends of the
また、図10に示す断面おいて、円弧形状部258cとDカット部258fは、開口部の内側に突出したエッジ形状に形成されている。このエッジ形状の端部によって、円筒壁208R、208Lで反射した不要光をカットすることでゴーストの発生を防ぐことができる。
Further, in the cross section shown in FIG. 10, the arc-shaped
円筒壁部258L、258Rの間の境界壁部258eは、実施例1と同様に、左右の最終レンズ面のそれぞれからの光路の間に設けられた遮光壁である。また、Dカット部258fも、左右の最終レンズ面のそれぞれからの光路から他方の光路への光の侵入を遮る遮光機能を有する。境界壁部258eとDカット部258fは、遮光部材に相当する。
The
本実施例の右眼および左眼光学系のように像側の光軸を互いに近接させるためにプリズムを用いる場合には、1回のみ反射する正規光以外に、プリズム内で複数回反射した光が像面まで到達してゴーストが発生しやすくなる。境界壁部258eとDカット部258fは、互いに近接した左右の最終レンズ面のそれぞれから出射した光が他方の最終レンズ面から出射した光により撮像素子上に形成されるイメージサークル内に入り込むこと、すなわちクロストークを防止するための遮光部として機能する。
When a prism is used to bring the optical axes on the image side closer to each other as in the right-eye and left-eye optical systems of this embodiment, the light reflected multiple times in the prism is in addition to the normal light reflected only once. Reaches the image plane and ghosts are likely to occur. In the
また、右眼光学系251Rと左眼光学系251Lが全周魚眼レンズである場合には、該全周魚眼レンズの全周における不要光をカットすることができる。なお、右眼光学系251Rと左眼光学系251Lは全周魚眼レンズであってもよいし、全周魚眼レンズではない魚眼レンズであってもよい。
Further, when the right eye
なお、本実施例でも、レンズマウントカバー258を設けずに、境界壁部に相当する遮光壁とDカット部に相当する遮光部のみを有する遮光部材を設けてもよい。
In this embodiment as well, a light-shielding member having only a light-shielding wall corresponding to the boundary wall portion and a light-shielding portion corresponding to the D-cut portion may be provided without providing the
図11は、全周魚眼レンズとしての右眼および左眼光学系251R、251Lを用いて撮像素子により取得された画像を示している。右眼および左眼光学系251R、251Lは、被写体からの光を上下と左右が逆さまになるように1つの撮像素子上に結像させる。このため、撮像素子により取得された画像を180°回転させたものが通常使用される画像となる。したがって、図11でも、左側に右眼光学系251Rを通した右眼画像300Rを示し、右側に左眼光学系251Lを通した左眼画像300Lを示している。
FIG. 11 shows an image acquired by an image sensor using the right eye and left eye
ただし、魚眼レンズのように広画角の光学系を2つ並べたことにより、右眼画像300Rの左端領域(第1の領域)301には、他方の光学系である左眼光学系251Lの最も被写体側の第1レンズ(図1における211L)とその周りのレンズ保持のための部材である押さえ環(同215L)や外装部分からの光が写り込む。同様に、左眼画像300Lの右端部(第1の領域)302には、他方の光学系である右眼光学系251Rの最も被写体側の第1レンズ(図1における211R)とその周りの押さえ環(同215R)や外装部分からの光が写り込む。このため、右眼および左眼光学系251R、251Lのうち一方のみでは完全な360°の画像を得ることができない。
However, by arranging two optical systems with a wide angle of view like a fisheye lens, the leftmost region (first region) 301 of the
円筒壁部258R、258Lの像側の端部における円弧形状部258cは全周魚眼レンズの有効光線を遮ることなく撮像素子上(イメージサークル内)に結像させる。しかし、Dカット部258fは、円弧形状部258cよりも開口部の内側に向かって突出する凸形状を有するため、有効光線の一部を遮ってケラレを生じさせる。このため、図11の画像中においてDカット部258fに相当する領域(第2の領域)311、312では、完全に暗くなってはいないが、他の周辺部に比べて暗くなっている。なお、領域311、312はそれぞれ、右眼画像300R中の左端領域301と、左眼画像300Lの右端領域302に対応する位置にある領域である。
The arc-shaped
左右の光学系を通して撮像を行う立体撮像システムにおいて魚眼レンズ等の超広角な光学系を使用する場合には、一方の光学系の像面に他方の光学系の最も被写体側のレンズや外装部分が写り込んでしまう。このときに一方の光学系の像面にて他方の光学系のレンズや外装部分が写り込む領域に本来写るはずの像は、他方の光学系でしか写らない。この結果、その領域では立体視可能な像を得ることができない。したがって、双方の光学系における該領域にケラレが生じても、実用上は問題がない。また、ゴーストを遮光した領域では、ケラレによる光量低下があっても左右の光学系を通して同時に撮像されないのであれば、立体撮像に影響はない。 When an ultra-wide-angle optical system such as a fisheye lens is used in a stereoscopic imaging system that captures images through the left and right optical systems, the image plane of one optical system shows the lens and exterior part of the other optical system on the most subject side. It gets crowded. At this time, the image that should originally appear in the area where the lens or exterior portion of the other optical system is reflected on the image plane of one optical system is captured only by the other optical system. As a result, a stereoscopic image cannot be obtained in that region. Therefore, even if eclipse occurs in the region in both optical systems, there is no problem in practical use. Further, in the region where the ghost is shielded, even if there is a decrease in the amount of light due to eclipse, if the images are not simultaneously imaged through the left and right optical systems, there is no effect on stereoscopic imaging.
(参考資料)
特開2009−180976号公報には、複数の光学系のそれぞれのイメージサークル内に他の光学系からの光が入り込まないようにするために、光学系から撮像素子に近接する位置まで延びる遮光壁を設ける技術が開示されている。ただし、この技術は、複眼光学系の小型化のための技術である。本実施例のようにレンズ交換式の撮像システムでは、撮像素子の前に、フォーカルプレーンシャッタや光学フィルタが配置されるために、遮光壁の長さには限界があり、特開2009−180976号公報のように撮像素子に近接する位置まで遮光壁を延ばすことはできない。すなわち、特開2009−180976号公報の技術を本実施例のようなレンズ交換式の撮像システムに適用することはできない。
(Reference material)
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-180977 describes a light-shielding wall extending from the optical system to a position close to the image sensor in order to prevent light from another optical system from entering the image circles of each of the plurality of optical systems. The technology for providing the above is disclosed. However, this technique is a technique for miniaturizing the compound eye optical system. In the interchangeable lens type image pickup system as in this embodiment, since the focal plane shutter and the optical filter are arranged in front of the image pickup element, there is a limit to the length of the light-shielding wall. It is not possible to extend the light-shielding wall to a position close to the image sensor as in the publication. That is, the technique of JP-A-2009-180976 cannot be applied to an interchangeable lens type imaging system as in this embodiment.
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each of the above-described examples is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each of the examples in carrying out the present invention.
200 立体撮像レンズ
201R、251R 右眼光学系
201L、251L 左眼光学系
202 レンズマウント
208、258 レンズマウントカバー
208e、258 境界壁部(遮光壁)
211R/L 第1レンズ
211−2R/L 第2レンズ
211−3R/L 第3レンズ
220R/L 第1プリズム
221R/L 第4レンズ
230R/L 第2プリズム
231R/L 第5レンズ
231−2R/L 第6レンズ
OA1R/L 第1光軸
OA2R/L 第2光軸
OA3R/L 第3光軸
258c 円弧形状部
258f Dカット部
200
211R / L 1st lens 211-2R / L 2nd lens 211-3R /
Claims (14)
前記右眼および左眼光学系のそれぞれの像側の部分の光軸間の間隔が物体側の部分の光軸間の間隔より狭く、
前記右眼および左眼光学系のそれぞれにおける最も像側の最終レンズ面から像面に向かう光路の間に設けられ、前記右眼光学系の前記最終レンズ面から前記左眼光学系のイメージサークルに向かう光を遮り、かつ前記左眼光学系の前記最終レンズ面から前記右眼光学系のイメージサークルに向かう光を遮る遮光壁を有することを特徴とするレンズ装置。 A lens device that has a right-eye optical system and a left-eye optical system and is detachably attached to an imaging device.
The distance between the optical axes of the image-side parts of the right-eye and left-eye optical systems is narrower than the distance between the optical axes of the object-side parts.
It is provided between the optical paths from the final lens surface on the image side to the image surface in each of the right eye and left eye optical systems, and from the final lens surface of the right eye optical system to the image circle of the left eye optical system. A lens device having a light-shielding wall that blocks light toward the image circle of the right-eye optical system from the final lens surface of the left-eye optical system.
前記右眼および左眼光学系のそれぞれの前記第3光学系の光軸間の間隔が前記第1光学系の光軸間の間隔より狭いことを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。 The right-eye optical system and the left-eye optical system have a first optical system and a second optical system having an optical axis bent with respect to the optical axis of the first optical system, respectively, in this order from the object side to the image side. A third optical system having an optical axis bent with respect to the optical axis of the second optical system.
The lens apparatus according to claim 1, wherein the distance between the optical axes of the third optical system of the right eye and the left eye optical system is narrower than the distance between the optical axes of the first optical system.
前記最終レンズ面が前記レンズマウントのフランジ面より像側に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のレンズ装置。 The lens device has a lens mount that is detachably attached to the image pickup device.
The lens device according to claim 1 or 2, wherein the final lens surface is arranged on the image side of the flange surface of the lens mount.
前記遮光壁は、前記カバー部材における前記左右の開口部の間に設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のレンズ装置。 A cover member having left and right openings facing the final lens surfaces of the right eye and left eye optical systems and projecting toward the image side from the final lens surface is attached to the lens device.
The lens device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light-shielding wall is provided between the left and right openings in the cover member.
前記遮光壁は、前記カバー部材における前記円筒壁部の間に設けられていることを特徴とする請求項4または5に記載のレンズ装置。 The cover member has the opening on the inside, and has cylindrical wall portions formed so as to surround the final lens surface on the left and right.
The lens device according to claim 4 or 5, wherein the light-shielding wall is provided between the cylindrical wall portions of the cover member.
前記右眼および左眼光学系のそれぞれの像側の部分の光軸間の間隔が物体側の部分の光軸間の間隔より狭く、
前記右眼および左眼光学系のそれぞれにおける最も像側の最終レンズ面から像面に向かう光路の間に設けられた遮光部材を有し、
前記遮光部材は、前記右眼および左眼光学系のそれぞれの前記最終レンズ面と同軸で前記光路を囲む円の一部から該円の内側に突出した遮光部を有することを特徴とするレンズ装置。 A lens device that has a right-eye optical system and a left-eye optical system and is detachably attached to an imaging device.
The distance between the optical axes of the image-side parts of the right-eye and left-eye optical systems is narrower than the distance between the optical axes of the object-side parts.
Each of the right eye and left eye optical systems has a light-shielding member provided between the optical paths from the final lens surface on the image side to the image surface.
The lens device is characterized by having a light-shielding portion that protrudes inward from a part of a circle that surrounds the optical path coaxially with the final lens surface of each of the right-eye and left-eye optical systems. ..
前記左右の開口部はそれぞれ、前記円に沿って延びる円弧形状部と、前記遮光部とを有し、
前記遮光部は、前記左右の開口部の間において前記円弧形状部の両端を直線形状につなぐ形状を有することを特徴とする請求項10に記載のレンズ装置。 A cover member having left and right openings facing the final lens surfaces of the right eye and left eye optical systems and projecting toward the image side from the final lens surface is attached to the lens device.
The left and right openings each have an arc-shaped portion extending along the circle and the light-shielding portion.
The lens device according to claim 10, wherein the light-shielding portion has a shape that connects both ends of the arc-shaped portion in a linear shape between the left and right openings.
前記遮光部は、前記右眼および左眼光学系のそれぞれの前記イメージサークル内において、前記他方の光学系のイメージサークル内の前記第1の領域に対応する位置にある第2の領域に向かう光を遮ることを特徴とする請求項10または11に記載のレンズ装置。 The right-eye and left-eye optical systems image light from the most object-side lens of the other optical system and a member holding the lens in a first region in each image circle.
The light-shielding portion is a light directed to a second region in the image circle of each of the right-eye and left-eye optical systems, which is located at a position corresponding to the first region in the image circle of the other optical system. 10. The lens apparatus according to claim 10 or 11, wherein the lens device blocks the lens.
該レンズ装置が着脱可能に装着される撮像装置とを有することを特徴とする撮像システ
ム。 The lens device according to any one of claims 1 to 13.
An imaging system comprising an imaging device to which the lens device is detachably attached.
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